金矿系统的防雷设计研究的论文

金矿系统的防雷设计研究的论文（精选10篇）

金矿系统的防雷设计研究的论文 篇1

矿山信息系统的雷电防护工作要坚持预防为主、安全第一的原则，主要是从影响到矿山电子信息系统的雷电波侵入通道和途径着手，并采取相应的防护措施，将被保护的设备遭受雷击损害的风险降到最低限度．外部防雷措施中的屏蔽，主要利用建筑物钢筋混凝土结构金属框架组成的屏蔽笼(即法拉第笼)、屋顶金属表面、立面金属表面和金属门窗框架等，这些措施是内部防雷措施中使雷击产生的电磁场向内递减的第一道防线．建筑物外部防雷措施、内部防雷措施构成了矿山建筑物综合防雷系统，其中内部防雷措施包括对矿山信息系统设备中各种传输线路端口分别安装与之适配的浪涌保护器(SurgeProtectiveDevice简称SPD)，其中电源SPD不仅具有抑制雷电过电压的功能，同时还具有防止操作过电压的作用［5］．

雷电感应过电压入侵矿山电子信息系统的途径及其影响

在配电线路上产生的雷电感应过电压(电流)，直接通过配电线路感应到弱电设备，并将设备损坏，一般是将设备的电源部分击坏．根据配电线路上雷电感应过电压的成因及危害性可分为以下几种情况:(1)在野外架设的矿山供电线路遭受闪击，因线路较长，发生的概率较大，线路上的雷电感应过电压相当大，会造成很大的损失．(2)在野外架设的矿山供电线路，附近发生闪击时，雷电电磁场使得线路上感应到雷电过电压．有较大的发生几率，但雷电过电压电流较小．(3)楼内配电线路受大楼引下线电磁场感应而产生雷电过电压，雷电过电压的大小与发生几率与建筑物结构及楼内布线有关．垂直方向的线路没有屏蔽而靠近引下线时，发生雷电感应过电压几率较大．(4)楼内配电线路受大楼附近闪击时，因电磁场感应而产生雷电过电压，雷电过压电的大小与建筑物的屏蔽、布线、闪击位置、闪击点电流等有关．当建筑物屏蔽较差、线路靠外墙、闪击点靠楼较近、闪击点电流大时，线路感应雷电过电压较大．(5)楼内线路相互感应．由于较多的线路交叉敷设(如电源线、地线等相互距离在10cm内)时，其中的一条上有感应过电压，则其它线路上多会感应到过电压，但感应电流不大．(6)楼内大型设备操作过电压，该过电压不是闪击引起但其危害不低于闪击，主要是加速电子设备老化．该操作过电压类似于闪击过电压，用同样的方法能抑制．

招远市金矿系统防雷设计

1雷害防护措施应依据国标和国家相关规则实施《建筑物防雷设计规范》(GB50057—2010)对建筑物防直击雷和感应雷己有明细规定．对于防感应雷仅靠避雷针己远远不够，必须做好电源和信号线路的防雷［3］．(1)雷击主要是通过进出户的电源线路进入的，对关键的系统设备，要在其电源上加装电源电涌保护器，这样既可以保护电源系统，又可以保护重要设备和弱电系统．(2)信号线路防雷是在信号系统的线路进口处安装与之相适应的线路电涌保护器，它包括微机、电话、监控等．通常的线路电涌保护器都采用一级以上过电压和过电流保护，遇雷电压时，立即与地导通，将雷电流分流引入大地，雷电过后又恢复正常而不影响系统的正常工作．(3)线路电涌保护器还可抗工业浪涌．大的浪涌也会损坏电源系统和计算机系统，这对电源和计算机平常的保护也是不能少的．雷电“无孔不入”，因此防感应雷是个复杂的系统工程，必须依据雷击灾害风险综合评估情况和有关设备的技术指标，进行全面、系统的雷电防护设计，从而保护设备免遭雷击．

2直击雷防护设计

根据GB50057—2010及GB50343—2004的规定，需做以下防护措施:(1)接闪器必须有独立的接闪装置，进行直接闪电的拦截;(2)引下线利用独立接闪装置的金属支撑杆体作为引下线，进行雷电流的下泄入地的通道;(3)接地装置根据规范要求，必须制作冲击接地电阻不大于10Ω的人工地网，作为下泄的雷电流入地的通道;(4)电源避雷器在电源进线端安装1级、2级SPD防护，对用电设备进行雷电脉冲防护;(5)信号避雷器在各设备信号输出端、网络信号输出端安装信号SPD防护，对通信及信号传输设备进行雷电脉冲防护．以上5项措施，将形成完善的直击雷以及雷电脉冲防护，使被保护对象受到保护［4］．接闪器作为引雷装置，实质作用是通过避雷针、带、线、网吸收雷电(即引雷)，把闪电的强大电流传导到大地中并消耗掉，经现场分析矿山地面建筑物只需在建(构)筑物天面安装避雷带，其材料采用直径为φ12mm的热镀锌圆钢，支撑间距为1．0m，拐角处为0．5m．接闪带沿女儿墙、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于20m×20m的网格．若女儿墙相对较宽，接闪带应敷设在女儿墙的外侧，防止雷击时水泥块落地伤人伤物．另外，所有不在接闪器保护范围内的金属物应与接闪带进行等电位连接或另树立接闪杆进行保护，非金属物应树立接闪杆进行保护［3］．引下线为连接接闪器与接地装置的金属导体，作用为分流且把闪电电流传导至接地极泄放到大地．引下线宜采用圆钢或扁钢，优先采用圆钢．引下线应沿建筑物外墙明敷，引下线冲击接地电阻不大于30Ω，该地面建筑物引下线采用Ф8mm圆钢．如图1所示在易受机械损坏和防人身接触的地方，地面上1．7m至地面下0．3m的一段接地线应采用暗敷或镀锌角钢、改性塑料管或橡胶管等保护措施［3］．接地装置为接地体和接地线的总和，是雷电流泄放到大地中的重要步骤．该建筑物人工垂直接地体采用50mm×5mm角钢，水平接地体采用截面100mm2、厚度为4mm的扁钢，接地体埋深不应小于0．5m．防直接雷人工接地体距建筑出入口或人行道不应小于3m，当小于3m时候，加大接地极的埋深应(不小于1m)或在上面敷设50～80mm厚的沥青层(宽度应超过接地体2m)．埋入土壤的接地装置，其连接应采用焊接，并在焊接处做防腐处理［3］．

3接地系统和等电位连接

(1)经实地考察，矿区接地电阻≤4Ω，符合规范要求．(2)配电室(箱)、机房内部各金属设备、构件之间应作等电位连接处理，防止电位差反击．(3)将设备保护地、防雷地就近连接到机房地线上，各金属设备外壳、金属线槽、管道用金属线缆连接．

