留言板系统设计论文范文第1篇

【摘要】本文将笔者近年来在小型水库除险引水系统加固设计实践中积累总结的一些设计工作思路，加固方案选择确定方法、结构除险加固处理措施等介绍出来与大家探讨。

【关键词】小型病险水库；除险；加固；引水系统；设计

1 引言

第一次全国水利普查结果的数据显示：我国现有9.80万座水库，其中小型水库9.33万座。这些水库大部分建于20世纪50～70年代，输引水建筑物大部分为坝下埋设输引水涵管，这些涵管管径小，检查维修困难，现在基本都出现了渗漏、裂缝、甚至断裂，严重危及大坝安全，且一旦出现穿孔溃坝等险情，将严重危及人民群众生命财产安全。水利是农业的命脉，水库是水利产业的重要设施，为使这些水库安全运行并继续正常发挥效益，需要对它们进行除险加固。引水系统加固设计除必须遵循常规水利工程设计的规程、规范外，还要特别注重前期勘测及水库原始资料数据的收集，围绕险情与除险两个根本点，科学决策确定加固建设方案。

2 基础资料收集

加固工程与新建工程不同，在进行设计前不仅要收集水库原勘测设计、施工建设、运行管理等方面的资料，还需要通过测绘、钻探等手段来取得工程现状的一手资料，以便进行验收复核。工程建筑区表面情况通过踏勘测量比较直观，容易进行复核。建筑物基础、内在结构、质量等情况则相对较难准确全面揭示，这也是与新建工程地勘工作有明显区别的地方。

3 引水系统除险加固设计原则

在小型水库引水系统加固中，为实现根除病患的目的，坚持以下几点加固设计原则，对确定小型水库引水系统加固设计方案的选择非常重要。

3.1 输引水建筑物与大坝“能分则分”

只要条件允许原坝内输引水涵洞尽量易址坝外重建，与大坝分开。原小型水库大部分为坝下埋设输引水涵管，这些涵管管径小、检查维修困难，现在基本都出现了渗漏、裂缝、甚至断裂，严重危及大坝安全，有的甚至被淤泥堵塞，失去输水功能。如直接对原涵管进行加固，很难彻底解决问题，而采用在大坝外山体另外选址新开挖隧洞进行输引水，对原涵管进行封堵加固设计方案，则可一劳永逸，即使输引水隧洞出现状况，也不会直接影响大坝。

3.2 结构安全、经济实用、兼顾美观

小型水库引水系统主要存在结构不安全的问题体现为：裂缝、剥蚀、漏水；涵（洞）外围接触性破坏、有渗漏通道；进水口闸门及启闭设备老化、控制失灵等。首先全面掌握水库引水系统存在哪些病险情况，彻底查找分析计算产生病险原因，再针对病险原因有的放矢，采用行之有效的加固处理方案，做到确保结构安全的情况下，经济实用、兼顾美观，使水利工程内部安全，外表生态美观大方。

4 引水系统除险加固设计方案选择

4.1 套管方案

直接在原坝内洞（涵）进行加固处理，对内径1.0m以上的洞（涵）管可采用内套钢管，沿放水涵管外壁两侧进行充填灌浆，此方案不用易址，不牵涉征地问题，洞线最短，施工相对简单。

4.2 重建方案

小型水库引水系统除险加固设计首选重建方案，重建一般有易址重建、破坝重建、顶管三种方案。优先采用易址坝外开挖隧洞、虹吸管，使引水系统与大坝彻底分开，消除坝下人工建筑隐患。在库区内大坝两边山体地质条件好可以采用新开隧洞方案，若没有条件易址并新开隧洞时，建议采用破坝重建或顶管方案。当坝高在10m以下时，可考虑破坝挖除老涵管、重新浇筑混凝土新涵管；坝高大于10m时，建议采用顶管的方法，在坝下新建引水涵管。

5 引水系统结构设计方案选择

小型水库引水系统除险加固设计优先考虑易址坝外开挖隧洞重建方案，本人在2008年至2013年期间共独立完成13座小型水库引水系统改造设计，其中11座水库为隧洞引水，1座水库为顶管，1座水库为坝后厂房发电兼灌溉放水，隧洞引水占85%，以下重点介绍隧洞引水结构设计。

5.1 隧洞进口建筑物型式选择

隧洞轴线一般布置在水库原引水涵管同一岸，以便隧洞出口与灌溉渠道连接，因此进口建筑物布置在水库原引水涵管进口附近。隧洞一般分为进口、洞身和出口三部分。隧洞进口建筑物常用型式有竖井式、塔式和梯级式取水三种，进口建筑物三种型式各有其优缺点及适用条件，选择时应根据地形地质和水流条件以及施工、运行条件等各种因素全面分析考虑。水库坝高于10m，坝肩两岸山体高，岸坡较陡，山体覆盖土层较薄，岩石较坚固一般选择竖井式。竖井式进口的优点是结构比较简单，稳定性较好，运用方便，缺点是新建进口建筑物位置要重新征地，对征地有困难的水库不宜选择此型式。水库坝高于10m，河岸地质条件较差，岸坡较缓，山体覆盖土层较厚，一般选择塔式。塔式进口的优点是工作安全可靠，新建进口建筑物布置在水库内，不牵涉到征地，缺点是需要设工作桥与岸坡连接，造价较高。作用水头较低或根据运用要求只需设一道闸门时，进水塔可用框架式的，可以节省工程量并便于施工。水库坝高小于10m，坝肩两岸山体不高，岸坡较缓，山体覆盖土层较厚，设计水位和正常水位高差不大，一般選择梯级取水。

