智能化系统研究样例十一篇

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中图分类号：TG807文献标识码：A

一、机电设备维修维护的原则

机电设备是企业进行满负荷生产的必要条件，深入地下进行作业是企业生产环境的特殊性所在，这就决定了机电设备维修维护原则的特殊、复杂与严格。

（1）统筹兼顾，有主有次的原则

（2）着眼全局，突出重点的原则

对机电设备维修和维护既不能着眼于几个方面置全局于不顾，也不可能照顾到每一个小的细节，所以需遵循着眼全局，突出重点的原则，采用马克思唯物辩证法的矛盾分析法认识和解决问题。机电设备既然由数不胜数的零部件组成，其发生故障的概率也就自然而然地提高，把目光放在整体之上，从整体之中抓关键问题，对关键问题予以彻底、有效地处理，基本上就能解决整体的问题，毕竟关键部分对整体起着决定性的影响，这样做既切实有效的解决了问题，又保证了生产效率，是两全其美的做法。此外，详细记录出现频率较高的问题并对各种问题进行分类和系统化是我们较为提倡的方法，可以以最快的速度解决这些常见的问题和故障，及时发现问题并迅速解决也就保证了矿企生产的连续性，提高了生产力。

（3）定期检修和不定期维护相结合的原则

机电设备属于技术型产品，往往由数量众多的零部件构成，部件的精确性受到极高的要求，体现在安装、养护等多个方面，这是机电设备需要定期检修和不定期维护的主要因素，其实还存在外部的客观因素，那就是设备工作环境的特殊性，深入地下几十米进行作业，不见天日，潮湿阴暗这种恶劣的环境对机电设备的性能和质量提出了严格的要求，而如果想从最大程度上满足这种要求，对设备进行检修和维护是理所当然的。保证机电设备的经久耐用性，不能只顾定期检修和不定期维护其中的一个方面，兼顾二者，实现二者的有机结合才是最明智的选择。这样一来，不但准备工作做到位，后期的养护工作加以补充，会更加全面的保证了设备的正常运行和生产的安全性。机电设备的定期养护和不定期巡检应该形成制度，作为条例规范贯彻在机电设备维修维护的全过程中。

二、机电设备维护系统措施

（1）定期维护机电设备

高速公路机电设备安全运行时机电设备管理的核心目的。要保证机电设备安全正常运行，设备维护人员一定要定期对机电设备进行查看维护。在机电设备正常运行时，设备运行参数是否符合安全要求等。对于一些维护维修后，仍不能达到正常使用要求的设备，一定要及时更换，防止事故的发生。

在日常工作中，一定要严格统计机电设备的维护工作，把对机电设备的清洁维护与性能维护紧密地结合起来，努力提高机电设备的使用期限，及时更新设备维护数据，提高设备系统的运行速度。

高速公路机电设备中，大部分都是电子产品，而电子产品的更新速度较快，所以对于使用期限已满的机电设备要及时进行更新换代。机电设备管理机构要建立完善的机电设备报废制度，对于需要报废的机电设备，要进行及时处理，提高设备管理效率。

（2）加强质量管理

加强对维护维修过程的有效控制，在机电设备维护维修与管理工作中，成功引入了ISO9000质量管理体系。想要维护维修工作的质量得到改善，必须实行规范化管理。根据质量管理体系标准，对每一个维护环节都要制定详细手册、程序、须知，明确各个岗位的工作职责，让每一个技术人员工作起来都有章可循，这样才能更好地确保维护工作的质量。

（3）合理管理设备备件

为了确保高速公路机电设备的正常运行，在做好日常维护工作外，还要做好设备备件的采购管理工作。为了保证机电设备的正常运行，设备管理机构要科学合理地管理设备备件，在拥有足量的设备备件时，还不能造成备件的严重的积压浪费。

机电设备使用部门，要随时掌握机电设备的运行和使用情况，根据设备实际使用情况，做出符合实际的设备维护、设备更新、备件配置等所需费用计划，合理使用经费，降低采购成本，提高备件的使用率。

（4）人员培养

（5）组织机构优化

组织机构是保证维护维修工作正常实施的基础。组织机构所设置的原则完全是按照机电设备的维护维修特点设计的。根据管理体系的实施，建立了组织机构，管理团队分为检测维修中心、维护实施组、质检三个部分。质检以下是质检工程师，维护实施组下面是维护技术工程师，检测维修中心下面是检测调试工程师。其中，检测调试工程师和维护技术工程师都属于专业组的范围。

维护实施组：是完成维护工作的主体，它的主要内容是负责编制年月的实施计划，负责所维护系统的故障诊断和故障排除，负责将拆卸下来的故障设备送到检测中心进行检修，负责建立维护保障项目。

检测维修中心：主要负责维护实施项目部送交的问题设备，对其进行检测、维修。负责对送修设备的跟踪服务，总结设备维修经验，提出可行性预防措施。

质检组：成立质检组是为了加强对维护实施过程和效果的跟踪和考评，从而建立有效的执行监督机制。质检组主要负责养护过程的质量监督，并且定期对各维护项目进行记录，逐渐形成量化的可行性报告。这也将推进整体工作的改进和完善。质检组是在维护实施组与检测维修中心之间工作，但是它并不隶属于维护实施组，其单独性也有利于对维护实施工作的考评，从而确保了维护工作的质量。

三、结语

总而言之，机电设备在保证生产的安全性、减少人力的投入和使用、提高生产效率、促进企业的可持续发展、保证国家的能源需求、维持国民经济的平稳运行方面发挥的作用已经不言而喻。因此，对于机电设备的管理方面，机电设备管理机构只有从多方面进行有计划的、有效的、合理的进行维护机电设备，才能提高设备的维护工作，保证机电设备的正常运行，从而提高高速公路的运行安全。

参考文献

[2]金音,朱佰敏.高速公路机电设备维护维修信息化系统[J].安防科技,2008,08:30-33.

