子系统设计范文（精选12篇）
子系统设计 第1篇
查询分析子系统是多经综合管理系统平台的最终目标, 是对各行业企业上报的各类数据进行整合, 按多种经营管理的需要从多角度、多种方式来展现企业信息。
按查询方式来分, 查询分析可分为三种:
第一, 是针对企业上报表单来查询各企业各周期的上报表单, 查询的是企业最详细的信息, 也包括对企业动态上报的信息查询。
第二, 是按既定格式的统计分析报表查询, 根据综合管理需要从各个角度定义报表模型来展现企业信息, 这是主要查询分析方式。
第三, 是根据用户的需要, 可随时动态构建查询内容和条件来从数据库中提取需要的信息, 也可以将动态构建的查询保存为主题, 供重复查询使用, 这是查询分析的一种补充。
二、系统实现方案
1. 接口设计
用户接口, 统一采用浏览器方式。
外部接口, 系统平台是一相对独立的应用系统, 与外部的接口只能从Excel文件模板导入企业表单数据。
具体接口应用流程:
(1) 创建与表单对应的Excel文件模板;
(2) 并建立表单数据项目与Excel文件模板单元格的对照关系;
(3) 企业按周期从自己信息系统中导出表单中相应数据到Excel文件模板, 或手工录入;
(4) 进入多经平台的企业上报功能, 选择表单, 如果表单支持导入则选择已经准备好数据的Excel文件, 系统进行合法性检测后, 将根据对照关系自动导入。
内部接口, 模块之间的数据库数据交互通过存储过程和触发器的形式来实现。
客户端与服务器端之间数据参数的传递以GET或POST方式来实现。
2. 模块设计
3. 流程设计
仅以动态查询应用流程为例。
4. 数据库设计
仅以数据字典从表为例。
5. 功能需求与程序的关系
三、结束语
《系统的设计》教学设计 第2篇
教学目标：
知识与技能：
通过具体的系统设计案例分析，使学生初步掌握系统设计的基本方法。
过程与方法：
具备一定的系统设计和系统评价的能力。
情感、态度和价值观：
培养学生团队精神和认真学习、刻苦钻研、坚忍不拔的意志和毅力。
教学重点：
1、系统设计的基本方法。
2、让学生会运用系统设计的知识进行简单的系统设计。
教学难点：
1、掌握好系统设计基本方法中的系统设计。
2、确定一个任务，根据设计要求完成系统设计的方案设计。
教学过程：
新教学：
一、系统的设计
1什么是系统设计？
2系统设计应考虑的主要问题。
系统设计的目的与要求
系统各部分之间的相互联系与相互作用
系统设计方案的优化
P86马上行动：
1要实现的总体目标是安全、经济、快速地完成筑路工程。
2要选择好筑路技术设计方案，如公路要越过两座山坡，是穿隧道还是绕道行。
3要考虑工期、人员、材料的具体安排方案，降低材料成本，减少材料浪费，在不增加过多人员的前提下，提高工程进度等。
3系统设计的一般步骤。
①将系统分解为若干个小系统
②确定各子系统的目标、功能及相互关系
③对子系统进行技术设计和评价
④对系统进行总体技术设计和评价
二、简单系统设计的实现
系统设计多用于比较复杂的社会系统工程、经济系统工程、规划系统工程、生态系统工程、能源系统工程、交通运输系统工程、农业系统工程、工业及企业系统工程、军事系统工程等方面
（讲解本上两个案例）
三、系统设计的主要过程
结合编制《学校田径运动会竞赛日程表》来分析阐述系统设计的主要过程。
、提出设计问题；
学校每年都举行田径运动会，如果你是学生会的体育部长，会如何组织编制好《学校田径运动会竞赛日程表》。
2、收集与分析相关资料（包括外部环境及约束条）；
学习竞赛规程和田径规则，了解运动会的期限、天数，作息时间，开、闭幕式的时间；
了解参赛单位人数、组别设置；
场地器材条、跑道条数、跳跃和投掷场地及器材数量；
熟悉赛次的安排、录取办法、录取名次、计分办法；
掌握裁判员的人数和水平、等级情况。
查阅学校前几届运动的相关资料。
3、确定设计目的；
编制好编排合理，符合竞赛规程和学校实际的《学校田径运动会竞赛日程表》。
4、系统的设计（重点考虑：系统由哪些组分组成？系统各组分具有什么功能？各组分如何配合工作？如何解决矛盾冲突？）；
具体讲：竞赛日程的编排视为一个系统，这个系统是系统结构与系统流程相辅相成的系统，要求系统结构合理，运行流程畅通。
A、竞赛日程的编排原则
（1）比赛的间隔时间（最短）：200米及200米以下各项为4分钟；200米以上至1000米各项为90分钟；1000米以上各项目不在同一天；全能各单项间休息30分钟（以最后一人结束比赛到下一项比赛第一人开始）。
（2）尽量不安排项目冲突。
（3）尽量照顾兼项之间的时间间隔，及格赛后间隔一天进行正式比赛。
（4）不同组别的同一田赛项目，一般不连续安排在同一单位。
（）不同组别的同一径赛项目，最好衔接进行。
（6）跨栏项目一般安排各单元的第一项，还可安排在长距离竞走、跑之后进行。
（7）决赛时预计能破纪录的项目，可分配到各个单元。
（8）同一时间不安排、两个田赛长投项目。
（9）竞走、长跑时最好不要安排标枪。
（10）撑竿跳高尽可能安排在上午。
（11）接力赛尽量安排在单元的最后。
（12）精彩的项目尽可能安排在开、闭幕式后或节假日。
（13）田赛项目注意场地的合理运用。
（14）最后一个单元尽量少安排项目。
（1）尽可能使田赛和径赛同时结束。
B、竞赛日程的编排方法
按竞赛规程规定的比赛天数、单元、时间、组别和项目等，填写竞赛日程安排表，再根据竞赛规程中的参赛单位、报名要求等预计各项赛次，然后先填全能项目，后排单项；单项中先排径赛，后排田赛。
、编排比赛秩序：
（1）先排全能项目，其次是赛次多的项目，再排跨栏和其他径赛项目。
（2）参阅兼项表进行核对，检查有无兼项冲突。
（3）排完径赛再排田赛，注意兼项和性质相关项目的先后顺序。
（4）全部项目排好后，应详细检查，如有不妥之处，再进行调整。
编排出多个方案，从中筛选最佳方案。
、系统的评价及优化
对《学校田径运动会竞赛日程表》进行反复研究、征集意见、调整修改。
小结与练习：
1、堂小结
本节主要内容有：
1)系统设计的原则。
2)系统设计的主要过程
3)运用系统设计的基本思想和方法，进行简单的系统设计。
2、练习
评价项目
方案1
方案2
方案3
成本投入状况
少
少
多
实施的速度
快
快
慢
管理的可行性
可行
较可行
有经费可行
技术的先进性
一般
一般
先进
技术实现的可行性
可行
可行
可行
可能产生的负效应
职工人数增多
影响学生正常时间就餐
投入较慢
整体效果
可行
较可行
较可行
关键是运用系统的思想，设计分选设备中各个部分，使它们之间构成特定的关系，才能实现分选并达到的可调孔径的目的。
运用系统的思想解决：
①应增加管道和集水设备；
②实现定时排水浇洒；
大厦电视监控系统系统的设计 第3篇
【关键词】电视监控系统;设计;大厦
监控系统是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力强的综合系统。通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等）直接观看大厦内的一切情况，做到看得见、看的全，可以把被监视场所的图像内容传送到监控中心，使被监控场所的情况一目了然。电视监控系统还可以与防盗报警等其他安全技术防范体系联动运行，使电视监控系统在实现了自动跟踪、实时处理等方面有了很大发展，从而使电视监控系统在整个安全防范体系中具有举足轻重的地位。电视监控系统的另一特点是它可以把监视场所的图像清楚的纪录下来，这样就为日后对某些事件的处理提供了便利条件及重要依据。总之，电视监控系统已成为安全技术防范体系中不可缺少的重要组成部分，其系统图如4.2所示。
图4.2 电视监控系统
（一）用户需求
根据设计图纸要求，监控点主要设置在首层主要出入口，各层楼梯前室，电梯厅及电梯轿厢，主要通道，地下停车场及出入口，服务台设紧急按钮。
（二）设计原则
根据甲方要求，地下车库的出入口设置红外一体化摄像机和红外高清摄像头，在大楼首层出入口设置红外高清摄像机，电梯选择电梯专用摄像机，大楼的各个出口选用匀速球型摄像机。保证大楼的各个出口都在监控范围之内，看的清，看的全，不留监控死角。
（1）系统指标
图像水平清晰度，摄像机不低于420电视线;图像画面的灰度不低于8级;系统的各视频信号，在监视器输入端的电平值1VP-P+3dB;系统在低照度使用时，监视画面达到可用图像，其系统信噪比不低于30dB;
（2）综合评估
系统图像质量的随机信噪比不低于40dB，图像质量按五级图像质量标准评定，图像质量不低于四级。
（3）灵敏度的要求
当前所用的摄像机照度范围为（0.01～0.06）LUX.。 摄像机的照度与镜头的相对孔径有及其重要的关系，因此当被防范目标的照度经常变化时，应选用自动光圈镜头，用视频信号的变化量来改变镜头的相对孔径，调节摄像机的入光量，以保证取得良好的图像。
（4）分辩率的要求
对被防范目标的识别，不但取决于摄像机的分辨率，更取决于被监视的现场，也就是说取决于镜头焦距。作为宏观监控摄像机的分辨率要清晰。对环境的要求：摄像机必须在现场環境条件下长期稳定的工作。对供电的要求：所有摄像机都能在标准电源正常变化的情况下工作。但由于我国的电源电压变化较大，因此要求摄像机有更大的电源变化范围。 系统在设计上采用统一的技术规范及通信格式，将所有的系统有机的集成一起，其系统与系统之间可相互通信，数据共享，使其构成一个高度智能化、自动化的闭路电视监控系统。同时要考虑到所采用的系统设备不但在日后运行时起到对外的监控作用，系统本身也能具有自身防破坏及报警功能，并且可长时间可靠运行。综合上述的设计目标，我们在监控系统的中心控制端采用AB的主控设备。
在镜头方面，根据不同的监控范围选取不同焦距的镜头，以适应不同的监控要求。考虑到环境光线的变化，所以所有的监控点配备自动光圈的镜头。
本系统的闭路电视监控中心采用中央矩阵控制系统，从而实现整个系统的无缝连接和统一控制，所有摄像机及监视器都可在管理中心上控制其运行，每一个摄像机的图像都可在多个监视器上输出，实时显示送来的直播图像，达到实时监控该区域的目的，同时允许在同一界面上对CCTV进行画面显示切换。系统对视频信号的处理和储存是通过操作中心设备进行的，可在中心内所有得到许可的管理员进行对监控系统的控制和观察，并可在中心控制设备上设定其权限。
（三）方案说明
此项目的监控系统主机容量要求满足现在及今后扩容需要。具体配置如下。
（1）传输部分：所有摄像机采用集中供电，每台摄像机引1条视频电缆经过弱电间至中控室。
（2）控制部分：在此系统中，控制设备有矩阵主机、画面分割器、键盘、解码器、云台控制器等设备。此控制部分在本系统中是十分重要的，可谓系统的心脏部位，本系统中矩阵主机选用加拿大AB主控设备AB-D2050R系统。其中控设备——矩阵主机是一智能型的真正实现了即插即用的可操作设备，可以进行菜单编程、年月日、中英文输入，还有报警功能。
（3）显示、记录部分：系统配置日本松下专业监视器进行监视，进行录像。
随着人们对生活要求的越来越高，在越来越多的大厦当中，使用大厦电视监控系统会越来越多。它的广泛使用，将不断提高人们的生活居住的质量。
参考文献：
[1] 吴成东.国内外智能人厦与智能住宅的发展[J].城市建筑智能系统，2010，24（2）：165-174.
