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舞台空间设计范文1
随着我国经济的发展，人们对美的艺术有了越来越高的要求。舞台的展示空间设计是新时期人类的另一种美的姿态，是当前城市化的重要表现形式。本文主要讲述了舞台展示空间设计与装饰艺术设计的融合。
【关键词】
舞台展示空间设计；装饰艺术设计；融合
一、现代舞台展示空间设计与装饰艺术设计融合中所存在的问题
随着我国经济的不断发展，舞台的展示空间设计与装饰艺术的融合也是比较频繁的，但其中也存在很多问题，需要慢慢去解决，下面将要重点讲述的是这两者的关系。
（一）舞台空间展示设计的重要性。自从我国改革开放以来，我国的舞台空间设计就是经济中的一个重要部分。在逐渐的发展之中，我国的传统文化遭受到了很大的打击。传统文化是博大精深的，应该要继续发展优秀的文化。现在我国的传统文化在逐渐失去原本的优势，这是大家不重视我国传统文化所带来的影响。就字面意思而言，舞台就只是一个展示的地方，但这只是狭义的理解而已；从广义来说，并没有那么简单。舞台的空间展示设计对于现在的很多企业来说都是非常重要的。一般公司开展的活动都是非常多的，舞台的展示设计就需要很高的水平，需要有创意，这就相当于一个家庭里面需要有好的装饰那样重要，这样才会给人带来积极的影响。所以，不要小看舞台空间设计的重要性。
（二）舞台空间艺术设计和装饰设计的关系。舞台的空间设计与装饰艺术的设计都是关于设计环境的问题，只是两者的侧重点有所不同罢了，舞台空间的设计主要考虑一个小小的空间，里面有各种需要搭配的物件，而装饰艺术设计主要考虑的是整体的设计。但是，无论怎么样，这两者都是有联系的，而且两者都是互通的。随着我国经济的发展，人们的生活水平越来越高，对美的艺术设计的要求也是非常高的，大家都喜欢美好的事物，对此也不例外。
（三）文化的交流。随着经济的发展，全球化也在不断地加深，世界的文化也在慢慢地融合，我国也在不断地学习国外的文化，舞台设计与装饰设计也在不断地多样化，丰富了人类的生活，给我国的建设带来了积极的影响。舞台展示空间的艺术与装饰艺术在其中依然是相通的，两者相互包容，只要懂得其中的一个，那么也就能够理解另外一个。正是因为各国的文化交流，才让每个国家的文化变得多样，对于各个国家也有积极的影响。人类思想的影响力是巨大的，所以思想的开阔对经济的发展有很大的作用，舞台空间设计与装饰设计的发展对经济的发展是有很大影响的。
二、舞台展示空间设计与装饰艺术设计的融合原则
根据上述的舞台展示空间设计与装饰艺术设计存在的问题，可以看出舞台搭设的好坏能够极大地影响文艺活动带给人们的视觉体验以及精神享受方面的效果。所以，如何将舞台展示空间设计与装饰艺术设计有机地融合，让它们的搭配能够带给观众极大的享受，是一个值得探讨的课题。
（一）舞台展示空间独特性的彰显。舞台展示空间能够直接给人们视觉上的冲击，如果过于单调会让观众们感到十分枯燥，瞬间影响观众的心情，观众对于后面的节目也不能够怀着期待向往的心情，这让观众失去了观看下去的欲望，对于后面节目的演出效果影响是非常大的。在每次文艺活动中，其举办的目的与主题等等方面都会有所不同，比如说春节，可以将中国的传统吉祥物中国结融合其中，当然，一般的舞台设计者都会想到这些，为了能够给观众更新颖的体验方式，需要舞台设计者通过一种特殊的表达方法传递给观众春节的气息，比如：舞台的修建材质、灯光的效果变化以及先进的舞台设备等等。作为一名优秀的舞台设计者必须要熟知时尚发展趋势以及具有独特的视角观念，这样才能给观众非一般的视觉享受。
（二）舞台装饰艺术设计的文化性。舞台是充分发扬、继承文化的平台，在修建舞台的过程中，虽然舞台的设计风格会大有不同，但是，舞台装饰艺术设计的核心就是文化性。不管是中国传统优秀文化，还是世界先进文化，都属于文化的范畴。尽管时代在不断进步，文化也在不断进步，但是，我们仍然是中国传统文化的继承者、弘扬者。只是我们通过不断地发现，找出我国传统文化存在的糟粕并将其剔除，弘扬中国传统优秀文化，比如以孝为先、尊老爱幼等等。舞台装饰艺术设计不能仅仅停留在我们国家这个区域里，应该向世界看齐，借鉴其他国家优秀的文化宣扬方式，可以引进国外较先进的科学设备，能够弥补我们在搭建舞台上的设备不足问题，学习世界先进文化，紧跟时展脚步。
三、结语
总而言之，舞台设计的好坏极大地影响着人们的视觉效果、精神体验，让人们不自觉地接受优秀文化的熏陶。所以，在设计舞台时，必须遵守舞台展示空间与舞台装饰艺术设计的融合原则，让人们达到精神上的享受。
参考文献：
[1]王砜.论舞台美术空间设计的构成[J].四川戏剧，2014(04).
[2]戴平.舞台设计美学研究的扛鼎之作——评《阅读空间——舞台设计美学》[J].戏剧艺术，2009(03).