[3]魏养继,袁绍欣,郭兰英.高速公路机电设备管理系统的研究设计[J].现代电子技术,2010,01:160-162+166.

1.医院后勤设备智能化管理系统建设的目标和原则

1.1医院后勤设备智能化管理系统建设的目标

建设符合医院运行需求的智能化后勤管理系统，要求可以与医院其他部门的管理系统形成完美对接，彼此之间紧密相联，从而使医院得到更好地发展。所以，医院后勤智能化管理系统建设的目标是：

（1）实现后勤管理系统的智能化；

（2）将精细化管理理念有效融合进后勤管理系统；

（3）运用信息化手段，保证医院后勤系统信息的及时性、完整性；

（4）实现对医院所用资源的合理调配，高效利用；

（5）提升后勤管理的管理水平，提高职工工作效率；

（6）全面提高对病人住院期间的服务质量。

1.2医院后勤设备智能化管理系统建设的原则

（1）标准化原则

详细分析医院后勤部门中具体组织框架以及部门运行的流程步骤，并根据医院对于后勤管理和服务过程中的详细规章要求，系统统一地制定后勤管理工作的各项规范，做出前后统一的标准，规范业务流程。

（2）兼容性原则

兼容性原则要求新建设的医院后勤智能化管理系统必须要能够和目前使用的医院信息的管理系统属于同一架构，能够做到相互之间兼容并存。如果条件能够满足的基础上，最好是结合当前使用的各个信息服务平台，建设能够集成所有管理信息系统的综合后勤管理系统，这样，可以以最小的投资实现医院内部各部门之间共享信息、协调发展的目标，有利于医院的最高管理层掌握到最全面、最系统的详细资料。

（3）操作简单性原则

管理系统的构建最终目的是能够操作使用，太过复杂的操作程序无疑对后勤职工的技术提出较高的要求，会增加医院的员工薪酬成本以及对员工进行技术培训的成本，不利于医院更好的发展。因此，建设后勤智能化管理系统最好满足操作简单性的原则，降低对操作人员的技术要求，可以节省医院的许多费用，获得更大的收益。

（4）创新性原则

现代社会处于高度发展的时期，信息技术也在飞速发展，国家对各个领域都在大力提倡自主创新，所以，医院后勤设备智能化管理系统的建设也必须依据创新性的原则，过于落后的体系已经不能满足医院后勤管理对技术的需求。对此，我们要充分利用现代信息技术的优势，结合精细化管理的理念，优化后勤管理的业务流程，在各个环节都要勇于开拓创新，摒弃落后的、不能与时俱进的部分。

2.医院后勤设备智能化管理系统的优势与劣势分析

2.1医院后勤设备智能化管理系统的优势分析

（1）目前，医院各管理系统中所运用的计算机技术已经相当成熟，管理工作人员的专业素养较高以及对计算机的操作流程比较熟练，具备较高的管理能力；

（2）医院内部局域网全面覆盖，当前使用的后勤设备都相对较为先进，便于对信息的收集记录，为智能化的管理系统提供了数据支撑；

（3）国家对医院提出的绿色环保要求使得医院更加重视能源的高效利用、节能减排工作，这无疑对智能化的管理系统提出了更高的要求。

（4）智能化的管理系统符合我国甚至世界对后勤管理操作系统的需求，十分有利于对智能化管理系统的推广应用，系统的成功建设将带来巨大的收益和发展前景。

2.2医院后勤设备智能化管理系统的劣势分析

（1）医院后勤设备智能化管理系统正处于开发研究的初期阶段，并没有现成的系统软件等，也没有相近的参考平台，因此需要投入大量的资金和人力进行研究，开发的成本难以估计，所需消耗的精力也十分巨大；

（2）医院现在所拥有的后勤部门的职工的专业化水平相对较低，文化素质不高，对后勤管理的专业技能也不太熟悉；

（3）建设的后勤智能化系统所采用的都是先进的、精细化的技术手段，其操作流程对员工的要求较高，需要其具备一定的有关计算机操作的技能；

（4）智能化的管理系统对医院的信息化要求较高，并需要占用计算机通道，这便对与医院现有信息软件系统的兼容性提出了相对高的要求。

3.医院后勤设备智能化管理系统的建设构思

3.1后勤智能化管理平台

对于此平台的搭建，具体要求为：融合现代社会几大先进的科学技术，例如现代通信技术、计算机技术、网络信息技术、具体行业技术以及智能的操作技术等，将其有机的结合在一起，实现医院的正常运行对后勤管理系统的要求，包括了医院内部各部门保障措施和部门工作的信息收集、记录、归纳，以及对医院内各种资源的监督控制，对工作流程的管理、对高层决策的系统支持等。