5.2 隧洞洞身断面尺寸和衬砌型式确定

由于小型水库灌溉引水流量不大，最大放水流量一般小于1.0m3/s，隧洞为无压隧洞，洞身横断面型式常用有圆拱直墙形。由于引水流量较小，施工最小断面能满足灌溉过水流量，隧洞断面尺寸主要由施工最小断面确定，为便于施工，隧洞尺寸按规范应小于1.5m×1.8m（宽×高），但由于小型水库资金困难，为节省投资，一般隧洞尺寸为1.2m×1.7m（宽×高）。在选择隧洞衬砌型式时应在确保安全的前提下，充分利用围岩的承载能力，对于断面尺寸较大、水文地质条件较差无压隧洞采用单层钢筋混凝土衬砌，最小厚度20cm。在岩石坚硬、完整、抗风化能力强、透水性小、洞内水流不致冲刷破坏岩石且渗水不影响相邻建筑物和山坡稳定的隧洞全线或部分地段，也可不衬砌。

5.3 隧洞进口建筑物结构设计主要部分确定

在进行隧洞进口建筑物设计时，除了严格按照相关的规程、规范设计外，还应注意设计方法和设计技巧，在确保建筑物安全的情况下，提高设计效率。

小型水库引水系统隧洞进口建筑物结构复杂，由多个板、梁、柱组成，构件较多，结构计算内容多，因此在进行隧洞进口建筑物设计时，需要对其在最不利工况下，进行结构分析，确定哪些主要受力构件，对主要受力构件进行配筋计算，其他次梁和板按构造配筋。

三种隧洞进口建筑物中，常用的是塔式。塔式进水口修建在隧洞进口，四周为封闭的塔架并用桥与岸坡连接。封闭的塔架采用钢筋混凝土浇筑，有检修闸室和工作闸室，在水头不高时主要计算工作闸室井壁配筋，检修闸室井壁配筋可按构造配筋；启闭室主要计算承受启闭设备的主梁和由此梁传递荷载到其他的梁和柱；连接岸坡的交通桥主要计算主梁配筋，其他次梁和板的配筋按构造配筋。竖井式进水口是在隧洞前端河岸岩石中开挖一个竖井，井壁用钢筋混凝土衬砌，井内设置闸门，井上部设闸门启闭机和操作室。有检修闸室和工作闸室，主要计算竖井承受较大外水压力时，检修闸室与工作闸室之间的隔板配筋；启闭室结构计算同塔式一样。梯级式取水结构计算相对较简单，主要计算消力池盖板配筋。

6 结束语

水库引水系统加固设计是小型病险水库除险加固设计三大建筑物设计之一，尽管我国小型病险水库数量众多、险情复杂、隐蔽性强、时间紧、任务重，但只要我们遵循客观规律、总结经验，重视前期勘测、认真收集基础资料，严格按规范标准进行计算分析，有的放矢，提出经济合理、切实有效的加固设计方案，做到加固一座，脱险一座，使水库早日正常发挥效益，人民安居乐业。

【参考文献】

黄恒康.小型病险水库除险加固设计探讨.水利建设与管理，2013（12）总第244期

留言板系统设计论文范文第2篇

关键词：测量与进给 数控系统 机床进给结构 系统设计

制造业是衡量一个国家经济发展程度的重要指标，机械行业又是制造业中重要的组成部分。在当前这个高速发展的社会当中，生产与运作的现代化成为机械发展的主题，机械的测量与进给在机械工作中扮演着越来越重要的角色。而它所包含的伺服系统以及滚珠丝杠等部件也是机械化中重要的组成部分。机械的现代化要求车床工作中具备先进的操作管理系统，从而实现对机械的生产运作的合理的规划与系统的指导，保证车床的合理有效运作。只有这样才能促进中国的机械行业得到有效地发展。

1 测量与进给机械系统设计特点

通过研究发现，测量与进给机械系统的特点主要表现为以下几点。

1.1 结构严谨，联系紧密

加工中心进给系统的机械结构中最主要的一个特点就是各环节紧密相连，形成一个联系紧密的整体。其主结构是由伺服电机通过驱动滚珠丝杠旋转，使得丝杠上的丝母做横向或纵向位移，工作台与丝母连接在一起，通过位移传感器对工作台的位置随时侦测，形成闭环的反馈，推动伺服电机有条不紊的运作。滚珠丝杆螺母副可以促使电机的转动转换成工作台的直线运动，从而使得导轨保证了工作台直线运动的精度和动作的灵敏度，保证了进给系统的有规律、有效地工作。

1.2 人工控制减少，自动化加强

当前测量与进给系统的运作主要依靠数控技术。利用人工进行操作的成分逐渐减少。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，如今已经广泛运用到测量与进给系统之中。数控技术与现代制造业进行有机的结合，形成了一种机电一体化技术。数控技术与进给系统的广泛结合形成了一种高精度、自动化的机床，它的多工位刀塔或动力刀塔，可以加工多种立体物件，如直线圆柱、斜线圆柱、圆弧、各种螺纹，等等。其中人工操作只有任务输入，大部分是依靠数控自动化来完成。

