用电异常监控系统总体设计
[摘要]线损是供电企业的重要经济指标，人为窃电是导致线损居高不下的重要因素。利用先进的技术手段，实现用电异常的实时监测和控制，是降低线损、维护用电秩序的根本出路。在初步界定用电异常监控系统作用的基础上，对系统的总体结构、监控终端的基本要求、监控主站的应用功能等，进行了总体设计。供电企业在进行选型和系统建设时，可资参考。
[关键词]用电异常 监控系统 总体设计
一、用电异常监控系统的作用
(一)用电异常及电力损失
用电异常的表象是线损高，售电量损失大，直接影响供电企业的电费收入。2004年，我省某市郊区10KV840线路线损高达53%，郊区镇低压线损高达72%，在全省创了纪录。造成线损过高的原因，包括线路及设备质量、电能表质量、管理漏洞、人为窃电等。2002年-2004年，该郊区供电公司共处罚窃电户56户，追收电费25万元，窃电严重的3人被处以行政拘留。
(二)主要窃电方式分析
从电能表的计量原理和电功率(P=UIcosΦ)可知，电能表能否正确计量，主要决定于电压、电流、功率因数、安装和接线的正确性。打破任何一个条件，或改变电表本身的结构，都将导致电能表走字慢、不走字，机械表甚至还会反转而走字下降，从而达到窃电的目的。
五花八门的窃电方式多达70余种，在计量回路的主要窃电方式有：失压、欠压、CT短路、CT开路、分流、断相、相序错接、极性错接、改变表计变比、卡住机械表盘等。
(三)用电异常监控系统的目标
本系统是供电营销管理计算机信息系统的重要组成部分，通过对用电现场电气参数的实时监测和分析，发现用电异常现象，判断异常的属性和产生异常的原因，以便及时、准确的采取相应措施，减少售电量和电费损失。对于人为窃电来说，准确地记录窃电时间和所窃电量，为追补电量电费和违约使用电费提供依据[1]。并为关口集抄、营销自动化等系统提供基础数据，对营销业务管理和营销分析决策起到支持作用。
二、系统总体构成
(一)系统网络结构
本系统由监控终端、监控主站和通信网络组成，具有和营销等其他系统的接口，发现用电异常时，自动通知用电管理或稽查人员，及时赶赴现场进行处理。系统网络结构如图1所示。
(二)监控主站软件平台
在较大系统中，监控主站应建成一个局域网，小型系统的监控主站也可以是一台高档PC计算机。监控主站的软件平台应选择：
网络操作系统 Windows 2000/2003 Server;
客户机操作系统 Windows 2000;
数据库管理系统 Oracle或SQL Server;
应用服务器WEB平台软件Microsoft IIS。
(三)远程通信
1.通信方式
在公用通信网日益发达的今天，企业自建超短波网弊端明显。GPRS/GSM、CDMA的数据服务和短消息服务，可作为本系统远程通信网络的首选，PSTN点对点拨号网络也能满足通信要求。
为保证利用公网通信的安全性和可靠性，可采用APN(Access Point Name)专线方式与无线网络运营商连接，在监控主站设置Radius服务器，设定范围内的监控终端通过身份认证后，才能和采集服务器进行通信。
2.通信规约
通信规约是监控主站与监控终端之间进行报文交换的协议，报文结构由同步头、报文头、报文体、校验码四部分组成。只要遵循统一的通信规约，不同厂家生产的监控终端、不同软件公司开发的主站软件，都能集成在一个监控系统中运行。
通信规约应在国家有关标准指导下，由省电力公司或以上的主管部门制定。通信规约涉及的内容比较多，本文不细述。
(四)系统总体性能指标[2]
1.系统年可用率≥99.9%;
2.系统故障恢复时间≤2小时;
3.时钟同步误差≤3秒;
4.专用信息传输误码率≤10-4;
5.数据存储量≥3年;
6.界面操作响应时间≤5秒;
7.信息查询响应时间≤10秒;
8.可以兼容不同厂家的终端或多厂家终端同时运行;并提供接口，与相关信息系统、监控系统共享数据。
三、监控终端基本要求
(一)功能要求
1.测量功能：通过直接交流采样，测量用电回路的电气参数，用以和电能表的计量数值进行比对，以发现计量回路的异常。测量精度要求<±0.5%。
2.抄表功能：通过RS485或RS232接口，抄取计量电表的数值。
3.远程通信功能：支持GPRS/GSM、CDMA移动网络、短消息、点对点拨号等远程通信功能。
4.数据存储功能：存储用户3个月的实时数据、曲线数据、日数据和月数据。
5.远程设置功能：接受监控主站的信息，对终端的运行方式、工作参数、通讯协议、时钟对时等进行远程设置。
6.数据压缩功能：与主站通信时，具备批量数据压缩传输功能，压缩率不低于50%。
7.异常报警功能：出现用电异常情况时，本地报警和记录的同时，将报警状态、性质、时间等自动发往监控主站。
8.维护与自检功能：本地修改设备参数，对运行状态和故障信息进行自检，出现死机时能自动复位，无线掉网后能自动恢复。
(二)性能要求
1.微处理器和通信模块应采用工业级产品，存储容量不小于16MB。
2.平均无故障工作时间(MTBF)≥20000小时。
3.三相交流供电，在三相三线供电时断一相电压，三相四线供电时断二相电压的条件下，终端仍能正常工作。
4.具有直流备用电源，失去交流电源时，至少保证能给整机供电10分钟。外部电源停电后，数据不丢失。
5.具有较好的绝缘、耐压、抗干扰、电磁兼容性能。
四、监控主站应用功能
监控主站为局域网时，既可以采用C/S工作方式，也可采用B/S工作方式。应用功能结构如图2所示。
(一)数据采集
系统采集的数据来源于用户电能表的计量数据和监控终端测量的二次回路数据，通过两种数据的对比和分析，判断用电状态。
数据采集的内容包括：1.电压、电流、有功功率、无功功率瞬时值;2.正、反向有功、无功的总、峰、平、谷、尖峰电量值;3.电压、功率因数、谐波、频率等电能质量值;4.计量装置、开关等工况参数值;5.用电异常、运行异常等事件纪录;6.其他相关设备提供的数据。
数据采集方式包括：1.定时巡测;2.随机召测;3.事件响应。
(二)用电异常报警
用电异常类型包括：欠压、失压、失电、断相、逆相序、数值越限、无功过补偿、过负荷、电表走慢、电表停走、电量示度下降、通讯异常、表箱门开等。
异常报警方式包括：1.图形报警;2.文字报警;3.短消息、Email远程报警。
(三)负荷管理与控制
自动记录最大负荷，随时召测瞬时负荷，提供每小时的负荷曲线;根据错峰用户计划，制定相应的负荷数据采集策略;根据错峰管理需要及大客户用电计划，生成用电计划考核曲线表。必要时，实施本地或远程负荷控制。
(四)供电质量管理
定时或随机采集瞬时电压、功率因数、谐波、频率等供电质量指标，提供每小时的变化曲线，计算各指标的合格率;定时或随机采集停电起、止时间，并进行统计。
(五)营销管理支持
1.抄表管理
每日定时远程抄录电能表度值，保证与结算用电能表数据的一致;完整抄录客户用电量，满足电量电费计算的需要。
2.线损管理
计算任意时段的线路损耗，同时完成线路侧平衡计算[3]。根据设定的线路允许的线损率和可疑表判别标准，自动查找数据可疑的表名及其位置，并设置可疑标志。
3.付费售电
采用付费售电管理模式，和用户签订分次付款和付费售电协议，减少欠费对供电企业造成的经营风险，减少和用电户的纠纷。
根据付款数额计算剩余电量，剩余电量达到设定的余额时，通过短信自动通知用户交费，必要时进行停电处理。
(六)营销决策支持
1.数据统计与分析
按规定的不同时段、区段、类别，进行极值分析、三相不平衡率分析、线损分析、供电可靠性分析、供电质量分析、计量装置故障分析、分时电量动态统计分析、客户和行业用电变化趋势分析、线路负荷分析等。
统计分析结果，可以采用表格、曲线、图形等方式表现。
2.报表管理
应具备专用和通用(如Excel)的电子制表功能，可方便的建立和修改报表的格式和内容，报表应可方便的进行打印。
报表内容应包括：原始数据报表、大用户电量统计报表、电量分析比对报表、线损报表、失压记录报表、报警信息报表、用户自行定义的其它报表等
(七)系统管理
1.系统具备对时功能，保证终端和主站、系统和标准时间的误差不大于3秒。
2.分层管理：适应地市公司及下属县区公司对大客户分层分级管理的需要，系统应支持档案数据、业务数据分层分级的授权维护和管理功能。
3.信息发布：采用Web服务器网页方式发布经过过滤和审批的信息，以短信方式向用电稽查人员发送报警信息，以短信方式向用电客户发送负荷、错峰等信息。
4.系统应具备用户和权限、系统资源、系统配置等管理功能。
5.系统应具备操作日志、数据合理性检验、数据自动或人工备份和恢复等安全管理功能。
五、结束语
降低线损是供电企业实现集约型管理的重要内容，本系统正是降低线损、提高供电质量、提高营销管理水平的有力支持工具。
本文对用电异常监控系统的总体结构、主要功能和性能，进行了规划性的总体设计，未涉及到技术实现的细节，地、县供电公司在该系统规划和建设时有一定的参考价值。
参考文献：
[1]吕振勇主编，电力营销法律法规知识[185].北京：中国电力出版社，2002.
