發(fā)布時(shí)間：2023-03-20 16:15:20
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的系統(tǒng)管理論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
目前，大黃石生態(tài)系統(tǒng)面積達(dá)48562~72843km2，橫跨懷俄明、蒙太拿和愛達(dá)荷三州，由2個(gè)國(guó)家公園、6個(gè)國(guó)家森林地、3個(gè)國(guó)家野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)、3個(gè)印第安原著民保護(hù)區(qū)以及州立土地、城鎮(zhèn)和私人土地組成[5]，黃石國(guó)家公園是大黃石生態(tài)系統(tǒng)的核心。大黃石生態(tài)系統(tǒng)是地球上最大的保存完好的溫帶生態(tài)系統(tǒng)之一。熱泉特征、野生動(dòng)物、湖泊、大峽谷以及石化樹構(gòu)成了大黃石的生物多樣性和自然財(cái)富。其中野生動(dòng)物包括北美最大的麋鹿群之一，美國(guó)最大的放養(yǎng)的野牛群，稀有的灰熊群以及罕見的狼獾和猞猁。生物種類涵蓋了67種哺乳動(dòng)物、322種鳥類、16種魚類、10種爬行動(dòng)物和兩棲動(dòng)物、12000種昆蟲和1150種原生維管植物[6]。大黃石生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)物物種豐富度和分布取決于它們之間的相互作用以及它們所在棲息地的環(huán)境質(zhì)量[7]，并且受到了火山地質(zhì)運(yùn)動(dòng)、森林火災(zāi)、氣候變化以及越來越多的自然和人為的影響。總體來說，大黃石生態(tài)系統(tǒng)由氣象氣候、地質(zhì)地貌、生物水文和人類土地使用構(gòu)成，而各要素之間隨時(shí)間相互依賴、相互影響。如黃石地區(qū)獨(dú)特的間隙泉和溫泉受到火山活動(dòng)的影響；熱泉中硫、碳、氮含量對(duì)水體底部的微生物(嗜熱菌、細(xì)菌、古生菌)等產(chǎn)生影響；土壤和水體中的礦物質(zhì)、大氣溫度濕度等變化帶來植被分布和數(shù)量的變化，進(jìn)而影響著食草動(dòng)物和狼群的分布和數(shù)量。同時(shí)，人的因素也不可忽略，人類在大黃石地區(qū)的伐木、狩獵、采礦、游憩、居住、工作等活動(dòng)直接影響了植物和動(dòng)物廊道；汽車尾氣、生活垃圾廢水、空調(diào)等對(duì)大氣中溫室氣體含量的影響，氣候變化是引起外來物種入侵的重要因素之一；另外，周期性的森林火災(zāi)也對(duì)黃石生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，成為維護(hù)黃石國(guó)家公園生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其演化的直接動(dòng)力之一。
2大黃石生態(tài)系統(tǒng)管理的體制適應(yīng)性
2.1管理機(jī)構(gòu)
大黃石地區(qū)的聯(lián)邦土地在行政區(qū)劃上由國(guó)家公園管理局、野生動(dòng)物局、土地管理局和國(guó)家森林局共同管理，前三者隸屬于美國(guó)聯(lián)邦內(nèi)政部，而國(guó)家森林局隸屬于美國(guó)聯(lián)邦農(nóng)業(yè)部[7]。1964年，國(guó)家公園管理局和國(guó)家森林局2個(gè)部門通過“理解備忘錄(MemorandumofUnderstanding)”達(dá)成共識(shí)，合作共管大黃石地區(qū)，并成立了大黃石協(xié)調(diào)委員會(huì)(GreaterYellowstoneCoordinationCommittee，簡(jiǎn)稱“GYCC”)。之后，美國(guó)野生動(dòng)物局和土地管理局分別于2002年和2012年相繼加入GYCC。GYCC作為大黃石地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)管理的協(xié)作平臺(tái)，每年召開一次會(huì)議，會(huì)上四大政府機(jī)構(gòu)官員與當(dāng)?shù)乩鎴F(tuán)體、商業(yè)團(tuán)體、非政府環(huán)保組織和科研工作者共同商議區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)管理事務(wù)。大黃石地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)管理的相關(guān)組織機(jī)構(gòu)和利益團(tuán)體及其相互關(guān)系如圖1所示。大黃石生態(tài)系統(tǒng)的分析評(píng)估、決策機(jī)制、項(xiàng)目實(shí)施等事項(xiàng)通過委員會(huì)進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，各部門力圖找到交叉的任務(wù)，尋求共同管理大黃石地區(qū)資源的機(jī)會(huì)。其任務(wù)是：1)提供公眾服務(wù)和維持大黃石地區(qū)資源方面的領(lǐng)導(dǎo)策略；2)協(xié)調(diào)國(guó)家公園、國(guó)家森林、國(guó)家野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)和土地管理行政區(qū)規(guī)劃和監(jiān)測(cè)；3)設(shè)置大黃石生態(tài)系統(tǒng)為優(yōu)先考慮對(duì)象，并分配資源來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)；4)提供聯(lián)邦、州、地方機(jī)構(gòu)、民間組織和公眾之間互動(dòng)論壇，鼓勵(lì)在聯(lián)邦單位和合作伙伴間的協(xié)調(diào)和共享；5)確定并解決持續(xù)出現(xiàn)的新問題，運(yùn)用相互協(xié)作的戰(zhàn)略思維；6)減少重復(fù)工作，尋求共享信息、資源和數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)；7)在法律允許和機(jī)構(gòu)使命的范圍內(nèi)，制定大黃石地區(qū)統(tǒng)一的規(guī)則、要求、程序和公眾信息[8]。在大黃石生態(tài)系統(tǒng)委員會(huì)的統(tǒng)一合作戰(zhàn)略目標(biāo)下，進(jìn)一步設(shè)立多個(gè)專業(yè)委員會(huì)(簡(jiǎn)稱專委會(huì))實(shí)現(xiàn)主要生態(tài)系統(tǒng)議題的分項(xiàng)管理，包括水生入侵物種合作社、陸生入侵物種小組、清潔空氣合作伙伴、防火安全管理團(tuán)隊(duì)、漁業(yè)團(tuán)隊(duì)、水文團(tuán)隊(duì)、白皮松委員會(huì)、可持續(xù)經(jīng)營(yíng)委員會(huì)等。專業(yè)委員會(huì)成員來自與大黃石地區(qū)相關(guān)的聯(lián)邦、州立、縣機(jī)構(gòu)的管理者和專家。其他還有一些專業(yè)組織在GYCC統(tǒng)一協(xié)調(diào)下參與到大黃石生態(tài)系統(tǒng)的管理中，如1983年成立的跨部門的灰熊委員會(huì)(InteragencyGrizzlyBearCommittee，簡(jiǎn)稱“IGBC”)，其成員組成包括了聯(lián)邦政府的國(guó)家公園管理局、野生動(dòng)物局、森林管理局、土地管理局和地質(zhì)勘探局，州立政府的相關(guān)機(jī)構(gòu)以及非政府組織，他們?cè)贕YCC的協(xié)調(diào)下進(jìn)行灰熊數(shù)量的監(jiān)測(cè)和保護(hù)[9]。由此可見，目標(biāo)統(tǒng)一、職能細(xì)分的管理形式使大黃石生態(tài)系統(tǒng)委員會(huì)兼具綜合化和專門化的特點(diǎn)。
2.2當(dāng)前管理內(nèi)容與形式
2009年，大黃石生態(tài)系統(tǒng)委員會(huì)的聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)管理者、美國(guó)地質(zhì)勘查局和來自高校的科學(xué)家共同確定了威脅大黃石生態(tài)系統(tǒng)的三大外部力量：氣候變化、土地使用變化和入侵物種[10]。參與者總結(jié)大黃石生態(tài)系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)是：“理解大尺度的壓力是如何影響生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力及其服務(wù)功能的，并在此理解的基礎(chǔ)上決定管理景觀的最佳途徑。”他們確定了研究的需求包括以下幾個(gè)方面：1)生態(tài)系統(tǒng)是如何響應(yīng)氣候變化的？尤其是水系統(tǒng)，高原和林木群落的變化，雪和土壤濕度的改變，以及諸如干旱、洪水、火災(zāi)、昆蟲騷擾和疾病等干擾過程；2)人類如何影響生態(tài)系統(tǒng)？例如如何管理人類聚居才能最小化野生動(dòng)物生態(tài)的影響？放牧、采礦和能源發(fā)展這些人類活動(dòng)是如何改變土地使用和生態(tài)系統(tǒng)的？3)是什么促使入侵物種的傳播？入侵物種如何影響大黃石生態(tài)系統(tǒng)的？氣候變化和土地使用的變化如何影響入侵物種以及它們的管理？這3部分的議題可歸結(jié)為對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中各組成要素之間相互影響的屬性、程度、機(jī)制和規(guī)律的研究，在此科學(xué)研究的基礎(chǔ)上經(jīng)設(shè)定指標(biāo)、確立閾值、風(fēng)險(xiǎn)分析等步驟實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的管理，建立起生態(tài)科學(xué)研究和管理政策之間的聯(lián)系。針對(duì)氣候變化、入侵物種、物種保護(hù)、土地使用等問題，各小組通過制定清單普查、監(jiān)測(cè)評(píng)估、戰(zhàn)略計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、管理導(dǎo)則、管理手冊(cè)等文件落實(shí)管理，并定期匯報(bào)完成成果和下一步的工作重點(diǎn)。管理內(nèi)容主要集中在幾個(gè)方面：1)對(duì)生物物種或自然災(zāi)害在尺度、范圍、結(jié)構(gòu)和功能等屬性上進(jìn)行普查、制作清單，評(píng)估其狀態(tài)并建立監(jiān)測(cè)機(jī)制；2)采用適應(yīng)性管理策略進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)的維持、保護(hù)和修復(fù)；3)制定物種管理或?yàn)?zāi)害防治的管理戰(zhàn)略(表1)。管理內(nèi)容細(xì)致地考慮了地質(zhì)、水文、生物資源、氣候以及人為要素對(duì)于大黃石地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的作用，旨在生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、生物資源可持續(xù)利用和共享生物資源三者之間達(dá)到平衡。既有以生物、環(huán)境質(zhì)量為核心的管理規(guī)劃，如《大黃石地區(qū)灰熊管理指導(dǎo)方針》《大黃石禿鷹管理計(jì)劃》《大黃石地區(qū)空氣質(zhì)量評(píng)估》《大黃石地區(qū)白皮松策略》等；又有將人類及文化的多樣性視為生態(tài)系統(tǒng)的一部分而進(jìn)行的管理規(guī)劃，如《冬季游客使用管理：多機(jī)構(gòu)的評(píng)估》《春秋季大黃石地區(qū)游憩評(píng)估》等(表1)。
2.3管理途徑
大黃石生態(tài)系統(tǒng)管理涉及多個(gè)部門特別是國(guó)家森林局、土地管理局等，如何保證管理目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)，法律與制度是重要基礎(chǔ)。早在20世紀(jì)60年代美國(guó)森林局與國(guó)家公園局官方就達(dá)成了大黃石協(xié)調(diào)管理共識(shí)，圍繞野生動(dòng)物問題、火管理計(jì)劃以及裝備政策等開展對(duì)話協(xié)調(diào)，也制定了合作計(jì)劃與實(shí)施方案，但效果不佳，直到1988年國(guó)會(huì)進(jìn)入干預(yù)，制定促進(jìn)協(xié)調(diào)的法案，加快大黃石協(xié)調(diào)管理政策的改革，促進(jìn)國(guó)家公園局、森林局等部門捆綁政策的制定，1988年大黃石協(xié)調(diào)委員會(huì)成立區(qū)域領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)內(nèi)部以及區(qū)域之間長(zhǎng)期目標(biāo)、計(jì)劃與管理戰(zhàn)略的協(xié)調(diào)等，這樣大黃石生態(tài)系統(tǒng)管理才進(jìn)入實(shí)質(zhì)性運(yùn)作階段[6]。
3大黃石生態(tài)系統(tǒng)管理的特征和借鑒意義
3.1戰(zhàn)略上：跨邊界的生態(tài)系統(tǒng)管理思路
