導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)技術(shù)；電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

電子設(shè)計(jì)技術(shù)是一種新興技術(shù)，通過電子設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)不僅能夠提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與便捷性，提高設(shè)計(jì)效果，還能夠節(jié)約設(shè)計(jì)制圖的時(shí)間，并將平面的圖形立體化形象化，方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行再次修改，因此，電子設(shè)計(jì)技術(shù)在生產(chǎn)生活中具有重要作用，研究電子設(shè)計(jì)技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用至關(guān)重要。

1.現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)概述

現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展速度較快，受到信息技術(shù)發(fā)展與市場需求的影響，市場需求量大，對技術(shù)的發(fā)展要求較高，資金與科研力量投入較大，現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展也就越迅速，電子設(shè)計(jì)技術(shù)也就進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的階段，并獲得了一定成效。現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)中發(fā)展最為迅速的是EDA電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)，下面主要圍繞電子設(shè)計(jì)自動化設(shè)計(jì)進(jìn)行簡要概述。電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了革命性的變化，在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)到計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)再發(fā)展到電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)，經(jīng)過不斷的發(fā)展變革，已經(jīng)逐漸完善，在電子系統(tǒng)中的多個(gè)領(lǐng)域，尤其是微波領(lǐng)域以及模擬領(lǐng)域等發(fā)揮著無可替代的作用[1]。電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)的功能主要為以下幾點(diǎn)，第一，進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真測試，第二，進(jìn)行電子系統(tǒng)的布局布線，第三，完成電路的功能設(shè)計(jì)與邏輯分析，第四，實(shí)現(xiàn)印刷電路板的自動化設(shè)計(jì)。電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)的工作平臺只需要計(jì)算機(jī)硬件以及系統(tǒng)軟件，在具備電腦以及電子設(shè)計(jì)自動化軟件的情況下，就可以進(jìn)行工作，方便、快捷，投入小，回報(bào)高，具有重要的應(yīng)用價(jià)值，在電路性能分析與設(shè)計(jì)方面具有重要作用。由于電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)的發(fā)展帶動了電子產(chǎn)品以及通訊事業(yè)的發(fā)展，對社會的發(fā)展起到了較大的促進(jìn)作用。

2.現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程與趨勢

電子設(shè)計(jì)的發(fā)展經(jīng)過了多次重大變革與進(jìn)步，其發(fā)展歷程如下，電子設(shè)計(jì)技術(shù)的原型是應(yīng)用分離元件，經(jīng)過不斷研究，轉(zhuǎn)變?yōu)镾SI，SSI是電子芯片所構(gòu)成的電子系統(tǒng)，不過當(dāng)前，此電子芯片構(gòu)成的電子系統(tǒng)已經(jīng)不再使用，成為歷史，在此之后，研發(fā)了微控制器MCU，微控制器MCU在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中發(fā)揮了重要作用，克服了數(shù)字電路系統(tǒng)中存在的許多難題，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的邏輯功能，使電子系統(tǒng)的智能化水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍，因此，微控制器MCU是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的里程碑，在現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展歷程上具有重要價(jià)值[2]?，F(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢還是較為樂觀，隨著信息技術(shù)的革新發(fā)展，為電子設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)造了發(fā)展的條件，提供了輔助，使電子信息技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步具有強(qiáng)大的動力，不僅如此，隨著人們對電子產(chǎn)品需求的增大，電子產(chǎn)品市場前景越來越好，現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)具有廣闊的發(fā)展空間，科研人員的研發(fā)動力較強(qiáng)，相關(guān)企業(yè)部門也投入了大量的資金與技術(shù)，促進(jìn)了現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。

3.現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1系統(tǒng)功能仿真

系統(tǒng)功能仿真是驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)邏輯功能的有效途徑，設(shè)計(jì)人員可以通過運(yùn)用電子設(shè)計(jì)技術(shù)工具與測試平臺的方法進(jìn)行驗(yàn)證，通過波形輸出、文件記錄輸出等方式進(jìn)行對比研究，將輸入信號與輸出矢量進(jìn)行比較，驗(yàn)證真?zhèn)?，?shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊邏輯功能的驗(yàn)證[3]。系統(tǒng)功能仿真的實(shí)施步驟如下，首先，在本系統(tǒng)輸入EN、CP、CLR等信號，在信號輸入之后，等待一段時(shí)間，得到功能仿真系統(tǒng)輸出的波形，其次，對波形進(jìn)行驗(yàn)證，將輸出波形與輸入信號測試矢量進(jìn)行比較，最后，對二者結(jié)果進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證系統(tǒng)邏輯功能是否正確。

3.2報(bào)警電路工作原理

報(bào)警電路是電子系統(tǒng)中常用的系統(tǒng)，常與檢測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)同步，在電子系統(tǒng)中具有重要作用，電子設(shè)計(jì)信息技術(shù)能夠提高報(bào)警電路性能，增強(qiáng)報(bào)警線路的有效性與靈敏性，改變傳統(tǒng)報(bào)警線路的實(shí)現(xiàn)方法，發(fā)揮著重要作用。傳統(tǒng)報(bào)警電路多是由數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)而成，不僅規(guī)模小、靈活性差，邏輯能力差，調(diào)試過程還較為繁雜，無法使報(bào)警電路有效工作，而運(yùn)用電子設(shè)計(jì)技術(shù)研發(fā)的新型報(bào)警電路，則能夠解決上述問題，提高報(bào)警電路的性能，具有重要的作用。報(bào)警電路的工作原理如下，首先，將首級電路信號輸入到掃描電路中，并為掃描電路制定標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則如下，在10次連續(xù)超過標(biāo)準(zhǔn)值的情況下瞬間報(bào)警，在其他情況下，安裝定時(shí)器，累計(jì)到一定次數(shù)后，發(fā)生警報(bào)。其次，嚴(yán)密觀察規(guī)定時(shí)間內(nèi)的信號變化，30分鐘、8小時(shí)是較為特殊的觀察點(diǎn)，需要做好觀察研究工作，最后，安裝定時(shí)控制器，以8小時(shí)為間隔，每8小時(shí)，發(fā)出一次自檢信號，此自檢信號的作用是對計(jì)數(shù)器進(jìn)行復(fù)位。

3.3邏輯優(yōu)化綜合

邏輯優(yōu)化綜合是電子設(shè)計(jì)技術(shù)在電子系統(tǒng)中應(yīng)用的主要方式之一，通過邏輯功能的綜合優(yōu)化，能夠提升電子系統(tǒng)的應(yīng)用性與實(shí)用性，使電子系統(tǒng)的智能化得到進(jìn)一步發(fā)展，增強(qiáng)電子系統(tǒng)的各種性能，促進(jìn)電子系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。邏輯綜合是指將較高抽象層次的描述轉(zhuǎn)化為較低抽象層次描述的方式，當(dāng)前，電子設(shè)計(jì)技術(shù)能夠利用綜合器對源代碼進(jìn)行優(yōu)化綜合處理，達(dá)到理想的處理效果，還能夠?qū)⑦壿嬰娐穲D轉(zhuǎn)化為門級電路，生成網(wǎng)絡(luò)表文件，提升電路的性能，增強(qiáng)邏輯的綜合性，有效進(jìn)行邏輯優(yōu)化，發(fā)揮重要作用。

4.總結(jié)

綜上所述，電子設(shè)計(jì)技術(shù)在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中具有較好的應(yīng)用效果，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯的優(yōu)化綜合，提高電子系統(tǒng)的邏輯性與應(yīng)用性，還能夠設(shè)置報(bào)警電路，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的優(yōu)化，保證電子系統(tǒng)的安全性與實(shí)用性，因此，研究現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.具有重要價(jià)值。

作者:李永鴻 單位:廣東省電信工程有限公司

參考文獻(xiàn)

[1]李亞平,王亮亮.EDA技術(shù)及其在現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2015(03)

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【關(guān)鍵詞】EDA技術(shù) 電子系統(tǒng) 應(yīng)用

一、 前言

通過調(diào)查分析得知，過去那種傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在著較多的弊端，一般情況下，電子系統(tǒng)的功能劃分需要緊密結(jié)合不同的要求來進(jìn)行，對所有子模塊進(jìn)行真值表的羅列，然后進(jìn)行簡化，利用布爾表達(dá)式來對邏輯線路圖進(jìn)行繪制，然后對元器件以及電路板等進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)，實(shí)測和調(diào)試放在最后進(jìn)行。在這個(gè)過程中，手工設(shè)計(jì)非常重要，那么對設(shè)計(jì)者就提出了很高的要求，如果有錯(cuò)誤出現(xiàn)于某一個(gè)環(huán)節(jié)，就不利于查找和修改。如果設(shè)計(jì)的是集成電路，那么設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程將會直接影響到具體生產(chǎn)工藝，不利于復(fù)雜電路的測試。針對這種情況，就可以采用EDA技術(shù)，通過自頂?shù)较碌脑O(shè)計(jì)，可以提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自動化和可移植性，系統(tǒng)的開發(fā)周期也得到較大的縮短。

二、現(xiàn)代電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

一是EDA技術(shù)：EDA技術(shù)采用的是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，將設(shè)計(jì)語言定義為硬件描述語言，借助于可編程器件，進(jìn)行元件建模和系統(tǒng)仿真，以此來自動化設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品。具體來講，EDA技術(shù)包括這些特征：

在硬件設(shè)計(jì)中，應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)方法：通過開發(fā)軟件，可以自動實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，可以采用VHDL語言來進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入，在這個(gè)過程中，幾乎不需要有任何硬件參與進(jìn)來，并且有著較強(qiáng)的可操作性和產(chǎn)品互換性。

基于芯片的設(shè)計(jì)方法：有人也用基于芯片的設(shè)計(jì)方法來直接定義EDA設(shè)計(jì)方法，有著較高的集成化程度，可以實(shí)現(xiàn)片上系統(tǒng)集成，借助于EDA技術(shù)來設(shè)計(jì)專用集成電路，可以縮小產(chǎn)品體積，降低功耗，有著較高的可靠性。

二是EDA的設(shè)計(jì)流程：EDA技術(shù)的出現(xiàn)，革新了電子電路的設(shè)計(jì)，通過計(jì)算機(jī)就可以自動完成以往那些復(fù)雜的設(shè)計(jì)工作，電子設(shè)計(jì)師借助于EDA工具，對電子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過計(jì)算機(jī)來自動進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，性能分析，并且生成相應(yīng)的版圖。EDA技術(shù)是我國電子設(shè)計(jì)技術(shù)方面比較先進(jìn)的技術(shù)，設(shè)計(jì)人員借助于計(jì)算機(jī)，從頂?shù)较逻M(jìn)行設(shè)計(jì)，對系統(tǒng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且做好功能劃分，然后采取其他的開發(fā)工具，來設(shè)計(jì)出具有較高競爭力的產(chǎn)品。

三、EDA技術(shù)在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

一是電子系統(tǒng)電路級設(shè)計(jì)：首先對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)確定，然后結(jié)合設(shè)計(jì)方案要求，對元器件等進(jìn)行合理選擇，然后結(jié)合這些元器件，對電路原理圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。然后進(jìn)行系統(tǒng)仿真，邏輯模擬數(shù)字電路，分析出現(xiàn)的各種故障情況，對模擬電路進(jìn)行交直流分析和瞬態(tài)分析。在仿真系統(tǒng)時(shí)，元件模型庫是非常重要的一個(gè)方面，利用計(jì)算機(jī)上的模擬輸入輸出波形來對實(shí)際電路調(diào)試中的信號源和示波器進(jìn)行替代，本次仿真，主要是從功能層面上來對設(shè)計(jì)方案的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)。通過仿真之后，來自動布局布線PCB板，依據(jù)的是結(jié)合原理圖生成的電氣連接網(wǎng)絡(luò)。在PCB板的制作前，也可以應(yīng)用原理圖生成的電氣連接網(wǎng)絡(luò)，比如熱分析，噪聲及竄擾分析、可靠性分析以及電磁兼容分析等等，并且在電路圖上反標(biāo)分析后的結(jié)果參數(shù)，然后進(jìn)行后仿真，簡單來講，就是第二次仿真，第二次仿真主要是在實(shí)際工作環(huán)境中，對PCB的可行性進(jìn)行試驗(yàn)。通過上面的敘述我們可以得知，在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用電路級的EDA技術(shù)，可以對系統(tǒng)的功能特性和物理特性全面了解和把握，這樣在設(shè)計(jì)階段就可以有效解決開發(fā)過程中出現(xiàn)的各種缺陷，從而促使開發(fā)時(shí)間進(jìn)行縮短，并且也不需要很高的開發(fā)成本，

二是系統(tǒng)級設(shè)計(jì)：我們也可以將系統(tǒng)級設(shè)計(jì)稱之為概念驅(qū)動式設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員在對電路進(jìn)行描述時(shí)，不需要結(jié)合門級原理圖，只需要進(jìn)行功能描述即可，但是要充分結(jié)合設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行。因?yàn)椴恍枰紤]電路細(xì)節(jié)，那么設(shè)計(jì)人員就可以花費(fèi)更多的時(shí)間來構(gòu)思設(shè)計(jì)方案，在計(jì)算機(jī)中輸入概念構(gòu)思和高層次描述形式，EDA系統(tǒng)對整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行自動完成。系統(tǒng)級設(shè)計(jì)步驟是這樣的，首先對系統(tǒng)進(jìn)行功能劃分，采用的是自頂向下的設(shè)計(jì)方法，將VHDL代碼輸入進(jìn)去，然后將圖形輸入方式應(yīng)用進(jìn)來，通過大量的實(shí)踐研究表明，這種方式理解起來比較的簡單。然后用VHDL文件來編譯以上的設(shè)計(jì)輸入，如果設(shè)計(jì)規(guī)模較大，需要進(jìn)行功能仿真，以此來對系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)。在大型設(shè)計(jì)過程中，綜合和適配往往需要花費(fèi)很長的時(shí)間，但是如果在綜合前仿真源代碼，就不需要有過多的重復(fù)設(shè)計(jì)，節(jié)約了大量的時(shí)間。通過綜合器來綜合處理VHDL源代碼，促使網(wǎng)表文件的生成；因?yàn)榫C合優(yōu)化的對象是ASIC芯片，不同的廠家供應(yīng)商有著不同的系列，那么就需要結(jié)合廠家的綜合庫來進(jìn)行綜合。

四、結(jié)語

通過上文的敘述分析我們可以得知，隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，EDA技術(shù)不斷成熟，已經(jīng)被應(yīng)用到很多的領(lǐng)域。目前電子系統(tǒng)有著更高的集成度，體積更小，并且對性能和可靠程度提出了更高的要求，針對這種情況，就可以在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用EDA技術(shù)，通過大量的時(shí)間研究表明，有著不錯(cuò)的效果，設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)可以得到減少，設(shè)計(jì)周期也可以得到縮短。

參考文獻(xiàn)：

[1]俞宏峰，耿衛(wèi)東，黃燕.基于SKILL的EDA系統(tǒng)二次開發(fā)技術(shù)探討[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2001，2（8）：123-125.

