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舞臺(tái)空間設(shè)計(jì)范文1
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)美的藝術(shù)有了越來(lái)越高的要求。舞臺(tái)的展示空間設(shè)計(jì)是新時(shí)期人類的另一種美的姿態(tài)，是當(dāng)前城市化的重要表現(xiàn)形式。本文主要講述了舞臺(tái)展示空間設(shè)計(jì)與裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)的融合。
【關(guān)鍵詞】
舞臺(tái)展示空間設(shè)計(jì)；裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)；融合
一、現(xiàn)代舞臺(tái)展示空間設(shè)計(jì)與裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)融合中所存在的問(wèn)題
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，舞臺(tái)的展示空間設(shè)計(jì)與裝飾藝術(shù)的融合也是比較頻繁的，但其中也存在很多問(wèn)題，需要慢慢去解決，下面將要重點(diǎn)講述的是這兩者的關(guān)系。
（一）舞臺(tái)空間展示設(shè)計(jì)的重要性。自從我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的舞臺(tái)空間設(shè)計(jì)就是經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)重要部分。在逐漸的發(fā)展之中，我國(guó)的傳統(tǒng)文化遭受到了很大的打擊。傳統(tǒng)文化是博大精深的，應(yīng)該要繼續(xù)發(fā)展優(yōu)秀的文化?，F(xiàn)在我國(guó)的傳統(tǒng)文化在逐漸失去原本的優(yōu)勢(shì)，這是大家不重視我國(guó)傳統(tǒng)文化所帶來(lái)的影響。就字面意思而言，舞臺(tái)就只是一個(gè)展示的地方，但這只是狹義的理解而已；從廣義來(lái)說(shuō)，并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。舞臺(tái)的空間展示設(shè)計(jì)對(duì)于現(xiàn)在的很多企業(yè)來(lái)說(shuō)都是非常重要的。一般公司開(kāi)展的活動(dòng)都是非常多的，舞臺(tái)的展示設(shè)計(jì)就需要很高的水平，需要有創(chuàng)意，這就相當(dāng)于一個(gè)家庭里面需要有好的裝飾那樣重要，這樣才會(huì)給人帶來(lái)積極的影響。所以，不要小看舞臺(tái)空間設(shè)計(jì)的重要性。
（二）舞臺(tái)空間藝術(shù)設(shè)計(jì)和裝飾設(shè)計(jì)的關(guān)系。舞臺(tái)的空間設(shè)計(jì)與裝飾藝術(shù)的設(shè)計(jì)都是關(guān)于設(shè)計(jì)環(huán)境的問(wèn)題，只是兩者的側(cè)重點(diǎn)有所不同罷了，舞臺(tái)空間的設(shè)計(jì)主要考慮一個(gè)小小的空間，里面有各種需要搭配的物件，而裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)主要考慮的是整體的設(shè)計(jì)。但是，無(wú)論怎么樣，這兩者都是有聯(lián)系的，而且兩者都是互通的。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平越來(lái)越高，對(duì)美的藝術(shù)設(shè)計(jì)的要求也是非常高的，大家都喜歡美好的事物，對(duì)此也不例外。
（三）文化的交流。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全球化也在不斷地加深，世界的文化也在慢慢地融合，我國(guó)也在不斷地學(xué)習(xí)國(guó)外的文化，舞臺(tái)設(shè)計(jì)與裝飾設(shè)計(jì)也在不斷地多樣化，豐富了人類的生活，給我國(guó)的建設(shè)帶來(lái)了積極的影響。舞臺(tái)展示空間的藝術(shù)與裝飾藝術(shù)在其中依然是相通的，兩者相互包容，只要懂得其中的一個(gè)，那么也就能夠理解另外一個(gè)。正是因?yàn)楦鲊?guó)的文化交流，才讓每個(gè)國(guó)家的文化變得多樣，對(duì)于各個(gè)國(guó)家也有積極的影響。人類思想的影響力是巨大的，所以思想的開(kāi)闊對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有很大的作用，舞臺(tái)空間設(shè)計(jì)與裝飾設(shè)計(jì)的發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是有很大影響的。
二、舞臺(tái)展示空間設(shè)計(jì)與裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)的融合原則
根據(jù)上述的舞臺(tái)展示空間設(shè)計(jì)與裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，可以看出舞臺(tái)搭設(shè)的好壞能夠極大地影響文藝活動(dòng)帶給人們的視覺(jué)體驗(yàn)以及精神享受方面的效果。所以，如何將舞臺(tái)展示空間設(shè)計(jì)與裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)有機(jī)地融合，讓它們的搭配能夠帶給觀眾極大的享受，是一個(gè)值得探討的課題。
（一）舞臺(tái)展示空間獨(dú)特性的彰顯。舞臺(tái)展示空間能夠直接給人們視覺(jué)上的沖擊，如果過(guò)于單調(diào)會(huì)讓觀眾們感到十分枯燥，瞬間影響觀眾的心情，觀眾對(duì)于后面的節(jié)目也不能夠懷著期待向往的心情，這讓觀眾失去了觀看下去的欲望，對(duì)于后面節(jié)目的演出效果影響是非常大的。在每次文藝活動(dòng)中，其舉辦的目的與主題等等方面都會(huì)有所不同，比如說(shuō)春節(jié)，可以將中國(guó)的傳統(tǒng)吉祥物中國(guó)結(jié)融合其中，當(dāng)然，一般的舞臺(tái)設(shè)計(jì)者都會(huì)想到這些，為了能夠給觀眾更新穎的體驗(yàn)方式，需要舞臺(tái)設(shè)計(jì)者通過(guò)一種特殊的表達(dá)方法傳遞給觀眾春節(jié)的氣息，比如：舞臺(tái)的修建材質(zhì)、燈光的效果變化以及先進(jìn)的舞臺(tái)設(shè)備等等。作為一名優(yōu)秀的舞臺(tái)設(shè)計(jì)者必須要熟知時(shí)尚發(fā)展趨勢(shì)以及具有獨(dú)特的視角觀念，這樣才能給觀眾非一般的視覺(jué)享受。
（二）舞臺(tái)裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)的文化性。舞臺(tái)是充分發(fā)揚(yáng)、繼承文化的平臺(tái)，在修建舞臺(tái)的過(guò)程中，雖然舞臺(tái)的設(shè)計(jì)風(fēng)格會(huì)大有不同，但是，舞臺(tái)裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)的核心就是文化性。不管是中國(guó)傳統(tǒng)優(yōu)秀文化，還是世界先進(jìn)文化，都屬于文化的范疇。盡管時(shí)代在不斷進(jìn)步，文化也在不斷進(jìn)步，但是，我們?nèi)匀皇侵袊?guó)傳統(tǒng)文化的繼承者、弘揚(yáng)者。只是我們通過(guò)不斷地發(fā)現(xiàn)，找出我國(guó)傳統(tǒng)文化存在的糟粕并將其剔除，弘揚(yáng)中國(guó)傳統(tǒng)優(yōu)秀文化，比如以孝為先、尊老愛(ài)幼等等。舞臺(tái)裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)不能僅僅停留在我們國(guó)家這個(gè)區(qū)域里，應(yīng)該向世界看齊，借鑒其他國(guó)家優(yōu)秀的文化宣揚(yáng)方式，可以引進(jìn)國(guó)外較先進(jìn)的科學(xué)設(shè)備，能夠彌補(bǔ)我們?cè)诖罱ㄎ枧_(tái)上的設(shè)備不足問(wèn)題，學(xué)習(xí)世界先進(jìn)文化，緊跟時(shí)展腳步。
三、結(jié)語(yǔ)
總而言之，舞臺(tái)設(shè)計(jì)的好壞極大地影響著人們的視覺(jué)效果、精神體驗(yàn)，讓人們不自覺(jué)地接受優(yōu)秀文化的熏陶。所以，在設(shè)計(jì)舞臺(tái)時(shí)，必須遵守舞臺(tái)展示空間與舞臺(tái)裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)的融合原則，讓人們達(dá)到精神上的享受。
參考文獻(xiàn)：
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舞臺(tái)空間設(shè)計(jì)范文2
以西寧或格爾木污水處理廠的實(shí)際工程應(yīng)用背景為例，污水的處理工藝流程可以表示為如圖1所示，來(lái)自排污企業(yè)的的主污水管道的污水首先進(jìn)入格間，其中污水中體積較大的污物通過(guò)2臺(tái)粗格過(guò)濾，固型廢棄物形成柵渣，經(jīng)過(guò)柵渣壓實(shí)機(jī)壓實(shí)，有螺旋輸送機(jī)輸送到專門容器，外運(yùn)處理。通過(guò)格柵初步處理的污水匯聚到位于全廠區(qū)標(biāo)高的最低點(diǎn)的進(jìn)水泵房，通過(guò)4臺(tái)大功率水泵將污水提升到高處，這樣污水依靠重力作用通過(guò)污水處理其他階段。設(shè)置鐘式沉沙池，可以將污水中的砂子有效分離，防止其對(duì)后繼設(shè)備的磨損，含水砂子通過(guò)吸沙泵泵入入砂水分離器實(shí)現(xiàn)砂與水的徹底分離，其中沙子外運(yùn)處理。經(jīng)過(guò)數(shù)次沉淀池分離處理的污水進(jìn)入?yún)捬?好氧生物反應(yīng)池，級(jí)A/O池，污水在進(jìn)入?yún)捬醭刂惺紫冗M(jìn)行厭氧處理，厭氧處理后的污水進(jìn)入兩個(gè)好氧池中，氧氣通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)暴光氣頭定量提供，經(jīng)過(guò)好養(yǎng)生物的作用下，進(jìn)一步將有害物質(zhì)處理凈化后，污水進(jìn)入二次沉淀池，經(jīng)過(guò)刮泥橋的運(yùn)動(dòng)將浮喳刮入浮喳井，池下部沉降的污泥通過(guò)真空吸出部分送回流/剩余污泥泵房，送入到A/O池入口，以保證厭氧池中含有一定量的污泥，余下部分通過(guò)剩余污泥泵送入到污泥調(diào)節(jié)池。污水經(jīng)過(guò)二次沉淀處理后可以達(dá)標(biāo)外排。
2MCGS概述
2.1MCGS簡(jiǎn)介