[2] 张瑞武.智能建筑[M].北京：清华大学出版社，2012.
浅析设计数据管理子系统 第4篇
1 文件管理系统
文件管理系统在操作系统中扮演了一个重要的角色, 虽说它在存贮数据方面简单易操作且费用低廉, 但对文档操作方面级别很低, 为达到适用抽象的级别就力不从心, 程序员将对它另行编码才可行。再者文件管理系统依赖于相应的操作系统, 不同的系统相应的文件管理系统也会存在差异性。
2 关系数据库管理系统
关系数据库管理系统因由关系代数所衍生, 所以它的根基扎实, 并且具备如下优势:
(1) 它的数据管理功能强大, 基于数据中断恢复、多用户同时共享资源、多方事务支持等方面, 作用显著。
(2) 对于应用程序的各异性, 它可以提供了相同的接口。
(3) 语言的统一的标准化:基于SQL语言开发的应用程序, 往往应用在商品化的关系数据库管理系统中, 从而形成了语言的标准化统一。
关系数据库管理系统也有它的弊端, 因其复杂性, 要做到通用和完全统一几乎不可能, 如下所述的几点, 就反映出了它的局限性:
(1) 灵活性很差, 运行的周期长:处理一个简单的事件 (如修改表中某一列字符) , 花费的运行时间也会很长。
(2) 对于高级事务应用的需求难满足:关系数据库管理系统虽然数据结构并不复杂, 但在众多商务应用领域, 数据量大且数据类型丰富的情况下, 关系数据库管理系统往往很难得到实际的应用。
(3) 与程序设计语言的接口不一致:SQL语言属于非过程性语言, 而一般程序设计语言是过程性语言, 前者进行的是集合操作, 而后者每次执行的是一条记录程序的处理。
3 面向对象数据库管理系统
面向对象数据库管理系统提供了两种设计方法, 包括了扩展的关系数据库管理系统和扩展的面向对象程序设计语言。
(1) 扩展的关系数据库管理系统在原有关系数据库的基础上, 新增了诸如抽象数据类型及其继承的机制、创建及管理类的通用服务、创建及管理对象的通用服务等等新功能。
(2) 扩展的面向对象程序设计语言增加了在数据库中存储及管理对象的机制、面向对象程序设计语言的功能及语法。程序员不用区分程序数据结构 (即生命周期临时的数据) 和存储数据结构, 从而达到面向对象进行统一的程序设计。
一般“对象”数据管理模式绝大部分使用“复制对象”的方法:在保留完对象值之后, 紧接着创建对象的另一个副本。扩展的面向对象程序设计语言就是扩展了这种机制且支持“永久对象”的方法, 准确存储对象 (涵盖了对象的内部标识在内) , 且不只是存储对象值。通过这种程序设计, 我们不难发现存储器在索引到一个对象时, 将与先前对象保持一致。采用“永久对象”方法的优势在于, 在多用户环境中从对象服务器中能共享数据做好了铺垫。
4 设计数据格式
采用设计数据格式的方法, 在实际应用中与所使用的数据存储管理模式关系紧密, 下面所述的设计方法, 即适用于各种数据存储管理模式:
4.1 文件系统
(1) 定义第一范式表包涵了列出每个类的属性表, 且将它规范成第一范式, 由此得出第一范式表的定义。
(2) 所有的第一范式表都必须定义一个文件。
(3) 测量必需的存储容量及性能。
(4) 为满足存储及性能的需求, 必须要修改原设计的第一范式。
把某种属性组合在一起并分配相应的编码值来表示这些属性, 每个属性不必分别使用独立的域来表示。如情况允许, 可将泛化结构的属性直接压缩成一个文件当中, 从而降低了文件使用的数量。此法的优点是节减了存储空间, 缺点是增加了系统运行程序的时间。
4.2 关系数据库管理系统
(1) 定义第三范式表包括了列出每个类的属性表并将它规范成第三范式, 进而得到第三范式表的定义。
(2) 所有的第三范式表都必须分配一个相应的数据库表。
(3) 测量需要的存储容量及其性能。
(4) 为满足存储及性能的需求, 必须要修改之前设计的第三范式。
4.3 面向对象的数据库管理系统
(1) 扩展的关系数据库可使用与关系数据库管理系统一致的方法。
(2) 因数据库管理系统以其拥有将对象值映射成存储值的功能, 所以扩展的面向对象程序设计语言方式则不用规范化属性的步骤。
5 相应服务的设计
存储某个类的对象必须增加相应的服务和属性, 才能完成存储对象自身的工作。因而必须增加相应的服务和属性来做为“隐含”的服务和属性, 只要在关于对象与类的文档中描述它们, 而没必要在面向对象设计模型的服务层和属性中显式地表示它们。
通过设计对象自我存储功能, 且利用“存储自己”的服务和属性将会在数据管理子系统和问题域子系统之间构成一道桥梁。如要在某个适当的基类中定义这样的服务和属性, 就需用到多重继承机制来实现;如要长期存储某个类的对象, 此类就必须从基类中继承这样的服务和属性。
6 例子
为具体说明该数据管理子系统的设计方法, 可列出个设计ATM系统的例子。在面向对象设计过程之中, 把ATM系统的问题域子系统划分出更小的三个系统:分行计算机子系统、中央计算机子系统及ATM站子系统, 组成星形的拓朴结构。中央计算机处于核心位置, 与分行计算机和全部ATM站进行信息传递。用专用电话线实现它们之间的物理连接, 并用分行代码和ATM站号来区分连接中央计算机的电话线。
从图1中可以看出, 放在分行计算机中存储着永久性唯一的数据。由于往往存在多个并发事件同时访问, 为保证数据的完整性和一致性, 应采用完善的关系数据库管理系统来存储数据。应做到每个事务是个整体, 用批操作的方式来处理每个事务, 最后由事务封锁账户, 一直到该事务结束为止。
从图1中不难发现, 账户类对象是主要必须存储的对象。为达到帐户类对象知道自身是怎样被存储的和实现数据管理子系统的目的, 以下有两种方式:
(1) 每个对象实现自身能保存自己。账户类对象实现自我存储程序, 通常是在接到“存储自己”的命令后才执行的, 以上行为须新增一个服务及一个属性才能实现。
(2) 存储对象应由数据管理子系统管理。当系统发送账户类对象“存储自己”的命令时, 数据管理子系统也会收到相应从它发来的提示, 将它的状态及时存贮起来, 以上行为须新增一个服务及一个属性才能实现。此类方法的优势在于, 问题域子系统不用再修改。
7 结束语
通过以上分析, 要设计好数据管理子系统, 必须先定义一个数据管理类, 并指出它的对象所提供的服务, 应包涵通知对象保存自身及需长期存储对象的状态、并检索已存储的对象并使之能再次能得应用。相信程序设计者们能灵活运用此类设计方法, 设计出优秀数据管理子系统。
摘要：数据管理子系统是系统建立在数据存储管理系统之上, 它是存储或检索对象的根基, 并且数据存储管理模式对它产生不了任何影响。并举出具体实例说明数据管理子系统的设计方法。
关键词：面向对象数据库,设计数据格式,关系数据库管理
参考文献
[1]张广明.数据中心建设与运行管理.电子工业出版社, 2002.
[2]郭东强.现代管理信息系统.清华大学出版社, 2013.
[3]国库司.大数据时代.经济科学出版社, 2013.
