检测系统设计论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇检测系统设计论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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1.1检测信息的输入

电磁兼容检测需要输入的主要信息包括：(1)被测件的名称、型号、编号、生产厂家；(2)被测件供电情况，被测件的供电类型及供电电压大小，包括直流还是交流，若是交流，则输入供电频率；(3)被测件电缆情况，被测件的电缆的类型，包括电源线、信号线等；(4)委托单位名称和地址；(5)检测依据的技术文件的名称、编号，包括被测件电磁兼容检测所依据的试验大纲；(6)被测件描述，被测件工作状态、被测件敏感判据；(7)检测说明，被测件在检测过程中需要说明的内容，例如一些同标准测试不同的地方，或被测件整改后的情况等；(8)报告编号、密级；(9)检测项目及检测结论，每个检测项目符合要求与否的结论；(10)检测费用及结算情况等。根据所输入的信息，并进行数据校验，校验正确后存入数据库。

1.2软件配置

为了提高软件的使用效率，通过配置ComboBox控件的下拉列表，可大大提高软件信息输入的效率，例如委托单位的名称，一般一个委托单位会多次对个产品到电磁兼容实验室进行电磁兼容检测，那么，提前配置好委托单位名称的下拉列表，实际使用时，只需要通过点选即可，提高了数据录入的速度和准确性，大大节省输入的时间，提高输入效率。

1.3报告自动生成

通常一个产品的电磁兼容实验涉及到多个电磁兼容项目，而每个电磁兼容项目都需要原始记录和检测报告。而不少信息是需要重复输入的，例如原始记录的表头信息，完全可以通过编程的方法来自动生成。事先分别建立每个电磁兼容项目的报告模板，把这些报告模板放在一个文件夹下以方便软件调用。在自动生成某产品电磁兼容检测报告时，根据产品所检测的电磁兼容项目在报告模板文件夹中选择相应的模板，并根据已经输入的信息，根据报告模板中的书签和表格等样式定位位置，自动生成电磁兼容检测报告。这样可以避免由于人工书写检测报告时由于个人因素编制不慎出现的错误，也提高了报告编制的工作效率。通过电磁兼容检测报告自动生成功能，可以避免由于人员水平参差不齐导致的检测报告不规范，从而满足检测报告的质量要求。

1.4检测仪器设备管理

电磁兼容检测仪器设备的基本信息包括名称、型号规格、编号、测量范围、准确度、计量的有效期、安放位置、保管人、设备状态等。在出具电磁兼容检测报告时，可方便地调用，选择某仪器设备后可自动显示该仪器设备的详细信息，同时根据被测件的具体检测日期同该仪器设备的计量有效期进行比较，可方便快捷的提示哪些仪器设备的计量有效期需要更新，以免在最终的电磁兼容检测报告中出现计量有效期过期的低级错误。同时，根据仪器设备的校准周期，计算下次校准日期，制定送检计划，实验室人员定时检查仪器设备情况，填写校准记录。

1.5查询与统计

提供电磁兼容检测的基本查询和统计功能。可根据客户进行查询统计，研究系统中委托单位、被测件信息和检测项目的关系，分析不同的客户群体，方便采取不同的市场开发策略、不同折扣等级，提供更个性化服务；可根据原始的测试费用来统计电磁兼容实验室的产值情况；可根据实际收到的测试费用统计电磁兼容实验室的实际创收情况；统计检测费用的结算情况，可根据此做好年底时的催款、请款工作；根据检测人员所检测的被测件，统计不同检测人员的工作量，方便实验室的管理和考核。

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20世纪桥梁工程领域的成就不仅体现在预应力技术的发展和大跨度索支承桥梁的建造以及对超大跨度桥梁的探索，而且反映于人们对桥梁结构实施智能控制和智能监测的设想与努力。近20年来桥梁抗风、抗震领域的研究成果以及新材料新工艺的开发推动了大距度桥梁的发展；同时，随着人们对大型重要桥梁安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注，桥梁健康监测的研究与监测系统的开发应运而生。由于桥梁监测数据可以为验证结构分析模型、计算假定和设计方法提供反馈信息，并可用于深入研究大跨度桥梁结构及其环境中的未知或不确定性问题，因此，桥梁设计理论的验证以及对桥梁结构和结构环境未知问题的调查与研究扩充了桥梁健康监测的内涵。本文结合近十年来桥梁健康监测的研究状况以及大跨度桥梁工程的研究与发展，较系统地阐述桥梁健康监测的内涵，并由此探讨监测系统设计的有关问题。

一、桥梁健康监测系统与理论发展简况

1．监测系统

80年代中后期开始建立各种规模的桥梁健康监测系统。例如，英国在总长522m的三跨变高度连续钢箱梁桥Foyle桥上布设传感器，监测大桥运营阶段在车辆与风载作用下主梁的振动、挠度和应变等响应，同时监测环境风和结构温度场。该系统是最早安装的较为完整的监测系统之一，它实现了实时监测、实时分析和数据网络共享。建立健康监测系统的典型桥梁还有挪威的Skarnsundet斜拉桥（主跨530m）［2］、美国主跨440m的SunshineSkywayBridge斜拉桥、丹麦主跨1624m的GreatBeltEast悬索桥［3］、英国主跨194m的Flintshire独塔斜拉桥[4]以及加拿大的ConfederatiotBridge桥[5]。我国自90年代起也在一些大型重要桥梁上建立了不同规模的结构监测系统，如香港的青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥，内地的上海徐浦大桥以及江阴长江大桥等[6~8]。

从已经建立的监测系统的监测目标、功能以及系统运行等方面看，这些监测系统具有以下一些共同特点：

（1）通常测量结构各种响应的传感装置获取反映结构行为的各种记录；

（2）除监测结构本身的状态和行为以外，还强度对结构环境条件（如风、车辆荷载等）的监测和记录分析；同时，试图通过桥梁在正常车辆与风载下的动力响应来建立结构的"指纹"，并藉此开发实时的结构整体性与安全性评估技术；

（3）在通车运营后连续或间断地监测结构状态，力求获取的大桥结构信息连续而完整。某些桥梁监测传感器在桥梁施工阶段即开始工作并用于监控施工质量；

（4）监测系统具有快速大容量的信息采集、通讯与处理能力，并实现数据的网络共享。

这些特点使得大跨度桥梁健康监测区别于传统的桥梁检测过程。另外需要指出的是，桥梁健康监测的对象已不再局限于结构本身：一些重要辅助设施的工作状态也已纳入长期监测的范围（如斜拉索振动控制装置[4]等）。

2．理论研究

十多年来，桥梁健康监测理论的研究主要集中于结构整体性评估和损伤识别。由于基于振动信息的整体性评估技术在航天、机械等领域的深入研究和运用，这类技术被用于土木结构中除无损检测技术以外的最重要的整体性评估方法并得到广泛的研究【1，7，9～11】。人们致力于基于振动测量值的整体性评估方法研究的另一个原因是，结构振动信息可以在桥梁运营过程中利用环境振动法获得，因此这一方法具有实时监测的潜力。

