监测系统论文篇（1）

1.1河段概况

三峡工程施工区从伍相庙至鹰子咀长约12km，面积15.28km2。为较好地掌握施工区水文、河道、水环境变化情势，水文监测河段上起太平溪、下至莲沱，全长22km，水域面积约为22km2（以下简称坝区河段）。大坝轴线以上1.5km至大坝轴线以下1km为明渠截流水文监测河段（以下简称截流河段），全长2.5km，面积约为3.0km2。三峡工程明渠截流河段水文监测布置见图1。

图1三峡工程明渠截流河段水文监测布置图

1.2工程概况

三峡工程明渠截流继一期导流明渠开挖、二期大江截流导流和通航之后、为修筑三期围堰而实现戗堤进占与合龙的关键性工程。

（1）三期围堰工程。三期围堰位于导流明渠内。三期上游围堰为Ⅳ级临时建筑物，围堰轴线长427m，设计洪水标准为4月份实测最大流量17600m3/s（1877年～1990年资料，下同），相应上游水位81.05m，堰顶高程83.0m，最大堰高33.0m。三期下游围堰为Ⅲ级临时建筑物，围堰轴线长415m，设计洪水标准为频率2%的洪水流量79000m3/s，相应挡水位78.3m，堰顶高程81.5m，最大堰高36.5m。上、下围堰均由风化砂、石渣、石渣混合料和块石以及反滤料构筑而成，总填筑量分别为146.58万m3和152.48万m3。

（2）明渠截流分流工程

明渠截流期采用大坝泄洪坝段导流底孔分流。22个导流底孔分别布设在泄洪坝段的表孔正下方跨缝处，其有压出流口尺寸为6m×8.5m，中间16孔进口底高程56.0m，两侧各3孔进口底高程57.0m。大坝底孔泄流能力受二期上下游围堰拆除高程和底宽的影响，设计明渠截流前，上游围堰拆除高程57m，底宽不小于550m；下游围堰拆除高程53m，底宽不小于410m。

（3）明渠截流戗堤工程

三期截流采用上、下游戗堤立堵，上游双向、下游单向进占的施工方案。设计按上游戗堤承担截流总落差的2/3，下游戗堤承担截流总落差的1/3。上、下截流戗堤总抛投量分别为35.85万m3和38.38万m3。戗堤施工进占分为非龙口进占和龙口进占两个阶段,设计上、下截流龙口宽度分别为150m和140m，抛投量分别为20.4万m3和20.5万m3。设计截流流量10300m3/s，经模型试验表明，上、下龙口最大平均流速分别达5.14m/s和4.01m/s，截流终落差4.11m。合龙能量指标达40.4万kw，为葛洲坝工程截流的2.6倍，是巴西伊泰普工程截流的1.4倍，居当今世界龙口能量指标之首。

1.3水文监测的目的、主要内容及作用

鉴于明渠截流的难度，水文监测的目的主要为三期截流设计、施工、截流指挥提供可靠数据，同时也为模型跟踪试验、水文预报、水文及水力学计算提供基本资料。特别要为在明渠截流过程中可能出现的突况进行跟踪监测，以指导明渠截流施工决策和调度管理。水文监测的主要内容包括水下地形、截流落差、龙口流速、坝址流量及导流底孔分流量等，其主要作用是为掌握截流边界条件、截流水流条件和截流环境影响的动态变化，见表1。

表1三期截流水文监测的主要内容及作用

项目名称

主要内容

主要作用

截

流

边

界

条

件

水下地形

水下地形形象

掌握水下地形形象、口门水面宽及床沙的变化情况，为截流设计优化、调整截流施工方案及进度、模型跟踪试验、水文预报及水文、水力学计算提供基本资料

固定断面

固定断面形象（含口门水面宽）

床沙

床沙（抛投料）颗粒级配

截

流

水

流

条

件

水位

坝区沿程水面线

是监测截流落差及其变化的基本资料。同时监测葛洲坝水库调节对截流水力学指标的影响

龙口落差、戗堤落差

掌握上、下戗堤落差及其分配，指导上、下戗堤施工进占的时机及进度

流速及流态

护底加糙区流速、戗堤头及挑角流速、龙口纵横断面流速、截流河段流态

掌握戗堤口门区（以龙口为重点）的流速变化特征，指导戗堤进占的抛投体块径、形状、抛投方式及推填角度的选择，以利戗堤头的防冲和稳定

流量

坝址流量、茅坪溪支流流量、大坝底孔及龙口分流量

掌握坝址来水流量及导流、截流的分流量

截

流

环

境

影

响

河床演变

永久船闸下游引航道口门河势及两坝间河道演变

截流对河道、航道口门区的河势影响及抛投料对水环境的影响

水环境

截流河段及下游水质

2水文监测系统设计

根据三峡工程明渠截流施工布局和截流工程设计、监理、施工、水文预报、水文及水力学计算、模型跟踪试验等部门对截流水文监测的要求，为确保水文数据全面、可靠、精度和时效，建立包括水文信息采集—传输—处理—与反馈等四个子系统的三期截流水文监测系统，见框图2。为系统实施成立了五个专业组，即水文组、河道组、水质组、水文信息处理中心和综合组。

