可视化监测与控制

可视化监测与控制（精选七篇）

可视化监测与控制 篇1

1系统开发环境

1.1操作系统

操作系统采用Windows XP或Windows Server2003等, 保证操作系统的完全兼容, 使本系统的安装与使用和原有机器的操作系统不发生冲突。

1.2软件开发环境

本系统选用微软公司的Visual Studio 2008 Professional Suite作为软件开发环境, 并选择面向.NET的全新开发工具——C#。C#是一种现代的完全面向对象的程序开发语言, 它使得程序员能够在新的微软.NET平台上快速开发种类丰富的应用程序。.NET平台提供了大量的工具和服务, 能够最大限度地发掘和使用计算及通信能力[2]。

数据存储方式采用Oracle10g数据库作为数据存储的解决方式。Oracle数据库包括Oracle数据库服务器和客户端。Oracle服务器是一个对象——关系数据库管理系统。它提供开放的、全面的和集成的信息管理方法, 具有场地自治性和提供数据存储透明机制, 以此可实现数据存储透明性。Oracle客户端为数据库用户操作端, 由应用、工具、SQL.NET组成, 用户操作数据库时, 必须连接到服务器, 该数据库称为本地数据库。在网络环境下其他服务器上的DB称为远程数据库。用户要存取远程DB上的数据时, 必须建立数据库链。

GIS开发平台为ArcEngine 9.3, 是一个包含完整类库的嵌入式GIS软件, 它支持多种语言 (com, JAVA, .NET以及C++) 和多种系统 (Windows和Unix) , 开发者通过ArcEngine处理, 可以定制完整的GIS软件以外, 还可以使GIS功能嵌入到其他已经存在的软件中去[3]。

2系统功能组成及模块设计

2.1系统功能组成

海洋环境监测数据库建设及可视化管理系统将完成多种来源、多种时相、多种精确度的基础数据的分布式集成与储存, 构建包含基础数据、历史数据、实时观测和准实时监测数据动态的海洋监测信息综合数据库, 在综合数据库的基础上, 开发海洋环境监测数据查询模块, 并集成海洋环境评价模块, 获得直观的可视化产品, 为海洋管理提供辅助决策结果, 提高了海洋综合分析能力。系统功能结构如图1所示。

2.2系统功能模块设计

2.2.1 用户管理模块

整个系统按照用户角色不同, 对信息管理系统的权限不同。角色分为管理员、高级用户和普通用户。在用户登录后, 根据权限, 高级管理员可以增加、删除、修改用户, 对用户分配访问权限, 管理数据库;高级用户可以访问数据库;普通用户只能访问部分数据库, 不能导出数据 (图2) 。

2.2.2 监测数据导入、导出模块

系统实现了海洋环境监测数据的批量导入, 解决了手工导入速度慢、效率低、易出错的问题。首先规范海洋环境监测数据报表, 形成统一格式, 然后通过导入模块, 将其所有监测数据批量自动导入到综合数据库。在导入之前, 对监测数据进行数据选取、数据清洁、质量控制, 以确保导入数据库的数据准确。

数据导出功能, 根据用户对监测数据报表格式的需求, 可以导出不同格式的数据报表。图3为海洋环境监测数据导入、导出界面。

2.2.3 监测数据查询模块

本模块可按时间、空间和类别等多种组合条件查询数据。查询结果在列表显示, 可排序、可组合、可分页显示, 也可另保存为文件。

2.2.4 监测数据统计分析模块

监测数据统计分析模块实现在某一时间内不同站点某个监测要素监测值的变化趋势, 并以折线图、柱状图及基于地图的柱状图的形式直观地显示。图4是化学需氧量在同一时间不同站位的变化趋势图。

2.2.5 监测数据空间分析模块

空间等值线分析的目的是在空间地理信息基础上对指定海域的监测数据进行分析, 按它们分布的强度或密度, 把监测值相同的点用线连接起来, 形成等值线, 然后分析总结其随空间的变化规律。

2.2.6 单因子分析评价模块

海洋环境质量评价主要采取单因子评价[4]。利用条件查询在地图上绘制出满足条件的站点, 根据标准指数计算公式, 计算出该监测要素的标准指数, 将各因子的监测值与评价标准指数进行比对, 采用柱状图方式加以可视化表示, 从而确定海水、沉积物和生物体的主要污染因子和影响因子。图5是不同站点的铬与标准值进行对比的柱状图。

单因子评价公式:

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2.2.7 污染点源分析评价模块

采用“等标排放法”模型, 根据各污染物和各污染源的等标排放量大小及相应的累积百分比大小, 确定主要污染物和主要污染源。利用条件查询在地图上绘制出满足条件的站点, 根据用户选择, 选用污染区域评价即按照各点源等标排放量和各污染物等标排放量来计算, 计算结果以饼状图及三维饼状图形式直观地显示, 可清晰地辨别出某区域内的重点污染源等信息。图6是某一站点不同监测要素的评价分析图。

等标排放法计算公式:

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3结束语

海洋环境监测数据库建设及可视化管理系统通过海洋基础信息集成技术、海洋异构数据集成快速访问提取及智能分析技术、海洋评价模型集成技术的研究, 为实现海洋环境信息的集成与动态管理提供技术支撑。系统通过海洋基础数据库、评价模型的建设, 实现了海洋环境专业信息的集成化、业务应用的动态化、管理决策的科学化, 为进一步提高对海洋经济发展规划与管理的支持能力, 进一步加强海洋的综合管理能力奠定基础。

摘要：针对大量来之不易的海洋环境监测数据, 设计开发了海洋环境监测数据库建设及可视化管理系统。文章对系统的功能和模块设计进行了论述, 实现了监测数据库的导入、导出, 监测数据查询及监测数据的分析评价等功能, 满足了海洋环境监测数据的管理。

关键词：海洋监测,数据库,分析评价

参考文献

[1]李立刚, 赵彩云.海洋观测数据管理系统的设计与实现[J].海洋预报, 2010, 7 (2) .

[2]赵先龙, 王川.海洋水声环境调查数据处理系统的设计与实现[J].海洋测绘, 2009, 29 (1) .

[3]朱仕杰, 南卓铜.基于ArcEngine的GIS软件框架建设[J].遥感技术与应用, 2006, 21 (4) .

监视与监测设备控制程序 篇2

为确保检验、量测的仪器设备的准确度与精度,以维持检验、量测时的正确性而确保产品的品质。2.2.2.2.范围范围范围范围::::适用于公司生产和检验的监视和测量设备。

3.3.3.3.职责职责职责职责::::

3.1 需求部门：提出仪器设备请购需求。3.2 品管部:协助厂家评估、设备进厂验收、检验/量测仪器的校正与维护。3.3 采购科:仪器设备的采购。3.4各使用部门:仪器、量具的保管。3.5 设备部：协助品管部对仪器设备异常鉴定及维修。4.4.4.4.定义定义定义定义::::

4.1 外校:为厂内无法自行校验而需托厂外的实验室校验的方式，其外校的实验室至少为可追溯国家标准的二级实验室。4.2 内校:利用外校合格的标准件,由仪校员对厂内的仪器、量具进行校验。4.3 保养:为保证量具与测量仪器的精准度而进行的定期维护。4.4 标准件:符合国家标准或同等级的机构或ISO校验系统认可的合法标准件。4.5 允许误差:判定规范内所允许的误差值。4.6 参照件:经过合格仪器度量出来的与其参照的部件。5.5.5.5.作业内容作业内容作业内容作业内容::::

5.1检验、量测与测试设备管制程序流程图(附件一)5.2请购与管理： 5.2.1仪器请购: 需求部门提出仪器设备的请购申请,交实验室仪校员确认有无库存后，经总经理核准,由采购部进行询价、议价、比价,(必要时品管部协助评估)选定供货商后经采购科长批准，进行采购作业。5.2.2仪器管理： 外购仪器入库后须经仪校员核准、验收校正（本公司无法校正的仪器，依认可实验室有效报告）合格后由实验室登入《仪器总览表》再报财务部登录于公司资产账目中管理.仪器需求部门须开领料单，经仪校员核准并保存一联于实验室，未经仪校员核准的领料单不能直接领用仪器。仪校员将校正结果记录于《仪器校验报告》、编号登记并列入《仪器总览表》及《仪器履历表》中进行统一管理。对第一次购入新仪器需由设备 部与品管部制定《仪器操作指引》完成后才能投入使用。5.2.3未经校验合格和未编号管制的量规仪器不得投入产品检测。5.2.4仪器编号方式: □□---------□□□