3.2后勤服务检修一体化平台

3.3医院设备全程跟踪管理平台

3.4医院资产管理平台

此平台与上述的医院设备全程跟踪管理平台属于统一类型，主要负责对医院内各项资产的统一调度、具体管理，包括医院建筑、基础设施、器械设备等。

3.5医院病患服务平台

医院主要是为病人服务的，因此，对病人住院期间的所有需求都应做好统一的规划，其中最重要的是餐饮的服务，对此，可以设置简便的点餐系统，使用一卡通服务，以HIS网络为基础，提供详细的餐饮服务内容。

4.结束语

随着社会信息化的发展，以及科学技术的进步，医院的后勤管理向智能化方向发展已经是必然的趋势所在，它可以提高医院后勤管理的整体水平和核心竞争力，实现医院的和谐发展。因此，我们要以信息化、精细化为基础，加快智能化管理系统的开发研究，以满足医院内各项工作、服务对现代化技术的要求，这不仅仅标志医院这一领域的发展，更是我国现代化进程向前迈进的象征。

参考文献：

1、城市集中供暖智能化的意义

供热系统的运行管理主要包括供热负荷的预测,供热管网优化调度和管网信息管理等三个方面的内容。我国在这方面的研究,由于起步较晚,与国外相比有一定的差距,但近几年已经取得了很大的进步,并取得了一定的成绩,但总体来说研究方向比较分散,至今仍然没有一套完整的、能够集成了预测、优化调度、运行管理和控制的职能化系统出现。

1.2优化调度是集中供热系统有效运行得以实现的关键。传统的优化方法主要有三种:枚举法、启发式算法和搜索算法。供热系统优化调度问题属于复杂系统非线性优化问题,若采用一般的直接搜索方法,由于问题的复杂度较高,收敛的速度非常慢,效率很低,更重要的是由于通常的非线性最优化方法都是单点搜索算法,容易陷入局部最优解,而难以得到全局最优的解。为此,本文将对采用效果较好的遗传算法来求解供热系统优化问题进行探讨。遗传算法是一种利用随机化技术来指导对一个被编码的参数空间进行高效搜索的方法,相对其他优化算法,遗传算法具有简单、通用以及鲁棒性很强的优点,可以对问题空间进行全局的搜索。

2、分户调节的用户供热形式

为适应市场经济发展和节能的需要,应积极采用热能计、热量分配表等设备逐步建立和完善对热用户按耗热量计费的体系,改变按面积收费的不合理方法。为实现这一目标,可通过下述两种方式建立热量消耗计量:第一种方法,对于可以实现分户控制的热用户,可在每一用户入口装热能计计量其耗热量;第二种方法针对不能实现分户控制的热用户,可在每组用户的入口装热量计且在用户的每一散热器上装热量分配表,以实现耗热量的计量和到各用户的分配。

2.1新建热用户实行双管供暖系统

采用双管供暖系统易于控制室内温度,防止热用户垂直失调,便于采用“量调节’和分户控制。因此,在新建热用户中应积极推广双管供暖系统,以促进实现供暖建筑节能指标。在这种分户调节方式下,采用一户一表,用热量可直接从热量表上读取。每户只有一个热力出入口、户内为一独立系统,热量表设在每户的热力出入口处。在天津某住宅小区采用了这种形式,运行结果表明,不仅室内温度可调,且经过一个采暖期,综合节能率达到25%。

2.2原有建筑户内采暖系统的改造

上供下回单管顺流式是我国现有多层和高层建筑供暖的主要形式,要将其改造成为有利于热计量和节能的分户式水平系统,几乎需要把原有的设计全部,改造费巨大,这在我国目前国情下,几乎是不可行的。比较合理且经济可行的改造方式其改造费非常低廉,只需在立管上加跨越管,跨越管应比立管管径小一号,以利于水利平衡。经验证明采用这种方法也可收到十分明显的节能效果,系统综合节能率可达巧%一20%。

3、分布式智能供热解决方案

集中供热系统是一个规模庞大、结构复杂、目标多样和影响因素众多的复杂系统。对于这样一种系统,需要运用大系统理论来分析,而大系统理论的最基本思路是:把系统的总体功能和目标按一定关系分配给各子系统,这些子系统都具有各自的控制器,都有一定的决策能力。将大系统功能与目标分解之后,各子系统的复杂性比整个大系统的复杂性要小得多,较易于实现自身的最优化,然后再加以必要的协调,最终取得系统全局的最优化或次优化。在这一基本思想和方法的指导下,大系统理论又根据不同的系统结构,提出了不同的更具体的控制思想和方法。对于象集中供热系统这样的递阶结构系统,通常将大系统分解成若干个相对独立而又相互关联的子系统作为下级系统,并在上级系统设置一个协调机构来处理各子系统间的关联作用。通过上下级之间反复交换信息,在求得各子系统优化值的同时,获得整个大系统的最优值。