篇3

關(guān)鍵詞：電子電力；系統(tǒng)集成；嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

中圖分類號：F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大量學(xué)者在電力電子功率變換器的控制策略以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等方面的研究，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。但是，由于傳統(tǒng)的系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上的滯后，嚴(yán)重阻礙了控制策略和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在整體系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用，也導(dǎo)致一些復(fù)雜的、高性能的電力電子設(shè)備出現(xiàn)大量問題。電能的應(yīng)用隨著電力電子技術(shù)的不斷改革而發(fā)生著重大的變化。電力電子集成技術(shù)關(guān)系著整個(gè)電子行業(yè)的發(fā)展，是電能被廣泛應(yīng)用的重要前提條件。電力電子技術(shù)的相應(yīng)改進(jìn)，不僅實(shí)現(xiàn)了電子的應(yīng)用系統(tǒng)，還使技術(shù)改革中的人力、物力以及財(cái)力最大限度的降低，促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)效益的提升同時(shí)也使電力、能源以及工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)自動化。電力電子集成技術(shù)的發(fā)展，是電子領(lǐng)域的高技術(shù)、高質(zhì)量、應(yīng)用效果強(qiáng)大的結(jié)合產(chǎn)物。

一、電力電子系統(tǒng)集成

系統(tǒng)集成是指將已有的元器件及部件進(jìn)行集合拼裝，組成一個(gè)整體的系統(tǒng)。系統(tǒng)集成屬于功能集成，難度性與集成度都相對偏低，在當(dāng)今工程技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是系統(tǒng)集成的集成度偏低，無法較好地使其體積及重量減小、降低，且構(gòu)造復(fù)雜，集成優(yōu)勢無法明確體現(xiàn)。系統(tǒng)集成常用于大功率及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電力系統(tǒng)。大量有實(shí)體設(shè)備的出現(xiàn)為機(jī)器的有機(jī)組裝提供了可能，通過合理的搭配組合能夠制造出成品的系統(tǒng)機(jī)器。面對電力電子中，可以選用過個(gè)電路設(shè)備以及相關(guān)的裝備進(jìn)行系統(tǒng)的集成，使系統(tǒng)的整體性能得以更加完整。主要集成的是功能，使不同的功能集合一起發(fā)揮其強(qiáng)大的作用力，而相對技術(shù)與集成度與集成技術(shù)的要求較低。通過這種方式進(jìn)行系統(tǒng)集成組合，與獨(dú)立系統(tǒng)進(jìn)行比較會發(fā)現(xiàn)他的重量較高，體積較大，不能夠有效的發(fā)揮集成線路所具有的優(yōu)勢。雖然對電力電子系統(tǒng)集成的需要越來越迫切，可是相對于微功率的超大規(guī)模集成電路而言，電力電子系統(tǒng)集成的研究任務(wù)更加艱巨。

電力電子系統(tǒng)有著自己獨(dú)有的特點(diǎn)：功率范圍極寬；一個(gè)系統(tǒng)（PSIP）的組成需要將功率器件與低壓控制、傳感器件的芯片集成在一起（PSOC）或?qū)⒏吖β势骷涂刂破骷谕灰r底基板上組構(gòu)成；功率無源元件的集成；功率系統(tǒng)集成的通信技術(shù)，電磁兼容和穩(wěn)定性問題等。電力電子系統(tǒng)集成的方法有很多，本文基于嵌入式系統(tǒng)的電力電子系統(tǒng)集成方法的探討。

二、嵌入式系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

嵌入式系統(tǒng)以其獨(dú)有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，被廣泛運(yùn)用到現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。如：數(shù)字電視的推廣、電視機(jī)頂盒、手寫文字輸入以及語音撥號上網(wǎng)等。根據(jù)英國電機(jī)工程師協(xié)會對嵌入式系統(tǒng)的定義為：嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器甚至工廠操作的裝置[1]，早在1993年，美國國防部糾集全美20多所頂級高校和研發(fā)部門實(shí)施的“RASSP”計(jì)劃[1]，其目的就是通過研究嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)新方法來降低軍用芯片的設(shè)計(jì)周期和成本。在1998年在美國舉辦的世界嵌入式系統(tǒng)大會上提出的許多新技術(shù)成為引領(lǐng)世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，在國內(nèi)，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用時(shí)非常廣泛，但是在嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)方法研究方面，只有中科院推出了“Hopen”嵌入式操作系統(tǒng)和兩三家國內(nèi)研究院研究該領(lǐng)域。今年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及大規(guī)模集成技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)將再次走在IT應(yīng)用領(lǐng)域的前沿。

三、嵌入式系統(tǒng)與電力電子系統(tǒng)的內(nèi)在聯(lián)系

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的，并能適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗等嚴(yán)格要求的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[2]。一般可將嵌入式系統(tǒng)分為硬件和軟件兩大部分。如圖1(a),(b)所示：

圖1(a)所示為嵌入式系統(tǒng)模塊；圖1(b)所示為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電力電子模塊，兩個(gè)模塊對比可以看出來：電力電子模塊同樣具有嵌入式系統(tǒng)模塊的特點(diǎn)，也由硬件和和軟件兩大部分組成。而硬件部分的功率變換器通常采用單片機(jī)或者DSP作為控制核心，并加以相應(yīng)的控制策略，再根據(jù)相應(yīng)的負(fù)載變化，對輸入、輸出的電流和電壓進(jìn)行有效控制。故我們可以認(rèn)為，電力電子模塊是對電能進(jìn)行變換的嵌入式系統(tǒng)[3]。隨著，SOC(System On Chip)的發(fā)展，將整個(gè)系統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上面已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，這就使得整個(gè)系統(tǒng)變得更加輕巧、更加節(jié)能、可靠性能更強(qiáng)。這種發(fā)展的方向是與電力電子系統(tǒng)集成發(fā)展方向是相同的，所以我們可以用嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與理念應(yīng)用到電力電子的系統(tǒng)集成上，這將對電力電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到很重要的推動作用[2]。

四、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

目前，許多國家為了能夠縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期和成品，并提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平，都非常重視嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的研究。但從當(dāng)前的研究情況來看，研究的主要內(nèi)容集中在設(shè)計(jì)自動化和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等方面。從理論上來講可以將它們歸納為：系統(tǒng)描述、系統(tǒng)測評和樣機(jī)實(shí)現(xiàn)等。

針對傳統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法所帶來的種種缺陷，根據(jù)Y-chart[3]抽象理論來描述的嵌入式系統(tǒng)分為三個(gè)不同領(lǐng)域如：行為、結(jié)構(gòu)和物理實(shí)現(xiàn)。這種理論由行為概況來具體描述，逐步向結(jié)構(gòu)層面進(jìn)行描述，最后在結(jié)構(gòu)層面張的物理構(gòu)件實(shí)體，再通過上述循環(huán)、疊加最終實(shí)現(xiàn)具體的電路和系統(tǒng)。由此，出現(xiàn)了新的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，即：軟/硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方法。

該方法的研究是近年來的研究熱點(diǎn)。美國的普林斯頓大學(xué)等高等學(xué)府專門成立了研究小組來對該方法進(jìn)行更深入的研究，DAC(Design Automation Conference)會議上有大量篇幅涉及該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。具體設(shè)計(jì)流程如圖2所示：由圖2可以看出，軟/硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的主要任務(wù)集中在以下幾個(gè)方面：

(1)系統(tǒng)行為描述：系統(tǒng)行為描述主要

是指用描述語言(如：System C語言)描述待設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能以及約束條件等，使得設(shè)計(jì)人員對系統(tǒng)有一個(gè)整體的認(rèn)識并進(jìn)行早期的可行性的驗(yàn)證。此種方法避免了傳統(tǒng)的軟、硬件分開描述所帶來的缺陷。

(2)體系結(jié)構(gòu)和軟硬件劃分：通過上述的系統(tǒng)行為描述語言建立的模型，根據(jù)系統(tǒng)在滿足成本、設(shè)計(jì)周期和功耗等方面的要求，進(jìn)行體系結(jié)構(gòu)的選定，并通過反復(fù)循環(huán)和迭代來實(shí)現(xiàn)軟、硬件的劃分。

(3)軟硬件協(xié)同模擬和驗(yàn)證：這一步主要是在軟硬件在進(jìn)行獨(dú)立的詳細(xì)設(shè)計(jì)之前，對系統(tǒng)進(jìn)行的一種集成模擬測試?，F(xiàn)階段較為成熟的方法是：低層次的模擬研究，如ISS(Instruction Set Simulator)模型以及軟件調(diào)試環(huán)境等。

對電力電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也要完成這三個(gè)主要任務(wù)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和交叉應(yīng)用，電力電子系統(tǒng)集成在一個(gè)芯片上是其發(fā)展的必然趨勢和方向。但是，單純地追求系統(tǒng)集成會造成可測試性和可靠性的缺陷，而在電力電子系統(tǒng)集成的過程中引入先進(jìn)的嵌入式軟、硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的理念和方法，將會使得電力電子系統(tǒng)集成不僅是單獨(dú)的功能和物理的集成，而且是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)工程設(shè)計(jì)新的起航點(diǎn)。

五、嵌入式系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的常見問題

1、余量問題

結(jié)合相關(guān)的要求，在硬件載體中加載和運(yùn)行嵌入式系統(tǒng)軟件，需要留出的存儲余量和運(yùn)行速度余量需要達(dá)到 20% 左右。嵌入式系統(tǒng)軟件往往有著較高的實(shí)時(shí)性要求，采用的運(yùn)行方式往往是中斷或者周期的，那么所有實(shí)時(shí)任務(wù)都需要執(zhí)行于有效周期內(nèi)，這樣在進(jìn)行系統(tǒng)操作和后臺處理時(shí)，利用留下的 20% 余量來進(jìn)行，系統(tǒng)才可以更加安全地運(yùn)行。如果實(shí)時(shí)任務(wù)的運(yùn)行不能夠在當(dāng)前周期內(nèi)完成，那么就會降低系統(tǒng)性能，甚至在積累作用下，還會癱瘓系統(tǒng)。在存儲余量方面，對于存儲余量的實(shí)現(xiàn)，可以通過程序存儲器來實(shí)現(xiàn)，可以編譯、匯編和連接嵌入式軟件，對文件進(jìn)行靜態(tài)分析和內(nèi)存，統(tǒng)計(jì)軟件不同模塊對 ROM 的占用情況，這樣，總的 ROM 占用情況就可以有效得出來，為了達(dá)到余量要求，一般采用的方法是代碼優(yōu)化。

2、運(yùn)行速度余量

對于嵌入式系統(tǒng)來講，非常重要的一個(gè)方面就是運(yùn)行速度余量。在監(jiān)控實(shí)時(shí)任務(wù)執(zhí)行周期的過程中，因?yàn)殡y以有效確定程序的最大執(zhí)行路徑，那么系統(tǒng)有效狀態(tài)的軟件分支組合狀態(tài)也就無法確定了，這樣就無法確定程序的動態(tài)運(yùn)行時(shí)間。為了對軟件的運(yùn)行速度余量進(jìn)行驗(yàn)證，逆向的方法也可以采用。具體的做法是這樣的，人為在軟件每一個(gè)運(yùn)行周期的起始位置進(jìn)行 20% 運(yùn)行周期時(shí)間的延時(shí)，然后對程序運(yùn)行情況進(jìn)行仿真，如果系統(tǒng)可以穩(wěn)定地工作，那么我們就可以判斷系統(tǒng)的運(yùn)行速度余量滿足相關(guān)的要求。需要特別注意的是，不能夠利用編譯器內(nèi)的延時(shí)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)延時(shí)，因?yàn)榭赡軙型Ｖ怪袛嗟氖虑槌霈F(xiàn)在編譯器延時(shí)函數(shù)的使用過程中，或者出現(xiàn)周期計(jì)數(shù)的問題，這樣都會影響到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的正確性。

