体育馆智能化系统设计总结

体育馆智能化系统设计总结（精选10篇）

1.体育馆智能化系统设计总结 篇一

住宅配套项目方案

设计方案

小区智能化工程设计所包含的子系统如下： 1可视对讲及门禁系统 2视频监控系统 3出入口控制系统 4电子巡更系统 5背景音乐系统 6周界报警系统

建设目标

智能化工程的建设目标是：建设实用先进的智能化系统，建设现代化、信息化、数字化、网络化、智能化的建筑群，使其成为同行业一流水平的住宅小区。小区智能化系统按照高规模、高起点、科学性、先进性、和实用性相结合的原则进行统一规划设计，具体要求如下：

1、先进性：采用国内通用的先进技术；

2、成熟性：以适用为原则，采用成熟且具有成功使用经验的产品；

3、开放性：采用开放的技术标准，以免系统互联发生障碍；

4、标准化：采用标准化的设计和标准化的产品；

5、可扩展性：为适应信息时代科技进步的发展，系统的规划设计和实施中必须充分考虑系统的可扩展性，对此，技术方案的选择上，要有一定的超前性和扩容余地，系统实施方案必须考虑冗余和灵活性；

6、安全性：包括系统物理安全和信息应用及传输安全；

7、服务意识：强调以人为本的设计思想，为小区用户提供安全、舒适、方便、快捷、高效、环保、节能的生活工作环境。

一、可视对讲及门禁系统 1.1系统概述

近年来，楼宇可视对讲系统作为楼宇智能化的一部分已成为住宅建设的一个有机组成，在住宅小区的安全防范中起到积极的作用。

可视对讲门禁系统为小区内的住户、物业管理部门提供了内部通讯、视频监控和遥控开关门等功能，每个来访者在进入小区时，经保安人员通过可视对讲系统联络确认后方可进入小区；在小区单元门口处，再通过可视门口主机与室内住户联络，住户与其通话并监视，确认许可后，住户遥控开启电磁锁让来访者进入；同时，门口主机、管理中心机与室内分机三方之间都可以双向通话。这一过程都在管理中心的监管下，并有信息记录储存，保安管理人员在中心可实时看到来访者，并把图像存放在管理中心的电脑上。

1.2需求分析

作为智能化小区，采用先进的数字化技术传输介质，整个小区要实现数字化、网络化功能，楼宇可视对讲是占小区智能化系统投资较大的系统，其选用系统的定位应为高端且物美价廉、数字化、易用、可扩展性。

1)物业管理中心

在物业管理中心或消防控制室安装1台中心管理机，中心管理机通过局域网可以与其联网的住宅公共大门终端和室内终端连接。管理中心可与住户进行可视对讲，实现用户、中心双方的互相呼叫、通话功能；也可对梯口大门终端或区口大门终端/小区摄像头进行监视，实现对本小区的全方位监控。

2)小区门口

在小区的入口安装一台大门终端，安装联网门禁。供用户确认来访者身份，也可与管理中心直接通话，还可监视该小区门口的情况。可设置个人开锁密码。业主可刷IC/ID卡及输入用户密码实现门禁开门。

3)楼栋单元门口

在每个楼栋单元门口安装一台大门终端。供用户确认来访者身份，也可与管理中心直接通话，还可监视该单元门口的情况。可设置个人开锁密码。业主可刷IC/ID卡及输入用户密码实现门禁开门。

4)用户室内终端

在每户住宅内安装室内终端，此终端具有可视对讲，远程开锁，监视，户户通 话等功能。住户可以在免提的情况下，直接呼叫管理中心；管理中心也可主动呼叫住户。

5)系统布线

全面采用数模结合的传输介质，用户室内机到门口机通过总线制，门口机和围墙机通过网线和光纤实现高质量、快速的数据传输。

整个系统可以随着技术的发展和进步，具有更新、扩充和升级的能力；遵循开放性原则，软件、硬件、通信接口、网络操作系统和数据库管理系统等符合国际标准，使系统具备良好的兼容性和扩展性。

1.3详细设计

1.3.1总体设计

住宅配套项目可视对讲管理系统，设置一套安保彩色半数字化联网的对讲系统。整个小区在物业管理中心放置中心管理机1台，信息实时上传到可视对讲门禁系统管理电脑；管理电脑安装在小区总控中心；同时预留敷设管、线到位于消防控制室。

在园区出入口，设1台围墙机，单体住宅楼每个单元首层设置1台可视联网带刷卡门口主机，如首层大堂或地下电梯前室有多个出入口，只首层大堂正门设置可视联网带刷卡门口主机，其他门设置门禁刷卡机，实现封闭管理；门禁的锁具采用电磁锁。每户设置1台可视带安防可视分机，支持信息发布；每台主机及每台围墙机分别配1台专用电源。

1.3.2对讲子系统

智能家居系统包括：家居智能终端（室内智能终端）、公用大门智能终端(梯口大门终端、区口大门终端)、管理员机（中心管理机、管理员机软件）、中心服务器软件和小区网络布线等构成。

（1）室内智能终端

单体住宅楼每户设置1台室内智能终端。

室内智能终端配合模块可实现：楼宇可视对讲、信息管理（社区信息、访客留言留影等）等功能。

监视、对讲：

实现与门口机、公共大门终端的可视对讲与监视；与中心机的双方通话。（2）公用大门终端（梯口大门终端、区口大门终端）

在园区的出入口的大门共设1台区口大门终端，每台区口大门终端设置1个门锁及1个出门按钮。单体住宅楼每个单元首层大门终端，其他的副门安装普通门禁，门禁的锁具采用电磁锁。

公用大门终端的功能有: 呼叫功能

访客在小区入口/单元梯口可呼叫住户并伴有回铃声，室内终端响起铃声，提示有访客呼叫同时显示访客图像；此时住户可通过按“通话键”与访客进行双向通话；在通话过程中，住户可以通过按“开锁键”开启区口/梯口大门终端电锁。

访客在小区入口/单元梯口也可呼叫管理中心机进行对讲，管理中心机可以显示访客图像信息，并开启区口/梯口大门终端门锁。

密码、刷卡开门功能

住户可通过输入正确的密码来开启电锁，也可通过经授权的IC卡刷卡开门。(3)管理中心设备

管理中心具备信息处理与发布功能，对外提供开放的软硬件接口，方便与其它厂商的软硬件接入，设备部分主要有：中心管理主机、管理员机软件、中心服务器及软件（包含有住户管理模块、事件管理模块、设备管理模块、参数管理模块，IC卡门禁管理模块，广告服务模块，信息发布模块）。

管理终端它是采用中心管理主机+管理软件来实现管理中心机的功能，主要有呼叫管理子系统、报警处理子系统、区口大门终端监视，它不仅具有传统管理机的对讲，监视，呼叫，开锁，报警事件处理，电子地图的功能，而且具有方便升级维护，系统更新等功能。

(4)系统供电

智能终端采用住户自己供电，公用大门终端采用就近供电，中心设备采用UPS供电。

1.3.3门禁子系统

智能终端具有门禁功能，住户可通过输入正确的密码来开启电锁，也可通过经授权的IC卡刷卡开门。

系统包括IC卡单元门口主机和电锁、电源部分。

二、视频监控系统 2.1系统概述

在小区安全防范中，通过视频监控系统，小区的管理及保卫人员能够方便、及时地了解、掌握各处的实时动态，包括人员流动、工作及安全情况。为物业管理提供现代化的手段；通过对各重点部位的监控，实现对为小区内各种环境状态和人员活动多方位的监视，有效地震慑和预防盗窃物品等治安问题的发生，极大提高了物业管理效率和住户的人身、财产安全。同时利用系统的防盗、监控联动功能，使管理人员能快速反应各类突发事件，并提供准确的资料给相关安全部门备案，以满足治安管理和突发事件的处理要求。

2.2系统总体设计

本次智能化小区安防工程采用成熟、稳定的模拟监控系统，为了小区视频安保工作做好了一道视频屏障。

视频监控系统主要由前端图像采集、信号传输、终端控制、存储、显示等几部分组成。

在小区的周界、主要通道及出入口，小区园区内及广阔区域，小区停车场出入口及各单元电梯内等重要的公共区域等处设置摄像机，中心设置视频矩阵、监视器、数字式硬盘录像机。将前端视频信号接入矩阵和数字硬盘录像机，实现图像信息的处理、控制及录像。并与周界防越报警系统报警实现联动录像。

三、出入口管理系统

随着科技和经济的发展，非接触式智能卡的广泛应用已渗透到各个领域，智能停车场收费管理系统是现代化停车场车辆及设备自动化管理的统称，是将停车场置于计算机管理下的高科技机电一体化产品。

3.1系统总体概述

车辆采用远程刷卡及智能识别进出停车场，作为本小区设置的智能停车场管理系统，此系统是结合实际情况而设计的一种高效快捷、公正准确、科学经济的停车场管理手段，是停车场对于车辆实行动态和静态管理的综合。系统可完成车辆出入自动控制、记录实时监控、防跟车机制、车位引导、数据统计分析等功能。

3.2用户进场说明：用户进入停车场，在5-10米远处用户持卡在窗口处读卡，入口控制机进行长期卡片识别，为合法卡则道闸开启，如果是未续费或者非法卡道闸不动作，车辆驶进后，道闸下落至挡车状态。

3.3用户出场说明：用户驶离停车场，在5-10米远处用户持卡在窗口处读卡，出口控制机进行长期卡片识别，为合法卡则道闸开启，如果是未续费或者非法卡道闸不动作，车辆驶离后，道闸下落至挡车状态。

四、电子巡更系统 系统设计原则

住宅配套项目采用离线式巡更系统，整个系统主要由信息钮、巡更棒、通信座、系统管理服务器（包括软件）四部份组成。

巡更系统所需控制电脑与可视对讲门禁系统管理电脑共用，该电脑需选择带多串口卡的电脑。

要求各楼宇单元每个单元设置一个巡更点，人防地下室、园区、周界及小区出入口设置巡更点。

小区内部的巡更由当地物业部门根据小区防护需要设定具体线路和巡更点位置设定。

无线巡更系统要求功能强大，有灵活、安全、迅速、简便的特点。可按班次、巡检地点、巡检人员三种不同要求查询；可配合用户实际设定班次，每班始末时间，并可随时更改；可任意增减、变更人员名字及巡更点名称。软件配有加密狗和管理员密码双保险，无关人员不能运行软件，有良好安全保密性，且巡更输入数据不可更改，但可备份，可打印。查询记录及时了解巡更人员到达各巡更点的日期、时间、班次、圈次，并显示漏检的巡更点和异常信息，问题集中反映，查询效率大大提高。另外软件操作简便，运行可靠，反映准确。巡更资料可贮存在电脑内，供随时查询，并作考勤记录。可实现巡更路线的设定并可修改。

五、周界报警系统 系统需求分析

在小区围墙上方采用主动红外对射式探测器进行防范，一旦小区周边有非法侵入，小区管理处的管理机和电脑就会发出报警，指出报警的区域、时间、探头编号、电子地图等，通知安保中心及时处理。当报警信号传到管理中心时产生声光报警，并在连接电脑的屏幕上显示电子地图、电子报警区段，打印机自动打印信息。与管理中心计算机联网，可以随时查询报警信息。

系统的设计原则及依据

小区周界的围墙，防止有人攀登和跨越，当布防时如果有人侵入则发生报警，实时的将本防范区域的报警信号、警情类型显示到报警主机键盘上，并触发报警信号，使操作人员能及时、准确地掌握警情，及时调动保安人员进行处理。

在监控中心安装一台报警控制主机，报警控制主机接收上述所有探测器的报警信息，可以将报警信号以声光的方式报警，并可通过电话线将警情发送给当地的110报警中心。

六、背景音乐及紧急广播

小区实施背景音乐与公共广播系统,在小区道路旁、公共绿地、休闲处四周设置造型草坪音箱；平时播放背景音乐，为整个小区所有地方营造和谐、舒适环境，减少噪音烦扰，让业主能够轻松愉快的生活，各个区域可以实现分区自动广播。在地下停车场按不同的防火分区设置音柱音箱，可实现广播寻呼功能，通过公共广播实现对业主宣传小区政策、公告公布、寻物找人、通知广播等，智能广播系统提供优美、舒缓的音乐会带给人们精神上的快感，可以起到放松紧张的心情和消除疲乏的作用，特殊情况下还可作紧急广播使用。

系统扩展是非常方便，只需将新区域线路接入预留接口即可，无需重新布线。本系统是多元化系统，功能齐全，其最大的优点是节省了很多设备开支，控制方式可统一并自动化，大大简化操作，在非常状态下可一步到位。

2.体育馆智能化系统设计总结 篇二

本系统非奥组委必须,仅前期规划,业主根据需要建设。

场馆专用系统包括9个子系统:

1)屏幕显示及控制系统

2)扩声系统

3)场地照明及控制系统

4)计时记分及现场成绩处理系统

5)现场影像采集及回放系统

6)售验票系统

7)电视转播和现场评论系统

8)主计时时钟系统

9)升旗控制系统

以上各系统基本独立运行、各自操作,建设比赛中央控制系统,通过相应的系统集成软件,利用场馆信息网络系统,实现对以上系统的集成,做到在奥运比赛期间,为比赛组织者提供一个为比赛服务的集成控制环境,以便于系统操作人员集中管理,实现资源共享,避免重复投资。