集中供热系统由热源,热网和热用户组成,其中热源,一次网和热力站组成一次网系统,在一个集中供热系统内,仅存在一个一次网系统;热力站,二次网和热用户组成相应的二次网系统,二次网系统在一个集中供热系统内存在几十个甚至上百个,一次网系统和各二次网系统之间通过热力站相互联系。热力站的运行以满足热用户的热需求为目标,各热力站之间比较独立,相互间的影响可以通过一次网系统的合理调度与一解决,因此,在进行整个集中供热系统方案的研究时,可以将热力站看作独立的系统的对待,使得系统的分析和建模简单化并可行。

4、结语

供暖系统是一个集非线性、不确定性、时变性于一身的大系统,利用传统方法很难对城市供暖负荷进行准确的预测。因此,引入智能化方法是十分有必要的。

1引言

智能化变电设备是智能电网中的重要组成部分。智能变电站的设计要符合智能电网的要求，要求站内的变电设备智能化，即实现自我诊断功能、能够自主采集健康特征参数，进行专家系统评价，及时做出健康状态评估，提前制定应对策略，实现变电站的智能化。

智能电网的快速发展，需要进一步提升变电设备智能化的技术水。通过基于Web平台访问智能化变电设备在线监测系统，通过本地数据的存储以及按照标准IEC61850协议将数据传输等，建立分类电力设备的监测数据、例行试验数据、历史故障数据等的综合管理与分析平台，按照评估原则进行监测数据综合分析评估，及时做出设备运行状态评价，准确掌握设备情况，为制定检修计划提供参考。

2智能化变电设备在线监测系统介绍

2.1系统概述

为了更加有效地评价变电设备的自身健康状态。智能化变电设备在线监测系统通过对变电设备的特性参数进行实时在线监测，统一将监测数据按照IEC61850标准规约传输至同一站内的智能组件。站内智能组件按照智能化变电设备台帐进行数据编号、分类、统计将站内所有智能化变电设备监测状态评价数据按照I2传输规约将所有站内数据统一推送至各省公司设备状态评价平台，为各电网公司运行和决策中心提供可靠的依据。同时可以在此系统Web平台上集中查询、分析、评估各电力设备自身健康状况，保证电网的安全、可靠运行。

2.2系统网络结构

智能化变电设备在线监测系统是以B/S为基础的Web数据管理平台，使用.net的C#编程语言进行软件设计，系统的网络结构如图1所示。

智能化变电设备在线监测系统是以广域网为基础，进行分层建设、分类管理、综合监控进行智能电网的健康管理。智能变电站内通过对智能化变电设备的健康状态数据采集，如站内智能化变压器需要采集绝缘状态评估的局部放电、套管介损、油温、色谱等变压器各类健康数据的统计采集。通过对各类智能变电设备监测的健康数据的收集、分类整理后，按照各类设备特征计算评估方法进行计算分析监测数据，并评估系统的健康状态，及时掌握设备的健康状态，实现与生产管理系统、SCADA等各类调度等管理系统实现监测数据资源共享，保证信息准确性、前瞻性，为保证电网的安全、可靠运行提前做好各类设备的应对措施。

智能化变电设备在线监测系统的实施是对电力部门现行的设备检修体制的重大革新。能够直接指导生产，实现了生产管理的智能化，提高了检修工艺的标准化、规范化，促进了生产效率的提高。由于电力是涉及全社会的公用事业，其生产成本和管理水平的高低将直接对整个社会的经济效益产生巨大影响。

2.3系统的功能

2.3.1统一的IEC61850数据传输

将不同厂家的不同类型的各类在线监测数据以统一的IEC61850数据传输规约进行数据传输。实时将监测数据集成到中心数据库统一存储和管理。通讯方式采用IEC61850TCP/IP及GOOSE标准通讯协议方式。在数据库直读对于解决已经有的在线监测系统的数据集成是简单和有效的方式，不用给在线监测子系统安装任何软件，只需要将在线监测子系统与中心数据库服务器组建在一个局域网内即可。标准通讯协议以便于系统扩展，当有新的在线监测系统添加时，只要该子系统实现标准通讯协议，则它的数据可以保证顺利的上传到中心数据库。

2.3.2监测数据管理

监测数据按照电力设备进行分类管理。电力设备如变压器监测数据有：局部放电、油色谱、铁芯电流、套管介损、油温等；断路器监测数据有：分合闸状态监测、电寿命、储能曲线等。每种监测数据可以按报表查询和趋势分析。局放数据的PRPD、PRPS谱图分析。断路器的分合闸线圈电流曲线、行程曲线、速度曲线、储能机构电机电流曲线等。用户权限管理，用户操作日志的管理，即对每一个用户的操作进行记录和跟踪

2.3.3监测数据的评估和报警

智能化变电设备在线监测系统设计有预警报警功能，通过综合分析各类变电设备的健康状态评价数据及时做出预警报警，在突发事故发生前进行控制、调度；报警设计为多级报警，根据变电设备的各类监测数据特性，进行综合分析，如果监测设备数据部分或个别超出健康数据标线，单仍正常运行，需要提示注意信息，后续监测系统会加强监测，实时观察设备健康发展趋势，如果后续系统监测数据发展到标线以下，设备预警状态解除，恢复为正常监测，如果监测数据继续恶化，系统预警升级为报警状态，系统平台会及时传输到各种监控管理层，及时制定应对措施，进行检查、修试。在线监测预警界面如图2所示：