代号

流水号

如： 模具：MJ--001 ；检测：JC--001

5.3追溯体系：

本公司所有用来校正的标准均可追溯符合国家标准,或同等级的机构或ISO校验系统认可的合法标准件。5.4检验政策与校验周期： 5.4.1检验政策“实验出真理”。5.4.2量规仪器的校验：按其使用频率、以往记录参考、供货商提供参考资料,规定量规仪器校验周期，详见《仪器校验周期一览表》。5.4.3各仪器/量具的使用部门,需检查仪器标签的有效期和标签的完整性，当仪器校验达到失效日期或标签损坏、遗失时，则主动送交实验室进行校验及标识。对于过期、异常、及未依规定实施校验的仪器则由实验室强制召回进行校验。5.4.4校验方式为内校、外校两种： 5.4.4.1外校： 5.4.4.1.1外校的量规仪器由实验室送校到经国家认证的实验室进行校正。5.4.4.1.2送校回厂的量规仪器仪校员必须检视是否有标示施校日期、施校部门、有效期限等相关标签与相关校验记录并依仪器容许误差值判定合格后,记录于《仪器总览表》及《仪器履历表》,外部校验记录由品管部门保存。5.4.4.1.3校验结果误差精度超过标准,由仪校员据仪器使用场所判定:维修、降级、暂停、报废。当仪器经维修处理后需再由仪校员校正合格后方可使用,若无法修理则按其残余功能标示降级使用或以报废销账处理,并于《仪器履历表》及《仪器总览表》中注明时间与原因。5.4.4.2内校： 5.4.4.2.1对厂内有标准器可追溯的量具、仪器由各使用部门送至实验室实施校验。5.4.4.2.2校验依仪器《仪器校正指导书》执行,校验时依厂内实际校验环境,将温度及湿度及校验结果记录于《校验记录表》并保存。5.4.4.2.3检验结果若超出允许误差值，则予以厂内自行修理或委外修理,修理后回厂必须依《仪器校正指导书》再行校验并记录于《仪器履历表》,合格后方可分发使用。若无法修理则按其残余功能标示降级使用或报废销账处理,并于《仪器履历表》及《仪器总览表》中注明时间与原因。注：校正记录保存期限至少为两年。5.4.5校验周期： 5.4.5.1校验周期:正常内校仪器其校正周期为3-6个月，外校仪器其校正周期为1 年。特殊仪器依计量部门规定校准期限实施。5.4.5.2当生产需要,仪校员可视实际需要情况,缩短仪器校验周期。5.5免校验:若仅作参考或量测结果不作品质判断之仪器、仪表、量具可列为免校验并贴示免校标签,记录于《仪器总览表》。5.6标签使用:标签共分以下几种[附件2]。5.6.1仪器内校合格标签:使用于校验完后符合标准者,其包括内校日期,校验者及有效期限和仪器名称、编号等。5.6.2量具免校标签:经核准为免校验的量规仪器,除生产设备的仪表外其余均应标示。5.6.3仪器内校停止使用标签：待校验，报废，故障及闲置的仪器。5.6.4量具降级使用标签:因内校不合格且无法维修或限制不良点使用的仪器。5.7异常仪器与校验不合格时的处理： 5.7.1异常仪器的处理:当使用者发现时,应立即通知仪校员校正处理。5.7.2校验不合格时的处理:仪器校验经判定不合格时须填写《仪器异状追踪报告》由仪校员评判其影响程度,并要求使用部门追溯确认此仪器异常期间测量的产品并及时处理，且立即于仪器上贴上“停用” 标签。5.7.3经仪校员确定不合格仪器，由使用部门提出维修申请，并由仪校员、设备部人员评估，经总经理核批其维修价值，确认有维修价值则送设备部维修，如设备 部不能维修则由采购部联系委外维修，维修校准合格后才能继续使用。仪器如鉴定为 人为因素损坏，由相关领导签署处罚赔偿意见并报财务部存档。5.7.4.经确认无维修价值的仪器，由仪校员填写《仪器报废申请单》，经总经理核批 后退不良品库报废，《仪器报废申请单》由品管部和财务部保存并除账。5.8仪器遗失： 5.8.1使用部门如有仪器遗失，须立即填写《遗失申请表》并注明遗失原因，由相关领导签署意见，报总经理批准处理意见后，将《遗失申请表》交品管部、财务部保存，仪校员将仪器除账。5.9校验员资历及训练: 5.9.1高中以上学历。5.9.2受过相关的教育训练,经考核合格具备校验资格证书。5.9.3工作认真仔细、校验工作及计算机有基本基础和操作能力。5.10量具搬运及储存方法： 5.10.1搬运时均应防止碰撞落下及振动。5.10.2重量于十五公斤以内时以双手搬运,十五公斤以上应以台车搬运。5.10.3非仪校人员不得调整仪器之校验设定,以防止不当调整影响校验的正确性。5.11厂内校验环境条件管制: 5.11.1实验室:于室温下校验,并将校验时的温度、湿度登录于《仪器校验报告》上供为参考,要求温度22±3℃,湿度为30%RH~75%RH。须现场实地校验者则以室温进行校验并记录。5.11.2各使用部门,必须自行保养及记录,实验室校验合格的仪器由使用人员负责保养，品管部视需要对有关人员进行仪器使用及保养的教育训练,并制定《仪器操作指导书》。6.6.6.6.参考文件参考文件参考文件参考文件：：：：

6.1 《采购过程控制程序》

ZY-QEHP-15 6.2 《仪器校正指导书》

ZY-PG-011

6.3 《文件控制程序》

ZY-QEHP-01 7.7.7.7.使用表单使用表单使用表单使用表单::::

7.1 《仪器履历表》

7.2 《仪器总览表》

7.3 《仪器校验报告》

7.4 《仪器校验周期一览表》

7.5 《仪器异状追踪报告》

附件一附件一附件一附件一::::监视与测量设备控制程序流程图监视与测量设备控制程序流程图监视与测量设备控制程序流程图监视与测量设备控制程序流程图

NG

NG

OK

OK

需求部门

实验室

总经理

采购/品管

仪校员

品管部

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NG

委外

品管部

仪

校

员

OK

附件二附件二附件二附件二::::仪校各类标签仪校各类标签仪校各类标签仪校各类标签请购 审查 评估/采购 核实 编号 管理 依校正周期校验

外校 校 正周 期

内/外校验 修理 降级使用 报废 除账 内校 财务部

关于环境监测技术与质量控制思考 篇3

關键词：环境问题；监测技术；监测过程；质量控制

引言

环境监测是指通过对环境的质量进行一系列程序性的分析，对特殊元素的含量进行测定，从而确定环境质量的整体水平，反应环境质量的变化情况以及现状，为环境质量保护提供可行依据。环境质量控制不仅能够保护动植物生活环境，环境监测还与可持续发展之间是能够相互协调的同时。通过对生态环境的监测、保护，能够有效的加强人们的生活质量，对促进社会经济的可持续发展有非常重要的作用。

1 生态环境的内涵、特点以及与可持续发展的关系

1.1生态环境的内涵、特点

对于某一生态系统中的区域，其生态环境强调的是生态系统中的承载功能，主要表现在生态系统环境中的人们在生产过程中，能够将生态环境中的资源在生态系统承载力的范围内合理的与运用，除了要是人们生活的环境不会被破坏，还要能够使的社会经济的得以发展[1]。

1.2生态环境与可持续发展的关系

对于当前的资源可持续发展主要指的是社会上的资源在使用的过程中能够保证资源的合理的利用，使资源的消耗能够建立资源可再生的基础上，因此，要对生态系统环境实际发展能力，确定当前经济以及社会的发展规模，在不会破坏生态环境的前提下，使社会经济能够发展。这样一来根据生态环境以及可持续发展之间的关系可以定义为，可持续发展是目标，而生态环境只是实现目标的基础[2]。两者之间能够有效地加快社会经济的发展。在使用的过程总也要注意两者之间的平衡。

2 环境监测程序、特点以及分类

2.1环境监测程序

环境监测是我国对环境质量控制的一项工作之一，必须遵循我国的环境质量标准对某一个区域的环境污染情况进行综合性、客观性分析[3]。环境监测的主要流程为：实地调查、分布监测点、收集数据、分析数据、评价结果、提出策略、评审确定、上报结论。整个监测过程必须是以环境保护体系作为依据，必须保障最终数据的真实性以及策略的可操作性。

