集成系统设计

集成系统设计（精选十篇）

集成系统设计 篇1

1 功能定位

信号系统设计主要功能定位:配合总体设计单位开展信号系统方案设计、用户需求调研及用户需求书编制、信号系统功能定位设计、信号系统运营模式设计及维修模式设计, 配合各有关设计单位进行接口预留设计、房建预留设计、沟槽管线洞预留预埋设计等。

信号系统集成设计主要功能定位:配合系统集成商根据招标书要求完成信号系统具体设计、配合总体设计单位及各有关设计单位做好接口详细设计及沟槽管线洞具体位置核实设计、提供详细施工设计图纸等。

信号系统设计与信号系统集成设计功能定位不一样, 在设计性质、设计内容、设计深度、设计图纸、设计配合等方面均有很大区别。

2 服务对象

信号系统设计与信号系统集成设计服务对象不一样, 两者设计理念不一样, 需要掌握和了解的技术内容也不一样。

信号系统设计主要服务对象是业主或业主代表, 站在业主的立场为业主设计先进、实用、经济的信号系统, 同时还需考虑运营方式、维护维修体系及维修培训设施等, 需要在工程前期搭接信号系统构成、信号系统功能、列车驾驶模式、运营管理模式、信号系统设备故障降级运营模式等。

信号系统集成设计主要服务对象是信号系统集成商及业主或业主代表, 按信号系统招标书中的用户需求进行设计, 要根据信号系统集成商提供的主系统设备技术特点及各信号系统设备供应商提供的子系统设备技术条件, 搭建信号系统, 构建信号系统设备组成, 设计具体电路及相应接口, 充分满足用户需求, 按招标书要求的技术条件提供完整的信号系统, 供业主或运营部门使用。

3 设计需求

信号系统设计与信号系统集成设计需求不一致, 两者工作重点、工作方式、工作内容等均有所不同。

信号系统设计的设计需求主要是要了解业主或最终用户的系统设想、功能定位、功能需求、具体技术要求、维修管理模式、维修管理体系构成以及投资规模等。信号系统设计要按业主及最终用户意愿或要求、在其所能承受的投资范围内设计一套功能齐全的信号系统, 提出具体技术条件、功能指标, 编制用户需求书用以招标。

信号系统集成设计则需全面了解和熟悉系统集成商或系统设备供应商提供的信号系统设备性能、技术指标、设备构成、相关接口技术条件等具体内容, 同时还要熟知招标书或用户需求书中的具体技术条件, 要按系统集成商或设备供应商提供的设备组合成完整的信号系统, 满足招标书或用户需求书规定的技术指标。若所提供的信号系统设备功能或指标不能完全满足要求时, 系统集成设计还需采取补救措施加以解决。

4 设计阶段

信号系统设计涵盖工程设计全过程, 系统集成设计只发生在施工设计阶段。

信号系统设计工作重点主要是开展前期调研、编制用户需求书及信号系统集成商招标书或信号工程施工招标书。前期研究工作较多, 如方案设计、预可行性研究、可行性研究、初步设计。一旦完成初步设计, 则可公开招标信号系统集成商, 由中标的信号系统集成商提供具体详细的施工设计。

信号系统集成设计则是完成初步设计后并已中标的前提下, 直接按招标书及用户需求书开展施工设计。

5 设计深度

信号系统设计主要注重信号系统方案、构成、功能、维修模式设计等方面, 设计深度仅到初步设计阶段, 做好信号设备用房、信号管理用房、信号系统设备沟槽管线洞预留, 配合各专业间接口设计预留等即可。

信号系统集成设计直接从施工设计开始, 重点是如何满足招标书及用户需求书的技术条件, 目标非常明确, 需做好施工图设计、相关接口设计等工作, 其设计深度较细, 直接提供具体图纸, 指导工程施工。

6 设计职责

信号系统设计主要职责:搭建信号系统、确定功能需求, 配合业主做好招标工作, 配合相关专业做好接口预留工作, 在设计联络阶段替业主或业主代表把关, 监督系统集成承包商履行合同条款, 检查系统集成商提供的信号系统设备是否满足相关技术要求。

信号系统集成设计需在设计联络阶段向业主或业主代表及信号系统设计方等提供详细的信号系统设计方案、构成说明、功能说明、相关接口说明、相关技术指标、系统运用模式及系统设备组成、工作原理、技术条件等具体文件。主要职责:向业主或业主代表、信号系统设计、监理等各方代表提供详细技术资料, 完成施工图设计, 让业主代表确认信号系统集成商提供的信号系统设备能够满足相关技术要求。

7 现场配合处理

信号系统设计在工程施工阶段, 主要代表业主协调各专业间设计接口配合和工程设计变更处理, 检查工程进展情况, 落实相关技术条件执行情况, 参与工程协调会议。

信号系统集成设计需现场配合工程施工单位, 直接处理工程问题, 参与工程协调会议。遇到相关专业影响引起信号系统或信号设备必须变动、变更设计等重大问题, 需请示业主或业主代表、信号系统设计及监理等单位裁决, 由信号系统集成商通知信号系统集成设计单位进行相应变更或修改设计。

8 调试试验配合

信号系统设计在调试试验阶段, 主要是参与制定调试试验计划, 负责协调各专业间配合, 代表业主或业主代表检查试验条件、核实相关技术指标、落实相关功能是否齐全。

信号系统集成设计需配合系统集成商编制现场调试试验计划, 制定调试试验大纲, 配合现场调试试验, 针对调试试验中存在的问题, 完善设计方案、修改设计图纸, 涉及新增功能需求或非系统集成商原因引起的设计变动, 提出修改设计建议, 报业主审批。

9 结束语

分析可知, 信号系统设计与信号系统集成设计定位差别较大, 服务对象不同, 设计阶段及设计深度也不相同, 但两者分工明确, 缺一不可, 在城轨交通建设等领域各自发挥着同等重要作用。这是借鉴国外城轨交通建设先进运作模式, 结合我国建设市场特点, 总结提炼的城轨交通信号系统特有建设模式, 从国内各大城市城轨交通建设经验及高速铁路建设经验来看, 该方式能够在城轨交通建设工程及高速铁路建设工程中充分发挥积极作用, 明显减少业主协调配合处理工作量, 降低工程风险, 避免与信号系统集成承包商之间的推诿冲突, 工程界面划分明晰, 职责明确, 值得在其他建设领域推广运用。

肖培龙:北京电铁通信信号勘测设计院, 教授级高级工程

集成电路设计与集成系统就业前景 篇2

集成电路设计与集成系统专业通过理论与实践相结合的培养模式，以培养既具有坚实的理论基础，又具有丰富的集成电路开发、电子系统集成和工程管理能力的复合型和应用型高级集成电路和电子系统集成人才为目标，重视本专业的发展前沿和相关专业知识的拓展，注重培养学生的动手能力。

学生毕业后能从事集成电路设计、制造、封装测试以及集成电路工具的研发等工作，也可在电子系统（如计算机、通信、家电等）领域中从事教学和研发等技术工作。在硕士或博士研究生阶段可从事集成电路设计方法学、片上系统设计、集成电路制造工艺等集成电路设计方面的研究，也可从事计算机、通信、信号处理以及电路系统开发等集成电路应用方面的研究工作。

培养目标：本专业旨在培育德，智，体全面发展，知识结构合理，基础扎实，勇于创新，个性突出，具有良好的科学素养和国际竞争力，适应社会主义现代化建设需要的高级人才。培养要求：要求本专业的学生掌握集成电路与集成系统的基本原理、设计方法、制造工艺、测试技术与应用方法，掌握新型相关设计软件的应用，了解集成电路与集成系统领域中的新发展与新技术，具有良好的科学与工程素养，具有较强的自学能力和分析解决问题的能力及外语应用能力，能从事集成电路与集成系统的研究、设计、开发、制造、测试与应用工作

毕业能力：能够熟练的参与集成电路制造、测试、封装

核心课程：固体电子学、电路优化设计、数字通讯、系统通信网络理论基础、数字集成电路设计、模拟集成电路设计、集成电路CAD、微处理器结构及设计、系统芯片（SoC）与嵌入式系统设计、射频集成电路、大规模集成电路测试方法学、微电子封装技术、微机电系统（MEMS）、VLSI数字信号处理、集成电路制造工艺及设备、主要课程：计算机应用技术、模拟电路与数字电路、电路分析基础、信号与系统、集成电路应用实验、现代工程设计制图、微机原理与应用、软件技术基础、量子力学与统计物理、固体电子学、电磁场与波、现代电子技术综合实验等。

就业前景：

本专业毕业生有较强的工作适应能力，就业范围宽，可从事集成电路设计与制造、嵌入式系统、计算机控制技术、通信、消费类电子等信息技术领域的研究、开发和教学工作。目前，信息产业已经成为我国国民经济的支柱产业，而集成电路设计以及以集成电路为基础的各种信息系统的设计是信息产业的核心技术，对国民经济发展和国家安全具有重大的战略意义。我国从2001年才开始在少数几所高校设置集成电路设计与集成系统本科专业，这方面的专业技术人才非常缺乏，因此该专业的毕业生具有良好的就业和发展前景。

全国集成电路设计专业人才的缺口高达15万，而国内高校该专业每年的毕业生只有4000人。记者昨日从华南理工大学获悉，为满足市场需求，该校开设了华南首个集成电路

设计专业，并已于今年公开招生。有关人士透露，从明年开始，广东理工类的各大高校也会相继增设该专业。据悉，今年率先在华南理工大学软件学院开设的该专业，招本科生60人、研究生30人。有关负责人向记者预言，集成电路专业将会是未来十年内国内乃至华南地区的一大热门需求专业，而随着广东省原有的邻近港台等优势，加上有关部门高起点地大力发展集成电路产业，未来五年内广东的集成电路产业可望超过长三角等地区。据悉，集成电路是电子信息产业和高科技产业的核心，其技术水平和产业规模已成为衡量一个国家或区域经济发展、科技进步的重要标志。据介绍，由于起步较晚，现珠三角地区的该产业的发展落后于长三角地区和京津塘地区，但珠三角地区的IT产业全国最大，下游用户多，对该方面的人才需求尤为迫切。