[2]国网公司：电力负荷管理系统通用技术条件[3].北京：国网公司生产营销[2004].183号文.
[3]吴安官、倪保珊，电力系统线损[251].北京：中国电力出版社，1996.
作者简介：
李毅，男，山西大学工程学院。
作者：李 毅
摘要：随着企业信息化建设的不断深入，企业信息安全所面临的威胁已经渗入企业的生产，经营，生产资料采购.设备资产，管理信息等各个方面，急需从全局的高度构筑企业信息安全保障体系框架.本文以系统工程的思想和方法，简单介绍了构建企业信息安全保障体系的一般步骤;并从物理安全.网络安全，系统安全、应用安全和管理安全五个方面论述了企业信息安全保障技术体系框架及其关键技术。
关键词：企业信息化;信息安全;系统技术框架
Enterprise Information Security System Design
Han Qing
(Yanzhou Second People's Hospital,Yanzhou272100,China)
在信息社会中，信息技术的飞速发展正迅速改变着企业传统的生产、经营和管理方式，企业信息化已成为提高企业竞争力的一条根本途径，越来越多的业务依赖于计算机和网络来完成。对于企业来说，能否保障网络安全以及网络中信息的安全问题，已经被提到了直接影响企业发展的高度。急需按照风险分析的结果及安全策略的要求，以系统工程的思想和方法，从全局构筑企业信息安全保障体系框架，保证企业信息的机密性、完整性、可用性、真实性和可控性。
一、企业信息安全需求与策略的制定及组成
企业的安全需求是在对企业的威胁分析和安全风险进行评估后确认的，其出发点是确定企业需要保护的资源以及保护的级别。在制定信息系统的安全需求时，可以从网络的可用性需求、业务系统的可用性需求、数据的机密性需求、访问的可控性需求、事故响应需求和安全管理需求等多方面综合考虑。
安全需求确定后，应制定安全策略.以保证把风险控制在可接受的范围之内。在安全策略的制定上，一要考虑分等级策略，根据各个系统或资源的重要性和受威胁的程度不同，制定分等级策略。二要考虑全局部署的策略。在网络系统的物理层、网络层、系统层、应用层和管理层进行安全策略的全面部署，实施防护、检测、恢复的积极防御手段。三要考虑整体设计分步实施策略。信息安全保障系统涉及范嗣广，与网络结构、软硬件以及安全管理等密切相关，设计和实施过程不可能一不到位，必须整体设计分步实施。
二、企业信息安全保障技术体系框架及其关键技术
企业信息安全保障技术体系是整个信息安全保障体系的支撑，必须从完整的安全体系结构出发，综合考虑各个层面、各种实体的安全需求;在物理安全、网络安全、系统安全、应用安全、管理安全等多个层面建立安全策略。
(一)物理安全
物理安全主要是保护计算机信息系统设备、设施、介质和信息，避免自然灾害、环境事故以及人为因素造成的破坏、丢失。物理安全主要包括环境安全、设备安全、介质安全及电磁兼容和电磁泄漏等方面。涉及的主要安全技术包括屏蔽技术、干扰技术、电磁泄漏防护技术和物理识别技术等。
(二)网络安全
网络安全主要包括链路层安全、局域网和予网安全、网络运行安全等。主要采用安全交换机技术，加密机技术等实现链路层数据传输的保密与完整性;利用网络安全域划分与访问控制技术、防火墙，网关等实现对不同安全域的隔离，并对网络资源的访问进行控制;同时考虑远程接入的安全.域名系统的安全，路由系统的安全等。
(三)系统安全
系统安全问题表现在三个方面：一是操作系统自身的缺陷、操作系统的安全配置等带来的不安全因素，如系统漏洞等：二是主机和服务器安全，三是系统集成安全。
(四)应用安全
应用安全建设内容包括加密数据库(文件加密)、灾难恢复、网络安全监控系统、数据库安全、电子文件安全、应用系统安全等，同时建立一个统一的身份认证和访问控制对应用安全体系提供支持。应用层主要涉及身份识别和认证、信息的防泄漏和信息对抗技术等。
(五)管理安全
企业管理安全建设一般包括安全技术和设备的管理，安全管理制度。部门与人员的组织规则等。管理的制度化程度极大地影响着整个网络的安全。严格的安全管理制度，明确的部门安全职责划分，合理的人员角色定义。都可以在很大程度上降低其他层次的安全漏洞。
三、结束语
企业信息安全保障体系是企业信息化的基础，而信息安全保障技术体系又是其支撑。在全面分析企业信息安全风险的基础上，制定企业的安全需求和策略，从全局治理的高度，在物理、网络、系统、应用和管理等各个层面，结合企业具体的应用。全面构建企业的信息安全保障技术体系对企业的健康发展至关重要。
参考文献：
[1]徐国芹.浅议如何建立企业信息安全体系架构[J].中国高新技术企业,2009,5
[2]田丽,李洪磊.网络环境下企业信息安全综合治理体系研究[J].情报杂志,2007,26:2
作者：韩青
摘 要：本文基于笔者多年从事房产测绘的相关工作经验，以房产测绘空间数据与属性数据通过GIS手段集成为研究对象，探讨了房产测绘空间数据与属性数据集成的内涵和优越性，分析了基于COM GIS的测绘信息系统构建技术思路，给出了房产测绘信息系统的总体架构，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词：房产测绘 信息系统 空间数据 属性数据
房产信息化是我国当前“数字城市”建设的重要内容，房产信息化建设关系到城市现代化的进程。房产信息系统已经成为现代房产管理的主要手段，数字房产是我国房产信息化发展的最新阶段。数字房产是以房产为对象进行数字化、网络化、一体化的管理信息系统。它以空间信息为核心，利用地理信息系统(GIS)，管理信息系统(MIS)、办公自动化(OA)、工作流(WFS)等先进技术，综合集成和利用各类房产信息，达到房产管理和服务的最优化。其中，一体化是指数据模型的一体化，并通过其一体化的应用，可实现图形信息与业务信息、档案信息的一体化，可实现房产平面图形与房产分层分户图形的一体化，实现现状信息与历史信息的一体化。所有这些一体化的应用都离不开房产测绘的一体化集成。
房产测绘是获取房产管理数据的主要手段，是数字房产中空间数据和属性数据的重要来源。如果没有房产测绘的一体化集成应用，其他集成都成了无根之草、无水之木。研究房产测绘与房产GIS的一体化集成技术，对于解决数字房产空间数据库数据的快速获取、更新，保证房产业务的正常进行具有重要的现实意义。本文提出了基于GIS实现房产测绘与房产GIS一体化集成的技术路线和总体框架。
房产测绘的发展经历了从手工模式——CAD模式——CAD和GIS混合模式三个阶段，目前正向测绘与房产GIS一体化集成阶段发展。
在手工模式阶段，房产测绘的外业测量和内业处理都是依靠手工来完成的，提供成果的主要形式是纸质的图形和表格。此时的房产信息化的发展还处于单机单用户的MIS阶段，房产测绘在信息系统中的集成主要是通过手工方式将属性信息录入MIS系统，图形成果的利用也只限于发证时将纸质图形粘贴到证书上作为证书的附页。
随着电子测量技术和CAD技术的发展，房产测绘逐步由全手工模式进入CAD模式。外业测绘可以通过电子测量仪器(如全站仪、GPS等)快速获取测量数据，同时基于CAD技术开发的房产测绘系统利用CAD软件的绘图、编辑、制图功能快速地生成房产测绘成果。CAD模式较手工模式是一次大的飞跃，实现了房产测绘由提供单一的纸图和表格向以提供电子数据为主的方式转变，为在MIS系统中集成和利用房产测绘成果创造了条件。在MIS系统中可用OLE技术调用CAD系统或通过封装CAD功能的ActiveX控件来浏览和打印房产测绘图形成果。此时对房产图形的集成和利用有很大的局限性：一是功能简单，主要是浏览和打印，还不能够进行基于图形的查询分析。二是属性数据的利用主要还是依靠手工录入的方式进入MIS系统。
