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2智能天線的組成和關(guān)鍵技術(shù)
智能天線主要分為天線陣列、接收通道及數(shù)據(jù)采集、信息處理3部分。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中,天線陣列通常采用直線陣列和平面陣列兩種方式。在確定天線陣列的形式后,天線單元的選擇就十分關(guān)鍵。天線單元不僅要達(dá)到本身的性能指標(biāo),還必須具有單元之間的互耦小、一致性好以及加工方便的特點(diǎn)。目前微帶天線使用較多。
接收通道及數(shù)據(jù)采集部分主要完成信號(hào)的高頻放大、變頻和A/D轉(zhuǎn)換,以形成數(shù)字信號(hào)。目前,受A/D器件抽樣速率的限制,不能直接對(duì)高射頻信號(hào)和微波信號(hào)進(jìn)行采樣,必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行下變頻處理,降低采樣速率。
信息處理部分是智能天線的核心部分,主要完成超分辨率陣列處理和數(shù)字波束形成兩方面的功能。進(jìn)行超分辨率陣列處理的目的是獲得空間信號(hào)的參數(shù),這些參數(shù)主要包括信號(hào)的數(shù)目、信號(hào)的來(lái)向、信號(hào)的調(diào)制方式及射頻頻率等,其中信號(hào)的來(lái)向?qū)τ趯?shí)現(xiàn)空分多址和自適應(yīng)抑制干擾有著重要作用。在眾多的超分辨率測(cè)向算法中,MUSIC算法及其改進(jìn)算法一直占據(jù)主導(dǎo)地位,它不受天線陣排陣方式的影響,只需經(jīng)過(guò)一維搜索就能實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)來(lái)向的無(wú)偏估計(jì),并且估計(jì)的方差接近CRLB。此外,使用ESPRIT算法來(lái)解決移動(dòng)通信中的測(cè)向問(wèn)題也得到了廣泛的研究。數(shù)字波束形成主要通過(guò)調(diào)整加權(quán)系數(shù)來(lái)達(dá)到增強(qiáng)有用信號(hào)和抑制干擾的作用,它需要收斂速度快、精度高的算法支持。根據(jù)所需先驗(yàn)知識(shí)的不同,目前的波束形成算法主要有3類:以信號(hào)來(lái)向?yàn)橄闰?yàn)知識(shí),如LCMV算法;以參考信號(hào)為先驗(yàn)知識(shí),包括LMS算法及其改進(jìn)算法NLMS、RLS等;不需要任何先驗(yàn)知識(shí),如CMA算法。由于移動(dòng)通信環(huán)境復(fù)雜,各種算法也有各自的優(yōu)缺點(diǎn),因此系統(tǒng)中必須對(duì)多種算法取長(zhǎng)補(bǔ)短,才能達(dá)到最佳效果。
3智能天線的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
(1)提高系統(tǒng)容量
在蜂窩系統(tǒng)中,用戶的干擾主要來(lái)自其他用戶,而智能天線將波束零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)其他用戶,從而減少了干擾的影響。由于系統(tǒng)提高了接收信噪比,因此減少了頻譜資源的復(fù)用距離,從而獲得了更大的系統(tǒng)容量。
(2)擴(kuò)大小區(qū)覆蓋距離和范圍
使用智能天線可以提高用戶和基站的功率接收效率,進(jìn)一步擴(kuò)大基站的通信距離,減少功率損失,從而延長(zhǎng)電池的壽命,減小用戶的終端。
(3)減少多徑干擾影響
智能天線使用陣列天線,通過(guò)利用多個(gè)天線單元的接收信息和分集技術(shù),可以將多徑衰落和其他多徑效應(yīng)最小化。
(4)降低蜂窩系統(tǒng)的成本
智能天線利用多種技術(shù)優(yōu)化了信號(hào)的接收,從而能夠顯著降低放大器成本和功率損耗,提高系統(tǒng)的可靠性,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低成本。
(5)提供新服務(wù)
智能天線在使用過(guò)程中必須對(duì)用戶進(jìn)行測(cè)向,以確定用戶的位置,從而為用戶提供基于位置信息的服務(wù),如緊急呼叫等。目前,美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)已準(zhǔn)備實(shí)施用戶定位服務(wù)。
(6)更好的安全性
使用智能天線后,竊聽(tīng)用戶的通話將會(huì)更加困難,因?yàn)榇藭r(shí)盜聽(tīng)者必須和用戶處于相同的通信方向上。
(7)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)管理能力
利用智能天線可以實(shí)時(shí)檢測(cè)電磁環(huán)境和用戶情況,從而為實(shí)施更有效的網(wǎng)絡(luò)管理提供條件。
(8)解決遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題和越區(qū)切換問(wèn)題
智能天線可自適應(yīng)地調(diào)節(jié)天線增益,較好地解決了遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題,為移動(dòng)臺(tái)的進(jìn)一步簡(jiǎn)化提供了條件。在蜂窩系統(tǒng)中,越區(qū)切換是根據(jù)基站接收的移動(dòng)臺(tái)的功率電平來(lái)判斷的。由于陰影效應(yīng)和多徑衰落的影響常常導(dǎo)致越區(qū)轉(zhuǎn)接,增加了網(wǎng)絡(luò)管理的負(fù)荷和用戶呼損率。在相鄰小區(qū)應(yīng)用的智能天線技術(shù),可以實(shí)時(shí)地測(cè)量和記錄移動(dòng)臺(tái)的位置和速度,為越區(qū)切換提供更可靠的依據(jù)。
4智能天線的技術(shù)現(xiàn)狀
在分析智能天線理論的同時(shí),國(guó)內(nèi)外一些大學(xué)、公司和研究所分別建立了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),將智能天線應(yīng)用于實(shí)踐中,并取得了一些成果。
(1)美國(guó)
在智能天線技術(shù)方面,美國(guó)較其他國(guó)家更加成熟,已開(kāi)始投入實(shí)際應(yīng)用中。美國(guó)的ArrayComm公司發(fā)展了針對(duì)GSM標(biāo)準(zhǔn)和日本PHS標(biāo)準(zhǔn)的智能天線系統(tǒng)。該公司已將智能天線應(yīng)用于基于PHS標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線本地環(huán)路中,并投入了商業(yè)運(yùn)行。該方案采用可變陣元配置,有12陣元、8陣元環(huán)形自適應(yīng)陣列可供不同的環(huán)境選用,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明,在PHS基站采用智能天線技術(shù)可使系統(tǒng)容量增加4倍。
(2)歐洲
歐洲通信委員會(huì)在RACE計(jì)劃中實(shí)施了第一階段的智能天線技術(shù)研究,稱為T(mén)SUNAMI,由德國(guó)、英國(guó)、丹麥和西班牙共同合作完成。它采用DECT標(biāo)準(zhǔn),射頻頻率為1.89GHz,天線由8個(gè)微帶貼片組成。陣元距離可調(diào)、組陣方式可變,有直線型、圓環(huán)型和平面型3種形式。數(shù)字波束形成的硬件主要包括2片DBF1108芯片,它在軟件上分別由MUSIC算法、NLMS、RLS完成測(cè)向和求得最佳的加權(quán)系數(shù)。在典型的市區(qū)環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)表明,該智能天線能有效跟蹤的方向分辨率大約為15°,BER優(yōu)于10-3。
(3)日本
ATR光電通信研究所研制了基于波束空間處理方式的多波束智能天線。天線陣元布局為間距半波長(zhǎng)的16陣元平面方陣,射頻工作頻率為1.545GHz。陣元組件接收信號(hào)在A/D變換后,進(jìn)行快速傅氏變換,形成正交波束后分別采用恒模算法或最大比值合并分集算法,數(shù)字信號(hào)處理部分由10片F(xiàn)PGA完成。ATR研究人員提出了智能天線的軟件天線概念。
(4)其他國(guó)家
我國(guó)的信威公司也將智能天線應(yīng)用于TDD方式的WLL系統(tǒng)中。該智能天線采用8陣元的環(huán)形自適應(yīng)陣列,射頻工作于1785~1805MHz,采用TDD工作方式,收發(fā)間隔為10ms,接收機(jī)靈敏度最大可提高9dB。此外,愛(ài)立信公司與德國(guó)運(yùn)營(yíng)商也將智能天線應(yīng)用于GSM基站上,但該天線的智能化程度不高。韓國(guó)、加拿大等國(guó)也開(kāi)展了智能天線方面的研究。
(5)用于衛(wèi)星移動(dòng)通信的智能天線
上文主要介紹了基于蜂窩系統(tǒng)的智能天線,另外還有一種用于L衛(wèi)星移動(dòng)通信的智能天線。該天線采用了由16個(gè)環(huán)形微帶貼片天線組成的一個(gè)4×4的方形平面陣,它的射頻頻率為1.542GHz,左旋圓極化,中頻頻率為32kHz,A/D變換器的采樣速率和分辨率分別為128kHz和8位。在數(shù)字信號(hào)處理部分,選用了10個(gè)FPGA芯片,其中8個(gè)用于16個(gè)天線支路的準(zhǔn)相干檢測(cè)和快速傅里葉變換,另外2片則起到波束選擇、控制和接口的作用;自適應(yīng)算法則選擇了CMA。系統(tǒng)的外場(chǎng)測(cè)試表明,它能產(chǎn)生16個(gè)波束來(lái)覆蓋整個(gè)上半空間,并且不需要借助于任何傳感器,就能用最高增益的波束來(lái)自動(dòng)捕獲和跟蹤衛(wèi)星信號(hào),從而在各種復(fù)雜的環(huán)境下均能提供比采用其他天線要高得多的通信質(zhì)量。
5智能天線面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展方向
智能天線系統(tǒng)在改善性能的同時(shí),也增加了收發(fā)機(jī)的復(fù)雜度。因?yàn)橐獙?duì)每個(gè)用戶進(jìn)行定位,并且波束形成的計(jì)算量很大,所以智能天線系統(tǒng)中有多個(gè)計(jì)算單元和控制單元。在實(shí)施SMDA時(shí),資源管理也成為一個(gè)必須關(guān)注的問(wèn)題。作為一種新的多址方式,在頻譜分配和移動(dòng)性管理上也提出了新的問(wèn)題,將會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理提出更多的需求。此外,目前智能天線的物理尺寸較大,不利于構(gòu)建更小的基站。
智能天線形成下行波束較為困難,因?yàn)閷?duì)下行鏈路的信道響應(yīng)缺少短時(shí)先驗(yàn)知識(shí),而無(wú)線信道的信道狀況變化極快,使智能天線不能很好地跟蹤用戶信號(hào)的變化。接收和發(fā)送鏈路中器件的線性特性對(duì)系統(tǒng)的性能有顯著影響。智能天線的各種定位算法和波束形成算法的運(yùn)算量很大,對(duì)器件、時(shí)間和功率的要求比較高,因此研究高效的優(yōu)化算法對(duì)提高系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。
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1.2乳化劑的選用
油溶性有機(jī)相變材料作為MEPCM芯材，需先高速分散形成水包油(O/W)或油包水(W/O)體系的乳狀液，再與壁材發(fā)生聚合反應(yīng)進(jìn)而形成微膠囊。乳液液滴的直徑分布越小，在溶液中分散越均勻，制得的MEPCM熱學(xué)性能越好［14］。影響乳化效果的因素有:親水親油平衡值(HLB值)［15］、臨界膠束濃度(CMC)、乳化時(shí)間、乳化溫度、乳化機(jī)轉(zhuǎn)速、乳化劑種類、乳化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、乳化劑分子質(zhì)量［14］等。其中，CMC和HLB是表征乳化劑性能和乳化效果的主要參數(shù)。HLB值低表示乳化劑的親油性強(qiáng)，易形成W/O型體系;HLB值高則表示親水性強(qiáng)，易形成O/W型體系;HLB值居中為6～8時(shí)，通過(guò)強(qiáng)力攪拌可分散形成乳狀溶液，適合用作潤(rùn)濕劑，因此HLB值是影響乳化效果的關(guān)鍵因素［16－17］。常用的乳化劑主要有陰離子型、陽(yáng)離子型、兩性型和非離子型，其中陰離子和非離子型乳化劑適用于O/W型乳液。用于分散相變芯材的乳化劑主要有苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物(SMA)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、全氟壬烯氧基苯磺酸鈉(OBS)、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚(Tween)和失水山梨醇脂肪酸酯(Span)等。實(shí)驗(yàn)室研究應(yīng)用不同成分乳化劑對(duì)相變芯材進(jìn)行乳化處理，表2匯總了目前已報(bào)道的相變芯材及其選用的乳化劑。而基于乳化劑HLB值和基團(tuán)相容性對(duì)相變材料分散性的理論研究還較為淺顯。閆麗佳［18］對(duì)比SDS和OBS陰離子型乳化劑對(duì)正十八烷的分散能力發(fā)現(xiàn):SDS的分散能力雖強(qiáng)，但其制備的微膠囊壁材易黏連，芯材質(zhì)量分?jǐn)?shù)低導(dǎo)致MEPCM熱焓值降低;OBS熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性較好，且乳化制得的MEPCM的相變溫度和相變焓均高于同等條件下SDS制備的MEPCM。顏超［8］對(duì)比陰離子和非離子乳化劑的乳化效果發(fā)現(xiàn):使用陰離子乳化劑SDS的石蠟體系乳液在剪切停止后立即分層;而Tween-80、OP-10和平平加O3種非離子乳化劑的乳化效果較好。這是由于石蠟/水體系乳化所需的HLB值為11～13，SDS不能提供適宜的HLB值，而上述3種非離子乳化劑的HLB值均在11左右，因此具有較好的乳化效果。其中，平平加O乳化劑中疏水鏈段的脂肪烴對(duì)石蠟具有更好的相容性而有助于提升乳化效果;2種不同種類非離子乳化劑混合得到的復(fù)配乳化劑在使用時(shí)發(fā)生的協(xié)同效應(yīng)有利于乳化效果。對(duì)不同Span-Tween復(fù)配乳化劑種類和用量下的乳液穩(wěn)定性也進(jìn)行了相關(guān)研究［19］。復(fù)配乳化劑可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求而確定最優(yōu)HLB值及乳化參數(shù)。
1.3MEPCM的制備方法
微膠囊的制備方法分為物理法、化學(xué)法和物理化學(xué)法。目前應(yīng)用于紡織品的MEPCM主要采用化學(xué)方法制備。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)使用界面聚合法［27－28］、原位聚合法［11，29］等易操作方法制備包含不同相變材料的微膠囊研究較多。這2種方法制備的MEPCM結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1［3］。界面聚合法既適用于制備水溶性芯材也適用于油溶性芯材的微膠囊，其特點(diǎn)是將形成壁材的2種單體分別溶解在不相溶的2種溶液中，2種單體分別從兩相內(nèi)部向芯材乳液液滴界面移動(dòng)并在相界面發(fā)生聚合反應(yīng)，使聚合物包裹芯材形成微膠囊，其工藝流程見(jiàn)圖2［27］。原位聚合法與界面聚合法的區(qū)別是，壁材單體先發(fā)生預(yù)聚形成預(yù)聚體，沉積在已經(jīng)分散為小液滴的芯材表面，在交聯(lián)和聚合反應(yīng)下形成微膠囊外殼。相較之下原位聚合法成球較容易，壁材厚度和芯材質(zhì)量分?jǐn)?shù)可控。此外，也有通過(guò)乳液聚合法［30］、懸浮聚合法［20］和復(fù)合凝聚法［21，31］等方法制備MEPCM的研究報(bào)道。
2MEPCM在紡織品中的應(yīng)用
在紡織應(yīng)用領(lǐng)域，MEPCM通過(guò)直接紡絲法和織物表面整理法等加工方式附加到紡織品上，制成蓄熱調(diào)溫紡織品。
2.1相變纖維
美國(guó)Outlast、TRDC公司一直致力于MEPCM在熔融紡絲工藝中的研究和應(yīng)用。目前Outlast已成功研制出包含MEPCM的聚丙烯腈纖維、粘膠和聚酯短纖維并正式應(yīng)用于服用紡織品［32］。圖3示出Outlast研制的蓄熱調(diào)溫纖維截面形態(tài)［32］。國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者對(duì)采用熔融紡絲和濕法紡絲等直接紡絲工藝制備添加MEPCM的蓄熱調(diào)溫纖維進(jìn)行了深入探討。其中對(duì)應(yīng)用熔融紡絲法的研究較多，因濕法紡絲流程長(zhǎng)、污染大、產(chǎn)量低，并且微膠囊的理論添加量受限，相關(guān)研究較少。
2.1.1熔融紡絲
用熔融紡絲法制備蓄熱調(diào)溫纖維是將紡絲高聚物與MEPCM共混制成切片，將切片加熱到高聚物熔點(diǎn)以上成熔融態(tài)，再通過(guò)噴絲孔射出到空氣中冷凝成絲條。由于熔融紡絲液的溫度較高，紡絲速度快，微膠囊在紡絲液中易破損和升華，因此熔融紡絲法對(duì)微膠囊芯材和壁材的耐熱性要求很高。為了增強(qiáng)紡絲過(guò)程中MEPCM的耐熱性，F(xiàn)an等［14］在十八烷相變芯材乳化液中添加一定量環(huán)己烷并對(duì)MEPCM進(jìn)行耐高溫改性處理。微膠囊在160℃條件下加熱30min使環(huán)己烷升華，其壁內(nèi)產(chǎn)生預(yù)留膨脹空間，提高了膠囊粒徑分布均勻性，實(shí)驗(yàn)測(cè)得膠囊耐熱溫度最高可達(dá)270℃。Han等［33］認(rèn)為導(dǎo)致熔融紡絲工藝中MEPCM熱焓效率低的原因有2類:一是囊壁包裹不均勻的微膠囊在高溫下容易破裂;二是在熔融紡絲過(guò)程中摩擦力和剪切力導(dǎo)致部分微膠囊發(fā)生破裂。本文對(duì)紡絲工藝與相變性能、熱效率及力學(xué)性能和耐熱性能的關(guān)系進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔融溫度隨微膠囊質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而升高，而纖維的斷裂強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率隨著MEPCM的質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高而降低。有研究發(fā)現(xiàn)MEPCM質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)丙烯腈基初生纖維的力學(xué)性能可達(dá)到服用要求［34］。
2.1.2濕法紡絲
用濕法紡絲法制備蓄熱調(diào)溫纖維是將MEPCM和高聚物配制成紡絲溶液，將紡絲液從噴絲孔中壓出后射入凝固浴形成絲條。該方法的紡絲速度低且溶液溫度低，因此對(duì)微膠囊損傷較小。制備以聚丙烯腈、粘膠等聚合物基體的蓄熱調(diào)溫纖維均適用濕法紡絲法，具有廣泛的實(shí)用性。張興祥等［35］將MEPCM與聚丙烯腈-偏氯乙烯共聚物混合經(jīng)溶液紡絲制成MEPCM質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)30%的腈氯綸纖維。該纖維具有較好的可紡性、熱穩(wěn)定性和熱焓效率，但力學(xué)性能較差。為了提高濕法紡絲制備相變材料纖維的力學(xué)性能，于海飛等［36］通過(guò)改變紡絲凝固浴中NaSCN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)試其對(duì)纖維強(qiáng)度的影響。通過(guò)濕法紡絲工藝制備含聚酰胺包覆石蠟相變材料的蓄熱調(diào)溫聚丙烯腈纖維，MEPCM質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.7%，當(dāng)紡絲凝固浴中NaSCN質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，MEPCM在纖維中的熱焓效率達(dá)到78.4%，同時(shí)纖維斷裂強(qiáng)度為1.35cN/dtex。對(duì)比研究表明，在濕法紡絲凝固浴中添加適量NaSCN制備的含MEPCM聚丙烯腈纖維能夠獲得良好的力學(xué)性能和蓄熱調(diào)溫性能。通過(guò)直接紡絲法制備的蓄熱調(diào)溫纖維中微膠囊分布均勻，織物調(diào)溫性能優(yōu)良，但融入MEPCM紡絲液的直接紡絲工藝難度較大，纖維斷裂強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率較低導(dǎo)致其可紡性較差，因此，直接紡絲法制備相變材料纖維仍有很大的研究空間。可嘗試以聚乙烯醇和熱學(xué)、力學(xué)性能優(yōu)良的芳砜綸為主體纖維用濕法紡絲制備蓄熱調(diào)溫纖維。用熔融紡絲法制備蓄熱調(diào)溫纖維可向多功能方向發(fā)展，如與可降解聚乳酸結(jié)合制備生物醫(yī)用材料，纖維中添加MEPCM與遠(yuǎn)紅外粒子產(chǎn)生協(xié)同作用增強(qiáng)織物保溫效果等。