2.1信息采集子系统。包括水位降水、龙口流速、流量、流态、口门水面宽、河道冲淤、水环境等，根据三峡坝区现有监测站网条件，结合截流所需的水文信息，共布设18个水位站、2个水文站、17个流速或流量监测断面、32个河道固定断面、5个水质监测断面。

2.2信息传输子系统。采用计算机有线或无线数传方式，辅以电话、电台或对讲机等方式，将自动、半自动或人工采集的水文、河道地形数据，经无线或有线数传、或无线人工、有线人工传至水文数据处理中心截流数据库。各专业组之间的联系采用短波电台、电话（有线或WAP电话）等。

2.3信息处理、信息与反馈子系统。利用现代信息技术，建立明渠截流水文信息处理中心，使用计算机网络与通讯技术合理集成，实现水文信息接收、处理、存贮、检索和e水文情报的网络化与自动化。

水文信息处理中心建立截流水文数据库和计算机局域网，实现数据、图表自动处理与共享。截流水文数据库包括水文数据库、河道数据库、施工信息数据库等，数据库采用表结构设计方案。计算机局域网挂靠长江三峡工程开发总公司局域网，其间专设“截流水文网站”，以动态方式直接从数据库生成《水文实测信息》、《水文快报》以及其他信息网页，水文监测信息。

内容包括水位、流量、流速、水面流速流向、泥沙、固定断面、水下地形等信息和相关的分析成果。信息以截流指挥专用通信系统和“截流水文网站”为主，并以电子邮件、电传、电话、电台等为辅的方案。《水文实测信息》全面反映坝区河段水文变化情势，在戗堤进占和龙口合拢期每天一期；根据水情变化确定《水文快报》频次，如在龙口合拢期，实时水位、流速、落差等信息。系统还具有实时查询、信息反馈、整编归档及检索等功能。

3水文监测仪器设备与技术措施

截流水文监测除采用常规的、成熟的测验方法和技术手段外，尽可能采用新的监测仪器设备与技术措施。截流水文监测是在特殊环境条件下的水文观测，其仪器设备将经受各种不利因素的制约，如明渠截流施工场地窄小、截流龙口水流湍急和高强度施工形成的复杂水域，以及无线电波干扰等，都将影响到水文监测工作，也对仪器设备提出了更高的要求。根据明渠截流水文监测的特点，应立足于成熟的先进仪器设备、先进的技术手段，以收集、传输、水文资料。经过调研和大量的仪器设备技术指标分析，确定在明渠截流水文监测中使用以下关键仪器设备与技术措施。

3.1ADCP测流系统。ADCP（AcousticDopplerCurrentProfilers）是目前世界上最先进的水文测验仪器之一，具有不扰动流场、测验历时短、测速范围大等特点。对截流河段多断面的水文监测，采用船载型ADCP测流系统，辅以GPS导航技术，能快速、准确地巡测各断面的流速分布及流量或分流比，还可解决船舶无锚定位和全天候测验等问题；对龙口流速测验，采用无人测艇ADCP测流系统，可精确地获取龙口流速分布。

3.2无人测艇测量技术。该方法是通过龙口上游150m左右的锚锭船，用钢丝绳牵引无人测艇（艇上安装ADCP等仪器）深入龙口进行水文测验。无人测艇采用全密封双体船结构，具有稳性好、阻力小、安全可靠等特点。锚锭船安装有以计算机为主的控制中心及机电设备，控制无人测艇测验。

3.3GPS水道测绘系统。利用GPS接收机，配备数字测深仪或多波束测深仪、绘图仪、计算机与数据链、通讯等设备组成的GPS水道测绘系统，可高效地施测水下地形和冲淤断面，具有全天候、多功能、精度高、成图快等特点。