08042131

一般集成电路测试系统的设计 篇3

关键词：集成电路；测试；PMU Device Characterization

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 10-0033-01

一、测试系统的基本介绍

传统的集成电路的测试以SOC技术为主，SOC的复杂程度非常高，在一块芯片内不仅可能包含CPU、DSP、存储器、模拟电路等多种芯片，甚至还可能包括射频电路、光电器件、化学传感器等器件，因而SOC的测试系统，具备数字、混合信号、存储器、射频等各种测试，同时各个模块之间还不会产生相互影响。

一般的集成电路的测试系统称为ATE，测试系统主要由单片机模块（CPU）、DC（Device Characterization）测量模块和通道传输模块等组成。各个模块之间通过总线单元进行数据交换和连接。而随着现代测试技术的发展，较好测试系统组成主要的还有：由电子电路和机械硬件组成，是在同一个主控制器指挥下的电源、计量仪器、信号发生器、模式（pattern）生成器和其他硬件项目的集合体。

二、整个系统主要组成

（一）单片机模块（CPU）---测试系统的心脏

该模块是所有数字测试系统都含有的基本模块，是测试系统的起点。“CPU”是系统的控制中心，这里的CPU与计算机中的中央处理器不同，它由控制测试系统的计算机及数据的基本I/O通道组成。许多新的测试系统提供一个网络接口用以传输测试数据；计算机硬盘和Memory用来存储本地数据；显示器及键盘提供了测试操作员和系统的接口。

（二）DC（Device Characterization）测量模块

DC子系统包含有DPS（Device Power Supplies，器件供电单元）、RVS（Reference Voltage Supplies，参考电压源单元）、PMU（Precision Measurement Unit，精密测量单元）。

1.DPS与RVS单元

被测器件的电源管脚所需要的电流及电压是由DPS所供给的；而系统内部的管脚测试单元的比较电路以及驱动所需要的参考电压，则是由RVS单元来供给，包括了VOL、VIH、VOH、VIL四种电压设置方式。而相对比较老的测试系统中，所拥有的RVS也是相对来说比较少的，所以在测试程序时，所提供的输出、输入电平也是比较少。。一些测试系统称拥有“per pin”的结构，就是说它们可以为每一个pin独立地设置输入及输出信号的电平和时序。

2.PMU电路

PMU用于精确的DC参数测量，它把驱动电流送入被测器件而去测量电压或者为器件加上电压而去测量产生的电流。PMU的数量跟测试机的级别有关，低端的测试机往往只有一个PMU，用共享的方式被测试通道逐次使用；中端的则有一组PMU，通常为8个或16个，而一组通道往往也是8个或16个，可以整组逐次使用；而高端的测试机则会采用每个channel配置一个PMU。

（三）通道传输模块

1.通道单元

通道单元有两个功能，一是把测试码合成最终的测试信号施加到DUT（Device under test，被测器件），二是比较及分析DUT的返回信号，并且通过总线，将所得到的结果返回单片机模块。利用逻辑控制单元以及译码电路，控制总线对DUT管脚的地址实现设定并控制，而DUT管脚数据的输出及输入功能，则是由控制单元驱动和管脚驱动所共同控制着的继电器阵列来进行的。VIH（VIL）是由DPS模块设定产生的测试所需的高（低）驱动电平。总线发送由程序预先生成的测试向量，电平转换与驱动单元把测试向量转换为设定电平的测试时序波形，管脚驱动与控制单元控制继电器阵列将要输入的波形施加到DUT的输入管脚。

2.芯片引脚电路

芯片脚电路是测试系统资源部和待测期间之间的接口，它给待测器件提供输入信号并接收待测器件的输出信号。

每个测试系统都有自己异于其它系统的设计但是通常其芯片引脚电路都会包括：

（1）配有输入信号的驱动电路。

（2）切换驱动及对电流负载输入输出选择通道电路。

（3）比较输出电平的电压检验电路。

（4）芯片引脚电路与PMU的连接电路。

（5）能够编程控制的电流负载。

（6）提供能测试高速电流的辅助电路。

3.总线单元

总线（Bus）是各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照所传输的信息种类，是用于各个模块和单元传递信息的公用通道，各个部分通过总线相连接，通过总线单元进行数据连接和交换。

三、结束语

随着数字技术不断发展，在消费电子、通信和计算等领域对测试技术不断提出的挑战，适应测试和组装外包已经成为发展趋势的必然要求。尽管集成电路的测试技术伴着新的测试理念、新的测试流程、方法和技术不断的出现。但从整个系统的角度出发，测试系统都是从单片机模块、DC测量模块和通道传输模块等基础上发展而来。

参考文献：

[1]陆坤.电子设计技术[M].西安电子科技大学出版社,2004

[2]杜中一.半导体技术基础[M].化学工业出版社,2011

[3]张建国.数字集成电路参数测试仪的设计及实现[J].技术应用,2010,7

智能化小区集成系统设计 篇4

在我国步入信息社会和强调知识经济的今天, 随着社会进步、科技发展以及人类对生产、生活环境要求的提高, 智能住宅小区建设必将在我国得到很快的发展。住宅小区如何利用智能技术为千百万居民建造一个温馨舒适的环境已成为建筑业关注的热点。建设部十分关心小区的智能化建设, 在全国已试点建设了许多示范小区, 正准备逐步完善、推广。

智能小区是面向二十一世纪的住宅小区, 是信息时代的产物。它通过一个高度集成的通信和计算机网络, 把小区的安防、物业、服务及公共设施连接起来, 实现智能化和最优化, 为住户营造一个自由、安全、舒适、温馨、方便的居家生活环境。

1.1 智能小区的主要功能

1.1.1 安全防范;住户内安防报警;小区安防报警

1.1.2 物业管理:

水表、电表、煤气表的自动抄表;房产事业管理及维修;小区车辆出入管理;小区特殊场所门禁。

1.1.3 信息网络服务。

网上购物、音乐欣赏、视频点播系统、网上借书、远程教育、证券交易、远程医疗、家庭办公、家庭保健、远程看护服务等。

1.2 小区智能系统的基本组成

智能小区是一个高科技的综合系统, 按功能可分为小区智能化系统 (含闭路电视监控、小区门禁、物业管理和无线对讲系统) 、住宅智能化系统 (含户内安防、住宅门禁对讲、家电远程控制和三表远程抄送系统) 、多媒体信息服务系统 (含家庭多媒体电脑、小区信息亭、电子公告牌等) 和有线电视系统。

2 小区智能化建设方面的社会需求

小区业主对该建筑小区的智能化与信息化提出较高的要求, 主要包括对小区用户实行人身财产安全及生活环境质量的管理, 实现保安智能化;对小区公用设施设备实行自动监测, 采用计算机进行集中监控, 实现设备运行管理智能化;将市话局光纤电缆引入小区, 为用户提供现代化的通信设施及通信手段, 实现通信智能化;为综合写字楼区与小区物业管理中心配置计算机局域网, 提供现代化的经营与办公环境, 以实现经营、办公系统智能化;为高档住宅区住户提供家庭娱乐, 证券投资, 网上信息浏览及网上购物的现代化手段与相关信息服务;小区内实现一卡通, 在物业管理中心进行综合信息集中管理、统一结算, 实现综合信息管理智能化。

3 智能集成系统的设计方案

“世纪王朝建筑小区智能化集成系统”全面实现对建筑小区内各种设备 (如:空调、供热、给排水、变配电、消防、防盗报警、出入口控制) 、通信系统、办公自动化系统等综合集成管理和控制, 实现现有及未来应用于建筑物内的各个子系统的集成。本系统的主要几个功能子系统简述如下。

3.1 保安监控应急系统

保安监控应急系统是一套保证智能小区长期安全稳定运转的系统, 系统是闭路监控系统、保安报警防盗系统、煤气泄漏报警系统、门禁系统、可视对讲系统及应急救援系统等科学的集成。系统将闭路监控、报警、门禁与对讲信息集中到控制管理中心的控制台进行集中操作, 构成智能化、自动化的控制系统, 综合防范和自保能力强、操作简便。当紧急情况发生时, 系统自动启动相关的应急救援功能, 利用高科技安全保护技术, 配合社会连动的应急求护系统, 筑起安全防线, 确保整个住宅小区的安全和秩序。

3.1.1 闭路监控系统

该系统是安全防范工程的重要组成部分, 其性能稳定对于整个系统至关重要。因此系统中所有图像信号产生、传输、显示、记录和控制设备均选用稳定可靠的高科技产品。前端采用美观、隐蔽的半球形摄像机, 充分发挥闭路监控系统的监视作用, 后端采用手动云台/镜头控制器及四、九、十六画面分割得到几乎不丢帧的压缩录像, 使画面记录具有更高的可靠性。

3.1.2 报警系统

该系统是安全技术防范工程中最有效的防范措施, 本系统主要是针对:大厦或住宅楼周边的双束红外报警监控;户与户之间的阳台公共区之间的双束红外报警监控;住宅楼住户内的瓦斯漏气报警监控;在住宅卧室和卫生间安装的紧急报警按钮 (当非法进入者进入室内或家中突发事件需紧急救援时按动) ;住宅小区值班室的紧急报警按钮。当报警触发时报警信号通过电话线传至控制管理中心的计算机, 启动相应的应急救援功能。

3.1.3 可视对讲系统

该系统是安全技术防范工程的有效保证和通讯手段。用户通过室内机与室外来访人员可视对讲, 如允许进入, 则通知值班室开门。值班室可通过管理机与用户进行信息交流反馈。本系统性能稳定, 子系统如出现短路或故障不影响整个系统运作, 图像清晰, 水平清晰度达420线并具有多种呼叫铃声。