2.2基于相變材料微膠囊的織物整理
用相變材料微膠囊整理織物是將MEPCM添加到整理液或涂層劑中，通過(guò)織物后整理方法，依靠黏合劑的作用使相變材料黏接在纖維或織物上，從而獲得蓄熱調(diào)溫紡織品。采用后整理技術(shù)得到的蓄熱調(diào)溫紡織品的耐水洗性和耐久性的報(bào)道較少，且關(guān)于織物的組織結(jié)構(gòu)、織物密度、微膠囊質(zhì)量分?jǐn)?shù)、涂層密度對(duì)蓄熱調(diào)溫性能的研究不夠深入。相比直接紡絲法，通過(guò)后整理方法附著在織物表面的微膠囊理論上易磨損和脫落，因此，整理液中涂層劑的選擇需與微膠囊壁材和纖維的化學(xué)成分結(jié)合性均好。在紡織應(yīng)用領(lǐng)域，一般通過(guò)浸軋法和涂層法將MEPCM附加到紡織品上制成蓄熱調(diào)溫紡織品。常用的PU、丙烯酸類黏合劑對(duì)MEPCM具有良好的粘接性和成膜強(qiáng)度。通過(guò)選用適當(dāng)比例的整理液配方［18］，及后整理技術(shù)得到的織物具有較好的平整度和調(diào)溫性能，但織物表面的涂層易形成薄膜覆蓋紗線及中間空隙從而影響織物透氣性。司琴等［37］嘗試在MEPCM浸軋整理前先將棉織物浸入聚醚改性氨基硅油進(jìn)行柔軟整理，再經(jīng)微膠囊附加整理，所得織物具有較好的調(diào)溫性能，且毛羽、柔軟性能和透氣性有不同程度的改善。目前關(guān)于含MEPCM整理液的研究報(bào)道中選用的黏合劑見(jiàn)表3。基于數(shù)值模擬的MEPCM對(duì)紡織品調(diào)溫性能模型的研究認(rèn)為，相變材料微膠囊附加織物的調(diào)溫過(guò)程常常伴隨纖維吸濕，其保溫體系包含:纖維、濕空氣、相變材料，使得熱濕傳遞和相變過(guò)程耦合在一起，基于數(shù)值方法則可以較為便捷、靈活地模擬相變材料調(diào)溫過(guò)程。因此，Li等［38］在其前期研究的基礎(chǔ)上發(fā)展了基于控制體積法和有限差分法的熱濕傳遞數(shù)學(xué)模型。模型將單一芯材的相變過(guò)程考慮為一個(gè)移動(dòng)邊界問(wèn)題，將相變溫度考慮成一個(gè)點(diǎn)，并討論了PCM質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)織物中熱濕傳遞的影響。He等［39］針對(duì)復(fù)合相變材料指出其相變過(guò)程不是發(fā)生在一個(gè)恒定溫度點(diǎn)，而是一個(gè)溫度范圍，該相變溫度范圍對(duì)PCM能量調(diào)節(jié)過(guò)程有重要影響。李鳳志等［2］研究了MEPCM半徑及質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)織物熱濕性能影響，基于織物熱濕耦合模型，對(duì)相變問(wèn)題采用顯熱容法處理，模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)MEPCM質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，半徑越小，延遲織物內(nèi)溫度變化的幅度越大，但延遲時(shí)間越短。
2.2.1浸軋法
采用浸軋方式可使MEPCM均勻分布于織物表面并深入紗線內(nèi)部，獲得均勻的調(diào)溫效果。Alay等［22］制作以正十六烷為芯材的不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)、粒徑分布于0.22～1.05μm之間的MEPCM。將與微膠囊和纖維的結(jié)合性均好的聚甲基丙烯酸甲酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯作為黏合劑，分別通過(guò)一浸一軋方式將MEPCM均勻整理到純棉、純滌、滌/棉織物上。實(shí)驗(yàn)證明經(jīng)過(guò)微膠囊整理的不同織物的熱焓值明顯提升，且熱學(xué)性能較好。用浸軋法經(jīng)過(guò)MEPCM整理后織物的調(diào)溫性能有顯著提高，然而透氣性能會(huì)受到微膠囊固著量和涂層劑的涂覆量影響。一般來(lái)說(shuō)，微膠囊整理劑的固著量與織物的熱焓正相關(guān)，與透氣性負(fù)相關(guān)，焙烘溫度和時(shí)間對(duì)微膠囊的耐洗性能影響較大。林鶴鳴等［41］采用二浸二軋整理法分別將2種納米膠囊整理到純棉針織物上，測(cè)得織物溫變速率明顯減緩且透氣性降低約10%，但對(duì)織物的舒適性影響不大。顏超等［8］嘗試在保證浸軋法整理聚氨酯型MEPCMOutlast/蠶絲織物的調(diào)溫性能的同時(shí)改善織物的透氣性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，MEPCM固著量為13g/m2的Outlast/蠶絲織物的相變焓和相變溫度均有明顯上升，從宏觀上驗(yàn)證了通過(guò)MEPCM浸軋整理的Outlast/蠶絲織物具有良好的調(diào)溫效果。Salaün等［25］探究了織物調(diào)溫性與透氣性的最佳效果，發(fā)現(xiàn)隨著涂層劑的增加，織物在吸熱過(guò)程中的吸收峰溫度逐漸升高。實(shí)驗(yàn)得出最適合蓄熱調(diào)溫紡織品的涂層劑與MEPCM用量比值在1∶2～1∶4之間，織物可獲得良好的調(diào)溫性能并且不影響其透氣性。通過(guò)浸軋法將MEPCM整理到織物上要求整理液黏度低、分散均勻方可實(shí)現(xiàn)膠囊深入織物內(nèi)并均勻分布。目前報(bào)道中鮮見(jiàn)關(guān)于MEPCM在整理液中分散性能的優(yōu)化配方。由于浸軋輥處理織物時(shí)易導(dǎo)致膠囊破裂而降低調(diào)溫效果、破壞蓄熱調(diào)溫體系;同時(shí)浸軋法適用于織物密度較低時(shí)的雙面整理，難以實(shí)現(xiàn)MEPCM在高密或多層織物內(nèi)的均勻分布;在某些需要微膠囊單面處理的應(yīng)用場(chǎng)合，浸軋法無(wú)法控制膠囊的合理分布，因此，目前研究重點(diǎn)應(yīng)著眼于優(yōu)化MEPCM在浸軋整理液中的分散均勻度和提高M(jìn)EPCM的質(zhì)量分?jǐn)?shù);合理控制微膠囊芯殼比與軋輥壓力的關(guān)系，降低微膠囊的破壞率。
2.2.2涂層法
通過(guò)涂層加工的方式可將相變材料黏接在織物上，目前多采用直接涂層和泡沫涂層2種涂層方法，其他涂層方法因?qū)ξ⒛z囊自身的耐熱性和抗拉、壓縮性能要求較高而受限。受涂層劑的濃度和涂層厚度的影響，涂層織物的透氣性和柔軟性均比浸軋整理織物差。Onder等［21］研究發(fā)現(xiàn)微膠囊的熱焓值與芯材的相變溫度成正比。將添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.5%～22.5%MEPCM的聚氨酯基涂層劑分別涂覆在純棉織物上，通過(guò)測(cè)試不同織物的熱焓值發(fā)現(xiàn)，經(jīng)MEPCM涂層整理的織物比未經(jīng)涂層的儲(chǔ)熱能力提高了2.5～4.5倍。Fallahi等［42］測(cè)定了MEPCM涂層對(duì)延遲織物溫度變化的影響。將普通織物和2種經(jīng)MEPCM涂層的織物在50℃的溫度下放置18min，發(fā)現(xiàn)未經(jīng)微膠囊涂層整理的滌綸/粘膠(65/35)混紡平紋織物與經(jīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%微膠囊涂層織物的相對(duì)溫度變化高于10%，而微膠囊質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的織物相對(duì)溫度變化低于10%，說(shuō)明MEPCM質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)溫度變化延遲效果非常顯著。研究結(jié)果表明，MEPCM涂層織物適用于外界溫度變化劇烈的防護(hù)紡織品。劉向等［28］分析了涂層整理劑在織物表面形成的聚合物薄膜增加紗線及織物強(qiáng)力和延展性，因此使得織物的斷裂強(qiáng)力升高，斷裂伸長(zhǎng)率增大;但涂層后織物透氣性下降，抗彎剛度增大。相比于等濃度無(wú)微膠囊成分的涂層劑，含微膠囊涂層劑的黏度較低，同時(shí)粉末狀態(tài)的微膠囊可以降低絮集問(wèn)題，因此微膠囊與乳液相結(jié)合后的外觀黏度比等量固體濃度的乳液的表觀黏度低。閆飛等［43］發(fā)現(xiàn)通過(guò)超聲波震蕩伴隨攪拌可以降低MEPCM的體均粒徑和在涂層液中的分散程度。MEPCM比原始芯材相變材料的裂解溫度提高了70℃，耐熱性能也明顯提高。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)附加MEPCM整理的蓄熱調(diào)溫織物在升溫曲線和降溫曲線上都存在明顯的拐點(diǎn)，從而說(shuō)明其具有較好的智能調(diào)溫作用。然而Alay等［44］對(duì)比含MEPCM聚氨酯涂層對(duì)織物透氣、透濕性能的影響發(fā)現(xiàn)，微膠囊和聚氨酯涂層填充了織物組織的孔隙，易使織物的透氣性減弱，含MEPCM的聚氨酯涂層織物的透氣性低于未整理織物和不含MEPCM聚氨酯涂層織物。同時(shí)，不含MEPCM聚氨酯涂層織物因聚氨酯涂層本身具有的良好吸濕性而促進(jìn)了織物的透濕性，添加微膠囊后雖然涂層的吸濕性好，但是微膠囊顆粒阻塞了織物孔隙導(dǎo)致透濕性降低。織物經(jīng)泡沫涂層整理后，化學(xué)試劑的增量?jī)H為織物干態(tài)質(zhì)量的2%～3%，涂覆量低，涂層輕薄且不影響織物手感和透水透氣性［45］，以泡沫為依托的微膠囊在涂層劑中的分散更均勻。Shim等［40］利用暖體假人測(cè)試經(jīng)過(guò)微膠囊泡沫整理的織物從暖環(huán)境到冷環(huán)境再到暖環(huán)境的熱量流失。通過(guò)泡沫整理涂覆1層和2層MEPCM的聚酯纖維織物與未經(jīng)整理的織物進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，涂覆1層MEPCM的織物在冷環(huán)境中釋放熱量可以幫助暖體假人的熱量流失平均降低6.5W，而涂覆2層的織物平均減少13.2W。通過(guò)涂層法對(duì)織物進(jìn)行MEPCM整理的弊端有:刮刀刮涂易致微膠囊破損，需平衡刮涂力度與微膠囊的承受能力和涂層厚度的關(guān)系;MEPCM的顆粒狀特性以及涂覆在織物上的涂層整理液都會(huì)降低織物的柔軟性和透水、透氣性，因此，配制高濃、低黏整理液在紡織品MEPCM后整理的研究中顯得尤為重要。與直接涂層工藝相比，泡沫涂頭的刮涂力度柔和，涂層過(guò)程中對(duì)MEPCM的損傷小;與浸軋整理相比，泡沫整理微膠囊適用于織物單面涂覆且不易滲入到織物內(nèi)部破壞保溫體系，是目前較為理想的微膠囊織物整理技術(shù)之一。
2.2.3浸軋法與涂層法比較
研究人員對(duì)通過(guò)浸軋法與涂層法附加微膠囊整理織物的性能做對(duì)比。曹虹霞等［46］將MEPCM涂層整理液分別通過(guò)二浸二軋和干法涂層整理到棉織物上并對(duì)比2種織物發(fā)現(xiàn)，通過(guò)涂層整理比通過(guò)浸軋整理得到的蓄熱調(diào)溫織物的相變溫度低，但涂層整理比浸軋整理得到織物的相變焓高，且織物的相變焓隨MEPCM質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而升高，蓄熱調(diào)溫性能明顯增強(qiáng)，但同時(shí)涂層織物增厚，織物手感和應(yīng)用受到限制。劉元軍等［47］采用乳化固化法制備殼聚糖/石蠟MEPCM，同樣對(duì)比二浸二軋法和直接涂層法對(duì)牛仔布熱性能的影響發(fā)現(xiàn)，涂層整理對(duì)牛仔布增重率高于浸軋整理，而毛效則低于浸軋整理。此外，單面涂層整理的牛仔布比浸軋整理的牛仔布手感硬。透濕性和透氣性均低于同等條件下浸軋整理的布樣。作者分析這可能與微膠囊粒徑大小及在布樣上的增重大小有關(guān)。目前，相變材料微膠囊也被研究用于纖維紡織品之外的服用材料。IzzoRenzi等［48］嘗試將MEPCM通過(guò)干法涂層和濕法浸軋的方式將其整理到皮革表面，觀察2種整理方式下微膠囊的分布情況，發(fā)現(xiàn)皮革的多孔結(jié)構(gòu)限制了微膠囊涂層對(duì)皮革的調(diào)溫性能的影響，涂層工藝對(duì)皮革的斷裂強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率也沒(méi)有明顯影響。比較浸軋法和涂層法對(duì)織物進(jìn)行MEPCM整理:在技術(shù)方面，浸軋法和涂層法均需綜合考慮MEPCM的物理化學(xué)性能參數(shù)，研究配方合理、分散均勻、微膠囊質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的涂層整理液，同時(shí)基于MEPCM易碎的芯殼結(jié)構(gòu)，需對(duì)軋輥和涂頭的整理力度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);在調(diào)溫效率方面，通過(guò)浸軋法和泡沫整理比通過(guò)直接涂層法得到的織物更輕薄，有利于提高蓄熱和放熱反應(yīng)的靈敏性;在應(yīng)用方面，涂層法可以更好地控制微膠囊在織物表層和內(nèi)部的分布，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)涂層層數(shù)和微膠囊在織物上的分布密度，擴(kuò)展產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。
篇3
硬件設(shè)計(jì)部分主要是采集控制終端和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。
2．1采集控制終端
采集控制終端由MCU(單片機(jī))、數(shù)據(jù)采集單元、鍵盤(pán)輸入及液晶顯示單元、聲光報(bào)警、ZigBee路由器及控制單元組成。
2．1．1MCU單元
單片機(jī)是采集控制終端的核心，控制并協(xié)調(diào)其他單元模塊完成系統(tǒng)的整體功能。此單元負(fù)責(zé)獲取各路傳感器數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示，同時(shí)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作來(lái)實(shí)現(xiàn)本地自動(dòng)控制，這樣還可以避免緊急情況下(比如池塘嚴(yán)重缺氧時(shí))由于人為控制不及時(shí)而造成的損失。另外單片機(jī)還通過(guò)ZigBee路由器將數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。單片機(jī)選用8051系列單片機(jī)STC12C5A60S2。此單片機(jī)是STC公司的單時(shí)鐘/單機(jī)器周期的(1T)單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，其指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，但速度快8～12倍。該單片機(jī)含60K字節(jié)FLASH，1280字節(jié)RAM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換，4個(gè)16位定時(shí)器，支持雙串口，有EEPROM功能。由于內(nèi)部含有ADC及EEPROM，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的健壯性。
2．1．2數(shù)據(jù)采集單元
數(shù)據(jù)采集單元是智能系統(tǒng)的“眼睛”，為系統(tǒng)決策和控制提供主要依據(jù)。而池塘養(yǎng)殖主要的環(huán)境因子包括溶氧量、pH值、光照度、透明度、水溫、重金屬含量、銨鹽、氮鹽、魚(yú)池?fù)Q水周期和魚(yú)池消毒用品等，其中以池塘含氧量最為重要。本系統(tǒng)采集溶解氧、pH值、光照度、水溫等信息。目前測(cè)定水體溶解氧含量的常用方法有碘量法、氧電極法、電導(dǎo)法、極譜式覆膜電極法和熒光猝滅法等。其中熒光猝滅法測(cè)量準(zhǔn)確度高、維護(hù)方便，故系統(tǒng)采用熒光猝滅型溶解氧傳感器。另外池塘水體pH值也是很重要的環(huán)境因子，系統(tǒng)采用在線玻璃復(fù)合電極測(cè)量pH值。此外，光照度和水溫也是影響水體溶解氧含量的關(guān)鍵因素。不同光照強(qiáng)度、不同水溫下的溶解氧含量是不同的，因此系統(tǒng)要根據(jù)實(shí)際溫度和光照強(qiáng)度來(lái)設(shè)定相應(yīng)的溶解氧閾值，以使養(yǎng)殖生物的生長(zhǎng)環(huán)境處于最佳狀態(tài)。系統(tǒng)采用輸出為0～5V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的集成光照度傳感器和數(shù)字式的溫度傳感器DS18B20。溫度傳感器的輸出為數(shù)字信號(hào)，易于處理且抗干擾強(qiáng)。溶解氧傳感器采用基于熒光猝滅原理的美國(guó)進(jìn)口Vernier傳感器，該傳感器具有自動(dòng)溫度補(bǔ)償及自校準(zhǔn)功能且免維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)、精度高，其輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)0～5V可直接送ADC進(jìn)行轉(zhuǎn)換。pH值采集部分包含pH玻璃復(fù)合電極、信號(hào)放大濾波處理兩大部分。pH玻璃復(fù)合電極輸出－420mV～420mV電壓信號(hào)，且輸出阻抗高(約為1010Ω)，因此需要用運(yùn)算放大器對(duì)其進(jìn)行阻抗匹配和放大處理。此外，為了給用戶提供池塘的當(dāng)前水位值，系統(tǒng)還采集池塘的水位信息。此部分也可為水泵供水提供重要依據(jù)。
2．1．3鍵盤(pán)輸入及液晶顯示單元
此部分完成和用戶的交互。本單元一方面接收用戶的輸入信息(如各參數(shù)的閾值、工作模式及定時(shí)控制的時(shí)間等)，另一方面，系統(tǒng)采集的各項(xiàng)參數(shù)信息、系統(tǒng)及外設(shè)的運(yùn)行狀態(tài)以及警告建議信息等都可在液晶上實(shí)時(shí)顯示。通過(guò)用戶接口，用戶可以很好地了解系統(tǒng)的工作情況并對(duì)其做出適當(dāng)及時(shí)地控制。
2．1．4控制單元
本系統(tǒng)的外接設(shè)備有增氧機(jī)和投料機(jī)。系統(tǒng)可根據(jù)采集的參數(shù)信息進(jìn)行自動(dòng)控制，也可由服務(wù)器通過(guò)遠(yuǎn)程發(fā)送的控制命令進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。考慮到池塘可能在夜間出現(xiàn)溶氧量低或者需要進(jìn)行投料操作等，設(shè)計(jì)了精確定時(shí)控制，這樣方便了用戶的操作，節(jié)省了人力。目前的漁業(yè)智能養(yǎng)殖系統(tǒng)一般與傳統(tǒng)的人工控制不兼容。本系統(tǒng)工作時(shí)對(duì)外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如增氧機(jī)、投料機(jī))進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)人為操作這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)自動(dòng)由智能控制切換到人工模式。在人工控制結(jié)束后可自動(dòng)進(jìn)入自動(dòng)控制，這樣避免了必須切斷智能系統(tǒng)電源進(jìn)入人工控制。另外，當(dāng)池塘出現(xiàn)溶氧量嚴(yán)重不足時(shí)，系統(tǒng)可及時(shí)地操作增氧機(jī)增氧，避免帶來(lái)財(cái)產(chǎn)損失。像增氧機(jī)和投料機(jī)這樣的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在強(qiáng)電下工作，對(duì)單片機(jī)很可能會(huì)造成干擾。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，采用光耦和繼電器進(jìn)行強(qiáng)弱隔離，這樣增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，繼電器屬于大功率器件，系統(tǒng)采用大電流輸出芯片ULN2803來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器工作。