24.1比赛中央监控系统总体结构

系统采用B/S结构,采用监控服务器,配置视频、音频处理卡,I/O输出控制卡,系统平台为Win2000/2003,采用VC++开发。

外围配置大屏监控摄像机(高动态摄像机),图像监视器和中央监控工作台以及音视频播放设备。

结构图如下:

24.2实现系统功能

24.2.1屏幕显示及控制系统

大屏电源的开/关、大屏画面实时监控、返送给大屏显示系统视频信号以便大屏显示,视频信号包括:现场影像采集及回放系统视频信号、预先准备好的视频信号(外设或存储电脑中的)、电视转播送来的视频信号。

24.2.2场地照明及控制系统

实现预定的模式控制。

24.2.3扩声系统

按设定的模式打开场地扩声系统;进行广播呼叫;播放音频。

播放模式:

●赛前观众进场广播;

●赛前训练广播;

●比赛广播;

●赛间休养广播;

●赛后退场广播;

24.2.4售验票系统

实时监控场地上座率信息,分区显示。

24.2.5主计时时钟系统

实时监控标准时间(场内),显示母钟、子钟状态。

24.2.6升旗控制系统

监控:1)升旗状态;

2)升旗控制。

联动:1)升旗设置

●大屏播放的信号选择(电视转播,现场采集)

●扩声模式选择(国歌播放模式)

●国家选择

●文字屏文字选择

2)升旗控制

启动—>大屏切换到设定图象—>文字屏打出特定字母—>扩声模式打开—>国歌音频输出—>按国歌播放时间同步控制国旗上升。

24.2.7计时记分及现场成绩处理系统

接收现场成绩处理系统的成绩,并和比赛现场显示屏的成绩进行人工比对。

24.3实现联动功能

1)赛前场景:赛前进场场景设定和控制;

2)赛前训练场景:赛前训练场景选择和控制;

3)比赛场景:比赛场景选择和控制;

4)比赛赛间休息场景:赛间休息场景选择和控制;

5)比赛退场场景,包括退场场景选择和控制。

25体育竞赛综合管理系统

体育竞赛综合信息管理系统是奥运会组织、运行的支撑,是媒体、公众及其他与会人员获取奥运信息的主要途径,将为奥运会提供安全、可靠、及时、便捷的信息服务。

奥运会期间的体育竞赛综合管理系统的网络设备及应用软件,业主不提供,均由奥组委自备,并在赛后拆除。

26公共信息系统

26.1系统要求

国家体育馆内设置一套公共信息显示系统,通过设在各处的31套触摸式显示屏,为参赛人员或观众提供方便快捷的多媒体信息服务。

26.2系统拓扑

拓扑结构各部分组成描述如下:

1)体育比赛计算机综合信息系统

进行各项奥运比赛组织、结果等信息进行管理的计算机处理信息系统,由比赛成绩处理系统提供。

2)内容信息管理和发布系统

奥运比赛项目信息内容的加工、组织、管理和发布的信息系统,由比赛成绩处理系统或办公自动化系统提供。

3)多媒体信息查询服务前置管理系统

负责多媒体信息查询服务终端和奥运比赛后台计算机系统之间信息交换管理的信息系统,由办公自动化系统提供。

4)多媒体信息查询服务终端系统

提供国家体育馆信息服务查询、体育比赛结果查询和发布等信息导航的服务终端。配置的31台查询触摸屏,分别安放在体育馆的各出入口、各层观众厅、商业、主要通道等。

26.3系统软件结构及实现功能

系统软件结构如下:

实现功能:

●奖牌榜查询

●场馆注意事项

●功能区导航

●快速查询功能

●赛事信息查询

●广告信息发布

27办公自动化系统

办公自动化系统主要为奥组委和体育馆经营者提供办公和文件管理、设备综合管理、人事综合管理、财务综合管理及管理者查询等,为体育馆管理者提供良好的信息环境,提供快捷有效的信息服务。

27.1

系统组成

27.2系统结构

采用基于.net技术的多层分布式架构,采用浏览器(windows窗体)+应用服务器+数据库服务器的多层构架,能够支持大用户数和数据量。

27.3系统安全

包括网络安全、数据库安全、系统权限管理。

27.4系统功能

场馆办公自动化管理系统将体育场馆运营部门的业务数据、业务资料、文档数据等变成电子数据,统一存储、统一管理,最大限度的实现信息共享,通过动态数据分析,为场馆的运营者、管理人员、服务人员提供决策支持依据。

1)经营管理

包括:会员卡管理、会员管理(含非会员的散客)、商店管理、场地使用管理、收银管理、员工考勤管理、基础数据设置、查询统计决策共8个子系统。

2)行政管理

包括:组织机构管理、人员管理、工作日志管理、会议管理、文档管理、活动安排管理、日常费用管理、查询统计。

3)物业管理

包括:库存管理、办公用品管理、设备管理、器材管理、家具管理、房产大修管理、环境管理、空间管理、房产租赁管理、能源管理、保安消防管理。

4)大型活动管理

包括:人员注册管理、信息查询管理、组委会综合管理、成绩综合管理。

27.5门户网站

建立赛事组织方的门户网站,向赛事参加者和国内外公众提供运动会的静态和动态的各类信息和网上的综合信息服务。

3.体育馆智能化系统设计总结 篇三

关键词：智能化;教学设计;教学设计指导系统;PHP+MYSQL

中图分类号：G434             文献标志码：A           文章编号：1673-8454（2015）04-0083-03

一、引言

教学设计实施过程中，教学设计人员需要掌握多方面的专业知识，如教学设计基本理论、专业课程知识、计算机操作知识等。对于普通的任课教师、单一学科的专家和相关专业的教学设计开发人员来说，不论分析设计还是实际操作都存在着很大的难度。正是如此，导致了大量、有效的教学设计计划不能在实践中得到实施。而且，教学设计过程本身就是一个创造的复杂性过程， 它不仅包含传统教学中的师与生、生与生、学生与外界环境等错综复杂的相互关系，还要考虑数字化环境下的教学过程与现实教学的差别，因此迄今为止还不能做到完全由计算机代替。正是基于这样的考虑，要独立使用计算机系统实现教学设计的全自动化，而不需要教学设计专家学者和有着丰富教学经验的学科优秀教师的介入，现阶段是不可能的。笔者此次设计的智能化教学设计指导系统旨在让更多的教学设计知识得到运用和推广。

智能化的教学设计指导系统旨在充分发挥计算机强大的数据处理优势， 借鉴众多教学专家和经验丰富的学科优秀教师的教学经验， 把计算机网络等智能技术与教学设计专家学者和有着丰富教学经验的学科优秀教师的经验相结合，减轻教学设计和教学系统开发人员的工作负担， 为教学设计和教学系统开发人员提供咨询、辅助、指导，提高教师教学设计的质量和效率。

二、系统总体设计

1.系统总体设计模型

本系统主要分为两大模块：前台设计模块和后台管理模块，前台设计模块包含学生用户注册、登录、测评等功能，后台管理模块主要包含用户管理、测评内容管理、课程管理、课程指导处方管理和自主学习处方管理。管理员预先设定学习者测评信息，学生在注册登录完成测评之后，系统能够分析出学生的学习者类型，并针对课程内容为教师开出相应的指导处方和为学习者开出自主学习处方，由教学设计专家和学科优秀教师对处方进行评价，以便根据评价反馈信息即时修改处方内容。根据前述功能，智能化的教学设计指导系统的总体设计模型如图1所示。

从图1可以看出，本系统主要包括信息收集、建立学习者类型、选择和输出教学及学习处方、评价与反馈信息。各模块功能如下：

（1）信息收集

学习者通过前台登录界面注册后，填写学习者认知能力量表、学习风格量表和学习动机量表，收集学生信息，在学习者模型库中录入学生信息。当学习者的认知能力、学习风格或学习动机有所改变时，系统将根据学习者重新填入的数据实时调整学生信息。

（2）学习者类型建立

对所收集到的三个学生信息量表数据进行处理，得到学习者的分类结果。本部分采用认知能力三种类型、学习风格八种类型、学习动机六种类型建立起学习者的144种类型，如表1所示。

（3）智能化输出处方

本部分主要根据学习者类型即不同学习者的认知能力、学习风格和学习动机水平，自动为教师开出教学处方，为学习者开出学习处方。当然，此处教学处方选择和设计需要借鉴各学科优秀教师的教学经验。

（4）评价与反馈信息

本部分教学设计专家根据学习者填写的信息对所开具的教学处方和学习处方进行评价和修改。

2.系统总体框架

依照图1的总体设计模型，智能化的教学设计指导系统的总体框架如图2所示。

智能化教学设计指导系统模型包括三个部分：管理员用户、学生用户和教学设计专家用户。管理员用户承担着用户管理、测评内容管理、课程管理、教师处方、学生处方和系统维护等几个模块的工作;学生用户主要的功能是用户注册登录和量表测评;教学设计专家用户主要是针对给出的教师学生处方以及量表制定的规范性做出评价，并给予反馈信息。

3.数据库的创建

本系统定义的数据库（IDIGS）中包含9个数据表：管理员表admin、班级表banji、院系表yuanxi、年级表nianji、测评表ceping、测评项cepingxiang、学生表 xuesheng、处方表chufang、学习表xuexi。

三、系统的具体实现

本系统采用Apache+MySQL+PHP作为技术支持，PHP是完全免费的，PHP是一种不仅安全而且能快速学习、跨平台具有良好数据库交互能力的动态网页设计语言;[3] MySQL是一个快速、多线程、多用户的SQL数据库服务器，支持正规的SQL查询语言和采用多种数据类型，能对数据进行各种详细的查询等都是PHP选择MySQL的主要原因;[4] Apache是当前全球占有率最高的网站服务器，不仅功能强大、稳定，而且完全免费，获取方便。我院校园网的服务器也在使用Apache。[5] 一个优秀的系统应该有一个友好的前台界面，同时具有一个安全简洁的后台维护界面，以便于管理。

1.前台页面的实现

前台页面主要包含的功能是学生注册、登录和学习者填写认知能力、学习风格、学习动机三个量表。它是阐明教学目标，进一步给出教学分类处方的前提和基础。

（1）前台登录页面的实现

前台页面中登录是学生进入到系统测试的入口，是学生面对本系统的第一印象，应该有一个友好的前台界面，登录页面如图3所示。

（2）学生测评的实现

学生测评是指学生通过完成学习者认知能力量表测评、学习者风格量表测评和学习者动机量表测评，以便统计出学习者类型。

实现代码：

<tr>

<td class="left_txt"  width="151" align="right">

<？=$row[1] ？></td><td width="159" class="left_txt">

<？=$row[2] ？></td><td width="294" class="left_txt" ><a href="cppingde.php？xuehao=<？=$row[1] ？>&banjiid=<？=$banjiid？>">认知能力测评</a>|<a href="dongji.php？xuehao=<？=$row[1] ？>&banjiid=<？=$banjiid？>">学习动机测评</a>|<a href="fengge.php？xuehao=<？=$row[1] ？>&banjiid=<？=$banjiid？>">学习风格测评</a></td>

</tr>

<？ }？>

</table>

如学习风格测评实现代码：

$jiafen=$a1-$b1;

if（ $jiafen<0||$jiafen==0）

{$nengli1="深思熟虑型";

}

elseif（0<=$jiafen）

{

$nengli1="积极主动型";

}

$jiafen=$a2-$b2;

if（ $jiafen<0||$jiafen==0）

{$nengli2="直觉型";

}

2.后台管理的实现

后台管理即管理员对智能化的教学设计指导系统进行维护和编辑。管理员用户登录后可以进行用户管理、测评内容管理、课程管理、教师处方管理、学生处方管理和系统维护等操作。

（1）用户管理界面的实现

管理员通过用户管理界面，可以实现密码的修改、用户的添加和删除。

实现代码如下：

<？php

session_start（）;

include（"db.php"）;

include（"ck.php"）;

$tijiao=$_POST[tijiao];

$yhm=$_POST[yhm];

$mima=$_POST[mima];

$newpass=$_POST[newpass];

if（$tijiao=="提交"）

{

$resulta = mysql_query（"SELECT * FROM admin  WHERE uname= '".$yhm."' AND upass = '".$mima."'"，$conn）;

if （mysql_num_rows（$resulta） == 1） {

$details=mysql_query（"update admin set upass='".$newpass."' where uname='".$yhm."'"，$conn）;

if （$details ！= null） {

echo "<script>alert（'密码修改成功！'）;history.back（）;</script>";

}

}

}

？>

（2）测评内容管理页面的实现

测评内容管理页面是管理员管理本系统的核心，在此页面上，管理员可以对三个测评量表内容进行修改和更新。如学习动机管理界面如图4所示。

（3）课程管理页面的实现

课程管理是管理员对《现代教育技术》课程内容章节添加修改的一个权利。

（4）教师指导性处方和学生自主学习处方的实现

系统通过确定学习者类型及对《现代教育技术》课程内容章节的分析，选择和输出相对应的教师指导性处方和学习者自主学习处方。如学习者自主学习处方如图5所示。

文章主要基于目前新教师面临教学经验不足以及多数教师教学压力大无暇教学设计的现状，提出智能化的教学设计指导系统，以便缓解教师教学设计压力。并以此设想为基础，设计并实现了以《现代教育技术》课程为例的智能化教学设计指导系统。

参考文献：

[1]黄荣怀.关于教育技术学领域中的若干关键技术[J].中国电化教育，2005（4）：5-9.

