前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的智能論文主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
1.1加上環(huán)境溫度,進(jìn)水溫度,水壓,水流量[3]的變化影響,出水溫度將滿足下列函數(shù)關(guān)系式。其中λ為溫度影響因子,Q為水流量,P為水壓。在恒溫控制系統(tǒng)中,為了可以減少整個(gè)溫控系統(tǒng)的延時(shí)性,在系統(tǒng)輸出誤差絕對(duì)值較大時(shí),采用飽和輸出的工作方式。同時(shí),為了防止系統(tǒng)過大的超調(diào)量,在系統(tǒng)誤差的絕對(duì)值在小范圍時(shí),采用增大積分系數(shù)的辦法,以提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。因此本系統(tǒng)所采用的智能PID算法是一種非線性算法,可以顯著改善恒溫系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)精度。該系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥,其開度控制是通過接通時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)進(jìn)行的,因此在引入PID控制時(shí)使用增量式。
1.2首次閥門開度技術(shù)系統(tǒng)會(huì)預(yù)先設(shè)置好4組PID參數(shù),為了使水溫能夠快速且準(zhǔn)確的達(dá)到設(shè)定溫度,在進(jìn)行PID調(diào)節(jié)時(shí),系統(tǒng)會(huì)根據(jù)3號(hào)溫度傳感器采集到的環(huán)境溫度T3,與設(shè)定溫度T3s(用戶設(shè)定,默認(rèn)值為20℃,參數(shù)設(shè)定范圍為-15℃~45℃)和設(shè)定參數(shù)ΔT3s(用戶設(shè)定,默認(rèn)值為15℃,參數(shù)設(shè)定范圍為5℃~30℃)之間的關(guān)系來(lái)確定首次閥門的開度。若T3T3s-ΔT3s,則系統(tǒng)選擇PID1的設(shè)定參數(shù);若T3s-ΔT3s<T3<T3s,則系統(tǒng)選擇PID2的設(shè)定參數(shù);若T3T3s,則系統(tǒng)選擇PID3的設(shè)定參數(shù)。這樣可以保證水溫能快速穩(wěn)定的達(dá)到目標(biāo)溫度。
1.3溫度斜率參與控制技術(shù)為了提高空氣能熱水器出水溫度達(dá)到60℃以上,有效防止溫度超調(diào)量過大,采取溫度斜率參與控制來(lái)提前控制溫度的快速上升。針對(duì)溫度上升階段,當(dāng)閥門開度逐漸減小時(shí),溫度上升曲線的斜率為遞增趨勢(shì),這樣容易造成溫度超調(diào)量大,導(dǎo)致機(jī)組溫度過高而保護(hù)停機(jī)。在溫度上升階段加入斜率參與控制技術(shù),當(dāng)溫度的上升量大于設(shè)定值時(shí),即當(dāng)每10s溫度上升大于0.6℃時(shí),閥門停止關(guān)閥動(dòng)作,這樣能控制溫度上升的曲線斜率為遞減趨勢(shì),給水溫變化留有合理的緩沖時(shí)間,防止超調(diào)量過大導(dǎo)致機(jī)組保護(hù)停機(jī)。
1.4閥門跟蹤技術(shù)在低溫情況下,系統(tǒng)加入了閥門跟蹤技術(shù),即在閥門已經(jīng)接近處于全關(guān)位置,但是水溫還沒有達(dá)到設(shè)定溫度,這時(shí)就啟動(dòng)閥門跟蹤,使閥門停在現(xiàn)在的位置,等著溫度上升,而不再進(jìn)行關(guān)小閥門繼續(xù)調(diào)節(jié),這樣既能達(dá)到目標(biāo)溫度,又能防止在水溫接近目標(biāo)溫度時(shí),閥門頻繁動(dòng)作[9]。同時(shí)在PID調(diào)節(jié)的同時(shí)加入閥門位置跟蹤,也有利于防止閥門關(guān)死導(dǎo)致機(jī)組壓力過大而停止工作。從首次開閥進(jìn)入PID調(diào)節(jié)到T1(出水溫度)達(dá)到Tsp(目標(biāo)溫度)的這一溫度上升時(shí)段內(nèi)參與,即當(dāng)信號(hào)到來(lái)時(shí)從全開位置開始記錄單片機(jī)累計(jì)向閥門發(fā)出的脈沖個(gè)數(shù)n。當(dāng)n=b時(shí),則暫時(shí)屏蔽單片機(jī)向步進(jìn)電機(jī)輸出脈沖,此后待T1溫度每10秒鐘上升幅度小于設(shè)定值時(shí),并且T1<Tsp則輸出脈沖屏蔽暫時(shí)退出,切入PID調(diào)節(jié)。此時(shí)閥門跟蹤繼續(xù)參與,若在T1<Tsp時(shí),出現(xiàn)了b=N5(N5定義為閥門的最大開度),則再次屏蔽輸出脈沖,使T1每10秒鐘上升幅度小于設(shè)定值時(shí),則本次閥門位置跟蹤結(jié)束。
1.5自適應(yīng)計(jì)算參數(shù)系統(tǒng)一共有4組PID控制參數(shù),通過3號(hào)溫度傳感器采集到的環(huán)境溫度可以確定不同的地區(qū)和不同的季節(jié)。同時(shí)將采集到的出水溫度和用戶的設(shè)定溫度進(jìn)行比較計(jì)算出偏差,系統(tǒng)可以自動(dòng)選擇前3種PID控制參數(shù),同時(shí)系統(tǒng)還會(huì)通過2號(hào)溫度傳感器采集到水箱溫度T2。若系統(tǒng)正式進(jìn)入PID調(diào)節(jié)15分鐘后,檢測(cè)到T2SP-10℃且T260℃時(shí)(SP=T1s-ΔTLs),則系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入PID4的調(diào)節(jié)狀態(tài)。所以本系統(tǒng)具有一定的自適應(yīng)能力,可以適應(yīng)不同地區(qū)和季節(jié)的恒溫出水。
1.6復(fù)合智能控制系統(tǒng)流程復(fù)合智能控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),具有自適應(yīng)能力,可以根據(jù)環(huán)境溫度,進(jìn)水溫度和水箱溫度自動(dòng)切換到合適的PID參數(shù)組。在智能PID算法的基礎(chǔ)上輔以首次閥門開度技術(shù),溫度斜率參與控制技術(shù),閥門跟蹤技術(shù)形成了復(fù)合智能控制算法??朔讼到y(tǒng)的調(diào)節(jié)滯后,響應(yīng)緩慢,難以控制等問題。其流程圖如圖2所示。
2測(cè)試結(jié)果與分析
系統(tǒng)經(jīng)過前期方案論證和軟硬件設(shè)計(jì),在某型號(hào)熱泵熱水器上實(shí)際運(yùn)行,獲得了滿足工業(yè)控制要求的控制曲線,由此可以證明復(fù)合智能控制算法所提出的控制策略和程序?qū)崿F(xiàn)方法符合實(shí)際控制要求。以下分別給出傳統(tǒng)數(shù)字PID控制算法和復(fù)合智能控制算法的恒溫系統(tǒng)控制曲線。其中環(huán)境溫度為20℃,目標(biāo)溫度為60℃,圖3為采用傳統(tǒng)數(shù)字PID測(cè)試曲線,圖4為采用復(fù)合智能控制算法測(cè)試曲線。從圖3可知當(dāng)設(shè)定溫度為60℃時(shí),溫度需要經(jīng)過13分鐘的時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定輸出狀態(tài),輸出溫度約為58.5℃,溫度的超調(diào)量約為6℃。從圖4可知當(dāng)設(shè)定溫度為60℃時(shí),溫度需要經(jīng)過5分鐘就能達(dá)到穩(wěn)定輸出狀態(tài),輸出溫度約為59.5℃,溫度的超調(diào)量約為1.5℃。比較測(cè)試曲線可以看出,這種算法可以獲得滿足工業(yè)控制要求的控制曲線,能減小調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量,能夠在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到用戶設(shè)定的出水溫度。
3結(jié)束語(yǔ)
關(guān)于指紋的密鑰量計(jì)算,有不同的計(jì)算方法,但密鑰量十分巨大是共同的。1910年,法國(guó)巴黎大學(xué)教授勃太柴就按照人完整指紋上有平均100個(gè)的特征點(diǎn)(實(shí)際75個(gè)-175個(gè)),且每個(gè)特征點(diǎn)存在4種特征類型計(jì)算,構(gòu)成的排列總數(shù)為4100=1.6069×1060,這顯然是一個(gè)天文數(shù)字,完全可以保證全人類都不可能有相同的指紋。實(shí)際上現(xiàn)代對(duì)指紋密鑰量的計(jì)算還遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于勃太柴的大致計(jì)算,因?yàn)椴駴]有將100個(gè)特征出現(xiàn)部位的變化計(jì)算進(jìn)去,如果包含位置的變化,兩枚指紋所有特征都相同的概率只有1.684×10-114。這樣高的密鑰量是目前其他個(gè)人識(shí)別特征無(wú)法比擬的。而且,指紋細(xì)節(jié)特征的特異性并不受遺傳基因的制約,即使是孿生關(guān)系,也不可能存在相同的指紋。
二、指紋細(xì)節(jié)特征穩(wěn)定不變,能夠保證經(jīng)濟(jì)活動(dòng)憑證的識(shí)別長(zhǎng)期有效
指紋紋線細(xì)節(jié)特征取決于真皮的結(jié)構(gòu),胚胎發(fā)育完成以后,人的一生不會(huì)發(fā)生實(shí)質(zhì)的變化,外界的摩擦損傷只要不傷及真皮層,就不影響外表指紋的細(xì)節(jié)特征。如果真皮受到局部損傷,所形成的疤痕組織只限于傷痕的部位,并不會(huì)影響指紋其他部位的特征。在指紋識(shí)別中只要避開受傷變化的部分,就能夠正確進(jìn)行指紋的鑒別。如果指紋數(shù)據(jù)庫(kù)得到充分的開發(fā)應(yīng)用,個(gè)人完整的指紋信息資料建檔以后,指紋識(shí)別就可以調(diào)用檔案中的樣本指紋進(jìn)行比對(duì),指紋受傷變化就完全不會(huì)影響個(gè)人的識(shí)別了。指紋的這種穩(wěn)定特性對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)憑證識(shí)別的長(zhǎng)期有效具有重要的作用。
三、指紋反映明顯、外在,在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中方便易行
指紋特征比較宏觀、明顯,作為個(gè)人識(shí)別標(biāo)記直觀清楚。而且,指紋隨時(shí)隨身“攜帶”,留痕方法簡(jiǎn)便,效果容易掌握,不受文化程度的限制,作為最為有效的個(gè)人識(shí)別手段,非常方便?,F(xiàn)代指紋的留痕和采集主要有油墨捺印和電子掃描,油墨捺印是商業(yè)活動(dòng)中進(jìn)行留痕的主要方式,油墨捺印的指紋特征清晰,便于觀察。電子掃描是目前收集樣本指紋的方法,在商業(yè)活動(dòng)中,需要鑒別某份文件上指紋的時(shí)候,可以很方便地進(jìn)行指紋取樣,特征清楚,不會(huì)污染手指。
四、指紋成熟的自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)提供了快速有效準(zhǔn)確的手段
指紋在經(jīng)濟(jì)契約中的應(yīng)用由來(lái)已久,但在近代并沒有呈現(xiàn)不斷發(fā)展的景象,而且目前有些使用指紋的場(chǎng)合甚至比民國(guó)或解放初期還有所減少,如全國(guó)解放以前,我國(guó)東北解放區(qū)頒發(fā)的身份證就需要有指紋印記,而現(xiàn)在我國(guó)的身份證卻沒有指紋標(biāo)記。另外在契約文件中使用指紋的也少于以往。筆者認(rèn)為其中重要的原因之一就是指紋的鑒識(shí)技術(shù)比較復(fù)雜,需要專業(yè)技術(shù)人員使用一定的設(shè)備才能進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別,一般人憑肉眼只能作大概的判斷,然而,在指紋識(shí)別中,大概的比對(duì)只能做一些排除,是無(wú)法進(jìn)行認(rèn)定的。因此,雖然人們能夠充分認(rèn)識(shí)指紋的個(gè)人識(shí)別能力,但受到方法手段的制約,使指紋的廣泛運(yùn)用受到限制。隨著計(jì)算機(jī)指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展,指紋鑒定進(jìn)入了自動(dòng)化識(shí)別階段,計(jì)算機(jī)可以對(duì)指紋進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的自動(dòng)比對(duì),使指紋的廣泛運(yùn)用有了關(guān)鍵的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此,現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)使傳統(tǒng)的指紋技術(shù)煥發(fā)了新的生命力,指紋技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用有了技術(shù)保證,現(xiàn)代的商業(yè)活動(dòng)中,使用指紋技術(shù)進(jìn)行個(gè)人識(shí)別是完全具有可行性的。
五、指紋信息系統(tǒng)的建立可以為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)提供信息支持