1.3 国际化趋势加强

经济发展的全球化趋势是时代的一个显著的主题，而技术发展与国际接轨也是机械进给系统发展的一个主流方向。由于中国发展较晚，世界发达资本主义国家的机械技术领先于中国，所以，中国进给系统的更新与发展离不开借鉴和学习外国的先进技术。随着改革开放的日益深化，国际先进人才与技术不断引进中国，机械生产的测量与进给技术国际化日益加深，中国的测量与进给机械系统技术与国际化逐渐接轨。

2 测量与进给技术设计方法探析

2.1 数控技术的广泛应用

数控技术是各行各业应用最广泛的一项技术，它可以将数字化深入地融入进行业发展之中。数控车床与车削中心，是一种高精度、高效率的自动化车床。传统的机械加工都是依靠手工对车床进行操控进行作业，利用肉眼对卡尺进行标准测量从而完成工作。当前数控技术的融入，使得进给机械系统得到了充分的自动化发展。数控技术主要依靠电子计算机对数据的测量，将机械运作的尺度精确到位，促进车床工作的准确无误。所以对测量与进给机械系统的设计离不开长期持久的对数控技术进行融合应用。

2.2 伺服电机的严谨筛选

步进电机是一种离散运动装置，它和现代数字控制技术在本质上有着直接的联系。伺服电机作为一种补助马达间接变速装置，可以控制速度，位置精度非常准确。在数控进给系统之中，对伺服电机的筛选工作是其前期工作中至关重要的一部分。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，可以将所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出，所以，伺服电机的选择关乎着整个进给系统的成败，是测量与进给系统设计中不可或缺的工作。

2.3 导轨结构的严谨设计

在进给系统中常用的导轨有滑动导轨、滚动导轨等几种导轨，在进给系统中对导轨的选择也是进给系统中关键性的工作。滑动导轨的产生的摩擦比滚动导轨产生的摩擦力要大得多，所以要保证对导轨的有效、合理的选择。一般对直线滚动导轨的选择比较多，它的突出特点是零间隙，可以由导轨体和滑块对车床进给进行有效地协调和运作，对导轨长度与选型的选择要根据实际需要合理选择，合理地选择可以保证机械测量与进给工作的高效运转，可以保证工作质量，缩短时间，节约成本。

3 结语

随着国际技术的迅猛发展，中国也逐渐加快了技术的更新换代。作为制造业重要的组成部分，测量与进给系统的现代化设计走在了现代更新设计的前沿，换句话说，机械测量与进给系统是否可以得到有效地更新换代，直接关系到了制造业的发展与否。数控技术的深入与精确的推算无疑是测量与进给技术发展的趋势。推动测量与进给系统的升级与发展，深入实现机械制造业的现代化是一项艰苦而又漫长的路，推动各方面综合发展任重而道远。

参考文献

[1] 冯晓蓉.从工程机械行业分析看工程机械专业的发展前景[J].出国与就业：就业版，2011(14)：73.

[2] 郑国伟.“入世”对工程机械行业的影响与对策[J].通用机械，2002(1)：13-14.

留言板系统设计论文范文第3篇

关键词：高校电子病历;系统的设计

一、云南艺术学院病历系统现状

云南艺术学院医院的病历管理方式是最为传统的手工书写、人工管理，这种方式在建校初期还比较合理、有效。

随着学院的高速发展，来自全国各地的师生越来越多，就医人数也变得庞大。此外，一些新型疾病流入，学院的环境也变得更加复杂。这种情况下传统的病历管理方式显得混乱、无序、效率低下，不能为医院提供良好的支持，也不能让患者更加清楚自己的状况。

二、电子病历系统初步设计

原卫生部颁布的《电子病历系统功能规范(试行)》规定，电子病历系统是指医疗机构内部支持电子病历信息的采集、存储、访问和在线帮助，并围绕提高医疗质量、保障医疗安全、提高医疗效率而提供信息处理和智能化服务功能的计算机信息系统。电子病历系统应当具有用户授权与认证、使用、审计、数据存储与管理、患者隐私保护和字典数据管理等基础功能，保障电子病历数据的安全性、可靠性和可用性。

根据以上定义，结合医院就诊流程、医院发展规划，电子病历主要有五个模块：用户管理、患者基本信息管理、病历管理、质控管理、病案首页管理。其中，用户管理模块对应用户授权与认证，保证每个医护人员都有自己的专属账号进行电子病历操作;患者基本信息管理模块对应患者数据的使用，保证患者的基本信息能够得到正确使用;病历管理模块对应患者就诊期间产生的病历数据收集管理，保证患者整个就医过程有清晰、准确、科学的数据记录;质控管理模块对应对病历数据的监控，保证医护人员录入医疗数据的准确性与可用性;病案首页管理模块则对应患者病案首页数据的管理，保证病案首页数据的完整性与可用性。

三、各功能模块的初步设计

1.用户管理：用户管理模块在需求分析中有十个功能点，根据功能点数据与功能上进行划分，可以分为五个子模块进行设计。其中，用户新增、修改、停用功能，由于都是对用户账户进行操作，故划分为一个子模块，称为用户子模块;用户权限授予、取消功能，由于都是对用户的权限进行操作，故划分为一个子模块，称为用户权限子模块;用户组新增、修改、停用功能，由于都是对用户组进行操作，故划分为一个子模块，称为用户组子模块;用户组权限授予、取消功能，由于都是对用户组的权限进行操作，故划分为一个子模块，称为用户组功能子模块;用户管理操作日志记录功能单独为一个子模块，称为用户日志子模块。