2.2环境监测的特点以及分类

环境监测的对象主要是固体废物、气体、土壤以及生物等物体，其需要使用多样化的质量监测方法对其进行综合性的监测，最终获得样品的污染数据[4]。同时，为了有效地采集数据，采集数据信息的过程中，必须要选取具有代表性的监测点位、对象，并对其进行长期的监测，从而发现环境的变化情况。对此，环境监测便具备长期性、连续性以及综合性。

环境监测主要可以被分为科研监测、应急监测以及常规检测。常规检测主要是对某一个区域、某个项目进行长时间的追踪检测；应急监测与科研监测则是对某个特定的目标进行检测。前者普遍是用于调查地区的环境污染情况，而后者则主要是用于对工厂或某个污染事件的调查。

3 环境监测质量控制措施

3.1环境监测中的质量控制

在环境监测当中，首先需要提升环境样本的取样质量以及质量的控制质量，从而给环境监测后的质量控制提供有利条件。依据我国环境污染的实际情况分析，农业污染物以及工业排放物是形成环境污染的主要因素之一。在环境样本的采样过程中，首先需要以国家所指定的环境标准作为采样的基础，并结合采样地点的环境污染实际情况，科学、合理的设置采样监测点、采样频率以及采样时间，正确的使用样本采样技术以及相关的仪器设备，充分的考虑可能影响采样效果的相关注意事项。例如，环境监测中，采样器如何摆放效果最佳，采样管的安装如何才是正确的，吸附剂如何使用才最有效等等。环境样品在采集完成之后，需要立即送往实验室，在运送过程中，需要保障样品的有效性，保障运送环节中样品质量不会被改变，保障实验室的样品不会受到其他污染的可能性，保障其有效性。

3.2实验室监测分析的质量控制

环境监测最终结果的决定性因素主要是实验室的监测质量。对于小型环境监测而言，实验室当中的质量控制主要集中在内部管理中，内部质量控制又是环境监测整个系统当中的核心部分，是环境分析者能够自我控制的环节。监测质量主要体现在监测的整个过程当中，每一个参与质量监测人员的工作质量，均会对监测结果造成间接或直接的影响。在实验室监测环节中，需要做好足够的内部控制，提升分析人员的整体素质，尽可能的减少监测人员对环境监测结果的影响。对于大型环境监测而言，其除了要做好内部质量控制外，还可能会涉及到实验室与实验室之间的质量控制，因为大型环境监测普遍无法在一个实验室当中完成，就可能会由多个不同监测内容的实验室利用多样化的技术手段、检测方式进行检测，这些检测方式在有一定程度的差异性，为了保障最终的检测结果准确无误，需要提供统一的样品，使用空白平行的方式加以质量保障。

3.3环境监测质量管理体系的建立

行之有效的管理体系能够有效的保障环境监测质量。对于环境监测而言，其在样本取样、实验室分析中均需要相关的规定对操作人员的操作行为进行约束，利用质量管理手段或者技术文件完善环境监测整个过程。在监测过程中，首先需要对监测条件以及环境进行全面性分析，然后建立符合实际的质量管理体系，明确监测人员的定位以及职责，保障监测工作能够有序、规范的开展。此外，还需要依据质量管理体系，对违规、偷懒行为进行审查，对环境监测各个环节的有效性进行强化，有效的消除监测过程中出现质量问题的因素，从而形成系统性、科学性、全面性的环境监测质量管理体系。

4 结语

综上所述，环境质量控制是一项长期、复杂并且多系统性的项目，为了有效的发现当前的环境问题，帮助相关企业、管理部门设计环境管理办法，提升我国环境保护质量，环境监测技术的方法、手段以及管理措施必须不断的提高。

参考文献：

[1]李晓敏，毕晓丽，洪伟.关于环境监测技术与质量控制之初探[J].环境与生活.2014，16（02）：122-126.

[2]刘艳，叶鸿瑁，丘小汕.环境监测工作中水环境监测的质量保证与质量控制初探[J].石河子科技，2011，11（4）：303.

[3]邵天艳，黄德珉，官希吉.大气环境监测质量的控制措施分析[J].环境与生活，2014，22（6）：118-120.

[4]曹晓敏，张涛，傅卫.环境监测质量保证与控制现状分析及对策探讨[J].科技致富向导，2013，20（3）：364-376.

可视化监测与控制 篇4

关键词：智能辅助控制系统,物联网,三维可视化

0 引言

智能变电站是以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求[1],实现与相邻变电站、电网调度、变电站用户运行部门、检修部门、管理部门等互动,在区域智能电网中承接着与上游发电、输电、调度等环节以及下游配电等环节的配合衔接,站内整合集成力度很大,是实现智能电网的最重要、最基础环节之一。

目前,变电站内大多存在多套子系统,为其上层相应系统提供基础数据,而这些上层系统通常分属于不同部门,如调度、营销、基建等,因此,各子系统往往存在着数据来源不一、数据模型维护不及时、彼此之间缺乏必要的协商和沟通等问题,为此需要建立一套智能辅助控制系统来优化整合内部资源,完成各子系统信息数据的集成统一,实现与调度、营销等外部系统信息互动。

按照2011年《国网输变电工程通用设计110~750 k V智能变电站部分》的要求,智能变电站应该配置一套智能辅助系统综合监控平台后台系统,包括智能辅助系统综合监控平台、图像事件及安全报警防卫子系统、火灾自动报警及消防子系统、环境监测子系统等[2]。随着智能电网的发展,辅助系统加强深化应用是必然趋势。

1 智能辅助控制系统解析

考虑到信息安全分区及隔离,智能变电站内可统一设置两大平台策略:基于状态监测与高级应用的一体化信息平台,以及基于物联网技术与三维可视化技术的辅助控制一体化管理平台,如图1所示。

变电站智能辅助系统是智能变电站重要组成部分,是变电站智能化的重要体现。系统采用传感技术、可视化技术、现代通信技术、控制技术等,通过各种辅助设施实现对变电站环境、动力设备热点等实时智能监测、数据智能分析、报警智能联动及综合可视化展示,并实现与ERP基建管控模块、PMS、综合自动化系统的信息接入,为变电站的运行、检修、信息化提供重要的辅助支撑,为智能电网的资产全寿命周期管理、大运行、大检修提供服务。

2 建设目标及设计思路

2.1 系统建设目标

基于物联网与三维可视化技术,构建以信息化、自动化、互动化为特征的变电站智能辅助控制系统,建设变电站全域、全景的信息综合一体化辅助管理平台,为智能变电站信息全覆盖的研究和应用奠定基础。

2.2 系统设计思路

变电站智能辅助系统的设计思路需要坚持一体化的原则,遵循“统一规划、标准先行、分步建设、逐步推广”的建设策略。

3 智能辅助控制系统架构

浙江嘉兴110 kV新生智能变电站智能辅助控制系统是以物联网与三维可视化技术为依托,以三维场景为主要展示形式,其系统架构可分成总体架构、技术架构和网络架构三方面来阐述。

3.1 系统总体架构

新生变智能辅助控制系统总体架构如图2所示。系统以智能变电站现有网络结构为基础,将物联网结构融于智能变电站过程层、间隔层、站控层的框架中,通过多种内部通信方式以及系统对外接口,完成站内设备的状态感知,实现和集控中心之间的数据同步与信息共享,完成环境监控、动力监测、智能运行辅助、智能检修辅助和综合展示集成等功能,为智能变电站提供了辅助支撑。

3.2 系统技术架构

系统技术架构分为采集层、处理层、应用层和对外接口,如图3所示。

采集层实现对站内各种传感器数据的采集;处理层对采集数据进行处理,实现数据的监测报警及记录查询;应用层提供依托于三维场景的数据展现与交互;对外接口提供了平台与外部系统图3技术架构之间的通信传输与资源交换。

3.3 系统网络架构

根据智能变电站分层结构体系,综合自动化系统包括了过程层、间隔层和站控层[3],如图4所示。

智能辅助控制系统借鉴物联网的理念,将进出变电站的人员及各类设备设施作为物联网的感知层面;将变电站内通信网络作为物联网的网络传输层面;将感知终端采集的各类信息传送到应用层,并将这些综合信息进行分析、处理、加工形成一体化的三维可视、联动控制和智能分析。

“过程层”对应物联网“感知层”,以RS485总线、以太网、无线等通信方式,实现对各种传感设备的数据采集,完成设备状态监测。

综合接入设备位于“间隔层”,实现对监测数据的汇集以及互动控制信息的传送;视频监控数据和变电站巡检信息(经单向隔离装置)直接由过程层传送至站控层。

“站控层”对应物联网“应用层”。相关数据在站控层接入系统平台,由系统平台统一接收、分析、报警联动和可视化展示。此外,系统平台经单向隔离装置与综合自动化系统实现互联,为变电站智能运行、检修提供辅助支持。

