檢測系統設計論文模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇檢測系統設計論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

1.1檢測信息的輸入

電磁兼容檢測需要輸入的主要信息包括：(1)被測件的名稱、型號、編號、生產廠家；(2)被測件供電情況，被測件的供電類型及供電電壓大小，包括直流還是交流，若是交流，則輸入供電頻率；(3)被測件電纜情況，被測件的電纜的類型，包括電源線、信號線等；(4)委托單位名稱和地址；(5)檢測依據的技術文件的名稱、編號，包括被測件電磁兼容檢測所依據的試驗大綱；(6)被測件描述，被測件工作狀態、被測件敏感判據；(7)檢測說明，被測件在檢測過程中需要說明的內容，例如一些同標準測試不同的地方，或被測件整改后的情況等；(8)報告編號、密級；(9)檢測項目及檢測結論，每個檢測項目符合要求與否的結論；(10)檢測費用及結算情況等。根據所輸入的信息，并進行數據校驗，校驗正確后存入數據庫。

1.2軟件配置

為了提高軟件的使用效率，通過配置ComboBox控件的下拉列表，可大大提高軟件信息輸入的效率，例如委托單位的名稱，一般一個委托單位會多次對個產品到電磁兼容實驗室進行電磁兼容檢測，那么，提前配置好委托單位名稱的下拉列表，實際使用時，只需要通過點選即可，提高了數據錄入的速度和準確性，大大節省輸入的時間，提高輸入效率。

1.3報告自動生成

通常一個產品的電磁兼容實驗涉及到多個電磁兼容項目，而每個電磁兼容項目都需要原始記錄和檢測報告。而不少信息是需要重復輸入的，例如原始記錄的表頭信息，完全可以通過編程的方法來自動生成。事先分別建立每個電磁兼容項目的報告模板，把這些報告模板放在一個文件夾下以方便軟件調用。在自動生成某產品電磁兼容檢測報告時，根據產品所檢測的電磁兼容項目在報告模板文件夾中選擇相應的模板，并根據已經輸入的信息，根據報告模板中的書簽和表格等樣式定位位置，自動生成電磁兼容檢測報告。這樣可以避免由于人工書寫檢測報告時由于個人因素編制不慎出現的錯誤，也提高了報告編制的工作效率。通過電磁兼容檢測報告自動生成功能，可以避免由于人員水平參差不齊導致的檢測報告不規范，從而滿足檢測報告的質量要求。

1.4檢測儀器設備管理

電磁兼容檢測儀器設備的基本信息包括名稱、型號規格、編號、測量范圍、準確度、計量的有效期、安放位置、保管人、設備狀態等。在出具電磁兼容檢測報告時，可方便地調用，選擇某儀器設備后可自動顯示該儀器設備的詳細信息，同時根據被測件的具體檢測日期同該儀器設備的計量有效期進行比較，可方便快捷的提示哪些儀器設備的計量有效期需要更新，以免在最終的電磁兼容檢測報告中出現計量有效期過期的低級錯誤。同時，根據儀器設備的校準周期，計算下次校準日期，制定送檢計劃，實驗室人員定時檢查儀器設備情況，填寫校準記錄。

1.5查詢與統計

提供電磁兼容檢測的基本查詢和統計功能。可根據客戶進行查詢統計，研究系統中委托單位、被測件信息和檢測項目的關系，分析不同的客戶群體，方便采取不同的市場開發策略、不同折扣等級，提供更個性化服務；可根據原始的測試費用來統計電磁兼容實驗室的產值情況；可根據實際收到的測試費用統計電磁兼容實驗室的實際創收情況；統計檢測費用的結算情況，可根據此做好年底時的催款、請款工作；根據檢測人員所檢測的被測件，統計不同檢測人員的工作量，方便實驗室的管理和考核。

篇2

20世紀橋梁工程領域的成就不僅體現在預應力技術的發展和大跨度索支承橋梁的建造以及對超大跨度橋梁的探索，而且反映于人們對橋梁結構實施智能控制和智能監測的設想與努力。近20年來橋梁抗風、抗震領域的研究成果以及新材料新工藝的開發推動了大距度橋梁的發展；同時，隨著人們對大型重要橋梁安全性、耐久性與正常使用功能的日漸關注，橋梁健康監測的研究與監測系統的開發應運而生。由于橋梁監測數據可以為驗證結構分析模型、計算假定和設計方法提供反饋信息，并可用于深入研究大跨度橋梁結構及其環境中的未知或不確定性問題，因此，橋梁設計理論的驗證以及對橋梁結構和結構環境未知問題的調查與研究擴充了橋梁健康監測的內涵。本文結合近十年來橋梁健康監測的研究狀況以及大跨度橋梁工程的研究與發展，較系統地闡述橋梁健康監測的內涵，并由此探討監測系統設計的有關問題。

一、橋梁健康監測系統與理論發展簡況

1．監測系統

80年代中后期開始建立各種規模的橋梁健康監測系統。例如，英國在總長522m的三跨變高度連續鋼箱梁橋Foyle橋上布設傳感器，監測大橋運營階段在車輛與風載作用下主梁的振動、撓度和應變等響應，同時監測環境風和結構溫度場。該系統是最早安裝的較為完整的監測系統之一，它實現了實時監測、實時分析和數據網絡共享。建立健康監測系統的典型橋梁還有挪威的Skarnsundet斜拉橋（主跨530m）［2］、美國主跨440m的SunshineSkywayBridge斜拉橋、丹麥主跨1624m的GreatBeltEast懸索橋［3］、英國主跨194m的Flintshire獨塔斜拉橋[4]以及加拿大的ConfederatiotBridge橋[5]。我國自90年代起也在一些大型重要橋梁上建立了不同規模的結構監測系統，如香港的青馬大橋、汲水門大橋和汀九大橋，內地的上海徐浦大橋以及江陰長江大橋等[6~8]。

從已經建立的監測系統的監測目標、功能以及系統運行等方面看，這些監測系統具有以下一些共同特點：

（1）通常測量結構各種響應的傳感裝置獲取反映結構行為的各種記錄；

（2）除監測結構本身的狀態和行為以外，還強度對結構環境條件（如風、車輛荷載等）的監測和記錄分析；同時，試圖通過橋梁在正常車輛與風載下的動力響應來建立結構的"指紋"，并藉此開發實時的結構整體性與安全性評估技術；

（3）在通車運營后連續或間斷地監測結構狀態，力求獲取的大橋結構信息連續而完整。某些橋梁監測傳感器在橋梁施工階段即開始工作并用于監控施工質量；

（4）監測系統具有快速大容量的信息采集、通訊與處理能力，并實現數據的網絡共享。

這些特點使得大跨度橋梁健康監測區別于傳統的橋梁檢測過程。另外需要指出的是，橋梁健康監測的對象已不再局限于結構本身：一些重要輔助設施的工作狀態也已納入長期監測的范圍（如斜拉索振動控制裝置[4]等）。

2．理論研究

十多年來，橋梁健康監測理論的研究主要集中于結構整體性評估和損傷識別。由于基于振動信息的整體性評估技術在航天、機械等領域的深入研究和運用，這類技術被用于土木結構中除無損檢測技術以外的最重要的整體性評估方法并得到廣泛的研究【1，7，9～11】。人們致力于基于振動測量值的整體性評估方法研究的另一個原因是，結構振動信息可以在橋梁運營過程中利用環境振動法獲得，因此這一方法具有實時監測的潛力。