國(guó)家公園邊界常常是一個(gè)理想的和考慮實(shí)際成本以及其他因素后妥協(xié)的結(jié)果，邊界的修訂與公園游憩特征和機(jī)會(huì)、操作和管理上的議題有關(guān)，例如可達(dá)性、地形測(cè)量、自然特征、道路等，同時(shí)也受到管理授權(quán)的影響，如管理可行性、尺度、配置、所有權(quán)、成本和其他因素[9]。黃石國(guó)家公園的邊界雖然已經(jīng)包含了地?zé)豳Y源和多種野生動(dòng)物棲息地，但生態(tài)格局的演變和生態(tài)過程相互作用的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了這個(gè)邊界，野生動(dòng)物的遷徙和捕食路徑不會(huì)局限在此邊界內(nèi)，邊界之外的氣候、地質(zhì)、水文變化以及人類的生產(chǎn)生活活動(dòng)都對(duì)國(guó)家公園邊界內(nèi)的自然資源產(chǎn)生影響。黃石地區(qū)從20世紀(jì)60年代開始運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)的思想，從單獨(dú)的邊界內(nèi)的物種保護(hù)、恢復(fù)擴(kuò)展到區(qū)域景觀的尺度；在管理上打破行政邊界的阻隔，以黃石國(guó)家公園為核心，針對(duì)特定保護(hù)目標(biāo)的需要擴(kuò)大管理邊界。我國(guó)風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)等保護(hù)地均有明確的邊界，但由于公園內(nèi)部及其周圍地區(qū)管理目標(biāo)的不同導(dǎo)致了2個(gè)或多行政區(qū)域在邊界處的管理特別脆弱，城鎮(zhèn)化、工業(yè)化促進(jìn)保護(hù)地邊緣地帶土地性質(zhì)轉(zhuǎn)變使物種棲息地受到威脅，生態(tài)系統(tǒng)承受的壓力增加[11]；另外，目前國(guó)內(nèi)風(fēng)景名勝區(qū)或自然保護(hù)區(qū)在進(jìn)行資源調(diào)查分析時(shí)對(duì)區(qū)內(nèi)資源要素與環(huán)境屬性描述較多，但從生態(tài)系統(tǒng)角度對(duì)生物體、環(huán)境和人為因素之間相互長(zhǎng)期的影響規(guī)律和分析明顯欠缺。黃石公園這種從區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)角度思考國(guó)家公園資源有效管理的思想對(duì)于我國(guó)目前自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園等保護(hù)地保護(hù)具有借鑒意義，即從區(qū)域角度構(gòu)建保護(hù)地生態(tài)安全格局，這種格局是基于保護(hù)地特定保護(hù)目標(biāo)的需要而建立的。
3.2制度上：跨部門的合作協(xié)調(diào)機(jī)制
大黃石生態(tài)系統(tǒng)管理跨部門合作協(xié)調(diào)主要由大黃石協(xié)調(diào)委員會(huì)(GYCC)來實(shí)現(xiàn)。大黃石協(xié)調(diào)委員會(huì)的發(fā)展歷程可以分為3個(gè)階段：1)1964—1991年建立統(tǒng)一框架階段；2)1992—2005年內(nèi)部成員擴(kuò)大和管理內(nèi)容細(xì)分階段；3)2006—2012年現(xiàn)狀成果評(píng)估和完善分項(xiàng)規(guī)劃階段。從大黃石協(xié)調(diào)委員會(huì)的形成歷程來看，其跨部門的合作協(xié)調(diào)機(jī)制同美國(guó)和加拿大共管的五大湖流域生態(tài)系統(tǒng)的管理框架非常相似(圖2)。框架揭示了實(shí)施生態(tài)系統(tǒng)管理方法的基本過程，其步驟是針對(duì)達(dá)成共識(shí)的生態(tài)系統(tǒng)問題制定戰(zhàn)略框架、實(shí)施行動(dòng)計(jì)劃；其特色在于監(jiān)測(cè)評(píng)估反饋和利益相關(guān)者間協(xié)商的反饋。目前我國(guó)學(xué)界普遍認(rèn)同美國(guó)國(guó)家公園的中央集權(quán)垂直管理模式要優(yōu)于我國(guó)保護(hù)地分權(quán)管理模式的觀點(diǎn)[13]。實(shí)際上美國(guó)國(guó)家公園的垂直管理模式并不是單向的管理，同樣存在多部門協(xié)調(diào)如同農(nóng)業(yè)部、森林局、土地局、地方利益相關(guān)者等，如何有效協(xié)調(diào)實(shí)施是該制度的關(guān)鍵，大黃石生態(tài)系統(tǒng)的跨部門合作協(xié)調(diào)機(jī)制為我國(guó)建立國(guó)家公園制度與政策提供了參考。針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)問題建立統(tǒng)一的戰(zhàn)略框架，建立信息和數(shù)據(jù)的共享機(jī)制和平臺(tái)，加強(qiáng)協(xié)調(diào)和反饋，政策與法律賦予大黃石協(xié)調(diào)委員會(huì)的權(quán)力，保障發(fā)展計(jì)劃的實(shí)施。
3.3決策程序上：基于科學(xué)研究的管理決策體系
大黃石生態(tài)系統(tǒng)的管理決策以大量的科學(xué)評(píng)估和監(jiān)測(cè)為依據(jù)，通過適應(yīng)性管理框架把科學(xué)知識(shí)和管理行動(dòng)統(tǒng)一起來(圖3)，通過科學(xué)監(jiān)測(cè)和分析能夠證實(shí)或潛在地改變管理行動(dòng)[10]。由于生態(tài)系統(tǒng)時(shí)空尺度變化的多樣性，使得生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的結(jié)果可能是非線性的，具有不確定性，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)管理措施可能會(huì)根據(jù)科學(xué)研究的進(jìn)展而不斷調(diào)整、完善。科學(xué)家一方面通過設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)模型幫助管理者理解管理行動(dòng)及其成果，使管理者和科學(xué)家互動(dòng)；另一方面，在生態(tài)資源評(píng)估時(shí)，管理者可能要求科學(xué)家給出更多信息，使科學(xué)家重新設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)收集計(jì)劃，建立監(jiān)測(cè)模型，這就要求科學(xué)人員與管理者保持合作，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)和管理，目的是指導(dǎo)科學(xué)研究能夠更好地服務(wù)管理者，從而不斷完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)清單和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，揭示更有意義的大黃石地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)象和所受影響。20世紀(jì)60年代以前黃石國(guó)家公園獵殺灰狼以增加鹿和野牛的數(shù)量使灰狼瀕臨滅絕，引進(jìn)外來樹種培育風(fēng)景林，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)功能嚴(yán)重破壞[14]。這是由于規(guī)劃決策只注重人的觀賞體驗(yàn)需要，忽略生態(tài)系統(tǒng)的自然運(yùn)作規(guī)律所帶來的后果。生態(tài)系統(tǒng)管理提供了一個(gè)將多學(xué)科的理論與方法應(yīng)用到具體管理實(shí)踐的框架[15]。國(guó)家公園保護(hù)與管理是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，黃石國(guó)家公園的教訓(xùn)以及今天在生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)上的成功揭示了基于科學(xué)研究的管理決策體系的重要性，我國(guó)保護(hù)地的規(guī)劃管理應(yīng)該在動(dòng)態(tài)的科學(xué)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行決策，應(yīng)依靠多學(xué)科的力量，進(jìn)行生物資源的專項(xiàng)分析，從而避免管理中的盲目性。
4結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控機(jī)床越來越廣泛地應(yīng)用在機(jī)械制造行業(yè)中。在數(shù)控加工系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的NC代碼手工編程不僅效率低,而且容易出錯(cuò);而采用APT語言的自動(dòng)編程雖然幾何定義語句簡(jiǎn)潔,功能較強(qiáng),但要求編程人員要熟記系統(tǒng)的語言與規(guī)則,一旦出錯(cuò)又不易發(fā)現(xiàn)。
本數(shù)控加工自動(dòng)編程系統(tǒng)是基于AutoCAD平臺(tái)上開發(fā)而成的。AutoCAD作為繪圖軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中應(yīng)用廣泛,如果數(shù)控加工系統(tǒng)能夠提取Auto2CAD中的圖形信息,將會(huì)大大簡(jiǎn)化數(shù)控編程,提高生產(chǎn)效率。但AutoCAD是通過圖形來表示零件的幾何信息的,而數(shù)控加工系統(tǒng)采用NC代碼手工編程或APT語言自動(dòng)編程,二者之間信息的描述是不統(tǒng)一的。本系統(tǒng)正是解決AutoCAD與數(shù)控加工系統(tǒng)的接口問題,從AutoCAD圖形中提取幾何信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,即根據(jù)AutoCAD的DXF文件特有的結(jié)構(gòu),進(jìn)行二次開發(fā),實(shí)現(xiàn)AutoCAD與數(shù)控加工系統(tǒng)的集成。
1.DXF文件的數(shù)據(jù)處理
AutoCAD輸出的DXF文件是圖形文件的ASCII或二進(jìn)制格式描述[1],有其特定的格式,常用于與其他應(yīng)用程序共享數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)控編程來說其中有些冗余數(shù)據(jù),因此必須經(jīng)過處理才能方便數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)的后置處理模塊使用。
1.1DXF文件的結(jié)構(gòu)
AutoCAD輸出的DXF文件通常由五個(gè)段(SEC2TION):標(biāo)題段(HEADER)、表段(TABLES)、塊段(BLOCKS)、實(shí)體段(ENTITIES)和結(jié)束段(ENDSEC)組成。但對(duì)數(shù)控編程來說,最有用的就是實(shí)體段,因此要求打開DXF文件,將實(shí)體段的有關(guān)信息記錄下來并保存在GRP文件中。每個(gè)實(shí)體的格式都是固定的,且都有與它相關(guān)的參數(shù)(部分參數(shù)見表1),實(shí)體段記錄了每個(gè)實(shí)體的幾何數(shù)據(jù)。
由AutoCAD繪制的圖形,用DXFOUT命令將其生成DXF文件,再由接口程序讀取圖形信息,其讀取程序的流程如圖1所示。但由于AutoCAD繪制的圖形根據(jù)個(gè)人繪圖習(xí)慣不同,導(dǎo)致DXF文件數(shù)據(jù)是按照實(shí)體的繪制順序排列的,其圖元的排列順序也就不一定是按照零件的拓?fù)漤樞蚺帕械?也就是說它的數(shù)據(jù)排列可能是雜亂無章的,因此經(jīng)接口程序處理得到的GRP文件數(shù)據(jù)也是按照繪制順序排列的。而數(shù)控加工過程是嚴(yán)格按照特定的加工路線進(jìn)行的,因此要求對(duì)GRP文件數(shù)據(jù)按照給定的加工路線進(jìn)行排序。
考慮到由于繪圖的原因使得相連的線段首尾點(diǎn)的不一致,因此應(yīng)設(shè)定一個(gè)有效的容差,以保證組成一個(gè)完整的加工路線圖。在加工系統(tǒng)中,從每一條線段的起始點(diǎn)開始,加工到此線段的終點(diǎn)止,該終點(diǎn)也就成為下一線段的起始點(diǎn),然后加工下一線段,因此加工的輪廓是一個(gè)由有向、有序線段組成的圖形。本系統(tǒng)采用選擇法進(jìn)行排序,即以起刀點(diǎn)為基準(zhǔn),尋找與之相連的線段,該線段作為節(jié)點(diǎn)1,記錄其始終點(diǎn)坐標(biāo)值,記終點(diǎn)坐標(biāo)。接著在GRP文件中搜索其它線段,如某端點(diǎn)坐標(biāo)與在容差范圍內(nèi)相等,則此線段作為節(jié)點(diǎn)2,其終點(diǎn)坐標(biāo)為;再從余下的線段中查找其始點(diǎn)坐標(biāo)與相等的為節(jié)點(diǎn)3;以此類推,將所有的線段按順序記錄下來,再保存在GRP文件中。
2.NC代碼與加工軌跡的自動(dòng)生成
數(shù)控文件是根據(jù)零件的幾何圖形信息和工藝信息進(jìn)行處理生成的,一般由一個(gè)后置處理程序以解釋方法執(zhí)行。即逐條讀取GRP文件中的數(shù)據(jù)信息,分析其數(shù)據(jù)類型,經(jīng)刀具半徑補(bǔ)償和脈沖當(dāng)量處理,再根據(jù)NC代碼格式文件進(jìn)行相應(yīng)的坐標(biāo)變換和代碼變換,生成一個(gè)完整的NC程序段,寫到NC代碼數(shù)控文件中。本數(shù)控加工自動(dòng)編程系統(tǒng)具有一定的通用性[2],可以針對(duì)不同的數(shù)控加工系統(tǒng)生成相應(yīng)的NC代碼,其程序流程圖見圖2。首先,系統(tǒng)通過人機(jī)界面獲取加工參數(shù)信息,如數(shù)控機(jī)床型號(hào)、主軸轉(zhuǎn)速、切削液、進(jìn)給速度、刀具號(hào)、刀補(bǔ)方式,主程序在調(diào)用圖形處理模塊處理圖形數(shù)據(jù)時(shí),結(jié)合加工參數(shù)數(shù)據(jù)生成刀位數(shù)據(jù)文件。然后根據(jù)數(shù)控加工系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程系統(tǒng)初始化,生成所需的NC代碼格式,對(duì)已經(jīng)存在的數(shù)控系統(tǒng),只需調(diào)用存在的數(shù)控加工系統(tǒng)格式,再對(duì)刀位文件進(jìn)行后置處理以生成相應(yīng)的NC數(shù)控加工代碼[3]。
3.WTUAPT的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能
在以VisualC++610為工具開發(fā)的WTUAPT系統(tǒng)中[4],系統(tǒng)主控模塊由圖形文件管理模塊、工藝參數(shù)管理模塊、NC代碼生成模塊、數(shù)控指令文件管理模塊、加工模擬模塊以及通訊模塊六大模塊組成[4](圖3所示)。
3.1圖形文件管理模塊
該模塊實(shí)現(xiàn)圖形的繪制、編輯、存取、刪除及圖形數(shù)據(jù)的顯示等管理功能。通過進(jìn)入AutoCAD繪圖軟件進(jìn)行點(diǎn)、線、圓、常見曲線、列表曲線等幾何元素組成的工件圖形的繪制,并輸出31DXF文件。
3.2工藝參數(shù)管理模塊
通過參數(shù)對(duì)話框完成起刀點(diǎn)、機(jī)床型號(hào)、刀具號(hào)、刀補(bǔ)方式、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削液等工藝參數(shù)的輸入與編輯。
