实时信息系统范文（精选12篇）
实时信息系统 第1篇
在资本市场上的财富追逐游戏中, 无论是对于刚刚入市的后辈新人, 还是打拼多年的前辈老手;不论是否拥有丰富的经验, 或者是否掌握了成熟的操作理念与技巧;也许他们还没有锻炼出果敢出手的勇气或冷静成熟的心理素质, 但他们永远都需要一样东西, 那就是最准确与及时的信息。智慧、战略、技巧、经验都可能会给带给我们稳定的长期投资回报, 但资本市场里的玩家, 有谁不想一夜暴富?
只有各类消息带来的短期财富效应才是资本市场上每一个“赌徒”的盛宴。对于缺乏专业背景的广大普通市场参与者而言, 他们更乐忠于短线甚至是超短线交易带来的财富满足与心理满足, 他们需要的仅仅只是一条条最及时而准确的消息。可是至少在中国, 如此简单的需求竟然无法得到满足。经过仔细的调研和研究发现, 其实电信服务商、实时消息网站以及金融服务商都在努力向这个方向发展, 可是由于没有跳出传统的依靠用户主动获取消息的思维框架, 自然就无法做到真的满足市场需求了。那么我们可以设计这么一个系统, 把金融服务商、实时消息网络、电信服务商和客户联系起来形成一个完整的整体, 改变传统的信息获取与传递的观念, 以满足这一不断扩大着的市场需求。
二、系统构建
1、金融实时推送系统尚未出现的原因分析系统构想
这项业务目前未能发展起来的主要因为是:金融服务商与电信运营商之间缺少必要的联系与沟通。金融服务商缺少实时的消息传播系统, 而电信运营商却没有客户的信息, 自然无法构建用户帐户资料系统。因此他们要么如金融服务商的消息传递缺乏实时性而是作用大打折扣无法广泛推广, 或者像电信运营商因不具备金融服务商所掌握的客户资料, 为避免巨大的无谓成本干脆不开发这项业务。因此现在所设计的系统必须解决以上的尴尬, 将信息获取, 网络传输, 和高速信息传递三者相结合起来, 真正将消息的潜在价值在客户手中转变成经济价值, 即获取相对应的实际利润。系统的目标客户群首先定位于绝大多数参与资本市场运作的中小型客户, 包括:股票、外汇、期权、期货、国债的小规模投资人等。系统的目标是如果世界任何角落出现与财经业务相关的信息, 系统的客户一定能在事件发生后的30秒之内了解它, 并帮助客户对信息作出判断与决策, 抢占信息收益的至高点。系统的主要伸入的领域是在这个信息价值被无限放大的年代, 让金融服务商与电信运营商通过改变客户目前主动的信息获取模式为被动接受模式, 通过帮助客户更方便的获取及时信息来提高服务质量, 与此同时客户会因此获得更多的投资收益, 而金融服务商与电信运营商将获得更多的利润收益点。如此一来, 在提高金融服务商服务质量的同时, 也取得了金融服务商与客户“双赢”的结果。
2、本系统设计以下目标功能:
(1) 通过将银行强大信息实时获取能力与银行客户数据资料的对接, 以及3G技术在中国初生及其强劲发展需求的趋势, 利用3G技术分门别类将所需信息以最快速度传递给所需客户群;
(2) 在客户收到信息后, 为身处任何地方的客户提供最快的信息详情获取的渠道, 渠道包括手机和PC机终端链接平台;
(3) 对信息进行及时跟踪分析并为客户提供投资决策的方向引导;
(4) 为初入资本市场的新手客户提供简便获取专业知识的途径, 使每一个客户都能将银行定向提供的每一条信息的收益达到最大化。
三、效益分析:
在世界范围内资本市场的活跃交易者不计其数, 但绝大多数的个人交易者都缺乏准确、完整、及时的信息来源, 而信息在很多时候却正是做出正确的交易决定并以此获取财富的关键。据研究发现, 目前为止, 至少国内还没有此类完整的信息链接服务平台, 因此其市场前景广大, 拥有一片亟待开拓的蓝海市场。对于中国而言, 本系统是为日渐开放的金融服务吸引的更多的资本市场参与者;对于成熟的资本市场而言, 本系统是已经相对发达完善的金融服务的补充。
本项目的经济效益有以下几方面:
(1) 对于客户, 拥有最快捷的信息获取能力无疑将给他们带来更多的收益可能;
(2) 对于电信运营商商, 在零边际成本的情况下可以获取一笔不少的增值服务收益;
(3) 对于金融服务商, 这个系统通过为客户及时提供最需要的消息, 鼓励了客户的交易行为, 可以帮助金融服务商获取更多的交易手续费与佣金, 金融服务商也可以分成电信增值服务的增长收益来获取一笔不小的其他业务收入;
(4) 对于国家与社会而言, 增加了信息公平, 有利于避免资本市场的恶性炒作与不良竞争, 有利于维护市场秩序与社会平稳。
因此, 如果系统得到产业化, 将同时具备巨大的经济价值与社会价值。在客户、金融服务商、电信运营商与政府之间形成一个多方共赢的局面。
四、产品推广与营销计划:
系统的推广与营销可分为四个阶段, 从开始的内部试运行到最终的实现产品的文化营销、引导消费倾向与改变社会大众的思维模式, 可分为以下阶段进行:
1、建立健全的电信、银行、客户间的协议与法律关系, 并在银行内部进行试运行。
金融服务商和电信运营商目前未能成功合作的原因可能主要有以下几点:
(1) 利润分成模式可能存在较大分歧;
(2) 金融服务商、电信运营商与客户三者之间的法律与协议关系比较复杂, 难以理清;
(3) 运行初期可能存在的一系列风险超过了几方的承受能力, 风险分担协议不易达成。
根据以上分析我们得出了第一阶段的任务目标主要为完善法律程序与相关手续。首先做到一切协议与运作方式在一个多方均可以认可的模式下进行, 即:金融服务商以客户资料为资源与电信运营商的移动发射平台资源进行整合, 向客户提供信息的实时服务;客户允许金融服务商与电信运营商进行此项合作并要求金融服务商和电信运营商承诺对客户资料绝对保密;金融服务商和电信运营商合作开发共同维护一个信息时时更新的PC机网络平台, 其中金融服务商负责信息的实时更新而电信运营商负责网络的日常运行维护;客户以在金融服务商开设的资金帐户与密码作为免费进入网络系统获取信息的切口, 而对手机实时消息部分的服务, 则采取缴纳一定月租的包月模式获取服务。在以上运行模式中, 需要完成客户与电信运营商间的业务开通协议;客户与金融服务商间的信息资料保密协议;金融服务商和电信运营商之间的工作合作与利润分成的协议。在完成以上协议设计与签约后, 系统即可进入内部试运行阶段。在这个阶段将对系统的稳定性, 实时传递功能和信息跟踪评估能力进行考验, 并将可以实现的具体情况负责的补充进入最终与客户签订的协议里, 做到客户、金融服务商和电信运营商三者风险共担。
2、以金融服务商为广告主体, 电信运营商为辅助向已在金融服务商拥有金融账户的客户推广, 以短期免费服务为突破口引发需求。
第二阶段则进入打开市场突破口阶段。在此阶段将目标客户锁定在已经在金融服务商建立如:股票, 外汇等金融服务资金账户的金融服务商已有客户。他们是此项目的最直接受众人群。首先在此人群中取得良好的效用口碑将为将来的发展打下坚实的基础。在此阶段我们可以首先采取短期免费服务的营销手段, 引发客户的需求, 打开市场突破口, 同时也赢得客户的信任, 打下坚实的稳定客户群基础。
3、通过以提升金融服务质量为主题的传递巡回式金融文化节的形式, 向社会公众描绘现代世界金融行业的发展现状, 展现科技进步, 3G技术的应用将对金融业产生的革命性影响, 给公众一个未来金融财富王国的美好蓝图。
在此阶段可采取奥运圣火传递的模式在全国范围内的大中城市举行“科技发展与世界金融”为主题的巡回展览, 并在媒体中努力造势, 掀起一场全民了解金融业发展, 了解3G时代全新经济生活的热潮, 并通过发起文章征稿等活动, 吸引公众积极参与讨论与思考, 提高全民的金融意识。
4、产品文化营销阶段
通过给予政府职能部门本系统将稳定金融市场波动, 促进国名经济稳定健康发展, 增加就业率, 加速产业结构升级, 增强第三产业发展能力与发展质量的预期, 获取政府的支持。采取政府公益广告的形式, 向全社会传播实时金融理念, 提高全民的金融素养, 改变全民理财与消费的盲目无知与跟风现状, 改变全社会对于金融业的思维模式, 使“金融信息实时化、金融理财生活化、金融收益公平化”的理念如同改革开放一样, 成为人们觉得理所当然的一部分。
五、结语
基于网络技术与移动通信技术的金融信息实时推送系统是意图将现代信息技术与金融业更紧密结合的一个设计畅想, 由金融业的需求入手, 将各种信息技术可实现的效果, 应用于对信息质量有较高要求的金融业, 并利用金融业大量的资本优势使技术得以更快速的进步是一种可继续研讨的技术产业化思路。
摘要：本文通过对现有资本市场上信息要素的价值确认与相应服务提供不足的探讨, 对金融信息实时推送系统的运转模型进行了市场分析、系统构建、效益分析、产品推广与营销计划的设计, 对该系统的存在进行了必要性论证和发展的潜力研究。
关键词：资本市场,系统,金融服务商电信运营商
参考文献
[1]、杨文潮, 《基于数据仓库技术的金融信息系统研究》, 微电子学与计算机, 2005年7期
[2]、杨公民, 《对建立我国商业化金融信息系统的研究》, 中央财经大学学报, 1998年3期
[3]、纪文杰, 《试论我国金融信息系统的建立》, 现代情报, 1995年3期
实时信息系统 第2篇
ABSTRACT: An information system designed for power users is presented in order to strengthen the power information exchange between power grid and end users.Architectures and functionalities of this system were demonstrated first.Smart 效率，远距离的特高压直流输电工程规划已经公布。除了加强输电网络的建设之外，智能电网的建设还应重视电网末端配用电系统的智能化改造，建立用户与供电方的双向互动，鼓励用户主动参与到电网meter was regarded as the information exchange junction in the entire system and it was connected with other parts of the system by general packet radio service(GPRS)and serial communicating paths.Subsystems of grid side and user side were both designed in details.Zigbee wireless network technique was implemented to establish the user subsystem.Information of real-time pricing and load forecasting was applied to motivate users to participate the operation of the grid actively.Consequently energy resources will be optimized and finally goals of economical and high-efficient using of energy can be achieved.This information system also provides basic architecture for the interactive end-use electric system of future smart grid.KEY WORDS: electrcity usage information;real-time pricing;load forecasting;smart meter;GPRS;Zigbee 摘要：为了加强电网与用户之间的供用电信息交流，提出了一种电力用户信息系统。对该系统的架构进行了阐述，提出以智能电表为枢纽，利用通用分组无线业务(general packet radio service, GPRS)远程信道和串行通信本地信道连接系统各个部分，并具体设计了配网侧与用户侧子系统的结构。用户侧子系统的实现采用了Zigbee无线组网技术。利用实时电价及负荷预测等用电信息的互动来激励用户主动参与电网运行，最终使资源实现优化配置，达到经济高效地利用能源的目的，同时为未来智能电网下的居民互动用电系统提供基础设施支持。