結構整體性評估方法可以歸結為模式識別法、系統識別法以及神經網絡方法三大類【1】。結構模態參數常被用作結構的指紋特征，也是系統識別方法和神經網絡法的主要輸入信息。另外，基于結構應變模態、應變曲率以及其他靜力響應的評估方法也在不同程度上顯示了各自的檢傷能力[10]。然而，盡管某些整體性評估技術已在一些簡單結構上有成功的例子，但還不能可靠地應用于復雜結構。阻礙這一技術進入實用的原因主要包括：①結構與環境中的不確定性和非結構因素影響；②測量信息不完備；③測量精度不足和測量信號噪聲；④橋梁結構贅余度大并且測量信號對結構局部損傷不敏感。

另外，從評估方法上，目前對大跨度橋梁的安全評估基本上仍然沿襲常規中小橋梁的定級評估方法，是一種主要圍繞結構的外觀狀態和正常使用性能進行的定性、粗淺的安全評價。

二、橋梁健康監測新概念

橋梁健康監測的基本內涵即是通過對橋梁結構狀態的監控與評估，為大橋在特殊氣候、交通條件下或橋梁運營狀況嚴重異常時觸發預警信號，為橋梁維護濰修與管理決策提供依據和指導。為此，監測系統對以下幾個方面進行監控：

·橋梁結構在正常環境與交通條件下運營的物理與力學狀態；

·橋梁重要非結構構件（加支座）和附屬設施（如振動控制元件）的工作狀態；

·結構構件耐久性；

·大橋所處環境條件；等等。

與傳統的檢測技術不同，大型橋梁健康監測不僅要求在測試上具有快速大容量的信息采集與通訊能力，而且力求對結構整體行為的實時監控和對結構狀態的智能化評估。

然而，橋梁結構健康監測不僅僅只是為了結構狀態監控與評估。由于大型橋梁（尤其是斜拉橋、懸索橋）的力學和結構特點以及所處的特定環境，在大橋設計階段完全掌握和預測結構的力學特性和行為是非常困難的。大跨度索交承橋梁的設計依賴于理論分析并過風洞、振動臺模擬試驗預測橋梁的動力性能并驗證其動力安全性。然而，結構理論分析常基于理想化的有限元離散模型，并且分析時常以很多假定條件為前提。在進行風洞或振動臺試驗時對大橋的風環境和地面運動的模擬也可能與真實橋位的環境不全相符。因此，通過橋梁健康監測所獲得的實際結構的動靜力行為來驗證大橋的理論模型、計算假定具有重要的意義。事實上，國外一些重要橋梁在建立健康監測系統時都強調利用監測信息驗證結構的設計。

橋梁健康監測信息反饋于結構設計的更深遠的意義在于，結構設計方法與相應的規范標準等可能得以改進；并且，對橋梁在各種交通條件和自然環境下的真實行為的理解以及對環境荷載的合理建模是將來實現橋?quot;虛擬設計"的基礎。

還應看到，橋梁健康監測帶來的將不僅是監測系統和對某特定橋梁設計的反思，它還可能并應該成為橋梁研究的"現場實驗室"。盡管橋梁抗風、抗震領域的研究成果以及新材料新工藝的出現不斷推動著橋梁的發展，但是，大跨度橋梁的設計中還存在很多未知和假定，超大跨度橋梁的設計也有許多問題需要研究。同時，橋梁結構控制與健康評估技術的深入研究與開發也需要結構現場試驗與調查。橋梁健康監測為橋梁工程中的未知問題和超大跨度橋梁的研究提供了新的契機。由運營中的橋梁結構及其環境所獲得的信息不僅是理論研究和實驗室調查的補充，而且可以提供有關結構行為與環境規律的最真實的信息。另外，橋梁振動控制與健康評估技術的開發與應用性也需要現場試驗與調查。

綜上所述，大型橋梁健康監測不只是傳統的橋梁檢測加結構評估新技術，而是被賦予了結構監控與評估、設計驗證和研究與發展三方面的意義。

三、健康監測系統設計

1．監測系統設計準則

兩座大型橋梁健康監測系統的測點布置情況可以看出，兩個監測系統的監測項目與規模存在很大差異。這種差異除了橋型和橋位環境因素外，主要是因為對各監測系統的投資額和（或）建立各個系統的目的（或者說是對系統的功能要求）不同。因此，橋梁監測系統的設計實際上有意或無意地遵循著某些準則。

顯然，監測系統的設計應該首先考慮建立該系統的目的和功能。上節所述的橋梁健康監測三方面的意義也正是橋梁健康監測的目的和功能所在。對于特定的橋梁，建立健康監測系統的目的可以是橋梁監控與評估，或是設計驗證，甚至以研究發展為目的；也可以是三者之二甚至全部。一旦建立系統的目的確定，系統的監測項目就可以基本上確定。另外，監測系統中各監測項目的規模以及所采用的傳感儀器和通信設備等的確定需要考慮投資的限度。因此在設計監測系統時必須對監測系統方案進行成本一效益分析。成本-效益分析是建立高效、合理的監測系統的前提。

根據功能要求和成本一效益分析可以將監測項目和測點數設計到所需的范圍，可以最優化地選擇并安裝系統硬件設施。因此，功能要求和效益-成本分析是設計橋梁健康監測系統的兩大準則。

2．監測項目

不同的功能目標所要求的監測項目不盡相同。絕大多數大跨度橋梁監測系統的監測項目都是從結構監控與評估出發的，個別也兼顧結構設計驗證甚至部分監測項目以橋梁問題的研究為目的[5]。文獻［12］通過對國內多座運營中的斜拉橋進行大量病害調查與檢測分析，提出了用于斜拉橋狀態監控與評估的頗具代表性的監測項目。

如果監測系統考慮具有結構設計驗證的功能，那就要獲得較多結構系統識別所須要的信息。因此，對于大跨度余支承橋梁，須要較多的傳感器布置于橋塔、加勁梁以及纜索/拉索各部位，以獲得較為詳細的結構動力行為并驗證結構設計時的動力分析模型和響應預測。另外，在支座、擋塊以及某些連結部位須安設傳感器拾取反映其傳力、約束狀況等的信息。

目前，某些監測系統以開發結構整體性與安全性評估技術為目的之一。結合橋梁問題研究的監測系統雖不多見，但有些系統也有監測項目是專為研究服務的。與理論研究相關的監測項目可以根據待研究問題的性質來確定。從目前橋梁工程的發展狀況看，以下幾方面的問題可以借助橋梁健康監測進行深入研究或論證。

·抗風方面：包括風場特性觀測、結構在自然風場中的行為以及抗風穩定性。

·抗震方面：包括研究各種場地地面運動的空間與時間變化、土-結構相互作用、行波效應、多點激勵對結構響應的影響等。通過對墩頂與墩底應變、變形及加速度的監測建立恢復力模型對橋梁的抗震分析具有重要的意義。

·結構整體行為方面：包括研究結構在強風、強地面運動下的非線性特性，橋址處環境條件變化對結構動力特性、靜力狀態（內力分布、變形）的影響等。這對于發展基于監測數據的整體性評估方法非常重要。

·結構局部問題：例如邊界、聯接條件，鋼梁焊縫疲勞及其他疲勞問題，結合梁結合面（包括剪力鍵）的破壞機制，等等。索支承橋梁纜（拉）索和吊桿的振動與減振、局部損傷機制等也值得進一步觀察研究。