4 系统功能建设方案

智能辅助控制系统实现了环境监控、动力监测、智能运行辅助、智能检修辅助、综合集成展示和系统标准接口等六部分功能。

4.1 环境监控

通过对站内建筑及环境进行监控,实现站内建筑及环境的智能化管理。

具体内容包括有:变电站门禁系统与电子围栏监控,并与视频监控、灯光联动;对变电站内微气象进行监测;对变电站内温湿度监控、消防报警、水浸监测报警等辅助系统功能的集成,提供相关子系统间的联动控制;对GIS有害气体采样与分析,自行启动排风系统;对变电站会议室的窗帘、灯光、空调等设备进行控制,并与室内的视频监控图像进行联动。

4.2 动力监测

以智能变电站建筑节能管理为目标,通过对动力系统(光伏发电、站用电、蓄电池、UPS)运行工况的在线监测及异常报警的可视化展示,并与视频、照明等进行联动,实现对智能一、二次设备运行能源的有效监测和综合分析。

4.3 智能运行辅助管理

对站内一、二次设备智能巡视,为生产运行管理提供辅助技术支撑。

具体内容包括有:以采集信息为基础,采用虚拟现实的表现形式,展现变电站智能巡视过程,形成巡视报表;并对站内安全器具和屏(柜)钥匙的使用和状态进行智能管理和监控。

4.4 智能检修辅助

通过对站内一次设备状态的智能监测,实现站内设备实时数据及运行参数的采集,为状态检修提供检修辅助。

采用RFID电子标签,建立智能变电站电/光缆标识管理系统,为变电站改扩建时电/光缆敷设与施工,提供智能化的动态管理。

辅助系统可自动获取PMS中检修任务,实现检修任务在现场的可视化,通过灯光指引,定位检修范围,检修工作完成后可自动提示检修任务结束。

4.5 系统综合集成

系统综合集成分为内部集成和外部集成两个方面。

系统内部集成主要通过三维可视化综合平台来完成动力监测、环境监控、智能运行辅助、智能检修辅助等各子系统数据信息的集成统一,实现相关信息的统一智能化分析、操作互动和可视化展示。

系统外部集成主要通过与变电站综合自动化系统对接,获取变电站动力监测数据和运行数据,实现与ERP、PMS、XPMS等外部系统对接,并统一规范设备资产管理编码。

4.6 子系统联动

具体内容包括:当安防或火灾报等警触发时,自动弹出视频报警窗口;实现变电站室内温湿度的监视与控制、越限告警,并自动与空调联动[4];灯光系统实现与门禁、视频监控等联动,在人员活动、视频追踪时自动开启灯光;门禁管理模块与消防系统联动;三维可视化平台支持报警内容的提示、快速定位。

4.7 系统功能软件实现

软件系统实现了数据采集、数据分析、工作流引擎、设备控制和系统接口等功能,如图6所示。

5 三维可视化综合平台

三维可视化是以数据库、图纸、文件等信息载体为基础建立的变电站及设备三维模型,实现变电站全景三维展示及应用。三维可视化综合平台主要包括了三维场景、状态信息展示、高级应用以及后台管理等内容。

5.1 三维场景

三维场景是指基于3D图形渲染技术,通过对站内外建筑场地、电气一二次设备以及通信信息设备进行三维建模,实现变电站全息全景模拟,为系统高级应用展示提供平台基础。

5.2 状态信息展示

状态信息展示包括有:以数字显示、仪表盘和指示灯等形式,在三维场景中动态展示和监控模拟设备的各种数据;采集站内设备和场景温度信息,生成站内温度的热成像模拟云图,整体显示站内区域温度分布,实现多角度模拟观察热点情况;提供多种形式的视频监控图像展示,与三维场景相结合展示现场实时图像信息。

5.3 高级应用

高级应用主要包括热点快速定位、报警定位及联动、三维交互与智能巡视等。

热点快速定位是指系统在导航图上设定热区,以逐级方式快速定位,在导航图上显示出当前视点位置和方向,单击热点后到达指定位置。

报警定位及联动是指系统根据自有及获取的数据信息,向用户提供告警信息及快速定位,同时提供基本台账信息、历史处理信息、专家建议等,为故障的宏观把控与快速处理提供参考。

三维交互是指通过交互接口,实现操作人员与三维场景、现场设备之间的同步互动。

智能巡视是指工作人员可实现在三维模拟场景中漫游,对站内设备状态信息进行巡视工作;系统依据设定的路线自动进行变电站三维模拟巡游,展现站内的场景信息和设备情况,并可回顾巡检人员的巡检。

5.4 后台管理

后台管理主要包括用户管理、设备资产管理、规范管理、专家库管理、日志及告警管理、报表管理和接口管理等内容。

6 结束语

智能辅助控制系统是智能变电站的重要组成部分。110 k V新生变智能辅助控制系统以三维场景为主要展示形式,利用物联网与三维可视化技术实现实时智能监测、数据智能分析、报警智能联动及综合可视化展示,完成了站内系统优化集成,提升了变电站智能化程度,为智能变电站智能辅助控制系统建设提供了案例参考与实践经验。

参考文献

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[3]国家电网公司.智能变电站技术导则[Z].2009,Q/GDW,383:3.

可视化监测与控制 篇5

摘要

随着电气技术、微电子技术与计算机技术的飞速发展，仓库贮存系统的检测、控制、管理自动化已迫在眉睫，由其是近年来仓贮系统的容量不断扩大，传统的方式已经远远不能满足实际生产的需要，建立一种管理科学、操作简便、运行可靠的高效率软硬件已是必需。仓库库房的原有的温湿度检测都是采用人工检测和控制，方法老化、控制设施滞后，如果采用一般仓贮远程监控采用的有线控制，即重新布线或者借助于电力线进行信号传输，施工劳动强度大，投资大。本设计以科技创新的观点，研究与设计以PC机为控制核心，采

用无线数字温度和湿度传感器的自动监控系统，对库区内每个库房中各仓位的温度及湿度的变化情况进行实时自动检测，采用无线传输方式，实时显示和监测各个仓库的环境变化情况，通过适当的软、硬件抗干扰处理和控制室计算机的分析处理，实现现场的控制，使仓库达到恒温、恒湿状态，从而提高仓库的科学管理化、控制自动化水平，对有效地提高事故的预见性和工作效率有着重要的实际推广价值和理论研究意义！

关键词：仓贮环境 智能传感器 无线数据传输 单片机 无线通信

目录

摘要...............................................................................................................第一章 绪论.................................................................................................1.1问题的提出......................................................................................1.2国内外仓贮测控概况及发展趋势..................................................1.3 本课题要解决的主要内容.............................................................1.4 课题的创新.....................................................................................1.5 小结..................................................................................................第二章 系统硬件设计................................................................................2.1 设计思想.........................................................................................2.2 系统主要功能及结构图.................................................................2.3 系统的主要参数.............................................................................2.4 微处理器的选择.............................................................................2.5 温度的测量方法.............................................................................2.6 温度传感器的选择.........................................................................2.7 湿度的检测与设计.........................................................................2.8 数据采集电路.................................................................................2.9 用CPLD实现多路开关和显示.....................................................2.10 小结................................................................................................第三章 系统软件设计................................................................................3.1 软件总体设计.................................................................................3.2 上位机程序.....................................................................................3.3 下位机程序.....................................................................................3.4温、湿度测量子程序......................................................................3.5 附件..................................................................................................第四章

总

结..........................................................................................4.1 研究工作主要特点.........................................................................4.2 研究工作不足.................................................................................4.3 结论..................................................................................................参考文献.......................................................................................................致谢...............................................................................................................第一章 绪论

1.1问题的提出

防潮、防霉、防腐是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理者质量的重要指标，它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性，为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作，军事，贵重物资仓库更应重视这项工作，但传统的方法是用干湿度湿表、毛发湿度计、湿度试纸和温度计等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度及湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作，这种人工测试方法费时费力、效率低且测试的温度和湿度误差大、随机性大。

随着电气技术、微电子技术与计算机技术的飞速发展，仓贮系统检测、控制、管理自动化已迫在眉睫，建立一种管理科学、操作简便、运行可靠的高效率控制系统已是必需。为此，研究与设计以PC机为控制核心，基于数字温度和湿度 的自动测试系统，对库区内每个库房中各个仓位的温度及湿度的变化情况进行实时自动测试，一旦出现异常现象便于及时处理，有效地提高事故的预见性和工作效率有着重要的实际推广价值和理论研究意义！