关键词：用电信息;实时电价;负荷预测;智能电表;GPRS;Zigbee
0 引言
当前，我国正在大力推进坚强的智能电网建设。随着大规模的智能电表的安装和各种新型能源发电方式的接入，我国的智能电网发展进入了全面建设时期。在输电方面，为了给我国未来的电网提供坚强的支撑，保证电网的可靠性，同时提高节能的运行当中，既要使用户能够根据实时的用电信息合理调整自身用电习惯，还要支持用户侧分布式能源的友好接入以及可再生能源的大规模应用，从而进一步提高能源利用效率，降低温室气体排放，满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求[1]。
由于智能电网的建设工作是一个逐步完成的过程，所以在电网智能化建设的起步阶段，需要对传统电网进行逐步升级改造，最终过渡到坚强智能电网的全面建成。本文针对当前电网配用电系统的特点和不足，应用相关通信与信息技术，讨论并设计了一种电力用户信息系统，加强传统电网的需求侧管理，并为未来实现智能电网下的居民互动用电系统提供技术支持和参考。
供电公司根据电力的供给和需求状况及其他相关影响因素制定实时价格，并且依靠科学的方法较精确地做出短期的负荷预测，最终将实时价格、负荷预测以及实时负荷水平向用户发布。用户接收到供电公司发布的用电信息后，可以此信息为依据来调整自己的用电行为，并将调整后的用电行为数据反馈至供电公司。通过这样的信息互动用电方式，供电公司可以更加准确地了解用户的需求，从而对电网资源及时进行优化配置，对实时电价和负荷预测进行再调整，如此循环，以达到优化电网资源，提高能源利用效率的目的。从发展的角度看，目前正在逐渐开展应用的分布式发电以及可再生能源的接入也需要电网与用户之间进行用电信息的协调和交流。欲实现上述类型的双向用电信息互动，需要在用户与供电方之间建立一个互动系统，作为连接二者的桥梁，改变以往用户被动用电的局面，使其能够主动参与到电力市场交易当中。用户信息系统综述
用户信息系统是基于智能电网与用户友好互动的特点上提出的，它是连接了供电方与广大用户的用电信息互动枢纽，在为用户提供更优质的服务的同时，通过信息的互动来激励电力市场主体主动参与电网管理和交易，使电网更加安全、经济地运行。信息系统的总体架构如图1所示。
互动信息电网侧主站系统远程信道GPRS智能电表本地信道串口通信用户侧智能用电控制系统 图1 用户信息系统的总体结构
Fig.1 Overall Architecture of user information system 在整个用户信息系统中，连接供电方与用户的关键环节是智能电表，它是双方交换电力信息的中枢。在智能电表上集成通信模块，即可实现中枢通信功能。选择不同的智能电表通信模块，则系统通信信道的实现方式会产生较大的差异。在现阶段，智能电表与电网侧的通信实现可采用光纤通信、电力线载波、无线电波和公用信道等技术。对于新建的配网线路，则可以考虑铺设光纤复合电力线，使通信信道集成于电力线路之中。而对于现有的线路，在考虑了数据流量、信道覆盖率、线路铺设和改造难易度等因素后，本文建议使用现阶段较为成熟的GPRS通信技术作为电网与智能电表之间的远程信道，即在智能电表上集成GPRS模块。使用现有的覆盖面极广的GPRS公用信道，可以节省重新铺设通信线路的投入，安全性与可靠性也可以得到保障。安装GPRS模块后，结合配套的软件设计和外围电路，智能电表通过GPRS通信技术与配网侧的互动信息主站相互传输数据[2]。用户侧方面，通过给智能电表添加外围数据通信芯片电路，如串口通信芯片，便可实现通信功能，使之与用户的智能用电控制系统互相通信。
电网侧设有互动信息主站系统[3]，其作用包括： 1）采集用户的用电数据，并且进行分类存储，为电价制定和负荷预测提供数据基础。
2）向用户发布实时电价、负荷预测及当前电网负荷状况，为用户调整其用电行为提供信息基础。
3）利用数据处理技术分析用户反馈的用电信息数据，根据分析结果修正电价及负荷预测，进行电网资源优化配置。
智能电表的用户侧连接的是用户智能用电控制系统。系统设有互动控制面板，用户可以通过控制面板获知当前电网执行的电价、当前电网与家用电器负荷状况、电网短期负荷预测和电价策略、用户电能消费量及预付电费余额等用电信息。控制面板会根据当前执行的电价表和用户的电器类型及功率，经过预设的智能化程序判断，为用户推荐一种或几种优化的用电方案，供用户选择。推荐的用电方案中包括电器使用时间、定时启停和预计电能消费金额等。用户可以使用推荐方案，也可以忽略推荐方案，按照自身需要决定用电计划。用户对电器的定时操作也会反馈至互动用电信息主站系统，可作为供电公司优化电网资源的依据。
另外，智能电表和用户智能用电控制系统在硬件和软件方面都留有额外的应用接口，为将来用户侧分布式发电、可再生能源和电动汽车充放电等新技术的大规模推广应用建立基础。互动信息主站系统
互动信息主站系统是供电公司设立在电网侧的用电数据分析处理中心与用电信息发布平台。它包括负荷预测子系统、电价策略子系统、用电信息采集数据库、信息发布站以及GPRS通信机等，具体架构如图2所示。主站系统还与电网运行状态监测系统相连接，将电网运行状态及记录与用电信息结合起来加以分析，有利于做出更准确的负荷预测和更合理的实时电价。电网运行信息负荷预测系统电价策略制定信息发布站信息采集数据库GPRS通信机远程信道
图2 信息主站系统架构
Fig.2 Architecture of main information system 2.1 远程通信信道
在前文中已经简单讨论了选用GPRS技术作为远程通信信道的原因。从技术角度看，GPRS是在现有的全球移动通信网络上开通的一种分组数据传输技术，它的特点是通信网络稳定可靠、覆盖面积广、数据传输速度快（实际可以达到40~100 kbit/s带宽）。由于系统数据不是严格的实时数据流，并不需要进行连续的海量数据传输，所以GPRS技术可以满足互动用电系统的数据传输需求[4]。从经济性角度来看，目前GPRS技术已经广泛地投入商用，资费比较低廉。使用移动通信公司的GPRS技术还可避免配网侧单独建立通信网带来的高成本以及维护问题。在实际设计系统时加入安全保密措施，从而使得系统的安全性得到保证。
在主站系统的最前端设置GPRS通信机，它与信息采集数据库和信息发布平台服务器相连接，充当用电互动信息的传递者，通过通信公司开设的电力专用信道发送与接受数据。2.2 信息采集与信息发布
由于通信机不具有大量存储数据的能力，面对海量的用户用电信息，需要有专门的数据库来存储这些信息。而需要发布的信息需要通过通信机传递到用户侧，所以信息采集数据库与信息发布站均与通信机相连接。
2.3 负荷预测与电价策略
信息采集数据库与信息发布站并不具备产生信息的能力，发布给用户的信息的产生是由负荷预测系统与电价制定系统完成的。负荷预测与电价制定两个系统不仅从信息采集数据库获取分析所需的数据，还可以从电网运行信息系统取得相关数据，并利用相应的技术方法做出负荷预测和制定电价，然后将得到的实时用电信息交给信息发布站，最终传输给用户。
传输给用户的信息数据包括当前电网负荷状况、即将执行的电价、短期的负荷预测以及用户的余额查询请求等。其中即将执行的电价和短期负荷预测数据并不是严格意义上的实时数据。考虑到用户对于过快的价格变化的响应疲惫问题，决定采用一个电价执行周期（24小时）发布一次电价的策略，每次将电价表按小时划分为24个时段，每个时段的电价根据系统分析计算结果的不同会体现出价格差异，但差异不会很大。为了保证用户获知电价的连贯性，下一周期的电价表应该在下一周期电价执行之前一段时间（如两小时）进行预发布，以便用户进行用电响应。短期负荷预测的结果也采取同样的方式发布至用户侧，目的在于激励用户根据预计负荷状况采取相应的节能用电措施。在这种电价发布方式下，用户可以提前得知下一周期执行的电价，从而有足够的时间进行响应。此外，采用这种方式大大降低了对于数据传输的实时性要求，在一定程度上提高了系统的可靠性。智能用电控制系统 与智能电表相连的电力用户智能用电控制系统是用户信息系统的重要组成部分，它可以将用户与电网运行紧密地联系起来，从而使用户能够主动地参与到电网的运行管理上来，提高能源使用效率。
对于用户而言，智能用电控制系统的功能包括：
1）显示当前电价周期（24小时）执行的电价表、当前时段正在执行的电价、当前电网负荷水平、下一电价周期的预计发布电价及负荷预测。考虑到用户对于电力术语可能不了解，负荷水平仅以定性的方式显示高低，如使用“低”、“正常”、“高”、“满”等易于理解的指示词或者颜色渐变的指示灯。用户可以根据面板显示的用电信息调整自身的用电计划，主动地避免用电高峰和填补用电低谷。
2）用户可以方便地使用智能用电系统控制用电设备，随时了解各种用电设备的电能消耗量。用电设备的实际平均功率也会在面板界面中显示。系统会根据当前执行的电价表、用电设备的类型和功率等因素为用户推荐优化的用电方案。3）用户还可以通过控制系统查询自己某一阶段（比如一个月）的电能使用情况，根据历史数据控制电能使用情况。系统还为用户提供预付电费余额查询、低余额提醒等功能。
4）控制系统还可以通过扩展应用实现将来对用户侧分布电源接入的支持，同时提供电能的反向记录与管理等功能。如果用户使用电动汽车，还可以增加电动汽车充放电管理服务以及相应的软件支持。3.1 控制系统网络架构
智能用电控制系统的核心部件是互动控制面板，它是连接智能电表与用电设备的中枢。智能电表通过串口通信的方式与控制面板连接。在用户住宅内部，为了避免大量布线造成的不便，控制面板与各用电设备的连接采用短距离的Zigbee无线组网技术实现，由控制面板作为网关主节点，加装了智能开关的各用电设备作为终端节点[5-6]。Zigbee技术具有低成本、低功耗、可靠等优点，工作在2.4GHz免执照的工业、科学和医学(industrial scientific and medical, ISM)频段，适合智能用电控制系统应用。系统网络架构如图3所示。
GPRS智能电表RS485Zigbee网络互动控制面板智能开关„智能开关„智能开关空调„洗衣机„饮水机 图3 智能用电控制系统网络结构
Fig.3 Architecture of intelligent electric control system
3.2 互动控制面板
互动控制面板是用户信息系统的一个核心部件，对内作为用电设备控制中心，对外通过智能电表与电网侧交换用电信息，是系统对用户展示功能的窗口。
3.2.1 互动控制面板的硬件设计
互动控制面板采用模块化设计，组成部分包括液晶显示模块、通信模块、电源模块、键盘输入模块、微控制器、外存储器等，其中通信模块包括与智能电表通信的串口模块以及组建Zigbee网络需要的无线通讯模块[7-9]。
由于互动控制面板既要完成与智能电表和智能开关的通信，还要处理用户的互动请求，任务比较繁重，所以选择采用ARM7TDMI-S内核的32位高性能微处理器PHILIPS LPC2138作为主控制器。无线通讯模块则采用TI公司的CC2420芯片，该模块通过串行外设接口(serial peripheral interface, SPI)接口与LPC2138芯片连接，主要负责节点网络的组建与维护，控制数据信息的收发以及消息的路由。由于系统是3.3V系统，所以需要RS485电平转换才可实现控制面板与智能电表的串行通信。LPC2138自带32KB的片内RAM和512KB的片内Flash存储，但是由于控制面板需要进行实时数据的传输和存储，所以还需要添加额外的外部RAM和Flash存储器。与LPC2138相连接的元件还包括电源、外部系统时钟源和复位器件以及负责输入输出的键盘、液晶显示屏、发光二极管指示灯等。此外，LPC2138还拥有富余的扩展接口，为以后的系统功能升级提供足够的接口资源，例如增加用户自有分布式电源等。面板的具体硬件连接如图4所示。