3、中斷的問題

嵌入式系統(tǒng)軟件及時(shí)響應(yīng)外部事件，一般是通過中斷技術(shù)控制來實(shí)現(xiàn)的，并且在中斷服務(wù)程序中實(shí)現(xiàn)響應(yīng)的處理功能。從實(shí)質(zhì)上來講，中斷服務(wù)是將一個(gè)運(yùn)行環(huán)境提供給了嵌入式系統(tǒng)，以便進(jìn)行事件驅(qū)動，要想實(shí)現(xiàn)不同的功能，只需要通過中斷服務(wù)程序?qū)ο嚓P(guān)的功能模塊進(jìn)行調(diào)度即可。通過中斷控制，嵌入式系統(tǒng)可以更加靈活方便的應(yīng)用。但是，也讓一些隱患留設(shè)于嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中，中斷的嵌套會增加軟件的結(jié)構(gòu)層次，在設(shè)計(jì)軟件時(shí)，因?yàn)橹袛嗟谋Ｗo(hù)和恢復(fù)現(xiàn)場具有較高的要求，那么就需要將計(jì)算機(jī)的硬件特性充分納入考慮范圍，并且中斷系統(tǒng)公用變量的問題十分容易發(fā)生。如果有多個(gè)中斷源存在于嵌入式系統(tǒng)中，并且中斷服務(wù)程序與之互相對應(yīng)，那么就需要充分注意不同中斷服務(wù)程序之間的公用變量。

結(jié)束語

電力電子系統(tǒng)集成涉及到許多共性的電力電子應(yīng)用基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)問題，是電工學(xué)科、信息學(xué)科、材料學(xué)科等多學(xué)科的高度交叉，是一個(gè)以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)的新學(xué)科增長點(diǎn)，代表著 21 世紀(jì)電力電子技術(shù)發(fā)展的方向，具有促進(jìn)電力、能源、工業(yè)生產(chǎn)過程自動化產(chǎn)生革命性的變革的良好前景，開展電力電子系統(tǒng)集成的研究具有重要的學(xué)術(shù)和實(shí)用意義。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：素材庫；計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)；航空電子；虛擬仿真

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）29-0080-02

一、引言

目前，民航機(jī)務(wù)人員培訓(xùn)包括理論培訓(xùn)、實(shí)踐培訓(xùn)、在崗培訓(xùn)，理論培訓(xùn)采用課堂教學(xué)方式，實(shí)踐培訓(xùn)在模擬維修環(huán)境進(jìn)行模擬維修操作培訓(xùn)，而在崗培訓(xùn)是在飛機(jī)維修現(xiàn)場進(jìn)行，但是由于維修成本以及維修安全的要求，學(xué)員在崗培訓(xùn)過程中大部分都是以參觀的形式進(jìn)行的，因此在培訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)員對飛機(jī)結(jié)構(gòu)、操作以及工作過程了解甚少。為了提高培訓(xùn)效果，減少培訓(xùn)成本，在理論培訓(xùn)過程中引入虛擬維修，將實(shí)踐培訓(xùn)與在崗培訓(xùn)過程中部分內(nèi)容轉(zhuǎn)移到虛擬操作中。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用，民航機(jī)務(wù)人員的培訓(xùn)轉(zhuǎn)入以模擬機(jī)輔助教學(xué)為主的模式，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將需要在維修現(xiàn)場進(jìn)行的維護(hù)訓(xùn)練操作轉(zhuǎn)入虛擬維修系統(tǒng)，大大降低培訓(xùn)成本，避免培訓(xùn)過程中出現(xiàn)工作失誤，提高飛行安全。當(dāng)前世界的虛擬維修模擬器主要有美國Aerosim Mechtronix、加拿大CAE以及法國Faros三家公司，虛擬維修系統(tǒng)涵蓋機(jī)載系統(tǒng)，按照空客公司和波音公司的數(shù)據(jù)包提供的系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔進(jìn)行仿真建模。但是，這些虛擬維修系統(tǒng)的采購與維護(hù)等成本巨大，不適用于教學(xué)過程中。本文提出的機(jī)載電子系統(tǒng)教學(xué)素材庫以民航行業(yè)需求為導(dǎo)向，分析目前主流機(jī)型（例如B737NG、A320等）的機(jī)載電子系統(tǒng)邏輯，基于虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)載系統(tǒng)原理、基本操作等內(nèi)容，能夠應(yīng)用于課堂教學(xué)過程中，同時(shí)適用于課外自學(xué)機(jī)載系統(tǒng)的相關(guān)知識，方式靈活，大大降低了維修模擬機(jī)的教學(xué)成本。

二、民航維修培訓(xùn)關(guān)于機(jī)載電子系統(tǒng)內(nèi)容的需求分析

機(jī)載電子系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容的制訂應(yīng)以民航行業(yè)需求為導(dǎo)向，以民航規(guī)章要求的專業(yè)知識為著眼點(diǎn)，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，在適度的基礎(chǔ)知識和理論體系覆蓋下延伸工程技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容和關(guān)鍵點(diǎn)。因此機(jī)載電子系統(tǒng)教學(xué)素材庫建設(shè)內(nèi)容設(shè)計(jì)過程中需要注重理論的應(yīng)用，引入專業(yè)基礎(chǔ)課程理論，實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程與基礎(chǔ)課程的縱向鏈接，達(dá)到理論和實(shí)踐統(tǒng)一。

（一）基于民航法規(guī)的機(jī)載電子系統(tǒng)培訓(xùn)需求

民航作為國際性運(yùn)營行業(yè)，從機(jī)載電子設(shè)備的設(shè)計(jì)到機(jī)載電子設(shè)備的報(bào)廢整個(gè)生命周期都必須滿足國際通用標(biāo)準(zhǔn)，作為機(jī)載電子設(shè)備使用和維護(hù)者的培養(yǎng)也不例外。在機(jī)務(wù)維護(hù)領(lǐng)域，所有維護(hù)工作必須遵從飛機(jī)注冊國的民航規(guī)章與標(biāo)準(zhǔn)，我國范圍內(nèi)的飛機(jī)維護(hù)人員資質(zhì)要符合CCAR-66部的要求，民航培訓(xùn)機(jī)構(gòu)在培養(yǎng)機(jī)務(wù)維護(hù)人員時(shí)要滿足CCAR-147部的要求，這些民航規(guī)章的制定必須遵從國際規(guī)范ATA-100。因此，機(jī)載電子系統(tǒng)素材庫的建設(shè)內(nèi)容，必須符合CCAR-66部、CCAR-147部和ATA-100規(guī)范的內(nèi)容要求。綜合各民航規(guī)章總結(jié)民航飛機(jī)的機(jī)載電子系統(tǒng)主要包括：通信與監(jiān)視系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、飛行管理與自動飛行控制系統(tǒng)以及機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)，如圖1所示。

（二）機(jī)載電子系統(tǒng)教學(xué)素材庫內(nèi)容設(shè)計(jì)

通過分析機(jī)載電子系統(tǒng)的組成、工作原理、操作邏輯等內(nèi)容，總結(jié)任何電子系統(tǒng)都是由輸入輸出接口、電源管理、核心計(jì)算機(jī)等部分組成，如圖2所示。

輸入接口實(shí)現(xiàn)模擬信號、數(shù)字信號、離散信號等輸入，包括來自導(dǎo)航系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)的無線電模擬信號、來自飛行控制系統(tǒng)控制機(jī)構(gòu)的離散信號、來自控制面板的數(shù)字信號等內(nèi)容。

輸出接口以燈光、音頻、數(shù)字顯示等方式將機(jī)載電子系統(tǒng)參數(shù)、狀態(tài)等內(nèi)容呈現(xiàn)至機(jī)組人員，包括控制面板的各種狀態(tài)燈、飛機(jī)各站位的聲音提示以及駕駛艙電子飛行儀表系統(tǒng)的顯示等內(nèi)容。

電源管理實(shí)現(xiàn)仿真電子組件電源供應(yīng)以及系統(tǒng)通電邏輯，實(shí)現(xiàn)各種電源供應(yīng)狀態(tài)的仿真。

計(jì)算機(jī)是機(jī)載電子系統(tǒng)的核心組件，在通電正常情況下，根據(jù)輸入接口的信號，生成輸出信號，其中包括正常信號處理、故障處理以及自測試邏輯。

三、基于虛擬仿真技術(shù)的教學(xué)素材庫設(shè)計(jì)

（一）虛擬仿真對象建模

虛擬維修仿真對象建模主要包括幾何建模和物理建模兩個(gè)部分。

1.幾何建模。首先通過3dmax、Creator、AC3D等三維視景建模軟件構(gòu)建機(jī)載系統(tǒng)各組件的外觀，在設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中按照機(jī)載系統(tǒng)實(shí)際尺寸進(jìn)行構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)三維的幾何模型，然后通過OpenSceneGraph系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)幾何模型渲染，該系統(tǒng)支持VRML2，AC3D，DXF等不同3D文件格式，使呈現(xiàn)出的模型與實(shí)際機(jī)載系統(tǒng)各組件外觀相近，達(dá)到真實(shí)感官效應(yīng)。

2.物理建模。物理建模準(zhǔn)確反映機(jī)載電子組件的物理運(yùn)行狀態(tài)和物理特征，仿真機(jī)載電子組件在不同外部環(huán)境和電源條件下的正常和異常操作。機(jī)載電子組件功能復(fù)雜多樣，依賴的物理原理也各不相同，需要根據(jù)實(shí)際研究對象建立相應(yīng)的組件仿真模型，利用數(shù)值方法來進(jìn)行模擬計(jì)算。通過分析機(jī)載電子組件，分別從組件輸入輸出接口、電源接口、故障處理邏輯接口、自測試邏輯接口、音頻警告接口和系統(tǒng)功能接口等幾部分進(jìn)行物理建模，實(shí)現(xiàn)真實(shí)飛機(jī)環(huán)境中機(jī)載電子系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的復(fù)現(xiàn)。

（二）三維虛擬場景生成

基于虛擬仿真的機(jī)載電子系統(tǒng)教學(xué)素材庫系統(tǒng)采用一臺計(jì)算機(jī)、一個(gè)顯示器、音箱等組成，通過計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)仿真駕駛艙的儀表系統(tǒng)顯示、各控制面板的模擬操作、電源跳開關(guān)的閉合狀態(tài)、頭頂面板操作與燈光顯示燈內(nèi)容。（1）計(jì)算機(jī)是系統(tǒng)控制中心，包含幾何模型、物理模型、系統(tǒng)工作邏輯等內(nèi)容的仿真以及信號源的模擬，計(jì)算機(jī)對模擬信號源以及來自于其他系統(tǒng)的模擬輸入進(jìn)行處理，生成輸出信號，分別與其他系統(tǒng)接口、顯示輸出、音頻輸出等相連；（2）顯示器實(shí)現(xiàn)駕駛艙各儀表板顯示以及控制面板、電源面板的操作，顯示器所呈現(xiàn)的儀表、控制面板等按照實(shí)際機(jī)載系統(tǒng)的位置進(jìn)行仿真，使學(xué)生能夠直觀了解駕駛艙儀表、系統(tǒng)操作等相關(guān)內(nèi)容。

四、結(jié)語

基于虛擬仿真技術(shù)的機(jī)載電子系統(tǒng)教學(xué)素材庫系統(tǒng)呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：

1.系統(tǒng)能夠直觀呈現(xiàn)機(jī)載電子系統(tǒng)的顯示、布局以及操作，課堂教學(xué)過程中能夠?yàn)閷W(xué)生展示實(shí)際機(jī)載系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，學(xué)習(xí)效果較好。

2.占用場地較小，解決了實(shí)習(xí)場地不足的問題。仿真系統(tǒng)采用一臺電腦與一個(gè)顯示器組成，比傳統(tǒng)的維護(hù)訓(xùn)練器的體積大大減小。

3.維修成本很低。由于采用了仿真技術(shù)，實(shí)際維護(hù)過程中僅需要解決軟件的bug以及部分硬件出現(xiàn)的問題，相對比維護(hù)訓(xùn)練器維修成本大大降低。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