隨著指紋識(shí)別在社會(huì)生活許多方面的應(yīng)用不斷擴(kuò)大,指紋數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)建設(shè)也得到了蓬勃的發(fā)展。目前,有的國(guó)家建立了專門的指紋數(shù)據(jù)庫(kù),為社會(huì)許多領(lǐng)域提供指紋信息查詢。我國(guó)現(xiàn)有的指紋信息系統(tǒng)主要由公安機(jī)關(guān)建立并管理使用,主要服務(wù)于公安機(jī)關(guān)偵查破案。按照目前計(jì)算機(jī)的軟硬件發(fā)展水平,建立更大范圍乃至全民的指紋數(shù)據(jù)庫(kù)是完全可行的,如果全民的指紋數(shù)據(jù)庫(kù)得到建立,將能夠在更大的范圍內(nèi)服務(wù)社會(huì),更好地發(fā)揮指紋信息的作用。指紋數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)也取決于社會(huì)的需求,如果在社會(huì)廣泛的商業(yè)活動(dòng)中能夠更多地使用指紋作為個(gè)人識(shí)別的標(biāo)記,將會(huì)在很大程度上推進(jìn)指紋信息系統(tǒng)的建設(shè)。
六、指紋應(yīng)用悠久的歷史,為在現(xiàn)代商業(yè)活動(dòng)中發(fā)揚(yáng)光大打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)
我國(guó)古代距今二千七百多年前就有在借據(jù)、契約上留“指?!钡挠涊d,雖然,限于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平,古代的指模識(shí)別主要是以指紋的紋型特征為識(shí)別根據(jù)的,但在指紋應(yīng)用的性質(zhì)上和當(dāng)代是一致的,都是作為識(shí)別人身的方法,只是現(xiàn)代的指紋識(shí)別是建立在細(xì)節(jié)特征基礎(chǔ)上的,現(xiàn)代指紋識(shí)別實(shí)現(xiàn)了從種類識(shí)別到個(gè)體識(shí)別的質(zhì)的飛躍,體現(xiàn)了繼承發(fā)展的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。
參考文獻(xiàn):
[1]呂導(dǎo)中:基于指紋面積和特征質(zhì)量的指紋鑒定量化標(biāo)準(zhǔn)研究[J].中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008(2)
[2]劉建勛楊鑫李恒華葉煒:指紋識(shí)別在商業(yè)銀行系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2003.21
[3]崔成良:識(shí)別技術(shù)構(gòu)筑新的安全“屏障”[J].質(zhì)量指南,2002.21
關(guān)鍵詞:人工智能計(jì)算機(jī)技術(shù)
一、人工智能的定義
“人工智能”(ArtificialIntelligence)一詞最初是在1956年Dartmouth學(xué)會(huì)上提出的。人工智能是指研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,它企圖了解智能的實(shí)質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。目前能夠用來(lái)研究人工智能的主要物質(zhì)手段以及能夠?qū)崿F(xiàn)人工智能技術(shù)的機(jī)器就是計(jì)算機(jī),人工智能的發(fā)展歷史是和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展史聯(lián)系在一起的。人工智能理論進(jìn)入21世紀(jì),正醞釀著新的突破,人工智能的研究成果將能夠創(chuàng)造出更多更高級(jí)的智能“制品”,并使之在越來(lái)越多的領(lǐng)域超越人類智能,人工智能將為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和改善人類生活做出更大貢獻(xiàn)。
二、人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域
1.在管理系統(tǒng)中的應(yīng)用
(1)人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理的意義主要不在于提高效率,而是用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)人們非常需要做,但工業(yè)工程信息技術(shù)是靠人工卻做不了或是很難做到的事情。在《談?wù)勅斯ぶ悄茉谄髽I(yè)管理中的應(yīng)用》一文中劉玉然指出把人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理中,以數(shù)據(jù)管理和處理為中心,圍繞企業(yè)的核心業(yè)務(wù)和主導(dǎo)流程建立若干個(gè)主題數(shù)據(jù)庫(kù),而所有的應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該圍繞主題數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)建立和運(yùn)行。換句話說,就是將企業(yè)各部門的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一集成管理,搭建人工智能的應(yīng)用平臺(tái),使之成為企業(yè)管理與決策中的關(guān)鍵因子。
(2)智能教學(xué)系統(tǒng)(ITS)是人工智能與教育結(jié)合的主要形式,也是今后教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展方向。信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及新的教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)模式的提出和不斷完善,推動(dòng)人們綜合運(yùn)用超媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和人工智能技術(shù)區(qū)開發(fā)新的教學(xué)系統(tǒng),計(jì)算機(jī)智能教學(xué)系統(tǒng)就是其中的典型代表。計(jì)算機(jī)智能教學(xué)系統(tǒng)包含學(xué)生模塊、教師模塊,體現(xiàn)了教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)的全部?jī)?nèi)容,擁有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)和極大的吸引力。
2.在工程領(lǐng)域的應(yīng)用
(1)醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)是人工智能和專家系統(tǒng)理論和技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要應(yīng)用,具有極大的科研和應(yīng)用價(jià)值,它可以幫助醫(yī)生解決復(fù)雜的醫(yī)學(xué)問題,作為醫(yī)生診斷、治療的輔助工具。事實(shí)上,早在1982年,美國(guó)匹茲堡大學(xué)的Miller就發(fā)表了著名的作為內(nèi)科醫(yī)生咨詢的Internist2Ⅰ內(nèi)科計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)的研究成果,由此,掀起了醫(yī)學(xué)智能系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用的。目前,醫(yī)學(xué)智能系統(tǒng)已通過其在醫(yī)學(xué)影像方面的重要作用,從而應(yīng)用于內(nèi)科、骨科等多個(gè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,并在不斷發(fā)展完善中。
(2)地質(zhì)勘探、石油化工等領(lǐng)域是人工智能的主要作用發(fā)揮領(lǐng)地。1978年美國(guó)斯坦福國(guó)際研究所就研發(fā)制成礦藏勘探和評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)“PROSPECTOR”,該系統(tǒng)用于勘探評(píng)價(jià)、區(qū)域資源估值和鉆井井位選擇等,是工業(yè)領(lǐng)域的首個(gè)人工智能專家系統(tǒng),其發(fā)現(xiàn)了一個(gè)鉬礦沉積,價(jià)值超過1億美元。
3.在技術(shù)研究中的應(yīng)用
(1)在超聲無(wú)損檢測(cè)(NDT)與無(wú)損評(píng)價(jià)(NDE)領(lǐng)域中,目前主要廣泛采用專家系統(tǒng)方法對(duì)超聲損傷(UT)中缺陷的性質(zhì)、形狀和大小進(jìn)行判斷和歸類;專家運(yùn)用超聲無(wú)損檢測(cè)儀器,以其高精度的運(yùn)算、控制和邏輯判斷力代替大量人的體力與腦力勞動(dòng),減少了任務(wù)因素造成的無(wú)擦,提高了檢測(cè)的可靠性,實(shí)現(xiàn)了超聲檢測(cè)和評(píng)價(jià)的自動(dòng)化、智能化。
(2)人工智能在電子技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用可謂由來(lái)已久。隨著網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全是我們關(guān)心的重點(diǎn),因此我們必須在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的改進(jìn)和變更,大力發(fā)展數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工免疫技術(shù)等高效的AI技術(shù),開發(fā)更高級(jí)AI通用和專用語(yǔ)言,和應(yīng)用環(huán)境以及開發(fā)專用機(jī)器,而與人工智能技術(shù)則為我們提供了可能性。
三、人工智能的發(fā)展方向
1.專家系統(tǒng)是目前人工智能中最活躍、最有成效的一個(gè)研究領(lǐng)域,它是一種具有特定領(lǐng)域內(nèi)大量知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)。近年來(lái),在“專家系統(tǒng)”或“知識(shí)工程”的研究中已出現(xiàn)了成功和有效應(yīng)用人工智能技術(shù)的趨勢(shì)。人類專家由于具有豐富的知識(shí),所以才能達(dá)到優(yōu)異的解決問題的能力。那么計(jì)算機(jī)程序如果能體現(xiàn)和應(yīng)用這些知識(shí),也應(yīng)該能解決人類專家所解決的問題,而且能幫助人類專家發(fā)現(xiàn)推理過程中出現(xiàn)的差錯(cuò),現(xiàn)在這一點(diǎn)已被證實(shí)。
2.智能信息檢索技術(shù)的飛速發(fā)展。人工智能在網(wǎng)絡(luò)信息檢索中的應(yīng)用,主要表現(xiàn)在:(1)如何利用計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)模仿、延伸與擴(kuò)展人類智能的理論、方法和技術(shù)。(2)由于網(wǎng)絡(luò)知識(shí)信息既包括規(guī)律性的知識(shí),如一般原理概念,也包括大量的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)這些知識(shí)不可避免地帶有模糊性、隨機(jī)性、不可靠性等不確定性因素對(duì)其進(jìn)行推理,需要利用人工智能的研究成果。
3.SOAr是一種通用智能體系結(jié)構(gòu),其始終處在人工智能研究的前沿,已顯示出強(qiáng)大的問題求解能力,它認(rèn)為機(jī)器人的開發(fā)是人工智能應(yīng)用的重要領(lǐng)域。在它的研究中突出4個(gè)概念:(1)所處的境遇機(jī)器人不涉及抽象的描述,而是處在直接影響系統(tǒng)的行為的境地。(2)具體化機(jī)器人有軀干,有直接來(lái)自周圍世界的經(jīng)驗(yàn),他們的感官起作用后會(huì)有反饋。(3)智能的來(lái)源不僅僅是限于計(jì)算裝置,也是由于與周圍進(jìn)行交互的動(dòng)態(tài)決定。(4)浮現(xiàn)從系統(tǒng)與周圍世界的交互以及有時(shí)候系統(tǒng)的部件間的交互浮現(xiàn)出智能。目前,國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者都對(duì)機(jī)器人足球系統(tǒng)頗感興趣,足球機(jī)器人涉及機(jī)器人學(xué)、人工智能以及人工生命、智能控制等多個(gè)領(lǐng)域。足球機(jī)器人系統(tǒng)本身既是一個(gè)典型的多智能體系統(tǒng),是一個(gè)多機(jī)器人協(xié)作自治系統(tǒng),同時(shí)又為它們的理論研究和模型測(cè)試提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
參考文獻(xiàn):
[1]元慧.議當(dāng)代人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展?fàn)顩r[J].福建電腦,2008.