在手工模式和CAD模式的阶段，房产测绘主要还是以制图为目的的。随着GIS技术在房产信息化建设中的应用，人们迫切希望房产测绘系统在满足制图的前提下，能够发挥其向信息系统提供信息的功能。特别是GIS技术应用后，基于图形进行房产处理的模式(以图管房)在信息系统中占据主导地位，房产测绘作为GIS图形数据和属性数据的重要来源，如何J决速地实现房产测绘与信息系统的集成成为人们研究的重点，此时房产测绘开始进入CAD+GIS混合模式阶段。在这一阶段，基于CAD技术的房产测绘仍是主流，可以采用实体编码技术和外挂数据库技术对原有基于CAD系统开发的房产测绘系统进行改造，以满足向信息系统和GIS提供信息的需求。数据转换是人们通常采用的方式。数据转换有两种方式：一是通过CAD系统本身的交换文件(如：AutoCAD的DXF)生成GIS数据。这种方式直接简单，但后期需在GIS系统中进行二次处理的工作量极大。这种方式对属性数据的处理无能为力，属性数据还需要在GIS系统中再次进行录入处理。二是通过房产测绘系统生成的明码格式的交换文件进入GIS系统，这种方式需要编写专用的数据转换模块，开发的难度和工作量大，通用性不强。这两种方式部分解决了房产测绘与信息系统集成的问题，但具有明显的局限性。另外，基于CAD系统开发的房产测绘系统中极易产生垃圾数据，系统对数据的检查和清理十分麻烦，影响了集成的效果。
目前房产信息化的快速发展特别是数字房产的提出，迫切需要研究房产测绘与信息系统的一体化集成的相关问题。
1 房产测绘空间数据与属性数据集成的内涵
房产测绘与信息系统一体化集成不同于CAD和GIS混合模合下通过文件交换的数据共享，它是一种更高层次上的集成。一体化集成应包含两个层次的集成：一是房产测绘信息采集的集成。二是测绘数据与GIS数据的集成。房产测绘信息采集的集成是图形信息和属性信息的集成，即房产测绘中图形数据和属性数据的一体化存储和采集。图形信息和属性信息的一体化存储是GIS有别于CAD系统的一个基本特征。基于CAD模式的房产测绘系统虽然解决了在计算机中快速绘图、编辑和输出的问题，但由于CAD数据结构的限制，图形数据和属性数据相互查询能力弱，图形数据和属性数据的一致性维护比较困难。现有的基于CAD管理图形和外挂数据库管理属性数据的数据组织方式应向图形数据和属性数据一体化的组织方式转变。
测绘数据与房产GIS的集成是集成的最高层次。当前空间数据库技术在GIS应用系统中得到了广泛的应用，房产测绘的最终目的就是要为房产空间数据库提供一体化的图属数据并对这些数据进行有效的更新。因此，从这个意义上讲，也可以把这个集成理解为房产测绘与空间数据库的集成。集成后的效果应是房产外业测绘、内业处理、成果检查、数据入库、数据更新、数据应用的流水化和程序化，数据入库实现信息不需要二次手工处理、入库前后信息不损失。
房产测绘与信息系统的一体化集成的最终目标是要达到能够更快、更好地为房产信息系统提供满足GIS应用要求的数振，从这一点上讲，也可以将其理解为房产测绘与房产GIS的一体化集成。
2 基于GIS的空间数据与属性数据集成的优越性
一体化集成的房产测绘系统可以解决传统的测绘图形信息采集与属性采集分头进行而存在的关联性差、数据一致性难以维护等不足之处，避免了数据进入信息系统所需的二次加工和处理，提高了数据进入信息系统的效率和准确率，可以大大缩短数据采集的周期。
一体化集成的房产测绘系统直接面向数字房产GIS需求进行数据采集，直接生成符合GIS要求的房产测绘数据，避免了传统测绘的CAD数据格式与GIS格式之间繁琐的转换，可直接将数据写入信息系统GIS空间数据库，并提供了直接基于空间数据库进行数据更新的能力，这是传统的房产测绘系统难以实现的。一体化集成的测绘系统所具有的数据快速入库和高效更新的能力正是数字房产系统所迫切需要的。
3 基于COM GIS的测绘信息系统技术路线
基于对房产测绘信息系统的一体化集成内涵的分析，本文研究提出了以GIS为核心的总体技术路线，即。
(1)采用GIS数据存储方式来存储房产测绘数据，实现房产图形信息和房产属性信息的一体化存储。
(2)基于组件式GIS平台进行二次开发编辑和绘图功能，实现房产图形的编辑绘制和属性信息的录入。
(3)采用空间数据库技术实现房产测绘与信息系统的数据入库与更新。
房产测绘任务分为房产基础测绘和房产项目测绘。房产基础测绘的主要内容是房产分幅平面图。
房产项口测绘的主要内容是房产分丘平面图、分户平面图和房屋共有面积分摊计算。为了达到房产测绘与信息系统一体化集成的日标，必须开发房产测绘管理系统，以完成房产测绘成果向数字房产空间数据库的入库和更新。
房产编辑绘图模块、测绘仪器联接模块和数据转换模块和参数定义模块是四个子系统的公共功能模块，在实际编程实现中，这四个公共功能模块实际上构成了一个具有基本测绘功能的程序框架，在框架基础之上增加房产测绘分摊计算功能和房产测绘成果输出功能构成房产项目测绘子系统，增加基础测绘成果输出模块构成房产基础测绘子系统，增加测绘成果备案和成果入库功能构成房产测绘成果管理子系统。
整个系统基于组件式GIS技术来开发，技术路线如图1所示。
系统基于组件式GIS开发平台进行功能扩充，开发房产基础测绘系统和项目测绘系统。测绘人员测绘完毕后直接生成文件型的GIS数据格式。测绘管理人员在对测绘成果进行质量检核后，将测绘成果入库。系统可利用空间数据库引擎将该GIS数据格式直接写入到空间数据库中，完成数据的入库。在数据需要更新时，再通过空间数据库引擎将选定范围内的空间数据提取成文件型的GIS数据格式再由测绘人员实施修补测。修补测完毕后，再将成果更新入库。
在系统中，成果入库完毕后，图形数据的更新只能由测绘和测绘管理人员来共同完成，房产管理的业务人员只能进行读取和显示，这样。可有效地保证房产测绘成果的权威性。
4 房产测绘信息系统总体架构
在大连市数字房产的开发中，根据大连市房产状况，总体结构设计如图2所示。
老数据转换子系统完成对原始测绘成果(分幅平面图、分层分户图)空间数据和属性数据的入库。
对新开发的房产测绘项目和需补测的房产测绘项目采用基于GIS的一体化集成的房产测绘系统，外业采集采用基础测绘子系统，内业分摊计算、成果输出打印等采用项目测绘子系统，成果更新入库采用测绘成果入库子系统。
一体化集成的房产测绘系统在吉林市数字房产管理中的应用取得了很好的效果，实现了房产图形信息和房产属性信息的一体化存储，实现了房产测绘对空间数据库的快速入库与更新，大大提高了数据采集更新的速度，保证了空间数据库的现势性和权威性，保证了房产业务的正常运行。
参考文献
[1] 肖计划，刘海砚，栾晓岩.地理信息生成与地图制图一体化概念模型研究[J]-测绘工程，2007(6)：23-25.
[2] 肖计划，刘海砚，张吉才.设计模式在地图制图软件开发中的应用[J]-科技创新导报，2008(5)：60-63.
[3] 安晓亚，孙群，肖强，等.基于地图信息传输理论的数据采集与处理模型研究[J].测绘科学，2008(3)：112-116.
[4] 马旭东，陈艳艳，史玉龙，等.利用MapGIS数据建立ArcInfo地图数据库的方法研究[J].测绘科学，2009(1)：89-92.
[5] 胡国超，熊远远，杨武年.基于GIS的物流管理信息系统的设计与实现—— 以广州市MG物流管理信息系统为例[J]，测绘科学，2009(2)：10-13.
[6] 孟祥飞，王卫.ArcGIS数据与CorelDraw数据的转换方法研究[J].测绘科学，2009(3)：32-35.
[7] 刘慧慧，杨齐青，孙晓明，等.1∶50000数字地理底图在地质环境调查中的应用[J]，地理空间信息，2008(6)：18-23.
[8] 简灿良，袁存忠，黄梦龙.基于ArcGIS的数据库地图制图研究[J].福建电脑，2008(11)：4-6.
[9] 夏春燕.基于产生式规则的交通违法处罚专家系统的研究与实现[J].硅谷，2009(10)：130-133.
[10] 张永玉，马劲松，刘艳.3DGIS中空间对象的存储与快速查询[J].测绘科学，2009(4)：45-47.