3.1.4 应急求援系统

该系统存储小区保安监控各子系统可能发生的事件及应急处理方案。如收到某种报警信号, 立即将闭路监控显示屏幕切换到出事点及相关位置, 关闭或打开某些电子门锁, 电话通知保安人员到场, 并在需要时启动社会救援连动系统。系统将监控、报警、门禁、可视对讲等子系统集中进行统一控制与管理。门禁通过通讯转换器, 保安报警通过电话线和接收机汇总于多媒体应急指挥救援子系统集中操作、控制与管理, 实现整个大厦或小区的安全防范。

3.2 小区水、电、气集中抄表结算控制系统

该系统是以计算机网络为基础, 将一个区域内的水表 (冷水表/热水表) 、电表、煤气表通过采集器、主控机与计算机相连, 实现水、电、气抄表自动化, 排除人工抄表的人为误差;系统通过与银行联网, 可实现各种费用结算的自动化, 并提供电话查询、转帐及催款等功能;系统可随时对水、电、气的使用进行控制, 为小区电力负荷的控制、平衡和调整水电气的供应量提供科学依据, 对不能及时交费的住户, 可停止水电气的供应。系统的使用, 将提高小区物业管理的工作效率, 提升住宅小区智能化、现代化的形象。

3.3 网络信息服务系统

小区的综合网络是指小区内各功能子系统的终端设备与监控中心及外部信息源相连接的线路网络, 用于传递各系统的信息和控制信号, 为用户提供电话、计算机信息、物业管理、日常生活等服务。

系统采用光缆进入小区, 与小区的布线系统相连接, 保证了小区与外界信息高速、便捷的交流。小区各家庭装上一台多媒体计算机, 通过智能小区的综合网络, 即可与Internet以及其它话音、数据图像信息服务终端相连, 享受各类信息服务。

此外, 在小区适当位置, 还可设置信息亭和电子公告牌。在信息亭可以拨打电话, 也可以通过计算机查询信息。电子公告牌用于发布小区住户关注的重要信息。

小区监控中心用于对小区各功能子系统进行监控与管理, 也是小区对外界信息连接的枢纽。在小区控制中心内, 设有各类综合显示控制台以及与电信公网通信的设备。

小区网络信息服务系统是一项促进智能化小区加快进入信息社会的系统工程, 它充分利用计算机网络及信息技术, 改变小区住户旧有的生活、学习与工作方式, 提高了生活质量。

3.4 物业管理系统

小区用户人手一卡, 进出系统允许的各类门禁 (小区门禁、楼道门禁、住户房门、停车场等) , 到小区各公共设施 (保健所、康乐中心、商场、信息亭等) 持卡消费。写字楼用户与物业管理员工的IC卡还可作为考勤卡, 方便公司对员工的管理。小区用户在小区内的各项消费都可用各自的IC卡统一计费、结算, 可通过计算机或电话对各项费用进行查询。

小区的物业管理是运用先进和科学的方法与手段, 对小区建筑的环境、安全保卫、租赁业务、机电设备运行与维护实施一体化的专业管理, 向小区的使用者与承租户提供高效和完善的优质服务, 实现小区内人、财、物的科学管理。

摘要：首先概述现代住宅小区建设的概况, 随后以一个具体工程为例, 分析现代住宅小区智能化建设方面的社会需求, 并论述该小区智能化集成系统的功能设计方案。

关键词：智能化小区建设,智能化集成系统,设计

参考文献

[1]刘志辉.住宅小区智能化集成系统设计[J].成都计算机应用, 1999

集成课堂互动教学系统设计与实现 篇5

摘要 基于无线网络，利用手机、平板电脑、计算机等设备构建了课堂互动教学系统，实时记录和跟踪课堂教学情况，改进课堂互动手段，提高课堂教学的交互效率。提供手机短信、微信、手机浏览器等多种访问方式；集成课堂点名、课堂应答、授课实时反馈、统计分析、课堂教学展示等功能；构建多维课堂教学评价指标实现教学效果评价。

关键词：课堂互动教学；教学系统；课堂点名；课堂应答；教学评价

引言

课堂是开展教学活动的主要场所，课堂教学质量对高校实现培养人才的目标有重要的影响。分析当前课堂教学现状后，发现还存在如下问题：①大课教学中维护课堂纪律比较困难，主要涉及学生的出勤率。教师点名占据较长的时间，减少了有效课堂教学时间。②参与课堂互动的学生数偏少。有限的课堂教学时间内，教师不能关注到每个学生，不利于改进课堂教学效果。③课堂教学使用 PPT 课件后，某种程度上削弱了课堂教学的演化过程。很多情况下需要借助黑板演示推导过程，但是这些过程不能保存下来。

针对课堂教学中存在的问题，一些研究者设计出了一些课堂点名系统[1]和应答系统[2-4]。本文作者[5]利用能够收发短信的 Android平板电脑设计了一个课堂互动系统，集成了课堂点名和应答功能。通过实践发现，仅使用短信技术实现课堂点名与应答，吞吐量小、效率低、准确率不高。

为了解决这些问题，作者继续深入研究，设计了一套集成课堂互动教学系统。集成了手机短信、微信、手机浏览器等访问方式；集成课堂点名、课堂应答、授课实时反馈、课堂教学展示、综合统计分析、教学评价等功能模块为一体；从出勤率、课堂应答效果、授课实时反馈等多个维度评价课堂教学效果。

一、业务分析与功能设计

1、业务分析

集成课堂互动教学系统主要设计目标是优化课堂互动教学手段，实现课堂互动教学过程记录、课堂教学评价，提高学生的课堂参与度和学习积极性，最终提高课堂教学质量。

对课堂互动教学系统的需求进行分析，主要包含：

（1）能够适应不同的教学网络环境，提供短信、微信、手机浏览器等访问方式。（2）能够实时准确的收集学生出勤数据，实现快速、准确的出勤考核。（3）提供课堂应答功能，准确收集学生对教师提问的反馈信息。

（4）进行课堂教学评价，便于教师掌握学生学习动态，优化教学内容，革新教学方法。

（5）利用平板电脑便携、书写方便等特点，提供课堂教学板书新途径，记录课堂教学过程。

2、系统功能设计（1）课堂点名子系统

实现学生的点名签到管理。点名时，首先由教师把系统设置为课堂点名模式。根据当前时间生成一个两位随机数展示给学生，学生把两位随机数和自己的手机号（或者学号）进行简单的加法运算，产生的结果作为令牌发送到系统。系统通过三码验证确定学生是否签到成功，即发送短信的手机号、令牌、系统中登记的学生手机号。如果学生使用大屏智能手机，可以用微信代替短信。如果使用手机浏览器访问系统，进入点名签到 Web 界面，输入运算后的令牌，提交就可以了。另外，可设置课堂点名时限，一般为 2~3 分钟，学生必须在规定时间内提交信息；否则，视为迟到或者缺勤。

从数据接收速度和吞吐量两个指标衡量，手机浏览器访问 Web 界面性能最好，其次是微信、短信。大部分学生使用手机浏览器、微信等方式，速度快、又节省费用；少部分学生使用短信。（2）课堂应答子系统

该子系统主要实现师生课堂即兴问答互动、课堂在线测试，准确收集学生对教师提问的反馈信息等功能。在应答模式下划分多个问题模式：

模式 1：教师即兴提问模式。在此模式下，由教师提出问题，学生把答案发送给系统，系统自动判断是否正确。支持单选题、多选题、填空题和程序阅读题。模式 2：微试卷模式。此模式下，由教师组织多道题目形成一个微试卷，在课堂上进行测试。

模式 3：开放问题模式。该模式用于没有固定答案的开放提问，将学生的回答进行分类汇总。

模式 4：学生提问模式。此模式下，学生可以把问题发送给教师，由教师一一回答。

上述各种模式，都可以使用“课堂教学展示”子系统把师生交互结果显示在大屏幕上。教师可以对学生进行分组，问题模式以分组方式工作，学生以组为单位回答问题。

（3）授课实时反馈子系统 授课实时反馈模式下，教师与学生没有进行直接问答。讲课过程中，学生把听不懂的知识点、疑问等信息发给教师，教师讲课中止时，根据学生反馈的信息进行补充讲解。

（4）课堂教学展示子系统

在平板电脑上实现电子板书功能。平板电脑手写、批注方便，教师可以在平板电脑上进行书写代替黑板上的推导过程，这些过程记录可以作为图像保存下来，传输到教室 PC 并投影到大屏幕。教师可以在平板上播放 PPT，传输到教室 PC；也可以远程控制教室 PC 上的 PPT 播放。（5）综合统计分析子系统

主要对前面四个子系统收集的数据和测试结果进行统计分析，为教学评价提供多个维度的指标；深入掌握学生的学习动态，做到个性化教学。①统计出勤率，掌握每个学生的到课情况。②统计学生的应答参与率、正确率、知识点掌握程度等，并进行趋势分析。③对实时反馈进行统计分析。（6）教学评价子系统

利用统计分析结果数据，结合课堂教学评价体系和指标，一方面对学生的学习效果进行评价；另一方面对教师的教学效果进行评价。效果划分为 1~10 个等级。（7）系统管理子系统

提供系统正常运行需要的数据维护和辅助功能。如课程管理、教学班管理、试题管理、学生基本信息维护等。

二、系统架构设计

1、物理架构设计 本系统的物理架构如图 1 所示，有两部分组成。一部分是学生端使用的手机；另一部分是教师端使用的平板电脑、Web 服务器、教室 PC 和教室投影仪等。

2、软件架构设计

本系统通过三个独立执行、相互协作的子软件完成所有功能：WebInteract、PadInteract 和ReceiverServer。WebInteract 软件运行在 Web 服务器上，为使用微信、手机浏览器访问系统的师生提供服务。PadInteract 运行在平板电脑上为使用短信的学生提供服务。ReceiverServer 运行在教室 PC 上，接受 PadInteract 发送来的图像数据并显示在投影仪大屏幕上。每个子软件由一些功能模块组成，软件架构与模块如图 2 所示。