关于系统邮件的设计网页设计 第5篇
写这篇文章的直接诱因是今天下午那个巨崩溃的淘宝注册体验（注意，我说的是给我的体验巨差，没有说用户体验！）。电子商务产品的设计中，我们会最频繁的面对的一个模块就是EDM，在这个过程中积累了一些想法，一并记录下来。
系统邮件可以简单分为2类：提醒类(注册提醒、订阅提醒、生日或节日提醒)、EDM(电子邮件营销)。
一、作为提醒类的系统邮件，我个人觉得比较简单，只要把握住：简洁、直接2个要素就足够了。提醒类邮件不需要花哨的修饰，不需要夸张的表达，因为对用户而言他唯一需要的就是知晓邮件的内容同时点击那个他需要的链接就足够了，建议使用文本形式制作。
>>对于发信人：表明身份即可，可以直接使用网站名称。如：Twitter、Flickr Mail
>>对于标题：表明邮件的来处+需要处理的信息类型就足够了。如：kentzhu is now following you on twitter！
>>对于邮件头部：需要有一个固定的头部，一般直接使用网站的LOGO就够了。当然，也看到部分EDM放的是LOGO+网站导航。建议不放，因为提醒邮件的作用在于让用户快速的完成任务，不是推广，区别与EDM邮件。
>>对于邮件内容需要注意：
1)千万不要使用图片！这点我觉得是跟网页设计最大的区别，网页上设计师都会使用大且带颜色的按钮来吸引用户的视觉注意，但是在邮件设计中恰恰是个巨大的错误！因为，几乎所有的邮件系统在接受邮件的时候都默认不加载图片的。所以，在邮件中最有力的吸引视觉的手法是文字！比如，淘宝的注册提醒邮件，使用了2个巨大的登录按钮，但是，默认的时候图片被屏蔽，于是整个邮件一片空白….
2)链接地址千万使用明文的！目前主流的提醒邮件链接是一个文字链同时附加一个明文链接地址的做法，也是可以的。因为有的邮件系统可能会过滤文字超链接，所以设置成超链接和明文链接的地址一致的做法可以避免这一点。
3) 如果，你真的要使用图片，那么，请在这个图片上加注“Alt”属性。这样即使图片被屏蔽了也能知道这个图片代表是嘛玩意，
比如，Flickr的提醒邮件在这点上就很棒。
>>对于正文：请千万简洁，表述一下这个是什么动作，用户该怎么做就OK了，其他的嗦的不要！因为在这个模块里，用户的目标任务是单一的，你需要的是用更单纯的页面来让用户快速的完成这个任务，这就OK了。
>>其他：如果可以请告诉用户如何退订类似的邮件(别学流氓卓越亚马逊！)；可以善意的告诉用户请勿直接回复该邮件。
二、EDM邮件对用户而言，用户可能会更关注其内容的丰富性和视觉效果。因此EDM邮件必然无法纯文字，且EDM邮件的主要目的是吸引用户去网站乃至与去购买，所以会更复杂一些。
>>对于标题：务必吸引人。但是前提是要表述清楚内容同时不要过长。
>>对于页面的宽度：建议控制在650px以下。个人比较倾向于使用650px，因为这个宽度不管是对于2栏还是3栏的设计都比较容易布局(刨除10px的间隙，然后再整除一下，很明显这个数字比较容易搞定)。
>>对于页面内容：因为使用图片无可避免，但是，重要的内容请务必使用文字，哪怕是使用了图片也务必给出文字标识！这点上有啊的EDM做的很棒，有啊的EDM页头是LOGO+主导航的模式，LOGO使用了Alt属性，同时主导航是直接实用的文字链接的形式。这样就算整个邮件图片被屏蔽了重要的信息还是可以显示出来。
>>对于图片的使用：建议给每个图片一个固定的宽度和高度及Alt属性标识，同时，注意不要使用背景图片。
>>对于引导：一般的EDM都会在web端留一个源地址，所以，请在你的EDM的明显位置给出一个超链接，“如果图片无法显示请点击这里查看”，这样就算被屏蔽了也能引导部分用户。
>>关于一致性：如果您会定期发送EDM(这句好似废话啊)，请注意使用统一的风格，主要是页头和页尾的风格统一。如果，你是有期刊号的请将期刊号和时间也一并加入！
>>关于提醒：请将如何退订、如何联系等必要的内容不吝的放在页面的底部，做个彬彬有礼的推广者。同时，如果您愿意提供退订按钮，请务必试着实现一键退订….
>>一些补充：系统邮件的制作应该随时注意按照邮件的玩法来走，打开速度要快；页面不要过长，建议在2屏内。关于具体内的排版与设计且听下回分解。
奉上有啊EDM一枚(故意屏蔽图片)
门机防风系统设计 第6篇
关键词：门机；防风；稳定性；设计计算
1.概述
随着门机的大型化，其安全性越来越受到关注，防风安全成为码头作业中一项最为重要的安全防治工作。门机防风是个系统，目前国家规范繁杂，不同部门对防风要求不一样，我们针对这种情况，整合现有各方面研究门机防风的设计要求，对门机的轮压及整机稳定性、锚定力、防风铁鞋和惯性制动器、防风拉索和缓冲器等进行设计计算，确定门机的防风设计方案。以此作为门机防风的设计依据和参考，解决设计防风系统缺乏设计依据的问题。
2.门机防风系统计算
2.1轮压计算
门机的轮压关系着码头基础建设和整机稳定性。分为工作状态和非工作状态的轮压，并以门机在最不利位置，受最不利的风向条件下的理论计算。
四支点门机按刚性支承假定计算支承压力和轮压，即假定门机的四个支点始终保持在同一个平面上。
式中： 非回转部分总重量； 回转部分的总重量（包括货重）；t旋转中心和门架中心的距离；
、 总力矩M沿X和Y轴的分量；l、S轨距；b、B基距；n每条支腿的行走轮数量。
2.1.1工作状态最大轮压
当门机最大幅度、满载、风由后向前吹，且臂架处于支承平面垂直于对角线连线AC，即 ，货物外摆10度时，出现最大轮压（B点）和最小轮压（D点）。
式中： 工作状态下风作用在门机上的最大风压
风力系数；
工作状态下最大计算风压；
构件平行于纵向轴线的正面风作用面积（ ）；
风力方向与构件表面纵向轴线呈的夹角（ ）
倾覆力矩：
式中：e门机回转以上部分质量的重心到回转中心的距离
h风载荷作用于整机的型心高度； 风载荷作用于货物的高度
最大轮压： ；最小轮压：
2.1.2非工作状态最大轮压
门机空载最小幅度臂架平行于轨道放置，非工作状态最大风压沿臂架从前往后吹时，有最大轮压。
式中： 非工作状态下风作用载荷； 风压随高度变化系数；
非工作状态计算风压 ； 构件平行于纵向轴线正面受风作用面积（ ）。
倾覆力矩 最大轮压 ；最小轮压
整机稳定性
根据GB/T3811-2008规定，门机的稳定性计算按无风静载、有风动载、突然卸载或吊具脱落和非工作状态最大风压四种工况进行（基础一定情况下，不考虑坡道、轨道高低差和惯性力等附加力矩）
（1）无风静载：门机吊起试验载荷的重量，位于最大幅度时的状态；
（2）有风动载：门机吊起额定载荷重量，位于最大幅度，貨物外摆10°，并且整机受到沿着臂架方向，由后向前吹的Ⅱ类风的状态；
（3）突然卸载或吊具脱落：门机起吊额定载荷重量，位于最小幅度，并且整机受到沿着臂架方向，由前向后吹的Ⅱ类风，此时门座机悬停在空中的货物发生突然卸载（或吊具突然脱落）的状态；
锚定力和防风计算
大车锚定装置和防风绳的作用一样，均为防止非工作状态下，起重机不沿轨道滑移，设计时只考虑一种保护单独作用的情况。当臂架处于最小幅度平行于轨道放置，非工作状态最大风压沿轨道吹时，大车锚定处于最不利状况。
锚定力计算
风载荷
式中：C风载系数； 风压高度变化系数； 计算风压；A垂直于风向的迎风面积。则主动轮和轨面的粘着力
式中： 主动轮的总轮压；f主动轮和轨面的粘着系数。
得总锚定力和防风水平力为
一般门机配备四个锚定插板，所以单个锚定插板的水平力为 。
防风拉索计算
防风拉索装置主要具有防止门机在非工作状态下发生倾覆作用，当门机遭受最大风速作用时，可根据不同的工况计算出门机各腿的的腿压值，以此作为垂直方向上防风拉索装置的受力情况。根据拉索装置的空间布置，（如图2）防风系缆图）可求出拉索的受力 的大小。
根据空间几何关系，得：
式中 为负腿压值。由此式可以见，只有减小防风拉索系缆装置顺着和垂直于轨道两个方向上的距离，才可以减小防风拉索受到的拉力，也就是 为零时，防风拉索所受力为最小值。
电动铁鞋计算
起重机处于最小幅度，并且起重机变幅平面垂直于轨道。风顺着轨道方向吹的情况下进行计算，此时起重机受风面积最大，即风载荷最大、最不利情况。此时风速按 ，风压为 （ ） 风载荷
由整机水平方向力平衡得
式中 是行走机构从动轮的数量， 是电动铁鞋的数量， 是每个电动铁鞋所可以提供的水平方向力。
缓冲计算
由计算式： 得
式中： 运行机构速度；S缓冲器缓冲行程。
总结
本文在对门机的相关防风装置进行设计计算，主要包括：门机轮压计算、整机稳定性计算、锚定和防风水平力计算、防风拉索设计、电动铁鞋的选型计算和缓冲器的选型计算等，确定了相关防风装置的通用设计方案及其验算方法，提供防风系统设计依据。
展望
子系统设计 第7篇
1 称重系统的硬件设计
1.1 电源电路设计
根据设计需要, 本系统中需要设计两种不同级别的电源, 即传感器需要+12V的电源, 而系统其他芯片使用的是+5V电源。考虑本次设计的实际要求, 为使系统稳定工作, 提高产品的性价比, 电源电路的设计决定采用如下方案:
220V的交流电经过变压器后输出15V的电压, 经整流滤波电路后, 通过7812和LM7905进行DC/DC变换得到+12V和+5V、-5V供传感器和系统的其他芯片使用。在变压器的原边加入熔断保护装置和MFC网络, 使得系统获得的电源更稳定, 效果更好, 且电路短路时, 熔断装置会迅速切断电源, 保护其他电路元件不被损坏。
1.2 数据采集部分电路设计
1.2.1 传感器外围以及放大电路设计
传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。使用传感器首先要考虑传感器所处的实际工作环境, 这对正确使用传感器至关重要, 它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命, 乃至整个衡器的可靠性和安全性。因此传感器外围电路的抗干扰能力是数据采集部分电路设计的关键环节。
传感器检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出, 由于惠斯登电桥具有很多优点, 如可以抑制温度变化的影响, 抑制侧向力干扰, 比较方便地解决称重传感器的补偿问题等, 又因为全桥式等臂电桥的灵敏度最高, 各臂参数一致, 各种干扰的影响容易相互抵消, 所以本设计选用的最终方案是上海开沐自动化有限公司生产的NS-TH1系列称重传感器, 额定载荷20Kg, 该称重传感器采用全桥式等臂电桥。
由于传感器输出的电压信号很小, 是m V级的电压信号, 因此为了提高系统的抗干扰能力, 在传感器外围电路的设计过程中增加了由普通运放设计的差动放大器增益调节电阻Rg选用10K电阻, 是为了满足系统抗干扰的要求而设计。