[2]方红.现代教育技术[M].北京：中国财政经济出版社，2013.

[3]徐设政，陈茂材.动态网站建设及技术运用[J].中国教师，2012（2）.

[4]刘洪锦.通用计算机题库系统的设计与实现[J].天津理工学院学报，2002（4）.

4.智能化测控应用系统设计报告 篇四

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

实时显示与温度报警系统是采用单片机实现对时,分,秒，数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站,码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化与温度报警装置给人们生产生活带来了极大的方便，而且把实时显示与温度检测及报警装置一体化，实现多种功能的一个系统。利用这个系统可以为定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、仓库的温度检测与火灾报警等的实现提供依据，所有这些，都是以实时与温度检测为基础的。因此，研究数字钟与温度检测，有着非常现实的意义。

实时显示与温度报警系统在人们日常生活中扮演着重要角色，它广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室、仓库等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时自动报时及温度自动控制防火防灾以及军事领域。

2总体方案设计

2.1方案比较

2.1.1方案一：

方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但当单片机不上电，程序将不执行。而且由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。温度传感器采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测小于1摄氏度的信号是不适用的。

2.1.2方案二：

方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS1302。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，可使系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间采用温度传感器DS18B20。DS18B20可以满足从-55摄氏度到+125摄氏度测量范围，且DS18B20测量精度高，增值量为0.5摄氏度，在一秒内把温度转化成数字，测得的温度值的存储在两个八位的RAM中，单片机直接从中读出数据转换成十进制就是温度，使用方便。

2.2方案论证

单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。

通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。

凌阳16位单片机有丰富的中断源准确度相当高，并且C语言和汇编兼容的编程环境也很方便来实现一些递归调用。I/O口功能也比较强大，方便使用。用凌阳16位单片机做控制器最有特色的就是它的可编程音频处理，可完成语音的录制播放和识别。这些都方便对设计进行扩展，使设计更加完善。成本也相对低一些。但是，在控制与显示的结合上有些复杂，显示模组资源相对有限，而且单片机的稳定性不是很高，而且就需要完成万年历这个不太复杂的设计可以不必用凌阳16位单片机来完成，采用单片机既能够实现既定功能，成本也不高。综合考虑最后选择用单片机来作为中心控制器件。

液晶显示效果出众，可以运用菜单项来方便操作，比较简单，所以，最后选择液晶显示方案。

传统的数据记录方式是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，因此，只能记录数据而无法准确记录其出现的时间；若采用单片机计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源，而且，某些测控系统可能不允许。但是，如果在系统中采用时钟芯片DS1302，则能很好地解决这个问题。

2.3方案选择

基于以上方案比较与方案论证，以及DS1302高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能的优点，以及DS18B20数字温度传感器的优点，本设计采用方案二实现实时显示与温度报警的功能。

3总体方案

3.1

工作原理

本设计采用STC89C52RC单片机作为本系统的控制模块。单片机可把由DS18B20、DS1302中的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现温度、日历和闹铃的显示。以LCD液晶显示器为显示模块，把单片机传来的数据显示出来，并且显示多样化。在显示电路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。

3.2总体设计

本设计采用LCD液晶屏幕显示系统，以STC89C52RC单片机为核心，由键盘、温度采集、定时闹铃、日期提醒等功能模块组成。基于题目基本要求，本系统对时间显示、闹铃和温度采集系统行了重点设计。此外本设计还介绍了DS1302时钟芯片与DS18B20温度芯片LM016L液晶显示屏的原理与应用，本系统大部分功能由软件来实现，吸收了硬件软件化的思想，大部分功能通过软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性大大提高。本系统不仅成功的实现了基本要求的功能，各功能部分也得到了实现，而且还具有一定的创新功能。设计总体框图如图3.1

STC89C52RC

DS1302

DS18B20

键盘输入

LCD液晶显示

蜂鸣器

图3.1设计总体框图

4单元模块设计

4.1各单元模块功能介绍及电路设计

4.1.1

STC89C52RC单片机模块

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller

Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即一条条执行的指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的，一条指令对应着一种基本操作；单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。为使单片机能自动完成某一特定任务，必须把要解决的问题编成一系列指令（这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令），这一系列指令的集合就成为程序，程序需要预先存放在具有存储功能的部件——存储器中。存储器由许多存储单元（最小的存储单位）组成，就像大楼房有许多房间组成一样，指令就存放在这些单元里，单元里的指令取出并执行就像大楼房的每个房间的被分配到了唯一一个房间号一样，每一个存储单元也必须被分配到唯一的地址号，该地址号称为存储单元的地址，这样只要知道了存储单元的地址，就可以找到这个存储单元，其中存储的指令就可以被取出，然后再被执行。

程序通常是顺序执行的，所以程序中的指令也是一条条顺序存放的，单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行，必须有一个部件能追踪指令所在的地址，这一部件就是程序计数器PC（包含在CPU中），在开始执行程序时，给PC赋以程序中第一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC在中的内容就会自动增加，增加量由本条指令长度决定，可能是1、2或3，以指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行。单片机可以根据设计的需要组成各种小系统，如下为STC89C52RC单片机的最小系统：

图4.1

单片机系统电路图

4.1.2

DS18B20温度测量模块：

若指令成功地使DS18B20完成温度测量，数据存储在DS18B20的存储器。一个控制功能指挥指示DS18B20的演出测温。测量结果将被放置在DS18B20内存中，并可以让阅读发出记忆功能的指挥，阅读内容的片上存储器。温度报警触发器TH和TL都有一字节EEPROM的数据。如果DS18B20不使用报警检查指令，这些寄存器可作为一般的用户记忆用途。在片上还载有配置字节以理想的解决温度数字转换。写TH,TL指令以及配置字节利用一个记忆功能的指令完成。通过缓存器读寄存器。所有数据的读，写都是从最低位开始。

温度测量传感器采用DALLAS公司DS18B20的单总线数字化温度传感器，测温范围为-55℃~125℃，可编程为9位~12位A/D转换精度，测温分辨率达到0.0625℃，采用寄生电源工作方式，CPU只需一根口线便能与DS18B20通信，占用CPU口线少，可节省大量引线和逻辑电路。接口电路如图4.2所示。

图4.2

DS18B20测量电路图

4.1.3

DS1302时钟模块:

DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1＋0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc≥2.5V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK始终是输入端。

图4.3

DS1302时钟电路图

4.1.4

LCD液晶显示模块

LCD液晶显示模块采用LCD1602型号，具有很低的功耗，正常工作时电流仅2.0mA/5.0V。通过编程实现自动关闭屏幕能够更有效的降低功耗。LCD1602分两行显示，每行可显示多达16个字符。LCD1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，通过内部指令可实现对其显示多样的控制，并且还能利用空余的空间自定义字符。其接线如图4.4所示：

图4.4

LCD液晶显示图

4.1.5系统功能按钮电路：

本设计系实时显示与温度监测以及报警装置于一身，所以其功能转换需要其他按钮来调节与控制，如下为系统功能按钮电路图：

图4.5

系统功能按钮电路图

4.1.6系统电源：

双电源设计是本设计的重点。220V交流转5V直流稳压电源会更加安全、实用。当没有交流电时，系统采用干电池供电；当接通交流电时，则电路自动切换到交流电供电，并且对干电池进行慢性充电。电路图如图4.6：

图4.6

系统电源电路图

4.2特殊器件的介绍

4.2.1

DS18B20

DS18B20的数字温度计提供9至12位（可编程设备温度读数。信息被发送到/从DS18B20

通过1线接口，所以中央处理器与DS18B20只有一个一条口线连接。为读写以及温度转换可以从数据线本身获得能量，不需要外接电源。

因为每一个DS18B20的包含一个独特的序号，多个ds18b20s可以同时存在于一条总线。这使得温度传感器放置在许多不同的地方。它的用途很多，包括空调环境控制，感测建筑物内温设备或机器，并进行过程监测和控制.数字温度传感器DS18B20内部结构图:

DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。该装置信号线高的时候，内部电容器

储存能量通由1线通信线路给片子供电，而且在低电平期间为片子供电直至下一个高电平的到来重新充电。

数字温度传感器DS18B20介绍

DS18B20的主要特性

1.1、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数

据线供电

1.2、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯

1.3、DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温

1.4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部

传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内

1.5、温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃

1.6、可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温

1.7、在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快

1.8、测量结果直接输出数字温度信号，以“一

线总线“串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力

1.9、负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

2、DS18B20的外形和内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的外形及管脚排列如下图1:

DS18B20温度数据表

4.2.2

DS1302

DS1302

是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。

下图为DS1302的引脚功能图：

图4.7

DS1302的内部结构

各引脚的功能为：

Vcc1：主电源；Vcc2：备份电源。当Vcc2>Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2<

Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电。

SCLK：串行时钟，输入；

I/O：三线接口时的双向数据线；

CE：输入信号，在读、写数据期间，必须为高。该引脚有两个功能：第一，CE开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑；其次，CE提供结束单字节或多字节数据传输的方法。

DS1302有下列几组寄存器：

①

DS1302有关日历、时间的寄存器共有12个，其中有7个寄存器（读时81h～8Dh，写时80h～8Ch），存放的数据格式为BCD码形式，如图3所示。

小时寄存器（85h、84h）的位7用于定义DS1302是运行于12小时模式还是24小时模式。当为高时，选择12小时模式。在12小时模式时，位5是，当为1时，表示PM。在24小时模式时，位5是第二个10小时位。

秒寄存器（81h、80h）的位7定义为时钟暂停标志（CH）。当该位置为1时，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；当该位置为0时，时钟开始运行。

②DS1302有关RAM的地址

DS1302中附加31字节静态RAM的地址如下图所示。

③

DS1302的工作模式寄存器

所谓突发模式是指一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。突发模式寄存器如下图所示。

④此外，DS1302还有充电寄存器等。

DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式,其日历、时间寄存器及其控制字见表1。

4.3各单元模块的联接

图4.8系统总体电路图

5软件设计

5.1软件设计原理以及软件设计工具

Keil

uVision2是美国Keil

Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，使用接近于传统C语言的语法来开发，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用,而且大大的提高了工作效率和项目开发周期,他还能嵌入汇编，您可以在关键的位置嵌入，使程序达到接近于汇编的工作效率。

Keil

C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全WINDOWS界面，使您能在很短的时间内就能学会使用keil

c51来开发您的单片机应用程序。

另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil

C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。

5.2

DS1302软件设计原理

DS1302的程序设计包含有写单字节数据程序模块、读单字节数据程序模块、初始化设置程序模块。

5.2.1

写单字节数据程序模块:

该程序模块是对DS1302进行写一个字节数据的子程序，其工作方式：先给RST端口一个低信号，禁止数据传递。然后拉低SCLK，确保写数据前SCLK被拉低，升高RST，延时2us，稍微等待，使硬件做好准备。取出dat的第0位数据写入1302，稍微延时等待，使硬件做好准备，拉高SCLK,上升沿写入数据,再稍微等待，重新拉低SCLK，形成脉冲将dat的各数据位右移1位，准备写入下一个数据位。循环八次，传送一个字节。

5.2.2读单字节数据程序模块

该程序模块是对DS1302进行写一个字节数据的子程序，其工作方式：先给RST端口一个低信号，禁止数据传递。然后拉低SCLK，确保写数据前SCLK被拉低，升高RST，延时2us，稍微等待，使硬件做好准备。将dat的各数据位右移1位，因为先读出的是字节的最低位，稍微延时等待，使硬件做好准备，如果读出的数据是1，写在dat的最高位。将SCLK置于高电平，为下降沿读出，形成脉冲。将dat的各数据位右移1位，准备写入下一个数据位。循环八次，接受一个字节。

5.2.3

初始化设置程序模块

该程序模块是对DS1302进行初始化，根据写状态寄存器命令字，写入不保护指令，然后分别对秒、分、时、日、月、周、年

进行初始化，初始化结束后，写入保护指令。

5.3

软件流程图

5.3.1

总系统框图

开

始

初始化LCD,DS18B20,DS1302

读取温度，时间

关闭LCD显示

送LCD显示

扫描按键

节日提醒

闹铃设定

时间设定

温度显示

允许LCD显示？

YES

N

图5.1

总系统流程框图

5.3.2时间设定程序流程框图：

DS1302初始化

开

始

扫描按键

LCD模块显示时间

调用显示子程序

时间设置

从DS1302中读出数据，放入RAM

数据写回DS1302保存

返回主菜单

图5.2时间设定程序流程框图

5.3.3

按键处理

当系统在正常显示状态下要进行调整时，按一下切换键进入按键处理中断程序，并且此时默认的是调整年，在液晶显示器上显示N，此时按加或减按钮可以进行加减调整，若再按一下切换键，则跳到月上显示Y，同样可以调整加减，同样的道理，进入日(R)、时(S)、分(F)、秒(M)的调整，最后再按一下切换键时退出中断程序，星期系统自动的调整过来。

