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论文摘要：校园网的建设为学校的教学科研和管理提供一个先进实用的信息网络环境。随着近几年高校的扩招，学校规模不断扩大，为改善教学环境不匹配、师资不足、教学资源匮乏的现状，各校开始运用多媒体教学，加大多媒体教学环境建设的投入，并利用远程控制系统来加强多媒体教学的效果。
1 校园网多媒体教学的应用
校园网的建设为学校的教学科研和管理提供一个先进实用的信息网络环境。多媒体教学系统对探讨新的教改思路，培养新的教与学的思维方式，启发活学活用的创新精神，寻找教学改革的创新点具有现实的意义。在校园网环境下实现网络多媒体教学不仅能达到图文并茂、声像俱佳的交互式教学效果，又能优化共享教学资源，有效地实旌个性化教育。基于校园网的多媒体教学已成为现代教育技术改革与发展的方向，同时也是推动创新教育的重要途径。它应包括以下两个基本应用功能：一是教学管理功能。主要为网上教学管理维护提供支持，包括课程管理、考试管理和信息。课程管理是提供课程介绍，如课程的整体框架、内容要求及考试方法；推荐课程学习进度表和指导性建议；教师授课要点，教案提纲和补充材料索引等。考试管理具有审核入考资格，提供电子注册功能提供分级测试标准，授权题库系统随机生成试卷，为学生网上答题、提交答卷提供便捷界面，并具有将成绩自动登入成绩档案库等功能。信息具有类似BBS讨论区、E—mini等功能，接受来自各方面对教学的反馈信息，如教学问卷、学习要求及期望等，并提供相应的信息处理和对外功能。二是网上授课功能。主要为教师在网上开展多媒体教学提供支持，为教师提供一个利用网上多媒体教学资源，在多媒体教室或网络教室开展多媒体课件教学的服务。通过软件的作用，能将教师机上教师的操作过程、课件内容等，以屏幕广播的方式传至每个学生机，并且，教师还可远程控制学生机，进行远程辅导。该方案常应用于计算机相关课程的教学，教学效果非常不错。
2 基于校园网的多媒体教学的远程控制系统的构建原则
远程控制是指由一台计算机通过网络远距离去控制另一台计算机的技术。当操作者使用主控端计算机控制被控端计算机时，就如同面对被控端计算机的屏幕一样，可以运行启动被控端计算机的应用程序，可以浏览编辑被控端计算机的文件资料，甚至可以利用被控端计算机的外部打印设备和通信设备来进行打印和互联网访问。为解决多媒体教学中存在的诸多问题，高校试图用现有的校园网环境开发设计多媒体教学远程控制与管理系统，初步满足了多媒体设备维护、管理的需要。其构建需考虑到以下两个原则：
（1）设备的先进性。为保证投资的有效性，多媒体教室与学校其他统一的建设在技术水平上必须保持相对的时代同步性。管理系统的设计、设备的选型都应遵循先进原则，以保证与现有的或将来可以采用的设备相容，使系统的生命周期尽可能地延长。利用此系统，能够远程控制最先进的教室设备，这也体现了当今多媒体教室管理技术的发展水平 。
（2）系统的兼容性和可扩充性。在系统设计之初，要充分考虑结构设计的合理规范，必须为系统以后的升级预留空间。如果系统结构设计合理，系统的维护可以在很短的时间内完成；系统必须支持将来的扩容和平滑升级，在满足学校现有需求的同时，为将来的系统扩打下基础；系统应采用模块化设计，考虑到不同型号设备的兼容性，在设计系统时，必须考虑系统的兼容性和可替换性。 转贴于
3 远程控制系统技术
系统基于原有的多媒体教室环境进行构建，在构建过程中，无需对教室环境进行改造，不会对教学造成影响，系统构建简单、实用。系统基于Borland Delphi 7NIndy软件环境开发。系统设计基于校园网，遵循T C P／I P网络协议，通过解析控制码，进行编码、译码，能够兼容国内外不同品牌的嵌入式教室桌面多媒体控制单元，能够实现对不同厂家硬件多媒体设备的远程控制。系统在原有教室设备条件下构建，无需增加任何硬件设备，对服务器硬件配置要求不高，只需在控制端服务器安装控制端软件，教室终端机作为被控端安装被控端软件。在控制机与被控端教室P C机之间利用校园网进行通讯，而被控端教室P C机与桌面控制单元之间通过串口进行通讯。从控制机通过T C P／IP协议传输一个控制协议信号给被控端教室P C机 ，然后由教室端P C机将其翻译为控制单元相应的控制信号，通过计算机的串口使用R$232协议传输给桌面控制单元，控制多媒体外设备。
4 远程控制系统能够实现的功能及其影响
通过与监控系统、内部通话系统结合，多媒体教学远程控制系统实现了对每个教室每台设备的远程控制。其具有以下功能：第一，控制端教室投影机的开关，视频信号、展台、手电脑通道切换，投影机工作状态的显示；第二，控制电动屏幕的升降，电动窗帘关闭，室内灯光控制开关；第三，控制教室展台的电源开关，镜头变焦、聚焦的操作；灯光及功能键的操作；第四，控制端教室的DVD、录像机等设备以及播放、选择等操作和话筒音量的控制等。
远程控制系统体现了教室设备管理的新理念，而不是简单地将中控的控制功能通过网络进行延长。系统通过IP地址选择控制端教室，实现了跨网段、跨教学楼的多媒体教室的远程控制，对被控端没有数量限制。远程控制系统给上课教师和管理人员带来了诸多方便，如教师课前可以向控制中心提出设备使用要求；在教学过程中，如果遇到问题，教师可以通过内部通话系统与控制中心联系，管理人员对设备进行远程控制，使问题及时得到解决；教师课后如果急于到其他教室上课，控制中心可以对教室的投影机、电动窗帘、幕布等设备进行远程控制，解决了教师的后顾之忧；解决了管理人员短缺问题，大大减少管理人员教室间频繁奔波的劳累之苦；提高了设备的使用效率。总之，多媒体教学远程控制系统的使用提高了设备管理的层次，强化了设备的维护与管理，提高了设备的使用率和完好率，减少了人员消耗，提高了管理层次和管理水平，使多媒体教学总体管理水平得到了提升。
参考文献
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[2]陈春丽.校园网多媒体教学的应用[J].中国地质教育，2004，(3):55-56.
1 引言
随着可编程逻辑控制器（PLC）技术的逐渐发展，很多工业生产要求实现自动化控制的功能，都采用PLC来构建自动化控制系统，尤其是对于一些电气控制较为复杂的电气设备和大型机电装备，PLC在电气化和自动化控制方面具有独到的优势，如顺序控制，可靠性高，稳定性好，易于构建网络化和远程化控制，以及实现无人值守等众多优点。基于此，PLC技术逐渐成为工业电气自动化控制的主要应用技术。
本论文主要结合数控机床的电气化功能的改造，详细探讨数控机床电气化改造过程中基于PLC技术的应用，以及PLC技术在实现数控机床自动化控制功能上的应用，以此和广大同行分享。
2 数控机床的电气化改造概述
2.1 数控机床的主要功能
数控机床是实现机械加工、制造和生产中应用的最为广泛的一类机电设备。数控机床依托数控化程序，实现对零部件的自动切削和加工。但是目前我国仍然有超过近1000万台的数控机床，主要依靠手动控制完成切削加工，无法实现基本的电气化和自动化控制。为此，本论文的主要的目的是基于PLC控制技术，实现数控机床的电气化改造，主要实现以下功能：
（1） 数控机床的所有电机、接触器等实现基于PLC的自动化控制；
（2）数控机床的进给运动由PLC控制自动完成，无需人工手动干预；
（3） 自动检测零部件切削过程中的相关参数，如加工参数、状态参数等等；
（4） 结合上位机能够实现对数控机床的远程控制，以达到无人值守的目的。
2.2 电气化改造的总体方案
结合上文对于数控车床的电气化、自动化改造的功能要求，确定了采用上位机与下位机结合的自动化改造方案。该方案总体结构分析如下：
（1） 上位机借助于工控机，利用工控机强大的图像处理能力，重点完成数控车床的生产组态画面显示，以及必要的生产数据的传输、保存、输出，同时还要能够实现相关控制指令的下达，确保数控车床能够自动完成所有切削加工生产任务。
（ 2）下位机采用基于PLC技术的电气控制模式，由传感器、数据采集板卡负责采集数控车床的生产数据、环境数据、状态数据等所有参数，由PLC实现对相关数据的计算，并传输给上位机进行相关数据的图形化显示和保存；另一方面，PLC控制系统还接收来自于上位机的控制指令，实现对数控车床的远程控制。
（3） 对于数控车床最为关键的控制――进给运动的控制，利用PLC+运动控制板卡的模式实现电气化和自动化的控制。具体实现方式为：选用合适的运动控制板卡，配合PLC的顺序控制，对进给轴电机实现伺服运动控制，从而实现对数控车床进给运动的自动化控制。
3 数控车床电气化自动控制改造的实现
3.1 系统改造结构设计
数控车床的电气化自动控制改造，其整体结构如下图1所示，其整体结构主要由以下几个部分构成：
3.1.1 底层设备
底层设备主要包括两个方面，首先是实现数控车床自动切削加工运转等基本功能的必要电气、机电设备，如电源模块、电机模块等，这些机电设备能够保证数控车床的基本功能的稳定可靠的实现；其次，底层设备还包括各类传感器，比如监测电机转速、温度的速度传感器和温度传感器，监测进给轴运动进给量的光栅尺等，这些传感类和数据采集类设备为实现数控车床自动化控制提供了基础数据源。
3.1.2 本地PLC站
本地PLC站主要负责接收底层传感设备传送过来的传感参数、状态参数及其他检测参数，通过内部程序的运算，判断整个数控车床的工作状态，并将其中的重点参数上传到远程控制终端进行数据的图形化显示、存储、输出打印等操作；另一方面，本地PLC站同时还接收来自于远程控制终端所下达的控制指令，比如停机、启动等控制指令，PLC站通过对相应执行器（比如电机）的控制，从而实现自动化控制的功能。
3.1.3 远程控制终端
远程控制终端主要是依赖于工控机实现的上位机数据管理和状态监控，需要专门开发一套面向数控车床加工、生产和自动控制的软件程序，以实现对数控车床的远程化、网络化、自动化控制，真正实现无人值守的功能。
基于PLC的数控车床电气自动化改造框图
3.2 PLC电气控制系统的设计实现
本研究论文以CK6140普通数量机床为具体研究对象，详细探讨其电气化、自动化控制的改造。通过上文对机床改造方案和结构功能的分析，可以确定整个机床电气化、自动化改造，一共需要实现14个系统输入，9个系统输出。结合控制要求，这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，输入回路采用24V直流电源供电方式。根据对数控机床的各模块控制功能的分析，选用合适的接触器、继电器、开关、辅助触点等电气控制元件，与PLC共同实现对电气设备的控制，比如PLC通过接触器控制电机模块，PLC通过继电器控制电磁阀等部件，从而完成基于PLC控制的数控车床电气化改造。
4 结语
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2012)03-0000-02
Telescope Remote Control and Management System
Qian Chen
(Jiangsu Province Taizhou No.2 School,Taizhou225300,China)
Abstract:With the continuous development of network technology,the remote control system of the telescope to become the research focus of the Observatory at home and abroad,the observer through the Internet you can control the telescope for astronomical observations.Remote control system of the telescope astronomical science activities have played a positive role in promoting,parents no longer worry about the child's travel at night,as long as remote viewing via the website booking home for astronomical observation,effectively improve the management efficiency, reduce management costs,astronomical research has practical significance,but also to popularize scientific knowledge of the basic conditions.