这是一个电阻应变片式称重传感器, 将电阻应变片贴在金属的弹性体 (即力敏感器) 上, 并连接成一差动全桥电路。电阻应变片实心轴沿轴向线应变为:
实心轴沿圆周向线应变为:
金属材料的电阻相对变化公式为:
把 (1) 、 (2) 代入 (3) 可以得到其输出电压为:
其中F为压力 (即重物重量) A为受力面积E为弹性材料的弹性模量。如果在电阻的两侧都加入应变片, 则其输出为
SP20C-G501的输出电压为1-5V, 相应压力为1-50KPa。供电电流变动会直接影响传感器的输出电压, 因此希望电流变动要小。此外, 增大或减小驱动电流可调整输出电压, 但电流过小, 输出电压降低同时抗噪声能力减弱;电流过大, 会使传感器发热等, 将对传感器特性加大影响。因此在电路中使用1m A的驱动电流。在电路中采用通用运算放大器LM324, 由稳态二极管VS提供2.5V的输出电压经电阻R2和R3分压得到基准电压, 作为运放A1输入电压, 并供给1m A的电流。传感器的驱动电流流过基准电阻R4, 其上的压降等于输入电压。
R13和R 14为失调电压的温度补偿电阻, 阻值选择500k-1.5M。输入采用高输入阻抗的差动输入方式, 再由差动放大器电路进行放大, 输出1-5V的电压。RP2用于调整电路输入的灵敏度, RP1用于失调电压的调整。调整时, 压力为0KPa时输出电压为1V, 调整RP1, 当压力为达到20Kg的力时, 输出电压为5V即可。
而由式 (5) 得三运放放大电路的输出信号与输入信号的关系式为:
通过上式可以看出, 放大系数为
代入数值可以计算出, 其放大系数在70~150之间, 完全符合设计要求。
由 (3-6) 可以得到电桥输入电压U0与被测重量x成正比, 即
式中:Ur——电桥的电源电压
K0——传感器系数
1.2.2 A/D转换芯片与AT89S51单片机接口电路设计
AD574是美国Analog Device公司生产的12位单片A/D转换器。它采用逐次逼近型的A/D转换器, 最大转换时间为25us, 转换精度为0.05%, 所以适合于高精度的快速转换采样系统。由于对AD574 8、10、12引脚的外接电路有不同连接方式, 所以AD574与单片机的接口方案有两种, 一种是单极性接法, 可实现输入信号0~10V或者0~20V之间的转换;另一种为双极性接法, 可实现输入信号-5~+5V或者-10~+10V之间的转换。
根据芯片管脚的原理, 无论启动、转换还是结果输出, 都要保证CE端为高电平, 所以可以将单片机的/RD引脚和/WR端通过与非门与AD574的CE端连接起来。转换结果分高8位、低4位与P0口相连, 分两次读入, 所以12/-8端接地。同时, 为了使CS、A0、R/-C在读取转换结果时保持相应的电平, 可以将来自单片机的控制信号经74LS373锁存后再接入。CPU可采用中断、查询或者程序延时等方式读取AD574的转换结果, 本设计采用中断方式, 则将转换结束状态STS端接到P3.2 (外部中断/INT0) 。其工作过程如下:
(1) 当单片机执行对外部数据存储器的写指令, 并使CE=1, /CS=0, R/-C=0, A0=0时, 进行12位A/D转换启动。
(2) CPU等待STS状态信号送P3.2口, 当STS由高电平变为低电平时, 就表示转换结束。转换结束后, 单片机通过分两次读取外部数据存储器操作, 读取12位的转换结果数据。
(3) 当CE=1, /CS=0, R/-C=1, A0=0时, 读取高8位;当CE=1, /CS=0, R/-C=1, A0=1时, 读取低4位。
1.3 液晶显示电路的设计
内置T6963C控制器的液晶显示模块与计算机的接口时序为Intel8080时序。内置T6963C控制器的液晶显示模块的接口技术有两种:
1.3.1 直接访问方式
直接访问方式是把内置T6963C控制器的液晶显示模块作为存储器或I/O设备直接挂在计算机的总线上。模块的数据线连接在计算机的数据总线上, 片选及寄存器选择信号线由计算机的地址总线提供, 读和写操作由计算机的读写操作信号控制。
1.3.2 间接控制方式
间接控制方式是将内置T6963C控制器的液晶显示模块与计算机系统中的某个并行I/O接口连接, 计算机通过对该I/O接口的操作间接地实现对模块的控制。[1]下图2.4就是液晶显示模块的电路图。
1.4 报警电路的设计
当电路检测到称重的物体超过仪器的测量限制时, 将产生一个信号给报警电路。使报警电路报警从而提醒工作人员注意, 超限报警电路如图所示。它是由89S51的P3.1口来控制的, 当超过设置的重量时, 通过程序使P3.1口值为低电平, 三极管导通, 有电流通过蜂鸣器, 报警电路接通, 使蜂鸣器发出报警声。当P3.1口为高电平时, 不报警。这里设定当超过质量上限时, 通过软件使P3.1口清零, 再用P3.1口输出的低电平信号驱动蜂鸣器发声报警。
2 结语
本文是以单片机实验系统装置箱为核心, 对其配置的液晶显示器及报警部分而设计的一个称重系统的实例。通过对数据采集的分析, 了解各种传感器、放大器及A/D转换器, 对信号的转换、传输有了一定的认识。电子电路的设计中对各种影响因素的考虑不够完善, 比如在对过电压情况的处理中未作防范措施, 系统设计不够优化, 有待改善。
参考文献
[1]毛学军主编.液晶显示技术[M].北京:电子工业出版社, 2008:215-246
信号与系统仿真系统设计 第8篇
但是,该课程概念抽象,理论性极强,涉及知识面广,主要以数学推导为核心,应用的数学理论和数学公式多,如可积分,可求导,级数,留数定理等等。计算又十分抽象、复杂、烦琐,如卷积、积分。如果仅依靠传统的黑板加粉笔教学模式和做课后习题来理解巩固课程的教学内容,对应用性较强内容不能实际动手调试分析,学生很难真正理解它的本质意义和知识点之间的内在联系,不能学以致用,教学效果也将会受到限制[1]。因此,如何把抽象的数学概念和推导与实际应用联系起来,帮助学生理解与掌握该课程中的基本原理及基本分析方法,培养学生综合应用所学知识解决实际问题的能力,是该课程教学中要解决的重要问题。因此,在信号与系统课程中都设置了大量的实验环节来巩固和加深对信号与系统理论教学中重要概念和理论的理解。
MATLAB是matrix和laboratory前三个字母的缩写,其含义为矩阵实验室,是MathWorks公司推出的数学类应用软件。经过20多年的不断发展与完善,MATLAB已发展成为由MATLAB语言、MATLAB工作环境、MATLAB图形处理系统、MATLAB数学函数库和MATLAB应用程序接口五大部分组成的功能强大的系统。MATLAB由主包、三十多个扩展功能和应用学科性的工具箱(Toolboxes)组成。它具有顶尖的数值计算功能,强大的图形可视化功能及简单易学的科学便笺式工作环境和编程语言,深受工程技术人员和科技人员的喜爱,并成为计算机辅助教学的基础软件。借助于MATLAB软件可以帮助学生完成大量的数值运算,并将对信号与系统的分析进行可视化建模,有助于对抽象理论原理的理解[2]。本文利用 Matlab 的GUI界面编程建立了一套信号与系统仿真演示系统, 帮助学生理解相关的概念和理论。该系统界面友好,操作简单,既可作为教师课堂上的教学演示,也可作为学生课后自学和复习的工具。
1 系统设计
该演示系统以信号与系统课程内容联系为框架,把课程内容逐一放在自己的小框架内。系统构架采用模块化方式,根据课程内容将演示系统分为以下几个主模块,即基本信号和基本运算,连续时间系统时域分析,频域分析,复频域分析,离散时间系统时域分析,Z域分析,状态变量。每个主模块又分别由若干子模块组成,比如基本信号的显示和运算,卷积,信号的拉氏变换、傅里叶变换,Z变换;系统频率特性等小单元。上下级单元模块采用多级嵌套形式,主界面中显示主系统入口, 点击相应模块标签菜单目录即可进入相应模块界面。主界面如图1所示,以下就以具体的几个小模块为例进行说明。
1.1 信号的分解合成
任何一个周期函数在满足一定条件下都可以分解为傅里叶级数。比如周期性的方波展开为傅里叶级数,展开公式为:
undefined
分别显示这个式子中的前一项到前5项,比较波形变化情况,可以帮助学生非常轻松地理解傅里叶级数的意义。图2中左图是前5项叠加的结果,图2中右图是前2项叠加的结果,从图中可以清楚地看到,取的项数越多,误差越小,和原波形就越接近。
1.2 信号的频谱显示
学生刚开始接触频域的信号时候,对于一个信号既能在时域显示又能在频域显示感到很不理解。对于几个在时域中混叠在一起的信号还能在频域把他们分开更是费解。我们把自己说的一句话输入到电脑中,分别显示它在时域中的样子,还显示它在频域中的样子,帮助学生们直观地了解了同样一个信号在不同域中的显示情况,为后续的滤波知识打下基础。图3中左图是语音信号的时域显示,中图是频域显示,纵坐标是各个频率点的信号幅度值,右图也是频域显示,纵坐标以分贝为单位显示。
1.3 信号的滤波
对于几个在时域中混叠在一起的信号还能在频域把他们分开的原理学生一直不是很理解。针对这个抽象的原理,可以采用直观的图形来帮助学生理解。首先给出一个单边指数信号f1=exp(-0.5*t),信号的图形如图4中左上图所示。然后再给出一个在时域中互相重叠的信号f=f1+f1.*fc1+f1.*fc2+f1.*fc3,fc1,fc2,fc3是三个载波信号。该重叠信号在时域中的样子如图4中右上图所示。信号f1的频谱如图4中的左下图所示,而重叠信号的频谱如图4右下图所示。从图中可以看出,原信号的频谱和在三个载波处的频谱互不重叠,可以在频域中分开。又根据时域信号和频域信号携带信息等价的结论,就可以完全得到原信号f1的全部信息[3]。这个原理在调制解调,滤波等方面都有用到。
2 结论
基于MATLAB设计本身不能脱离MATLAB运行环境。为了使用方便,将其生成exe可执行文件,在 Command Window 中输入 mcc –m -a语句将m 文件生成 exe 文件和 ctf 文件,在未安装MATLAB的计算机上安装 MCR 组件后就可以直接运行该程序了[4]。
本文针对信号与系统课程抽象繁杂,理论性较强难以进行交互式教学的特点,在信号与系统教学中引入MATLAB软件,介绍了利用MATLAB的GUI界面编程方法构建信号与系统仿真演示系统的方法,并介绍了几个典型的演示实例。该系统界面美观,清晰,具有良好的人机交互界面。学生通过学习编程,编写修改程序,绘制曲线,观察波形,分析实验结果, 大大激发了学生的学习兴趣,使学生很快掌握了编程方法和解决实际问题的技巧。实践证明该系统可以使抽象的概念定理和复杂的数学推导简单直观化,并在教师学生共同地、不断地修改下日趋成熟,最后改善了教学效果,对相关学科课程的教学也起到了促进作用。
参考文献
[1]熊庆旭.信号与系统中三个层次教学探索[J].电气电子教学学报,2009,(1):5-7.