舞台空间设计范文2
以西宁或格尔木污水处理厂的实际工程应用背景为例，污水的处理工艺流程可以表示为如图1所示，来自排污企业的的主污水管道的污水首先进入格间，其中污水中体积较大的污物通过2台粗格过滤，固型废弃物形成栅渣，经过栅渣压实机压实，有螺旋输送机输送到专门容器，外运处理。通过格栅初步处理的污水汇聚到位于全厂区标高的最低点的进水泵房，通过4台大功率水泵将污水提升到高处，这样污水依靠重力作用通过污水处理其他阶段。设置钟式沉沙池，可以将污水中的砂子有效分离，防止其对后继设备的磨损，含水砂子通过吸沙泵泵入入砂水分离器实现砂与水的彻底分离，其中沙子外运处理。经过数次沉淀池分离处理的污水进入厌氧/好氧生物反应池，级A/O池，污水在进入厌氧池中首先进行厌氧处理，厌氧处理后的污水进入两个好氧池中，氧气通过鼓风机经暴光气头定量提供，经过好养生物的作用下，进一步将有害物质处理净化后，污水进入二次沉淀池，经过刮泥桥的运动将浮喳刮入浮喳井，池下部沉降的污泥通过真空吸出部分送回流/剩余污泥泵房，送入到A/O池入口，以保证厌氧池中含有一定量的污泥，余下部分通过剩余污泥泵送入到污泥调节池。污水经过二次沉淀处理后可以达标外排。
2MCGS概述
2.1MCGS简介
MCGS是MonitorandControlGeneratedSystem的英文简写，是基于Windows平台上的快速构造和生成嵌入式计算机监控系统组态软件系统，可运行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000/xp等操作系统。具有功能完善、操作便捷、可视性能好、可维护性强等优点，通过MCGS可快速实现现场数据采集与处理，方便的开发前端数据的处理与控制。并通过动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等方式向用户提供其解决工程问题的方案，广泛应用于自动控制领域[3]。
2.2MCGS的系统构成
MCGS系统作为一个检测控制系统，主要包括：组态环境和以及运行环境两部分。组态环境相当于完整的工具软件，可以在电脑上运行，用户可以开展设计和构造，形成属于具有特定功能的应用系统软件。运行环境是一个一个独立运行系统，该系统具有按照组态结果数据库中用户指定的方式完成处理操作，实现用户指定的组态设计目标和功能的可能但运行环境独立存在其本身并没有任何的意义，必须同相应的数据库构成一个整体，只有这样，才可能形成一个真正的用户应用系统，并具有相关的应用价值。组态结果数据库完成了MCGS系统从组态环境向运行环境的链接，相互左右关系如图2所示，两部分互相独立，又紧密相关。
2.3MCGS组态软件的工程简介
MCGS组态软件建立工程包括主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略等构成，其每部分均可独立组态操作，完成各自相应的工作，实现不同的功能[4,5]。(1)主控窗口：又称工程主框架。主控窗口中可以设置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口打开或关闭。主要的组态操作包括：定义工程的名称，指定数据库存盘文件名称及存盘时间，编制工程的菜单，设计封面图形，确定自动启动窗口，设定动画刷新周期等。(2)设备窗口：主要功能是连接和驱动外部设备。用户可以通过设备窗口实现配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用数据变量等操作。(3)用户窗口：顾名思义，该窗口由用户定义，用于设置工程中人机交互的界面窗口，可以生成各种动画图形，实时显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。(4)实时数据库：该数据库是MCGS系统的核心部分，是应用系统各部分制减的数据交换与处理中心，通过实时数据库将MCGS工程的各个部分连接成整体，并通过实时数据库协调各相关部分工作。用户可以通过在窗口内定义需要的类型和名称的变量，用于数据采集与处理、输出控制、动画连接及设备驱动。(5)运行策略：用户为通过运行策略窗口来实现工程运行流程控制所生成的系类功能块的集合，包括编写控制程序，选用各种功能构件等，以便实现数据提取、历史曲线查看、定时器、多媒体输出等功能。目前，MCGS提供了七种类型的策略组成，每种策略组成可以实现一种特定的功能。
3MCGS监控系统组态界面的设计
3.1设备连接操作画面的设计
设备连接：MCGS组态软件中，系统提供了众多参见工控领域设备的驱动程序。该构件可以产生标准的正弦波，方波，三角波，锯齿波信号，同时相应波的幅值和周期均能按用户要求设置。
3.2设备状态监视画面设计
动画连接：MCGS实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性。在系统运行过程中，图形对象的外观和状态特征，由数据对象的实时采集值驱动，从而实现了图形的动画效果，如图5。
3.3试验分析
污水处理组态监控系统试验运行分析示例，(1)格栅：格栅作为污水处理中的预处理方法，应用广泛，生活污水中含有一些较大的漂浮物，为此首先采用格栅可以有效去除污水中的较大漂浮物，保护后续处理系统稳定运行及汲水泵的安全运转。设计采用格栅，机械清渣，栅距为58mm，机械清渣。(2)集水池提升泵房：污水汇集进入污水处理厂后，由于管网埋深较大，需经泵房提升后进入后续处理工艺。设计采用提升泵房1座，与集水井合建。泵房内设有电动葫芦，以供维修使用。泵房采用半地下结构。泵房长9m，宽8m，高2米。(3)沉砂池：采用沉砂池去除污水中的无机颗粒。设计采用平流式沉砂池，池内水流平行流动。沉砂池设1座，每座尺寸为长13.5m，宽1.5m，高1.6m。(4)曝气池：曝气池利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。曝气池主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。池体一般用钢筋混凝土筑成，平面形状有长方形、方形和圆形等。曝气池设1座，每座尺寸为长69.94m，宽4m，高4.4m。(5)二沉池：二沉池的主要作用是同时满足固液分离和污泥浓缩两方面的要求，是整个活性污泥法中很重要的部分。(6)污泥脱水：污水处理厂污泥二级消化后从二级消化池排除污泥的含水率约95%左右，体积很大。因此为了便于综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理，使其含水率降至60%~80%，从而大大缩小污泥的体积。(7)鼓风机房及变配电室：为保证污水处理装置的稳定运行，设置鼓风机房及变配电室。