5.3.4

温度测量流程图：

DS18B20

开

始

从DS18B20中读出数据，放入RAM

LCD模块显示温度

返

回

图5.3

温度测量程序流程图

6系统硬件与软件调试

本设计采用PROTUS仿真软件进行硬件调试用keil软件进行软件调试，Proteus软件是英国Labcenter

electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、keil和MPLAB等多种编辑器。

6.1调试方法：

按以上程序的设计思路，把DS18B20与DS1302的程序在keil软件中编写并调试正确，生成.HEX文件。Keil软件调试步骤：

1、双击keil

uvision2图标，打开keil软件。

2、选择project

new

project创建工程,在新建文件夹中，输入工程文件名。

3、在弹出的select

device

for

target‘target

1’窗口中，选择Atem中AT89C52点击确定，这样就建好了一个工程文件。

4、单击菜单中的NEW

File

图标，创建文件，输入sheji1.c,点击确定按钮。

5、在左手边的project

workspace窗口中的target

1的下拉菜单中右击source

group

Add

File

to

group

‘source

group

1’,这样编程文件就建好了。

6、在新建的文件中用C语言汇编所需要的控制程序，汇编后进行编译与连接看是否有问题，最后直至没有错误与警告为止。

7、点击菜单中的图标在options

for

target

‘target

1’中的output，选中Create

Hex

fi；点击确定这样再编译连接后就会生成HEX文件。这样软件调试结束。

6.2

硬件调试：

硬件调试步骤如下：

1、双击ISIS7

Professional图标，打开protus软件。

2、在单击菜单中的NEW

File,并单击保存图标，在弹出的对话框中输入文件名。

3、在创建的文件中的DEVICES中点击P按钮输入你要找得器件名称，找到器件单击确定按钮。

4、在文件中合理安排空间，并对照软件应用的引脚对各个元器件进行对照连接。

5、双击单片机，在弹出的EDIT

COMPONENT对话框中单击打开文件，选择对应的HEX文件。

6、单击运行按钮，对硬件进行运行，看LCD液晶显示的结果与所要求得结果是否一致。若不一致，对硬件以及软件进行改正，直至没有问题为止。

6.3

调试与检测安全：

调试过程中，要接触各种电路和仪器设备，特别是各种电源及高压电路，高压大容量电容器等，为保护检测人员安全，防止测试设备和检测线路的损坏，除严格遵守一般安全规程外，还必须注意调试和检测工作中制定的安全措施。

6.3.1

供电安全、测量仪器安全：

大部分故障检测过程中都必须加电，所以调试检测过的设备仪器，最终都要加电检验。抓住供电安全就抓住了安全的关键。

6.3.2

几个必须记住的安全操作观念：

（1）

不通电不等于不带电。对大容量高压电容只有进行放电操作后才认为不带电。

（2）

断开电源开关不等于断开电源。可能相关部分仍然带电，只有拔下电源插头才可认为是真正断开电源。

（3）

电气设备和材料安全工作的寿命有限。如导线、插头插座、复杂的电子仪器，由于材料本身老化变质及自然腐蚀等因素，安全工作的寿命是有限的。

7系统功能与结果分析

7.1

系统功能：

实时显示与温度报警，采用液晶显示器做显示，本制作利用52单片机中的简易型产品AT89S52作为主控制器件，利用单片机外围连接器件DS1302与DS18B20进行时间和温度显示并通过相应程序对超过了设定的温度进行温度报警，当单片机开始工作，时钟启动以后，自动会进行计时操作，并与当时的温度一并将最新的时钟信息保存在其内部寄存器中，包括时、分、秒等信息。

时钟设置：时钟芯片在初次上电时，其数据都为初始值，我们必须将时钟等信息进行设定。

SB1键为设置键，按一次SB1键，蜂鸣器“嘟”的一声后，液晶显示位开始闪烁，进入时间设置，此时按SB3键、SB4键可上下调节时钟，SB4键可切换小时、分钟；10秒之内若再按下SB1键，蜂鸣器“嘟”的两声后，退出设置，每次设置后，10秒之内不按SB1键，系统

判定为设置结束，恢复正常显示。

7.2基本部分测试与分析：

（1）测试仪器：秒表、温度表、万用表

（2）基本要求部分的测试与分析：

l

系统上电后，首先显示欢迎词，接着进入显示时间和温度。按各功能键执行相应的功能。

l

显示时间时通过与秒表对比，测试的系统时钟走时准确，误差很小。

l

设定闹铃时间，当闹铃时间到时响铃。响铃长度为1分钟，期间按除E键（屏幕背光键）外的任意一键退出响铃。

l

显示温度与温度计对比，测试系统温度的精度。将温度传感器DS18B20和温度计放入不同的测试环境中进行测试，所得测试结果如表1所示。

表1

数字温度计与标准温度计测量值比较表：

温度计示值(摄氏度)

28.7

30.7

33.5

45.0

温度输出(摄氏度)

29.0

30.8

33.3

45.1

由测试知，数字钟的输出与温度计值基本上相等，误差不大于0.5度。

l

上电后记录下时间，去掉220V和干电池电源，隔5分钟过再次通电，测得系统时钟仍旧走时准确。经测试，本系统的时钟掉电保护时间长达9分钟。

7.3发挥部分测试与分析：

（1）系统可显示温度-55～﹢125摄氏度。

（2）拔掉交流电，装上干电池系统工作，说明干电池作为电源为系统供电；卸掉干电池接上交流电系统也工作，表明交流电也能适合系统使用。同时装上干电池，测得干电池回路中的二极管压降为0，表明二极管截止，干电池不作为系统的电源工作；同时测得对干电池的充电电流约为10mA，即交流电对充电池进行慢性充电。

（3）当生日和闹铃设置为开时，主显单上有标志显示（闹铃为‘A’，生日为‘B’）。当设定时间或日期到时，系统开始响铃，期间按A~D键可退出。生日响铃范围：生日当日7：00开始第一次响铃，以后每隔一小时再响铃一次，直至晚上22：00最后一次响铃；为闹铃则不受时间限制，在任意时刻只要时间到就开始响铃。

8结论

此次智能综合设计语言主要是采用C语言的自顶向下的设计方法。自顶向下的设计方法，就是在整个设计流程中各设计环节逐步求精的过程,应用Protus运行自顶向下的设计，就是使用Protus里面的现有电子器件并综合Keil

软件产生的.HEX文件对硬件进行说明、建模和仿真测试。顶层文件采用了原理图的方法设计，使各模块之间的层次关系清晰。

在时间实时显示与温度报警系统的设计过程中，所有的模块都是通过不同进制的计数器来实现其主要功能的，各模块之间是通过进位信号连接在一起的。前一级的进位信号作为下一级的计数CLK信号，通过层次关系使设计思路清晰一开始由于程序的设计考虑置位调整。没有好的思路，走了不少弯路。后来想到在程序里设置总控制端，于是解决了问题。和同学的合作使我的程序更加优化。

通过这次课设,也给我们带来以下一些收获：

1、进一步熟悉Protus

和Keil软件的使用和操作方法，以及硬件实现时的下载方法与运行方法；

2、对C语言的自顶向下设计方法有了进一步的认识；在底层文件具备的条件下，使用原理图可以使设置更加简单。使程序清晰，增加可读性。

3、锻炼了我独立思考和解决问题的能力，也认识到团队合作的重要性。

4、熟悉了写电子设计试验报告的方法，为写毕业设计论文奠定了一定的基础。

5、当然本次课程设计也存在一些不足之处，按键的功能没有设置好，很多扩展功能没有实现，比如说生日报警等等。

6、通过这次的设计使我认识到我对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能灵活运用，有很多我们需要掌握的知识在等着我去学习，我会在以后的学习生活中弥补我所缺少的知识。

7、本次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。在大学的课堂的学习只是在给我们灌输专业知识，而我们应把所学的用到我们现实的生活中去，此次的电子时钟设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己，使自己适应于以后的竞争。

9总结与体会

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．

经过大家多天的努力，终于完成了第一次任务，设计出了汇集外观精美、方便实用、功能强大于一体的数字时钟显示与温度报警装置。该系统采用桌面式摆放设计，精美雅观；附带双电源装备，可供不时之需，而且具有温度、闹铃、生日一些列常用的附加功能，更加方便实用，符合现实要求；设计更加的人性化和智能化。经过这次的实践，也可以说是经过了多天的学习，尽管期间苦难重重，但我们还是从中学习了不少新的知识和解决困难的方法，也体验到了自主创作的快乐。

虽说课程设计确实有点累．然而，当我一着手清理自己的设计成果，回味这4周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消．虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一种”春眠不知晓”的感悟．

通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致．课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有2次因为不小心我计算出错，只能毫不情意地重来．但一想起周伟平教授，黄焊伟总检平时对我们耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定呀养成一种高度负责，认真对待的良好习惯．这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练，短短4周的课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用．想到这里，我真的心急了，老师却对我说，这说明课程设计确实使我你有收获了．老师的亲切鼓励了我的信心，使我更加自信．

最后，我要感谢我的老师们，是您严厉批评唤醒了我，是您的敬业精神感动了我，是您的教诲启发了我，是您的期望鼓励了我，我感谢老师您这次又为我增添了一幅坚硬的翅膀．今天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪。

10参考文献

[1]《智能化仪器原理及应用》

主编：曹建平

西安电子科技大学出版社

2008

[2]

求是科技.单片机典型模块设计实例导航.北京：人民邮电出版社.2005.8

[3]

徐淑华,程退安等.单片微型机原理及应用.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.2005.1

[4]

孙余凯.精选实用电子电路260例.北京：电子工业出版社.2007.6

[5]

殷春浩,崔亦飞.电磁测量原理及应用.徐州：中国矿业大学出版社.2003.7

[6]《LCD1602A数据手册》王树清，乐嘉谦主编

华南理工大学出版社

2009

[7]《DS1302数据手册》

杨志新主编

电子工业出版社

2008

[8]《DS18B20数据手册》

吴达金主编

电子工业出版社

2008

附录一：主程序如下：

//********写入指令数据到LCD**************//

void

write_cmd(uchar

cmd)

{

Lcd_rs=0;

Lcd_rw=0;

P1=cmd;

delay(200);

Lcd_en=1;

delay(200);

Lcd_en=0;

}

//**********写入数据子程序**************//

void

write_dat(uchar

dat)

{

Lcd_rs=1;

Lcd_rw=0;

P1=dat;

delay(200);

Lcd_en=1;

delay(200);

Lcd_en=0;

}

//*********LCD初始化********************//

void

Lcd_init()

{

write_cmd(0x38);

write_cmd(0x0c);

write_cmd(0x01);

}

//*********将字符输出到LCD显示***********//

void

Print(uchar

*str)

{

while(*str!=＇＼0＇)

{

write_dat(*str);

str++;

}

//**********DS1302始终部分子程序***********//

typedef

struct

_SYSTEMTIME_

{

uchar

second,minute,hour,week,day,month,year;

uchar

DateString[11];

uchar

TimeString[9];

}SYSTEMTIME;

SYSTEMTIME

CurrentTime;

#define

DS1302_second

0x80

#define

DS1302_minute

0x82

#define

DS1302_hour

0x84

#define

DS1302_day

0x86

#define

DS1302_month

0x88

#define

DS1302_week

0x8a

#define

DS1302_year

0x8c

/**********实时时钟写入一字节****************/

void

DS1302InputByte(uchar

d)

{

uchar

i;

ACC=d;

for(i=8;i>0;i--)

{

DS1302_IO=ACC0;

DS1302_SCLK=1;

DS1302_SCLK=0;

ACC=ACC>>1;

}

}

/**********实时时钟读出一字节****************/

uchar

OutputByte(void)

{

uchar

i;

for(i=8;i>0;i--)

{

ACC=ACC>>1;

ACC7=DS1302_IO;

DS1302_SCLK=1;

DS1302_SCLK=0;

}

return(ACC);

}

void

writeDS1302(uchar

ucAddr,uchar

ucDat)

{

DS1302_RST=0;

DS1302_SCLK=0;

DS1302_RST=1;

DS1302InputByte(ucAddr);

DS1302InputByte(ucDat);

DS1302_SCLK=1;

DS1302_RST=0;

}

uchar

ReadDS1302(uchar

ucAddr)

{

uchar

ucData;

DS1302_RST=0;

DS1302_SCLK=0;

DS1302_RST=1;

DS1302InputByte(ucAddr|0x01);

ucData=OutputByte();

DS1302_SCLK=1;

DS1302_RST=0;

return(ucData);

}

/*************DS1302初始化******************/

void

DS1302_init()

{

unsigned

char

second=ReadDS1302(DS1302_second);

if(second&0x80)

{

writeDS1302(0x8e,0x00);

//写入允许

writeDS1302(0x8c,0x09);

//以下写入初始化时间

日期:07/07/25.星期:

3.时间:

23:59:55

writeDS1302(0x88,0x09);

writeDS1302(0x86,0x25);

writeDS1302(0x8a,0x05);

writeDS1302(0x84,0x14);

writeDS1302(0x82,0x03);

writeDS1302(0x80,0x55);

writeDS1302(0x8e,0x80);

//禁止写入

}

}

if(change==2)

change=0;

}

if(change==0)

{

DS1302_GetTime(&CurrentTime);

//获取时钟芯片的时间数据

TimeToStr(&CurrentTime);

//时间数据转换液晶字符

DataToStr(&CurrentTime);

GotoXY(0x80,0);

Print(CurrentTime.TimeString);

//显示时间

GotoXY(0,1);

Print(CurrentTime.DateString);

//显示日期

GotoXY(0x0d,1);

Print(week_value);

//显示星期

temp_to_str();

GotoXY(0x80+0x0a,0);

//显示温度

Print(TempBuffer);

delay(100);

//扫描延时

}

if(change==1)

{

GotoXY(0x80,0);

write_dat(alarmtab[w]);

w++;

if(w==5)

write_cmd(0x0c);

}

}

//*******闹钟**********//

/*void

t0(void)

interrupt

using

0

{

TH0=(65536-500)/256;

TL0=(65536-500)%256;

t02s++;

if(t02s==400)

{

t02s=0;

flag2=~flag2;

}

if(flag2==0)

{

BEP=~BEP;

}

}

*/

void

alarm()

{

//uchar

i;

DS1302_GetTime(&CurrentTime);

//获取时钟芯片的时间数据

TimeToStr(&CurrentTime);

//时间数据转换液晶字符

/*

for(i=0;i<5;i++)

{

if(alarmtab[i]==CurrentTime.TimeString[i])

{

BEP=1;

delay1ms(50);

BEP=0;

delay1ms(100);

BEP=1;

delay1ms(50);

BEP=0;

}

}

*/

}

西hua

5.体育馆智能化系统设计总结 篇五

智能化土地定级估价信息系统设计与实现

总结分析了当前系统中存在的主要问题,提出将GIS、SDM、ES和可视化等多种信息技术进行有机结合,共同构建具有智能特性和辅助决策功能的土地定级估价信息系统.给出了GIS、SDM、ES和可视化等技术集成的`基本框架,设计了基于多种信息技术集成的土地定级估价信息系统的基本结构.采用VC++ 6.0和MO2.0结合开发了基于多种技术集成的土地定级估价信息系统.研究表明,系统定级估价工作流程简单,结果可靠,且具有良好的移植性、复用性、扩展性和广泛适应性,能较好地解决土地定级估价中土地信息缺失、定性因子量化困难等半结构和非结构化问题.