3.4无人立尺测量技术。对戗堤头水位观测，传统的方法难以达到安全、高效的要求，选用成熟的无人立尺测量技术，并配以高精度的激光全站仪，可测量未知点的三维坐标，用于龙口戗堤头水位和口门宽度的测量。

3.5计算机网络技术。实现水文信息远传、处理、计算机化，具有快速、准确等特点。

3.6监测系统在明渠截流中的运用实践

三峡明渠截流从2002年9月15日导流底孔闸门调试开始，至11月6日龙口合龙结束，明渠截流水文监测系统实时监测了明渠截流水文情势变化，收集到全过程多要素完整的水文成果，并实时动态更新截流水文网页，为指导截流施工、调度、水文预报、提供了大量科学的水文信息。

4结语

三峡工程明渠截流是一项非常复杂的系统工程，水文监测成为重要组成部分，是截流不可缺少的技术保障服务系统。

三峡工程明渠截流水文监测采用高新的监测技术、选进的仪器设备、高素质的监测人员以及合理可靠的组织措施保证系统的高效运行，充分发挥水文监测在三峡工程截流中的耳目和参谋作用，体现一流工程和一流的水文服务。

监测系统论文篇（2）

1．2工程监理工程建设监理是有效控制工程建设进度、质量、投资，促进工程顺利实施的重要措施。通过招标确定具有相应资质的监理单位，依法签订工程监理合同，明确监理范围、监理权力和监理职责，并报项目主管单位备案。监理单位依据相应规章组建项目监理机构，设置项目总监理工程师，按照建设项目性质设置与项目相适应的专业监理人员并持证实际到位监理。现场建设管理机构负责项目建设现场管理工作，监理机构依据合同负责协调勘察、设计、施工等单位，确保工程质量、工程进度、工程投资和安全生产，实现项目建设总体目标。

1．3质量、安全管理工程质量实行项目法人全面负责，监理单位控制、设计和施工单位保证、政府部门监督、项目部具体负责的质量管理体制。项目部对项目负直接管理责任，具体负责质量管理工作。按照有关规定建立质量管理制度，建立健全质量保证体系，落实工程质量责任制，签订质量管理责任状。对项目严格实行项目法人责任制、招标投标制、建设监理制和合同管理制的工程管理制度。开工前组织做好施工图设计、设计技术交底和工程项目划分等工作，施工过程中对工程质量进行全过程跟踪检查，工程完工后负责工程档案的归档并组织申报完工、竣工验收。主动接受质监机构对工程质量的监督检查，对检查出的问题，及时督促有关单位按要求整改并反馈情况，工程完工后，配合质监机构完成工程质量鉴定。对严重违规的施工、监理单位，项目部有权终止合同或向项目法人提出终止合同建议。督促监理单位加强原材料、半成品及成品的抽检工作，严禁不合格材料进入施工现场，加强砂浆、混凝土的施工配比检查，做到标准统一，称量准确。认真执行隐患排查和专项治理制度，对施工中发现的一切质量问题和质量缺陷，及时进行处理，加强事前和事中控制，彻底消除质量隐患。项目安全生产管理，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，建立健全“政府领导、部门监管、企业负责、群众参与、社会支持”的工作机制。项目法人对安全生产负总责，认真落实各参建单位安全生产责任，防止质量和安全事故发生。项目部对安全生产具体负责，贯彻实施安全生产法律、法规、规章和政策。会同与工程建设有关的单位定期研究、部署防范重特大事故发生的措施和方案，协调解决安全生产工作中的重大问题。组织实施、监督检查安全生产责任制的落实，指导参建单位的安全生产工作。分析预测安全生产形势，统计安全事故，定期上报安全生产信息。加强重点部位、关键环节和重要时段的安全生产日常监督检查，加强事故隐患排查治理。对发生的安全生产事故，按照事故原因未查清不放过、责任人员未受到处理不放过、事故责任人和周围群众没有受到教育不放过、事故整改措施未落实不放过的原则处理。增强风险意识，建立风险管理和应急管理机制，有效预防和妥善应对突发事件，减少灾害损失。完善突发事件报告、预警制度，配备应急救援物料和通信设施，加强预警预报和应急演练，坚决杜绝重特大安全事故发生。发生安全事故，项目部接到事故报告后，按照有关规定及时向指挥部报告，并启动相应级别的安全生产事故应急预案，组织开展救援工作，救援过后组织开展安全事故调查处理工作。