Keywords:Telescope;Astronomy;Remote control;Management system
天文学是人类最早开展研究的学科之一，古代天文学的研究方式一般基于都是肉眼所见，研究的内容也仅仅是对天文现象的文字记载和简单推算。因此，在很长的一段历史时期内，古代天文学研究的一直没有任何突破性的发展，研究方法依然简单，缺少相应的理论支持。大概在十七世纪初，望远镜的发明使天文现象的观测水平大幅提高。在那之后，许多天文科学家都投入到天文望远镜的研制之中，天文望远镜研制技术的不断发展，有效的推动了天文学研究的发展，获得了很多的新的科研成果。
随着望远镜技术、探测器技术以及计算机技术的发展，通过天文观测获得的数据量正在成倍增长，另一方面，国际上各种的巡天计划的数据在不断的累积，如Hubble太空望远镜每天的数据量大约为5GBytes。但是，这些并不意味着人们从中可以获得的信息量也日益的丰富。人们需要改变这种 “数据越来越丰富，但没有丰富的信息、知识”的情况。迅猛上升的大量数据保存在各种系统和介质中，不便于人们对其进行整理和管理。为解决上述问题只有开发建设虚拟天文台这样的一个答案。
现在，天文学家们已经意识到建设虚拟天文台对天文现象研究的重要性。在中国，北京天文观测台、清华大学FAST课题组、西安电子科技大学、哈尔滨工业大学等单位对天文望远镜的控制系统有了一定的实验验证和理论成果。二零零零年一月，经过中国、美国、奥地利三个国家的许多物理学家的不断努力，建立了一个全球范围内的H-alpha全日面像联测网络。该联测网络包括下面这样几个：Big Bear Solar Observatory(USA)，Kanzelhohe Solar Observatory(Austria)，云南天文台，Catania Astrophysical Observatory，以及怀柔太阳天文台。
从控制方法上看，目前存在三种主要的方法：集中控制、主从控制和分布式控制。从自动化程度来看，望远镜控制的流程自动化运行模式还处于初级阶段。
国际上望远镜的控制主要有以下方式：
1.通过控制手柄的按钮手动控制望远镜的转动，实现寻星。此方法仅适用于从事天文观测的专业人员。
2.观测人员一步步地使用控制软件的界面，调节望远镜进行观测。这是最基本的非自动化的运行模式。
3.全自动导星方式。在计算机中输入要观测的恒星或行星的名称或坐标，计算机通过软件控制望远镜实现自动化寻星。自动化寻星的流程固定在程序中，不能更改，留出一些参数供观测人员现场配置。
下面将简单的讨论一下网络控制技术和管理系统的相关内容。
首先，我们讨论一下网络控制技术，我们将控制网络分为两个组成部分：第一是面向设备的现场网络；第二是面向控制系统的控制网络；用现场网络（如RS-232/422/485，CAN，Lonworks，工业以太网等）连接现场设备，并通过特定的接口（如标准以太网接口）联接到控制网络，控制网络再连接到对应的其他系统，另外，因为广域网技术的不断发展，从根本上来说这些控制网络是能够平滑的接入广域网并且形成更强大的控制网络。
其次，我们再来讨论XML和Web服务技术。当前，国际天文学研究的主要方向是努力于将XML引入天文数据处理/存储/交换领域，而这项研究的主要内容为：VOTable。VOTable这个项目的提出来源于这样的一个问题：如何能够轻便而又高效的保存大量的数据，并能让这些数据应用于到今后的大规模分布式计算环境？为了研究这些，国际天文学家们试着通过基于XML技术的VOTable这个项目来解决这个难题。
在因特网迅猛发展的时期，一旦我们拥有了数据/信息交换的标准(即XML以及基于XML的某种标记语言)，那么怎么才能知道在什么地方可以处理这些数据/信息？怎么样为某些数据/信息开发对应的处理应用，怎样将这些到分布式的网络环境之中呢?应用之后，我们又该怎样将其公开发行，让客户能够轻易地搜索到呢?天文学家发现比较好的解决方法就是Web服务技术(web services)。Web服务技术是为了解决因特网范围内，如何将web服务集成在一起，进行相互操作的一个技术框架。Web服务技术的技术基础是XML/SOAP/WSDL/UDDI，在这些技术里面，XML是Web服务的基石，简单对象访问协议（SOAP）利用XML来封装Web服务的请求，Web服务的功能又是由服务描述语言（WSDLWeb）来描述，Web服务的注册由统一描述/发现/集成协议（UDDI）实现。
第三，B/S模式。B/S结构分布性强、维护方便、开发简单、用户操作便于掌握、共享性强并且成本低廉。另外，B/S模式便于集中的管理维护、用户操作简单、跨平台等特点。随着网络尤其是宽带网络的普遍使用，基于网络的B/S应用方式更具有光明的发展前景。
第四、DBMS(数据库管理系统)
数据库管理系统(database management system)是一种操纵和管理数据库的大型软件，用来建立、使用和维护数据库，简称dbms。它对数据库进行严格统一的管理和控制，这样就保证数据库的安全性和完整性。用户通过dbms访问数据库中的数据，数据库的管理员也通过dbms对数据库维护。它可以让多个应用程序和用户用不同的方法在同时或者不同时间去建立，修改和询问数据库。DBMS提供数据定义语言DDL（Data Definition Language）与数据操作语言DML（Data Manipulation Language），供用户定义数据库的模式结构与权限约束，实现对数据的追加、删除等操作。
第五、动态服务器页面ASP
ASP是Active Server Page的缩写，意为“动态服务器页面”。ASP是微软公司开发的代替CGI脚本程序的一种应用，它可以与数据库或者是其它程序进行交互，是一种简单、方便的编程工具。ASP的网页文件的格式是.asp，现在常用于各种动态网站中。
望远镜远程控制管理系统，使学生在室内的电脑上，通过web远程登录控制网站，就能操作天文望远镜，获取到相关的天空信息和图像，既能让学生达到观看天空的目的，又解决了安全问题。
参考文献：
[1]陈东.网络控制技术与虚拟天文台[D].中国科学院研究生院博士论文,2003
[2]P.L. Shopbell,J.G. Cohen,L. Bergman. Remote observing with the keck Telescope from California using NASA’s ACTS satellite[C].Telescope Control Systems,Hilton Lewis ed.,Proc. SPIE 3112,1997,209-220
[3]崔辰州,赵永恒,赵刚等.虚拟天文台的技术进展[J].天文学进展,2002,20:302-311
[4]张彦霞,赵永恒,崔辰州.天文学中的数据发掘和知识发现[J].天文学进展,2002,20: 312-323
[5]苏凡.天文用CCD探测器以太网端口的建立[D].本科毕业论文,清华大学成人教育学院,2002
[6]郑文波.控制网络技术[M].清华大学出版社,2001
[7]server.省略/438/3334938.shtml
电气自动化控制技术，能够实现控制系统的自动化，提升工艺的运行水平。电气自动化控制是一类新型的技术，核心是电子技术，可以大面积地应用到设备行业中。电气自动化控制的技术能力高，通过不同技术的相互配合，实现电气自动化的运行控制，而且自动化控制是电气运行中的核心，保障生产的精确性和运行速率。电气自动化控制能够以少量程序控制多个变量，各个控制对象处于相互配合的状态，提升了系统操作的水平，监督被控对象的运行过程，期间修正被控对象的运行状态，使其具备准确、合理的运行方式。
2 电气自动化控制技术的发展
2.1 智能化
电气自动化控制技术下的产品、系统等，能够根据指令智能化的完成操作，简化操作服务的流程。智能化是电气自动化控制技术的首要发展方向，正是由于智能化的要求，促使电气自动化控制技术与信息技术、通讯技术相互融合，注重技术中的性能开发，体现技术控制的速率。
2.2 节约化
节约化发展，是指电气自动化控制技术应用中实现了节能与环保。例如：电气自动化控制技术在照明系统中的应用，其可辅助使用新能源，同时控制照明灯具的使用，延长灯具的使用寿命，既可以保障能源利用的效率，又可以提高照明设备的质量。
2.3 信息化
电气自动化控制技术的信息化发展，改进了技术运行的方式，使电气自动化中，以信息控制为基础，引进互联网、物联网等理论，支持电气自动化的控制运行。
2.4 统一化
电气自动化控制技术拉近了各个行业之间的距离，融入各项技术的同时，朝向统一化的方向发展。在电气自动化控制技术的作用下，行业间遵循相同的设计标准，使用方法、维护策略等，都逐步统一，在降低行业建设难度的同时，体现统一化发展的优势[1]。电气自动化控制技术的统一化发展，消除了行业之间潜在的发展矛盾，提升行业资源的利用效率，加快了信息传输、使用的速率。
3 电气自动化控制技术的应用
3.1 工业