·耐久性問題：橋梁結構中的耐久性問題尚有許多問題須要深入研究。纜（拉）索與吊桿的腐蝕、銹蝕問題尤須重視。

·基礎：大直徑樁的采用也帶來一些設計問題，直接套用原先用于中等直徑樁的計算方法不很合理。借助大型橋梁監測系統調查大直徑樁的變形規律、研究樁的承載力問題，也是設計部門的需要。

四、小結

（1）橋梁結構健康監測不只是傳統的橋梁檢測技術的簡單改進，而是運用現代傳感與通信技術，實時監測橋梁運營階段在各種環境條件下的結構響應與行為，獲取反映結構狀況和環境因素的各種信息，由此分析結構健康狀態、評估結構的可靠性，為橋梁的管理與維護決策提供科學依據。同時，大型橋梁結構健康監測對于驗證與改進結構設計理論與方法、開發與實現各種結構控制技術以及深入研究大型橋梁結構的未知問題具有重要意義。因此，健康監測為橋梁工程的發展開辟了新的空間。

篇3

經過分析調查，水產漁業對水質的監測主要需求為:對溫度、pH值、溶解氧濃度這些參數發生變化或不符合標準，將嚴重影響水產品的質量和產量，因此，需對此類參數通過進行實時監控。

1．2系統結構設計

本系統主要由水質數據采集層、數據匯集層、監測中心層構成，水質數據采集層是由測溫度、pH值、溶解氧濃度的相應傳感器組成的，將其部署在水中，實現對相關參數的采集，再通過WiFi將所采集數據發送至AP節點進行數據匯聚，再由AP節點通過WiFi將匯集數據發送至監測中心。

2WiFi節點硬件設計

WiFi又稱IEEE802．11b標準，IEEE802．11b無線網絡規范是對IEEE802．11的改進，其最高帶寬為11Mbps。在信號較弱或有干擾時，可自動調整為5．5，2或1Mbps。本系統中帶寬為11Mbps。本系統需完成對終端節點、AP節點的制作，并且需實現將各個傳感器所采集到的數據通過WiFi傳輸至上位機，實現上位機對溫度、pH值、溶解氧濃度等參數的實時監測。

2．1電源模塊

本系統中各個模塊所需的工作電壓均為3．3V，因此，可用2節AA電池通過電壓轉換電路得到3．3V，從而避免了使用市電供電，使系統更加無線化。

2．2WiFi無線通信模塊

本模塊采用的是GainSpan公司的GS1011片上系統，其內部集成了WiFi物理層，裝上天線和射頻功放即可完成數據的接收與發送，該芯片功耗超低，為雙ARM7核結構，其中一個用于處理數據鏈路層和物理層的工作，一個用于實現軟件應用。芯片內嵌的FLASH和SRAM用于儲存程序和數據，編程和調試可通過JTAG口實現;ADC，I2C總線，GPIO等接口用于接收來自傳感器采集到的數據信息，實現通過串口與單片機通信，其工作電壓為3．3V。

2．3處理器模塊

本次通與終端節點相連的處理器采用STC89LE52C單片機。該單片機IO口可模擬I2C接口來接收傳感器模塊采集到的數據信息，其工作電壓為3．3V。AP節點無需處理器。

2．4串口模塊

串口模塊采用MAX232實現了單片機模塊和WiFi模塊之間的通信，并通過USB轉串口進行程序配置。

2．5傳感器模塊

本設計中采用美國Dallas半導體公司生產的DS18B20數字化溫度傳感器，適用電壓范圍為3．0～5．5V;通過串行數據線DQ與單片機的P1．2口相連實現溫度數據的傳輸。DQ上需接一只4．7kΩ上拉電阻器，以實現對DS18B20的控制，完成讀寫溫度數據功能。pH值傳感器采用雷磁E—201—C型pH復合電極，溶解氧濃度傳感器采用雷磁公司的DO—955溶氧電極，傳感器終端與單片機連接的電路原理圖如圖4所示。

3節點軟件設計

在系統中，IEEE802．11b采用的是Infrasture組網模式，通信協議為TCP/IP，具體目標是為實現將傳感器采集到的數據匯聚到AP節點，在通過WiFi后傳輸至監測中心。具體的軟件設計步驟為:首先通過gs_flashprogram軟件編寫WiFiProtectedSetup(WPS)程序，且在程序中內嵌TCP/IP協議，將該程序燒寫入GS1011模塊;然后，通過Keil軟件對單片機進行編程設計，其軟件結構由AT指令，各傳感器的程序和API接口組成。在本系統中，傳感器節點定時向AP節點發送數據，AP節點定時接收，并通過WiFi傳輸至監測中心的上位機，實現對水質的溫度、pH值、溶解氧濃度等參數的實時監測。系統每30min采集一次水質參數，因此，可通過定時器來控制終端節點連續給AP節點的工作狀態，當定時器被喚醒時，向上位機發送數據，定時器滿，停止發送，進入休眠狀態，等待下一次定時器被喚醒。在進入休眠狀態時，終端節點與AP節點處于中斷狀態，且傳感器暫時停止工作。

4管理系統的實現

系統的管理核心為上位機，主要需實現串口接收程序和上位機管理程序等功能，本系統上位機通過MicrosoftVisualStudio2010軟件采用的是里面的MFC應用程序框架進行設計的上位機程序。從而實現對傳感器設計查詢、數據接收、數據存放及歷史數據查詢等功能，當監控人員登陸界面查找相關資料時，系統通過調用數據庫中的歷史數據，并且可以以視圖的形式將數據發送到客戶端，實現了遠程監控功能。

5系統測試

在某水產養殖基地對本設計系統進行了測試。實驗時部署了4個終端節點，分別放在4個養殖池中，部署2個路由節點，溫度傳感器、pH值傳感器、溶氧度傳感器集成在終端節點上。終端節點僅需2節普通5號電池。節點固定在魚塘中心位置，且內離水面1m處。傳感器終端每隔30min對水質參數進行一次采樣，并將采樣數據發送至上位機后，自動進入休眠狀態，等待下一次采樣指令的盜壘。其溫度、pH值、溶解氧濃度監測結果。

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1.1河段概況

三峽工程施工區從伍相廟至鷹子咀長約12km，面積15.28km2。為較好地掌握施工區水文、河道、水環境變化情勢，水文監測河段上起太平溪、下至蓮沱，全長22km，水域面積約為22km2（以下簡稱壩區河段）。大壩軸線以上1.5km至大壩軸線以下1km為明渠截流水文監測河段（以下簡稱截流河段），全長2.5km，面積約為3.0km2。三峽工程明渠截流河段水文監測布置見圖1。

圖1三峽工程明渠截流河段水文監測布置圖

1.2工程概況

三峽工程明渠截流繼一期導流明渠開挖、二期大江截流導流和通航之后、為修筑三期圍堰而實現戧堤進占與合龍的關鍵性工程。

（1）三期圍堰工程。三期圍堰位于導流明渠內。三期上游圍堰為Ⅳ級臨時建筑物，圍堰軸線長427m，設計洪水標準為4月份實測最大流量17600m3/s（1877年～1990年資料，下同），相應上游水位81.05m，堰頂高程83.0m，最大堰高33.0m。三期下游圍堰為Ⅲ級臨時建筑物，圍堰軸線長415m，設計洪水標準為頻率2%的洪水流量79000m3/s，相應擋水位78.3m，堰頂高程81.5m，最大堰高36.5m。上、下圍堰均由風化砂、石渣、石渣混合料和塊石以及反濾料構筑而成，總填筑量分別為146.58萬m3和152.48萬m3。