1.2 国内外贮存测控概况及发展趋势

贮存的物资作为我国重要的战略资源，直接关系到国计民生、关系到社会主义的经济发展，贮存的自动化监控有利于提高仓库的运行水平，减少物资在存储过程中的损耗，降低劳动强度。长期以来，国家建设的大批物资储备库，由于受条件的限制，自动化水平很低，门

窗、风机基本上是手动操作，简单仪表的检测也是靠人工现场的操作，此种传统的方法往往给职工造成劳动强度大，且控制不及时，给储备安全带来隐患。

目前国外已经逐渐实现自动化远程控制，即现场通过微机对参数的分析处理以决定是否启动或关闭相应的设备，从而实现远程控制。远程监控系统目前主要有有线通讯技术和电力载波通讯技术。

有线通讯技术以其稳定性占有优势。但有线通讯线工程浩大，而且容易被人为损坏；同时厂房(仓房)已建成，布线有困难；电力载波通讯技术能有效解决上述问题，它利用现有库区交流电源线作为通讯线路，不必申请付费专用频道，优势明显，但由于电力线上的高削减、高噪声、高变形，在很长时间内使电力线成为一个不理想的通讯媒介。

随着，无线和蓝牙技术的开发和日益完善。为此，无线载波通讯成为可能，此项技术无需另外布设信号线，经过适当的抗干扰处理后具有通道可靠性高、投资少、见效快的特点，此技术的实施有利于仓贮设备的网络化、智能化。

随着我国科技的快速发展和工业自动化程度的提高，仓库管理技术也将得到进一步改进。仓库温度、湿度测量方法以及相应的智能控制一直是物资保存的一个重要问题，仓库的测控的无线化、智能化和信息化管理已成为仓库储备技术的发展趋势。

1.3 本课题要解决的主要内容

本课题拟传统监测的基础上，研究基于单片机的无线温湿度监测系统。对于温湿度测量来说，一个最重要的环节就是对环境温度进行

补偿，对数据进行误差分析。另外该系统属于无线通信系统，因此也需要对数据传输的可靠性进行研究。主要研究内容包括以下几方面： 1)选用温湿度传感器时，应重点考虑测量精度高，抗干扰能力强，稳定性好，信号易于处理、传送，便于多路测量，安装方便，维护简单，环境温度补偿容易的器件。

2)

在硬件设计时，结构要尽量简单实用、易于实现，应尽量使用各种总线技术，以节约系统有限的I/0资源，并使用系统电路尽量简单。同时在硬件电路和软件程序设计时，一定要增加抗干扰措施，提高系统的抗干扰能力，保证系统的稳定性。3)

软件设计必须要有完善的思路，要充分考虑到各传感器和无线收发器的时序，做到程序简单，调试方便，尽量降低无线数传的误码率。

4)

环境温度和各种随机噪声都会对温湿度数据的测量产生影响，因此需要对环境温度进行补偿和误差修正。

1.4 课题的创新

本课题的创新在于由现场检测和诊断到远程控制，如果采用传统的现场监测即人工定时测量，不但要耗费大量的人力，而且不能够做到实时监控，特别是一些存在加热设备的生产基地，在短时间内温度可能发生剧烈的变化，如果利用人工进行测量和管理，则可能造成重大事故。采用了无线测控系统，利用无线收发器进行数据传输，既降低了网络的布线成本，也提高了应用的灵活性和扩展性，节省了人力资源。

1.5 小结

本章主要介绍了课题的来源，以及国内粮仓库藏概况及发展趋势，综述了本文的研究内容，指出了本课题的特色及创新。

第二章 系统硬件设计

2.1 设计思想

本系统的上位机采用PC机，通过RS-232接口与转换器相连，转换器通过RS-485总线连接下位机，实现通信联系。每台下位机需要测量128路的温、湿度信号，为了能实现共128路温湿度的数据采集工作，本设计中用CPLD设计了一个模拟开关，每次只采集一路数据传入单片机中去，另外，本设计的显示部分也独特的选用了CPLD来实现。单片机首先使模拟开关选通某个传感器使传感器工作从而对现场温度或湿度进行测量，测量后的电压值经过变换送入单片机的A/D端口，单片机将输入的模拟量转换成数字量后再进行处理，然后再将处理得到的温度湿度值送到CPLD显示，同时将数据传送给上位机，上位机接收到数据后将得到的温度、湿度值进行显示，并做出温度、湿度场的分布图，如温度、湿度值越限，上位机和下位机可同时进行报警，同时下位机将排风扇或除湿机打开，直至温度、湿度值正常排风扇或除湿机制动关闭，同时解除报警。

2.2 系统主要功能及结构图

本系统运用温度传感器和湿度传感器对温度、湿度的敏感性设计了一种基于多级通讯总线的仓库温、湿度自动监测系统，其主要功能有：

本系统的上位机采用PC机，通过通讯控制总站与下位机实现通信联系；可以巡回检测各个仓库内的温湿度情况，也可在任何时刻随

时监控某一仓库内的温湿度值；并将数据进行显示和打印；如果温湿度值超过允许范围将进行报警。

本系统的下位机采用AT89C51单片机，一方面要与上位机进行通讯联系，同时要实现对仓库中64路温度和64路湿度的测量。首先使模拟开关选通某个传感器使传感器工作从而对现场温度或湿度进行测量，测量后的电压值经过变换送入单片机的A/D端口，单片机将输入的模拟量转换成数字量后再进行处理。如温度、湿度值越限下位机将故障报警同时将排风扇或除湿机打开，直至正常排风扇或除湿机制动关闭。

整个温湿度监测系统框图如图2.1所示。

图2.1系统硬件结构图

2.3 系统的主要参数

16个仓库的温湿度监测：

每个仓库的检测点数：温度、湿度各64点； 测温范围：-40℃～﹢90℃； 测温误差：≤±0.5℃； 测温重复误差：≤±0.1℃； 测湿范围：20—99%RH； 测湿误差：≤±3%RH； 测湿重复误差：≤±0.5%RH；

系统工作环境：-40℃～+100℃，20～99%RH，AC220V±15%。

2.4 微处理器的选择

AT89C51是美国Atmel公司生产的低电压，高性能cmos8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128位bytes的随机存取数据存储器（RAM），32位并行I/0口、3个16位定时/计数器、6个中断源和1个全双口串行I/0口，采用12MHZ晶体振荡器，容MCS-51指令系统，是高性价比的应用场合，应用于各种控制领域。它的极限工作温度：-55℃—+125℃，储藏温度：-65℃—+150℃，最高工作电压：6V 直流输出电流15.0mA。

2.5温度的测量方法

温度不能直接测定。它的测定是采用间接的手段，通过观察另一种物质一即所谓测温介质的物理特性变化的方法来确定。这种测量方法并没有给测介质温度的绝对值，而仅仅是它和测温介质原始温度相对的温度差，这个原始温度是制定温标时就被规定作为零度。为了测量时的方便，应尽可能的选择这样的物理特性，即它能随温度的改变

而单值的变化，不受其它因素的影响，且比较易于精确测定适合这些要求的特性。如体积的膨胀、热电势的产生、电阻和辐射强度的变化等都被用作温度测量的基础，常用的测温仪表有各种温度计和温度传感器。例如，热膨胀是温度计、热电偶、辐射温度计、光高温计等。在温度测控系统中，除了高温、低温和测量精度高于0.1 C的高级测温技术外，常温范围的温度传感测量和控制技术相当成熟，可以直接选用，而且可选的测量方式也很多。

2.6 温度传感器的选择

仓库系统中温度测量采用半导体集成式温度传感器AD590直接变送输出。这种集成式传感器以两线制方式输出的电流值对应的是开尔文温标值，如0℃时输出电流为273μA，使用简便，而且价格低廉。

根据以上的选用原则，本设计所选用的温度传感器为集成温度传感器AD590。AD590是美国模拟器件公司生产的集成两端感温电流源。它的主要特性如下: 流过器件的电流(μA)等于器件所处环境的热力学温度的度数，即

Ir=T〃K 其中，Ir为流过AD590的电流，单位μA T为热力学温度，单位K K为计算系数，单位μA/K AD590的测温范围为-55℃～﹢150℃

AD590的电源电压范围为4V—30V。电源电压4V—6V范围变化，电流Ir变化为1μA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V的正向电压和20V的反向电压，器件反接也不会损坏。