显示屏指示灯键盘电源ARM7TDMI-SSPICC2420时钟复位LPC2138电平转换RS485接口扩展RAMFlash 图4 互动控制面板的硬件配置
Fig.4 Hardware configuration of interactive control panel 3.2.2 互动控制面板的软件设计
控制面板的软件针对前面所述的系统功能设计，如电价和负荷的显示、用电方案推荐以及各用电设备的操作界面等。软件系统采用友好的图形化用户界面软件设计，使用户操作方便，阅读直观。实际应用时，经过开机初始化后，控制面板首先从智能电表更新下载电价表及负荷数据，然后将各无线节点组网，之后便可以进入等待用户操作的待机状态。3.3 智能开关
目前绝大部分家用电器还是非智能型的，需要在其电源处加装智能开关插件才能实现对其开关控制、状态监控以及电能消耗的测量。所以，智能开关应当包括无线通信模块、电能计量模块、开关模块、故障处理模块和电源模块等。
由于终端节点属于精简功能设备，比主节点的任务少得多，重点要求低功耗，因此选择TI公司生产的MSP430F149作为控制器，这是一种超低功耗的控制器，可以有很长的工作时间。MSP430F149自带的时钟模块、看门狗定时器、Flash存储器和RAM存储器已经可以满足智能开关的设计需求，无需添加外部的此类元件。无线通信模块CC2420与控制器MSP430F149相连后，作为终端分节点加入Zigbee网络参与组网。电能计量模块通过串口与MSP430F149相连，所得数据存储至Flash存储器，经过内置程序分析可得用电设备的实际平均功率等参数，并将所得参数反馈至控制面板以供用户查询以及智能用电推荐方案分析使用。开关与故障处理通过继电器的通断发挥作用，当收到开关指令或者发生短路故障时，由继电器执行相应的动作完成电路通断。智能开关的模块结构如图5所示。
电源MSP430F149CC2420电能计量开关故障处理 图5 智能开关的硬件配置
Fig.5 Hardware configuration of smart switch
无线传感器接收到来自控制面板的指令后，即对用电器电源进行开关或定时操作。智能开关上集成了电能计量模块，用户可以随时通过互动控制面板向用电器发送查询指令来获知用电器的电能消耗情况。如果用电器电源处发生故障，如最常见的短路故障，则报警模块会产生作用，自动跳闸并向控制面板反馈报警信息，使用户及时得知故障位置并处理故障。结语
用户是电能的消费者，用户的用电行为及习惯的理性改变对于提高能源利用效率起着决定性的作用。电力用户信息系统将用户与供电方紧密连接起来，使二者互相交流用电信息，激发用户参与电力市场的主动性，最终能使用户形成良好的用电习惯，提高能源利用效率，降低温室气体排放，保护环境。互动信息系统的应用不仅为用户提供更为方便与经济的用电方式，还能为电力公司带来更平稳的负荷，使得电网运行更为安全与经济。随着电力技术的不断发展，用户也可能会同时扮演供电者的角色，届时用户信息系统可以方便地实现升级拓展，以满足用户的需要。
参考文献
[1] 陈树勇, 宋书芳, 李兰欣, 等.智能电网技术综述[J].电网技术，2009, 33(8)：1-7.Chen Shuyong, Song Shufang, Li Lanxin, et al.Survey on smart
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实时信息系统 第3篇
摘要：RlA技术是集快速、低成本部署、实时多媒体通信为一体的新一代互联网应用技术。本文设计并实现的交互式信息实时共享系统基于RlA架构，结合了多种流行的多媒体开发技术，为客户提供了统一完整可扩展的网络会议信息处理平台，满足了工作中对同步信息交互式咨询及资料实时共享等方面需求，加快了传统企业信息化建设。
关键字：富互联网应用技术；LiveCycleDataService；RFB协议；通道；消息服务
1引言
伴随着Internet日益成为应用程序开发的默认平台，计算机应用系统的架构在由C／S架构到B／S架构转变，基于浏览器的各种web程序应运而生。传统网络程序的开发是基于页面的、服务器端数据传递的模式，把网络程序的表示层建立于HTML页面之上。这种传统的基于页面的系统已经渐渐不能满足网络浏览者的更高的、全方位的体验要求了。为了解决这个问题，富互联网应用程序(Rich InternetApplications，缩写为RIA)脱颖而出。
本文基于RIA设计模式，结合Flex，Java，JSP，C++，数据库等技术实现了交互式实时信息共享系统一网络会议信息处理系统。该系统通过数字化交互的方式，实现了协作会议的即时访问，提供了生动的无缝交流方式。加强沟通效果，构建异地远程办公的信息化平台，能够减少差旅费用，提高工作效率。2系统架构2.1RIA系统架构简介RIA是集桌面应用程序的最佳用户界面功能与Web应用程序的快速、低成本布署。以及互动多媒体通信的实时快捷于一体的新一代网络应用程序。RlA中的富客户端(Rich Client)提供可承载已编译客户端应用程序(以文件形式，用HTTP传递)的运行环境，客户端应用程序使用异步客户，服务器架构连接现有的后端应用服务器。这是一种安全、可升级、具有良好适应性的新的面向服务模型，这种模型由采用的Web服务所驱动，使客户机的能力复原到与桌面型计算机软件应用或传统的C／S系统中的客户机能力。它适合传统的N层开发过程。同时也能够在现有Web应用程序和环境内逐步添加新功能以充分利用现有网络应用投资。它也可以作为基础网络服务的互动表现层，允许用户在线和离线工作。RIA有能力解决各种复杂性，使需要复杂性的应用得以开发并且减少开发成本，为演进中的Web Service为主的网络提供动态高效的前端应用。结合了声音、视频和实时对话的综合通信技术使RIA具有前所未有的网上用户体验。图1是RlA的应用程序模型。
本系统参考RlA架构，采用以事件驱动及消息服务为中心的思想，运用RIA的解决方案一基于Flash的Flex技术及Java、C++技术开发，使用HTTPService和WebService进行数据访问，通过远程过程(RPC)调用组件，使客户端程序与远程服务器进行交互。系统的架构按照Flex的执行结构划分为3层：资源层、服务器的交互层及客户端的逻辑层。客户端的逻辑层使用由LiveCycle Data Services ES(以下简称LCDS)提供的基于消息框架与服务器交互，该基于消息的框架在客户端是通道(channels)，通道封装了Flex客户端和LCDS服务端之间的连接行为。通道被分组并组成通道集，达到通道搜索和通道容错的目的。服务器的交互层是一个J2EE的web容器，Flex客户端通过channel发送一个请求，请求在服务端会到一个endpoint，从endpoint开始请求会通过一条Java对象处理链，到达服务器端的Java程序进行数据传输及后处理。资源层是以数据库为中心的资源管理模块，进行数据的存储及转换。这种层次的划分使得对任何事件及消息的响应都必须经过LCDS中转，不但有效地划分了功能层次，增强了易管理性，而且系统的层次明显、结构清晰、易于扩展。
2.3交互式实时信息共享系统模块分析
基于上述的交互式实时信息共享系统架构，为了满足各企事业单位在同步信息咨询服务、资料共享、会议管理及交互式沟通等方面的需求，在功能上该系统分系统管理、视音频控制管理、数据服务管理、信息处理、数据库管理及远程桌面共享控制等几大核心模块，系统功能框架请参照图2。下面将对各个模块做详细介绍。
2.3.1系统管理模块系统管理部分包括用户和角色管理，会议和会议室管理及信道管理。用户和角色管理负责管理用户权限。本系统包括两种角色：管理员和普通用户。管理员可以查看所有的用户信息，创建新用户、用户信息更新及删除，对系统进行常规维护。会议和会议室管理负责虚拟会议室的新建、维护及各会议室会议的预约。信道管理是指单个会议室中多个通讯通道建立、管理及分配。本系统中每个会议室最多可有三个独立的通道分别进行独立或交互的实时信息共享。2.3.2视音频控制管理模块视音频控制管理部分采用Polycom提供的MCU多点控制模块作为标准视频会议核心管理音视频交换、远程指挥和调度核心音视频交换设备，通过H.264视频压缩协议，Serin14语音压缩协议和H.239(P+C)数据协议，为用户提供高质量的音频、视频和数据通信功能。2.3.3数据服务管理模块●提供RPC服务，即远程过程调用服务：基于HTTP或SOAP协议获取服务器端数据，或者基于AMF格式，通过调用远程对象获取数据和触发服务器端逻辑：
●提供数据管理能力：管理客户端和服务器端的数据同步、大规模数据的数据分页以及数据冲突等；
●提供消息服务：Web层客户端应用同服务端的消息发布和订阅，基于每个客户端的服务质量服务(QOS)、RTMP通道支持；
●提供支持离线应用的能力：例如离线数据缓存及本地消息队列等；
●提供企业Flex应用集成所需的代理服务、Web层编译Flex应用能力、支持WSRP接口的门户部署、集群部署、支持Ajax的数据服务、实现Flex RIA应用和Aiax程序交互的Flex-Aiax Bridge、多种服务适配器、服务器端PDF生成等其他各种服务。2.3.4信息处理模块信息处理部分使用基于消息的框架完成客户端与服务器的交互，该框架基于Flex组件使用通道与LCDS服务端通信。利用HTTP服务或WEB服务调用远程服务，使用诸如确认消息(Acknowl-edegMessaget)和命令消息(CommandMessage)等类型与LCDS中对应的服务通信，实现了多点会议状态同步，资料实时共享，数字白板数据同步、远程过程调用等功能。
2.3.5数据库管理模块数据库管理部分提供了会议记录，检索及下载等功能。会议记录功能支持将会议的信息，与会人名单，会议过程中讨论的资料及相应标注，以及在电子白板上记录的内容自动保存到服务器上以便会后下
载和查阅。会议检索及下载功能提供会议历史记录的查询，与会人会后可通过搜索找到相应会议，下载会议过程中的资料及会议记录。2.3.6远程桌面共享控制模块针对与会者需要在会议期间查询一些数据或者查看一些专业软件的操作结果，并且能够在与会者之间实时共享这些查询结果和操作结果的需求，远程桌面共享及控制模块基于网络实现远程主机的一对一及多对一连接，实现了连接后一方或多方可以看到另一方的计算机屏幕，对方在计算机上的任意操作都可以被共享，达到随时从桌面共享文档和进行演示的效果。参与会议的用户可以共享桌面、应用程序、文件以及企业专业软件等各类内容。使各地的客户、合作伙伴以及同事能够演示实时信息、共享应用程序以及开展专案协作。
3关键技术研究
3.1Adobe Flex以Flash Player 9和Action Script 3.0提供的丰富的类库为基础，Flex框架作为Flex的核心部分提供了一个丰富的可扩展用户界面组件设置，一个用于控制布局和用户互动的灵活模型，和从远程服务访问数据的健壮底层构造。Flex组件库包含超过100种组件和容器。开发者可以使用这些内建组件构造程序的用户界面，把它们作为子类以修改其行为，或是使用组件的API生成全新的组件。和其它用户界面开发环境一样，Flex允许开发者利用预定义互动，比如数据网格中可拖拽的列，或将一些明确定义的事件定义为有特殊用途的行为。Flex应用程序通过一组内置的服务组件访问数据和服务。开发者可通过HTi-P和网络服务访问XML数据，同样，也可访问利用FlexData Services提供的额外服务，包括连接的远程Java对象，发布／订阅的信息。和新的Flex Data Services。为了促进数据处理。Flex提供了丰富的数据粘合底层构造，当数据返回时它会自动更新用户界面，当等待服务器返回结果时它允许程序保持响应。3.2LiveCycIe Data ServiceLiveCycle是Adobe企业解决方案平台，包含业务流程管理系统(UveCycle Process Management)、企业版权管理系统(LjveCycleRlghts Management)、表单服务(LjveCycle Forms)等12个解决方案组件。LiveCycle Data Servlce是其中的一个整合RIA应用和J2EE等企业应用的解决方案组件。