作者：李继宏
组员：李洪涛 单彦达
一、 信息系统的总体目标、子目标与信息系统架构 1. 组织的总体目标、子目标及策略：
随着社会的不断进步，经济的快速发展，现今社会对高技术，高素质人才的需要日益迫切。我校为适应社会的需求以及自身办学的需要，发展自身学校的特色及办学特点，合理定位培养人才，提升自身办学的能力，以建设优秀的师资队伍和软硬件设施为目标，明确办学指导思想，提升核心竞争力，发挥地区特色，最终实现为现代信息化社会输送大量高素质高技术的人才的目标。同时，应合理配置各级学院的教学资源，充分利用现有设备和资源，使学院间的联系更加紧密，以求达到同步发展。
2. 外部环境： 自上世纪九十年代末高校大扩招以来,我国高等教育规模迅猛扩张,在短短不到十年的时间里完成了量的积累,步入了高等教育大众化阶段。教育和社会的发展，使越来越多的学生能够进入到大学进行更深层次的学习;招生人数的激增，使得我国高等院校原有的办学规模很难应对。为了消化急剧膨胀的生源，很多高校高校都在扩建，这让越来越多的学生有机会进入大学深造。然而，这种扩招的背后，我们能明显的看到，现在的大学已经不是当初所谓的精英教育，转而向大众教育，这使我国的人力资源、人才资源发生了质变。人才市场饱和，每一年都会有一部分毕业生找不到工作。但同时，在这些毕业生中，拥有高技术，高素质的人只占据一部分，这与市场的需求不符，导致目前大学生的就业形势严峻
二、
组织内部限制： 硬件资源部分陈旧，需要更新换代;师资力量分配不均，有些学院的专业老师数量不够。
三、 信息系统总体目标、子目标级策略：
教务信息管理系统的目标：实现对教师学生课程、教学计划、学生学习及学籍成绩、教材、教学评估、收费等数据进行网络化信息管理。使各使用部门大大提高工作效率，使学生、教师及其他各类人员查询数据极为方便。
信息系统的构架： 主要功能系统：
1.综合教务管理信息系统：包括基本信息管理、注册系统、课程管理、学籍管理、教学计划管理、成绩管理等子系统。 2.选课系统：支持学生选课平台功能，根据学生的教学计划来预置选课时学生的选课信息及课程的选课情况。在每学期，根据教学计划和排课系统，由学生在网上制定个人的学期学习计划。选课分为三个阶段：预选、正选、补退选，以最大程度的提高教学资源的利用率。
3、学生信息查询系统：包括学生具体个人信息的查询，学生可以更改个人信息，经过管理人员的确定后形成新的个人信息。
4、等级考试;实现等级考试的网上报名，包括
四、六级考试及计算机等级考试，并可在成绩公布时查询自己的考试成绩。 系统界面：包括登入界面，主界面，用户管理模块。 登入介面是为了对系统进行安全性管理，使用户拥有自己的权限，同时又保证了用户信息的安全性。
四、 主界面是本系统的应用界面，在本界面上集成了本系统的所有功能，包括功能菜单和子菜单，从而实现了本系统从班级管理、档案管理、课程管理、成绩管理等系统的具体功能，同时，在系统管理模块中可以完成对本系统的安全性管理。 用户管理界面是本系统的安全性设置模块，根据学校不同部门以及不同使用人员对本系统的要求和需要，从而实行了分级管理，对用户的权限和类别进行了分类管理。同时还包括数据库，对大量信息的存储及管理。
五.系统分析 对现有系统的分析： 现有系统界面比较友好，功能比较完善，能大部分满足用户的需求，但是与其相关配套的服务器功能不强，应付不了同一时间大量用户的访问。当数据访问量大时容易出错，导致系统数据错误甚至丢失。
六. 对本系统的简要描述： 本系统将大大改善数据处理速度，并且更加方便的对数据进行管理，同时可以减少人力资源的浪费以及工资支出。1.经济可行性. 信息化的教务管理在如今的信息时代是大势所趋，而且随着现代管理念、方法和途径的发展，教务信息化管理手段日渐成熟，也必定会突飞猛进，所以从长远利益出发，主管领导对该项目的开发与实施会大力支持。 2. 技术可行性： 本系统采用 Windows xp作为操作平台。数据库选用SQL server 2008，该数据库管理系统在Windows xp上能运行，并提供数据库之间的数据复制功能，可代替现有系统单据数据的手工传递工作，降低出错率，提高数据的可用性。本系统的应用软件开发平台也选用Microsoft Visual Studio .NET 2008。 3. 经济可行性： 采用教务管理信息系统可取代原系统的单据手工传递工作，减少人工开支，节省资金，并且可大大提高信息量的取得，缩短信息处理周期，规划教学资源，提高学生信息，及时反馈教学信息的利用率，使教学质量更上一个台阶。 4. 营运可行性： 本系统操作简单，易于理解，只需通过简单熟悉，上手较快，学校教务管理处的教职员以及相关教师均能进行操作，营运环境要求低。 面对于系统设计还应该以“标准性、安全性、兼容性、高效性、保密性、可维护性”为标准，在着眼于当前实用的基础上，为将来系统的扩展，升级留有余地。软件的开发应能在较长时间内满足学校的发展需要。 通过可行性分析研究，认为新系统的开发方案切实可行，可进行开发。
七.七.业务流程图分析 选课流程图：
五、 数据流程图分析： 选课流程图：
六、
常用的输入方式主要有以下三种：键盘输入、光电设备输入及声音输入。本系统主要采用键盘输入。 ②输入数据的活动及输入格式的设计 原始数据的获得需要考虑数据产生的部门，确定收集的时间和方法;了解 数据产生的周期，平均发生量及最大量。 (2)输出设计 输出设计主要解决的问题是针对不同的用户的特点和要求，以最适当的形 式，输出最切合需要的信息。其主要内容包括： ①输出方式的选择 系统的输出方式根据输出信息的使用要求，信息量的大小、输出设备的限 制条件来决定。 ②输出表的设计 表内容要根据使用人员的实际需要进行设计。对不同的用户，应当提供详 细程度不同、内容不同的表。 ③输出设计说明 输出设计说明包括选用的输出设备，信息输出的频率和数量，各种输出文 件及输出报表的格式及表格样本等。 系统配置设计 本系统采用Asp.net和C#开发技术，所需开发环境如下： 代码编写平台：Microsoft Visual Studio 2008; 数据库：SQL Server2008 操作系统：Microsoft Windows XP。
实验过程中遇到的困难： 业务流程图和数据流程图设计处理那一部分不清楚; E-R图处理由于实体较多，刚开始处理的时候结构关系不明确 代码设计无从下手 处理方法和技巧 对照材料与参考资料，逐步完善，从课本中找出有用信息，并以此为模板进行设计 总结：
经验体会和收获 通过此次系统分析与设计，让我明白了很多课上学不到的东西，才明白那句：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。很多东西课上觉得自己掌握了，一旦用到实际上就会发现自己不能去做，所以实践还是很重要。另外，借助一些参考资料是必要的，现在互联网这么方便，可以借鉴的东西很多，如果不参考别人的资料，连设计的流程都不清楚，怎么能将设计报告完整的写下来。最终将实验报告完成，总体来说自己感觉还可以。
总体设计说明书 网上书城系统
1.引言
1.1编写目的
该项目的目的是开发一个电子书店网站以及后台管理系统。 1.2范围
A名称：网上书城系统 B适用于每个网民 1.3项目背景
相信大家一定都有逛书店的经验，一般来说，逛书店的人可以分为，一种是根本不买书，只是想要看看吸收点咨询，另一种是要买书，而会对于书进行比较，甚至是货比三家。对于纯粹逛书店的人来讲，常常是站到脚酸;同样对于需要买书的人而言，往往也要逛好几家书店，仔细翻阅内容才能购买。
所以，电子书店的出现，也随着网络的发达如雨后春笋般盛行起来，同样提供内容简介和封面图片，消费者一样可以在家里就拥有类似逛书店般的乐趣。 加上在搜索引擎这种咨询科技的帮助下，消费者很快就可以搜寻到想要的书籍;例如留言板，讨论区，e-mail服务，更是为传统书店提供多元化的服务。 1.4参考资料
【1】Bruce Eckel著，侯捷 译 Thinking in Java Second Edition.机械工业出版社，2002. 【2】孙鑫 Java Web开发详解-XML+XSLT+Servler+JSP深入剖析与实例应用.电子工业出版 ，2006. 【3】Roger S.Pressman. Software Engineering A Practitioner’s Approach Fifth Edition.机械工业出版社，2006. 【4】Paul DuBois. MySQL:The definitive guide to using,programming,and administering MySQL 4,Second Edition.Sams,2004. 【5】Michael Kofler.The Definitive Guide to MySQL 5,Thitd Edition.Apress,2006. 【6】Robin Dewson 著，董明 译.SQL Server 2005基础教程.人民邮电出版社，2006. 【7】Joseph Schmuller 著，李虎 赵龙刚 译.UML基础，案例与应用.人民邮电出版社，2006. 2.总体设计
2.1总体结构设计 用户注册; 用户登录;
查看用户的订单信息; 修改用户个人信息;
图书选购(可按分类方式查找图书，或通过关键字进行查询); 查看图书详细情况; 购物车功能; 后天管理部分;
商店图书管理：添加，修改，删除，查看; 用户信息管理：查看，修改，删除;
订单信息管理：查看订单清单，更新订单付款，出货状态，删除订单。 购物车功能：核对库存，核对图书，核对数量，核对金额。
2.2开发环境
网页设计：Dreamweaver 8 J2EE环境：Jcreator Pro 3.50 Eclipse SDK Version:3.2.1 MyEclipse5.0GA Apache Tomcar 5.5.20 安装Tomcat：使用WinRAR等解压工具将apache-tomcat-5.5.20.zip解压到指定的驱动器和目录中。 2.3运行环境
采用Microsoft SQL Server作为数据存储数据库，或者采用MySql;
采用JSP/SERVLET/JavaBean技术作为系统的解决方案，使系统具有更好的可扩展性; 采用Weblogic作为系统的应用服务器，或者支持JDK1.4.2，TOMCAT4，SERVERLET，JDBC FOR MYSQL&MISSQL虚拟主机;