2．2網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)
網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)包括ZigBee協(xié)調(diào)器、GPRS模塊、電源模塊及單片機(jī)單元。網(wǎng)關(guān)中的單片機(jī)負(fù)責(zé)GPRS和Zig-Bee網(wǎng)絡(luò)之間的雙向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，網(wǎng)關(guān)事實(shí)上是一個(gè)基于GPRS網(wǎng)絡(luò)和ZigBee網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)。在近端無(wú)線網(wǎng)———ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)關(guān)作為協(xié)調(diào)器，主要負(fù)責(zé)Zig-Bee網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建、監(jiān)聽(tīng)路由節(jié)點(diǎn)、與路由節(jié)點(diǎn)雙向通信;在遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)———GPRS網(wǎng)中，網(wǎng)關(guān)擔(dān)負(fù)著GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收等任務(wù)。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)還負(fù)責(zé)GPRS網(wǎng)絡(luò)與ZigBee網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。
2．2．1ZigBee模塊
ZigBee技術(shù)是一種短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率和低成本的雙向無(wú)線通信技術(shù)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一組基于IEEE802．15．4無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)研制開(kāi)發(fā)的有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的通信技術(shù)。IEEE802．15．4是IEEE針對(duì)低速率無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)制定的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)把低功耗、低速率傳輸、低成本作為重點(diǎn)指標(biāo)，旨在為個(gè)人或家庭內(nèi)不同設(shè)備之間低速率無(wú)線互聯(lián)提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。ZigBee技術(shù)采用自組織網(wǎng)絡(luò)來(lái)通信，最大限度地提供數(shù)據(jù)的可靠傳輸。硬件由協(xié)調(diào)器、路由器、終端節(jié)點(diǎn)組成，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)里只能有一個(gè)協(xié)調(diào)器。TI的CC2530芯片具備了實(shí)現(xiàn)ZigBee技術(shù)的各種底層硬件需求，是真正的一體化解決方案，完全符合ZigBee技術(shù)對(duì)“節(jié)點(diǎn)”體積小的要求。另外，TI還提供了Z－STACK協(xié)議棧，盡可能減輕了軟件開(kāi)發(fā)的工作量。考慮到池塘的數(shù)據(jù)采集信息量不大，系統(tǒng)采用ZigBee自組織網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行近端無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)關(guān)中的ZigBee模塊作為協(xié)調(diào)器，而采集控制終端中的ZigBee模塊為路由器。
2．2．2GPRS通信模塊
GPRS是通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)(GeneralPacketRadioService)的簡(jiǎn)稱，是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)上開(kāi)通的一種新型的分組數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。GPRS的設(shè)計(jì)使得它既能支持間歇的爆發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸，又能夠支持偶爾的大量數(shù)據(jù)的傳輸。GPRS有以下特點(diǎn):(1)覆蓋面積廣，基本上在手機(jī)能夠打電話的地方都可通過(guò)GPRS無(wú)線上網(wǎng);(2)永久在線，在激活GPRS應(yīng)用后，將一直保持在線狀態(tài)，這類似于專線網(wǎng)絡(luò)服務(wù);(3)按數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)，GPRS服務(wù)雖然保持一直在線，但只有在產(chǎn)生流量時(shí)才計(jì)費(fèi)，這使得費(fèi)用低廉;(4)傳輸速度快，目前GPRS可支持53．6kbit/s的峰值傳輸速率，理論峰值傳輸速率超過(guò)100kbit/s;(5)接入時(shí)間短。由于現(xiàn)場(chǎng)和平臺(tái)的距離較遠(yuǎn)且有干擾，基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)選用宏電的GPRS模塊進(jìn)行遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)傳輸。
3軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)包括網(wǎng)關(guān)軟件、采集控制終端軟件和服務(wù)器監(jiān)控平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)三個(gè)部分。網(wǎng)關(guān)軟件和終端軟件采用KeilC51設(shè)計(jì)，服務(wù)器監(jiān)控軟件采用C++語(yǔ)言和VC6．0開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)。
3．1網(wǎng)關(guān)程序設(shè)計(jì)
網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上電后先進(jìn)行一系列的初始化，其內(nèi)部的ZigBee協(xié)調(diào)器組建網(wǎng)絡(luò)，然后等待處理ZigBee協(xié)調(diào)器和GPRS模塊的數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)收集終端上傳的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析、處理、整合，然后通過(guò)GPRS模塊將數(shù)據(jù)包上傳到服務(wù)器平臺(tái)，平成數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析及處理。平臺(tái)可根據(jù)參數(shù)信息推理或人工發(fā)出操作命令，命令經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)到達(dá)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，接著通過(guò)ZigBee網(wǎng)絡(luò)廣播發(fā)送至所有終端節(jié)點(diǎn)，最后由終端節(jié)點(diǎn)做出相應(yīng)地處理。
3．2采集控制終端程序設(shè)計(jì)
采集控制終端根據(jù)命令或定時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)采集程序來(lái)獲取各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)信息，接著對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(如報(bào)警提示、顯示、本地自動(dòng)控制等)，然后將數(shù)據(jù)通過(guò)ZigBee路由器發(fā)給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。另外，采集控制節(jié)點(diǎn)也可接收網(wǎng)關(guān)發(fā)送來(lái)的命令并解析和執(zhí)行。
3．3系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試中獲取多個(gè)采集控制終端的參數(shù)信息，采用定時(shí)采集和命令采集兩種模式。其中定時(shí)模式為采集節(jié)點(diǎn)定時(shí)1min采集數(shù)據(jù)并發(fā)送;而命令采集為接收采集命令后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并上傳;同時(shí)也通過(guò)平臺(tái)遠(yuǎn)程發(fā)送控制指令和本地自動(dòng)控制運(yùn)行。另外，系統(tǒng)在定時(shí)控制方式下也能夠按時(shí)開(kāi)啟與關(guān)閉執(zhí)行機(jī)構(gòu)。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，系統(tǒng)工作正常，基本達(dá)到設(shè)定要求。
篇4
2測(cè)試結(jié)果
目前模塊樣機(jī)配置于DSC30熱分析儀上，通過(guò)此模塊控制通入儀器爐體的吹掃氣氛，測(cè)試時(shí)，模塊的氣路一，通入氮?dú)猓浜峡刂栖浖O(shè)置氣氛流量為50ml／min，觀察儀器DSC基線數(shù)據(jù)約25min，采樣圖譜見(jiàn)圖6所示。圖譜顯示基線平直度完美。DSC30共有兩路氣氛輸入，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中設(shè)置氣路一氣氛（氮?dú)猓┝髁繛?0mL／min，氣路二氣氛（氧氣）流量60mL／min。開(kāi)始測(cè)試時(shí)，缺省通入氣氛一，實(shí)驗(yàn)5min后，按氣路切換鍵，切換為氣氛二通入，可觀察到軟件窗口中氣氛一和氣氛二數(shù)值的變化，氣路二采樣數(shù)據(jù)（以秒為時(shí)間單位）見(jiàn)表一。根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，模塊的氣氛控制精度誤差＜±0．1mL／min，切換穩(wěn)定時(shí)間＜16s。
篇5
1智能混凝土的定義和發(fā)展歷史
智能材料，指的是“能感知環(huán)境條件，做出相應(yīng)行動(dòng)”的材料。它能模仿生命系統(tǒng)，同時(shí)具有感知和激勵(lì)雙重功能，能對(duì)外界環(huán)境變化因素產(chǎn)生感知，自動(dòng)作出適時(shí)。靈敏和恰當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，并具有自我診斷、自我調(diào)節(jié)、自我修復(fù)和預(yù)報(bào)壽命等功能。智能混凝土是在混凝土原有組分基礎(chǔ)上復(fù)合智能型組分，使混凝土具有自感知和記憶，自適應(yīng)，自修復(fù)特性的多功能材料。根據(jù)這些特性可以有效地預(yù)報(bào)混凝土材料內(nèi)部的損傷，滿足結(jié)構(gòu)自我安全檢測(cè)需要，防止混凝土結(jié)構(gòu)潛在脆性破壞，并能根據(jù)檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)進(jìn)行修復(fù)，顯著提高混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。正如上面所述，智能混凝士是自感知和記憶、自適應(yīng)。自修復(fù)等多種功能的綜合，缺一不可，以的科技水平制備完善的智能混凝土材料還相當(dāng)困難。但近年來(lái)?yè)p傷自診斷混凝土、溫度自調(diào)節(jié)混凝土。仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相繼出現(xiàn)；為智能混凝土的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.1損傷自診斷混凝土
自診斷混凝土具有壓敏性和溫敏性等自感應(yīng)功能。普通的混凝土材料本身不具有自感應(yīng)功能，但在混凝土基材中復(fù)合部分其它材料組分使混凝土本身具備本征自感應(yīng)功能。目前常用的材料組分有：聚合類、碳類、金屬類和光纖。其中最常用的是碳類、金屬類和光纖。下面主要介紹2種當(dāng)前研究比較熱門(mén)的損傷自診斷混凝土。
1.1.1碳纖維智能混凝土
碳纖維是一種高強(qiáng)度、高彈性且導(dǎo)電性能良好的材料。在水泥基材料中摻入適量碳纖維不僅可以顯著提高強(qiáng)度和韌性，而且其物理性能，尤其是電學(xué)性能也有明顯的改善，可以作為傳感器并以電信號(hào)輸出的形式反映自身受力狀況和內(nèi)部的損傷程度。將一定形狀、尺寸和摻量的短切碳纖維摻入到混凝土材料中，可以使混凝土具有自感知內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變和操作程度的功能。通過(guò)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)水泥基復(fù)合材料的電阻變化與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化是相對(duì)應(yīng)的。碳纖維水泥基材料在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力的彈性階段，其電阻變化率隨內(nèi)部應(yīng)力線性增加，當(dāng)接近構(gòu)件的極限荷載時(shí)，電阻逐漸增大，預(yù)示構(gòu)件即將破壞。而基準(zhǔn)水泥基材料的導(dǎo)電性幾乎無(wú)變化，直到臨近破壞時(shí)，電阻變化率劇烈增大，反映了混凝土內(nèi)部的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系。根據(jù)纖維混凝土的這一特性，通過(guò)測(cè)試碳纖維混凝土所處的工作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)[2].在入碳纖維的損傷自診斷混凝土中，碳纖維混凝土本身就是傳感器，可對(duì)混凝土內(nèi)部在拉、壓、彎靜荷載和動(dòng)荷載等外因作用下的彈性變形和塑性變形以及損傷開(kāi)裂進(jìn)行監(jiān)測(cè)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在水泥漿中摻加適量的碳纖維作為應(yīng)變傳感器，它的靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的電阻應(yīng)變片。在疲勞試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，無(wú)論在拉伸或是壓縮狀態(tài)下，碳纖維混凝土材料的體積電導(dǎo)率會(huì)隨疲勞次數(shù)發(fā)生不可逆的降低。因此，可以應(yīng)用這一現(xiàn)象對(duì)混凝土材料的疲勞損傷進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)標(biāo)定這種自感應(yīng)混凝土，研究人員決定阻抗和載重之間的關(guān)系，由此可確定以自感應(yīng)混凝土修筑的公路上的車(chē)輛方位、載重和速度等參數(shù)，為管理的智能化提供材料基礎(chǔ)。
碳纖維混凝土除具有壓敏性外，還具有溫敏性，即溫度變化引起電阻變化（溫阻性）及碳纖維混凝土內(nèi)部的溫度差會(huì)產(chǎn)生電位差的熱電性（Seebeck效應(yīng)）。試驗(yàn)表明，在最高溫度為70℃，最大溫差為15℃的范圍內(nèi)，溫差電動(dòng)勢(shì)（E）與溫差t之間具有良好穩(wěn)定的線性關(guān)系。當(dāng)碳纖維摻量達(dá)到一臨界值時(shí)，其溫差電動(dòng)勢(shì)率有極大值，且敏感性較高，因此可以利用這種材料實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物內(nèi)部和周?chē)h(huán)境變化的實(shí)時(shí)監(jiān)控；也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大體積混凝土的溫度自監(jiān)控以及用于熱敏元件和火警報(bào)警器等可望用于有溫控和火災(zāi)預(yù)警要求的智能混凝土結(jié)構(gòu)中。
碳纖維混凝土除自感應(yīng)功能外，還可應(yīng)用于防靜電構(gòu)造。公路路面、機(jī)場(chǎng)跑道等處的化雪除冰。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋陰極保護(hù)。住宅及養(yǎng)殖場(chǎng)的電熱結(jié)構(gòu)等。
1.1.2光纖傳感智能混凝土
光纖傳感智能混凝土[3]，即在混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位埋人入纖維傳感器或其陣列，探測(cè)混凝土在碳化以及受載過(guò)程中內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變變化，并對(duì)由于外力、疲勞等產(chǎn)生的變形、裂紋及擴(kuò)展等損傷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。光在光纖的傳輸過(guò)程中易受到外界環(huán)境因素的影響，如溫度、壓力、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等的變化而引起光波量如光強(qiáng)度、相位、頻率、偏振態(tài)的變化。因此人們發(fā)現(xiàn)，如果能測(cè)量出光波量的變化，就可以知道導(dǎo)致光波量變化的溫度、壓力、磁場(chǎng)等物理量的大小。于是，出現(xiàn)了光纖傳感技術(shù)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了將光纖傳感器用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和建筑檢測(cè)這一領(lǐng)域的研究，開(kāi)展了混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變及裂縫發(fā)生與發(fā)展等內(nèi)部狀態(tài)的光纖傳感器技術(shù)的研究，這包括在混凝土的硬化過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)和結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。光纖在傳感器中的應(yīng)用，提供了對(duì)土建結(jié)構(gòu)智能及內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線無(wú)損檢測(cè)手段，有利于結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測(cè)和整體評(píng)價(jià)和維護(hù)。到目前為止，光纖傳感器已用于許多工程，典型的工程有加拿大Caleary建設(shè)的一座名為BeddingtonTail的一雙跨公路橋內(nèi)部應(yīng)變狀態(tài)監(jiān)測(cè)；美國(guó)Winooski的一座水電大壩的振動(dòng)監(jiān)測(cè)；國(guó)內(nèi)工程有重慶渝長(zhǎng)高速公路上的紅槽房大橋監(jiān)測(cè)和蕪湖長(zhǎng)江大橋長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)與安全評(píng)估系統(tǒng)等。