4结语
舞台空间设计范文3
关键词：轮胎温度 无线监控 无线收发芯片 液晶显示
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0036-02
自从汽车发明以来，其安全问题就一直受到人们的关注，其中轮胎温度是影响行使安全的因素之一[1-2]。轮胎温度过高会影响轮胎的使用寿命，甚至导致爆胎。因此，实时检测并控制行驶中汽车轮胎的温度对安全驾驶起着极大的作用[3]。而转动中的轮胎不适合用传统的温度传感器进行实时检测，因此结合数字温度传感器，本文设计一种轮胎温度无线监控系统，实现对于汽车轮胎安全的智能监控，有效保障了行车安全，具有良好的实用价值和现实意义。
1 系统总体方案设计
系统分为上位机、下位机两部分，分别采用单片机AT89C51作为各自的控制核心。下位机由单片机，DS18B20数字温度传感器和无线收发芯片NRF24L01组成。主要负责轮胎温度的采集和发送。将DS18B20采集到的温度数据传输到无线收发芯片NRF24L01，NRF24L01通过无线信号将温度值发送到上位机。
上位机的硬件结构图如（图1）所示。主要功能是接收下位机采集到的轮胎温度数据，并由上位机的单片机作为控制核心对温度数据进行监控。LCD液晶实时显示温度，方便驾驶员观察。上位机控制核心预先设定三个温度值，温度值由低至高分别定义为阈值1、阈值2和警戒值。当实测轮胎温度达到或超过阈值1时，控制核心自动开启风冷模式，即风扇降温；温度超过阈值2时，自动开启水冷模式降温；温度超过警戒值，自动停止系统的运行，即停车提醒驾驶员需要检查当前的汽车轮胎状态，从而实现智能无线监控轮胎温度的目的。
2 系统硬件设计
2.1 DS18B20温度采集电路设计
DS18B20与下位机的AT89C51由一条数据线连接，其中DQ引脚为数据端口，与AT89C51的P3.4相连。VCC接5V电源正极，GND为接地端。需要注意的是使用外部供电时，输出引脚在空闲时始终是高电平输出，所以在VCC引脚与DQ引脚间需要串接一个4.7K欧姆电阻。经过数据转换处理，温度值的输出形式为9至12位的串行数字信号。
2.2 无线通讯硬件电路设计
本设计的关键是上、下位机间的温度数据传输。采用Nordic公司的NRF24L01射频芯片[4-5]负责温度的无线发射和接收，工作频段2.4GHz。通过设置NRF24L01引脚CE，寄存器参数PWR_UP，PRIM_RX可以选择芯片NRF24L01的工作模式为接收模式或发射模式。
NRF24L01与单片机采用SPI的通讯方式。下位机的NRF24L01设定为发射模式。根据上位机的指令，发射端通过SPI将温度信息送入NRF24L01的Tx_Buf（发送缓冲区），启动发射模块进行发射。
上位机接收数据，首先将该部分的NRF24L01设置为发射模式，由其唤醒下位机的NRF24L01。然后再将上位机的NRF24L01设置为接收模式，延迟130μs接收并解析Rx_Buf当中的温度信息。
2.3 液晶显示电路设计
显示电路采用LCD。为了方便驾驶员的观察，选择带中文字库的LCD12864。显示界面实时显示所测量的轮胎温度和预先设定的温度阈值1，阈值2，警戒值。LCD12864能显示8×4行16×16点阵的汉字，完全可以满足本设计的功能要求。
3 系统软件设计
3.1 下位机数据采集及发射软件设计
下位机部分的软件主要解决两个问题。一是DS18B20检测轮胎温度及温度值的转换处理。二是温度值通过NRF24L01无线传输给上位机。其软件设计流程图如（图2）所示。下位机初始化后，等待上位机的发送数据请求信号。一旦接收到主机的发送请求，下位机将NRF24L01设置为发送模式，将DS18B20采集和处理过的温度值以串行数字信号的形式，传送给上位机的无线芯片。
3.2 上位机温度接收及处理软件设计
上位机根据采集到的温度信息，自主判断当前轮胎状态是否健康安全。同时通过LCD12864实时显示温度，供驾驶员参考。该部分软件设计流程图如图3所示。
上位机首先初始化设置，包括单片机、LCD的设置等。系统准备好后，由NRF24L01通知下位机可以发送温度数据。当检测到下位机的发送数据后，NRF24L01开始接收温度信息，并将其存储在缓存单元。当前温度数据接收完毕后，应答下位机。对接收到的温度值，上位机控制核心送LCD显示。同时比较实测值与设定值的大小，决定是否发送控制信号，采取降温措施。然后系统准备接收下一组温度数据。
具体的降温措施描述如下，本系统共设定了三个温度档位，分别定义为阈值1，阈值2和警戒值。档位值由低到高，分别采取不同的轮胎降温措施。若轮胎的实测温度值小于阈值1，则轮胎温度正常，不需要任何降温处理。若实测温度介于阈值1和阈值2之间，表明目前的轮胎存在一定的安全隐患，上位机自动驱动风扇降低轮胎温度。若风冷降温的速度不能阻挡轮胎温度的持续升高，温度值超过阈值2，则上位机启动喷水器降温。如果风冷降温和水冷降温均不起作用，轮胎温度超过了警戒值，表明轮胎目前处于危险状态，需要停车处理。
4 结语
由于轮胎在工作中处于转动状态，所以设计一款能够无线传输轮胎温度到远程控制器的设备有着重要的意义。特别是监控行驶中的汽车轮胎的实时温度，有很强的实用价值。
本系统以51单片机作为控制核心。下位机由数字温度传感器采集轮胎温度。无线芯片NRF24L01收发温度数据。上位机的控制核心通过LCD12864液晶显示屏实时显示当前的轮胎温度。并且通过预先设定的三个温度预警档位，根据不同温度状态可能导致的安全隐患，采取不同的降温处理措施。该设计能满足大多数轮胎温度的监控需求，成本较低，便于推广（图3）。
参考文献
[1] 刘桂兰，祖国建.机动车辆轮胎的保护控制[J].交通科学与工程，2011（1）：85-88.
[2] 刘洪凯.高速公路爆胎的原因及预防措施[J].汽车运用，2011（11）：35.