结构整体性评估方法可以归结为模式识别法、系统识别法以及神经网络方法三大类【1】。结构模态参数常被用作结构的指纹特征，也是系统识别方法和神经网络法的主要输入信息。另外，基于结构应变模态、应变曲率以及其他静力响应的评估方法也在不同程度上显示了各自的检伤能力[10]。然而，尽管某些整体性评估技术已在一些简单结构上有成功的例子，但还不能可靠地应用于复杂结构。阻碍这一技术进入实用的原因主要包括：①结构与环境中的不确定性和非结构因素影响；②测量信息不完备；③测量精度不足和测量信号噪声；④桥梁结构赘余度大并且测量信号对结构局部损伤不敏感。

另外，从评估方法上，目前对大跨度桥梁的安全评估基本上仍然沿袭常规中小桥梁的定级评估方法，是一种主要围绕结构的外观状态和正常使用性能进行的定性、粗浅的安全评价。

二、桥梁健康监测新概念

桥梁健康监测的基本内涵即是通过对桥梁结构状态的监控与评估，为大桥在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况严重异常时触发预警信号，为桥梁维护潍修与管理决策提供依据和指导。为此，监测系统对以下几个方面进行监控：

·桥梁结构在正常环境与交通条件下运营的物理与力学状态；

·桥梁重要非结构构件（加支座）和附属设施（如振动控制元件）的工作状态；

·结构构件耐久性；

·大桥所处环境条件；等等。

与传统的检测技术不同，大型桥梁健康监测不仅要求在测试上具有快速大容量的信息采集与通讯能力，而且力求对结构整体行为的实时监控和对结构状态的智能化评估。

然而，桥梁结构健康监测不仅仅只是为了结构状态监控与评估。由于大型桥梁（尤其是斜拉桥、悬索桥）的力学和结构特点以及所处的特定环境，在大桥设计阶段完全掌握和预测结构的力学特性和行为是非常困难的。大跨度索交承桥梁的设计依赖于理论分析并过风洞、振动台模拟试验预测桥梁的动力性能并验证其动力安全性。然而，结构理论分析常基于理想化的有限元离散模型，并且分析时常以很多假定条件为前提。在进行风洞或振动台试验时对大桥的风环境和地面运动的模拟也可能与真实桥位的环境不全相符。因此，通过桥梁健康监测所获得的实际结构的动静力行为来验证大桥的理论模型、计算假定具有重要的意义。事实上，国外一些重要桥梁在建立健康监测系统时都强调利用监测信息验证结构的设计。

桥梁健康监测信息反馈于结构设计的更深远的意义在于，结构设计方法与相应的规范标准等可能得以改进；并且，对桥梁在各种交通条件和自然环境下的真实行为的理解以及对环境荷载的合理建模是将来实现桥?quot;虚拟设计"的基础。

还应看到，桥梁健康监测带来的将不仅是监测系统和对某特定桥梁设计的反思，它还可能并应该成为桥梁研究的"现场实验室"。尽管桥梁抗风、抗震领域的研究成果以及新材料新工艺的出现不断推动着桥梁的发展，但是，大跨度桥梁的设计中还存在很多未知和假定，超大跨度桥梁的设计也有许多问题需要研究。同时，桥梁结构控制与健康评估技术的深入研究与开发也需要结构现场试验与调查。桥梁健康监测为桥梁工程中的未知问题和超大跨度桥梁的研究提供了新的契机。由运营中的桥梁结构及其环境所获得的信息不仅是理论研究和实验室调查的补充，而且可以提供有关结构行为与环境规律的最真实的信息。另外，桥梁振动控制与健康评估技术的开发与应用性也需要现场试验与调查。

综上所述，大型桥梁健康监测不只是传统的桥梁检测加结构评估新技术，而是被赋予了结构监控与评估、设计验证和研究与发展三方面的意义。

三、健康监测系统设计

1．监测系统设计准则

两座大型桥梁健康监测系统的测点布置情况可以看出，两个监测系统的监测项目与规模存在很大差异。这种差异除了桥型和桥位环境因素外，主要是因为对各监测系统的投资额和（或）建立各个系统的目的（或者说是对系统的功能要求）不同。因此，桥梁监测系统的设计实际上有意或无意地遵循着某些准则。

显然，监测系统的设计应该首先考虑建立该系统的目的和功能。上节所述的桥梁健康监测三方面的意义也正是桥梁健康监测的目的和功能所在。对于特定的桥梁，建立健康监测系统的目的可以是桥梁监控与评估，或是设计验证，甚至以研究发展为目的；也可以是三者之二甚至全部。一旦建立系统的目的确定，系统的监测项目就可以基本上确定。另外，监测系统中各监测项目的规模以及所采用的传感仪器和通信设备等的确定需要考虑投资的限度。因此在设计监测系统时必须对监测系统方案进行成本一效益分析。成本-效益分析是建立高效、合理的监测系统的前提。

根据功能要求和成本一效益分析可以将监测项目和测点数设计到所需的范围，可以最优化地选择并安装系统硬件设施。因此，功能要求和效益-成本分析是设计桥梁健康监测系统的两大准则。

2．监测项目

不同的功能目标所要求的监测项目不尽相同。绝大多数大跨度桥梁监测系统的监测项目都是从结构监控与评估出发的，个别也兼顾结构设计验证甚至部分监测项目以桥梁问题的研究为目的[5]。文献［12］通过对国内多座运营中的斜拉桥进行大量病害调查与检测分析，提出了用于斜拉桥状态监控与评估的颇具代表性的监测项目。

如果监测系统考虑具有结构设计验证的功能，那就要获得较多结构系统识别所须要的信息。因此，对于大跨度余支承桥梁，须要较多的传感器布置于桥塔、加劲梁以及缆索/拉索各部位，以获得较为详细的结构动力行为并验证结构设计时的动力分析模型和响应预测。另外，在支座、挡块以及某些连结部位须安设传感器拾取反映其传力、约束状况等的信息。

目前，某些监测系统以开发结构整体性与安全性评估技术为目的之一。结合桥梁问题研究的监测系统虽不多见，但有些系统也有监测项目是专为研究服务的。与理论研究相关的监测项目可以根据待研究问题的性质来确定。从目前桥梁工程的发展状况看，以下几方面的问题可以借助桥梁健康监测进行深入研究或论证。

·抗风方面：包括风场特性观测、结构在自然风场中的行为以及抗风稳定性。

·抗震方面：包括研究各种场地地面运动的空间与时间变化、土-结构相互作用、行波效应、多点激励对结构响应的影响等。通过对墩顶与墩底应变、变形及加速度的监测建立恢复力模型对桥梁的抗震分析具有重要的意义。

·结构整体行为方面：包括研究结构在强风、强地面运动下的非线性特性，桥址处环境条件变化对结构动力特性、静力状态（内力分布、变形）的影响等。这对于发展基于监测数据的整体性评估方法非常重要。

·结构局部问题：例如边界、联接条件，钢梁焊缝疲劳及其他疲劳问题，结合梁结合面（包括剪力键）的破坏机制，等等。索支承桥梁缆（拉）索和吊杆的振动与减振、局部损伤机制等也值得进一步观察研究。