MCGS是MonitorandControlGeneratedSystem的英文簡(jiǎn)寫，是基于Windows平臺(tái)上的快速構(gòu)造和生成嵌入式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運(yùn)行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000/xp等操作系統(tǒng)。具有功能完善、操作便捷、可視性能好、可維護(hù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)MCGS可快速實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與處理，方便的開(kāi)發(fā)前端數(shù)據(jù)的處理與控制。并通過(guò)動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等方式向用戶提供其解決工程問(wèn)題的方案，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域[3]。
2.2MCGS的系統(tǒng)構(gòu)成
MCGS系統(tǒng)作為一個(gè)檢測(cè)控制系統(tǒng)，主要包括：組態(tài)環(huán)境和以及運(yùn)行環(huán)境兩部分。組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于完整的工具軟件，可以在電腦上運(yùn)行，用戶可以開(kāi)展設(shè)計(jì)和構(gòu)造，形成屬于具有特定功能的應(yīng)用系統(tǒng)軟件。運(yùn)行環(huán)境是一個(gè)一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)中用戶指定的方式完成處理操作，實(shí)現(xiàn)用戶指定的組態(tài)設(shè)計(jì)目標(biāo)和功能的可能但運(yùn)行環(huán)境獨(dú)立存在其本身并沒(méi)有任何的意義，必須同相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成一個(gè)整體，只有這樣，才可能形成一個(gè)真正的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，并具有相關(guān)的應(yīng)用價(jià)值。組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)完成了MCGS系統(tǒng)從組態(tài)環(huán)境向運(yùn)行環(huán)境的鏈接，相互左右關(guān)系如圖2所示，兩部分互相獨(dú)立，又緊密相關(guān)。
2.3MCGS組態(tài)軟件的工程簡(jiǎn)介
MCGS組態(tài)軟件建立工程包括主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略等構(gòu)成，其每部分均可獨(dú)立組態(tài)操作，完成各自相應(yīng)的工作，實(shí)現(xiàn)不同的功能[4,5]。(1)主控窗口：又稱工程主框架。主控窗口中可以設(shè)置一個(gè)設(shè)備窗口和多個(gè)用戶窗口，負(fù)責(zé)調(diào)度和管理這些窗口打開(kāi)或關(guān)閉。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，指定數(shù)據(jù)庫(kù)存盤文件名稱及存盤時(shí)間，編制工程的菜單，設(shè)計(jì)封面圖形，確定自動(dòng)啟動(dòng)窗口，設(shè)定動(dòng)畫刷新周期等。(2)設(shè)備窗口：主要功能是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備。用戶可以通過(guò)設(shè)備窗口實(shí)現(xiàn)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用數(shù)據(jù)變量等操作。(3)用戶窗口：顧名思義，該窗口由用戶定義，用于設(shè)置工程中人機(jī)交互的界面窗口，可以生成各種動(dòng)畫圖形，實(shí)時(shí)顯示畫面、報(bào)警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。(4)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)：該數(shù)據(jù)庫(kù)是MCGS系統(tǒng)的核心部分，是應(yīng)用系統(tǒng)各部分制減的數(shù)據(jù)交換與處理中心，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)將MCGS工程的各個(gè)部分連接成整體，并通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)協(xié)調(diào)各相關(guān)部分工作。用戶可以通過(guò)在窗口內(nèi)定義需要的類型和名稱的變量，用于數(shù)據(jù)采集與處理、輸出控制、動(dòng)畫連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)。(5)運(yùn)行策略：用戶為通過(guò)運(yùn)行策略窗口來(lái)實(shí)現(xiàn)工程運(yùn)行流程控制所生成的系類功能塊的集合，包括編寫控制程序，選用各種功能構(gòu)件等，以便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)提取、歷史曲線查看、定時(shí)器、多媒體輸出等功能。目前，MCGS提供了七種類型的策略組成，每種策略組成可以實(shí)現(xiàn)一種特定的功能。
3MCGS監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)界面的設(shè)計(jì)
3.1設(shè)備連接操作畫面的設(shè)計(jì)
設(shè)備連接：MCGS組態(tài)軟件中，系統(tǒng)提供了眾多參見(jiàn)工控領(lǐng)域設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。該構(gòu)件可以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，方波，三角波，鋸齒波信號(hào)，同時(shí)相應(yīng)波的幅值和周期均能按用戶要求設(shè)置。
3.2設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視畫面設(shè)計(jì)
動(dòng)畫連接：MCGS實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)畫設(shè)計(jì)的主要方法是將用戶窗口中圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫屬性。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，圖形對(duì)象的外觀和狀態(tài)特征，由數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)時(shí)采集值驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了圖形的動(dòng)畫效果，如圖5。
3.3試驗(yàn)分析
污水處理組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)試驗(yàn)運(yùn)行分析示例，(1)格柵：格柵作為污水處理中的預(yù)處理方法，應(yīng)用廣泛，生活污水中含有一些較大的漂浮物，為此首先采用格柵可以有效去除污水中的較大漂浮物，保護(hù)后續(xù)處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行及汲水泵的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)采用格柵，機(jī)械清渣，柵距為58mm，機(jī)械清渣。(2)集水池提升泵房：污水匯集進(jìn)入污水處理廠后，由于管網(wǎng)埋深較大，需經(jīng)泵房提升后進(jìn)入后續(xù)處理工藝。設(shè)計(jì)采用提升泵房1座，與集水井合建。泵房?jī)?nèi)設(shè)有電動(dòng)葫蘆，以供維修使用。泵房采用半地下結(jié)構(gòu)。泵房長(zhǎng)9m，寬8m，高2米。(3)沉砂池：采用沉砂池去除污水中的無(wú)機(jī)顆粒。設(shè)計(jì)采用平流式沉砂池，池內(nèi)水流平行流動(dòng)。沉砂池設(shè)1座，每座尺寸為長(zhǎng)13.5m，寬1.5m，高1.6m。(4)曝氣池：曝氣池利用活性污泥法進(jìn)行污水處理的構(gòu)筑物。池內(nèi)提供一定污水停留時(shí)間，滿足好氧微生物所需要的氧量以及污水與活性污泥充分接觸的混合條件。曝氣池主要由池體、曝氣系統(tǒng)和進(jìn)出水口三個(gè)部分組成。池體一般用鋼筋混凝土筑成，平面形狀有長(zhǎng)方形、方形和圓形等。曝氣池設(shè)1座，每座尺寸為長(zhǎng)69.94m，寬4m，高4.4m。(5)二沉池：二沉池的主要作用是同時(shí)滿足固液分離和污泥濃縮兩方面的要求，是整個(gè)活性污泥法中很重要的部分。(6)污泥脫水：污水處理廠污泥二級(jí)消化后從二級(jí)消化池排除污泥的含水率約95%左右，體積很大。因此為了便于綜合利用和最終處置，需對(duì)污泥作脫水處理，使其含水率降至60%~80%，從而大大縮小污泥的體積。(7)鼓風(fēng)機(jī)房及變配電室：為保證污水處理裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)房及變配電室。
4結(jié)語(yǔ)
舞臺(tái)空間設(shè)計(jì)范文3
關(guān)鍵詞：輪胎溫度 無(wú)線監(jiān)控 無(wú)線收發(fā)芯片 液晶顯示
中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（a）-0036-02
自從汽車發(fā)明以來(lái)，其安全問(wèn)題就一直受到人們的關(guān)注，其中輪胎溫度是影響行使安全的因素之一[1-2]。輪胎溫度過(guò)高會(huì)影響輪胎的使用壽命，甚至導(dǎo)致爆胎。因此，實(shí)時(shí)檢測(cè)并控制行駛中汽車輪胎的溫度對(duì)安全駕駛起著極大的作用[3]。而轉(zhuǎn)動(dòng)中的輪胎不適合用傳統(tǒng)的溫度傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，因此結(jié)合數(shù)字溫度傳感器，本文設(shè)計(jì)一種輪胎溫度無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于汽車輪胎安全的智能監(jiān)控，有效保障了行車安全，具有良好的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
