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系统设计论文范文1
视频数据的接收显示
①视频的硬件解码方式。
在Android平台之上，默认解码的视频格式主要存在两种，分别是mP4格式和3gp格式。它可以通过MediaPlayer和VideoView两种方式来对视频解码器进行一定程度的调用。MediaPlayer的主要作用是对音视频媒体文件进行有效地播放，它在音频的播放方面十分简单，但在播放视频时，则需要对SurfaceView进行一定程度的使用，通过它来对画面进行显示。而对于SurfaceView来说，它对完全的OPenGLES库能够有效的支持，因此相比于自定义的View来说，它能够在绘图方面表现出更大的优势。除此之外，它也可以通过VideoView来播放视频，videoviewt比MediaPlayer简单易用，但定制性不如Mediaplayer。
②视频的软件解码方式。
视频的软件解码方式，需解码H.264格式的视频，因此，需要在Android平台之上对解码器进行一定程度的移植，只有这样，才能够有效的扩展Android对视频格式的支持。一般情况下，要想对视频软件解码方式进行有效的实现，必须要做好解码器的移植工作，它是实现视频软件解码方式的关键。目前状况下，较为流行的一种方式是通过移植FFmPeg开源库来实现H.264格式视频的解码。
图片的接收
在图片的接收方式当中，视频解码的功能主要是由服务器端来进行实现的，因此，Android客户端只需要对解码后的图片数据进行有效的接收。然而，这当中也存在着一个问题，那就是传输后的数据是解码后的图片数据，如果与接收视频的方式进行一定程度的比较，接收图片的方式就对网络宽带有着更高的要求。随着经济的发展，3G技术逐渐普及，在这种环境之下，网络宽带的制约将会得到一定程度的缓解。
目前状况下，在多画面的视频监控当中，无论是硬件解码方式还是软件解码方式都存在着一定程度上的不足。而对于图片接收方式来说，它具有操作简单,效果优良的特点，下面通过实验数据来说明各种方式在多画面视频监控中的性能。实验的平台为Acer平板电脑，型号为A500。在本次试验当中，解码的视频数据的格式均为mp4格式，素材主要存在着三种不同的分辨率，分别为128*96，672*378，800*480。
表2显示的是硬件解码的性能。从上表中，我们可以发现硬件的解码虽然可以对多路视频进行一定程度上的显示，但是在画面的数量上受到一定程度的限制，具体表现在两个方面：一方面，无论视频分辨率多低，画面的数量上限为5路；另一方面，画面的树龄与视频分辨率存在着反比例的关系，画面的数量会随着视频分辨率的增高而出现一定程度的减少。
智能监控的算法
智能视频监控是在无专人监控的情况下，通过计算机视觉技术对视频内容进行自动分析，对监控画面中的变化进行检测、跟踪和识别，并对监控目标的行为进行分析和判断。在智能监控的算法中，运动目标检测是最基本的一步。运动目标检测是指在监控画面中检测出变化区域并提取出运动目标。目前主流的运动目标检测的方法有帧差法、光流法和背景减除法等。本文主要采用帧差法作为智能监控算法。
帧差法是在监控图像中，相邻两帧对应位置上的像素进行差分，并通过阂值化检测出图像中的运动区域。首先，把前一帧图像作为背景图像，与前景图像相减，随后对结果进行二值化:背景亮度变化不大时，若差分后的像素值小于预先设定的阂值，可认为此处为背景像素;若差分后的像素值大于阂值，则认为此处有运动目标，将检测到的区域标记为前景像素。通过标记，便可获知运动目标在画面中的位置。此方法的优点:相邻两帧的时间间隔较短，用前一帧图像作为后一帧图像的背景模型，有很好的实时性，背景不积累，更新速度快，算法计算量小;缺点:阂值选择非常关键:过低，则不能抑制背景噪声，容易将其误判为运动目标;过高，则容易漏检，将有用的运动信息忽略了。而且当运动目标面积较大或颜色一致时，帧差法容易在目标内部产生空洞，无法完整地提取运动目标。
模块分析
在这一系统当中，主要存在着六个模块，分别是视频解码模块、网络接口模块、画面显示模块、人机交互模块、智能处理模块、处理结果显示模块。在这六个模块当中，视频解码和智能处理模块主要是在服务器上进行实现的，其他模块则在Android终端上进行实现。下面对在Android终端上进行实现的模块进行简要阐述。
①网络接口模块。对于HTTP，Android提供了三种HTTP通信接口，分别为标准Java接口()、APaehe接口(org.apache.http)、Android网络接口(.http)。其中APache接口提供了非常丰富、高效的工具包。由于服务器发送的是解码后的图片数据，故而客户端接收到的数据流可以组成一幅图片。通过Android提供的BitmapFactory.decodeByteAITay()函数，可从接收到的数据流中得到Bitmap格式的对象。
②画面显示模块。为了对画面显示进行有效的实现，需要继承View类，重写了onDraw（）方法，其中，在onDraw（）方法中所实现的内容，将在界面上显示出来。定义一个Bitmap对象bmpl，此对象将在画布中绘制出来(即界面显示)。
系统设计论文范文2