關(guān)鍵詞：RFID；電子導(dǎo)游系統(tǒng)；旅游行業(yè)；溶洞

景觀有“桂林山水甲天下”之美譽(yù)的桂林，是世界上有名的旅游景點(diǎn)之一，在桂林山好水好風(fēng)景好。桂林有2個(gè)5A級、十幾個(gè)4A級和20多個(gè)3A級風(fēng)景區(qū)。桂林最出名的就數(shù)喀斯特地貌，喀斯特地貌里奇山怪石，數(shù)不勝數(shù)。桂林的溶洞有“洞奇”“石美”之名的各種巖洞，巖洞里有鐘乳石、石筍等地貌，這些景觀鬼斧神工，千奇百態(tài)，是大自然創(chuàng)造的景物，當(dāng)然還有不可缺少的地下河、天坑等特色景點(diǎn)。現(xiàn)在的景區(qū)都標(biāo)配有導(dǎo)游為游客進(jìn)行講解與景點(diǎn)相關(guān)的知識，以前出去旅游的人比較少，并且大家主要選擇的是報(bào)旅游團(tuán)出去，因此旅游業(yè)對導(dǎo)游的需求量不大。但是，隨著現(xiàn)在中國各個(gè)地區(qū)旅游景點(diǎn)的開發(fā)，國際交往的頻繁，世界各國來中國旅游的人數(shù)也增多，自由旅行的人數(shù)也增多，因此對導(dǎo)游的需求量增加，并且要求導(dǎo)游掌握多個(gè)國家的語言。供不應(yīng)求的導(dǎo)游需求量催生電子導(dǎo)游系統(tǒng)的產(chǎn)生，現(xiàn)在普遍的電子導(dǎo)游系統(tǒng)主要是用GPS來進(jìn)行定位，或者是用GSM基站來給游客定位，并且還可以為游客們講解景點(diǎn)的相關(guān)知識，因此在比較寬闊的地方是十分方便的，但是，由于桂林的溶洞在山洞里，對信號有一定的屏蔽作業(yè)，因此有些功能無法實(shí)現(xiàn)。面對這些問題，就采用了射頻識別（RadioFrequencyIdentification，RFID）技術(shù)來解決，RFID技術(shù)就適合在溶洞里進(jìn)行使用。

1RFID的電子導(dǎo)游系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本工作原理

在桂林的溶洞里觀景主要有以下特點(diǎn)：（1）溶洞區(qū)域范圍比較大；（2）大多在地下，因此無法接收GPS與GSM的信號；（3）在溶洞里的景觀是比較分散，而且溶洞里光線不好，有時(shí)是需要燈光的照射。但是使用RFID的讀卡器可以使它的工作范圍擴(kuò)大3~10m，它有很好的兼容性能，能防沖突機(jī)制，并且在整個(gè)范圍內(nèi)可以支持多個(gè)RFID的運(yùn)用。因?yàn)橛羞@些問題的出現(xiàn)，就需要RFID技術(shù)來解決，幫助游客和相應(yīng)景點(diǎn)進(jìn)行配對。RFID技術(shù)和鑲嵌技術(shù)，能夠幫助游客在溶洞里觀景時(shí)進(jìn)行定位，并且還可以對景點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的介紹，相配套的還有景點(diǎn)的圖片、語音和視頻展示，必要時(shí)還能控制燈光。電子導(dǎo)游系統(tǒng)主要由讀卡器和RFID導(dǎo)游組成，讀卡器又是由微控制器、超高頻的讀與寫板塊、射頻的功效、天線、燈光的開關(guān)等部分組成。RFID導(dǎo)游是由微控制器、LCD顯示器、觸摸屏、音頻輸出、電源接口等部分組成[1]。讀卡器的寫工作范圍只有3~5m，并且讀卡器的讀與寫部分直接連接到控制器上，控制器由讀卡器發(fā)來的信息進(jìn)行判斷，并進(jìn)行控制燈光的開啟和關(guān)閉。

2RFID的電子導(dǎo)游系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)

RFID導(dǎo)游是由微控制器、LCD顯示屏、觸摸屏、音頻輸出以及儲存、電源接口等電路組成的，它是以微控制器為核心，由韓國的三星公司生產(chǎn)的一款微控制器，是處于高端的設(shè)備裝置，它工作的主頻可以達(dá)到533MHz，這款微控制器的片內(nèi)是由兩種技術(shù)結(jié)合而成，這樣可以擴(kuò)大微控制器的儲存容量，并且還可以進(jìn)行一些連接互聯(lián)網(wǎng)等操作，本文中設(shè)計(jì)的RFID導(dǎo)游就是采用韓國三星公司設(shè)計(jì)的這款微控制器，用來儲存景區(qū)的景點(diǎn)解說音頻。RFID的定位標(biāo)簽又用的是雙界面卡的形式，雙界面卡一面是接觸接口，另一面是非接觸接口，兩個(gè)接口融合在一張卡上，這樣就能使接觸連接和射頻連接兩種方式進(jìn)行工作，射頻連接的方式是通過天線來與讀卡器進(jìn)行交互信息和通信。RFID導(dǎo)游中的LCD顯示屏是用TFT的彩色液晶顯示屏，可以進(jìn)行超音頻的數(shù)據(jù)解碼，從而對景點(diǎn)資料數(shù)據(jù)輸入和輸出[2]。讀卡器是由微控制器、超高頻的讀與寫板塊、射頻的功效、天線、燈光的開關(guān)等模塊組成的，它的微控制器選用的是一款低耗能、性能比較高的控制器，它有3個(gè)定時(shí)器，32位普通接口等性能。讀卡器的讀與寫板塊是使用的專用芯片，它工作的主要頻率達(dá)到了860~960MHz，奧地利的一家公司生產(chǎn)的芯片能夠?qū)⑸漕l信號的接收、單元轉(zhuǎn)換的協(xié)議等融為一體。電路中含有編碼器、電路調(diào)制器、電壓頻率合成器等等發(fā)射功效和含有電路解調(diào)器、電路混頻器以及電路濾波器等接收功效。單元轉(zhuǎn)換協(xié)議是把微控制器的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成能夠傳播的幀，而且還能把收到的傳送幀轉(zhuǎn)化成能夠被讀取的數(shù)據(jù)信息。電路中的芯片能夠進(jìn)行并行和串行連接，這樣極大地方便了以后進(jìn)行連接并信息傳遞。為了適用于桂林溶洞里長年潮濕、溫度較低等環(huán)境，RFID導(dǎo)游和讀卡器都必須裝在有防護(hù)裝置的地方，比如防護(hù)殼等設(shè)備，防護(hù)裝置不僅能夠進(jìn)行防潮保護(hù)，還能進(jìn)行防水、防塵等作用，這樣能保證RFID的電子導(dǎo)游系統(tǒng)在溶洞里的正常工作，不被其他的因素所影響。

3RFID的電子導(dǎo)游系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)電子導(dǎo)游系統(tǒng)就是為了減少對人工的需要，減輕導(dǎo)游的工作任務(wù)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)游在前面帶路，游客在景點(diǎn)里打開電子導(dǎo)游系統(tǒng)，導(dǎo)游可以為游客們進(jìn)行解說和引導(dǎo)觀看，還能使用燈光進(jìn)行照射[3]。讀卡器在開始工作時(shí)，馬上進(jìn)入查詢和發(fā)射的工作狀態(tài)，并且搜索在工作區(qū)域內(nèi)的RFID標(biāo)簽，一旦發(fā)現(xiàn)后，就會發(fā)射信號、控制景區(qū)的燈光等，一旦發(fā)現(xiàn)信號消失，燈光立即關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的功效。RFID導(dǎo)游開始工作時(shí)，一般情況下它是處于休眠的狀態(tài)中。有游客進(jìn)到景觀后，同樣能夠接收到讀卡器發(fā)出的消息，并立馬激活RFID的定位標(biāo)簽，并且為游客進(jìn)行路導(dǎo)。在游客結(jié)束觀景或者一段路后，還可以選擇進(jìn)行重新播放，并且可以自動進(jìn)行保存，在沒有使用這個(gè)系統(tǒng)的時(shí)候，就會進(jìn)入到低耗能階段，節(jié)約能源。

4RFID的電子導(dǎo)游系統(tǒng)的測試階段

RFID的電子系統(tǒng)對每個(gè)客戶的服務(wù)都是相對獨(dú)立的，每個(gè)游客和系統(tǒng)都有相對應(yīng)的ID，RFID導(dǎo)游和讀寫器之間能夠進(jìn)行獨(dú)自辨別，并且完成相對應(yīng)的操作指令。這個(gè)系統(tǒng)和地鐵收費(fèi)系統(tǒng)是一個(gè)原理，讀卡器的工作范圍是不重合的，而且一個(gè)工作范圍內(nèi)，讀卡器與不同導(dǎo)游ID都一一對應(yīng)，因此不會出現(xiàn)錯(cuò)誤或者混淆的現(xiàn)象[4]。這個(gè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之后，進(jìn)行了多次的試驗(yàn)，采用多個(gè)場景檢驗(yàn)，比如以每個(gè)實(shí)驗(yàn)室作為讀卡器的工作范圍，在實(shí)驗(yàn)室的門口處安裝好系統(tǒng)，有工作人員走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，讀卡器就立即發(fā)送信號，然后RFID導(dǎo)游就進(jìn)行解說和放映，當(dāng)工作人員離開實(shí)驗(yàn)室后，讀卡器立馬停止工作，燈光熄滅，進(jìn)入低耗能階段。顯示此次試驗(yàn)成功完成。因?yàn)槿芏蠢锏木坝^是比較分散和獨(dú)立的，這就造成讀卡器需要工作的范圍比較大，而且通道往往只有一條，并且這條通道還比較窄，又由于讀卡器的工作范圍是有限的，因此讀卡器安裝的位置是至關(guān)重要的。一般都是安裝在游客們必經(jīng)的通道入口處，而且，每隔幾米還會增加一個(gè)信號傳輸器，確切保證在通道內(nèi)沒有盲區(qū)，使RFID的電子導(dǎo)游系統(tǒng)達(dá)到最大程度的使用。

5結(jié)語

RFID的電子導(dǎo)游系統(tǒng)加入到旅游行業(yè)中，很大程度上促進(jìn)了旅游行業(yè)的發(fā)展和我國經(jīng)濟(jì)水平的提升。RFID的電子導(dǎo)游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是在對廣大游客們進(jìn)行需求調(diào)查分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，很多功能都是為了滿足游客所設(shè)計(jì)的[5]。在技術(shù)選擇和運(yùn)用上，將超高音頻的RFID技術(shù)和鑲嵌式的技術(shù)完美結(jié)合，針對溶洞景觀的特殊環(huán)境和特殊問題逐一改善，最終設(shè)計(jì)出一個(gè)符合在溶洞景觀中使用的RFID的電子導(dǎo)游系統(tǒng)。它能夠給游客們帶來一場視覺盛宴，游客們在觀景時(shí)，不僅可以看到實(shí)物，還能夠在RFID的電子導(dǎo)游系統(tǒng)的幫助下，了解景點(diǎn)的歷史淵源、現(xiàn)代的發(fā)展，以及它產(chǎn)生的人文條件等一系列知識，并且針對不同時(shí)間洞內(nèi)光線的程度來控制燈光，更好地幫助游客游玩。在類似于溶洞景觀這樣的旅游區(qū)，由于景區(qū)范圍比較大，各個(gè)景點(diǎn)之間又比較分散，有時(shí)游客自己走散，GPS無法進(jìn)行定位時(shí)，使用RFID的定位標(biāo)簽來幫助游客找到自己的位置，并且引導(dǎo)游客走出困擾區(qū)。

[參考文獻(xiàn)]

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篇6

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)及故障；信息子站系統(tǒng)

中圖分類號：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A目前，電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)故障信息子站系統(tǒng)雙機(jī)的切換要求越來越高，不僅要求保護(hù)故障信息子站系統(tǒng)在其中每臺出現(xiàn)問題故障時(shí)能做到雙機(jī)切換，而且需要在切換過程中保證數(shù)據(jù)的安全、完整、可靠性必須完全正確。電子系統(tǒng)調(diào)度自動化（SCADA/EMS）系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)在目前已經(jīng)非常完善，電力網(wǎng)絡(luò)一次系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控、管理、分析的自動化水平也已經(jīng)得到了卓越的發(fā)展和進(jìn)步。

根據(jù)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的本身特點(diǎn)，且電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)應(yīng)該具備層次化的結(jié)構(gòu)特性，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該包括有：監(jiān)控管理中心主站系統(tǒng)；置于變電站內(nèi)的子站系統(tǒng)；保護(hù)、錄波器等二次裝置。顧及到大量保護(hù)及錄波器等二次裝配的復(fù)雜及多樣性，在變電站內(nèi)設(shè)置了繼電保護(hù)與故障信息子站系統(tǒng)（又稱為PRFIS子站系統(tǒng)）將是PRFIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成功的關(guān)鍵。并且根據(jù)IEC 61850 等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、采用OMG分布式系統(tǒng)和CORBA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高性能的PRFIS子站系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

作為構(gòu)成繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)的變電站層子站系統(tǒng)的PRFIS子站系統(tǒng)，它主要設(shè)計(jì)的目標(biāo)可以概括為：

1、數(shù)據(jù)匯集與轉(zhuǎn)發(fā)；實(shí)現(xiàn)主站與二次設(shè)備之間的有效數(shù)據(jù)通信是在二次設(shè)備與PRFIS子站系統(tǒng)互聯(lián)的“通信網(wǎng)關(guān)”下在節(jié)省通信資源及減小通信的前提下進(jìn)行的。

2、數(shù)據(jù)的緩沖：內(nèi)部配有小型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)故障數(shù)據(jù)的緩沖處理，從而增強(qiáng)整個(gè)PRFIS系統(tǒng)的安全可靠性。

3、數(shù)據(jù)預(yù)備處理：信息的預(yù)處理部分可以實(shí)現(xiàn)，比如信息過濾等等。既可以減輕主系統(tǒng)的壓力，又可以提高處理數(shù)據(jù)的效率。