[3] 谭先峰.基于无线通信的轮胎温度采集系统研制[D].青岛科技大学，2010.
舞台空间设计范文4
【关键词】PLC；舞台机械；变频器；现场总线
常规剧院根据功能可以划分为歌剧院、戏剧院、音乐厅和多功能厅等。舞台机械是现代化剧场不可缺少的核心设备，通过舞台机械设备不断升降、平移、开合运动，并配合灯光、音响的不断变换，呈现在观众眼前的是一场场美轮美奂的视觉盛宴。常规剧场舞台机械设备一般可分为台上和台下两个部分，台上以卷扬类为主，台上设备的基本配置有防火幕、假台口、大幕、二道幕、景吊杆、灯吊杆、单点吊机、灯光渡桥、灯光吊笼等设备，有的还配置了反声罩。台下以升降、推拉、旋转为主，台下设备的基本配置有主升降台、左右车台、后车转台、升降乐池、各种补偿台、插销和安全网等设备。其中，台上吊杆类设备、台下升降台类设备和车台类设备是舞台表演空间的主要设备。随着计算机技术的不断发展，现在舞台机械控制多采用以可编程控制器为主的分布式控制系统。系统硬件由继电器、接触器和变频器等低压电器组成，网络采用开放式工业现场总线通讯技术，软件设计采用功能完备的人机友好界面和安全互锁保护。整个系统快速、方便地将分散在台上、台下的设备和核心中央处理器联系起来，其各种不同类型的控制模块通过硬件接口和软件组态可进行广泛组合，为舞台机械运行提供实时、安全可靠的运行保证。同时，由于采用计算机控制，系统具有处理速度快、系统资源裕量大、通讯能力强、故障排除快速、定位准确的特点。
1设备电器设计组成
舞台设备电器控制回路一般由各种安全保护单元（如限位、乱绳、超载、超速、安全急停链路）、位置测量单元（如编码器、减速开关、行程开关）、控制电路（如各种继电器、PLC输入输出模块）、驱动单元（如变频器、交流接触器）和执行单元（如三相异步鼠笼电机、伺服电机）组成，并通过以上电器环节的共同作用控制设备运动。国内舞台设备按控制方式包括常规定速控制和调速定位控制。
1.1常规定速控制
常规定速控制——通过PLC起停输出、设备的行程开关、保护开关、继电器组成的中间回路控制对应的三相电源的相序通断，从而达到直接控制电机的正反向运动，如舞台各种插销、安全网、升降栏杆、安全门。该方式广泛应用在对时间要求不高的舞台设备硬件设计上，对于在运动过程中有位置需求但定位要求不高的设备（如灯光吊笼、假台口侧片、灯光渡桥）来说，该方式并不能满足要求。从设计经济、硬件便捷的角度，通常在常规电机传动轴上加装轴套型增量编码器，将编码器信号接入具有位置采集功能的模板（如西门子编码器模块FM350），同时，在硬件选型时根据模板的采样频率和电机转速确定所选编码器的每圈脉冲值。采集的位置信号经过现场总线传送到中央处理器中，和预设的目标位置做比较，决定设备是否到位停止运行。在实际的硬件设计中，为了能及时响应到位置信号，需把采集模板的实际输出值串入控制电机正反转回路。考虑到常规定速控制设计中不具备调速功能，电机高速运动过程中收到停止信号后制动运行较长，影响设备控制精度，在应用中要根据设备实际制动距离，在软件调试中加入制动停止提前长度来修正设备停止响应距离，从而提高设备实际到位精度
1.2调速定位控制
调速定位控制——常规电机带有编码器，编码器接入具有位置控制功能的高性能交流矢量变频器，变频器通过本身的内置位置控制卡计算电机运行的实时位置和给定目标位置的差值，通过PID调节输出对应的频率和电压控制电机运转速度，中央处理器通过总线通讯方式比较变频器传回来的位置、状态特性，并根据变频器窗口到位值实现对所控设备的速度、位置精确控制，控制电路如图3所示。使用调速定位控制，降低了对机械设备的冲击，提高了设备的安全性和可靠性。因此，在国内中、大型剧场中，该控制方式是控制吊杆、升降台、车台等机械设备的主流方案。调速定位按控制电路功能一般可分为一对一控制和矩阵切换控制。对于前者，每个设备都是一个控制单元，控制电路结构相对简单，每个变频器的总线状态真实反应设备实际情况。由于只考虑单独控制回路，现场调试成本较小，出现故障排查相对容易，系统后期维护人工成本较小，但如果控制单元的任何器件发生故障，则直接影响调速设备运行，同时对于电器元件、变频器的成本支出较高。对于后者，由于采用继电器矩阵切换，控制回路采用冗余备份方式，每个调速设备在选定之前不对应固定变频器，如果某一个控制单元出现问题影响吊杆运行，通过切换矩阵的及时调整可以规避出现故障的控制单元，从而使设备更可靠地运行，提高了整个系统的风险抵御能力。同时，采用切换方式，节省了变频器数量，降低了电器成本支出。但这种控制方式电路结构复杂，软件互锁要求较高，一旦出现故障，排查和维护较繁琐。通常来说，台上调速吊杆采用切换矩阵方式，台下调速设备采用一对一控制方式。这主要是因为各种类型的吊杆大多功率在30kW以内，且功率较为相近，实际舞台演艺中同时运动的最多吊杆数远远小于总吊杆数，故采用切换方式。而台下升降类设备在演出时载有大量演员，功率较大，通常达到60kW以上，为了避免频繁切换对用电回路的冲击，并考虑到实际运行的安全性，故采取一对一方式。
2网络系统的构建
舞台机械控制系统从网路结构上分为三个层级：管理级、控制级和现场级。2.1管理级设备管理级设备包括控制台和服务器。控制台中主要设备包括工控机、触摸屏和电源、操作按键及操纵杆，主要为监控舞台设备状态、运行参数、报警信息，编场数据处理和控制设备起停，为操作人员提供友好的人机交互界面。服务器可记录操作人员和设备的实时数据，为演出设备历史追溯提供不可替代的手段。