LiveCycle Data Services是Adobe公司提供的用于开发使用Flex作为前端，JAVA作为后端的中间组件。它提供一组基于信息的服务，支持联接企业架构和不同层间透明同步数据的能力，展示了在客户端和服务器间转移数据的健壮的消息基础架构。LCDS客户端使用由LCDS提供的基于消息的(message-based)框架与服务器交互。LCDS服务端是一个J2EE web服务器和高度可扩展的网络socket服务器的结合。Flex客户端通过通道(ohanneI)发送请求，该请求接着被路由到LCDS服务端上的端点(endpoInt)。从端点，请求又被路由到java对象链，该链包括MessageBroker对象，一个服务对象，一个终点对象和最后的适配器对象。适配器可以通过调用本地或后端系统或像JMS服务这样的远程服务完成该请求。
3.3RFB协议远程控制因为进一步克服了由于地域性差异而带来的不便性，所以在网络管理、远程技术支持、远程交流、远程办公等领域有着非常广泛的应用。RFB(远程帧缓冲)是一个用于远程访问图形用户接口的简单协议，它工作在帧缓冲层，主要涉及显示协议、输入协议、像数数据表示、协议扩展、协议消息几部分。RFB是一个真正意义上的“瘦客户端”协议。在RFB协议的设计中重点强调客户端的尽少需求。这样一来，客户端能运行在更广范围的硬件环境上，并且客户端的实现也尽可能简单。
RFB协议对于客户端是“无状态”的。如果一个客户端和服务器断开了连接，稍后再一次连接到这台服务器上，用户的会话不会被关闭，状态会一直保持着。不同的客户端可以连接到同一个服务器上，在新的客户端上用户看到的是和原来的客户端上相同的图形用户接口，这样能够高效的利用网络带宽，达到高质量的共享和控制效果。
4交互式实时信息共享系统的实现与应用
4.1系统实现
整个系统基于RIA模式开发，由服务器统一进行后台管理，以避免在客户端进行复杂的安装及配置。客户端只需Web浏览器通过LCDS通道与Java服务器端的appliication通信，完成信息交互、数据同步、远程控制等交互式实时信息共享系统的核心功能。图3是整个系统实现的总体架构。4.1.1客户端信息交互部分实现客户端信息交互部分由三个主要的界面接口组成，数字白板页、资料共享页及桌面共享页。客户按照需要切换不同的页面进行远程通讯。通过数字白板，用户可以与各远程客户端分享手写笔记、草图及其他讨论的信息；通过资料共享页，用户可以上传图片、PPT等资料与远程客户端实时共享，并可共享资料上的实时批注。通过桌面共享页面，用户可以共享桌面、应用程序、文件以及企业专业软件等各类内容。使各地的客户、台作伙伴以及同事演示信息、共享应用程序以及开展专案协作。图4是客户端信息交互部分的页面设计图。
4.1.2交互式实时信息共享系统数据流实现
客户端与服务器端的数据流的交互主要有以下几个方面：1用户登录时，用户权限认证及根据用户信息配置相应的环境，并提取与其相关的会议信息；若会议已经开始，则自动切换到该会议正在进行的状态；2任一用户切换模式(白板、资料、桌面)时，其他用户采集数据进行处理；3任一用户共享资料、笔迹、桌面，其他用户获取相应数据更新页面；4用户关闭会议，其他用户收到消息，自动退出，并清空缓存中所有会议有关的记录。图5是客户端与服务器端的数据流图。
4.2交互式实时信息共享系统的应用
本系统是针对现代企业对信息交互和资料共享的高要求开发的交互式实时信息共享系统，可以提高远程会议质量，使异地多点会议达到所有与会人员在同一会议室开会的效果。适合方案讨论、技术交流、资料学习、网络培训和紧急会议等。尤其适合大型企业多地点办公的情况。图6是真实系统会议中的用户界面。
5总结
本文通过对为客户带来卓越桌面体验的RlA技术的基本论述，及对为企业提供富互联网应用程序的表示层解决方案的Flex技术的分析，基于目前传统企业信息化数字化建设的需求，设计并实现了统一、完整、可扩展的的交互式实时信息共享系统。该系统是富因特网应用程序的一个典型应用，Ftex客户端通过HTTP、SOAP或AMF(Flash RemotIng二进制协议)与服务器端进行通信，并应用了Java serviet技术实现了文档格式转换和上传，客户端远程下载等功能。为客户提供了使用简单、具有良好体验的用户界面，并降低了网络和服务器的开销。
基于iFIX的电厂实时信息系统 第4篇
五阳热电厂是潞安矿业集团公司最大的一个集节能、环保、效益为一体的煤炭资源综合利用非煤产业项目。电厂存在大量的计算机控制系统, 控制系统相互独立, 控制形式多样, 各车间相互联系不够, 生产调度效率低, 电厂管理人员难以及时有效地掌握生产管理信息。随着管理要求的提高, 需要实现全厂控制系统的集中监控, 即实现电厂厂级监控信息系统SIS (Supervisory Information System) 。
SIS是火电厂厂级生产过程自动化的组成部分, 是联系全厂的生产控制系统 (锅炉汽机DCS、电气DCS、输煤程控、分仓计量、化水车间和灰渣车间) 与MIS系统的桥梁。一方面SIS采集下层机组和车间控制系统的实时生产数据, 实现性能优化、故障诊断、优化分配等功能;另一方面将电厂生产状态信息和性能信息发送给上层的MIS系统, 从而实现电厂全厂的管控一体化, 提高电厂生产的安全性和经济性。
五阳热电厂设计采用基于iFIX4.0的SIS系统, iFIX是全球最领先的HMI/SCADA自动化监控组态软件, 易于扩展和集成, 可以方便快捷地创建高性能过程窗口;具有分布式网络结构, 方便扩展客户端;HMI/SCADA服务器iFIX Server通过各种协议方便地读取实时数据, 并维护过程数据库。
1SIS系统体系
图1为SIS系统网络结构图, 最低层为各车间现场控制系统, 如锅炉汽机DCS、电气DCS、输煤程控和化水车间等;中间层为基于iFIX的实时/历史数据库和实时数据采集系统;上层为生产管理职能部门, 作为iFIX实时数据库和生产过程画面系统的客户端, 保证管理者对电厂生产实时监视。
1.1 实时/历史数据库
五阳热电厂实时/历史数据库为iFIX数据库, 一方面通过iFIX良好的接口扩展能力, 从各生产车间采集实时生产数据并显示到生产工艺画面, 并长期保存为历史数据供查询调用;另一方面基于iFIX良好的网络扩展能力以及分布式客户/服务器结构, 为局域网用户 (生产管理者) 提供生产过程实时数据和生产工艺动态画面, 使得管理者能够实时监控生产过程。
由于SIS系统具有数据量大、可靠性高、响应速度快的特点, 因此SIS服务器采用HP DL380, 安装Windows 2003 Server操作系统, 利用微软公司提供的连接终端服务器的方法, 在客户机上安装一个可执行文件tsmsisetup.exe, 可以访问服务器上的iFIX。iFIX HMI/SCADA服务器作为SIS系统的核心部分, 其数据库作为系统数据库, 其实时动态画面、趋势、报表等均作为客户机访问对象。
1.2 实时数据采集系统
实时数据采集系统利用了iFIX强大的接口扩展能力, 通过工业以太网将各控制系统生产数据采集到iFIX数据库中。
五阳热电厂将锅炉汽机DCS、电气DCS、输煤程控、分仓计量、化水车间、灰渣车间等系统数据采集到iFIX数据库, 数据传输协议主要采用了UDP、OPC、DDE等方式。
1.2.1 OPC
OPC (OLE For Process Control) 基于Microsoft公司的DNA (Distributed Internet Application) 构架和COM (Component Object Model) 技术, 根据易于扩展性而设计, 规范定义了一个工业标准接口。五阳热电厂输煤程控 (WinCC为上位机) 、分仓计量 (组态王为上位机) 、化水车间 (组态王为上位机) 都是采用OPC协议采集实时数据的, 将这些控制系统上位机作为OPC Server, iFIX作为OPC Client, 通过配置DCOM接口即可实现。
1.2.2 UDP
UDP协议, 即用户数据报协议 (UDP) 是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议, 提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。五阳热电厂早期网络已经将锅炉汽机DCS系统、电气DCS系统数据通过UDP协议传输到局域网上, 并在此基础上在SIS服务器上用VB的WINSOCK控件接收UDP数据, 在生产实践过程中, 其数据传输正确率达到99.9%以上。
1.2.3 DDE
DDE (Dynamic Data Exchange) 即动态数据交换, 它提供了在同一台计算机上运行的两个程序之间数据交换的途径。由于五阳热电厂锅炉汽机DCS系统、电气DCS系统数据发送采用UDP方式, SIS服务器用VB编写了UDP接收程序, 所以iFIX通过使用DDE驱动程序可以将数据读入实时数据库。
1.3 SIS系统客户端
客户端及各生产职能部门在局域网上的计算机, 通过连接终端服务器连接到SIS服务器上, 通过SIS服务器Windows 2003 Server和iFIX的网络配置, 可以显示SIS服务器实时数据及生产工艺动态画面。
2SIS功能
SIS的基本功能包括:数据库应用, 生产过程数据采集、处理和实时显示, 各机组性能计算和分析, 机组及辅助设备故障报警和生产过程管理指导。
2.1 数据库应用
数据库是SIS系统的核心, 数据库采用基于iFIX的实时/历史数据库平台。iFIX支持复杂的多节点、多现场的数据采集和控制系统 (SCADA) , 可以方便地满足各种应用类型和应用规模的需要, 利用iFIX强大的数据采集分析能力和扩展能力, 集成各车间不同控制系统的实时数据并长期保存, 支持SIS其他功能的实现。
2.2 生产过程数据采集及实时显示
iFIX提供了生产操作的过程可视化功能, 利用iFIX的图形编辑功能, 以画面、曲线、图形等形式显示各机组和辅助生产设备的运行状态、参数等, 为生产管理人员提供实时的生产信息, 并记录生产数据, 生成各车间职能部门的统计报表。
2.3 机组性能计算和分析
SIS系统从电厂各生产系统 (锅炉、汽机、输煤程控、化水处理、分仓计量、灰渣车间等) 采集大量的生产数据, 通过这些数据对电厂的综合效率及生产成本进行实时计算, 生成运行效率曲线, 以此对各机组车间运行状况加以评估, 为运行管理提供了重要依据。
2.4 机组及辅助设备故障报警
SIS系统提供主机组及辅助生产设备故障报警功能, 通过分析实时数据, 将各机组及辅助设备故障及时显示到生产过程画面中, 并记录到报警历史数据库中。
2.5 生产过程管理指导
SIS系统对整个电厂生产过程进行综合计算、分析, 并通过网络在厂内局域网上发布, 使生产管理者通过客户机在线观察生产流程画面、实时生产数据及分析结果, 为管理决策提供了有力依据。
3结束语
通过电厂SIS系统建设, 消除了电厂控制孤岛现象, 优化了生产过程, 提高了电厂的生产效益, 其在生产管理中必将起到越来越重要的作用。
摘要：介绍某电厂基于iFIX与工业以太网的实时信息系统。系统采用UDP、OPC等数据传输协议将锅炉汽机系统、电气系统、输煤程控系统、分仓计量系统、泵房监测系统等生产数据上传至基于iFIX的SIS服务器, 从而实现各生产车间生产数据的实时监测。
关键词：SIS服务器,OPC,iFIX,实时信息系统
参考文献
[1]江亭桂, 张昕.火力发电厂厂级监控信息系统的结构与实例[J].南京师范大学学报 (工程技术版) , 2005, 5 (2) :34-37.
[2]孙宾.火电厂辅助车间PLC网络控制系统[J].电力设计, 2001, 22 (3) :51-55.