数控技术利用数字信号控制执行机构完成某种功能，实现自动化。随着我国计算机技术的变革，微小型计算机数字控制CNC是当今制造高精度、高质量以及形状复杂产品的基础设施，属于制造技术的关键环节。对于一般数控系统组织，运算器接收、运算、处理输入装置的指令或数据，并不断向输出装置送出运算结果。控制器能根据指令控制运算器和输出装置来实现各种操作及控制整机的循环工作，使数控系统执行所要求的运动，其中伺服驱动把来自控制器的脉冲信号经过功率放大、整形后，转换成执行部件的平移、进给或旋转等运动，主要包括驱动装置和执行结构两大部分。驱动装置由进给驱动单位电机、主轴驱动单元等组成，步进电机、直流和交流伺服电机是常用的伺服元件。执行机构根据控制器发出的指令信号，完成驱动装置对系统旋转和进给运动的控制。作为数控系统改进生产设备的实例，数字喷印技术是非接触印刷技术的主流，以低廉的价格和精美的印刷质量越来越受到用户的青睐。数字喷印吸收喷墨打印等新技术，墨水经过喷腔组件的小孔射出，喷印器在基材上方以高速度喷射墨水，同时晶体振荡器高速纵向振荡，使墨线分裂成一系列大小和间距相等的墨点，机器内部微处理器监视回馈的信号，随着物体的移动，更多的墨点打在物体表面就形成了字符或图线。经调研，市场上还没有针对薄膜开关制造工艺而开发的专业喷印设备，部分生产厂家引入用于广告喷印的喷墨打印设备进行面板的喷墨印刷，主要有2种：热泡式喷墨打印机和平板式喷绘机。深圳某公司生产的热泡式喷墨打印机，采用爱普生配件，底座同步，并采用步进交流电机和IC芯片控制模块化。由于该打印机源于办公打印机技术，墨量不厚，所以不能采用UV油墨，不能立体打印，且印制速度慢，无法满足规模化生产。广州某公司生产的平板喷印机，采用陶瓷压电式工业高速Konic，XAAR等喷头，由多色喷头组成单模组，且UV光跟随固化，可形成立体墨痕和喷印彩色图案，但不能用于电路喷印。由于该打印机在制造中各工序对位困难，故不能完全满足彩色面板、上电路、绝缘层、下电路的套印，工序切换速度慢，不符合一次流水套打的工艺要求。为了提高定位精度，采用计算机视觉定位技术、MARK高精度光学影像定位系统及图像AOI技术，印制精细度达0.1mm，对位精度≤0.2mm。采用多喷头阵列高速流水喷印技术，以4—12个喷头为1组并行喷印，从而实现高速输出。为消除喷头间喷印干扰，对12个喷头的喷印进行同步控制。采用2套独立控制电路，分组传输，每组喷头数不超过6个，从而能保证一般的4色彩油墨、金属导电油墨、特色工艺油墨的喷印阵列。DSP的定位圆图像采集及参数提取更进一步提高了定位精确度和喷印速度。设计的阵列双模式喷印平台基于数字控制器现场可编程门阵列（FPGA），DSP，PC及软件，由程序协调操作FPGA等多芯片运作，同时解决数据分配、时分信号和信号优化等数据处理问题。在数控系统中可以利用FPGA处理接口板与上位主控板之间的数据传输，接收下位伺服的反馈信号，监测伺服电机的工作状态。针对x，y，z和w方向的移动，利用可靠性、可编程多轴控制器构建精确位置控制系统。以PLC控制变频电机为执行元件，通过RS-485通信实现驱动单元的远程控制，提高系统的集成度与可靠性。基于以上设计和工艺，集成高速、柔性、精密配套技术以及制造工艺，利用数控系统的核心技术，喷印平台简化了传统工艺流程，只需改变电气参数就能完成不同的喷印任务，不需要为新产品的每一次改动而制作网版。设计的阵列喷印流水式装置通过交错及斜装阵列组合模式，由12通道静态喷头阵列与4通道动静双模式喷印模组构造，双模式构造能保证喷印清晰度和速度，解决缝接及拉线等问题。该装置能快速完成维护和喷头更换，提高了设备的灵活性和生产效率，其平台抗震、抗干扰能力较好，符合IP54标准。
2阵列双模式喷印平台的控制模块
2.1主要控制单元
作为一种典型的控制不同组合对象的多参数数控喷印平台系统，既有平移、旋转运动控制和图像识别辅助控制，又有喷墨头的温度、流量等过程控制。为保证高速阵列多喷印头的数据协调、时控合理，核心控制模块采用WDM类设备驱动程序架构和MINIPort层间驱动协议，驱动程序用VC编写和调试，使其达到4路USB准同步数据传输，时间关键帧技术保证操作系统达ms级响应。发挥硬件和软件的开放性，实现数控系统和伺服控制系统间的通讯、加工代码的自动生成、最佳模切顺序和最短空程路径。模块化设计后则重点关注控制器、数据处理、I/O系统、驱动接口等子模块，以上位机数控系统来扩展网络控制系统，使用计算机数控系统与FPGA控制器完成接口驱动，控制模块见图2。喷印控制电路系统重点包括基于FPGA的主控部分、基于DSP的定位圆图像采集及参数提取部分。采用现有控制技术的理论方法和技术条件，以FPGA嵌入式为主控制系统，FPGA有丰富的逻辑硬件资源，CycloneIIFPGA芯片有DSP系统、硬件协处理器、接口系统、通信系统、存储电路以及普通逻辑电路等功能子系统，能解决传统宽幅喷印机对大量图像数据在上下位机之间和系统内部传输速度的瓶颈。利用DSP实现复杂的电气控制算法，提高对字车电机和走纸电机运动的精度控制，从而提高宽幅喷印机的喷印精度。系统还开发了FPGA的时钟同步系统，在上位机获取时间戳并通过FPGA硬件电路矫正晶振频率的动态补偿，实现数控系统的精确时钟同步。FPGA主控部分主要包括USB接口模块、喷印数据处理模块、喷头驱动模块、温度控制模块、驱动电压调整模块、喷印图像存储及纠偏模块与DSP接口模块等7部分。