3.3NC代碼生成模塊
調(diào)用上兩個(gè)模塊的數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)DXF文件數(shù)據(jù)的讀取與排序,獲得31GRP文件以及生成刀位數(shù)據(jù)文件31CL,并可以進(jìn)行GRP以及CL文件的編輯,最后通過后置處理生成所需的NC代碼文件31CUT。不同的數(shù)控加工系統(tǒng)生成的NC代碼文件后綴名也不同,如3B格式的形式為31TRB,FANUNC-6M為31FSM。
3.4NC代碼管理模塊
對(duì)代碼文件進(jìn)行管理,用戶可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)代碼文件進(jìn)行編輯,得到實(shí)際所需的加工指令,使系統(tǒng)更具有開放性[5]。
3.5加工模擬模塊
經(jīng)對(duì)生成的NC代碼進(jìn)行逆編譯[4],生成加工路線,再調(diào)用刀具庫中的刀具模塊,可以實(shí)現(xiàn)二維零件的數(shù)控加工模擬,以檢驗(yàn)生成的數(shù)控代碼的準(zhǔn)確性與合理性,從而進(jìn)一步優(yōu)化加工參數(shù),提高首件試切削加工的成功率。
3.6通訊模塊
通過接口程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)與數(shù)控機(jī)床之間的聯(lián)機(jī)通訊,實(shí)現(xiàn)NC代碼的自動(dòng)傳送,避免了手工輸入或穿孔紙帶輸入可能造成的錯(cuò)誤。
結(jié)束語
檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)是一項(xiàng)需要運(yùn)用多種學(xué)科知識(shí)，多專業(yè)配合，多部門協(xié)作，多環(huán)節(jié)配套的復(fù)雜系統(tǒng)工程，系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展到目前階段，研究探討對(duì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)組織、加強(qiáng)管理和科學(xué)決策，是十分必要的。
加強(qiáng)對(duì)檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)管理的目的在于開發(fā)應(yīng)用，離開推進(jìn)應(yīng)用水平的提高，就脫離了實(shí)際。加強(qiáng)管理的指導(dǎo)思想，一是要積極進(jìn)取，開拓創(chuàng)新，爭(zhēng)取條件采用先進(jìn)技術(shù)；二是要充分掌握系統(tǒng)的綜合性、系統(tǒng)性、統(tǒng)一性，統(tǒng)籌兼顧，全面安排，調(diào)動(dòng)各方面的積極性；三是要從現(xiàn)實(shí)出發(fā)，循序漸進(jìn)。如何提高應(yīng)用水平，需要深入考察與自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)的諸多方面的情況及變化趨勢(shì)，分析存在的問題，尋求解決的途徑。本文試從經(jīng)常遇到的幾個(gè)問題，闡述個(gè)人的一些看法。
一、推進(jìn)自動(dòng)化，必須提高檔案標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化水平
目前，檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀是檔案標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化滯后和應(yīng)用軟件多亂，這些都嚴(yán)重影響了系統(tǒng)整體水平的提高。目前系統(tǒng)的主要矛盾不是硬件設(shè)備的缺乏，而是硬件的功能并沒有充分發(fā)揮。筆者認(rèn)為對(duì)這一問題取得共識(shí)是系統(tǒng)建設(shè)思想上的一次飛躍，它使我們的觀察視野從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)大到整個(gè)檔案信息管理。這一認(rèn)識(shí)上的轉(zhuǎn)變給我們的啟示是：檔案信息自動(dòng)化的內(nèi)涵包括檔案工作的各個(gè)方面和各個(gè)環(huán)節(jié)，其中首要的是檔案業(yè)務(wù)要規(guī)范，檔案標(biāo)準(zhǔn)要建立健全和真正實(shí)施。檔案標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范本身也是一個(gè)系統(tǒng)工程，要推進(jìn)檔案自動(dòng)化建設(shè)，必須抓好檔案標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，掌握好兩者相輔相成、互相促進(jìn)的辯證關(guān)系。
二、自動(dòng)化建設(shè)要著眼于提高系統(tǒng)的整體水平
根據(jù)系統(tǒng)論思想和集成化要求，檔案信息自動(dòng)化建設(shè)的著眼點(diǎn)應(yīng)是整個(gè)系統(tǒng)，組成系統(tǒng)的縱向和橫向的各個(gè)節(jié)點(diǎn)都應(yīng)達(dá)到一定水平，并通過網(wǎng)絡(luò)加以聯(lián)通，這樣才能發(fā)揮整體優(yōu)勢(shì)，提高系統(tǒng)的綜合能力。部分節(jié)點(diǎn)甚至一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)的障礙，都可能造成系統(tǒng)的梗阻。當(dāng)然，要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)的裝備水平和應(yīng)用能力齊頭并進(jìn)是不現(xiàn)實(shí)的，不可能“齊步走”。鼓勵(lì)和支持先進(jìn)單位提高水平，在一些單位進(jìn)行較高水平的試點(diǎn)，以取得值得推廣的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)是有利的，但其基本出發(fā)點(diǎn)應(yīng)是為了提高系統(tǒng)的整體水平，只有少數(shù)先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)不可能組成先進(jìn)的系統(tǒng)。
三、有重點(diǎn)地抓好數(shù)據(jù)庫建設(shè)
目前檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)從總體上看仍處于由文件處理向信息管理系統(tǒng)的過渡階段，完成這一步的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)庫建設(shè)。開發(fā)和建設(shè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是國(guó)家檔案信息工程的核心和基礎(chǔ)，是工程的主體。數(shù)據(jù)庫的含義是依托先進(jìn)的信息技術(shù)對(duì)資料進(jìn)行科學(xué)的管理和方便的使用。建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù)，要經(jīng)過由低到高、由單個(gè)到群體的循序漸進(jìn)過程。經(jīng)過試點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫經(jīng)驗(yàn)中最主要的有：領(lǐng)導(dǎo)重視，統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，堅(jiān)持計(jì)算機(jī)技術(shù)人員同檔案業(yè)務(wù)人員協(xié)同配合；面向應(yīng)用，建立“活庫”，以利用頻率和使用效率考核數(shù)據(jù)庫的“活性”；突出重點(diǎn)，由單一庫向系統(tǒng)庫發(fā)展等。當(dāng)前若能把綜合數(shù)據(jù)庫的完善提高和各單位檔案目錄庫建立起來，通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接形成開放的分步式數(shù)據(jù)庫群，將使自動(dòng)化系統(tǒng)效率大大提高一步。
四、慎重選定技術(shù)路線
信息技術(shù)的飛速發(fā)展成為當(dāng)代技術(shù)革命的主要特征。目前，對(duì)我國(guó)檔案信息自動(dòng)化工程影響最大的技術(shù)是微機(jī)工作站、服務(wù)器性能的提高，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟及數(shù)據(jù)庫技術(shù)和應(yīng)用軟件開發(fā)工具的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展促使局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)以及信息高速公路的建設(shè)和開通。在信息技術(shù)發(fā)展日新月異的條件下，選擇檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)路線是十分重要的，應(yīng)當(dāng)推行適應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)，使經(jīng)濟(jì)效益的合理性和技術(shù)的先進(jìn)性相統(tǒng)一，技術(shù)路線的選擇要符合我們的實(shí)際。檔案部門對(duì)先進(jìn)技術(shù)的潛在需求很大，但現(xiàn)實(shí)的需求又往往跟不上，宏觀監(jiān)測(cè)需要的信息量和使用頻率同微觀經(jīng)濟(jì)需求有很大差別，因此不斷發(fā)生買了設(shè)備不能充分利用，建了網(wǎng)絡(luò)而傳輸量很少的情況。要實(shí)事求是地分析現(xiàn)狀，充分考慮先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，再進(jìn)行每一項(xiàng)具體的決策。
五、實(shí)事求是地改進(jìn)管理體制
集中統(tǒng)一是管理任何社會(huì)化大生產(chǎn)所必需的方式，信息自動(dòng)化這一高新技術(shù)系統(tǒng)也不例外。人機(jī)結(jié)合是自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)方針，其含義為檔案業(yè)務(wù)人員直接使用微機(jī)開展工作，這亦是研究自動(dòng)化系統(tǒng)管理時(shí)必須考慮的原則之一。檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)的管理體制，要能使高度集中管理和方便使用相結(jié)合。目前我國(guó)檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)的管理體制，同時(shí)存在集中統(tǒng)一管理不力和使用不方便的問題，主要方面是集中統(tǒng)一管理不力，這同我國(guó)檔案工作是在各專業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的和系統(tǒng)建設(shè)從“微機(jī)起步”有關(guān)。應(yīng)下決心解決分散現(xiàn)象，從管理制度上保證業(yè)務(wù)技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，硬軟件的選用，上下各個(gè)層次和各專業(yè)辦公自動(dòng)化等都應(yīng)納入統(tǒng)一的檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)管理之中，實(shí)行集中統(tǒng)一管理，不能各行其是自建系統(tǒng)，造成信息分割和資源浪費(fèi)。也要下決心解決方便使用的問題，如長(zhǎng)期將檔案部門的“硬任務(wù)”集中于一個(gè)部門，在檔案部門這一信息系統(tǒng)之內(nèi)再組建一個(gè)“檔案信息系統(tǒng)”，就很難提高檔案工作整體水平。建立集中統(tǒng)一管理下的分散式系統(tǒng)，是較理想的模式，但這種高技術(shù)結(jié)構(gòu)，必須有較強(qiáng)的管理能力和技術(shù)能力，不具備這些條件，從集中向分散過渡，反倒有可能退回到分散式。
六、充分發(fā)揮系統(tǒng)建設(shè)資金的使用效益
檔案自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)是檔案部門投資最大的項(xiàng)目，在資金籌集和管理使用方面，較好的做法是多渠道籌措資金，實(shí)行中央撥款、地方撥款、單位自籌和爭(zhēng)取外援相結(jié)合，資金使用上做到按項(xiàng)目管理，進(jìn)行項(xiàng)目論證并跟蹤考核。目前存在的主要問題之一是沒有在國(guó)家和地方財(cái)政長(zhǎng)期建設(shè)發(fā)展計(jì)劃中立項(xiàng)，檔案信息自動(dòng)化項(xiàng)目資金大多通過領(lǐng)導(dǎo)特批解決，為此耗費(fèi)了各級(jí)檔案部門領(lǐng)導(dǎo)很大精力。“九五”建設(shè)規(guī)劃被國(guó)家經(jīng)濟(jì)信息化聯(lián)席會(huì)議作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)信息化優(yōu)先發(fā)展的重要工作之一，定名為“金信工程”，為檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)列入國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展計(jì)劃打下了良好基礎(chǔ)，但要落到實(shí)處，還有許多工作要做，各地也應(yīng)及早積極爭(zhēng)取。存在的問題之二是在資金管理上不夠科學(xué)合理，有分散和浪費(fèi)現(xiàn)象。如有的項(xiàng)目因各種原因不能充分發(fā)揮應(yīng)有作用，這都有待于今后注意改進(jìn)。
七、重視人才管理