4矿区防感应雷防护设计

矿区电子信息系统防雷防护等级计算。《建筑物防雷设计规范》GB50057—2010第3．0．1条规定“建筑物应根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为3类”。根据国家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343—2004第四章第4．2节第4．2．3条的规定，将N和Nc进行比较，N=0．2321＞Nc=0．0175，确定招远市矿区电子信息系统应安装雷电防护装置．根据国家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343—2004第四章第4．2节第4．2．3条的规定E=1－Nc/N=1－0．0175/0．2321=0．9246，0．90＜E≤0．98，确定招远市矿区电子信息系统雷电防护等级为B级，其电源系统安装三级电源SPD进行保护［4］．电源系统包括电源主配电、UPS电源设备等．对于矿区机房的电源系统的雷电防护，采取以下的防雷保护方案:在矿区低压主配电系统做两级防雷保护(三相电源);其他矿区设备进出端采取第三级防雷防护．电源系统采用TN－S系统．其特点是N线(中线)和PE线(地线)在变压器的低压侧合为一条PEN线．因此，需在相线和PEN线之间安装防雷器．采用TN－S接地系统的电源防雷器的安装如图3所示．在矿区内总配电屏中、二级配电屏中、在设备前端分别安装一级、二级、三级防雷保护［7］．(1)一级感应雷防护在矿区的总配电柜进线端安装GB153B100—100型三相电源避雷器，雷电通流量为100kA．利用其通流量大，予以先导分流，对通过线路传输的直击雷和高强度感应雷实施泻放保护，作为矿区建筑及用电设备的电源线路一级保护．(2)二级感应雷防护从高配进入低配后，再进入各个建筑及生产设备．对这一路低配做二级防雷处理．安装ZGB153B(A)－60型三相电源避雷器，通流容量为40kA，作为各建筑及设备电源线路的二级保护，对侵入的雷电压进行细泄流保护．(3)三级感应雷防护在设备进线电源前采用ZGB151A(B)－20型单相电源避雷器，通流容量为20kA，作为设备的三级保护，确保矿区的供电安全及内部设备的正常用电［8］．

结语

剪切带与金矿成矿研究进展 篇2

剪切带是发育在地壳内部的一条线性高应变带,20多年来,与之有关的`金矿成矿的研究成果颇丰,我们从剪切带与金矿的时间、空间、元素迁移富集、矿化蚀变类型、成矿动力学等五个方面概略介绍相关研究成果,以期引起业内同行对剪切带与金矿关系研究的重视.

作 者：路彦明 张玉杰 张栋 范俊杰 潘爱军 赵军 董华芳 LU Yanming ZHANG Yujie ZHANG Dong FAN Junjie PAN Aijun ZHAO Jun DONG Huafang  作者单位：路彦明,张玉杰,张栋,范俊杰,潘爱军,LU Yanming,ZHANG Yujie,ZHANG Dong,FAN Junjie,PAN Aijun(武警黄金地质研究所,河北,廊坊,065000)

赵军,ZHAO Jun(武装黄金第八支队,新疆,乌鲁木齐,830057)

金矿系统的防雷设计研究的论文 篇3

基于前人大量研究成果及笔者的工作,对湖北秭归月亮包石英脉型金矿床地质特征进行了分析研究,并结合黄陵背斜成矿带地质背景,探讨了月亮包金矿矿床成因.

作 者：曹锐 湛龙 郭金才 马振东 侯光久 Cao Rui Zhan Long Guo Jincai Ma Zhendong Hou Guangjiu 作者单位：曹锐,湛龙,郭金才,侯光久,Cao Rui,Zhan Long,Guo Jincai,Hou Guangjiu(中国地质大学(武汉)地球科学学院)

马振东,Ma Zhendong(中国地质大学(武汉)地球化学研究所)

金矿系统的防雷设计研究的论文 篇4

内容提要：粮食储藏是国家为防备战争、荒灾以及其他突发性事件而采取的有效措施。粮食是人类生存的必需品，储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起到至关重要的作用。利用RFID、计算机网络、传感器网络、车载网络、自动检侧等现代技术，设计出现代化的智慧粮库系统，从而实现中储粮总公司、分公司和直属库对原粮安全储藏和运输的层层监管与控制的目的。一，前言

俗话说:民以食为天.粮食是国家的战略物资和应急物质，安全地储存粮食是保证国家安全和稳定的重要基础.粮食的宏观调控是维护国家粮食安全的主要手段，而粮库是粮食宏观调控的基础，因此，粮库的智能化控制和精准管理是实现安全高效储粮的关键.一个健全的智慧粮食系统可以为国家节约粮食，同时可全的情况下，减少人力和物力的投人.智慧粮库系统的设计按照总体设计、分步实施的原则进行.二．系统架构设计

智慧粮库系统总体上分为3个层面、两个系统，即:在直属库、分公司、总公司3个层面，建设智能粮库系统(原粮)、粮食远程监管平台两个系统.在直属库层面，建设智能粮库系统，包括智能出人库系统、智能储藏保管系统、智能安防系统、粮库业务管理系统;分公司和总公司层面主要建设粮食远程实时监管系统，其中总公司监管分公司及其所属直属库，分公司监管各直属库及其代储库点.智慧粮仓系统架构如图1所示.其内容由4部分组成:

智慧粮仓系统框架 图1 1）是业务管理信息系统，包含经营管理、仓储管理、质量检验、查询统计、质量追溯、远程监管等6个单元;2）是以各种传感器为基础的数字化“4合1”仓储技术集成，包含数字粮情检测报告系统、数字机械通风自控系统、数字熏蒸浓度预警系统、数控低温储粮系统等4个单元;3）是以射频识别(RFID)技术和智能视频分析技术为基础的库区自动化作业及调度管理，包含报港/退港、自动扦样、地磅自动称重、出人仓作业、安全生产监管作业区域警示及其他作业控制等6个单元;4）是远程视频监管，包含储备粮实物监管、库区安防、视频会议等3个单元.三．系统功能设计 该系统从功能上包括远程监控系统、出人库管理系统、智能通风系统、智能气调系统、自动虫害检测系统、烘干水分在线控制系统、粮库智能安防系统、粮库业务管理系统和智能决策系统以及管理员管理系统等.3.1粮食实时远程监管系统

通过各个硬件厂家作统一接日，采集直属库粮情数据，统一采集接日，统一粮情数据转换格式，统一上传粮情数据，并建设粮情测控远程监管数据中心，以实现分公司对直属库粮情数据的分级管理、远程集中监管的目的.各级管理部门都能查询所属库点的粮情状况，分公司能及时获得各级承储库的粮情信息.同时建立分公司粮情历史数据库，为科学储粮提供数据支持及决策依据.3.2智能出入库系统

针对目前粮食出人库作业效率低，缺乏监管的现状，使用RFID技术和计算机网络技术，自动读取作业信息，自动进人粮库业务管理系统，使得粮食出人库作业流程和环节清晰可见，使得粮食实物流和粮库业务管理系统中的信息流保持高度一致，三账合一，为精细化管理提供良好的基础.智能出人库系统中，综合使用RFID、传感器、智能图像识别等技术，建立快速登记系统、自动扦样系统、快速化验系统、自动称重系统、出人仓确认系统，自动采集粮库作业数据，保证粮库出人库数量信息的准确性.在这些数据的基础上，通过管理信息系统实现粮库实物流、资金流和信息流的统一 3.3智能粮食仓储业务系统

智能粮食仓储业务系统通过传感器网络等物联网技术，远程实时检测粮食温度、湿度、霉变、氮气、压力等情况，构建不同的智能控制系统，实现低温生态储粮、降低储粮能耗和安全生产事故.比如:感知粮食的温度、湿度及霉变情况等，并通过相应的自动气调系统，实现智能调节，减少虫害污染.通过感知到粮仓内粮食数量的变化，实现空仓实时监测.3.3.1智能通风系统