系統(tǒng)分為上位機(jī)、下位機(jī)兩部分，分別采用單片機(jī)AT89C51作為各自的控制核心。下位機(jī)由單片機(jī)，DS18B20數(shù)字溫度傳感器和無(wú)線收發(fā)芯片NRF24L01組成。主要負(fù)責(zé)輪胎溫度的采集和發(fā)送。將DS18B20采集到的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗o(wú)線收發(fā)芯片NRF24L01，NRF24L01通過(guò)無(wú)線信號(hào)將溫度值發(fā)送到上位機(jī)。
上位機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)圖如（圖1）所示。主要功能是接收下位機(jī)采集到的輪胎溫度數(shù)據(jù)，并由上位機(jī)的單片機(jī)作為控制核心對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。LCD液晶實(shí)時(shí)顯示溫度，方便駕駛員觀察。上位機(jī)控制核心預(yù)先設(shè)定三個(gè)溫度值，溫度值由低至高分別定義為閾值1、閾值2和警戒值。當(dāng)實(shí)測(cè)輪胎溫度達(dá)到或超過(guò)閾值1時(shí)，控制核心自動(dòng)開(kāi)啟風(fēng)冷模式，即風(fēng)扇降溫；溫度超過(guò)閾值2時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟水冷模式降溫；溫度超過(guò)警戒值，自動(dòng)停止系統(tǒng)的運(yùn)行，即停車提醒駕駛員需要檢查當(dāng)前的汽車輪胎狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)智能無(wú)線監(jiān)控輪胎溫度的目的。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1 DS18B20溫度采集電路設(shè)計(jì)
DS18B20與下位機(jī)的AT89C51由一條數(shù)據(jù)線連接，其中DQ引腳為數(shù)據(jù)端口，與AT89C51的P3.4相連。VCC接5V電源正極，GND為接地端。需要注意的是使用外部供電時(shí)，輸出引腳在空閑時(shí)始終是高電平輸出，所以在VCC引腳與DQ引腳間需要串接一個(gè)4.7K歐姆電阻。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理，溫度值的輸出形式為9至12位的串行數(shù)字信號(hào)。
2.2 無(wú)線通訊硬件電路設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是上、下位機(jī)間的溫度數(shù)據(jù)傳輸。采用Nordic公司的NRF24L01射頻芯片[4-5]負(fù)責(zé)溫度的無(wú)線發(fā)射和接收，工作頻段2.4GHz。通過(guò)設(shè)置NRF24L01引腳CE，寄存器參數(shù)PWR_UP，PRIM_RX可以選擇芯片NRF24L01的工作模式為接收模式或發(fā)射模式。
NRF24L01與單片機(jī)采用SPI的通訊方式。下位機(jī)的NRF24L01設(shè)定為發(fā)射模式。根據(jù)上位機(jī)的指令，發(fā)射端通過(guò)SPI將溫度信息送入NRF24L01的Tx_Buf（發(fā)送緩沖區(qū)），啟動(dòng)發(fā)射模塊進(jìn)行發(fā)射。
上位機(jī)接收數(shù)據(jù)，首先將該部分的NRF24L01設(shè)置為發(fā)射模式，由其喚醒下位機(jī)的NRF24L01。然后再將上位機(jī)的NRF24L01設(shè)置為接收模式，延遲130μs接收并解析Rx_Buf當(dāng)中的溫度信息。
2.3 液晶顯示電路設(shè)計(jì)
顯示電路采用LCD。為了方便駕駛員的觀察，選擇帶中文字庫(kù)的LCD12864。顯示界面實(shí)時(shí)顯示所測(cè)量的輪胎溫度和預(yù)先設(shè)定的溫度閾值1，閾值2，警戒值。LCD12864能顯示8×4行16×16點(diǎn)陣的漢字，完全可以滿足本設(shè)計(jì)的功能要求。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1 下位機(jī)數(shù)據(jù)采集及發(fā)射軟件設(shè)計(jì)
下位機(jī)部分的軟件主要解決兩個(gè)問(wèn)題。一是DS18B20檢測(cè)輪胎溫度及溫度值的轉(zhuǎn)換處理。二是溫度值通過(guò)NRF24L01無(wú)線傳輸給上位機(jī)。其軟件設(shè)計(jì)流程圖如（圖2）所示。下位機(jī)初始化后，等待上位機(jī)的發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求信號(hào)。一旦接收到主機(jī)的發(fā)送請(qǐng)求，下位機(jī)將NRF24L01設(shè)置為發(fā)送模式，將DS18B20采集和處理過(guò)的溫度值以串行數(shù)字信號(hào)的形式，傳送給上位機(jī)的無(wú)線芯片。
3.2 上位機(jī)溫度接收及處理軟件設(shè)計(jì)
上位機(jī)根據(jù)采集到的溫度信息，自主判斷當(dāng)前輪胎狀態(tài)是否健康安全。同時(shí)通過(guò)LCD12864實(shí)時(shí)顯示溫度，供駕駛員參考。該部分軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。
上位機(jī)首先初始化設(shè)置，包括單片機(jī)、LCD的設(shè)置等。系統(tǒng)準(zhǔn)備好后，由NRF24L01通知下位機(jī)可以發(fā)送溫度數(shù)據(jù)。當(dāng)檢測(cè)到下位機(jī)的發(fā)送數(shù)據(jù)后，NRF24L01開(kāi)始接收溫度信息，并將其存儲(chǔ)在緩存單元。當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)接收完畢后，應(yīng)答下位機(jī)。對(duì)接收到的溫度值，上位機(jī)控制核心送LCD顯示。同時(shí)比較實(shí)測(cè)值與設(shè)定值的大小，決定是否發(fā)送控制信號(hào)，采取降溫措施。然后系統(tǒng)準(zhǔn)備接收下一組溫度數(shù)據(jù)。
具體的降溫措施描述如下，本系統(tǒng)共設(shè)定了三個(gè)溫度檔位，分別定義為閾值1，閾值2和警戒值。檔位值由低到高，分別采取不同的輪胎降溫措施。若輪胎的實(shí)測(cè)溫度值小于閾值1，則輪胎溫度正常，不需要任何降溫處理。若實(shí)測(cè)溫度介于閾值1和閾值2之間，表明目前的輪胎存在一定的安全隱患，上位機(jī)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇降低輪胎溫度。若風(fēng)冷降溫的速度不能阻擋輪胎溫度的持續(xù)升高，溫度值超過(guò)閾值2，則上位機(jī)啟動(dòng)噴水器降溫。如果風(fēng)冷降溫和水冷降溫均不起作用，輪胎溫度超過(guò)了警戒值，表明輪胎目前處于危險(xiǎn)狀態(tài)，需要停車處理。
4 結(jié)語(yǔ)
由于輪胎在工作中處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，所以設(shè)計(jì)一款能夠無(wú)線傳輸輪胎溫度到遠(yuǎn)程控制器的設(shè)備有著重要的意義。特別是監(jiān)控行駛中的汽車輪胎的實(shí)時(shí)溫度，有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
本系統(tǒng)以51單片機(jī)作為控制核心。下位機(jī)由數(shù)字溫度傳感器采集輪胎溫度。無(wú)線芯片NRF24L01收發(fā)溫度數(shù)據(jù)。上位機(jī)的控制核心通過(guò)LCD12864液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的輪胎溫度。并且通過(guò)預(yù)先設(shè)定的三個(gè)溫度預(yù)警檔位，根據(jù)不同溫度狀態(tài)可能導(dǎo)致的安全隱患，采取不同的降溫處理措施。該設(shè)計(jì)能滿足大多數(shù)輪胎溫度的監(jiān)控需求，成本較低，便于推廣（圖3）。
參考文獻(xiàn)
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舞臺(tái)空間設(shè)計(jì)范文4
【關(guān)鍵詞】PLC；舞臺(tái)機(jī)械；變頻器；現(xiàn)場(chǎng)總線
常規(guī)劇院根據(jù)功能可以劃分為歌劇院、戲劇院、音樂(lè)廳和多功能廳等。舞臺(tái)機(jī)械是現(xiàn)代化劇場(chǎng)不可缺少的核心設(shè)備，通過(guò)舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備不斷升降、平移、開(kāi)合運(yùn)動(dòng)，并配合燈光、音響的不斷變換，呈現(xiàn)在觀眾眼前的是一場(chǎng)場(chǎng)美輪美奐的視覺(jué)盛宴。常規(guī)劇場(chǎng)舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備一般可分為臺(tái)上和臺(tái)下兩個(gè)部分，臺(tái)上以卷?yè)P(yáng)類為主，臺(tái)上設(shè)備的基本配置有防火幕、假臺(tái)口、大幕、二道幕、景吊桿、燈吊桿、單點(diǎn)吊機(jī)、燈光渡橋、燈光吊籠等設(shè)備，有的還配置了反聲罩。臺(tái)下以升降、推拉、旋轉(zhuǎn)為主，臺(tái)下設(shè)備的基本配置有主升降臺(tái)、左右車臺(tái)、后車轉(zhuǎn)臺(tái)、升降樂(lè)池、各種補(bǔ)償臺(tái)、插銷和安全網(wǎng)等設(shè)備。其中，臺(tái)上吊桿類設(shè)備、臺(tái)下升降臺(tái)類設(shè)備和車臺(tái)類設(shè)備是舞臺(tái)表演空間的主要設(shè)備。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在舞臺(tái)機(jī)械控制多采用以可編程控制器為主的分布式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件由繼電器、接觸器和變頻器等低壓電器組成，網(wǎng)絡(luò)采用開(kāi)放式工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊技術(shù)，軟件設(shè)計(jì)采用功能完備的人機(jī)友好界面和安全互鎖保護(hù)。整個(gè)系統(tǒng)快速、方便地將分散在臺(tái)上、臺(tái)下的設(shè)備和核心中央處理器聯(lián)系起來(lái)，其各種不同類型的控制模塊通過(guò)硬件接口和軟件組態(tài)可進(jìn)行廣泛組合，為舞臺(tái)機(jī)械運(yùn)行提供實(shí)時(shí)、安全可靠的運(yùn)行保證。同時(shí)，由于采用計(jì)算機(jī)控制，系統(tǒng)具有處理速度快、系統(tǒng)資源裕量大、通訊能力強(qiáng)、故障排除快速、定位準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
1設(shè)備電器設(shè)計(jì)組成