[2]劉玉然.談?wù)勅斯ぶ悄茉谄髽I(yè)管理中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程,2003.
[3]焦加麟,徐良賢,戴克昌.人工智能在智能教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)仿真,2003,(8).
[4]周明正.人工智能在醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技信息,2007.
[5]張海燕,劉鎮(zhèn)清.人工智能及其在超聲無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用[J].無(wú)損檢測(cè),2001,(8).
[6]馬秀榮,王化宇.簡(jiǎn)述人工智能技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全管理中的應(yīng)用[J].呼倫貝爾學(xué)院學(xué)報(bào),2005,(4).
一、引言
當(dāng)前的通信網(wǎng)正向著智能化、寬帶化、個(gè)人化的方向發(fā)展,其本的電信服務(wù)已無(wú)法滿足人們的需求,各種用戶對(duì)電信業(yè)務(wù)的需求變得越來(lái)越復(fù)雜,這就要求電信網(wǎng)能迅速而靈活地向用戶提供種種電信業(yè)務(wù)。傳統(tǒng)的新業(yè)務(wù)提供方法是每提供一種新業(yè)務(wù),網(wǎng)上的所有交換機(jī)增加一塊軟件,成本很高,可靠性差,維護(hù)困難,而且需要很長(zhǎng)時(shí)間。智能網(wǎng)技術(shù)克服了傳統(tǒng)方法的這些缺點(diǎn),采用交換與業(yè)務(wù)分開的思想,對(duì)業(yè)務(wù)的適應(yīng)性強(qiáng),生成業(yè)務(wù)的周期短,同時(shí)其規(guī)范性又使各廠商更容易互通,這一切使得其在世界各地得到廣泛的應(yīng)用。
二、智能網(wǎng)及業(yè)務(wù)在全球的發(fā)展?fàn)顩r
隨著ITU-T對(duì)智能網(wǎng)各個(gè)階段的標(biāo)準(zhǔn)制定,全世界許多國(guó)家都開始實(shí)施和建設(shè)智能網(wǎng),并積極投入商業(yè)服務(wù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)在全世界已有許多國(guó)家和地區(qū)建立了智能網(wǎng),并在此基礎(chǔ)上開放了一系列智能網(wǎng)業(yè)務(wù),這些智能網(wǎng)業(yè)務(wù)由于能夠?yàn)橛脩籼峁┒鄻踊姆?wù),以及可以快捷、靈活,有效地滿足用戶各個(gè)方面的需求,所以一經(jīng)推出,便受到用戶的熱烈歡迎。
如果說全球市場(chǎng)1984年以前智能網(wǎng)一直處于實(shí)驗(yàn)測(cè)試和開發(fā)階段,那么1985年就可以說是從實(shí)驗(yàn)室走向現(xiàn)場(chǎng)配置的一年,而1986年后則是全世界全面走向商用的階段。現(xiàn)在歐、美的許多電信運(yùn)營(yíng)公司在市場(chǎng)上已經(jīng)有了足夠多的IN業(yè)務(wù)并開始從這些業(yè)務(wù)提供中獲益,以美國(guó)為例,IN業(yè)務(wù)的收入每年都以10%以上的速度增加,其它國(guó)家開辦的IN業(yè)務(wù)也都為電信運(yùn)營(yíng)公司帶來(lái)了巨額收益。據(jù)國(guó)外一項(xiàng)市場(chǎng)調(diào)查表明,VPN和電話卡業(yè)務(wù)在過去的兩年里發(fā)展最快,而被叫集中付費(fèi)仍是最廣泛配置的業(yè)務(wù)。
從已經(jīng)提供智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的國(guó)家來(lái)看,各國(guó)的業(yè)務(wù)發(fā)展?fàn)顩r也不相同。例如美國(guó)目前擁有世界上規(guī)模最大,最完善的智能網(wǎng),所提供的IN業(yè)務(wù)種類繁多,遠(yuǎn)不止CS-1中規(guī)定的25種,其中主要有:800業(yè)務(wù),900業(yè)務(wù),電話卡業(yè)務(wù)等。而歐洲國(guó)家主要開展VPN業(yè)務(wù),附加費(fèi)率業(yè)務(wù)等。
中國(guó)自1995年開始智能網(wǎng)建設(shè),各運(yùn)營(yíng)商已建成自己的全國(guó)骨干有線智能網(wǎng),天津、山東、鄭州等已建成本地智能網(wǎng),開放的業(yè)務(wù)主要有:300業(yè)務(wù)、800業(yè)務(wù)、校園卡業(yè)務(wù)、廣告業(yè)務(wù)、代付費(fèi)業(yè)務(wù)等。目前隨著GSM網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展,移動(dòng)智能網(wǎng)的建設(shè)也已經(jīng)在99年初步展開。
三、移動(dòng)智能網(wǎng)
1、移動(dòng)智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)
目前涉及移動(dòng)智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范主要有兩個(gè):一是由ETSI組織在GSMphaseⅡ+制定的Camel標(biāo)準(zhǔn);另一個(gè)是由美國(guó)TIA(通訊工業(yè)協(xié)會(huì))組織制定的IS-41D,IS-771標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)移動(dòng)網(wǎng)上絕大部分產(chǎn)品都遵從GSM標(biāo)準(zhǔn),因而采納Camel標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中國(guó)的移動(dòng)智能網(wǎng)體系。
移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)邏輯的客戶化應(yīng)用(CustomizedApplicationsforMobilenetworkEnhancedlogic-Camel)是對(duì)智能網(wǎng)呼叫模型和信令協(xié)議的調(diào)整,它是一種工具,能夠幫助網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商在GSM移動(dòng)網(wǎng)上為漫游用戶提供增值業(yè)務(wù)。Camel的特征是為用戶提供一種與服務(wù)網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)的業(yè)務(wù)一致性。它是一種網(wǎng)絡(luò)特征而不是補(bǔ)充業(yè)務(wù)。即使用戶不在歸屬公共陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(HPLMN)中,它也可以作為一種手段幫助網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者向用戶提供特定的業(yè)務(wù)。
Camel是在CS-1和CS-2標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施分為階段1(PhaseI)、階段2(phaseⅡ)和階段3(phaseⅢ)。1985年5月基本結(jié)束了階段2的標(biāo)準(zhǔn)化工作,Camel標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展工作如表3.1所示。
表3.1Camel標(biāo)準(zhǔn)的工作進(jìn)展
CAP(CamelApplicationPart)基本ETSI的CoreINAP,是gsmSSF與gsmSCF之間的接口協(xié)議,另外還規(guī)定了gsmSRF與gsmSCF之間的接口。MAP(MobileApplicationPart)是GSM系統(tǒng)的移動(dòng)應(yīng)用部分,它為GSM系統(tǒng)提供必要的信令功能,在GSMphase2+,為了滿足Camel網(wǎng)絡(luò)的需要,特地增加了一組MAP操作,并對(duì)已有的若干個(gè)MAP操作作了修改。
2、Camel的特殊性
Camel業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)智能網(wǎng)的業(yè)務(wù)一個(gè)很大的區(qū)別在于:傳統(tǒng)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)通常是在發(fā)端分析信息點(diǎn)觸發(fā)的,對(duì)智能業(yè)務(wù)的設(shè)定可在被叫分析處。而Camel業(yè)務(wù)的觸發(fā)機(jī)制是依據(jù)移動(dòng)用戶的簽約觸發(fā)數(shù)據(jù)(SCP地址、業(yè)務(wù)鍵和觸發(fā)檢測(cè)點(diǎn))進(jìn)行的,無(wú)需對(duì)此進(jìn)行被叫分析,其所觸發(fā)的業(yè)務(wù)由業(yè)務(wù)鍵業(yè)標(biāo)識(shí),再根據(jù)SCP地址尋址到特定的SCP。如果用戶簽約多種業(yè)務(wù),則要按簽約的多個(gè)觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的排列順序逐個(gè)匹配來(lái)確定業(yè)務(wù)。如果需要支持混合業(yè)務(wù),就目前標(biāo)準(zhǔn)的狀況來(lái)看,有一定的制約性。由于一個(gè)用戶在一個(gè)時(shí)間僅能夠從一個(gè)業(yè)務(wù)鍵來(lái)激活業(yè)務(wù),因而需要在SCP中考慮協(xié)調(diào)多種IN業(yè)務(wù)、即通過嵌套的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)。這種觸發(fā)機(jī)制有可能在以后的標(biāo)準(zhǔn)化工作中再進(jìn)一步地改進(jìn)。
另外,gsmSCF中運(yùn)行的業(yè)務(wù)邏輯是一個(gè)嵌套的業(yè)務(wù)邏輯,由一個(gè)入口業(yè)務(wù)邏輯來(lái)觸發(fā)其它的業(yè)務(wù)邏輯,或者第二次觸發(fā)。這種機(jī)制有可能增加Camel業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的難度。
3、國(guó)內(nèi)移動(dòng)智能網(wǎng)建設(shè)思路
在國(guó)內(nèi),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的發(fā)展和移動(dòng)用戶的迅猛增加,移動(dòng)用戶對(duì)各級(jí)移動(dòng)業(yè)務(wù)的需求直來(lái)越高,這不僅反映在用戶要求提供多種多樣優(yōu)質(zhì)、方便、靈活的業(yè)務(wù),而且也反映在電信營(yíng)運(yùn)者滿足用戶需求的速度、電信資費(fèi)以及用戶自己控制所需業(yè)務(wù)的滿意程度上。能否滿足用戶的這些需求,已經(jīng)成為電信營(yíng)運(yùn)者在競(jìng)爭(zhēng)中求得生存與發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急,更是電信運(yùn)營(yíng)者獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的重要手段。當(dāng)今電信業(yè)務(wù)的重點(diǎn)已從商品化業(yè)務(wù)移向具有創(chuàng)意識(shí)的客
戶化新業(yè)務(wù)。移動(dòng)智能網(wǎng)結(jié)合了一系列先進(jìn)客戶化業(yè)務(wù),能夠提供快速的業(yè)務(wù)生成,業(yè)務(wù)引入和業(yè)務(wù)的客戶化,因而成為網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商爭(zhēng)取更多的客戶,增加回報(bào)效益,提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的有利工具。
在建設(shè)移動(dòng)智能網(wǎng)過程中為保證快速實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的漫游的前提下,可考慮遵循以下建設(shè)思路:
遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),所提出的智能網(wǎng)解決方案以ETSI相關(guān)技術(shù)體制、規(guī)范和應(yīng)用規(guī)程為依據(jù),并參考ITU-T的標(biāo)準(zhǔn);為保證全網(wǎng)無(wú)縫業(yè)務(wù)的覆蓋和漫游,智能網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)基于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的CAMEL解決方案。
網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)以業(yè)務(wù)快速提供為原則。
盡量實(shí)現(xiàn)漫游時(shí)的無(wú)縫業(yè)務(wù)覆蓋。
能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和業(yè)務(wù)的拓展。
移動(dòng)智能網(wǎng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)從全程全網(wǎng)出發(fā),既要滿足現(xiàn)階段移動(dòng)智能業(yè)務(wù)的要求,又要滿足將來(lái)移動(dòng)智能業(yè)務(wù)拓展的需求。
面向目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)來(lái)建設(shè)。
為了網(wǎng)絡(luò)資源的共享,保持MSC/SSP的相對(duì)穩(wěn)定,初期在網(wǎng)內(nèi)建設(shè)獨(dú)立的IP將是大勢(shì)所趨。這符合Camel的原則,也符合網(wǎng)絡(luò)安全的需要。
綜上所述,從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,解決移動(dòng)新業(yè)務(wù)應(yīng)基于Camel智能網(wǎng)實(shí)現(xiàn)并應(yīng)采用CamelPhaseⅡ標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的全國(guó)漫游。
4、業(yè)務(wù)建設(shè)
移動(dòng)智能網(wǎng)是一個(gè)迭加在現(xiàn)有GSM移動(dòng)網(wǎng)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是基礎(chǔ),它要服從于業(yè)務(wù)建設(shè),業(yè)務(wù)建設(shè)是成功的關(guān)鍵。在業(yè)務(wù)建設(shè)的過程中,要考慮業(yè)務(wù)的合理選擇和業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)管理與拓展的方便性。
目前,移動(dòng)智能網(wǎng)可提供的業(yè)務(wù)主要有預(yù)付費(fèi)(Prepaid)業(yè)務(wù),移動(dòng)虛擬專用網(wǎng)(MobileVirtualPrivateNetwork)業(yè)務(wù),無(wú)線800(wireless800)業(yè)務(wù)等。
每一種新業(yè)務(wù)的主要使用對(duì)象和用途即為該項(xiàng)目業(yè)務(wù)的目標(biāo)市場(chǎng)。不同類型的業(yè)務(wù),其目標(biāo)市場(chǎng)存在巨大差異,占有目標(biāo)市場(chǎng)就需要采取不同的營(yíng)銷策略。移動(dòng)智能網(wǎng)的業(yè)務(wù)很多,這就需要不僅了解這些業(yè)務(wù)的功能,還要對(duì)這些業(yè)務(wù)的市場(chǎng)特征進(jìn)行分析、歸納,從方便性,經(jīng)濟(jì)性,社會(huì)效益等方面分析業(yè)務(wù)對(duì)客戶的功效,進(jìn)而制訂相應(yīng)的策略,以引導(dǎo)業(yè)務(wù)的發(fā)展。尤其在開始階段,這種市場(chǎng)分析和策略的作用值得關(guān)注。
在中國(guó),用戶對(duì)移動(dòng)智能業(yè)務(wù)還不熟悉和了解,各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)存在差異,用戶的經(jīng)濟(jì)承受能力有限,因此,對(duì)引入的移動(dòng)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)理應(yīng)選擇有限、成熟并易于開展的幾種業(yè)務(wù),如移動(dòng)智能網(wǎng)所提供的預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù),在中國(guó)可用于消除處理拖欠或不付電話費(fèi)的困難,對(duì)移動(dòng)預(yù)付電話用戶有固定的話費(fèi)限制,不能超支或預(yù)支,而這是電信部門最關(guān)注的方面之一??紤]到預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)具有的這些優(yōu)點(diǎn)及國(guó)外開通的良好情況,可以該業(yè)務(wù)為突破口,以普通手機(jī)用戶和新增用戶為對(duì)象,策略定位于擴(kuò)大移動(dòng)網(wǎng)的用戶數(shù)量和業(yè)務(wù)量,提高移動(dòng)網(wǎng)資源利用率。并有選擇地在有條件的地區(qū)開放,以保證移動(dòng)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)有一個(gè)比較好的開端和投資收益率,待取得一定的經(jīng)驗(yàn)并對(duì)移動(dòng)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的潛在市場(chǎng)有了更進(jìn)一步的分析、了爭(zhēng)之后,再擴(kuò)大業(yè)務(wù)的種類和覆蓋區(qū)域,并向可以接入現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)的所有用戶提供更多的移動(dòng)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。
在業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)管理上,對(duì)于運(yùn)營(yíng)在全網(wǎng)的業(yè)務(wù)(如預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)),要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),以便于業(yè)務(wù)在全網(wǎng)的開通運(yùn)行。而對(duì)于本地業(yè)務(wù),可借鑒有線智能網(wǎng)在某些地區(qū)的一些成功經(jīng)驗(yàn),如天津和山東的廣告業(yè)務(wù)及其它智能網(wǎng)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn),除標(biāo)準(zhǔn)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)外,根據(jù)本地用戶的電信消費(fèi)觀念習(xí)慣和文化背景,不斷開發(fā)出具有本國(guó)或本地特色的業(yè)務(wù),并針對(duì)不同的服務(wù)對(duì)象,制定靈活多樣的具有吸引力的資費(fèi)政策,完成對(duì)標(biāo)準(zhǔn)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的補(bǔ)充,吸引更多的客戶,動(dòng)態(tài)地適應(yīng)本地區(qū)用戶不斷發(fā)展、變化的業(yè)務(wù)需求,提高自身的服務(wù)水平;業(yè)務(wù)受理點(diǎn)要多點(diǎn)分布,提供全中文化的簡(jiǎn)單直觀的業(yè)務(wù)受理窗口,以接近客戶,方便客戶申請(qǐng)業(yè)務(wù)。
四、智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展
1997年1月ITU-T11組召開的會(huì)議,明確了智能網(wǎng)CS-3的研究?jī)?nèi)容和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。智能網(wǎng)CS-3是CS-2的進(jìn)一步發(fā)展,對(duì)其研究可分為CS-3,1近期目標(biāo)(1997~1998年)和CS3.2中長(zhǎng)期目標(biāo)(1999~2000年)兩個(gè)階段。ITU-T的11組于1998年5月召開的會(huì)議,決定將智能網(wǎng)CS-3.1定義為智能網(wǎng)CS-3,智能網(wǎng)CS-3.2定義為智能網(wǎng)CS-4。智能網(wǎng)CS-3標(biāo)準(zhǔn)于1999年初推出,它基本上沿用智能網(wǎng)CS-2的體系結(jié)構(gòu),對(duì)智能網(wǎng)CS-2的體系結(jié)構(gòu)和呼叫處理模型未做大的改動(dòng)。智能網(wǎng)CS-3的研究?jī)?nèi)容包括對(duì)智能網(wǎng)CS-2能力的加強(qiáng),智能網(wǎng)與因特網(wǎng)的綜合以及智能網(wǎng)支持移動(dòng)的第一期目標(biāo)等。智能網(wǎng)CS-4的研究?jī)?nèi)容包括智能網(wǎng)B-ISDN綜合、智能網(wǎng)支持移動(dòng)的第二期目標(biāo)[加強(qiáng)寬帶移動(dòng)網(wǎng)上的基本業(yè)務(wù)及通用個(gè)人通信、虛擬專用網(wǎng)、被叫集中付費(fèi)等業(yè)務(wù);實(shí)現(xiàn)虛擬歸屬環(huán)境(VHE)的所有功能;全面支持IMT-2000等]。智能網(wǎng)CS-3和智能網(wǎng)CS-4的其它研究?jī)?nèi)容:智能網(wǎng)的互連問題、多點(diǎn)控制、流量控制、安全問題。
目前,IMT-2000體系結(jié)構(gòu)的規(guī)范仍處于研究之中,其中增加了新的功能實(shí)體,如認(rèn)證管理功能(AMF)或位置管理功能(LMF)。它們是否能觸發(fā)智能業(yè)務(wù)、新增功能實(shí)體的模型以及所需的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)屬性等問題還有待進(jìn)一步的研究。IMT-2000中智能網(wǎng)部分將在智能網(wǎng)CS-4中研究。
除ITU-T制定的智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)Q.12xx外,Bellcore也制定了智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(IN-1,IN-2),該標(biāo)準(zhǔn)已逐步演化成為AIN(AdvancedIntelligentNetwork)。AIN從1995年的第二個(gè)版本AINRelease0.2開始已與CS-1R幾乎完全保持一致。ETSI中的NA6(Networkaspect)也是在ITU-T基礎(chǔ)上制定了智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)CoreINAP,它規(guī)定了智能網(wǎng)功能實(shí)體之間在信息交流時(shí)所使用的信令協(xié)議。
ITU-T的CS-X標(biāo)準(zhǔn),為以電話為基礎(chǔ)的智能網(wǎng)提供了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),它在各國(guó)實(shí)施的智能網(wǎng)中發(fā)揮愈益重要的作用,北美的AIN及歐洲的ETSI標(biāo)準(zhǔn)正在向ITU-T的CS-X標(biāo)準(zhǔn)靠擾(圖2)。
中國(guó)于1995年頒布了以ITU-TCS-1智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的中國(guó)智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)刪除了CS-1某些不實(shí)用的部分,細(xì)化了一些參數(shù)(如計(jì)費(fèi)部分),使其具有實(shí)際可操作和實(shí)現(xiàn)性。它是CS-1的子集合。自此以后,國(guó)內(nèi)智能網(wǎng)建設(shè)及業(yè)務(wù)開展都得到了很大發(fā)展。國(guó)內(nèi)智能網(wǎng)雖是分塊建設(shè)的,但中國(guó)的智能網(wǎng)是一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò),應(yīng)能實(shí)現(xiàn)互連和互通。因此,為了實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)在全網(wǎng)的快速覆蓋,順應(yīng)智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展趨勢(shì),進(jìn)入中國(guó)GSM網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備應(yīng)符合中國(guó)智能網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