工业是应用最广泛的行业，因为工业规模较大，对电气自动化控制的需求大，所以我国积极推进电气自动化控制技术在工业中的应用，致力于改善传统工业的运营方式[2]。PLC是电气自动化控制技术的主要元件，其为一项可编程逻辑控制器，以工业企业为例，分析PLC的应用。该工业为机械制造企业，基于PLC的电气自动化控制技术，为机械制造系统提供了相关的控制，PLC根据机械制造的需求，编写了操作指令和逻辑运算程序，简化了机械制造生产系统的操作，而且PLC的准确度高，规避了该企业生产的误差，实现了机械制造的自动化、信息化生产，PLC写入编程后，控制了机械制造的过程，同时控制机械制造的参数，包括尺寸、温度信息等，按照该企业机械制造的指令，构成闭环生产方式，优化机械制造的工艺流程，而且该企业在PLC中设计了PID模块，通过PID子程序，准确控制PLC的内部编程，预防机械制造中出现问题。
3.2 交通业
电气自动化控制技术在交通业中的应用，不仅体现在车辆运输上，还表现在红绿灯、监控系统等方面。车辆上的元件、器件等，基本都是电气自动化控制技术的体现，提供专业的自动化控制，保障车辆通行的安全[3]。例如：电气自动化控制技术在电子眼中的应用，代替警察执法，实现自动化的违章取证，电子眼监督交通系统中的车辆运行，抓拍违法行为，提交到交通局的操作系统内，减轻了交通执法的工作负担，电气自动化控制技术弥补了电子眼的缺陷，促使其可更准确、更快速、更清晰地实现抓拍取证，提升电子眼对交通运输的监控能力，有效控制电子眼的运行，以免交通执法中出现漏洞。我国各地政府在交通业建设中，积极引进电气自动化控制技术，完善交通监控体系，目前，测速器、屏显等多个交通项目中，均涉及到电气自动化控制技术的使用。
3.3 农业
农业是我国经济发展的基础支持，为了推进农业的生产，引入电气自动化控制技术，全面建设智能农业，加快农业机械化的发展速度。以某地区农业中的大棚种植为例，分析电气自动化控制技术的应用。该地区传统的大棚种植，是根据农民种植经验分配工作，一旦控制不好温度、湿度，即会影响大棚种植的经济效益。研究人员将电气自动化控制技术引入到大棚种植内，以育秧大棚为对象，构建智能控制系统，大棚内安装不同属性的无线传感器，专门收集大棚内的环境参数，如：光照、含水量等，进行自动化的信息采集，传感器采集的信号传输到控制中心，比对标准的参数指标，种植人员掌握大棚育秧的实际情况，同时根据对比结果调节大棚内的环境，远程控制特定的设备。该大棚内部安装了高清视频，同样接入到控制中心，种植人员可以随时查看育秧的状态，电气自动化控制技术的应用，辅助构建管理平台，划分为四个功能模块，分布是传感采集、视频监控、智能分析和远程控制，整体控制育秧大棚的生长环境，为幼苗的培育提供优质的环境。
3.4 服务业
人们对服务业的需求非常大，目的是方便人们的日常生活，特别是在电子产品上，更是体现出服务业对电气自动化控制技术的需求。生活中的电子产品，大多应用了电气自动化控制技术，如：智能手机、ipad、跑步机等，表明电气自动化对服务业市场的推进作用[4]。近几年，电气自动化控制技术的应用，由服务业的电子产品，逐步转型到企业内，例如：餐饮服务中的“机器换人”概念，餐厅内，机器人取代人工服务，提供点菜、传菜等服务，机器人是餐饮业的发展趋势，表明电气自动化控制技术的重要性，此项技术在“机器换人”中，起到自动化的控制作用，是机器人开发中不可缺少的技术。
4 结束语
电气自动化技术的发展和应用，表明了该项技术在行业运营中的重要性，满足我国社会行业建设的基本需求。根据电气自动化控制技术的应用，落实发展策略，充分发挥电气自动化控制技术的潜力，保障其在未来的应价值。电气自动化控制技术的发展和应用，必须符合现代企业的需求，由此才能规范控制技术的实践应用。
参考文献
[1]贤阳.应用技术的发展是工业电气自动化系统的关键—2007年纽伦堡电气自动化（系统和部件）展览会纪实[J].自动化博览，2008，Z1：28-30.
[2]吴琦.煤矿电气自动化控制技术中单片机的应用[J].硅谷，2015，3：118+120.
中图分类号：TP391.41
文献标识码：A
DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.09.017
0 引言
由于我国的地理位置情况，我国的气候受季风影响较大，降水量的地区、时间分布不均匀，从而导致河流的流量和水位变化较大。以我国秦岭淮河以北、黄河流域下游地区为例，每年七八月份，由于亚热带季风影响，降雨量骤升，河流水量剧增，水位快速上升，从而会引发洪涝灾害，从而导致大量的生命、财产损失。产生洪涝的原因除了降雨之外，还有一些其他的气象和水文因素，例如：温度、湿度、降水间隔、水流流速、风速、风向等。而随着气象技术、传感器技术的发展与成熟，人类已经可以获取到持续的气象和水文数据；同时，随着大数据时代的到来，大数据处理和分析技术的成熟，对长期的气象、水文数据进行数据分析和挖掘已经成为了可能，从历史的信息中挖取和洪涝灾害有关的信息，从而进行防洪预警已经成为了当前的研究热点。
气象与水文是洪涝灾害的客观原因，同时，洪涝灾害往往也由一些人为原因造成，比如排水能力差，排水不及时，防洪工程响应不及时，质量不过关等因素。针对质量不过关等问题，政府需要加强对水利T程质量的监管力度。而针对响应不及时等问题，即可通过数据分析、预测方法配合防洪设备的远程控制等技术来解决。以泵站为例，可用本论文设计的泵站远程监控系统来实现水泵的远程启动与调整，调整排水量，从而减轻洪涝灾害的影响。
针对洪涝灾害这一问题，本文提出了基于结构化支持向量机（Structured Support Vector Machine）的泄洪联动技术研究。通过历史的洪涝信息训练学习模型，并根据观测到的水文信息对洪涝灾害进行预测，生成各水泵的工作策略向量。并根据该向量通过远程监控系统进行水泵的控制与调度，尽可能预防洪涝灾害。
1 基于结构化支持向量机的泄洪联动设计
防洪泄洪作为水利水文监控系统的重要功能需求之一，如何准确地进行洪涝信息的预测预警，实现其智慧化是目前国内外的研究热点。目前较为经典应用较广的洪水预测调度模型主要包括流域水文模型（如新安江模型）、河道演算水文学和水力学模型（如Muskingum Method、动力波演进模型）和据流域特制模型（如陕北模型、河北雨模型）。在“新安江模型”中检测站实时监测流域温度、相对湿度、河流径流量等；然后对所采集监测数据进行数据挖掘处理，通过各种拟合方法确定该地区植被覆盖面积、土壤渗透系数、饱和蓄水量等相关水文参数的置信区间；最后在已确立的模型基础上对水文数据（如降水量、水位等）进行演算，修正模型参数。目前来说，国外的河流代表模型有TOPMODEL模型（Topography BasedHydrological Model）和SWAT模型（Soiland WaterAssessment Tool）等。
结构化支持向量机（Structured Support VectorMachine）是一种机器学习算法，它泛化了机器学习中支持向量机（Support Vector Machine）的分类器（classifier），从而使得其可以预测复杂的结构。结构化支持向量机可以用于预测树状结构（Tree），有序表结构（Sequence），当然也可以用于预测向量（Vector）。在实际的水文信息分析中，往往需要考虑到众多的影响因素，比如上文提到的降雨量、降雨间隔、水位、湿度、温度等，这些影响因素也被成为分析问题的指标。
而对于气象和水文信息而言，这些指标往往存在以下两大特征：
指标规模庞大：
对于水文数据而言，由于每时每刻的气象和水文情况都在改变，即每时每刻都有新数据产生，数据规模庞大。而且对于气象和水文信息而言，一段较长时间内的数据才对分析工作有着重要作用，往往需要分析一年，十年甚至一世纪的数据才能得到有效分析结果，因此，对于指标而言，数据规模庞大是一个明显的特征。
指标之间存在重叠：
水文数据指标间往往不是独立的，而是存在重叠的，比如降雨指标会影响水位指标，也会影响湿度指标。这些重叠的指标一方面会导致分析问题变难，分析工作变重，也会导致大量的计算浪费。
针对以上问题，本文首先采用主成分分析法来降低数据的维度，即只选取关键的指标，从而减少重叠指标造成的影响，也可以显著的减少计算量，再引入结构化支持向量机进行联动处理。本方法旨在利用降维的思想，把多指标转化为少数几个综合指标。其步骤如下：
2 基于结构化支持向量机的泄洪联动技术实现
本文设计的泄洪联动技术主要涉及到以下两部分工作：1）通过主成分分析法对数据进行降维，从而减少计算量和由数据重叠问题造成的结果不准确；2）通过结构化支持向量机根据历史的气象、水文信息对水泵策略进行预测。而这两部分则均为数据分析任务，计算量较大，计算速度较慢，因此本文将以上两个算法作为离线程序，每天定时运行，生成相应的结果，便于管理员进行决策。数据的输入系统包括：
（1）泵站采集数据处理系统
泵站采集数据处理系统对泵站数据进行远程监测，功能主要包括：统计和记录主要电气设备的动作（将系统采集到的泵机运行状态等数据进行分类处理并保存）；事故及异常统计记录；参数越限统计（对参数越限等异常进行必要的统计，同时在必要时进行警示，并可根据需求生成报表）；运行日志及报表打印。
（2）远程自动化控制系统
可通过本系统所设计开发出的主体水利信息化管理软件来对泵机进行启停控制。系统根据实时运行状态，按照预设控制参数和模型实现对泵站机组的自动控制。站点泵机的控制可通过切换开关转换到“手动操作”或者“远程控制”。
当控制方式被切换到远程控制方式时，除了站点值守人员操作站点上位机实现对机组的控制外，中控室和有权限人员也可以直接实现对站点设备的相应控制，从而实现泵站的少人甚至无人操作，大大减轻人员工作量。