舞臺(tái)設(shè)備電器控制回路一般由各種安全保護(hù)單元（如限位、亂繩、超載、超速、安全急停鏈路）、位置測(cè)量單元（如編碼器、減速開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)）、控制電路（如各種繼電器、PLC輸入輸出模塊）、驅(qū)動(dòng)單元（如變頻器、交流接觸器）和執(zhí)行單元（如三相異步鼠籠電機(jī)、伺服電機(jī)）組成，并通過(guò)以上電器環(huán)節(jié)的共同作用控制設(shè)備運(yùn)動(dòng)。國(guó)內(nèi)舞臺(tái)設(shè)備按控制方式包括常規(guī)定速控制和調(diào)速定位控制。
1.1常規(guī)定速控制
常規(guī)定速控制——通過(guò)PLC起停輸出、設(shè)備的行程開(kāi)關(guān)、保護(hù)開(kāi)關(guān)、繼電器組成的中間回路控制對(duì)應(yīng)的三相電源的相序通斷，從而達(dá)到直接控制電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)，如舞臺(tái)各種插銷、安全網(wǎng)、升降欄桿、安全門。該方式廣泛應(yīng)用在對(duì)時(shí)間要求不高的舞臺(tái)設(shè)備硬件設(shè)計(jì)上，對(duì)于在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有位置需求但定位要求不高的設(shè)備（如燈光吊籠、假臺(tái)口側(cè)片、燈光渡橋）來(lái)說(shuō)，該方式并不能滿足要求。從設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、硬件便捷的角度，通常在常規(guī)電機(jī)傳動(dòng)軸上加裝軸套型增量編碼器，將編碼器信號(hào)接入具有位置采集功能的模板（如西門子編碼器模塊FM350），同時(shí)，在硬件選型時(shí)根據(jù)模板的采樣頻率和電機(jī)轉(zhuǎn)速確定所選編碼器的每圈脈沖值。采集的位置信號(hào)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線傳送到中央處理器中，和預(yù)設(shè)的目標(biāo)位置做比較，決定設(shè)備是否到位停止運(yùn)行。在實(shí)際的硬件設(shè)計(jì)中，為了能及時(shí)響應(yīng)到位置信號(hào)，需把采集模板的實(shí)際輸出值串入控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)回路?？紤]到常規(guī)定速控制設(shè)計(jì)中不具備調(diào)速功能，電機(jī)高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中收到停止信號(hào)后制動(dòng)運(yùn)行較長(zhǎng)，影響設(shè)備控制精度，在應(yīng)用中要根據(jù)設(shè)備實(shí)際制動(dòng)距離，在軟件調(diào)試中加入制動(dòng)停止提前長(zhǎng)度來(lái)修正設(shè)備停止響應(yīng)距離，從而提高設(shè)備實(shí)際到位精度
1.2調(diào)速定位控制
調(diào)速定位控制——常規(guī)電機(jī)帶有編碼器，編碼器接入具有位置控制功能的高性能交流矢量變頻器，變頻器通過(guò)本身的內(nèi)置位置控制卡計(jì)算電機(jī)運(yùn)行的實(shí)時(shí)位置和給定目標(biāo)位置的差值，通過(guò)PID調(diào)節(jié)輸出對(duì)應(yīng)的頻率和電壓控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，中央處理器通過(guò)總線通訊方式比較變頻器傳回來(lái)的位置、狀態(tài)特性，并根據(jù)變頻器窗口到位值實(shí)現(xiàn)對(duì)所控設(shè)備的速度、位置精確控制，控制電路如圖3所示。使用調(diào)速定位控制，降低了對(duì)機(jī)械設(shè)備的沖擊，提高了設(shè)備的安全性和可靠性。因此，在國(guó)內(nèi)中、大型劇場(chǎng)中，該控制方式是控制吊桿、升降臺(tái)、車臺(tái)等機(jī)械設(shè)備的主流方案。調(diào)速定位按控制電路功能一般可分為一對(duì)一控制和矩陣切換控制。對(duì)于前者，每個(gè)設(shè)備都是一個(gè)控制單元，控制電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，每個(gè)變頻器的總線狀態(tài)真實(shí)反應(yīng)設(shè)備實(shí)際情況。由于只考慮單獨(dú)控制回路，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試成本較小，出現(xiàn)故障排查相對(duì)容易，系統(tǒng)后期維護(hù)人工成本較小，但如果控制單元的任何器件發(fā)生故障，則直接影響調(diào)速設(shè)備運(yùn)行，同時(shí)對(duì)于電器元件、變頻器的成本支出較高。對(duì)于后者，由于采用繼電器矩陣切換，控制回路采用冗余備份方式，每個(gè)調(diào)速設(shè)備在選定之前不對(duì)應(yīng)固定變頻器，如果某一個(gè)控制單元出現(xiàn)問(wèn)題影響吊桿運(yùn)行，通過(guò)切換矩陣的及時(shí)調(diào)整可以規(guī)避出現(xiàn)故障的控制單元，從而使設(shè)備更可靠地運(yùn)行，提高了整個(gè)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)抵御能力。同時(shí)，采用切換方式，節(jié)省了變頻器數(shù)量，降低了電器成本支出。但這種控制方式電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軟件互鎖要求較高，一旦出現(xiàn)故障，排查和維護(hù)較繁瑣。通常來(lái)說(shuō)，臺(tái)上調(diào)速吊桿采用切換矩陣方式，臺(tái)下調(diào)速設(shè)備采用一對(duì)一控制方式。這主要是因?yàn)楦鞣N類型的吊桿大多功率在30kW以內(nèi)，且功率較為相近，實(shí)際舞臺(tái)演藝中同時(shí)運(yùn)動(dòng)的最多吊桿數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于總吊桿數(shù)，故采用切換方式。而臺(tái)下升降類設(shè)備在演出時(shí)載有大量演員，功率較大，通常達(dá)到60kW以上，為了避免頻繁切換對(duì)用電回路的沖擊，并考慮到實(shí)際運(yùn)行的安全性，故采取一對(duì)一方式。
2網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建
舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)從網(wǎng)路結(jié)構(gòu)上分為三個(gè)層級(jí)：管理級(jí)、控制級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。2.1管理級(jí)設(shè)備管理級(jí)設(shè)備包括控制臺(tái)和服務(wù)器?？刂婆_(tái)中主要設(shè)備包括工控機(jī)、觸摸屏和電源、操作按鍵及操縱桿，主要為監(jiān)控舞臺(tái)設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警信息，編場(chǎng)數(shù)據(jù)處理和控制設(shè)備起停，為操作人員提供友好的人機(jī)交互界面。服務(wù)器可記錄操作人員和設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為演出設(shè)備歷史追溯提供不可替代的手段。
2.2控制級(jí)設(shè)備
控制級(jí)設(shè)備主要包括可編程控制器的中央處理單元和各種適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線的通訊單元。作為整個(gè)舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)的“大腦”，中央處理單元是系統(tǒng)核心，主要負(fù)責(zé)向上通過(guò)以太網(wǎng)傳遞現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控信息（如升降臺(tái)、景桿等調(diào)速設(shè)備的位置、速度等實(shí)時(shí)參數(shù)，以及亂繩、電機(jī)過(guò)熱等安全信號(hào)），向下對(duì)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備下達(dá)動(dòng)作命令，協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作次序（如舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備的定位控制和設(shè)備延時(shí)啟動(dòng)等）。
2.3現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備
現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備：主要包括符合現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的相關(guān)舞臺(tái)機(jī)械控制遠(yuǎn)程I/O站點(diǎn)、對(duì)應(yīng)的變頻器和電動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備主要任務(wù)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)操作人員通過(guò)控制臺(tái)發(fā)送的具體的運(yùn)動(dòng)方案，同時(shí)采集必要的現(xiàn)場(chǎng)信息，傳遞給上層作為參考。圖4為采用標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖。
2.4網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建中的關(guān)鍵問(wèn)題