[2]陈垚光,毛涛涛,王正林,等.精通MATLAB GUI设计[M].北京:电子工业出版社,2008.
[3]张威.MATLAB基础与编程入门[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.
群内网站交流信息子系统设计 第9篇
任务要求运用HTML语言、ASP开发环境来制作动态网页;要求掌握数据库的基础知识, ASP的运行环境和设置, 网页制作的基本方法。
Web技术是Internet技术高速发展的因素之一。Web技术有最初的静态HTLM, 发展到动态网页技术DHTML、CGI, 脚本语言与ASP后来居上, 已基本上取代了CGI。Web技术的发展, 使得那些具有交互动态于面、有条理的数据库查询、丰富信息内容的页面成为最吸引人的网页。
数据库技术与网站的结合是当今Wen技术的一个热点。有了数据库的支持, 可以扩展网页的功能, 可以方便地设计出交互式页面, 可以构造功能强大的后台管理系统, 可以为网站的更新、维护提供极大的方便。
ASP是微软公司开发的一套服务器端脚本环境, 基于服务器端的支持下, 用于创建和运行交互式的动态网页。它以强大逼人的气势发展起来, 摆脱了之前所有动态页面的局限性, 以其简单易学的特性, 良好的数据库操作功能, 完全坐上了动态网页技术的宝座。[1]
ASP文档可通过ODBC驱动程式, 连接到支持ODBC的数据库上, 执行ASP文档所指定的SQL指令, 最后将执行结果以HTML的格式传送给用户浏览器。若脚本指令中含有访问数据库的请求, 就通过ODBC与后台数据库相连, 由数据库访问组件执行访库操作。而本次毕业设计的核心就是在IIS环境下用ASP对数据库进行各种操作。
2 ASP执行原理
ASP实际上是一种动态地创建Web页面的解释程序。它通过对预先编制好的Web页面进行解释, 然后输出到客户端进行浏览。其过程如下:
(1) 浏览器从Web服务器上请求ASP文件时, ASP脚本开始运行。
(2) 然后Web服务器调用ASP, ASP全面读取请求的文件, 执行所有脚本命令, 并将Web页传送给浏览器。
(3) 由于ASP的Web页面代码是在服务器上解释执行而不是在客户端运行, 所以说传送到浏览器上的Web页是在Web服务器上生成的。你跟本就不必担心浏览器能否处理这种ASP程序, 在Web服务器端, ASP已经为我们完成了所有的ASP脚本程序的处理并将完成的标准Html传输到浏览器, 再有浏览器解释输出到用户的面前。由于只有标准的Html代码返回到客户端浏览器, 用户看不到他们所浏览的页面的脚本命令, 所以建立在服务器端的脚本程序一般不容易被复制。
3 ASP的运行环境
既然ASP有那么多好处, 那么ASP怎样才能在你的机器上运行呢?
编辑和ASP文件的运行需要具有一定的环境条件, 用户必须提供这些条件才可以建立ASP的开发环境;同时, 也就拥有了VBScript与JavaScript的开发环境。
要ASP程序运行, 必须在Windows NT4或Windows2000服务器中安装IIS, 或者在Windows 98系统中安装PWS。
I I S是一个用于出版W e b内容和文件传输协议 (FTP) 的可缩放式的企业网工具, 可以建立包括WWW和FTP在内的信息服务器。随着Internet和Intranet站点的不断增加和广泛普及, IIS的应用变得越来越广泛。IIS是微软开发的Web服务器, 其最新的版本为IIS5.0, 该版本已内嵌在Windows 2000中。
如果一般用户不具备局域网环境, 就不能使用IIS来建立Web服务器。
4 交流信息子系统具体实现过程
群内网站的交流信息子系统分为三个板块, 分别是:投诉建议、学术活动、会议事物通知系统。本节主要介绍投诉建议板块, 简单介绍学术活动和会议事物通知板块。本节按投诉建议、学术活动、会议事物通知的顺序依次介绍各个板块, 以流程设计、数据库设计与建立、代码编写及网页设计制作的顺序分别加以介绍每个板块。
4.1 流程设计
投诉建议流程的设计思想是:任何用户进入此板块都可以浏览投诉和老师的回复及发表自己的投诉, 但投诉后不能直接显示在网页上, 要待批复后才能发布。用户登录后, 按权限划分能拥有回复、删除、批复三种功能中的一种至三种。
4.2 数据库的设计与建立
根据投诉建议流程, 投诉建议数据库包括两个表, 分别是:投诉回复信息表和用户表。表中各字段如表1。
根据流程, 投诉建议数据库两个表各字段属性如截图1。
4.3 网页设计制作
网页的设计与制作是以流程为基础来设计的, 具体流程图如图3。
所涉及到的网页都是以Dreamweaver 4为工具, 编写代码而生成的。至于网页与数据库的连接及对数据库的操作, 则是执行ASP语句完成的。下面将先讲述ASP操作关系型数据库的原理, 接着在介绍各相关网页的同时结合网页功能对操作数据库的各种方法加以阐述。
4.3.1 ASP操作关系型数据库的原理
创建ASP应用程序的一个主要原因就是可以让人们通过内联网 (intranet) 或者因特网 (internet) 对存储在关系型数据库中的数据进行远程操作。当客户访问一个后缀为.asp的URL时, 该URL请求发送到WEB服务器上, WEB服务器调用相关的ASP引擎来解释脚本。ASP通过ADO (ActiveX Data Objects) 来访问数据库, ADO是Microsoft的数据库应用开发接口, 它是基于OLE DB技术实现的。OLE DB是通过ODBC (开放式数据库连接) 与数据库建立连接。
4.3.2 各网页及其功能介绍
投诉建议板块共包括首页、用户登录页面、回复页面、登录帐号修改页面等四个页面。各个页面功能如下:
(1) 首页
首页的主要功能是发表投诉和浏览已批复的投诉及其相应回复。其中, 已批复投诉是以size=8分页显示的;投诉栏中的姓名、地址和留言的右下方加了星号, 属于必填内容;投诉添加后会有相应提示;在页面右上方有用户登录的按钮, 点击可进入用户登录页面;页面最下方统计了已批复投诉数量和页次。下面将详细介绍:
投诉功能
投诉建议不需登录即可在首页直接发表投诉, 其中, 投诉栏中的姓名、地址和留言是必填内容, 若缺少任意一项, 则会提示:“姓名、地址、留言必须填写”。在投诉填写完毕后, 单击“添加”按钮, 系统会自动提示:“添加成功, 谢谢支持!”。若填写错误或想重新填写, 则可按“重新输入”按钮, 重新填写。
在网页设计过程中, 运用了大量的case语句来定义网页功能, 以上就是一个使用case语句的实例。使用case语句来设计网页功能的一大好处就是在稍后的按钮定义及链接时, 可以直接使用action来调用语句, 以免程序代码的重复。在网络上, Request对象通过传统的表单处理来从客户端抽取信息, 使输入的字段数据被提交给一个可执行的处理程序进行处理。Request对象有五个集合, 如表2所示。
在以上对象涉及的代码中, 用到了请求对象的Form集合。请求对象的Form集合帮助从HTTP表单获取数据, Form集合通过使用POST方法的表格检索邮送到HTTP请求正文中的表格元素的值。通常的使用语法如下:
Request.Form (Parameter) [ (index) �.Count]参数Parameter指定集合要检索的表单元素的名称。
response对象用于控制和管理发送到客户浏览器上的信息, 负责控制数据的传递。
在这段代码中, 有这样一句代码:r s.O p e n sql, conn, 1, 3, 这句代码的解释如下:
Open方法用来开启一个光标, 同时也打开了一个记录集对象, 它的基本使用格式如下:
RS.Open Source, ActiveConnection, CursorType, Loc kType, Options
其中, RS是一个变量, 代表一个已经存在的Recordset对象。
(1) Source是一个可选可不选的参数变量, 用来把数据源设定为一个Command对象变量名, 一个SQL说明, 一个表格名称或者存储过程。ActiveConnection是一个可选可不选的参数变量, 表示一个Command对象变量名称, 或一个链接的定义字符串。
(2) CursorType是一个可选可不选的参数, 它的值是一个Cursortype值, 用来决定当打开Recordset时, 提供者 (Porvider) 应使用的光标类型。它的可能取值如表3所示。
(3) LockType也是一个可选可不选的参数, 它的值是一个LockTypeEnum的值, 用来决定打开一个Recordset对象时, 提供者 (Porvider) 应使用的锁定类型。LockType的可能取值如表4所示。
(4) Option也是一个可选可不选的参数, 它的值是一个CommandTypeEnum值, 用来指示提供者应如何评价Source参数, 即如何对待Source的内容类型。
浏览功能
在领导对该条投诉进行审批后, 此投诉就会在首页中显示出来;在领导或老师对该条已批复的投诉回复后, 回复内容就会在此条投诉的下方显示。此外, 在浏览框的右上方, 有“用户登录”的按钮, 点击进入用户登录页面。在用户登录后, 在浏览框的右上方, 有“修改帐号”和“退出”的按钮, 点击分别进入登录帐号修改页面和未登录时的首页。另外, 在用户登录时, 系统会自动鉴别用户权限, 在首页中每一条投诉后显示相应权限的按钮, 以实现赋予用户相关操作的功能。