WebInteract 子软件的结构划分为：接口层、业务层和数据访问层。接口层包括两个模块：微信收发模块负责把收到的微信传递给业务调度模块；Web 接口模块提供师生访问系统所需的 Web页面，把提交的数据传递给业务调度模块。业务层包括业务调度模块和具体的业务功能模块。业务调度模块负责根据当前工作模式，调度执行相应的业务模块。数据访问层为各业务模块提供读写数据库的功能。

PadInteract 子软件的结构、模块与 WebInteract 类似。课堂教学展示模块的一个进程在后台执行，负责把平板电脑的当前屏幕发送到 ReceiverServer 软件；另一个进程前台执行，提供操作界面远程控制教室 PC 上的 PPT 播放。ReceiverServer 子软件作为一个服务进程运行在教室 PC 上。数据收发模块负责接收指令和图像数据；显示控制模块执行指令、把接受到的图像显示在屏幕上。

3、系统工作方式（1）独立工作方式

WebInteract 与 PadInteract 子软件可以分别独立工作。PadInteract 独立工作时，只支持手机短信访问方式。适应场所比较广泛，适合小班教学、野外教学使用。

WebInteract 独立工作时，师生可以使用手机浏览器访问本系统的所有业务功能。交互界面友好、时延短、吞吐量大、支持用户多，适合大班教学。（2）协同工作方式

WebInteract 子软件作为主体全功能运行，PadInteract 子软件主要完成收发短信的功能，传递给 WebInteract 的 Web 接口模块。此工作方式集成了两种独立工作方式的优点，支持的并发用户数高、时延短，能够适应不同的网络环境。

三、软件实现

WebInteract 使用 Java SE 7 为运行平台，按照图 2 所示三层架构进行实现。接口层使用 JSP、Servlet、HTML5 和 AJAX 等技术。微信收发模块连接微信公众账号和本系统。业务调度模块使用 Facade 设计模式[6]把所有具体业务模块封装成统一的接口，为接口层的 Servlet 服务。数据访问层使用 DAO 设计模式封装了所有对数据库的访问操作，供业务层调用。

PadInteract 软件使用 Android 4.1 作为基本运行平台，每个层次的功能与 WebInteract 类似。短信收发模块直接使用 Android SDK 提供的 API 实现。协同工作时，把短信数据封装成 JSON 格式，传输到 WebInteract 软件。教学展示模块在后台完成屏幕截图，截图前先获取 Root 权限，然后从 Android平台底层 Linux内核的 FrameBuffer 读取数据，将 FrameBuffer 的内容写入到内存图片文件中。

ReceiverServer 软件作为一个系统托盘程序执行，其绝大部分代码使用 Java 技术开发，少部分发送键盘、鼠标消息的代码调用 User32.dll 中封装的 Windows API 完成。

四、课堂应用与教学评价 本文设计的系统首先在“Java 程序设计”课堂中进行了应用，约 90 人组成一个教学班。使用本系统后，学生对参与课堂互动表现出了极大的积极性。不仅可以回答教师提出的各种问题，而且能表达自己独特的见解和新颖的想法。

1、课堂应答流程示例

课堂应答业务流程包含学生、教师两种访问角色，划分为三种类型 12 个活动，如图 3 所示。设置时间限制后，如果时限内未主动提交，则由系统自动提交。对于符合问题模式 1 和 2 的微试卷，系统可以自动改卷。统计分析环节从四个维度进行：

（1）试卷统计，统计每次应答参与人数、及格率、分数段分布。

（2）试题统计，统计每个试题的正确与错误人数，计算试题难度，常见错误答案。

（3）学生统计，按照时间顺序统计每次应答的参与度、分数、知识点的掌握情况。

（4）知识点分析，根据每次应答结果，从全体学生角度，分析每个知识点的掌握情况。

2、教学评价

本系统以教学过程产生的具体数据为依据，对教师的授课效果、学生的听课效果进行及时评价，流程如图 4 所示。统计分析模块在原始数据的基础上产生评价指标；教学评价模块对评价指标进行分类，为每个指标赋予一定的权重，综合计算后产生评价结果。评价结果取值范围为 1~10；10 为最好，1 为最差。

评价指标包含：学生出勤率、课堂应答参与度、分数等级、试题总分等级、学生按知识点分类分数、疑难反馈效果等。评价结果包含总体效果、知识点分类效果、效果时间变化趋势等。

五、总结本文设计了一套集成课堂互动教学系统综合解决当前课堂互动教学中存在的问题。本系统集成了点名签到、课堂应答、授课实时反馈、教学展示等业务功能，提供了丰富的互动教学手段；并且能够利用本系统记录的互动教学过程数据，进行统计分析，形成课堂教学评价指标，实现课堂授课效果、学习效果双评价。有利于教师改善教学内容、教学方法，提高教学质量。集成了手机短信、微信、手机浏览器等访问方式，支持多种工作方式和业务模式，能够适应不同的教学网络环境。

集成系统设计 篇6

关键词： 集成电路老化测试    LabVIEW    单片机   温度测控

一、引言

航空航天、军工、电子、通讯行业等领域对集成电路的工作稳定性要求相当高，生产企业在将集成电路、分列器件投放生产时，必须进行高、低温老化、测试、筛选及可靠性试验，以确保集成电路的可靠性。集成电路生产厂家常常要根据不同要求环境的集成电路进行不同测试。主要针对集成的高低温老化测试而进行设计。所谓老化测试，就是保证被测试的芯片的可靠性，即在一定的时间内进行持续性周期性的测试，使有问题的芯片在这段时间内就失效。

基于以上的因素考虑，既要准确采集集成器件老化程度的温度数据，又要实现数据的保存并且有效地降低测试成本。可借助单片机作为下位机实现现场温度采集，利用LabVIEW作为测控系统，实现对温度的检测与控制，这样的上下位配合，实用性高，灵活度高，成本低且稳定可靠。

二、总体设计方案

为了实现温度检测系统提出的各项具体功能，将整个系统分解为上位机和下位机两个部分：上位机为装有LabVIEW2014软件的PC机，利用LabVIEW开发环境设计上位机的监控界面，上位机部分完成对硬件的驱动、数据显示、处理与存储及人机交互操作界面的生成。通过USB转RS232串行口与STC89C52单片机通信，读取温度传感器DS18B20的温度测量数据，从而实现对温度参数的实时采集。

三、硬件接口电路设计

1.LabView平台与单片机串口通信硬件接口电路设计

在本设计中，作为下位机的单片机负责数据的采集和通信，而上位机以PC机为操作平台，接收数据和保存数据，二者之间的核心在于数据通信。单片机与PC机通信是通过单片机的串口和PC机的串口之间的硬件连接实现的。

由于单片机的TTL逻辑电平与RS-232的电气特性完全不同，RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号功能都做了规定，在TXD和RXD数据线上：逻辑1为-3V～-15V的电压，逻辑0为3V～15V的电压。由此可见，RS-232C是用正负电压表示逻辑状态，与晶体管-晶体管逻辑集成电路（TTL）以高低电平表示逻辑状态的规定正好相反。因此，在将PC机和单片机通信之前必须进行电平转换，本设计采用MAX232电平转换芯片实现单片机与串行口的电平转换。

上位机操作以PC机上的LabView虚拟仪器系统作为操作平台，实现对单片机的数据通信。因为现在大部分电脑都有USB接口，因此我们采用USB总线作为系统的通信方式。为了实现USB与单片机的串口连接，采用Prolific公司生产的PL2303接口转换器，实现USB信号与RS232信号的转换。

2.下位机硬件电路设计

下位机数据主要由单片机与DS18B20数字温度传感器测得，由单片机组成的小系统对温度信号进行采集，然后通过USB转RS-232串口将数据传送给计算机，在计算机上运行的LabVIEW程序对输入的数据进行分析处理，将结果由计算机显示出来，并且保存测量数据。

四、系统软件设计

1.串口异步通信的数据格式

在串行通信中，常用的两种基本串行通信方式包括同步通信和异步通信。本设计中，主要采用的异步通信方式，在进行程序设计时为了实现正常的通信，必须对端口号进行选择，设置合适的波特率、校验位、数据位及停止位等参数。两台通信机的参数必须一致才能实现通信，否则无法实现数据传输。

2.上位机LabVIEW程序设计

上位机LabVIEW对单片机的串口通信主要是通过VISA实现的，本机安装的是VISA5.3，VISA实质上是一个I/O接口软件库及其规范的总称。

I/O接口软件存在于仪器和仪器驱动程序之间，完成对仪器内部寄存器进行直接存储数据操作，并且为仪器与仪器驱动程序提供信息传递的底层软件。应用LabVIEW里的visa库对串口通信进行设置。本设计串口的设置参数为（波特率9600bps 8 位数据，1位停止，1位起始，无校验），下位机的串口设置与上位机一致。需要注意的是系统从串口读来的数据被自动转换为ASCII字符，要得到数据并显示，还要编写相应的子程序vi。

3.下位机程序设计

程序是整个系统的灵魂，硬件电路只有通过程序的驱动才能正常工作，因此程序对于系统来说非常重要。程序中出现一个小的错误可能使系统无法正常工作。系统软件设计的主要任务是：串口初始化，接收上位机发过来的下位机启动指令，控制单片机从温度传感器采集温度数据，通过读取温度值程序将采集到的温度值送入上位机系统中。系统初始化阶段，令单片机的定时器T1工作于方式2，用于产生串行通信所需的波特率，然后单片机开始等待PC上位机的指令，当单片机得到启动指令时，单片机开始采集温度数据。单片机将采集到的温度数据储存在缓冲区中，然后单片机将采集到的数据分为四个字节，送入上位机进行分析。

