王学斌关于网络监控系统的探索

天赋复古

随着计算机信息化和网络化的不断深入，在工业控制领域中大部分产业都在实行计算机网络化监控管理。对于本课题来说，主要是针对提花毛皮编织控制系统的特点进行网络化监控系统的设计。首先，需了解提花毛皮编织过程中的监控参数如下：
○1需要设置的控制参数：运行转速、点动速度、转速参数、编织长度、底布长、剪布长、总密度、分密度、编织方式、喂毛提前量、颜色更换、颜色定义、花型选择等；
○2系统状态参量：车速、落布长、编织行值、D/A转换器、继电器、选针器等；
○3异常报警参数：门开、断油、断毛、短线、断针等。
考虑到系统必须操作方便、结构简单、界面友好、高效可靠等方面的因素，并根据提花毛皮编织控制系统的需求，确定了系统需实现以下功能：
1、        网络通信：本系统是针对多终端的监控系统设计，因此，应具备工业以太网通信功能。在具体设计中，考虑到稳定性和可靠性要求，采用的是TCP传输方式接入以太网，实行远程控制。
2、        数据监测功能：通过以太网传输方式实时地采集花型处理模块中的各监控数据。
3、        异常报警功能：对采集数据进行诊断，发现异常（如断毛、断线、断油等），在服务器端和监控终端进行迅速报警。
4、        采用USB通信接口功能：在监控模块和花型处理模块采用USB接口方式进行串行通信，使系统中数据传输速度能够快速和稳定，并具有广泛的实用性和扩展性。
5、        远程花型文件传输功能：远程服务器监控端通过TCP网络通信协议将花型文件传输给监控模块，并通知它将其保存到FLASH中。
6、        监控数据存储功能：对每个监控终端下的提花毛皮参量和相关状态信息通过数据库进行存储。可通过每台机器唯一的IP地址来进行信息配置和状态存储，这样可协助系统完成故障诊断和查询其他终端的功能。
1.2提花毛皮网络监控系统的总体结构
提花毛皮网络管理监控系统是由服务器管理监控端和网络监控终端所组成，并采用C/S构架进行网络通信。
1、服务器管理监控端包括：
○1数据库管理模块：对工艺参数进行管理；
○2工艺参数处理模块：对参数进行设置、修改，并对异常参数进行报警处理等；
○3网络数据传输模块：发送或接收以太网传输的数据。
2、监控终端包括：
○1ARM监控模块：处理以太网传输的数据和USB总线传输的数据；
○2花型处理模块：处理USB模块的数据传输，并对花型数据进行处理和传输；
○3编织控制模块：对花型的编织进行控制。
提花毛皮网络管理监控系统总体结构图如图2-1。

图2-1 提花毛皮网络管理监控系统组成结构图
2.3服务器管理监控系统构架
根据系统需求，将服务器管理监控系统分为六个部分：
第一部分，网络通信：负责与监控终端进行网络通信；
第二部分，参数设置：设置提花毛皮机工作时的控制参数；
第三部分，运行参数监控：对提花毛皮机的运行状态进行实时监控，并启动异常报警功能；
第四部分，数据管理：把必要的工作参数和实时数据通过数据库存取；
第五部分，产量统计：统计每台提花毛皮机的产量和所有毛皮机总体产量；
第六部分，花型文件传输：通过网络把花型文件传输给每台终端。
另外，服务器管理监控系统软件可对同一网段内监控终端进行实时监控，使其发挥强大的数据操作和事物处理能力，其数据通过数据库对其进行管理，满足实时性要求。2.4 提花毛皮网络监控终端系统的总体构架
提花毛皮监控终端系统由ARM监控模块、花型处理模块和编织控制模块所组成。为了实现对监控终端的远程监控及网络信息交互，在保持原有提花毛皮编织控制器结构和功能不变的情况下，设计了该终端监控系统。系统意在实现提花毛皮编织控制系统的状态反馈、信息交互、文件下载、参数设置和故障报警等功能。提花毛皮监控终端系统框架图如图2-3。

图2-3 网络终端监控系统框架图
ARM监控模块主要包括：ARM微处理器、SDRAM存储器、NANDFLASH存储器、液晶显示、以太网控制器、USB通信控制器、串口通信控制器和电源模块。根据系统需求，可在监控模实现以下六个功能：