（1）控制系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)要貫穿整個(gè)控制系統(tǒng)，包括核心控制器到單體設(shè)備的控制設(shè)計(jì)。控制系統(tǒng)應(yīng)采用開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，根據(jù)用戶的實(shí)際需要，采用可靠的冗余技術(shù)，包括核心部件的冗余和網(wǎng)絡(luò)的冗余。控制系統(tǒng)具有緊急停機(jī)系統(tǒng)，任意一個(gè)極限開(kāi)關(guān)的動(dòng)作會(huì)觸發(fā)本設(shè)備應(yīng)急線路，任意一個(gè)急停按鈕應(yīng)觸發(fā)控制系統(tǒng)的急停鏈路。同時(shí)，急停系統(tǒng)和中央處理器通過(guò)安全總線進(jìn)行信息交換。所有具有提升性能的驅(qū)動(dòng)都采用雙制動(dòng)器，并且互相獨(dú)立控制，保證驅(qū)動(dòng)能及時(shí)有效地停止工作。（2）所有的舞臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)主控制臺(tái)、移動(dòng)控制臺(tái)，應(yīng)具備即插即用的特點(diǎn)。對(duì)于單一控制臺(tái)，用戶可根據(jù)實(shí)際情況方便地選擇切換到不同的操作方式（如手控、程控、更改參數(shù)）對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作；對(duì)于不同控制臺(tái)之間的切換操作，中央處理單元應(yīng)具備統(tǒng)一的授權(quán)管理，保證同一設(shè)備在任意時(shí)刻只接受來(lái)自單一控制臺(tái)的指令信息，防止設(shè)備由于接受不同控制臺(tái)指令信息而造成控制紊亂。（3）保證關(guān)鍵信息響應(yīng)的實(shí)時(shí)性和同步性（如舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備的啟動(dòng)命令）。對(duì)于調(diào)速定位設(shè)備，國(guó)內(nèi)大多是通過(guò)每個(gè)變頻器的內(nèi)置位置控制卡控制設(shè)備，當(dāng)多個(gè)設(shè)備同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t性造成設(shè)備啟動(dòng)的不統(tǒng)一和設(shè)備運(yùn)行中間過(guò)程中的實(shí)際位置偏差。在設(shè)計(jì)控制網(wǎng)絡(luò)時(shí)，對(duì)于關(guān)鍵信息的傳遞需采用等式同步機(jī)制和數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)處理，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖夙憫?yīng)。
3軟件設(shè)計(jì)要求
3.1操作功能要求
操作功能要求：對(duì)于舞臺(tái)控制操作界面，應(yīng)設(shè)有手動(dòng)選擇、運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)定、設(shè)備編組、場(chǎng)景運(yùn)行、設(shè)備位置綁定、運(yùn)動(dòng)禁止、設(shè)備位置記錄等功能，根據(jù)實(shí)際用戶需求的不同，還應(yīng)提供系統(tǒng)管理、維護(hù)和根據(jù)演出過(guò)程需要而附帶的工程組態(tài)功能。同時(shí)，應(yīng)提供演出中間的各種應(yīng)急處理功能，如當(dāng)在演出場(chǎng)景中編組的運(yùn)行設(shè)備，設(shè)備出現(xiàn)報(bào)警停止運(yùn)行時(shí)應(yīng)具備手動(dòng)快速介入，當(dāng)設(shè)備撞到物理極限位后，應(yīng)具備旁路控制使設(shè)備及時(shí)脫離危險(xiǎn)位置。用戶一旦誤操作，不光有報(bào)警信息，同時(shí)提供相應(yīng)的保護(hù)，規(guī)避可能發(fā)生的設(shè)備誤動(dòng)作引發(fā)的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。
3.2設(shè)備互鎖要求
設(shè)備運(yùn)行互鎖是舞臺(tái)設(shè)備安全可靠運(yùn)行必不可少的保障，互鎖軟件設(shè)計(jì)必須實(shí)時(shí)跟蹤設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)?；ユi軟件應(yīng)采用順序控制程序，根據(jù)優(yōu)先級(jí)管理機(jī)制，按照預(yù)先規(guī)定好的優(yōu)先級(jí)動(dòng)作順序，對(duì)控制過(guò)程各階段的設(shè)備互鎖順序進(jìn)行自動(dòng)判別和保護(hù)。每一個(gè)設(shè)備的運(yùn)行條件都依存于其他相鄰設(shè)備的位置，當(dāng)檢測(cè)到條件滿足或不滿足時(shí)，及時(shí)發(fā)送給設(shè)備數(shù)據(jù)塊運(yùn)行或受限指令，使設(shè)備安全可靠地運(yùn)行。
3.3分布式管理要求
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，把分布在舞臺(tái)控制室的控制臺(tái)、上位機(jī)、臺(tái)上及臺(tái)下控制柜間的現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)單元、現(xiàn)場(chǎng)采集單元等方便、快捷地聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)開(kāi)放的現(xiàn)場(chǎng)總線控制通信網(wǎng)絡(luò)把物理分散的設(shè)備構(gòu)成為一個(gè)整體，用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的信息集成，進(jìn)而達(dá)到信息共享，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)在多臺(tái)控制終端上對(duì)舞臺(tái)設(shè)備的集中監(jiān)視、集中操作和集中管理。
3.4遠(yuǎn)程維護(hù)要求
控制系統(tǒng)工程師可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)。操作系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障，應(yīng)及時(shí)記錄在上位機(jī)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，用戶通過(guò)Internet網(wǎng)以文本形式傳送到遠(yuǎn)程診斷實(shí)驗(yàn)室，幫助用戶排除故障。通過(guò)專門遠(yuǎn)程診斷軟件，可實(shí)時(shí)跟蹤鏈接到現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)情況，及時(shí)幫助用戶解決操作中出現(xiàn)的問(wèn)題。
4小結(jié)
在控制系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃中，要注重安全和效益并重的原則，適當(dāng)降低建設(shè)成本和后期維護(hù)成本，同時(shí)還要從長(zhǎng)遠(yuǎn)著眼，技術(shù)方案要有一定的前瞻性，充分考慮將來(lái)整個(gè)系統(tǒng)的整體升級(jí)、擴(kuò)容問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)和控制理論的不斷進(jìn)步，舞臺(tái)控制技術(shù)逐漸趨于完善，帶有自診斷功能和微機(jī)通信接口的PLC元器件也越來(lái)越普及，價(jià)格也趨向便宜。在國(guó)內(nèi)以可編程控制器為核心的舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)已經(jīng)形成了集網(wǎng)絡(luò)化、集散化、自動(dòng)化、智能化為一體的先進(jìn)的自動(dòng)控制模式。目前，廣義舞臺(tái)的概念已不再僅僅局限于正規(guī)劇場(chǎng)傳統(tǒng)品字型舞臺(tái)，隨著電視劇場(chǎng)、演播廳、體育場(chǎng)館等組合式舞臺(tái)，以及各種類型的動(dòng)感、多維影院、VA多媒體互動(dòng)系統(tǒng)、科技館等領(lǐng)域的異型舞臺(tái)的出現(xiàn)，舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)也應(yīng)隨著舞臺(tái)要求的變化不斷發(fā)展更新。
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舞臺(tái)空間設(shè)計(jì)范文5
【關(guān)鍵詞】ZigBee;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò);蓄電池組均衡充電;監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)
ABSTRACT：With the rapid development of economy and technology， battery is widely used in the field of communications， electricity， vehicles and industry lighting.Battery plays an important role today， so it is important to develop a good battery management system.To obtain the parameters and state of each battery， we need many sensors.The battery management systems in the market often use a wire to carry signal from sensors.The complicate wiring is a big problem for these systems.It may also lead to the stability problem.Using wireless sensor network technology can solve these problems.And it is easy to test the system or to add sensors in a system using wireless sensor network.After comparing several popular wireless network technologies， we chose the ZigBee technology to design the battery monitoring and management system.In this system， the wireless terminal acquisition node in the battery pack get the real-time data， data forwarding through the relay node to the host computer program.This data can also be obtained on other computers by using a client program.This paper gives the hardware design of sensor nod， it has some reference value for power monitoring industrial areas.