实时信息系统 第5篇
【摘要】 当前，农村小水电信息化建设和管理非常薄弱，在发电运行实时监控方面几乎是空白，影响了农村水电综合效益的发挥。为此，做好水利水电综合监控和行业监管，充分发挥水资源的综合经济和社会效益，尽早开展农村小水电运行实时监控和信息化管理建设，显得尤为重要。通过大田县水电信息监控网站的工程建设和研究创新，介绍主要做法和应用成效。
【关键词】 农村水电
实时监控
信息化
网站建设
软件编制 概述
水电是清洁的可再生能源，在当前农村能源很短缺的情况下，世界各国都非常重视分散开发利用农村小水电。我国从上个世纪七十年代开始，就已大量开发农村小水电，中东部省份的小水电开发率有的已达60～90%，为发展地域经济做出了很大贡献。但是，虽小水电蓬勃发展，由于上网电价太低，自身经济效益却很差，导致行业管理和装备水平很落后，尤其是装机容量较小的水电站，几乎没有自动化设施，信息化和实时监控方面更是缺失，影响了小水电综合效益的发挥。虽现在信息化和数字化及监控自动化发展很快，但小水电行业因为自身经济能力很差，根本不敢设想开展这方面工作。然而，行业主管部门也是重建轻管，没有很好重视抓这方面工作，以致小水电的信息自动化和监控管理完全跟不上社会发展的脚步。因此，我县为了彻底改变这种状况，从2010年底开始，在这方面做了很多研究和投入，并开展全县水电实时监控和信息化系统开发应用工作，已取得一定的成效，现已初步建成“大田县水电实时监控信息网站”（http：//
联系电话：0598-7295845 手机 *** 通讯地址：福建省大田县水利局
水位实时监测系统实施效果 第6篇
水位实时监测系统实施
在遵循“科学规划、分步实施、因地制宜、先进适用、高效可靠”的原则指导下，着重考虑以下原则。
先进性与实用性。坚持实用性和先进性并重的原则，并充分注重实用性。首先应该保证在系统生命周期内系统的先进性，同时采用成熟稳定、技术先进、具有发展前景的的产品和设备，确保系统的实用性。
安全性与可靠性。在构建整体系统结构时，充分消除硬件部分及运行环节可能存在的不稳定因素。拓扑结构应保证整个系统的可靠性和稳定性，避免出现单点故障，具有快速收敛能力，通过网络监控及防病毒技术，防止网络外部和内部的安全威胁，保障网络的安全性，保护内部资源。
经济适用性原则。在满足整体系统应用需求且留有一定的发展余地的前提下，尽量选择性能/价格比高的技术产品，做到技术先进、节约投资、利于生产、方便维护管理。
灵活性与扩展性。随着信息网络技术的发展，系统应能够平滑升级，网络的规模能够及时方便地扩充，以适应未来发展，最大限度降低投资风险。同时满足各个其他硬件系统的接入、软件系统的资源共享、未来网络发展带宽的需求。保证系统升级的灵活性和系统发展的可扩展性。
高效响应性原则。系统处理的准确性和响应的及时性是系统的重要指标。在系统设计和开发过程中，要充分考虑系统当前和未来可能承受的工作量，使系统的处理能力和响应时间达到用户对信息处理的需求，做到准确处理，快速反映，提高效率。
开放性和兼容性。设计要严格执行国家、地方和行业的有关规范与标准，并考虑与国际规范与标准接轨，尽可能地选择标准化产品，建设标准化的系统。数据采集传输及数据库的各种编码必须符合水利行业的规范和标准，从而保证各子系统软硬件设施之间的互联互通。应用软件系统应具有良好的开放性，采用模块化结构设计，以便功能扩展。自主研究开发的软硬件产品，也要参照规范和标准，制订相应开发规则，制定有效的工程规范，特别是软件开发要保证代码的易读性、可操作性和可移植性。
可管理性和可维护性。采用高性能和高可靠的网络管理软件系统，对网络的软硬件设备进行全面、有效的集中管理，提高网络的安全性、可靠性和稳定性。应用软件系统应具有良好的可操作性，方便用户的应用与维护管理。
遵从行业习惯原则。系统应能适应目标的多重性，环境的多变性，方法的多样性；遵从行业应用需求和习惯，开发具有水利行业特色、标准化操作模式、友好的人机界面、可视化功能展示的应用系统，做到功能强大、界面友好、贴近实际、操作简单、使用方便。
水位监测系统
建设内容。通过水位监测系统对各蓄水池水位进行实时监测，调度中心可及时、准确、连续地掌握各站水位动态变化趋势，为生产运行与供水管理的决策提供科学依據。
系统功能。本系统主要完成数据采集、传输与接收，将各重要部位水位信息接入供水管理调度系统，为供水计算、供水管道维护等提供基础数据信息。其主要功能包括：
自动监测：自动实现各水量数据的处理、传输、存储等功能；自动报警：具有仪器故障自动报警和异常值自动报警功能；自我保护：具有停电保护、来电自动恢复及防雷电保护等功能；开放性和拓展性：可根据工作要求无缝接入各种型号的监测仪器；设备的稳定性、准确性：设备应长期稳定、准确的运行，监测数据可靠，运行费用低，便于维护，抗干扰能力强；数据自动传输功能。
软件系统
建设内容。利用现代信息技术，在对供水管网自动化采集的基础上，通过建设软件平台系统，实时监控信息，及时准确地了解供水运行状态，掌握水量动态变化规律，逐步实现输配水的定量化管理。
数据存储管理平台。数据存储管理平台是软件平台系统的核心，是支撑水位监测系统开发与运行的重要基础设施，也是信息及资源共享的平台。建设数据存储管理平台的主要目的是通过平台提供的机制与技术手段，形成信息资源，在系统范围内实现信息共享，提供基于软件复用等先进技术的业务应用开发与运行支撑平台，形成可供复用的软件资源，最大限度地减少软件的重复开发。
平台功能。数据存储管理平台的主要功能包括建库管理、数据查询输出、数据维护管理、代码维护、数据库外部接口等，是数据更新、数据库建立和维护的主要工具，也是在系统运行过程中进行原始数据处理和查询的主要手段。
数据库建库管理。数据库的建库管理主要是针对数据库类型，建立数据库管理档案，包括：数据库的分类、数据库主题、建库标准、建库方案、责任单位、服务对象、物理位置、备份手段、数据增量等内容。
数据查询输出。提供各类数据的查询操作和显示界面，用于查询数据库中的数据。数据输出的主要功能包括屏幕显示、报表生成和打印、不同格式的文件输出等。
数据维护管理。主要完成对数据库的管理功能，包括数据库的更新、添加、修改、删除、复制、格式转换等功能。
视频实时信息亭系统的设计与实现 第7篇
1 系统功能模块设计
本系统整体采用了MS.NET (C#) 技术, 三层B/S构架, 数据库选用MYSQL的开发平台, 整个系统的画面风格参照Oracle BLAF规范制作, 在画面的属性的设置上由统一的CSS来限制, 做到了整体画面风格的统一, 美观, 以及以后的可维护性强。本系统的主要功能模块的设计如图1所示。
1.1 主要模块功能需求介绍
1.1.1 终端管理模块
终端管理模块主要包括分组管理模块和终端管理本模块。其中分组管理模块是最主要的模块, 主要是对终端设备的分组管理包括对分组的增、删、改、查、添加和显示终端、推送节目、版本更新、在线终端和即时命令等功能。
终端管理模块列出了指定组的所有终端的详细信息, 包括:终端ID、IP、在线状态、是否正在升级、是否正在推送节目、所属组、软件版本、节目播放截止日期、地址、上线时间、上次离线时间等。
1.1.2 监控管理模块
该模块的主要功能包括监控图像处理;监控表示, 有图像位置、方式、分类的表示;监控设定, 有监控密度、图像SIZE等的设定以及对即时指令发出、对某一个具体IP的PC终端可以发送指令的实施监控。
1.1.3 广告媒体文件管理模块
该模块的主要功能是将视频, 图片, 滚动字幕录入到资源文件库;录入客户的资源文件等, 以便节目单制作时候使用。
1.1.4 垫片管理模块
该模块主要是以组为单位, 对以组为单位对三种资源文件进行增加, 删除, 修改, 查询。同时, 还包括更换垫片的功能。
1.1.5 环境设定模块
该模块主要包括三部分:数据库的设定、FTP服务器设定和本地节目设定。其中数据库设定主要包括设定数据库名、IP (localhost) 、用户名、密码等。FTP服务器设定内容包括服务器IP、资源路径和垫片路径。其中服务器IP是指FTP服务器的IP地址, 需要外网可以访问的IP地址。资源路径是指FTP服务器用来存放节目文件的路径。垫片路径是指终端分组默认的垫片存放路径。本地节目设定是指节目单制作好的文件存储路径。
2 系统体系架构设计
新一代的多媒体实时信息发布系统与传统的信息公告系统不同, 它由显示内容、存储系统、服务器、网络和显示系统几个部分组成。“视频实时信息亭系统”可以实现对文字、图像、视频等多种媒体进行排版编辑和内容制作, 并通过多种传输方式向终端显示设备发送已制作的节目内容。本研究课题的完整系统由两部分构成:1) 中心控制系统。负责系统的管理和维护, 实现网上广告资源的销售以及浏览, 负责对终端显示系统进行管理, 编辑制定节目信息和日程表, 实现实时信息的发布;2) 终端显示系统。按照日程表的顺序在操作系统平台下显示中心控制系统发送的内容。
视频实时信息亭系统从工作机理上可分为网络推送、终端播放和网上营业三个子系统。
网络推送系统运行在中心控制端, 具有对终端进行相应管理、即时消息的发布、与终端的通信等功能。
终端播放系统运行于每个终端, 主要是对中心控制端推送来的节目进行播放以及截屏上传到中心控制端和终端的检测升级。
播放营业系统独立于中心控制端和各个终端, 主要实现对系统的管理, 客户的管理、合同管理、资源现状的管理, 以及销售的管理等功能。
视频实时信息亭系统采用B/S三层体系架构, 将整个业务应用划分为表示层、业务逻辑层、数据访问层。
1) 表示层
表示层以统一的Web方式向用户展示业务数据并提供配置接口 (如果需要) , 用户通过这一层向系统提交用户请求或接口配置信息, 系统通过这一层接收用户的请求或接口的配置信息, 然后将这些请求信息消化吸收后调用下一层, 再将调用的结果展现到这一层, 以提供给用户使用。
2) 业务逻辑层
业务逻辑层在体系架构中的位置很关键, 起到了数据交换中承上启下的作用, 用于对上下交互的数据进行逻辑处理, 从而实现业务目标。业务逻辑层主要由上面所述的终端管理模块、监控管理模块、广告媒体文件管理模块、垫片管理模块和环境设定模块五个模块组成。
3) 数据访问层
数据访问层有时候也称为持久层, 该层用于和数据源的交互和访问, 简单的说就是实现对数据表的增删改查等操作。本系统中要加入ORM的元素, 所以还涉及到对象跟数据表之间的mapping, 以及对象实体的持久化。
3 系统实现及安装
考虑到三个子系统各自功能的优化, 分别采用不同的技术:在网络推送系统和网上营业系统中采用.NET (C#) 语言, 数据库采用MySQL来进行开发;终端播放系统采用C++语言进行开发。
目前, 软件硬件技术和网络环境为信息亭系统奠定了良好的技术基础。软件方面的开发语言、数据库技术保证了终端播放、信息收集、后台管理的实现;硬件技术的发展为信息亭系统提供了较低成本的硬件环境;全国网络基础的不断完善, 使信息亭的广泛应用有了良好的信息传播基础。
3.1 系统实现
本节重点介绍终端管理模块的实现情况。
分组管理, 在主窗口中显示了所有的终端分组。在分组信息的空白区域点击右键, 选择新建组, 填写组名 (不区分大小写, 不可重复) 以及ftp的用户名和密码, 点击[确定]即可添加一个分组。在分组信息栏, 点击组左边的加号即可显示组的相关信息。单击右键如果选择终端分组, 然后选择[修改组], 即可对组的FTP密码进行修改。如果选择终端分组, 然后选择[删除组], 即可删除改组 (只有在当前分组内没有终端时, 才可以删除该组) 。左键双击分组名或者右键选择终端分组, 选择显示终端?全组显示即可在右侧显示组内的所有终端。此时通过右键选择终端分组, 选择[添加终端], 弹出添加终端对话框。选择终端分组, 选择[版本更新], 弹出版本更新对话框。列出了当前分组的所有软件版本, 选择一个版本, 点击[升级]按钮即可向全组终端升级软件。同时, 在下方的任务列表中添加此次任务的相关信息。不在线的终端将会在下次上线时收到命令。如果单击右键选择终端分组, 选择[在线终端数], 即可在下方执行记录栏显示该分组的终端情况:终端总数、在线数、离线数。
分组管理中还有个重要功能模块是推送节目, 在本窗口右键选择终端分组, 选择[推送节目], 弹出推送节目对话框。列出了当前分组已经制作好的所有节目, 双击选择, 点击[确定]即可向全组终端推送节目。同时, 在下方的任务列表中添加此次任务的相关信息。不在线的终端将会在下次上线时收到命令。
即时命令功能的实现是通过右键选择终端分组, 选择[即时命令], 即时命令包括:重启程序、重启计算机、修改时间、即时消息、终端监控、定时监控的启动与关闭。向全组发送命令时, 只会给在线的终端发送。
修改时间的时间格式如:2011-4-19 22:27:51。
即时消息可以从文件中选择, 也可以直接输入。输入播放次数, 点击[发送]按钮即可向全组终端发送即时消息。同时, 在下方的任务列表中添加此次任务的相关信息。此外还有终端监控和定时监控两个功能, 终端监控是用来设定监控的百分比和画面质量, 两者都是介于0到100的整数, 点击[确定], 即可向全组终端发送监控命令。定时监控是指设定监控的百分比、画面质量、以及截屏的间隔时间 (以分钟为单位) , 点击[确定], 即可启动全组终端定时监控功能。
3.2 系统安装
本系统的安装, 包括三个部分:数据库安装、FTP的安装和配置、应用程序的安装及配置。本节重点介绍FTP的安装和配置以及应用程序的安装及配置。
3.2.1 FTP SERVER的安装及配置
FTP SERVER的安装全部选择默认安装即可。对其进行配置时, 在安装目录运行ServUAdmin.exe, 点击开始服务器。
下面是配置域和配置用户:
1) 配置域
(1) 点击本地服务器左侧的加号, 展开本地服务器, 右键点击域, 选择新建域:
a.IP留空, 下一步;
b.输入域名:lysale, 下一步;
c.输入域端口号:21, 下一步;
d.默认, 下一步。
(2) 此时, 域创建完成。
(3) 展开域, 选择设置。
在右侧区域点击记录, 勾选“启动记录到文件”, 并填写日志文件名。
2) 配置用户
右键点击用户, 选择新建用户:
a) 输入用户名liangyou, 下一步;
b) 输入密码下一步;
c) 主目录选择当前用户的主目录, 下一步;
d) 锁定用户于主目录:是, 完成。
3.2.2 应用程序的安装及配置
把安装包上源代码目录下的所有文件夹及其下所有文件拷贝到硬盘的某一位置。运行程序, 点击环境设定。接下来重点介绍下配置数据库和配置FTP服务器以及配置本地节目。
1) 配置数据库
数据库名:如lysale;
数据库ip:一般为本地机器localhost;
用户名、密码为数据库设置的用户名和密码。
2) 配置FTP服务器
服务器IP:在FTP里配置的IP地址, 本地为localhost;
资源路径:此路径为FTP里配置的域的绝对路径;
垫片路径:存放垫片的路径。
3) 配置本地节目
存放制作好的节目单存放的路径。每步设定好之后都需要点击设定, 以使设置生效。
4 总结
本项目研究的成果为“视频实时信息亭试验系统”, 具有如下效果:1) 实现通过中心控制端 (服务器) 将资源文件推送到下面的终端 (PC) 机上;2) 终端可以流畅地显示由中心控制端送来的节目资源;3) 中心控制端发送即时消息到终端, 终端可以截屏上传到中心控制端, 实现中心控制端对各个终端的监控;4) 在营业子系统中实现节目资源的购买、浏览, 对客户公司的管理、审核及合同的管理。当然, 系统仍有不完善的地方, 需要进一步的测试与研究。
参考文献
[1]吕炳潮, 杨扬.实时信息的理论研究及应用[J].计算机工程与设计, 2010, 31 (18) :4012-4014.