输出电阻为710MΩ

非线性误差在正负0.3℃

2.7 湿度的检测与选型

湿度测量技术中最准确的方法是绝对湿度测量的称重法，国际上普遍使用该法作为湿度基准其次是作为二级检定标准的阿斯曼通风干湿计。但是这两种方法都难以用于自动化测控系统的现场传感测量。工程技术中常采用绝对湿度、相对湿度和露点温度表示法和相应的测量技。

绝对湿度测量:也称为水分或微弱水分测量技术，测量的是空气体积中水分的直接含量，各种材料的含水量、电子器件封装、火力发电烟气、高压电器保护气体的测量等，所涉及的范围相当广泛。对应不同的工况环境、被测对象和性能价格比的要求，其测量方式种类也非常多。常用的有电容式、化学露点式，精度较高的有光学露点式和称重、红外、微波等测量方法。

相对湿度测量:空气的相对湿度所表达的是其中水气接近饱和的程度，是指力为P,温度为T时空气中水气的摩尔分数与相同条件下纯水表面的饱和水气的摩尔分数之比表示为%RH。相对湿度测量主要用于要求保持一定湿度气氛的纺织、薄膜生产等行业;武器装备封存、仓储等场所防止材料的腐蚀、霉变主要依赖于相对湿度控制。

相对湿度的测量方法有毛发湿度计、干湿温度计、各种露点计等

人工视检测量方式;而应用最为普及的相对湿度测量方法是温湿度自动测控系统所采用的各种类型的小型、微型化湿度传感器。这些类型各异的湿度传感器基本是以传感材料对水气吸附原理作为传感机制。因此，湿敏传感技术的研究大多集中在湿敏传感材料和水气吸附机制上，了解这些技术的原理和进展是本项目湿敏传感器选型的重要依据。

适用于本项目研究设计的湿敏器件集中在陶瓷湿敏材料和电容式高分子湿敏材料两大类。陶瓷湿敏材料以其测湿范围宽，几乎可在全湿范围内进行测量、工作温度高、响应快、热稳定性好、容易制备、价格低廉等优点而受到人们的重视。敏感陶瓷材料又可分成体材料、厚膜材料和薄膜材料三类。厚膜和薄膜材料的工艺一致性稍好一点，便于批量生产。实验结果表明，相对湿度在20--95%RH范围内，在单对数坐标上阻抗变化近三个数量级，曲线近乎直线。如果设计成加热清洗方式，多次重复测量，性能都能恢复。但是陶瓷湿敏材料的一致性差，难以与集成电路互换配套。除非采用加热清洗方式，否则抗污染能力很差，而很多情况下不允许设计为加热清洗。

通过以上分析本设计选用了电容式集成湿度传感器HI3605}20}。集成湿度传感器HI3605在片内可完成信号的调整，且精度好，线形好，图2-2给出了HI3605的结构图。

图2.2HI3605的结构图

图2.3HI3605的输出电压与相对湿度的关系

HI3605的输出电压是供电电压，图2-3给出了HI3605的输出电压与相对湿度的关系曲线。电源电压升高，输出电压将成比例升高。所以说HI3605的线形度比较好。HI3605的性能如表2.4所示: 表2.4HI3605C性能表

2.8 数据采集电路

要实现128路温度和128路湿度的采集，就要在粮库中安臵128个AD590温度传感器和128个HI3605湿度传感器，其布线如2.5所示，图中画的是4*4布臵的形式，温度传感器和湿度传感器交替放臵就可以实现模拟开关的输入为偶数时，选通的是某个温度传感器，而模拟开关的输入为奇数时选通的是某个湿度传感器。

图2.5传感器布线图

2.9 用CPLD实现多路开关显示

可编程逻辑器件(PLD Programmable logic Device)是一种由用户编程要实现某种逻辑功能的逻辑器件，芯片内的逻辑门，触发器等

硬件资源可由用户自行配臵来实现专用的路基功能。与只能实现固定功能的传统的标准路基器件(例如74系列的TTL器件)相比，PLD器件可以反复修改，并且在满足应用的，个性化的设计需求方面具有更大的灵活性和竞争力。而CPLD即复杂可编程逻辑器件是在PLD的基础上，在半导体工艺不断完善，用户对器件集成度要求不断提高的形势下发展起来的，其功能与PLD基本相同，只是集成度和芯片容量更高，目前，已有上百万门的CPLD芯片系列。

在CPLD芯片中我们主要实现两种功能，一个是模拟开关，另一个是动态扫描显示。下面就各部分的实现简要介绍以下。（1）移位寄存器部分

为了使由单片机SPI口传送过来的串行数据转变为并行输出，运用了6个74HC595移位寄存器将6个字节也就是48位的串行数据转换成并行的然后再输出。同时74595还具有锁存功能可以把多个并行数据同时输出送显。

在MUXPLING软件的标准元件库中，有现成的74595。所以就不用自己设计了，可以调出来直接使用，在本设计中就可以直接调出6个74595，然后按照上图中所示的连接好就好了。（2）模拟开关部分的设计

因为要完成对128个温度点和128个湿度点的测量，对于单片机来说，不可能同时那么都引脚来实现256个点的数据采集。所以设计了这个模拟开关，每次采集一路模拟量送入单片机进行处理，为了完成这个功能本设计仿照3-8译码器用CPLD做了一个8-256的译码器，它有8个输入端，32个输出端，当输入在OOH到FFH变化时，输出的32个端口输出相应的电平，再配以现场正确的布线就可以在每一时刻只有一个传感器被选通而工作。模拟开关的仿真波形图如图2.6所示。

（3）显示部分的设计

显示部分由七段扫描电路，计数译码电路，多路选择器以及BCD对应的七段显示器编码电路四部分组成。

图2.6模拟开关仿真波形图

2.10 小结

硬件的设计对于单片机控制系统来说很重要，各种接口电路的正确设计对系统的设计至关重要。本章主要介绍了硬件部分温湿度测量电路的设计，以及对应的数据采集电路和PCLD模块；同时对硬件电路中可能产生的干扰，提出了预防措施。

第三章 系统软件设计

3.1 软件总体设计

该系统的软件设计方法与硬件设计相对应，采用模块化结构，总共包括主程序模块、参数设臵模块、通信模块、报警子程序模块等。最后通过主程序和中断处理程序将各程序模块连接起来。这样有利于程序修改和调试，增强了程序的可移植性。系统设计根据以上的需求分析，可以把整个系统分成4个功能模块，分别是参数设臵模块、数据采集处理模块、数据存储管理模块和控制模块。粮仓仓库温湿度测控系统软件的功能层次结构图如图3一1所示

图3-1系统软件的功能层次结构图

3.2 上位机软件设计

上位机结构图如下：

图3.2上位机结构图

其中PC机主要管数据存储，管理等，主控单片机主要完成无线收发。上位机主程序开始后先进行初始化设臵。初始化的内容包括给相应的字符名称赋值，PS7219的初始化，设臵串口通信参数，打开CPU中断，打开串口中断，设臵定时器TO中断。没有中断的时候，上位机子系统处于等待状态，直到有中断需要响应时，单片机进入相应的中断服务程序，向下位机发送温度(或湿度)测试指令，等下位机接收到完整数据后，将上位机臵接收方式，准备接收测得的数据，在上位机接收完下位机上传的数据后，根据中断指令进行显示(或上传)，并保持状态，直到响应新的中断为止。

上位机主程序流程框图如图3.3所示。

图3.3上位机主程序流程框图

3.3 下位机主程序

下位机结构图如下：

图3.4下位机结构图

软件可以采用C语言等来实现初始化、数据采集处理、温度管理和对设备的处理。下位机程序设计通常先进行初始化，如设臵中断、定时器、串行口、外部可编程器件的初始化等，然后循环执行主要功能，如定时、数据采集、显示以及定时将数据传递给上位机。上位机定时接收测控单元发送的采集信号，保存并实时显示。上电复位后显示不同仓位号、温湿度值及其测量时间。软件设计的流程如图3.5所示。

图3.5 下位机程序流程框图

3.4 温、湿度测量子程序

程序中对DS18B20的操作主要有以下几个步骤:初始化;搜索DS18B20;匹配DS18B20;发送温度转换指令;读取温度值。

下位机发出所要查询的HM1500地址，然后调用A/D转换子程序。进行湿度的读取和输出。

图3.6 温、湿度测量子程序

3.5 附件

相应的主机发送和接收程序片段如下： RECEIVE;接收子程序 BCF STATUS,RPO BSF PORTC，PWRUP;收发芯片处于工作状态 CALL DELAY 5MS;延时5ms:，使之上电稳定 BSF PORTC，CS;高频接收 CALL DELAY5MS BCF PORTC，POTXEN;接收控制位 CALL DELAY5MS