2.4系统特点

（1）实现智能化变电设备在线监测系统设计的统一模型，统一时标，统一规范，统一接口，统一语义。系统采用IEC61850通信规约，解决多种协议不一致的问题。系统站控层、过程层都使用数据库进行存储，各子IED相互独立存储数据，又可以将各子项的监测整合到后台数据库中，保证系统数据的完整性、安全性。

（2）完成电力设备自身健康状态的评分系统建立，以及智能状态诊断库以及故障模式识别建立，准确的判断设备的状态状况。综合智能变电站主设备的例行试验数据和长期在线监测数据，采用评分机制，将模糊逻辑、专家系统、等先进技术有机结合起来，相互补充，共同完成对变电设备绝缘状态的综合评估。

（3）能够全面的反映变电设备的实时状态。建立智能变电站超高频局放、脉冲电流法局放测试的校正结果对比，以及分析与目前各公司所研制局放、介损等在线检测装置测试结果的一致性和与出厂实验时检测方法的结果的可对比性方面存在的问题，提出改进后的有效的校正方法。

（4）提供可靠的电力设备评估报告。辅助设备检修管理者做出正确的决策，减少不必要的停电检修、预防安全事故的发生，极大的节约运行成本。

3现场应用情况

本系统已经在宁夏等多个省电力公司辖区内变电站内安装运行。自投入运行以来，系统运行稳定，实时监测的变压器局放、容性设备、避雷器等电力设备数据正常。实践证明，该系统是成功可行的，具有技术先进、运行稳定、操作简单、维护方便等特点，具有一定的创新性。本系统在电网系统内可以随时随地的使用Web平台方式进行电力设备状态查询、历史状态查询等，及时准确的掌握电力设备的自身健康状况，提前预防电力设备故障的发生，保证电网的安全、可靠运行。

[1]徐磊.智能化变电站的技术特点与网络架构[J].产业与科技论坛，2011.

[2]杨广州.浅谈智能化变电站[J].城市建设理论研究，2014，（13）.

[3]林晓明，郭进利，肖勇.智能电网建设中加强电力需求侧管理研究[J].科技创新导报，2011（22）.

[4]申屠刚.智能化变电站架构及标准化信息平台研究[D].浙江大学电气工程学院，2010.

[5]梁俊斌，张炜，邓雨荣，etal.智能化变电站监测数据现场并行处理技术研究[J].电力建设，2013.

[6]王鸣，朱群，姚建华，etal.智能化变电站运行维护问题的探讨[J].浙江电力，2012.

数字电源应有高性能以及高可靠性等特点，在国防、医疗设备、农业生产、航天航空等各个领域得到了广泛的应用。智能化数字电源系统拥有较强的适应性，能够实现相对高水平的智能化，它的设计相对灵活，可以满足各种电源要求。因而，数字电源应用前景非常广阔。对这个领域的研究也非常重要。

1智能化数字电源的电路设计

2智能化数字电源的技术亮点

智能化数字电源实现了数字技术和模拟技术的结合，摒弃了电源的复杂性。数字电源便于在同步信号下实现并联应用，充分利用扩展性和重复性优势，实现负载均流，简化滤波电路的设计。灵活的数字控制将电源组合成并联或者串联的模型，进而组成虚拟电源。虽然各项性能都得到提高，却没有增加系统的复杂性，使用了少量的器件，把砧板的面积进一步的缩小。数字电源在智能化方面存在的优势，能够让输入电压以及负载点系统保证它们的功率以最优的效率进行转化。此外，智能化的数字电源能够保证最优的转化效率。与模拟控制技术相比，数字技术的优势还有在线编程、效率优化、控制算法、操作精确、系统管理的功能。而且数字电源相对模拟电源误差、误差影响、老化漂移、补偿等都更具有优势。可靠性相对较好，无需调谐就可以获得稳定而且一致的控制参数。数字电源还可以使硬件平台重复应用，可根据最终系统的独特要求来设计出不同的固件，能够加快产品上市速度，减少原器件的库存、开发成本以及风险。

3智能化数字电源系统的应用

模拟电源在市场上的应用比较广泛，但还存在许多该技术达不到的一些区域。因此智能化数字电源系统所要开发的市场，便是模拟电源的这部分空白市场。以数字器件进行控制的电源，我们可以对它的内部参数进行在线调整，这也说明了电源动态的特点并不是不变的，它能够伴随负载在一个比较大的范围内波动，并不会丧失它所具备的性能。同时，智能化数字电源所具有的通讯优势，可以实现电源设备的远程控制，这种控制方式也是多样性的，能给设备的监测和运行带来许多便利和其他好处。现在，智能化数字电源正逐步进入并占有传统的使用领域，逐渐取代了模拟电源，并且这种发展速度越来越快。

在这以前，智能化数字电源的使用仅限于服务器、植入非停电电源的装置、通信产品、太阳能电池机与其功率调节器等一些比较简单的、基础的设备的部分产品中。然而最近，在汽车、LED照明设备、产业设备，甚至某些消费类的产品也都使用了智能化数字电源。相比模拟电源，到底是什么因素迅速扩张了智能化数字电源的应用领域范围呢？