[2]肖伟雄.公安视频信息管理系统的研究[J].中国人民公安大学学报 (自然科学版) , 2004, 41 (3) :80-82.
实时信息系统 第8篇
随着世界经济水平的提高以及人口数量的增加,城市交通拥堵问题在世界范围内尤其是各大、中城市日益严峻。为了缓解城市道路交通拥堵的状况,许多城市都开始着手规划和建设舒适、便捷、高效的地铁轨道交通系统。在城市地铁 系统建设不断发展的形势下,地铁乘客信息系统(MetroPassengerInformationSystem)作为一种新兴的轨道交通系统,也逐渐开始得到应用。有关数据统计显示,2012年乘客信息系统(PIS)在全国轨道交通改造及其相关机电设备采购中占据了相当的份额,其中北京地铁14号线、无锡地铁1号线及2号线,以及长沙轨道交通1号线等都进行了乘客信息系统设备的采购。
1地铁乘客信息系统及其构成
地铁乘客信息系统依托计算机网络技术和多媒体技术,由控制中心、广告编辑中心、车站控制子系统、车载子系统及网络系统等构成,如图1所示。该系统可以对多种多媒体资讯信息进行编辑和制作,并借助车站或车载液晶显示器实时动态地传输给地铁乘客,从而提高乘客的出行效率,提升地铁轨道交 通的服务水平及竞争力。同时,在发生火灾、地震、恐怖袭击等紧急情况时,该系统还可以迅速广播各种动态的有关紧急疏散和防灾的文本及图像信息,协助和引导乘客进行紧急避难,从而有效保障乘客及工作人员的生命安全。
其中,车载子系统是地铁乘客信息系统的重要组成部分之一,可以接收和广播控制中心下发的各类多媒体信息,并在地铁进站时,及时插播地铁的到站信息和换乘信息。此 外,车载子系统中设置有摄像机,用于采集车厢内的图像,便于司机 和控制中心人员的实时监控。然而,车载子系统在车—地信息传输过程中,其通信信号很容易受到无线通信、有线广播、内部通信联络、基于通信的 列车自动 控制系统 (CBTC)、移动GSM、CDMD及3G通信等的干扰,影响传输质量。同时,在高速移动的地铁上,传输触发时机和数据流量的高速切换也存在很大的问题,如果处理不当,就会造成信息重传、信号衰减、传 输速率下降等问题,导致车—地之间数据和图像 不能实时、无 缝地进行传输。因此,保证车—地信息传 输的稳定 性和实时 性,对提高地铁运营服务水平来说,就显得非常重要。
2车—地信息传输网络
常用的车—地信息传输网络可 以分为有 线网络和 无线网络两种。对于前者,随着城市地铁轨道交通的线网化发展和线路的复杂化,为满足换乘线路间的信息互通需求,需要不断 增加线路的外部信息源接口和线路间PIS接口,此时无论采用车站接口模式还是中 心接口模 式,都会增大 有线光缆 的敷设难度,导致地铁管理难度加大。而采用无线网络传 输,只需在地铁沿线设置无线传输设备和天线,并在地铁线路的车站设置网络管理服务器,就可以实现车辆与地面间信息的实时传输。
目前,可应用于地铁数据传输的无线网络技术有数字视频广播技术和网络流媒体技术。采用数字视频广播技术可 以提高车载新闻及娱乐视频节目的播放质量和时效性,基本可以满足10 Mb/s以上的多媒体信息下传,但是当采用该技术向移动地铁发送视频信号时,低频率信号容易发生快速衰减,尤其是在隧道中,因此一般需要在隧道中敷设漏缆。而采用网络流媒体技术,不仅造价较低,而且车载计算机还可以通过无线 局域网(WLAN)平台从远 程服务器 实时下载 视频文件、导 乘信息等,并进行信息合成,然后以VGA的方式输 出到车载 显示屏上,从而完成信息的远程实时播放。因此,当前,地铁乘客信息系统一般选用无线局域网来实现。
在国内轨道交通网络系统中,传统上使用的无线局域网物理层标准是IEEE802.11a、IEEE802.11b和IEEE802.11g,这3类物理层标准可以满足2.4GHz免许可证开放频段的工作需求,最大带宽为54Mb/s。但是,其容易受到地铁现场环境的复杂性因素尤其是高速移动的影响,难以保证数据和图像实时传输的质量。特别 是当地铁 从线路沿 线一个WLAN接入点(AP)的覆盖区域进入另一个AP覆盖区域时,需要进行切换,容易造成传输中断或延迟。同时,由于无线频道 的带宽限 制,需要采用大量的编码算法如H.263、MPEG4等对视频信号进行压缩,很难保证信号传输的高清质量。
3车—地信息传输的质量控制
为了保证车—地信息传输的可靠性和稳定性,可以通过有损通道、误差控制等方法在原始视频流中增加冗余信息,从而纠正视频压缩过程中的位元错误,或者是添加适应性源—通道编码,如离散余弦转变视频编码、喷泉码等,以最大程度地减小视频传输失真。不过,这些编码模型多是针对因信道衰落而造成的数据包丢失,而对地铁高速移动过程中因网络高速切换造成的数据丢包问题却不能很好地解决。
3.1针对网络高速切换的传输质量控制
IEEE802.11p是轨道交通传输网络中一种新兴的技术,适用于高速变换车辆网络,其介质访问控制(MAC)协议采用增强型分布式信道访问,而其物理层则由基于正交频分多路复用的IEEE802.11a标准变化而来,其信道宽为10 MHz。近几年,喷泉码在视频数据流的传输中得到广泛使用,将其引入地铁乘客信息系统中,有望用于修复因网络高速切换而造成的数据包丢失。因此,将上述二者结合起来,并进行综合设计,可以优化视频传输服务质量。该结构采用喷泉码作为应用层,经过编码的应用层数据包被密 封在实时 传输协议 (RTP)中,并被传送 到车—地传输网络 中。而网络 协议 (IP)则被IEEE802.11p的MAC和物理层密封,在地铁高速运行过程中,一旦发生 切换,则相应的应用层参数自动适应,无线信道也自动改变,从而提高车—地视频传输的质量。
3.2针对通信信号干扰的传输质量控制
在对乘客信息系统造成干扰的众多信号源中,CBTC干扰的影响最大,可采取以下措施来减小二者之间的相互干扰:
(1)二者选择同一家WLAN供货商。目前,CBTC系统和PIS系统无线带宽要求分别为2 MHz和10 MHz,可以通过采用IEEE802.11b的直接序列扩频(DSSS)技术,将视频传 输速率提高到11 Mb/s,进而使CBTC系统和PIS系统进行集成工作,这样既能节省无线频率资源,又能避免二者之间的干扰。
(2)当二者的WLAN供货商不 同时,可将其频 段分开使用。例如,CBTC使用2.4 GHz频段,而PIS使用5.8 GHz频段。
(3)当二者的WLAN供货商不同时,若要使用同一频段,则可通过改变天线极化方向和规划无线频段的方法来减少二者之间的干扰。
4结语
实时信息系统 第9篇
1项目论证
近年来, 第二炼钢厂对各生产单元进行了多次自动化技术改造, 逐步实现了转炉和铸机计算机控制, 改造后的自动化系统由转炉本体数据、辅助炼钢数据、SQL数据库及Web发布等部分组成。具体拓扑结构如图1所示。
随着自动化控制的发展, 工业生产过程以及生产设备的PLC控制已经由单线/单机控制逐步向网络化控制过渡, 我们利用OPC技术, 通过WinCC建立S7PLC监控网络的方法, 利用OPC协议来组建整个系统架构。
采用Windows2008操作系统和SQLServer 2005数据库搭建数据库服务器, C#为编程工具。上位机操作系统采用Windows2000, 监控软件采用组态王实现工业自动化软件, 通过VB6.0编写的程序做为采集客户端将PLC数据传入实时数据库中。
2项目实施
炼钢信息网络实时采集及Web发布系统的实施由转炉部分和计算机网络软件开发两部分组成。
2.1 转炉部分
1) 利用PLC来控制氧枪仪表, 监控氧气信号的工作状态。
转炉、氧枪、散装料的仪表控制用PLC, 氧枪部分PLC主要监控氧枪气、水同路控制信号工作状态。
2) 安装5V继电器 (开关量) 来根据转炉倾角来判断出钢状态。
3) 安装雷达料位计监控散装料装入量。
4) 将转炉的吹炼时间、出钢时间、出钢温度、吹氩时间、氩前温度、氩后温度、铸机拉速等数据通过PLC传入实时数据库。
5) 通过天车称重采集系统将炉号、铁水重重、钢水重量、大包重量等数据存入实时数据库中。
2.2 计算机网络软件
网络由三座转炉的PLC控制器、三台连铸机系统的上位机、原料跨天车电子称系统服务器、铸锭跨天车电子称系统服务器、成份温度系统服务器、Web发布服务器、交换机和数据采集客户端构成以太网。
1) 用SQL Server2005做为实时数据服务器 (OPC采集器) 。
2) VB6.0编写的后台程序作为数据采集客户端。
3) 用C# (AJAX技术) 来做数据报表的发布平台。
数据采集和Web共享方案如下:
1) 使用VB6.0编写的后台程序用于采集成分温度系统、铁水sap系统、调度指挥翻牌系统、终点成分系统、原料跨、铸锭跨天车电子称重量的数据。
2) 然后用C#将基础数据进行整合, 处理, 发布。
3) 利用了当今比较先进的AJAX技术使PLC的上位机WINCC界面可以在网页上传输, 直接反映现场的实时数据。
4) 在转炉操作室、铸机操作室各设三台监控计算机, 操作工监控生产作业过程, 包括显示过程画面和实时数据, 同时可查看历史趋势图。
3项目效果
系统自投用以来, 运行稳定可靠, 具备了以下功能:
1) 令现场监控层里设备不统一、数据杂乱、监控点多且分散的状况趋向合理, 并使数据监视与控制得以有效的分开, 便于开发和维护。
2) 能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出及生产监控网络等功能。
3) 替代了原有的iHistorian的OPC采集器, 直接通过VB6.0编写的后台程序从OPC Server中读取数据, 极大地节省了开支。
4) 在现场的终端提供了友好的人机界面, 实现了数据的集成, 方便了人工的操作, 使工人对现场设备运行情况有了直观、准确的了解。
5) 设计实现了实时数据报表和历史数据报表, 实时数据报表显示5S钟显示一次实时值, 历史数据报表可按日期、班次、炉号等条件筛选数据, 设置了查询和打印功能, 统计清晰方便。
6) 对用户权限做了细致的划分, 操作工只能使用系统功能, 不能修改参数设置;技术员除了操作工权限外还可以查看设备属性, 修改控制参数, 管理员则可以实现系统的全部功能, 配置系统参数。
摘要：简要介绍了当今信息领域的数据实时采集与WEB发布技术, 并以安阳钢铁集团公司第二炼钢厂的现有控制系统为例, 利用数据采集技术将分散的生产数据进行统一采集, 并通过网络发布, 为科学高效地管理生产提供了必要的信息保障。
关键词：实时数据采集,WEB发布,炼钢
参考文献
[1]李胜先, 王全德, 陈义, 李祥和.Windows下基于主机的访问控制研究与实现[J].微计算机信息, 2005 (11) :21—23
[2]常青, 张卡.DDE与COM技术在组态软件开发中的应用[J].电子技术应用, 2004 (11)
实时信息系统 第10篇
随着科学技术的迅速发展,国内外市场竞争的加剧,产品更新换代速度的加快以及人们对产品多样化需求的增加,使得机械制造业向多品种、小批量生产方式发展。为适应这种需求的变化,必须大幅度提高产品制造的柔性和生产效率,缩短生产周期,保证产品质量,降低能耗和生产成本,以获得更好的经济效益。柔性制造系统正是在这种形势下应运而生的[1]。
柔性制造系统(FMS)是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成,适应加工对象变换的自动化机械制造系统[2]。柔性制造系统要实现对物料流、能量流和信息流的控制功能,必须建立现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络。