(1)        网络传输：与服务器进行数据交换；
(2)        USB传输：与花型处理模块进行数据交换；
(3)        参数设置：设置提花毛皮机工作时的控制参数；
(4)        花型传输与保存：对花型文件进行TCP接收、USB发送和保存
(5)        运行状态监控：对提花毛皮机运行状态进行实时监控和异常状态报警；
(6)        产量统计：统计该毛皮机的生产产量。
提花毛皮控制器可分为花型处理模块和编织控制模块。花型处理模块包括 USB控制器、FLASH存储器、数据存储器、程序存储器以及高速数据缓冲器等模块，根据地址选通的方式达到模块选通的目的。花型处理模块通过高速数据缓存器和编织控制模块进行高速数据交换。该花型处理模块主要实现以下五个功能：
(1)        USB传输：与ARM监控模块进行数据交换；
(2)        高速数据交换：与编织控制模块进行高速数据交换；
(3)        花型文件获取：取得花型数据传输给编织控制模块；
(4)        设置参数处理：在停机状态下把设置参数传输给编织控制模块进行系统设置；
(5)        状态参数获取：定时从编织控制模块中获取毛皮机系统的运行状态。
气候变化已经成为国际上的议题之一，全球变暖的最大祸首公认为是CO2的排放。从2007年底巴厘岛气候大会开始，国际上为应对全球变暖进行了两年的谈判，于2009年12月在丹麦的哥本哈根召开的气候峰会上达成了基本的减排计划。欧盟承诺到2020年在1990年的基础上减排30%；美国承诺到2020年在2005年的基础上减排17%，相当于在1990年的基础上减排4%；印度承诺到2020年在2005年的基础上减少20%至25%；挪威承诺到2020年在1990年的基础上减少40%，成为发达国家中减排目标最高的一个；日本承诺到2020年在1990年的基础上减排25%，这比前任首相麻生太郎提出的8%高出很多；中国作为负责任的大国，承诺单位GDP碳排放量到2020年在2005年的基础上下降40%至45%，为推动哥本哈根峰会取得实质性成果起到了带头作用。能源紧缺是国内一直存在的问题，随着经济的飞速发展，用电量缺口已经很明显。受经济危机影响，2009年6月份前，中国全社会用电量持续8个月的负增长。6月份开始，用电量已连续6个月实现增长，且涨幅加速，尤其是工业用电量的领域。11月份，中国全社会用电量环比增长4.77%，同比增长27.63%，增幅比10月份上升了11.76个百分点。2009年12月中旬，据铁道部门提供的数据表明，目前全国349家直供电厂的存煤仅2700万吨左右，而日耗煤量则达230万吨以上，可耗天数不足12天，个别电厂甚至不足3天。北京、天津、唐山的电厂存煤也已不足1周。全国大范围出现用电告急，尤其是华中地区。1月5日，湖北限电292万千瓦，河南限电295万千瓦，重庆限电67万千瓦、拉闸20万千瓦，2009年入冬以来，华中电网用电需求急剧上升，12月份全网统调用电量580.97亿千瓦时，同比增长33.11%，日均用电量已超过度夏期间的用电水平。就连产煤第一大省山西的太原供电分公司也开始限电，对部分高能耗的用电企业拉闸限电，同时对市内40余家高耗能工业企业实施“开三停四”的限电措施。国务院总理WJB在十届全国人大四次会议的《ZF工作报告》中强调，要加快推进经济结构调整和增长方式转变，促进区域协调发展，加快建设资源节约型、环境友好型社会，节约资源已经提升到基本国策的高度。十一五规划纲要提出，2006年到2010年内，单位GDP能耗要下降20%，由于前四年降耗发展缓慢，2010年的形势将会异常严峻。据国家统计局25日发布的数据显示，2009年全国万元GDP能耗下降2.2％。另据国家能源局的数据显示，“十一五”规划前三年单位GDP能耗累计下降约9.7％，其中，2006年降幅为1.79％，2007年为3.66％，2008年为4.21％。