五、智能網(wǎng)的目標(biāo)體系
系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件兩大部分。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由三部分構(gòu)成。上位機(jī)系統(tǒng)、下位機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)。其中主控制器(主機(jī))與分控制器(從機(jī))進(jìn)行信息交換,利用分控制器采集信息數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷,去控制燈具的照明燈開關(guān)狀態(tài)。每個(gè)教室分控制器是以單片機(jī)AT89C51為核心的數(shù)據(jù)采集和處理裝置,它直接與各種I/O設(shè)備(如光敏傳感器、繼電器)紅外傳感器、溫度傳感器、蜂鳴器等)相連,通過這些I/O接口,MCU實(shí)時(shí)采集它們發(fā)送的數(shù)據(jù),經(jīng)計(jì)算并保存在內(nèi)部存儲(chǔ)器;主控制器具有RS485接口,它讀取各個(gè)教室分控制器中所采集的教室的信息進(jìn)行處理判斷,并通過RS485接口對(duì)教室分控制器發(fā)出指令,以控制教室照明設(shè)備的開或關(guān)。
1.通信系統(tǒng)。此通信系統(tǒng)是多機(jī)通信,采用RS485半雙工主從式。從機(jī)用中斷的方式接收主機(jī)發(fā)來(lái)的命令或數(shù)據(jù)并做出響應(yīng),其任務(wù)是負(fù)責(zé)對(duì)分布的照明燈具進(jìn)行開關(guān)控制;主機(jī)發(fā)送命令或數(shù)據(jù)到從機(jī)。
2.上位機(jī)系統(tǒng)。上位機(jī)系統(tǒng)由主控制器、串行總線、顯示及控制軟件等組成。其控制命令或數(shù)據(jù)由總線發(fā)送給分控制器。可將信息進(jìn)行數(shù)碼顯示、看門狗電路對(duì)運(yùn)行程序進(jìn)行監(jiān)視、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路對(duì)照明燈具進(jìn)行定時(shí)開關(guān)控制。
3.下位機(jī)系統(tǒng)。下位機(jī)系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心部件及電路組成,在單片機(jī)的控制之下,進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、顯示,利用執(zhí)行電路控制照明燈具開關(guān)狀態(tài)。教室內(nèi)燈光控制根據(jù)自然光的變化、有無(wú)人活動(dòng)、作息時(shí)間等實(shí)際情況進(jìn)行自動(dòng)模糊控制。做到光線暗時(shí)開燈、光線亮?xí)r關(guān)燈、有人時(shí)開燈、無(wú)人時(shí)關(guān)燈、工作時(shí)間開燈、休息時(shí)間關(guān)燈合理的工作狀態(tài),達(dá)到節(jié)約用電。
二、硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)
硬件電路系統(tǒng)以單片機(jī)為核心器件以及各種接口電路組成,它的特點(diǎn)是:功能強(qiáng)大、運(yùn)算速度快、體積小、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛。主要由單片機(jī)(AT89C51)、信息采集電路(人體信號(hào)、光信號(hào))、時(shí)鐘電路(DS12887)、執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電路、定時(shí)顯示電路構(gòu)成。如圖2所示。
單片機(jī)作為主控制器芯片,通過串口與從機(jī)通信。從機(jī)進(jìn)行信息采集、傳送接收主控制器指令,驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。1.主控制器的核心器件是單片機(jī),電路由鍵盤電路、看門狗電路、通信接口電路、數(shù)碼顯示電路及驅(qū)動(dòng)電路等組成。如圖3所示。單片機(jī)采用AT89C51,是一種高效微控制器,在嵌入式控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多的一種靈活性高且經(jīng)濟(jì)的控制器。2.從機(jī)系統(tǒng)由單片機(jī)、光信號(hào)采樣、人體探測(cè)器、通信接口和驅(qū)動(dòng)電路組成。單片機(jī)采用低檔型的AT89C2051單片機(jī)作為處理器,利用驅(qū)動(dòng)電路去控制電源開啟和照明燈具開關(guān)狀態(tài)。如圖4所示。AT89C2051是AT89C51它的一種精簡(jiǎn)版本,是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。在集散控制系統(tǒng)中,用單片機(jī)作為從機(jī),主機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。由于主控制器與從機(jī)制器構(gòu)成的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集通信距離較遠(yuǎn),為了保證下位機(jī)的數(shù)據(jù)高速、安全的傳到上位機(jī),采用總線RS485串行通信比較合理。主機(jī)和從機(jī)之間可點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信,也可點(diǎn)對(duì)多通信。但從機(jī)之間不能直接通信,只能通過主機(jī)傳遞數(shù)據(jù)。如圖5所示。光信號(hào)采樣電路由光信號(hào)采集電路和A/D轉(zhuǎn)換電路組成。利用光敏電阻完成光信號(hào)采集,再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路、調(diào)理電路、單片機(jī)處理后,作為控制信號(hào)。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)光信號(hào)測(cè)量精度確定A/D轉(zhuǎn)換電路的位,以保證設(shè)計(jì)精度要求。如圖6所示。設(shè)計(jì)中采用TLC1549,該芯片是美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的10位串行控制A/D轉(zhuǎn)換芯片。它具有內(nèi)在的取樣和保持電路以及片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘,輸入阻抗高,有較強(qiáng)的抗干擾性。人體信號(hào)采集電路采用的核心器件是人體紅外傳感器,紅外傳感器前級(jí)配有菲涅爾透鏡,后級(jí)采用帶通放大器和電壓比較器。紅外傳感器配上菲涅爾透鏡后會(huì)增大探測(cè)距離和探測(cè)半徑。帶通放大器的中心頻率取1Hz。比較電路由雙運(yùn)算放大器組成。
三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件部分由主控制程序、子控制程序和中斷程序組成。由軟件來(lái)定義燈具開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)、定時(shí)控制、人機(jī)交換及串行通信等硬件功能。應(yīng)用結(jié)構(gòu)化方法設(shè)計(jì)。如圖7所示。
1.照明啟停程序設(shè)計(jì)啟停教室的照明控制過程是由主控制器向分控制器發(fā)出啟停指令,通過串行通信或無(wú)線通信來(lái)傳輸相應(yīng)啟停指令,可完成全部啟停和單獨(dú)啟??刂啤H繂⑼?刂瞥绦?,通過主控制器上設(shè)計(jì)的開關(guān)按鈕來(lái)完成照明燈具全部啟停,通過串行通信傳輸全部啟停指令,由P3、P7口輸出高低電平控制全部燈具的啟停。單獨(dú)啟停控制程序,啟停某一單獨(dú)教室的照明燈具,是由主控制器向某分控制器發(fā)出啟停指令,實(shí)現(xiàn)單獨(dú)啟停照明。主控制器先向分控制器發(fā)送地址信息,被叫分控制器回送本控制地址信息,主控制器得到響應(yīng)后再向被叫分控制器發(fā)送數(shù)據(jù),執(zhí)行相應(yīng)命令。
2.照明定時(shí)控制程序設(shè)計(jì)照明控制系統(tǒng)中的時(shí)鐘芯片是DS12887,主機(jī)和從機(jī)之間采用串口的通信方式進(jìn)行時(shí)鐘設(shè)定,從機(jī)按設(shè)定的時(shí)間控制照明燈具的啟停。全部定時(shí)控制程序。全部定時(shí)控制是由主控制器向所有分控制器發(fā)送地址信息,分控制器接收時(shí)間數(shù)據(jù)并寫入存儲(chǔ)器中,再由分控制器發(fā)出設(shè)定時(shí)間命令,控制電路執(zhí)行定時(shí)啟停照明燈具。單獨(dú)定時(shí)控制程序,單獨(dú)定時(shí)控制是由主控制器發(fā)送某一分控制器地址,被叫分控制器響應(yīng)主控制器,接收主控制器發(fā)送來(lái)的時(shí)間數(shù)據(jù)并寫入存儲(chǔ)器,由被叫分控制器發(fā)出設(shè)定時(shí)間命令,驅(qū)動(dòng)電路執(zhí)行開關(guān)照明燈具。
四、結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)淮滬煤電丁集礦井下供水的實(shí)際情況,本系統(tǒng)采用一個(gè)壓力傳感器和一個(gè)流量傳感器分別來(lái)測(cè)量井下供水壓力p和井上水流速度v;將p和v作為系統(tǒng)的輸入量來(lái)控制井上閥門的開度。其中壓力傳感器將測(cè)得的值先傳給KZC127礦用隔爆兼本安型信號(hào)轉(zhuǎn)換器,然后KZC127再通過光纖將值傳給KJJ121型礦用隔爆型網(wǎng)路控制器,最后KJJ121通過工業(yè)以太網(wǎng)將值傳給井上的控制器。系統(tǒng)中電動(dòng)球閥F1是執(zhí)行機(jī)構(gòu),通過調(diào)整它的開度可以控制井下管道內(nèi)的水壓,保證其在安全范圍內(nèi);安全閥是在控制器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障時(shí),及時(shí)排出管道內(nèi)多余的水,降低管道內(nèi)的水壓,降低由于水壓過高對(duì)管壁和閥門的損耗;排氣閥的作用是排出水流帶入管道內(nèi)的氣體,解決由于氣體壓縮造成壓力傳感器誤判的問題。
2智能控制器的設(shè)計(jì)
由于在整個(gè)供水過程中,系統(tǒng)具有很大的不確定性、高度的非線性,要建立一個(gè)線性系統(tǒng)是不可能的,因此在綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)各種環(huán)境的情況下,本系統(tǒng)選用多輸入模糊控制的控制策略。
2.1多輸入模糊控制器的結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)的控制策略的控制器結(jié)構(gòu)如圖3所示。
2.2多輸入模糊算法1)輸入輸出變量尺度變換及模糊化處理令V、E、EC、U1和U2的模糊分割后的集合為:{NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB},且隸屬函數(shù)采用最常用的三角函數(shù)來(lái)描述,則煤礦井上管道內(nèi)水的流量V、煤礦井下管道內(nèi)水壓P誤差E、誤差改變量EC、控制量U1和U2的隸屬度賦值表如表1所示。2)模糊控制規(guī)則表和模糊控制總表的設(shè)計(jì)通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)專家及技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn),制定了輸出U1和輸出U2模糊控制規(guī)則表。再根據(jù)面積中心法進(jìn)行解模糊運(yùn)算,從而得到該控制器的模糊控制總表,如表2所示。將以上算法用C語(yǔ)言進(jìn)行編程,并將其移植到ARM中去,從而增強(qiáng)了控制的快速性,大大提高了控制器的控制精度,防止了由于計(jì)算而造成的延遲,消除了以往用PLC來(lái)控制要通過上位機(jī)來(lái)計(jì)算而造成的時(shí)間延遲。