BCF STATUS，RPO;单片机通信设臵 BCF TXSTA，SYNC BCF TXSTA，BRGH MOVLW 0X05;波特率为 10400bps MOVWF SPBRG BCF STATUS，RPO BSF RCSTA，SPEN BCF RCSTA，6;RC8/9 RECESFF;接收FF BCF STATUS，RP0 BTFSS PORTC，3;按键扫描 GOTO TRPATHNUM BTFSC RCSTA，FERR;有帧错误? BSF RCSTA，CREN;yes BTF RCSTA，CREN;no BTFSS RCSTA,CREN GOTO RCESFF CALL RXPOLL MOV RCREG，0;取出接收寄存器值 MOVWF RCBUF1;接收值放到BUFI寄存器中 MOVLW OXFF SUBWF RCBUF1，0;判断是否接为FF

BTFSS STATUS，Z;如果是则继续AA，否则返回继续接收FF GOTO RECESFF **(以下省略)RXPOLL BTFSS PIRI，RCIF;判断是否接收满 GOTO RXPOLL RETURN

相应的子机发送和接收程序片段如下: TRANSMJT;发送子程序 BSF PORTC，PWRUP;无线收设臵 BSF PORTC，CS BSF PORTC，POTXEN BSF STATUS，RPO BCF TXSTLA，SYNC BCF TXSTA，BRGH MOVLW 0X05;设波特率值为 10400 MOVWF SPBRG BCF STATUS，RPO BSF RCSTA，SPEN BSF STATUS，RPO

BCF TXSTA，6 TRANSRANDOM;发送随机数据 BSF STSTUS，RP0 BSF TXSTA，TXEN BTFSS TXSIA，TXEN GOTO TRANS20 BCF STATUS，RPO MOVF COUNT9，0 MOVWF TXREG CALL TXPOLL TRANSFF;发送数据OXFF BSF STATUS，RP0 BSF TXSTA，TXEN BTFSS TXSTA，TXEN GOTO TRANS21 BCF STATUS，RPO MOVLWOXFF;送FF至发送寄存器 MOVWFTXREG CALL TXPOLL;发送数据 **(以下省略)TXPOLL BSF STATUS，RPO

BTFSS TXSTA，TRMT;判断是否发送完 GOTO TXPOLL BCF STATUS，RP0 RETURN

第四章 总结

为了积极适应新形势的发展和军队信息网络化的发展趋势，作者利用单片机、计算机网络、通信、数据库技术等技术，采用了基于顺序层次结构的体系结构，利用汇编、C、vb等语言开发了军需仓库温湿度测控系统这一应用管理软件。

4.1 研究工作主要特点

（1）成功地开发了结构简单、交互性强、性能安全、流程清晰、运用方便、操作简单，效率很高、价格低、操作界面友好系统，实现了部队军需仓库监测管理科学化、系统化、自动化。

（2）成功地开发了真正通用的测量准确、实时控制、图形显示、参数设臵等为一体的综合测控系统，且系统具有很强的可扩展性和通用性。

（3）监测点数多。每个测控单元可对大量待监测点进行监测，一个测控网络又可由若干个测控单元组成。

从最开始的方案设计、选择，到后来的系统分析、系统设计以及最后的系统开发实现，本人从中学到了不少知识，积累了许多的实际经验。通过对这个系统的开发，我对计算机硬件技术有了一个比较全面的了解，让我进一步体会到了计算机自动控制编程的乐趣。这一实际项目的开发，使我真正体会了开发网络应用程序的基本思路和构架，掌握了该领域的一些技术，提高了独立开发网络应用程序的能力。希望在这次课题工作的基础上，今后能够不断的学习，为国家建设做

一点有意义的实际工作。

4.2 研究工作不足

由于本课题研究的内容需要的知识面宽，涉及的计算机硬件和计算机软件，其所含的技术多，其工作量也较大，是一个复杂而艰巨的系统工程，需要一个长期努力才能使其系统功能尽善尽美，本人进行努力学习研究及开发设计，但仍存在着很多不足之处，有待于进一步的完善和改进，主要体现在以下几个方面：

（1）该系统只实现了温度、湿度的测量，还应该有烟感CO2等参数，有待进一步完善以及视频能否融为一体。（2）上位机的统功能需要进一步拓展、完善。

（3）由于仅考虑了系统应用于部队内部的局域网，安全性方面考虑较少。

尽管目前该系统在使用过程中仍存在一些不尽人意的地方，但随着信息技术、人工智能技术、多媒体技术和数据库技术的不断发展，上述限制将逐步得到解决，本系统的前景较为乐观。

4.3 结论

此温湿度测控系统采用由AT89C51单片机和符合单总线规范的传感器 DS18B20 等构成。其总线上传输的是数字信号,克服了传统测量系统总线上传输模拟信号易受干扰的缺点, 有效地降低了成本，有效地提高了其各项性能指标,故将得到广泛应用。运用新技术、新型器件构造的应用系统其水平更高、应用领域更广阔。其维护更加简单方便。

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通过这四年的学习，我学到的不仅仅是专业上的技能，更多的是老师们言传身教的做人的品质，这些将使我终身受益。

本篇论文是在@@教授的悉心指导下完成的，从资料的收集、课题的选定到实验的设计都给予了我极大的帮助、支持和鼓励。

在课题研究和论文撰写期间，@@等同学同学给了我许多帮助和指导，提出了许多宝贵和诚恳的意见，对此致以诚挚的谢意！

浅析环境监测实验室与质量控制 篇6

【关键词】环境监测；实验室；质量控制

1、环境监测质量保证和质量控制的意义

环境监测质量保证是整个环境监测过程的全面质量管理，包含了保证环境监测数据正确可靠的全部活动和措施。质量保证的作用在于将监测数据的误差控制在限定的允许范围内，使其质量满足代表性、完整性、精密性、准确性和可比性的要求。

环境监测质量控制是对于分析过程的控制方法，它是质量保证的重要组成部分。质量控制的目的是将分析误差控制在容许限度内，以保证数据（检验结果）在给定的置信水平内达到要求的质量。

2、影响环境监测质量的因素

环境监测质量受许多因素的影响，主要包括环境条件、采样方法、分析方法、使用的试剂、标准以及检测人员的水平等。各点决定了系统误差，影响监测结果的准确度。所以必须有一个监测质量控制的方法，才能保障实验室内结果的可靠性以及实验室之间结果的可比性。

3、环境监测质量保证的主要内容

环境监测质量保证的主要内容包括制定监测计划；根据需要和可能，确定对监测数据的质量要求；规定相应的分析测量系统，如采样方法，样品处理和保存，实验室供应，仪器设备、器皿的选择和校准，试剂、基准物质的选用，分析测量方法，质量控制程序，数据的记录和整理，各类人员的要求和技术培训，实验室的环境条件和安全，以及编写有关的文件（含检验报告）、指南和手册等。

4、实验室质量控制

4.1 实验室内质量控制

实验室内质量控制又称“内部质量控制”，是实验室自我控制质量的常规程序，它主要反映分析质量稳定状况，以便及时发现分析中异常情况，随时采取相应的校正措施。其目的在于控制监测人员的实验误差，使之达到容许限的范围，以保证测试结果的精密度和准确度能在给定的置信水平下，有把握达到规定的质量要求。

4.1.1 空白实验

空白实验值是以水代替实际样品，并完全按照实际试样的分析程序操作后，所测得的数值。空白实验值的大小及其重现性在很大程度上反映了一个环境监测实验室及其分析人员的水平。例如实验用水和化学试剂的纯度、玻璃容器的洁净度、分析仪器的精确度和使用情况、实验室内的环境污染状况及分析人员的水平和经验，都会影响空白实验值。空白值的大小经常变化，每次在样品分析的同时，都应做空白实验，测定两份空白实验平行样，其相对偏差应小于50%，取其平均值作为同批试样测量结果的空白校正值。

4.1.2 平行双样

平行样分析是指将同一样品的两份或多份子样在完全相同的条件下进行同步分析，反映测试结果的精密度，可以检查同批测试结果的稳定情况。在日常工作中，可按照样品的复杂程度、所用方法和仪器的精度以及分析操作的技术水平等因素安排平行样的数量。条件允许时，应全部做平行双样分析。否则，至少应按同批测试的样品数，随机抽取10%-20%的样品进行平行双样测定。