在现场安装的传感终端远程监测模块，完成对站内机组、电气设备及周边设施环境的实时监控，同时提供和管理上位机的远程通讯接口。通过485串行总线等通信方式，站点管理人员可以实时监测该站点动态数据和了解各操作中的主要工作过程。
站点监测的对象主要包括：机组电压、电流；机组温度；水位等。
站点上位机对监测的数据可以以数字和图形两种形式进行实时显示，它通过各种动态的图文来表示整个泵站各种设备的实时状态，给人以生动、直观的操作效果。
（3）泵站远程监控软件系统
泵站远程监控软件系统是为了实现抗旱与排涝泵站组成的泵站集群的信息化、智能化的开发、管理，因此是整个系统的核心组成部分之一。通过该软件系统可以实时显示各个分站的运行情况，如泵机电压电流、泵机温度、进水口水位、排灌量等重要信息。远程控制机组的启、停转换；且能对系统故障进行白诊断，能有效地保护机组的安全运行，进而帮助运行人员发现事故隐患等。
基于主成分分析法的水文信息降维法关键算法实现：
1.标准化矩阵：
function std=cwstd（vector）
cwsum=sum（vector.1）；%对列求和
[a，b]=size（vector）；%矩阵大小，a为行数，b为列数
for i=l：a
for j=l：b
std（i，j）=vector（i，j）/cwsum（j）；
end
end
2.计算主成分：
Function result=cwfac（vector）；
std=CORRCOEF（vector）%计算相关系数矩阵
[vec，val]=eig（std）%求特征值（val）及特征向量（vec）
newval=diag（val）；
[y，i]=sort（newval）；%对特征根进行排序，y为排序结果，I为索引
For z=1：1engm（y）
newy（z）=y（1ength（y）+l-z）；
end
rate=y/sum（y）；
newrate=newy/sum（newy）
sumrate=0：
newi=[]；
for k=length（y）：-l：l
sumrate=sumrate+rate（k）；
newi（length（y）+l-k）=k；
if sumrate>0.85 break；
end%记下累积贡献率大85%的特征值的序号放入newi中
end
基于结构化支持向量机的泵站策略预测关键算法实现如下：
pann.pattemS=pattems；
pann.1abels=labels；
pann.10ssFn=@lossCB；
parm.constraintFn=@constraintCB；
pann.featureFn=@featureCB；
parm.endIterationFn=@iterCB；
parm.dimension=10；%经过主成分分析法后的数据维度为10
pann.verbose=l；
1 前言
陶瓷生产中，坯体在成形、干燥、施釉、烧成、检选和储运等几个工序。通常所说传统陶瓷或普通陶瓷一般指日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷、化工陶瓷、电瓷和陈列艺术陶瓷等。作为一个陶瓷生产制造大国，必须在在陶瓷的储运方面要有相当的实力才能胜任。陶瓷种类和工序的繁多，如果仅仅靠人力来实现，那么所需要的劳动力资源将会是非常大。在劳动力成本的日益增加，企业之间的竞争，提高生产力，提高产品的品质，是企业们迫切需求的。
自动化立体仓库又称自动化仓库、现代智能库、高层货架仓库等。该系统是适应经济发展的需要而在近代才崛起的新型仓储设施，无须人工直接进行处理的自动存储和取出货物系统。随着计算机技术和自动控制技术的发展和广泛应用，仅仅只是提高立体仓库的自动化管理水平已经不能满足各大企业的需求，因此，新型的立体仓库系统必然要发展到成为整个企业生产计划与调配的控制中心。
2 立体仓库的优势
2.1 提高空间利用率
早期立体仓库构想的基本出发点是提高空间利用率，充分节约有限且昂贵的场地，在西方有些发达国家提高空间利用率的观点已有更广泛、深刻的含义，节约土地已与节约能源、保护环境等更多方面联系起来。有些甚至把空间利用率作为考核仓库系统合理性和先进性的重要指标。仓库空间利用率与其规划紧密相连，一般来说，立体仓库的空间利用率为普通仓库的2～5倍。
2.2 先进的物流系统提高企业生产管理水平
传统的仓库只是货物的储存场所，保存货物是其唯一的功能，属于静态储存。立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备，不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且还可以与仓库以外的生产环节进行有机地连接，并通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业物流中的重要环节。企业外购件和自制件进入立体仓库短时储存是整个生产的一个环节，是为了在指定的时间自动输出到下一道工序进行生产，从而形成自动化的物流系统环节，属于动态储存，是当今立体仓库发展的明显技术趋势。
2.3 加快货物存取，减轻劳动强度，提高生产效率
建立以立体仓库为中心的物流系统，其优越性还表现在立体仓库具有快速的入出库能力，妥善地将货物存入立体仓库，及时自动地将生产所需零部件和原材料送达生产线。同时，立体仓库系统减轻了工人综合劳动强度。
3 陶瓷产业的智能立体仓库的需求
由于个性化的陶瓷普遍存在包装尺寸大小不同、数量不同，为了经济高效的实现陶瓷的快速储运，对现代仓库中货品的储存与运输带来了新的要求，具体包括：1.仓库中的货架空间能根据陶瓷件的大小来进行调节；
2.货架上的陶瓷物品要按运输计划相对有序集中，能够实现快速找寻和快速出库；
3.货架应支持的空与占显示，对所存货物具有一一映射标定，并支持状态自动更新；
4.为了提高储运过程的安全性与准确度，应支持远程集中调度下的机器人自动储运。
4 陶瓷产业的智能仓库的设计
4.1 针对陶瓷产业的智能立体仓库的需求，提出了以下设计
1.仓库货架空间的自动编码与优化调度。设计信息数据库，对立体仓库中的所在货架位，按空间大小与位置统一编码；设计多机器人同步动作路径规划算法，进行仓库中货架摆放位置与轨道排放的优化自动设计，由系统自动进行陶瓷件存放的空间位置与次序。
2.陶瓷件的自动识别与货架位信息更新。远程控制端对储运机器人下达动作指定的同时，给定需要储运陶瓷件的目标位置；机器人以最短路径移动至操作货架位上完成储运操作，并对货架位上的电子标签上进行信息改写；货架位的电子标签与控制端数据库相连，进行状态信息的记录。
3.立体货架空间的自动优化调整。根当前的存储要求，系统自动生成调整方案并上报。待管理员审批后，货架根据陶瓷件要求，进行不同尺寸货特空间的自动调整，以实现仓库空间的自适应；调整过程与操作均由系统自动生成，并就调整后的各货架信息进行系统资源数据库的更新。
4.2 远程控制端
远程控制端的控制系统是自动化仓库运行成功的关键，没有好的控制，系统运行成本就会很高，而且效率很低。为了实现自动运转，自动化仓库内所用的各种存取设备和输送设备本身必须配置各种控制装置。这些控制装置种类很多，从普通开关和继电器，到微处理器，根据各自设计的功能，它们都能完成一定的控制任务。如根据陶瓷件的大小调整货架的大小，控制机器人的动作路径以及动作的位置、速度等。远程控制端是自动化仓库的信息枢纽，它在整个系统中起着举足轻重的作用，负责协调系统中各部分的运行。各设备的运行任务、运行途径、运行方向都需要监控系统来统一调度，按照指挥系统的命令进行陶瓷件的搬运活动，并可通过远程控制端可以直接观察各系统的运行情况。
4.3 执行端――机器人
执行端的机器人主要由PLC来控制，在仓库中有相应的HMI（人机界面）控制板来控制，同时在远程控制端的管理员也同样可以控制机器人。PLC主要控制机器人的位置、机器人对陶瓷件的拾取、行走路径和速度等等。这些都是根据相应的传感器和行程开关以及远程控制端给的相应信号为基准进行控制的。
4.4 运输端
除了机器人的运输外，对于陶瓷件的入库和出库，都有叉车、堆垛机、打包机、传输设备相应实现智能立体仓库的智能化。传输设备可以根据陶瓷件的大小、重量、形状，传到相应的机器人。
5 总结
中国的陶瓷产业要想继续保持生产制造在世界上第一的地位，这就要求生产过程中各环节紧密相连，成为一个有机整体，要求生产管理科学实用，做到决策科学化。建立立体仓库系统是其有力的措施之一。采用计算机管理和网络技术使企业领导宏观快速地掌握各种物资信息，且使工程技术人员、生产管理人员和生产技术人员及时了解库存信息，以便合理安排生产工艺，提高生产效率。国际互联网和企业内部网络更为企业取得与外界在线连接，突破信息瓶颈，开阔视野及外引内联提供了广阔的空间和坚实强大的技术支持。
本文是就江西省高等学校大学生创新创业设计项目结题的论文报告，项目名称：陶瓷立体仓库智能化储运策略及其功能实现，在景德镇陶瓷大学刘蜀阳老师的指导下完成。
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中图分类号：[TU992.3] 文献标识码：A 文章编号：
1、前言