五、系统调试

LabVIEW程序的调试与其他计算机语言的编写调试类似，都需要找出语法错误，但LabVIEW的图形化编程方式就相对简单得多，大大提高编程的效率。如果一个VI程序存在语法错误，则在面板工具条上的运行按钮将会变成一个折断的箭头，表示程序不能被执行，这时这个按钮被称作错误列表，点击它，则LabVIEW弹出错误清单窗口，点击其中任何一个列出的错误，选用FIND功能，则出错的对象或端口会变成高亮。

在LabVIEW的工具条上有一个画着灯泡的按钮，这个按钮叫做“高亮执行”按钮。点击这个按钮或使该按钮图标变成高亮形式，再点击运行按钮，VI程序就以较慢的速度运行，没有被执行的部分以灰色显示，执行后的部分以高亮显示，并显示数据流线上的数据值，这样，就可以根据数据的流动状态跟踪程序的执行。

六、结语

本设计是一个基于LabVIEW的温度检测系统，主要实现单片机与PC机的串口通信，能及时地将温度数据传给PC机，并将在上位机界面显示温度曲线，直观地表现温度变化。本设计的三个设计要点有：

1.串口通信的参数设置，以MAX232电平转换芯片实现单片机与串行口的电平转换，采用Prolific公司生产的PL2303接口转换器，实现USB信号与RS232信号的转换，与实现单片机与LabView的串口通信。

2.采用LabView软件的图形化界面设计出测量仪器，以实现上位机的数据传输和处理。

3.硬件方面采用单片机和DS18B20数字温度传感器进行现场温度的处理与传输。

参考文献：

[1]汪敏生，等著.LabVIEW基础教程.北京：电子工业出版社，2002：12-13.

[2]刘君华，贾惠芹.虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW教程.西安：西安电子科技大学出版社，2001：21-22.

家用集成热水系统的设计 篇7

随着能源供需矛盾的日益尖锐,太阳能热水器的用户会大大增加[1]。与其他热水系统相比具有节约能源、无污染, 结构简单, 维护使用方便安全且经济效益明显[2],但在使用中还存在一些局限性,主要有以下五点:

(1)在冬季或阴雨天气,阳光不充足使太阳能热水器的水温偏低;

(2)国内普遍使用的真空管太阳能热水器是用水作为循环介质,当冬季夜晚温度较低时,存在结冻的问题;

(3)随着生活水平的提高,在大户型和别墅型的住宅中有多个用水点,输送管道过长,则需先排出冷水,难以实现即开即热;

(4)普通太阳能热水器采用电辅加热,加热时间过长。

(5)城市中高层住宅越来越多,若使用真空管热水器放置在屋顶,需要设置许多管道[3,4,5]。

目前在城市中,国内外趋向于使用平板式太阳能热水器解决上述中(2)和(5)的问题,而回水系统可实现即开即热。针对上述五点,本文将平板式太阳能热水器和回水系统结合在一起,设计出一种新型的家用集成热水系统实现日常使用热水更加便利的目的。

1 方案设计

1.1 太阳能热水器的选型

市场上的太阳能热水器主要有真空管式和平板式两种。与真空管式相比,平板式具有面积效率和耐用性均较高、价格低廉,可与建筑集成以及大面积使用、结构坚固等优点,其次集热板采用的循环介质是防冻液(冷却液),可解决冬天结冻的问题,因此选用平板式太阳能热水器。

1.2 辅助热源的选型

家用太阳能热水器一般采用的辅助热源——电加热,虽然具有寿命较长、安全、环保等优点,但其缺点是使用前需预热和有限的连续使用热水量。燃气热水器具有热效率高、加热速度快、可连续使用的优点,其不足之处在于需要先排出管道里的冷水。本文设计的系统需在短时间内使管道中充满热水,然而电热水器的加热速度无法与燃气热水器相比,而且有研究表明,辅助热源对太阳能系统的节能性和环境效益有较大的影响, 应尽量使用燃气[6],因此选用燃气热水器。

1.3 结构设计

大户型和别墅型的住宅有多个热水用点。在使用时,需要先排放出热水管道中的冷水,导致两个缺点:(1)存在水资源浪费的问题;(2)无法即开即热。因此需在平板式太阳能热水器和燃气热水器的基础上加入回水循环系统,其优势在于,打开水龙头就能直接使用热水,无需排除管道里面的冷水,同时填补了燃气热水器的缺点,实现即开即热和节约水资源。整个系统采用PLC智能控制,无需过多的人为操作,使用简单方便。

2 回水加热循环系统

回水加热循环系统主要由燃气热水器、回水循环泵、水流开关、单向阀和温度探头。该系统原理图如图1所示。

此系统在启动之后,回水循环泵运转,通过燃气热水器加热冷水,让整个回路中充满热水,则可直接出热水。当温度探头探测到温度达到设定值时,则回水循环泵停止工作,进入保温状态。反之,在保温时间内,当温度探头探测的温度低于设定值时,再次启动回水循环泵进行加热。

3 家用集成热水系统

家用集成热水系统是将平板式太阳能热水器与回水加热循环系统结合起来,其主要由板式太阳能热水器、回水循环泵、燃气热水器、水流开关、2个电磁阀、单向阀、2个温度探头等组成,该系统原理图如图2所示。

阳光充足时使用太阳能热水器,储热水箱的温度能达到设定温度,可以直接使用。即使在阳光不足的冬季,也能将储热水箱的温度提高十几摄氏度至二十几摄氏度。将这部分能量利用起来,可节省燃气消耗,相对于单纯的回水加热循环系统更加节能。其工作原理从以下三种情形进行分析。

3.1 无电的情况下

在无电的情况下,因燃气进水口阀设置为常闭,太阳能旁通阀设置为常开,则能正常使用平板式太阳能热水器,回水加热循环系统不工作。

3.2 储热水箱出水口温度达到的情况下

当储热水箱出水口温度达到设定温度(一般设为45℃左右),则无需经过燃气热水器加热,直接可以回水循环和使用热水,此时燃气进水口阀和太阳能旁通阀都处于断电状态。此为家用集成热水系统最理想的状态。

3.3 储热水箱出水口温度未达到的情况下

当储热水箱出水口温度未达到设定温度,在用水的过程中,则需要经过燃气热水器辅助加热之后再进行回水循环和使用,此时需控制燃气进水口阀和太阳能旁通阀均通电,则燃气进水口阀打开,太阳能旁通阀关闭。当回水温度达到设定的温度时,停止加热。

4 PLC集中控制系统

家用集成热水系统采用PLC控制,选用西门子LOGO!230RC。此控制系统共有3个输入信号和3个输出信号。输入信号分为储热水箱出水口温度信号、回水温度信号和水流开关信号。输出信号分别为回水循环泵电机、燃气进水口电磁阀和太阳能旁通电磁阀。整个程序可分为系统启动、防止水流波动、防止频繁启动、自动保温启动和保温控制5个部分进行分析。根据家用集成热水系统的工作原理,PLC控制流程图如图3所示。

4.1 系统启动

整个系统的启动信号有水流开关信号和时段控制信号:(1)水流开关启动是当用户需要用水之前,先打开热水龙头产生水流来启动整个回水系统;(2)时段启动是用户根据自己的用水时间,设定系统启动的时间。

4.2 防止水流波动

因采用水流开关作为启动信号,为防止回路中有水流波动而产生错误信号,需要在水流开关信号后面加入延时控制,保证信号的准确性。

4.3 防止频繁启动

为了防止频繁启动,将以回水循环泵信号为输入的关断延时定时器与回水循环泵信号分别连接到异或门的两个输入,当燃烧时间达到,回水循环泵停止工作之后异或门的输出就变为1,再将异或门的输出与非门连接,最后将非门的输出连接到回水循环泵工作条件的与门上。当关断延时定时器定的时间达到后,回水循环泵才能重新工作。这样能保护回水循环泵电机的作用,延长使用寿命。

4.4 自动保温启动

启动之后,即使在一段时间内不用水,整个回水系统仍正常运行。在防止频繁启动的时间结束之后,利用与防止频繁启动类似的程序使其自动启动回水循环,此时回水循环泵重新开始工作,进行回水,保证管道中仍为热水,达到保温的效果。

4.5 保温控制

在启动后,利用接通延时定时器进行控制,其作用在于如果水流开关在设置的保温时间(约为45分钟)内检测不到用水,则回水系统自动断电。在保温时间内,若回水系统内的回水温度低于设定的温度值,则产生触发信号,回水系统将通电运行。

5 结语

家用集成热水系统充分利用太阳能,降低了人们在日常生活中的水、电、气的消耗,符合建立“资源节约型和环境友好型”社会的要求。虽然初期投资较高,但是运行费用低,且可以适用于城市高层住宅。如果房屋还有供暖的需求,还可以在该系统中加入地暖系统,无需增加热源。

参考文献

[1]唐赣民,史忠科,刘勇,等.一种高效太阳能热水器设计[J].制造业自动化,2005,27(6):18-20.

[2]张喜明,白莉,王佩元,等.太阳能热水系统的实验研究[J].节能技术,2004,22(6):56-57,61.

[3]刘晓琴,张吉光,杜付昌,等.分体式家用太阳热水器[J].可再生能源,2005(6):34-35.

[4]孙明建,张永,魏群,等.即时循环热水系统设计[J].给水排水,2010,36(5):81-83.

[5]安赢,胡明辅,刘峰,等.热水供给回水系统管道热损失的分析[J].山西能源与节能,2009(6):74-76.