作 者：贾泽露 JIA Ze-lu  作者单位：中南大学地学与环境工程学院,长沙,410083 刊 名：测绘科学  ISTIC PKU英文刊名：SCIENCE OF SURVEYING AND MAPPING 年，卷(期)： 32(4) 分类号：P208 关键词：智能化   土地定级估价   GIS   可视化   专家系统   空间数据挖掘   集成  

6.智能网络门禁系统设计方案 篇六

随着科学技术的不断进步，人们对工作，生活的自动化水平也提出了越来越高的要求，“智能门禁管理系统”就是为了满足人们对现代化办公和生活场所的更高层次 安全管理的需要应运而生的。目前智能门禁管理系统已广泛应用于工厂、学校、写字楼宇、物业小区、商店、金融系统、电信系统、军事系统、宾馆等多种场合，大 大提高了整体的工作效率及系统安全管理需求。传统的方法是工作人员对出入人员进行登记放行，这种方法费事、费力又容易出错，而且管理不严格。因而智能、安 全、高效的现代化门禁管理已经成为社会发展的必然趋势，同时它也是现代化智能建筑的一个重要组成部分

门禁系统,又称为出入口控制系统，是一套现代化的、功能齐全的门禁系统,不止是作为进出口管理使用，而且还有助于内部的有序化管理。它将时刻自动记录人员 的出入情况,限制内部人员的出入区域,出入时间,礼貌地拒绝不速之客.同时也将有效的保护您的财产不受非法侵犯。

通过使用本公司门禁系统，您将体会到以下诸多优势：

1、可以树立公司或机关规范化管理形象，提高公司在客户心中的管理档次，同时规范化公司或内部的管理体制。

2、一张感应卡可以替代所有的门钥匙，而且可以将每张卡设置不同的开门权限，授权持卡员工进入公司内其职责范围内可以进入的门。所有的进出情况在电脑里都有记录，便于针对具体事情的发生时间进行查询，落实责任。

3、可以将不受欢迎的人员拒之门外，例如可以杜绝传销、保险等行业的业务员在未经许可的情况下擅自闯入您的办公室，干扰您正常的办公秩序。同行的竞争者不会轻易地进入您的办公或开发场所顺手拿走您的业务资料或核心技术资料。

4、如果员工的感应卡遗失可以在系统内即时挂失，这样即使其他人捡到了该感应卡也无法进入公司，这样相对与普通机械锁要方便得多，您不必为了安全起见重新换 锁，为公司的每个人重新配钥匙。对于辞职或开除的员工感应卡采用禁用的方式，该员工以后都无法进入公司进行窃取或破坏等报复活动，如果您不采用感应卡门禁 管理方式，您恐怕为了以防万一必须多次更换公司大门的锁。

5、采用先进的分体式结构控制，即读卡部分与控制部分进行分离，外人无法通过机械或其他高科技方法打开您的电锁进入您的办公场所。而其他诸如密码门禁，机械锁都无相应安全机制，可以通过电路短路或万能钥匙轻易进入您的办公场所。

6、系统扩展性好，具有联网功能，您可以随时以低成本升级增加新的控制门。

7、采用原装全天候感应器，确保系统的稳定运行。系统对设备的故障进行自检和跟踪监测,并有灯光提示,以便维护人员及时维修。系统运行时无需连接专用电脑，停电时系统信息不遗失，并可以配备UPS后备电源，维持系统的正常运作。

8、基于WIN2K/NT的全中文操作系统，人性化设计、软件短小精悍、形象直观、界面友好，操作方便简单。普通文员就可以胜任相应管理软件操作。

9、嵌入式数据库管理：即将所有门禁系统管理数据库资料全部存储在设备里面，全面提高系统数据的安全性及可靠性，同时系统数据可以随时映相到管理PC机上，方便将数据备份或重新下载。

10、高速度数据传输：十万条开门记录信息只需三分钟的时间便可以全部采集完成，大大缩短了系统数据采集的时间。

11、系统管理无地域限制：由于整个系统全部是基于以太网络进行数据通信，因而整个网络范围内的任何一台电脑（在授权许可的条件下）均可实现对整个门禁系统的管理与控制，而且可以跨Internet实时高速的进行远程管理与控制，您可以轻松的实现运筹帷幄、决控千里的。

12、大容量数据存储：系统每台门禁控制器均可以存储17920个持卡人数据信息及十万条开门记录信息。

13、系统布线及接线简单方便：系统布线只需按照以太网络布线方式及要求实施即可，接线只有很少的几个端子接线，甚至连接线工具都可不备。一

系统设计依据：

1.以人为本

“人”是企业管理的主体，系统设计应紧紧围绕着人们的实际需求，以实用、简便、经济、安全的原则，同时照顾到不同职务层次、不同部门的需要，满足企业管理这一特定使用功能。

2.适用性

当今科技发展迅速，可应用于门禁系统的技术和产品可谓层出不穷，工程中选用的系统和产品都应能使用户得到实实在在的受益，并满足近期使用和远期发展的需要。在多种实现途经中，选择最经济可行的途经。

3.先进性

系统的设计和产品选用在投入使用时应具有一定的技术先进性，但不盲目追求尚不成熟的新技术或不实用的新功能，以充分保护用户的投资。

4.可靠性

系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能。

5.实施的可行性

以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，并考虑行政主管部门归口管理的要求，使设计的方案现实可行。

6.标准化、开放性

标准化、开放性是信息技术发展的必然趋势，在可能的条件正点，设计中采用的产品都尽可能是标准化、具良好开放性的，并遵循国际上通行的通信协议。应用软件尽量采用已商品化的通用软件，以减少二次开发的工作量和利于日后的使用和维护。

7.可扩充性

系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。

8.数据安全

采取必要的措施保障内各智能化系统数据的安全。

9.易操作性

小区智能化系统是面向各种管理层次使用的系统，系统及其功能的配置以能给用户提供舒、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学，而绝不能因“智能”而给用户带来不便，甚至烦恼。

10.针对性

企业智能化系统的设置并非千篇一律的，而应根据工程的实际情况，如工程规模、配套设施、市场定位、用户对象、管理要求、规划及平面布局等等因素，作出有针对性的设计。

二

系统组成

本系统主要是由管理微机、打印机、门禁控制器、非接触式IC卡读卡器、数据传感器、系统管理软件、出门按钮、再配合电子开门器（电控锁）组成整套门禁管理系

三、系统设计所遵循的规范：

1、《智能建筑设计标准》(DBJ08-47-95)

2、《商用建筑线缆标准》(EIA/TIA-569)

3、《民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）》

4、《电气装置安装工程施工及验收规范（GBJ23-90，92）》

7.小区智能化系统的防雷设计 篇七

小区智能化系统和设备的耐过电压能力低,容易遭受雷电的侵害,雷电高电压、雷电感应过电压等将造成系统及设备运行不稳定和电路器件与设备的永久性破坏,影响小区智能化系统的正常运行。

为此,在设计中应分析遭受雷击损害的主要原因以及雷电可能的侵入途径,采取有效的防雷保护措施,正确选择和使用智能化系统设备的防雷保护装置,合理选择信号、电源线路的路由,采用屏蔽及接地方式等,提高智能化系统的抗雷电能力,降低雷击带来的经济损失。

1 小区智能化系统雷害成因

(1)直击雷。雷电直接击在露天的智能化系统设备(如摄像机)上造成设备损坏;雷电直接击在架空线缆上造成线缆熔断。

(2)雷电感应过电压。当雷击避雷针时,在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场,处在电磁场中的智能化系统设备和信号、电源线路会感应出较大的感应脉冲电压;当有带电的雷云出现时,在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云相反的电荷,雷击发生后被束缚的电荷得到释放将产生很高的脉冲电压。这两种冲击过电压称为雷电感应过电压(浪涌过电压),浪涌过电压对系统设备的损害没有直击雷来的猛烈,但其具有放电时间长、发生隐秘、雷击破坏面积大的特点,其比直击雷发生的机率大得多,占雷害事故的80%以上。

(3)雷电波侵入。智能化系统的电源线、信号传输或进入中心控制室的金属管线遭到雷击或被雷电感应时,雷电波沿这些金属导线侵入设备,造成电位差使设备损坏。

雷电感应过电压和雷电波侵入统称感应雷击。此外,高电位反击也可能导致电气线路和设备内部的绝缘击穿或电器损害。

2 智能小区的防雷措施

智能小区一般由数栋或数十栋住宅楼组成,按国家标准GB50057-94《建筑物防雷设计规范》的分类,为第二、三类防雷保护建筑物,要求设计具备相应防雷措施。

2.1 直击雷防护

小区住宅楼设计有接闪装置(避雷针、带、网)、引下线和接地装置,小区智能化系统的室内设备通常处在LP及区内一般不会遭受直击雷击,弱电设备防直击雷的保护装置一般不必安装。

小区智能化系统的室外设备(如室外摄像机)应置于建筑物接闪器有效保护范围之内,在设计中通过计算及平面设备布置时兼顾考虑,一般均能达到要求。当不在保护范围内的室外设备独立架设时,设置的避雷针通常距设备有1～3m的距离。如有困难避雷针也可以架设在设备的支撑杆上,引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ8的镀锌圆钢。

2.2 感应雷击防护

雷电感应过电压与雷电波侵入是雷电危害智能化系统最常见的方式,是现代防雷设计的重中之重。其主要防护措施是:在智能化系统信号与电源线路上安装电涌保护器SPD,采取电磁屏蔽措施以及接地与等电位连接。

2.2.1 电源系统防护

低压配电系统按国标GB50057-94,为了将线路上的电压限制在一个安全的水平,在供电线路上需安装SPD,通常采取三级防护措施。

电源I级SPD吸收感应雷电强电流,抑制过电压对电路中电气设备的损害,要求其通流容量大,并能快速灭弧;电源Ⅱ级SPD对第Ⅰ级SPD泄放后的线路残压进一步抑制,保证一般用电设备的安全;在重要设备(如服务器、交换机等)的前端安装带精细保护和噪声抑制电路的SPD作为电源第Ⅲ级防护,将残压进一步限制。

在小区配电系统设计中,针对重庆地区处于中雷区的特点,在小区配电房变压器低压侧配电柜上安装65kA(8/20μs)的SPD,在各住宅楼公用配电箱入口处安装40kA(8/20μs)的SPD,在为小区智能化系统供电的回路输出端加装20kA(8/20μs)带滤波电容器的SPD,以抑制从电源线路波袭而来的感应雷电流及消除高频噪音。SPD安装时在并联回路中串接保险丝,两极SPD的间距应有足够大的配合,电压开关型SPD与限压型SPD之间的长度不小于10m,限压型SPD之间的长度不小于5m。

小区智能化系统有很多低压直流供电设备,如安防监控摄像机,其直流供电距离大于15m时摄像机端应串接低压直流避雷器;安装于周界围墙的红外对射探测器应选用具有防雷功能的产品。

2.2.2 信号线路的防护

智能小区弱电系统众多,信号线路复杂、纵横交错,长期以来,建筑物防感应雷都是以防止雷电波侵入为主,但随着智能化系统的电子化、高度集成化、微型计算机控制、智能化,特别是数字通信技术的发展,系统对雷电的承受能力下降,建筑物内计算机、控制终端、监控系统、终端设备更容易遭受感应雷的侵害,信号线路雷电感应电动势对浪涌较为敏感的接口电路产生影响和冲击。根据国外资料统计,0.03高斯的磁场强度可造成计算机误动,2.4高斯即可使元件击穿,因此智能化系统信号线路的防雷非常重要。