推進(jìn)檔案信息自動(dòng)化的關(guān)鍵是人才。加強(qiáng)培養(yǎng)教育，造就一大批復(fù)合型人才的重要性，已被廣泛關(guān)注。檔案信息自動(dòng)化系統(tǒng)的骨干力量是計(jì)算機(jī)技術(shù)隊(duì)伍，其素質(zhì)水平直接影響自動(dòng)化水平的提高。當(dāng)前有些單位的隊(duì)伍不穩(wěn)，有人才流失現(xiàn)象。計(jì)算機(jī)技術(shù)人員的培養(yǎng)教育和管理是一個(gè)重要課題，要有針對(duì)性地對(duì)他們進(jìn)行政治思想教育，培育其事業(yè)心和奉獻(xiàn)精神；有計(jì)劃組織進(jìn)修，掌握信息技術(shù)的新知識(shí)；在工作條件和生活待遇上給予關(guān)心和照顧，解除其后顧之憂；研究專門人才成長(zhǎng)和流動(dòng)的規(guī)律，以形成最佳人才結(jié)構(gòu)等方面都需要給予重視。在管理上，還需要研究如何增強(qiáng)計(jì)算機(jī)機(jī)構(gòu)和人員的活力，例如
引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，對(duì)某些項(xiàng)目實(shí)行項(xiàng)目管理，在保證完成檔案建設(shè)的前提下，開展對(duì)社會(huì)有償服務(wù)等等。
為了提高勝利油田采油設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)的實(shí)時(shí)綜合測(cè)試和控制水平，保證油井高產(chǎn)量、高效率生產(chǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備可能存在的隱患或發(fā)生的故障，并對(duì)盜油等行為進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)和制止，必須實(shí)施采油的自動(dòng)監(jiān)控和管理。同時(shí)，在勝利油田采油設(shè)備中，以游梁式磕頭采油機(jī)應(yīng)用最為普遍，數(shù)量也最多。但傳統(tǒng)的磕頭機(jī)普遍存在著起動(dòng)沖擊大，運(yùn)行耗電多，效率低下等諸多問題，加之油井情況復(fù)雜，斷桿、燒電機(jī)等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，對(duì)電動(dòng)機(jī)沒有可靠的保護(hù)功能，設(shè)備維修量大，急需對(duì)現(xiàn)有的采油機(jī)設(shè)備進(jìn)行改造。為此，我們利用泓格的I－7188EXD以及I-7000模塊對(duì)大沙莊的12臺(tái)采油設(shè)備采用了分布式變頻采油控制方式，其應(yīng)用效果十分明顯。
2工作原理
2.1恒速采油的弊端和變頻采油的必要性
作為采油設(shè)備，其運(yùn)動(dòng)為反復(fù)地上下提升，一個(gè)沖程提升一次，其動(dòng)力來自于電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的兩個(gè)重量相當(dāng)大的鋼質(zhì)滑塊，當(dāng)滑塊提升時(shí)，類似于杠桿的作用，將采油機(jī)桿送入井中，滑塊下降時(shí)，采油桿提出帶油至井口，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速一定，在滑塊下降過程中，負(fù)荷減輕，電機(jī)拖動(dòng)產(chǎn)生的能量勢(shì)必進(jìn)入再生發(fā)電狀態(tài)，造成主回路母線電壓升高，頻繁的高壓沖擊會(huì)損壞電機(jī)，對(duì)電動(dòng)機(jī)沒有可靠的保護(hù)功能，一旦電機(jī)損害，造成生產(chǎn)效率降低、維護(hù)量加大，極不利于抽油設(shè)備的節(jié)能降耗，給企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟(jì)損失。
假如采用變頻調(diào)速技術(shù)，效果則完全不一樣:根據(jù)電機(jī)理論可知，其轉(zhuǎn)速公式為:n=60f×(1-s)/p其中:P—電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù);s—轉(zhuǎn)差率;f—供電電源的頻率;n—電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可看出，電機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率近似成正比，改變頻率即可以平滑地調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，而對(duì)于變頻器而言，其頻率的調(diào)節(jié)范圍是很寬的，可在0～400Hz之間任意調(diào)節(jié)，因此電機(jī)轉(zhuǎn)速即可以在較寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。同時(shí)變頻調(diào)速器具有低速軟啟動(dòng)，轉(zhuǎn)速可以平滑地大范圍調(diào)節(jié)，對(duì)電動(dòng)機(jī)保護(hù)功能齊全，如短路、過載、過壓、欠壓及失速等，可有效地保護(hù)電機(jī)及機(jī)械設(shè)備，保證設(shè)備在安全的電壓下工作，具有運(yùn)行平穩(wěn)、可靠，提高功效等諸多優(yōu)點(diǎn)，是采油設(shè)備改造的理想方案。在本系統(tǒng)中為防止采油滑塊提升時(shí)對(duì)其軸承及繞組的影響，防止電機(jī)過分磨損及過熱，最高頻率設(shè)在50Hz。
2.2系統(tǒng)架構(gòu)
根據(jù)上述分析的變頻控制原理，控制系統(tǒng)必須有控制器以及相應(yīng)的控制模塊，由于抽油設(shè)備均在野外工作，基本上處于“無人看管”的工作狀態(tài)，采用工控機(jī)等之類的控制器顯然是不合理的，而泓格的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器I－7188EX具有PC的一切控制功能，只要將其安裝在防雨、防電等場(chǎng)合，便可工作，同時(shí)利于現(xiàn)場(chǎng)安裝，滿足設(shè)計(jì)要求。為此，圍繞I-7188EX控制器，必須有相應(yīng)的功能模塊與之配合才能完成控制任務(wù)，為此我們選用了I-7024模擬量輸出模塊，讓其輸出的模擬信號(hào)作為變頻器的輸入控制信號(hào)，I-7060作為相應(yīng)控制開關(guān)的控制模塊、I-7017實(shí)時(shí)采集輸油管路的流量，控制系統(tǒng)的架構(gòu)圖見圖1所示。
由于下莊采油隊(duì)有12臺(tái)抽油機(jī)，為便于“集中管理、分布式控制”，在小隊(duì)的控制室安裝有一臺(tái)監(jiān)視控制計(jì)算機(jī)，主要用來管理I-7188EX，并且實(shí)時(shí)記錄流量、工作日志、設(shè)備運(yùn)行的健康狀態(tài)。由于小隊(duì)的控制室遠(yuǎn)離采油廠的采油統(tǒng)計(jì)中心，因此，巡視人員將定期攜帶移動(dòng)式筆記本電腦通過HUB與控制計(jì)算機(jī)采用TCP/IP協(xié)議下載控制計(jì)算機(jī)的記錄參數(shù)，然后回采油統(tǒng)計(jì)中心將各個(gè)采油分隊(duì)的記錄參數(shù)匯總，統(tǒng)計(jì)，達(dá)到了對(duì)采油設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)的綜合測(cè)試以及管理的目的。在圖1所示的架構(gòu)圖中，I－7188EX與I－7000模塊采用RS－485通信、I－7188EX與控制計(jì)算機(jī)采用TCP/IP通過HUB相連并通信。從而實(shí)現(xiàn)了分級(jí)控制、分級(jí)管理，利于維護(hù)、安裝、移動(dòng)和拆卸。是一種比較的采油設(shè)備控制系統(tǒng)。
2.3采油變頻調(diào)節(jié)過程
變頻采油是當(dāng)滑塊下降過程時(shí)，經(jīng)I-7188EX邏輯判定,將控制信號(hào)通過I-7024送至變頻器，調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，讓滑塊根據(jù)井口真空度以及電機(jī)所帶負(fù)荷變速下降，當(dāng)采油滑塊提升時(shí)，為防止油錘現(xiàn)象的產(chǎn)生，采油泵的啟停將采用聯(lián)動(dòng)方式，即三臺(tái)油泵共一個(gè)出口閥門。變頻聯(lián)動(dòng)方式有變頻泵固定方式和變頻泵循環(huán)方式。變頻泵固定方式最多可以控制7臺(tái)泵,可選擇“先開先關(guān)”和“先開后關(guān)”兩種水泵關(guān)閉順序;變頻泵循環(huán)方式最多可以控制4臺(tái)泵，系統(tǒng)以“先開先關(guān)”的順序關(guān)泵。本系統(tǒng)采用變頻泵循環(huán)方式，這樣，將3口油井的采油泵采用變頻聯(lián)動(dòng)方式采油，不僅降低了能耗，保護(hù)了電機(jī)，更為重要是使輸油管路的壓強(qiáng)恒定，流量恒速，利于計(jì)量與管理。
2.4效益分析
在開采前期，由于儲(chǔ)油量大，供液足，為提高功效，我們采用提高轉(zhuǎn)速的方式，讓變頻器運(yùn)行至65Hz，頻率提高了1/3，其綜合采油率可比工頻情況下多采油20%，工效提高了1.2倍，當(dāng)中期時(shí)我們讓變頻器運(yùn)行至50Hz，變頻器運(yùn)行在工頻情況，其采油量恢復(fù)正常狀態(tài)，由于采用多種控制技術(shù)，使采油量在短時(shí)間內(nèi)有較大幅度的提升，同時(shí)，維修量大幅度降低，利于設(shè)備的節(jié)能降耗，降低了采油工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，并且控制系統(tǒng)可以重復(fù)使用，方便拆卸和安裝，系統(tǒng)的投入深受勝利油田采油廠的喜愛。
3所選模塊特性
3.1I－7188EX
I-7188EX為一具有PC功能的嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器，也可以說是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器，它有256KBFLASH，256KBSRAM，2KBEEPROM，31BNVSRAM，內(nèi)置時(shí)實(shí)時(shí)鐘，看門狗定時(shí)器、內(nèi)置MiniOS7操作系統(tǒng)、含有與NE-2000兼容的10BASE-T網(wǎng)絡(luò)控制器、支持TCP/IP協(xié)議。它具有獨(dú)特的雙看門狗安全設(shè)計(jì)，即軟件看門狗和硬件看門狗組成，萬一主控計(jì)算機(jī)死機(jī)，所有的輸出模塊就進(jìn)入預(yù)設(shè)的安全狀態(tài)，符合工業(yè)的安全要求，使用方便，可大幅增加系統(tǒng)安全性。
3.2I-7017的特性
l8路模擬輸入;
l14bit分辨率;
l采用差分輸入方式和－10～10V輸入范圍以提高的功模干擾能力;
l8通道掃描模式;
l隔離電壓:3000VDC，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。
3.3模擬輸出模塊I-7024
為了使采油泵平穩(wěn)起停、保護(hù)控制系統(tǒng)，采用了變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)其進(jìn)行控制，利用I－7024的模擬輸出信號(hào)，給變頻器提供0～10V的控制信號(hào)，使變頻器的輸出信號(hào)變?yōu)?～50Hz達(dá)到變速的目的。由于I－7024采用了光電隔離方式，從而保護(hù)了控制系統(tǒng)，避免了電機(jī)的反電勢(shì)容易使控制系統(tǒng)死鎖的現(xiàn)象發(fā)生。
4軟件設(shè)計(jì)
由于I-7188EX嵌入式控制器配有MiNiOS7嵌入式操作系統(tǒng).，因此I-7188控制器可編程獨(dú)立運(yùn)行，與ROM－DOS相比，MiNiOS7更適于嵌入式應(yīng)用。I-7188現(xiàn)地單元控制模塊的控制程序，采用TC2.0編寫，調(diào)用了I-7000相應(yīng)的庫函數(shù)，主要有模塊初始化模塊、定時(shí)采集模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、邏輯輸出模塊(控制開關(guān)等的控制)等，這一部分編程比較簡(jiǎn)單，泓格提供了許多類似的例程，可以直接通用，極大地降低了開發(fā)時(shí)間。
控制計(jì)算機(jī)上安裝有Windows2000，以及MicrosoftSQL6.5，便于建立起數(shù)據(jù)庫，備移動(dòng)筆記本電腦瀏覽器下載歷史數(shù)據(jù)。上位機(jī)采用了組態(tài)王工控軟件，并利用了泓格公司提供的I-7188的OPC服務(wù)器直接與I-7188EX采用TCP協(xié)議通信，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了編程工作。
5結(jié)束語
目前，油田在穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)，如何節(jié)能降耗，并對(duì)鉆井設(shè)備進(jìn)行科學(xué)管理，提高勝利油田采油設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)的實(shí)時(shí)綜合測(cè)試和控制水平，保證油井高產(chǎn)量、高效率生產(chǎn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備可能存在的隱患或發(fā)生的故障，并對(duì)盜油等行為進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)和制止，是目前石油采集單位需要解決的問題，本系統(tǒng)解決了其利用控制系統(tǒng)對(duì)鉆井設(shè)備合理控制，并進(jìn)行科學(xué)管理，對(duì)解決油田目前面臨的問題具有一定的參考價(jià)值。泓格公司提供的I-7188EX以及I-7000系列模塊在極其惡劣的采油現(xiàn)場(chǎng)能穩(wěn)定地運(yùn)行，且故障率極低。說明其品質(zhì)是可靠的，重要是其產(chǎn)品具有雙重的Watchdog以及運(yùn)行可靠的MiniOS7嵌入式操作系統(tǒng)，極大提高了系統(tǒng)的可靠性以及運(yùn)行的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的投入運(yùn)行，不僅提高了采油量，并且提高了采油廠對(duì)抽油設(shè)備的管理水平，是一件一舉多得的好事情，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1]I-7188EXhandbook，2000.