2.2模组控制单元的数据处理
FPGA接收数据并处理数据，发送数据到喷嘴、电机、相机等数字终端，数据缓冲区则使用多片DDR2，以加快数据传输速度。对输入数据进行分组，基于FPGA内核改变时钟域意味着整个喷墨头的处理在1个时钟周期内实现多目标的同步时钟系统。通过使用VHDL编写的时序程序发送控制字到FPGA的UART接收模块，根据控制字的不同，调整相应的数据，电机模块根据控制字产生相应的脉冲和控制信号，控制喷头电机的启停、方向和速度等数值，利用FPGA实现复杂的逻辑时序的控制信号。事件驱动控制的机电驱动系统也在FPGA实现，由有限状态机（FSM）定义所有可能的实现方向数据。其中，USB接口模块在每批次喷印开始前用于接收计算机发送下来的原始喷印图像，并将存储在外部缓存当中的定位原图像上传至计算机，用于在人机界面上检查初始标定参数是否正确。当喷印过程开始后，USB接口模块用于与计算机交互喷印过程中的实时参数，喷印数据处理模块用于将待喷印图像的像素数据进行拆解，并重新封装成适合喷头喷印的数据格式。喷头驱动模块用于计算时设置的有关喷印参数信息转化为适合喷头喷印的时序，以此时序来精确控制喷头的喷印。温度控制模块用于实时调整并显示喷头的温度，驱动电压调整模块用于实时调整喷头驱动电压的幅值及幅宽，存储喷印图像及工艺MARK参数信息处理，可以保证喷印位置的准确性。利用CycloneIIFPGA的并行执行特点，对2—4排喷嘴的数据进行处理及分配，实现实时喷射控制、装置控制逻辑与状态管理。多排喷嘴的数据收发1次，先将此行像素拆分成奇数像素数据和偶数像素数据，再将这2部分像素以相反的顺序发送至喷头，就能喷印1行完整的像素点矩阵。此时，将首先在存储中开辟一个动态的全局缓存，存放所要喷印的一排像素数据，再为若干个喷头分别开辟单独的缓存区和独立的进程，这些独立的进程将通过一定的交换机制，与其他相关进程进行数据交换，所有与喷头相关的进程完全并行，因此整个过程除了USB数据的接收外，其他部分所消耗的时间只相当于处理一个喷头数据所消耗的时间，从而提高数据处理的速度。
3结语
系统设计论文范文3
35kV变电站无人值守自动化系统的设计原则就是通过智能电网的理念，对整个县级电网进行建模，得到安全可靠的设计方案，以保证电网稳定运行。35kV变电站无人值守自动化系统最重要的设备是集控站，其负责整个系统的监控管理、数据收集、数据处理等［4］。无人值守系统较常规系统相比增加了微机自动巡视和跟踪功能(见图1)。受控子站主要包括测控通讯模块、远动通信模块、微机五防模块、网络通信模块、保护测控模块、视频监控模块等，由这些子站实现数据实时采集、通信、终端控制等功能。这些受控子站的分布模式主要有集中式、集中分布式、分散式3种［5］。本设计中采用的是许继集团CBZ8000自动化系统，包括站控层、通讯层、装置层3部分(见图2)。整个系统采用面向对象设计，系统结构简单，不设置总控单元，测控单元均为模块化结构并分散式安装。无人值守自动化控制系统，在遥测和遥信的基础上实现遥控和遥调功能。集控主站内的电气设备主要有:接地装置、35kV进线、断路器、无功补偿装置、电源、主变压器、10kV馈线等。
2后台监控系统设计
CBZ8000自动化系统支持WindowsXP操作系统，利用SQLServer2000构造数据库，基于VisualBasic语言编制程序。实现无人值守自动化模型，需要得到正确的网络拓扑连接，实现系统实时分析。上述算法即为网络拓扑连通性的验证，网络节点矩阵自动生成可以大大降低计算工作量。进入监控系统前要完成登陆，系统设计时一定要根据不同的用户组设置不同的权限，进入登陆系统后就可以查询各个子系统的状态，还可以查看整个变电站的运行数据(见图3)。监控系统还可以查看变压器和进线的调度，如感性有功电度、感性无功电度、容性有功电度、容性无功电度等。变电站出现故障后，会弹出报警界面，同时记录下超限值和发生故障的时间，工作人员需要查看上边的提示，通过保护装置进行操作。本设计采用的终端设备是WYD—800系列RTU，由测控设备完成初始数据采集和预处理，经以太网由终端设备传输到集控站。较以往系统相比，本次设计中改进了微机五防操作系统，主机可以基于规则库中的数据对实际数据进行逻辑对比，并生成相应的操作程序。操作票专家系统设置了5种开票方式:图形开票、专家库开票、调用典型票、手工开票、历史操作票。
3遥视系统设计及测试
现有变电站一般都具有四遥系统，本设计在这个基础上增加了遥视系统，即远程视频监控系统。此系统可以实现以下功能:监控35kV变电站变压器和主要设备情况;对周围环境进行监控并实现消防系统报警;对门禁情况进行中心控制;辅助电力生产减少工作量。变电站遥视系统设备主要有:可控摄像机、烟雾传感器、红外传感器、电源、计算机、交换机、服务器等(见图4)［6］。中心监控服务器是本系统的核心，承担着工作人员与前端设备联络的任务，其可以实现服务器模块管理、监控系统设置、身份认证、权限管理、视频设备管理、镜头分组、报警和联动、中心录像、数据检索、电子地图等功能。遥视系统应用时，工作人员可以在集控站对变电站受控设备进行远程巡视，实现无人值守变电站的自动控制功能，并结合视频监控系统和图像监视系统提供的数据，远程控制现场球形摄像机(见表1)。