智能化信号线路SPD的选型和安装是防雷项目中最复杂也是最容易出问题的环节,由于设计选择不当,将导致保护无效、数据包丢失甚至通信中断。信号线路SPD应在详细了解相关设备的基础上,根据线路通信类型、通信接口、供电方式(交、直流)、工作频率、带宽等要求,选择插入损耗小、响应速度快、频带宽、通流量大、与线路阻抗匹配的SPD。

2.2.3 合理布线

小区住宅一般为混凝土框架结构,在纵、横向钢筋焊接或绑扎良好的情况下,为建筑物内部智能化系统提供了接近理想的“法拉第笼”,为了减小雷电感应电流,智能化系统布线应尽量集中在建筑物的中部,单元弱电井设置在中心部位电梯井的近旁,各系统主干线采用钢质线槽分隔敷设,选择合理的布线走向,减小线路的有效感应长度。建筑群之间的布线尽量采用地下连通的构筑物通道,若在室外走线需穿金属管保护或采用双层屏蔽电缆。

智能化布线与电力电缆及其它管线的距离应满足JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》中的规定。

2.2.4 屏蔽

智能化系统的信号线路采用金属线槽或金属电缆管敷设,并保持电气连通,利用金属槽管的屏蔽作用或雷电流的集肤效应,可有效防护电磁干扰和电磁感应。屏蔽槽管两端应就近与设备机壳或设备地线排可靠连接,单端接地对雷电感应的防护效果较差。

中心设备机房的金属门、窗等应和接地预留件进行有效的焊接,使整个机房形成一个法拉第笼,用来防止外来的电磁脉冲干扰机房内设备。

2.2.5 接地与等电位连接

等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属物与各系统之间的电位差。在小区单元弱电管井设置接地干线,管井内设备采用树干式连接方式进行等电位连接;在中心设备机房设置接地箱,中心设备采用放射式连接方式进行等电位连接。所有进入建筑物金属管道在进入建筑物时进行有效接地并与每层的等电位预留接头电气连通。

智能化系统设备接地、SPD保护接地、防静电接地与防雷保护接地、电气设备接地共用接地体,接地电阻不大于1Ω,为防止高电位反击,应尽可能减小接地电阻和雷电流幅度,将附近的金属物和电气线路保持足够的距离。

3 小区智能化系统的防雷设计示例

一小区位于重庆市南部,总建筑面积约16.7万m2,由7栋高层、2栋多层组成,9栋住宅均通过地下车库连通,小区智能化系统包括综合布线系统、计算机网络系统、有线电视系统、对讲系统、周界防越系统、电子巡更系统、家居安防系统、背景音乐系统、物业管理系统等,下面以该小区闭路电视监控系统为例来阐述小区智能化系统的防雷设计的解决办法。

该小区闭路电视监控系统设计采用数字与模拟相结合的方式,在小区出入口、庭院主要通道与周界、入户大堂、电梯轿箱、车库设置安装前端摄像机110台,其中室外13台,室外一体化摄像机8台,监控室位于9号楼一层,与消防控制室合用,与地下车库相邻。

为提高系统的抗雷电能力,设计中采用了以下办法:

(1)室外摄像机采用支撑杆安装,置于各楼防直击雷保护范围内,防止直击雷击;摄像机电源线、视频信号线、控制信号线应穿在金属管内沿支撑杆内部引上,防止电磁感应。

(2)为防止雷电波沿线路侵入前端设备,一体化摄像机(AC220V供电)线路上加装SV3-220AC多功能防雷器SPD,对摄像机的电源、视频、云台控制线路实施浪涌保护,最高通流容量可达10kA,限制电压可低至15V(视频)、75V(控制)、900V(电源),反应速度为皮秒级,最大传输速率达10MHz,插入损耗<0.2dB。

彩色、黑白枪式摄像机(AC24V供电)线路上加装SV2-24AC多功能防雷器SPD,对摄像机的电源、视频线路实施浪涌保护,最高通流容量可达10kA,限制电压可低至15V(视频)、75V(电源),反应速度为皮秒级,最大传输速率达10MHz,插入损耗<0.2dB。

彩色半球与电梯摄像机(DC12V供电)线路上加装SCTV-1B同轴通讯信号电涌保护器与MPDC-12直流电源避雷器SPD,最高通流容量可达10kA,限制电压可低至15V(视频)、110V(电源),反应速度为皮秒级,最大传输速率达10MHz,插入损耗<0.2dB。

(3)系统控制信号传输线采用屏蔽软线,信号传输线路主干采用金属线槽敷设在地下车库内吊装,分支线路采用金属电缆管敷设,室外穿镀锌防腐型金属管埋地敷设,保持金属管、线槽的电气连通,以防护电磁干扰和电磁感应;屏蔽软线、金属管、线槽同时可靠同防雷接地装置相连。

(4)为防止雷电波沿线路侵入终端设备,在视频传输线进入中心控制台前端加装16路19时标准机架式安装的SCTV-16B避雷器SPD,BNC接口,技术参数同SCTV-1B。

在信号控制线进入中心控制台前端加装24VAC/2SP避雷器,标称放电电流10kA,限制电压可低至75V,反应速度为皮秒级,最大传输速率达2MHz,插入损耗<0.2dB。

(5)多数雷击高电位是从电源线侵入的,为保证中心机房设备安全,一般电源上应设置三级避雷保护,末级加装MP3-10/2防雷模块,该防雷模块标称通流容量为10kA,限制电压<1200V。

(6)监控室安装等电位连接接地箱,将室内所有电子设备以及所有进入机房的金属管道、金属门窗、信号电缆外屏蔽层等与等电位接地箱连接并接地,以防止危险的电位差。

(7)监控系统的防雷接地应与系统的交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置,接地电阻不得大于1Ω。

4 结束语

小区智能化系统安全目前仍未得到房地产开发单位的足够重视,部分小区直接由总包商设计施工,在出于降低成本、追求利润的情况下,对智能化系统的防雷考虑不完善,以致在部分小区系统运行期间出现智能化系统设备遭到雷击的大面积破坏。随着智能化设备在小区中的应用普及,系统的防雷设计应根据各系统的特点认真分析,严格遵循有关的规范和标准合理选择设备,使防雷设计达到科学性、实用性和经济性相结合。

参考文献

[1]杨金夕．防雷、接地及电气安全技术．机械工业出版社，2004

8.体育馆智能化系统设计总结 篇八

关键词：人机交互 功能 隐藏

中图分类号：TB47

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2015）10-0146-02

一 驾驶操控的安全隐患

随着汽车电子技术的迅猛发展，汽车配备的电子设备越来越丰富，为了使汽车满足各种消费者的需求和爱好，适用于各式各样的人群，汽车内部人机交互系统有着越来越宽泛的研究空间和市场需求。但是在功能日益齐全、驾驶日益舒适的同时，操控界面变得按键繁多、操作冗杂，不同程度增加了驾驶者的操作动作，分散了驾驶者的精力。虽然汽车主动安全系统和被动安全系统日益成熟，但是驾驶者的安全驾驶仍然是主要方面。在汽车驾驶舱内部的驾驶操作中，安全隐患主要分为三个方面：驾驶误操作、多媒体干扰、生疏慌乱操作。

首先，驾驶员的误操作是当今诱发交通事故的一大隐患，功能按键的增多就一定程度上增加了误操作的几率，加之复杂路况的不确定性，提高操作准确率是十分必要的。例如组合开关即是不停地开关操作，对于灯光的控制是每一位驾驶者都经常使用的。当需要在高速公路上超车时，或是当鸣笛系统起不到应有的效果时，晃几下大灯是在所难免的。但如果不停地进行手动开关动作，那就是一件误操作了。因为开关触点在打开和关闭的瞬间通过的电流要高出平常状态，交易将开关触点烧毁，甚至造成更大的系统损坏，威胁驾驶安全。

随着车联网、电子信息技术的日益完善，驾驶者需要通过更多的按键、触控来分散注意力去下达指令，这不仅造成了对方向盘把控的懈怠，而且从行车路况中转移了视线。例如行车过程中如果需要手动输入导航信息，繁琐的操作必将分散驾驶者的注意力，且视线无法同时兼顾路面信息和导航输入。空调、导航、娱乐等多元化配置的丰富是种进步，但控制这些功能的方式不该变得繁琐，用更少的按钮涵盖更全面的功能才是理想状态，就像苹果公司一贯秉承的理念一样，用最简洁的按钮涵盖必要的操作，少即是多。

造成駕驶安全隐患的因素有很多，除了客观路况的不确定因素，驾驶者的能力、习惯、心理、品质和情绪状态等，都直接或间接的关系到驾驶安全问题。在增强驾驶员的技能培训和安全意识的同时，不断完善的汽车人机交互操作系统对减少安全隐患、避免交通事故就尤为重要。例如避免驾驶员因经验不足或慌乱的将雨刷器与转向杆混淆，导致转向信息无法传达给其他驾驶者，因而极易引发交通事故。

二 汽车界面设计的历程

1传统面临挑战

传统的汽车界面设计主要是基于方向盘、物理按钮和控制杆等交互形式的。经过了百年的汽车发展历史，汽车界面的物理交互方式已经相当成熟，曾被认为是效能较高的交互模式。但是，随着互联网、智能交通和多媒体等信息系统的逐步发展，汽车不再仅仅是单纯的代步工具，更是方便生活、出行、办公和娱乐的全能选手。新的功能不断涌入汽车，使得按键和旋钮等物理操作器急剧增多，将无法承载繁多功能的需求。

2海量的信息

从以人为中心的角度出发，通过驾驶员主要的交互行为，可以将当下的汽车驾驶舱内人机交互界面（如图1）划分为：主驾驶界面、辅助驾驶界面、车内外信息交互与娱乐界面、移动设备与车的整合交互界面。主驾驶界面主要是驾驶员操纵方向盘、查看前方路况、踩踏油门、制动、离合器等踏板的基本操作：辅助驾驶界面包括查看仪表盘信息、操作雨刷、灯光控制、智能驾驶系统（如自适应定速巡航）、停车辅助，帮助保持车道，保持稳定速度的同时又与前车保持安全距离，警告各种潜在危险等辅助驾驶操作；车内外信息交互与娱乐界面包括收听广播音乐、车内娱乐、电话、GPS导航，以及在线收发邮件和短信等，用户可以获得汽车当前状态的信息，汽车传感器获得的信息以及通过网络整合的信息（如天气和交通状况）。

随着人机交互系统的深入发展，现今可以见到诸如HUD平视显示系统（即抬头显示）、多功能方向盘、方向盘换挡拨片等比较便捷的配置，使得驾驶者尽量减少手掌离开方向盘，减少视线偏离路面状况，这无疑是种进步，而这些装置已经一定程度地应用在汽车市场中。但是增加了这样的配置之后，往往同样一种功能会有两个按键或操控方式可以同时执行，这样就更多增加了驾驶界面的按钮。按键的增多就会在面临选择的时候发生迟疑，分散驾驶者的注意力，甚至下达错误的指令。再如一些仅在特殊情况使用的按钮按键非常影响驾驶者的操作，例如夏天的时候在20℃以上的天气状况时，暖风按钮就没有实际功能意义。

3如何准确选择

那么问题在于，是否可以将按键在不需要的时候不提供给驾驶者以选择的机会。不断发展的智能交通系统以及“车对车”交流技术，使有关汽车所在环境的可用信息增加，但是问题的关键在于驾驶员如何选择信息，如何将大量的信息有序高效地呈现给驾驶员。设想某些功能的操控在激烈行驶或是复杂路况中为了避免分散驾驶者的注意力，可以设定为不建议使用的功能，并且自动对该功能进行隐藏，然后在驾驶路况平顺或驻车的时候自动恢复其功能显示。

三 功能隐藏方式

对于汽车驾驶仓内部的人机交互系统，不同的功能有不同的实现方式，诸如按钮、拨杆、旋钮等。不同的功能操作模块需要根据使用的频率和便捷性合理的布控，既要做到指向清晰、提示准确，又要达到顺畅的交互体验。根据驾驶状态和需求层级，需要将功能按键划分不同的模块，设定隐藏方式和启闭状态。

1色彩的快速识别

目前市场上主流的中控灯光颜色有蓝色、白色、黄色和红色等，也有的车主自行改装为多色调的氛围灯光。对于驾驶仓内部操控系统的灯光设计宜将重要功能按键和提示设置成常亮的冷光色调，如蓝色、白色等，以突出其重要性。对于非必须按键和在特定驾驶状态非必要的功能模块宜采用弱光暖色，如黄色，来降低驾驶者对其的注意力，进而降低误操作的可能性。也可以根据驾驶者的用户体验感受将将重要功能设置为其敏感的灯光颜色，再配以次级醒目的配色来组合，例如某驾驶者喜欢暖色调的黄色卤素灯作为主要色调，且对暖黄色最为敏感，这样就可以提高视觉辨识度和反映速度，减少分散驾驶注意力。

2多功能按键

为了减少中控操作的繁琐和误操作的可能性，可以將一些按钮设置成一键多功能按钮，例如将GPS按钮进行升级，操作过程如下：按一下为调出GPS导航界面，并显示驾驶员所在位置；连按两下，连接SIRI或者语音识别系统，驾驶者通过智能语音系统下达目的地、空调、多媒体娱乐等指令；长按5秒，会通过使用SIM系统和卫星定位系统，自动向救援中心发出一个文字求救讯息，包括本汽车的车型、车牌、车主信息和GSM电话号码以及实时卫星定位数据。