1．4合同、资金管理在招标资格审查的基础上，项目部对对方当事人的主体资格、资质能力、履约能力进一步核实。不得与投标文件明显不符的组织签订合同，不得与不能独立承担民事责任的组织签订合同，也不能与法人单位签订与该单位履约能力明显不符的合同。合同签订前，项目部认真组织合同洽谈，商定合同条款，起草文本。工程建设或设备购置合同在项目部审查的基础上，由指挥部进行必要的专业审查后方可签订。负责做好合同交底，履行合同中规定的职责。与合同有关的补充协议及合同履行中有关的会议纪要、往来信函、书面签证、文书等为合同的组成部分，由专人保管。合同管理采用项目部保管正本，指挥部备案副本的方式。合同履行过程中，项目部要审查和监督工程项目各类合同的履行情况，收集、记录、管理与合同有关的协议、函件等资料。严格按照工程项目批复的投资进行管理和投资控制，在验工计价和合同支付等关键环节采取三级复核制度，严禁提前支付或不留保证金，以免给后续合同的执行造成影响、导致资金流失或失去合同执行主动权，增加合同风险。严格执行设计变更审批有关规定，有重大设计变更时，必须报原审批部门批准后方可实施。如出现不能或者不能完全履行时，应采取紧急措施，将损失减少到最低程度。需要变更或解除合同的，按法律规定的程序进行，项目部无法解决时，及时向指挥部汇报。建立健全保障工程款及农民工工资支付的长效机制，有效防止工程拖欠工程款和农民工工资现象的发生。对勘察、设计、施工、监理等单位原因造成工程量、单价、总价等严重偏离时，根据合同约定及有关规定进行处理。建设资金根据建设项目、建设进度由云南省水文水资源局下拨昭通水文分局，实行分级管理，分级负责。云南省水文水资源局作为项目法人，局长对建设资金的管理使用负全面责任;昭通水文分局局长受项目法人代表授权，对辖区内项目建设资金的使用管理负主要责任，并对项目法人代表负责。昭通水文分局必要时按建设项目、建设进度，上报用款计划至云南省水文水资源局，作为拨款依据。做好建设资金的预算、决算、监督和绩效分析工作，按合同约定、工程进度、监理签证及时支付工程款。土建工程价款结算时，预留不少于工程价款结算总额的5%工程质量保证金;设备经云南省水文水资源局统一招标后，昭通水文分局根据设备采购合同支付设备款，并做好设备验收工作。控制费用性支出，合理、有效使用建设资金，保证工程项目建设的顺利进行。定期向云南省水文水资源局报送资金使用情况报表，编报建设项目投资效益分析报告。

1．2．5档案管理档案管理贯穿于工程前期准备、实施、竣工验收全过程，包括建设、勘察设计、施工、监理等参建单位在工程实施全过程中形成的具有保存价值的文字、图表、声像等不同形式的历史记录。项目部设立档案库房，落实专职档案人员，认真做好档案的收集、整理、归档、保管工作，加强对各参建单位归档工作的监督、检查和指导。档案验收应在项目竣工验收前进行，未进行档案验收或档案验收不合格的，不得通过项目的竣工验收。

1．3工程验收指挥部应切实加强对工程建设项目的验收管理，未经验收或验收不合格的，不得交付使用或进行后续工程的施工。项目验收按验收主持单位性质不同分为法人验收和政府验收两类。法人验收是由指挥部、项目部组织进行的验收，包括分部工程验收、单位工程验收和合同工程完工验收。当合同工程仅包含一个单位工程时，将单位工程验收与合同工程完工验收一并进行，但应当同时满足相应的验收条件。政府验收是由云南省水利厅主持的验收，包括专项验收和竣工验收。