Key words：ZigBee;wireless sensor network;balanced charging of battery pack;monitoring and management system.
1.引言
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展，如今網(wǎng)絡(luò)中所應(yīng)用的UPS不再只是單純的電源設(shè)備，而是逐步成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中電源的管理中心，UPS也由最初的單純不間斷供電發(fā)展到今天的智能化、多功能。作為UPS心臟的蓄電池，對(duì)其工作狀態(tài)等參數(shù)的管理必不可少，但是市場(chǎng)上的電池監(jiān)視管理系統(tǒng)存在大量的電池配線，接線繁瑣，布線困難等不足，而若使用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)恰能解決這些問(wèn)題。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)解決了布線困難、人員無(wú)法到達(dá)區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的問(wèn)題，簡(jiǎn)化了有線網(wǎng)絡(luò)所帶來(lái)的布線繁瑣、預(yù)設(shè)接口、線路檢測(cè)、擴(kuò)容等一系列和傳輸途徑有關(guān)的繁瑣工作。本文設(shè)計(jì)了基于ZigBee的電池監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，無(wú)線終端采集節(jié)點(diǎn)對(duì)電池組進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給終端程序顯示，達(dá)到了對(duì)電池各項(xiàng)系數(shù)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控管理的目的。
本文給出了基于 CC2530的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集方案。由TI公司生產(chǎn)的CC2530芯片，具有功耗低，電路少，可靠性高等特點(diǎn)，滿足了ZigBee通信的需求。并可以通過(guò)相關(guān)的電流和通信模塊，完成電壓、溫度等數(shù)據(jù)的測(cè)量與傳輸。
本文所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)是ZigBee技術(shù)在電池管理系統(tǒng)控制中的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。經(jīng)多次測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。對(duì)于電源監(jiān)測(cè)工控領(lǐng)域，具有一定的參考價(jià)值和借鑒意義。
2.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及ZigBee無(wú)線通信協(xié)議
2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，
WSN）是由靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其目的是感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給用戶1。因無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)以無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)，因此可以節(jié)省大量的數(shù)據(jù)線，大大延伸了傳感器的感知范圍，使人們可以在更廣的范圍內(nèi)更方便靈活地獲取信息，進(jìn)而更好地描述客觀世界，供人們進(jìn)一步提高認(rèn)知水準(zhǔn)并更好地改造自然。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是目前信息科學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)新方向，與通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)信息等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域交叉，是一個(gè)跨學(xué)科的新興領(lǐng)域。
有別于傳統(tǒng)的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在兼具無(wú)中心、自組織、多條路由等特點(diǎn)的同時(shí)，更加注重能量、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模等問(wèn)題。因此無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠在更加復(fù)雜、惡劣的野外環(huán)境中可靠地運(yùn)行，因此目前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸在國(guó)防軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)、搶險(xiǎn)救災(zāi)等重要領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，發(fā)展前景十分可觀。
2.2 ZigBee無(wú)線通信協(xié)議
ZigBee技術(shù)是一種新興的短距離、高可靠性、低速率、低成本的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通信距離一般在幾百米至幾公里之間。目前廣泛被部署于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備監(jiān)測(cè)、住宅和建筑自動(dòng)化、醫(yī)療傳感設(shè)備等場(chǎng)合。與常見(jiàn)的藍(lán)牙、WiFi等無(wú)線通信相比，ZigBee具有低速率、低功耗的特點(diǎn);而與傳統(tǒng)的移動(dòng)通信CDMA網(wǎng)絡(luò)、GSM網(wǎng)絡(luò)等不同，ZigBee專注于短距離的無(wú)線通信，且具有簡(jiǎn)單可靠、低成本的優(yōu)勢(shì)。正因?yàn)閆igBee有上述獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，所以近年來(lái)ZigBee技術(shù)受到了越來(lái)越多的重視和應(yīng)用。
3.基于ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的電池狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 無(wú)線傳感器監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
本方案中為了便于對(duì)鉛酸蓄電池組的各項(xiàng)信息，包括各個(gè)蓄電池單體的端電壓、溫度以及均衡開(kāi)關(guān)等信息進(jìn)行有效監(jiān)控，需要構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理以及傳輸。由于在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境如UPS中，蓄電池組通常位于單獨(dú)的機(jī)房且應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較為繁雜，若采用傳統(tǒng)的有線的傳感器網(wǎng)絡(luò)布線將帶來(lái)較為繁重的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)負(fù)擔(dān)，也將不利于后期維護(hù)、升級(jí)等工作。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)相對(duì)于傳統(tǒng)的有線傳感器網(wǎng)絡(luò)而言不需要繁瑣的布線工作，因此傳感器數(shù)據(jù)檢測(cè)、采集、傳輸?shù)冗^(guò)程都不再受到空間環(huán)境的限制，可以在應(yīng)用環(huán)境中靈活地進(jìn)行布置。除此之外后期的維護(hù)等工作也將更加便利。
由于蓄電池組的電池單體較多，應(yīng)用環(huán)境通常也較為惡劣，具有電磁干擾大，網(wǎng)絡(luò)安裝維護(hù)不方便等特點(diǎn)，因此對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)提出了較高的要求。本方案采用了基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測(cè)、采集以及傳輸?shù)裙ぷ?。ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)具有功耗低、網(wǎng)絡(luò)容量大、數(shù)據(jù)傳輸安全可靠以及低成本等明顯優(yōu)勢(shì)，因此可以充分滿足蓄電池組實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)要求。
3.1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
本方案中鉛酸蓄電池組由12個(gè)蓄電池單體構(gòu)成，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成較為簡(jiǎn)單，因此適宜采用星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，如圖所示。
如上圖所示，本方案所采用的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)ZigBee協(xié)調(diào)器和12個(gè)與蓄電池單體直接相連的ZigBee終端組成。其中ZigBee協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)建立、管理網(wǎng)絡(luò)、傳輸數(shù)據(jù)以及接受ZigBee終端的加入、離開(kāi)等操作。各個(gè)ZigBee終端加入由協(xié)調(diào)器建立的網(wǎng)絡(luò)之后，主要負(fù)責(zé)在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)采集各個(gè)蓄電池端電壓等數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至ZigBee協(xié)調(diào)器，并執(zhí)行來(lái)自協(xié)調(diào)器的命令。