前四年仅完成五年规划目标的59.5％。国务院发展研究中心的《中国能源综合发展战略与政策研究》报告中指出:未来20年中为适应全面建设小康社会的新形势,将节能战略重点调整为：在继续推进工业节能的同时，把建筑、交通作为节能的重点领域。建筑能耗在社会总能耗中的比例越来越大，目前已经占到28%以上。“十一五”规划期间，建筑方面的节能任务是节约1.1亿吨标准煤，共占全社会节能量的20%，因此，建筑节能对节能减排工作的意义重大，是节能减排的重要领域。照明能耗作为建筑能耗的重要组成部分，对节能减排的意义很大。照明能耗的大小主要由两方面控制，一方面是照明光源，另一方面则是照明的控制方式。随着时间的推移，照明光源也经历了几个阶段的发展，最早是爱迪生发明了白炽灯，人类进入了电气照明时代。白炽灯发光效率低，消耗的能量大部分转化为热能，只有少部分转化为光。1839年英国和美国研制出荧光灯，它是一种气体放电灯，内壁涂上了荧光粉。当两极通电即可使得荧光粉得到能量，发出冷光。荧光灯的发光效率相对于白炽灯大大提高，比白炽灯省电。随着荧光灯的深入研究，性能不断提升，发光效率可达白炽灯的1000倍，寿命为白炽灯的10—15倍。但荧光灯存在电磁污染、易碎等问题，而且废弃物存在汞污染。与此同时，人类还研制了高强度气体放电灯，至今一直用于工业和街道照明。但这种光源存在成本高、维护难、电磁辐射危害等缺点。所以近20年来,人们一直在开发新的照明光源。对此，欧洲制定了科学技术委员会五年行动计划，提出了新型光源要符合三个条件：高效、节能；材料对环境无危害；模拟自然光，显色指数接近100。随着第三代半导体材料氮化镓的技术突破和蓝、绿、白光LED(发光二极管)的问世，LED有望发展成为新一代光源，即半导体照明。研究表明，LED不依靠灯丝发热来发光，能量转换效率非常高，理论上可以达到白炽灯10%的能耗。相比荧光灯，LED也能达到50%的节能效果，因此半导体照明的应用将大大节约能源,同时还将减少二氧化碳的排放量。LED采用固体封装，结构牢固，寿命达10万小时，是荧光灯的10倍，白炽灯的100倍。另外半导体照明还具有体积小、重量轻、免维护、易控制、使用安全、光效强、色度纯、无红外和紫外辐射、无电磁干扰、无汞污染、响应速度快等优点。据统计，我国如果到2010年有三分之一以上的白炽灯被半导体照明技术所取代，那么一年可节约照明用电1000亿度，节省原煤0.5亿吨，减少废气及尘渣排放量约667万吨。因此用10—15年时间，投资50亿至100亿元发展半导体照明产业，相当于仅用三峡工程5%的投入，就能再造一个“绿色三峡工程”。照明控制方式分为三种：开关控制、模拟控制、数字控制。其中，开关控制是目前使用最为广泛的一种方式，安装简单，只能实现灯的开与关，不能进行调光，因此浪费能源的同时不能满足照明多样化的要求。模拟照明系统可以很方便的实现简单的调光功能，可以对多个灯管进行集中控制，但缺乏灵活性，无法满足对灯光要求较高的场合。随着人们对照明环境的要求，以及节能减排成为我们的基本国策后，数字照明系统有着空前的发展潜力。数字照明网络是从舞台灯光系统发展而来，DMX512协议是最早的数字传输标准，1986年由美国影视剧场技术协会(USITT)提出，在1990发布正式文本。虽然USITT不是正式的标准制定机构，但是该协议凭借它的简单性、可靠性、灵活性迅速发展起来，已经成为事实上的国际标准。DMX512标准的缺点是传输速度低、错误率高、控制设备有限、只能单向传输，控制台不知道有多少调光设备已经接入网络，因此无法对调光设备进行远程编程控制。上世纪九十年代中后期，随着DMX512标准的普及，几家国际上知名的灯光设备制造商按照DMX512协议，各自开发出灯光控制网络和配套设备。虽然控制规模和控制能力有所提高, 但是由于各家公司的产品互不兼容，使得DMX512互联兼容的优势不复存在。