污水处理是一门涉及化学、物理、生物等多门科学的综合性技术，其工艺机理复杂，操作要求十分严格，实现起来难度较高。如果只凭现场人员手动操作，往往操作繁琐，劳动强度大，处理效果差。加之我国水污染控制水平较低，尤其是工业废水的污染控制，投入不足，给环境带来了严重的威胁。因此为了改变我国污水处理控制技术的这种落后现状，进行污水处理自动控制系统的研究，具有非常现实的意义。当前，污水处理控制领域将计算机技术、智能技术、网络技术等运用到过程中，实现优化控制，已成为研究热点。
2、自动控制理论的发展
在工业和现代科学技术的飞速发展的同时，控制理论的发展至今已有100多年的历史。各个领域中的自动控制系统对控制精度、响应速度、系统稳定性与适应能力的要求越来越高，应用范围也更加广泛。特别是自20世纪80年代以来，计算机技术的高速发展，推动了控制理论研究的深入发展。
3.各单元的自动控制系统
3.1 格栅自动控制系统
根据水位差测量仪检测的格栅前后水位差阈值自动控制机械格栅的运行。当机械格栅停止运行的时间超过设定值时，系统转由时间控制，自动启动机械格栅。PLC系统还将按软件程序自动控制栅渣输送机、机械格栅的顺序启动、运行、停车以及安全联锁保护。水位差设定值，格栅的运行时间及格栅运行周期可调。3.2 水泵自动控制
在泵池设超声波液位仪表，根据水位测量仪测得的泵房水位值自动控制多台水泵的启停运行。当泵房水位高至某一设定的水位值时，PLC系统将按软件程序自动增加水泵的运行台数；相反，当泵房水位降至某一设定的水位值时，PLC系统将按软件程序自动减少水泵的运行台数。同时，系统累积各个水泵的运行时间，自动轮换水泵，保证各水泵累积运行时间基本相等，使其保持最佳运行状态。当水位降至干运转水位时，自动控制全部水泵停止运行。在监控管理系统和就地控制系统的操作面板上可以设定水位值。
3.3 沉砂池自动控制
沉砂池的设备自成系统，随设备所带的就地控制箱将带有启动时序和停止时序，以及安全保护程序，自动控制整套沉砂池设备的运行。PLC系统将采集沉砂池全部设备的运行状态，上位监控管理计算机也可远控整套沉砂池设备的启动/停止。
3.4 分段进水多级AO生物池控制
现有AO或AAO生物池改造采用分段进水多级AO工艺。主要测控内容有：
――各段进水流量检测、配水阀门/堰门监控，自动控制各段流量，保证多级AO工艺进水流量分配比，实现合理利用各段硝化容量,充分利用原水中碳源进行反硝化, 达到有效降低出水TN, 并降低运行费用。
――厌氧池氧化还原电位监测，各级缺氧池入口溶解氧监测，各级缺氧池混合液浓度监测，搅拌器运行控制。
――各级好氧池溶解氧监测、空气流量检测、曝气量自动控制。由于污水处理厂的实际运行中, 进水负荷实时变化，DO串级控制策略可根据进水负荷实时调整DO的设定值, 有效地消除进水扰动。
――生物池出水硝氮在线检测，作为甲醇投加的过程控制参数，及时调整外碳源的投加量，保证出水水质并节省碳源。
――生物池出水氨氮在线检测，根据出水氨氮值及时调整曝气量满足和保证出水水质的要求。
――分段进水多级AO工艺对C/N比的敏感性，具体水质、水量的实时变化，使得分段进水工艺的运行和优化有很大的空间。利用在线监测及智能控制技术，根据进水水质、水量对系统进行实时控制, 提高污染物的去除效率, 降低运行成本，并可提高分段进水生物脱氮工艺的可操作性。
3.5 鼓风机房出口压力控制
通过压力变送器检测空气总管的压力，根据设定的压力值控制鼓风机的运转台数、调节鼓风机的导叶片角度，从而保证生物池对空气的需求量。在保证空气需求量的前提下，尽可能地节省能耗，压力控制系统和曝气量调节系统相互关联，相互影响，最终使生物池的生物处理过程处在最佳状态。通过监控管理系统和现场控制系统的操作屏，可以设定鼓风机出口的压力控制值。
3.6 污泥回流量自动调节
回流污泥量的控制采用比例控制以保证污泥混合液浓度在一定的范围内。根据生物池的进水量、回流污泥浓度控制回流污泥泵（工频泵）的运转台数或变频泵的转速，保证生物池微生物的需要量。通过监控管理系统和现场控制系统的操作屏，可以设定回流污泥比例。
3.7 沉淀池排泥控制
沉淀池的排泥可以根据装在沉淀池内的泥位计来控制刮泥车的运行，指导排泥。排泥有二种控制方式：按泥位计设定值进行自动排泥，按定时实现自动排泥。
3.8 污泥浓缩自动控制
污泥浓缩机系统控制采用时间控制和手动控制。该系统中设备的启动顺序依次为输送机、浓缩机、加药泵、进泥泵、污泥切割机，停止顺序与之相反。当药液制备段的溶液罐的液位低，进泥泵的进泥流量低、系统中任何一台设备发生故障时，系统停止运行。采用污泥流量比例投加絮凝剂，通过监控管理系统和现场控制系统的操作屏，可以设定每天允许的运行次数及每次运行的时间。
3.9 污泥脱水自动控制
污泥脱水过程按污泥脱水系统自身PLC预先编制的程序控制运行。污泥脱水的程序控制采用时间控制和手动控制。系统设计带有启动时序和停止时序，以及安全保护程序。在药液已制备完成的前提下，设备的启动次序依次为倾斜式输送机、水平式输送机、浓缩脱水一体机、加药泵、进泥泵，停止顺序与之相反。上位监控管理计算机可远程监测污泥脱水系统全部设备的运行状态和故障报警，但不可远程控制污泥脱水系统的开停。
3.10 加氯的自动控制
根据进水流量和浊度控制加氯机按比例自动加氯，并根据出水余氯值进一步修正加氯量，使加氯量始终处于最佳值。
3.11 电动闸门的控制
重要的电动闸门，旁边设置的现场手动操作箱面板上设手动/远动转换开关。手动状态下，由操作箱面板上的按钮控制闸门的开闭；远动状态下，由中控室遥控闸门的开闭。闸门的状态和工况在中控室的模拟屏上显示。
4.结束语
污水处理运行过程任务要求重，特性复杂，运行管理难度大，目前水处理行业尚缺乏可靠的实时监测仪器，用传统的控制方式往往达不到精确的控制要求。先进控制理论实现了过程工艺参数的优化，可以改变污水处理厂人工调节操作处理不及时、效率低的现状。污水处理的社会意义巨大应用计算机控制技术实现污水处理工艺的半自动全自动控制提高污水处理的技术管理水平合理使用和配置处理设施设备具有非常现实的意义。
参考文献：
【关键词】智能家居 GSM 学习型红外遥控 人体红外感应
1 前言
21世纪是信息化的世纪，人类对计算机和互联网的依赖程度越来越高。智能家居是通过物联网技术将居室内的各种设备（如家电、照明、窗帘、安防等）连接到一起，实现远程家电控制、照明控制、窗帘控制、防盗报警、环境监测等功能。但目前这些先进的智能家居技术大都是应用在城市高档小区中，而在广大农村和偏远山区却因为各种限制而难以推广。但是随着家电和手机在农村的普及，利用GSM网络可构建简单的智能家居系统，让广大农民享受信息技术所带来的生活便捷。本文的主要内容就是利用移动通信网络为农村等互联网不发达地区设计符合最基本要求、便捷实用的智能家居系统，作为推广智能家居系统的一种过渡性设计。
2 系统硬件设计
系统的基本功能：正常情况下，用户通过手机远程向系统发短信，系统根据短信编码，遥控家中电器（如空调、窗帘等）的启停，也可拨打系统电话进行环境监听，当有盗贼闯入室内或其它异常状况出现时，启动大功率声光报警器，自动拨打报警电话和户主电话并短信通知。
2.1 硬件结构
系统硬件结构如图1所示，主要包括STC89系列单片机作为控制模块，西门子TC35模块作为GSM远程通讯，315M超再生无线收发模块作为室内中短程通讯，红外释热防盗模块，HX1838红外一体化接收及红外发射二极管作为红外学习及家电遥控模块，其它传感器电路（如温度、湿度、烟雾等），声光报警器电路，键盘输入及1602LCD显示电路。
2.2 远程控制通信模块
全球移动通信系统GSM是当前应用最为广泛的移动电话标准，具有普及度高，几乎无网络盲点，只要会打电话、发短信就能操作，在使用飞信、微信等工具发短信控制的情况下更是无需任何额外开支。
TC35 GSM模块具有成本低、技术成熟稳定等特点，由供电模块（ASIC）、闪存、ZIF连接器、天线接口等组成。其核心基带处理器主要处理GSM终端内的语音和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数字功能。引脚16～23为数据输入/输出，其接口是一个串行异步收发器，符合RS232接口标准，硬件握手信号用RTS0/CTS0，软件流量控制用XON/XOFF，支持标准的AT命令集，与单片机通过串口进行通讯，引脚24～29连接SIM卡，引脚35～38为语音输入/输出接口，连接话筒和扬声器。单片机通过AT指令对TC35模块进行初始化和短消息的接收/发送及拨打电话等操作。常用的AT指令如表1所示。
2.3 学习型红外遥控电路
家用电器的遥控器绝大多数属于红外遥控器，为了避免遥控器间互相的干扰，每个厂商的红外遥控器都具有其特定的编码，包含厂商固定编码和面板按键编码。本系统中的红外遥控部分要求能对居室内所有家电进行遥控，故必须预先对所有家电红外遥控编码进行学习，然后存储、回放。虽然市面上的遥控器的编码格式各不相同，但是最终都是高低电平组成，所以只要利用单片机对遥控器的发射信号的波形进行测量，然后将测量的数据回放即可，由于只关心发射信号波形中的高低电平的宽度，不管其如何编码，因此做到了真正的万能。
本系统使用HX1838红外模块，设置按键启动一个学习过程，设置LED指示学习型红外模块状态，红外接收头在与单片机连接时，将接收来的红外遥控信号反相，其正向信号接外部中断0，反相信号接外部中断1，通过记录2个中断间的间隔时间来测量红外遥控信号高低电平的脉宽值。
2.4 红外防盗及近程无线通信模块