4结语
系统设计论文范文4
根据系统的总体设计，应由系统主登录页面，包括管理员、教员、考生均可从此页面登录，采用密码认证方式，系统根据选取的登录页面登录至管理、考试、查询等功能页面。考生输入验证信息登录后，选择考试科目，考试级别，即可进行相应试题生成并进行培训考试，考生交卷后，系统进行自动判断并显示分数，若含有主观题，则需要教员登录进行人工判卷，最终考生的考试记录和分数将存入数据库。
1.1各功能分解设计
（1）data.asp。Data.asp文件主要实现数据库的连接功能。可方便其他功能页面连接数据库时引用。
（2）default.asp。该页面为系统的首页，提供系统入口。在此页面可实现用户的登录和注册引导。利用表单域获取用户输入的验证信息，提交给处理页面进行处理，反馈结果，并连接至相关页面。
（3）register.asp。该页面实现用户注册功能，用户填写所需的注册信息，该页面进行预处理，检测数据库用户表中是否有冲突信息，若无冲突信息则写入数据库用户表，有冲突则提示用户冲突项，更正后重新执行注册代码。
（4）select.asp。该页面实现用户登陆考试系统后进行考试科目的选择，考生信息的核对，提供信息给考试页面生成试题。
（5）test.asp。该页面为考试页面，实现条件实现随机试题的生成，并对培训考试时间进行提示，在预设时间点对考生给予时间提醒。该页面使用Randomize产生0-1间的随机数，用于控制系统对试题的随机选择。考试结果页面，考试结束后若仅有主观题，则系统自行进行判卷，反馈考试结果，并对考试记录和分数进行入库操作。
1.2关键算法介绍
系统设计过程中有三处关键算法。第一个是如何实现在随机选题。随机选题使用常用的rnd()函数，在使用该函数前需使用Randomize产生随机因子。第二个是保证随机选题不重复。为解决该问题，设计使用在题目表中开一列ifselect字段来标识是否已经进行过该题的选取，若为0则表明为选取，代码选择该题，若为1，则跳过。再每次生成考卷后都将ifselect赋值为0，以便下一用户选题。第三个是如何将test.asp中所有试题ID号传到result.asp中。因为试题数是变值，用一般的使用变量方式行不通。可采用将id号以逗号分隔存在字符串变量中，然后到result.asp页面中用split（）函数拆开存放到数组中的办法进行解决。
2结论
系统设计论文范文5
关键词：单片机；串行通信；总线；计算机；接口
随着自动化技术、计算机技术和网络通信技术的飞速发展和广泛应用，论文工业过程的智能化、自动化监测与控制系统的应用日益广泛．单片机系统由于其抗干扰性能较好被大量应用到工业过程控制的各个领域。因为工业现场环境较恶劣，单片机系统在使用过程中通常会出现一些设计时想不到的新情况、新问题，这就需要进一步修改和完善．因此，有必要设计一套单片机综合实验系统，根据工业现场反馈的各种问题，随时对系统中的功能模块进行实验研究和分析，解决工程实际问题．本文设计的这套单片机综合实验系统具有自动采集多路模拟量、对采集的数据进行处理和显示、根据设定的参数自动调节和控制输出、与计算机进行远距离数据通信等功能．
1系统组成及工作原理
综合实验系统主要由以下几部分组成：89C51单片机及其仿真系统，温度、压力等模拟量传感器及其接口电路，A／D转换模块，数据存储模块，按键控制模块，日历时钟模块，看门狗电路模块，FP—GA模块，液晶显示模块，通信模块及上位计算机，其组成框图如图1所示．系统采用89C51单片机作为主控芯片，A／D转换模块将多路模拟信号转换为数字信号；外部数据存储模块为该系统采集的数据提供存储空间；按键控制模块向CPU传回键值，用来设置和调节系统参数；日历时钟芯片不仅可以给系统提供准确的时间，而且为系统提供掉电保护功能；看门狗电路模块为系统提供了精确复位和低电压监控功能，一旦系统出现故障或程序跑飞，它就可以在超时周期之后使CPU复位，提高系统的整体可靠性和抗干扰能力．FPGA模块是现场可编程逻辑门阵列，通过编程可将它作为多种数字逻辑器件使用；LCD液晶显示模块可以同时显示多行字符及自造图形，主要用来显示采集到的数据、系统时间等；兼容RS485和RS232两种协议的全双工串行通信接口，可以与上位计算机进行远(约1200m)近(约15m)距离的数据通信[1]；上位计算机将接收的数据进行存储、显示、绘制模拟曲线、打印曲线和数据文件，按照用户的具体要求作进一步的数据分析和处理，同时发送控制参数，对被测对象的温度、压力等进行控制和调节．
2系统硬件设计
2．1单片机仿真系统
单片机仿真系统可以模拟CPU在仿真机上运行用户程序(程序和数据存储器借用仿真机的)，也可以连接外部电路来实现动态监测与控制功能．仿真机一般都具有单片机的基本功能部件，如CPU、RAM、用户程序存储区、键盘等；具有单步、设置断点(以便随时观察内部各RAM、特殊功能寄存器的数据变化)、连续运行用户程序的功能[2]．
监控程序放置在仿真机内，要仿真的CPU器件位于仿真机外仿真线的端头，毕业论文更换不同的仿真头和CPU，该机可以仿真8031、89C2051、89C51等类型的单片机，该机的调试软件可以直接编辑汇编源程序．通过仿真机进行编程和调试减少了对芯片的频繁写人、擦除和修改操作，只有当程序调试顺利通过才将程序写入芯片，编程方便且节省时间．