由于灯光网络控制水平的参差不齐、产品的互不兼容，国际上涌现出两种灯光控制协议：一个是北美业界流行的ACN协议；另一个是欧洲业界流行的Art-Net协议。ACN（Advanced Control Net）是由美国的娱乐服务和技术协会(ESTA)计划制定的标准，是DMX512协议的进化。它允许不同种类的调光或其他数据在同一网络中传输，允许不同厂家的设备互连，由于这两个优势使得各个灯光设备厂家的设备兼容的同时，还可以应用到其他领域，如视频、音响、机械设备的控制。因ACN功能强大，所以正式发布较晚。在等待ACN发布时，英国的Artistic Licence公司联合了几家业界公司提出了“Art-Net”协议标准，作为ACN发布之前的另一个方案被开发，受到了顾客和供应商的大力支持，成为了灯光领域被承认的标准。2001年，Art-Net联盟成立之初只有几个成员，现在已经有包括国际知名灯光设备制造商之内的五十多个成员加盟，发展非常迅速。ACN协议和Art-Net协议有很多相似之处，如都采用以太网和TCP/IP通讯协议、兼容不同厂家的灯光设备，都有丰富的设计文档和提供厂家产品设计的技术规范。区别也是可见的，ACN试图设计一个全面完善的协议标准，初期目标取代DMX512协议，长远目标是将视频、音响等各个领域包罗进来，并为未来的扩充留下空间。而Art-Net则是为了满足当前舞台灯光的要求制定的标准，相对ACN简单很多。推出Art-Net标准的Artistic Licence 公司也是ESTA的成员，Art-Net联盟承诺，ACN标准发布后，Art-Net将为兼容做出改进。随着智能照明的兴起，涌现出很多应用于建筑照明的网络协议，其中有一部分是某些著名厂商独立制定的标准，如澳大利亚的Dynalite公司的Dynet协议和Clipsal公司的C-BUS协议、美国路创公司的LUTRON灯光控制协议，这些协议是不公开的，因此产品互不兼容。这些协议在照明领域有着各自的优势，很难实现统一，有碍照明领域的发展。此时，数字化可寻址照明接口（Digital Addressable Lighting Interface，简称DALI）协议应运而生。欧洲的主要电子调光器生产厂家如Helvar，Hüco，Luxmate Controls，Siemens-Osram，Philips， Tridonic，Trilux，Vossloh-Schwabe都纷纷加入到DALI标准的制定工作中。电子控制工作组（ECG）、（IEC929/EN60929）成立，开始起草照明标准，并形成欧洲标准草案，该草案后来就成为欧洲电子调光器标准EN60929的附录E部份的内容。DALI协议是开放的协议，允许各个厂家基于DALI协议的产品互相兼容，且安装简单、操作方便、维护成本低廉。DALI照明系统有明显的节能效果，符合我国国情。目前，国内并没有自主研发且广泛应用的智能照明系统，且没有照明厂商研发的符合DALI协议的设备，国内的DALI产品都是从国外进口，价格昂贵，单个DALI调光器价格达到300元到500元，难以在国内普及。在此背景下，本文在研究DALI协议的基础上，开发出DALI主机、从机、上位机照明软件，另外将LED灯具用到DALI中来，为用户提供节能、操作方便、功能强大的照明系统，满足社会对照明多样化的需求。
智能家居的出现可以追溯到1984年，当时采用计算机系统对一栋旧式大楼进行改造，使其可以对电梯、空调、照明、安防等设备进行监控，并提供各方面的信息服务，标志着智能家居的产生。随后，一些经济比较发达的国家如美国、日本、加拿大、欧洲等先后对智能家居进行了研究，促使了智能家居的发展。国际上建筑行业的各大公司纷纷提出应用于智能家居的总线协议并开发出各自的产品参与到智能建筑的竞争中去，如美国的X-10、CEBus、Lonworks、DLNA、BACne；欧洲的EIB；日本的ECHONET、HBS等，下面简单介绍这些协议并做比较。X-10协议是由苏格兰的皮可电子公司(Pico Electronics Ltd.)