PROFIBUS是一种国际性的、不依赖于厂家设备的开放式现场总线之一,符合EN50170欧洲标准,已被广泛地用于离散型、流程型自动化系统[3]。根据其特点,PROFIBUS被分为报文规范PROFIBUS-FMS、分布设备PROFIBUS-DP、过程自动化PROFIBUS-PA三个相互兼容的版本[4]。其中PROFIBUS-DP是目前国际上通用的现场总线之一,它使用了OSI参考模型的第1层和第2层,这种结构保证了数据的高速传递,特别是PLC和分布式I/O之间的数据传输[5]。PROFI-US-DP主站和从站之间采用轮循的通信方式,数据传输速度高,应用于自动化系统中单元级和现场级通信,可实现现场设备级到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络,从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。
合肥工业大学CIMS(现在集成制造与数控装备)研究所研发了基于现场总线的柔性制造系统STAR-FMS,用于科学研究和教学。本研究主要探讨基于现场总线的柔性制造系统信息实时控制。
1 STAR-FMS柔性制造系统
1.1 系统构成
STAR-FMS柔性制造系统采用先进的制造系统、PLC控制技术和PROFIBUS-DP现场总线技术为一体的自动化系统。采用PROFIBUS-DP现场总线,使整个系统的布线变得简单、开发周期大大缩短,在复杂工作现场满足实时响应速度,也使整个系统的各个单元之间的工序变得有序并易于控制[6]。系统由物料输送线、两台上下料机械手、数控车床、数控铣床、尺寸检测单元、仓储系统和一台计算机组成,它包含了FMS的3个主要组成要素,如图1所示。
1.2 系统控制结构
考虑到该柔性制造系统现场设备的分散性和集中控制的特点,系统采用了分层控制,如图2所示。系统主要分为管理层、单元层和现场设备层,使分散的设备能够通过管理层集中控制。管理层采用西门子S7-300 PLC为一类主站,安装了WINCC和配有CP5611卡的PC机为二类主站。WINCC做为人机界面,用于和用户对设备层的系统运行控制以及实时数据采集,并通过动态图形和文字信息显示系统运行的状态,同时完成变量记录、报警、数据归档和打印消息等处理。单元层采用EM277和ET-200连接设备层,根据管理层指令驱动设备层I/O设备或者电机模块,同时将设备运行状态信息反馈到管理层。
2 系统通信
2.1 WINCC与S7-300的实时通信
WINCC通过调用变量实现WINCC与S7-300的通信。从WINCC里调用变量的前提条件是,WINCC的项目文件必须添加适当的通道驱动程序。主要步骤如下:①创建WINCC站与S7-300系统间的物理连接;②在WINCC项目中添加适当的通道驱动程序“SI-MATICS7 Protocol Suite.CHN”,WINCC中的通信通过使用各种通信驱动程序来完成,对于不同总线系统上不同PLC的连接,有许多通信驱动程序可用;③在通道驱动程序适当的通道单元下建立与S7-300的连接;④在连接下建立过程变量,过程变量在各单元之间起桥梁作用,实现数据的交换,且每个过程变量都属于特定的过程变量驱动程序和通信单元。
2.2 系统主站与从站的通信
在本系统中,主站与从站之间的通信主要涉及WINCC、S7-300与S7-200PLC以及ET200M通信。主站S7-300与S7-200不同,采用的是模块化方法。使用前,在STEP7中创建一个新项目,插入一个SIMAT-IC 300 Station,根据硬件安装次序和订货号依次插入机架、电源、CPU、信号模块,进行基本的硬件组态,设置地址为2。由于所使用的CPU315-2DP是集成了DP接口的CPU,因此选择PROFIBUS网络,选择“Network Settings”选项,根据本系统的需要在此设置传输速率为“1.5Mbit/s”,行规为“DP”。
从本系统特点出发,该控制系统未采取点数更大且带有PROFIBUS接口的PLC,而是用了西门子公司S7-200系列PLC。S7-200系列PLC不具有PROFIBUS通信功能,其通过EM277扩展从站模块将S7-200连接到总线网络。出于成本考虑,系统的部分I/0设备采用的是ET200M控制。ET200本身不具备程序存储和程序执行功能,但它具有总线接入功能,且通过主站的统一编址可作为主站的分布式I/O,按主站的指令驱动常用的I/O,和主站编程时使用的I/O没有区别。
变频器MM420带有DP接口,做为第三方设备需要将STEP7软件中相应的GSD文件导入到PROFI-BUS-DP网络。其通信区包括PZD数据区和PKW数据区,在本系统中,主站OB1中通过直接写入控制字实现对从站变频器MM420的操作。
2.3 数控系统的I/O通信
由于该机床数控系统是一种封闭式系统,仅提供RS232串口用于NC程序的传输,无法接收外部的控制指令,也难将机床工作状态和加工信息反馈给上层控制器,因而,无法实现PLC与加工机床之间的通信。在本系统中采用S7-200和PMC通过I/O端口完成这两者间的通信,具体实现方法如下:
(1)PLC输出端口与PMC输入端口相连,通过修改机床PMC程序,从而在不更动机床原有控制系统硬件结构条件下,能够接收管理层指令。
(2)PMC输出端口与PLC输入端口相连,这样可使上层控制器直接检测数控系统状态信息。
(3)通过机床现有的DNC接口完成从PLC到各加工机床的NC程序传输。
在此基础上,利用编码的方法可实现PMC和PLC通信信息的扩展。S7-200和PMC本身具有填表和查表指令,采用8个I/O端口,可实现256种编码。其中,信息交换包括两个方面:CNC给PLC的信息,CNC发出一些操作指令,如主轴控制、刀具管理等,同时PLC将读取机床的各种状态信息,遇到紧急情况PLC处理后,反馈给CNC。
3 基于WINCC的实时监控系统
WINCC(Windows Control Center:视窗控制中心)是德国西门子公司生产的监控组态软件,是一个将过程可视化的应用程序,能够使用户方便地观察自动控制过程的全部特征,具有丰富的设置项目,使用方式灵活,功能强大,接口开放,运行可靠[7,8,9,10,11]。
系统通过动态图形和文字表现系统的运行状态。图形元件通过WINCC的图形编辑器设计,动态显示通过脚本编辑器实时修改图形参数实现。WINCC的图形编辑器是由图形程序和各种各样的工具组成。本系统中启动监控画面分辨率设置为1024×768,画面简洁,除了各模块的按钮控件以外,其余图形要素基本是由对象选项板中的点、线、面基本元素组成,这样做是为了给后续动态化提供便利,如图3所示。
全局脚本编辑器是WINCC向用户提供的一个扩展系统功能接口。用户可以在这里用C语言编写函数,这些函数可在整个工程组态中被调用。全局脚本函数是实现系统功能的核心内容,函数以固定的采样周期执行,本系统设定的周期为250 ms。则每隔250 ms,WINCC读入PLC中设备的参数信息,完成了对设备层信息的实时读取,通过编定好的程序算法对参数进行判断,输出控制变量。
除此之外,该系统还通过C脚本程序扩展WINCC的功能,例如完成动画提示、数据显示格式的转换,报警的声音等功能。对于动画提示,本系统中输送线物料运动采用的是图像迭加的方法,不同的时间显示不同的图片,连贯起来便成了动画。机械手的运动采用参数控制,通过设置变量关联其位姿参数,并在每个扫描周期读取变量信息,以机械手末端夹持器上物料跟随运动的模拟程序为例:
物料坐标和机械手的末端坐标相同,但其末端参数不易获取。本研究利用机械手基坐标不变,图形宽度和高度可以获取,通过计算得到了物料坐标。
(1)定义内部变量:
double x,y,i,j,deg1,deg2,deg3;//定义变量
(2)获取图形参数:
i=Get Width("flash_line.PDL","折线2");//获取机械手1图形宽度
j=Get Height("flash_line.PDL","折线2");//获取机械手1图形高度
deg2=Get Tag Double("deg1");//获取机械手1的图形夹角参数,该参数为机械手模拟运动中的图形的转动角度。
(3)通过计算,得到物料坐标:
deg1=atan(j/i);//计算机械手1图形对角线绝对角度
deg2=deg2/180×3.141 592 6;//计算弧度值
deg3=deg2+deg1;//实际夹角
x=(sqrt(i×i+j×j))×cos(deg3);//得到物料X坐标
y=(sqrt(i×i+j×j))×sin(deg3);//得到物料Y坐标
(4)将实时坐标传递给物料的坐标关联变量:
Set Tag Double("cir1_x",507-x);//将实际x坐标传递给变量cir1_x
Set Tag Double("cir1_y",142-y);//将实际Y坐标传递给变量cir1_y
这样该项目运行后,每隔250 ms执行一次程序刷新,即可看到预期的效果。
4 结束语
通过硬件的合理配置及WINCC、PLC等软件的合理编程组态,基于PROFIBUS-DP总线[12,13,14]的STAR-FMS系统成功实现了对设备物料流、能量流及信息流的准确控制;通过WINCC对系统进行监控和管理,同时监控画面根据现场实际情况动态显示,增强了系统的可靠性和可维护性;模块化和标准化的设计,增加了控制系统本身的柔性,降低了设计难度。目前该系统功能已成功实现且运行良好,为机电一体化专业的教学、研究、实验及实习活动提供了良好的条件,具有较高的推广价值。
实时追光自感应路灯系统 第11篇
【关键词】ATmege16；自发电节能路灯；灯光自控
1.引言
实时追光自感应路灯系统使用新能源又节约了电能。太阳能的利用越来越受关注，设计通过太阳能发电，运用于路灯节能照明。路灯系统与市电互联，且有空气质量检测以及天气情况检测。大多学校虽然已采用节能灯，但并没有真正意义上将其节能的使用，智能控制可以帮助节能灯实现真正的节能。此系统虽为校园设计，亦可扩展到工厂、小区等地。
2.系统设计
2.1 设计思路
自发电节能路灯设计了太阳能发电装置储存电能给系统供电，并与市电互通。白天时，路灯处于熄灭状态；晚上时，灯微亮，检测有人通过时，灯变亮，当人远离路灯时，亮度慢慢减弱。
系统增加了温、湿度、烟雾、风向、风速、雨感等检测功能，另外检测出当前蓄电池的电压、电流、温度值，并通过无线传输设备实现信息共享，方便人们了解外界环境情况和系统的工作状况。
2.2 系统模块方案设计
以Atmegal6作为控制核心，其内部含有多路AD转换，运算速度快，符合方案设计要求。
太阳能板控制：经过多次试验与计算得到了不同季节里每隔半小时太阳转过的角度，单片机以此控制步进电机转动角度，从而使太阳能板始终正对着太阳光。夜色降临时，太阳能板自动复位。
简单气象监测功能：采用温湿度传感器、风速风向传感器、雨感传感器对周边环境的气象进行实时检测，然后由无线设备将信息传送至信息中心。
路灯保护及检测功能：用AD采集系统的电压、电流值，控制器通过这些值实时监测系统的工作状况，一有过流现象，断开电源，并通过无线设备报警。
电源切换功能：系统会对总电量实时进行监测，若总电量低于设定值，控制器会自动将电源切换至市电，维持系统正常工作。
3.理论分析与计算
3.1 太阳能板追光与引导原理