2．2传感器的选择及信号变送电路的设计
传感器作为系统的感知器件，直接影响着系统的精度和稳定性．本实验系统中，温度传感器选用精度高，线性度好，使用方便的LM335传感器；压力传感器选用标准应变式压力传感器，它具有精度高、响应速度快、分辨率高等特点．传感器接El电路的设计采用了模块化设计方法，设计了温度、压力等专门接口电路，直接与上述各种传感器相连．由于从传感器输出的模拟电信号非常微弱，需对这些模拟信号进行放大，同时为了确保信号不失真，选用了线性度好、抗干扰能力强的高精度运放OP07，其特点是输入失调电压较高、温漂较小、开环电压增益较高、共模抑制比较大，它输出的模拟信号经10位A／D转换器TLC1543转换成数字信号后，送人89C51进行处理．
2．3通信模块的设计
计算机(PC)串行通信端口是RS232负逻辑电平，该实验系统上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通过RS232总线进行点对点通信，也可以通过RS485总线进行多机通信_3]，RS485总线上最多可挂接32个综合实验系统，总体布局如图2所示．所以实现计算机和该实验系统之间的近距离通信，通过RS232接口即可；若要实现计算机和该实验系统之间的远距离通信，则必须将RS232电平转换为RS485电平后，才可将实验系统挂接在RS485总线上．RS232-RS485电平转换原理如图3所示，通过MAX485的差动输入(A、B)与RS485总线相连进行信号的收／发，由于RS485总线上只能进行半双工通信，所以MAX232和MAX485之间除了接收和发送线外，还有一个信号线来控制MAX485的接收使能(RE)和发送使能(DE)，在PC与RS232相连的这一侧，通过PC的请求发送(RTS)来控制．
2．4串行总线I*2C
I*2C总线是PHILIPS公司开发的一种简单、双向二线制串行总线[4]．它只需两根线(串行时钟线SCL和串行数据线SDA)就能完成挂接在总线上的若干个IC器件与微处理器之问的数据交换．该实验系统采用具有IC总线接口的看门狗芯片CATll61和可编程实时时钟芯片PCF8563，由于单片机89C51自身没有IC总线接口，所以采用软件合成IC总线与它们相接．
IC串行总线与并行总线的最大区别在于：并行总线有地址总线，CPU通过地址总线访问从器件；而IC总线利用数据传送中的前几个字节传送地址信息，所以占用CPU的口线大大减少[5]．随着智能化测控仪器日趋小型化和集成化，IC串行总线正在逐步取代传统的并行总线．．5抗干扰设计
工业监控现场工作环境一般较差，干扰较严重，为了保证系统可靠工作，必须解决抗干扰问题．针对工业监控现场可能产生的干扰、干扰来源、传播途径等，采用了软硬件方法对系统进行抗干扰设计．硬件抗干扰设计主要包括：对电源噪声进行滤波、大功率驱动电路接口进行光电隔离、集成电路芯片的VCC与地之间并连电容、优化电路板的布线、看门狗监控等；软件抗干扰设计主要包括：软件陷阱、软件自恢复、数字滤波、求平均值等．
对于数据输入通道的干扰，采用软硬件结合的方法进行滤波．当存在随机干扰而使被测信号中混入了无用成分时，硕士论文首先经过一个时间连续的RC滤波电路，再经A／D变换成二进制数字量后，进行数字滤波．因为硬件滤波能很好地抑制高频干扰，而对低频干扰的滤波效果却较差；而软件数字滤波算法对低频干扰具有较好的抑制能力．
在控制强电设备的开关量输出通道中，为防止现场强电磁干扰或工频电压通过输出通道反串到监控系统，采用了光电隔离技术．因为光信号的传输不受电场、磁场的干扰，可有效地防止干扰信号因耦合而进入系统，达到电气隔离的效果．
3系统软件设计
系统软件包括单片机软件和PC机软件．单片机软件采用模块化结构，利用MCS一51汇编语言编写．根据要实现的功能，该软件由主程序以及数据采集、A／D转换、数据通信、日历时钟编程、键盘中断调控、液晶显示、D／A转换、数码管显示等程序模块组成．下面以加热炉的炉温控制为例，给出系统程序流程图如图4所示．
PC机软件的主要功能是对单片机系统采集的数据进行存储、处理、动态模拟显示、报表绘制、打印输出等．PC机软件采用VisualBasic6．0编写，医学论文PC机与单片机之间的实时通信程序主要是通过计算机的串行通讯口进行数据的实时采集和双向通信，此外，PC机程序还将单片机采集过来的数据按照用户的具体要求进行动态显示、数据统计、生成报表和数据文件等，并对不同情况下得到的数据进行对比分析，总结出变化规律．
4实验结果与分析
为了测试该系统的实时性，将5台综合实验系统与工业计算机组成分布式多机通信系统，单片机串口工作方式1(传送一帧信息10位)，波特率2400bps，一帧数据采用5个字节(其中数据占2个字节是因为A／D转换结果是10位)的格式，如表1所示．5台实验系统各采集一次数据给PC机传送时，理论上连续发送速率为2400／(10*5*5)===9．6次／s．经过测试发现，计算机在120ms后收到了5台综合实验系统发送的共250位数据，实际发送速率约为8次／s，这是因为有状态转换和等待时间；为了测试系统的可靠性和稳定性，将调试好的程序写入单片机芯片，使系统连续运行，120h后观察系统仍然在按设定的流程工作，没有出现死机现象．该系统经过多次改进和实验验证后，据此设计了工业加热炉炉温控制系统并在工业现场安装使用，结果系统能连续正常工作(工业计算机故障除外)，测量随机误差为±0．01℃，控制结果满