1.2自調(diào)節(jié)智能混凝土
自調(diào)節(jié)智能混凝土具有電力效應(yīng)和電熱效應(yīng)等性能。混凝土結(jié)構(gòu)除了正常負(fù)荷外，人們還希望它在受臺(tái)風(fēng)、地震等災(zāi)害期間，能夠調(diào)整承載能力和減緩結(jié)構(gòu)振動(dòng)，但因混凝土本身是惰性材料，要達(dá)到自調(diào)節(jié)的目的，必須復(fù)合具有驅(qū)動(dòng)功能的組件材料，如：形狀記憶合金（SMA）和電流變體（ER）等。形狀記憶合金具有形狀記憶效應(yīng)（SME），若在室溫下給以超過(guò)彈性范圍的拉伸塑性變形，當(dāng)加熱至少許超過(guò)相變溫度，即可使原先出現(xiàn)的殘余變形消失，并恢復(fù)到原來(lái)的尺寸。在混凝土中埋入形狀記憶合金，利用形狀記憶合金對(duì)溫度的敏感性和不同溫度下恢復(fù)相應(yīng)形狀的功能，在混凝土結(jié)構(gòu)受到異常荷載于擾時(shí)，通過(guò)記憶合金形狀的變化，使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力重分布并產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)力，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。
電流變體（ER）是一種可通過(guò)外界電場(chǎng)作用來(lái)控制其粘性、彈性等流變性能雙向變化的懸膠液。在外界電場(chǎng)的作用下，電流變體可于0.1ms級(jí)時(shí)間內(nèi)組合成鏈狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固凝膠，其初度隨電場(chǎng)增加而變調(diào)到完全固化，當(dāng)外界電場(chǎng)拆除時(shí)，仍可恢復(fù)其流變狀態(tài)。在混凝土中復(fù)合電流變體，利用電流變體的這種流變作用，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)受到臺(tái)風(fēng)，地震襲擊時(shí)調(diào)整其內(nèi)部的流變特性，改變結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼特性以達(dá)到減緩結(jié)構(gòu)振動(dòng)的目的。
有些建筑物對(duì)其室內(nèi)的濕度有嚴(yán)格的要求，如各類展覽館、博物館及美術(shù)館等，為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的濕度控制，往往需要許多濕度傳感器、控制系統(tǒng)及復(fù)雜的布線等，其成本和使用維持的費(fèi)用都較高。日本學(xué)者研制的自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的混凝土材料自身即可完成對(duì)室內(nèi)環(huán)境濕度的探測(cè)，并根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)控。這種混凝土材料帶來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境濕度功能的關(guān)鍵組分是沸石粉。其機(jī)理為：沸石中的硅酸鈣含有（3－9）X10－10m的孔隙。這些孔隙可以對(duì)水分、N0x和S0x氣體選擇性的吸附。通過(guò)對(duì)沸石種類進(jìn)行選擇，可以制備符合實(shí)際需要的自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境濕度的混凝土復(fù)合材料。它具有如下特點(diǎn)：優(yōu)先吸附水分；水蒸氣壓力低的地方，其吸濕容量大；吸、放濕與溫度相關(guān)，溫度上升時(shí)放濕，溫度下降時(shí)吸濕。
1.3自修復(fù)智能混凝土
混凝土結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中，大多數(shù)結(jié)構(gòu)是帶縫工作的。混凝土產(chǎn)生裂縫，不僅強(qiáng)度降低，而且空氣中的CO2、酸雨和氯化物等極易通過(guò)裂縫侵人混凝土內(nèi)部，使混凝土發(fā)生碳化，并腐蝕混凝土內(nèi)的鋼筋，這對(duì)地下結(jié)構(gòu)物或盛有危險(xiǎn)品的處理設(shè)施尤為不利，一旦混凝土發(fā)生裂縫，要想檢查和維修都很困難。自修復(fù)混凝土就是應(yīng)這方面的需要而產(chǎn)生的。在人類現(xiàn)實(shí)生活中可以見(jiàn)到人的皮膚劃破后，經(jīng)一段時(shí)間皮膚會(huì)自然長(zhǎng)好，而且修補(bǔ)得天衣無(wú)縫；骨頭折斷后，只要接好骨縫，斷骨就會(huì)自動(dòng)愈合。自愈合混凝土[4]就是模仿生物組織，對(duì)受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，在混凝土傳統(tǒng)組分中復(fù)合特性組分（如含有粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊）在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)系統(tǒng)，模仿動(dòng)物的這種骨組織結(jié)構(gòu)和受創(chuàng)傷后的再生、恢復(fù)機(jī)理。采用粘結(jié)材料和基材相復(fù)合的，使材料損傷破壞后，具有自行愈合和再生功能，恢復(fù)甚至提高材料性能的新型復(fù)合材料。在日本，以東北大學(xué)三橋博三教授為首的日本學(xué)者將內(nèi)含粘結(jié)劑的膠囊或空心玻璃纖維摻入混凝土材料中，一旦混凝土在外力作用下發(fā)生開(kāi)裂，部分膠囊或空心玻璃纖維破裂，粘結(jié)液流出并深人裂縫。粘結(jié)液可使混凝土裂縫重新愈合。美國(guó)伊利諾伊斯大學(xué)的CarolynDry在1994年采用類似的方法，將在空心玻璃纖維中注人縮醛高分子溶液作為粘結(jié)劑埋人混凝土中使混凝土具有自愈合功能。在此基礎(chǔ)上CarolynDry還根據(jù)動(dòng)物骨骼的結(jié)構(gòu)和形成機(jī)理，嘗試制備仿生混凝土材料，其基本原理是采用磷酸鈣水泥（含有單聚物）為基體材料，在其中加人多孔的編織纖維網(wǎng)。在水泥水化和硬化過(guò)程中，多孔纖維釋放出聚合反應(yīng)引發(fā)劑與單聚物聚合成高聚物，聚合反應(yīng)留下的水分參與水泥水化。這樣便在纖維網(wǎng)的表面形成大量有機(jī)與無(wú)機(jī)物，它們相互穿插粘結(jié)，最終形成的復(fù)合材料是與動(dòng)物骨骼結(jié)構(gòu)相似的無(wú)機(jī)與有機(jī)相結(jié)合的材料，具有優(yōu)異的強(qiáng)度及延性等性能。而且在材料使用過(guò)程中，如果發(fā)生損傷，多孔有機(jī)纖維會(huì)釋放高聚物，愈合損傷。
2智能混凝規(guī)究現(xiàn)狀和應(yīng)注意的
前面所述的自診斷、自調(diào)節(jié)和自修復(fù)混凝土是智能混凝土的初級(jí)階段，它們只具備了智能混凝土的某一基本特征，是一種智能混凝土的簡(jiǎn)化形式。因此有人也稱之為機(jī)敏混凝土。然而這種功能單一的混凝土并不能發(fā)揮智能混凝土作用，人們正致力于將2種以上功能進(jìn)行組裝的所謂智能組裝混凝土材料的研究。智能組裝混凝土材料是將具有自感應(yīng)、自凋節(jié)和自修復(fù)組件材料等與混凝土基材復(fù)合并按照結(jié)構(gòu)的需要進(jìn)行排列，以實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷自診斷、自修復(fù)和抗震減振的智能化。
智能混凝土具有廣闊的應(yīng)用前景，但作為一種新型的功能材料，如果投入實(shí)際工程，還有很多問(wèn)題需要進(jìn)一步地研究：如碳纖維混凝土的電阻率穩(wěn)定性、電極布置方式、耐久性等；光纖混凝土的光纖傳感陣列的最優(yōu)排布方式；自愈合混凝土的修復(fù)粘結(jié)劑的選擇。封人的方法以及愈合后混凝土耐久性能的改善等。解決上述一系列問(wèn)題將對(duì)智能混凝土今后的產(chǎn)生深遠(yuǎn)的。為促進(jìn)智能混凝土研究工作的順利開(kāi)展有必要就以下幾點(diǎn)形成共識(shí)：
（1）開(kāi)發(fā)應(yīng)有針對(duì)性。所謂針對(duì)性就是要針對(duì)混凝土性能發(fā)生惡化和結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞等現(xiàn)象，考慮不同的智能方法，如針對(duì)這些現(xiàn)象，設(shè)想開(kāi)發(fā)出一種能應(yīng)對(duì)所有這些情況的手段是很困難的，因此，縮小智能化范圍，以某種功能為對(duì)象，從而開(kāi)發(fā)出相對(duì)最適應(yīng)的方法是必要的。
（2）實(shí)施中應(yīng)具有可行性。澆注混凝土多在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，因而作為智能混凝土的施工方法，對(duì)其技術(shù)與工藝要求不能過(guò)高。應(yīng)以原有工藝為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)相應(yīng)的較為簡(jiǎn)單的方法。選用的材料應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性，要有利于安全使用，不揮發(fā)任何有刺激的氣味和其它有害物質(zhì)，并能大量應(yīng)用而且成本較低。
篇6
1安防系統(tǒng)設(shè)置原則
以保障安全為目的而建立起來(lái)的技術(shù)防范系統(tǒng)，稱為安全防范系統(tǒng)。它包括以現(xiàn)代物理和電子技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)侵入破壞行為、產(chǎn)生聲光報(bào)警阻嚇罪犯、實(shí)錄事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)圖像和聲音提供破案憑證，以及提醒值班人員采取適當(dāng)?shù)奈锢矸婪洞胧┑母鞣N設(shè)備。智能小區(qū)安全防范系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)遵循以下原則：
(1)應(yīng)根據(jù)智能小區(qū)內(nèi)保護(hù)對(duì)象的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，確定相應(yīng)的防護(hù)級(jí)別，滿足小區(qū)全面防護(hù)和局部縱深防護(hù)的設(shè)計(jì)要求，以達(dá)到所要求的安全防范水平；
(2)應(yīng)根據(jù)智能小區(qū)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、使用功能及安全防范管理的需要，綜合運(yùn)用電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、安全防范技術(shù)等，形成先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)、適用的安全防范技術(shù)體系；
(3)智能小區(qū)安全防范系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其各子系統(tǒng)的配置，須遵照國(guó)家相關(guān)安全防范技術(shù)規(guī)程及智能化居住小區(qū)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，并堅(jiān)持以人為本的原則。系統(tǒng)的集成應(yīng)以結(jié)構(gòu)化、模塊化、規(guī)范化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，應(yīng)能適應(yīng)工程建設(shè)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展的需要。
2安防系統(tǒng)構(gòu)成
智能小區(qū)一般通過(guò)在小區(qū)周界、重點(diǎn)部位與住戶室內(nèi)安裝安全防范裝置，并由小區(qū)物業(yè)管理中心統(tǒng)一管理，來(lái)提高小區(qū)的安全防范水平。小區(qū)的智能化安全防范系統(tǒng)，主要由下列子系統(tǒng)構(gòu)成。
2．1家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)
住戶室內(nèi)安裝家庭防盜或緊急求助報(bào)警裝置，與小區(qū)物業(yè)管理中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)處理并記錄報(bào)警事件，或者直接向?qū)俚嘏沙鏊蛋嗍覉?bào)警。
2．2訪客對(duì)講系統(tǒng)
在樓宇單元人口處或進(jìn)戶門(mén)處安裝電控防盜門(mén)及語(yǔ)音或可視對(duì)講裝置，住戶可控制開(kāi)啟防盜門(mén)。
2．3周界防越報(bào)警系統(tǒng)
對(duì)封閉式管理的智能小區(qū)周邊圍墻設(shè)置越界探測(cè)裝置，并與小區(qū)物業(yè)管理中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)非法越界者并能實(shí)時(shí)顯示報(bào)警路段和報(bào)警時(shí)間，自動(dòng)記錄與保存報(bào)警信息。
2．4電視監(jiān)控系統(tǒng)
根據(jù)智能小區(qū)安全防范管理的需要，對(duì)小區(qū)的主要出入口及公建重要部位安裝攝像機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。小區(qū)物業(yè)管理中心可自動(dòng)或手動(dòng)切換系統(tǒng)圖像，對(duì)攝像機(jī)云臺(tái)及鏡頭進(jìn)行控制，對(duì)所監(jiān)控的重要部位進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間錄像。
2．5電子巡更系統(tǒng)
智能小區(qū)內(nèi)安裝電子巡更系統(tǒng)，保安巡更人員按設(shè)定路線進(jìn)行值班巡查并予以記錄。小區(qū)物業(yè)管理中心計(jì)算機(jī)可實(shí)時(shí)讀取巡更所登錄的信息，從而對(duì)保安巡更人員實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)督管理。
2．6門(mén)禁系統(tǒng)
在智能小區(qū)大門(mén)、重要公共大門(mén)以及共用車(chē)庫(kù)門(mén)設(shè)置門(mén)禁機(jī)，只有持有IC卡的人才能，通過(guò)讀卡機(jī)開(kāi)啟相應(yīng)的門(mén)禁機(jī)。閑雜人員很難非法進(jìn)入。
3安防系統(tǒng)功能及應(yīng)用
實(shí)際應(yīng)用中的安全防范系統(tǒng)由多個(gè)可選子系統(tǒng)綜合、有機(jī)地構(gòu)成，層層設(shè)防、嚴(yán)密監(jiān)控、綜合管理，讓業(yè)主生活在無(wú)形的防盜網(wǎng)之中，比有形防盜網(wǎng)更安全、更舒適。
3．1家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)
在家庭重要地點(diǎn)和區(qū)域布設(shè)各類傳感器，代替?zhèn)鹘y(tǒng)家居的鋼筋防盜網(wǎng)，讓業(yè)主不再有囚于牢籠的感覺(jué)。
家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)由保安中心管理主機(jī)、家庭報(bào)警器、傳感器和傳輸線纜(無(wú)線通訊方式時(shí)不用)組成。傳感器主要有紅外線探測(cè)器、熱感探測(cè)器、玻璃破碎探測(cè)器、窗磁、門(mén)磁等，用戶可根據(jù)實(shí)際需要在戶門(mén)、客廳、陽(yáng)臺(tái)、外窗等位置設(shè)置不同類別的傳感器，以探測(cè)非法侵入者。家庭報(bào)警器一般裝設(shè)在人戶門(mén)附近，以便主人出門(mén)時(shí)設(shè)定布防狀態(tài)；主人回家時(shí)在延時(shí)時(shí)間內(nèi)解除防盜系統(tǒng)，以免誤報(bào)。家庭報(bào)警器與保安中心管理主機(jī)聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)出現(xiàn)非法闖入者時(shí)，家庭主機(jī)報(bào)警，管理主機(jī)會(huì)顯示報(bào)警地點(diǎn)和性質(zhì)，保安中心可據(jù)此確定出警方案，及時(shí)制止犯罪。
如果樓宇沒(méi)有安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，住戶還可以在臥室和客廳安裝煙感探測(cè)器，以探測(cè)火災(zāi)；在廚房安裝燃?xì)馓綔y(cè)器，以檢測(cè)煤氣泄漏濃度，這些裝置均可與家庭報(bào)警器連接。另外，每戶在客廳及臥室內(nèi)較隱敝處設(shè)緊急呼叫按鈕，遇有搶劫、生病等緊急情況可以及時(shí)報(bào)警到控制中心，使住戶得到及時(shí)援助。
3．2訪客對(duì)講系統(tǒng)
在小區(qū)內(nèi)的住宅單元人口或進(jìn)戶門(mén)處安裝訪客對(duì)講系統(tǒng)，謝絕陌生人訪問(wèn)，限制非法侵入，保持居住環(huán)境的私密、安全和安靜。
訪客對(duì)講系統(tǒng)由對(duì)講主機(jī)、室內(nèi)分機(jī)、電控防盜門(mén)、管理主機(jī)(可選項(xiàng))和傳輸線纜組成。對(duì)講主機(jī)又分為不可視對(duì)講和可視對(duì)講。通過(guò)可視對(duì)講系統(tǒng)，戶主可以更直觀地了解訪客情況，控制門(mén)鎖開(kāi)啟。該系統(tǒng)可采用聯(lián)網(wǎng)型，各棟對(duì)講主機(jī)與保安中心管理主機(jī)聯(lián)網(wǎng)，保安中心可隨時(shí)了解住戶求救信號(hào)。在小區(qū)的主人口也可與物業(yè)中心及住戶實(shí)現(xiàn)呼叫及可視對(duì)講，如有客人來(lái)訪，可由保安人員與住戶聯(lián)系，確認(rèn)是否接待。
3．3周界防越報(bào)警系統(tǒng)
周界防越報(bào)警系統(tǒng)以防止非法跨越周界線、路、墻為己任，形成非法入侵觸發(fā)報(bào)警信號(hào)，對(duì)非法入侵行為實(shí)時(shí)錄像，對(duì)非法人侵者發(fā)出聲、光、嚇、阻等安全管理措施。
常用的周界防越系統(tǒng)由紅外線對(duì)射器、接收器、報(bào)警主機(jī)及傳輸線纜組成。在小區(qū)圍欄上，安裝戶外型紅外多光束智能探測(cè)器，組成社區(qū)周界不留死角的防非法跨越報(bào)警系統(tǒng)。同時(shí)，控制器采用智能化模糊控制技術(shù)，以避免由于樹(shù)葉、雜物、風(fēng)雨或飛鳥(niǎo)等小動(dòng)物穿越圍欄所引起的誤報(bào)。當(dāng)發(fā)生非法翻越時(shí)，探測(cè)器立即將警情傳送到中心值班室，在電子地圖上顯示出翻越區(qū)域，系統(tǒng)可自動(dòng)連鎖啟動(dòng)周界區(qū)域探照燈，切換閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)攝像機(jī)，將圖像傳送到中心值班室，對(duì)非法侵人過(guò)程進(jìn)行錄像，以備公安部門(mén)破案查證。控制中心同時(shí)通知保安人員及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，以免非法人員作案得逞。也可利用熱感式紅外線探測(cè)器或微波電纜探測(cè)器等來(lái)進(jìn)行布防。