2.患者基本信息管理：根据功能点数据与功能上进行划分，可以分为三个子模块进行设计。其中患者基本信息新增、修改、检索、共享、统计功能，由于都是对患者信息进行读写的操作，故划分为一个子模块，称为患者信息子模块;患者基本信息录入校验功能单独列为一个子模块，称为患者信息校验子模块;患者基本信息操作日志记录功能也同样单独列为一个子模块，称为患者信息日志子模块。

3.病历管理：根据功能点数据与功能上进行划分，可以分为四个子模块进行设计。其中，病历新增、修改、浏览、统计功能，基本上都是对病历的读写操作，故划分为一个子模块，称为病历子模块;病历修改痕迹记录功能则单独划分为一个子模块，就称为病历修改痕迹子模块;病历中患者基本信息跟病人基本信息模块中信息同步功能，由于在患者基本信息模块已经设计了共享功能，此功能在病历管理模块中就不再重复设计;病历知识库新增、修改、删除功能，由于都是对病历知识库进行读写操作，故划分为一个子模块，称为病历知识库子模块;病历归档功能独立划分为一个子模块，称为病历归档子模块。

4.质控管理：根据功能点数据与功能上进行划分，可以分为四个子模块进行设计。其中，自动质控病历与手工质控病历功能，都是对病历进行质控，只是方式不同，所以划分为一个子模块，称为质控子模块;病历质控提醒功能，由于是一个结果推送的功能，所以单独划分为一个子模块，称为质控提醒子模块;病历质控点新增、修改、删除功能，由于都是对质控点进行编辑，所以划分为一个子模块，称为病历质控点子模块;病历质控结果查询、统计功能，由于都是对病历质控结果的操作，所以划分为一个子模块，称为病历质控结果子模块。

5.病案首页管理：根据功能点数据与功能上进行划分，可以分为六个子模块进行设计。其中，从病人基本信息模块中读取病人基本信息到病案首页对应项的功能，由于在病人基本信息管理模块中已经设计了信息共享功能，故此功能在病案首页不再单独设计子模块，直接调用对应视图信息即可;从病历中读取指定信息到病案首页对应项的功能，因为是患者信息同步操作，故单独划分为一个子模块，称为信息同步子模块;病案首页必填项目选择功能，因为是对病案首页中必填项目的设计，故单独划分为一个子模块，称为必填项子模块;病案首页填写内容验证规则添加功能，因为是对病案首页中填写验证规则的操作，故单独划分为一个子模块，称为验证规则子模块;病案首页归档功能，单独划分为一个子模块，称为病案归档组子模块;病案首页信息统计功能，单独划分为一个子模块，称为信息检索子模块;病案首页操作日志记录功能，单独划分为一个子模块，称为日志子模块。

本文实现了对云南艺术学院电子病历管理系统的分析和设计。从系统功能的层面进行需求分析，主要完成了用户管理、患者基本信息管理、病历管理、质控管理、病案首页五大功能模块的设计，基本上满足了医院日常运行中医护人员的使用要求。系统的设计还预留了一部分与其他系统结合的接口，可以满足医院对系统扩张性的要求，也可以满足医院对多个系统的整合，进行单点登录。但是由于技术的限制，系统在结构化病历这块的设计上与国内外先进的电子病历系统还有一定差距，无法做到完全的结构化，这也造成病历信息无法很好的提取出来供病案首页直接使用，也使得质控分析不能达到理想状态。

我们希望在未来能找到更加合适的技术对系统进行升级，让系统更加完善，为用户提供更加高效、准确、简便的技术支持，提升用户的满意度，为医院的信息化建设提供更好的动力，让医院能为学校提供更好的服务，造福于学院师生。(作者单位：云南艺术学院)

参考文献：

[1]《电子病历基本架构与数据标准(试行)》，卫生部国家中医药管理局2009年十二月印发

[2]《电子病历国家标准(试行)》，卫生部2010年印发

[3]《电子病历系统功能规范(试行)》，卫生部2010年印发

[4]《电子病历系统功能应用水平分级评价方法及标准(试行)》，卫生部办公厅2011年10月印发

[5]《大数据时代的医疗模式》，互联网文章

[6]《中国医疗信息化现状分析》，互联网文章

[7]《数据库系统概论》，王珊、萨师煊，高等教育出版社，2009年6月第12次印刷

留言板系统设计论文范文第4篇

关键词：热网监控系统;硬件;软件

Key words： Heating network remote monitoring system; hardware; software

随着社会的发展进步，城市建筑面积逐渐增加，城市供暖的压力也越来越大，热网监控就是伴随着城市的发展而逐渐发展起来的。通过对相关技术的不断更新，热网监控系统呈现出非常良好的发展态势，非常适合大城市的供暖。作为该系统密不可分的两个组成部分，系统的硬件和软件也都在不断进行改进创新，下面根据实际情况，对热网监控系统的硬件、软件做一个详细的介绍[1]。

1 热网监控系统

本文热网监控系统，主要是为了满足热网用户对于室内温度的需求，同时能够实现节约资源，降低损耗，实现城市热网总体监控。如图1则为热网监控系统的流程图。

热网监控系统主要是由一个供热源及多个换热站组成。在供热系统中，由热源、一次管网和换热站组成了热网的供热区和温控区，换热站、二次管网和热网用户组成相应的供热区，在同一个集中供热区域中，只可以存在一个监控区域。在供热系统中，热量的转换是在换热站部分实现的，热量的转换通常由热交换设备完成，如汽水加热器，水水加热器等，这样的设备称为换热器。集中供热系统的运行过程是，在热源处形成高温热水，经一次管网送至各换热站，高温热水再经过换热站的换热器形成供热热水，最后由二次管网送至各热网用户。