足了实际要求．
5结论
该综合实验系统不仅能为以单片机为核心的系统前期探索研究提供一种方便的实验装置，而且能在远离工业现场的实验室解决工业应用中的实际问题．实验结果表明该系统可以将许多分散的实验项目整合在一起进行研究和分析，节约资源，降低成本；实验数据正确率高，通信实时性强，系统工作可靠；单片机串行网络构成的分布式通讯系统灵活性强，易于扩充，其基本原理适用于工业现场的分布式数据采集、检测及控制系统，具有很大的实用价值．
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系统设计论文范文6
1.基本概念
狭义的安防监控系统仅仅指视频监控系统，是指应用光纤、同轴电缆或微波在其闭合的环路内传输视频等信号，并从摄像到图像显示和记录构成独立完整的系统。它能实时、形象、真实地反映被监控对象，它可以在恶劣的环境下代替人工进行长时间监视，通过录像机记录下来。同时报警系统设备对非法入侵进行报警。这是一种监控当中的最重要也是最有效的手段之一，但是不是安防监控的唯一，也有自己的一些缺点。广义的楼宇安防监控系统是指所以对小区安全进行监控报警的系统的全称，其中不仅包括视频监控，也包括对讲系统、红外线监控、报警系统等等，主要包括的要素有：摄像传输显示监控系统、自动报警系统、对讲系统等。笔者认为：当前楼宇智能化趋势要求各种控制系统高度集成，顺应时代的发展，科学意义上的安防监控系统应该是广义上的，而且是高度集成的安防系统，不仅有视频设备，还有有针对小区周边地区进行监控的红外线、自动报警系统、火灾报警系统等构成的集成系统，所以仅研究视频系统是片面的。
2.发展前景
从市场需求来看，随着社会服务的发展，小区业主对安全的考虑越来越重视，而传统的巡查制度管理困难，成本高昂，所以安全防控系统对于小区管理极其重要，是为了各大型建筑、居民建筑以及别墅式建筑的发展趋势。其次，现代通讯技术、计算机网络信息技术以及自动控制技术的发展，智能化建筑技术的提升与普及，楼房的安防监控系统发展也非常迅速。未来的发展市场前景广阔，将成为建筑必备设施，而且技术手段更加先进，与数字技术的联系更加紧密。从国家政策层面来讲，政府构建和谐社区的目标将推动安防监控系统的发展与普及。，例如：北京市2010年社区主要道路视频监控设施覆盖面达到80%以上；社区平房、未封闭楼房安装使用门磁报警器、楼宇对讲器系统等设施达到80%以上。
二．国内楼宇安防监控发展现状与趋势
中国安防监控技术大致起源于上世纪60年代初故宫博物院的安防报警系统。之后的若干年，中国安防监控一直是以防盗报警系统为主。目前从市场来讲，楼宇安防监控系统已经成为城市建筑的必选项目，也是小区建设的重点项目，这几年技术发展也非常迅速，智能化建筑的发展推动了此项目的发展。但是，目前国内的安防监控体系制造商竞争激烈，一些规模较大的通信、IT、家电企业纷纷推出视频监控产品，传统视频监控市场竞争格局逐渐发生变化。更多领域的厂商进入视频监控领域，说明视频监控市场本身蕴藏着巨大的机会。但相对于网络市场的高度竞争，视频监控市场的竞争还处在相对较低的层面，参与竞争的厂商实力，包括企业规模、研发能力、营销能力等普遍不强，主要依靠价格竞争。随着数字视频压缩编码技术的不断成熟，从上世纪90年代中后期开始，基于数字视频压缩编码技术的硬盘录像机开始出现在安防视频监控领域，基于多媒体计算机的多媒体监控系统以及基于网络传输的网络视频监控系统亦成为现代电视监控系统的主流。如今，国内很多从事电视监控设备生产或系统集成的厂家已经在上述综合型电视监控系统的研发上投入了很大的精力，并已取得初步成果。未来，数字化、IP化、智能化是视频监控发展的趋势，视频监控的IT化趋势也将更加明显。
三．楼宇监控安防系统的设计
1.系统设计思想
智能化安防监控系统的设计，必须充分应用现代电子信息技术、计算机技术与高科技通信技术，使得监控的效果更佳。
（1）模块化
必须坚持完整地一次性完成总方案设计。整个系统的综合布线和诸多自动化通信网络工程系统线缆布局，应同步地与土建工程同步进行实施预埋。防止边施工边修改，施工后在修改的情况出现。对于智能化大楼的建设，楼宇监控系统的设计还需要与其他的设备如通信、办公、自动控制等多方面地有机自动结合，实现智能化集成管理，这是安防系统发展的趋势。
（2）超前化
如果条件不成熟，也应该预留管道与接口，为未来施工留下余地。尤其要注意系统和自控设备的功能超前、创新实用、高效优化的组合。在建立完善网络结构化全面综合布线的前提下，整个智能化管理系统的主设备、关键部件及终端控制设施，可根据住户的实际经济能力，按分期分批逐步实施原则进入安装、调试运行。
（3）实用性
所开发的实用功能应能为用户实实在在地感受和使用，以人为本，充分体现幽雅舒适便利快捷的工作环境，并因此而提高工作效率，同时应与国情相符，与城市的基础设施和周边环境适应。在保证整个系统先进性、可靠性的前提下，力争做到性能价格比的最优化。
2.整个系统设计的要素
楼宇监控安防系统主要有几个方面的设备单元通过电路整合而成，主要包括：楼宇视频监控系统、楼宇对讲系统、楼宇报警系统等，以及各个部分均有相关的部件和设备组成。