人体体温恒定37度，会发出特定波长为10微米左右的红外线，使用HC-SR501探测人体发射的红外线，内部的热释电元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
室内无线通信选择315M超再生无线收发模块，具有功耗低、传输距离长、可靠性高等特点，利用PT2262编码芯片对HC-SR501产生的电信号进行编码，送给315M超再生无线发送模块，控制端的315M超再生无线接收模块负责接收数据，利用PT2272解码芯片对信号进行解码，然后送单片机处理，控制声光报警器工作，并启动TC35 GSM模块拨打报警电话、向户主发送短信等操作。
3 系统软件设计
3.1 主程序流程
系统首先对设备初始化，然后检测TC35工作是否正常，接着判断是否进行家电红外编码学习，然后通过按键扫描方式查询是否打开防盗模式，进而查询是否触发红外人体感应模块，条件满足时，单片机启动声光报警器并通过AT指令控制TC35模块拨打设定的手机号码（或报警电话），同时向户主发短信提示有盗贼闯入。
因为TC35模块收到的短信文本格式是固定的，在收到短信时只要检测特定位置的串口数据，与预设数值对比，就可实现对短信指令的判断，从而执行相应的动作。当判断收到短信为预设的指令时，单片机通过拉低P2.2的电平控制学习型红外遥控模块发射已学习的相应红外编码，从而实现遥控家电的目的。图2为主控单片机程序流程图。
3.2 学习型红外模块程序设计
利用单片机的两个外部中断可以测量出红外遥控编码的脉冲宽度，将发射信号中高、低电平的时间宽度进行存储。当要发射红外信号时，从存储区中还原出相应的红外遥控编码，并调制到38KHz的载波信号上，从而实现学习型红外遥控的功能。其流程图如图3。
4 结束语
本智能家居系统经过实物测试，具有结构简单、功能完善、运行可靠、成本低廉、易于扩展等特点，特别适合于互联网普及率较低的广大农村和偏远山区，是广大农村地区城镇化建设进程中非常合适的智能家居系统的过渡替代品，具有广阔的发展前景。
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作者简介
张景虎（1975-），男，汉族，山东省茌平县人，硕士，讲师，研究方向为信号与信息处理。
孔芳（1976-），女，山东省曲阜人，现供职于曲阜少年儿童竞技体育运动学校。
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）11-0161-03
Abstract： Based on STM32 microcontroller real-time monitoring of the environment and the holographic projection system is divided into into two parts： host computer and slave computer， lower computer using various sensor to collect environmental information， and transfer the data to the host computer through the wireless module， and through the isd1810 to be rebuffed situation hints. Host computer using wireless module nRF24L01 receive lower position machine data through the LCD TFT color LCD screen to display， followed by the key event for encoding events will be transmitted to the lower computer and lower computer recognition of L298N control， in order to achieve the car's action. All kinds of environment monitoring sensor and MCU communication， wireless communication， motor driver and video transmission technology is studied in this paper， the ultimate realization of the control environment information collection， projection technology and crew.
Key words： real-time monitoring， environmental monitoring； the car； holographic projection；wireless communication
随着社会的前进步伐的加快、经济的发展和科学技术的进步，关于环境监测和远程控制技术的研究越来越成为人们的焦点。监测和远程控制为我们的生活带来了很大的方便，尤其是远程控制在工业、科研和国防等领域的应用也是越来越广。这些技术或多或少地已经融入到我们的生活中，给我们的生活带来了诸多的便利，然而也有些技术也不是很成熟。所以对监测和远程控制的研究，符合电子的发展趋势。
近些年来，随着多媒体技术的飞速发展，环境的监测已经从大屏幕显示环境质量情况转变成通过微机处理器进行声音、图像、文字等多媒体的方式进行演示了。并且越来越多的信息采集和远程控制系统都采用了无线传输数据，与有线数据传输相比主要比其成本低、安装简易并且方便携带。无线技术的应用已经被各行各业所接受，融入到各个领域，无线图像传输也尤其被看好。
1 系统的整体方案
采用stm32芯片作为上下位机，由于核心片的引脚足够多，解决了引脚不足的问题。并且它的一些功能引脚也能当普通引脚使用。有IIC引脚采集HMC5843数据，也能通过硬件实现SPI时序驱动无线模块；同时也有AD采集功能驱动MQ135，也拥有定时器能够实现PWM输出驱动电机和对超声波测距的过程进行计时。不仅引脚多，而且功能也丰富，对设计的进行和扩展提供了很大的方便，成本也比较客观，并且stm32的处理速度非常快，可达72M。因此该系统设计总框图如上所示。
2 系统的硬件设计
整个系统主要分成两大部分―上位机与下位机。其中上位机的功能要求：接收无线模块的数据，然后进行译码显示，在显示屏上面显示温湿度、空气中有毒气体的含量、前方障碍物的距离、陀螺仪反馈回来的方位数据。并且通过按键，对按键进行编码，从而控制发送的数据。下位机的功能要求：实现检测环境的参数，温度、湿度、有毒气体成分、方位等参数的检测，并对通过超声波对前方距离障碍物的距离进行检测，并通过语音播放的功能进行提示，只要距离过短就进行提示。最后通过无线模块发送这些数据，并且通过接收无线模块的数据，对数据进行分析，从而控制电机的转动。
根据功能要求，系统电路模块主要分成四大部分：主控芯片、检测电路、驱动电路以及数据传输电路。分析了各个主要单元电路所需要的模块，并根据读取它们数据的方式确定了与主控芯片相连接的引脚，从而确定了系统各硬件电路的原理图。
2.1 系统控制的核心电路
为了缩短开发周期，上位机跟下位机的主控制器都采用stm32F103RBT6为核心控制器；上位机直接用原子开发板的mini板当上位机，自带TFT_LCD彩色液晶屏当显示屏。下位机无需接复杂的电路，则采用stm32最小系统板直接充当控制器。其电路图如图3所示。
2.2 数据传输电路设计
本次设计中主要用到NRF24L01无线模块进行数据传输，是一种单片式收发芯片；内置硬件链路层；具备自动应答和自动重发功能，这在程序里面可以大大地方便我们编程，以及加快双机的通讯速度。工作原理主要是通过上位机、下位机进行有序的模式转换，按照预定的规律进行切换，达到避免干扰的目的，从而实现数据的双向传输。其电路连接图如下所示：
3 系统的软件设计
整个软件系统分成两大部分：上位机部分以及下位机部分，其软件设计流程图如下所示。
上位机部分又分成三小部分，其分别为：1）是无线通信协议――通过SPI通信的协议对nrf24l01这个模块进行驱动，从而达到与下位机双工通讯的目的；2）是数据更新所需要的液晶屏驱动程序――读取从下位机传输回来的数据，然后更新对应的数据库，然后重新显示对应的参数；3）是按键扫描模块驱动――判断按键是否按下这一事件，然后利用程序对按键键值进行对应的编码与下位机达成一致，接着通过通信的方式，从而实现通过按键发射信号，从而控制小车的运动。
下位机部分也主要分为三小部分，气分别为：1）双机通信的无线协议――通过SPI协议进行驱动和使用无线模块，实现上位机对下位机的控制；2）检测环境情况的传感器控制――利用定时器进行定时操作，从而实现超声波测距；使用ADC数据采集，实现对气体中某些有害物质的浓度进行检测；通过固定的时序对温湿度进行采集、 通过IIC协议进行读取电子罗盘的数据；通过IO口模式的转换实现语音播报功能；3）电机运动系统的程序设计转化改变电机转动方向，从而实现小车的运动。
3.1 图像采集系统的设计