4、多樣性設(shè)備的阻擋，整個(gè)PRFIS系統(tǒng)的可維護(hù)和可擴(kuò)張性的提高：PRFIS子系統(tǒng)可以連接“即插即用”式的不同廠家及型號的二次設(shè)備的通訊規(guī)約庫，可以對主站阻擋連接多樣性的二次設(shè)備，確而保證整個(gè)PRFIS系統(tǒng)的可維護(hù)性、可擴(kuò)張性和開放性。

5、遠(yuǎn)程維護(hù)：在授權(quán)充分的條件下遠(yuǎn)程維護(hù)就如身臨在現(xiàn)場，特別對于沒有值班人員時(shí)，對系統(tǒng)的維護(hù)及管理帶來了極大的方便。

6、對時(shí)：二次裝置的時(shí)鐘源需要具備硬對時(shí)與軟對時(shí)的功能。

7、具有自檢能力的子站系統(tǒng)，能夠產(chǎn)生自檢報(bào)告，向主站系統(tǒng)上報(bào)。

8、強(qiáng)大的就地功能。用戶可以使用便攜式計(jì)算機(jī)、子站后臺及站內(nèi)監(jiān)控后臺等方式使用維護(hù)接口及維護(hù)軟件的對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。子站系統(tǒng)可以安裝任何工具軟件以實(shí)現(xiàn)對子站系統(tǒng)的管理。

二、硬件平臺

采用目前最先進(jìn)的嵌入式硬件系統(tǒng)的思想設(shè)計(jì)的PRFIS子站系統(tǒng)主機(jī)硬件系統(tǒng)，全部的硬件系統(tǒng)不僅小巧，并且可靠及耐用。模塊化和分層分布式是嵌入式子站管理機(jī)采用的結(jié)構(gòu)，裝置是由多個(gè)智能模塊組成，模塊類型主要有主管模塊、交換機(jī)模塊和裝置接入模塊、I/O模塊、電源模塊、GPS對時(shí)模塊、等。各個(gè)智能模塊之間通過高速背板總線交換著數(shù)據(jù)，不僅僅每個(gè)智能模塊間可以自由的正常工作，其它模塊之間也可以充分的相互配合。PRFIS子站系統(tǒng)的特點(diǎn)主要有：

1、主機(jī)裝置化，只有2U高度的整個(gè)系統(tǒng)，有典型的裝置化特點(diǎn)。尺寸的要求符合機(jī)柜的要求，可直接安裝在機(jī)柜上。2、功耗低。全部裝置消耗不超過15W，無需任何散熱設(shè)施。3、可以連接鍵盤、顯示器。根據(jù)要求使用標(biāo)準(zhǔn)的顯示器和PS2鍵盤。4）支持220V交直流電。5）多種通訊方式可兼容?？稍谕ㄟ^不同連接方式，通過一個(gè)端口實(shí)現(xiàn)多種通訊方式的兼容，無需任何跳線。6）光電隔離設(shè)計(jì)。運(yùn)用在所以的通信端口，保證PRFIS子站系統(tǒng)主機(jī)運(yùn)行時(shí)不會受到外界干擾，同時(shí)芯片也采用了防靜電設(shè)計(jì)，可抵抗高達(dá)1500V的靜電。7）RJ45接口，既方便又可靠。此接口專業(yè)用在高速以太網(wǎng)連接的接口。8）可擴(kuò)充性?？梢酝ㄟ^裝置本身本身自帶的USB接口和網(wǎng)口，可連接各種標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展設(shè)置。

三、軟件系統(tǒng)設(shè)置。

軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)平臺、端口處理線程與“即插即用”、主處理進(jìn)程、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、基于IEC61850的CORBA服務(wù)器、PRFIS子站系統(tǒng)應(yīng)用工具軟件體現(xiàn)。

1、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PRFIS子站系統(tǒng)關(guān)鍵的軟件結(jié)構(gòu)包括：端口處理線程、主處理進(jìn)程、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、事件處理程序、基于IEC61850的CORBA服務(wù)器

2、操作系統(tǒng)平臺

PRFIS子站主機(jī)系統(tǒng)采用的是嵌入式操作系統(tǒng)。此系統(tǒng)比現(xiàn)代系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、高效、安全并且易維護(hù)，供給了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，便于遠(yuǎn)程管理。

采用此系統(tǒng)的內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，為故障信息的處理、管理與使用提供了有力保障。

3、端口處理線程與“即插即用”

本線程由主處理進(jìn)程系統(tǒng)啟動時(shí)，據(jù)存貯在數(shù)據(jù)庫中的信息自動啟動，一個(gè)通信端口相對應(yīng)端口處理線程，負(fù)責(zé)處理相應(yīng)端口上所以智能二次設(shè)備的通信程序，端口處理線程會根據(jù)配置好的信息確定相應(yīng)的通信規(guī)則，并配置相應(yīng)的規(guī)約處理程序。對應(yīng)的端口處理線程會處理和全部保護(hù)及錄波器等的二次裝置的通信任務(wù)，支持二次裝置的即插即用是其規(guī)約處理程序的可配置性致使PRFIS子站在軟件體系結(jié)構(gòu)。

4、主處理進(jìn)程

PRFIS子站軟件系統(tǒng)復(fù)位啟動時(shí)的入口程序之一有主處理進(jìn)程，它的功能主義包括了：根據(jù)系統(tǒng)配置信息自動啟動和管理端口處理線程，分別實(shí)現(xiàn)了各端口處理線程、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、CORBA服務(wù)器、事件處理器之間的異步通信，并且也可作為核心調(diào)度程序?qū)崿F(xiàn)信息中轉(zhuǎn)。

5、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理端口處理線程收集并且處理的數(shù)據(jù)，再由數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一提供訪問與安全管理機(jī)制，方便故障信息的處理和共享。也可經(jīng)過數(shù)據(jù)庫集中的管理產(chǎn)品系統(tǒng)參數(shù)配置，可提高產(chǎn)品的運(yùn)行于維護(hù)的方便。穩(wěn)定、可靠及高效。

6、事件處理程序

若電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，PRFIS子站系統(tǒng)一方會自主的搜集關(guān)于設(shè)備的故障信息，另一方面會將搜集到的信息傳遞到主站系統(tǒng)，形成非常完整事件的處理流程，事件的處理程序是在IEC61580標(biāo)準(zhǔn)中面向?qū)ο蟮耐ㄓ米冸娬臼录畔⒔Y(jié)構(gòu)定義和通用變電站事件模型設(shè)計(jì)的。

子站系統(tǒng)所連接二次裝置中所產(chǎn)生事件的記錄信息是由事件處理程序負(fù)責(zé)，并轉(zhuǎn)換成為GOOSE定義的事件信息結(jié)構(gòu)，再采用標(biāo)準(zhǔn)的事件通知服務(wù)技術(shù)，然后服務(wù)接口調(diào)用運(yùn)行于PRFIS主站系統(tǒng)的時(shí)間通知服務(wù)器的接口任務(wù)，將事件推向主站系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)二次裝置產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息主動送上。

四、基于IEC61850的CORBA服務(wù)器

1、關(guān)于IEC61859

IEC61850作為變電站通信和系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它的核心內(nèi)容規(guī)范要建立在信息模型上的抽象通信接口服務(wù)的變電系統(tǒng)的信息模型。但是其實(shí)質(zhì)的目的是實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)與其他自動化系統(tǒng)開放地互聯(lián)及互相操作與變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)部智能設(shè)備之間開放的信息互操作。IEC61850所規(guī)定變電站系統(tǒng)的信息模型和抽象通信接口服務(wù)，并且全部采取面向?qū)ο蟮乃枷霕?gòu)思，因此需要經(jīng)過映射處理。

2、OMG分布式系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)與CORBA技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)化硬件環(huán)境是PRFIS子站的軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)，但是應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下也是需要分散的。因而組成全部軟件系統(tǒng)的各個(gè)組成部分分別運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同計(jì)算機(jī)平臺上的，并且能夠協(xié)調(diào)運(yùn)行。分布式系統(tǒng)可以使用網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算器資源得到充分有效的運(yùn)用，但其就像本系統(tǒng)開發(fā)的背景一樣，通常具有不同的硬件平臺及操作系統(tǒng)，因此在這些分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，采取傳統(tǒng)軟件思想開發(fā)分布式系統(tǒng)非常困難且易于出錯(cuò)，并且會不可避免的重復(fù)工作。

CORBA是種國際標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，只有根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，所有廠家采用任何語言開發(fā)的都能實(shí)現(xiàn)交互操作（運(yùn)用對象組件）。

3、 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是由IEC61850模型映射到CORBA服務(wù)器要以CORBA技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，需要做到以下工作：1）面向?qū)ο蟮男畔⒛Ｐ褪菍?biāo)準(zhǔn)規(guī)定的信息模型映射成的。2）將ACSI映射成CORBA服務(wù)器接口考慮到現(xiàn)場二次裝置的復(fù)雜性和多樣性，PRFIS子站的CORBA服務(wù)器同時(shí)實(shí)現(xiàn)了ACSI以外的多接口，以支持過渡性的系統(tǒng)構(gòu)造方案。

五、系統(tǒng)的應(yīng)用

該系統(tǒng)已經(jīng)成功運(yùn)用某變電站，站內(nèi)保護(hù)的設(shè)備及故障錄波器設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)接入到了該系統(tǒng)。在本身有的的網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，將保護(hù)設(shè)備與故障錄波器設(shè)備統(tǒng)一接連至PRFIS子站系統(tǒng)，通過光纖網(wǎng)絡(luò)送到局端，可實(shí)現(xiàn)局端對站設(shè)備的管理維護(hù)，運(yùn)行表明了系統(tǒng)具有以下功能特點(diǎn)：

1）在電力系統(tǒng)運(yùn)行及故障的情況下全部都能夠按真實(shí)情況反映、記錄數(shù)據(jù)并且告警系統(tǒng)的相關(guān)信息，包含了電網(wǎng)運(yùn)行的參考數(shù)據(jù)、設(shè)備通訊的狀況、保護(hù)壓板投切、開關(guān)動作、定值區(qū)切換、故障錄波、保護(hù)動作等。

2）系統(tǒng)供給了簡單并且直接的查詢方法，可以對保護(hù)設(shè)備、故障錄波設(shè)備進(jìn)行管理，同時(shí)提供對電力系統(tǒng)運(yùn)行信息的快速有效的查詢。

3）根據(jù)需定義各個(gè)層次的用戶操作權(quán)限，權(quán)限定義可與設(shè)備相關(guān)聯(lián)，用戶登錄、注銷及操作在系統(tǒng)中都有記錄，可預(yù)備查詢。

小結(jié)

系統(tǒng)根據(jù)IEC61850等其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，并且采用CORBA技術(shù)映射其抽象通信服務(wù)接口。系統(tǒng)采取層次化的體系結(jié)構(gòu)，可以與任何廠家、型號的保護(hù)等二次設(shè)備的"即插即用"。系統(tǒng)采用了嵌入式軟、硬件平臺技術(shù)，安全、可靠、耐用、支持通用、標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件產(chǎn)品配套，系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)先進(jìn)、功能完善實(shí)用、具有良好的可維護(hù)性、擴(kuò)充性及開放性。

隨著電網(wǎng)迅速的發(fā)展，保護(hù)死區(qū)問題造成的危害愈來愈大，所以，希望引起電網(wǎng)管理部門的重視，及時(shí)采取防范的措施。

參考文獻(xiàn)

[1]陳玉，劉成林.繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)雙機(jī)互備的方案和應(yīng)用[D].電力系統(tǒng)通信，2011（230）.

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關(guān)鍵詞: 電力系統(tǒng)自動化；電磁兼容技術(shù)；分析探討

Abstract: with the rapid development and wide application of power system automation equipment, problems become more and more prominent EMC of power system automation equipment. Especially the application of computer system of relay protection in electric power system, communication, control and measurement in the field (including the MCU system), the electromagnetic compatibility problem more prominent. The electromagnetic compatibility problems in the application of technology in the electric power automation system is discussed, for your reference.