批复功能
为防止用户在网上传播一些不好的信息, 特设批复功能来对用户的投诉是否发布给予限制。用户将投诉提交后, 要等待领导确认批复后, 才能在首页中显示出来。
删除功能
在领导查看投诉后, 会给予批复或不批复, 批复了的则显示在首页中, 不批复的则删除。
(2) 用户登录页面
用户登录页面的主要功能是验证登录用户合法性及按用户权限在登录后首页中赋予用户相应功能。其中, 在用户填写用户名及密码, 点击登录按钮后, 系统会根据所连数据库中的用户表验证该登录用户有权登录否, 若有权登录, 则在数据库中截取“权限”这一变量, 将其从用户登录页面传递到登录后操作页面中, 按权限大小显示出不同功能的按钮, 将各功能赋予该用户。权限按职务共分6级, 其中, 权限>3的可回复, 权限>4的才可批复和删除。
(3) 回复页面
回复页面的主要功能是拥有回复权利的老师对已批复的投诉进行各自的回复。点击“回复留言”按钮后, 该回复会自动显示在相应投诉的下方。在回复栏中, 老师填写回复完毕后, 点击“回复留言”按钮, 将提示“回复成功”, 并将在首页中显示。若用户要重写回复, 可点击“重新输入”按钮, 重新写回复。
在ADO的所有对象中, 链接对象 (Connection对象) 是最基本、也是最重要的对象之一。因为, 所有与数据库的联系和操作 (如访问数据库、从数据库中读取和查找数据、把数据插入和存储到数据库中) , 必须要通过一个打开的数据库链接才能进行。这就像一个打电话的过程, 必须要先建立一个话路链接才能进行通话。
(4) 登录帐号修改页面
登录帐号修改页面的主要功能是为用户提供修改各自帐号和密码的功能。在填好相关资料后, 点击“修改”按钮, 系统将自动修改数据库中用户的帐号和密码, 并提示用户记住新的帐号和密码, 以后用户登录只能用这新的帐号和密码。
至此, 投诉建议各网页的设计制作及相应代码的解释到此结束。
5 学术活动与会议事务通知的实现过程
5.1 流程设计
学术活动流程的设计思想是:任何用户都有浏览的权利, 在用户登录时, 先对用户鉴权, 以确定相应权限用户的权利。用户登录后, 根据权限划分, 可以有发文、批复、删除三项功能。其中, 发文在提交后要等待领导批复后才能在主页中显示。学术活动流程图如图4所示。
会议事务通知流程的设计思想与学术活动大同小异, 在发文上不需领导批复就可以直接在首页中显示。会议事务通知流程图截图如图5所示。
5.2 数据库的设计与建立
根据学术活动和会议事务通知流程, 学术活动数据库包括两个表:学术文章表和用户表。会议事务通知数据库包括:通知表和用户表。各表相关字段如表5所示:
5.3 网页设计制作
5.3.1 各网页及其功能
学术活动和会议事务通知的各个网页的结构和功能基本相同, 所以两个板块在一起叙述。网页包括首页、用户登录页面、正文页面和登录帐号修改页面五个页面。各页面具体功能如下:
(1) 首页
首页的主要功能是浏览已批复的学术文章 (或事务通知) 。其中, 已批复文章的题目是以size=8分页显示的;在页面右上方有用户登录的按钮, 点击可进入用户登录页面;页面最下方统计了已批复文章的数量和页次。
登录后, 首页在样式上与登录前的首页大同小异, 只是比首页在所显示的文章 (或事务通知) 题目的右边多了与该用户权限相关的功能按钮, 点击这些按钮将实现相应功能。在页面右上方, 不再是首页中的“用户登录”按钮, 而是“修改帐号”和“退出”按钮。学术活动的页面按权限分有批复、删除的功能。而会议事务通知则没有批复功能。点击“删除”按钮, 会将相应的文章 (或事务通知) 删除, 并提示删除成功;点击“批复”按钮, 将把相应的未批复学术文章变为已批复的学术文章, 并将其题目显示在首页中;点击“修改帐号”按钮, 进入登录帐号修改页面, 用户可根据需要修改自己的帐号和密码;点击“退出”按钮, 将回到首页。
(2) 用户登录页面
用户登录页面的主要功能是验证登录用户合法性及按用户权限在登录后操作页面中赋予相应功能。其中, 在用户填写用户名及密码, 点击登录按钮后, 系统会根据所连数据库中的用户表验证该登录用户有权登录否, 若有权登录, 则在数据库中截取“权限”这一变量, 将其从用户登录页面传递到登录后操作页面中, 按权限大小显示出不同功能的按钮, 将各功能赋予该用户。
(3) 正文页面
正文页面的主要功能是用户发文。对于学术活动, 正文提交后, 要领导批复后才能在主页中显示出来。对于会议事务通知, 正文提交后就可以直接在主页中显示了。
(4) 登录帐号修改页面
登录帐号修改页面的主要功能是为用户提供修改各自帐号和密码的功能。在填好相关资料后, 点击“修改”按钮, 系统将自动修改数据库中用户的帐号和密码, 并提示用户记住新的帐号和密码, 以后用户登录只能用这新的帐号和密码。
5.3.2 ASP代码片段演示
由于学术活动和会议事务通知的代码片段与投诉建议大部分相似, 所以在这里将省略各段代码片段的阐述。
6 网络安全管理
安全管理 (security management) 是网络管理中非常重要的内容。安全性一直是网络的重要环节之一, 而用户对网络安全的要求又相当高。网络中主要有以下几大安全问题:网络数据和私有性 (保护网络数据不被侵入者非法获取) 、授权 (authentication防止侵入者在网络上发送错误信息) 、访问控制 (控制对网络资源的访问) 。相应地, 网络安全管理应包括对授权机制、访问控制、加密和加密关键字的管理, 另外还要维护和检查安全日志。
内容包括:
(1) 创建、删除、控制安全服务和机制。
(2) 与安全相关信息的分布。
(3) 与安全相关事件的报告。
对任何一个网络而言, 信息安全都是极为重要的。安全管理的任务主要是保护网上处理的信息不被泄露和修改, 限制没有授权的用户或者具有破坏作用的用户对网络的访问, 要能控制网上的合法用户只能访问自己访问权限范围内的资源, 以保护网上信息不会在传输时泄露和被修改。
当前主要的网络操作系统是通过对文件服务器的公共接入使用集中式的存储。对数据的保护应从如下几个方面入手:
(1) 局域网上的关键设备是文件服务器、数据库服务器、工作站和电缆系统, 还有打印服务器、通信服务器、网桥和路由器等, 而承受安全危险最大的是工作站和电缆。因为本地工作站上的重要数据容易被盗, 授权用户可以通过工作站获取服务器上的有用信息。
使用服务器不正确也可能引起信息丢失。Novell公司与服务器提供商NetFRAME公司联手, 从软、硬两个方面着手提供安全可靠的网络服务器, 它们利用磁盘镜像和多硬盘同步等技术保证存储在硬盘上的数据的安全。此外经常进行磁盘备份可以防止信息丢失和破坏。远程工作站通过电话接入, 其安全问题也应注意。
电系统也是信息泄露的途径。铜线容易被分接, 还会造成电磁辐射, 通过电磁感应的方法便可以获取网上信息, 光纤在这方面安全得多。
(2) 网络操作系统对逻辑访问的管理包括两部分:一是控制用户对网络的访问;二是保护文件不被不该访问的用户访问, 不被随意修改和删除。不同的操作系统有各自的逻辑访问控制方式, 但不外乎使用用户名、口令、限制入网时间和地点等。
(3) 访问控制的目的是控制用户对网上文件的访问。系统为用户授权, 根据需要规定他可以访问哪个磁盘卷, 哪些目录和文件, 还对文件和目录设置了属性, 即层层设防。用户欲对某目录下的文件进行某种操作, 必须有相应的权限。
访问控制还能对非法入网的用户进行跟踪。在NetWare系统中, 当用户欲入网而连续四次输入了不正确的口令时, 系统即认为是非法用户, 马上封锁该用户的入网请求并冻结其帐户。
(4) 病毒是威胁信息安全的大敌, 应受到高度重视。市场上虽有种类繁多的防病毒工具, 但很难抵挡住每天3～5个新繁殖出来的病毒的进攻。因而严格禁止使用拷贝软件、加强对病毒的检测和及时清除病毒, 也是保证网上信息安全的重要措施。许多厂家都提供防病毒的软、硬件。
网络业务功能虽然分为五个方面, 但这五个方面互相影响, 主要表现在:
(1) 性能与配置有关。如CPU处理速度不够快, 这可能是由于缓冲区不够大造成的, 可以通过配置管理去增大缓冲区;通信缓冲区不够, 也会使信息传递的速度减慢。
(2) 性能管理与故障管理有关。当网上信息传输差错增多, 出现过多的重发或信息包丢失时, 最初表现为性能降低, 当低到一定程度时, 即成为故障。Novell的管理软件中可以对某些参数设置门限值, 实现故障自动报告。
(3) 故障与安全有关。无论网上硬件或软件发生故障, 都可能影响信息安全。
(4) 安全与计费有关。因为计费管理要对用户在网上的活动进行跟踪和记录, 万一出现安全问题, 即可查阅这些记录, 从中找到问题所在。
7 结论
ASP (Active Server Pages) 是一种开放式的非编译应用环境, 使您能够组合HTML、Script和可重用的ActiveX服务器组件来建立动态的, 强大的基于Web的商业应用。ASP支持基于IIS上的服务器端脚本并且完全支持VBScrip和Jscript。