對(duì)非法入侵者發(fā)出聲、光、嚇、阻也是周界防越的一個(gè)重要措施，但是在許多智能化小區(qū)被忽視了。通過(guò)提供強(qiáng)光可以令人侵者無(wú)處藏身、嚇阻入侵者，同時(shí)也為錄像系統(tǒng)補(bǔ)充光源。聲音警告可以文明勸戒入侵者，體現(xiàn)高尚小區(qū)的文明形象，但是在設(shè)計(jì)該措施時(shí)，一定要求因地制宜，避免擾民。
3．4電視監(jiān)控系統(tǒng)
根據(jù)小區(qū)實(shí)際情況對(duì)居住小區(qū)主要通道、停車(chē)場(chǎng)、電梯轎廂等部位適當(dāng)?shù)卦O(shè)置攝像機(jī)，達(dá)到有效的監(jiān)視目的。目前，普遍采用戶外高清晰度黑白攝像機(jī)對(duì)非法入侵行為進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)的逐步完善，網(wǎng)絡(luò)數(shù)碼攝像機(jī)已經(jīng)推出，從根本上解決了傳統(tǒng)技術(shù)中的安裝距離難題，可以在大范圍與長(zhǎng)傳程上隨意設(shè)置攝像機(jī)。
電視監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機(jī)、矩陣控制器、錄像機(jī)、監(jiān)視器、傳輸線纜等組成，在小區(qū)重要區(qū)域和公共場(chǎng)所安裝攝像機(jī)，保安中心值班人員通過(guò)電視墻能全面了解小區(qū)發(fā)生的情況；通過(guò)硬盤(pán)錄像機(jī)能實(shí)時(shí)記錄、以備查證；通過(guò)矩陣控制器在控制臺(tái)切換操作，跟蹤監(jiān)察。周界紅外報(bào)警信號(hào)可作為相應(yīng)區(qū)域攝像機(jī)報(bào)警輸入信號(hào)，一旦報(bào)警，相應(yīng)攝像機(jī)自動(dòng)跟蹤。系統(tǒng)控制部分可采用智能數(shù)字圖像運(yùn)動(dòng)跟蹤報(bào)警器來(lái)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作控制。攝像機(jī)設(shè)置可根據(jù)具體部位的情況和要求分別采用固定攝像機(jī)、全方位云臺(tái)攝像機(jī)、半球形攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)等，攝像機(jī)鏡頭可變焦、變距，云臺(tái)可上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)攝像機(jī)數(shù)量較少時(shí)，各攝像機(jī)的視頻信號(hào)和云臺(tái)的
控制信號(hào)的線纜可從保安中心直接放射至各監(jiān)控點(diǎn)。當(dāng)攝像機(jī)數(shù)量較多時(shí)，分片或按樓棟設(shè)置視頻矩陣，由視頻矩陣收集其附近攝像機(jī)的視頻信號(hào)和云臺(tái)的控制信號(hào)，再通過(guò)光纜集中送至保安中心，這樣可減少室外線纜數(shù)量，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰，同時(shí)便于維護(hù)管理。保安中心一般設(shè)置多臺(tái)監(jiān)視器組成電視墻，一臺(tái)輪值巡檢或利用畫(huà)面分割同時(shí)顯示其它攝像機(jī)的情況，一臺(tái)專用對(duì)可疑點(diǎn)定格、放大、編輯，其余多臺(tái)顯示其它重要部位。
3．5電子巡更系統(tǒng)
電子巡更系統(tǒng)是為了達(dá)到對(duì)巡更人員進(jìn)行有效監(jiān)督、確保其巡更到位而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一套管理系統(tǒng)。巡更人員持巡檢器按已約定的巡更路線在規(guī)定的時(shí)間對(duì)信息鈕簽到，巡更人員完成任務(wù)后將巡檢器通過(guò)專用通訊電纜接入管理中心的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)的巡更系統(tǒng)管理軟件從巡檢器讀人數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、整理后給出巡更人員是否按照規(guī)定的時(shí)間、次數(shù)、路線進(jìn)行巡邏。這樣管理人員可以對(duì)巡更人員的工作狀況一目了然。
巡更系統(tǒng)由巡檢器、信息鈕、保安中心電腦和傳輸線纜組成。信息鈕設(shè)在住宅區(qū)內(nèi)主要道路、盲點(diǎn)、死角等處，中心電腦事先存儲(chǔ)保安員巡更路線，簽到時(shí)間等；若保安員未簽到時(shí)，中心電腦會(huì)立即提醒值班人員去了解情況，及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
用戶可在小區(qū)內(nèi)各個(gè)要害地點(diǎn)和部位設(shè)置專門(mén)的巡邏站(設(shè)信息鈕)，根據(jù)系統(tǒng)容量設(shè)定多條獨(dú)立巡邏路線，并給每條路線的巡邏站編號(hào)賦名，它可使巡檢器在輸出報(bào)告時(shí)顯示站名，并且當(dāng)有自動(dòng)導(dǎo)向功能時(shí)，可顯示下一站。巡邏路線是巡邏站的依次排列，將這一巡邏路線編入巡檢器，能使它正確地記錄預(yù)期的巡邏數(shù)據(jù)，并相應(yīng)輸出報(bào)告。還允許使用者設(shè)定巡邏站之間的時(shí)間限制，如果發(fā)生早檢和遲檢，報(bào)告將顯示這一情況。
3．6門(mén)禁系統(tǒng)
門(mén)禁系統(tǒng)，又稱為出人口控制系統(tǒng)。其主要用途是時(shí)刻自動(dòng)記錄人員的進(jìn)出情況，限制人員的進(jìn)出區(qū)域和時(shí)間，禮貌地拒絕不受歡迎的人員進(jìn)入，同時(shí)也有效的保護(hù)使用者的合法利益。
系統(tǒng)包括管理軟件、數(shù)據(jù)采集器、控制器、進(jìn)門(mén)信息鈕、電子門(mén)鎖、出口按鈕、報(bào)警傳感器和報(bào)警喇叭。進(jìn)門(mén)信息鈕用來(lái)接受人員輸入的信息，再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送到控制器。控制器接受出入口設(shè)備發(fā)來(lái)的人員信息，存儲(chǔ)并經(jīng)采集器向上一級(jí)計(jì)算機(jī)發(fā)送。計(jì)算機(jī)的管理軟件管理系統(tǒng)中所有的采集器和控制器，對(duì)他們進(jìn)行設(shè)置、接受發(fā)來(lái)的信息、向他們發(fā)送控制命令，完成系統(tǒng)中所有信息的分析和處理。
4安防系統(tǒng)存在問(wèn)題
4．1設(shè)置不當(dāng)
開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)單位對(duì)安防系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)不足，對(duì)安全防范系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、配置不當(dāng)，致使各子系統(tǒng)不能整合，造成投資浪費(fèi)。由于安防產(chǎn)品廠家眾多，各家產(chǎn)品互不兼容，導(dǎo)致用戶選擇產(chǎn)品的局限性，在設(shè)計(jì)時(shí)往往將很多技術(shù)問(wèn)題遺留給集成商或施工單位，造成了安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、系統(tǒng)集成性差、設(shè)備配置性能差、綜合布線不規(guī)范等現(xiàn)象。
有些小區(qū)在設(shè)置安防系統(tǒng)時(shí)，一味追求功能疊加，造價(jià)升高，可并不一定實(shí)用，技術(shù)也不一定成熟。同時(shí)，復(fù)雜的系統(tǒng)導(dǎo)致操作復(fù)雜，要求用戶掌握的技術(shù)也多，讓消費(fèi)者使用起感到來(lái)十分不便。
另外，由于行業(yè)管理和審批體制不協(xié)調(diào)，使有些系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置(如火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng))，造成安防產(chǎn)品整體功能不完善，達(dá)不到智能化的效果。
4．2缺乏統(tǒng)一
安防產(chǎn)品大多是進(jìn)口產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)具有競(jìng)爭(zhēng)力的廠家較少，這些產(chǎn)品的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)構(gòu)成、接口方式等不盡相同，使各系統(tǒng)不能相互協(xié)調(diào)動(dòng)作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)集中聯(lián)網(wǎng)，難以達(dá)到理想的智能化效果。
目前，安防系統(tǒng)缺少統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范、施工規(guī)范和工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)行的有些相關(guān)規(guī)范也不能適應(yīng)智能化安防系統(tǒng)的技術(shù)要求，造成了很多工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案不合理、施工質(zhì)量不合格、工程驗(yàn)收不達(dá)標(biāo)的嚴(yán)重后果。
4．3運(yùn)行穩(wěn)定性差
目前，很多已安裝的安防產(chǎn)品運(yùn)行穩(wěn)定性無(wú)法保證，其主要原因是：①安防產(chǎn)品以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，受到計(jì)算機(jī)死機(jī)、處理能力等限制；②安防系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為紐帶，受到病毒、黑客襲擊等因素的困擾；③安防產(chǎn)品多為弱電產(chǎn)品，工作電壓低，系統(tǒng)的綜合抗干擾能力較差，容易受諧波、浪涌、雷電、噪音等內(nèi)外因素干擾，尤其是接地做得不好時(shí)，更容易受干擾，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)崩潰。
5安防系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)
5.1安防系統(tǒng)數(shù)字化
隨著信息化與數(shù)字化時(shí)代的來(lái)臨，“數(shù)字化安防”異軍突起。其技術(shù)發(fā)展方向是以數(shù)字CCD技術(shù)和紅外照明光源技術(shù)為基礎(chǔ)，向超高靈敏度紅外視頻系統(tǒng)發(fā)展；以模擬信號(hào)為基礎(chǔ)的視頻監(jiān)控防范系統(tǒng)向以全數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展；系統(tǒng)設(shè)備向智能化、數(shù)字化、模塊化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。數(shù)字化安防產(chǎn)品能全方位地記錄，并以數(shù)字方式存儲(chǔ)各種流動(dòng)與報(bào)警信息。2000年以來(lái)，數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，特別是一些技術(shù)實(shí)力和資金背景強(qiáng)的高新技術(shù)企業(yè)進(jìn)入安防市場(chǎng)，給安防產(chǎn)業(yè)注入了新的活力。產(chǎn)品也由原來(lái)的數(shù)字監(jiān)控錄像主機(jī)，發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、電話傳輸設(shè)備和專業(yè)數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)(DVR)等多種產(chǎn)品。
5．2安防系統(tǒng)集成化
安防系統(tǒng)的集成化包括兩方面：①安防系統(tǒng)自身功能的集成：將影像、語(yǔ)音、門(mén)禁、警報(bào)等功能融合在同一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)平臺(tái)中，提供智能小區(qū)安全監(jiān)控的整體解決方案；②安防系統(tǒng)與小區(qū)其它智能化系統(tǒng)的集成：將安防系統(tǒng)與智能小區(qū)的通信系統(tǒng)、服務(wù)系統(tǒng)及物業(yè)管理系統(tǒng)等集成，這樣可以共用一條數(shù)據(jù)線和同一計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，共享同一數(shù)據(jù)庫(kù)。這樣一次投入，事半功倍，徹底擺脫重復(fù)布線、反復(fù)維護(hù)的煩惱。
5．3安防技術(shù)國(guó)產(chǎn)化
目前，全球正在開(kāi)發(fā)用于周界防越精確定位的同軸電纜磁電感應(yīng)技術(shù)，而國(guó)內(nèi)某廠的微波電纜已經(jīng)開(kāi)始推向市場(chǎng)。這類電纜能夠通過(guò)顫噪效應(yīng)的原理來(lái)精確定位任何周界發(fā)生的試圖切斷和攀爬闖入的入侵行為，并且精確定位在3m內(nèi)。該系統(tǒng)運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理方法來(lái)精確定位，不會(huì)因噪音，風(fēng)、雨、大霧天氣或車(chē)輛路過(guò)的震動(dòng)影響而引起誤報(bào)。這些技術(shù)說(shuō)明，國(guó)內(nèi)安防廠家正在大搞技術(shù)開(kāi)發(fā)，縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家的距離，力爭(zhēng)在一些方面達(dá)到或超過(guò)國(guó)際先進(jìn)水平。“十五”期間，我國(guó)安防行業(yè)的主要任務(wù)是發(fā)展自動(dòng)跟蹤和鎖定系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離多路報(bào)警圖像傳輸系統(tǒng)，以提高監(jiān)控產(chǎn)品的質(zhì)量。研制有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)產(chǎn)品，提高國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率。
6結(jié)束語(yǔ)
科學(xué)技術(shù)的日新月異，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展普及，使智能小區(qū)在人們對(duì)美好生活的呼聲中迅速崛起，也使得安防產(chǎn)品的發(fā)展出現(xiàn)了前所未有的變化。相信在以人為本的理念指導(dǎo)下，各種功能更強(qiáng)大，保衛(wèi)更安全，信息更隨身的新型系統(tǒng)將會(huì)應(yīng)運(yùn)而生，為人們的日常生活帶來(lái)便利，從而激發(fā)出更廣闊的市場(chǎng)。
參考文獻(xiàn)
篇7
華東地區(qū)具有廣闊的巨大的智能建筑市場(chǎng)，是中國(guó)經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)地區(qū)之一，智能建筑市場(chǎng)（包括大廈及小區(qū)）啟動(dòng)早，市場(chǎng)大，今后將有更大的發(fā)展，是WTO以后國(guó)外企業(yè)必爭(zhēng)之地，也是國(guó)內(nèi)企業(yè)必爭(zhēng)之地。由于華東地區(qū)資金雄厚，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，迄今為止，上海已新建智能大廈四百多幢，智能小區(qū)二百多個(gè)。其中已建成的優(yōu)質(zhì)工程有上海博物館、金貿(mào)大廈、上海期貨大廈、久事復(fù)興大廈等號(hào)稱上海智能建筑“四大天王”，新建浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)，上海大劇院，上海科技城也都聞名天下。江蘇省迄今為止已建成智能建筑二百余幢，小區(qū)一百五十多個(gè)；南京中信大廈，總醫(yī)院新病房大廈及江蘇省政協(xié)大廈都為優(yōu)質(zhì)工程。聚福園、天地小區(qū)是建設(shè)部小區(qū)示范工程。
浙江人杰地靈，是我國(guó)東南沿海技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，也是一個(gè)建設(shè)大省。1997年建成使用的浙江日?qǐng)?bào)社大樓，在浙江省首次開(kāi)通了樓宇自控系統(tǒng)，堪稱是浙江省第一座達(dá)到3A配置的智能化大樓，從而揭開(kāi)了浙江省智能建筑建設(shè)的序幕；1998年建成的浙江省外經(jīng)貿(mào)聯(lián)建大廈和華浙廣場(chǎng)都是代表當(dāng)時(shí)浙江省先進(jìn)水平的智能建筑，其中華浙廣場(chǎng)還代表浙江省參加了建設(shè)部組織的優(yōu)秀智能建筑評(píng)選活動(dòng)。目前浙江省已建成的智能化大樓主要有浙江世界貿(mào)易中心、杭州電力調(diào)度大樓、浙江省建行大樓、杭州鐵路新客站、浙金廣場(chǎng)、杭州五洲大酒店、浙江省商檢大樓等約90余座，主要集中在杭、寧、溫地區(qū)。
二、入世對(duì)中國(guó)智能建筑業(yè)的要求
我國(guó)已加入WTO，進(jìn)入WTO意味著我國(guó)經(jīng)濟(jì)完全融入國(guó)際化市場(chǎng)，必須遵守WTO的原則和規(guī)定。根據(jù)WTO協(xié)議市場(chǎng)準(zhǔn)入原則和國(guó)民待遇原則，將使我國(guó)智能建筑技術(shù)面臨更加廣闊的發(fā)展空間、更加劇烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。而我國(guó)現(xiàn)行的建設(shè)事業(yè)政策法規(guī)和行業(yè)管理體制與WTO的規(guī)則和國(guó)際通行模式存在較大差異，調(diào)整改革完善現(xiàn)行體系和體制的任務(wù)相當(dāng)艱巨，形勢(shì)緊迫。
我國(guó)加入WTO后經(jīng)濟(jì)發(fā)展的國(guó)際化，必將對(duì)各種建筑，尤其是辦公建筑的智能化水平提出新的更高要求，不僅對(duì)新建的辦公樓，而且對(duì)量大面廣的已有的辦公建筑的改造也帶來(lái)了智能化需求。
WTO對(duì)我國(guó)智能建筑要求具體表現(xiàn)在：
1．根據(jù)《建筑領(lǐng)域加入WTO后的對(duì)外承諾》，我國(guó)加入WTO后五年，允許外商成立獨(dú)資企業(yè)，取代外商在我國(guó)現(xiàn)有的辦事處機(jī)構(gòu)，他們可以直接在我國(guó)簽定內(nèi)貿(mào)合同，從而使產(chǎn)品和工程質(zhì)量有了進(jìn)一步的保障。
2．按WTO取消數(shù)量限制和關(guān)稅減讓原則，我國(guó)將降低對(duì)外市場(chǎng)準(zhǔn)入程度，屆時(shí)會(huì)有更多智能建筑產(chǎn)品和系統(tǒng)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)參與競(jìng)爭(zhēng)，為我們提供更大的選擇余地，并得到更多的實(shí)惠。
3．隨著國(guó)外企業(yè)參與我國(guó)智能建筑行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，他們會(huì)把國(guó)外成熟的管理體制、規(guī)范的運(yùn)行程序和操作技巧帶入中國(guó)，有助于提高中國(guó)智能建筑行業(yè)的整體水平。
三.華東地區(qū)優(yōu)勢(shì)
1.學(xué)會(huì)健全，學(xué)術(shù)活動(dòng)活躍。