·耐久性问题：桥梁结构中的耐久性问题尚有许多问题须要深入研究。缆（拉）索与吊杆的腐蚀、锈蚀问题尤须重视。

·基础：大直径桩的采用也带来一些设计问题，直接套用原先用于中等直径桩的计算方法不很合理。借助大型桥梁监测系统调查大直径桩的变形规律、研究桩的承载力问题，也是设计部门的需要。

四、小结

（1）桥梁结构健康监测不只是传统的桥梁检测技术的简单改进，而是运用现代传感与通信技术，实时监测桥梁运营阶段在各种环境条件下的结构响应与行为，获取反映结构状况和环境因素的各种信息，由此分析结构健康状态、评估结构的可靠性，为桥梁的管理与维护决策提供科学依据。同时，大型桥梁结构健康监测对于验证与改进结构设计理论与方法、开发与实现各种结构控制技术以及深入研究大型桥梁结构的未知问题具有重要意义。因此，健康监测为桥梁工程的发展开辟了新的空间。

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经过分析调查，水产渔业对水质的监测主要需求为:对温度、pH值、溶解氧浓度这些参数发生变化或不符合标准，将严重影响水产品的质量和产量，因此，需对此类参数通过进行实时监控。

1．2系统结构设计

本系统主要由水质数据采集层、数据汇集层、监测中心层构成，水质数据采集层是由测温度、pH值、溶解氧浓度的相应传感器组成的，将其部署在水中，实现对相关参数的采集，再通过WiFi将所采集数据发送至AP节点进行数据汇聚，再由AP节点通过WiFi将汇集数据发送至监测中心。

2WiFi节点硬件设计

WiFi又称IEEE802．11b标准，IEEE802．11b无线网络规范是对IEEE802．11的改进，其最高带宽为11Mbps。在信号较弱或有干扰时，可自动调整为5．5，2或1Mbps。本系统中带宽为11Mbps。本系统需完成对终端节点、AP节点的制作，并且需实现将各个传感器所采集到的数据通过WiFi传输至上位机，实现上位机对温度、pH值、溶解氧浓度等参数的实时监测。

2．1电源模块

本系统中各个模块所需的工作电压均为3．3V，因此，可用2节AA电池通过电压转换电路得到3．3V，从而避免了使用市电供电，使系统更加无线化。

2．2WiFi无线通信模块

本模块采用的是GainSpan公司的GS1011片上系统，其内部集成了WiFi物理层，装上天线和射频功放即可完成数据的接收与发送，该芯片功耗超低，为双ARM7核结构，其中一个用于处理数据链路层和物理层的工作，一个用于实现软件应用。芯片内嵌的FLASH和SRAM用于储存程序和数据，编程和调试可通过JTAG口实现;ADC，I2C总线，GPIO等接口用于接收来自传感器采集到的数据信息，实现通过串口与单片机通信，其工作电压为3．3V。

2．3处理器模块

本次通与终端节点相连的处理器采用STC89LE52C单片机。该单片机IO口可模拟I2C接口来接收传感器模块采集到的数据信息，其工作电压为3．3V。AP节点无需处理器。

2．4串口模块

串口模块采用MAX232实现了单片机模块和WiFi模块之间的通信，并通过USB转串口进行程序配置。

2．5传感器模块

本设计中采用美国Dallas半导体公司生产的DS18B20数字化温度传感器，适用电压范围为3．0～5．5V;通过串行数据线DQ与单片机的P1．2口相连实现温度数据的传输。DQ上需接一只4．7kΩ上拉电阻器，以实现对DS18B20的控制，完成读写温度数据功能。pH值传感器采用雷磁E—201—C型pH复合电极，溶解氧浓度传感器采用雷磁公司的DO—955溶氧电极，传感器终端与单片机连接的电路原理图如图4所示。

3节点软件设计

在系统中，IEEE802．11b采用的是Infrasture组网模式，通信协议为TCP/IP，具体目标是为实现将传感器采集到的数据汇聚到AP节点，在通过WiFi后传输至监测中心。具体的软件设计步骤为:首先通过gs_flashprogram软件编写WiFiProtectedSetup(WPS)程序，且在程序中内嵌TCP/IP协议，将该程序烧写入GS1011模块;然后，通过Keil软件对单片机进行编程设计，其软件结构由AT指令，各传感器的程序和API接口组成。在本系统中，传感器节点定时向AP节点发送数据，AP节点定时接收，并通过WiFi传输至监测中心的上位机，实现对水质的温度、pH值、溶解氧浓度等参数的实时监测。系统每30min采集一次水质参数，因此，可通过定时器来控制终端节点连续给AP节点的工作状态，当定时器被唤醒时，向上位机发送数据，定时器满，停止发送，进入休眠状态，等待下一次定时器被唤醒。在进入休眠状态时，终端节点与AP节点处于中断状态，且传感器暂时停止工作。

4管理系统的实现

系统的管理核心为上位机，主要需实现串口接收程序和上位机管理程序等功能，本系统上位机通过MicrosoftVisualStudio2010软件采用的是里面的MFC应用程序框架进行设计的上位机程序。从而实现对传感器设计查询、数据接收、数据存放及历史数据查询等功能，当监控人员登陆界面查找相关资料时，系统通过调用数据库中的历史数据，并且可以以视图的形式将数据发送到客户端，实现了远程监控功能。

5系统测试

在某水产养殖基地对本设计系统进行了测试。实验时部署了4个终端节点，分别放在4个养殖池中，部署2个路由节点，温度传感器、pH值传感器、溶氧度传感器集成在终端节点上。终端节点仅需2节普通5号电池。节点固定在鱼塘中心位置，且内离水面1m处。传感器终端每隔30min对水质参数进行一次采样，并将采样数据发送至上位机后，自动进入休眠状态，等待下一次采样指令的盗垒。其温度、pH值、溶解氧浓度监测结果。

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1.1河段概况

三峡工程施工区从伍相庙至鹰子咀长约12km，面积15.28km2。为较好地掌握施工区水文、河道、水环境变化情势，水文监测河段上起太平溪、下至莲沱，全长22km，水域面积约为22km2（以下简称坝区河段）。大坝轴线以上1.5km至大坝轴线以下1km为明渠截流水文监测河段（以下简称截流河段），全长2.5km，面积约为3.0km2。三峡工程明渠截流河段水文监测布置见图1。

图1三峡工程明渠截流河段水文监测布置图

1.2工程概况

三峡工程明渠截流继一期导流明渠开挖、二期大江截流导流和通航之后、为修筑三期围堰而实现戗堤进占与合龙的关键性工程。

（1）三期围堰工程。三期围堰位于导流明渠内。三期上游围堰为Ⅳ级临时建筑物，围堰轴线长427m，设计洪水标准为4月份实测最大流量17600m3/s（1877年～1990年资料，下同），相应上游水位81.05m，堰顶高程83.0m，最大堰高33.0m。三期下游围堰为Ⅲ级临时建筑物，围堰轴线长415m，设计洪水标准为频率2%的洪水流量79000m3/s，相应挡水位78.3m，堰顶高程81.5m，最大堰高36.5m。上、下围堰均由风化砂、石渣、石渣混合料和块石以及反滤料构筑而成，总填筑量分别为146.58万m3和152.48万m3。