3板块滚动隐藏

目前市场上的中高配车型都装有大屏幕的触摸中控，这样做虽然节省了空间和集成电路，但是把大部分控制都集成到触摸屏上，也有相对较大的安全隐患。出于安全性和操控性的考虑，应当保留部分按键和旋钮，况且有相当一部分驾驶者独爱旋钮的阻尼感。不妨设计出一个多层滚动控制的中控面板，不同功能类型模块继承在不同的面板上，每个面板通过滚动来切换，包括标准驾驶面板、夜间行驶面板、特殊气候行驶面板等。例如在雨天行驶时切换滚动到特殊气候控制面板，这时防滑功能和自动雨刷等功能就一目了然了。这样就可以避免功能按键琳琅满目，众多的信息选择干扰驾驶者的操控。传统汽车上的中控台已经不复存在，为了达到极致的轻量化和便捷化，所有多余的东西都可能被拿掉。必须的仪表显示，用高度集成的方式重新设计，转向控制模块不在局限于圆形的方向盘形式，更多的操控方式应当用于转向控制的设计，这样将有助于进一步智能化驾驶，解放过多的上肢操作，化繁为简。

总结

随着计算机技术和网络技术在交通工具运输领域的广泛应用和车载技术的不断发展，汽车的内部空间、人机界面、操作和交互过程正在发生革命性的变化。当前，汽车内部的信息模型已经从单一的行车和车况信息模型逐步发展成为包括汽车信息、汽车间（Car to Car）信息、汽车和其他信息载体交互的信息在内的复杂信息体系。在这样的复杂信息体系下，驾驶员除了完成控制汽车、保持车道、监控道路状况等主驾驶任务外，还执行这大量和驾驶无关或不直接相关的驾驶次任务，这些次级任务会在不同程度上占用驾驶员的视觉资源、认知资源和动作资源，分散驾驶员的注意力，产生较高的认知负荷。许多研究都已经证明以车内信息交互为代表的次级任务严重影响着驾驶员的驾驶效能和交通安全。尽管如此，追求复杂是人类对产品功能和情感体验需求的体现。因此，问题的关键不是简单地减少复杂，而是通过精心的设计来良好地管理复杂，为用户提供复杂但易用的产品。

9.小区物业智能收费系统的设计 篇九

] 随着改革开放的不断深入，市场经济体制的日益完善，物业管理在我国由兴起到发展，已经成为现代居民生活中不可缺少的服务行业。因此，开发一套小区物业管理系统软件成为很有必要的事情。经过分析，我们使用Microsoft公司的Visual Basic等开发工具，利用其提供的各种面向对象的开发工具，尤其是数据窗口这一能方便而简洁操纵数据库的智能化对象；首先在短时间内建立系统应用原型，然后，对初始原型系统进行需求迭代，不断修正和改进直到形成用户满意的可行系统。本文通过用VB 6.0编写小区物业管理系统，利用软件工程原理实现了小区收费信息管理的查询和打印模块。在系统实施中，论述了程序编写的技术方案，包括设计的主要思想及技术，并提出系统的测试报告，找到新系统运行中出现的问题，并提出了改进意见。另外，本系统中还有许多不足之处，留待以后的学习中不断完善。[正文] 前 言生活小区的物业管理是物业管理公司都必须切实面对的工作,但一直以来人们使用传统的人工方式管理,这种管理方式存在着许多缺点,如:效率低且较为烦琐,另外随着物业管理项目的增加,工作量也将大大增加,这必然增加物业管理者的工作量和劳动强度,这将给物业管理信息的查找、更新和维护都带来了很多困难。目前我国有相当一部分物业管理公司还停留在人工管理的基础上,这样的管理机制已经不能适应时代发展,其管理方法将浪费许多人力和物力。随着科学技术的不断提高,这种传统的手工管理方法必然被以计算机为基础的信息管理方法所取代。在软件技术的应用中,软件的开发技术,尤其是应用型软件产品的开发技术成了重中之重。不断开发适应用户需求、市场需要的新型软件产品,参与市场竞争,获取最大利润是全球信息企业追求的目标。《小区物业收费管理系统》正是一个非常实用的应用型软件产品,不谈它的经济利益,单说它的应用范围就是十分广泛的,每个小区都要涉及收费,尽可能的提高工作效率。计算机的作用就是辅助人们完成那些烦琐的体力劳动和脑力劳动,使人们从劳动中解脱出来, 物业管理系统作为计算机应用的一个分支,有着手工管理所无法比拟的优点,如:检索迅速、查找方便、可靠性高、存储量大、保密性好、寿命长、成本低等。这些优点能够极大地提高物业管理的效率。因此,开发一套能够为用户提供规范化的事务管理、充足的信息和快捷的查询手段的小区物业管理系统成为很有必要的事情。本文所设计的《小区物业收费管理系统》就是可以有效地管理小区的物业收费。学习计算机知识的目的在于更加准确、快捷的解决现实生活中的各种问题。只有不断的更新和完善自己的知识、在实践中积累经验,才能做出好的软件为社会服务,为使用者提供便利。第一章 绪论 1.1 系统的开发背景随着市场经济的发展和人们生活水平的提高，住宅小区已经成为人们安家置业的首选，几十万到几百万的小区住宅比比皆是。人们不但对住宅的本身的美观、质量要求越来越高，同时对物业小区的服务和管理也要求很高，诸如对小区的维修维护，甚至对各项投诉都要求小区管理者做的好，做的完善。这样要求小区管理者对物业管理进行宏观的和微观的细致管理，其中最好的办法是用计算机操作的小区物业管理系统来实现对小区物业的管理，这就为设计小区物业管理系统提供了市场需要。

10.体育馆智能化系统设计总结 篇十

题目： 智能小车跟随系统的设计与制作

学院： 物理与电子科学学院

班级：

姓名：

指导教师： 职称：

完成日期： 年 月 日

智能小车跟随系统的设计与制作

摘要:

现在，小车跟随系统正处于研发与试用阶段，它有着多方面的优势：一方面,充分利用现有的道路资源，有效缓解交通阻塞；另一方面，可以大幅提高驾驶的安全性，减少交通事故的发生。因而推广和应用小车跟随系统已经成为解决交通问题的一个重要途径。

本文的主要研究工作是设计和制作智能小车跟随系统，整个系统包括硬件及软件两个部分。硬件部分包括控制电路，蓝牙通信电路，路径循迹电路，电源驱动电路，电机驱动电路等。软件部分主要包括通过编程使得小车按设定路径实现前进，左拐，右拐，加速，减速，并在小车前进的过程中不断调整小车所在位置等功能。

本文是以电动小车为基础，增加红外传感器，蓝牙等。利用传感器来有效地确定小车前进路径、小车所在位置等信息。单片机接收并处理传感器所产生的信号并加以一定的算法来判断两个小车的状态及其相互间距。最后通过蓝牙来进行小车间的通信，从而控制两个小车加、减速度来使得小车间距相对恒定。该智能小车跟随系统能够实现的功能有：自动循迹；保持车距；紧急停车等。

关键词：智能小车跟随系统；蓝牙通信；单片机；软件设计

目 录 引言..............................................................1 1.1 研究背景及意义..............................................1 1.2 智能车辆研究现状............................................1 1.3 研究内容....................................................1 2 功能分析..........................................................2 2.1 主控模块....................................................2 2.2 循迹模块....................................................3 2.3 电机驱动模块................................................3 2.4 电源模块....................................................3 2.5 通信模块....................................................3 3 硬件设计..........................................................3 3.1 主控硬件设计................................................4 3.2 循迹硬件的设计..............................................4 3.3 驱动硬件设计................................................5 3.4 电源硬件设计................................................5 3.5 蓝牙通信串口硬件设计........................................6 3.6 本章总结....................................................6 4 软件的设计与实现..................................................6 4.1 概述........................................................6 4.2 软件的结构设计..............................................7 4.3 主要模块的实现..............................................8 4.3.1循迹流程图.............................................8 4.3.2 电机驱动流程图.........................................9 4.3.3 位置判断流程图........................................10 4.3.4 蓝牙通信流程图........................................11 4.4 本章小结...................................................11 5 系统功能测试.....................................................11 5.1 系统功能测试...............................................12 2 5.2 测试结果分析...............................................13 6 结论与展望.......................................................13 6.1 结论.......................................................13 6.2 展望.......................................................13 参考文献...........................................................14 致谢...............................................................15

1 引言

1.1 研究背景及意义

随着经济的快速发展，城市的人口不断增加，从而城市的交通压力也越来越大。在中国的一些大中型城市，由于严重的堵车问题，上、下班路途中所消耗的时间可能会长达数个小时。此外，近些年来，交通事故频繁发生，这已经危害到了许多人的生命和财产。因此，想要解决交通问题已经不能仅仅依靠交通管理部门，更需要从科技的角度来解决这一问题。幸运的是，在最近几年传感器、单片机技术突飞猛进，受此影响，智能小车跟随技术正在逐步从可能转为现实。智能小车跟随技术是指通过车载传感系统感知道路环境，通过现代通信技术使车间进行通信，同时加以一定的算法分析，使得后车紧跟前车行驶。这一特点使得它具有如下优点：首先，充分利用道路资源，减少堵车事件发生的概率。此外，它还能够在行驶过程中探测可能发生危险事故，由于计算机有着比人脑更快的反应速度，从而能够避免交通事故的发生。1.2 智能车辆研究现状

智能车辆的发展过程可以分为以下三个阶段：

第一阶段：20世纪50年代。在这一时期，人们刚刚开始接触研究智能车辆。尽管这一时期的智能小车系统仅能在一个固定的轨道上运行，自动化水平比较低，但已经符合智能车辆的基本要求。

第二阶段：80年代中后期。在这一阶段，随着计算机的应用与传感器技术的不断发展，智能车的研究有了较大的进展，尤其在一些发达国家，取得了巨大的进步，促使智能车辆不断深入各个实用领域。

第三阶段：90年代至今，智能车辆的研究取得了更快的发展。尤其是近些年来，随着各个国家在智能车辆的研究之中投入的人力、财力不断加大，智能小车的发展越来越快。如今，智能车辆已经不仅仅局限于科学研究和工厂使用，它也不断地走入了许多人的日常生活中。1.3 研究内容

本设计是基本AT89S52单片机的，通过蓝牙使两个智能电动车相互通信来组成智能小车跟随系统。设计的主要内容是对电动车进行硬件电路与软件的设计。其中硬件电路主要包括控制电路，蓝牙通信电路，路径循迹电路，电源驱动电路，电机驱动电路等。其中，AT89S52单片机作为每个小车的控制核心，控制着电动车的各个模块正常工作，并通过编程使得小车按照预定路径实现前进，左拐，右 1 拐，紧急停车，加速，减速等功能。

本设计是以电动小车为基础，增加红外传感器，蓝牙等。利用传感器来有效地确定小车前进路径、小车所在位置等信息。单片机接收并处理传感器所产生的信号并加以一定的算法来判断各个小车的状态及其相互间距。最后通过蓝牙来进行小车间的通信，从而控制各个小车加、减速度来使得小车间距相对恒定。

综上所述，本设计中整个系统电路结构简单，性能相对较高。主要采用如下技术：首先是选择适当的传感器。利用传感器来实时监测小车位置并传送给单片机，单片机根据传感器所传回的信息来控制小车的两个电机运转，实现循迹行走功能。其次，利用蓝牙设备在两个小车之间进行通信，由其中一个小车的单片机来判断两小车的相对位置，从而产生控制指令，来改变小车的行驶速度。2 功能分析

根据设计内容的要求，采用基于单片机的控制方式，使用蓝牙设备进行通信。图2-1为系统框图。

图2-1 系统框图

2.1 主控模块

目前，具有人工智能的电子产品、设备通常采用的控制器都是单片机。现在市场上的单片机厂商很多，单片机种类也不尽相同，功能更是各具特色。本文设计的是一个相对简单的控制系统，无需采用一些特殊功能的单片机。因此，根据实际条件，最终选择在两辆小车上各搭载一片ATMEL公司的AT89S52芯片作为每个小车的主控器件。图2-2为AT89S52控制原理图。

图2-2 AT89S52控制原理图

2.2 循迹模块

循迹装置类型选择：采用集成QTI传感器DM-S53401，它是一种通过光电接收管来探测其下表面反射光强度的传感器。根据反射光强度的不同，从而导致传感器输出的变化。由于它的体积较小、具有日光过滤器，因而在小车中使用性能较好。

循迹硬件数目选择：采用4路QTI传感器循迹。在小车行驶过程中，根据轨道的设计，小车会遇到直行或左、右拐弯的路段，因而可以使用中间2路来判断小车与直行道的相对位置，而用外侧2路来判断小车是否在拐弯路段。因此，4路循迹可以完成任务的要求，且设备数目最少。2.3 电机驱动模块

电机选择：采用直流伺服电机，它主要通过接收脉冲来运转。相比于步进电机，直流伺服电机有着一定的优势：精度更高，克服了步进电机中的失步问题；高速性能好；抗过载能力强；运行稳定；反应时间短；发热和噪声都有着明显的降低。2.4 电源模块