以上海華東建筑設(shè)計(jì)研究院溫伯銀總工為首的上海專家，在全國(guó)率先于1994年成立上海智能建筑工程研究會(huì)。這是全國(guó)第一個(gè)智能建筑學(xué)會(huì)組織，成員有高校、設(shè)計(jì)院及企業(yè)技術(shù)人員幾百人，它集中了上海智能建筑界科技精英。在組織報(bào)告會(huì)、展覽會(huì)（上海歷屆智能建筑大型展覽會(huì)）、驗(yàn)收評(píng)估上海甲級(jí)智能化大廈（如上海久事復(fù)興大廈等）起了巨大作用。溫總和上海同濟(jì)大學(xué)程大章教授（正副會(huì)長(zhǎng)）的貢獻(xiàn)已載入中國(guó)智能建筑歷史，功不可沒(méi)。以陳眾勵(lì)、瞿二瀾、趙濟(jì)安、王東偉高工及上海大學(xué)趙哲身教授等為代表的中青年骨干專家已經(jīng)成長(zhǎng)，在國(guó)內(nèi)也有較大影響。
1996年，以南京建筑工程學(xué)院（現(xiàn)改為南京工業(yè)大學(xué)）建筑智能研究所、江蘇省建筑設(shè)計(jì)院及東南大學(xué)建筑設(shè)計(jì)院為主體成立的江蘇省土木建筑學(xué)會(huì)智能建筑學(xué)術(shù)委員會(huì)，在國(guó)內(nèi)也是較早成立的智能建筑學(xué)術(shù)組織，成員有二百多人，每年舉辦學(xué)術(shù)年會(huì)，奉行“技術(shù)開(kāi)放，市場(chǎng)開(kāi)放”方針。常年舉辦學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)及國(guó)內(nèi)外廠商新產(chǎn)品報(bào)告會(huì)。自辦了省內(nèi)雜志《智能建筑信息》。
2001年以浙江省建筑設(shè)計(jì)院為主體成立的浙江省土木建筑學(xué)會(huì)智能建筑學(xué)術(shù)委員會(huì)。雖成立時(shí)間不長(zhǎng)，但青年一代學(xué)會(huì)領(lǐng)導(dǎo)骨干力量成長(zhǎng)很快，成員已發(fā)展到幾百人。在組織浙江省智能建筑報(bào)告會(huì)、展覽會(huì)方面，做了大量的工作。
2.編寫(xiě)出臺(tái)智能建筑標(biāo)準(zhǔn)。
1995年上海市出臺(tái)智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（DBJ08—47—95），它是以上海華東建筑設(shè)計(jì)院內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)修改而成，是中國(guó)歷史上第一個(gè)智能建筑標(biāo)準(zhǔn)，為全國(guó)規(guī)范智能建筑設(shè)計(jì)市場(chǎng)起了示范與指導(dǎo)作用。2000年在建設(shè)部領(lǐng)導(dǎo)下，以溫伯銀總工為首的編制組率領(lǐng)團(tuán)結(jié)全國(guó)專家編制出臺(tái)了我國(guó)（乃至世界上）第一個(gè)智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50314—2000）開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)智能建筑新紀(jì)元，填補(bǔ)了空白。評(píng)審專家認(rèn)為該標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際一流的水平。
1998年，在江蘇省建委領(lǐng)導(dǎo)下，在溫總關(guān)心指導(dǎo)下，江蘇出臺(tái)了江蘇省建筑智能化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（DB32/181—1998），1999年獲得建設(shè)部科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。1999年又出臺(tái)了三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：
（1）江蘇省建筑智能化系統(tǒng)工程檢測(cè)規(guī)程DB32/365—1999
（2）江蘇省建筑智能化系統(tǒng)工程實(shí)施及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)DB32/366—1999
（3）江蘇省建筑智能化系統(tǒng)工程評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)DB32/T367—1999
構(gòu)成了整套標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了省內(nèi)IB的發(fā)展；2001年中信實(shí)業(yè)銀行南京分行大樓（28層4.2萬(wàn)平方米）通過(guò)檢測(cè)驗(yàn)收與評(píng)估獲得江蘇省首幢甲級(jí)智能化辦公大樓稱號(hào)。
3.撰寫(xiě)論文、編寫(xiě)著作，成果豐厚。
1995年上海華東建筑設(shè)計(jì)院首先匯編出智能化建筑論文選，其中溫總、瞿二瀾、趙濟(jì)安高工等論文在國(guó)內(nèi)影響很大，開(kāi)創(chuàng)了全國(guó)建筑建筑論文的先河。1996年上海華東設(shè)計(jì)院溫總為首的編寫(xiě)組又出版了大型經(jīng)典著作—《智能建筑設(shè)計(jì)技術(shù)》。目前正在修訂將出第二版。上海舉辦了歷屆高水平智能建筑報(bào)告會(huì)，如中國(guó)超高層建筑技術(shù)研討會(huì)具有國(guó)際影響。
上海同濟(jì)大學(xué)程大章教授等編寫(xiě)出版了《住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程施工》（同濟(jì)大學(xué)出版社2001.6）以及《智能化大樓的建筑設(shè)備》（中國(guó)建工出版社1997.11）。
上海九海金獅物業(yè)公司諸建華總經(jīng)理在總結(jié)上海久事復(fù)興大廈興建及物管經(jīng)驗(yàn)與陸偉良教授合作于2002年8月編寫(xiě)出《智能建筑物業(yè)管理》一書(shū)（電子工業(yè)出版社出版）。
浙江省建筑設(shè)計(jì)院楊紹胤教授級(jí)高工先后編寫(xiě)出二本著作：《智能建筑—原理、規(guī)劃和設(shè)計(jì)》（1999.2）以及《智能建筑實(shí)用技術(shù)》（2001年）。
4.華東地區(qū)具有廣闊的巨大的智能建筑市場(chǎng)
目前上海正申辦2010年上海國(guó)際世博會(huì)。預(yù)計(jì)2008年上海高層建筑將達(dá)2000幢，據(jù)國(guó)外某公司稱，世界最先進(jìn)的智能建筑新技術(shù)可去中國(guó)上海參觀。江蘇目前正興建南京地鐵工程（8個(gè)站，投入72億），南京玄武湖隧道工程（
3公里），由于江蘇省申辦成功2005年全國(guó)第十屆運(yùn)動(dòng)會(huì)，日前正在南京新建奧體中心。相應(yīng)的體育場(chǎng)館新建22個(gè)，將在江蘇省無(wú)錫、蘇州、常州等地新建。南京市在河西新城開(kāi)工投入120億，打造十大標(biāo)志性建筑。南京國(guó)際經(jīng)貿(mào)廣場(chǎng)，維多利亞國(guó)際商務(wù)中心，夏華國(guó)際廣場(chǎng)、南京中大科技大廈、聯(lián)強(qiáng)大廈、紫鑫中華廣場(chǎng)、歐洲城、東成大廈、浙江國(guó)際貿(mào)易中心、東渡大廈等。南京市將興建十大體育工程：全民健身中心、皮劃艇激流回旋場(chǎng)地、馬術(shù)賽場(chǎng)、中山門(mén)競(jìng)技中心、擊劍比賽訓(xùn)練館、龍江體育中心二期網(wǎng)球工程、南京中山國(guó)際公園、環(huán)湖體育帶及南京足球訓(xùn)練基地。
目前浙江在建的智能化大樓約有上百座，市場(chǎng)紅火，其中有杭州凱悅大酒店、杭州國(guó)際金融大廈、杭州國(guó)稅局大樓、浙江省高級(jí)人民法院、杭州日?qǐng)?bào)大樓、杭州海關(guān)大樓、杭州第二長(zhǎng)途電信樞紐大樓、浙江省人民大會(huì)堂、杭州濱江區(qū)行政中心、元華廣場(chǎng)、湖州市中心醫(yī)院、義烏中心醫(yī)院、湖州市能源調(diào)度中心、湖州市行政中心、嘉興市行政中心、東陽(yáng)市行政中心、安吉縣行政中心、永康市行政中心、溫州晚報(bào)社大樓等。杭州地鐵工程也已啟動(dòng)。浙江省智能建筑近兩年后來(lái)居上，已興建上百棟智能大廈，數(shù)百個(gè)智能小區(qū)，近期還在杭州興建杭州大劇院、杭州市民中心、浙江電力大廈等均以大量巨額資金投入，近期新建智能工程發(fā)展之快、數(shù)量之多已名列全國(guó)前茅。
5.華東地區(qū)擁有大量外資企業(yè)生產(chǎn)基地及實(shí)力雄厚的智能建筑工程承包商
在建設(shè)部已獲得系統(tǒng)集成和單項(xiàng)資質(zhì)的有近百家，其中上海市27家，杭州地區(qū)20家，南京地區(qū)28家。他們都承擔(dān)過(guò)上海金茂大廈、上海浦東機(jī)場(chǎng)等上百項(xiàng)智能工程，取得了營(yíng)建大中型智能工程的經(jīng)驗(yàn)，有著較好的聲譽(yù)。大量外資企業(yè)生產(chǎn)基地及辦事處均落戶上海。
四.做好工作、迎接WTO挑戰(zhàn)
1.認(rèn)清國(guó)際智能建筑發(fā)展趨勢(shì)，推動(dòng)智能建筑健康發(fā)展。
2l世紀(jì)是信息社會(huì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，同時(shí)又是生態(tài)文明時(shí)代。從總的方向，國(guó)際先進(jìn)生產(chǎn)力水平正在運(yùn)用已掌握的建筑智能化高新技術(shù)，探尋人類生存、生產(chǎn)和生活聚居環(huán)境空間的可持續(xù)發(fā)展模式。
當(dāng)前智能化建筑直接利用的技術(shù)是建筑技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)。在21世紀(jì)的智能建筑領(lǐng)域里，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能卡技術(shù)、可視化技術(shù)、流動(dòng)辦公技術(shù)、家庭智能化技術(shù)、無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)(含Bluetooth技術(shù))、數(shù)據(jù)衛(wèi)星通訊技術(shù)、雙向電視傳輸技術(shù)等等，都將會(huì)有更加深入廣泛地具體發(fā)展應(yīng)用。特別是開(kāi)放性控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在向標(biāo)準(zhǔn)化、廣域化、可移植性、可擴(kuò)展性和互可操作性方向發(fā)展。
但是，智能化技術(shù)只是手段，智能建筑作為一個(gè)整體建筑物業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展來(lái)說(shuō)，“可持續(xù)發(fā)展技術(shù)”才是2l世紀(jì)智能建筑技術(shù)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)大方向。因而，除繼續(xù)利用上述現(xiàn)有智能化高技術(shù)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)外，新興的環(huán)保生態(tài)學(xué)、生物工程學(xué)、生物電子學(xué)、仿生學(xué)、生物氣候?qū)W、新材料學(xué)等等技術(shù)發(fā)展，正在滲入滲透到建筑智能化多學(xué)科多技術(shù)領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)人類聚居環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。從而在國(guó)際上也形成所謂“可持續(xù)發(fā)展技術(shù)產(chǎn)業(yè)”。目前，歐洲、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家也正在開(kāi)發(fā)利用這些高新技術(shù)去處理垃圾、污水、廢氣、公害，節(jié)能、節(jié)水，消除電磁污染，資源可持續(xù)利用，建筑人工生態(tài)環(huán)境等等：也正在嘗試運(yùn)用高新技術(shù)有規(guī)模建設(shè)智能型綠色建筑、智能型生態(tài)建筑，“既滿足當(dāng)代人的需要不損害后代人滿足需求的能力”。
2.認(rèn)清與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的差距，努力向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)靠攏。
2l世紀(jì)的可持續(xù)發(fā)展智能建筑技術(shù)必須將工作、居住、休息、交通、通訊、管理、公共服務(wù)、文化等各種復(fù)雜的要求，在時(shí)間空間中結(jié)合起來(lái)。
由于智能化建筑系統(tǒng)是多學(xué)科、多技術(shù)的系統(tǒng)集成整體，因而開(kāi)放式可互操作性系統(tǒng)技術(shù)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，就成為實(shí)現(xiàn)智能化建筑及其產(chǎn)品設(shè)備與系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平的核心關(guān)鍵。目前國(guó)際樓宇業(yè)界公認(rèn)認(rèn)同較先進(jìn)的開(kāi)放式系統(tǒng)行業(yè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)有兩個(gè)：一個(gè)是美國(guó)Echelon公司的LonWorks技術(shù)的LonTa1k標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議；另一個(gè)是美國(guó)采暖、制冷與空調(diào)工程師協(xié)會(huì)(ASHRAE)制定的《樓宇自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信協(xié)議(BACnet)》BACnet同時(shí)還成為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及歐共體標(biāo)準(zhǔn)草案。兩者都是基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的“開(kāi)放系統(tǒng)互連模型”(OSI)的。因此兩者在開(kāi)放系統(tǒng)技術(shù)上是可以互相補(bǔ)充互為依存的，前者著重現(xiàn)場(chǎng)控制域，后者著眼于信息應(yīng)用域。而且BACnet的協(xié)議層次里數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的五種選擇中就包含有LonTalk協(xié)議。況且兩者技術(shù)都正在不斷地完善發(fā)展，至于我國(guó)智能化建筑在開(kāi)放式互操作性系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展研究上嚴(yán)格講尚未真正起步，差距頗大，亟待投入。南京工業(yè)大學(xué)智能建筑研究所正在開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)化樓宇自控新系統(tǒng)。
3.努力搞好學(xué)（協(xié)）會(huì)工作
按照WTO的原則和規(guī)定，加快行業(yè)協(xié)會(huì)自身適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制規(guī)則，調(diào)整優(yōu)化行業(yè)的組織機(jī)構(gòu)，成為增強(qiáng)行業(yè)自律的自治組織，協(xié)助政府建立一個(gè)有序和公平的競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。建設(shè)部已批準(zhǔn)即將成立中國(guó)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)工程智能分會(huì)。這是我國(guó)加強(qiáng)管理智能建筑業(yè)的大事，華東地區(qū)作為地方學(xué)（協(xié)）會(huì)要在上級(jí)學(xué)（協(xié)）會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)下努力做好貫徹執(zhí)行工作，加強(qiáng)市場(chǎng)管理，防止低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng)，保證工程健康實(shí)施。有條件時(shí)爭(zhēng)取成立地方行業(yè)協(xié)會(huì)。
4.加強(qiáng)團(tuán)結(jié)，加強(qiáng)合作，共同提高學(xué)術(shù)水平
華東地區(qū)以目前三地（上海、浙江、江蘇）學(xué)會(huì)要加強(qiáng)團(tuán)結(jié)，互相學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同提高，要在舉辦報(bào)告會(huì)、展覽會(huì)等方面加強(qiáng)合作，促進(jìn)學(xué)術(shù)水平的共同提高。同時(shí)，積極參加全國(guó)性學(xué)術(shù)會(huì)議，有條件時(shí)爭(zhēng)取舉辦國(guó)際智能建筑研討會(huì)，以提高我國(guó)學(xué)術(shù)地位與聲譽(yù)。
5.加強(qiáng)宣傳，提高建設(shè)業(yè)主的認(rèn)識(shí)，搞好定位和管理能力
由于部分業(yè)主對(duì)智能建筑的過(guò)于迷信，必然導(dǎo)致“重建設(shè)輕管理”的思想，他們認(rèn)為既然“智能”就應(yīng)該無(wú)所不能，更有甚者將該項(xiàng)目的投資僅作為提高“身價(jià)”的目的，不清楚智能化建筑工程是當(dāng)前信息化時(shí)代物業(yè)管理重要的基礎(chǔ)，認(rèn)識(shí)不到日常運(yùn)行中所需的微利投資能得到高額利潤(rùn)的回報(bào)。因此，建議應(yīng)該有國(guó)家政府部門(mén)盡快出臺(tái)相應(yīng)的政策、管理規(guī)范和服務(wù)體系，強(qiáng)制性的將系統(tǒng)日常運(yùn)行管理納入正常軌道，提高全社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益。
6.協(xié)助政府搞好注冊(cè)電氣工程師復(fù)習(xí)培訓(xùn)工作，提高工程技術(shù)人員水平
據(jù)了解，國(guó)家人事部將在2003年6月第一次開(kāi)考注冊(cè)電氣工程師。其中，建筑電氣業(yè)屬于此系列，智能建筑弱電設(shè)計(jì)師大部分也要參加此系列考試。目前，有關(guān)單位正在編寫(xiě)復(fù)習(xí)參資料，建議華東地區(qū)也要作好考試復(fù)習(xí)培訓(xùn)工作。最后作者衷心希望華東地區(qū)智能建筑業(yè)在國(guó)家有關(guān)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)下，在業(yè)主、設(shè)計(jì)師、工程技術(shù)人員以及專家努力下，營(yíng)建出更多的高質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)智能建筑工程。
參考文獻(xiàn)
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篇9
Abstract:Developingaquoted-pricesystemformanufacturingproductionsisofteninrelationtomanyfactorsbetweenconstructionandnon-construction.Becauseoftheprofessionallimity,itsfunctionswassingleness.Sothispaperproposesanewconceptionandmeasureforit,anintelligentintegratedquoting-pricesystemformanufacturing-productstodiscuss.