3.1DSP的低价位吸人眼球

智能化数字电源应用领域得以迅速发展的最主要原因在于，在智能化数字电源产品的制造过程中，使用了单价大约只有1美元的电源控制IC。它的成本下降到1美元左右，足以和模拟电源的控制IC相抗衡。这些IC在使用工作中的频率超过100MHz，耗电量只是DSP就接近1W，用于普通开关电源则有剩余。这是使用DSP的智能化数字电源，只有当UPS等大于1KW的大型设备才运用的主要因素。不过，“DSP微控制器”，即和通用控制器的价钱同样低廉的DSP，把原本的几十美元的成本大幅降低到不足几美元，基本解决了控制IC成本比较高的难题。

3.2以高于100W、低于1MHz的电源为目标

4结语

[1]南国农.电化教育学（第二版）[M].北京：高等教育出版社，1985.

CommentaryonSettingupIntelligentSystemforLibrary

HuiWANG

（HubeiProvincialLibrary，WuhanCity，HubeiProvince430060）

Abstract：Withmoderncommunicationtechnologyasaplatform，intelligentbuildingsuccessfullyintegrateselectromechanicalfacilities，serviceandmanagementamongothers，inordertoprovideahighlyefficient，comfortable，safe，andconvenientconstruction.Inthispaper，Hubeiprovinciallibrary，whichwasbuiltandputintousein2012，isreferred，rangingfromwirearrangementtoterminalequipment，andfromlivecontroltosmartcontrolindistance，toexpoundthenecessityofintelligentsysteminmodernlibrary.Itisnotonlyquiteincommonwithsmartsystemofordinarybuilding，butalsohasitsownknackasanexclusivesystemoflibrary.

Keywords：Modernarchitecture，Intelligentdesign，Systemintegration，

现代社会对信息的需求量越来越大，信息传递速度也越来越快，二十一世纪是信息化的世纪，目前推动世界经济发展的主要是信息技术、生物技术和新材料技术，而其中信息技术对人们的经济、政治和社会生活影响最大，信息业正逐步成为社会的主要支柱产业，人类社会的进步将依赖于信息技术的发展和应用。

近年来，电子技术（尤其是计算机技术）和网络通信技术的发展，使社会高度信息化，在建筑物内部，应用信息技术、古老的建筑技术和现代的高科技相结合，于是产生“建筑智能化”。建筑智能化是采用计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制，对信息资源进行管理，为用户提供信息服务，它是建筑技术适应现代社会信息化要求的结晶。

图书馆作为人类知识的宝库，其建筑在按照自身特有规律发展的同时也必然遵循建筑发展的共同规律，智能建筑的蓬勃兴起极大地影响着图书馆建筑的发展，智能化也成为现代图书馆建筑的发展趋势。

图书馆建筑智能化是指综合采用电子信息技术、计算机技术和现代通信技术，对图书馆建筑内的机电设备进行自动监控，优化工作参数，对信息资源实施科学管理，为读者提供优质、高效的信息服务。

1.综合布线系统

2.信息系统

图书馆信息系统可采用不同类型的显示终端，如全彩LED屏、双基色LED屏、标准或嵌入式LCD屏、触摸屏等，可布置在总服务台、中庭、会议室、报告厅、阅览区服务台和公共活动区，会标、图书馆馆藏介绍、阅览区导览图、最新书籍信息和预览区借阅规则等。这套系统能够将这些不同类型的显示终端有效集成起来实现远程集中控制，并能对所集成的显示终端进行内部指令控制。通过网络远程控制，接合显示终端控制器控制软件对显示终端的显示内容、节目、字幕播放进行控制和管理，对显示终端的IP进行管理，能够对不同显示终端进行分组，并具备供电控制和自动校时功能。

3.多媒体会议系统

3.1数字会议系统

图书馆数字会议系统采用先进的手拉手数字化连接方式，在传输过程中信号的质量和幅度都不会衰减，让每一个与会代表都可以听到稳定、纯正的声音，充分保证语言的清晰度和较大的语音动态范围。会场一般配备有线话筒和无线话筒，有线话筒的主席单元具有优先功能，当按下主席单元上的优先按钮时，就可关闭或静音正在使用中的代表单元，从而实现主席单元的人对会场的控制。而与有线话筒配套的电子铭牌设备，一方面可以显示发言人的姓名和职务，另一方面可通过主席单元实现会议表决功能。

3.2移动式数字会议系统

在图书馆里公共区举办活动时，因地点不固定，需要配置移动式数字会议系统，该系统一般配备无线话筒和大功率有源音箱，满足活动现场的扩声要求。

3.3同声传译会议系统

同声传译会议系统是图书馆实现高级别国际会议同步翻译不可缺少的系统单元，该系统可以保证演讲者在发言的同时，内容被同步传送到同声传议室的翻译单元，翻译人员即时将所听到的内容同声翻译成指定的目标语言，并通过独立的信道传送回会场。与会者头戴具有红外接收功能的耳机，通过手持接收器进行频道选择，可以随意选择自己能听懂的语言频道，满足会场多语种与会者收听会议的需要。