（2）明渠截流分流工程

明渠截流期采用大坝泄洪坝段导流底孔分流。22个导流底孔分别布设在泄洪坝段的表孔正下方跨缝处，其有压出流口尺寸为6m×8.5m，中间16孔进口底高程56.0m，两侧各3孔进口底高程57.0m。大坝底孔泄流能力受二期上下游围堰拆除高程和底宽的影响，设计明渠截流前，上游围堰拆除高程57m，底宽不小于550m；下游围堰拆除高程53m，底宽不小于410m。

（3）明渠截流戗堤工程

三期截流采用上、下游戗堤立堵，上游双向、下游单向进占的施工方案。设计按上游戗堤承担截流总落差的2/3，下游戗堤承担截流总落差的1/3。上、下截流戗堤总抛投量分别为35.85万m3和38.38万m3。戗堤施工进占分为非龙口进占和龙口进占两个阶段,设计上、下截流龙口宽度分别为150m和140m，抛投量分别为20.4万m3和20.5万m3。设计截流流量10300m3/s，经模型试验表明，上、下龙口最大平均流速分别达5.14m/s和4.01m/s，截流终落差4.11m。合龙能量指标达40.4万kw，为葛洲坝工程截流的2.6倍，是巴西伊泰普工程截流的1.4倍，居当今世界龙口能量指标之首。

1.3水文监测的目的、主要内容及作用

鉴于明渠截流的难度，水文监测的目的主要为三期截流设计、施工、截流指挥提供可靠数据，同时也为模型跟踪试验、水文预报、水文及水力学计算提供基本资料。特别要为在明渠截流过程中可能出现的突况进行跟踪监测，以指导明渠截流施工决策和调度管理。水文监测的主要内容包括水下地形、截流落差、龙口流速、坝址流量及导流底孔分流量等，其主要作用是为掌握截流边界条件、截流水流条件和截流环境影响的动态变化，见表1。

表1三期截流水文监测的主要内容及作用

项目名称

主要内容

主要作用

截

流

边

界

条

件

水下地形

水下地形形象

掌握水下地形形象、口门水面宽及床沙的变化情况，为截流设计优化、调整截流施工方案及进度、模型跟踪试验、水文预报及水文、水力学计算提供基本资料

固定断面

固定断面形象（含口门水面宽）

床沙

床沙（抛投料）颗粒级配

截

流

水

流

条

件

水位

坝区沿程水面线

是监测截流落差及其变化的基本资料。同时监测葛洲坝水库调节对截流水力学指标的影响

龙口落差、戗堤落差

掌握上、下戗堤落差及其分配，指导上、下戗堤施工进占的时机及进度

流速及流态

护底加糙区流速、戗堤头及挑角流速、龙口纵横断面流速、截流河段流态

掌握戗堤口门区（以龙口为重点）的流速变化特征，指导戗堤进占的抛投体块径、形状、抛投方式及推填角度的选择，以利戗堤头的防冲和稳定

流量

坝址流量、茅坪溪支流流量、大坝底孔及龙口分流量

掌握坝址来水流量及导流、截流的分流量

截

流

环

境

影

响

河床演变

永久船闸下游引航道口门河势及两坝间河道演变

截流对河道、航道口门区的河势影响及抛投料对水环境的影响

水环境

截流河段及下游水质

2水文监测系统设计

根据三峡工程明渠截流施工布局和截流工程设计、监理、施工、水文预报、水文及水力学计算、模型跟踪试验等部门对截流水文监测的要求，为确保水文数据全面、可靠、精度和时效，建立包括水文信息采集—传输—处理—与反馈等四个子系统的三期截流水文监测系统，见框图2。为系统实施成立了五个专业组，即水文组、河道组、水质组、水文信息处理中心和综合组。

2.1信息采集子系统。包括水位降水、龙口流速、流量、流态、口门水面宽、河道冲淤、水环境等，根据三峡坝区现有监测站网条件，结合截流所需的水文信息，共布设18个水位站、2个水文站、17个流速或流量监测断面、32个河道固定断面、5个水质监测断面。

2.2信息传输子系统。采用计算机有线或无线数传方式，辅以电话、电台或对讲机等方式，将自动、半自动或人工采集的水文、河道地形数据，经无线或有线数传、或无线人工、有线人工传至水文数据处理中心截流数据库。各专业组之间的联系采用短波电台、电话（有线或WAP电话）等。

2.3信息处理、信息与反馈子系统。利用现代信息技术，建立明渠截流水文信息处理中心，使用计算机网络与通讯技术合理集成，实现水文信息接收、处理、存贮、检索和e水文情报的网络化与自动化。

水文信息处理中心建立截流水文数据库和计算机局域网，实现数据、图表自动处理与共享。截流水文数据库包括水文数据库、河道数据库、施工信息数据库等，数据库采用表结构设计方案。计算机局域网挂靠长江三峡工程开发总公司局域网，其间专设“截流水文网站”，以动态方式直接从数据库生成《水文实测信息》、《水文快报》以及其他信息网页，水文监测信息。

内容包括水位、流量、流速、水面流速流向、泥沙、固定断面、水下地形等信息和相关的分析成果。信息以截流指挥专用通信系统和“截流水文网站”为主，并以电子邮件、电传、电话、电台等为辅的方案。《水文实测信息》全面反映坝区河段水文变化情势，在戗堤进占和龙口合拢期每天一期；根据水情变化确定《水文快报》频次，如在龙口合拢期，实时水位、流速、落差等信息。系统还具有实时查询、信息反馈、整编归档及检索等功能。

3水文监测仪器设备与技术措施

截流水文监测除采用常规的、成熟的测验方法和技术手段外，尽可能采用新的监测仪器设备与技术措施。截流水文监测是在特殊环境条件下的水文观测，其仪器设备将经受各种不利因素的制约，如明渠截流施工场地窄小、截流龙口水流湍急和高强度施工形成的复杂水域，以及无线电波干扰等，都将影响到水文监测工作，也对仪器设备提出了更高的要求。根据明渠截流水文监测的特点，应立足于成熟的先进仪器设备、先进的技术手段，以收集、传输、水文资料。经过调研和大量的仪器设备技术指标分析，确定在明渠截流水文监测中使用以下关键仪器设备与技术措施。

3.1ADCP测流系统。ADCP（AcousticDopplerCurrentProfilers）是目前世界上最先进的水文测验仪器之一，具有不扰动流场、测验历时短、测速范围大等特点。对截流河段多断面的水文监测，采用船载型ADCP测流系统，辅以GPS导航技术，能快速、准确地巡测各断面的流速分布及流量或分流比，还可解决船舶无锚定位和全天候测验等问题；对龙口流速测验，采用无人测艇ADCP测流系统，可精确地获取龙口流速分布。

3.2无人测艇测量技术。该方法是通过龙口上游150m左右的锚锭船，用钢丝绳牵引无人测艇（艇上安装ADCP等仪器）深入龙口进行水文测验。无人测艇采用全密封双体船结构，具有稳性好、阻力小、安全可靠等特点。锚锭船安装有以计算机为主的控制中心及机电设备，控制无人测艇测验。