根据仓内外温湿度传感器检测的结果，远程自动控制轴流风机、自动仓窗、离心风机、谷物冷却机、水源热泵通风设备等进行排积热通风、降温通风、降水通风，有效降低通风能耗及成本，提高通风效率和准确度.该系统是一种信号检测、传输与执行机构的控制系统.传输系统是采用数字编码技术和双向通讯传输技术，整个系统能双向通讯，即上位机与智能通风控制系统互相通讯.根据粮库特点在电脑机房安装计算机和无线模块，各个仓库设有控制辅柜，控制辅柜进行检测粮仓内外温湿度、风速和雨量，采集后传输给上位机，上位机对传输来的数据进行分析判断，发送指令给控制辅柜，控制辅柜控制相应的执行机构，从而实现智能通风.在该系统中，一台主机可以控制多台控制辅柜.3.3.2智能气调系统

自动气调管理通过对粮情变化情况的智能化分析，结合粮食储备过程中的质量检测情况，通过氮气储粮等方式控制粮情变化，改善粮食储备的生态环境，减少虫害的产生和减缓粮食质量的变化，以更稳定的方式进行粮食储藏.通过智能化的决策分析，产生科学合理的智能化气调方案，使粮食存储环境更加优良和稳定，提升粮食存储质量，保证粮食品质.智能化气调管理应用的研究为粮食储藏提供了更好、更科学的存储管理办法，通过与信息技术的融合，以智能化的方式改善粮食存储的生态环境.该系统具有对气调仓进行氮气浓度自动检测并保存、仓房气密性检测、设备发生故障时自动提示报警(系统可进行电脑屏幕提示报警、通过移动电话、手机短信向值班人员报警)，并显示发生故障的设备位置，便于查找检修，还可以通过移动电话、手机短信向值班人员报告充氮工作进程或使用手机对系统进行远程遥控等功能.3.3.3自动虫害检侧系统

基于虫害传感器以及智能图像视频分析技术，自动实时监控仓储粮食虫情数量、种类等情况.具体实现方法是当害虫进人诱捕器后，控制选通器分别选通不同区域的诱捕器，利用负压原理，从诱捕器中将害虫无损害地取出，通过智能图像视频分析害虫的种类，通过光电式传感器采集害虫的数量，从而对整个粮仓的害虫分布以及害虫未来的发展趋势进行准确的预测并提出准确的防治措施或建议，减少因虫害造成粮食损失，确保储粮安全.3.3.4烘干在线水分控制系统

系统通过传感器检测到热风温度、进出粮的水分和温度、烘干塔排粮速度，根据不同粮食品种的烘干控制模型，对变频器发出信号，控制排粮轮的转速从而控制排粮速度，控制出粮的水分含量，降低烘干能耗.由于大量的粮食要流过水分检测传感器，水分感应器应该采用不锈钢材质，与常规台式检测仪相比，使用寿命长，调试更简便.3.4粮库智能安防系统

粮库安防系统主要包括视频监控、防盗报警、门禁管理、数字巡更、短信报警等子系统，利用RFID ,智能视频分析等技术，在作业人员进人仓内时，通过巡检系统或视频侦测分析系统，自动在屏幕上分析出作业人员的实际位置，并在地图上可以展示仓内人员的当前位置，如果配备上相应的移动设备，通过右键菜单即可查询作业人员信息，当前正在执行任务的工作情况，查看现场人员的反馈信息，并可与现场人员进行消息互动，下达新的工作任务等，对粮库违反操作规程、危险源、火灾、非法人侵等现象将自动提示或报警，将安全事故控制在萌芽状态.3.5粮库业务管理系统

粮库业务管理系统为粮库的经营管理、质量管理、粮食出人库、仓储保管等提供信息化支持，实现粮食购销计划、合同执行、品质检验、仓储保管、作业调度、药品监管等功能的计算机管理.粮库三维可视化管理系统:对粮库的办公楼、平房仓、地磅房等进行三维建模，构建与粮库实际场景完全相同的三维可视化虚拟粮库.用户可以通过在虚拟场景里漫游、拖动等方式查看各平房仓的实际仓储情况、出人库记录、粮情、通风记录、熏蒸记录等，可以点击办公室查看各科室正在办理的业务数据、统计报表等;用户还可以点击虚拟场景中的摄像头，实时查看摄像头的监控画面.3.6智能决策系统

该系统主要有粮情预警、智能通风、粮库应急预案管理、粮库布点规划和应急粮源调度等决策功能.粮情预警:该系统分为害虫预警、空仓预警、高温预警等3个模块;在三维模式实时展现粮堆的温度场、湿度场等储粮的生态环境指标，动态展示粮堆生态系统的发展和变化情况的基础上，研究粮堆环境和粮食品质可视化仿真技术，构建粮堆生态仿真系统模型，以预测储粮质量变化趋势;根据仿真运行结果，结合专家诊断系统，对粮堆实施干预预警措施，保证储粮质量安全.智能通风:该系统可自动根据历史资料建立粮温预测模型，并自动根据最新资料对原有模型进行修正等功能.智能通风系统为用户提供一个通风设备的远程控制操作平台，能够根据粮食品种、气象条件、粮情信息和通风目的进行通风方式的辅助决策.智能通风自动检测通风过程中的粮情状态，提供降温通风、降水通风、调质通风和排热换气通风等多种通风模式的辅助决策，根据用户预设好的通风粮情条件，自动判断是否执行和终止通风.从而实现通风设备和设施的智能控制，提高通风效率和精度，降低通风管理成本.粮库应急预案管理:将预先制定的灾害(自然灾害、火情等)应急预案录人系统，当灾害发生时，根据灾害类别、级别等信息，调出相应的应急预案，以图文并茂的形式进行展现，便于应急处置.粮库布点规划:通过分析某地区的产量，现有库容，粮库位置、交通等参数，给出粮库布点规划方案建议.应急粮源调度:在发生自然灾害或其他灾害时，给出灾害位置，显示出灾害地周边粮源情况，主要包括库存、品种、交通等情况，给出粮源调度建议方案.粮库温湿度控制图 四．结束语

金矿系统的防雷设计研究的论文 篇5

飞机成品件综合测试系统的设计研究

介绍了飞机成品件综合测试系统的`硬件组成和工作原理,讨论了设计过程中的主要技术问题及解决办法.设计中运用了多种技术手段,硬件系统具有通用性,软件可扩充升级.其综合化、自动化程度高,可靠性、扩展性强.经使用,该综合测试系统功能齐全、技术先进、性能优越,可对飞机成品件进行全方位的性能测试.