4.1.3 检出限

检出限指对某一特定方法在给定的置信水平上，可以从样品中检测待测物质的最低浓度或量，即断定样品中确实存有浓度高于全程序空白的待测物质。同一种待测物质，采用同一种分析方法，不同的仪器所得到的检出限是不同的，这是仪器的灵敏度、示值的稳定性和噪声的水平不同所致。为检验所用仪器能否满足小于方法的最低检出限的要求，对新开展或更换分析仪器的项目，要做全程序空白试验，连续7天每天做一对空白样品，计算批内标准偏差δ，然后确定检出限MDL=3.143δ

4.1.4 校准曲线的绘制

（1）校准曲线的绘制方法

校准曲线是表述待测物质浓度或量与测量仪器响应值之间的函数关系，制好校准曲线是取得准确测定结果的基础。校准曲线通常有两种，省略前处理过程用标准溶液直接测量的响应值所制备的校准曲线为标准曲线，同环境样品操作步骤一致，未省略前处理步骤的校准曲线为工作曲线，二者统称为校准曲线。

（2）校准曲线的检验

对校准曲线进行检验，各个实测点与校准曲线上所对应理论点的浓度误差根据方法精密度不得大于5%-10%。校准曲线相关系数的绝对值︳r︳≥0.999。校准曲线需经线性检验、斜率检验、截距检验合格后方能投入使用。

（3）利用校准曲线响应值计算样品浓度值时，其浓度应在所作校准曲线的线性浓度范围以内，不得将校准曲线任意外延。绘制校准曲线时，应对标准等效溶液进行与样品完全相同的分析处理，包括样品的预处理步骤。校准曲线的斜率因实验条件的变化、试剂的重新配制以及测量的稳定性等因素而改变，因此在测定样品的同时绘制校准曲线最为理想。

4.1.5方法对照试验

用不同的方法对同一试样进行分析，最好是采用其他的国家标准方法或经典方法进行重复测定，这样能确切反映测定结果的准确性。

4.2 实验室间质量控制

实验室间质量控制，常用于实验室间协作试验，它包括：方法标准化协作试验（方法验证）、标准物质协作定值（确定保证值）、实验室间分析结果争议的仲裁（仲裁实验）、特定的协作研究项目中的实验室互检（互检研究实验）、实验性能评价和实验室间分析人员的技术评价（质量考核）等，它应由有经验的质量保证机构 和（或）上级监测机构主持实施。

质量保证是实验室出具数据的前提，从质量控制的角度出发，为维护检测工作的科学性、公正性，要求监测数据具有代表性、准确性、精密性、可比性和完整性，为使环境监测数据满足“五性”质量要求，在环境监测实际工作中，对实验室分析抓实质量保证，真正把质量保证工作融入到环境监测的全过程，从而达到抓环境监测管理促进质量保证制度落实，抓质量保证促进环境监测工作水平提高的目的。

参考文献：

[1]环境分析与监测.辽宁大学出版社。

[2]环境监测基础知识问答。河北科学技术出版社。

可视化监测与控制 篇7

关键词：环境监测；质量保证；质量控制理论；环保工作；应用创新

环境监测质量保证和质量控制理论在环保工作中的应用能够让环保工作的效率得到提升，了解一个地域内部的环境情况，以此针对问题，找出问题的解决对策。这样才能让环境保护能力得到提升，也能够让环保工作更加进步。以下从环境监测质量保证与质量控制的理论出发，对具体的实施步驟以及效果进行分析和研究，希望对环保工作有非常积极的促进性作用。

一、理论依据分析

在当今的世界发展状态中，全球都关注于可持续发展，这种可持续发展的内容就是让经济发展和环境保护相呼应，让彼此的发展更加协调，这也成为社会的发展的共识。科学有效的管理已经成为环境监测的重要环节，只有不断的提升监测数据的有效性，才能让检测数据的可靠性发挥出来，才能解决更加实际的环境问题。环境监测质量保证和质量控制在应用上需要创新，也需要更加准确以及可靠的方式，因此，某矿业集团根据《环境监测质量保证与质量控制系统理论》对此环境保护和检测的创新开展了实际性的工作，此做法对可持续发展有极大的意义。

二、具体实施步骤

（一）强化环境保护方面的责任，建立起立体的环境保护网络。首先，强化对环境保护的职责。强化职责是环境保护工作的前提，在某集团公司中，要按照责任目标进行责任书的落实，将环境职责划分为多个选项，以此实行起逐级签订责任书的制度，让环境保护真正的落实到每一个人的身上，各司其职。其次，建立起完善的环境保护体系。企业的环境保护工作需要走向正规化，走向正常的轨道化，这样才能形成一个横纵方式的环境保护管理体系，才能让企业的各项工作都关联到环境。

（二）建立健全集中性管理全面的环境监测质量保证秩序。在企业生产经营的过程中，生产数据需要有章可循，并且有理可依，有据可查，对每一个环节都进行密切性的关注，最终让生产的数据在质量上的评估更加明确，让环境监测的数据可以满足质量控制的需要，这些数据都具有法律的辩护能力。每一个环节的完善就是程序完善的保证，能够进行相应的矫正性环境，通过一系列活动的改善，通过环境保护措施的校正下活动来对环境监测数据的质量进行提升，以此达到监测的目的，改变以往环境监测数据的质量损失情况，或者将其降低到最小程度[1]。

（三）做好环境监测质量保障的技术性基础工作。首先，技术性工作需要软件的支持。监测数据的质量主要依靠程序计划进行，这也是质量检查的有效依据和有效保障，因此在建立健全数据完善性的过程中主要关注的是数据的准确性、数据的完整性和数据的代表性和可比性，这些质量的提升更需要依靠软件的支持。其次，完善硬件的支持。硬件的支撑主要包含了标准物质和环境方面标准样品，标准化的传递设备以及采样器具和专业的检测仪器，还有环境监测实验室。这些硬件设备的完善是对环境监测的最好支撑，还能让环境监测的质量得到进一步的提升[2]。

（四）强化环境监测的质量，保障管理方面的力度。首先，建立健全环境保护和管理的制度。企业在环境监测站中需要制定和贯彻关于环境监测质量保证的管理规定，之后还要对相关的管理文件进行健全和修订，某企业中文件、办法一共为12个。每一个单位都需要从自己的实际情况出发，制定适合自己的考核办法，并且在此过程中明确相关的奖惩措施，编辑含有标准化的选编政策。例如，对企业所有的污染源还有污染点进行编号安排，设置统一的标志牌，然后对其进行规范化的管理。其次，建立健全质量保障审核员的相关制度。在质量保证审核过程中，需要从以下几个方面进行工作：第一，建立完善的系统审核性制度，对相关的检测工作以及检测技术进行质量上的评估，在条件允许的情况下还要逐步的进行审核，并且对检测系统所使用的数据进行质量上的定量评价[3]。第二，系统审核的内容要确定，其中主要是对每一种监测点基本状况的确定，对点位还有采样实验室，数据搜集、处理报告的确定。在质量审核活动过程中需要相关环境监测机构的质量认证，环境监测工作和实验室的评选工作需要紧密的协调在一起，突出日常性的监督审查功能。第三，质量保证需要一定的经费投入，质量保证的经费和在监测工作上的经费要有一定的比例，一般质量保证经费是质量监测经费的10%到25%。

（五）全面的提升工作人员的职业素质。环保监测人员的专业性和职业素质是做好环境保护工作的前提，因此要想提升监测数据的根本质量就需要通过培训以及实地学习的方式改变工作人员的观念，提升工作人员的环保知识，还有监测过程中的操作技能，做到爱岗敬业[4]。

结束语：综上所述，本文对环境监测质量保证与质量控制理论在环保工作中的应用与创新进行了分析和研究。此项工作是促进我国企业低碳环保，可持续发展的一项基本措施，需要每一个部门和每一个人为之付出努力，除了要获取一定的经济效益以外，还需要对环境效益以及社会效益进行关注，完善污染的治理水平，找出污染的主要原因，并且对区域内部的废气、废水以及各项污染进行仔细的分析，以此促进区域内部的环境改善，最后改善整体环境，促进企业环保效益的提升，成为优秀环保集体。

参考文献

[1] 汪文鹏，汪茜.中国环境监测管理的问题及对策研究[J].科技创业月刊，2014，27（2）：87-89..

[2] 陈雨艳，杨坪，余恒等.基于环境质量监测的区域环境质量综合评价体系[J].中国环境监测，2015，14（4）：68-74.

[3] 陈斌，陈传忠，赵岑等.关于环境监测社会化的调查与思考[J].中国环境监测，2015，31（1）：1-5..

[4] 解辉.大数据技术在环境监测中的应用[J].环境监控与预警，2016，8（4）：62-66.