3系統(tǒng)仿真
本系統(tǒng)模擬淮滬煤電丁集礦自動(dòng)供水的實(shí)際情況用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)仿真,煤礦井下水壓可以快速地控制在安全范圍內(nèi),同時(shí)也保證了井下供水的要求,達(dá)到了預(yù)期設(shè)想的控制效果。
4結(jié)語(yǔ)
(一)總體目標(biāo)
在先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)及IC卡技術(shù)基礎(chǔ)上,采用系統(tǒng)集成的方法,逐步建立一個(gè)溝通小區(qū)內(nèi)部住戶與住戶、住戶與小區(qū)綜合服務(wù)中心、住戶與外部社會(huì)的多媒體綜合信息交互系統(tǒng),為住戶提供一個(gè)安全、舒適、便捷、節(jié)能和高效的生活環(huán)境,實(shí)現(xiàn)以家庭智能化為主的、可持續(xù)發(fā)展的智能化小區(qū)。
(二)智能小區(qū)系統(tǒng)的組成
按照智能小區(qū)的總體目標(biāo)進(jìn)行分解,小區(qū)智能化系統(tǒng)可具體分解成以下幾個(gè)子系統(tǒng),其每個(gè)子系統(tǒng)均具有一項(xiàng)具體功能:家庭智能化系統(tǒng);小區(qū)綜合布線系統(tǒng);小區(qū)網(wǎng)絡(luò)、通訊系統(tǒng);小區(qū)CATV系統(tǒng);小區(qū)設(shè)備自控(BA)系統(tǒng);小區(qū)安全防范系統(tǒng);小區(qū)對(duì)講系統(tǒng);小區(qū)智能三表抄表系統(tǒng);小區(qū)物業(yè)管理及一卡通消費(fèi)系統(tǒng);小區(qū)停車庫(kù)管理系統(tǒng);小區(qū)增值服務(wù)管理系統(tǒng)。
(三)智能小區(qū)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
1.可行性和適應(yīng)性。系統(tǒng)要保證技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的可能性。
2.實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)始終貫徹面向應(yīng)用、注重實(shí)效的方針,堅(jiān)持實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的原則。
3.先進(jìn)性和成熟性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)既要采用先進(jìn)的概念、技術(shù)和方法,又要注意結(jié)構(gòu)、設(shè)備和工具的相對(duì)成熟。不但能反映當(dāng)今的先進(jìn)水平,而且具有發(fā)展?jié)摿Γ鼙WC在未來(lái)若干年內(nèi)占主導(dǎo)地位。
4.開放性和標(biāo)準(zhǔn)性。為了滿足系統(tǒng)所選用的技術(shù)和設(shè)備的協(xié)同運(yùn)行能力,系統(tǒng)投資的長(zhǎng)期效應(yīng)以及系統(tǒng)功能不斷擴(kuò)展的需求,必須追求系統(tǒng)的開放性和標(biāo)準(zhǔn)性。
5.可靠性和穩(wěn)定性。在考慮技術(shù)先進(jìn)性和開放性的同時(shí),還應(yīng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備性能、系統(tǒng)管理、廠商技術(shù)支持及維修能力等方面著手,確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性,達(dá)到最大的平均無(wú)故障時(shí)間。
6.安全性和保密性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,既考慮信息資源的充分共享,更要注意信息的保護(hù)和隔離,因此系統(tǒng)應(yīng)分別針對(duì)不同的應(yīng)用和不同的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境,采取不同的措施,包括系統(tǒng)安全機(jī)制、數(shù)據(jù)存取的權(quán)限控制等。
7.可擴(kuò)展性和易維護(hù)性。為了適應(yīng)系統(tǒng)變化的要求,必須充分考慮以最簡(jiǎn)便的方法、最低的投資,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù)。
二、智能小區(qū)系統(tǒng)及技術(shù)概要
(一)智能小區(qū)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1.設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)。小區(qū)設(shè)備自動(dòng)化是以計(jì)算機(jī)控制、管理為核心,并帶有各種傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的綜合監(jiān)控性系統(tǒng),主要是對(duì)小區(qū)內(nèi)的電力、照明、電梯、給排水、防盜和火警等設(shè)施進(jìn)行檢測(cè)、分散控制和集中管理以達(dá)到安全、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)和舒適的目標(biāo),實(shí)現(xiàn)一體化的監(jiān)測(cè)和控制。
小區(qū)自控系統(tǒng)的基本要求:BA中央監(jiān)控系統(tǒng)提供與小區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接口;供配電監(jiān)控;給排水監(jiān)控;公共照明:包括小區(qū)公共場(chǎng)所照明及泛光照明和樓道照明(聲控/紅外感應(yīng)/時(shí)間表/照度)的控制;背景音樂及緊急廣播:要求與安保、消防聯(lián)動(dòng);電梯運(yùn)行監(jiān)測(cè);噴泉設(shè)施控制。
2.通信自動(dòng)化(CAS)。小區(qū)通信自動(dòng)化系統(tǒng)是智能小區(qū)的中樞神經(jīng)系統(tǒng),包括電話通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星電視和閉路電視接收系統(tǒng),它是小區(qū)實(shí)現(xiàn)對(duì)外界聯(lián)系、獲取信息、感知外部世界、抒感和加強(qiáng)信息交流的關(guān)鍵系統(tǒng)。
小區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本要求:小區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是小區(qū)綜合信息服務(wù)中心的基礎(chǔ)平臺(tái),其設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮小區(qū)信息流量的需求,以滿足寬帶多媒體信息交互的要求,同時(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備可管理性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。
3.小區(qū)綜合布線系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)小區(qū)管理自動(dòng)化、通信自動(dòng)化、控制自動(dòng)化,保證小區(qū)內(nèi)各類信息傳送準(zhǔn)確、快捷、安全,最基本的設(shè)施就是小區(qū)綜合布線系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是將小區(qū)中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、自控、監(jiān)控系統(tǒng)、保安防盜報(bào)警系統(tǒng)和電力系統(tǒng)合成一個(gè)體系結(jié)構(gòu)完整、設(shè)備接口規(guī)范、布線施工統(tǒng)一和管理協(xié)調(diào)方便的體系。
小區(qū)綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)必需綜合考慮BA、CA、SA、CATV、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)的信息交互需求,采用先進(jìn)的、高性能的、靈活的、經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)化布線設(shè)備,充分利用線纜資源,并合理設(shè)計(jì)。系統(tǒng)目的是將小區(qū)中計(jì)算機(jī)、電話,自控安防、電力和照明等系統(tǒng)統(tǒng)一在一個(gè)子系統(tǒng)下,形成設(shè)備接口管理協(xié)調(diào)完整的布線體系。
(二)智能小區(qū)的基本內(nèi)容
1.家庭生活智能系統(tǒng):安保智能;消防報(bào)警;電器(設(shè)備)控制管理;廚房智能化;家庭保健護(hù)理系統(tǒng)(家庭遠(yuǎn)程醫(yī)院)。
2.小區(qū)管理智能系統(tǒng):車輛管理及收費(fèi);給排水控制;保安人員巡更系統(tǒng);人員進(jìn)出管理(門禁系統(tǒng));電視監(jiān)控及周邊紅外監(jiān)控系統(tǒng)。(下轉(zhuǎn)第177頁(yè))
(上轉(zhuǎn)第170頁(yè))
3.通信自動(dòng)化:小區(qū)局域網(wǎng)和小區(qū)程控電話交換機(jī);衛(wèi)星及閉路電視網(wǎng);有線電視系統(tǒng)、CATV可尋址收費(fèi)管理系統(tǒng)。
(三)智能小區(qū)的關(guān)鍵技術(shù)
智能小區(qū)的關(guān)鍵技術(shù)包括:綜合布線技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息管理技術(shù)、多媒體技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)。
三、智能小區(qū)基本功能介紹
近年來(lái)隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)家住房制度的改革、人們生活水平和自身素質(zhì)的提高以及信息化社會(huì)日益逼近,必將導(dǎo)致人們?cè)诩彝プ》啃枨蟾拍钌系膹氐鬃兏?。從以往追求居住的物理空間和豪華的裝修向著享受現(xiàn)代化精神內(nèi)涵與浪漫生活情趣的方向發(fā)展,以追求更高的層次和境界。智能化家庭所提供的是:人們足不出戶就可以進(jìn)行電子購(gòu)物。網(wǎng)上醫(yī)療診斷、參觀虛擬博物館和圖書館、點(diǎn)播VOD家庭影院,甚至于在數(shù)千里之外遙控家里的空調(diào)設(shè)備進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)和家庭電器的控制,以及照明的亮度調(diào)整;當(dāng)家庭中發(fā)生安全報(bào)警(包括:盜警、火警、煤氣泄漏以及疾病緊急呼救等),在外的家庭成員可以在接到報(bào)警信息以后,通過電話線路或互聯(lián)網(wǎng)查詢和確認(rèn)家庭中的安全狀況。
四、結(jié)語(yǔ)
為適應(yīng)國(guó)家加快住宅建設(shè)發(fā)展的形勢(shì),增強(qiáng)小區(qū)住宅建設(shè)的科技含量,我們有必要在結(jié)合國(guó)內(nèi)外智能住宅現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,集成國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的監(jiān)測(cè)、控制和布線產(chǎn)品設(shè)備,推出適合我國(guó)國(guó)情的住宅小區(qū)智能化管理系統(tǒng)。此類系統(tǒng)既考慮智能小區(qū)的現(xiàn)行建設(shè)和長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展,也考慮了小區(qū)管理系統(tǒng)的靈活性、安全性、市場(chǎng)適應(yīng)性和住房經(jīng)濟(jì)性。
【參考文獻(xiàn)】
[1]城市住宅區(qū)和辦公樓電話通信設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).YD/T2008-1993.