Keywords:manufacturingproducts;intelligentintegrated;quoting-pricesystem;non-construction;self-learning
1引言
產(chǎn)品報(bào)價(jià)是指供貨企業(yè)或公司響應(yīng)客戶詢價(jià)，對(duì)客戶所詢目標(biāo)產(chǎn)品報(bào)出的價(jià)格和對(duì)客戶其他要求所作出的答復(fù)。產(chǎn)品報(bào)價(jià)作為一種經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，在市場(chǎng)運(yùn)行的局部，處在市場(chǎng)活動(dòng)中的供求雙方由于信息的阻滯，不能順利達(dá)成均衡，往往在不均衡狀況下，作出種種選擇。現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，客戶的詢價(jià)請(qǐng)求和廠商的報(bào)價(jià)之間的談判、平衡、交易等等，就是這種經(jīng)濟(jì)不均衡性的表現(xiàn)，產(chǎn)品報(bào)價(jià)這一課題則基于這種現(xiàn)象而存在。雙方交易達(dá)成的最終報(bào)價(jià)則是需求價(jià)格和供給價(jià)格之間的某一變數(shù)，是暫時(shí)的“平衡價(jià)格”，而不是均衡價(jià)格。制造產(chǎn)品，特別是比較復(fù)雜的產(chǎn)品報(bào)價(jià)，需要許多領(lǐng)域人員的協(xié)調(diào)工作，如技術(shù)、財(cái)力、商務(wù)等，必須考慮各種結(jié)構(gòu)化的和非結(jié)構(gòu)化的因素，其中結(jié)構(gòu)化因素如技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、工藝參數(shù)、制造成本、費(fèi)用分配比例等比較易于確定的因素。而非結(jié)構(gòu)化因素如最終利潤(rùn)率、贏得定單的幾率等，則需要考慮企業(yè)內(nèi)外環(huán)境等眾多不確定因素。目前國(guó)內(nèi)外一些研究人員進(jìn)行了部分產(chǎn)品報(bào)價(jià)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)，如組合機(jī)床、冷庫(kù)、工業(yè)爐、通風(fēng)機(jī)等報(bào)價(jià)系統(tǒng)，這些成果大大促進(jìn)了這一課題的展開(kāi)和深入。本文提出一種新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與方法進(jìn)行研究。
2制造產(chǎn)品智能集成報(bào)價(jià)系統(tǒng)的提出
從信息系統(tǒng)的角度考慮，整個(gè)報(bào)價(jià)過(guò)程是一個(gè)信息流動(dòng)和信息處理的過(guò)程。包括信息的產(chǎn)生、信息的傳遞、信息的處理、信息的存儲(chǔ)。具有很復(fù)雜的信息流，涉及到銷(xiāo)售、經(jīng)營(yíng)、設(shè)計(jì)、會(huì)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃、采購(gòu)等等，這種信息流在相關(guān)部門(mén)或相關(guān)人員之間的傳播如圖1所示。
其中的結(jié)構(gòu)化因素，如技術(shù)參數(shù)、需求批量、價(jià)格范圍、質(zhì)量保證、成本要求等所對(duì)應(yīng)的技術(shù)報(bào)價(jià)和財(cái)務(wù)報(bào)價(jià)比較易于確定或決策。而非結(jié)構(gòu)化因素，如競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的報(bào)價(jià)、利潤(rùn)率、可能的定單確定率、技術(shù)財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)等，由于資料或信息欠缺難以作出完美或滿意的決策。
目前，國(guó)內(nèi)外所開(kāi)發(fā)的報(bào)價(jià)系統(tǒng)依其功能大致可以分為五類，即商務(wù)型報(bào)價(jià)系統(tǒng)、生產(chǎn)型報(bào)價(jià)系統(tǒng)、工程型報(bào)價(jià)系統(tǒng)、投標(biāo)型報(bào)價(jià)系統(tǒng)和集成型報(bào)價(jià)系統(tǒng)。工程型報(bào)價(jià)系統(tǒng)，實(shí)際上是產(chǎn)品選型、初步設(shè)計(jì)加成本估算，其最終報(bào)價(jià)的形成有待提高；而商務(wù)型報(bào)價(jià)系統(tǒng)，其全部?jī)r(jià)值是基于產(chǎn)品成本而做的加價(jià)判斷或推理。二者各自凸現(xiàn)了自己的重點(diǎn)，如前者對(duì)報(bào)價(jià)的結(jié)構(gòu)化問(wèn)題處理較好，而后者對(duì)報(bào)價(jià)所涉及的非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題研究得很深刻。然而，制造產(chǎn)品的報(bào)價(jià)應(yīng)該是技術(shù)報(bào)價(jià)、財(cái)務(wù)報(bào)價(jià)及商務(wù)報(bào)價(jià)的連貫和結(jié)合，必須能夠處理報(bào)價(jià)決策所需確定的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)化因素。
制造產(chǎn)品智能集成報(bào)價(jià)系統(tǒng)概念基于智能決策支持系統(tǒng)(IDSSIntelligentDecisionSupportSystem)，集成產(chǎn)品報(bào)價(jià)系統(tǒng)的目標(biāo)，就是要使它能夠根據(jù)客戶的詢價(jià)請(qǐng)求制定相應(yīng)的產(chǎn)品報(bào)價(jià)設(shè)計(jì)及根據(jù)企業(yè)內(nèi)外復(fù)雜因素制定多種可行的報(bào)價(jià)方案(包括技術(shù)、財(cái)務(wù)、商務(wù)的報(bào)價(jià)方案)，并輔助決策者選擇滿意方案，輔助實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)。同時(shí)，在系統(tǒng)接受和處理報(bào)價(jià)項(xiàng)目的過(guò)程中，不斷學(xué)習(xí)和積累報(bào)價(jià)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，自我完善報(bào)價(jià)的非結(jié)構(gòu)化部分。
報(bào)價(jià)系統(tǒng)的集成概念包括兩個(gè)方面的內(nèi)涵：報(bào)價(jià)功能的集成和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的集成。所謂功能方面的集成指全部或部分報(bào)價(jià)過(guò)程的集成，包括詢價(jià)單評(píng)價(jià)、報(bào)價(jià)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品報(bào)價(jià)、報(bào)價(jià)決策和學(xué)習(xí)機(jī)能等功能的集成。所謂結(jié)構(gòu)方面的集成是指對(duì)制造產(chǎn)品的程式報(bào)價(jià)和自學(xué)習(xí)式報(bào)價(jià)二者的集成，使程式報(bào)價(jià)成為自學(xué)習(xí)式報(bào)價(jià)的“導(dǎo)師”，結(jié)構(gòu)集成的概念如圖2所示。
3程式報(bào)價(jià)
程式報(bào)價(jià)按照傳統(tǒng)的技術(shù)產(chǎn)品報(bào)價(jià)路線，詢價(jià)分析與評(píng)價(jià)產(chǎn)品報(bào)價(jià)設(shè)計(jì)成本估算報(bào)價(jià)決策。通過(guò)企業(yè)調(diào)研和討論，可以抽象和組合出一種制造產(chǎn)品程式報(bào)價(jià)的邏輯步驟或流程，如圖3所示。
下面對(duì)各框逐層拆解：
(1)框1(名稱：捕捉客戶需求或詢價(jià)單處理)可以分解為：
①客戶詢價(jià)單完整性認(rèn)定
②報(bào)價(jià)耗費(fèi)及報(bào)價(jià)與否判斷
③詢價(jià)產(chǎn)品基型的類比搜索
④詢價(jià)單評(píng)審
(2)框2(名稱：開(kāi)發(fā)技術(shù)解決方案或產(chǎn)品報(bào)價(jià)設(shè)計(jì))可以分解為：
①詢價(jià)產(chǎn)品與基型差異識(shí)別
②制訂初步設(shè)計(jì)方案
③詢價(jià)產(chǎn)品報(bào)價(jià)設(shè)計(jì)
ⅰ結(jié)構(gòu)差異設(shè)計(jì)
ⅱ參數(shù)差異設(shè)計(jì)
ⅲ零部件估價(jià)(視交貨期限確定是否實(shí)施)
④報(bào)價(jià)設(shè)計(jì)評(píng)審
(3)框3(名稱：估算制造成本或產(chǎn)品報(bào)價(jià))可以分解為：
①客戶詢價(jià)費(fèi)用規(guī)范認(rèn)定
②成本估算與費(fèi)用組合
ⅰ基于費(fèi)用形式報(bào)價(jià)的規(guī)范
a人工費(fèi)用組合
b材料費(fèi)用組合
c非制造成本組合
ⅱ基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式報(bào)價(jià)的規(guī)范
a詢價(jià)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解
b結(jié)構(gòu)單元費(fèi)用估算
c詢價(jià)產(chǎn)品費(fèi)用組合
③制造成本評(píng)審
(4)框4(名稱：確定最終報(bào)價(jià)或報(bào)價(jià)決策)可以分解為：
①企業(yè)報(bào)價(jià)目標(biāo)認(rèn)定
②企業(yè)報(bào)價(jià)策略認(rèn)定
③企業(yè)報(bào)價(jià)方法認(rèn)定
④最終報(bào)價(jià)書(shū)評(píng)審
4自學(xué)習(xí)式報(bào)價(jià)
自學(xué)習(xí)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要有兩個(gè)方面：通過(guò)報(bào)價(jià)“經(jīng)驗(yàn)”的不斷豐富，自學(xué)習(xí)系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)的信息越來(lái)越多，變“估算報(bào)價(jià)”為“類比報(bào)價(jià)”；通過(guò)與存儲(chǔ)在自學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的信息比較，可以使報(bào)價(jià)的精度越來(lái)越高，而且速度也可以提高。
學(xué)習(xí)功能是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最主要的特征之一，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與實(shí)踐發(fā)展過(guò)程中,各種學(xué)習(xí)算法的研究起著重要作用，其中最成熟的是BP模型的學(xué)習(xí)，輸入信息先從輸入層經(jīng)隱含層再傳到輸出層，如果在輸出層不能得到期望的輸出，則反向傳播，將誤差信號(hào)沿原來(lái)的連接通道返回，通過(guò)修改各層神經(jīng)元之間的權(quán)值，減少誤差信號(hào)，經(jīng)學(xué)習(xí)后，報(bào)價(jià)的知識(shí)與規(guī)則轉(zhuǎn)化為一系列權(quán)值，即存儲(chǔ)在各連接權(quán)中。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的這種特點(diǎn)使得制造產(chǎn)品報(bào)價(jià)在相關(guān)資料和信息不充實(shí)和不全面的情況下，可以解決報(bào)價(jià)影響因素中的非結(jié)構(gòu)化因素的決策。用于自學(xué)習(xí)式報(bào)價(jià)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示。
5制造產(chǎn)品智能集成報(bào)價(jià)系統(tǒng)框架
為了達(dá)到上述目標(biāo)，制造產(chǎn)品報(bào)價(jià)系統(tǒng)首先必須集成程式報(bào)價(jià)的各級(jí)子功能：
(1)對(duì)客戶詢價(jià)信息的錄入與評(píng)價(jià)；
(2)建立響應(yīng)客戶詢價(jià)的產(chǎn)品或工程初步設(shè)計(jì)方案；
(3)估算產(chǎn)品的報(bào)價(jià)成本(即機(jī)會(huì)成本)；
(4)財(cái)務(wù)評(píng)估和費(fèi)用分配以及基礎(chǔ)報(bào)價(jià)(即保本價(jià)格)計(jì)算；
(5)報(bào)價(jià)策略評(píng)價(jià)及確定滿意的報(bào)價(jià)方案；
(6)支持?jǐn)?shù)據(jù)(包括企業(yè)內(nèi)部和外部的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如政策、經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)、相關(guān)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手情報(bào)、原材料等的價(jià)格、企業(yè)負(fù)荷、經(jīng)濟(jì)狀況、制造能力、技術(shù)水平等)的存儲(chǔ)與更新。
6結(jié)束語(yǔ)
我們相信，通過(guò)在線式的詢價(jià)處理和離線式的樣本訓(xùn)練，能夠解決報(bào)價(jià)中存在的非結(jié)構(gòu)化因素中較難處理的問(wèn)題，為制造產(chǎn)品報(bào)價(jià)提供一個(gè)更為可行的集成方案。
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篇10
2．1建筑內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的過(guò)度耗能問(wèn)題
空調(diào)系統(tǒng)的存在能夠保證建筑室內(nèi)環(huán)境的舒適性，不論外界氣候條件有任何變化，建筑樓宇室內(nèi)環(huán)境都能滿足人們的居住要求。空調(diào)系統(tǒng)是建筑內(nèi)消耗電氣能源的主要設(shè)備，但是由于我國(guó)目前的空調(diào)設(shè)計(jì)不夠科學(xué)、合理，安裝過(guò)程不夠精確等，往往造成空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)化程度不高，運(yùn)行效率不能滿足建筑樓宇居住的性能要求。因此，空調(diào)設(shè)備常常會(huì)出現(xiàn)使用效率過(guò)低、消耗能源過(guò)多等故障現(xiàn)象。加之，空調(diào)設(shè)備運(yùn)行管理的制度不夠健全，常常出現(xiàn)設(shè)備閑置或超負(fù)荷工作的不正常現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可能損壞空調(diào)設(shè)備制冷和供暖的功能，縮短了空調(diào)設(shè)備的使用壽命，反而大大增加了不必要的電氣能源的消耗，不利于建筑行業(yè)環(huán)保節(jié)能的長(zhǎng)期發(fā)展要求。
2．2建筑內(nèi)部照明系統(tǒng)的電氣使用現(xiàn)象
照明系統(tǒng)是智能建筑樓宇內(nèi)部必不可少的設(shè)備系統(tǒng)，照明系統(tǒng)的電氣消耗功率通常因其供電對(duì)象不同而有所差異，然而在實(shí)際照明系統(tǒng)的供電過(guò)程中，常常出現(xiàn)所安裝使用的照明設(shè)備的功率過(guò)大、運(yùn)行效率過(guò)低、自動(dòng)控制程度較低、節(jié)能措施較差等現(xiàn)象，這些不合理的現(xiàn)象都將導(dǎo)致照明系統(tǒng)消耗更多的電氣能源；有時(shí)照明設(shè)備的運(yùn)行功率大小不確定，造成照明設(shè)備頻率變化快，消耗電能高，降低照明設(shè)備的使用壽命，增加了智能建筑樓宇的設(shè)備投資，不利于建筑行業(yè)的節(jié)能發(fā)展。
2．3建筑內(nèi)供配電系統(tǒng)的節(jié)能問(wèn)題
建筑自身的供配電系統(tǒng)，是建筑物內(nèi)進(jìn)行正常工作和生活的前提和重要保障。其中供配電電路的設(shè)計(jì)線路、運(yùn)行功率大小、變壓器容量問(wèn)題等因素的設(shè)計(jì)和使用是否合理，都會(huì)影響到供配電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效率。其中，變壓器容量過(guò)高與實(shí)際負(fù)荷量不一致、變壓器功率過(guò)大、線路設(shè)計(jì)過(guò)于繁瑣等問(wèn)題，都易導(dǎo)致建筑樓宇供配電系統(tǒng)消耗大量的電氣資源，同時(shí)還會(huì)影響供配電系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行效率，同其他兩大系統(tǒng)一樣，會(huì)增加建筑正常運(yùn)行的電氣能源消耗，增加成本，與我國(guó)建筑行業(yè)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展路線背道而馳，阻礙智能建筑樓宇的發(fā)展。
3智能建筑樓宇電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)要求和原則
3．1節(jié)能設(shè)計(jì)符合實(shí)際，滿足樓宇正常使用
智能建筑樓宇進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，是希望通過(guò)對(duì)涉及到電氣能源使用的系統(tǒng)，進(jìn)行科學(xué)合理的改造，舍棄或改變一些浪費(fèi)使用電氣能源的現(xiàn)象，從而適應(yīng)智能建筑樓宇的節(jié)能環(huán)保的發(fā)展理念，節(jié)約我國(guó)的電氣能源，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。智能建筑樓宇的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)首先要符合樓宇的實(shí)際使用功能，節(jié)能設(shè)計(jì)的結(jié)果能夠保證樓宇正常的居住和辦公生活；切不可盲目追求節(jié)能環(huán)保的效果，不顧實(shí)際、不科學(xué)地設(shè)計(jì)，造成樓宇不能正常使用，這樣會(huì)脫離實(shí)際，得不償失，達(dá)不到智能建筑樓宇的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的最初目的，不利于我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展。
3．2節(jié)能設(shè)計(jì)符合經(jīng)濟(jì)要求，降低成本
在對(duì)智能建筑樓宇進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該注意到經(jīng)濟(jì)性能的要求，保證智能建筑樓宇進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)與合理的經(jīng)濟(jì)投資之后，比之前的設(shè)計(jì)和成本投入時(shí)更加適應(yīng)樓宇的正常使用要求，并且注意能否在智能建筑樓宇一定的使用年限內(nèi)，收回在電氣節(jié)能設(shè)計(jì)階段所投入的費(fèi)用。在電氣節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，不能因?yàn)槊つ孔非蠊?jié)能環(huán)保，而造成過(guò)高的資金投入；也不能隨意降低成本，偷工減料，導(dǎo)致智能建筑樓宇達(dá)不到所需的性能要求指標(biāo)。
3．3節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程科學(xué)，保證質(zhì)量
智能建筑樓宇在節(jié)能設(shè)計(jì)和改造過(guò)程中，要提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性，首先應(yīng)該對(duì)智能建筑樓宇有大致輪廓的認(rèn)識(shí)，分析各系統(tǒng)和設(shè)備潛在的進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的可能，并對(duì)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)前后的經(jīng)濟(jì)狀況進(jìn)行對(duì)比，從而采用正確合理的設(shè)計(jì)方案，在保證節(jié)約電氣能源的同時(shí)，也要做到設(shè)計(jì)過(guò)程的科學(xué)性和合理性，保證智能建筑樓宇電氣節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程的質(zhì)量要求。
4智能建筑樓宇電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的具體措施
4．1樓宇內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)
智能建筑樓宇內(nèi)部空調(diào)系統(tǒng)的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)，關(guān)鍵環(huán)節(jié)是進(jìn)行合理、精確的計(jì)算，在進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，依據(jù)智能建筑樓宇的相關(guān)設(shè)計(jì)要求，并結(jié)合設(shè)計(jì)前的計(jì)算數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，確定空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)空氣的相對(duì)濕度、飽和度和用電功率等參數(shù)。在進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的電氣設(shè)備容量選擇時(shí)，應(yīng)該使所選設(shè)備的容量稍微大于計(jì)算出的理想設(shè)備容量，這樣可以避免在空調(diào)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中由于設(shè)備容量過(guò)小，而導(dǎo)致的空調(diào)不能正常供暖和制冷的現(xiàn)象，保證空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
4．2樓宇內(nèi)照明系統(tǒng)的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)
自然光是對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)必須要考慮的部分，在電氣節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分考慮建筑樓宇室內(nèi)自然采光的效果，這樣能夠降低照明系統(tǒng)電氣設(shè)備的用電量，符合節(jié)能環(huán)保的建筑行業(yè)發(fā)展要求。另外，在照明燈具的選擇上，應(yīng)該盡量選用新式低耗節(jié)能的燈具，在一些照明功率較大的公共場(chǎng)合，應(yīng)該選用聲光控開(kāi)關(guān)和自帶無(wú)功率補(bǔ)償?shù)臒艟咴O(shè)備；在其他地方，照明系統(tǒng)應(yīng)該選擇節(jié)能開(kāi)關(guān)和設(shè)備，降低照明系統(tǒng)對(duì)電氣能源的消耗，制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，在保證智能建筑樓宇的正常使用情況下，通過(guò)照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改造，實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能，適應(yīng)可持續(xù)的發(fā)展要求。