（2）明渠截流分流工程

明渠截流期采用大壩泄洪壩段導流底孔分流。22個導流底孔分別布設在泄洪壩段的表孔正下方跨縫處，其有壓出流口尺寸為6m×8.5m，中間16孔進口底高程56.0m，兩側各3孔進口底高程57.0m。大壩底孔泄流能力受二期上下游圍堰拆除高程和底寬的影響，設計明渠截流前，上游圍堰拆除高程57m，底寬不小于550m；下游圍堰拆除高程53m，底寬不小于410m。

（3）明渠截流戧堤工程

三期截流采用上、下游戧堤立堵，上游雙向、下游單向進占的施工方案。設計按上游戧堤承擔截流總落差的2/3，下游戧堤承擔截流總落差的1/3。上、下截流戧堤總拋投量分別為35.85萬m3和38.38萬m3。戧堤施工進占分為非龍口進占和龍口進占兩個階段,設計上、下截流龍口寬度分別為150m和140m，拋投量分別為20.4萬m3和20.5萬m3。設計截流流量10300m3/s，經模型試驗表明，上、下龍口最大平均流速分別達5.14m/s和4.01m/s，截流終落差4.11m。合龍能量指標達40.4萬kw，為葛洲壩工程截流的2.6倍，是巴西伊泰普工程截流的1.4倍，居當今世界龍口能量指標之首。

1.3水文監測的目的、主要內容及作用

鑒于明渠截流的難度，水文監測的目的主要為三期截流設計、施工、截流指揮提供可靠數據，同時也為模型跟蹤試驗、水文預報、水文及水力學計算提供基本資料。特別要為在明渠截流過程中可能出現的突況進行跟蹤監測，以指導明渠截流施工決策和調度管理。水文監測的主要內容包括水下地形、截流落差、龍口流速、壩址流量及導流底孔分流量等，其主要作用是為掌握截流邊界條件、截流水流條件和截流環境影響的動態變化，見表1。

表1三期截流水文監測的主要內容及作用

項目名稱

主要內容

主要作用

截

流

邊

界

條

件

水下地形

水下地形形象

掌握水下地形形象、口門水面寬及床沙的變化情況，為截流設計優化、調整截流施工方案及進度、模型跟蹤試驗、水文預報及水文、水力學計算提供基本資料

固定斷面

固定斷面形象（含口門水面寬）

床沙

床沙（拋投料）顆粒級配

截

流

水

流

條

件

水位

壩區沿程水面線

是監測截流落差及其變化的基本資料。同時監測葛洲壩水庫調節對截流水力學指標的影響

龍口落差、戧堤落差

掌握上、下戧堤落差及其分配，指導上、下戧堤施工進占的時機及進度

流速及流態

護底加糙區流速、戧堤頭及挑角流速、龍口縱橫斷面流速、截流河段流態

掌握戧堤口門區（以龍口為重點）的流速變化特征，指導戧堤進占的拋投體塊徑、形狀、拋投方式及推填角度的選擇，以利戧堤頭的防沖和穩定

流量

壩址流量、茅坪溪支流流量、大壩底孔及龍口分流量

掌握壩址來水流量及導流、截流的分流量

截

流

環

境

影

響

河床演變

永久船閘下游引航道口門河勢及兩壩間河道演變

截流對河道、航道口門區的河勢影響及拋投料對水環境的影響

水環境

截流河段及下游水質

2水文監測系統設計

根據三峽工程明渠截流施工布局和截流工程設計、監理、施工、水文預報、水文及水力學計算、模型跟蹤試驗等部門對截流水文監測的要求，為確保水文數據全面、可靠、精度和時效，建立包括水文信息采集—傳輸—處理—與反饋等四個子系統的三期截流水文監測系統，見框圖2。為系統實施成立了五個專業組，即水文組、河道組、水質組、水文信息處理中心和綜合組。

2.1信息采集子系統。包括水位降水、龍口流速、流量、流態、口門水面寬、河道沖淤、水環境等，根據三峽壩區現有監測站網條件，結合截流所需的水文信息，共布設18個水位站、2個水文站、17個流速或流量監測斷面、32個河道固定斷面、5個水質監測斷面。

2.2信息傳輸子系統。采用計算機有線或無線數傳方式，輔以電話、電臺或對講機等方式，將自動、半自動或人工采集的水文、河道地形數據，經無線或有線數傳、或無線人工、有線人工傳至水文數據處理中心截流數據庫。各專業組之間的聯系采用短波電臺、電話（有線或WAP電話）等。

2.3信息處理、信息與反饋子系統。利用現代信息技術，建立明渠截流水文信息處理中心，使用計算機網絡與通訊技術合理集成，實現水文信息接收、處理、存貯、檢索和e水文情報的網絡化與自動化。

水文信息處理中心建立截流水文數據庫和計算機局域網，實現數據、圖表自動處理與共享。截流水文數據庫包括水文數據庫、河道數據庫、施工信息數據庫等，數據庫采用表結構設計方案。計算機局域網掛靠長江三峽工程開發總公司局域網，其間專設“截流水文網站”，以動態方式直接從數據庫生成《水文實測信息》、《水文快報》以及其他信息網頁，水文監測信息。

內容包括水位、流量、流速、水面流速流向、泥沙、固定斷面、水下地形等信息和相關的分析成果。信息以截流指揮專用通信系統和“截流水文網站”為主，并以電子郵件、電傳、電話、電臺等為輔的方案。《水文實測信息》全面反映壩區河段水文變化情勢，在戧堤進占和龍口合攏期每天一期；根據水情變化確定《水文快報》頻次，如在龍口合攏期，實時水位、流速、落差等信息。系統還具有實時查詢、信息反饋、整編歸檔及檢索等功能。

3水文監測儀器設備與技術措施

截流水文監測除采用常規的、成熟的測驗方法和技術手段外，盡可能采用新的監測儀器設備與技術措施。截流水文監測是在特殊環境條件下的水文觀測，其儀器設備將經受各種不利因素的制約，如明渠截流施工場地窄小、截流龍口水流湍急和高強度施工形成的復雜水域，以及無線電波干擾等，都將影響到水文監測工作，也對儀器設備提出了更高的要求。根據明渠截流水文監測的特點，應立足于成熟的先進儀器設備、先進的技術手段，以收集、傳輸、水文資料。經過調研和大量的儀器設備技術指標分析，確定在明渠截流水文監測中使用以下關鍵儀器設備與技術措施。

3.1ADCP測流系統。ADCP（AcousticDopplerCurrentProfilers）是目前世界上最先進的水文測驗儀器之一，具有不擾動流場、測驗歷時短、測速范圍大等特點。對截流河段多斷面的水文監測，采用船載型ADCP測流系統，輔以GPS導航技術，能快速、準確地巡測各斷面的流速分布及流量或分流比，還可解決船舶無錨定位和全天候測驗等問題；對龍口流速測驗，采用無人測艇ADCP測流系統，可精確地獲取龍口流速分布。

3.2無人測艇測量技術。該方法是通過龍口上游150m左右的錨錠船，用鋼絲繩牽引無人測艇（艇上安裝ADCP等儀器）深入龍口進行水文測驗。無人測艇采用全密封雙體船結構，具有穩性好、阻力小、安全可靠等特點。錨錠船安裝有以計算機為主的控制中心及機電設備，控制無人測艇測驗。