环境图像采集采用wifi这种无线通信方式利用手机连接小车上边的wifi模块，摄像头的数据进行采集通过芯片对摄像头的数据进行采集和编码，再通过wifi模块发送到手机上。手机上采用的是自己编写好的android程序，生成对应的apk文件，只需要安装到手机上，打开手机的wifi扫描热电，并连接对应的wifi，再打开对应的软件就能观察到从下位机发送回来的图像信号，由于图像信号更新比较快就形成了对应的视频。
3.2运动控制系统设计
在硬件上，运动控制系统采用的是L298N。根据该芯片的资料里面的逻辑功能图，我们只要通过定时器的功能复用，是定时器的功能引脚输出一定占空比的PWM到使能引脚EN上，再通过普通IO口设置为推挽输出，输出对应的电平变化，就能驱动电机的转动。然而小车的方向变化则需要控制转速跟电机的正反转，这个也只需要改变PWM的占空比跟输出对应电平变化到L298N的输入引脚上。
3.3数据传输软件设计
上下位机的数据传输我们采用的nrf24l01模块，它与主控芯片的通信方式为SPI，首先在程序里面，我们对所连接的引脚进行初始化，将对应的引脚的输入输出方式设置成与之功能对应的模式。通过硬件SPI对对应的数据寄存器和状态寄存器写入和读出数据，从而实现无线数据传输。主要的功能是读取接收状态寄存器、读取数据寄存器，写发送数据寄存器和写数据寄存器。
无线模块发送数据函数如下：
u8 NRF24L01_TxPacket（u8 *txbuf）；
NRF24L01_Write_Reg（NRF_WRITE_REG+STATUS，sta）；
该函数主要要实现数据的一次发送，通过传递进去的指针*txbuf找打对应的数组的首地址，在将数组里面的数据发送出去。当然数据的长度由TX_PLOAD_WIDTH的宏定义进行控制，再将数据写进数据寄存器后就拉高对应的CE引脚进行启动发送，接着进行读取状态寄存器的状态值，查询是否发送成功。然后再让函数返回对应的成功或者失败值。这样让程序一直处于发送状态直到发送成功。
无线模块接收数据函数如下：
u8 NRF24L01_RxPacket（u8 *rxbuf）
NRF24L01_Write_Reg（NRF_WRITE_REG+STATUS，s数据，接着执行读取数据，将数据存储到rxbuf数组中、清除状态并且返回0。如果未接收到数据就直接返回1。我们直接通过判断该函数的返回值从而判断是否接收到数据来实现对数据的刷新。
4 系统的调试
在硬件调试方面，由于系统的电路比较复杂，在电路连接时也比较麻烦，在整个电路中可能出现一处错误，就会给整个系统带来很多错误，并且对检测也有很大的影响。其中容易出问题的就是通信问题，因此检测通信模块是整个硬件系统的重中之重。其检测方法如下：首先检查主控板引脚的好坏，其次通过设置对应的IO口为输出模式，输出对应的电平，然后使用电表进行测试，检测引脚是否有输出；同时通过引脚设定更换无线通信模块所接的引脚，检查能否实现双机正常通信。
在软件系统调试方面，由于经常用到全局变量，不仅要在主程序里面调用，我们也有可能在其他函数，甚至其他文件里面对变量进行重新赋值的操作，因此经常出现变量的冲突。同时通过在线调试系统对数据的变化进行观察，有些数的值的变化不如我们所期望的，进而发现系统中的漏洞。为了放在主控芯片在运行程序出现乱跑现象，在程序内部加入了看门狗程序，保证软件系统运行的可靠性与稳定性。
通过硬件系统测试和软件系统测试，再到最后的整机测试，基本上实现了预期的目标，达到我们想要的结果，实现了无线数据传输、检测环境参数、控制电机驱动等功能。
5 结束语
本文主要论述了环境实时监测车组与全息投影系统的硬件结构与软件设计的算法，在整个制作过程中，遇到各种各样的问题，通过上网查阅、图书馆寻找和查阅相关材料。目前笔者已经完成该产品的制作，并已经进入实验测试阶段。在测试的过程中，本次设计的产品不仅工作稳定、响应速率快，并且控制精准等优点。相信不久将来就会投入生产，该产品的市场价值大。
参考文献：
中图分类号： TU855 文献标识码： A 文章编号：
一．引言
智能建筑是实现建筑结构优化以及设备、服务、管理来满足住户需求的综合，其目的是给用户提供一个舒适、安全、高效、便利的人性化建筑环境。智能建筑中的电气自动化控制技术是搭建智能建筑的基础和平台，电气自动化控制实现了暖通空调、变配电设备、照明设备、排水设备等为建筑服务或提供生活功能的系统集成，是智能建筑中不可缺少的组成部分。从早期建筑中的暖通空调设备自动化控制，伴随着建筑技术和控制技术的不断进步，智能建筑中的电气自动化控制也得到飞速发展。
二．智能建筑中的电气自动化功用。
1.实现系统设备的自动化控制。
在智能建筑中，由于提高生活舒适度的要求，需要采用大量的电子、电气设备，如智能开关模块、传感器、红外控制、信号中继器、对讲设备、音乐系统、安防监控系统等组成了建筑的智能化功用。通过实行电气自动化控制技术，将各个独立分散运行的单机设备进行集成控制，实现对设备、终端的自动化运行和远程管理控制，实现了建筑的智能化。同时，对提高建筑设备运行效率、减少设备运行成本、提升住户舒适度和安全度具有积极意义。
2.实现智能建筑的系统集成。
智能建筑的系统集成是对建筑中各终端设备的远程管理与控制，通过对终端设备的控制和管理，实现建筑节约费用、节约能源、提高生活水平的目的。智能建筑是建筑技术和计算机技术、网络技术、通信技术和控制技术的集成，系统集成的目标是为了搭建建筑主体内的智能化管理，通过对建筑自动控制技术、通信技术、综合布线技术、计算机网络技术、安全防范技术以及多媒体技术等将相关设备进行整合，通过软件进行集成，实现建筑智能化的目的。智能建筑的系统集成提升了建筑的智能化水平，实行电气控制自动化是保证智能建筑系统集成的基础。
三.电气自动化控制技术在智能建筑中的应用。
1.智能建筑的系统自动化控制原理。
智能建筑的自动化控制系统是基于现代控制理论的集散型计算机控制系统，又称之为分布式控制系统（Distributedcontro systems DCS）。其实现原理是采取“分散控制、集中管理”的模式，通过对现场终端设备上的微型计算机控制装置（即DDC）进行实时检测和分布控制任务，而设备终端上的微型计算机控制装置实现对终端设备的控制以及管理，对终端设备进行信号采集，通过传感器进行信号传输，将传输信号送至智能设备上，实现对设备的工况管理和自动控制。这样就避免了计算机集中控制带来的高危险性，同时也弥补了单机设备管理的局限性。
2.LONWORKS技术的应用。
LONWORKS技术原本是为工厂管理服务的，是以工厂测量和控制机器间的数字通讯为主的现场网络，通过将通讯的数字化，使得终端多点化成为可能，实现了传感器、终端设备和控制器之间的特化通讯。由于LONWORKS技术支持分布式网络控制，同时又是一个开发性的可交互操作的控制技术平台，其优势正符合智能建筑的系统需要。在早期的智能建筑中，并没有控制网络，其控制系统只是采用电线将气动控制装置连接而成，这种控制组成结构简单，不利于设备扩展。同时由于终端设备厂商所使用的通讯协议互不兼容，导致无法实现系统的整体自动化控制。随着计算机技术的发展，网络技术也越来越完善，基于网络开发的系统LONWORKS技术被逐步应用到智能建筑中。
LONWORKS技术能实现终端设备和智能设备在简单网络上可以进行对等的通信，能形成一个低成本、可相互操作的控制系统，便于服务定制、程序编写、功能扩容。在智能建筑的电气系统中，采用LONWORKS技术，将照明、保暖、通风、安保等终端设备进行资源整合，通过传感器控制为单一的开放式网络，节约了安装和运营成本。LONWORKS技术中，房间中的多功能传感器可以将房间的供暖控制器的运行状态进行改变，根据用户需要可从待机状态转为用户需要的模式；房间中的光感传感器对自然光进行检测，并将检测到的自然光数据通过网络传输给LONWORKS控制器，控制器根据设置自动进行区域内灯光照度的调节，可在外部阳光充足时，关闭房间内照明灯具，在房间光线较暗时，自动开启照明灯具，并可以根据用户的个人爱好或预先设定好的环境模式来调整灯光亮度。
LONWORKS技术中的Honeywell自动化控制系统控制着智能建筑的照明设备以及暖通空调，该系统与住户的门禁系统、闭路电视监控系统、消防报警系统以及防盗系统进行系统集成，通过对各个工作站通讯和信息综合，实现对住户特定生活需要的提供。例如：当智能建筑中的住户回到家时，楼道上的门禁控制系统输入安全代码，系统开始启动HVAC系统，将照明控制和暖通空调系统调节至用户离开前的照明度和室温。而在住户外出时，输入代码后实现对照明系统、空调系统的自动关闭，并将各设备调节至节能状态。在HVAC系统中，其控制器可根据房主的要求，将卧室和居室的温度维持在一定理想范围内，采用PI算法控制的FCU通过与暖气片的连接实现自动运行，达到对室内温度、湿度的自动调节、自动控制。
3.基于IP+无线技术的新型电气控制技术。
在智能建筑的发展中，IP+无线技术是随着计算机技术和计算机网络技术的完善而产生的，是计算机网络技术在智能建筑中的具体应用。通过IP+无线网络技术，构成了特有的智能家居系统。由于终端设备采用IP管理，传输通过无线方式进行，可实现双向通信，其好处不言而喻，这也是智能建筑的系统控制的发展趋势。
在计算机网络时代下，智能建筑的电气设备不在是单一、独立运行的终端设备，系统需要采用设备IP绑定，通过无线进行数据和信息传输，这就增加了电气设备的自动化难度。在电气自动化控制系统中，终端设备要具有智能性，如智能电源转换器、无线红外转发器、智能开关、智能插座、安防报警系统、智能窗帘系统以及网络摄像机等，并在设备上进行IP分配，通过智能网关和网络，将数据传输至智能主机，智能主机进行实时监控和任务分配，实现对电气设备的控制和管理。