關(guān)鍵詞：MIS開發(fā)模式；Client/Server；Browse/Server
1引言
Intranet這個(gè)名字自Internet商業(yè)化以來，已經(jīng)成為部分企業(yè)日常管理的必要工具，由于Intranet本身的特點(diǎn)，多數(shù)人總?cè)菀着cMIS的概念混淆區(qū)別。若按一般的理解為：“防火墻之后的Internet”，確實(shí)與初級(jí)MIS(企業(yè)管理信息系統(tǒng))有很多相似之處，但本人認(rèn)為Intranet不能與MIS相提并論，可以從以下兩點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比說明：
(1)Intranet是基于Internet技術(shù)之上，根據(jù)企業(yè)的應(yīng)用需求特點(diǎn)，所開發(fā)出的增強(qiáng)應(yīng)用技術(shù)平臺(tái)。它側(cè)重于平臺(tái)技術(shù)。
(2)MIS構(gòu)件包括計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序、OS、通訊協(xié)議等，它是一個(gè)綜合系統(tǒng),而且更注重于網(wǎng)上內(nèi)容及網(wǎng)上管理。
由此可以得到結(jié)論，Intranet的出現(xiàn)只是更豐富了MIS的吸引力，完全代替MIS的含義范圍的說法從應(yīng)用與理論角度都是不正確的。
企業(yè)管理過程中由于概念上的混淆，目前在企業(yè)信息網(wǎng)的建設(shè)上普遍存在著兩個(gè)誤區(qū)：
(1)將Intranet等同于MIS，認(rèn)為MIS就是指C/S(客戶機(jī)/服務(wù)器)模式，Intranet代表了新技術(shù)B/S(瀏覽器/服務(wù)器)模式。以前的所有系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案都可用B/S模式來解決，全部系統(tǒng)在B/S模式下開發(fā)。
(2)將Intranet與MIS對(duì)立，認(rèn)為B/S側(cè)重于信息文本，C/S的數(shù)據(jù)庫信息的形成過程也就是它的過程，主張數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)出仍用C/S模式。
其實(shí)這兩種做法都是偏激的，是對(duì)Intranet新平臺(tái)的缺乏認(rèn)識(shí)所致，有必要給予充分認(rèn)識(shí)才能正確對(duì)待。
2C/S和B/S之比較
C/S和B/S是當(dāng)今世界開發(fā)模式技術(shù)架構(gòu)的兩大主流技術(shù)。C/S是美國(guó)Borland公司最早研發(fā)，B/S是美國(guó)微軟公司研發(fā)。目前，這兩項(xiàng)技術(shù)以被世界各國(guó)所掌握，國(guó)內(nèi)公司以C/S和B/S技術(shù)開發(fā)出產(chǎn)品也很多。
2.1C/S架構(gòu)軟件的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)
（1）應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行數(shù)據(jù)負(fù)荷較輕。
最簡(jiǎn)單的C/S體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用由兩部分組成，即客戶應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器程序。二者可分別稱為前臺(tái)程序與后臺(tái)程序。運(yùn)行數(shù)據(jù)庫服務(wù)器程序的機(jī)器，也稱為應(yīng)用服務(wù)器。一旦服務(wù)器程序被啟動(dòng)，就隨時(shí)等待響應(yīng)客戶程序發(fā)來的請(qǐng)求；客戶應(yīng)用程序運(yùn)行在用戶自己的電腦上，對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，可稱為客戶電腦，當(dāng)需要對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行任何操作時(shí)，客戶程序就自動(dòng)地尋找服務(wù)器程序，并向其發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器程序根據(jù)預(yù)定的規(guī)則做出應(yīng)答，送回結(jié)果，應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行數(shù)據(jù)負(fù)荷較輕。
（2）數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存管理功能較為透明。
在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中，數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存管理功能，是由服務(wù)器程序和客戶應(yīng)用程序分別獨(dú)立進(jìn)行的，前臺(tái)應(yīng)用可以違反的規(guī)則，并且通常把那些不同的（不管是已知還是未知的）運(yùn)行數(shù)據(jù)，在服務(wù)器程序中不集中實(shí)現(xiàn)，例如訪問者的權(quán)限，編號(hào)可以重復(fù)、必須有客戶才能建立定單這樣的規(guī)則。所有這些，對(duì)于工作在前臺(tái)程序上的最終用戶，是“透明”的，他們無須過問（通常也無法干涉）背后的過程，就可以完成自己的一切工作。在客戶服務(wù)器架構(gòu)的應(yīng)用中，前臺(tái)程序不是非常“瘦小”，麻煩的事情都交給了服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)。在C/S體系的下，數(shù)據(jù)庫不能真正成為公共、專業(yè)化的倉庫，它受到獨(dú)立的專門管理。
（3）C/S架構(gòu)的劣勢(shì)是高昂的維護(hù)成本且投資大。
首先，采用C/S架構(gòu)，要選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)庫平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的真正“統(tǒng)一”，使分布于兩地的數(shù)據(jù)同步完全交由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)去管理，但邏輯上兩地的操作者要直接訪問同一個(gè)數(shù)據(jù)庫才能有效實(shí)現(xiàn)，有這樣一些問題，如果需要建立“實(shí)時(shí)”的數(shù)據(jù)同步，就必須在兩地間建立實(shí)時(shí)的通訊連接，保持兩地的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器在線運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)管理工作人員既要對(duì)服務(wù)器維護(hù)管理，又要對(duì)客戶端維護(hù)和管理，這需要高昂的投資和復(fù)雜的技術(shù)支持，維護(hù)成本很高，維護(hù)任務(wù)量大。
其次，傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)的軟件需要針對(duì)不同的操作系統(tǒng)系統(tǒng)開發(fā)不同版本的軟件，由于產(chǎn)品的更新?lián)Q代十分快，代價(jià)高和低效率已經(jīng)不適應(yīng)工作需要。在JAVA這樣的跨平臺(tái)語言出現(xiàn)之后，B/S架構(gòu)更是猛烈沖擊C/S，并對(duì)其形成威脅和挑戰(zhàn)。
2.2B/S架構(gòu)軟件的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)
（1）維護(hù)和升級(jí)方式簡(jiǎn)單。
目前，軟件系統(tǒng)的改進(jìn)和升級(jí)越來越頻繁，B/S架構(gòu)的產(chǎn)品明顯體現(xiàn)著更為方便的特性。對(duì)一個(gè)稍微大一點(diǎn)單位來說，系統(tǒng)管理人員如果需要在幾百甚至上千部電腦之間來回奔跑，效率和工作量是可想而知的，但B/S架構(gòu)的軟件只需要管理服務(wù)器就行了，所有的客戶端只是瀏覽器，根本不需要做任何的維護(hù)。無論用戶的規(guī)模有多大，有多少分支機(jī)構(gòu)都不會(huì)增加任何維護(hù)升級(jí)的工作量，所有的操作只需要針對(duì)服務(wù)器進(jìn)行；如果是異地，只需要把服務(wù)器連接專網(wǎng)即可，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)、升級(jí)和共享。所以客戶機(jī)越來越“瘦”，而服務(wù)器越來越“胖”是將來信息化發(fā)展的主流方向。今后，軟件升級(jí)和維護(hù)會(huì)越來越容易，而使用起來會(huì)越來越簡(jiǎn)單，這對(duì)用戶人力、物力、時(shí)間、費(fèi)用的節(jié)省是顯而易見的，驚人的。因此，維護(hù)和升級(jí)革命的方式是“瘦”客戶機(jī)，“胖”服務(wù)器。
（2）成本降低，選擇更多。
大家都知道windows在桌面電腦上幾乎一統(tǒng)天下，瀏覽器成為了標(biāo)準(zhǔn)配置，但在服務(wù)器操作系統(tǒng)上windows并不是處于絕對(duì)的統(tǒng)治地位。現(xiàn)在的趨勢(shì)是凡使用B/S架構(gòu)的應(yīng)用管理軟件，只需安裝在Linux服務(wù)器上即可，而且安全性高。所以服務(wù)器操作系統(tǒng)的選擇是很多的，不管選用那種操作系統(tǒng)都可以讓大部分人使用windows作為桌面操作系統(tǒng)電腦不受影響，這就使的最流行免費(fèi)的Linux操作系統(tǒng)快速發(fā)展起來，Linux除了操作系統(tǒng)是免費(fèi)的以外，連數(shù)據(jù)庫也是免費(fèi)的，這種選擇非常盛行。
比如說很多人每天上“新浪”網(wǎng)，只要安裝了瀏覽器就可以了，并不需要了解“新浪”的服務(wù)器用的是什么操作系統(tǒng)，而事實(shí)上大部分網(wǎng)站確實(shí)沒有使用windows操作系統(tǒng)，但用戶的電腦本身安裝的大部分是windows操作系統(tǒng)。
（3）應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行數(shù)據(jù)負(fù)荷較重。
由于B/S架構(gòu)管理軟件只安裝在服務(wù)器端（Server）上，網(wǎng)絡(luò)管理人員只需要管理服務(wù)器就行了，用戶界面主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器（Server）端完全通過WWW瀏覽器實(shí)現(xiàn)，極少部分事務(wù)邏輯在前端（Browser）實(shí)現(xiàn)，所有的客戶端只有瀏覽器，網(wǎng)絡(luò)管理人員只需要做硬件維護(hù)。但是，應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行數(shù)據(jù)負(fù)荷較重，一旦發(fā)生服務(wù)器“崩潰”等問題，后果不堪設(shè)想。因此，許多單位都備有數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)服務(wù)器，以防萬一。
3C/S與B/S將
在傳統(tǒng)的C/S下已經(jīng)積累了大量的應(yīng)用和信息，例如各類數(shù)據(jù)庫和各種格式的文件，而Intranet必須能充分利用這些已有的應(yīng)用和信息。Intranet技術(shù)基礎(chǔ)由于其通用性，能提供的標(biāo)準(zhǔn)接口是不多的。例如訪問數(shù)據(jù)庫的辦法歸根結(jié)底仍是CGI,而直接用CGI不僅編程麻煩，而且維護(hù)更困難，對(duì)于極大多數(shù)的企業(yè)是不適用的，至少是不夠用的，還要有一系列的應(yīng)用接口工具。而B/S模式目前只適用于信息，對(duì)于如在線事務(wù)處理(OLTP)應(yīng)用尚有實(shí)質(zhì)性困難。所以說，C/S與B/S模式還將，而二者間的接口工具也是一種長(zhǎng)期需求。
3.1全文檢索數(shù)據(jù)庫的集成
Internet的技術(shù)就是以文本為基礎(chǔ)的，可以說，Hypertext就說明了這個(gè)優(yōu)點(diǎn)。全文檢索是Intranet的一個(gè)基本組成，關(guān)鍵是指定檢索條件，還有就是能把各式各樣原來的文件(庫)，方便地轉(zhuǎn)換并裝入全文檢索數(shù)據(jù)庫。雖然現(xiàn)在有一系列的接口工具，但由于原來文件的格式種類幾乎是無限的，這問題不可能有最終的解決方案，只能靠開發(fā)廠商不斷完善和優(yōu)化。也有以（超）文本文件為基礎(chǔ)信息的管理系統(tǒng)，由于沒有合適的平臺(tái),勉強(qiáng)使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫或LutosNotes這種專用平臺(tái)來建設(shè)，但要么開發(fā)困難、效率低下，要么則會(huì)使用戶陷入專有平臺(tái)固有的各種苦惱之中。Intranet技術(shù)在這方面是無可比擬的。3.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫的接口
Intranet與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的接口是MIS中的一個(gè)重要問題,這里我們不具體闡述,這也是Intranet與Internet的區(qū)別最大之處。互聯(lián)網(wǎng)上常常是一些不規(guī)則文本的，而企業(yè)內(nèi)部更注重于對(duì)有序數(shù)據(jù)的，這是MIS的靈魂，目前解決這個(gè)問題大致有三條路徑：
(1)許多數(shù)據(jù)庫廠商推出了各自的“解決方案”。這些方案的特點(diǎn)是基于各自的專有技術(shù)，與其數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品以及開發(fā)工具緊緊地捆綁在一起。如果企業(yè)只用或主要使用一種數(shù)據(jù)庫，這條途徑是可行的。但I(xiàn)ntranet的開放性將大打折扣。
(2)使用所謂的OLAP工具，即獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的分析工具。但目前出現(xiàn)的OLAP工具的Intranet版本都不夠成熟，應(yīng)有一番競(jìng)爭(zhēng)乃至到成熟的過程，但必須應(yīng)用于多種數(shù)據(jù)庫及需求比較復(fù)雜的用戶。但這樣做投資較大且需專門培訓(xùn)。
(3)在Intranet平臺(tái)中提供訪問關(guān)系數(shù)據(jù)庫的通用接口工具，這是最理想的做法，但目前產(chǎn)品仍沒有達(dá)到前兩種工具的性能，希望盡早有一個(gè)功能強(qiáng)的通用接口工具產(chǎn)生。