2 热网监控系统硬件设计

热网监控系统电气接线图如图2所示。

根据热网监控系统电气接线图，可以很明显得看出，热网监控系统主要由补水阀、变压器、比例电磁阀、Siemens1200PLC等组成。下面简单介绍几个硬件的作用及功能。

热网变频器主要采用水泵专用变频器。变频器必须能够在平均温度15℃，最高温度不超过40℃的环境温度下运行，不能出现过流、过热、过载保护，且能保持以变频器的额定容量输出，具有管网末端流量补偿功能和干泵保护功能，以防止管网流量和供热温度不均匀和水泵空转，造成能源浪费。变频器要求具有自动能量优化功能，以达到最佳的节能效果。变频器可以通过接收到的传感器信号，按照规定值直接在操作便面板上直接显示温度、压力等单位，非常方便控制。

热网补水泵主要采用变频调速控制。将二次侧回水管路上的压力传感器测得的压力信号，和控制器二次回水压力设定值进行比较，然后输出一个控制信号控制器，由控制器来控制补水泵的开启，以实现二次管网回水自动补给功能。回水压力设定值由中央监控系统进行远程设定[2]。

热网电气连接图可根据室内外温度的变化和当地热负荷变化的经验参数，决定二次侧的供水温度。系统通过检测二次管网供水温度和室外温度，自动调节一次管网的阀门开度从而达到二次管网的设定供水温度值，从而改变一次侧的流量，实现二次侧供水温度的质调节和一次侧流量的量调节。

3 热网监控系统软件设计

热网监控系统软件设计的控制方式主要由自动控制、手动控制两种方式。其中自动控制方式中融合了循环定时监控方式。

正常状态下，使用自动运行方式，操作人员事先将需要设定的参数设定完成后，选择自动运行模式，点击自动运行开始。系统可以自主执行供回水任务，无需人工监控，可以真正做到解放劳动力，提高劳动效率[3]。

手动模式主要运用于特殊场合，当系统需要进行参数调整，可以由工作人员手动调节测试，调整出最优的监控参数。或者当监控系统某些部件出现损坏时，需要排查故障，可以执行手动操作，去判断故障地点及原因，节省解决故障的时间。

热网监控系统在运行方式上除了设计了常规的自动控制模式和手动控制模式外，还巧妙的添加了循环定时控制，循环定时控制融合在自动控制模式中。

循环定时控制是指工作人员根据不同地域的室外环境等现场条件，根据工作经验，在触摸屏中事先设定好每天的工作起始时间。当系统处于工作时间区域内时，系统进行热网远程操作，当系统判定不处于工作时间范围内，系统将处于待机状态。使用循环定时控制，不仅可以节约热水资源，而且可以节约電力资源，减少系统硬件工作时间，延长系统使用寿命，节约硬件成本[4]。

热网监控系统在运行时，首先判断工作人员选择的是自动模式还是手动模式，如果系统处于手动模式，则系统等待工作人员手动操作。如果选择自动模式，则系统首先判断是否处于工作范围内，如果是则执行系统自动模式程序，如果不是则关闭所有执行机构，停止对热网用户室内温湿度采样，监控器等待满足循环定时监控设置的时间参数，执行自动模式。热网监控系统流程图如图3所示。

当系统处于自动模式工作状态下，在系统正式运行之前判断系统是否处于工作人员设定时间范围内，如果不处于设定时间范围内，则等待至满足时间范围设定再执行程序。当系统处于设定时间区间内后，系统分别对热网用户室外温度进行采样，反馈给监控器，监控器根据传感器的反馈值，判断出室内温度和湿度的情况，并根据监控规则，对热网用户实施供暖。

同时系统还有自检功能，如果系统发生异常，则系统发出报警信息，需要工作人员将故障排除后才继续执行热网远程任务，直到热网用户室内温度满足设定要求。

热网监控系统手动模式，可以对热网监控系统中执行部件进行手动开启或关闭。手动输入热网监控系统二次管网上比例阀的开度，补水泵的转速来调整热网用户室内温度[5]。

如果热网远程系统的水箱缺水时，系统能够实时接送水位超低限、超高限开关信号，连锁停止变频补水泵，并发报警信号。水箱应接入控制器并设有自动和手动补水功能。

下面在简单介绍一些热网监控系统人机界面主界面。有了好的硬件和软件，就需要一个合理安全的监控主界面图，如图4则为热网监控系统人机界面主界面图。

热网监控系统的温度传感器、湿度传感器可以把检测到的室外温度及室内温湿度显示在人机界面的主界面里。同时主界面中也会显示系统设备运行状态，一次管网上比例电磁阀是否开启及其开度情况，循环泵的转速、供水管道的压力、水箱的液位高度、给二次管网加水的电磁阀的开闭状态等。操作人员可以直观的在人机主界面中看到系统的运行狀态，非常方便。

4 结束语

本文通过介绍了热网监控系统的硬件电气图及相关软件流程图，并绘制热网监控人机界面图，从以上可以看出，热网监控系统适应于现今社会城市的高速发展，并根据城市供暖的需求及时进行供暖设备的更新换代。系统具有适应范围广、更新换代快、扩展能力强及维护方便等优点，值得大力推广。

参考文献：

[1] 白树雷. 换热站无人值守方案[J]. 商品与质量，2016(28)：312-312，313.

[2] 吴雷.城市热网监控系统浅析[J]. 科技创新导报，2012(8)：125-125.