Keywords: automation of electric power systems; electromagnetic compatibility; analysis and discussion

中圖分類號：TM76文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2013）

一．電力系統(tǒng)自動化設(shè)備電磁兼容問題

由于電力系統(tǒng)本身是眾多一次系統(tǒng)設(shè)備和二次系統(tǒng)設(shè)備的集合體,因此電力系統(tǒng)自動化設(shè)備作為二次系統(tǒng)設(shè)備的一部分,其電磁干擾的來源十分復(fù)雜。外來電磁輻射、一次系統(tǒng)設(shè)備、二次系統(tǒng)設(shè)備、二次系統(tǒng)設(shè)備之間、自動化設(shè)備內(nèi)部元件之間、各傳送通道間的電磁干擾均對自動化設(shè)備產(chǎn)生干擾與破壞。

(1)電力系統(tǒng)自動化設(shè)備均包含有以微機(jī)系統(tǒng)為核心的大規(guī)模數(shù)字電路和模擬電路,其中應(yīng)用最多的是二極管、集成電路塊、A/ D 轉(zhuǎn)換電路等,它們既是干擾源, 又是對干擾敏感的器件, 尤其以CMOS、D/ A 最為敏感。

(2)干擾信號在微機(jī)系統(tǒng)表現(xiàn)的形態(tài)有差模與共模兩種形態(tài)。電磁干擾侵入微機(jī)系統(tǒng)的主要途徑有電源系統(tǒng)、傳導(dǎo)通路、對空間電磁波的感應(yīng)3 方面(包括內(nèi)部空間的靜電場、電磁場的感應(yīng)) 。其中靜電場、電磁場的感應(yīng)在微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部普遍存在,靜電是CMOS 電路的大敵。由于微機(jī)系統(tǒng)工作于低電壓大電流方式,電源線、輸入輸出線構(gòu)成高速大電流回路,故有較強(qiáng)的電磁感應(yīng)。

(3)微機(jī)系統(tǒng)之間的內(nèi)部傳輸線有延時(shí)、波形畸變、受外界干擾等3 方面問題。

(4)脈沖干擾是研究的重點(diǎn),因?yàn)槲C(jī)系統(tǒng)是以識別二進(jìn)制碼為前題的,其組成以數(shù)字電路為主,數(shù)字電路傳送的是脈沖信號,同時(shí)也易對脈沖干擾敏感。以開關(guān)模式工作的開關(guān)及開關(guān)電源變化頻率高達(dá)幾十萬Hz ,容易在內(nèi)外產(chǎn)生脈沖干擾。

(5)對電源影響比較敏感。電源對電子系統(tǒng)的影響有電源波動影響和系統(tǒng)作用影響兩個(gè)方面。所謂電源波動影響是指由于電源波動引起的信號紊亂和系統(tǒng)失調(diào)。系統(tǒng)作用影響是指因電源是系統(tǒng)所有信號的交叉點(diǎn)而引起的系統(tǒng)各信號之間的相互影響。系統(tǒng)作用的大小與電源功率裕度、濾波能力及電源連線方式、分布形狀有關(guān)。

二．電磁兼容技術(shù)的設(shè)計(jì)方法

影響微機(jī)系統(tǒng)電磁兼容性的因素見下式:

N (ω) = G(ω) C(ω) / I (ω)

式中: N (ω) ———干擾對系統(tǒng)(或設(shè)備) 的影響;

G(ω) ———干擾的強(qiáng)弱;

C(ω) ———干擾傳輸?shù)鸟詈虾瘮?shù);

I (ω) ———受干擾系統(tǒng)(或設(shè)備) 的抗干擾能力,即敏感度閥值。

顯然,影響系統(tǒng)(或設(shè)備) 受干擾嚴(yán)重程度的因素有3 個(gè)方面,他們都是頻率的函數(shù)。該數(shù)學(xué)模型提示了提高抗干擾能力的原理是: ①切斷干擾源, 即減小G(ω) ; ②減小耦合, 即減小C(ω) ; ③提高受干擾系統(tǒng)(或設(shè)備) 的敏感度閥值,即加大I (ω) 。在實(shí)際情況中,往往是3 個(gè)因素綜合考慮,并按①②③的順序去采取措施,以獲得最佳的效果。

電磁兼容技術(shù)的設(shè)計(jì)要從電磁兼容的3 個(gè)基本要素著手,從原理的可行性、元器件的選擇、加工生產(chǎn)工藝、安裝運(yùn)行環(huán)境等幾個(gè)方面來考慮。把握不同類型電磁干擾的本質(zhì),對不同的干擾頻率、頻譜采用相應(yīng)的濾波、隔離、接地、屏蔽等措施。

2. 1濾波

濾波是利用濾波器來抑制電磁干擾,濾波器是由集中參數(shù)的電阻、電容和電感,或者是分布參數(shù)的電阻、電容、電感構(gòu)成的一種網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)只允許有用信號的頻率分量通過,阻止其他干擾頻率通過,使電磁干擾減少到滿意的工作電平上。濾波器是防止傳導(dǎo)電磁干擾的主要措施,如電源濾波器解決傳導(dǎo)干擾的問題;濾波器同時(shí)也是解決輻射干擾的重要武器,如抑制無線電干擾,在發(fā)射機(jī)的輸出端和接收機(jī)的輸入端安裝相應(yīng)的電磁干擾濾波器,濾掉干擾信號,以達(dá)到電磁兼容的目的。濾波器工作方式有兩種:一種是不讓無用信號通過,并把它們反射回信號源;另一種是把無用信號在濾波器里消耗掉。在采用濾波方法來抑制傳導(dǎo)干擾時(shí),首先要了解干擾源的頻譜、干擾源在頻帶中的分布情況,干擾波幅值等。可以通過干擾儀器來檢測,獲得干擾源的頻帶分布和幅值,有針對性地選擇濾波器的種類或者設(shè)計(jì)濾波器電路。

2. 2隔離

隔離是干擾線路(饋線) 周圍存在干擾電磁場,當(dāng)其他線路(導(dǎo)線) 在其附近時(shí),由于電磁耦合而形成干擾。防止這種干擾最簡單而有效的方法是將干擾線路與其它線路隔離開來,以切斷或削弱它們之間的電磁耦合。隔離的原則和方法是:

(1)干擾線路和其他線路盡可能不要平行排列,如必須平行,導(dǎo)線間距L 與導(dǎo)線直徑D 之比應(yīng)不小于40 ( L / D ≥40) , 在可能情況下導(dǎo)線間距應(yīng)盡量大些,并且平行部分的長度越小越好;

(2)敏感線路與一般線路如平行排列,其間距應(yīng)大于50 mm ;

(3)電源饋線與信號線應(yīng)予隔離,當(dāng)他們平行排列時(shí),其間距應(yīng)大于50 mm ;

(4)高頻導(dǎo)線是對其他線路干擾最大的線路,一般都要屏蔽;

(5)有些脈沖線路的脈沖功率較大,對其他線路構(gòu)成嚴(yán)重干擾,應(yīng)按干擾線路對待。至于電平較低,功率很低的數(shù)字電路可按一般線路處理,原則上按敏感電路對待,也可根據(jù)具體情況處理。

2. 3接地

接地是指在系統(tǒng)的某個(gè)選定點(diǎn)與某個(gè)接地面之間建立導(dǎo)電的低電阻的通路,把系統(tǒng)中電子元件的零電位互相連接起來,再把它們同時(shí)與某個(gè)等價(jià)于“地”的參考點(diǎn)連起來。具體方法可以將理想的接地體作為一個(gè)零電位、零電阻的物理實(shí)體,作為與各有關(guān)電路中信號電平的參考點(diǎn),任何不需要的電流通過它都不產(chǎn)生電壓降,這種理想的接地體實(shí)際上是近似的,在設(shè)備上接地是為了使設(shè)備本身所流過的干擾電流經(jīng)過接地線流入大地,減少干擾源所傳播和的能量。接地的主要目的是防止電磁干擾,消除公共電路阻抗的耦合,也是為了保障人身和設(shè)備的安全。基本接地技術(shù)有浮地、單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地4 種。

(1)浮地常用于電路或設(shè)備工作狀態(tài)不能與公共地或大地相連接,它的原理近似于起到隔離變壓器的作用;

2)單點(diǎn)接地是所有需要接地的引線全部接到一個(gè)點(diǎn),再由這個(gè)點(diǎn)直接與地相連接。一般用于抑制頻率在1 MHz 以下的干擾信號;

(3)多點(diǎn)接地是指系統(tǒng)或設(shè)備中所需接地的引線直接接到離它們最近的地上。一般用于抑制頻率在10 MHz 以上的干擾信號;

(4)混合接地是在復(fù)雜情況下,設(shè)備或單元電路的接地難以通過一個(gè)簡單的接地形式來解決而采取的混合形式,用于干擾信號頻率在1～10 MHz 的情況。

利用接地的方式可以減少或衰減干擾源的能量,但應(yīng)注意以下幾點(diǎn): ①接地線盡量短; ②接地線阻抗要盡可能小; ③應(yīng)采用金屬材料相同的導(dǎo)線作為接地線; ④接地線的接地點(diǎn)應(yīng)有良好的導(dǎo)電性能; ⑤接地線的連接點(diǎn)要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。

2. 4屏蔽

屏蔽就是用導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻暮?、殼、屏、板等將電磁能限制在一定空間范圍內(nèi),使場的能量從屏蔽體的一面?zhèn)鞯搅硪幻鏁r(shí),受到很大衰減而防止電磁干擾的措施。有電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽3 種方法。

電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的電磁兼容技術(shù)也是基于上面的理論,對不同功能、不同安裝地點(diǎn)、不同結(jié)構(gòu)的設(shè)備應(yīng)分別有側(cè)重點(diǎn)的采取不同的電磁兼容技術(shù)措施。

三．電磁兼容技術(shù)在電力系統(tǒng)自動化設(shè)備中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)自動化設(shè)備是由微機(jī)系統(tǒng)(或單片機(jī)系統(tǒng)) ,D/ A 轉(zhuǎn)換電路、A/ D 轉(zhuǎn)換電路、電源回路、驅(qū)動電路、電路、通訊電路等構(gòu)成的一個(gè)系統(tǒng)或者一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。在研究電力系統(tǒng)自動化設(shè)備電磁兼容問題的同時(shí),也要對其各個(gè)構(gòu)成電路或系統(tǒng)的電磁兼容性加以重點(diǎn)研究。目前,我國電力系統(tǒng)自動化設(shè)備電磁兼容技術(shù)主要有以下幾種:

(1)頻率設(shè)計(jì)技術(shù)。頻率設(shè)計(jì)技術(shù)要解決的是頻率兼容的問題,也是微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的比較復(fù)雜的技術(shù)之一。微機(jī)系統(tǒng)要能使用統(tǒng)一頻率元,保證頻率特性的要求。頻率設(shè)計(jì)包括電平(幅度邊沿和頻率) 核實(shí)、最高工作頻率設(shè)計(jì)以及降頻和諧波分離(低頻信號的頻率不與高頻信號成整倍數(shù),特別是A/ D 轉(zhuǎn)換的速率) 技術(shù);

(2)接地技術(shù)。接地技術(shù)包括兩個(gè)方面,一方面是電源內(nèi)阻分析技術(shù),另一方面是接地點(diǎn)和地線設(shè)計(jì)技術(shù)。電源內(nèi)阻的分析實(shí)際上就是對電源最大瞬時(shí)功率的分析。接地點(diǎn)和地線分析設(shè)計(jì)的原則是做到頻率隔離、功率隔離。頻率隔離是指高低頻系統(tǒng)分開, 功率隔離是指弱功率和大功率分開;

(3)電源技術(shù)。電源技術(shù)一方面包括了電源特性的設(shè)計(jì),例如電源要保證有適當(dāng)?shù)娜菪噪娏魑漳芰鸵欢ǖ墓β试６?另一方面還包括系統(tǒng)電源性質(zhì)的選擇,如使用電池還是使用整流電源,所有電源的種類,電源之間是否需要交換,集中供電還是分布式供電等;

(4)布線技術(shù)。要降低各管腳和連線之間的相互影響,必須對分布參數(shù)加以限制。分布參數(shù)主要由系統(tǒng)的布線所決定,因此,布線是系統(tǒng)或設(shè)備電磁兼容技術(shù)的關(guān)鍵,也是系統(tǒng)或設(shè)備電磁兼容技術(shù)設(shè)計(jì)的基本體現(xiàn)。布線技術(shù)包括環(huán)繞布線、線徑選擇、分層處理等;

(5)降頻控制技術(shù)。對輸出的高頻信號,在保證系統(tǒng)正常工作的情況下盡量降低頻率,對某些輸出信號采取平滑措施(例如L ED 驅(qū)動電路中加入適當(dāng)?shù)碾娮韬碗娙? 。對功率較大的輸出信號(包括低頻階躍信號, 如PWM 輸出等) 尤其要考慮降頻處理;

(6)多層板去耦技術(shù)。隨著微機(jī)系統(tǒng)的頻率越來越高以及電路的幾何尺寸不斷縮小,多層板電路已成為印制電路板的主要模式。多層板的一個(gè)重要功能就是可以大大地降低系統(tǒng)各連線之間的分布參數(shù)影響;

(7)表面貼片技術(shù)。表面貼片是一種使集成電路與印制電路板形成一體的電路制作技術(shù)。集成電路出廠時(shí)不加封裝,而是直接出廠裸芯片。電路制作時(shí)利用焊接技術(shù)把裸芯片粘貼到印制電路板表面,這種電路不僅體積小,而且電磁兼容的性能大為提高;

(8)軟件技術(shù)方法。當(dāng)外界干擾竄入并破壞了程序的正常運(yùn)行時(shí),就會產(chǎn)生程序“跑飛”,程序走,中斷不響應(yīng)和芯片內(nèi)信息發(fā)生變化,從而產(chǎn)生誤動作等。通?？梢酝ㄟ^如下幾種方法實(shí)現(xiàn)軟件抗干擾: ①加入空指令,目的是使微機(jī)的指令地址納入正規(guī),以便執(zhí)行下面的指令; ②收留井法,即在空指令后再增加處理“跑飛”的程序; ③定時(shí)監(jiān)視主程序; ④由主程序監(jiān)視中斷運(yùn)行情況; ⑤采取容錯(cuò)技術(shù),用時(shí)間冗余或信息冗余方法進(jìn)行抗干擾和提高可靠性。