1．3．1法人验收工程建设完成分部工程、单位工程、合同工程后，应当及时组织法人验收。验收按照基础设施、技术装备与服务系统3部分进行。分部工程验收由监理工程师主持，验收工作组由项目部、监理、勘察设计、施工等单位代表组成，指挥部派代表参加分部工程验收会议。项目部在分部工程验收通过之日起10个工作日内将验收质量结论和相关资料报指挥部核备。单位工程具备验收条件时，项目部向指挥部提出验收申请报告，指挥部经审查具备验收条件的，在15个工作日内决定是否验收。单位工程验收前，指挥部委托具有相应资质的工程质量检测单位对工程质量进行抽样检测。单位工程验收由项目部主持，验收工作组由项目部、监理、勘察设计、施工等单位代表组成，必要时，邀请有关专家和昭通市水利局参加。指挥部派代表参加单位工程验收会议，质监机构派员列席验收会议。单位工程验收成果在验收通过之日起30个工作日内交指挥部备案或分送有关单位。合同工程具备验收条件时，施工单位应当向项目部提出验收申请报告，项目部审查同意后，应当及时将合同工程完工验收申请报告报送指挥部，指挥部经审查具备验收条件的，应当及时安排时间组织验收。合同工程完工验收由指挥部主持，验收工作组由指挥部、项目部、勘察设计、监理、施工、主要设备制造(供应)商等单位代表组成，质监机构派员列席会议。合同工程完工验收成果自验收通过之日起30个工作日内，由指挥部发送有关单位，并报云南省水利厅备案。水文技术装备均应满足相关测验规范规定的精度要求，技术装备购置通过招标采购后，应当及时进行验收。技术装备验收由指挥部会同项目部主持，验收工作组由指挥部、项目部、监理、主要设备制造(供应)商等单位及聘请的专家代表组成，质监机构派员列席会议。技术装备验收成果自通过验收之日起30个工作日内，由指挥部发送有关单位，并报云南省水利厅备案。服务系统建设完成后，应进行6个月的试运行。考核、检查各类站点的功能，系统的畅通率，完成数据收集、发送和数据处理所需时间，防雷、防灾能力，设备的技术性能、可靠性、测量准确度。解决存在的问题，培训和提高管理人员的管理、维修能力，完成运行管理工作条例的制定和运行考核后方可进行验收。服务系统验收由指挥部主持，验收工作组由指挥部、项目部、监理、主要设备制造(供应)商、系统研发商等单位及聘请的专家代表组成。服务系统验收成果自通过验收之日起30个工作日内，由指挥部发送有关单位，并报云南省水利厅备案。

1．3．2政府验收工程竣工验收前，应当进行专项验收，专项验收成果是竣工验收成果的重要组成部分。专项验收包括工程档案验收、环境保护验收和水土保持验收等。竣工验收应当在工程建设项目全部完成，并满足一定运行条件后1a内进行。工程具备验收条件时，指挥部应当及时向云南省水利厅提出竣工验收申请。竣工验收由云南省水利厅主持，竣工验收委员会由云南省水利厅、云南省水文水资源局、昭通市水利局、质监机构、昭通水文分局等的代表和专家组成。指挥部、设计、监理、施工和主要设备制造(供应)商等参建单位派代表参加竣工验收，负责解答验收委员会提出的问题，并作为被验收单位代表在验收鉴定书上签字。竣工验收鉴定书自通过之日起30个工作日内，由云南省水利厅发送有关单位。

1．3．3工程移交及验收遗留问题处理合同工程通过验收后，项目部与施工单位应尽快办理工程交接工作，交接过程要有完整的文字记录和双方交接负责人签字。在办理工程交接手续的同时，施工单位向指挥部递交工程质量保修书，工程质量保修期应当自通过合同工程完工验收之日开始计算。施工单位递交了工程质量保修书、提交有关工程资料后，指挥部应在30个工作日内向施工单位颁发合同工程完工证书。合同工程通过验收后，指挥部应当及时将工程移交给昭通水文分局管理，移交包括工程实体和工程档案资料。移交应办理移交手续，应有完整的文字记录，并有双方法定代表人签字。指挥部、项目部应当按照验收鉴定书、合同约定的要求，督促相关单位在规定时间内完成验收遗留问题的处理工作。验收遗留问题处理完成后，指挥部、项目部应当组织验收，形成验收成果文件，报送验收主持单位。

1．4运行管理工程建成后，项目部要加强运行管理。做好试运行工作，确保水文信息采集传输的稳定性和可靠性;明确管理职责，切实加强运行维护;积极争取落实水文设施设备运行维护经费，确保昭通市中小河流水文监测系统建成后的正常运行;切实做好昭通市中小河流水文监测信息的报送工作，充分发挥建设成效。

监测系统论文篇（3）

经过分析调查，水产渔业对水质的监测主要需求为:对温度、pH值、溶解氧浓度这些参数发生变化或不符合标准，将严重影响水产品的质量和产量，因此，需对此类参数通过进行实时监控。

1．2系统结构设计

本系统主要由水质数据采集层、数据汇集层、监测中心层构成，水质数据采集层是由测温度、pH值、溶解氧浓度的相应传感器组成的，将其部署在水中，实现对相关参数的采集，再通过WiFi将所采集数据发送至AP节点进行数据汇聚，再由AP节点通过WiFi将汇集数据发送至监测中心。