[3] 黄戈，樊小朝，王杨等.乌鲁木齐市某换热站监控系统的设计研究[J].应用能源技术，2014(3)：10-15.

[4] 张明光，吴明永，杨素娟. 基于GPRS-Internet的换热站无线监控系统[J]. 自动化仪表，2009(9)：46-48.

[5] 齐晓军，田海.串级模糊控制器在换热站监控系统中的设计[J].电气传动，2015(1)：58-63.

留言板系统设计论文范文第5篇

摘要：针对部分车辆在扭矩测试中安装受到空间狭窄限制、测试数据包丢失等问题，依托应变测试原理和无线传输技术，设计了一套无线传输的扭矩测试系统，用于研究装甲车辆在不同环境条件下的动力性能，准确的进行实车扭矩测试，对于提升柴油机的输出性能和可靠性，充分发挥装备的战技术性能，提升训练效果具有重要意义，最后进行了实验测试，并对应变式传动轴扭矩测试系统作了总结和评价。

关键词：传动轴;扭矩;测量

Key words： transmission shaft;torque strain;gauges

0  引言

扭矩是反应动力系统的基本载荷形式，是检测发动机性能的重要参数，作为实现发动机状态监测、故障诊断和保证车辆无事故发生的重要手段，因此扭矩的准确测量，获得精确的扭矩数值显得至关重要，在工程上具有重大的研究价值和现实意义。根据扭矩不同的测量原理，传动轴扭矩测量主要有传递法、平衡力法和能量转换法三种类型，常用的扭矩测量方法主要有电阻应变式扭矩测试方法、磁弹性扭矩测试方法、电容式扭矩测量方法、光电式扭矩测量方法、光纤式扭矩测量方法、无线声表面波扭矩测量方法等，本文重点研究的是基于電阻应变片的扭矩测量方法[1-4]。

1  扭矩测量原理[5]

根据材料力学的理论知识可知，传动轴在扭矩作用下，表面应力将会发生变形，在与轴线成45°和-45°的方向上产生最大的压应力和拉应力，贴片方法如图1所示，分别在这两个方向粘贴两个应变片，在传动轴受到扭矩M作用时，传动轴发生变形引起应变片发生形变，其变量与扭矩M成正相关，公式如下：

式中：ε为应变值、D为传动轴的外径、G为材料的弹性模量、d为传动轴的内径，从公式（1）中能够看出，在已知轴的材质和内外径的时候，可以根据材料变形ε，能够求出作用在轴上的扭矩[6]。

测量电路如图2，电阻应变片的初始电阻为R1=R2=R3=R4=R，各个电阻的变化量分别为ΔR1、ΔR2、ΔR3、ΔR4，当电桥处于平衡状态时，因为R1R4=R2R3，所以整个电桥的输出电压UDB=0，传动轴受到扭矩作用时，四个电阻应变片R1、R2、R3、R4分别产生相应正负应变，电桥处于不平衡状态，此时电桥输出电压ΔUDB与各桥臂电阻以及电阻变化之间的关系为[7]：

可知输出电压UDB和应变片电阻值ΔR的变化量成正比。全桥电路即能起到温度补偿作用，又能提高输出灵敏度，可以减小外界环境变化对应变片输出数据的影响[8]。

2  硬件设计

2.1 电源电路

电池的输出电压不够稳定，因此不能直接作为输出电源进行桥路激励，需要经过高输出电流运放THS4032来提高负载供电和远端补偿的能力，双路放大器THS4032可提供卓越的交流性能，主要在低失真和低噪声环境的应用，采用诺芯德科技有限公司生产的MAX4624芯片进行电平转换提供的电压来保证桥路激励稳定输出。

2.2 信号放大和滤波

应变片因变形而输出的电压信号较为薄弱，为了排除外部噪声和环境干扰，必须进行信号放大才能处理，通过可编程的信号调节器PGA309来实现，PGA309是一个精密的低漂移、低噪声、前端可编程的增益放大器，不但能够放大输出的扭矩信号，而且能为零点测量范围、零点漂移、测量范围漂移和线性误差提供数字校准，可实现为嵌入式传感器直流偏置补偿器提供了温度补偿和进行调整功能，其校准参数存储在外部非易失性的存储器中以避免手动微调并保证长时间输出稳定的参考电压[6]。放大器放大后的信号常常含有一些干扰信号，必须经过滤波器进行滤波去除干扰信号，我们使用低通滤波器进行排除干扰信号。

2.3 A/D模数装换

电路所采集的模拟信号必须经过模数转换成数字信号才能够被单片机处理，采用TI公司ADS1256 24位ADC采集卡作为A/D数模转换模块的主芯片，其通道的A/D转换能够单次、连续、扫描或间断模式的执行，ADC的结果可以左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器中，采集卡的采集速率为30K/s，精度可达到0.00001，抗干扰能力较强，能够满足扭矩测试精度的要求。

2.4 无线传输模块

现阶段无线传输类的芯片有很多，考虑到测试系统的工作环境，芯片类型的选择必须满足性能可靠、价格低廉、结构小巧、低耗能的要求。WizFi220是一款低功耗的“串口转WiFi”模块，在休眠状态下只有微安级的功耗。它具备串行UART接口，可以通过简单的8/16/32位指令连接到设备上，能够简单、方便、快捷地为设备提供Wi-Fi功能。该模块支持的数据速率可达到11Mbps，与802.11b兼容，可以快速建立一个基于串口（URAT）与PC或外部微处理器的连接。WizFi220对于有一点或者没有无线网络或RF技术的设备是一种非常理想的解决方案。支持WEP，WPA，WPA2-PSK，Enterprise，具有很高的保密性，还可以通过动态电源管理达到极低的能量消耗，尺寸紧凑，工作温度：-40°到85°。其参数如表1。