2.2控制级设备
控制级设备主要包括可编程控制器的中央处理单元和各种适应现场总线的通讯单元。作为整个舞台机械控制系统的“大脑”，中央处理单元是系统核心，主要负责向上通过以太网传递现场的监控信息（如升降台、景杆等调速设备的位置、速度等实时参数，以及乱绳、电机过热等安全信号），向下对现场级设备下达动作命令，协调现场设备动作次序（如舞台机械设备的定位控制和设备延时启动等）。
2.3现场级设备
现场级设备：主要包括符合现场总线协议的相关舞台机械控制远程I/O站点、对应的变频器和电动机。现场级设备主要任务负责实现操作人员通过控制台发送的具体的运动方案，同时采集必要的现场信息，传递给上层作为参考。图4为采用标准三级网络设计的结构图。
2.4网络系统的构建中的关键问题
（1）控制系统的安全性设计要贯穿整个控制系统，包括核心控制器到单体设备的控制设计。控制系统应采用开放的现场总线技术，根据用户的实际需要，采用可靠的冗余技术，包括核心部件的冗余和网络的冗余。控制系统具有紧急停机系统，任意一个极限开关的动作会触发本设备应急线路，任意一个急停按钮应触发控制系统的急停链路。同时，急停系统和中央处理器通过安全总线进行信息交换。所有具有提升性能的驱动都采用双制动器，并且互相独立控制，保证驱动能及时有效地停止工作。（2）所有的舞台机械系统主控制台、移动控制台，应具备即插即用的特点。对于单一控制台，用户可根据实际情况方便地选择切换到不同的操作方式（如手控、程控、更改参数）对设备进行操作；对于不同控制台之间的切换操作，中央处理单元应具备统一的授权管理，保证同一设备在任意时刻只接受来自单一控制台的指令信息，防止设备由于接受不同控制台指令信息而造成控制紊乱。（3）保证关键信息响应的实时性和同步性（如舞台机械设备的启动命令）。对于调速定位设备，国内大多是通过每个变频器的内置位置控制卡控制设备，当多个设备同时运动时，由于网络传输的延迟性造成设备启动的不统一和设备运行中间过程中的实际位置偏差。在设计控制网络时，对于关键信息的传递需采用等式同步机制和数据优先级处理，保证数据传输的快速响应。
3软件设计要求
3.1操作功能要求
操作功能要求：对于舞台控制操作界面，应设有手动选择、运动参数设定、设备编组、场景运行、设备位置绑定、运动禁止、设备位置记录等功能，根据实际用户需求的不同，还应提供系统管理、维护和根据演出过程需要而附带的工程组态功能。同时，应提供演出中间的各种应急处理功能，如当在演出场景中编组的运行设备，设备出现报警停止运行时应具备手动快速介入，当设备撞到物理极限位后，应具备旁路控制使设备及时脱离危险位置。用户一旦误操作，不光有报警信息，同时提供相应的保护，规避可能发生的设备误动作引发的系统风险。
3.2设备互锁要求
设备运行互锁是舞台设备安全可靠运行必不可少的保障，互锁软件设计必须实时跟踪设备运行的数据。互锁软件应采用顺序控制程序，根据优先级管理机制，按照预先规定好的优先级动作顺序，对控制过程各阶段的设备互锁顺序进行自动判别和保护。每一个设备的运行条件都依存于其他相邻设备的位置，当检测到条件满足或不满足时，及时发送给设备数据块运行或受限指令，使设备安全可靠地运行。
3.3分布式管理要求
通过现场总线技术，把分布在舞台控制室的控制台、上位机、台上及台下控制柜间的现场驱动单元、现场采集单元等方便、快捷地联系起来。通过开放的现场总线控制通信网络把物理分散的设备构成为一个整体，用分布式数据库实现全系统的信息集成，进而达到信息共享，从而实现同时在多台控制终端上对舞台设备的集中监视、集中操作和集中管理。
3.4远程维护要求
控制系统工程师可通过互联网对现场控制系统进行远程诊断和维护。操作系统中出现的故障，应及时记录在上位机历史数据库中，用户通过Internet网以文本形式传送到远程诊断实验室，帮助用户排除故障。通过专门远程诊断软件，可实时跟踪链接到现场网络节点的舞台机械设备运动情况，及时帮助用户解决操作中出现的问题。
4小结
在控制系统建设规划中，要注重安全和效益并重的原则，适当降低建设成本和后期维护成本，同时还要从长远着眼，技术方案要有一定的前瞻性，充分考虑将来整个系统的整体升级、扩容问题。随着计算机和控制理论的不断进步，舞台控制技术逐渐趋于完善，带有自诊断功能和微机通信接口的PLC元器件也越来越普及，价格也趋向便宜。在国内以可编程控制器为核心的舞台机械控制系统已经形成了集网络化、集散化、自动化、智能化为一体的先进的自动控制模式。目前，广义舞台的概念已不再仅仅局限于正规剧场传统品字型舞台，随着电视剧场、演播厅、体育场馆等组合式舞台，以及各种类型的动感、多维影院、VA多媒体互动系统、科技馆等领域的异型舞台的出现，舞台机械控制系统的软、硬件设计也应随着舞台要求的变化不断发展更新。
参考文献
[1]刘基顺,杨永魁,孔宪旺.舞台机械控制系统功能及性能分析[J].演艺设备与科技,2012(3).
[2]MOVIDRIVECompact.SystemManual.2012(4).
[3]刘基顺,田广军,高恒伦等.PLC运动控制器在舞台机械系统中的设计与研究[J].自动化仪表,2013(1).