对合肥地区6-18点的路灯（高3米）影子的观察，计算得出每半个小时太阳的位置。太阳能板工作时为四组蓄电池充电，保证了在长时间没有太阳光的情况下，系统仍然能正常的工作。由于季节不同太阳光的位置和强度不同，所以每个季节要适时改变太阳能板的位置，即改变太阳能板与地面的夹角，以达到最大的吸收光能的效果。
3.2 蓄电池和太阳能电池板板的配备原理
设蓄电池容量为CB，太阳能电池板需求峰值为WP，太阳能板工作电压为VS，每日实际放电时间为hd，连续阴雨天数为Dr，实际路灯的功率为WB，系统电压为VB，当地日光照时间为hr。考虑到20%的裕量以及20%的损耗，则蓄电池的容量为：
CB=120%×120%×WB/VB×hd×Dr
太阳能电池板的功率为：
以10W的LED灯配置为例，系统电压为12V。当地日均有效光照以3h计算，每日放电时间10小时（以晚7点到晨5点为例），通过控制器夜间分时段调节LED灯的功率，实际按每日放电6小时计算（凌晨亮度降低）。
满足连续阴雨天7天（另加阴雨前一夜的用电，计8天）。电流I=10W÷12V=0.8333A，蓄电池容量W=I×6h×8d，即W=40AH。考虑到蓄电池充、放电预留20%容量，路灯的实际电流在1A以上（加20%损耗，包括恒流源、线损等），实际蓄电池需求40AH加20%预留容量，再加20%损耗，计算后得到实际蓄电池容量为57.6AH。所以实际蓄电池为12V/60AH，故需要四组12V/15AH的蓄电池。
以每日放电时间10小时为例，调功后实际按6小时计算（调功同上蓄电池）。考虑到电池板预留最少20%电量，当地有效光照以日均3h计算：WP÷18V=（I×6h×120%）÷3h，WP=36W（电池板实际需求峰值）。然而由于实际恒流源损耗、线损等综合因素，损耗在20%左右，电池板实际需求峰值：
WP=36W×120%=43.2W
所以实际电池板需18V/45W，故需要18V电池板两块。
4.硬件设计
4.1 太阳能电池板升降压电路
由于所选的蓄电池充电的时候仅需要14V的电压，所以需要一个变压电路来使电压达到14V。因此，我们采用EK8003芯片，这款芯片为同步升降压芯片，可通过输出PWM波来控制输出电压，使之稳定。
4.2 太阳能充电设计
采用芯片UC3906控制蓄电池充电，该芯片内含独立的限流放大器和电压控制回路，片内的驱动器可控。驱动器输出电流可达25mA，能够直接驱动外部串联调整管，以调整充电电路的输出电流和电压。
当电池电压或温度较低时，充电使能比较器可控制充电器进入涓流充电状态。当驱动器截止时，该比较器还能输出25mA涓流充电电流。这样，当电池短路或反接时，充电器只能以小电流充电，从而避免了因充电电流过大而损坏电池。
4.3 驱动的设计
4.3.1 灯驱动设计
路灯启动时，需要控制灯的亮度，所以系统需要一个LED灯驱动电源来控制路灯的亮度，基于此采用芯片PT4115。该芯片具有高达5000：1的PWM调光比等特点，给芯片输入不同占空比的PWM波实现调光。
4.3.2 电机驱动电路
太阳能电池板的转动由步进电机驱动，而步进电机驱动电路采用L298N电机驱动芯片。单个芯片可驱动四相的步进电机，电路设计简单。
4.4 数据采集与处理
温湿度检测电路采用SHT10传感器，该传感器包括一个测湿敏感元件和一个测温元件，并接有14位的A/D转换器以及串行接口电路，抗干扰能力强。电流检测采用CSM006NPT霍尔电流传感器，电压检测采用单片机内部的AD检测。
无线收发电路采用nRF905模块，主要工作于433MHz、868MHz和915MHz的ISM频段。芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。非常适合于低功耗、低成本的系统设计。
5.软件设计
程序开始时判断是否为夜晚，若不是，则进行太阳能板面向太阳的控制，根据当时的时间调整太阳能板的大体位置，再根据光强微调太阳能电池板，对准后一段时间后（预设半个小时）重新校准，接着进行充电控制；否则进行行人检测，若有行人，则将灯光调制最大亮度，人远离后渐渐变暗，若没有行人，则保持较暗的灯光。紧接着就是过流保护，若系统过流，则切断电源，无线发射通知信息进行报修，若没有过流，将进行传感器的信息采集，并判断信息的变化是否大于预设值，若大于，将信息通过无线发射出去，否则返回是否为夜晚的判断。
6.结束语
实时追光自感应路灯系统旨在使太阳能板始终面向太阳，储存更多的太阳能。路灯自动检测周围行人，智能调节灯光的亮度，路灯上面配备监测天气信息的多种传感器，并通过无线传输实现信息的共享，方便人们的生活。整个系统围绕新能源利用及节能开展，在保证必要照明的同时，有效的节省了不必要的能源开支。使用太阳能，自给自足的“生存”，具有良好的经济效益及社会价值。
参考文献
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实时信息系统 第12篇
1遥测终端问题的提出
基于目前所使用的RTU的基础上,笔者设计了一套能与RTU配套使用,可实时、动态显示当前水位、当天雨量累计及间断显示上时段水位和以往雨量等数据的站内显示终端。通过试验,设计出的显示终端完全能满足水文站日常观测的需要。遥测终端水情信息站内的显示构想如图1所示。
2工程实例设计
在水文遥测系统所采用的各类型号的终端机中,GXU-1001型多功能遥测终端技术较为先进,与其他同类终端相比,独特之处在于可以控制GPRS/GSM发射模块以休眠或实时在线模式工作,并能控制摄像头拍照生成分辨率为1 280×1 024的图片,且具有多个外接RS232及RS485接口。这些接口对用户是开放的,用户可根据给定的规则对RTU进行操控,比如实时采集数据、修改工作参数、下载固态存储器中的数据等。因此,本设计利用GXU-1001型多功能遥测终端的强大功能,为其设计了配套的显示终端。
2.1系统功能设计
根据水文站的实际需求,本次设计定义的系统功能主要有以下7个方面:①实时显示当前水位;②实时监测当天雨量累计;③间断显示上时段水位和昨日雨量;④与本地计算机连接后,可以拍摄观测现场的图像;⑤可存储1年的水情信息,并能通过本地计算机采集本年度内任何时间段内的雨量和水位数据;⑥与本地计算机连接后可描绘水位过程线;⑦查看数据时可遥控操作。
2.2电路框图设计
通过系统功能定义,运用电路设计原理进行了系统电路框架的构思设计。本工程主要由CPU、电源、遥控、时钟、显示器及各种通信接口等部分组成,电路组成如图2所示。
2.3电路原理图设计
运用电子技术原理和专用电子线路设计软件Protel99SE进行了原理图设计和印制电路板设计,并经不断测试与修改得到了最终的电路原理图。
本电路的核心部件为CPU,型号为STC15F4K32S4,是一款单时钟/机器周期1T的单片机。其配置较高,处理速度快,有7个I/O端口(共56位),内置4 KB大容量SRAM、5个16位自动重装定时/计数器和外部中断源、4组独立的高速异步串行通信端口、1组高速同步通信端口SPI和1个26 KB的EEPROM。基于该款芯片强大的资源配置,可利用内置的EEPROM存储周期为5min的雨量和水位数据,且无需增加外部存储器;基于独立多通信端口的特点,可同时实现与RTU、本地计算机、及摄像头之间的通信,无需增加扩展电路,可使电路简化。
2.3.1电路与RTU的连接
本电路与RTU的连接有2种方式,可根据RTU与本电路之间的距离选择:①串口2的P4.6(Rx D)/P4.7(Tx D)经MAX485电路将TTL电平转换成RS485信号电平后,与距离大于7 m的RTU连接;②串口3的P0.1(Rx D)/P0.1(Tx D)经MAX232CPE电路将TTL电平转换成RS232信号电平后,与距离小于7 m的RTU连接。
2.3.2电路与摄像头的连接
为了直观显示现场的情况,可通过摄像头抓拍现场的图像并分析。摄像头可设置在被观测现场,利用串口2的P3.6(Rx D)/P3.7(Tx D)经MAX485电路将TTL电平转换成RS485信号电平后实现连接。当需要拍摄现场图像时,可由本地计算机向本电路发出拍照指令即可实现。
2.3.3电路与本地计算机的连接
CPU串口1的P3.0(Rx D)/P3.1(Tx D)经MAX232CPE电平转换后,与本地计算机的COM通信口连接,本地计算机可以向电路发出下载数据、拍摄图像、校正时钟,设置水位基准值等指令,并可根据工作需要描绘及显示水位过程线,直观地反映水位的变化过程。
2.3.4遥控电路
遥控电路由遥控接收模块及3个光电耦合器组成。手持遥控器有“A”“B”“C”“D”按键,每一个按键对应不同的无线脉冲编码,遥控接收模块通过解码得到对应的键值。本电路定义“A”键显示当前水位和当日雨量,“B”键显示上时段水位,“C”键显示昨日雨量。
2.3.5显示电路
显示电路由7段带小数点的LED数码显示器组成。时间由10位0.5英寸的显示器组成,可显示年、月、日、时、分等。由于静态显示方式的需要,每个“字”的字段码由一个74F164八位移位器来存储及驱动。水位数据显示由5个1.5英寸的显示器组成,最大显示值为999.99 m,根据需要可以通过本地计算机设置基准水位值。雨量数据显示是由4个1.5英寸的显示器构成,最大显示值为999.9 m,由于静态显示方式的需要,每一个显示器的字段码需由一个74F164八位移位器来存储及驱动,但因74F164的带负载能力很弱,不足以驱动1.5英寸的LED显示屏,所以,雨量和水位电路的每一个显示器除了需要74F164移位器之外,还需增置1片ULN2803A芯片。当前水位、当日雨量与上时段水位、昨日雨量分别共用水位显示电路和雨量显示电路。需要显示哪一种数据,可通过操作以定义好的手持遥控器面板上的按钮选择。与本电路相连的RTU每5 min自动采集一次雨量和水位数据,这些数据除按了按照RTU的工作要求将信息存储于本地,并通过设定的通信方式发送至远方的水情数据中心外,还会通过RS485/RS232串口传送至本电路中来。因此,本电路所保存的数据每5 min将自动一次刷新。
2.3.6时钟电路
时钟电路是为了显示实时时间而设置的,主要由X1228S芯片组成,显示的时间跟与之连接的RTU的时钟同步,时钟校正由RTU完成。
2.3.7电源电路
电源电路不仅可用于为CPU提供稳定、可靠的5 V工作电压,还可以在CPU的控制下为LED数码显示器电路提供可控制的电源。由于LED显示器的功耗较大,电源电路直接供电有利于降低电路的功耗,延长电路元器件的使用寿命,降低电路的故障率。因此,对LED数码显示器的供电分别设有A,B,C三个回路,分别用于水位显示器、雨量显示器和时钟显示器的电路供电。
3产品测试
在上述原理图设计的基础上,委托生产厂家生产样品并应用于水文站的日常工作中进行实际应用测试。按照设计时定义的系统功能,每项逐步观测,比如观测是否为每5 min刷新一次数据,水位等数据是否显示正常、数据是否与RTU中的数据一致、本地采集是否正常等。经过2个月的对比观测证明,RTU与显示终端之间的数据传输正确、稳定,可以作为日常观测应用。
4结束语
综上所述,水文遥测系统主要用于监视河流、湖泊、水库的水利运行情况,能及时反映各水域的水文特征,以便相关部门的决策,防止洪涝灾害的发生。因此,我们需要做好水文遥测系统的设计工作,以为今后的水文测报工作贡献力量。
参考文献
[1]唐跃平,符伟杰,褚泽帆.水文信息化智能遥测终端的研究与设计[J].电子设计工程,2015(23).