从本质上讲, ASP是一种在服务器上的Web页脚本制作, 当发生页面请求时, 系统动态地判别这种脚本制作代码, 并且将结果传送到调用的浏览器上。这使ASP成为在Internet上运行的应用程序的理想选择, 因为, 所有的浏览器都能浏览它。同时, ASP没有最小通用特性的限制, 因而, 可以为ASP的输出随意增加客户脚本、ActiveX控件和动态HTML (超文本标记语言) , ASP页也因此可以实现非常灵活的编程要求。
此次设计正是在ASP环境下, 以Dreamweaver 4为开发工具编程设计的。基本上实现了预期想要的功能, 完成了设计初期制定的任务。
参考文献
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作业管理系统中数据放置子系统设计 第10篇
JobManager作业管理系统中的数据密集应用对大块I/O的需求越来越大,在广域网中处理和复制大量数据,带来数据放置的可靠性和效率问题。查找、传输、使用和复制数据,数据管理器要在需要的时候对数据进行分配和释放,并在用户使用完数据之后清空所有使用痕迹。数据放置活动是整个JobManager作业管理系统中的关键因素,对数据的访问通常是数据密集应用中的瓶颈[1]。
1 数据放置子系统结构
JobManager作业管理系统提供了一个数据放置子系统来解决数据放置问题,这个子系统包括数据放置的专业调度程序,一个用于了解数据放置的作业分析器,一个从记录中提取有用信息并给予解释的知识库,以及一些实时优化工具[2]。这种数据放置子系统提供完整的可靠性、用户的抽象能力、在存储服务器上的平衡负载能力和控制网络中的交换能力。在远程作业执行过程中,数据放置是整个作业执行的重要环节。当前解决这个问题的方法是手工或者使用简单脚本,没有任何自动化和容错能力,不适应分布式计算环境的剧烈变化。它们对作业没有权限,作业在整个过程中没有调度。
为了解决这些问题,数据放置作业在分布式计算环境中必须像计算作业一样成为第一类作业,它们需要排队、调度、监控和检查。更加重要的是,必须在没有人为干预的情况下成功执行。因此,可为JobManager作业管理系统设计一个数据放置子系统来专门处理数据放置问题。数据放置子系统结构如图1所示。下面对数据放置子系统各模块进行介绍。
2 数据放置子系统模块
2.1 作业描述
在介绍数据放置子系统作业描述之前,有必要介绍JobManager作业管理系统中的作业和作业流,在此基础上,对数据放置作业和计算作业使用不同的作业描述。
2.1.1 单元作业(UnitJob)
在作业管理系统中,单元作业是可被执行的基本单位。在作业管理系统中,通常需要自动执行一系列作业,如果这些作业满足一定的执行逻辑或者称之为作业依赖关系,那么将这些作业按照一定的依赖关系定制成一个作业流是一种很好的解决方式。作业流在作业管理系统中也称为作业网络,是相互关联的作业形成的一个作业序列。它的基本工作单元是作业。每个作业流都有一个虚拟的开始点和结束点。不含任何作业的作业流叫空作业流[3]。作业流是作业管理系统管理和调度的基本单元,作业不能脱离作业流而单独提交给系统。
2.1.2 作业网络图
作业流程图又称为作业网络图,是按照一定的逻辑关系将用户定义的作业组织成一个网状图,是作业流的图形表现形式。在作业管理系统中,一个作业流中既包含了多个传统意义上可执行的作业,又包含了作业之间的依赖关系,还有一种关系是作业流之间的依赖关系。作业之间的依赖关系以及作业流之间的依赖关系是作业流参考模型的显著特点,能够大大提升作业流的表达能力和执行能力。
2.1.3 结构化作业流
在基于作业流的作业管理系统中,可以构造出各种复杂的作业网络,以更好地控制作业的执行顺序。本文所研究的作业管理系统中,可以使用相关作业表示出顺序、条件/分支、循环3种基本的执行结构,形成结构化作业流。
(1)顺序。作业执行顺序是前后关系,前一作业执行完毕,后一作业再开始执行,见图2。
(2)条件/分支。条件/分支根据执行条件决定作业网络的执行走向,见图3。
(3)循环。循环执行类似于程序语言中的do-while。利用跳转作业来指定要循环执行的目标作业及重复次数,见图4。
obManager作业管理系统中的数据密集应用需要从远程站点到执行站点移动输入数据,执行作业,然后将输出数据从执行站点移动到原来或者是另一个远程站点。如果不希望在执行站点出现用尽磁盘空间情况,就需要在传输数据前分配空间,并且在移动输出数据后释放空间。
作业描述模块需要将这些计算和数据放置步骤使用不同的作业描述。将原来一个单元作业分解为计算作业和数据放置作业的集合,以便对数据放置作业进行下一步操作。
2.2 作业分析器
作业分析器获得用户定义的作业描述后,将作业描述分解为数据放置作业描述和计算作业描述,作业分析器将这两类作业区别开来。作业分析器建立了具体的图,数据放置作业是其中的节点,它们之间的依赖关系作为图中的弧,如图5所示,作业分析器将具体的图提交给作业流管理器。
从图5可以看出,原本的单元作业被分解为数据放置作业和计算作业。其中数据放置作业种类包括:
(1)传输:这种类型的作业是从一个物理位置转移一个完整的或部分的文件到另一个物理位置,包括输入操作、输出操作和第三方传输。
(2)分配空间:这类作业是在目的节点上分配存储空间、网络带宽并在来源/目的地之间建立一条通路,在数据放置前为需要放置的数据分配需要的资源。
(3)释放:这类作业是分配前释放相应资源。
(4)删除:这类作业是从远程或者本地存储服务器、磁带或磁盘进行物理删除。
2.3 作业流管理器
作业流管理器收到作业分析器转送的作业图后,将计算作业提交到计算作业队列[4],数据放置作业提交给数据放置作业队列[5]。不同队列中的作业由其对应的调度程序调度。
2.4 资源代理/策略实施器
资源代理为作业匹配资源,并且帮助数据定位和决定数据移动方向,每当需要时就会进行一次作业到资源的映射服务。策略实施器帮助申请具体的资源或具体的作业策略,就像一个存储服务器可以允许多少并行连接一样。
2.5 数据放置调度程序
数据放置调度程序分别在JobManager作业管理系统的输入/输出控制系统和输入/输出调度程序中。每个协议和数据存储系统都有不同的用户接口和不同的访问协议库。当作业执行时,用户需要处理所有不同协议库的复杂连接,并且在数据传输协议和存储系统中使用不同的接口[6]。数据放置调度程序为所有不同的协议和存储服务器提供一个统一的接口,并且在用户间提供抽象的能力。数据放置调度程序根据实施信息来调度队列中的作业。系统最重要的组成部分是数据放置调度程序,它根据数据放置作业特征作出正确的调度决定。
2.6 网络监视工具
网络监视工具收集并统计最大可利用端对端带宽、实际利用带宽、潜在的因素和传输的数量,并对调度程序和资源代理/策略实施器进行反馈。
2.7 知识库
JobManager作业管理系统使用过程中有这种情况:主机接受了作业,但是长时间没有做任何事情。调度程序只能不断尝试与主机对话,需要几小时甚至几天。同时还有特定主机在特定的作业等级上存在问题,但它却成功地执行了其它等级作业。查出上述问题的原因非常困难,而且受影响的只是部分作业。所以,简单的方法是让这些作业尽量避免使用资源。
为此提出了知识库观念,用来收集不同作业经验。知识库从批调度系统产生的作业记录文件中收集信息[7]。数据放置子系统从记录文件中提出信息并将它们加入知识库。知识库解析这些日志并且提出有用的信息,比如不同的事件、时间戳、错误信息和利用统计[8],然后将这些信息输入到数据库。知识库在数据库中询问、解释,然后返回结果给调度程序和资源代理/策略实施器,调度程序利用这些信息作出更好的调度决定。
2.8 失败代理
失败代理是从收集的信息或者知识库的反馈中尽快查出失败原因,并且使用“重试”机制和“最大允许时间”来判断和解决失败问题。调度程序隐藏了网络、存储系统、中间件或软件的失败。“重试”机制指在返回一个失败前,可以重试失败的数据传输作业任意多次。“中止并再运行”机制使用户可以为数据传输作业指定“最大允许运行时间”。当一个作业的运行时间超过了指定时间时,调度程序会自动终止这个作业并且重新运行,解决了系统传输永远挂起或者永不返回的问题,用户可指定重复任意次。
3 结语
本文提出了JobManager作业管理系统数据放置问题,为该问题设计了数据放置子系统,并对数据放置子系统体系结构进行了详细描述,为今后数据放置作业调度打下了基础。
参考文献
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病房呼叫系统设计 第11篇
目前随着医院住院病人的增多，在医院，为了能够更好的的服务病人，医院在每张病床上都安装有呼叫按钮，只要病人按下按钮，护士站通过接收的声、光报警显示后，判断出是哪间病房病人，来及时的帮助病人解决问题，这就是所谓的病房呼叫系统。
病房呼叫系统也称为呼叫仪器，在医院设计病房呼叫系统是非常具有意义的，实用价值大，医院由于医护人员的数量有限，工作的繁忙，护士们不能保证一直待在病人身边。装有病房呼叫系统的病房，可以使医护人员减少巡查病房的次数，减轻工作压力，对于住院的患者来说至关重要，尤其是一些住院期间长时间急需护理人员帮助的病人。病房呼叫系统可以使病人在有需要的时候联系到护士，得到及时的救助，所以医院拥有一套完善的病房呼叫系统，不仅会提高自己医院对病患的服务质量，也可以使医院的人力、物力等各种资源更加合理化的分配，提高工作效率，这系统也是医院现代化的标志。