作 者：陈世国 曾宪林 黄旌 张圣元 CHEN Shi-guo ZENG Xian-lin HUANG Jing ZHANG Sheng-yuan  作者单位：空军第一航空学院,河南,信阳,464000 刊 名：电光与控制  ISTIC PKU英文刊名：ELECTRONICS OPTICS & CONTROL 年，卷(期)：2006 13(2) 分类号：V248.9 TP277 关键词：成品件   嵌入式工控机   数据自建  

金矿系统的防雷设计研究的论文 篇6

前言：不可否认我国近年来学校管理中不断引入信息技术的背景下，使管理水平得到很大程度的提高。但仅有部分高等教育中信息管理系统应用水平较高，而其他各阶段教育中信息系统无论从设计或应用方面都表现出一定的滞后性，无法使学校管理效率得以改善，更无从谈及促进教育质量的提高。因此，对学校管理系统设计研究具有十分重要的意义。

一、学校管理系统的应用现状

从我国现行大多院校教育管理系统的应用现状看，信息化水平仍处于初级阶段，在系统开发设计过程中主要以外购、自主研发以及二者相结合三种方式为主。其中在外购方面，由于很多学校并不具备教学管理系统的设计开发能力，而为适应信息化教学管理要求便采取外购的方式。然而许多外购系统在学校管理系统中并不适用，如典型的鹏达或大东日等提供系统涉及极高的费用，无论购置成本或后期运营管理都需耗费学校较多的资金，为学校带来沉重的财政负担。而且大多计算机系统开发企业在设计过程中多从整个市场需求角度出发，管理系统带有明显的通用化特征，无法满足不同学校不同的教学管理需求，在使用过程中极易出现较多异常情况，影响整个管理效率。在自主研发方面，通常设有计算机专业的院校多采用自身设计的管理系统，其优势在于既可符合学校实际管理需求，也为后期的升级维护带来一定的`便利，是学校管理系统设计开发的最佳方式。另外，目前也有部分学校将外购与自主研发相结合，在外购管理系统的基础上进一步设计研发，使其便于切合本校实际，但这种方式在外购方面仍需给予较多经费投入，而且一旦出现外购系统与学校教学管理差异过大，便无法进一步设计研发。因此管理系统设计中自主研发为优先选择方式，需立足于实际系统需求进行管理系统的设计[1]。

二、设计开发中关键技术的应用与需求考虑

(一)设计开发中关键技术的应用

学校管理系统设计中关键技术的应用主要从两方面着手，包括B/S架构与J2EE。其中在B/S架构方面，其相比传统网络系统中应用的C/S结构，无需进行特定软件的安装，服务器会将所有系统业务进行处理，用户通过浏览器的应用便可达到系统使用需求。同时以往C/S结构应用下，存在极为明显的网络结构不确定特征，而通过B/S结构的引入，只需保证HTTP协议作用得以发挥，便可提高系统通用性。除此之外，设计中的关键技术也体现在J2EE方面，其在系统中的应用具体体现在三方面：第一，JAVA语言的应用。现行几乎所有网站系统、浏览器都可支持JAVA语言的应用，只需进行一次编译便可在系统中运行。其优势主要表现在语言语法简单、检查处理机制健壮性、安全机制以及可移植性等方面。第二，SSH的应用。其在系统中主要包括Spring、Struts以及Hibernate等结构，可使包括数据存储层、业务逻辑层以及表示层等在内的应用系统得以构建，对信息共享与集中管理可起到突出的作用。第三，在J2EE应用方面。其主要以JAVA平台为核心，包括客户端组件、Web层组件、系统层软件以及业务逻辑层组件等结构，具有明显的易维护性与伸缩性等特征。

(二)设计开发中系统需求考虑

对系统需求的考虑是保证设计开发符合学校管理系统实际的基础条件。其需求内容具体体现在功能性、非功能性以及网页设计等方面需求。其中在功能性方面，主要指系统设计中体现的如系统是否具备入学管理功能、学生信息管理以及教务管理等;非功能性需求则指系统在性能、运行、扩展性以及安全性等方面是否满足学校管理要求。以其中安全需求为例，系统设计中是否对人员登录权限进行设计、数据库是否具备安全性特征以及系统是否可有效预防骇客攻击与病毒入侵等。另外，在网页设计方面，学校管理系统网页应从色彩外观编排以及构图等方面保持完整，使系统功能性具备的同时体现出一定美观性[2]。

三、信息管理系统设计的具体路径

(一)系统登录功能设计与研发

登录功能在设计过程中首先应从登录界面入手，将用户名、密码以及随机的验证码组成，其中用户名、密码的设置与发布。需注意的是许多学校登录系统往往采用网站或桌面等形式，其中桌面系统应用中用户验证后便可使用，但网站系统需要进行页面访问才可登录。对此问题，设计设计过程中对于用户验证成功的信息可在session中进行记录，这样每个页面访问过程中都要求对session信息进行确认，可使登录系统更具安全性。

(二)学生信息管理功能设计与研发

学生信息管理系统方面，其主要将学生在校表现、个人信息等融入其中。其中在个人信息方面系统相关操作主要体现在查询、修改以及信息详情等方面，用户仅需点击相关操作便可了解或修改学生基本信息。通常在个人信息管理过程中也需将学籍管理功能体现出来，假定学生出现休学或转学等情况，应利用系统中修改或具体异动管理功能完成异动信息的查询与修改。另外对于学生在校表现情况，一般系统给予教师与学生不同的操作界面。教师操作过程中可直接点击“详情”便完成学生信息查询、评价内容填写等工作，而学生操作界面仅限于对个人信息以及教师评价的查询。

(三)教务管理功能设计与研发

教务管理功能设计过程中应根据学校整体的发展情况进行设计，具体包括课程管理、学生培养计划管理以及课程安排等。以其中课程管理为例，功能模块中主要集中在查询、修改、课程增加或删除等操作方面，其中查询一般在输入项中体现，而输出项负责执行课程的修改或增加等。再如学生培养计划方面，实际设计过程中要求以实体train对象替代收集的信息内容，并在DAO层调用过程中使train对象达到持久化要求，然后在相应指令传入后使课程ID得以生成，最后ID向培养计划页面中进行传输，调用者将接收具体培养信息。除此之外，现行学校管理系统设计开发中也需将如招生管理、班级管理等内容考虑其中，使学校管理系统与现行信息化管理要求相适应[3]。

结论：管理系统的设计是加快学校信息化管理进程的重要途径。实际设计过程中应正确认识当前学校管理系统的应用现状，注重引入相关的技术并做好系统需求分析，从登录管理、学生信息管理、教务管理以及其他包括班级或招生管理等方面使系统进一步完善，为学校管理水平的提升提供保障。

参考文献

[1]方武福.中等职业学校信息管理系统的设计与实现[D].华南理工大学，.

[2]赵晶.职业教育学校学生信息管理系统的设计与实现[D].吉林大学，.

金矿系统的防雷设计研究的论文 篇7

【摘 要】近日，习近平主席在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会上指出：“科技是国家强盛之基，创新是民族进步之魂”。由此可见，我国对于科技创新的支持与推动正处于一个前所未有的高度，各地的科研机构也逐步加大对科研课题的经费投入，如何用好管理好科研经费成为科研单位面临的一个重要课题。本文通过研究上海建工集团工程研究总院对于科研经费管理的现状，通过分析，设计一套具有精准预算、经费管控、量化成本的集团科研经费管理系统，达到建立健全科学、合理、规范的科研经费管理体制的目的。

【关键词】科研 经费 系统科研经费管理的现状

工程研究总院作为集团所属研发机构，在2015年获得集团科研课题审批立项的数目占集团34家下属各子集团公司的21%，是集团技术进步和科技创新的重要平台，因此选取工程研究总院作为典型的系统需求设计对象。我在对总院的科研经费管理现状的调查中发现以下几个问题：

科研人员过多承担课题经费的预算编制、经费申请工作，经费管理意识较低。虽然政府科研机构已经把科研经费预算明细划分得十分细致，但对于科研人员来说加大了经费的管理难度，科研人员不得不把主要精力用在科研经费的预算编制及科研经费申请划拨的工作上。这样势必造成科研效率低下、科研成本增加。其次，不同课题反复采购类同的设备，经费利用率低，容易造成浪费。