客户端采用浏览器形式，满足零客户端的易用性要求;
资金允许条件下选用支持PHP4&5+Zend2.1，支持DSO(APACHE模块)和CGI两种方式运行，这样在客户维护，可以自由选择PHP脚本的运行方式。 2.4需求概述
用户的主要权限：注册;登录;修改个人信息;图书选购;图书详细情况查看;查看订单信息;
购物车主要功能：核对用户信息;核对图书信息;核对库存;核对金额; 2.5处理流程
●普通用户：首页(index.jsp)，浏览书目，注册，登录; ●新用户注册：转到注册页面(reg.jsp)，要求填入个人信息，完成后回到首页(index.jsp); 老用户输入用户名密码登录(login.jsp)，若错误转到错误页面(errorpge.jsp);正确可选择更新个人资料(modimy.jsp)，进行购物;还可以查看以下的订单和货品状态(userinfo.jsp); 用户可在首页(index.jsp)分类中选择图书，转到图书列表页面(booklist.jsp)，详细介绍该图书;
确定购买该书，则转到购买页面(purchase.jsp)，要求输入数量，确定则转到最后确定页面(showbook.jsp)，否则回到首页(index.jsp); 确定后转到购物车页面(shoperlist.jsp)，显示购物车物品清单;确定货品和金额后，生成订单(showindent.jsp);
●管理员：通过首页(index.jsp)的网站管理进入后台管理页面(manage/..); 进入管理员登录页面(manage/login.jsp)，要求输入用户名，密码; 正确进入后台管理主页面(manage/main.jsp)，错误则转到错误页面(manage/error.html); 后台管理主页面(manage/main.jsp)，即时显示书店最新的订单情况，并可进行商店图书查询(manage/booklist.jsp)，添加图书资料(manage/addbook.jsp)，订单信息查询(manage/orderlist.jsp)，用户信息查询(manage/userlist.jsp);完成后退出(loginout.jsp); 商店图书查询(manage/booklist.jsp)：显示书店当前图书情况，并可进行图书资料修改(manage/modibook.jsp);点击图书名可以查看该书的作者，数量等属性((manage/showbook.jsp);
订单信息查询(manage/orderlist.jsp)：可以查看订单详细情况(manage/indentlist.jsp); 用户信息查询(manage/userlist.jsp)：可以查看用户详细资料(manage/showuser.jsp)，修改用户资料(manage/modiuser.jsp)。
3.数据库设计 3.1数据库的分析
数据库的设计通常是以一个已经存在的数据库管理系统为基础的，常用的数据库管理系统有Access，SQL Server，MySql，Oracle等。根据用户需求和系统分析，本系统初步设计采用SQL Server2000数据库管理系统。在SQL Server2000数据库管理系统中建立名称为bookdatabase的数据库。 3.2数据库的设计
3.2.1数据库的设计结构
为满足系统需要，本系统总共建立了My_Book，My_BookClass，My_BookAdminuser，My_Users，My_Indent和My_IndentList6个数据表。
3.2.2数据表的结构 3.2.2.1商店图书表
商店图书表用来存储商店所有图书的信息，并设定Id为查询图书的主键值。
3.2.2.2商店图书类别表
此表主要用来分类图书，使图书可以根据不同的类别分开管理，提高效率。使用图书Id为主键值。
3.2.2.3商店管理员表
此表是用来保存管理员用户名与密码的，当管理员登录时核对用户名与密码。
3.2.2.4购书用户表
此表是提供给用户，当其决定购买任一本书时，需要提交给网站的信息。 3.2.2.5购物车订单好表
此表为用户确定购买任一本书时，系统自动生成的订单。当用户填写了购书信息后，系统返回此信息。以便管理员以后进行核对。
3.2.2.6购物车订单货物列表
此表提供购物车的订单号和购物车里的物品列表，方便管理员通知仓库发货。
一、项目概况
用地西接文昌中路、南接宣化东街、北靠北蟒河，规划总用地面积为15.40公顷。
二、规划设计依据
本次规划设计遵从设计任务要求及各类国家和地方政府有关法律、法规和规范。
1、 甲方提供的“东庄城中村改造”规划方案设计任务书。
2、《城市规划管理技术规定》
3、《城市居住区规划设计规范》
4、《住宅设计规范》
5、 国家和地方相关技术标准、规范和规定
三、规划设计原则
1、整体性原则(全局观)
从整个城市全局高度对小区进行规划定性，将小区做为城市的一个“模块”，在城市特有的空间结构和环境格局中“演生”出小区的空间及景观结构，使之既成为整体结构的有机组分，又对城市结构产生空间、功能、交通上的关联(也是对总规原则的落实和延伸)。
2、关联性原则(空间观)
综合分析区位条件及与周边环境的关系，达到人、水、绿有机共融，人工环境与自然环境有机协调、和谐统一。
3、独特性原则(形象观)
塑造根植于当地传统而又富于个性、特色鲜明的城市形象，(空间结构，景观塑造，建筑单体，环境细部设计等多方面加以体现)改善城市空间质量，提高城市品位。
四、设计理念
1、和谐社区
积极协调不同开发阶段不同特征的住户之间的需求，这包括：为动迁原住村民提供的村民自用住宅、为外来人员提供的出租住宅、为来自市区自住户提供的商品房。通过合理安排不同社区人群，完善配套服务，体现出和谐社区的精神所在，塑造出符合人性尺度、具有强烈归属感与亲和力的小区空间意向。
2、人文社区
体现“以人为本”的规划指导思想，充分考虑特殊地理位置社区居民的居住特点和需求。分析济源城市特有历史文脉，结合本案周边的现状，提炼出小区的品质精髓。力求在小区整体规划设计中加以体现。在房型设计方面，我们对每幢楼每个房型都是根据周边环境特点度身定做，力求创新，多种类，多户型，设计新颖别致的户型，同时考虑实用性、经济性，为以后的销售创造条件。
3、生态社区
营造良好的居住环境，通过宽阔的中央绿地，均衡的大面积宅前绿地，高品质的景观创造丰富多彩的户外活动空间和与众不同的优雅气氛。建造生态环境型小区，倡导人文与自然的和谐共存。规划结构清晰，功能分区明确，形态自然有机，营造高质量的人居环境和舒适的居住环境，满足居民物质与精神的多重需求。
五、设计要点说明
1、综合考虑“统一规划、分期实施、滚动开发”的布局结构。
“一片、两带、三块”的总体规划结构：
通过两条社区主路(两带)将安置区公建区和开发区三个组团(三块)连接成一个整体的社区(一片)。
以宣化东街两个社区入口之间的公共配套服务设施带为界，以西为开发用地，以东为安置用地。
2、“组团环路”的交通系统自成体系。
在启动区规划设计中，采用内环路的形式，依据居住区道路通而不畅的原则，形成分级有序，功能明确的道路组织，同时满足消防、救护等要求。
内环路的交通形式便捷居民直接入户，有效解决区内交通拥堵等交通问题，最大化实现，地面人行交通体系。将最大化的室外活动空间留给居民。
每一分期开发的住宅组团内各设一个出入口，其与环形道路结合共同形成便捷、完善的居住区道路体系。小区步行系统分为林荫步行系统和宅前步行系统两部分，步行交通在进入小区后，沿位于贯穿小区南北的绿化景观带内的林荫步行系统进行分流，形成机动、步行交通适当分离，分级衔接的住区道路系统。
小区停车主要采用地面停放，在最后一期开发中适当结合地下停车进行组织，其中地面约873辆，地下约1233辆，合计约为2106辆。除了在数量上满足小区居民使用外，还着重考虑小区居民能够快速便捷地停车入户。在住宅楼间布置集中的自行车停放场地，同时结合宅前宅后和道路沿线的空地解决临时停车。
3、强调“点状”与“带形”绿化空间相互渗透，塑造“生态园林”的居住环境。
绿化开放空间总体上分为三个层次，即外围绿地、公共绿地和院落绿地，充分挖掘外部景观条件与内部自然环境资源，使每户均有良好的视线景观。住地绿地景观以贯穿小区南北的“带形”公共绿地为中心，“带形”绿地临小区主干道布置，加强小区绿化的共享性，提高小区的绿化品质与绿化感受。“带形”公共绿地内布置曲径、坡地、花带、树阵、帐篷、柱列等景观元素，在小区出入口的对景处及绿地北端设计三个空间节点，共同营造生动活泼、富有变化、处处有景、步移景异的住区公共绿化景观。由公共绿地向两侧住宅院落进行绿化景观渗透，院落绿化为半开放半私密空间，绿化景观主要为院落内的住户提供宅前休息、交流的场地。出入口道路两侧绿化空间努力营造简洁、整齐的住区入口区段绿化景观带，形成进入住区的第一层次的绿化景观通廊。“带形”公共绿地、院落绿地和绿化景观通廊相结合，形成形态各异、空间收放结合、景观相互融合的住区绿化景观网络。绿地中的水体均为浅水设计，基地卵石铺砌，枯水期可以作为中心广场或者健身漫步道使用。
4、采用“行云流水”的建筑布局，体现“舒适、美观”的完美结合。
建筑组群布局上顺应了水平横向排布的特征，保证每户住宅建筑良好的日照朝向与通风需要，同时汲取了中国水墨画中“行云流水”的思想精髓，建筑排布上采用错位式。一方面，点条结合的错位布局体现了“移步异景”的中国传统园林思想，丰富了小区内部景观，增强住宅空间的多样性与趣味性;另一方面，有利于满足了住宅建筑对于通风、日照与采光的需要，能更大限度上布置住宅建筑，实现了经济性与舒适性的完美结合。
地块一开发回迁过渡区：作为启动区，布置在月季街北侧、小学用地以北新龙路以南，均为多层住宅。主要因为北侧现状为农田，动迁压力小，可以作为村民住宅过渡之用，以后可以纳入进商品房小区成为一个整体。村民回迁补偿占总用地的40%;开发用地占60%。
地块二保障用地：布置于月季街北侧、出让用地以西，占地2.90公顷。区内为多层住宅，沿街布置底层商业。南侧回迁区设置一所幼托，为本区服务。保留基地内清朝民居加以改造成为回迁区会所，一方面尊重本地历史文脉，另一方面为村民找回地区认同感。
地块三保障用地：布置于月季街南侧，古建筑保留用地以西，占地2.15公顷。沿街布置底层商业为居民生活服务。
地块四安置用地：布置于雪松路以东，古建筑保留用地以西，北侧紧接地块三用地，占地6.35公顷。沿雪松路出入口处设置一所幼托，随着社区环境的成熟，与地块三保障区融合成为一个整体，共用出入口和物业管理。