3.3GPS水道測繪系統。利用GPS接收機，配備數字測深儀或多波束測深儀、繪圖儀、計算機與數據鏈、通訊等設備組成的GPS水道測繪系統，可高效地施測水下地形和沖淤斷面，具有全天候、多功能、精度高、成圖快等特點。

3.4無人立尺測量技術。對戧堤頭水位觀測，傳統的方法難以達到安全、高效的要求，選用成熟的無人立尺測量技術，并配以高精度的激光全站儀，可測量未知點的三維坐標，用于龍口戧堤頭水位和口門寬度的測量。

3.5計算機網絡技術。實現水文信息遠傳、處理、計算機化，具有快速、準確等特點。

3.6監測系統在明渠截流中的運用實踐

三峽明渠截流從2002年9月15日導流底孔閘門調試開始，至11月6日龍口合龍結束，明渠截流水文監測系統實時監測了明渠截流水文情勢變化，收集到全過程多要素完整的水文成果，并實時動態更新截流水文網頁，為指導截流施工、調度、水文預報、提供了大量科學的水文信息。

4結語

三峽工程明渠截流是一項非常復雜的系統工程，水文監測成為重要組成部分，是截流不可缺少的技術保障服務系統。

三峽工程明渠截流水文監測采用高新的監測技術、選進的儀器設備、高素質的監測人員以及合理可靠的組織措施保證系統的高效運行，充分發揮水文監測在三峽工程截流中的耳目和參謀作用，體現一流工程和一流的水文服務。

篇5

作者簡介：王長鵬（1977-），男，江蘇南京人，三江學院教務處，講師；華沙（1978-），男，江蘇南京人，三江學院教務處，副研究員。（江蘇 南京 210012）

中圖分類號：G642.477 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0200-01

畢業設計（論文）是深化教學改革、提高教學質量、培養具有創新精神和實踐能力的高等學校培養人才的不可缺少的重要教學環節，是評價學生綜合素質、專業技術、思維方法和實踐能力的重要內容。學生畢業設計（論文）的質量是評價高校教學質量的重要指標。近年來，高校本科生畢業設計（論文）的質量普遍下滑，引起了教育界專家的廣泛關注。2013年1月1日教育部頒發了《學位論文作假行為處理辦法》，針對論文作假行為制定相應的處理辦法，加大處罰力度，從制度上進行遏制，以促進學風建設，保證高等教育事業科學發展。為了更好地執行教育部頒布的此辦法，許多高校紛紛采購了論文抄襲檢測系統對本校的論文進行抽查或普查。如何通過檢測系統保證和提高畢業設計（論文）的質量已成為當前高校關注和研究的課題。

一、主要問題分析

1.學生因素

各高校的畢業設計（論文）工作基本上在第七學期末或者第八學期初啟動，而且大部分都持續16周，即每年的12月（1月）至次年的6月上旬。而這段時間正是畢業生畢業實習或找工作的高峰期，在當前找工作困難的形勢下畢業生不得不提前準備，參加各類招聘會場和用人單位的面試，有的畢業生往往在第七學期末就早早向學校提交了用人單位開具的實習證明，使得畢業設計（論文）與學生就業之間的矛盾越來越明顯。由于學生在實習期間忙于熟悉單位業務操作，因此投入在畢業設計（論文）中的精力也非常有限。在就業壓力的沖擊下本科畢業設計（論文）整體質量有下降的趨勢。

畢業設計（論文）是實現培養目標的重要教學環節，是理論聯系實際、教育與社會實踐相結合的重要體現，是培養大學生的創新意識、創造能力和創業精神的重要手段。然而，大部分論文基本上是借鑒了前人的研究成果，自己獨創的東西少，理論闡述深度不足。個別同學的論文復制比太高，抄襲嚴重。有些學生選題大而空，或者不能做到與專業培養目標緊密聯系。這些也是造成畢業設計（論文）質量下降的因素。

2.指導老師因素

在教育大眾化背景下，高校經過連續幾年的擴招，學生人數猛增，一個教師指導學生的數量也逐漸增多，許多院校一般都達到10名學生左右。此外，高校給每個教師規定了工作量，除了完成課堂教學任務外還有其他相關的科研項目。如果教師指導學生人數過多，由于精力有限，自然就會影響論文指導的質量。而對于民辦本科院校來說，一方面專職年青教師自身的科研水平有限，沒有能力指導學生完成高水平的畢業設計（論文）；另一方面兼職指導教師比較多，會出現個別的兼職教師責任心不強，對學生要求不嚴格，也使得畢業設計（論文）質量難以保證。

3.管理制度因素

各高校雖然都制訂了比較全面的畢業設計（論文）的有關工作規程和管理辦法，但是只能保證畢業設計（論文）程序、流程、格式等方面的規范，而畢業設計（論文）的本身質量卻依然無法保證，如論文工作量不足、對知識和技能的應用過于簡單、敘述不深入、圖表制作粗糙等質量問題。學校缺乏對畢業設計（論文）全方位的質量評價和監控體系，答辯環節往往出現過于集中或“走過場”的現象。這些因素都使得畢業設計（論文）的質量得不到保證。

二、方法與措施

1.加強過程管理

為了嚴把畢業設計（論文）質量關，需要重視過程管理中的以下幾個環節：選題方向和內容要符合本學科專業培養目標，達到科學研究和實踐能力培養的目的，難易度要滿足專業培養方案中對素質、能力和知識結構的要求，難易適中，工作量適當；雖然畢業生由于畢業實習或找工作難以返校集中進行當面指導，但是除了通過電話、電子郵件、QQ等通訊方式之外，仍要保證當面指導的次數和時間；對學生的畢業設計（論文）通過系統進行，低于某個比例（江蘇地區各高校自行制訂的，基本上以20%和30%為標準）才允許答辯，抄襲嚴重者推遲答辯；答辯前指導教師、評閱教師和答辯教師須認真審閱學生論文，嚴把論文質量關，答辯工作不能流于形式。為保證答辯的質量，學生答辯的時間不得少于25～30分鐘，合理安排答辯工作的時間、批次及流程等。

2.培養實踐能力

為了避免學生畢業設計（論文）出現紙上談兵、抄襲資料、拼湊論文等現象，應該從源頭抓起，在入校后就要有意識地讓學生接受科學研究方法、工程設計方法與實踐技能的基本訓練，實現實踐能力、創新能力與綜合素質的全面提高。鼓勵學生參加大學生創新創業訓練計劃項目和相關的學科競賽，在實踐過程中鍛煉能力，畢業設計（論文）可以在創新項目和學科競賽的研究成果基礎上進行提升和深化。理工科學生能夠運用本專業設計或研究的方法、手段和工具開展課題的設計與研究工作。指導教師在下達任務書時必須明確學生完成畢業設計（論文）工作的具體任務和參數指標，同時，在答辯之前院（系）還要參照任務書的參數指標對學生設計的實物進行驗收，填寫《軟硬件驗收表》。文管類學生能夠綜合應用所學知識對課題所研究的問題進行分析。指導教師對學生論文的研究目標要明確，內容要具體，且具有一定的深度。同時，文管類學生要盡量通過實地考察和實證研究撰寫畢業論文。