3.1.2 系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)介
如上節(jié)所述，每個(gè)蓄電池單體均有一個(gè)ZigBee終端與之連接，ZigBee終端通過(guò)定時(shí)器周期性地采集蓄電池的端電壓、溫度等參數(shù)，同時(shí)將均衡開(kāi)關(guān)的狀態(tài)信息也寫入發(fā)送數(shù)據(jù)幀內(nèi)，通過(guò)由ZigBee協(xié)調(diào)器建立的ZigBee網(wǎng)絡(luò)將所采集的數(shù)據(jù)周期性地傳輸至ZigBee協(xié)調(diào)器。同時(shí)ZigBee協(xié)調(diào)器將來(lái)自ZigBee終端的數(shù)據(jù)通過(guò)USB數(shù)據(jù)線發(fā)送至PC機(jī)終端，通過(guò)PC端程序可以將各個(gè)蓄電池單體的性能等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。
與此同時(shí)，ZigBee協(xié)調(diào)器可以接受來(lái)自PC機(jī)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)情況選擇向所有ZigBee終端廣播或者根據(jù)具體地址向特定的ZigBee終端轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
ZigBee協(xié)調(diào)器添加新的USART/USB轉(zhuǎn)接電路，將來(lái)自協(xié)調(diào)器芯片串行通信接口USART0或USART1的數(shù)據(jù)通過(guò)USB收發(fā)器發(fā)送至PC機(jī)。同時(shí)在PC機(jī)上通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序?qū)C機(jī)的USB口虛擬成COM口，在USB口接收到數(shù)據(jù)之后轉(zhuǎn)換成串行通信數(shù)據(jù)。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，ZigBee協(xié)調(diào)器和PC機(jī)之間借助于USB的橋梁作用可以方便地傳輸串行數(shù)據(jù)，同時(shí)USB數(shù)據(jù)線也可以為協(xié)調(diào)器供電。USB接口通用性高的特點(diǎn)可以大大提高協(xié)調(diào)器與PC機(jī)連接的兼容性。
3.2 系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本方案采用了基于ZigBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所以整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)可以劃分為：傳感器節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，除此之外還有PC端的設(shè)計(jì)。由于PC端主要涉及到軟件的編寫以及系統(tǒng)的調(diào)試，并不對(duì)PC機(jī)進(jìn)行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此下文主要針對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)以及協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。
3.3 傳感器節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
傳感器節(jié)點(diǎn)作為直接與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相連接的設(shè)備，承擔(dān)著數(shù)據(jù)檢測(cè)、采集以及傳輸?shù)热蝿?wù)，并且需要在復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行工作。因此傳感器節(jié)點(diǎn)必須能夠滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、低功耗。低成本等需求。具體而言，傳感器節(jié)點(diǎn)必須能夠在復(fù)雜的環(huán)境中將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行檢測(cè)采集，然后通過(guò)穩(wěn)定可靠地通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至協(xié)調(diào)器;同時(shí)傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)必須緊湊可靠，精簡(jiǎn)不必要的接頭，保留必需的調(diào)試接口以及系統(tǒng)擴(kuò)展所需的接口等。除此之外，傳感器節(jié)點(diǎn)與蓄電池單體直（下轉(zhuǎn)第138頁(yè)）（上接第136頁(yè)）接相連，承擔(dān)著控制均衡充電的任務(wù)，因此本方案在傳感器節(jié)點(diǎn)上添加了均衡電路，用以在充電過(guò)程中對(duì)蓄電池單體實(shí)施均衡充電。具體結(jié)構(gòu)可由下圖表示：
（1）CC2530F256
本方案采用了德州儀器（TI）公司生產(chǎn)的CC2530芯片系列中的CC2530F256作為MCU模塊。CC2530系列芯片是基于2.4GHz 的片上系統(tǒng)解決方案，目前已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。由于CC2530兼容IEEE 802.15.4協(xié)議，因此可以很方便地支持包括RemoTITM網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、TIMAC和用于ZigBee兼容解決方案的Z-StackTM軟件等。除此之外，CC2530系列芯片還適用于6LoWPAN和無(wú)線HART等的實(shí)現(xiàn)。
（2）電源模塊
本方案采用的CC2530F256需由3.3V的電源供電。但在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中由于ZigBee節(jié)點(diǎn)能耗低，其功耗與其直接相連的鉛酸蓄電池單體容量相比非常微小，幾乎可以忽略不計(jì)。所以基于ZigBee的傳感器節(jié)點(diǎn)可直接從蓄電池單體取得電源，在保證傳感器節(jié)點(diǎn)能夠正常工作的情況下可以不再為傳感器節(jié)點(diǎn)單獨(dú)設(shè)置電池盒，既顯著減小了傳感器節(jié)點(diǎn)的體積，也有利于應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的安裝調(diào)試等工作。
由于實(shí)際應(yīng)用中，不同蓄電池組電池單體的端電壓并不相同，電壓變化范圍較大，特別是對(duì)于大部分串聯(lián)型鉛酸蓄電池組而言電池單體的端電壓一般較低，通常只有2V或者4V，直接低于或者高于3.3V而無(wú)法供CC2530F256芯片使用，因此必須對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的電源模塊進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，以保證在蓄電池單體端電壓變化范圍較大情況下仍能夠?yàn)镃C2530F256芯片提供穩(wěn)定的3.3V工作電壓。為此本方案?jìng)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)的電源模塊采用了意法半導(dǎo)體公司（ST）生產(chǎn)的L6920型升壓芯片對(duì)外部電源電壓進(jìn)行控制，以保證為CC2530F256芯片提供穩(wěn)定的3.3V工作電壓。
4.總結(jié)和展望
4.1 總結(jié)
本文立足于UPS蓄電池實(shí)際應(yīng)用基礎(chǔ)上，在對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及ZigBee技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，提出了ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的解決方案，以TI公司的微處理器CC2530為核心，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于ZigBee的簡(jiǎn)單無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并且解決方案結(jié)合了實(shí)時(shí)監(jiān)控的實(shí)例，給出了相應(yīng)的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的具體硬件設(shè)計(jì)。
4.2 展望
本系統(tǒng)是ZigBee技術(shù)在UPS電池管理系統(tǒng)中的一個(gè)應(yīng)用，因此在軟硬件的設(shè)計(jì)方面還有進(jìn)一步完善的空間，可以就以下問(wèn)題作為進(jìn)一步的研究：
（1）在傳感器節(jié)點(diǎn)上設(shè)計(jì)多種傳感器接口，滿足用戶要求同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)環(huán)境信息，如溫度、濕度、氣壓等要求，實(shí)現(xiàn)更多的參數(shù)監(jiān)控，完善電池的監(jiān)控體系。
（2）完善與終端PC通訊與命令控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)功能更全面、操作更簡(jiǎn)單的交互式圖形界面，能夠輸出監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曲線，使監(jiān)控過(guò)程更明了，更易于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)。
（3）終端軟件尚未添加網(wǎng)絡(luò)功能，用戶未能通過(guò)局域網(wǎng)（LAN）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和訪問(wèn)的功能，可能會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的集成管理帶來(lái)不便，這也是今后值得繼續(xù)完善的軟件功能模塊。
參考文獻(xiàn)
[1]姚向華，楊新宇，等.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2012.1-2.