3.3工作流接口
對(duì)于大部分企業(yè)，全面、完整的工作流工具并不太需要，因?yàn)槿臋z索和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的接口工具已解決了信息的存儲(chǔ)和共享使用。而工作流中“工作”是屬于OLTP的，目前最好還是采用傳統(tǒng)技術(shù)。如屬于辦公自動(dòng)化方面的，最自然的是采用Office套件；為收集原始數(shù)據(jù)，還得需要Form工具。而Intranet的“消息傳遞”工具是一大缺項(xiàng)，目前可行的只是利用電子郵件系統(tǒng)，而現(xiàn)在主要問題卻是企業(yè)中通常采用LotusNotes等郵件系統(tǒng)，而不是直接使用Netscape等瀏覽器中的電子郵件功能，因此需要一個(gè)工作流接口工具，能實(shí)現(xiàn)基本的工作流功能，能綜合調(diào)用Office或Form工具，完成基本工作。利用企業(yè)的電子郵件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工作消息傳遞，利用Intranet調(diào)閱信息。
綜合以上可以看出，B/S要想在企業(yè)MIS中起主導(dǎo)角色，要走的路還很長(zhǎng)，而MIS經(jīng)過長(zhǎng)期的建設(shè)，由C/S鑄就的數(shù)據(jù)大廈也不可能一下由B/S改寫，必須具體問題具體分析，不帶任何成見也沒有什么激進(jìn)偏見，將C/S與B/S技術(shù)淋漓盡致地盡展優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮在企業(yè)MIS建設(shè)中。
4C/S與B/S的結(jié)合策略
根據(jù)上面對(duì)企業(yè)MIS開發(fā)策略的分析可以得出這樣的結(jié)論，B/S在MIS中的一個(gè)重要用途即是WEB,而目前企業(yè)WEB的基本工作模式就是：
(1)WEBBrowser根據(jù)用戶操作對(duì)WEBServer提出訪問請(qǐng)求。
(2)Server將請(qǐng)求分析處理,通過CGI訪問DBMS以進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢統(tǒng)計(jì)或事務(wù)的提交。
(3)CGI根據(jù)DBMS返回的結(jié)果生成HTML文書經(jīng)過Server向客戶的Browser返回結(jié)果。
(4)Browser將HTML結(jié)果顯示給用戶。
對(duì)于上述流程，工作量主要在Server部分，而對(duì)該部分的處理目前也有好幾種方法，有用CGI訪問DBMS,也有依靠WebServer自身具有數(shù)據(jù)庫處理能力，也有混合訪問DBMS，但總的來說，對(duì)WebServer端的應(yīng)用開發(fā)我們有更高的要求。在各個(gè)子系統(tǒng)應(yīng)用上，我們?nèi)匀煌扑]用Client/Server方式，無論你用小型XBASE類數(shù)據(jù)庫，或大型的Oracle、Sybase類數(shù)據(jù)庫，在客戶端你仍然要裝實(shí)用程序用于數(shù)據(jù)服務(wù)器的信息聯(lián)系，而同樣對(duì)于大多數(shù)管理類用戶,則可安裝瀏覽器,編制一定的CGI程序,甚至利用新出現(xiàn)的JDBC或ASP技術(shù),實(shí)現(xiàn)與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的連接。
要特別提到的一點(diǎn)就是安全機(jī)制,在傳統(tǒng)的Client/Server應(yīng)用中，安全性問題解決起來就比較容易，而WebServer，我們可以對(duì)用戶請(qǐng)求進(jìn)行過濾（包過濾、域過濾、主機(jī)過濾等），而由于Intranet是基于TCP/IP協(xié)議的，如果用戶直接通過IP地址，繞過前述的管理平臺(tái)，直接訪問信息的話，那么Intranet的管理就是一句空話。在MIS中，Intranet應(yīng)用與傳統(tǒng)的C/S應(yīng)用二者的安全性問題怎樣合起來一起解決，而無需系統(tǒng)管理員根據(jù)用戶的訪問權(quán)限和需求對(duì)WebServer進(jìn)行手工配置，最好能在WebServer中有一種可與傳統(tǒng)C/S應(yīng)用無縫結(jié)合的方式，使開發(fā)人員在企業(yè)MIS營(yíng)構(gòu)中對(duì)二種應(yīng)用的各方面進(jìn)行集中一致的管理維護(hù)。
5結(jié)束語
對(duì)于企業(yè)的B/S應(yīng)用，從當(dāng)前的技術(shù)水平看，特別適用于系統(tǒng)同用戶交互量不大的應(yīng)用，對(duì)于需要大量頻繁、高速交互的應(yīng)用系統(tǒng)，采用這種模式并不一定是最好的選擇。采用Intranet應(yīng)用模式并不一定要全部取代傳統(tǒng)的Client/Server結(jié)構(gòu)，從某種意義特別是從近期的發(fā)展看，二者應(yīng)用界限并不清晰，而且往往是互相補(bǔ)充、相輔相成的。事實(shí)上，企業(yè)MIS采用B/S模式并不是要求把應(yīng)用都轉(zhuǎn)到WEBServer上來，而是要根據(jù)情況來選擇。那么，在應(yīng)用中新的B/S模式就需要能同傳統(tǒng)的C/S模式結(jié)合起來。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：SCADA系統(tǒng)測(cè)控系統(tǒng)電臺(tái)通信
1SCADA系統(tǒng)的特點(diǎn)
SCADA（SupervisoryControlandDataAcquisition）系統(tǒng)即監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)控制與調(diào)度管理自動(dòng)化系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能，可廣泛應(yīng)用于電力、水利、石油、化工、環(huán)保和市政等眾多領(lǐng)域。
SCADA系統(tǒng)一般采用分散式測(cè)控、集中式管理的方式，整個(gè)系統(tǒng)由監(jiān)控中心、若干個(gè)分散的遠(yuǎn)程測(cè)控終端RTU（RemoteTerminalUnit）和通信介質(zhì)三部分組成。監(jiān)控中心又稱主站，是SCADA系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)控制管理整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行；RTU又稱站點(diǎn)，是采用微處理器或DSP的可獨(dú)立運(yùn)行的智能測(cè)控模塊，完成各種遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與處理、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制以及與遠(yuǎn)程控制中心的通信，具有易擴(kuò)展性和易維護(hù)性特點(diǎn)；通信介質(zhì)根據(jù)實(shí)際需求和應(yīng)用對(duì)象的不同多種實(shí)現(xiàn)方式，下面稍作分析。
2通信介質(zhì)的選取
數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)分為有線和無線兩類。有線傳輸方式如：電力線載波、RS-485現(xiàn)場(chǎng)總線和PSTN公用電話網(wǎng)等。無線傳輸方式如：VHF/UHF無線電臺(tái)、ISM擴(kuò)頻電臺(tái)、GSM移動(dòng)電話網(wǎng)以及衛(wèi)星通信網(wǎng)等。每種方法各種其特點(diǎn)。
電力線載波利用現(xiàn)有的供電線路不需另鋪專用通信線路，但電力線固有干擾較大，且載波信號(hào)只能在一個(gè)配電變壓器區(qū)域內(nèi)傳送，通信跟蹤較短；RS-485現(xiàn)場(chǎng)總線具有通信效率高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，但用于大容量系統(tǒng)時(shí)鋪設(shè)專用線路工程造價(jià)太高。
PSTN公用電話網(wǎng)和GSM移動(dòng)電話網(wǎng)的初期投入費(fèi)用少，無盲區(qū)覆蓋，但日積月累的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用極高；ISM（工業(yè)科學(xué)醫(yī)療用途）頻段的擴(kuò)頻電臺(tái)（2.4GHz）及微波（4GHz以上）可用于遠(yuǎn)距離、高性能傳輸，但價(jià)格昂貴。
VHF/UHF無線電臺(tái)：傳輸距離較遠(yuǎn)，只需維護(hù)費(fèi)用而無運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，系統(tǒng)使用及站點(diǎn)擴(kuò)展很方便，尤其適用于大容量分散式SCADA系統(tǒng)，其性能價(jià)格比高，但必須向當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理部分申請(qǐng)相應(yīng)頻點(diǎn)才可使用。
由此可見，有線與無線方式各有利弊，有線通信的優(yōu)勢(shì)在于數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?dāng)RTU分散時(shí)測(cè)控系統(tǒng)輔設(shè)專用線路造價(jià)過高；而無線通信則在大容量SCADA系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)明顯。城市路燈監(jiān)控系統(tǒng)正是采用VHF/UHF無線電臺(tái)通信方式，已在南京、福州、長(zhǎng)春等省會(huì)城市連續(xù)常運(yùn)行幾年且客戶反映好。實(shí)踐證明，只要解決好數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃赃@一關(guān)鍵問題，就能保證整個(gè)無線通信SCADA系統(tǒng)正常可靠運(yùn)行。
3城市路燈無線通信SCADA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)主要由三部分構(gòu)成：監(jiān)控中心、若干個(gè)站RTU及VHF/UHF無線電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。監(jiān)控中心選用TAIT855/856基地臺(tái)，站選用MotorolaGM300車載電臺(tái)。城市路燈無線通信SCADA系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
3.1監(jiān)控中心組成和功能
城市路燈無線通信SCADA系統(tǒng)的控制中心主要由主控機(jī)、后備機(jī)、服務(wù)器、大屏幕多媒體投影機(jī)、電臺(tái)、鐵塔及天線等組成。
主控機(jī)與服務(wù)器按Client/Server結(jié)構(gòu)連網(wǎng)。主控機(jī)作為系統(tǒng)的客戶機(jī)，由一臺(tái)Intel工控機(jī)構(gòu)成，用VB語言編程，主要功能實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面并通過無線Modem與電臺(tái)連，向RTU發(fā)送控制指令，接收返回的檢測(cè)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)。為提高系統(tǒng)的可靠性，在該系統(tǒng)中采用另一臺(tái)Intel工控機(jī)作為后備機(jī)對(duì)主控機(jī)進(jìn)行備份。
用一臺(tái)IBM服務(wù)器作無線通信SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，RTU采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)主控機(jī)處理后存放在數(shù)據(jù)服務(wù)器中，其它管理系統(tǒng)經(jīng)授權(quán)可以直接訪問該服務(wù)器，很容量實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享。
監(jiān)控中心主要完成以下功能：
（1）大屏幕多媒體投影機(jī)動(dòng)態(tài)顯示SCADA系統(tǒng)中每一個(gè)RTU在城市地圖中所處位置及該站點(diǎn)的工作狀態(tài)和實(shí)時(shí)參數(shù)（包括各條線路的交流電壓、電流、功率、電度表讀數(shù)、亮燈率等）。
（2）根據(jù)該城市所處經(jīng)糾度及日出日落時(shí)間，制定出對(duì)應(yīng)全年的每日開/關(guān)燈時(shí)間曲線以實(shí)時(shí)控制路燈的通/斷；另外可由控制人員結(jié)合具體情況，修改開/關(guān)燈時(shí)間，并傳送給RTU以進(jìn)行控制。
（3）定時(shí)巡檢/定點(diǎn)檢測(cè)RTU，并通過無線Modem獲取RTU返回的開關(guān)狀態(tài)、數(shù)據(jù)參數(shù)及報(bào)警碼。
（4）在巡檢過程中，若發(fā)現(xiàn)故障或參數(shù)越限，可進(jìn)行聲光報(bào)警，并在大屏幕上動(dòng)態(tài)顯示以該站點(diǎn)位置為中主的放大地圖及相應(yīng)的工況、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及故障形式。
（5）具有節(jié)省能源功能，實(shí)行全夜燈/半夜燈兩種工作方式，由控制人員針對(duì)每條線路決定是否采用半夜燈方式及任意調(diào)節(jié)半夜燈的起止時(shí)間。同時(shí)還具有防竊電監(jiān)測(cè)功能：當(dāng)檢測(cè)到某一支路電流值大于正常運(yùn)行值時(shí)，若同一RTU中其它支路電流值正常（表明A/D芯片工作正常），則該支路存在竅電現(xiàn)象。
（6）采用虛擬儀表方法顯示電壓表、電流表、電度表等儀表形狀，利用VB控件Meter在儀表盤上直觀顯示模擬數(shù)據(jù)量的動(dòng)態(tài)變化。
（7）定時(shí)對(duì)所有RTU進(jìn)行校時(shí)，確保站時(shí)間準(zhǔn)確性。
（8）數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)及報(bào)表打印功能。
3.2無線通信
3.2.1通信介質(zhì)