智能建筑中的智能门锁、对讲可视系统、房间对讲系统、照明系统、空调系统、安防系统、音乐系统以及环境监测等都通过WEB控制，用户即使是在房间外，也能实现对房间内温度、照明、设备开关的控制，并能对建筑设备的运行状况、运行报警情况、性能参数等等进行了解。
四.智能建筑中的电气自动化控制发展趋势。
传统的智能建筑需要实现电气自动化，一般仅仅是采取电线连接设备的单一模式，在发展中受到较大制约。未来的建筑电气自动化控制将注重终端的集约化，将终端功能进行集中，体积减小，降低耗电，在此基础上，形成电气设备的模块化，增加其拓展性。同时电气设备的无线化必是大势所趋，通过无线化接入，提高了设备可移动性和可扩展性，同时简化了施工，避免造成建筑墙面损伤。
五．结束语。
智能建筑的电气控制自动化是提升住户生活水平的必要因素，其技术应用越来越广，这对提高智能建筑的功能具有积极作用。电气的自动化控制，实现了终端设备的远程控制和管理，提高了住户的生活水平和质量。
参考文献
[1] 陈裕家 浅谈电气自动化控制在智能建筑中的应用 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》2012年4期
中图分类号：TP273.22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0008-02
原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）是继扫描隧道显微镜（STM）之后迅速发展起来的一种原子级分辨率扫描显微镜[1]。它通过监测待测样品表面与一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间作用力来研究物质的表面结构。由AFM原理和原子力作用规律可知，只有当AFM针尖与待测样品表面的间距达到纳米级时，样品表面原子与微探针之间才能产生稳定的原子力，使微悬臂发生偏转[2]。样品向探针逼近直至进入稳定的原子力状态称为AFM的逼近状态，此过程如果通过手动调节机械装置很难达到原子级定位精度。调节不够，AFM针尖与样品表面间距在一定的范围之外，无法使悬臂梁正常工作，调节太深往往又会使探针与样品接触而直接导致样品或探针损伤。而且工作在液相下的原子力显微镜在扫描细胞或其它生物结构时要求操作环境最好不要受到外界干扰或污染[3]，这就要求人在操作原子力显微镜时最好远离操作地点，为了尽量排除外界干扰同时为了减少探针逼近时不必要的浪费，提高逼近系统的自动化性能，本研究通过无线通信与现代控制技术不仅实现近距离无线控制步进电机从而实现样品与微探针逼近，而且可以实时观察探针操作结果。
1 系统设计
无线控制AFM正常工作的前提是，保证无线通信正常，其次是探针充分逼近样品进入原子力状态，使微悬臂发生一定量的偏转，通过特定的检测装置，将微悬臂的偏转量转换为对应的偏置电压值。因此，通过无线控制电路发送数据，然后通过对比电压的采集，分析和处理，可以无线控制步进电机实现AFM的自动逼近。系统由PC机、步进电机驱动器、步进电机、数据采集、无线收发模块。基本原理是：首先通过上位机设置参考电压值VREF，即预置一个微悬臂偏转量，然后通过PC发送操作指令，经过无线传输，当VIN不等于VREF时，表明探针还在接近样品过程中，原子间无相互作用力，步进电机继续运动，直到采集到的电压值与预设值相等为止。接下来AFM开始对样品进行扫描。扫描的过程需要将下位机扫描的各种数据传送到上位机。以便对扫描结果进行观察及操作。为了能实时传输各种数据需要对无线网络通信协议和图像数据传输进行优化[4]。
2 硬件系统设计
2.1 A/D转换芯片
对于A/D数据采集系统，本文采用北京中泰公司的USB-7648B型号，A/D卡USB-7648A/7648B系列是真正即插即用USB数据采集模块，USB-7648系列带有8路并模拟输入、3路16位计数器、24路可编程数字量输入输出、8路固定数字量输出。
原子力显微镜系统中，力检测普遍采用悬臂梁光电偏转法。探针与样品间的作用力使得悬臂梁产生形变，悬臂梁形变是通过光电探测器检测激光器投射在悬臂梁上的反射光点偏移量确定的。需要对光电探测器输出的信号进行解码，解码可得出悬臂梁的纵向形变信号（正压力信号）、横向扭转变形信号（摩擦力信号）和光电探测器四象限的总强度信号这三路信号。反馈控制系统需要同时对这三路信号进行实时、高速、高精度、同步数据采集[5]。所以A/D转化器至少有3通道的同步采集，分辨率不低于14位，每通道采样速率最好高于100 Ksps。
2.2 步进电机驱动器
本文采用电控平移台竖直放置方法实现探针在垂直方向的升降。电控平移台通过步进电机驱动，实现位移调整自动化，由于AFM针尖与样品表面之间的距离必须达到纳米级才驱能使原子之间发生作用力，继而导致微悬臂偏转产生偏置电压，因此，首先对步进电机进行粗调使探针接近样品表面，然后通过精细进针使AFM针尖与样品逼近。要达到纳米级的定位精度，必须对步进电机进行步距细分。
PI公司生产的M-126电控平移台其行程为25 mm，精度为3.5 nm，最小增量为0.1 um，螺距0.5 mm。电控平移台与PI公司的步进驱动器C-663相连，其细分精度为16（6400步/圈）。这样的参数使可以满足对原子力探针的逼近。
2.3 无线传输系统
无线控制系统是以通信和网络技术为基础的一门先进技术。正是由于通信和网络技术的发展使得无线控制技术得以快速的发展[6]。无线控制系统可以划分为：上位机控制端、无线数据传输系统、现场设备检测与控制系统。无线控制上位机采用一台PC机作为无线远程控制工作站，由于本系统数据传输量比较大以及对实时性要求比较高。在比较了各种无线传输方式后采用无线网卡TP-LINK TL-WN851N 802.11g无线网络适配器，其传输速率最高可达到300 Mbps。纳米机器人控制系统组成本地控制系统，其控制PC机也采用TP-LINK TL-WN851N无线网卡。这样我们就组件一个小的局域网。
3 软件设计
3.1 系统软件开发环境
在无线网络协议和网络通信技术分析的基础上，我们以纳米动机器人为控制对象，在Windows环境下开发基于无线网络的控制平台实例，平台采用上位机下位机和TCP/IP协议，无线控制端为客户机，以纳米机器人端的控制器为服务器。由系统的硬件架构可知两端都采用了PC机，因此，我们采用客户端服务器的架构实现无线控制，一方面现场操作人员可以不受远端操作人员控制来控制纳米机器人；另一方面远端操作人员也可以控制以及对AFM纳米机器人操作数据进行分析及处理[7]。
3.2 程序设计
客户端可以通过服务器控制步进电机，观察控制信号输出及数据采集与发送。
前面提到服务器是由纳米机器人端的PC机来承担的，因为它也是机器人本地控制系统的客户端，所以服务器程序启动后首先是作为AFM本地控制系统的客户端与AFM位操作服务系统建立连接，并获取所需要的相关信息，然后它才作为远程服务器端进行工作。在此之后不断在客户端和服务器端来回交换角色，一是为了接收无线控制端的命令数据并向AFM传送控制命令；二是为了向AFM请求其相关状态信息并传送给远程控制端。
VC++程序设计大部分是借助Socket实现的。Socket是Microsoft公司提供的主要用于网络通信编程的ActiveX控件。同时采用了应用于无线控制平台中的多线程编程技术。
4 结论
本系统可以实现原子力显微镜的无线操控，可以远距离实现液相下原子力显微镜对生物细胞的扫描纳米操纵等试验。该系统结合了无线网络通信优点设计的无线收发系统过多次实验证明，其控制端能正确地将数据传送出去；同时，接收端也能正确接收并显示数据。此外，该系统采用了比较完善的软件、硬件设计以及抗干扰措施，这样就可以保证系统工作的安全性和可靠性，并具有通用性，便于投入实际应用。
参考文献
[1] BINNIG G，OUATE C F，GERBER C. Atomic force microscope[J].Phys. Reu. Lett.，1986，56（9）：930-933.
[2] TAFAZZOLI A，PAWASHE C，SITTI M. Atomic force microscope based two-dimensional assembly of mico /nanoparticles[C].Proc. IEEE Int. Symp. on Assembly and Task Planning，2005：230-235.
[3] Xie， H.，Haliyo， S.，R'egnier， S.：A versatile atomic force microscope for threedimensional nanomanipulation and nanoassembly[J]. Nanotechnology，2009（21）：215-301.
[4] S.Fatikow（Ed.）.Automated Nanohandling by Microrobots.Springer Series in Advanced Manufacturing[M].Springer，2008.