2WiFi节点硬件设计

WiFi又称IEEE802．11b标准，IEEE802．11b无线网络规范是对IEEE802．11的改进，其最高带宽为11Mbps。在信号较弱或有干扰时，可自动调整为5．5，2或1Mbps。本系统中带宽为11Mbps。本系统需完成对终端节点、AP节点的制作，并且需实现将各个传感器所采集到的数据通过WiFi传输至上位机，实现上位机对温度、pH值、溶解氧浓度等参数的实时监测。

2．1电源模块

本系统中各个模块所需的工作电压均为3．3V，因此，可用2节AA电池通过电压转换电路得到3．3V，从而避免了使用市电供电，使系统更加无线化。

2．2WiFi无线通信模块

本模块采用的是GainSpan公司的GS1011片上系统，其内部集成了WiFi物理层，装上天线和射频功放即可完成数据的接收与发送，该芯片功耗超低，为双ARM7核结构，其中一个用于处理数据链路层和物理层的工作，一个用于实现软件应用。芯片内嵌的FLASH和SRAM用于储存程序和数据，编程和调试可通过JTAG口实现;ADC，I2C总线，GPIO等接口用于接收来自传感器采集到的数据信息，实现通过串口与单片机通信，其工作电压为3．3V。

2．3处理器模块

本次通与终端节点相连的处理器采用STC89LE52C单片机。该单片机IO口可模拟I2C接口来接收传感器模块采集到的数据信息，其工作电压为3．3V。AP节点无需处理器。

2．4串口模块

串口模块采用MAX232实现了单片机模块和WiFi模块之间的通信，并通过USB转串口进行程序配置。

2．5传感器模块

本设计中采用美国Dallas半导体公司生产的DS18B20数字化温度传感器，适用电压范围为3．0～5．5V;通过串行数据线DQ与单片机的P1．2口相连实现温度数据的传输。DQ上需接一只4．7kΩ上拉电阻器，以实现对DS18B20的控制，完成读写温度数据功能。pH值传感器采用雷磁E—201—C型pH复合电极，溶解氧浓度传感器采用雷磁公司的DO—955溶氧电极，传感器终端与单片机连接的电路原理图如图4所示。

3节点软件设计

在系统中，IEEE802．11b采用的是Infrasture组网模式，通信协议为TCP/IP，具体目标是为实现将传感器采集到的数据汇聚到AP节点，在通过WiFi后传输至监测中心。具体的软件设计步骤为:首先通过gs_flashprogram软件编写WiFiProtectedSetup(WPS)程序，且在程序中内嵌TCP/IP协议，将该程序烧写入GS1011模块;然后，通过Keil软件对单片机进行编程设计，其软件结构由AT指令，各传感器的程序和API接口组成。在本系统中，传感器节点定时向AP节点发送数据，AP节点定时接收，并通过WiFi传输至监测中心的上位机，实现对水质的温度、pH值、溶解氧浓度等参数的实时监测。系统每30min采集一次水质参数，因此，可通过定时器来控制终端节点连续给AP节点的工作状态，当定时器被唤醒时，向上位机发送数据，定时器满，停止发送，进入休眠状态，等待下一次定时器被唤醒。在进入休眠状态时，终端节点与AP节点处于中断状态，且传感器暂时停止工作。

4管理系统的实现

系统的管理核心为上位机，主要需实现串口接收程序和上位机管理程序等功能，本系统上位机通过MicrosoftVisualStudio2010软件采用的是里面的MFC应用程序框架进行设计的上位机程序。从而实现对传感器设计查询、数据接收、数据存放及历史数据查询等功能，当监控人员登陆界面查找相关资料时，系统通过调用数据库中的历史数据，并且可以以视图的形式将数据发送到客户端，实现了远程监控功能。

5系统测试

在某水产养殖基地对本设计系统进行了测试。实验时部署了4个终端节点，分别放在4个养殖池中，部署2个路由节点，温度传感器、pH值传感器、溶氧度传感器集成在终端节点上。终端节点仅需2节普通5号电池。节点固定在鱼塘中心位置，且内离水面1m处。传感器终端每隔30min对水质参数进行一次采样，并将采样数据发送至上位机后，自动进入休眠状态，等待下一次采样指令的盗垒。其温度、pH值、溶解氧浓度监测结果。