地块五开发用地：布置于月季街以北、小学用地以西、出让用地以东、北侧紧接地块一启动区。出入口设置于月季街上，区内道路将来与地块一启动区共享。区内以小高层住宅设计，沿街规划底层商业服务设施。
地块六开发用地：作为整个项目面积最大的一期住宅开发，可以根据市场需要，结合独立的环形道路网进一步分期开发。沿月季街和牡丹路分别开设小区出入口，北侧出入口与地块五开发用地的出入口相对，形成一个整体的社区。本期商品房开发除了多层住宅以外，在小区中心绿带布置4层半的花园洋房组团，同时在基地西北角一侧考虑布置高层，一方面提高地块开发价值，为市场提供更多住宅类型选择，同时也创造出更加优美的天际轮廓线，除了沿街底商外，在基地东南角布置商务式酒店公寓和幼儿园，进一步完善社区服务和配套。
我公司现申报“总体设计文件审查”，与已批准的设计方案相比，此次申报的设计文件审查有以下内容的修改，特此说明：
□
1、无修改，与设计方案一致。
□
2、修改内容如下(提供修改前后图纸对比)：
为提高总体设计文件规划审核效率，本单位郑重作出以下承诺：
1、本单位已明确知晓本总体设计文件规划审核意见，并承诺在申请规划许可证前完成修改。若由于本单位在申请规划许可证前变更审核通过后的总体设计文件或未按审核意见要求进行修改，由此而引起的重新审图及审批时间延长等问题将由本单位负责。
2、本单位承诺提供的总体设计文件修改说明(较批准的设计方案)准确无误，没有遗漏。若由于规土部门按此审查通过总体设计文件规划审核后在规划许可证阶段又发现修改说明以外的新问题的，由此造成的图纸修改、重新审图及审批时间延长的，相关责任由本单位负责。
承诺单位(名称)
建设单位：(章)设计单位：(章)
日期：年月日日期：年月日
郭焕刚 侯力 李东占
(四川大学制造科学与工程学院，成都 610065)
[摘要]：温度是工业生产中常见的工艺参数，温度控制在工业实践和科学研究中具有极大意义，因此，温度控制是生产自动化的重要任务。采用直接数字控制(DDC)中的最小拍控制来控制一电加热炉，输入为加在电阻丝两端的电压，电加热炉的炉内温度作为输出，系统输出输入的传递函数为：G(s)=2/(s(s+1))，要实现的温控范围为100-500℃。系统采用的控制方案以及抗干扰设计使其达到了较好的控制效果。
关键词：温度控制;电阻炉;直接数字控制;最小拍控制;热电偶 中图分类号：TP27
3文献识别码：A General design of the resistance furnace temperature control system
GUO Huan-gang, HOU-Li, LI Dong-zhan
(School of Manufacturing Science and Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China) [Abstract]：In the industrial production, the temperature is a common technological parameter, temperature control plays a significant role in industrial applications and scientific research, thus, temperature control is an important task for production automation. Using minimal step control of Direct digital control (DDC) , adding the voltage on both sides of the resistance wire as the inputs, furnace temperature of electric heating furnace as outputs, system-transfer function for outputs and inputs: G(s)=2/(s(s+1)), temperature control scope is 100-500℃, so electric heating furnace is controlled. At the same time, in order to reach better control, system adopts control project and resisting-disturbance design.
Key Words：temperature control; resistance furnace; Direct Digital Control; minimal step control; thermocouple
1 引言(Introduction)
温度是工业生产中常见的工艺参数，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此，温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，要求的加热方式和燃料会不同，相应的控制方案也便存在差异。成熟且有效的控制方案有直接数字控制(DDC)，推断控制(Inference Control)，预测控制(Predictive Control)，模糊控制(Fuzzy Control)，专家控制(Expert Control)，鲁棒控制(Robust Control)等。总之，温度成为了一个绝大部分行业都将高度涉及和关注的重要物理量。
文章设计的控制对象为一电加热炉，输入为加在电阻丝两端的电压，输出为电加热炉内的温度，输入和输出的传递函数为：G(s)=2/(s(s+1))，控温范围为100～500℃，所采用的控制方案为直接数字控制(DDC)中的最少拍控制[1]。最少拍设计，是指系统在典型输入信号(如阶跃信号、速度信号、加速度信号)作用下，经过最少拍(有限拍)使系统输出的系统稳态误差为零。因此，最少拍控制系统也称最少拍无差系统或最少拍随动系统，它实质上是时间最优控制系统，系统的性能指标就是系统调节时间最短或尽可能短，即对闭环Z传递函数要求快速性和准确性。 _____________________ 作者简介：郭焕刚(1982-)，男，硕士，四川大学制造科学与工程学院，主要研究方向为机电一体化。E-mail:ghg_0427@163.com，电话：15928067194，邮编：610065. 2 温度控制系统的组成框图(Composition block diagram of temperature control system) 采用典型的反馈式温度控制系统，组成部分见图1。其中数字控制器的功能由微型计算机实现。
图1 反馈式温度控制系统
Fig. 1 Feedback type temperature control system 3 温度控制系统结构图及总论(Structure chart and pandect of temperature control system)
图2 温度控制系统结构图
Fig. 2 Structure chart of temperature control system 图2中由4～20mA变送器，I/V，A/D转换器构成输入通道，用于采集炉内的温度信号。其中，变送器选用XTR101，它将热电偶信号(温度信号)变为4～20mA电流输出，再由高精密电流/电压(I/V)变换器RCV420将4～20mA电流信号变为0～5V标准电压信号，以供A/D转换之用。转换后的数字量与炉温的给定值数字化后进行比较，即可得到实际炉温和给定炉温的偏差。炉温的设定值由键盘输入。由微型计算机构成的数字控制器按最小拍进行运算，计算出所需要的控制量。数字控制器的输出经标度变换后送给8253，由8253定时计数器转变为高低电平的不同持续时间，送至SCR触发电路，触发晶闸管并改变其导通角大小，从而控制电加热炉的加热电压，起到调温的作用。 3.1 计算机CPU的选择(Choice of computer CPU)
选择Intel8086微处理器[2]构成炉温控制系统的核心，使其工作于最小方式下。并与其配备8284A--时钟发生器，8282--带三态缓冲器的通用8位地址锁存器，8286--具有三态输出的8位双极型总线收发器。其中，时钟发生器8284A为CPU提供时钟信号，经时钟同步的系统复位信号RESET和准备就绪信号READY;地址锁存器8282是针对于8086CPU地址/数据线分时复用而设计配备的，它可以在8086CPU总线周期的T1状态，利用ALE信号的下降沿将地址信息锁存于其中;总线收发器8286是为了提高8086CPU数据总线的驱动能力。 3.2 SCR触发回路和主回路(SCR trigger circuit and main circuit)
图3所示为一晶闸管触发电路。包括脉冲触发器(单稳态电路，由IC1和IC2组成)，控制门，光电耦合器4N25，放大器和双向晶闸管。由全波整流电路得到的同步电压使晶体管BG1每半波导通一次。当控制端为“1”高电平的时候，BG1的每次导通都会经由单稳电路由IC2输出一个负脉冲，该脉冲经IC3反向后由光电耦合器和放大电路发大后触发晶闸管，在这一半周内晶闸管基本上处于全导通状态。若控制端为“0”低电平的时候，则单稳态电路不输出脉冲，在这一半周内晶闸管也不导通。
图3晶闸管触发电路 Fig. 3 trigger circuit of thyristor 因此，可以改变控制端的电平，控制单稳态电路每秒输出的脉冲数，从而改变晶闸管每秒钟内导通的时间，达到调压的目的。
3.3 热电偶的选择(Choice of thermocouple)
热电偶[3]是常用的测温元件，它利用不同材料的导体一端紧密连接在一起产生的热电势效应将温度信号转换为电势信号。本设计采用K型[4][5]热电偶——镍络-镍硅(因其线性度较好、热电势较大、灵敏度较高、稳定性和复现性较好、抗氧化性强以及价格便宜)对温度进行检测，参比端温度为20℃。由以下公式可以计算出K型热电偶分别在100℃、200℃、300℃、400℃、500℃时候的输出电势：