科研经费相关操作依靠人为既定流程执行，相关审批周期较长，经费管理难度大。目前，总院没有采用先进的信息化手段对科研经费进行管理，所有的表格、单据全部依靠打印后的纸面进行填报及签章。对于经费预算编制的审核也是通过集中会议评审的方式进行，审批效率低下且管理人员无法对预算编制的全局进行控制。财务人员对科研经费工作不够专业。由于没有专业化的科研经费管理系统支撑，科研人员仅注重科研项目进展而忽视了对经费的合理使用；财务人员并非管理科研经费的专门机构，对于科研经费的预算、核算等环节存在不科学、不规范的现象。系统功能设计

2.1 系统的主要功能和目标

根据对工程研究总院的调研，集团科研经费管理系统应该具备的功能有：经费预算制定管理、经费支出管理、经费统计管理、经费预警推送，系统必须能够做到精准预算、经费管控、量化成本，实现科研经费使用的事前计划、事中控制、事后统计管理模式。

2.2 经费预算定制管理

经费预算制定管理主要解决两个关键问题：降低预算制定难度，增加预算制定的准确度。首先，在搭建系统前，科研人员与财务一起根据近几年的科研课题经费使用的实际情况加以总结提炼，配合系统开发人员生成一套科研课题预算编制模板。在新建每个课题项目时，系统可自动化生成科研课题的项目经费预算表，并且可以根据各类课题的类别选择不同的预算模板进行预算编制的预定义，这样就可以减少科研人员制定预算的难度。预算经费模板可以分为：项目年度预算表、资本性投入预算表、国内差旅费预算表、国际差旅费预算表、技术服务费预算表等。此外，系统可以生成科研课题经费预算科目与财会科目的关系映射。国务院各部委下达的科研课题“预算收支科目”与财务部门执行的《科学事业单位会计制度》中规定的“会计科目”的设置内容存在着一定差距，导致财务部门按会计核算提供的信息与按科研项目经费预算批复的可比性差[1]。所以，我们有必要去建立一个模型，即把各类课题的经费预算科目与企业会计科目之间的逻辑分别加以映射，并建立数据间的一一对应关系，这样就可以增加预算制定的准确度。例如：预算科目中的能源/动力费，对应会计科目中的水费、电费；预算科目中的境外专家来华合作交流对应于会计科目中的招待费等等。

2.3 经费支出管理

根据国内企事业单位及科研院校的调研，一般经费支出管理模式有四种：①从财务总账系统（全面预算系统、网上报销）中取出项目经费支出数据；②由财务人员按月填报各单位项目经费支出台账；③项目负责人按月或季度上报项目经费支出报告；④科研人员填报项目经费支出申请、科管、财务确认。从目前总院以及集团下属各单位的实际情况来看，基本都使用第四种方案。根据本人对工程研究总院的需求调研得出科研经费支出审批流程，目前实际涉及到整个经费支出流程的人员角色有：经办人（课题经费负责人）、综合办审核人员、部门领导或课题负责人、总院科研经费管理员、财务主管、总院领导、出纳等。整个审批流程环节较多，设计人员较广，流程效率低下，间接影响科研人员的研发效率。因此，科研课题经费管理系统必须能够改进整个经费支出流程的流转效率。例如，取消付款凭证的填写工作，改为请款人从系统中填报相关信息后，系统直接生成简明的付款凭证表格，提交后系统自动流转到下一相关人员审核/审批。此外，系统有一个重要功能：系统自动提醒请款人目前该项科目的剩余金额并且可以方便查询历史支取经费的金额，即请款人此次填报的金额不得高于剩余金额，这也省去了请款人、经费管理员、财务人员反复核查该项科目经费是否充裕。此外，系统还将提供经费支出余额提示功能，该功能经常在课题结题节点使用。

因此，系统必须实现基于科研预算的费用控制管理，通过网上报销的手段，实现经费支出的实时控制，在费用申请、报销、分摊环节提供预算管控模型，确保科研经费按预算支出。在系统的费用申请页面中，系统可以直接反映出当前课题中某个项目的经费使用情况，保证科研人员输入的金额每次都是有效的，从而提现了预算编制的指导性。

系统可以严格跟踪和汇报相关科研项目的经费使用情况和支出情况，从项目立项开始就必须有监管人员实时跟踪记录。对于项目实施?^程中的每一个环节和每一个隐形项目支出经费都要保证手续齐全，并严格按照企业的流程和规范来进行，并通过建立监督机制，确保科研项目的经费处于可控制的状态。[2]

2.4 预算调整管理

为了加强科研项目实施费用的管理，更好得控制科研课题实施成本，上海市科委以及建工集团都有一定的相关规定，例如：项目（课题）预算总额调整，承担单位变更应当报市科委批准；项目（课题）总预算不变，由承担单位进行审批等。

为此，系统应该提供预算调整的申请及审批功能。为了简化整个预算调整的流程，所有申请材料必须都从经费管理系统中抽取数据，并让申请人上传预算调整的事由，包括分析数据、图表等科学依据的附件资料。根据本人对工程研究总院的需求调研得出 科研经费调整审批流程：部?T科研经费管理员申请->总院科研经费管理员审核->课题负责人审批->公司领导审批->总院科研经费管理员调整预算。系统建设的意义

承担科技研发的企业和机构建设科研经费管理系统的意义非常重大。第一，系统强化了科研经费管理制度，明确科研经费管理中的责任。各科研单位基本都颁布了自己的科研经费管理制度，但规章制度长期存在纸面化，人为干扰因素较多，真正能够严格落实较少，其中责任人也比较含糊，追责不到位。系统建立后，不仅可以是整个科研经费管理流程规范化，也能使流程中每个环节的操作人员落实到位；第二，课题经费分配使用更加合理，提高资金使用效率。由于系统中可以快速查询到每笔经费支出的额度、项目、时间，因此可以查询、经费余额警告提醒、支出占比提醒等，做到事前提醒，事后分析，资金严格按计划预算使用，有助于提高资金使用效率。第三，系统使得整个集团的科研经费使用情况透明公开，提高科研经费管理和使用的透明度。单位可以结合政府的信息公开制度对科研经费使用情况进行公开，逐步推动科研经费管理和使用过程的公开和透明度的提升。公开的对象和范围可以有所区别，包括在科研共同体范围内的公开以及向全社会的公开。可以公开的事项包括：科研经费的配置、科研经费的使用过程、科研机构的投入产出情况、科研人员承担项目、产出与申请奖励情况等[3]。结语

科研经费管理系统还将与支出相关的合同进行关联，实现科研经费到款与科研合同之间的有效衔接。后期还可以考虑与集团的财务系统接入，减少科研人员以及财务人员工作量。当一个科研课题完成后，科研经费管理人员可以通过系统迅速做出财务报表，并进行相关财务指标分析，为科研管理决策提供可靠依据。当系统建成后，不但实现了信息共享，并且在科研人员、财务人员之间搭起了一座桥梁，实现了科研与财务的闭环管理。