3.4远程视频会议系统

图书馆远程视频会议系统多用于共享工程中心主会场与分会场之间的会议交流，系统终端通过网络接入MCU（多点控制单元），将主会场会议现场的影像、声音等多媒体资料经压缩传输到网络，一个或多个不同地方的分会场再通过传输线路及多媒体设备，将声音、影像等多媒体资料进行还原，保证了主会场现场会议的实时传送，解决跨地域会场的沟通难题。

4.公共广播系统

优美、舒适的音乐会给人们的精神上带来，既放松紧张的心情又可消除疲劳。公共区域背景音乐可以创造舒适、和谐的气氛。随着人们文化素质的提高和思想意识的不断提更新，人们对周围环境提出更高要求，背景音乐已经广泛应用于现代化智能建筑中。

图书馆公共广播系统是在建筑消防分区的基础上，将背景音乐扩声装置均匀覆盖到建筑室内外，并按绿化广场、报告厅、读者餐厅、阅览区、公共活动区、办公区等区域功能的不同设置独立的分区广播。公共广播机房设置于监控控制中心，平时向图书馆建筑室内公共场所及室外绿化广场提供开、闭路多音源信号节目，用于通知、背景音乐、温馨提示等。同时该套系统与紧急广播系统合二为一，遇有突发事故（如火灾）发生时，设置于监控中心的总寻呼话筒能够强行切入，实现全区域内的紧急广播功能。在部分服务台如少儿阅览区服务台还可根据需要，设置单独的寻呼话筒，用于该单独分区里的广播寻人、活动通知等。

5.视频监控及报警系统

随着现代技术在图书馆的应用，图书馆服务方式也发生了重大改变，对图书馆管理提出了更高的要求。为满足图书馆开放式、多样化的服务要求，进一步强化图书馆的安全保障，视频监控及报警系统作为重要的辅助管理手段，已成为图书馆智能建筑建设的重要组成部分。

6.门禁一卡通系统

门禁一卡通系统作为图书馆建筑智能化系统中的一部分，集自动识别技术和现代安全管理措施为一体，涉及电子、机械、光学、计算机技术、通讯技术、生物技术等诸多新技术，迈向高度集成化，体现了现代智能化管理的要求。

在图书馆实现一卡通系统，将图书自助借还设备、停车场设备、门禁设备、电梯楼层控制设备、巡更设备、餐厅消费设备等进行系统集成，以IC卡扇区可读写技术为核心，统一财经软件系统为后台，充分发挥智能化产品的科学性与先进性。让读者手持借书证，就能在馆内各种图书自助借还设备上无障碍使用，在餐厅进行自主充值消费，在停车场进行停车刷卡计时缴费;让工作人员手持工作证，按部门职能或工作范围分配相应的门禁权限，可在餐厅灵活结算公务消费，在停车场智能识别员工车辆，从而达到提升图书馆整体服务水平，降低服务成本的最终目的。

7.楼宇自控系统

楼宇自控系统对整个图书馆智能建筑的所有公用机电设备，包括建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统，进行集中监测和远程控制来提高建筑的管理水平，降低设备故障率，减少维护及营运成本。

楼宇自控系统有三级组成：中央控制站、现场控制站、现场检测、执行单元。系统运用集中管理、分散控制方式，采用共享总线型的拓扑结构，通信网络采用统一的通信协议，对多个供应商不同系统间的集成采用国际通用的成熟标准。该系统通过对暖通空调、照明等系统运行的优化控制，达到环境舒适感，高效节能的目的;通过对各机电设备运行、安全状态灯自动监测、控制，实现对各机电设备进行集中统筹的、科学有序的、综合协调的智能管理;系统为大楼合理的能源管理、设备管理、设备维护提供有效的工具和数据，为减员增效、实现科学管理创造条件;通过对空气参数的监测、自动调节，从而为新馆提供良好的空气质量和舒适的环境，并满足图书馆及馆藏的特殊要求。

中图分类号：TP391文献标识码：A

IntelligentWaterSupplybasedonHeterogeneousLayeredNetworksunderMulti-networkConvergence

LinJing，YuShu-chun，PengXiao-ning

（DepartmentofComputerEngineering，HuaihuaCollege，Huaihua418008，China）

Abstract：DuringtheMulti-networkconvergence，networksandservicesrangemoreindustries.Intelligentwatersupplyinwaterindustrywasdiscussedhere.Thedesignofsystemnetworkarchitecture，long-rangeprepayment，ICcardprepaymentandAutomaticmeterreadingwasespeciallyintroduced.Asmartwatersupplyundermulti-networkconvergencewasproposed.Itwasdevelopedaccordingtoheterogeneouslayerednetworksforcomplexwatermeteringandinformationenvironmenttoday.Long-rangeprepaymentforsmartmeterwasrealizedbymulti-thread，centralizedpolling，asynchronousscheme.ICcardprepaymentwasdoneusingvirtualserialportforremotecontrolofdistributedmeters.Furthermore，thetimetunableautomaticmeterreading，feeautomatedclearingandanalysisofwaterlossweregiveninthesystem.Theeffectivenessandapplicabilityofthissystemwasconfirmedbyapplication.Keyword：Watersupply;Intellectualization;Automaticmeterreading;Heterogeneousnetworks;Multi-networkconvergence