综合采集综合计费系统集成设计 篇8

1、系统架构和设计

1.1 综合采集综合计费系统总体架构

新系统设计取消了地市分公司前置二级采集模式, 改由省分公司综合采集系统统一采集所有业务、所有类型的话单, 包括以前由二次批价本身采集的虚拟网、信息台等采集源, 并完成漫游出、入访文件的上传和下载。同时, 将预处理 (分拣) 集成在综合采集中, 所有来源的文件, 统一在预处理模块完成格式转换, 并且在综合采集、综合计费系统中采用统一的话单内部处理格式, 减少话单格式转换的环节。而综合计费系统, 则是融合了原来各专业计费系统中的一次批价功能和原二次批价功能, 将所有业务的计费功能集成在一起。

1.2 综合采集系统功能模块及设计

1.2.1 系统架构

综合采集系统, 包括了所有原始话单的采集、预处理 (分拣) , 以及经过批价后的漫游入访话单格式转换 (分发模块) , 总部下发的漫游出访话单格式转换 (分发模块) , 还增加了数据装载模块, 以将漫游上下传和其他处理需要进行入库的话单加载到数据库中, 以便处理核对。

1.2.2 系统具体的功能设计

(1) 数据采集的数据源包括综合关口局、各类业务交换机、总部下发数据、各类文件数据流、各类业务平台等, 采集的话单包括语音业务、宽带业务、数据业务、增值业务等业务;

(2) 针对漫游话单:采集程序实时通过mq/ftp方式从集团总部的计费中心指定主机下发目录下, 取得全国中心对于语音漫游系统下发的对应的GSM国内, 国际漫游话单文件以及GSM边界漫游回执文件

(3) 系统应能支持从各种主要及常用的网元设备制造厂商的各种设备上采集话单, 接口参数做到可配置, 同时提供数据文件格式的定义功能, 支持各种数据格式, 支持数据格式的改变, 并具备系统升级和扩展能力;

(4) 系统针对每个交换机都配备唯一的采集进程, 采集进程实时扫描交换机话单生成目录, 对生成的话单文件进行采集;

(5) 采集进程所需控制参数通过采集配置表配置, 采集的信息写入到采集日志表, 当出现采集中断, 会记录到采集断点表中。采集进程按天记录采集异常情况到采集日志文件中;

(6) 数据采集支持文件传输方式或数据流方式, 支持如TCP/IP、FTAM、FTP、X.25、CMIS等支持多种采集协议, 支持对文件的压缩和加密传输;

(7) 数据采集方式应以联机实时采集和定时采集作为主要方式。脱机数据采集作为备用方式, 在网元设备与数据采集设备之间的联接发生故障而且在一段时间内仍无法修复的情况发生时采用;

(8) 数据采集完毕后, 采集后文件分别按照业务类型、交换机种类存放在不同的目录。使用临时目录../tmp/存放正在采集的文件, 防止预处理在没有采集完成的情况下处理。采集进程能自动识别重复的文件, 对重复的文件将不予采集;

(9) 支持对采集文件的更名处理:由于各个采集源文件名有各自的名字规范, 数据进入计费系统后不易被处理程序识别, 所以我们需要定义自身的命名规范并能够在采集传输的同时完成文件名的自动转换。传输对象的自动更名是通过定义名字映射表来实现, 即在配置采集传输任务时, 同时需要指定目标文件和各种临时文件、备份文件的更名规则。原文件名中可能包含了很多有用的信息, 也需要进行截取和选用;

(10) 系统应支持对采集到的数据文件进行分目录存储和备份管理的功能, 支持对文件的压缩存储, 并提供备份转储功能, 可将数据备份到磁带或光盘等永久存储介质上, 支持备份多个副本, 支持能分发到多个目标目录;

(11) 综合计费系统的后台存有对交换机端文件积压监控脚本文件, 运维人员人工通过unix系统打开运行脚本文件, 脚本文件运行并能够显示交换机端的文件积压情况, 若发现积压则协调交换机端的维护人员进行解决;

(12) 采集日志要求至少要有对端文件的原始时间、采集起始时间、采集终止时间 (或采集时长) 、原始文件字节数、采集成功后生成文件的字节数等。

1.3 综合计费系统功能模块及设计

1.3.1 系统架构

综合计费系统, 集成了原来的一次批价功能, 和原来二次批中的话单分发、二次批价功能, 因为综合采集、综合计费系统采用统一的内部话单处理格式, 因此不再需要单独的预处理模块进行话单格式换 (统一在综合采集系统中完成) 。综合计费系统, 将原来的GSM专业计费系统、CDMA专业计费系统、17911/193计费等专业计费系统中的一次批价功能进行了集成, 统一模型、统一处理机制。同时, 新系统对二次批的功能也进行了加强, 能支持更为灵活多样的套餐优惠, 并考虑到固网融合后的计费需求。

1.3.2 系统具体的功能设计

(1) 系统需要对同一业务使用事件支持多种费用的分别计算, 如基本费、漫游费、长途费、其他费等;

(2) 系统需要支持保留基本批价后的费用 (一次批价后的费用) , 优惠后的费用 (二次批价后的费用) , 优惠的费用 (基本批价后的费用-优惠后的费用) ;

(3) 系统需要完整保留涉及计费批价的交换机话单原始信息, 如计费号码、对方号码、通话起始时间、通话时长、呼叫类型、动态漫游号、设备号码等;

(4) 业务计费粒度支持按计次 (n次) 、计时 (n秒/分钟等) 、计量 (nByte或n字段 (字段用于分组交换业务) ) 等计费粒度方式;

(5) 应能够支持对于指定交换机的话单进行中继计费、中继转主叫计费、被叫计费、入中继话单屏蔽、出中继话单屏蔽、对端号码过滤、长途话单过滤、对端号码前缀截断等特殊处理功能;

(6) 系统需要完整保留涉及3G计费批价的3G网元设备交换机话单原始信息, 包括内容编码、SP/CP标识、流量信息、时长等;

(7) 从CRM系统同步产品编号和计费规则后根据话单中的产品编号计算M/T数量及相应的信息费用;

(8) 支持固话、小灵通、G网语音业务各种方式共享时长。如:所有国内通话共享、所有本地通话共享;

(9) 支持产品捆绑可以有多档资费, 如:X元包Y时长, 超出部分资费为Z.X、Y、Z可以自由配置。

2、新系统优缺点

2.1 综合采集综合计费系统优点

2.1.1 集中采集 (上传)

通过打通所有交换机 (端局、关口局) 、短信中心、数据智能网、虚拟网平台、信息台计费、总部漫游结算系统等网元到综合采集系统的网络, 实现一级采集、省分统一采集, 系统总体架构简单。

2.1.2 统一分拣

所有格式的话单分拣、格式转换, 全部由综合采集完成, 系统内部也采用统一的格式, 且格式的支持是通过配置实现, 而不是每次修改程序代码。

2.1.3 统一批价

GSM、CDMA、17911/193、漫游入访等的一次批价全部在综合计费的一批模块完成, 统一了计费功能。

2.1.4 系统集中

取消了一地市前置采集系统、集成了各个专业系统, 使系统实现的集中, 减少人力资源和硬件资源的占用。

2.1.5 模型统一

由于采用了统一的数据处理模型, 各业务处理之间有很强的通用性, 同的需求在各业务中可以做到同质处理。

2.2 综合采集综合计费系统缺点

2.2.1 单点故障影响大

由于系统比较集中, 如果综合采集或综合计费系统出现故障, 则整个系统会处于停滞状态, 影响面比较广。可以考虑建立地市前置应急采集 (平时不采集, 仅监控, 综合采集故障时采集) 、综合采集双系统热备、综合计费双系统热备等方式提高可靠性。

2.2.2 系统复杂程度高

因为融合了各专业计费, 为了实现灵活多样的计费方式支持, 必然导致系统复杂程序提高, 这是集成之后不可避免的情况。

2.2.3 对主机要求高

随着承载业务量的集中, 对单系统的主机、存储的处理速度和性能要求比较高, 对存储的容量要求也比较高。因此, 需要配备CPU多、内存大的主机, 并配备存储速度高、存储容量大的磁盘阵列。

2.2.4 网络维护要求高

对综合采集系统来说, 原来只需要打通各交换机到地市前置采集主机的网络, 以及地市前置采集与省分各专业系统单条通路的网络。而在新系统中, 则需要经过运维网络、地市计费网络、省分计费网络以及中间其他网关等, 直接打通从交换机到综合采集主机的网络。因此, 网络结构会比较复杂, 维护要求比较高。

3、结语

导弹指挥信息系统一体化集成设计 篇9

几次局部战争中,多国部队依靠信息技术优势,凭借获取的敌军情报信息,采用“软”、“硬”杀伤相结合的打法,使敌军的指挥系统失灵,从而在较短的时间内,以较小的代价赢得了战争的胜利。多国部队获胜的一个主要原因是信息优势,而信息优势则依赖于其先进的一体化联合作战指挥信息系统。

导弹指挥信息系统是武器系统的主要组成部分,主要用于导弹部队指挥员快速、准确、不间断地完成对导弹各分队的战术指挥、射击指挥和作战保障指挥,作为联合作战指挥的一个重要组成部分,又必须通过无线电台、光纤通信、卫星通信等传输手段,把上级指挥部门和导弹武器系统、友邻部队、后勤有机地联系起来,实现近实时的信息交换,在整个作战空间共享战场信息资源,最终实现集战场情报、通信、指挥、控制、作战和后勤保障等功能为一体的综合信息系统,从而实现各军兵种之间的互连、互通,提高信息实时共享能力,获取信息优势,使战场信息快速、准确、及时地传输,部队战斗力得到倍增,从而极大地提高作战效能。

1 一体化集成总体思路

1.1 建立共用信息平台

一体化联合作战是多军种力量依托网络化的信息系统,为达成统一的目的,按照统一的企图和计划,所实施的在时间、空间和行动上无缝连接的联合作战,它代表着作战方式的发展方向,是信息化时代赢得战争胜利的基本手段。

网络中心战是通过各作战单元的网络化,把信息优势变为作战行动优势,使各分散配置的部队共同感知战场态势,从而自主协调行动,具有战场全维态势感知能力、作战力量一体化、作战行动实时性、部队协调一致性等特点。运用网络中心战思想,可以将全军的军事信息系统分为情报保障网、武器网、作战指挥网,它们通过高速链路和各网络节点的网络路由器将主干网、战区骨干网、地区网、接入网等组成星形环状的网络拓扑结构,各级系统利用该网络体系及时共享战场态势信息、交流作战信息、协调指挥与作战行动。