3.3GPS水道测绘系统。利用GPS接收机，配备数字测深仪或多波束测深仪、绘图仪、计算机与数据链、通讯等设备组成的GPS水道测绘系统，可高效地施测水下地形和冲淤断面，具有全天候、多功能、精度高、成图快等特点。

3.4无人立尺测量技术。对戗堤头水位观测，传统的方法难以达到安全、高效的要求，选用成熟的无人立尺测量技术，并配以高精度的激光全站仪，可测量未知点的三维坐标，用于龙口戗堤头水位和口门宽度的测量。

3.5计算机网络技术。实现水文信息远传、处理、计算机化，具有快速、准确等特点。

3.6监测系统在明渠截流中的运用实践

三峡明渠截流从2002年9月15日导流底孔闸门调试开始，至11月6日龙口合龙结束，明渠截流水文监测系统实时监测了明渠截流水文情势变化，收集到全过程多要素完整的水文成果，并实时动态更新截流水文网页，为指导截流施工、调度、水文预报、提供了大量科学的水文信息。

4结语

三峡工程明渠截流是一项非常复杂的系统工程，水文监测成为重要组成部分，是截流不可缺少的技术保障服务系统。

三峡工程明渠截流水文监测采用高新的监测技术、选进的仪器设备、高素质的监测人员以及合理可靠的组织措施保证系统的高效运行，充分发挥水文监测在三峡工程截流中的耳目和参谋作用，体现一流工程和一流的水文服务。

篇5

作者简介：王长鹏（1977-），男，江苏南京人，三江学院教务处，讲师；华沙（1978-），男，江苏南京人，三江学院教务处，副研究员。（江苏 南京 210012）

中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0200-01

毕业设计（论文）是深化教学改革、提高教学质量、培养具有创新精神和实践能力的高等学校培养人才的不可缺少的重要教学环节，是评价学生综合素质、专业技术、思维方法和实践能力的重要内容。学生毕业设计（论文）的质量是评价高校教学质量的重要指标。近年来，高校本科生毕业设计（论文）的质量普遍下滑，引起了教育界专家的广泛关注。2013年1月1日教育部颁发了《学位论文作假行为处理办法》，针对论文作假行为制定相应的处理办法，加大处罚力度，从制度上进行遏制，以促进学风建设，保证高等教育事业科学发展。为了更好地执行教育部颁布的此办法，许多高校纷纷采购了论文抄袭检测系统对本校的论文进行抽查或普查。如何通过检测系统保证和提高毕业设计（论文）的质量已成为当前高校关注和研究的课题。

一、主要问题分析

1.学生因素

各高校的毕业设计（论文）工作基本上在第七学期末或者第八学期初启动，而且大部分都持续16周，即每年的12月（1月）至次年的6月上旬。而这段时间正是毕业生毕业实习或找工作的高峰期，在当前找工作困难的形势下毕业生不得不提前准备，参加各类招聘会场和用人单位的面试，有的毕业生往往在第七学期末就早早向学校提交了用人单位开具的实习证明，使得毕业设计（论文）与学生就业之间的矛盾越来越明显。由于学生在实习期间忙于熟悉单位业务操作，因此投入在毕业设计（论文）中的精力也非常有限。在就业压力的冲击下本科毕业设计（论文）整体质量有下降的趋势。

毕业设计（论文）是实现培养目标的重要教学环节，是理论联系实际、教育与社会实践相结合的重要体现，是培养大学生的创新意识、创造能力和创业精神的重要手段。然而，大部分论文基本上是借鉴了前人的研究成果，自己独创的东西少，理论阐述深度不足。个别同学的论文复制比太高，抄袭严重。有些学生选题大而空，或者不能做到与专业培养目标紧密联系。这些也是造成毕业设计（论文）质量下降的因素。

2.指导老师因素

在教育大众化背景下，高校经过连续几年的扩招，学生人数猛增，一个教师指导学生的数量也逐渐增多，许多院校一般都达到10名学生左右。此外，高校给每个教师规定了工作量，除了完成课堂教学任务外还有其他相关的科研项目。如果教师指导学生人数过多，由于精力有限，自然就会影响论文指导的质量。而对于民办本科院校来说，一方面专职年青教师自身的科研水平有限，没有能力指导学生完成高水平的毕业设计（论文）；另一方面兼职指导教师比较多，会出现个别的兼职教师责任心不强，对学生要求不严格，也使得毕业设计（论文）质量难以保证。

3.管理制度因素

各高校虽然都制订了比较全面的毕业设计（论文）的有关工作规程和管理办法，但是只能保证毕业设计（论文）程序、流程、格式等方面的规范，而毕业设计（论文）的本身质量却依然无法保证，如论文工作量不足、对知识和技能的应用过于简单、叙述不深入、图表制作粗糙等质量问题。学校缺乏对毕业设计（论文）全方位的质量评价和监控体系，答辩环节往往出现过于集中或“走过场”的现象。这些因素都使得毕业设计（论文）的质量得不到保证。

二、方法与措施

1.加强过程管理

为了严把毕业设计（论文）质量关，需要重视过程管理中的以下几个环节：选题方向和内容要符合本学科专业培养目标，达到科学研究和实践能力培养的目的，难易度要满足专业培养方案中对素质、能力和知识结构的要求，难易适中，工作量适当；虽然毕业生由于毕业实习或找工作难以返校集中进行当面指导，但是除了通过电话、电子邮件、QQ等通讯方式之外，仍要保证当面指导的次数和时间；对学生的毕业设计（论文）通过系统进行，低于某个比例（江苏地区各高校自行制订的，基本上以20%和30%为标准）才允许答辩，抄袭严重者推迟答辩；答辩前指导教师、评阅教师和答辩教师须认真审阅学生论文，严把论文质量关，答辩工作不能流于形式。为保证答辩的质量，学生答辩的时间不得少于25～30分钟，合理安排答辩工作的时间、批次及流程等。

2.培养实践能力

为了避免学生毕业设计（论文）出现纸上谈兵、抄袭资料、拼凑论文等现象，应该从源头抓起，在入校后就要有意识地让学生接受科学研究方法、工程设计方法与实践技能的基本训练，实现实践能力、创新能力与综合素质的全面提高。鼓励学生参加大学生创新创业训练计划项目和相关的学科竞赛，在实践过程中锻炼能力，毕业设计（论文）可以在创新项目和学科竞赛的研究成果基础上进行提升和深化。理工科学生能够运用本专业设计或研究的方法、手段和工具开展课题的设计与研究工作。指导教师在下达任务书时必须明确学生完成毕业设计（论文）工作的具体任务和参数指标，同时，在答辩之前院（系）还要参照任务书的参数指标对学生设计的实物进行验收，填写《软硬件验收表》。文管类学生能够综合应用所学知识对课题所研究的问题进行分析。指导教师对学生论文的研究目标要明确，内容要具体，且具有一定的深度。同时，文管类学生要尽量通过实地考察和实证研究撰写毕业论文。