無線通信SCADA系統(tǒng)監(jiān)控中心與RTU之間采用VHF/UHF無線電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，工作頻率為203～450Hz（須向當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理部門申請(qǐng)相應(yīng)的頻點(diǎn)），數(shù)據(jù)通信的調(diào)制方式為FSK，傳送速率為300～1200bps。RTU站點(diǎn)間分布較散，與監(jiān)控中心距離較遠(yuǎn)，因此通信體制采用大區(qū)制。監(jiān)控中心選用TAIT855/856基地臺(tái)，發(fā)射功率為45W，工作在全雙工方式，覆蓋范圍與高增益全向天線鐵塔的高度有關(guān)，半徑可達(dá)幾十公里。RTU采用MotorolaGM300車載電臺(tái)，配以定向天線，發(fā)射功率為25W，工作在半雙工方式。
3.2.2通信方式
監(jiān)控中心采用廣播方式或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式向RTU發(fā)送命令。采用廣播方式時(shí)，RTU只接收命令并執(zhí)行，如校對(duì)時(shí)間、修改開/關(guān)燈時(shí)間等命令；采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式時(shí)，如遙測(cè)、遙控等命令，RTU先進(jìn)行站點(diǎn)編號(hào)確認(rèn)，若是則根據(jù)命令格式執(zhí)行相應(yīng)操作，如控制路為開/關(guān)、向監(jiān)迭中心返回電流、電壓、開關(guān)狀態(tài)、故障碼數(shù)據(jù)幀等。
3.3站RTU結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)
無線通信SCADA系統(tǒng)的站RTU結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
RTU主要由單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)組成，包括數(shù)據(jù)采集處理及A/D轉(zhuǎn)換電路、鍵盤顯示電路、時(shí)鐘電路、路燈全夜燈/半夜燈控制電路、無線通信電路。站都可獨(dú)立運(yùn)行，即使因通信故障等原因無法與監(jiān)控中心聯(lián)系，也可單獨(dú)完成路燈系統(tǒng)的日益監(jiān)控。
單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)采用80C31作為CPU，27C256作為EPROM，62256作為RAM，在地址譯碼電路中采用74LS138，P2.7分別接62256的片選信號(hào)(為零選中)及74LS138管腳G1（為1選中），P2.4、P2.5、P2.6分別接74LS138管腳A、B、C，輸出片選信號(hào)控制多路開關(guān)、ICL7109、DS12887、74HC245、液晶顯示。
（1）數(shù)據(jù)采集及A/D轉(zhuǎn)換電路
RTU實(shí)時(shí)測(cè)量參數(shù)包括線路的電壓、電流、電度表讀數(shù)等。該模塊模擬輸入信號(hào)有三相交流電壓UA～UC。線路總電流IA～I(xiàn)C，各支路電流（本系統(tǒng)最多可檢測(cè)8條支路）I1A～I(xiàn)1C、…、I8A～I(xiàn)8C，信號(hào)經(jīng)V/I變送器、多路開關(guān)（4051×4片）、信號(hào)處理電路（包括對(duì)交流信號(hào)整流、濾波等變換）后送入雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器ICL7109，轉(zhuǎn)換成十二位二進(jìn)制數(shù)，其中低八位D1～D8與P0.0～P0.7相連，高四位D9～D12與P0.0～P0.3相連，CPU通過控制高/低字節(jié)使能端HBEN、LBEN分別從數(shù)據(jù)總線上讀取高四位及低八位數(shù)據(jù)。
（2）鍵盤顯示電路
采用液晶顯示。鍵功能主要有：設(shè)置站號(hào)、時(shí)間、各支路電流變化值、電流/電壓調(diào)零校正、全夜燈/半夜燈模式，巡檢/定點(diǎn)檢測(cè)每一支路參數(shù)等。
（3）時(shí)鐘電路
采用時(shí)鐘芯片DS12C887提供精確時(shí)鐘信號(hào)，包括年、月、日、時(shí)、分。可通過手動(dòng)方式修改時(shí)間，也可由監(jiān)控中心統(tǒng)一校時(shí)。
（4）路燈開/關(guān)電路
可通過固化在EPROM中的每日開/關(guān)燈時(shí)間自動(dòng)執(zhí)行該站點(diǎn)路燈線路的通/斷，也可通過手動(dòng)設(shè)置方式或由監(jiān)控中心進(jìn)行遙控來實(shí)現(xiàn)線路通/斷。
（5）無線通信電路
由調(diào)制/解調(diào)芯片TCM3105將接收的模擬載波信號(hào)解調(diào)為數(shù)字信號(hào)傳給CPU，將需發(fā)送的數(shù)字信號(hào)調(diào)制成模擬載波信號(hào)并通過GM300車載電臺(tái)、定向天線與監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。
4路燈無線通信SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的注意事項(xiàng)
采用VFH/UFH電臺(tái)通信的城市路燈無線通信SCADA系統(tǒng)已經(jīng)連續(xù)幾年正常運(yùn)行。經(jīng)驗(yàn)表明，只要解決好數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)目煽啃詥栴}，在城市大容量監(jiān)控系統(tǒng)中該方法明顯優(yōu)于有線傳輸方式，性能價(jià)格比高，且可方便地任意擴(kuò)展RTU。筆者認(rèn)為在設(shè)計(jì)調(diào)試安裝過程中還需要注意以下幾方面：
（1）尤其要重視無線信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試。在站安裝前，由監(jiān)控中心基地臺(tái)發(fā)送信號(hào)，每一個(gè)RTU安裝處都要進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試，應(yīng)無明顯的同頻干擾和異頻互調(diào)干擾，信號(hào)電平應(yīng)在20dB以上。若某個(gè)RTU不能滿足，須改變其地址；當(dāng)大部分RTU都不能滿足要求時(shí)，必須改變無線電臺(tái)的工作頻點(diǎn)。
（2）不能選擇過高的通信波特率，否則極易引起丟碼現(xiàn)象。
（3）在A/D轉(zhuǎn)換電路調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，ICL7109芯片引腳17（TEST）、27（SEND）不能懸空，應(yīng)與26（RUN/HOLD）同接+5V。否則A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。
(一)總體目標(biāo)
1.向科學(xué)管理要效益，彌補(bǔ)缺陷，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院經(jīng)濟(jì)核算的現(xiàn)代化管理。
2.保證醫(yī)院醫(yī)療、科研、教學(xué)等活動(dòng)順利進(jìn)行，提供更科學(xué)便利的服務(wù)。
3.為醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)層決策提供科學(xué)準(zhǔn)確的財(cái)務(wù)指標(biāo)。
(二)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
我院財(cái)務(wù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的建設(shè)遵循“分步實(shí)施、后期集成”的原則，按著醫(yī)院工作的輕重緩急和經(jīng)濟(jì)情況，分期建設(shè)。
1、一期工程：職工工資微機(jī)化管理。自1990年起，我院開始使用微機(jī)對(duì)全院職工工資進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)了工資調(diào)整、工資核算、工資條打印及其他一些基本功能。1995年以后加入個(gè)人所得稅調(diào)整功能。
2、二期工程：財(cái)務(wù)科內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。根據(jù)衛(wèi)生部、財(cái)政部等主管部門的指示精神，我院從1998年開始建設(shè)并投入使用財(cái)務(wù)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。通過該網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)報(bào)帳、審核、財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)、帳務(wù)報(bào)表、固定資產(chǎn)核算、應(yīng)收帳款管理等功能，基本取代了傳統(tǒng)的財(cái)務(wù)手工工作，使我院的財(cái)務(wù)管理提高到一個(gè)新的水平。該軟件由國(guó)家財(cái)政部指定軟件公司開發(fā)。
3、三期工程：全院經(jīng)濟(jì)核算子系統(tǒng)的建設(shè)；該系統(tǒng)是我院醫(yī)院信息系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，對(duì)全院的醫(yī)療收入、日常支出、科室獎(jiǎng)金分配等起到了至關(guān)重要的作用。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源于醫(yī)院信息總網(wǎng)、可準(zhǔn)確、科學(xué)的反映科室的收入，按照我院的獎(jiǎng)金分配方案自動(dòng)生成科室應(yīng)得獎(jiǎng)金額。
4、四期工程：財(cái)務(wù)軟件系統(tǒng)集成。即將進(jìn)行的工作，為使我院的信息系統(tǒng)更為完整，把目前財(cái)務(wù)相對(duì)獨(dú)立的三個(gè)系統(tǒng)合成，并入醫(yī)院信息總網(wǎng)，將與醫(yī)院經(jīng)濟(jì)掛鉤的所有科室的經(jīng)濟(jì)管理統(tǒng)一，做到資源共享、統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。
(三)硬件配置
由于財(cái)務(wù)管理關(guān)系到整個(gè)醫(yī)院的經(jīng)濟(jì)命脈，財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)就顯得極為重要，在硬件端首先就要把好關(guān)。由于財(cái)務(wù)科內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，我們配置了專門交換機(jī)和服務(wù)器，采用星型布線，每個(gè)工作站獨(dú)享十兆帶寬。我們把硬件的挑選當(dāng)作重點(diǎn)，選擇質(zhì)量信譽(yù)好、售后服務(wù)好的國(guó)際或國(guó)內(nèi)的名牌產(chǎn)品。網(wǎng)線采用加拿大產(chǎn)IBDN超五類雙絞線，主交換機(jī)、集線器、網(wǎng)卡和服務(wù)器系列選用美國(guó)IBM產(chǎn)品，工作站端則選用國(guó)內(nèi)金長(zhǎng)城系列產(chǎn)品。
(四)軟件環(huán)境、系統(tǒng)軟件平臺(tái)
網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：微軟WindowsNT
數(shù)據(jù)庫管理軟件：微軟SQLServer7.0
前臺(tái)開發(fā)軟件：微軟VisualBasic5.0
其他應(yīng)用軟件：微軟Office97
工作站操作系統(tǒng)：微軟Windows98
(五)系統(tǒng)維護(hù)和安全
1.醫(yī)院信息系統(tǒng)建成后能否達(dá)到預(yù)期效果，取決于后期的使用和維護(hù)。使用得當(dāng)維護(hù)及時(shí)，就會(huì)使系統(tǒng)發(fā)揮應(yīng)有作用，否則，會(huì)給醫(yī)院造成不可彌補(bǔ)的損失。我院財(cái)務(wù)管理人員都持有財(cái)務(wù)人員電算化上崗證書，為我院財(cái)務(wù)軟件的順利運(yùn)行提供了可靠保證。同時(shí)，我們有專業(yè)計(jì)算機(jī)人員負(fù)責(zé)維護(hù)財(cái)務(wù)系統(tǒng)。
2.為確保整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全運(yùn)行，我們制定了嚴(yán)格的管理制度，做到專機(jī)專用，對(duì)硬件和軟件都采取了充分的安全措拖。服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備采用雙線連接，服務(wù)器采用雙機(jī)熱備份，雙CPU，雙硬盤；工作站無軟盤驅(qū)動(dòng)器和光盤驅(qū)動(dòng)器；服務(wù)器、交換機(jī)及工作站都由長(zhǎng)時(shí)不間斷電源供電(8小時(shí)不間斷電源)。應(yīng)用軟件采用訪問控制、身份認(rèn)證、密匙及系統(tǒng)容錯(cuò)等基本網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)進(jìn)行安全監(jiān)控，服務(wù)器安裝防火墻(網(wǎng)絡(luò)版)軟件，起到主動(dòng)防御的作用。系統(tǒng)集成到醫(yī)院總網(wǎng)后，將由網(wǎng)絡(luò)管理中心的磁盤陣列備份財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。
(六)使用效果
1.實(shí)現(xiàn)了財(cái)務(wù)的正規(guī)化管理，堵住了原有的管理漏洞。
2.提高了工作效率，體現(xiàn)了以病人為中心、一切為前勤服務(wù)的宗旨。
3.為醫(yī)院的整體管理提供準(zhǔn)確的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。針對(duì)國(guó)家關(guān)于藥品收支兩條線的規(guī)定，醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)直接在網(wǎng)絡(luò)終端隨時(shí)查詢藥品收支的變化，便于調(diào)控，動(dòng)態(tài)管理。
(七)今后工作
1.配合醫(yī)療體制改革及醫(yī)療保險(xiǎn)制度的改革，進(jìn)一步完善財(cái)務(wù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，增加必要的功能模塊，如學(xué)術(shù)會(huì)議經(jīng)費(fèi)管理子系統(tǒng)等，真正實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)管理的無紙化辦公。