到目前为止，国内许多医院的病房呼叫系统很落后，没有完善的体系，有时候不能及时的完成救助。随着现代化社会的发展，已经不能满足人们对于现代化、人性化管理的要求，这样不但会给病人带来时间上的损失，也许会错过病人需要救助护理的黄金时间，时间如金，对医院来说也会造成经济损失，也为了防止医疗意外事故的发生。本系统可以避开技术问题，有效节省材料损耗并可以使医院的病房呼叫系统让医院更加的现代化、人性化。消除医院的隐患，从本系统设计的角度上出发，此系统不仅可以显示相应病房号，可以为病人解决医疗问题，使病人得到及时救助。从很大程度上减少了一些麻烦，大大的缩短了病人护理时间，消除了医院安全隐患，提高医院的工作效率，使医院的管理更加合理化。
能够设计出一个六路简易病房呼叫系统，用于一个能够满足实现医院能及时照顾病人的局域呼叫功能的系统。当前病房呼叫系统在医院里是很常见的，现在大型医院每个病房里都配有病房呼叫系统。当病人有紧急情况出现时，需要医护人员救助时，按下床边的呼叫按钮，如果床边警示灯点亮，说明表明呼叫成功，此时在护士站就能发出呼叫的声音以及数码管显示呼叫的病房号，级别高的病人最先得到医治。
下面是设计出一个医院简易病房呼叫系统：可以满足医院科室六个病房的呼叫，设置六个病房的呼叫开关，当有多个病人进行呼叫时，优先呼叫并显示级别较高的病房信息，对低级的暂不理睬，对高级处理完成后，再进行低级的处理。此项设计是为了帮助病情严重急需救助的病人。
本次设计来控制和实现病房呼叫的优先级别显示采用74LS14优先编码器，使用74LS47七段字形译码器接 LED数码管来用数字显示最高优先级的病房号，控制警示灯的点亮和熄灭选用74LS04反相器来控制，用LED数码管作为呼叫警示灯，蜂鸣器作为报警器。用1号-6号6个开关来模拟六个病房的呼叫信号，每个数字代表一个病房，6号病房的优先级最高，6号-1号优先级逐次降低，病情的严重程度也逐次降低，数码管显示呼叫信号的号码，无信号呼叫时显示为0，有多个信号呼出时，系统会优先显示优先级最高的呼叫号。
按键设计选用单刀拨动开关，接通3脚作为低电平，接通1脚作为高电平。原本想采用的轻触型按键开关，使用这种开关，按键按下后会自动弹起，电平不能保持平衡，想要保持电平，就需要增加接触发器，并且数据清零还要加装清零电路，设计起来繁琐复杂，本次设计我希望做到精简实用，所以选用单刀拨动开关，这样既节约成本，也避开了复杂电路的设计。如图1。
我的病房呼叫系统设计是基于数字电路，使用数字电路，设计，使整个设计使呼叫系统更为简单化，更好地展现了患者与医务人员对于病情信息的双向交流的特点，使医院更加的现代化，管理更加的合理化、人性化，一切从病患的角度出发考虑。
经过本次采用数字电路设计的病房呼叫系统，可以使医院医护人员在护理病人时候可以做到临危不乱，有条不紊的进行工作，并可减少巡房的频率，降低工作的压力，能够更好的完成工作任务。
本次设计从实验的过程中可以领会到数字电路的功能优势和在生活中如何运用，特点是接线简单清晰，容易接受和理解。通过病床呼叫的电路设计和系统流程图进行具体的分析和研究，确定了数字电路系统所应具备的功能和能够实现可控的范围后，根据实际医院病房呼叫系统的控制要求，综合考虑价格各方面因素的作用，选择相应符合的元器件材料进行设计仿真。
连续波雷达直达波对消子系统设计 第12篇
连续波体制穿墙生命探测雷达[1]的直达波干扰相对于目标的生命回波信号具有很强的能量,对目标回波信号的检测造成了严重干扰。直达波干扰也称载波泄漏[2]或同频干扰[3],主要是指发射机发出的微波波束经静止障碍物反射产生的同频反射回波和收发端耦合产生的同频耦合波。直达波干扰会直接导致接收机性能指标下降,甚至接收机前端饱和,使雷达不能正常工作,因此必需要解决连续波雷达的直达波干扰问题。
本文用射频对消[4,5]方法,结合自动控制原理,把发射端的本振信号引入到接收输入端,然后通过相位和幅度调节产生对消估计信号,使其与接收机接收到的强直达波进行矢量相加,达到去除直达波干扰的目的。该子系统用作频率为2.4 GHz的连续波体制穿墙生命探测雷达接收机前端的信号预处理子系统。
1 直达波对消设计原理分析
1.1 对消基本原理分析
直达波对消基本原理[6,7]的矢量表示如图1所示,在矢量坐标平面,对消估计信号S1(t)与直达波干扰信号Sr(t)进行矢量相加,当对消估计信号S1与直达波干扰信号Sr幅度相等,相位相反时,矢量相加后达到功率完全对消的理想状态,从而达到抑制直达波干扰的目的。
本文参考雷达振荡源信号经幅度衰减和移相的方法得到对消估计信号的原理[8],加以改进并进行硬件设计。
假设本地发射机发射的本振信号为S0(t),接收机接收的直达波干扰信号为Sr(t),对消估计信号为S(t),理想对消的基本思想的数学表达式为:
由于墙壁、废墟等产生强回波的物体都是静止的,所以Sr(t)中的幅度Ar和相位θr在对消过程中将保持不变。对消估计信号的幅度A和相位θ,变化范围分别为(Amin,Amax)和(0,2π),A,θ在这其取值区间内存在:
使得S与Sr幅度相等,相位相反,满足式(1),达到对消的理想状态。由此可以看出通过本振信号的幅度和相位变换得到对消估计信号S。
1.2 对消系统效果评价分析
如图1所示,实际产生的对消估计信号S1和直达波干扰信号Sr不可能完全达到幅度相等、相位相反,所以对消会不彻底,两者将会合成一个新的矢量信号Se,称为对消后剩余误差信号。为了评价对消性能,引入对消比[3,8,9]的概念,把直达波干扰信号功率P和对消后剩余误差信号功率Pe之比定义为对消比,单位为d B。对消比D数学表示为:
实际对消估计信号S1和理想对消估计信号S的幅度偏差的百分比记为ΔA,ΔA=(|S 1|-|S|)|S|,相位偏移量记为Δθ。对消剩余矢量Se的幅度为:
因此可以将对消比写成:
根据上述关系式,利用Matlab软件仿真,可得到幅度偏差ΔA、相位偏移量Δθ与对消比D的等值曲线关系图。如图2所示为幅度偏差在10%以内,最大相位偏移量为10°的对消比等值曲线图,当幅度差值为0,相位偏移为0时,对消比达到最佳值,理论上为无穷大。对于大于30 d B的高对消比而言,其相位偏移量应在(-2°,2°)之间,幅度差异在4%以内,达到40 d B,相位和幅度要求将非常苛刻。对消电路必须采用闭环的调整电路才能实现,而且对硬件设计的稳定性和精度要求较高。
2 对消子系统设计
2.1 对消子系统模型分析
对消系统结构框图如图3所示,本振信号S0(t)通过相位调节电路和幅度调节电路产生对消估计信号S1(t),对消估计信号S1(t)和回波信号的直达波干扰信号Sr(t)进行对消,检波电路把功率检测结果反馈给单片机控制电路,单片机控制程序根据检波结果自动调节相位和幅度控制信号,最终得到最佳的对消效果,对消输出信号为Sout(t)进入下一级信号处理单元。
程序控制算法[8,9,10]对最优搜索算法进行简化,设定搜索步长,依次进行单一变量调节,达到最佳实际对消状态,程序持续输出最佳的相位和最佳幅度控制信号。设定控制算法重复运行限制条件,当环境改变超过限定条件时,控制程序自动进行下一次幅度和相位的最佳控制信号的搜索。
2.2 主要模块硬件原理图设计介绍
本振信号使用发射机提供的2.4 GHz连续波RF信号,回波信号由接收机提供,两者通过SMA接头连接进入对消子系统。程序控制处理模块及外围A/D,D/A转换电路由STM32F103型基于ARM核心的微控制器和相应的线性电压放大器及外围电路、接口匹配电路组成。对消子系统射频模块主要由射频模拟移相器HMC928LP5E,射频模拟衰减器MAX19790,HPP2F型3 d B无源耦合器,对数检波器AD8313及各自的外围电路组成,如图4所示为对消射频模块的原理图。
综合各个模块的指标,该子系统的工作频率为2.3~2.5 GHz,RF输入最大功率为10 d Bm,幅度连续调节范围为40 d Bm,相位连续调节范围为450°。由于幅度和相位调节都是射频连续调节模拟芯片,所以精度更高。
3 对消实验调试与分析
基于连续波雷达实际工作情况,为了方便操作,直接进行单一频率发射信号模块和对消子系统组成实验系统联调,发射信号通过一定的衰减,用来模拟回波信号中的直达波信号,两路信号接入对消子系统进行对消,对消前后的信号通过频谱仪观察。
首先在不连接对消模块,用频谱仪测得对消前模拟直达波信号的频率和大小。再连接对消模块,测得对消后的输出信号的频率和大小。图5为对消前后的频谱图,对消前的信号大小为-15.05 d Bm,对消后的信号大小为,频率相同,此时对消比为。对消后的信号非常接近噪声信号,测试过程中对消后的信号甚至可以淹没在噪声信号中。通过频谱仪观察对消实验结果表明对消子系统能获得较明显的对消效果。
4 结语
本文根据直达波对消的基本思想,分析了对消的基本数学原理和对消系统效果评价。结合对消子系统结构模块,用RF集成电路进行硬件设计。通过微处理器程序进行控制,实现自动对消。最后进行了2.4 GHz的RF信号对消测试实验,验证了系统的有效性。
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