参考文献：

金矿系统的防雷设计研究的论文 篇8

0 概述

本软件系统的核心是微控制器(STM32F103R—ARM-based 32-bit MCU)，本论文以该微控制器为中心单元，而电源控制模块、电机控制模块、紫外灯控制模块、LED显示模块、负离子控制模块、触摸按键模块以及空气质量检测传感器模块和WIFI模块组成的空气净化系统的运行将全部以该微控制器为核心，因此构成了智能可远程控制的空气净化系统。本论文针对空气净化器控制系统的研究采用了多传感器数据采集模块的集成，实现了空气净化器的数据采集和工作状态的自动调整等功能;同时，研究集成了将无线通信模块WIFI模块与空气净化器结合，实现了空气净化器的远程控制和物联网化，实现了真正的无线互联。

1 总体设计

1)本论文所研究的空气净化器控制系统的软件程序主要包括了系统初始化程序、电机控制程序、紫外灯和负离子控制程序、LED显示和触摸按键控制程序、传感器数据采集程序和无线WIFI通信程序等各功能模块的程序设计。针对本设计采用的STM32F103R微控制器的实现包括了中断、查询、A/D转换、GPIO、SDIO、UART等功能。

2)根据控制系统的功能需求分析，本文描述的空气净化器对于软件程序的需求可分为以下几个部分：系统初始化程序、电机驱动程序、紫外灯和负离子控制程序、LED显示和触摸按键程序、传感器数据采集程序、无线WIFI通信程序设计。

其中，紫外灯、负离子、LED显示为微控制器的控制程序，电机、WIFI模块为微控制器的驱动程序;传感器数据采集和触摸按键为微控制器的参数输入程序。各个部分都是紧密相关，每个功能模块对于程序的整体设计都是非常重要的，都是通过STM32F103R微控制器程序，才能使得空气净化器控制系统运行起来。

根据程序总体设计，各模块处理子程序依赖于主程序的调度，共同完成控制系统的功能。系统根据功能需要，在初始打开空气净化器电源时，直流电机、紫外灯、负离子、传感器、WIFI模块等均不工作，只有当电源按键或者无线WIFI模块通过远程打开电源开关时，空气净化器控制系统才启动工作。

2 系统初始化程序设计

系统初始化程序主要针对本系统的系统参数进行初始化，包含了STM32F103R微控制器的初始化程序、I/O口的配置、程序各参数、变量、标志位的设定、系统默认运行参数的设定、默认显示程序运行等。默然上电后系统初始化过程中，空气净化器的电机、紫外灯、负离子等负载并不工作，设备的LED显示模块显示默认的参数和配置。

3 空气净化系统的各个模块的软件设计

3.1 电机驱动程序设计

本论文研究中使用的是无刷直流电机，电机的驱动是利用微控制器输出PWM调压来实现电机的速度变化。在电机的运行过程中，需要根据空气净化器的工作状态来调整电机的转动速度。

3.2 紫外灯和负离子控制程序设计

紫外灯管的驱动是利用低电平导通信号的输出来实现的，输出驱动信号的`引脚为PB4;负离子发生器的驱动同样是利用低电平导通信号的输出来实现的，输出驱动信号的引脚为PB4。

3.3 LED显示和触摸按键控制程序设计

本文描述的空气净化器显示模块的显示内容主要有：定时时间指示、灯光指示、工作模式指示、空气质量指示、杀菌等指示、PM指示等数据。主要来自按键的更改和数据采集对于的数据变化。

按键的控制程序主要是进行外部中断的处理过程，空气净化器控制系统的按键主要有六个，包括了电源开关Kl、工作模式选择K2、负离子/紫外灯键K3、定时设置K4、电机风速调节键K5以及空气质量指示灯光键K6。同时按住定时键和电机风速键启到过滤网的状态复位功能，按键的程序设计主要是通过中断来实现的，当发生按键操作的时候，单片机引脚将根据信号进行程序处理。程序对于按键的触发信号判断为串行流程，依次判断每个按键的操作指令，执行相应的子程序。

3.4 传感器数据采集程序设计

根据电路原理图和实际工作过程，设计出空气质量传感器和粉尘传感器的数据采集程序，系统启动后，控制信号中断程序开始工作，并且ADC使能打开，检测系统开始工作。由传感器特性分析可知，传感器在数据采集过程中，在控制信号作用下开始采集数据，实时检测室内空气污染状况。为了得到实用数据，需要对室内空气质量进行大量测试和实验，最后得出想要的数据结果。

3.5 无线WIFI通信程序设计

根据实际应用，无线WIFI通信部分需要将当前空气净化器的状态值(空气质量、工作模式、风速、PM指数、定时状态等等)传输到服务器端，并且能够将服务器端发送来的控制命令成功接收，以实现能够远程控制空气净化器的工作状态，系统启动后，首先对WIFI模块进行初始化，包括SDIO设备枚举，加载设备固件等操作，然后扫描WIFI网络，扫描结束后，根据配置的WIFI账号和密码进行关联网络，关联成功后进行IP、子网掩码、网关等的设置，接着就是建立TCP SOCKET的客户端，具体工作有绑定本地及服务端的IP和端口。最后就是从服务端接收数据，判断是否为获取设备状态或者控制设备的命令，进行相应的操作。

4 结束语

本论文主要研究和探讨了室内空气净化系统的软件设计，而本文对物联网空气净化器控制系统的研究还是一个开始，结合目前新技术的发展，需要深入研究的方向还有很多，而本文所说明的空气净化系统的软件设计，还存在很多的不足，还有者许许多多可以改进的地方，这都将随着我们对未来空气净化器一步一步的深入研究，不断地改造创新与发展，以后一定会使其在该领域越来越完善，而技术也一定会越来越成熟。

【参考文献】

刘林茂，李杰.负离子空气净化器展望.东北师范大学学报：自然科学，(03).

刘洪亮，侯常春，马蔚，马永民.臭氧宅气净化器对甲醛、苯净化效果的实验研究.

闰其年，刘志强，杨景发，张子生.一种光触媒高效空气净化器的实验研究.河北大学学报：自然科学版，(01).

林忠宁.空气负离子在卫生保健中的作用.生态科学，，18(02)：1112.

守住你的金矿 篇9

美国田纳西州有一位秘鲁移民，在他的居住地拥有6公顷山林。在美国掀起西部淘金热时，他变卖家产举家西迁，在西部买了90公顷土地进行钻探，希望能在这里找到金沙或铁矿，他一连干了5年，不仅没有找到任何东西，最后连家底也折腾光了，不得不又重返田纳西州。

当他回到故地时，发现那儿机器轰鸣，工棚林立。原来，被他卖掉的那个山林就是一座金矿，主人正在挖山淘金。如今这座金矿仍在开采，它就是美国有名的门罗金矿。

一个人一旦丢掉属于自己的东西，就有可能失去一个金矿。在这个世界上，每个人都潜藏着独特的天赋，这种天赋就像金矿一样，埋藏在我们平淡无奇的生命中，一个人是否能有幸挖到这座金矿，关键看能不能脚踏实地发挥自己的长处，去经营自己的人()生。 (刘燕敏)

金矿系统的防雷设计研究的论文 篇10

都伊林

（浙江警官职业学院，浙江杭州 310009）

摘 要：针对目前监狱安防监控系统存在的问题，文章以CC2430/CC2431芯片为系统核心模块，设计了无线定位网络中参考节点、定位节点和网关节点方框图，给出基于RSSI混合定位算法的流程图，设计ZigBee监狱人员定位跟踪系统，设置监狱人员定位与跟踪轨迹、人数清点和报警等功能。