3.加强校企合作

理工类学生在校内进行三年半的理论知识学习和模拟实践后，最后一学期全程参与到实际项目和工作环境中，将毕业实习与设计结合起来，在校内和校外指导教师的联合指导下完成毕业设计。现场教师都是拥有丰富实践经验的技术人员，他们在学生具体工作中的指导不仅及时解决了学生的问题，更重要的是教给了学生课堂上、实验室中无法接触到的最新的技术知识、解决问题的思路以及言传身教的做人、做事道理。他们是校外毕业设计的师资队伍补充，也是学生刚踏上社会的领路人。毕业设计改革后，实际校内教师指导仅指导了理论部分，实践部分由现场教师指导完成，即由2名及2名以上指导教师指导1名毕业生，实行了双导师制，因此，在落实好企业导师指导的前提下校内指导学生人数可适当增加，缓解专职指导教师人数紧张的压力。

4.规范论文撰写

通过对结果的分析，有许多高复制比率的论文是因为学生引用不规范或无引用造成的。因此，论文中的术语、图表、数据、公式、引用、标注及参考文献的引用及著录要符合学校毕业设计（论文）工作规程的规范要求。尤其在借鉴和引用前人研究成果时一定要将引用部分标明清楚，避免发生因为引用和标注的不规范而造成论文复制比增高的情况。

三、结语

各高校刚刚接触系统，而检测系统能否成为提高当前毕业设计（论文）整体质量的良药仍需要今后多年的实践来证明。笔者认为检测系统只是提供判断论文是否抄袭的一个标准，而提高毕业设计（论文）整体质量则不是一蹴而就的，需要学校、院系、指导教师和学生的共同努力，这样才能达到标本兼治的效果。

参考文献：

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实验结果显示，光纤布拉格光栅测得温度与标准温度更接近，且抗干扰能力更强，满足粮仓内大范围温度监测的要求。

关键词 光纤布拉格光栅 温度检测 光谱线性频移 粮仓

温度检测在很多领域都有应用，生产厂房的温度检测、住宅区的室温控制、农业生产中温室大棚的恒温监控等。目前，国内外对于温度检测的主要方法有：热电偶型测温系统，具有结构简单，探测区域大的特性，而其属于接触式测量，易污染、精度较低。数字集成温度探测芯片，该温度探测器功耗低、体积小，常应用于单点探测，在多点位大范围测试中误差较大。除此之外，光纤测温器也是一个常见类型，其灵敏度高、适合远距离检测，但多路检测测量难度大、工艺复杂、价格高；半导体吸收式光纤温度传感器温度监测系统，其优点是将光纤仅用于传输，测量采用其他光学或机械的元件完成，监测被测温度的变化；智能（数字）温度传感器温度监测系统，其内部包含处理芯片，适用于测温位置在线处理的场合。我国传统的内部温度测量方法是直接将温度计插入粮食中检测，工作量大、效率低、精度差；除此之外，国内还有采用基于PN 结或热敏电阻的温度检测系统，但其传统电路设计上存在干扰、滤波不稳定，线路复杂等问题。而测温电缆技术在实际应用中不但工艺复杂，且部分结构需要专用设备，十分不便。

相比之下，采用波长调制的光纤布拉格光栅（Fiber BraggGrating，FBG）传感器避免了温度测试信号受光源变动、光纤损耗等的影响；采用波分复用技术在一根光纤中串入多个布拉格光栅实现分布式测量，大大降低了系统复杂度；采用光谱线性频移的监测手段，测量精度高、范围广、分布密度大。本文在采用分布式光纤布拉格光栅结构的基础上，利用光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间的线性函数关系，提出了一种通过光谱线性频移反演分布式粮温的新方法，提高了检测精度、温控范围和温度数据密度。

一、温度探测系统设计

系统采用了一种新的分布式光纤布拉格光栅测温方法，即通过光纤布拉格光栅温度探测器对粮仓各处的局部温度进行监测。由于光谱线性频移程度与被测温度存在函数关系，即中心波长与被测温度之间呈线性关系。分布式光纤探测系统是可从整体上大范围地对被测物理量的变化进行监测的探测网络。本文采用的是分布式光纤布拉格光栅探测结构，根据系统性能，建立了粮仓的数学模型。处理器控制宽带光源发射探测光，通过耦合器进入多组光纤通道，每组光纤通道中设置光纤光栅探测器，在粮仓内网络式分布，从而获得粮仓内各处的粮温数据。回波信号经解调仪解调，将带有温度信息的数据传给处理器，经过处理器将粮仓各位置粮温数据显示在控制台上。

二、光纤光栅基本原理

在光纤光栅之前，将在平面光波导中沿入射光传播方向制作的多层介质结构，即布拉格光栅。光纤中的光栅反射实际上是一种层状介质的反射，由光纤中沿轴向分布的多层介质结构构成光纤布拉格光栅。

常用的电类温度传感器有热敏电阻温度传感器、热电偶温度传感器，其极易受外界的电磁干扰，会由于测量距离、辐射系数等因素导致测量精度降低。而光纤光栅温度传感器不仅具有普通光纤温度传感器的优点，还有光谱特性好、损耗率低及稳定性高等特点，且波长编码信息不受光源功率波动或耦合损耗等的影响。同时，在一根光纤中可设置多个光栅，使光栅阵列信息量大，结合波分复用等技术非常适合大范围的分布式网络化的粮温监测。

光纤布拉格光栅探测器中的宽谱光源可采用面发光二极管SLED 或放大自发辐射光源ASE 等，光传输及转换部分由光耦合器或光环形器构成。当光源系统发出一定带宽的光入射到光纤光栅后，由于光纤光栅对中心波长具有选择作用，只有符合波长关系的光被才会被反射，并再次通过光传输结构送入解调装置解调，最后解调光会体现出光纤光栅反射波长的变化特性。当利用光纤布拉格光栅原理检测粮仓内局部粮温时，由于粮温变化引发的光栅自身的折射率或栅距的改变会使反射波长产生相应的变化，最终对由解调器检测得到的波长变化推导计算即可求得相应位置实时的粮温数据。探测器获得的尖峰波长随着粮温的变化持续变化，探测器带宽是指光纤布拉格光栅反射峰对应的带宽，其检测精度越高，则带宽就越小，由于工艺水平的限制，一般在0.2~0.3 nm 之间。

三、解调仪

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关键词：

铁路基础设施；监测；振动传感器；数据采集

0.引言

进入21世纪以来，我国铁路建设发展迅猛，取得了良好的经济与社会效益。随着铁路运输速度的迅速提升，再加上其相对方便舒适的环境和价格上的优势，势必能吸引越来越多的人选择铁路作为他们旅行的交通工具，然而，伴随着铁路运输的飞速发展给人们带来的交通上的快捷与方便，车体与铁轨的振动故障对公共财产及人身安全构成了前所未有的威胁。伴随着我国铁路立体跨越式的迅猛发展，轮轨间激扰力与激扰频率随着车辆行驶速度的不断提高，逐渐增大，变宽，结果会造成电机等吊挂设备和车内设备的高频高幅振动，引起车体设备振动能量的急速加剧。如果超过了铁路各设备所允许的振动强度范围，未来的工作性能指标及使用寿命将会受到过大的动态载荷和噪声的严重影响，情况越发严重会导致零部件的早期失效。当前大量事实表明，在长期作用的情况下，铁路振动故障可能会导致货物破损，轨道破坏，列车脱轨等危险情况。为确保铁路“安全、经济、快捷、舒适”的特点和优势，铁路建设要不断发展完善其各项功能，才能在越发激烈的市场竞争中取得优势，因此，各国都加强了对铁路振动的检测及分析，也增加了对其的投入力度。今年我国对铁路振动检测领域的人力物力投入有明显增加，并且研究范围扩展到众多方面。以往铁路振动检测系统只配备在一些重要单位或者要害部门，而在2000年以后，各个铁路站段及各个振动检测站点基本都已经涉及发展应用到。铁路振动检测系统的重要性越来越被人们所认可，近些年又不断完善各项相应的标准和规范。为了保证铁路的运输安全、高效舒适的科学发展及以人为本的发展要求，确保铁路的优势和特点，如何准确检测高速铁路的振动并判断故障是摆在铁路工作者面前不容缓的实际问题。