3.加強校企合作

理工類學生在校內進行三年半的理論知識學習和模擬實踐后，最后一學期全程參與到實際項目和工作環境中，將畢業實習與設計結合起來，在校內和校外指導教師的聯合指導下完成畢業設計。現場教師都是擁有豐富實踐經驗的技術人員，他們在學生具體工作中的指導不僅及時解決了學生的問題，更重要的是教給了學生課堂上、實驗室中無法接觸到的最新的技術知識、解決問題的思路以及言傳身教的做人、做事道理。他們是校外畢業設計的師資隊伍補充，也是學生剛踏上社會的領路人。畢業設計改革后，實際校內教師指導僅指導了理論部分，實踐部分由現場教師指導完成，即由2名及2名以上指導教師指導1名畢業生，實行了雙導師制，因此，在落實好企業導師指導的前提下校內指導學生人數可適當增加，緩解專職指導教師人數緊張的壓力。

4.規范論文撰寫

通過對結果的分析，有許多高復制比率的論文是因為學生引用不規范或無引用造成的。因此，論文中的術語、圖表、數據、公式、引用、標注及參考文獻的引用及著錄要符合學校畢業設計（論文）工作規程的規范要求。尤其在借鑒和引用前人研究成果時一定要將引用部分標明清楚，避免發生因為引用和標注的不規范而造成論文復制比增高的情況。

三、結語

各高校剛剛接觸系統，而檢測系統能否成為提高當前畢業設計（論文）整體質量的良藥仍需要今后多年的實踐來證明。筆者認為檢測系統只是提供判斷論文是否抄襲的一個標準，而提高畢業設計（論文）整體質量則不是一蹴而就的，需要學校、院系、指導教師和學生的共同努力，這樣才能達到標本兼治的效果。

參考文獻：

篇6

實驗結果顯示，光纖布拉格光柵測得溫度與標準溫度更接近，且抗干擾能力更強，滿足糧倉內大范圍溫度監測的要求。

關鍵詞 光纖布拉格光柵 溫度檢測 光譜線性頻移 糧倉

溫度檢測在很多領域都有應用，生產廠房的溫度檢測、住宅區的室溫控制、農業生產中溫室大棚的恒溫監控等。目前，國內外對于溫度檢測的主要方法有：熱電偶型測溫系統，具有結構簡單，探測區域大的特性，而其屬于接觸式測量，易污染、精度較低。數字集成溫度探測芯片，該溫度探測器功耗低、體積小，常應用于單點探測，在多點位大范圍測試中誤差較大。除此之外，光纖測溫器也是一個常見類型，其靈敏度高、適合遠距離檢測，但多路檢測測量難度大、工藝復雜、價格高；半導體吸收式光纖溫度傳感器溫度監測系統，其優點是將光纖僅用于傳輸，測量采用其他光學或機械的元件完成，監測被測溫度的變化；智能（數字）溫度傳感器溫度監測系統，其內部包含處理芯片，適用于測溫位置在線處理的場合。我國傳統的內部溫度測量方法是直接將溫度計插入糧食中檢測，工作量大、效率低、精度差；除此之外，國內還有采用基于PN 結或熱敏電阻的溫度檢測系統，但其傳統電路設計上存在干擾、濾波不穩定，線路復雜等問題。而測溫電纜技術在實際應用中不但工藝復雜，且部分結構需要專用設備，十分不便。

相比之下，采用波長調制的光纖布拉格光柵（Fiber BraggGrating，FBG）傳感器避免了溫度測試信號受光源變動、光纖損耗等的影響；采用波分復用技術在一根光纖中串入多個布拉格光柵實現分布式測量，大大降低了系統復雜度；采用光譜線性頻移的監測手段，測量精度高、范圍廣、分布密度大。本文在采用分布式光纖布拉格光柵結構的基礎上，利用光纖布拉格光柵所測溫度與中心波長之間的線性函數關系，提出了一種通過光譜線性頻移反演分布式糧溫的新方法，提高了檢測精度、溫控范圍和溫度數據密度。

一、溫度探測系統設計

系統采用了一種新的分布式光纖布拉格光柵測溫方法，即通過光纖布拉格光柵溫度探測器對糧倉各處的局部溫度進行監測。由于光譜線性頻移程度與被測溫度存在函數關系，即中心波長與被測溫度之間呈線性關系。分布式光纖探測系統是可從整體上大范圍地對被測物理量的變化進行監測的探測網絡。本文采用的是分布式光纖布拉格光柵探測結構，根據系統性能，建立了糧倉的數學模型。處理器控制寬帶光源發射探測光，通過耦合器進入多組光纖通道，每組光纖通道中設置光纖光柵探測器，在糧倉內網絡式分布，從而獲得糧倉內各處的糧溫數據。回波信號經解調儀解調，將帶有溫度信息的數據傳給處理器，經過處理器將糧倉各位置糧溫數據顯示在控制臺上。

二、光纖光柵基本原理

在光纖光柵之前，將在平面光波導中沿入射光傳播方向制作的多層介質結構，即布拉格光柵。光纖中的光柵反射實際上是一種層狀介質的反射，由光纖中沿軸向分布的多層介質結構構成光纖布拉格光柵。

常用的電類溫度傳感器有熱敏電阻溫度傳感器、熱電偶溫度傳感器，其極易受外界的電磁干擾，會由于測量距離、輻射系數等因素導致測量精度降低。而光纖光柵溫度傳感器不僅具有普通光纖溫度傳感器的優點，還有光譜特性好、損耗率低及穩定性高等特點，且波長編碼信息不受光源功率波動或耦合損耗等的影響。同時，在一根光纖中可設置多個光柵，使光柵陣列信息量大，結合波分復用等技術非常適合大范圍的分布式網絡化的糧溫監測。

光纖布拉格光柵探測器中的寬譜光源可采用面發光二極管SLED 或放大自發輻射光源ASE 等，光傳輸及轉換部分由光耦合器或光環形器構成。當光源系統發出一定帶寬的光入射到光纖光柵后，由于光纖光柵對中心波長具有選擇作用，只有符合波長關系的光被才會被反射，并再次通過光傳輸結構送入解調裝置解調，最后解調光會體現出光纖光柵反射波長的變化特性。當利用光纖布拉格光柵原理檢測糧倉內局部糧溫時，由于糧溫變化引發的光柵自身的折射率或柵距的改變會使反射波長產生相應的變化，最終對由解調器檢測得到的波長變化推導計算即可求得相應位置實時的糧溫數據。探測器獲得的尖峰波長隨著糧溫的變化持續變化，探測器帶寬是指光纖布拉格光柵反射峰對應的帶寬，其檢測精度越高，則帶寬就越小，由于工藝水平的限制，一般在0.2~0.3 nm 之間。