为实现各军兵种互连互通互操作,必须采用通用的硬件和软件标准、标准应用组件和制定接口,构建开放式的一体化指挥信息系统体系结构。该体系结构实现如下功能:

a) 提供各级指挥信息系统的共用框架和平台;

b) 提供开放结构,定义通用的数据结构和标准;

c) 提供通用的传输服务,实现互连互通;

d) 建立通用数据库,使各兵种信息共享;

e) 提供中间件或控件,实现互操作。

导弹部队作为武器网中的一个节点,其导弹指挥信息系统与其他网络相连,其结构如图1所示。

1.2 进行软件封装和构件生产

在共用平台的集成模型中集成对象是构件。构件是按照标准规范封装的可运行、调度、管理和访问的功能单元,它有别于特定技术下实现的控件、组件,构件可以由执行程序、软件插件、数据、数据库、应用系统等构成。

构件可根据使用范围不同分为共用构件和专用构件。共用构件具有指挥信息系统所需为多种业务服务的共用功能。专用构件是用于解决系统的一些特殊问题,为单一的业务服务。导弹指挥信息的各个软件模块将按照专用构件的方式进行封装,并遵循构件生产规范。

2 软件系统体系结构

在系统软件体系设计中,采用分布式计算模型,体系结构如图2所示。

软件系统具有如下特点:

a)软件结构的先进性。采用多层架构,使系统的运用具有较大的灵活性和适应性。外部环境层包括系统涉及的硬件资源,如系统选用的通用加固计算机、通信网络设备、打印机等。核心层是操作系统平台,主要提供承载系统数据应用、软件应用,提供文件、资源等管理、分配和调度等服务。基础服务层为软件系统提供基础的数据管理和通信服务,实现分布式计算结构。通过安装“共用平台”,使用其共性软件和控件、文字图形处理工具,并运用辅助决策计算功能为软件系统提供应用支撑层的服务。在下层服务的基础上,为系统定制特定的军事应用构件,根据配置,安装在不同指挥车内,实现各指挥车软件功能,遂行作战任务。增删某些构件不影响系统其他部分的运行和处理。

b) 良好的可扩展性。这样的软件体系结构充分考虑了系统的功能扩展,适应导弹部队指挥结构和作战编成的变化,新的军事功能将很容易加入到系统中。

c) 风格统一的操作界面。系统软件运行在不同指挥车上,通过共用平台集成框架,使各软件保持风格统一的操作界面,有助于系统使用。

3 软件作战过程

根据软件系统的功能,作战过程将分为作战指挥控制、保障指挥控制和射击指挥控制3个指挥过程。作战指挥控制阶段,将由上级指挥所或友邻部队的“共用平台”,以及导弹部队软件系统的通信、文电处理、地理信息处理、战术计算等功能实现战术指挥;保障指挥阶段,在导弹部队内部通过各级软件的通信网络功能和文电处理功能实现对保障分队指挥;射击指挥阶段,导弹各级软件利用通信、文电处理、射击监控等功能实现射击指挥功能。

4 软件系统工作状态和运行方式

4.1 系统工作状态

系统运行的工作状态可以分为以下几种:

a) 系统软件初始化状态:在导弹部队各级指挥所席位计算机上共性软件平台安装正确,导弹应用软件段在共性平台集成框架中初始化、建立数据库连接、建立通信连接。

b) 系统运行状态:在导弹部队各级指挥所席位计算机上共性软件运行正常,导弹应用软件段正常工作,各计算机运行正常,与外部接口工作正常,通信连接正常,数据库服务正常。

c) 系统停止状态:在导弹部队各级指挥所席位计算机上共性软件运行正常停止,导弹应用软件段正常停止工作,与上级指挥所、下属指挥所通信正常停止。

4.2 系统运行模式

系统的运行模式可以分为以下几种方式:

a) 逐级指挥方式:是系统的一般指挥方式,由导弹部队按部队编成实施逐级指挥。

b) 越级指挥方式:是系统在应急情况下进行的指挥方式,可以与逐级指挥方式同时实施,对个别发射装置实施直接指挥。

c) 独立作战方式:是一个作战单元独立执行作战任务时实施的作战指挥方式,当作战单元独立执行射击任务时,能够对系统的保障部队进行指挥,并可以通过编成的增强,进行扩充。

d) 替代指挥方式:是在导弹指挥系统中某级指挥系统失去作战能力时,由其他同级或下级系统完成系统的信息处理和决策功能,实施指挥。

e) 模拟训练方式。软件系统在平时可以提供给部队模拟训练使用,此时,系统将利用模拟训练的数据库来代替战时数据库,系统的其他各软件模块仍按照正常作战指挥方式下运行。

5 软件功能

5.1 互连互通功能

通过使用共用平台、统一的接口和标准、统一的数据库、统一的服务及共用软件,可实现导弹指挥信息系统与上级或友邻部队信息系统之间的互连互通,共用平台主要负责导弹部队指挥所与上级的数据交换,接收上级的指挥,导弹指挥信息系统可以将这些数据转为系统中可用的数据形式使用,这样可实现两个系统的功能,达到集成的目的。具体表现在以下3个方面:

a) 文电处理功能:共用平台的文电系统用于导弹部队与上级机关或友邻部队之间进行文电传输,可以接收来自上级指挥所或友军通过通用传输服务传递的作战指示、命令、计划等文电并显示与存储。

b) 地图显示、处理功能:通过军用网络或人工渠道获取上级下发的电子地图,这些地图可以在导弹部队相应席位的共用平台上显示,并进行地图操作等工作。导弹指挥信息系统的图形处理软件使用共用平台提供的控件进行开发,因此,该软件可以方便地在上述地图上进行操作,标绘图形,进行图形处理。

c) 空情、态势显示功能:可以通过情报网,接受雷达、侦察部队发送给导弹部队的空情信息、敌军态势信息,并在态势图上显示。

d) 数据共享功能。采用与共用平台相同的数据库系统软件,在共用平台的联合指挥作业框架中,作战任务、作业、编成等数据可以在各系统之间自动转换,达到数据共享的目的。

5.2 导弹指挥信息系统专用功能

通过运行在导弹部队各级指挥车、发射装置上的软件系统实施对所属分队的指挥控制,包括以下功能:

a) 战术指挥功能:根据作战任务和目标,借助辅助决策手段,进行目标分析处理,确定准备时限和战斗队形配置方案,制定火力计划和保障计划,并进行评估;实现火力计划图、战场态势等图形的标绘;制定所需后勤、装备技术保障计划;完成地形分析、瞄准点优选、油料和弹药消耗量等的计算,以及进行射击效率、战斗能力等的评估分析。

b) 射击指挥功能:实现对导弹的射击指挥功能,对导弹射击诸元进行复算与校核;对导弹发射分队进行射击指挥与发射过程监控。

c) 通信控制功能:实现各种命令、作战数据、请示、参数等有效信息在通信网内的传输和接收;实现有线、无线和卫星等通信方式的控制,对信道的监控。

d) 战场监视功能:监控主要设备的工作状况;对战场上各分队的状态和参数具有实时监视功能。

e) 数据管理功能:建有各种状态和参数数据库,能对数据库进行插入、修改、删除、存储、打印和检索等操作,并具有多种检索方式;实现作战数据的动态备份,以满足系统动态重组和替代指挥时的数据需求。

6 系统集成

导弹指挥信息软件系统的一体化集成,将利用共用平台提供的软件集成框架进行集成。共用平台软件集成框架是指挥信息系统软件集成的方法、规则和运行环境。该框架提供一组指挥信息系统的共用服务、程序接口、集成工具和软件集成技术规范,约束和控制各种功能软件按照标准化要求进行研制和移植改造。软件集成框架主要由系统集成开发环境和目标系统运行环境两部分构成。开发环境包括分段开发与验证、应用系统组装、段管理和信息交换中间件等部分,并为软件研制、封装、提交、管理提供支持;运行环境包括应用系统组装、部署、核心服务、系统运行监控等部分。软件集成框架覆盖软件研制、软件封装、构件管理、系统装配、系统部署、系统更新、系统撤收7个阶段。共用平台在每个阶段都提供相应的规范或工具,以保障该阶段的工作能遵照软件集成规范的要求完成。

导弹指挥信息软件系统通过以下几个方面集成,实现与其他指挥信息系统互连互通。

6.1 应用层集成

采用共用平台的系统框架、软件体系结构,构建导弹指挥信息系统的体系结构。

通过使用通用的文电处理、军事地图以及各种消息服务、传输服务、时间统一服务等核心服务,实现信息的共享、时间统一。

以共用数据库为基础,适当扩充构建符合共用平台基本规范的导弹部队专业应用,如采用相同的作战任务结构以及敌军、我军编成数据结构和处理方法。

导弹部队特定编成、编组可以通过数据库的服务与共用平台的数据库实现共享。

6.2 构件层集成

以共用平台为基础,构建符合共用构件规范标准的专用构件。符合平台规范中有关构建的粒度要求。

6.3 数据层应用集成

与共用平台基础数据相关的数据,在保持其结构及内容基础上,可以进行合理的扩充,具体包括作战任务、作业、编成、编组等。导弹部队专业应用中的编码规则采用统一的编码规范。

6.4 系统更新和系统撤收

系统运行过程中,当系统需求变化、相关构件升级或者其他原因需对运行的系统进行更新时,可使用系统更新工具完成系统、构件等的更新,也可对指挥机构进行适当调整以适应新的需求变化。更新完成后,系统可立即恢复运行。

系统撤收时,可使用系统撤收工具完成系统、构件等的卸载以及磁盘安全性格式化等工作。

系统集成流程如图3所示。

7 结束语

按一体化集成过程构建的信息系统并非是一成不变的,而是随着不断增长的需求和调整而不断变化的。因此,集成系统时应考虑基于军队共用和健壮的基础架构之上,利用共性构件和控件,适应这种变化。对于导弹指挥信息系统的研发,应考虑实现与上级或友邻系统的无缝连接、互连互通和未来的扩展性,避免建设独立无关联的系统,从而建立更为广泛的、实现未来军事作战的一体化指挥信息系统。

摘要：一体化联合作战的核心是利用信息技术将诸军兵种的作战系统和作战单元融合成一个整体。文中借鉴网络化作战的思想,运用共用平台和共性构件进行导弹指挥信息系统一体化集成设计,实现了互连互通、情报信息共享,一体化指挥控制,实施火力打击和综合保障,有效地提高了导弹指挥信息系统的性能和作战能力。

关键词：一体化集成,共用平台,构件

参考文献

[1]秦宜学,徐志军,潘克修,等.数字化战场[M].北京:国防工业出版社,2004.