關(guān)鍵詞：nRF9E5；無線局域網(wǎng)絡(luò)；通訊協(xié)議；無線監(jiān)測(cè)
當(dāng)今，無線技術(shù)正快速應(yīng)用于許多產(chǎn)品之中，與有線技術(shù)相比，無線技術(shù)主要具有成本低、攜帶方便、省去布線煩惱等優(yōu)點(diǎn)。特別適用于工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線RS485/232數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)等。本文給出了一種用于監(jiān)測(cè)有毒氣體的無線局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)方案。
1系統(tǒng)的功能及組成
在石華工業(yè)中，為了有效監(jiān)測(cè)空氣中H2S、CL2等有毒氣體的濃度，把隱患消滅于萌芽狀態(tài)，通常需要設(shè)計(jì)許多無線網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)系統(tǒng)。圖1所示就是一種多任務(wù)無線通訊局域網(wǎng)示意圖。該系統(tǒng)是由一臺(tái)中央監(jiān)控設(shè)備CMS（centermoniteringsystem）和多臺(tái)遠(yuǎn)程終端節(jié)點(diǎn)RTN（remoteterminalnodes）組成的多任務(wù)無線通信網(wǎng)絡(luò)。其中的中央監(jiān)控設(shè)備CMS主要由無線收發(fā)模塊Nrf9e5、報(bào)警裝置和上位機(jī)組成，能夠接收遠(yuǎn)程各節(jié)點(diǎn)信息，監(jiān)控節(jié)點(diǎn)運(yùn)行情況，并能根據(jù)上位機(jī)要求發(fā)送命令字到指定節(jié)點(diǎn)。各節(jié)點(diǎn)RTN主要由有毒氣體傳感部分和無線接收模塊Nrf9e5組成，能夠采樣并發(fā)送數(shù)據(jù)到CMS，接收并執(zhí)行CMS發(fā)送來的指令，并且可作為中轉(zhuǎn)站間接傳輸數(shù)據(jù)。
在CMS工作信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，各節(jié)點(diǎn)和CMS直接通訊，如圖中RTN100、RTN200和CMS之間可以直接通訊。在CMS工作信號(hào)覆蓋范圍外，各遠(yuǎn)程終端節(jié)點(diǎn)其上級(jí)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)和CMS間接通訊，如圖中RTN121、RTN122依次通過RTN120、RTN100和CMS來進(jìn)行間接通訊。采用這種方法，可將系統(tǒng)擴(kuò)展成一個(gè)非常大的無線居域網(wǎng)絡(luò)。
2硬件設(shè)計(jì)
2．1硬件電路連接
中央監(jiān)控設(shè)備（CMS）電路主要包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)、接收模塊nRF9E5及報(bào)菟裝置，具體電路如圖2所示。圖中，把nRF9E5的P0.1、P0.2口配置成SCI模式，外接MAX232轉(zhuǎn)換電路，和上位機(jī)進(jìn)行串行通訊；P0.3配置成普通端口，外接報(bào)警裝置。
該系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程終端節(jié)點(diǎn)（RTN）電路主要由射頻模塊nRF9E5和氣體變送器GT-130/H2S-1組成。ADC模塊選用內(nèi)部參考電壓，氣體傳感裝置能夠輸出4~20mA電流，經(jīng)75Ω電阻轉(zhuǎn)換為0.3~1.5V電壓信號(hào)，來作為ADC模擬量輸入信號(hào)。電路連接和圖2基本相似，區(qū)別是斷開圖2中的P0.1-P0.3端口，將變送器輸出端和nRF9E5的AIN0引腳相連接。
2．2無線收發(fā)模塊nRF9E5
nRF9E5是挪威Nordic公司的產(chǎn)品。該芯片采用+3VDC供電，面積為5mm×5mm，共有32個(gè)外部引腳，包括UART和SPI等功能。內(nèi)部集成了nRF9E5射頻模塊、8051微控制器及A/D轉(zhuǎn)換模塊，具有433/868/915MHz三波段載波頻率。采用GFSK調(diào)制，抗擾能力強(qiáng)；支持多點(diǎn)通訊，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)0.1Mbps。具有特有的ShockBurst信號(hào)發(fā)射模式和發(fā)射信號(hào)載波監(jiān)測(cè)功能，可有效降低功耗電流、避免數(shù)據(jù)沖突。內(nèi)部寄存器為用戶提供了基礎(chǔ)的通訊協(xié)議，便于用戶擴(kuò)展，縮短了開發(fā)周期。電路連接極為簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)晶體管和一個(gè)電阻，nRF9E5輸出端ANT1、ANT2外接50Ω單天線終端裝置，信號(hào)有效發(fā)射距離無遮擋時(shí)可達(dá)800m以上，有建筑物等遮擋時(shí)可達(dá)350m左右。
3軟件設(shè)計(jì)
3．1通訊協(xié)議
CMS可與在其信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的RINT進(jìn)行直接通訊，在其工作信號(hào)覆蓋范圍之外的RIN通過其它節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)載信號(hào)實(shí)現(xiàn)與CMS的間接通訊。同時(shí)，CMS能夠根據(jù)接收的數(shù)據(jù)內(nèi)容判斷信號(hào)來自哪一個(gè)RTN節(jié)點(diǎn)。為此，需把系統(tǒng)通訊協(xié)議設(shè)置為下列格式：
Prea-mbleAddPayloadCRC
JidMidYidXData
Preamble為引導(dǎo)字節(jié)；Add為接收機(jī)地址；Payload為有效加載數(shù)據(jù)（包括接收機(jī)識(shí)別碼Jid、目的機(jī)識(shí)別碼Mid、源信號(hào)機(jī)識(shí)別碼Yid及Data字：狀態(tài)字X=1時(shí)Data為命令字，X=0時(shí)Data為濃度數(shù)據(jù)）；CRC為校驗(yàn)碼。
nRF9E5處于發(fā)射模式時(shí)，Add和Payload由微控制器按順序送入射頻模塊nRF9E5,Preamble和CRC由nRF9E5自動(dòng)加載。接收模塊時(shí)，nRF9E5先接收一數(shù)據(jù)包，分別驗(yàn)證Preamble、Add和CRC正確后，再將Payload數(shù)據(jù)送入微控制器處理；當(dāng)接收機(jī)微處理器判斷Payload中的Payload中的Jid和本機(jī)識(shí)別碼號(hào)一致時(shí)，繼續(xù)處理后繼數(shù)據(jù)，否則放棄該數(shù)據(jù)包。
要實(shí)現(xiàn)上述數(shù)據(jù)通訊功能，需進(jìn)行nRF9E5初始化配置和用戶程序設(shè)計(jì)。
3．2nRF9E5子系統(tǒng)初始化配置
在nRF9E5模塊中，特殊寄存器RF-Register包含10個(gè)字節(jié)，其配置字內(nèi)容可決定射頻模塊nRF9E5的工作特性，表1列出本設(shè)計(jì)殊寄存器RF-Register需要配置的基本參數(shù)（文中未述及的參選用默認(rèn)值）。
表1RF-Register寄存器部分字節(jié)配置說明
名稱設(shè)定值（二進(jìn)制）說明
CH-NO001110101載波頻率為868.2MHz
HRFEQ-PLL1設(shè)定PLL工作模式
PA-PWR11輸出功率為10dBm
RX-PW001接收地址字長(zhǎng)為1byte
RX-PW00100000接收有效字節(jié)長(zhǎng)度8bytes
TX-PW00100000發(fā)射有效字節(jié)長(zhǎng)度8bytes
PX-ADDRESS11100111接收地址名0xE7h
UP-CLK-EN0外部時(shí)鐘禁止
XOF011晶體振蕩器16MHz頻率
CRC-EN1使能CRC校驗(yàn)功能
CRC-MODE0使用8位CRC校驗(yàn)碼
系統(tǒng)通訊時(shí)，各模塊處于正常接收狀態(tài)：收發(fā)使能位TRX-CE=1且方式選擇位TX-EN=0。在運(yùn)行過程中，可由用戶編程修改TX-EN=1使各字節(jié)工作于發(fā)射狀態(tài)。
本系統(tǒng)設(shè)定CMS和所有RTN的地址ADD均為0xE7h，這樣，系統(tǒng)內(nèi)CMS和所有RTN之間可以互相通訊，從而避免了其它系統(tǒng)的干擾。各節(jié)點(diǎn)識(shí)別碼長(zhǎng)度根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)級(jí)數(shù)和容量配置，繼承關(guān)系分配地址；通訊時(shí)，通過對(duì)目的機(jī)代碼Mid和接收機(jī)代碼Jid的比較和識(shí)別，不斷修改接收機(jī)代碼Jid，直至Jid=Mid為止，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的自動(dòng)雙向?qū)ぶ贰Ｒ詧D1中系統(tǒng)3級(jí)路徑為例，所有模塊識(shí)別碼長(zhǎng)度均配置為12位，CMS識(shí)別碼配置為0x000h。各節(jié)點(diǎn)識(shí)別碼按照上下級(jí)路徑。繼承關(guān)系分配地址：第一級(jí)節(jié)點(diǎn)識(shí)別碼以高四位區(qū)分，其余位均為0，如節(jié)點(diǎn)0x100h與0x200h；第二級(jí)節(jié)點(diǎn)識(shí)別碼高四位繼承其上一級(jí)節(jié)點(diǎn)高四位識(shí)別碼，以中間四位區(qū)分，如RTN100的下級(jí)節(jié)點(diǎn)0x110h與0x120h；第三級(jí)節(jié)點(diǎn)繼承其上一級(jí)節(jié)點(diǎn)的前八位識(shí)別碼，以低四位區(qū)分，如0x120h的下級(jí)節(jié)點(diǎn)0x121h與0x122h。通訊時(shí)，即按照這種上下級(jí)路徑關(guān)系傳輸數(shù)據(jù)。采用上述方法，三級(jí)路徑最大可以配置四千多個(gè)節(jié)點(diǎn)，能組成一個(gè)比較大的無線局域網(wǎng)絡(luò)。
4微處理器用戶程序
該系統(tǒng)的處理器用戶程序包括CMS用戶程序和RTN用戶程序，而它們又分別包括主程序和中斷子程序兩部分。
4.1CMS用戶程序
a.CMS主程序
（1）當(dāng)Flagi=1時(shí)，CMS對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和排序記錄，并在氣體深度超標(biāo)時(shí)，使報(bào)菟輸出端P0.3=1；最后將Flagi清0。
（2）當(dāng)Sleep=1時(shí)，由CMS發(fā)送命令字(X=1)到指定節(jié)點(diǎn)，最后將Sleep清0。
此時(shí)，Mid為目的機(jī)識(shí)別碼，Yid=0x000h，接收機(jī)識(shí)別碼Jid可由CPU根據(jù)Mid高四位自動(dòng)產(chǎn)生。
b.CMS中斷子程序
（1）串行通信口接收計(jì)算機(jī)命令信號(hào)，置Sleep=1。中斷優(yōu)先級(jí)為最高。
（2）RD1=1時(shí)中斷CPU，接收某節(jié)點(diǎn)RTNi信號(hào)，置標(biāo)志字Flagi=1。中斷優(yōu)無級(jí)為次高。
（3）用定時(shí)器2監(jiān)控各節(jié)點(diǎn)通訊記錄：若在定時(shí)器2的一個(gè)定時(shí)周期T2內(nèi)判斷出某節(jié)點(diǎn)一直沒有發(fā)送信號(hào)，則會(huì)記錄相應(yīng)警告信息，直至手動(dòng)清除。其中，T2為系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)和CMS通訊一次的最大遲滯時(shí)間，中斷優(yōu)先級(jí)為次低。
（4）定時(shí)器1定時(shí)中斷CPU，將內(nèi)存數(shù)據(jù)送上位計(jì)算機(jī)顯示處理，中斷優(yōu)先級(jí)為最低。
4．2RTN用戶程序
a.RTN主程序
當(dāng)Flagi=1時(shí)，CPU對(duì)Payload作如下處理后，最后將Flagi清0。
圖2
（1）若接收的數(shù)據(jù)包中，Mid=0x000h,Yid為RTNj識(shí)別碼，則數(shù)據(jù)來自下級(jí)節(jié)點(diǎn)RTNj，需凈數(shù)據(jù)繼續(xù)向CMS方向轉(zhuǎn)發(fā)。
在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包中，Jid內(nèi)容由CPU對(duì)本機(jī)識(shí)別碼的四位識(shí)別位清0獲得，其它數(shù)據(jù)不變。
（2）若接收的數(shù)據(jù)包中，Mid為下級(jí)節(jié)點(diǎn)識(shí)別碼，Yid=0x000h，則數(shù)據(jù)來自CMS，需將數(shù)據(jù)繼續(xù)向下級(jí)路徑轉(zhuǎn)發(fā)。
在此轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包中，Jid內(nèi)容由CPU將本機(jī)識(shí)別碼和目的機(jī)識(shí)別碼比較獲得。
（3）若接收機(jī)的數(shù)據(jù)包中，Mid為本機(jī)識(shí)別碼，判斷X=1時(shí)執(zhí)行命令字，作相應(yīng)處理。
b.RTN中斷子程序
（1）ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志EOC=1時(shí)產(chǎn)生中斷，提醒CPU將Add、Jid、Mid、Yid、X=0和氣體濃度Data依次送入nRF905模塊，準(zhǔn)備發(fā)射。最后將EOC清0，并重新啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換器。中斷優(yōu)先級(jí)為低。
（2）在RTNi中，RD1=1時(shí)產(chǎn)生中斷，CPU讀取nRF9E5的數(shù)據(jù)，若Payload中Jid為本節(jié)點(diǎn)識(shí)別碼，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并置Flagi=1;否則將Payload丟棄，F(xiàn)lagi不變。中斷優(yōu)先級(jí)為高。
此時(shí)，Add=0xFFh,Mid=0x000h,Yid為本機(jī)識(shí)別碼。Jid內(nèi)容由CPU對(duì)本機(jī)識(shí)別碼的四位識(shí)別位置0獲得。