4．3樓宇內(nèi)供配電系統(tǒng)的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)
供配電系統(tǒng)為整座智能建筑樓宇提供動(dòng)力資源，因此，在對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑工程用電負(fù)荷進(jìn)行用電容量的統(tǒng)計(jì)，并把實(shí)際用電負(fù)荷按照用電等級(jí)進(jìn)行用電負(fù)荷的等級(jí)劃分，以確定合理的供配電方案，從而實(shí)現(xiàn)智能建筑樓宇供配電系統(tǒng)的電氣節(jié)能設(shè)計(jì)。其中，供配電系統(tǒng)應(yīng)該選擇合理科學(xué)的接線方案，盡量保證其可靠性和經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)用電負(fù)荷等級(jí)要求，合理選擇供電電源和配電方案；在確定變配電站或箱式變電站的安裝地址時(shí)，為了降低電力輸送過(guò)程中的能量損失，應(yīng)該盡量選擇在中心位置；當(dāng)有多臺(tái)變壓器同時(shí)供電時(shí)，可以采用變壓器并聯(lián)的供電方式，這樣能夠保證整個(gè)供配電系統(tǒng)的靈活性和可靠性，降低供配電系統(tǒng)的電氣消耗。
篇11
（一）汽車(chē)英語(yǔ)課程設(shè)計(jì)的基本條件
Posner（1994）認(rèn)為，課程設(shè)計(jì)的基本條件包括：了解學(xué)生的需求、興趣、能力、知識(shí)水平等例如：學(xué)生需要什么、需要的原因、已有的能力、待補(bǔ)的能力、已有的基礎(chǔ)或條件，缺乏什么等等。熟悉課程情況例如，有能力識(shí)別和解釋該課程的基本概念和技能，全面和細(xì)致的有關(guān)知識(shí)，目前這個(gè)課程的開(kāi)設(shè)情況等。擅長(zhǎng)聽(tīng)說(shuō)讀寫(xiě)譯五項(xiàng)必備能力，具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，而不是簡(jiǎn)單的拼湊、復(fù)制、模仿依據(jù)以上課程設(shè)計(jì)的基本條件，做好高職英語(yǔ)課程設(shè)計(jì)就要求教師進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查或訪談學(xué)生已經(jīng)完成的課程標(biāo)準(zhǔn)或已經(jīng)具備的語(yǔ)言知識(shí)，要求通過(guò)參考有關(guān)著作、論文、同類課程、教材等，與同行交流，收集積累案例或經(jīng)驗(yàn)等等。
（二）汽車(chē)英語(yǔ)課程設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)
Furey提出的標(biāo)準(zhǔn)，高職英語(yǔ)課程設(shè)計(jì)必須把握下列標(biāo)準(zhǔn)：
1.是否有足夠的理論依據(jù)英語(yǔ)課程設(shè)計(jì)必須基于什么樣的科學(xué)理論基礎(chǔ)，是否遵照其本身的科學(xué)性和社會(huì)性？
2.是否適合學(xué)生目標(biāo)在從事高職英語(yǔ)教學(xué)中，教師要因材施教。不但熟悉、掌握學(xué)生的自身學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)興趣，也注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際效果性。
3.是否具有成功實(shí)施的可能性和效果的可評(píng)性在從事高職英語(yǔ)教學(xué)中，教師要不斷自評(píng)課程設(shè)計(jì)的真實(shí)效果。
（三）汽車(chē)英語(yǔ)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容
汽車(chē)英語(yǔ)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容取決于授課的理念。針對(duì)英語(yǔ)語(yǔ)言，如果認(rèn)為語(yǔ)言是符號(hào)系統(tǒng)，課程設(shè)計(jì)就由語(yǔ)音、詞匯、語(yǔ)法、句型構(gòu)成，強(qiáng)調(diào)語(yǔ)言形式的正確性；如果視語(yǔ)言為交際工具，課程設(shè)計(jì)要考慮的是交際的人，交際發(fā)生的條件、交際的目的等。英語(yǔ)課程設(shè)計(jì)關(guān)注的不僅是語(yǔ)言形式的正確性，還有社交的適當(dāng)性。在教學(xué)研究過(guò)程中，在多元智能理論的指導(dǎo)下，根據(jù)調(diào)研結(jié)果對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行逐步更新，教材從最初的純英文閱讀形式的到單獨(dú)開(kāi)發(fā)學(xué)生的專業(yè)英語(yǔ)閱讀能力，從聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)等能力的平行拓展，汽車(chē)專業(yè)英語(yǔ)校本教材內(nèi)容新穎，圖文并茂，根據(jù)主題確定教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)及難點(diǎn)，融專業(yè)英語(yǔ)聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)訓(xùn)練于一體，重點(diǎn)突出，實(shí)用性強(qiáng)，有利于開(kāi)發(fā)學(xué)生的多元英語(yǔ)語(yǔ)言智能，改善課堂教學(xué)氛圍，提高教學(xué)效果。
三、多元智能理論下汽車(chē)英語(yǔ)課程設(shè)計(jì)需注意的問(wèn)題
首先，汽車(chē)英語(yǔ)以提高口語(yǔ)交際能力為本位，突出應(yīng)用性本課程在對(duì)汽車(chē)企業(yè)英語(yǔ)應(yīng)用能力需求深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，按確定工作任務(wù)模塊、同時(shí)突出語(yǔ)言技能的要求制訂教學(xué)大綱和授課計(jì)劃，明確了教學(xué)應(yīng)達(dá)到的知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)和技能標(biāo)準(zhǔn)。其次，課程體系整合突出全面性、邏輯性、典型性和實(shí)用性本課程以國(guó)際汽車(chē)行業(yè)最新的知識(shí)體系為基礎(chǔ)，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，將傳統(tǒng)汽車(chē)英語(yǔ)課程的以訓(xùn)練專業(yè)英語(yǔ)閱讀能力為主體的教學(xué)內(nèi)容，整合成為汽車(chē)構(gòu)成的4大部分分別為發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身、電氣設(shè)備以及發(fā)動(dòng)機(jī)的兩大機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)和底盤(pán)的傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)等各個(gè)任務(wù)模塊以系統(tǒng)的知識(shí)主題構(gòu)成課程內(nèi)容體系。最后，教學(xué)手段優(yōu)化，突出多元英語(yǔ)智能培養(yǎng)在教學(xué)實(shí)踐中，注重將互動(dòng)教學(xué)、角色扮演、案例教學(xué)、多媒體聽(tīng)力、課件加視頻等教學(xué)手段相結(jié)合，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其用英語(yǔ)分析和理解專業(yè)知識(shí)的能力和用英語(yǔ)進(jìn)行專業(yè)領(lǐng)域的交際能力，并結(jié)合具體課程內(nèi)容指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行延伸性思考，以增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，全面促進(jìn)學(xué)生多元智能的發(fā)展。
篇12
多元智能理論認(rèn)為，每一個(gè)學(xué)生都是獨(dú)立的個(gè)體，都有強(qiáng)烈的自主意識(shí)。因此教師要堅(jiān)持以學(xué)生為本的思想，充分重視學(xué)生的主體性，給學(xué)生創(chuàng)造開(kāi)放性的學(xué)習(xí)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，使其真正成為學(xué)習(xí)的主人。在設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)，可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況和教材的內(nèi)容，設(shè)計(jì)開(kāi)放性的作業(yè)。例如：小說(shuō)《項(xiàng)鏈》，以“唉！我可憐的馬蒂爾德！可是我那一掛是假的，至多值五百法郎！……”結(jié)尾，這給每一位讀者都給留下了巨大的想象空間，同時(shí)也給我們?cè)O(shè)計(jì)出了一道很好的開(kāi)放性作業(yè)———續(xù)寫(xiě)小說(shuō)結(jié)尾。這樣的作業(yè)設(shè)計(jì)，具有極大的開(kāi)放性，吸引了學(xué)生極大的興趣，不僅鍛煉了學(xué)生的思維能力與想象能力，而且也鍛煉了學(xué)生的書(shū)面語(yǔ)言表達(dá)能力。
三、設(shè)計(jì)趣味性作業(yè)
興趣，是學(xué)生學(xué)習(xí)的原動(dòng)力。作業(yè)也應(yīng)講究一定的趣味性，只有這樣學(xué)生才會(huì)喜歡做作業(yè)，才能在寫(xiě)作業(yè)的過(guò)程中鞏固知識(shí)。因此，語(yǔ)文教師在作業(yè)形式上要力求多樣化、形象化、趣味化，使作業(yè)從單一以語(yǔ)言符號(hào)表達(dá)的形式中走出來(lái)，與聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)與演、唱、畫(huà)、游戲以及參觀訪問(wèn)等學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的形式巧妙結(jié)合，使作業(yè)富有趣味性，吸引學(xué)生興趣。例如：在學(xué)習(xí)了畢淑敏的作品《離太陽(yáng)最近的樹(shù)》之后，讓學(xué)生課下以小組為單位辦一張以“保護(hù)我們的地球”為主題的手抄報(bào)；在學(xué)習(xí)了《詩(shī)經(jīng)•靜女》之后，讓學(xué)生根據(jù)詩(shī)歌內(nèi)容，把本詩(shī)改編成一首愛(ài)情歌曲的歌詞。這種多樣化的作業(yè)形式，使學(xué)生對(duì)作業(yè)產(chǎn)生了極大的興趣。
四、設(shè)計(jì)實(shí)踐性作業(yè)
篇13
傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)目標(biāo)只重視語(yǔ)言知識(shí)、技能、能力的評(píng)價(jià)，忽視態(tài)度、動(dòng)機(jī)等情感目標(biāo)的評(píng)價(jià)。多維動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)體系的評(píng)價(jià)目標(biāo)是多元的，包括知識(shí)、技能、情感態(tài)度、學(xué)習(xí)策略、文化知識(shí)等五個(gè)維度的指標(biāo)。(1)語(yǔ)言知識(shí):主要是指語(yǔ)法、詞匯、語(yǔ)音、句法、篇章等語(yǔ)言知識(shí);(2)語(yǔ)言技能:主要是指口語(yǔ)能力、聽(tīng)力能力、閱讀能力、寫(xiě)作翻譯能力和綜合應(yīng)用能力;(3)情感態(tài)度:是指語(yǔ)言學(xué)習(xí)過(guò)程中興趣、態(tài)度、動(dòng)機(jī)、自信心、自主性和意志等影響學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)效果的全部個(gè)性因素;(4)學(xué)習(xí)策略:是指學(xué)習(xí)者為了使外語(yǔ)學(xué)習(xí)取得更好的效果而采取的各種策略，它不僅包括學(xué)習(xí)者為了更好地完成某個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)或?qū)W習(xí)任務(wù)而采取的策略，也包括學(xué)習(xí)者對(duì)自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行計(jì)劃、調(diào)控、評(píng)估等而采取的宏觀策略;(5)文化知識(shí):只指了解英語(yǔ)國(guó)家有關(guān)文歷史、宗教、政治、文化、教育等文化知識(shí)。在評(píng)價(jià)中要充分考慮學(xué)生的個(gè)體差異，允許一部分學(xué)生經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，隨著學(xué)習(xí)知識(shí)、能力、情感的積累逐步達(dá)到既定目標(biāo)，從而保證學(xué)生在多維度上的學(xué)習(xí)目標(biāo)可持續(xù)發(fā)展。
(二)評(píng)價(jià)主體
傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)主體只有教師，而多維動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的主體是多元的，既包括教師，又包括學(xué)生，尤其注重發(fā)揮學(xué)生的主體地位和作用，重視評(píng)價(jià)對(duì)象的自我評(píng)價(jià)和反思。通過(guò)自我評(píng)價(jià)、同伴評(píng)價(jià)以及教師評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況作出全面的評(píng)價(jià)和診斷，將自評(píng)與他評(píng)有機(jī)結(jié)合，使評(píng)價(jià)成為學(xué)生學(xué)會(huì)反思、認(rèn)知自我、欣賞別人的過(guò)程。只有學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到他評(píng)意見(jiàn)的合理性，才能進(jìn)行自我反思，從而使評(píng)價(jià)發(fā)揮其促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)的作用。在評(píng)價(jià)中，可以根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)和形式設(shè)定各主體所占的評(píng)價(jià)比例，比如自我評(píng)價(jià)30%、同伴評(píng)價(jià)30%，教師評(píng)價(jià)40%，從而保證評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀和公正。
(三)評(píng)價(jià)內(nèi)容
傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)內(nèi)容過(guò)于狹窄，重視知識(shí)和技能的評(píng)價(jià)，忽視學(xué)習(xí)過(guò)程、策略、情感態(tài)度的評(píng)價(jià)。而多維動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)內(nèi)容貫穿學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的全過(guò)程，主要包括五個(gè)維度的指標(biāo)。(1)學(xué)習(xí)活動(dòng)過(guò)程的評(píng)價(jià):學(xué)習(xí)計(jì)劃的制定與實(shí)施、學(xué)習(xí)態(tài)度的穩(wěn)定、學(xué)習(xí)策略的實(shí)施與調(diào)整、作業(yè)完成情況等;(2)學(xué)習(xí)態(tài)度情感的評(píng)價(jià):學(xué)習(xí)態(tài)度的轉(zhuǎn)變、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的激勵(lì)、學(xué)習(xí)興趣的持續(xù)等;(3)學(xué)習(xí)技能的評(píng)價(jià):技能的使用及發(fā)展情況、學(xué)習(xí)策略的使用和掌握情況;(4)合作學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià):合作活動(dòng)的開(kāi)展、實(shí)施、效果;(5)學(xué)習(xí)成效的評(píng)價(jià):學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握、知識(shí)結(jié)構(gòu)體系的形成等。大學(xué)英語(yǔ)慕課自主學(xué)習(xí)的學(xué)生在智力、能力、情感方面的差異較大，因此在評(píng)價(jià)時(shí)要尊重學(xué)生的個(gè)體差異性，用發(fā)展的眼光全面客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、態(tài)度、策略和效能。
(四)評(píng)價(jià)方式
大學(xué)英語(yǔ)慕課自主學(xué)習(xí)是一種個(gè)性化、動(dòng)態(tài)化的學(xué)習(xí)，而傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方式是終結(jié)性的、靜態(tài)的，沒(méi)有發(fā)揮評(píng)價(jià)應(yīng)有的診斷、激勵(lì)作用，因此靜態(tài)評(píng)價(jià)已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)慕課自主學(xué)習(xí)碎片化的特點(diǎn)，為學(xué)習(xí)者提供實(shí)時(shí)的、個(gè)性化的評(píng)價(jià)反饋。而動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)體系的實(shí)時(shí)性、過(guò)程性的評(píng)價(jià)，能更全面、準(zhǔn)確地反映出慕課自主學(xué)習(xí)的過(guò)程、變化和成效，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。因此，多維動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)體系結(jié)合了過(guò)程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)，以過(guò)程性評(píng)價(jià)為核心，加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)過(guò)程的自我管理、自我控制和自我監(jiān)控，以保證學(xué)習(xí)成效。形成性評(píng)價(jià)具體的方式是電子學(xué)習(xí)檔案袋、教師記錄檔案袋和學(xué)習(xí)成效評(píng)價(jià)。(1)電子學(xué)習(xí)檔案袋是指能夠向?qū)W生本人和他人展示的學(xué)生在某一階段的學(xué)習(xí)投入、進(jìn)步和成果的作品集。對(duì)電子學(xué)習(xí)檔案袋內(nèi)容的評(píng)價(jià)是多維動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)體系的核心內(nèi)容，具體包括:自主學(xué)習(xí)痕跡記錄(學(xué)習(xí)過(guò)程記錄、學(xué)習(xí)策略使用和學(xué)習(xí)態(tài)度、動(dòng)機(jī)等)、同伴合作學(xué)習(xí)記錄(合作學(xué)習(xí)過(guò)程記錄、合作項(xiàng)目完成情況及個(gè)人參與度評(píng)定)、作業(yè)記錄(在線自主學(xué)習(xí)作業(yè)以及其他學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況記錄和描述)、學(xué)習(xí)效果記錄(在線自主學(xué)習(xí)的知識(shí)、能力、情感和態(tài)度及學(xué)習(xí)策略使用等方面進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，由學(xué)生自評(píng)、同伴互評(píng)和教師評(píng)價(jià)形成);(2)教師記錄檔案袋主要是指教師通過(guò)觀察、與學(xué)生定期進(jìn)行訪談及問(wèn)卷調(diào)查記錄和了解的學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況的評(píng)價(jià)檔案集。具體包括:了解學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)的進(jìn)度、學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況以及遇到的困難、學(xué)習(xí)過(guò)程中的情感、態(tài)度變化，然后據(jù)此為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的指導(dǎo)和建議。(3)學(xué)習(xí)成效評(píng)價(jià)是指教師定期實(shí)施的線上或線下測(cè)試，如階段性小測(cè)驗(yàn)、期中、期末測(cè)試等。終結(jié)性評(píng)估是指學(xué)生在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)一門(mén)課程的自主學(xué)習(xí)效果的結(jié)論性評(píng)價(jià)，旨在反映自主學(xué)習(xí)的效果，推斷學(xué)生知識(shí)、技能的發(fā)展?fàn)顩r。多維動(dòng)態(tài)的終結(jié)性評(píng)價(jià)分階段進(jìn)行，如階段性測(cè)驗(yàn)、期中、期末測(cè)試，測(cè)試結(jié)果能反映出學(xué)生在該階段自主學(xué)習(xí)的成果和技能的發(fā)展情況。
(五)評(píng)價(jià)結(jié)果
傳統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果的呈現(xiàn)是單一的量化方式，而多維動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)體系采用定性與定量相結(jié)合的結(jié)果評(píng)價(jià)方式。評(píng)價(jià)結(jié)果采用鼓勵(lì)性語(yǔ)言，發(fā)揮評(píng)價(jià)的激勵(lì)性作用，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，從知識(shí)、技能、情感態(tài)度、策略上有所提升。評(píng)價(jià)結(jié)果反饋的過(guò)程中，要尊重個(gè)體差異，保護(hù)學(xué)生的自尊心和自信心，讓學(xué)生從評(píng)價(jià)中體會(huì)到成功和快樂(lè)，從而總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，樹(shù)立自信;同時(shí)也讓學(xué)生學(xué)會(huì)從失敗中吸取教訓(xùn)，學(xué)會(huì)反思，認(rèn)識(shí)自我。