[2]丁冠东.军事信息系统综合集成探讨[J].指挥控制与仿真,2006,28(1):16.

集成系统设计 篇10

关键词：应急指挥,集成设计,集成接口,业务应用接入

0 引言

电网应急指挥系统是一个集数据传输、语音传输、视频传输及辅助决策于一体,具有值守应急、信息汇总、事态跟踪、指挥协调、专家研判和视频会商等功能,安全性高、实时性好的应急指挥、信息发布、接收的综合应用平台。根据需求,应急指挥系统应实现与电网公司相关系统的集成,实时接入所属电网信息、管理信息、灾害信息,为评估、指导、协调全面的应急处置工作服务。

1 应急指挥系统接口说明

应急指挥系统涉及多层面、多专业的跨部门综合管理应用。根据国家电网公司应急指挥中心建设规范的要求,网省级电网应急指挥系统应作为“SG186”工程八大业务应用其中之一——综合管理的组成部分,是基于“SG186”工程一体化信息平台搭建综合管理中的高级业务应用。

“SG186”工程一体化信息平台由数据中心、应用集成、数据交换、信息网络和企业门户构成。应急指挥系统集成接口应以一体化信息平台为载体,通过相应的接入方式与各类业务系统实现集成。应急指挥系统集成接口总体架构如图1所示。

2 应急指挥系统集成设计

2.1 数据中心

网省级电网应急指挥系统通过数据中心接入电网调度、安全生产、营销及物资管理等业务应用系统的数据,并将重要的应用系统数据冗余存储于数据库,以保证在应急处理过程中,主要的应急业务功能可脱离数据中心而独立运行。

应急指挥系统与数据中心接口包括如下两种方式:

(1)数据中心为应急指挥系统提供来自于其它业务系统的数据。

应急指挥系统提出数据需求;数据中心根据需求组织数据源,并完成基础数据统一、数据整合、数据获取和数据验证等工作;业务应用系统的数据进入数据中心缓冲区后,被清洗、转换和加载到数据中心统一信息视图区;数据中心开放数据视图访问权限,并将数据视图应用说明书提交给应急指挥系统。

(2)应急指挥系统通过数据中心为其它业务系统提供数据。

应急指挥系统向数据中心提供系统的数据字典、样本数据和其它描述业务数据之间关系的技术文档,向数据中心开放数据库访问只读权限并提供技术支持;数据中心将抽取的应急指挥系统数据提供给经过授权的其它业务系统。

2.2 应用集成

网省级电网应急指挥系统通过“SG186”工程一体化信息平台实现与业务应用系统的流程集成,并可将多个业务应用系统中的功能编排为完整的跨系统业务流程。车辆GPS、邮件、短信以及其它外部应用信息可通过该应用集成平台接入应急指挥系统。在脱离该应用集成平台、单独运行的情况下,应急指挥系统将不能自动获取上述的外部应用信息。

2.3 数据交换

网省级电网应急指挥系统应与国家电网应急指挥系统实现纵向层次的信息贯通。对于批量数据、文件及实时性要求不高的数据,可通过数据中心进行交换。对于部分实时性要求高的数据等特殊情况,可通过直接调用交换数据实现纵向贯通。

网省级应急指挥系统向数据中心提供数据库连接信息和相关的数据模型;数据中心从应急指挥系统的数据库中抽取数据;数据交换负责从数据中心将数据取走后上传至上级数据交换;上级数据交换将数据更新后送至上级数据中心,国家电网应急指挥系统从上级数据中心获取数据。应急指挥系统信息纵向贯通流程如图2所示。

2.4 企业门户

对于部分无法通过数据中心、应用集成平台与应急指挥系统实现横向集成的应用系统,可采用企业门户的接入方式实现界面集成。企业门户集成方式包括如下几种:

(1)单点登录。

用户单点登录到企业门户系统,可实现在应急指挥系统及其它相关业务系统间的带身份漫游。应急指挥系统单点登录功能应遵循相关接口规范,并能实现自身的业务授权功能。

(2)身份管理与跨域认证。

应急指挥系统用户信息通过目录身份管理系统来进行管理和存放。为便于查询、统计和授权,应急指挥系统需建立本地用户表,因此在应急指挥系统与目录身份管理系统之间应作用户的身份同步。对于国网总部用户跨域认证访问网省级电网应急指挥系统的需求,可通过企业门户级联认证的通道实现。国网总部用户的身份信息同步至系统目录中,并被授予系统访问权限,登录认证后,通过门户级联功能导航至网省公司门户系统,实现经跨域认证访问网省级电网应急指挥系统。

(3)待办事宜。

应急指挥系统待办事宜包括应急启动、预警启动、事件信息上报、应急物资调拨计划、工作计划、应急预案等。应急指挥系统待办事宜接入企业门户应采用企业门户典型设计中定义的被动方式,即由企业门户系统提供一个待办事宜Web Service,应急指挥系统通过调用该服务把待办事项发送到企业门户的统一待办事宜处理平台,实现应急指挥系统待办事宜的信息交换。

(4)portlet集成。

应急指挥系统以portlet集成方式接入企业门户,在其框架平台中界面集成应急指挥系统的相关功能,用户能通过企业门户系统直接访问权限内的内容。应急指挥系统界面接入企业门户的功能模块,以链接的方式提供访问地址。

(5)界面集成。

通过企业门户对多个业务系统进行统一认证、单点登录的功能,可实现应急指挥系统与其它业务系统间的界面集成,其它业务系统以链接的方式接入应急指挥系统。用户先通过企业门户单点登录访问应急指挥系统,再跳转进入相关业务应用功能操作及数据展示页面。

3 应急指挥业务应用接入

3.1 接入方式

网省级电网应急指挥系统所需业务应用系统的接入方式包括数据中心接入、应用集成接入、企业门户接入和终端方式接入。

(1)对于实时性要求不高、数据量大,可提供数据字典并开放数据库访问权限的业务应用系统,可采用数据中心接入的方式,实现数据的关联查询与分析。

(2)对于实时性要求高、数据量小,无法提供数据字典或无法开放数据库访问权限的业务应用系统,可通过应用集成接入的方式实现数据展现,或将数据导入应急管理应用系统数据库实现关联查询与分析。

(3)对于无法提供Web Service,无法提供数据字典或无法开放数据库访问权限,并与企业门户实现了单点登录的业务应用系统,可采用企业门户接入的方式,实现界面集成。

(4)对于无法实现前三种方式接入的情况,如位于安全Ⅰ区和安全Ⅱ区的业务系统,可采用终端方式接入的方式,即通过安装业务应用系统的户端,经授权后访问相关信息。

3.2 业务应用接入

根据接入方式的不同,网省级电网应急指挥系统需接入的业务应用系统可分为以下三类。

(1)电网调度、安全生产、电力营销、物资管理和GIS系统信息通过数据中心接入应急指挥系统,各业务接入信息如下。

电网调度信息:电网实时运行信息、电网运行日数据、电网故障定位信息、检修记录信息和历史水情信息。

安全生产信息:事故/障碍信息、变电站台帐、变电设备明细、输电线路台帐、线路设备及设施台帐、杆塔信息、架空线路信息和雷电定位信息。

电力营销信息:电能计量/计费信息、营销账户信息、电力需求侧信息等。

物资管理信息:物资明细、物资存放场所、更新时间、供应商等。

GIS系统信息:电子地图数据、电网设备/设施空间数据。

(2)车辆卫星定位信息、邮件、短信和外部应用通过应用集成接入应急指挥系统,各业务接入信息如下。

车辆卫星定位信息:车辆牌照、时点、经度、纬度、车辆速度、方向、星数、司机姓名、联系电话、所属单位、车辆类别。

邮件信息:通过邮件服务器的专用帐号身份发送邮件通知信息,包括目标邮件地址、发送主题、发送日期、邮件内容,并返回邮件发送状态。

短信信息:通过SMS短信业务平台发送和接收短信记录,包括目标/源手机号码、提交/接收时间、发送/接收内容,并返回短信发送状态。

外部应用:气象灾害、火灾、水灾、新闻等外部信息,地质灾害、公安、交通、消防,遥感图像,社会危险源等公共信息,以及政府应急指挥部门应急信息。

(3)电视和视频信息可通过企业门户接入应急指挥系统,采用统一的界面,通过点击不同的按钮启动对应客户端程序,或调用不同Web地址的方式实现对电视、视频信息的浏览和监控。各业务接入信息如下。

电视信息:上星和未上星的电视新闻节目信息。

视频信息:所属调度大楼、变电站的视频监控信息及移动视频信息。

4 结束语

本文基于电网公司“SG186”工程实际,论述了网省级电网应急指挥系统的集成接口设计方案,为网省级电网应急指挥中心的系统业务集成设计提供了参考。由于各级、各地电网应急指挥中心的业务需求以及电网公司各类业务系统的建设情况不同,因此应急指挥系统的集成应根据具体情况采取相应的设计方案,另外,需进一步深入开展有关标准化工作。

参考文献