三、解調儀

篇7

關鍵詞：

鐵路基礎設施；監測；振動傳感器；數據采集

0.引言

進入21世紀以來，我國鐵路建設發展迅猛，取得了良好的經濟與社會效益。隨著鐵路運輸速度的迅速提升，再加上其相對方便舒適的環境和價格上的優勢，勢必能吸引越來越多的人選擇鐵路作為他們旅行的交通工具，然而，伴隨著鐵路運輸的飛速發展給人們帶來的交通上的快捷與方便，車體與鐵軌的振動故障對公共財產及人身安全構成了前所未有的威脅。伴隨著我國鐵路立體跨越式的迅猛發展，輪軌間激擾力與激擾頻率隨著車輛行駛速度的不斷提高，逐漸增大，變寬，結果會造成電機等吊掛設備和車內設備的高頻高幅振動，引起車體設備振動能量的急速加劇。如果超過了鐵路各設備所允許的振動強度范圍，未來的工作性能指標及使用壽命將會受到過大的動態載荷和噪聲的嚴重影響，情況越發嚴重會導致零部件的早期失效。當前大量事實表明，在長期作用的情況下，鐵路振動故障可能會導致貨物破損，軌道破壞，列車脫軌等危險情況。為確保鐵路“安全、經濟、快捷、舒適”的特點和優勢，鐵路建設要不斷發展完善其各項功能，才能在越發激烈的市場競爭中取得優勢，因此，各國都加強了對鐵路振動的檢測及分析，也增加了對其的投入力度。今年我國對鐵路振動檢測領域的人力物力投入有明顯增加，并且研究范圍擴展到眾多方面。以往鐵路振動檢測系統只配備在一些重要單位或者要害部門，而在2000年以后，各個鐵路站段及各個振動檢測站點基本都已經涉及發展應用到。鐵路振動檢測系統的重要性越來越被人們所認可，近些年又不斷完善各項相應的標準和規范。為了保證鐵路的運輸安全、高效舒適的科學發展及以人為本的發展要求，確保鐵路的優勢和特點，如何準確檢測高速鐵路的振動并判斷故障是擺在鐵路工作者面前不容緩的實際問題。

1.數據采集系統設計方案

本論文用于鐵路基礎設施監測的振動傳感器數據采集系統主要由下位機系統和上位機節點兩個大的部分組成。系統設計方案的結構框圖下位機系統里包含了振動傳感器數據采集模塊、IIC實時數據傳輸模塊、微處理器模塊和電源模塊五個單元。振動傳感器把接收到的振動信號數字化，通過IIC數字傳輸方式，將數據發送給微處理器STM32F103ZET6。微處理器作為控制單元，用于接收振動傳感器數據并進行數據處理分析計算，通過RS-232串口通信，運用MAX3232電平轉換芯片及CH340RS-232串口轉USB芯片，實現了XYZ三軸振動數值發送到上位機進行控制顯示。因為目前個人電腦上已很少有串口，所以我們使用RS-232串口轉USB口芯片CH340G，數據可以從USB口進入PC上位機。由于每一個節點的檢測范圍有限，使用多個這樣的節點共同檢測則可以擴大系統的監測范圍，提高系統的整體工作性能。整個鐵路振動檢測系統是由多個下位機節點互相協作共同完成系統功能的。

2.系統硬件設計

2.1系統硬件設計思想

本論文的鐵路振動檢測系統是由振動傳感器數據采集模塊，IIC實時數據傳輸模塊，微處理器模塊以及RS-232有線通信模塊和電源模塊組成。振動傳感器數據采集模塊對鐵路振動的振動數據信號進行實時采集，將采集到的數據數字化，并通過IIC實時數據傳輸方式與單片機處理器通信，接著單片機處理器模塊將采集的數據進行數據處理分析，通過有線通信模塊上傳到上位機進行實時顯示及存儲，為鐵路振動故障的判斷提供合理依據。微處理器中有數據處理分析算法的設計，完成對采集到的實時振動信號進行數據處理分析，判斷當前得到的振動數據是否在鐵路設備所能產生的振動范圍之內并對數據進行干擾點剔除，去直流及多項式趨勢項和平滑處理，計算出與自然坐標系夾角的角度，使整個鐵路振動檢測系統的性能與數據準確性得到大幅度提高，很大程度上降低了系統的錯誤上報率。

2.2系統介紹

系統硬件部分可以分為五個部分：振動傳感器數據采集模塊、IIC實時數據傳輸模塊、微處理器模塊、RS-232有線通信模塊和電源模塊。數據采集模塊：由單片機處理器模塊發出相應的控制指令配置振動傳感器的控制寄存器，內部控制寄存器來決定信號的采集速度、通信方式、數據輸出格式與帶寬，振動傳感器根據內部控制寄存器的值按要求采集振動信號。實時數據傳輸模塊：振動傳感器采集的實時數據通過IIC傳輸方式，將數據發送給處理器，為之后的數據處理分析奠定了基礎。微處理器模塊：主要工作是通過系統軟件控制數據采集模塊完成振動數據信號的采集，并對數據進行處理分析，然后控制RS-232有線通信模塊將處理完成的數據上傳至PC上位機進行顯示及存儲。該模塊是振動傳感器數據采集模塊和RS-232有線通信模塊進行聯系的核心部分。RS-232有線通信模塊：將微處理器模塊處理完畢的數據，通過RS-232串口通信的方式傳遞給上位機，上位機會自動顯示及存儲數據，供振動故障的判斷使用。電源模塊：通過該模塊，將5V外部直流電源轉換成系統所使用的3.3V電源。

結論

本論文設計了一套鐵路振動檢測系統，該系統采用下位機整體檢測模塊PC上位機整體控制數據流向，并對上傳的檢測數據進行顯示保存。從與傳統檢測方法的比較來看，它能夠更加高效、深入、細致的對鐵路振動信號進行檢測、處理分析及顯示存儲，并為鐵路振動故障的判斷提供可靠依據。

作者：魯楠 唐嵐 廖若冰 朱加豪 單位：西華大學汽車與交通學院 西華大學西華學院

參考文獻

[1]馮曉芳.中國高速鐵路的發展與展望[J].科技資訊，2009（1）：129-130.

[2]段合朋.鐵道車輛振動特性及平穩性研究[D].成都：西南交通大學，2010.

篇8

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.006

1 引言

現代社會的經濟正處于高速發展之中，越來越多的人擁有私家車，并且在近幾年，故據事故的比重很大。在如今中國，由酒后駕車所引發的交通事故每年可達上萬起，其危害之嚴重可見一斑，已成為交通事故的第一大“殺手”。

為了實現對于人權的尊重，對于生命的關愛，使更多人的生命權，健康權以及幸福美滿的家庭能夠得到更好的保護，需要設計一種智能的酒精檢測系統可以檢測駕駛員的體內的酒精含量。本論文研究的是一種以氣敏傳感器和單片機為主，檢測酒精的濃度，并且具有顯示和報警功能的基于單片機的酒精檢測系統。

2 基于單片機的酒精測試儀的總體設計方案

此次設計是采用STC12C5A60S2紋機作為主控芯片，設計一款酒精濃度測試儀，用C語言編寫主控芯片的控制程序，再結合所構建的特定的電路，使酒精測試儀可鍵盤輸入數據，控制其在LCD顯示器上所顯示的酒精的閾值，以便于應對在不同情況下，該酒精檢測儀進行實際的應用。通過酒精濃度的檢測，LCD顯示器上會顯示出準確的酒精的數值，而經過程序的運行與判斷，對不符合的酒精值進行警告，從而引起響應電路的報警，表明駕駛員已經達到酒駕的標準。

在本設計中，由于人飲酒之后，酒精被人體利用消化系統吸收，大約有90%的酒精通過肺部被轉化為氣體，通過呼吸系統排出，因此直接測量呼出氣體中的酒精含量，所以利用氣敏傳感器來測量呼出的氣體，就可以檢測出人體大概的酒精含量了。

以下為基于51單片機的酒精測試儀的總設計框圖：

3 硬件電路設計

硬件電路分為電源模塊，單片機最小系統模塊，電源模塊，MQ-3傳感器模塊，1602液晶顯示模塊，聲光報警模塊，按鍵模塊。下面分別介紹電源模塊，MQ-3傳感器模塊，1602液晶模塊，聲光報警模塊，按鍵模塊。