（1）楼宇视频监控系统
摄像机设备是楼宇安防监控体系的主要设备，也是数量最多的设备，它就如整个楼宇监控的眼睛，24小时紧盯着楼宇的关键区域的动静。同时，它把视频信号转变成为数字信号，传输给显示器，显示器设备中的软件系统对信息进行处理，形成同步的集成视频。这样，只需要一两个监控人员就可以环视整个楼宇关键区域发生的异常情况。视频监控系统对所传输的图像信息具有切换、记录、重放、加工和复制等功能。
（2）楼宇门户对讲系统
对讲系统是一种成本低廉的安防系统。是在各单元口安装防盗门，小区总控中心的管理员总机、楼宇出入口的对讲主机、电控锁、闭门器及用户家中的可视对讲分机通过专用网络组成，以实现访客与住户对讲。住户可遥控开启防盗门，各单元梯口访客再通过对讲主机呼叫住户，对方同意后方可进入楼内，从而限制了非法人员进入。同时，若住户在家发生抢劫或突发疾病，可通过该系统通知保安人员以得到及时的支援和处理。
（3）周围红外线探测系统
一些建筑周边地区难以用视频设备实现完全监控，所以对于建筑或者小区周边安装红外探测器，利用主动红外移动探测器对越界行为进行监控，并连接到监控中心的报警中心，当有人非法进入时，探头即自动感应，触发报警，主机显示报警部位，同时联动相应的探照灯和摄像机，并在主机上自动切换成报警摄像画面，报警中心监控用计算机弹出电子地图并作报警记录。
（4）信号传输系统
传输部分是安防监控系统图像、声音、红外线等多种信号的传输路径。主要由同轴电缆、互联网线路等组成。视频传输部分要求在前端摄像机摄录的图像进行实时传输，同时要求传输具有损耗小，可靠的传输质量，图像在录像控制中心能够清晰还原显示。传输线路的设计应避开恶劣或磁场强的环境或易使管线损伤的地段，与其他管线不要交叉。在线路敷设方式上，对于扩建、改建工程可采用明敷设，可采用钢管或PVC管或线槽保护电缆。
（5）安防监控中心
控制部分就是安防监控系统的指挥中心，就是系统的大脑。它将视频摄像机获得的信号通过网络统一集成到这个指挥中心，负责视频信号的处理、记录、遥控等。同时，中心负责门户对讲系统的集中管理，负责集成报警系统的监控以及供电系统的维护等。指挥中心对内与业主联网，对外还可与公安"110"处警中心实现联网。当视频监控、对讲系统、红外探测等系统提出报警信息的时候，监控中心将立即自动进行报警，包括进行语音警告、警报器蜂鸣，同时在监控中心现实发生警报的位置，视频自动录像，链接110指挥中心等。
（6）辅助供电系统
电源的供给对于保证整个闭路监控报警系统的正常运转起到至关重要的作用，一旦电源受破坏即会导致整个系统处于瘫痪状态。系统的供电可以采用集中供电和分散供电两部分，用户可以根据实际的需要进行选择。
3.系统关键部分设计要求
（1）视频监控系统设计
摄像机的布控是设计关键。布控设计的时候主要考虑这样几个因素：监控范围的关键性与完整性、设备安装的美观性、设备安装的隐蔽性。关键性只要是指设备要安装在楼宇的关键区域，这个区域要能够对人员必经的出入之处以及容易发生安全问题的死角进行监控；完整性是指摄像机的分布要形成互相衔接，较少监控的盲区与死角；美观性是指摄像机的位置、形状、角度要得体、大方美观、与环境协调，一些内部元器件要安装在防护罩内；隐蔽性是指摄像机的安装尽力放在不易关注的地方，要照顾一般人员的感受，不要咄咄逼人地随时注视着业主，同时对于一些不法分子进行隐蔽的监视，可以让其防不胜防地暴露在显示器上。例如：摄像机的布防设计类型主要有：
a.大厅布控。
在大厅中央安装吸顶式集成式摄像机，将摄像机、云台、解码器等部件均安装在半球型防护罩内，能作水平360º、垂直90º运行旋转。如果使用可变焦的摄像机镜头，基本上能够对大厅的情况一目了然。
b.电梯布控。
电梯是容易激发违法分子犯法动机的易发点。处于美观与隐蔽的考虑，电梯内可以安装针孔型摄像机，它能与楼层显示器实施方便的连接，可正确清楚地观察与记录在电梯运行时进出人员的实际情况。
c.走廊布控。
走廊也适合安装集成摄像机，安装在走廊的顶端或者一段的角落。走廊不一定需要很大的旋转视角，但是需要变焦镜头（具体看走廊通道的长度），因为走廊的亮度相对较差，所以需要安装亮度较高的摄像机，以便在比较暗的灯光情况下也能看清楼内通道内人员的面容和相关活动情况，由于它具备隐蔽的特点，不影响大楼美观大方得体的布局。
d.楼宇周边地区布控。
楼宇的周边地区比较复杂，需要根据具体地形进行布控，做好防风防雨防晒措施，可以在楼宇的墙面，周围的路灯上，绿化地带内等地段进行安装，特别是要关注停车场这样的地段，进出大楼的相关人员都可观察与记录下来。
（2）门户对讲系统设计
视频监控属于小区集中监控系统，而楼宇对讲系统属于业主主动防御系统，具有积极的意义。通过楼寓对讲系统，实现控制开门，来访者在单元的可视门口机上选通住户，由住户确任后，按开门键开启单元门。选购楼宇对讲系统应该针对不同的住宅结构、小区分布和功能要求来选择，有些适宜于非封闭式管理的住宅，能够实现呼叫、对讲和开锁功能，并具有夜光指示的功能。封闭式管理的小区则可选用带有安全报警功能的室内机，用户可根据各自需要安装门磁、红外探头、烟雾报警、煤气泄漏报警装置等。一般在户数容较小的的多层房中采用直按式多线式产品，则既可达到对讲的基本功能，也可以合理配置节约系统投资成本。未来如要扩展为联网系统，只需在每个单元楼里，配置1台通讯转换器，即可将室内机传出的求助信号转换成数字信号，并发送到小区管理中心，在系统主机上显示和存储房号。为方便工程布线，根据不同的小区分布，大系统总线可采用星型布线和环型布线。为解决大系统信号衰减，在同一根电缆上视频双相传输双项放大可采用智能化信号增强器。封闭式的小区还可设置管理中心。管理中心机可储存报警记录，可随时查阅报警类型、时间和报警住户的楼栋号和房号，中心机可监控和呼叫整个小区与楼栋门口。