E(100,20)=E(100,0)-E(20,0)=4.096mV-0.798mV=3.298mV E(200,20)=E(200,0)-E(20,0)=8.138mV-0.798mV=7.34mV E(300,20)=E(300,0)-E(20,0)=12.209mV-0.798mV=11.411mV E(400,20)=E(400,0)-E(20,0)=16.397mV-0.798mV=15.599mV E(500,20)=E(500,0)-E(20,0)=20.644mV-0.798mV=19.846mV
热电偶传感器输出的电压信号较为微弱(只有几毫伏到几十毫伏),因此在进行A/D转换之前必须进行信号调理,由高放大倍数的电路将它放大到A/D转换器通常所要求的伏特级电平。
3.4 4～20mA变送器XTR101(4~20mA transmitter XTR101)
XTR101为4～20mA线性化变送器，它可与镍络-镍硅测温传感器构成精密的T/I变换。器件中的放大器适合很宽的测温范围，在-40℃～+85℃的工作温度内，传送电流的总误差不超过1%，供电电源可以从11.6V到40V,输入失调电压小于±2.5mV，输入失调电流小于20nA。XTR101外形采用标准的14脚DIP封装。
3.5 I/V转换器RCV420(I/V converter RCV420)
RCV420是一种精密电流/电压变换器，它能将4～20mA的环路电流变为0～5V的电压输出，并且具有可靠的性能和很低的成本。除具有精密运放和电阻网络外，还集成有10V基准电源。对环路电流由很好的变换能力。具有-25℃～+85℃和0℃～70℃的工作温度范围，输入失调电压小于1mA，总的变换误差小于0.1%，电源电压范围±5～±18V。RCV420的外形采用标准的16脚DIP封装。
3.6 A/D转换器ADC0809(A/D Converter ADC0809) ADC0809是美国国家半导体公司的CMOS型8位28条引脚A/D转换器。采用逐次逼近技术，输出的数字信号由TTL三态缓冲器顺序控制，可以直接与数据总线相连。分辨率为8位，精度为7位，时钟频率范围在10～1280kHz之间，单一+5V电源供电，数据具有三态输出能力，易于和微处理器相连。
3.7 定时计数器8253(Timing counter 8253)
8253是Intel公司的使用单一+5V电源供电，NMOS工艺制成的24条引脚的双列直插式芯片。具有3个独立的计数器，每一个都可以单独作为定时器或者计数器使用，且都可以按照二进制或者十进制计数，每个计数器计数速率高达2MHz，最高的技术速率可达2.6MHz。所有的输入输出引脚都与TTL电平兼容。
3.8 LED数码管驱动芯片ICM7218A(LED Driver IC ICM7218A)
ICM7218是一种多功能LED数码管驱动芯片，主要由控制器，8*8静态RAM，BCS译码，B码和显示字段译码器，扫描振荡控制电路和显示驱动器等组成。
ICM7218的外引线有写入控制线2条：WR和MODE;数据线8条：ID0~ID7;LED显示驱动线16条;电源线2条。WR为写选通信号，低电平有效。MODE为写入控制字的写入显示数据控制线，当MODE=1时，写控制字;当MODE=0时，写数据。
3.9 可编程并行I/O接口芯片82C55A(Programmable and parallel I/O interface chip 82C55A) 82C55A是Intel公司的并行I/O接口芯片，40条引脚，双列直插式封装。D0~D7位三态，双向数据线，可与CPU总线直接相连。内部由3个端口A，B，C。三个端口都具有8位数据输出锁存器，只有A端口具有输入所锁存器。 3.10 硬件地址分配表(Distribution list of hardware address)
表1 硬件地址分配表
Tab. 1 Distribution list of hardware address 4 温度控制系统软件设计(Software design of temperature control system) 4.1.1 温度控制系统软件结构图(Software structure chart of temperature control system)
图4 单回路闭环温度控制系统
Fig. 4 Single circuit and closed loop temperature control system 图4所示的是单回路闭环温度控制系统，虚线框内的某些功能由计算机来完成。
4.1.2 总体流程图(General flow chart) 控制系统的总体流程图如图5所示。
图5 程序总体流程图 Fig. 5 General flow chart of program 4.2 模块程序流程图(Flow chart of module program)
4.2.1 数字滤波模块(Digital filter module) 采用程序判断滤波的限速滤波模块。
图6 限速滤波程序模块
Fig. 6 Speed limit and filtering program module 图6中C1，C2，C3分别为第一次采样值，第二次采样值和第三次采样值。 4.2.2 工程量变换程序模块(Quantities conversion program module)
变送器XTR101输出4～20mADC，温度起点为100℃，满量程为500℃。8位A/D转换器ADC0809输出数字量00H~FFH(0～5V)，应用以下变换公式[7]进行变换：
[6]Ar=Ao+(AA-Ao)(Nr-No)/(NA-No)
式中：Ao—一次测量仪表的下限; AA—一次测量仪表的上限;
Ar—实际测量值;
No—仪表下限对应的数字量; NA—仪表上限对应的数字量; Nr—测量值对应的数字量。
工程量变换的流程图如下：
图7 工程量变换程序流程图
Fig. 7 Flow chart of quantities conversion program 4.2.3 温度非线性转换程序模块(Temperature´s non-line conversion program module) 由于采集到的温度数据是非线性的，为方便处理，应该对其进行线性拟合[8]。本文采用折线拟合法进行线性化处理。如图8所示，有如下几段：
当3.298mV≤WN<7.34mV时，T℃=24.47*WN+18.41 当7.34mV≤WN<11.411mV时，T℃=24.56*WN+19.70 当11.411mV≤WN<15.599mV时，T℃=23.88*WN+27.53 当15.599mV≤WN<19.846mV时，T℃=23.55*WN+32.71 当19.846mV≤WN时，T℃=500℃
图8 热点偶与温度关系拟合
Fig. 8 Fit for relation curve of temperature and thermocouple 流程图如下所示：
图9 温度线性拟合流程图
Fig. 9 Flow chart of temperature´s linear fitting 5 系统抗干扰设计(Anti-interference design of system) 为防止干扰因素对系统造成影响，系统中进行了如下设计：
(1)用光电耦合器把各种模拟负载与数字信息源隔离开来，也就是把模拟地和数字地断开，杜绝强电脉冲通过I/O口串入工控机。
(2)以阻容滤波网络来除去常态高频干扰，同时在程序里加入数字滤波程序。 (3)A/D数据采集采取10次算术平均，有效地防止了误读数。
(4)为提高精度对热电偶进行冷端温度补偿，对变送器进行了零点偏移。
(5)程序模块功能划分明确，硬件部件相对独立工作，系统工作时各部分之间的相互干扰降到了最低程度。
6 结论(Conclusion)
在连续控制系统中，PID以及其他控制器一般来讲可以取得满意的响应性能，但是PID控制作用的调整只限于调整比例增益、积分增益和微分增益。实际上，数字控制系统中，控制算法并不限于PID算法。文章对温度控制系统的设计是基于直接设计方法中的最小拍控制，它本质上是一种快速数字控制系统。注意的是，务必要依据实际情况裁定其采样周期，不可盲目取小，这依旧是控制领域的难点。
参考文献(References)：
[1] 张德江.计算机控制系统[M].北京:机械工业出版社,2007.
(ZHANG Dejiang.Computer Control Systems[M].Beijing:China Machine Press,2007.) [2] 张凡,盛珣华,戴胜华.微机原理与接口技术[M].北京:北方交通大学出版社,2003. (ZHANG Fan,SHENG Xunhua,DAI Shenghua.Principles and Interface Technique of Microcomputer[M].Beijing:Beijing Jiaotong University Press,2003.) [3] 黄泽铣.热电偶原理及其检定[M].北京:中国计量出版社,1993.
(HUANG Zexi.Principle and Calibration of Thermocouple[M].Beijing:China Metrology Publishing House,1993.) [4] 吕小红,周凤星,马亮.基于单片机的电阻炉温度控制系统设计[J].微计算机信息,2008,24(6-2):119-120. (LV Xiaohong,ZHOU Fengxing,MA Liang.Resistance furnace temperature control system based on single-chip computer[J].Control & Automation,2008,24(6-2):119-120.) [5] 董国钢. K型热电偶冷端补偿方法[J].科学之友,2008,(03):3-4. (DONG Guogang.K-type thermocouple cold-compensation method[J].Friend of Science Amateurs,2008,(03):3-4.) [6] 肖建.多采样率数字控制系统[M].北京:科学出版社,2003.
(XIAO Jian.Multirate Digital Control System[M].Beijing:Science Press,2003.) [7] 刘明,徐洪波,宁国勤. 数字信号处理-原理与算法实现[M].北京:清华大学出版社,2006.