（1）電源模塊電路。為了進行實物演示的方便，我們并沒有給這個單片機系統運用電池供電，而是直接運用DC電源座與數據線將其連接在電腦上，用電腦直接給其供電，使單片機滿足5V電壓的運行環境。

（2）MQ-3傳感器模塊。在設計中需要應用到MQ-3氣敏傳感器，該傳感器能夠準確的檢測出人體呼出氣體中酒精的含量，然后通過STC12單片機中內部的A/D轉換線路，可以將傳感器所檢測到的模擬信號轉換成數字信號發送到1602液晶上，顯示出相應的酒精濃度。

（3）1602液晶顯示模塊。1602液晶是兩行各16字符的字符型液晶，該液晶擁有體積小、功耗低、顯示操作簡單等優點，剛好滿足本設計對于液晶的要求。同時還要加上一個藍白電位器，便于調節液晶的電壓與電流。

（4）聲光報警模塊。為了能夠使酒精濃度的檢測產生更加具體的視聽感受，所以加上了聲光報警模塊。當所檢測的酒精濃度已經達到或超過所設定的閾值時，由蜂鳴器與LED燈所組成的模塊，就會產生蜂鳴器發出刺耳的聲音，led二極管發出紅光的警告。

4 軟件代碼調試

系統開始工作，對LCD液晶、閾值、IO口等數據進行初始化，初始化結束，程序進入循環，用MQ3采集酒精氣體，對測得氣體數值進行AD轉換，使得其數據在LCD上顯示，若酒精濃度大于閾值，會有聲光報警產生。

5 結論

由于本設計使用的是以單片機作為核心控制元件和靈敏的MQ-3氣敏傳感器，使本酒精濃度檢測系統具有功能強、性能可靠。電路簡單、成本低的特點，加上經過優化的程序，使其有很高的智能化水平。但在實際的操作中，發現氣敏傳感器濃度下降過快，不方便測量，沒有密閉的呼吸管，所測酒精濃度不準確等問題。接下來將以此為基礎，更加深層次的探究基于單片機酒精檢測系統設計過程，實現理論研究的應用價值。

參考文獻：

[1]何道清.傳感器與傳感器技術[M].科學出版社.

[2]張毅剛.單片機原理及應用[M].高等教育出版社.

[3]黃惠媛.單片機原理與接口技術[M].海洋出版社.

篇9

因此，利用現代檢測技術和先進的技術產品，盡快研制出具有現代先進水平的汽車制動性能檢測系統對保障交通安全、保護人民生命財產安全具有重要的意義。文中詳細討論了采用這些技術設計的汽車制動性能檢測系統的設計方法。包括檢測系統的總體設備配置、硬件布局、工位分配、接口驅動等硬件設計方法；通訊系統設計、控制軟件結構、人機界面等軟件設計。系統軟件共分PC機與單片機兩大塊，其中：單片機部分軟件采用MCS-51匯編語言編寫，PC部分采用Microsoft公司的 Microsoft Visual Basic 6.0應用程序開發工具設計的。針對檢測數據的實時存儲要求，文中也討論了數據庫的設計以及檢測軟件與數據庫的接口設計。

關鍵詞：汽車；制動；檢測；PC機；單片機；數據庫

Abstract

Safety of automobile driving is an increasingly serious economic problem that society puts emphasis on. The present quantity of automobile in our country is increasing rapidly, which makes safety of automobile driving an even more urgent problem. According to statistic, among the traffic accidents caused by automobile breakdown, braking breakdown causes most. Automobile braking performance has become more important while the present quantity and the speed of automobile are increasing. In order to reduce traffic accidents, some rules of law have definitely stated that automobiles must get regular test before their driving. And during the regular test automotive braking performance is one of the key factors that determine automobile safety technical condition.

篇10

中圖分類號：TP18文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)26-6348-03

Network Intrusion Detection Based on Immune Theory

WU Xiang1, HAN Liang2

(1.Naval Headquarters, Beijing 100841, China; 2.The East China Sea Fleet of Navy, Ningbo 315122, China)

Abstract: After analysis of the immune algorithm characteristics, the metaphor mechanism which is associated with the intrusion detection is extracted and studied in-depth. And then on the basis of artificial immune system, intrusion Detection system based on immune mechanism is built and the definition of system self and system non-self, immune matching rules set, and also the generation and life cycle of the immune detector are explained. Finally, the model is validated by the simulation experiments. The establishment of the immune intrusion detection system and the simulation work is the cornerstone of this research.

Key words: intrusion detection; immune theory; r contiguous bits matching; detector set generation

人體的免疫系統功能是通過大量不同類型的細胞之間的相互作用實現的[1-2]。在這些不同類型的細胞主要作用是區分“自體”和“非自體”。“自體”是指人體自身的細胞，而“非自體”是指病原體、毒性有機物和內源的突變細胞或衰老細胞。淋巴細胞能對“非自體”成分產生應答，以消除它們對機體的危害；但對“自體”成分，則不產生應答，以保持內環境動態穩定，維持機體健康。

可以看出入侵檢測系統和免疫系統具有一定程度的相似性。對于一個入侵檢測系統，特別是網絡入侵檢測系統，免疫系統的組成、結構、特征、免疫機理、算法等都為入侵檢測系統設計有著重要的借鑒意義。它們要解決的問題都可以被描述為：識別“自體”和“非自體”，并消除“非自體”。

1自體和非自體的定義

計算機安全的免疫系統保護的是計算機系統的數據文件，所以將“自體”定義為計算機中合法的數據，這些數據包括合法用戶、授權活動、原始源代碼、未被欺詐的數據等；將“非自體”定義為其它一切非法數據，這些數據包括自身遭受非法篡改的數據、病毒感染的數據以及外來數據等。

2免疫匹配規則

在計算機中，所有的數據都是以二進制來表示的，這就表明在進行仿真的過程中，使用免疫匹配規則的對象都應該是針對二進制字符串的，因此需要采用二進制的匹配算法。采用何種二進制字符串的匹配算法，這是一個十分關鍵的問題，因為只有采用了合適的匹配算法，才能有效的構造免疫檢測器集[4]。目前有很多的近似匹配算法，如r連續位的匹配算法、海明距離匹配算法等。r連續位匹配規則能更好地反映抗體綁定的真實提取，即能更真實地反映檢測器字符串與被檢測字符串的匹配情況，所以它比海明匹配規則更常用，因此文章采用r連續位的匹配算法。

r連續位的匹配規則可以描述如下：對于任意的兩個字符串x，y，如果兩個字符串x，y在相應位置上至少連續r位相同，那么這兩個字符串是r連續位匹配的，即Match(x,y)|r=true。例如，如果設定r=5，字符串x=“10111010”和字符串y=“11011010”，由于它們在相應位置4-8位上都為“11010”，因此這兩個字符串是匹配的。

在訓練階段，首先隨機生成候選檢測器集合，然后讓候選檢測器與自體集進行匹配，這個過程也叫陰性選擇過程。在匹配的過程中，那些與與自體集相匹配的候選檢測器就被丟棄，而不與自體集匹配的候選檢測器則作為成熟檢測器，存儲于檢測器集合中。

[1] Oscar A,Fabio A G, Fernando N,et al.Search and Optimization：A Solution Concept for Artificial Immune Networks: A Coevo? lutionary Perspective [C].Proceedings of 6th international conference on Artificial Immune systems，Brazil，2007：26-29.

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