由于電力系統(tǒng)自動化設(shè)備運(yùn)行的電磁環(huán)境十分惡劣,因此,必須對其安裝運(yùn)行環(huán)境采取相應(yīng)的抗干擾措施。目前,工程上采取的方法如下: ①良好導(dǎo)磁材料機(jī)箱的選用及合理設(shè)計(jì)(機(jī)箱的尺寸大小,接插件的合理布置,接線端子的引出方式等) ; ②設(shè)備安裝環(huán)境應(yīng)采取的措施(主控室應(yīng)采取屏蔽、接地等措施) ; ③設(shè)備運(yùn)行和管理人員必要的電磁兼容知識的培訓(xùn); ④其他措施。

四．電磁兼容的試驗(yàn)方法

檢驗(yàn)電磁兼容措施實(shí)施的效果要通過一些必要的試驗(yàn),常用的電磁兼容試驗(yàn)有:諧波試驗(yàn)、間諧波試驗(yàn)、信號系統(tǒng)干擾試驗(yàn)、阻尼振蕩試驗(yàn)、快速瞬變試驗(yàn)、靜電放電試驗(yàn)等。

五．電力系統(tǒng)自動化設(shè)備電磁兼容問題的新動向

微機(jī)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的核心部分。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,電力系統(tǒng)自動化設(shè)備必將向著高速度、高靈敏度、小型化、多功能、大系統(tǒng)的方向發(fā)展,這就使電力系統(tǒng)自動化設(shè)備電磁兼容問題有了一定的新內(nèi)容。例如,高速度帶來寬帶噪聲,高靈敏度使原可略去的弱小干擾信號不可忽略,小型化增加了內(nèi)部的耦合干擾,大系統(tǒng)使干擾源增多,干擾問題更為惡化。預(yù)計(jì)今后的電磁兼容性將涉及如下問題:

(1)集成電路元件的封裝材料含有微量的天然放射性同位素釷和鈾,它們的原子裂變將產(chǎn)生α射線,使存儲器誤動作。因此,要從元器件的制造技術(shù)和系統(tǒng)的制造兩個(gè)方面考慮電磁兼容的設(shè)計(jì)問題;

(2)數(shù)字邏輯電路與軟件技術(shù)的微妙結(jié)合,正成為抑制干擾的有力武器。軟件的應(yīng)用將占越來越大的比重。例如,利用錯(cuò)誤糾正碼的軟件手段檢查并糾正錯(cuò)誤,是去掉進(jìn)入系統(tǒng)后的干擾的危害或切斷干擾的有力手段;

(3)在抗靜電干擾措施中,用“分布式的靜電保護(hù)涂覆”彌補(bǔ)靜電保護(hù)的不足。在CMOS ,A/ D等芯片板及印制電路板的接頭上作靜電涂覆,取得了很好的效果;

(4)隨著干擾情況的復(fù)雜化,統(tǒng)計(jì)處理的方法將得以充分利用;

(5)采用光纖電路抗電磁脈沖干擾被認(rèn)為是最理想的途徑。目前,光纖通訊已進(jìn)入電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的實(shí)用階段,隨著纖維光學(xué)和光計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的電磁兼容技術(shù)必將提高到一個(gè)新的階段。

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關(guān)鍵詞：電子認(rèn)證；數(shù)字證書；身份認(rèn)證系統(tǒng)；數(shù)字簽名

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.143

互聯(lián)網(wǎng)是融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的優(yōu)秀成果，已經(jīng)成為了我們?nèi)粘Ｉ畈豢扇鄙俚囊徊糠?，具有交互方便、信息容量大、?yīng)用成本低的特點(diǎn)，是多元化納稅服務(wù)最主要的方式。構(gòu)建基于互聯(lián)網(wǎng)的納稅服務(wù)平臺，可以使納稅企業(yè)涉稅業(yè)務(wù)辦理不再受時(shí)間和場地的限制，足不出戶即可完成涉稅業(yè)務(wù)；而且納稅客戶端可以對加蓋印章的電子繳款憑證查看、下載、驗(yàn)證和打印，遠(yuǎn)程報(bào)稅不僅簡化業(yè)務(wù)處理流程，而且更加方便快捷，節(jié)約時(shí)間、節(jié)約資金成本、提高效率、省時(shí)、省力、更省心。

建設(shè)省地稅納稅服務(wù)平臺的電子認(rèn)證服務(wù)保障項(xiàng)目，必須為地稅納稅服務(wù)平臺的電子認(rèn)證集成和改造提供全方位服務(wù)支持，為地稅納稅服務(wù)平臺應(yīng)用提供統(tǒng)一的電子認(rèn)證服務(wù)，并針對網(wǎng)上報(bào)稅的需求，對企業(yè)報(bào)稅的關(guān)鍵操作和關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行簽名服務(wù)，滿足地稅納稅服務(wù)平臺電子報(bào)稅的信任系統(tǒng)體系建設(shè)需要。

綜上所述，報(bào)稅企業(yè)基于因特網(wǎng)通過納稅服務(wù)平臺進(jìn)行涉稅業(yè)務(wù)辦理，電子認(rèn)證建設(shè)目標(biāo)如下：

（1）足不出戶就可以安全、高效、快捷的完成涉稅業(yè)務(wù)辦理工作。

（2）報(bào)稅系統(tǒng)能夠迅速對報(bào)稅企業(yè)身份進(jìn)行合法性驗(yàn)證并返回驗(yàn)證結(jié)果。

（3）報(bào)稅企業(yè)登錄報(bào)稅系統(tǒng)申報(bào)的數(shù)據(jù)及其過程的保密性和完整性。

（4）報(bào)稅企業(yè)對其地稅納稅服務(wù)平臺所進(jìn)行的一系列操作行為不可抵賴。

（5）報(bào)稅企業(yè)對電子繳款憑證進(jìn)行正常獲取的合法性和有效性。

地方稅務(wù)局電子認(rèn)證系統(tǒng)是以PKI/PMI技術(shù)為基礎(chǔ)，利用數(shù)字證書認(rèn)證中心的PKI/PMI系統(tǒng)為用戶簽發(fā)數(shù)字證書。身份認(rèn)證網(wǎng)關(guān)與數(shù)字證書結(jié)合，保障登錄納稅服務(wù)平臺用戶身份的真實(shí)可靠性；數(shù)字簽名服務(wù)器與數(shù)字證書結(jié)合，對用戶提交的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)提交內(nèi)容的完整性、可靠性和行為的不可抵賴性。電子簽章系統(tǒng)生成電子印章，與數(shù)字證書結(jié)合，為用戶提供文檔保護(hù)、電子簽章以及驗(yàn)章等服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)蓋章內(nèi)容保密性和完整性、蓋章行為不可否認(rèn)以及蓋章合法性要求。

1 系統(tǒng)框架

納稅服務(wù)平臺應(yīng)用電子認(rèn)證建設(shè)整體方案框架以國家相關(guān)政策法規(guī)及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，以PKI技術(shù)為基礎(chǔ)，以數(shù)字證書為手段，通過應(yīng)用安全支撐平臺與納稅服務(wù)平臺的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行深度結(jié)合，為用戶提供身份認(rèn)證、數(shù)字簽名和電子簽章服務(wù)。

通過對納稅服務(wù)平臺電子認(rèn)證需求的深入調(diào)研和分析，我們認(rèn)為，本次項(xiàng)目中身份認(rèn)證和電子簽名的邏輯框架設(shè)計(jì)從總體上分為身份認(rèn)證體系和應(yīng)用安全支撐體系兩個(gè)層次，二者相輔相成，缺一不可：

（1）身份認(rèn)證體系：主要為用戶提供全面的、貼切的證書服務(wù)，通過數(shù)字證書的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)用戶身份的可信描述；針對本次納稅服務(wù)平臺應(yīng)用安全建設(shè)項(xiàng)目，身份認(rèn)證體系可直接使用云南CA所頒發(fā)的證書體系。

（2）應(yīng)用安全支撐體系：主要包括身份認(rèn)證和電子簽名，它們屬于身份認(rèn)證體系和應(yīng)用系統(tǒng)之間的橋梁，通過身份認(rèn)證體系發(fā)揮的中間件作用，業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以方便、快速的實(shí)現(xiàn)用戶管理和證書與應(yīng)用系統(tǒng)之間的安全整合。

2 部署方式

身份認(rèn)證網(wǎng)關(guān)采用雙機(jī)熱備部署方式。部署中有兩臺網(wǎng)關(guān)，一臺為主機(jī)，一臺為備用機(jī)，并實(shí)時(shí)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，當(dāng)主機(jī)發(fā)生問題時(shí)自動將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到備用機(jī)，當(dāng)主機(jī)恢復(fù)正常后自動切回。

雙機(jī)熱備部署方式用于解決安全認(rèn)證網(wǎng)關(guān)的單點(diǎn)故障問題，對后臺受保護(hù)的應(yīng)用系統(tǒng)提供更可靠的安全認(rèn)證等服務(wù)。

3 身份認(rèn)證對系統(tǒng)的改造

針對B/S應(yīng)用系統(tǒng)，身份認(rèn)證網(wǎng)關(guān)提供針對各種開發(fā)平臺的過濾器，應(yīng)用系統(tǒng)只需要把過濾器部署到業(yè)務(wù)系統(tǒng)，過濾器經(jīng)過簡單的配置就可以和身份認(rèn)證網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供單點(diǎn)登錄的功能。

用戶在訪問應(yīng)用的時(shí)候，部署于業(yè)務(wù)系統(tǒng)端的過濾器就會截獲該用戶的請求，經(jīng)過判斷，對于經(jīng)過認(rèn)證的用戶請求直接予以通過，對于未經(jīng)過認(rèn)證的請求直接重定向到身份認(rèn)證網(wǎng)關(guān)，身份認(rèn)證網(wǎng)關(guān)針對該請求，提示用戶進(jìn)行身份認(rèn)證，在經(jīng)過認(rèn)證后，把該請求再次重定向到業(yè)務(wù)系統(tǒng)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)的插件截獲該請求后，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)認(rèn)證，則該請求可以順利的訪問業(yè)務(wù)資源。在訪問其他的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的時(shí)候，同理部署于業(yè)務(wù)系統(tǒng)的插件也會校驗(yàn)用戶的請求，對于已經(jīng)驗(yàn)證通過的請求，則不再進(jìn)行認(rèn)證，達(dá)到“單點(diǎn)登錄”的效果。

（1）用戶啟動客戶端瀏覽器，訪問應(yīng)用系統(tǒng)。

（2）Filter截獲請求，連接網(wǎng)關(guān)檢查用戶是否已經(jīng)認(rèn)證，如果未認(rèn)證，將認(rèn)證請求重定向到網(wǎng)關(guān)。

（3）用戶提交身份信息到網(wǎng)關(guān)進(jìn)行認(rèn)證。

（4）網(wǎng)關(guān)生成Ticket，并經(jīng)客戶端重定向至Filter。

（5）Filter提交Ticket至網(wǎng)關(guān)。

（6）網(wǎng)關(guān)通過SAML協(xié)議，返回用戶主Token。

（7）Filter根據(jù)主Token，生成動態(tài)Token并返回給客戶端。客戶端攜帶動態(tài)Token訪問應(yīng)用系統(tǒng)。

納稅服務(wù)平臺電子認(rèn)證服務(wù)也可以使用數(shù)字證書接口方式實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)原理和身份認(rèn)證網(wǎng)關(guān)一樣。但由于用戶使用身份認(rèn)證網(wǎng)關(guān)進(jìn)行身份認(rèn)證后可以直接訪問應(yīng)用系統(tǒng)，身份認(rèn)證不占用業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟硬件資源、訪問速度快、系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理效率高；此外，身份認(rèn)證網(wǎng)關(guān)采用旁路部署，網(wǎng)關(guān)對用戶透明，用戶體驗(yàn)好，并且不在現(xiàn)在業(yè)務(wù)系統(tǒng)做任何開發(fā)，不用更改現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，易于兼容原有系統(tǒng)。所以推薦使用身份認(rèn)證網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證。

參考文獻(xiàn)：

篇9

關(guān)鍵詞：電子信息系統(tǒng)；機(jī)房；靜電；危害；防靜電設(shè)計(jì)

對于電子信息系統(tǒng)而言，靜電對其存在著較大的危害，特別是靜電對于計(jì)算機(jī)半導(dǎo)體器件的損害，特別是一些大規(guī)模集成電路及一些雙極性電路中，一旦靜電過高，則會造成電路崩潰。同時(shí)靜電還會干擾計(jì)算機(jī)元件對于信號的輸入，從而使計(jì)算機(jī)工作產(chǎn)生錯(cuò)誤。因此需要對靜電對機(jī)房所造成的危害進(jìn)行分析，并做好機(jī)房防靜電設(shè)計(jì)，確保電子系統(tǒng)的安全。

1靜電造成的危害

通常情況下，靜電對于電子設(shè)備所帶來的危害主要表現(xiàn)在靜電引力作用下會吸附浮游塵埃。靜電放電時(shí)會引發(fā)介質(zhì)擊穿。當(dāng)在靜電作用下時(shí)，軟伯裝置會發(fā)生錯(cuò)誤信號或是出現(xiàn)暫時(shí)性故障無法正常運(yùn)行。而對于元器件，則會在瞬間被擊穿。在機(jī)房內(nèi)，工作人員穿戴的衣帽手套等纖維物質(zhì)，在摩擦作用下會靜電產(chǎn)生，一旦其負(fù)載的電荷達(dá)到一定程度上則會放電產(chǎn)生電火花，瞬間會釋放較大的電壓或是放電功率，一旦攜帶電子的身體與電子設(shè)備接觸，則會導(dǎo)致某些元器件被擊穿，人體也會產(chǎn)生電感應(yīng)。