(LIU Ming,XU Hongbo,NING Guoqin.Digital Signal Processing- Realization of Principle and Algorithm[M].Beijing:Tsinghua University Press,2006.) [8] 甄西丰.实用数值计算方法[M].北京:清华大学出版社,2006.
(ZHEN Xifeng.Applied Numerical Method[M].Beijing:Tsinghua University Press,2006.)
附录：温度控制系统硬件原理图(Appendix:Schematic diagram of temperature control system hardware)
作者简介：
郭焕刚(1982-)，男，硕士，四川大学制造科学与工程学院，主要研究方向为机电一体化。E-mail:ghg_0427@163.com，电话：15928067194，邮编：610065。
【摘要】 财务业务一体化是纺织企业实现信息实时传递、数据共享的关键。实现企业的物流、业务流、资金流、信息流、控制过程和审计过程的整合和集成(会计管理信息化的ISCA模型)，系统总体设计数据库设计的好坏，直接影响到系统的应用与实现的效果。本文重点阐述了数据库的设计思想与功能模块设计。
【关键词】 纺织企业财务业务一体化 数据库
一、纺织企业财务业务一体化管理系统的总体设计
总体设计又称概要设计或结构设计，总体设计的主要任务就是要根据纺织企业管理系统的方案要求和系统说明书提出的系统逻辑模型，设计出整个系统的结构(划分出子系统或模块)，画出系统结构图，确定各个子系统(或模块)的功能和各子系统(或模块)间的接口关系和信息传递。
子系统或模块划分的原则是“高内聚、低耦合”所谓“高内聚”是要求模块内部有紧密联系，所谓“低耦合”是要求每个模块能实现独立的功能，与其他模块相互影响较少。
总体设计的主要工具是系统结构图(又称模块结构图)。系统结构图是一种树型的、反映系统构成和各模块间调用关系的层次图。根据系统要实现的具体功能和用户对系统功能的需求，设计人员可把系统分为几个相应的子系统，画出整个系统的结构图。
总体设计的文档资料是总体设计的说明书，总体设计的说明书的内容主要包括系统结构图、各子系统(或功能模块)的具体功能说明、各子系统的接口和信息联系以及系统联调计划。
二、纺织企业财务业务一体化管理系统结构模块
1.初始化处理
纺织企业财务业务系统初始化模块主要是实现对整个信息系统初始化，该模块可以进行密码设定，建立会计科目，设置原料级次、编码、产品类别(包括纱支批号、布种设置等)、客户设置、部门设置、分配系数、汇率设置等，建立会计科目文件是对系统所用的全部会计科目及其科目代码进行设置。考虑到企业将来科目扩展的需要，本系统设立三级会计科目代码。成本项目明细核算除可用明细会计科目核算外，在成本核算模块中还通过编码的方式来进一步实现。这里需要重点预先设计的是纺织企业的物码，纺织企业物资种类繁多，在系统中固定资产、原材料、半成品、产成品等财产物资的代码又是会计科目的一部分，与各类核算密切相关，而且有特殊性。纺织企业原材料、产成品、半成品等分类特别复杂，15位代码基本能够满足纺织企业核算的需要。因此，在代码设计时，预先设计此类代码，以确定整个代码体系的最佳代码位数。
2.账务处理模块与会计报表模块
会计账务处理是一个完整的会计循环，即从编制凭证、登记账簿至结出总分类账余额表，会计报表处理是通过编制报表来反映整个会计核算的过程，因此一般将它和账务处理过程结合在一起。账务处理模块和会计报表模块主要是以现金、银行存款等原始凭证和其他核算过程输出的转账及制凭证作为输入数据，经账务处理的加工后，输入明细汇总表，再经加工形成会计报表。它的处理是一记账凭证为原始数据，通过加工形成明细汇总表、会计报表、成本资料的信息，再经财务分析，输出为决策支持服务的最终会计信息。
3.工资核算模块
是以各分厂、车间人员调动单据、考勤单、扣款单等单据作为输入数据，经工资核算的处理，将工资的转账机制凭证输出到账务处理模块中去，将工资分配表输出到成本核算中去。
4.固定资产模块
是以固定资产的增加与减少等单据作为输入数据，经固定资产核算的处理，将固定资产和累计折旧的转账机制凭证输出到账务处理模块中，将累计折旧的分配表、固定资产汇总表输出到成本核算中去。
5.成本核算模块
是以产成品的入库单、出库单、材料分配表、折旧分配表及账务处理模块中明细汇总表的费用科目汇总数作为输入数据，经纺织、织布、染整等各车间的实际成本计算处理，将成本的机制转账凭证输出到账务处理模块中，将成本资料输出到上一层的会计信息系统中去，将产成品库存汇总表输出到销售核算模块中去。
6.业务核算模块(进销存)
是核算原材料、产成品、半成品入库、出库、月末库存数，其中包括产成品入库后的布种设计、录入、调整、查询、报表及其他入库方式的核算。销售核算是将销售发票、产成品的库存汇总表等作为输入数据，经销售核算的处理，输出销售的机制凭证到账务处理模块中。
7.年初数据录入及帮助模块(略)
四、数据库设计
纺织企业材料品种繁多、工艺流程长、管理极其复杂，需要建立强大的数据库后台。本系统采用SQL Sever 2000作为后台数据库，SQL Sever 2000具备目前业界最高级的安全性，其安装完全利用了Windows2000的集成安全性，这使得在运作环境中锁定服务器的操作更为简单和快捷。SQL Sever2000提供从一个浏览器通过防火墙安全访问数据库的功能。通过联机备份、完全集成的日志传递和增强的故障切换群集，SQL Sever 2000 可以将数据的可靠性增至最大。SQL Sever 2000 复杂的新安全特性为财务业务一体化软件的安全应用提供了坚实的保障。对跨地区分公司的财务数据的监控，可以通过SQL Sever 的复制技术，来实现总公司、分公司和移动办公室之间移动数据和存储过程。
数据库设计首先进行数据库需求分析，需求分析体现在各种信息的提供、保存、更新和查询，这就要求数据库结构能充分满足各种信息的输入和输出。收集基本数据、数据结构以及数据处理的流程，组成一份详尽的数据字典，为详细设计打下基础。然后针对纺织企业业务的需求，通过对纺织企业财务管理工作过程和数据流程分析设计相关的数据项和数据结构。将数据库概念结构转化为SQL Sever 2000 数据库系统所支持的实际数据模型，也就是数据库的逻辑结构。根据数据库的需求分析和概念结构设计，设计名称为FZQY―财务业务系统数据库，从源代码光盘上获得创建这个数据库的SQL脚本，用SQL的查询分析器执行代码。数据库由多个表格组成。
数据库为系统初始化模块建立科目表、科目期初余额表、自动转账模式设计表;建立凭证临时库表、正式凭证库表、凭证汇总表;为成本核算建立材料进货表、半成品出入库表、生产用料表、人工费表、生产成本汇总表、成本查询表、库存管理表、销售表等;为账务处理模块建立登账表、总账查询表、明细账查询表、期末结账表;为银行对账模块建立银行对账单输入表、自动生成的银行存款日记账表、银行存款余额调节表;为编制报表模块建立资产负债表、损益表、利润分配表、现金流量表;为系统维护模块建立新增科目表、口令维护表。
经过前面的需求分析和概念结构设计后,可创建数据库。
利用ADO(Active Date Object )完成对数据的访问和操作，需要添加ADO库。选择Visual Basic 的“Project”菜单中的“References”, 选择Visual Basic “MicrosoftActive Date Object 2.6 library”,选择Visual Basic 中的最高版本。
纺织企业会计信息系统基于纺织企业业务活动构建系统，防止多个系统重复存储和处理相同业务活动数据。会计信息采集、存储、传递、账务处理和业务处理一体化，财务数据和非财务数据继承存储在一个逻辑数据库中。财务部门和业务部门是整个企业网络的一部分，直接实时传递信息，保证信息的及时性，为事中控制事前计划提供保障。纺织企业会计信息系统业务过程除了信息过程相互继承、会计数据、业务数据集成存储，还应重点控制经济业务的原始单据，业务处理过程、业务部门向会计系统传递数据的过程，即纺织企业整个网络做到信息系统实时控制。
各子系统完成各自的核算业务生成各种记账凭证传递到总账子系统登记相关账簿，各子系统可以从总账子系统获得相关的账簿信息，存货、工资、固定资产、项目管理等子系统可以从成本核算子系统获得有关成本数据。
五、结束语
纺织厂财务业务一体化系统的设计与使用，可以改变以前纺织厂采用的手工传递表单的形式，保护了各类数据的安全性，也便于对企业管理某一特定的阶段数据进行查询、决策。本系统在纺织企业运用与实施，为纺织企业建立和实施会计管理信息化的ISCA(Information System，Control and Auditing)模型，奠定了坚实的基础。纺织企业必须利用先进的技术，利用高新技术提高企业的技术含量，提升企业的竞争能力。纺织企业应当尽快进行企业内部信息化的建设，实现企业的物流、业务流、资金流、信息流、控制过程和审计过程的整合和集成使现代信息技术更好的应用于企业管理工作中。