1.数据采集系统设计方案

本论文用于铁路基础设施监测的振动传感器数据采集系统主要由下位机系统和上位机节点两个大的部分组成。系统设计方案的结构框图下位机系统里包含了振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块和电源模块五个单元。振动传感器把接收到的振动信号数字化，通过IIC数字传输方式，将数据发送给微处理器STM32F103ZET6。微处理器作为控制单元，用于接收振动传感器数据并进行数据处理分析计算，通过RS-232串口通信，运用MAX3232电平转换芯片及CH340RS-232串口转USB芯片，实现了XYZ三轴振动数值发送到上位机进行控制显示。因为目前个人电脑上已很少有串口，所以我们使用RS-232串口转USB口芯片CH340G，数据可以从USB口进入PC上位机。由于每一个节点的检测范围有限，使用多个这样的节点共同检测则可以扩大系统的监测范围，提高系统的整体工作性能。整个铁路振动检测系统是由多个下位机节点互相协作共同完成系统功能的。

2.系统硬件设计

2.1系统硬件设计思想

本论文的铁路振动检测系统是由振动传感器数据采集模块，IIC实时数据传输模块，微处理器模块以及RS-232有线通信模块和电源模块组成。振动传感器数据采集模块对铁路振动的振动数据信号进行实时采集，将采集到的数据数字化，并通过IIC实时数据传输方式与单片机处理器通信，接着单片机处理器模块将采集的数据进行数据处理分析，通过有线通信模块上传到上位机进行实时显示及存储，为铁路振动故障的判断提供合理依据。微处理器中有数据处理分析算法的设计，完成对采集到的实时振动信号进行数据处理分析，判断当前得到的振动数据是否在铁路设备所能产生的振动范围之内并对数据进行干扰点剔除，去直流及多项式趋势项和平滑处理，计算出与自然坐标系夹角的角度，使整个铁路振动检测系统的性能与数据准确性得到大幅度提高，很大程度上降低了系统的错误上报率。

2.2系统介绍

系统硬件部分可以分为五个部分：振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块、RS-232有线通信模块和电源模块。数据采集模块：由单片机处理器模块发出相应的控制指令配置振动传感器的控制寄存器，内部控制寄存器来决定信号的采集速度、通信方式、数据输出格式与带宽，振动传感器根据内部控制寄存器的值按要求采集振动信号。实时数据传输模块：振动传感器采集的实时数据通过IIC传输方式，将数据发送给处理器，为之后的数据处理分析奠定了基础。微处理器模块：主要工作是通过系统软件控制数据采集模块完成振动数据信号的采集，并对数据进行处理分析，然后控制RS-232有线通信模块将处理完成的数据上传至PC上位机进行显示及存储。该模块是振动传感器数据采集模块和RS-232有线通信模块进行联系的核心部分。RS-232有线通信模块：将微处理器模块处理完毕的数据，通过RS-232串口通信的方式传递给上位机，上位机会自动显示及存储数据，供振动故障的判断使用。电源模块：通过该模块，将5V外部直流电源转换成系统所使用的3.3V电源。

结论

本论文设计了一套铁路振动检测系统，该系统采用下位机整体检测模块PC上位机整体控制数据流向，并对上传的检测数据进行显示保存。从与传统检测方法的比较来看，它能够更加高效、深入、细致的对铁路振动信号进行检测、处理分析及显示存储，并为铁路振动故障的判断提供可靠依据。

作者：鲁楠 唐岚 廖若冰 朱加豪 单位：西华大学汽车与交通学院 西华大学西华学院

参考文献

[1]冯晓芳.中国高速铁路的发展与展望[J].科技资讯，2009（1）：129-130.

[2]段合朋.铁道车辆振动特性及平稳性研究[D].成都：西南交通大学，2010.

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.006

1 引言

现代社会的经济正处于高速发展之中，越来越多的人拥有私家车，并且在近几年，故据事故的比重很大。在如今中国，由酒后驾车所引发的交通事故每年可达上万起，其危害之严重可见一斑，已成为交通事故的第一大“杀手”。

为了实现对于人权的尊重，对于生命的关爱，使更多人的生命权，健康权以及幸福美满的家庭能够得到更好的保护，需要设计一种智能的酒精检测系统可以检测驾驶员的体内的酒精含量。本论文研究的是一种以气敏传感器和单片机为主，检测酒精的浓度，并且具有显示和报警功能的基于单片机的酒精检测系统。

2 基于单片机的酒精测试仪的总体设计方案

此次设计是采用STC12C5A60S2纹机作为主控芯片，设计一款酒精浓度测试仪，用C语言编写主控芯片的控制程序，再结合所构建的特定的电路，使酒精测试仪可键盘输入数据，控制其在LCD显示器上所显示的酒精的阈值，以便于应对在不同情况下，该酒精检测仪进行实际的应用。通过酒精浓度的检测，LCD显示器上会显示出准确的酒精的数值，而经过程序的运行与判断，对不符合的酒精值进行警告，从而引起响应电路的报警，表明驾驶员已经达到酒驾的标准。

在本设计中，由于人饮酒之后，酒精被人体利用消化系统吸收，大约有90%的酒精通过肺部被转化为气体，通过呼吸系统排出，因此直接测量呼出气体中的酒精含量，所以利用气敏传感器来测量呼出的气体，就可以检测出人体大概的酒精含量了。

以下为基于51单片机的酒精测试仪的总设计框图：

3 硬件电路设计

硬件电路分为电源模块，单片机最小系统模块，电源模块，MQ-3传感器模块，1602液晶显示模块，声光报警模块，按键模块。下面分别介绍电源模块，MQ-3传感器模块，1602液晶模块，声光报警模块，按键模块。

（1）电源模块电路。为了进行实物演示的方便，我们并没有给这个单片机系统运用电池供电，而是直接运用DC电源座与数据线将其连接在电脑上，用电脑直接给其供电，使单片机满足5V电压的运行环境。

（2）MQ-3传感器模块。在设计中需要应用到MQ-3气敏传感器，该传感器能够准确的检测出人体呼出气体中酒精的含量，然后通过STC12单片机中内部的A/D转换线路，可以将传感器所检测到的模拟信号转换成数字信号发送到1602液晶上，显示出相应的酒精浓度。

（3）1602液晶显示模块。1602液晶是两行各16字符的字符型液晶，该液晶拥有体积小、功耗低、显示操作简单等优点，刚好满足本设计对于液晶的要求。同时还要加上一个蓝白电位器，便于调节液晶的电压与电流。