舞台空间设计范文5
【关键词】ZigBee;无线传感器网络;蓄电池组均衡充电;监测管理系统
ABSTRACT：With the rapid development of economy and technology， battery is widely used in the field of communications， electricity， vehicles and industry lighting.Battery plays an important role today， so it is important to develop a good battery management system.To obtain the parameters and state of each battery， we need many sensors.The battery management systems in the market often use a wire to carry signal from sensors.The complicate wiring is a big problem for these systems.It may also lead to the stability problem.Using wireless sensor network technology can solve these problems.And it is easy to test the system or to add sensors in a system using wireless sensor network.After comparing several popular wireless network technologies， we chose the ZigBee technology to design the battery monitoring and management system.In this system， the wireless terminal acquisition node in the battery pack get the real-time data， data forwarding through the relay node to the host computer program.This data can also be obtained on other computers by using a client program.This paper gives the hardware design of sensor nod， it has some reference value for power monitoring industrial areas.
Key words：ZigBee;wireless sensor network;balanced charging of battery pack;monitoring and management system.
1.引言
随着计算机网络结构的扩展，如今网络中所应用的UPS不再只是单纯的电源设备，而是逐步成为整个网络中电源的管理中心，UPS也由最初的单纯不间断供电发展到今天的智能化、多功能。作为UPS心脏的蓄电池，对其工作状态等参数的管理必不可少，但是市场上的电池监视管理系统存在大量的电池配线，接线繁琐，布线困难等不足，而若使用无线传感器网络技术恰能解决这些问题。
无线传感器网络解决了布线困难、人员无法到达区域进行数据采集的问题，简化了有线网络所带来的布线繁琐、预设接口、线路检测、扩容等一系列和传输途径有关的繁琐工作。本文设计了基于ZigBee的电池监测管理系统。在该系统中，无线终端采集节点对电池组进行实时数据采集，通过中继节点将数据转发给终端程序显示，达到了对电池各项系数状态进行监控管理的目的。
本文给出了基于 CC2530的实时数据采集方案。由TI公司生产的CC2530芯片，具有功耗低，电路少，可靠性高等特点，满足了ZigBee通信的需求。并可以通过相关的电流和通信模块，完成电压、温度等数据的测量与传输。
本文所实现的系统是ZigBee技术在电池管理系统控制中的一个应用实例。经多次测试，系统运行稳定。对于电源监测工控领域，具有一定的参考价值和借鉴意义。
2.无线传感器网络及ZigBee无线通信协议
2.1 无线传感器网络
无线传感器网络（Wireless Sensor Network，
WSN）是由静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是感知、采集、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的信息，并发送给用户1。因无线传感器网络以无线通信网络作为基础，因此可以节省大量的数据线，大大延伸了传感器的感知范围，使人们可以在更广的范围内更方便灵活地获取信息，进而更好地描述客观世界，供人们进一步提高认知水准并更好地改造自然。无线传感器网络是目前信息科学领域中的一个新方向，与通信网络、计算机信息等多个学科领域交叉，是一个跨学科的新兴领域。
有别于传统的Ad hoc网络，无线传感器网络在兼具无中心、自组织、多条路由等特点的同时，更加注重能量、网络规模等问题。因此无线传感器网络能够在更加复杂、恶劣的野外环境中可靠地运行，因此目前无线传感器网络已经逐渐在国防军事、环境监测、抢险救灾等重要领域得到了广泛应用，发展前景十分可观。
2.2 ZigBee无线通信协议
ZigBee技术是一种新兴的短距离、高可靠性、低速率、低成本的无线网络技术，通信距离一般在几百米至几公里之间。目前广泛被部署于工业现场自动化设备监测、住宅和建筑自动化、医疗传感设备等场合。与常见的蓝牙、WiFi等无线通信相比，ZigBee具有低速率、低功耗的特点;而与传统的移动通信CDMA网络、GSM网络等不同，ZigBee专注于短距离的无线通信，且具有简单可靠、低成本的优势。正因为ZigBee有上述独特的技术优势，所以近年来ZigBee技术受到了越来越多的重视和应用。
3.基于ZigBee无线传感网络的电池状态实时监控系统设计
3.1 无线传感器监控系统总体结构