电源选择：采用干电池组加移动电源共同供电，即在采用4节1.5V干电池通过稳压单元降至5V后给单片机及其他设备（如传感器、电机等）供电的基础上，增加一个移动电源同时供电。一方面，可以保证小车电压稳定，设备正常运行而不会断电。另一方面，也不像蓄电池所占体积那么大，安装相对容易。2.5 通信模块

通信设备选择：采用蓝牙装置进行通信。尽管相比红外通信，它的成本相对较高。但其有着诸多特有的优点：通信距离相对较长，一般在10米左右，且可以转弯，不用对准。传输速度快，且可以加密，更加安全。3 硬件设计

3.1 主控硬件设计

对于每个小车而言，主控电路的核心器件为AT89S52单片机，通过此单片机来控制小车完成预计的功能。其中，小车的启动、复位、断电都需要手动开关来控制。由QTI循迹模块组成的循迹电路进行实时监测，不断判断小车的位置，并将检测到的信息发回给单片机，单片机经过运算后，发送PWM波给电机，从而控制小车速度、启停、转弯、直线行驶等。除此之外，两个小车的单片机还都需要连接一个蓝牙设备，用于在两个单片机之间传递信息。系统框图如图3-1所示。

图3-1 主控电路连接图

3.2 循迹硬件的设计

由于本设计在循迹模块中采用的是集成的QTI循迹模块，故循迹装置内部电路无需再重新设计，仅需将集成的QTI循迹模块正确连入AT89S52单片机中集可。具体电路连接图见图3-2。

图3-2 QTI设备连接图

3.3 驱动硬件设计

电机选择：采用直流伺服电机。伺服电机具有如下特点：它在接收到一个PWM波形脉冲时就会旋转一定的角度，通过不断接收脉冲就可以使得小车持续运动。对于本设计所选用的电机而言，当接收到的脉冲是高电平持续时间为1.5ms而低电平持续时间是20ms时，电机不发生转动；当低电平时间保持不变，高电平持续时间越接近1.7ms时，电机顺时针转速越快，在1.7ms时，电机顺时针旋转速度达到最大；反之，高电平持续时间越接近1.3ms时，电机逆时针转速越快，在1.3ms时，电机逆时针旋转速度达到最大。

在小车运行过程中，单片机AT89S52通过P1.1和P1.2口发送脉冲波形来分别控制左右电机运转，即将左右电机分别与P1.1和P1.2口相连即可。3.4 电源硬件设计

本系统中的单片机所需的供电电压为+5V工作电压，而电路板的设计是采用6-9V的直流电输入，再通过稳压芯片来为单片机输入5V的工作电压。每节干电池所提供的电压为1.5V，采用4节干电池串联后可以得到直流电输入口所要求的最小电压6V。因此，选择4节干电池串联后接入单片机的供电口。此外，由 于干电池所供电压并不稳定，容易造成小车传感器、蓝牙等设备的掉电，从而影响小车的正常工作，故再额外通过USB-ISP线将输出为5V的移动电源连接至小车的ISP下载口即可。3.5 蓝牙通信串口硬件设计

本系统中两辆小车需要在一定情况下进行通信，因而需要使用一个近距离的无线通信装置。在本设计中，选用蓝牙通信装置HC-05来实现此功能。HC-05的引脚原理图如如图3-3所示。

图3-3 蓝牙引脚原理图

此蓝牙在配对成功后的使用方法与串口的使用方法一样，故同样是将蓝牙接口TXD、RXD分别连至单片机的P3.0、P3.1口，VCC接高电平，GND接地即可正常使用。3.6 本章总结

本章主要分析了小车实现各个功能所需的硬件设备，硬件选择，硬件设备连接等问题，主要包括主控硬件、循迹硬件、驱动硬件、电源硬件、蓝牙硬件等，通过对硬件的分析与设计，为小车能正常运行做好的硬件方面的准备工作。4 软件的设计与实现 4.1 概述 在基于单片机的系统设计中，除了要对系统硬件进行设计外，还要对系统的软件进行设计。在本设计之中，大量的执行工作需要对程序进行设计，这一工作对于系统而言尤为重要。

在编写程序时，要注意一下几点要求： 1.实时性，即软件反应、执行速度快。

2.程序简练，即要求既要完成目标，又要以最简洁的方式表述出来。3.程序的灵活性与可拓展性，即程序拥有较强的适应能力，在功能需要拓展时可以方便的修改。

4.可靠性，即在系统运行过程中因为软件方面的故障而造成的系统错误尽可能的少。

此外，在用C语言进行程序设计时，具体步骤如下： 1.明确要求，确定软件所要实现的功能。2.分析具体问题，建立数学模型。3.绘制出各个程序模块的流程图。

4.将各个程序组合在一起，构成一个完整的程序。最后，在程序设计的过程中，应注意一下几点要求： 1.各个功能、模块尽量层次化。2.存储空间合理，节省内存。

3.软件流程要合理，软件布局要清晰。4.2 软件的结构设计

在本设计中，软件的结构设计采用了模块化的结构设计，将整个系统分成五大模块，包括主程序模块、循迹程序模块、电机程序模块、蓝牙通信程序模块、位置判断程序模块等，依次设计系统整体软件结构和各个模块的软件结构，最后再将其汇总成为一个完整系统。系统的软件结构图如图4-1所示。

图4-1系统软件结构图

4.3 主要模块的实现 4.3.1循迹流程图

循迹流程图如图4-2所示。

图4-2循迹流程图

小车在启动后会直接进入循迹路段，正常直行情况下，有且只有中间两路QTI装置(中左与中右)将能够探测到黑线。而在执行前进过程中，会因为一些因素而造成略微偏离轨道，此时，小车的中间两路QTI装置可能将会存在其中一路脱离黑线。此时，则应向单片机发出调整指令，改变小车的行驶状态，使其回归黑线中央行驶。当小车来到拐弯路段时，外部两个QTI装置(左与右)将会探测到黑线，表明小车来到拐弯路段，则应向单片机发出调整指令，改变小车的行驶状态，使其完成拐弯任务。而当小车到达定位处时，四路QTI循迹装置将全部探测到黑线，此时则应向单片机发出计数自加指令后使小车继续向前行驶。4.3.2 电机驱动流程图

电机驱动流程图如4-3所示。

图4-3电机驱动功能流程图

在两个小车进行通信时，按照预期，随着两个小车的位置变化，两个小车的行驶速度也应该随之变化。在此设计中，整个轨道共有8个定位点。对于小车A，速度变化是从检测到定位点时开始的，所以小车A的驱动流程图应从检测到定位点开始。而对于小车B，速度变化是在中断中产生的，所以小车B的驱动流程图应从中断中开始。此外，本设计的要求是使小车B跟随小车A行驶，使得小车A 与小车B的距离始终保持在大约等于两个定位点间的距离。因此，想要确定两个小车的速度，首先要计算两个小车距离。本设计是通过计算两小车共检测到的定位点数之差来判断两个小车的距离。当两个小车所探测到的定位点数相差为1，表示两车距离适中，驱动电机使两车都快速行驶；当两个小车探测到的定位点数相同，表示两车距离过近，驱动电机使前车快速行驶而后车慢速行驶，从而拉大两车间距；而当两个小车所探测到的定位点数相差大于1，表示两车距离过远，驱动电机使前车慢速行驶而后车快速行驶，以此来缩短两车距离。另外，前车发生故障时，应使得后车在与其距离过近时自动停车，防止出现两车相撞的情况。4.3.3 位置判断流程图

位置判断流程图如图4-4所示。

图4-4 位置判断流程图

本设计中，两个小车需要构成一个协作的系统平台，因此，需要不断地判断自己的位置。在此设计中，在完整轨道中平均选择了8个定位点，在小车途经这8个定位点时，单片机选择一个变量来计算小车在行驶过程中所经过的总点数，从而来大致判断小车的所在位置。当计数达到8时，表示小车已经运行了一整圈回到出发点，故计数清零。

轨道图如图4-5所示。

图4-5 轨道图

4.3.4 蓝牙通信流程图

在本设计中，两个小车要通过相互协作来构成一个智能小车系统，因此，在小车运行过程中，两小车需要在必要的时刻相互通信并发送指令。在此系统中，小车A为整个系统的中枢，一切信息要在小车A的单片机中进行运算处理，再将控制命令由小车A发出。蓝牙通信流程图如图4-6所示。

图4-6 蓝牙通信流程图

4.4 本章小结

本章首先介绍了针对软件设计的要求、过程等注意事项，然后系统的介绍了针对本设计的软件结构各个模块的设计方案、思路，并列出了各个主要模块的设计流程图。5 系统功能测试

在完成系统的设计与制作后，必须要对所设计的系统进行测试。通过测试，检测需要单片机所完成的功能是否能够实现。5.1 系统功能测试

测试过程中，首先依次对各个小车进行单独的模块功能测试，然后再进行整个系统的功能测试。即首先分别对小车A、小车B进行单独循迹功能的测试，查看小车A、B的性能。然后再将小车A、B通过蓝牙连接相互通信，测试整个系统的性能。

小车A循迹功能单独测试，结果如表5-1所示。

表5-1 小车A循迹测试结果

第一圈 第二圈 第三圈 第四圈 第五圈 1 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 6 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成

卡顿

完成 完成 卡顿

完成 完成 完成

卡顿

完成 卡顿

小车B循迹功能单独测试，结果如表5-2所示。

表5-2 小车B循迹测试结果

第一圈 第二圈 第三圈 第四圈 第五圈 1 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成

卡顿

完成 完成 完成 完成

系统性能测试，结果如表5-3所示。

表5-3 系统功能测试结果

第一圈 第二圈 第三圈 第四圈 第五圈

运行正常 运行正常

小车A在定位点3处连续探测到2次定位标志，造成出错

运行正常 运行正常

5.2 测试结果分析

小车A在运行过程中，由于传感器、电机等设备问题，有时会造成中途卡顿，导致小车无法正常运行，但总体结果基本正确，不影响实验结果。

小车B与小车A相比，运行较为流畅，基本可以正常运行，很少会出现故障，达到预期目标。

在整个系统协调运行时，除了小车偶尔发生的卡顿意外，基本不会造成其他故障，基本可以达到预期的效果。

总体而言，主要是由于传感器并不精确，在室内光线、太阳光等灯光的影响下，偶尔会导致运行出现故障。但从整体来看，基本功能都可以正常实现，不影响观测结果，系统基本能够正常运行。6 结论与展望 6.1 结论

在本设计中，A、B两个小车的控制核心都选用的是AT89S52单片机，这使得小车具有较好的稳定性和持续性。循迹装置选择的是体积小、功耗低、应用方便、集成度高的QTI传感器DM-S53401。电机选择的是两轮独立的直流伺服电机，通过控制两个轮不同的转速来改变方向。车间通信选择的是蓝牙通信装置HC-05，它具有较高的可靠性，可以保证两车顺利的完成通信功能。

在小车运行的过程中，利用QTI传感器来实时监测小车的路面信息，单片机接收并处理传感器监测到的信号，将运动控制指令发送给电机，使得小车正常行驶。此外，两个小车还通过蓝牙装置进行车间通信，并根据两车的状态调整小车的运动状况。该系统最终能够完成的功能有：循迹、变速、保持两车间距稳定、紧急停车。6.2 展望

本智能小车系统最主要的前景是运用到无人驾驶汽车上。一方面，可以通过小车系统的车间通信规划行车路径，充分利用现有的道路资源，提高道路利用率，减少堵车事件的发生；另一方面，还通过安装各种传感器感知路面状况来避免交通事故的发生。参考文献：

[1] 李建忠.单片机原理及应用.第二版，西安电子科技大学出版社，2008.2 [2] 李晓莹.传感器与测试技术.高等教育出版社，2005.1 [3] 禹帆.蓝牙技术.清华大学出版社，2002年

[4] 杨代强.基于单片机的智能玩具电动车的设计与实现.电子科技大学硕士论文，2012.11 [5] 高峰.单片微机应用系统设计及实用技术.北京：机械工业出版社，2004.4 [6] 刘彩虹.智能小车路径跟踪技术的研究.浙江大学硕士论文，2007.6 [7] 碰新荣.基于智能小车平台的多车协作研究.上海交通大学硕士论文，2010.2 [8] 谭浩强.MCS-51单片机应用教程.清华大学出版社，2000.5 [9] V.Gradinescu, C.Gorgorin, R.Diaconescu, V.Cristea, L.Iftode.Adaptive traffic lights using car-to-car communication.IEEE Vehicular Technology Conference,2007 [10] Seki K.Applications of DSRC in Japan.ITS Center,Japan Automobile Research Institute,2002

致谢

历时四个多月的本科毕业论文即将完成了，心中有着许多感慨。这几个月来，从最初的选题、查找资料、撰写开题报告、选择零件设备、学习软硬件的使用、测试、撰写初稿、以及后期的论文修改，无时无处不存在卢教授的帮助和指导，这一幕幕都在我的脑海中留下了深深的印象，这让我的心中有着无限的感激和感动。

由于考研复试占用了一定的设计论文的时间，所以在开始毕业设计的时侯时间已经有点儿紧张。在回到学校开始做毕业设计的前两个月，几乎每天都呆在实验室。在此，我非常感谢仝老师提供给我的实验环境。如果没有一个理想的实验环境，我的论文和设计根本无法在短短的几个月内完成。

同时，在这一年里，我也查阅了不少的资料，这些资料使我的论文更加完整。所以，非常感谢大同大学图书馆，感谢参考文献中的每一位作者。