关键词：ZigBee；定位节点；参考节点；网关节点；定位算法

0 引言

监狱是一个高禁戒、高风险、重防范的特殊监管场所，监狱安全是监狱管理的重中之重，监狱的安全防范体系是一个多元化、多层次、多融合的信息管理体系。随着社会的开放，以及经济的发展；监狱内服刑人员数量不断增加，人员成分越来越复杂，监狱警力明显不足。仅仅采用视频监控系统、报警系统或门禁控制系统这些传统技术手段，很难保证监狱的稳定和平安。由于监狱内监控系统过大，点位过多，国内监狱最多拥有一千多个点位，但监视器数量有限，干警无法同时观察每一路视频图像。我们提出建立一套监狱人员实时定位系统，将现代通信技术应用到监管业务中，实现服刑人员实时定位、人数清点、警力分布、外来人员定位、重要人员活动轨迹、越区报警等功能，对提升监狱监管水平，促进监狱信息化建设有着重要意义。系统设计

1.1 系统设计思路

通过研发监狱人员定位管理系统，运用这种“电子跟踪”技术手段，将监狱狱政业务与现代物联网技术结合起来。使干警能够实时掌握狱内服刑人员的具体位置和运动轨迹，监狱领导能够随时掌握狱内警力分布，以便随时查看与调用，干警了解外来人员的活动位置，是否与服刑人员交谈等情况；规范监狱监管工作，增强应对突发事件的处置能力。

由于ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，具有以下特点：低功耗、低成本、低速率、时延短、网络容量大、可靠性[1]高、安全性高等，因此，我们选择ZigBee技术来设计监狱人员定位管理系统，组成一个短距离、多跳的、自组织无线定位网络。无线定位网络主要由参考节点、定位节点、网关（协调器）节点、主机、数据库和应用软件组成，如图1所示。其中，参考节点和网关节点为全功能设备（FFD），定位节点为精简功能设备（RFD），RFD只能充当终端设备，且内置定位引擎；FFD可以与RFD或其他FFD通信，但RFD却只能与FFD通信，由这三类节点组成[2]以数据为中心的无线定位网络。定位节点与参考节点通信距离可达60m，参考节点与网关[3]节点通信距离可达200m，可以实现一点对多 图1 监狱人员定位系统示意图

点的快速组网；所有定位信息通过网关传输至以IP地址为中心的有线以太网络，完成了两种网络模式的信息融合，体现了有线以太网络的“无线延伸”。

系统实现过程：一是在监狱或监区内人员活动空间场所的合适位置，布置若干无线定位基金项目：浙江省教育厅科研项目（Y200803086）1 网络的参考节点，采用CC2430模块，作用是提供数据转发和路由功能，是网络的路由节点。另外，通过选择少量建筑物内设置协调器节点，用于收集ZigBee无线信号，并将收集到的信号通过以太网传输到监控终端PC上，起到网关节点的作用，网关与参考节点的区别是增加了网络扩展模块。二是让服刑人员配带腕带标签，值班干警和外来人员配带胸卡标签，作为身份识别的定位节点，采用CC2431模块内置定位引擎，并具有唯一ID地址用来识别身份和位置信息；在终端数据库中，记录服刑人员（或干警）的相关信息。三是监狱内服刑人员活动至若干参考节点附近时，定位节点将启动内置定位引擎进行识别；然后，定位信息和ID号等经若干路由节点多跳传至网关节点，并通过以太网传至终端数据库。

通过系统不间断、定时的获取服刑人员的位置信息，用电子地图描绘其活动轨迹，定时清点特定区域人数，实现监狱人员跟踪功能；通过设置区域、时间权限，限定区域人数，实现违规报警功能；一旦出现突发事件，立即启动应急预案，实现紧急处置的功能。

1.2 系统功能设置

监狱人员定位跟踪系统设置功能：

1、服刑人员出入管理。在监狱大门、AB门、监舍大门、监区门、医院、会见室、车间等进出区域或通道上安装定位读写器（参考节点）。当被监控人员通过时，系统立刻记录下通过人员相关信息。

2、实时监控管理。在室内外劳动场所、重点监舍、医院病房、卫生间、广场等区域，通过布置参考节点，进行无线信号覆盖。系统每隔2∽60秒（可设定）对区域内服刑人员进行点名，当有人脱离指定区域时，系统立即告警，并显示告警位置及违规人员信息。

3、岗哨定位。当允许进入的值班干警在离开岗位一定距离时，系统提出警告，并在后台进行信息记录；当非允许人员进入岗哨位置一定距离时，系统提出警告并在后台进行记录。

4、外出劳动管理。服刑人员在农田、矿场等开阔区域进行劳动改造，通过快速搭建无线定位系统，可对服刑人员进行全程监控，防止发生脱逃事件。

5、外来人员管理。对于外来人员参观、技术指导等，可配带胸卡标签，以便监控中心能够实时了解他们的活动轨迹和区域，防止他们与服刑人员进行不法活动。

其它附设功能：在定位节点上设置紧急呼叫按钮，以便相关人员遭遇突发事件时，可以紧急呼叫，以获得监控中心支援。将服刑人员定位标签与值班干警定位标签绑定，一对一或多对多进行绑定，当两者距离超过限定值时，系统发出报警。

1.3 系统结构设计

根据监狱狱政业务的实际需求，结合ZigBee无线定位网络的技术特点，我们将监狱人员定位系统划分为以下四个结构层次。

数据采集层：通过ZigBee无线定位网络实现对监狱相关人员位置信息和人员状态信息的采集，以数据为中心组建无线网络，并通过网关节点将所有信息传到监控主机加以处理，这是系统的关键环节。

数据存储层：通过对来自数据采集层的所有数据进行存储和更新，并预先存储相关的人员、地理、指标参数、报警等信息，为分析决策层提供数据支撑。

分析决策层：通过对数据存储层各种信息进行综合处理，分析监狱内人员的活动情况，判断活动是否正常，对各种突发事件进行报警。

信息表示层：通过Web服务器将分析决策层的处理结果实时发布到狱政管理网上，方便监管局领导查看监狱实际情况，同时实现远程监控的功能。系统硬件节点设计

监狱人员定位跟踪系统由三类节点组成：一是定位节点，即为移动节点或称终端节点，其位置是随时变化的，可做成两种类型：腕带标签和胸卡标签，具体位置由CC2431内置的基金项目：浙江省教育厅科研项目（Y200803086）2 定位引擎，通过接收参考节点的接收信号强度显示（RSSI）值，经过定位算法计算而得到，一般而言，参考节点越多，定位精度越高。二是参考节点，即为已知位置的节点，其物理位置是固定的。采用CC2430设计，或称路由节点；它为定位节点提供其坐标和RSSI平均值。三是网关节点，采用CC2430与网络扩展器进行设计，或称协调器节点；它作为数据收发基站能组建一个ZigBee网络，将定位节点坐标及外部环境参数传给地面计算机。