本方案中为了便于对铅酸蓄电池组的各项信息，包括各个蓄电池单体的端电压、温度以及均衡开关等信息进行有效监控，需要构建传感器网络进行进行数据采集、处理以及传输。由于在实际应用环境如UPS中，蓄电池组通常位于单独的机房且应用现场环境较为繁杂，若采用传统的有线的传感器网络布线将带来较为繁重的网络建设负担，也将不利于后期维护、升级等工作。无线传感器网络相对于传统的有线传感器网络而言不需要繁琐的布线工作，因此传感器数据检测、采集、传输等过程都不再受到空间环境的限制，可以在应用环境中灵活地进行布置。除此之外后期的维护等工作也将更加便利。
由于蓄电池组的电池单体较多，应用环境通常也较为恶劣，具有电磁干扰大，网络安装维护不方便等特点，因此对无线传感器网络提出了较高的要求。本方案采用了基于ZigBee的无线传感器网络进行相关数据的检测、采集以及传输等工作。ZigBee协议标准具有功耗低、网络容量大、数据传输安全可靠以及低成本等明显优势，因此可以充分满足蓄电池组实时监控系统的各项要求。
3.1.1 无线传感器网络拓扑结构
本方案中铅酸蓄电池组由12个蓄电池单体构成，网络构成较为简单，因此适宜采用星形网络拓扑结构进行ZigBee无线传感器网络的构建，如图所示。
如上图所示，本方案所采用的无线传感器网络由一个ZigBee协调器和12个与蓄电池单体直接相连的ZigBee终端组成。其中ZigBee协调器负责建立、管理网络、传输数据以及接受ZigBee终端的加入、离开等操作。各个ZigBee终端加入由协调器建立的网络之后，主要负责在现场检测采集各个蓄电池端电压等数据，将数据发送至ZigBee协调器，并执行来自协调器的命令。
3.1.2 系统工作原理简介
如上节所述，每个蓄电池单体均有一个ZigBee终端与之连接，ZigBee终端通过定时器周期性地采集蓄电池的端电压、温度等参数，同时将均衡开关的状态信息也写入发送数据帧内，通过由ZigBee协调器建立的ZigBee网络将所采集的数据周期性地传输至ZigBee协调器。同时ZigBee协调器将来自ZigBee终端的数据通过USB数据线发送至PC机终端，通过PC端程序可以将各个蓄电池单体的性能等数据实时显示出来。
与此同时，ZigBee协调器可以接受来自PC机的数据，并根据情况选择向所有ZigBee终端广播或者根据具体地址向特定的ZigBee终端转发数据。
ZigBee协调器添加新的USART/USB转接电路，将来自协调器芯片串行通信接口USART0或USART1的数据通过USB收发器发送至PC机。同时在PC机上通过驱动程序将PC机的USB口虚拟成COM口，在USB口接收到数据之后转换成串行通信数据。通过这样的设计，ZigBee协调器和PC机之间借助于USB的桥梁作用可以方便地传输串行数据，同时USB数据线也可以为协调器供电。USB接口通用性高的特点可以大大提高协调器与PC机连接的兼容性。
3.2 系统各节点硬件结构设计
本方案采用了基于ZigBee的无线传感器网络以及星形拓扑结构，所以整个传感器网络的节点可以划分为：传感器节点和协调器节点，除此之外还有PC端的设计。由于PC端主要涉及到软件的编写以及系统的调试，并不对PC机进行硬件结构设计，因此下文主要针对传感器节点以及协调器节点的硬件结构设计进行阐述。
3.3 传感器节点硬件结构设计
传感器节点作为直接与现场设备相连接的设备，承担着数据检测、采集以及传输等任务，并且需要在复杂的现场环境中长时间运行工作。因此传感器节点必须能够满足结构简单、运行可靠、低功耗。低成本等需求。具体而言，传感器节点必须能够在复杂的环境中将现场数据准确无误地进行检测采集，然后通过稳定可靠地通信网络将数据传输至协调器;同时传感器节点的结构必须紧凑可靠，精简不必要的接头，保留必需的调试接口以及系统扩展所需的接口等。除此之外，传感器节点与蓄电池单体直（下转第138页）（上接第136页）接相连，承担着控制均衡充电的任务，因此本方案在传感器节点上添加了均衡电路，用以在充电过程中对蓄电池单体实施均衡充电。具体结构可由下图表示：
（1）CC2530F256
本方案采用了德州仪器（TI）公司生产的CC2530芯片系列中的CC2530F256作为MCU模块。CC2530系列芯片是基于2.4GHz 的片上系统解决方案，目前已经得到了广泛应用。由于CC2530兼容IEEE 802.15.4协议，因此可以很方便地支持包括RemoTITM网络协议、TIMAC和用于ZigBee兼容解决方案的Z-StackTM软件等。除此之外，CC2530系列芯片还适用于6LoWPAN和无线HART等的实现。
（2）电源模块
本方案采用的CC2530F256需由3.3V的电源供电。但在实际应用环境中由于ZigBee节点能耗低，其功耗与其直接相连的铅酸蓄电池单体容量相比非常微小，几乎可以忽略不计。所以基于ZigBee的传感器节点可直接从蓄电池单体取得电源，在保证传感器节点能够正常工作的情况下可以不再为传感器节点单独设置电池盒，既显著减小了传感器节点的体积，也有利于应用现场的安装调试等工作。
由于实际应用中，不同蓄电池组电池单体的端电压并不相同，电压变化范围较大，特别是对于大部分串联型铅酸蓄电池组而言电池单体的端电压一般较低，通常只有2V或者4V，直接低于或者高于3.3V而无法供CC2530F256芯片使用，因此必须对传感器节点的电源模块进行特殊设计，以保证在蓄电池单体端电压变化范围较大情况下仍能够为CC2530F256芯片提供稳定的3.3V工作电压。为此本方案传感器节点的电源模块采用了意法半导体公司（ST）生产的L6920型升压芯片对外部电源电压进行控制，以保证为CC2530F256芯片提供稳定的3.3V工作电压。
4.总结和展望
4.1 总结
本文立足于UPS蓄电池实际应用基础上，在对无线传感器网络以及ZigBee技术分析的基础上，提出了ZigBee无线传感器网络技术的解决方案，以TI公司的微处理器CC2530为核心，设计实现了基于ZigBee的简单无线传感器网络，并且解决方案结合了实时监控的实例，给出了相应的无线传感器节点的具体硬件设计。
4.2 展望
本系统是ZigBee技术在UPS电池管理系统中的一个应用，因此在软硬件的设计方面还有进一步完善的空间，可以就以下问题作为进一步的研究：
（1）在传感器节点上设计多种传感器接口，满足用户要求同时监测多个环境信息，如温度、湿度、气压等要求，实现更多的参数监控，完善电池的监控体系。
（2）完善与终端PC通讯与命令控制系统。设计功能更全面、操作更简单的交互式图形界面，能够输出监测数据曲线，使监控过程更明了，更易于对数据进行分析比对。
（3）终端软件尚未添加网络功能，用户未能通过局域网（LAN）实现数据共享和访问的功能，可能会对数据的集成管理带来不便，这也是今后值得继续完善的软件功能模块。
参考文献
[1]姚向华，杨新宇，等.无线传感器网络原理与应用[M].北京：高等教育出版社，2012.1-2.