1.引言

因此，众多研究人员在智能表计与自动抄表系统设计领域进行了大量研究。赵、郝等[8]采用全电池供电的智能水表抄表系统，实现水表出户集中式抄表，但仍需要人工现场作业。陈、丁等[9]利用GSM网络覆盖面广p抗干扰能力强等特点，设计了基于GSM模块的无线智能抄表系统，解决了人工抄表的低效率和实时性差的问题。曾、张等[10]采用E-TDMA协议，进行分布式协同调度及节点时隙分配的局部调整，为智能抄表系统提供一种高效的信道接入方式。然而，这些研究都局限于特定表计类型，不能将多种表计集成到一个系统中。

针对目前用水计量、信息采集与环境的现状，为有效集成预付费智能式、IC卡式、只读光电式、机械式等水表，急需构建具有远程预付费功能、自动与手工抄表并存、水费自动结算和水损分析的智能供水系统（WPCS），以平稳过渡智能水表替代其它水表的过程，并推进智慧城市的建设进程。

2WPCS关键设计

2.1WPCS网络架构设计

WPCS在多网融合环境下按异构分层模式进行设计。由于水能表计类型的多样性及表计信息采集方式及传输介质的不同，WPCS涉及互联网、GPRS移动通信网、通过RS485通信的智能水表网、企业管理局域网等，融合了多种异构网络，构成分层管理与通讯的统一平台。它既能满足当前业务的需要，又能很好地适应半智能、非智能水表逐渐被淘汰的进化过程。

图1多网融合下WPCS网络架构图

WPCS网络架构由三层网络构成，分为0层、1层和2层，如图1所示。其中，第0层为互联网层，采用TCP/IP协议，作为系统的通讯基础设施，与第1层的公司业务内网、数据中心移动网络互联。另外它还是远程工作站、外网用水客户连接公司业务内网的通道，完成指令与应答数据的传输。

第1层为核心业务层，由公司业务内网、数据中心移动网络构成。移动数据中心服务器通过GPRS网络与第2层的集中器DTU通讯，实现对远传智能水表的自动抄表、水费预付及远程控制等功能，移动数据中心服务器可以使用VPN专线或ADSL等接入互联网，与业务系统对接。数据中心所收集的业务数据通过第0层网络传输到企业业务内网存储。业务内网通过防火墙与互联网连接，任何外网用户必须经过防火墙才能访问Web服务器。其中，Web服务器、邮件服务器等构成DMZ区，隔离外网用户对内网的直接访问，以保证公司业务数据的安全。

第2层是表计网络层，由远传智能水表、预付费IC卡水表、光电只读水表、机械水表等构成。对于远传智能水表与光电只读水表，在区域内由RS485总线组成设备子网，在区域外由DTU通过GPRS经数据中心向供水企业传送数据;IC卡水表独立安装，利用IC卡传递数据与控制指令，以实现水费预付及信息采集等功能;机械表供、用水信息的采集可由人工完成。

2.2远程预付费流程设计

多个智能水表通过RS485通信接口把水表数据上传到DTU，当DTU通过GPRS网络连接到移动数据中心服务器并建立透明数据通道后，智能水表端产生的加密数据只要送到串口，DTU接收并将其发送到移动数据中心服务器;同时，服务器下发的命令通过通道传输到DTU后，DTU通过串口送到智能水表端，从而实现数据双向透明传输。

但在实际运行环境中，购水用户总是以就近原则在指定工作站上办理预付费业务，购水信息一方面要存储在业务系统数据库当中，另一方面需要打包成购水指令通过移动数据中心发送到智能水表中。两者数据的同步，成为保证系统业务数据一致性与完整性的关键因素。

购水信息由各收费工作站采集，指令由应用服务器封装并发送到指令队列中，在发送成功的同时将购水信息保存到业务数据库中，让用户及时完成本次购水业务。然后，再由购水守护进程集中对应用服务器指令队列中的指令按异步轮询方式处理，将其送往移动数据中心服务器再下发到用户智能水表中。接收进程收集指令执行结果，如果写智能水表成功，则将返回信息存入数据库，预付费购水过程结束;否则，若重发次数R<=3，则重发指令，若R>3，则指令发送失败，进入失败指令队列，等待守护进程的下一轮调度发送。

图2远程预付费流程图

2.3IC卡预付费流程设计

在实际供水作业环境中，预付费IC卡水表作为半智能表计还普遍存在，它独立安装，利用IC卡传递数据与控制指令。与远传智能水表不同，它通过与小区工作站直连的IC卡读写器实现水费预付及用水信息采集等功能。因此，产生了在B/S模式应用下普遍存在的Web服务器端应用程序要驱动浏览器客户端设备的矛盾。有效解决该问题成为WPCS的另一关键技术。

由于IC卡读写器通过串口与工作站连接，服务器端应用程序无法直接驱动它，系统采用ActiveX控件与虚拟串口技术，通过串口映射机制解决这一问题。IC卡预付费流程描述如下：（1）初始化服务器端的虚拟串口VMCOMx;（2）组织IC卡预付费写入指令，并发指令送到VMCOMx;（3）通过串口映射机制，将VMCOMx网络帧转化为串口信息发送到请求工作站的物理设备执行;（4）若设备的ActiveX控件在工作站没有注册，则在web页面中通过