（3）红外线探头
小区园区及周界不可能都安装摄像机监控设备，所以摄像监控区总会有盲区。所以，选择防止越界的地点安装红外线探头，采用远距离主动红外对射探头，利用接口与总线相连，实现小区的周边防范。一旦小区周边有非法侵入，报警主机发出报警，指出报警的区域、时间、探头编号等。该系统主要由红外对射探头、系统主机及警号等组成。当周界有报警时，保安中心的报警控制主机，发出报警声并显示报警区域编号。系统采用总线结构，便于以后的扩展。系统具有防剪线功能，一旦出现剪线或损坏，能及时向管理中心报警。系统由红外、微波双探测器及闪光报警器构成，信号送至防控中心，并与电视系统合用矩阵控制系统/画面分割器、电视墙等控制设备。
（4）自动报警系统设计
自动报警系统是建立在视频监控、对讲系统、红外线探头监控系统的基础上，建立的信号警告系统。自动报警系统与电视监控系统相连接，将从用户对讲系统、户外红外线探头系统、消防火灾监控系统方面接受到的报警信号通过系统将信号送至电视监控系统，当有报警发生时，电视监控系统会自动将报警现场的图像切换到主监视器上。同时报警系统可按分区单独撤防布防。通过在大楼出入口、各层楼梯间出入口、走道、房门口等部位设置探头、摄影机，在室内安装火灾探头，通过这些设备完成报警监测。当报警发生时驱动声光报警装置，同时配语言报警单元，实现模拟人工报警，将警报通知公安部门。
4.互联网技术在安防监控中的运用
从楼宇安防设计的发展趋势来看，互联网技术的嵌入是未来发展的主要趋势。目前，大楼内安装的监控系统根据用户监控要求的不同大致可分为两种网络环境：主要提供大楼内部的安全保卫和物业管理需要，可利用大楼内的局域网络；对于个人用户，还比较关注的是可在办公室等异地，通过互联网络的支持随时可以监控到家里的安全和小孩生活的情况。利用楼宇内部现有的局域网资源，可将前端的摄像机和报警设备(如烟感、红外、门磁等)接入视频服务器，通过视频服务器的数字压缩处理，可将视频信号直接连入局域网内。在监控中心，安装网络视频监控系统，该系统在后台运行视频监控服务器程序，主要完成现场图像接收，用户登录管理，优先权的分配，控制信号的协调，图像的实时监控，录象的存储、检索、回放、备份、恢复等。保安和物业管理人员可利用自己的办公微机，在网络中随时监控现场的环境。通过网络视频监控系统，可以将一些公共区域的情况开放给业主，业主经过系统授权，可观看到指定的监控画面。
四．设计案例——***花园小区网络视频监控系统设计
作为广州十大明星楼盘之一的***花园小区，其开发商从系统应用的实际需求出发，在综合比较分析国内监控市场上各种监控模式及解决方案的基础上，在小区楼盘中采用基于网络视频服务器的第三代全数字网络视频监控管理系统。按照实际需求规划配置108台摄像机，分别对小区内部楼道、楼内大堂与电梯口、地下室停车场、小区周边出入口等重要地点进行视频图像监控。系统共配备27台网络视频服务器，分别安放在各楼栋的弱电房内。楼栋内以及附近地下车库的监控摄像机每4台摄像机就近接入弱电房内的网络视频服务器。网络视频服务器连入小区内部局域网将数字图像信号发送到监控中心。
根据上述开发商要求，系统设计单位和设备厂家协商做出以下解决方式：
1、由于网络视频服务器后台的"网络视频集中监控系统"管理软件具备最多16画面分割显示功能，而本系统总共有108路视频图像，全部要求实时录像和显示，因此，监控中心配置8台电脑并安装配套的"网络视频集中监控系统"管理软件，其中1台作为监控主机，执行系统管理以及对前端网络视频服务器设置的功能，实时调用显示任意一路视频图像或回放任意一路的历史录像资料，执行对任意监控点摄像机云台镜头的控制，但不执行录像功能；另外7台电脑作为监控副机（其中6台每台负责系统内指定的16路视频图像的显示、录像功能，另外1台负责系统内余下的12路视频图像的显示、录像功能。）执行指定视频图像的显示、录像功能。
2、监控副机均配备17英寸显示器，显示器固定安放在电视墙柜里，全屏显示直接组合成监视墙（即电视墙）；监控主机的显示器直接摆放在操作台上以便于日常操作管理；监控电脑机箱全部放置在机柜里。
3、考虑到操作台空间的有限性，再加上日常控制操作以监控主机为主，因此所有电脑通过切换器共用一套鼠标键盘实现控制管理操作。
4、监控电脑配置为：CPUP42.4G，内存512MDDR，显卡GFORCE4128M，工控主板及机箱电源，每台电脑内置3个120G硬盘，用于存储录像资料（要求保存所有视频录像资料1周每天24小时，之后录像资料自动覆盖更新。通过以上的监控中心电脑管理解决方式，不仅完全实现了系统的功能要求，在图像显示效果上更胜于传统方式，而且监控中心无须配备复杂、昂贵的大路数矩阵切换系统、画面分割器等就可以实现画面分割、切换、调用放大等功能。