[2]建筑與建筑群綜合布線工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范.GBT/T50311-2000.
一、智能小區(qū)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
智能小區(qū)系統(tǒng)是由智能小區(qū)綜合布線系統(tǒng)和基于該系統(tǒng)人性化的多媒體應(yīng)用所組成。智能小區(qū)系統(tǒng)一般包括以下幾個(gè)硬件系統(tǒng):智能化的物業(yè)管理系統(tǒng)、現(xiàn)代化的通信系統(tǒng)、智能化的電表集抄系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)和家居智能管理系統(tǒng)。圖1即為智能小區(qū)系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中,在小區(qū)中心機(jī)房,電話模塊局利用光纜上聯(lián)到PSTN電話網(wǎng),下行通過電話主干電纜到電話交接箱,電話交接箱通過電話膠纜下聯(lián)到室外綜合箱中的室外高頻交接配電箱;室外綜合箱中的BAN設(shè)備S2403F交換機(jī)一方面可通過綜合光纜100Mbit/s上聯(lián)至ZAN點(diǎn)寬帶接入設(shè)備MA5200的100Mbit/s光口板上,另一方面既可通過五類線10Mbit/s下聯(lián)至小區(qū)網(wǎng)接入HUB,又可通過五類線10Mbit/s下聯(lián)至室外高頻交接配電箱;小區(qū)網(wǎng)接入HUB可用來(lái)連接住宅戶的NDT、單元或配電房的IP電表、門禁終端和物業(yè)終端等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備;室外高頻交接配電箱將住宅戶的電話雙絞線和10Mbit/s寬帶上網(wǎng)五類線重新進(jìn)行跳接,利用10Mbit/s寬帶上網(wǎng)五類線中的一對(duì)線來(lái)傳電話語(yǔ)音就可滿足住宅用戶邊打電話邊上網(wǎng)的需要;在住宅用戶端,五類線分出的RJ11頭接入電話機(jī),RJ45頭接入計(jì)算機(jī);在小區(qū)中心機(jī)房,ZAN點(diǎn)寬帶接入設(shè)備MA5200通過光纜1000Mbit/s上行至南京電信寬帶城域網(wǎng),小區(qū)內(nèi)部局域網(wǎng)交換機(jī)通過兩條百兆鏈路綁定上聯(lián)至寬帶接入設(shè)備MA5200的百兆電口板上,采用兩條鏈路的目的在于一方面可將上行帶寬增至200Mbit/s,另一方面可做到冗余備份;小區(qū)內(nèi)部局域網(wǎng)交換機(jī)通過電口可接家居智能管理服務(wù)器和管理終端、物業(yè)管理系統(tǒng)服務(wù)器和管理終端、門禁系統(tǒng)服務(wù)器和管理終端以及電表集抄服務(wù)器和管理終端等,這些服務(wù)器和管理終端可對(duì)各自的信息點(diǎn)采集終端進(jìn)行管理;小區(qū)網(wǎng)站計(jì)算機(jī)通過BAN點(diǎn)設(shè)備S2403F交換機(jī)的10Mbit/s口接入寬帶網(wǎng),可供用戶訪問。實(shí)際上,圖1中的室外綜合箱的數(shù)目應(yīng)根據(jù)小區(qū)住宅戶的多少而定,為簡(jiǎn)單起見,圖1中僅給出了單個(gè)室外綜合箱、單個(gè)住宅戶和單個(gè)各種設(shè)備終端。
二、智能小區(qū)系統(tǒng)的組成和功能
智能小區(qū)系統(tǒng)由寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、窄帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、綜合布線系統(tǒng)設(shè)備、各種多媒體應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器和終端組成,通過這些設(shè)備的相互配合來(lái)完成小區(qū)的智能化管理和應(yīng)用。由于窄帶通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和綜合布線系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單,下面將主要介紹其他系統(tǒng)的組成和功能。
(1)網(wǎng)絡(luò)智能控制數(shù)據(jù)終端(NDT)系統(tǒng)
NDT系統(tǒng)是一個(gè)基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的智能住宅控制系統(tǒng),它包括住宅樓宇防盜報(bào)警、災(zāi)難報(bào)警、緊急求助、水電氣暖多表遠(yuǎn)程自動(dòng)抄收、家用電器控制等,通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)線路構(gòu)成整個(gè)住宅小區(qū)的集中管理控制系統(tǒng)。NDT網(wǎng)絡(luò)智能控制數(shù)據(jù)終端示意圖如圖2所示。
NDT網(wǎng)絡(luò)智能控制數(shù)據(jù)終端簡(jiǎn)稱NDT智能終端,具有多個(gè)數(shù)字、開關(guān)、脈沖量I/O端口,可用于住戶室內(nèi)外的安全防盜報(bào)警系統(tǒng)、煤氣泄漏檢測(cè)、緊急報(bào)警和服務(wù)請(qǐng)求、水電氣表的數(shù)據(jù)記錄等多種用途;鍵盤可用于查詢顯示當(dāng)前水、電、氣三表讀數(shù)及費(fèi)用;具有液晶顯示屏,可用于公告信息、提請(qǐng)住戶注意、及時(shí)通知住戶交納各種費(fèi)用等。每個(gè)NDT作為數(shù)控終端,置放于住戶室內(nèi),可通過寬帶城域網(wǎng)接入層設(shè)備、小區(qū)內(nèi)部局域網(wǎng)設(shè)備和家居智能管理系統(tǒng)中的服務(wù)器通信;家居智能管理系統(tǒng)中的服務(wù)器可以實(shí)施對(duì)每個(gè)NDT的監(jiān)控和管理,并保存有住戶的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)通過電話語(yǔ)音卡,可實(shí)現(xiàn)電話遠(yuǎn)程家電控制、報(bào)警信息查詢等。
NDT智能終端介質(zhì)訪問協(xié)議為IEEE802.3,網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議為TCP/IP。水表和煤氣表可以提供脈沖信號(hào),通過信號(hào)線連接到NDT智能終端的脈沖量輸入口;住宅用戶電表為IP電表,上聯(lián)到NDT智能終端的下聯(lián)網(wǎng)絡(luò)口;NDT智能終端的上聯(lián)網(wǎng)絡(luò)口通過五類線連接到16口HUB的某一口上,NDT智能終端和住宅用戶電表均設(shè)有IP地址。
櫨蠭P地址的單元、弱電井和配電房IP電表,連同接在NDT智能終端上的住宅戶IP電表均受電表集抄系統(tǒng)中的服務(wù)器控制和管理。通過電表集抄系統(tǒng)中的管理終端可及時(shí)了解每個(gè)電表的讀數(shù)。
(2)寬帶城域網(wǎng)接入層設(shè)備系統(tǒng)
寬帶城域網(wǎng)接入層設(shè)備由ZAN點(diǎn)寬帶接入設(shè)備MA5200和BAN點(diǎn)設(shè)備S2403F交換機(jī)組成,再加上小區(qū)網(wǎng)接入HUB、小區(qū)內(nèi)部局域網(wǎng)交換機(jī)共同構(gòu)成智能小區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
MA5200多業(yè)務(wù)寬帶接入設(shè)備是一種以太網(wǎng)接入處理系統(tǒng),是寬帶城域網(wǎng)上分布式BAS(寬帶接入服務(wù)器)。它采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)和交換式總線技術(shù),具有強(qiáng)大的硬件轉(zhuǎn)發(fā)能力和靈活的協(xié)議處理能力??梢蕴峁┲悄苄^(qū)的以太網(wǎng)解決方案,為用戶提供高速上網(wǎng)、視頻點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)互連等多種業(yè)務(wù),能對(duì)用戶進(jìn)行有效管理,并提供多種計(jì)費(fèi)策略和認(rèn)證策略,可以對(duì)用戶的業(yè)務(wù)流進(jìn)行流量限制,對(duì)用戶的訪問目的地址進(jìn)行限制,并對(duì)用戶進(jìn)行二層的隔離和受控互訪,充分保證網(wǎng)絡(luò)的安全。MA5200支持靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的IP地址分配,采用虛模板方式配置接入用戶的IP地址網(wǎng)段。MA5200在用戶側(cè)提供百兆以太網(wǎng)接口,通過以太網(wǎng)交換機(jī)為用戶提供10Mbit/s以太網(wǎng)電接口,支持VLAN用戶接入方式。
S2403F交換機(jī)是一種高性能、低成本、功能強(qiáng)大的面向工作組的以太網(wǎng)交換機(jī)。它提供24個(gè)10Mbit/s以太網(wǎng)端口,3個(gè)自適應(yīng)快速以太網(wǎng)交換端口,所有端口都支持全雙工的通信方式,支持即插即用,提供VLAN功能。
小區(qū)網(wǎng)接入HUB是S2403F交換機(jī)的端口擴(kuò)展設(shè)備,可提供16個(gè)以太口,以供NDT和其他智能終端使用。小區(qū)內(nèi)部局域網(wǎng)交換機(jī)是一種以太網(wǎng)交換機(jī),它提供24個(gè)以太網(wǎng)端口,用來(lái)連接各種服務(wù)器和管理終端。(3)門禁系統(tǒng)
門禁系統(tǒng)主要由門禁終端、門禁服務(wù)器和門禁管理終端組成。用于東、南、西、北四個(gè)小區(qū)進(jìn)出大門的防范。在小區(qū)大門上安裝門禁系統(tǒng),在門框上邊中央位置安裝一對(duì)門磁,小區(qū)人員可用鑰匙正常打開大門。當(dāng)系統(tǒng)處于設(shè)防狀態(tài)時(shí),如果發(fā)生撬門,則會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào),通過門禁終端將信號(hào)傳至小區(qū)物業(yè)管理中心的門禁系統(tǒng)服務(wù)器上,即顯示出哪一個(gè)門發(fā)生何種類型報(bào)警,值班人員即可調(diào)度保安人員現(xiàn)場(chǎng)處理。而對(duì)于每個(gè)住宅戶的門禁系統(tǒng)則是通過NDT智能終端,由家居智能管理系統(tǒng)進(jìn)行管理控制。
(4)物業(yè)管理系統(tǒng)