在1976年提出，于1978年研发成功，由Sears公司引进美国，成为美国第一个家庭自动化的协议。X-10标准发布后，在美国备受欢迎，许多大公司纷纷生产和销售X-10产品，目前已经有35%的美国家庭或多或少使用了X-10的相关产品。X-10的信号采用电力线传输，电力线具有提供电源和传输介质的双重作用。X-10系统主要由两部分组成：发送单元、接收单元，且发送单元和接收单元都有地址，这些地址是可以改变的，只有当地址相同时，发送单元才可以控制接收单元。X-10的地址分为两部分：房间地址和设备地址，房间地址和设备地址各为16个，因此一个X-10系统最多可以连接256个设备。X-10因其廉价和不用重新布线赢得了客户，但其单向传输性、传输速率慢、抗干扰能力差等的缺点限制了其发展。        1984年，美国电气工业协会(EIA)开始制定消费总线标准以弥补X-10协议的不足，并成立了技术指导委员会(Technical Steering Committee，TSC)，专门负责监督该标准的制定。1989年，TSC发布部分草案，并于1992年正式推出消费电子总线CEBus较完整的规格说明书，即EIA-600标准，成为欧美业界的推荐标准。

青春不打鸣

爱美之心，人皆有之。美丽跟年龄无关，美丽无极限，年龄再大，也有独有的魅力！美丽可以让我们变得更加自信！活得愈出众！我是一位美容医生，我昨日碰到了一位“爱美达人”，65岁的李奶奶。她不仅注重发型，爱用化妆品，而且还经常跟年轻小辈们在一起分享美容的心得体会。李奶奶唱歌也非常的好听，在奶奶所在的社区也有一定的名气。李奶奶的邻居们说李奶奶就像个长不大的小姑娘，又唱又跳的，隔老远都能听到她那爽朗的笑声、动听的歌声……
昨天上午，在女儿的陪同下，李奶奶来到了深圳鹏程美容医院。我便也认识了这位李奶奶。现年65岁的李奶奶脸色红润和同龄人相比显得更加年轻，胖胖的身材，却显得很有福气，脸上总是挂着亲切的笑容，笑声也格外的爽朗。闲聊时，李奶奶跟我分享了很多美容心得，让我这个年轻小辈都自叹不如。奶奶还告诉我，年轻时也很爱漂亮，曾经是宣传队里的文艺骨干，唱歌非常的好听，经常下乡去演出。奶奶说，她来医院是想把手臂上烫伤的疤痕去掉，说着把衣袖挽了起来。我清晰的看到奶奶的手臂上已经有些年头的一块疤痕。
奶奶告诉我，她其实早就想做去疤痕手术。但那时候技术不好，手术很容易留下后遗症而且价格又贵，所以当时打消了做手术的想法。年轻时，上有老下有小，要为家庭忙碌奔波，就这样不了了之。虽然一直无暇顾及，但心里却总是期望着能去掉这块疤痕。
当我问到现在为什么来鹏程医院做去疤痕手术时，李奶奶笑着说，人的年纪再老，爱美的心也不会变老，而且也很相信鹏程医院。随着生活的改善，儿女成家立业，小一辈们也都工作上大学了，李奶奶有了空余的时间，也不需要为家庭操心。虽然年岁越来越大，但老人家的心态却是越来越年轻。老太太经常会参加一些老年社团活动，跟着老年朋友出去旅游、聚会，但很多次聚会回来后，李奶奶的女儿发现母亲并不开心。因为其他朋友们都穿着漂亮的裙子跳交谊舞，而李奶奶自己却不敢穿，怕暴露出自己手臂上的疤痕。李奶奶的女儿也告诉我，以前总认为只要给老人吃好穿好就是孝顺了，却忽视了老人家的那颗爱美之心。她们兄弟姐妹几个也商量了下非常支持母亲去做这个手术也非常相信我的专业技术同时咨询了鹏程医院的有关专家知道了现在医学激光去疤痕技术很成熟，年纪再大也安全，我们觉得很可靠，也很放心。我告诉他们激光去疤痕手术，祛疤很彻底，皮肤也不容易受损，没有很大的苦楚，很安全。而且鹏程医院在这方面也有很深的造诣。
不久，奶奶便做了这项手术，手术做得很成功，完了之后我对奶奶说，奶奶我觉得你很有魅力，唱歌又很好听，很像中国版的“苏珊大妈”，可以去参加鹏程医院正在举行的我为美丽狂之寻找超级明星脸的活动，不用花钱，能在更大的舞台上展现你独有的魅力，还有很多优惠和大奖等着你。奶奶听完，笑着说：“我一定去，到时你要来给我加油哦！”一定，一定！我现在早就是你的粉丝了，我刚说完，奶奶便哈哈大笑……