3  软件设计程序

软件的主要功能包括参数配置、数据采集、数据滤波、存储和回放，具体流程如图3，为了满足各项具体功能的实现，主要功能模块下还含有一些单一的模块，基于应变片的传动轴扭矩测试系统的整体工作过程：桥路激励由内置电池供电保证平稳长时间运行，发射器固定在传动轴上，应变片发生形变而输出的毫伏级电压信号经过放大、低通滤波、A/D模块转换后发送，数据采集卡负责采集和存储电压值，上位机软件由用户操作进行实时显示、分析和回放[6][9]。

4  实车测试

在实车测试过程中，为了解决扭矩测试设备同传动轴一起高速旋转不被离心力甩出的问题，利用SolidWorks软件设计了安装用的卡具，把设备固定在卡具上随传动轴一起转动，保证了设备的测试精度和设备的稳固性。在进行应变片设备安装的过程中，由于设备受到了空间狭小的现场条件限制，很难有效的保证应变片安装的精度从而影响测试效果，为了解决这个问题，专门设计了应变片安装仪并申请专利，保证安装的方便、快捷、有效和应变片安装位置、方向的精度要求，提高了测试精度，避免了因为应变片粘贴位置和方向偏差造成的人为测试误差。在某型号履带式装甲车辆上进行了实车测试，如图4，测试的具体参数为：被测轴直径为54mm、弹性模量为206Gpa、泊松比为0.25μ，采样频率为fs=1kHz，车辆匀速行驶，转速控制在800r/min，测得传动装置输出轴扭矩如图5所示，能够看出扭矩测试系统测得的扭矩信号稳定，并能反映传动端扭矩的交变波动。

5  结论

本文针对部分车辆在扭矩测试中设备安装空间受限、测试数据包丢失等问题，依托应变测试原理和无线传输技术，设计了一套无线传输的扭矩测试系统，并在实车上进行了实验测试，取得了较好的效果，结果表明该套设备体积小、安装方便快捷、受周围环境影响较小、能够在各种复杂环境中使用，有效的克服了安装空间狭小测试和数据包丢失的问题，对研究柴油机动力性能和状态监测都具有重要的意义。但是測试设备的稳定性和精确性还可以进一步提高，这也将是以后研究的重点。

参考文献：

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[9]孙玥.工程车辆无线扭矩测试系统的设计与应用[J].现代制造技术与装备，2018（3）：14-15.

留言板系统设计论文范文第6篇

【摘要】本文设计了一种以STC89C52单片机为核心的太阳光追踪系统。我们设计了光电追踪与太阳入射角度计算相结合的追踪方式，实现高精度的追踪控制。为了实现光电跟踪，设计了一种由光敏电阻搭建而成的太阳位置传感器，实现了以STC89C52单片机为控制器的太阳光追踪控制系统的硬件设计，包括系统框架、光电传感器信号处理模块、步进电机模块、外部时钟模块、液晶显示等模块设计以及软件设计。

【关键词】单片机;光电传感器;太阳光追踪

自然光是取之不尽用之不竭的绿色能源。自然光照明既节约大量照明用电，又保护环境，因此如何充分利用自然光进行照明已经成为现在绿色照明的一项重要研究内容。其中，如何提高太阳光利用率，并且实时跟踪太阳的位置以实现光线直射是技术关键。现在光能的应用成为新的研究领域。很多大型建筑中应用太阳光进行“室内采光”已经越来越受到建筑师们的关注，即采集太阳光并利用光缆把它传输到需要的地方，比如会议室、教室、矿井、人防工程、地下商场等。但是，目前太阳能利用效率低的问题一直阻碍着太阳能技术更好的普及。而太阳光自动跟踪装置的研究是提高太阳能效率的重要途径。研究高精度太阳光追踪装置，可以使日光采集的接收效率大幅度提高，从而提高太阳能的利用效率。本文所设计的太阳光自动跟踪装置能够使太阳光保持与太阳光采集器垂直， 保证最大的接收效率， 实现高跟踪精度， 具有一定的实用价值。

一、太阳能追踪系统发展现状

1.國内发展现状

目前，我国太阳能自动跟踪主要有控放式、压差式、比较控制式、时钟式太阳跟踪器。一般时钟式的机电跟踪器和纯机械式的跟踪器精度偏低，因此本设计采用了精度较高的光敏电阻控制的双轴太阳跟踪的控制方式使光伏电池始终面向太阳，并且在日落后能使电池板重新面向东方，以实现日循环运行。

2.国外发展现状

美国在1997年研制成功了单轴二维空间内转动的太阳能追踪装置，此装置安装在低纬度地区的东西朝向上，确实提升了太阳光接收效率，甚至只需设计使其随时间转动即可。但是，随着季节的变化不同地区应用此装置就只能手动调节了，即便如此系统也能提高约15%的太阳光接收效率。1998年出现了双轴的追踪系统。2002年美国研制出了全方位的太阳能追踪系统。