2機(jī)房防靜電設(shè)計(jì)

2.1防靜電接地

防靜電接地防護(hù)中，系統(tǒng)接地質(zhì)量的好壞會直接對電荷的釋放能力帶來一定的影響，因此在具體接地設(shè)計(jì)時(shí)，需要對接地的要點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格把控。在防靜電接地過程中，埋設(shè)與檢測方法需要與相關(guān)規(guī)定相符，一般情況下各防靜電測試點(diǎn)與防靜電地線間電阻以小于4Ω為宜，理想條件下是0Ω。防靜電地面與設(shè)備地面間電阻隨兩接地線間地面干濕程度不同，對地電流影響不同。三相五線供電時(shí)，通常把大地線作為防靜電地線（但零線、地線不得混接），需要注意的是防靜電的地線一定不能接在電源零線上更不能與防雷地線共用。為保障安全我們規(guī)定接地線顏色以黃綠色線為宜，截面積規(guī)定：接地主干線應(yīng)≥10mm2；設(shè)備和工作臺的接地線應(yīng)≥2mm2支干線截面積應(yīng)≥6mm2。防靜電設(shè)備連接端子應(yīng)確保接觸可靠，易裝拆，允許使用各種夾式連接器如鍔魚夾、插頭座等。釬焊是接地主干線的主要連接方式。

2.2系統(tǒng)等電位的聯(lián)結(jié)

利用等電位可以對機(jī)房的靜電環(huán)境進(jìn)行凈化，有效的對工作人員和系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。因此在機(jī)房接地系統(tǒng)中，需要做好等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)。在具體設(shè)計(jì)過程中，輔導(dǎo)模式對電子信息系統(tǒng)設(shè)備的干擾頻率、機(jī)房等級和規(guī)模等因素進(jìn)行綜合考慮，從而將等電位聯(lián)結(jié)分為S型、M型以及SM混合型。在具體進(jìn)行接地系統(tǒng)設(shè)置時(shí)，需要確保每臺計(jì)算機(jī)都要與防靜電接地體進(jìn)行單獨(dú)連接，在進(jìn)行接地線埋設(shè)時(shí)，需要保證接地線和接地樁之間的連接具有較好的牢固性。另外，計(jì)算機(jī)顯示器還需要安裝防護(hù)屏，同時(shí)防護(hù)屏的引線一端還要與靜電接地線之間有效的連接在一起，這樣能夠?qū)㈧o電有效的導(dǎo)入大地。

2.3浪涌保護(hù)器的設(shè)施

可以在變電所總配電室、電子信息系統(tǒng)機(jī)房的UPS室內(nèi)和重要設(shè)備用電處等設(shè)置浪涌保護(hù)器，其對于計(jì)算機(jī)防靜電具有非常重要的意義。另外，對于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主機(jī)還需要安裝SPD保護(hù)設(shè)備，在具體安裝時(shí)要針對具體情況對保護(hù)裝置進(jìn)行合理設(shè)置，確保機(jī)房電子信息系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.4防靜電地板

防靜電地板又名耗能散靜電地板，是指在機(jī)房四周墻面安裝角鋼支架，金屬屏蔽網(wǎng)與機(jī)房接地銅排相連，組成一個(gè)完整的機(jī)房屏蔽系統(tǒng)，具有接地、抗干擾、抗靜電的作用。當(dāng)它接地或接到任何較低電位點(diǎn)時(shí)，使電荷能夠耗散，表面電阻及系統(tǒng)電阻值均為：2.5×104Ω～10×109Ω。目前市場上的防靜電地板主要有以下幾種：無邊防靜電地板、防靜電PVC地板、加強(qiáng)型防靜電地板、三防防靜電地板、全鋼防靜電地板、全鋼通風(fēng)防靜電地板、陶瓷防靜電地板、鋁合金防靜電地板，至于機(jī)房使用過程中選擇哪種防靜電地板應(yīng)視環(huán)境而定。

2.5靜電屏蔽

當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)下時(shí)，其內(nèi)部場強(qiáng)為零，如果把一個(gè)導(dǎo)體的內(nèi)部挖空，其殼內(nèi)的場強(qiáng)則為零。利用這個(gè)原理在實(shí)際機(jī)房防靜電設(shè)計(jì)過程中，我們可以采用金屬網(wǎng)或是金屬板將信號源包圍起來，這樣內(nèi)部信號無法向外部發(fā)射，而外部信號也無法進(jìn)入到內(nèi)部來。即所包圍的區(qū)域內(nèi)不會受到外部電場的影響，從而起到良好的屏蔽效果。在電子信息系統(tǒng)機(jī)房進(jìn)行靜電屏屏蔽時(shí)，可以針對機(jī)房的屏蔽情況和性能上的不同，將機(jī)房屏蔽分為不同的級別，將屏蔽性能最化的定為A級。

2.6溫度、濕度控制

帶電體表面的電荷會向四處進(jìn)行散播，其散播途徑具有多樣性特點(diǎn)，即可以通過帶電體表面、帶電體體內(nèi)進(jìn)行散播，同時(shí)帶電體表面的電荷也能夠向空氣中泄放，而且當(dāng)周圍溫度和濕度較大時(shí)，表面的電荷向空氣中泄放的速度也會隨之加快。因此在電子信息系統(tǒng)機(jī)房防靜電設(shè)計(jì)過程中，需要對機(jī)房內(nèi)的電子設(shè)備的防靜電溫度和濕度進(jìn)行有效控制，通常情況下，溫度控制在24℃±2℃（夏季）、20℃±2℃（冬季），濕度控制在35%～65%，相對濕度應(yīng)在50%～85%，這是機(jī)房內(nèi)最適宜的濕度和溫度，一旦超出這個(gè)值或是低于這個(gè)值，都會對電子設(shè)備的精度及正常運(yùn)行帶來一定的影響。

2.7人體靜電防護(hù)系統(tǒng)

防靜電工作服、鞋襪、防靜電腕帶是構(gòu)成人體靜電防護(hù)系統(tǒng)主要組成部分，具有靜電泄露、中和、屏蔽的作用。防靜電工作服主要是利用含有導(dǎo)電纖維的靜電導(dǎo)電織物的面料縫制而成的，利用衣物上的導(dǎo)電纖維形成的電荷通向大地來釋放靜電荷。利用纖維的電暈放電中和靜電荷的消電原理。利用電阻變化較小的靜電導(dǎo)電材料，制作成工作人員的防靜電鞋、襪通過導(dǎo)電材料連接大地把人體的靜電泄放出去。防靜電手環(huán)主要是由緊貼手腕的不銹鋼外殼通過線內(nèi)1MΩ電阻由導(dǎo)線，鐵夾接地，使皮膚上的瞬時(shí)靜電電壓小于100V。這樣不僅可以隨時(shí)泄放掉人體攜帶的靜電，而且防止電火花的產(chǎn)生燒毀敏感元器件。

對于電子信息系統(tǒng)機(jī)房而言，其靜電設(shè)計(jì)直接關(guān)系到機(jī)房內(nèi)電子設(shè)備的正常運(yùn)行，因此需要認(rèn)識到靜電對電子設(shè)備的危害，重視對靜電防護(hù)的研究，從而保證靜電設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，有效的降低靜電對機(jī)房內(nèi)電子設(shè)備運(yùn)行安全帶來的影響。

作者:樊磊 單位:黑龍江省新橋機(jī)房工程有限公司

參考文獻(xiàn)

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篇10

[關(guān)鍵詞]火電廠 工資自動發(fā)放系統(tǒng) 設(shè)計(jì)與實(shí)踐

中圖分類號：F2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）27-0278-01

引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢愈發(fā)嚴(yán)峻，經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的影響不斷深入。電力系統(tǒng)的改革，也隨之更加開放。人才是電力系統(tǒng)發(fā)展、進(jìn)步的最重要資源。工資、福利作為留住人才的重要途徑。如何合理的統(tǒng)計(jì)、發(fā)放工資是火電廠等電力企業(yè)所需要研究的重點(diǎn)[1]。為此，本文就火電廠企業(yè)工資自動發(fā)放系統(tǒng)展開研究。

1、火電廠工資管理存在的問題

火電廠是電力系統(tǒng)中的重要組成部分。根據(jù)筆者多年的火電廠工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)、歸納了傳統(tǒng)的工資管理體制以下幾個(gè)問題：

（1）火電廠等電力系統(tǒng)企業(yè)，往往擁有企業(yè)內(nèi)部組織龐大、職工眾多，其中工資統(tǒng)計(jì)、發(fā)放、核準(zhǔn)都是通過“紙”完成了[2]，準(zhǔn)確性較差，難以實(shí)時(shí)更新。

（2）火電廠等電力系統(tǒng)企業(yè)通常為國企，企業(yè)不同層次的員工的收入類別，工資數(shù)量、五險(xiǎn)一金等的計(jì)算方法均有所差異。不同層次的員工的綜合收入難以直觀的表現(xiàn)出來。使得部分業(yè)績較好的員工的綜合收入反而較低，打擊了其工作積極性。

（3）傳統(tǒng)的火電廠工資管理體系，由于是在“紙”上完成的。工資的統(tǒng)計(jì)、發(fā)放過程中會產(chǎn)生大量的紙質(zhì)報(bào)表，這些紙質(zhì)報(bào)表需要找不同部門的領(lǐng)導(dǎo)一一審批、簽字。常常大量的簽字環(huán)節(jié)，而單位了該月的工資發(fā)放時(shí)間。

2、火電廠工資自動發(fā)放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

由上一節(jié)的分析可知，傳統(tǒng)的火電廠工資管理體系存在諸多問題，而且部分電力企業(yè)基于信息技術(shù)開發(fā)的工資管理體系，也存在著系統(tǒng)過于簡單。人事信息與工資不同步等不足。本節(jié)將重點(diǎn)探析火電廠工資自動發(fā)放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

2.1 人事信息與工資收入同步

和所有企業(yè)一樣，火電廠的人資管理系統(tǒng)中儲存了所有人事信息。這些信息應(yīng)該與工資自動發(fā)放系統(tǒng)可以做到實(shí)時(shí)相通，兩個(gè)系統(tǒng)之間應(yīng)該開發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)同步接口。該接口應(yīng)該采用目前通用的單向同步技術(shù)[3]。這樣就可以保證人事信息的變動可以及時(shí)影響到工資系統(tǒng)，而工資系統(tǒng)的改變，即每個(gè)員工的每個(gè)月都在變化的工資收入，不會引起人事系統(tǒng)的任何數(shù)據(jù)變化。

2.2 員工工資自動計(jì)算

火電廠的員工，其工資收入由基本工資、二次分配資金和公司福利等三大部分組成[4]。一般而言，火電廠通常具有以下幾個(gè)部門：安環(huán)部、財(cái)務(wù)部、電控分場、發(fā)電分場、工會、供熱分場、燃料部、生產(chǎn)技術(shù)部等等。下圖1，給出了一種員工工資自動計(jì)算方法。

3、工資自動發(fā)放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

3.1 兼顧歷史

所有的火電廠都已經(jīng)有一套自己的工資發(fā)放系統(tǒng)了，新系統(tǒng)的開發(fā)、應(yīng)用應(yīng)該充分考慮到已有系統(tǒng)的特點(diǎn)。最好是在原有系統(tǒng)上逐步改進(jìn)而來。以避免新系統(tǒng)的突然引入，使得企業(yè)內(nèi)部動蕩。兼顧歷史，這就要求工資自動發(fā)放系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分調(diào)研目前各個(gè)層面的員工的現(xiàn)有工資收入組成，并重點(diǎn)找到其中的“保障性收入”，即員工正常生活所需要的最基本工資。只有保證了保障性收入”，才能有效的維持企業(yè)穩(wěn)定[5]。

3.2 增強(qiáng)彈性

火電廠工資自動發(fā)放系統(tǒng)建立的一個(gè)重要目的就是，通過工資來調(diào)節(jié)員工的工作積極性。這就要求，工資自動發(fā)放系統(tǒng)不僅打破計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下“死工資”，而且提高員工的激勵性和競爭性。所以，火電廠的工資自動發(fā)放系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)其“彈性”[6]。

4、結(jié)論

本文就“火電廠工資自動發(fā)放系統(tǒng)”相關(guān)課題展開詳盡的研究。首先，筆者多年的火電廠工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)、歸納了傳統(tǒng)的工資管理體制諸多問題;然后，從人事信息與工資收入不同步以及員工薪酬自動計(jì)算兩個(gè)方面，探析火電廠工資自動發(fā)放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn);最后，從兼顧歷史、增強(qiáng)彈性這兩個(gè)方面初步討論火電廠工資自動發(fā)放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。本文的研究成果為我國的火電廠工資自動發(fā)放系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)踐，提供了一定理論指導(dǎo)和實(shí)踐參考。

參考文獻(xiàn)：

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