物業(yè)管理系統(tǒng)主要由物業(yè)終端、物業(yè)服務(wù)器和物業(yè)管理終端組成。物業(yè)終端主要有IC卡讀卡機(jī)、攝像監(jiān)控機(jī)等。小區(qū)車輛的出入及收費(fèi)、購(gòu)物消費(fèi)以及其他休閑消費(fèi)均采用物業(yè)管理系統(tǒng)中IC卡管理系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行收費(fèi)管理。就小區(qū)車輛而言,對(duì)長(zhǎng)期用戶可用月卡,對(duì)來(lái)訪車輛可用臨時(shí)IC卡,所有IC卡均經(jīng)讀卡機(jī)自動(dòng)收費(fèi)。在小區(qū)出人口設(shè)置攝像監(jiān)控機(jī),對(duì)來(lái)往車輛進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控,并把車輛的資料(車牌號(hào)碼、顏色等)傳輸?shù)轿飿I(yè)管理系統(tǒng)中心軟件中。當(dāng)車輛進(jìn)庫(kù)時(shí),在IC卡讀卡機(jī)檢測(cè)到有效卡片后,閘門機(jī)上升開啟,車輛進(jìn)庫(kù),當(dāng)車輛駛過感應(yīng)器線圈時(shí),閘門機(jī)自動(dòng)放下關(guān)閉。當(dāng)有車輛離開時(shí),司機(jī)所持的IC卡必須和電腦資料一致,包括車輛的資料(車牌號(hào)碼、顏色等)一致,才能升桿放行。
以上簡(jiǎn)要介紹了智能小區(qū)系統(tǒng)的組成和功能,為保證各個(gè)組成部分能可靠運(yùn)行,下面將討論智能小區(qū)系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理。
三、智能小區(qū)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行機(jī)理
智能小區(qū)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置包括VLAN劃分和IP地址分配。配置是否合理直接關(guān)系到通信網(wǎng)絡(luò)是否能穩(wěn)定運(yùn)行。
(1)VLAN劃分
VLAN劃分包括用戶正常上因特網(wǎng)的VLAN劃分、各種智能終端的VLAN劃分以及小區(qū)網(wǎng)站的VLAN劃分,各種服務(wù)器和管理終端均無(wú)VLAN劃分。VLAN的劃分由寬帶接入設(shè)備MA5200和S2403F交換機(jī)完成,小區(qū)網(wǎng)接入HUB下的設(shè)備的VLAN號(hào)由上聯(lián)S2403F交換機(jī)端口的VLAN號(hào)決定。
MA5200每槽位100Mbit/s光口板下可接8臺(tái)S2403F交換機(jī),S2403F交換機(jī)的一部分端口可接因特網(wǎng)用戶,另一部分端口下聯(lián)至HUB可接智能終端。為保證MA5200同一槽位下每臺(tái)S2403F交換機(jī)的每個(gè)接因特網(wǎng)用戶端口有單獨(dú)的VLAN號(hào),一般約定,接因特網(wǎng)用戶端口的VLAN號(hào)在1~250之間,下聯(lián)HUB的交換機(jī)端口的VLAN號(hào)在251~500之間。通常,每個(gè)住宅戶均安裝有NDT智能終端和IP電表,如所有的智能終端均在同一VLAN下,勢(shì)必在網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生過多的廣播包,如給每個(gè)智能終端一個(gè)VLAN號(hào),勢(shì)必造成VLAN號(hào)的浪費(fèi)。系統(tǒng)建議100個(gè)智能終端劃分在同一VLAN下,相應(yīng)地下聯(lián)同一VLAN智能終端的HUB上聯(lián)不同交換機(jī)的不同端口應(yīng)具有相同VLAN號(hào)。需指出的是,如連HUB的S2403F交換機(jī)的端口具有相同VLAN號(hào),則S2403F交換機(jī)應(yīng)上聯(lián)至MA5200同槽位的100Mbit/s光口板端口上。
(2)IP地址分配
1.1實(shí)現(xiàn)物理隔離的安全性
在智能電網(wǎng)的諸多安全方面中,物理安全非常重要,其內(nèi)涵意義是指運(yùn)營(yíng)智能電網(wǎng)的系統(tǒng)過程中所必備的各類硬件設(shè)施的安全性。其中最主要的有對(duì)硬件設(shè)備方面被物理非法性的入侵的防范、對(duì)無(wú)授權(quán)物理的訪問的防止以及嚴(yán)格按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建機(jī)房等。其中,主要的硬件設(shè)施有,流量的智能統(tǒng)計(jì)器、各類測(cè)量的儀器以及各種類型的傳感設(shè)施,在通信體系中各類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)施、主機(jī)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的空間。
1.2網(wǎng)絡(luò)的安全
網(wǎng)絡(luò)安全需要智能電網(wǎng)應(yīng)該具備高可靠性。當(dāng)前智能網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展規(guī)模急劇膨脹,互聯(lián)網(wǎng)電網(wǎng)體系逐步形成,復(fù)雜的電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對(duì)電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性進(jìn)行了加強(qiáng),但其脆弱的防線也成為重大的問題。尤其當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境復(fù)雜性增強(qiáng),智能化的攻擊手段防不勝防。個(gè)人用戶的網(wǎng)絡(luò)信息也不斷受到威脅。智能的終端始終存在漏洞。
1.3數(shù)據(jù)的安全保障弱、備份能力低
當(dāng)前盡管對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)以及數(shù)據(jù)自身安全性的軟件很多,但網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜化使得風(fēng)險(xiǎn)市場(chǎng)存在。數(shù)據(jù)被破壞、被盜取,數(shù)據(jù)庫(kù)被侵犯的現(xiàn)狀依然存在。智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)對(duì)于整個(gè)國(guó)家電力系統(tǒng)的運(yùn)行都是至關(guān)重要的,因而必須制度化的、規(guī)范化的進(jìn)行數(shù)據(jù)的安全措施,以改善當(dāng)前的狀況。
2解決智能電網(wǎng)安全的方案
2.1邊界的安全防護(hù)
邊界的安全防護(hù)著力于有效的的控制與監(jiān)測(cè)該邊界中進(jìn)出的數(shù)據(jù)流。檢測(cè)的有效機(jī)制是以網(wǎng)絡(luò)入侵的檢測(cè)為基礎(chǔ),在網(wǎng)絡(luò)的邊界進(jìn)行檢測(cè)與清除惡意的代碼,并對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)出的信息內(nèi)容加以濾化。以此來(lái)真正實(shí)現(xiàn)過濾諸多協(xié)議的命令并進(jìn)行有效的控制,同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的最大流量以及網(wǎng)絡(luò)的連接數(shù)進(jìn)行限制,提升智能電網(wǎng)的安全性和節(jié)約性。以會(huì)話的狀態(tài)和信息為基礎(chǔ)進(jìn)行安全性分析,提升對(duì)不良信息的拒絕能力,以單位對(duì)允許或者拒絕信息對(duì)網(wǎng)內(nèi)資源的訪問進(jìn)行決策。其中,實(shí)現(xiàn)這一功能最有效的軟件即建設(shè)邊界的防火墻。因而,必須明確的找出網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的安全邊界,以此來(lái)在各個(gè)點(diǎn)設(shè)置防火墻。
2.2網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全保護(hù)
對(duì)于我國(guó)的電網(wǎng)公司而言,其網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)安全問題產(chǎn)生于各個(gè)單位的網(wǎng)點(diǎn)。這樣網(wǎng)絡(luò)的大環(huán)境下,必須進(jìn)行安全的防護(hù)以保證智能電網(wǎng)的安全性和不斷的發(fā)展。
2.2.1從結(jié)構(gòu)上提高各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能,提升其對(duì)電網(wǎng)業(yè)務(wù)的處理力度并始終存有大量的空間。這樣,在智能電網(wǎng)面臨高峰期的業(yè)務(wù)階段時(shí),線路和設(shè)備的設(shè)置能夠滿足其繁雜而大量的業(yè)務(wù)需求。
2.2.2安全的接入方面必須有效的控制安全的接入控制,運(yùn)用當(dāng)前最主要的協(xié)議類型,實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)的控制。對(duì)非注冊(cè)的主機(jī)進(jìn)行控制,使其無(wú)法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行使用,有效的保護(hù)主機(jī)。實(shí)現(xiàn)資源的安全存儲(chǔ),避免外來(lái)信息的非法訪問。
2.2.3安全的管理設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備登錄中,必須設(shè)置身份的驗(yàn)證,限制管理員的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備登陸地址。設(shè)置的口令必須要更強(qiáng)、更長(zhǎng)、更復(fù)雜,同時(shí)定時(shí)進(jìn)行變更。對(duì)同一用戶進(jìn)行連續(xù)登錄實(shí)行失敗次數(shù)記錄,超過一定次數(shù)變進(jìn)行鎖定。
2.2.4對(duì)安全弱點(diǎn)進(jìn)行掃描在智能電網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中,進(jìn)行漏洞的掃描系統(tǒng)設(shè)定,對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、相關(guān)的設(shè)備以及數(shù)據(jù)資料庫(kù)定期掃描,及時(shí)發(fā)現(xiàn)錢富裕系統(tǒng)中的漏洞,防范攻擊。
3結(jié)束語(yǔ)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)