2.1 定位节点与参考节点设计 2.2.1 定位节点设计

1、服刑人员腕带标签

腕带标签（RFD设备）是有源电子标签，由服刑人员手腕佩戴，用于人员定时定位。采用CC2431芯片制成，工作在2.4GHzISM频段，可实现多跳自组无线网络，定位节点方框如图2所示。采用高强度防水耐磨ABS塑料封装，外形如手表状，防止暴力拆卸；并内置防拆解回路设计，若发生剪断或暴力破坏的情况，标签会发出报警信号。通过安装腕带 图2 定位节点/参考节点方框图 内置的防拆解回路，用特定钥匙锁住封条。设置运动检测功能，若腕带长时间没有移动处于静止状态，标签会发送报警信号，提醒管理人员注意，防止蓄意的人卡分离事件的发生。采

[3]用一块CR2450钮扣电池供电，正常情况可以工作半年时间。若电池电压低时，标签会自动发出低压信息，以便管理人员及时更换电池。

2、干警与外来人员胸卡标签

胸卡标签（RFD设备）也是有源电子标签，由干警或外来人员胸口佩挂。采用CC2431芯片制成，工作原理与腕带标签基本类似，方框如图2所示。采用高强度防水耐磨ABS塑料封装，外形如卡片状，设置紧急求助按钮，可随时向监控中心报告突发事件。可添加声光报警功能，在发生告警后，系统可向指定标签发送信息，进行声光提示；并设有电池低压告警功能。

2.2.2 参考节点设计

参考节点（FFD设备）固定安装在需要无线信号覆盖的区域，采集定位节点的信号，集中上传给网关节点。采用铸铝外壳起到防雨、防静电作用，芯片为CC2430模块，方框如图2所示。通过多个参考节点之间的多跳级联成无线自组网，与网并节点通信距离可达1000m。根据监狱或监区实际现场情况，划定和调节信号覆盖区域，自动定时回报状态信息，实时传送区域内人员定位信息。采用外接12V电源与内置3Ah锂电池相结合的供电方式，无外接电源可工作12h以上，同时设置防拆卸报警功能。一个定位区域通常由8个参考节点组成，系

[6]统至少有3∽4个参考节点才能进行定位。

2.2 网关节点设计 图3 网关（协调器）节点方框图

在监狱的监控中心内，安装网关节点（FFD设备），采用高强度防水铸铝材料作为外壳，核心模块为CC2430芯片负责进行数据处理，SIP3223芯片负责采集参考节点的上传数据，CAN控制器与收发器负责与主机通信，键盘能上、下、左、右进行操作，方框如图3所示。网关是组建监狱无线定位网络的基站，实现两种通信网络之间数据的交换与协议的转换，发布管理节点的监测任务，并将收集到的数据转发到外部网络上。人员定位软件设计

基金项目：浙江省教育厅科研项目（Y200803086）3 3.1 混合定位算法

定位算法基本思路：若已知发射节点的信号强度，接收节点根据接收到信号强度推算出信号衰减量，由经验模型计算出信号相应传输距离，最终确定节点的具体位置。定位算法根据定位机制不同，分为两种类型：一是基于测距（range-based）的定位算法，二是无需测

[7]距（range-free）的定位算法。

因此，根据无线信号的衰减与距离成对数衰减的关系，我们可以进行节点定位计算，即定位算法。

混合定位算法如下：由于定位节点到参考节点的距离d越小，由RSSI值的偏差产生的距离误差越小；当距离大于某一值时，由RSSI值波动造成的距离误差将会很大。因此，我们设计定位算法时，设置一个距离门限D值，当距离d大于D时，采用一种定位算法；当距离d小于D时，采用另一种定位算法，这样可以减小距离误差，提高定位精度。这就是我们提出的基于RSSI的混合定位算法，其流程图如图4所示。

其中MN为定位节点，BN参考节点，d为定位节点与参考节点间距离，D为距离门限，通过现场测量确定此值。当定位节点与参考节点通信距离d小于D时，系统 识别后，自动启动曲线拟合定位算法，及时修正通信距离d值；当d大于D时，系统识别后，自动启动

[4]信号强度分布（采样值数据库）定位算法，图4 人员定位算法流程图 也对d值作出修正。

由于混合定位算法是根据RSSI波动规律进行优化的算法，其优点；运算量小、定位精度高、价格低等，但建立采样值数据库工作量较大，所以，我们将CC2431原有定位引擎升级为混合定位算法，有效地提高定位精度，并应用于监狱人员定位系统。

3.2 定位过程

定位软件基本工作过程：主机通过串行电缆从网关节点上接收到相关数据后，通过通信协议对数据进行分解分析，例如：收到8位二进制数不清00111001，则前四位0011代表定位节点的ID号，表示0011号定位节点发出的数据。后四位1001为状态号，第一位表示定位节点是否正常，1为正常，0为非正常。后三位001表示该定位节点在什么区域活动，由此通过电子地图显示。若发现各种非正常情况，系统会及时报警。结束语

监狱人员定位跟踪系统是将无线传输与有线传输网络相结合的组网模式，采用CC2430/CC2431射频芯片，实现服刑人员定位检测、运动轨迹显示等功能，有效地提升现代监管水平，有一定实用价值。但是，因室内无线信号传播的复杂性、多变性，还存在墙体阻[5]隔、多径衰落、人的三维活动空间等因素；某种程度上阻碍了无线定位技术的应用，这有待于今后通信技术的不断发展，以及对狱政业务深化理解，必将会提高无线定位技术的实用性、有效性。

基金项目：浙江省教育厅科研项目（Y200803086）4 参考文献：

[1]李文仲等编，ZigBee2006无线网络与无线定位实战.北京航空航天大学出版社,2008年1月第1版.[2]孙利民等编,无线传感器网络.清华大学出版社,2005年5月第1版.[3]白冰等编,监狱人员无线定位管理系统的设计,辽宁工业大学学报(自然科学版),2010,30(3).[4]孙佩刚等编,智能空间中RSSI定位问题研究,电子学报,2007,35(7).[5]王洋等编,基于CC2431的无线定位系统,通信技术,2009,42(9).[6]张朋,基于ZigBee的室内人员定位监控系统的设计,信息技术,2010,10.[7]王玉柱等编,基于ZigBee的医院病人追踪定位系统设计,嵌入式系统应用,2010,26(2).[8]唐炜等编,基于运动估计的ZigBee无线网络定位方法,计算机工程,2010,36(20).[9]丁影等编,ZigBee技术在枪支定位系统中的应用,现代电子技术,2010,第12期总第323期.[10]邵叶红等编,基于ZigBee技术的无线点菜系统,电子技术,2010,10.Design of prisoner locating and tracking system based on ZigBee

DU Yi Lin（Zhejiang Police Vocational Academy,Hangzhou,310009,China）

Abstract：Aiming at the prison’s security system of monitoring system exists problems and based on CC2430 / CC2431 chips for the system core modules, the article designs wireless locating network reference nodes, locating node and gateway node sytem, to give the flowchart of mixed localization algorithm based on RSSI, to design ZigBee prisoner locating and tracking system, to set prisoner locating and tracking trajectory, number counting and alarm functions

Keywords：ZigBee;blind node;reference node;gateway node;localization algorithms

作者简介：

都伊林（1961-），男，浙江杭州人，高级实验师，长期从事电子电路和安防技术教研工作；主要研究方向：电子与通信系统，信号处理。

通信地址：浙江省杭州市拱宸新苑6-1-101室，310015；电话：0571-85694167，duo2204@sina.com。栏目：

②射频识别技术（RFID）：条码标签识别、无源射频标签、有源射频标签和近距离识别技术等；