舞台空间设计范文6
关键词：三网融合 空间地理信息 增值服务
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-02
人类的日常生活行为80％以上与空间位置相关，对空间位置信息的获取有着与生俱来的需要[1]。对于普通大众来说，日常生活中的吃（餐饮）、住（住宿）、行（交通、出行）、游（旅游）、购（购物）、娱（娱乐）等无不与空间位置相关；对于企业来说，让客户准确地找到自己的位置是进行市场推广的第一要素，同时企业也需要在一定的空间范围内寻找合适的产品、服务以及基于空间位置进行商业规划和市场分析等；对于政府来说，所关心的社会、经济数据80%以上属于空间信息或者是与空间位置相关，政府的决策需要准确、丰富的空间数据的支撑[2]。因此，空间地理信息服务已逐步成为大众、企业和政府所不可或缺的信息服务内容。
1 系统分析
1.1 空间地理信息服务的基础
空间地理信息服务的基础是覆盖全国的海量空间地理信息综合资源库，该数据库整合了全国范围内的基础空间数据、专业导航数据、POI（兴趣点）数据以及面向位置服务的生活资讯（吃、住、行、游、购、娱等）与商业资讯（企事业单位）数据。
1.2 空间地理信息服务所需的关键技术
导航规划技术、互联网地图服务技术、海量数据搜索技术以及Telematics应用所涉及的其他方面的技术，共同构成了空间地理信息增值服务所需的关键技术。基于上述关键技术，可以构建系列基础服务，包括：搜索服务、地图服务、导航服务、公共交通服务、内容管理服务、SNS驱动服务、综合定位服务、数据转换服务等。
1.3 面向三网融合的服务接口体系
通过面向综合应用的数据和服务统一接口体系建设，综合服务系统可以广泛面向系统开发/集成商、内容/服务提供商、以及平台运营商等提供全面的位置信息、生活及商业资讯接口服务。通过跨平台标准化的接口体系建设，为三网用户（互联网、电信网、广电网）提供统一的全面的空间地理信息服务，实现数据共享和应用融合。
1.4 空间地理信息增值服务及应用支持
包括面向互联网用户和企业用户的位置服务（LBS）网站、面向移动用户的手机移动位置服务及应用、面向车载移动用户的Telematics服务及应用、面向数字电视用户的数字电视位置服务及应用、面向企业用户的车辆导航监控应用、面向政府的基于空间地理信息的电子政务应用等。
2 系统总体架构设计
系统的整体架构如下图所示，系统采用多层体系架构，多层结构在本系统中具体体现分为五个层次，即数据库层、数据访问层、核心引擎层、接口逻辑层、封装层和用户层。它们的主要功能和作用如下：
（1）数据库层。数据库层是通过文件系统、数据库管理系统或自主研发的数据格式及索引方式，而实现的各种地理信息数据、应用数据和配置数据的载体层。
（2）数据访问层。数据访问层规范了对各种数据格式和数据内容的访问权限及统一的访问方法，从而有效控制访问的安全性与访问性能。
（3）核心引擎层。核心引擎层由多个的服务引擎组成，包括搜索引擎、地图引擎、公交引擎、自驾引擎、内容管理服务引擎、SNS驱动服务引擎、综合定位服务引擎、数据转换服务引擎等[3-4]。
（4）接口逻辑层。接口逻辑层首先将核心引擎层的引擎功能进行封装，从而更简便易用地提供给接口用户。另外接口逻辑层还封装了一些常用的数据接口方法，如查询POI详情、线路详情、站点详情等业务逻辑功能，从而形成一套能支撑绝大部分应用需求的完备的接口集合。
（5）封装层。封装层是对接口逻辑层在接口形态层面上的封装。接口的形式共有4种方式，即WebService、JSON、HTTP+XML、SOCKET，分别满足不同设备、语言、应用场合下的接口需求。
（6）用户层。用户层代表各种应用方用户所开发的基于B/S、C/S或嵌入式的应用程序，用户层可能是服务提供商、企业用户、个人用户或是政府用户等所有有意使用服务平台接口的客户。
3 系统硬件架构设计
系统的硬件架构有：
（1）搜索服务器集群：部署搜索引擎，负责接收用户的搜索请求，并返回结果。
（2）地图服务器集群：部署栅格地图服务引擎，负责接收用户的各种地图操作请求，并返回相应的地图结果。
（3）数据库服务器集群：存储所有的基础数据、各类应用数据和系统配置数据，在其上部署数据库服务器。
（4）自驾服务器集群：部署自驾规划引擎，接收用户自驾规划请求。
（5）公交服务器集群：部署公交换乘引擎，接收用户公交查询请求。
（6）定位/SNS/内容管理服务器集群：混合部署定位、SNS和内容管理（CMS）服务引擎，接收用户对这些服务的请求。
（7）身份验证服务器集群：所有的个人用户、企业用户、政府用户、服务供应商（SP）在接入综合服务系统，并提交数据服务请求时，必须进行身份验证。
（8）接口服务器集群：在该服务器上部署统一的接口服务程序，该程序处理用户的各种服务请求，并根据服务请求的类型，将请求转发给相应的专业服务引擎。
（9）防火墙：为了保护整个服务器系统，设置防火墙，以屏蔽来自INTERNET的黑客攻击。
4 系统软件架构设计
系统的软件架构如图2。
（1）操作系统：Windows Server 2003、Linux。（2）平台支撑软件：.NET 2.0、Oracle 10g、IIS、Apache。（3）核心引擎：搜索引擎、导航引擎、地图引擎、公交引擎、SNS驱动引擎、混合定位引擎、内容管理（CMS）引擎、地理编码引擎等。
5 系统所提供的主要服务内容
平台通过三网（电信网、互联网和广电网）可以对各类客户终端提供丰富的空间地理信息服务。这些服务内容如图3所示。
6 结语
总体说来，无论在公众服务、企业服务，还是政府服务，国外发达国家在空间地理信息服务方面有着广泛的应用，新技术新方法层出不穷，商业服务规模大且商业模式成熟，是一个目前和未来快速成长的朝阳产业。
面向三网融合的空间地理信息服务平台的实施和推广，可以有效地提高现代服务业的服务水平，为公众、企业和政府提供便捷和有效的空间地理信息服务，为构建“和谐社会”提供有效的支撑。
参考文献
[1] 李鲁群.面向LBS移动Web服务的研究[D].上海：上海交通大学博士后士学位论文，2005.
[2] 毛忠民，周雪丽，赵慧芬，等.基于WebMap引擎的地图公众服务平台研建[J].计算机技术与发展，2012（22）：183-191.