二、控制器以及元器件选择

1.控制方式的选择

太阳能光伏发电技术是利用光学聚光组件，提高入射到太阳能电池表面的光能量密度，因此可以减少系统中太阳能电池的使用成本。目前，太阳能光伏发电技术整体转换效率为 31%～40.7%，它是提高发电效率、降低发电成本的有效途径。因为采用了光学聚光组件，因此聚光装置必须以高控制精度实时地对太阳光进行跟踪。

追日系统一般采用光电追踪和太阳角度计算追踪两种方式：

1）光电追踪是一种闭环追踪方式。这种追踪方式是根据太阳光的入射角度的变化来确定追踪方向。光电追踪系统主要应用CMOS图像传感器或者光敏器件来接收太阳光，并且将接收到太阳光转换为电信号，再经过处理放大后传送给单片机，劲儿由单片机分析判断是否改变电池板的接收角度，同时发送指令控制电机运行，使电池板相应地转动到合适的角度。虽然光电追踪灵敏度较高、结构设计较简单，但容易受天气变化的影响。如果在一定时间里出现阴天、乌云遮日或者其它光源的干扰，将会导致追踪装置无法对准太阳，甚至会引起追踪装置的误动。

2）太阳角度计算追踪是一种开环追踪方式。这种追踪方式根据当地的经纬度以及时间计算太阳光的入射角度，以此数据来修正太阳能电池板的角度，即控制二轴电机转动的角度。与光电追踪相比，太阳角度计算追踪方法的优点是不受天气和其它光源的干扰。但是，由于计算太阳角度所采用的数值不是非常准确，而且时钟存在积累误差和跟踪装置的机械结构误差，以及其它不利因素产生的误差等产生的叠加误差也是不可忽视的。

2.传感器的选择

光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的电阻值随入射光的强弱而变化的电阻器;特点是入射光强时电阻减小，入射光弱时电阻增大。光敏电阻器一般制成薄片结构以吸收更多的光能。当光敏电阻器受到光的照射时，半导体片内就激发出电子空穴对，参与导电并使电路中电流增强。光敏电阻的电极常采用梳状图案以获得高的灵敏度。

3.控制器的选择

51系列单片机属于基本型它从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器。51系列的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平（复位时，各I/O口均置高电平）。

4.舵机选择

舵机又称伺服机。优点是结构紧凑、控制简单、大扭力、成本低。舵机的主要性能取决于最大力矩和工作速度。它是一种位置伺服的驱动器，通常适用于需要角度不断变化的控制系统。在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机能够在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统很容易与舵机相连。

5.温湿度模块的选择

DHT11数字温湿度传感器是一种已校准数字信号输出的温湿度一体传感器。它应用了采集技术和温湿度传感技术，具有极高的可靠性与稳定性。传感器包含电阻式感湿元件和NTC测温元件，并与高性能8位单片机相连接。DHT11传感器是在精确的湿度校验室中校准，并且在检测信号的过程中需要调用校准系数。传感器具有超小体积和极低功耗的优点，信号传输距离在20米以上。传感器上电后，需要等待1s以跳过不稳定状态。电源引脚VDD与GND之间可以增加100nF的电容，目的是去耦滤波。

三、系统硬件电路设计

1.系统结构图设计

太阳跟踪与驱动控制器以单片机STC89C52为核心建立追踪系统。具体的方案框图如图1所示。

图1 系统结构图

图3 温湿度测量电路

2.信号处理电路的设计

信号检测部分，应用的是光敏电阻检测光强，通过四个方向的光敏电阻的电流和中心的光敏电阻的电流相比较，所得的信号十分微弱，经过两级放大之后，发送给单片机处理以判断太阳的位置，单片机发出命令控制执行结构，调整追踪器方向，直至对准太阳方向。

本设计应用了镜像电流源技术，五个方向的光敏电阻分别和前面的电路部分形成镜像电流源电路，使得集电极电流源一样大，随着不同光敏电阻所受光强不同，因此，实时电阻不同则电压不同，电路图如图2所示。

图4 太阳追踪主程序流程图

3.温湿度测量电路

DHT11作为温湿度检测模块。DHT11是一款数字输出的复合传感器，包含一个电阻式感湿元件和NTC式温度检测元件，可测20～90% RH湿度，误差5% RH，0～50摄氏度。温湿度检测电路如图3所示。

四、系统软件设计

主程序软件设计方案：开机之后，进入复位状态，系统初始化结束后，首先根据DS1302时钟提供的时间来判断此时是否在预设时间范围内，如果不在预设时间范围内，进入等待状态;如果在系统预设的时间范围内，系统首先进行太阳角度计算追踪，达到光电追蹤视场范围内后，如果光线强度达到光电追踪的强度时，系统启动光电追踪方式。否则系统继续采用太阳角度计算追踪。系统运行流程如图4所示。

五、总结

未来太阳光追踪装置的发展将充分应用全自动跟踪技术。首先在机构设计上将朝着大范围、高精度追踪方向发展，并使电池板的太阳光率最大，从而降低发电的成本。其次在系统控制技术方面将采用机、电、光综合控制技术，对太阳光进行全自动跟踪，并且实现大角度、高精度、自动返回等功能。

在世界能源短缺、环境污染日益严重趋势下，开发利用太阳能已成为各国可持续发展的能源战略决策，随着各国政府的高度重视和加大投入，太阳光追踪系统必将成为各个国家高效利用太阳能的利器而掀起一次照明领域新的革命。

参考文献

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[6]林雪琴.大功率白光LED道路照明系统的设计与实现[D].华南理工大学，2010.

课题信息：基于全自然光的公路隧道智能照明系统关键技术的研究（项目编号：120130063）。