舞臺(tái)空間設(shè)計(jì)范文6
關(guān)鍵詞：三網(wǎng)融合 空間地理信息 增值服務(wù)
中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（b）-00-02
人類的日常生活行為80％以上與空間位置相關(guān)，對(duì)空間位置信息的獲取有著與生俱來(lái)的需要[1]。對(duì)于普通大眾來(lái)說(shuō)，日常生活中的吃（餐飲）、?。ㄗ∷蓿⑿校ń煌ā⒊鲂校⒂危糜危①?gòu)（購(gòu)物）、娛（娛樂(lè)）等無(wú)不與空間位置相關(guān)；對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，讓客戶準(zhǔn)確地找到自己的位置是進(jìn)行市場(chǎng)推廣的第一要素，同時(shí)企業(yè)也需要在一定的空間范圍內(nèi)尋找合適的產(chǎn)品、服務(wù)以及基于空間位置進(jìn)行商業(yè)規(guī)劃和市場(chǎng)分析等；對(duì)于政府來(lái)說(shuō)，所關(guān)心的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)80%以上屬于空間信息或者是與空間位置相關(guān)，政府的決策需要準(zhǔn)確、豐富的空間數(shù)據(jù)的支撐[2]。因此，空間地理信息服務(wù)已逐步成為大眾、企業(yè)和政府所不可或缺的信息服務(wù)內(nèi)容。
1 系統(tǒng)分析
1.1 空間地理信息服務(wù)的基礎(chǔ)
空間地理信息服務(wù)的基礎(chǔ)是覆蓋全國(guó)的海量空間地理信息綜合資源庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)整合了全國(guó)范圍內(nèi)的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)、專業(yè)導(dǎo)航數(shù)據(jù)、POI（興趣點(diǎn)）數(shù)據(jù)以及面向位置服務(wù)的生活資訊（吃、住、行、游、購(gòu)、娛等）與商業(yè)資訊（企事業(yè)單位）數(shù)據(jù)。
1.2 空間地理信息服務(wù)所需的關(guān)鍵技術(shù)
導(dǎo)航規(guī)劃技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)技術(shù)、海量數(shù)據(jù)搜索技術(shù)以及Telematics應(yīng)用所涉及的其他方面的技術(shù)，共同構(gòu)成了空間地理信息增值服務(wù)所需的關(guān)鍵技術(shù)?；谏鲜鲫P(guān)鍵技術(shù)，可以構(gòu)建系列基礎(chǔ)服務(wù)，包括：搜索服務(wù)、地圖服務(wù)、導(dǎo)航服務(wù)、公共交通服務(wù)、內(nèi)容管理服務(wù)、SNS驅(qū)動(dòng)服務(wù)、綜合定位服務(wù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)等。
1.3 面向三網(wǎng)融合的服務(wù)接口體系
通過(guò)面向綜合應(yīng)用的數(shù)據(jù)和服務(wù)統(tǒng)一接口體系建設(shè)，綜合服務(wù)系統(tǒng)可以廣泛面向系統(tǒng)開(kāi)發(fā)/集成商、內(nèi)容/服務(wù)提供商、以及平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商等提供全面的位置信息、生活及商業(yè)資訊接口服務(wù)。通過(guò)跨平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化的接口體系建設(shè)，為三網(wǎng)用戶（互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)）提供統(tǒng)一的全面的空間地理信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用融合。
1.4 空間地理信息增值服務(wù)及應(yīng)用支持
包括面向互聯(lián)網(wǎng)用戶和企業(yè)用戶的位置服務(wù)（LBS）網(wǎng)站、面向移動(dòng)用戶的手機(jī)移動(dòng)位置服務(wù)及應(yīng)用、面向車載移動(dòng)用戶的Telematics服務(wù)及應(yīng)用、面向數(shù)字電視用戶的數(shù)字電視位置服務(wù)及應(yīng)用、面向企業(yè)用戶的車輛導(dǎo)航監(jiān)控應(yīng)用、面向政府的基于空間地理信息的電子政務(wù)應(yīng)用等。
2 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的整體架構(gòu)如下圖所示，系統(tǒng)采用多層體系架構(gòu)，多層結(jié)構(gòu)在本系統(tǒng)中具體體現(xiàn)分為五個(gè)層次，即數(shù)據(jù)庫(kù)層、數(shù)據(jù)訪問(wèn)層、核心引擎層、接口邏輯層、封裝層和用戶層。它們的主要功能和作用如下：
（1）數(shù)據(jù)庫(kù)層。數(shù)據(jù)庫(kù)層是通過(guò)文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)或自主研發(fā)的數(shù)據(jù)格式及索引方式，而實(shí)現(xiàn)的各種地理信息數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)和配置數(shù)據(jù)的載體層。
（2）數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層規(guī)范了對(duì)各種數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)內(nèi)容的訪問(wèn)權(quán)限及統(tǒng)一的訪問(wèn)方法，從而有效控制訪問(wèn)的安全性與訪問(wèn)性能。
（3）核心引擎層。核心引擎層由多個(gè)的服務(wù)引擎組成，包括搜索引擎、地圖引擎、公交引擎、自駕引擎、內(nèi)容管理服務(wù)引擎、SNS驅(qū)動(dòng)服務(wù)引擎、綜合定位服務(wù)引擎、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)引擎等[3-4]。
（4）接口邏輯層。接口邏輯層首先將核心引擎層的引擎功能進(jìn)行封裝，從而更簡(jiǎn)便易用地提供給接口用戶。另外接口邏輯層還封裝了一些常用的數(shù)據(jù)接口方法，如查詢POI詳情、線路詳情、站點(diǎn)詳情等業(yè)務(wù)邏輯功能，從而形成一套能支撐絕大部分應(yīng)用需求的完備的接口集合。
（5）封裝層。封裝層是對(duì)接口邏輯層在接口形態(tài)層面上的封裝。接口的形式共有4種方式，即WebService、JSON、HTTP+XML、SOCKET，分別滿足不同設(shè)備、語(yǔ)言、應(yīng)用場(chǎng)合下的接口需求。
（6）用戶層。用戶層代表各種應(yīng)用方用戶所開(kāi)發(fā)的基于B/S、C/S或嵌入式的應(yīng)用程序，用戶層可能是服務(wù)提供商、企業(yè)用戶、個(gè)人用戶或是政府用戶等所有有意使用服務(wù)平臺(tái)接口的客戶。
3 系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的硬件架構(gòu)有：
（1）搜索服務(wù)器集群：部署搜索引擎，負(fù)責(zé)接收用戶的搜索請(qǐng)求，并返回結(jié)果。
（2）地圖服務(wù)器集群：部署柵格地圖服務(wù)引擎，負(fù)責(zé)接收用戶的各種地圖操作請(qǐng)求，并返回相應(yīng)的地圖結(jié)果。
（3）數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群：存儲(chǔ)所有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、各類應(yīng)用數(shù)據(jù)和系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)，在其上部署數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。
（4）自駕服務(wù)器集群：部署自駕規(guī)劃引擎，接收用戶自駕規(guī)劃請(qǐng)求。
（5）公交服務(wù)器集群：部署公交換乘引擎，接收用戶公交查詢請(qǐng)求。
（6）定位/SNS/內(nèi)容管理服務(wù)器集群：混合部署定位、SNS和內(nèi)容管理（CMS）服務(wù)引擎，接收用戶對(duì)這些服務(wù)的請(qǐng)求。
（7）身份驗(yàn)證服務(wù)器集群：所有的個(gè)人用戶、企業(yè)用戶、政府用戶、服務(wù)供應(yīng)商（SP）在接入綜合服務(wù)系統(tǒng)，并提交數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，必須進(jìn)行身份驗(yàn)證。
（8）接口服務(wù)器集群：在該服務(wù)器上部署統(tǒng)一的接口服務(wù)程序，該程序處理用戶的各種服務(wù)請(qǐng)求，并根據(jù)服務(wù)請(qǐng)求的類型，將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的專業(yè)服務(wù)引擎。
（9）防火墻：為了保護(hù)整個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)，設(shè)置防火墻，以屏蔽來(lái)自INTERNET的黑客攻擊。
4 系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的軟件架構(gòu)如圖2。
（1）操作系統(tǒng)：Windows Server 2003、Linux。（2）平臺(tái)支撐軟件：.NET 2.0、Oracle 10g、IIS、Apache。（3）核心引擎：搜索引擎、導(dǎo)航引擎、地圖引擎、公交引擎、SNS驅(qū)動(dòng)引擎、混合定位引擎、內(nèi)容管理（CMS）引擎、地理編碼引擎等。
5 系統(tǒng)所提供的主要服務(wù)內(nèi)容
平臺(tái)通過(guò)三網(wǎng)（電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和廣電網(wǎng)）可以對(duì)各類客戶終端提供豐富的空間地理信息服務(wù)。這些服務(wù)內(nèi)容如圖3所示。
6 結(jié)語(yǔ)
總體說(shuō)來(lái)，無(wú)論在公眾服務(wù)、企業(yè)服務(wù)，還是政府服務(wù)，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在空間地理信息服務(wù)方面有著廣泛的應(yīng)用，新技術(shù)新方法層出不窮，商業(yè)服務(wù)規(guī)模大且商業(yè)模式成熟，是一個(gè)目前和未來(lái)快速成長(zhǎng)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。
面向三網(wǎng)融合的空間地理信息服務(wù)平臺(tái)的實(shí)施和推廣，可以有效地提高現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的服務(wù)水平，為公眾、企業(yè)和政府提供便捷和有效的空間地理信息服務(wù)，為構(gòu)建“和諧社會(huì)”提供有效的支撐。
參考文獻(xiàn)
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