（4）声光报警模块。为了能够使酒精浓度的检测产生更加具体的视听感受，所以加上了声光报警模块。当所检测的酒精浓度已经达到或超过所设定的阈值时，由蜂鸣器与LED灯所组成的模块，就会产生蜂鸣器发出刺耳的声音，led二极管发出红光的警告。

4 软件代码调试

系统开始工作，对LCD液晶、阈值、IO口等数据进行初始化，初始化结束，程序进入循环，用MQ3采集酒精气体，对测得气体数值进行AD转换，使得其数据在LCD上显示，若酒精浓度大于阈值，会有声光报警产生。

5 结论

由于本设计使用的是以单片机作为核心控制元件和灵敏的MQ-3气敏传感器，使本酒精浓度检测系统具有功能强、性能可靠。电路简单、成本低的特点，加上经过优化的程序，使其有很高的智能化水平。但在实际的操作中，发现气敏传感器浓度下降过快，不方便测量，没有密闭的呼吸管，所测酒精浓度不准确等问题。接下来将以此为基础，更加深层次的探究基于单片机酒精检测系统设计过程，实现理论研究的应用价值。

参考文献：

[1]何道清.传感器与传感器技术[M].科学出版社.

[2]张毅刚.单片机原理及应用[M].高等教育出版社.

[3]黄惠媛.单片机原理与接口技术[M].海洋出版社.

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因此，利用现代检测技术和先进的技术产品，尽快研制出具有现代先进水平的汽车制动性能检测系统对保障交通安全、保护人民生命财产安全具有重要的意义。文中详细讨论了采用这些技术设计的汽车制动性能检测系统的设计方法。包括检测系统的总体设备配置、硬件布局、工位分配、接口驱动等硬件设计方法；通讯系统设计、控制软件结构、人机界面等软件设计。系统软件共分PC机与单片机两大块，其中：单片机部分软件采用MCS-51汇编语言编写，PC部分采用Microsoft公司的 Microsoft Visual Basic 6.0应用程序开发工具设计的。针对检测数据的实时存储要求，文中也讨论了数据库的设计以及检测软件与数据库的接口设计。

关键词：汽车；制动；检测；PC机；单片机；数据库

Abstract

Safety of automobile driving is an increasingly serious economic problem that society puts emphasis on. The present quantity of automobile in our country is increasing rapidly, which makes safety of automobile driving an even more urgent problem. According to statistic, among the traffic accidents caused by automobile breakdown, braking breakdown causes most. Automobile braking performance has become more important while the present quantity and the speed of automobile are increasing. In order to reduce traffic accidents, some rules of law have definitely stated that automobiles must get regular test before their driving. And during the regular test automotive braking performance is one of the key factors that determine automobile safety technical condition.

篇10

中图分类号：TP18文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)26-6348-03

Network Intrusion Detection Based on Immune Theory

WU Xiang1, HAN Liang2

(1.Naval Headquarters, Beijing 100841, China; 2.The East China Sea Fleet of Navy, Ningbo 315122, China)

Abstract: After analysis of the immune algorithm characteristics, the metaphor mechanism which is associated with the intrusion detection is extracted and studied in-depth. And then on the basis of artificial immune system, intrusion Detection system based on immune mechanism is built and the definition of system self and system non-self, immune matching rules set, and also the generation and life cycle of the immune detector are explained. Finally, the model is validated by the simulation experiments. The establishment of the immune intrusion detection system and the simulation work is the cornerstone of this research.

Key words: intrusion detection; immune theory; r contiguous bits matching; detector set generation

人体的免疫系统功能是通过大量不同类型的细胞之间的相互作用实现的[1-2]。在这些不同类型的细胞主要作用是区分“自体”和“非自体”。“自体”是指人体自身的细胞，而“非自体”是指病原体、毒性有机物和内源的突变细胞或衰老细胞。淋巴细胞能对“非自体”成分产生应答，以消除它们对机体的危害；但对“自体”成分，则不产生应答，以保持内环境动态稳定，维持机体健康。

可以看出入侵检测系统和免疫系统具有一定程度的相似性。对于一个入侵检测系统，特别是网络入侵检测系统，免疫系统的组成、结构、特征、免疫机理、算法等都为入侵检测系统设计有着重要的借鉴意义。它们要解决的问题都可以被描述为：识别“自体”和“非自体”，并消除“非自体”。

1自体和非自体的定义

计算机安全的免疫系统保护的是计算机系统的数据文件，所以将“自体”定义为计算机中合法的数据，这些数据包括合法用户、授权活动、原始源代码、未被欺诈的数据等；将“非自体”定义为其它一切非法数据，这些数据包括自身遭受非法篡改的数据、病毒感染的数据以及外来数据等。

2免疫匹配规则

在计算机中，所有的数据都是以二进制来表示的，这就表明在进行仿真的过程中，使用免疫匹配规则的对象都应该是针对二进制字符串的，因此需要采用二进制的匹配算法。采用何种二进制字符串的匹配算法，这是一个十分关键的问题，因为只有采用了合适的匹配算法，才能有效的构造免疫检测器集[4]。目前有很多的近似匹配算法，如r连续位的匹配算法、海明距离匹配算法等。r连续位匹配规则能更好地反映抗体绑定的真实提取，即能更真实地反映检测器字符串与被检测字符串的匹配情况，所以它比海明匹配规则更常用，因此文章采用r连续位的匹配算法。

r连续位的匹配规则可以描述如下：对于任意的两个字符串x，y，如果两个字符串x，y在相应位置上至少连续r位相同，那么这两个字符串是r连续位匹配的，即Match(x,y)|r=true。例如，如果设定r=5，字符串x=“10111010”和字符串y=“11011010”，由于它们在相应位置4-8位上都为“11010”，因此这两个字符串是匹配的。

在训练阶段，首先随机生成候选检测器集合，然后让候选检测器与自体集进行匹配，这个过程也叫阴性选择过程。在匹配的过程中，那些与与自体集相匹配的候选检测器就被丢弃，而不与自体集匹配的候选检测器则作为成熟检测器，存储于检测器集合中。

[1] Oscar A,Fabio A G, Fernando N,et al.Search and Optimization：A Solution Concept for Artificial Immune Networks: A Coevo? lutionary Perspective [C].Proceedings of 6th international conference on Artificial Immune systems，Brazil，2007：26-29.

[2] Hofmeyr, S, Forrest, S. Immunity by Design: An Artificial Immune System[C]//Proceedings of the 1999 Genetic and Evolution? ary Computation Conference,1999:1289-1296.

[3]杨进,刘晓洁,李涛,等.人工免疫中匹配算法研究[J].四川大学学报:工程科学版，2008,40(3):126-131.

[4]马莉.基于免疫原理的网络入侵检测器生成算法的研究[D].南京:南京理工大学硕士论文, 2006.

[5]卿斯汉,蒋建春,马恒太,等.入侵检测技术研究综述[J].通信学报,2004,25(7):19-29.

[6]焦李成,杜海峰,刘芳,等.免疫优化计算、学习与识别[M].北京:科学出版社, 2006.