监测系统论文篇（4）

1系统体系架构的发展

广播电视监测系统经历了长期的发展过程,系统体系架构的发展大致分为以下几个阶段｡

第一阶段:对广播电视信号的监测使用独立的监测设备和监测仪器,对信号传输中的各种指标和各种异态进行测量和识别｡

第二阶段:单机版的监测系统是由一台计算机控制监测仪器,完成指标测量和异态识别等监测功能｡

第三阶段:由一台主机充当监测系统的服务器,通过网络协议与多台计算机控制的监测仪器进行通讯,所有用于监测的仪器和计算机构成一个系统,协同完成监测任务｡

近年来广播电视监测系统的体系结构从C/S结构或B/S结构向采用多层B/S和C/S混合式体系架构演变,使得软件系统的网络体系结构跨入一个新阶段｡认识这些结构的特征,并根据实际情况成功进行系统的选型是非常关键的｡

2系统体系架构建设要考虑解决的问题

(1)中心数据处理部分｡数据处理中心既要进行报警数据､技术性指标数据的实时处理,监测信息短信,还要进行监测播出的内容和广告的处理､及网络信息视听节目监管,具有数据传输量大,实时性强,对数据安全性､可靠性､一致性要求高的要求｡

(2)客户端浏览查询部分｡监听监看中心客户端､领导等相关部门客户端主要工作是查询和决策,数据处理工作较少,但客户端数量大且在多个部门,因此要充分考虑解决的是软件的安装维护与升级的方便性问题｡

3系统的C/S结构与B/S结构

网络版(C/S架构)｡即Client/Server(客户机/服务器)结构｡此结构把数据库内容放在远程的服务器上,其分布结构如图1所示｡

它由两部分构成:前端是客户机,接受用户的请求,并向数据库服务提出请求,后端是服务器,即数据管理(Server)将数据提交给客户端,客户端将数据进行计算并将结果呈现给用户｡还要提供完善的安全保护及对数据的完整性处理等操作,并允许多个客户同时访问同一个数据库｡它的主要特点是交互性强､具有安全的存取模式､网络通信量低､响应速度快､利于处理大量数据｡网络版(B/S架构)B/S结构,即Browser/Server(浏览器/服务器)结构,只是安装维护一个服务器(Server),客户端采用浏览器(Browse)运行软件｡

B/S三层体系结构采用三层客户机/服务器结构,在数据管理层(Server)和用户界面层(Client)增加了一层结构,称为中间件(Middleware),使整个体系结构成为三层｡三层结构是伴随着中间件技术的成熟而兴起的,核心概念是利用中间件将应用分为表示层､业务逻辑层和数据存储层三个不同的处理层次,如图2所示｡

三个层次的划分是从逻辑上分的,具体的物理分法可以有多种组合｡中间件作为构造三层结构应用系统的基础平台,提供了以下主要功能:负责客户机与服务器､服务器与服务器间的连接和通信;实现应用与数据库的高效连接;提供一个三层结构应用的开发､运行､部署和管理的平台｡这种三层结构在层与层之间相互独立,任何一层的改变不会影响其它层的功能｡

B/S结构的主要特点是分布性强､维护方便､开发简单且共享性强､总体拥有成本低｡但数据安全性问题､对服务器要求过高､数据传输速度慢､难以实现传统模式下的特殊功能要求｡如通过浏览器进行大量的数据输入或进行报表的应答､专用性打印输出困难和不便｡

4基于B/S结构与C/S结构结合的广播电视监测体系结构

综上所述,B/S与C/S这两种技术是各有利弊的,只有将他们的特点进行互补,按照监测业务特点选择适合的技术平台和体系架构,才能实现最大程度的应用｡多层B/S与多层C/S混用的监测系统架构模型结构如下图3

B/S部分为四层体系结构,包括数据库层(或监测前端层)-应用服务器层——WEB服务器层-浏览器客户端层｡其中业务逻辑层在应用服务器运行,页面在WEB服务器生成｡这样系统页面逻辑层与业务逻辑层(后台逻辑层)分离,提高系统模块独立性,利于系统的扩展｡

B/S部分选用J2EE构架,其业务逻辑可以在不同的硬件环境､不同操作系统的服务器中使用｡

C/S部分为三层体系结构,包括数据库层(或监测前端层)-应用服务器层-数据处理工作站层｡

业务处理逻辑(功能层)采用C++编程,业务逻辑可以在不同的硬件环境､不同操作系统的服务器中使用｡

在广播电视监测系统中采用B/C/S的多元化\多层\分布式技术结构建立混合应用模式的体系架构可突破C/S和B/S的各自缺陷,其中:

监测系统论文篇（5）

嵌入式控制器一般是由ARM9处理器、SDRAM、FLASH、电源及复位模块、人机接口LCD触摸屏及相关电路组成。笔者选用的S3C2440处理器，是SAMSUNG公司开发的一款基于ARM9内核的微处理器。S3C2440是基于ARM920T内核，0.13UmComs标准单元和存储单元复合体。它的特点是功耗低、简单、稳定、功能强大、性价比相对高，并且还具有丰富的扩展功能接口，便于构建电路，如图3所示。嵌入式控制器作为数据信息收集处理的主节点，通过SPI总线与ZigBee模块通信，用于和无线传感器节点进行数据传输，该ZigBee模块作为ZigBee网络协调器负责整个网络的组建和给加入节点分配地址；嵌入式控制器通过UART串口与GPRS模块通信，用于接入Internet网络实现数据上传web服务器，同时可以接入GSM网络，实现手机信息收发功能。在传感器节点发来的数据存在温湿度异常时，启动报警信号。嵌入式控制器上植入linux操作系统、驱动程序和监控程序，系统启动后依次加载各种驱动程序，并运行监控程序，

1.2基于Internet的远程在线客户访问服务平台

数据管理级远程综合服务平台基于B/S（Browser/Sever），形成所谓前端Browser浏览器、中间层应用程序（Application）、后端数据库（Database）的3层3-Tier结构。主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，用户工作界面是通过www浏览器来实现。实现不同的用户，从各自的所在地点，以各自的接入方式（比如Internet/Intranet，LAN，WAN等）访问和操作共同的数据库。从而简化客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的工作量，节省了用户的总体成本，同时它还能有效地保护数据平台嵌入式控制器软件结构图和管理访问权限，服务器数据库也很安全。

2温湿度监控系统在设施温室的应用

2.1设施蔬菜温室中温湿度监控设备的应用

所选温室为天津应用广泛的温室之一，覆盖范围广，此设备是一套集温湿度为一体的无线网络监控设备，有着监控点分布广泛、实时收发数据的特点，用户可根据自身需要设定收发间隔，可广泛应用在大棚生产、温室生产、特殊环境监测等。即使遇到恶劣天气，信号收发功能也能清楚地接收监控设备的信号，实用性和适用性都符合天津现阶段的要求，在农户应用中口碑很好，而且设备占用空间小，在温室本来就有限的面积内，有着良好的空间优势。操作简单，只要简单培训，农户就可以上手，不需要专业的知识背景，界面人性化设计，可语音报数，提供良好的服务功能。

2.2设施食用菌温室中温湿度监控设备的应用

天津市北辰区下河头食用菌种植专业合作社是以工业化厂房为标准规模的大型食用菌种植基地，主要以生产白灵菇为主，其他食用菌为辅，现占地面积3.3hm2，共建5个大型的工厂化车间。在已开发的温湿度监控器基础上可以增加光照和二氧化碳传感器，实现温室内温度、湿度、光照、二氧化碳、氧气的实时数据在远程电脑端显示，实现温室环境因子监控的阈值报警功能，实现3个温室的统一监测管理平台等实用功能的专业性管理系统。可有效地节约管理资源，提高业务产能，规避操作风险。

监测系统论文篇（6）

数据库是数据管理系统的核心和基础。根据地铁隧道保护区变形监测的内容和特点对系统数据库进行合理设计，使所创建的系统数据库成为存储信息与反映信息内在联系的结构化体系，从而有效、准确、及时地完成系统所需要的各项功能。数据库设计包括数据库结构设计、数据库表设计和数据库安全设计。

1．1．2数据库表的设计

系统数据库表的设计主要包括项目信息表的设计、用户信息表的设计、监测点属性表的设计、水平位移监测成果表的设计和沉降位移监测成果表的设计。

1．1．3数据库安全设计

数据库的安全是指对数据库出现问题的预防和处理，包括以下几部分:1)数据库备份与恢复数据库的备份方式有两种:一是全库备份(将整个数据库全部信息进行备份);二是增量备份(对变化的数据进行实时备份)。数据库的恢复同样包含以上两种方式。在数据库的备份和恢复过程中，可以根据需要选择合适的方式。2)数据库权限数据库权限管理按所属角色和角色权限进行管理，即将所有用户按使用数据的情况划分为不同的角色，每一个角色再赋予相应的权限。

1．2系统功能设计

根据系统需求和数据库设计将系统功能分为项目管理、监测点信息管理、监测成果管理及系统管理四大模块，每个功能模块都由具体的子模块来支持和实现。

1．2．1项目管理

1)可以通过在数据库表中输入或者程序中录入添加项目信息，可以预览所有项目信息并选择要打开的项目名称。2)可以对具体某一项目信息进行预览，包括项目名称、工程概况、工程地质概况、基坑与地铁位置关系等信息的查看、修改并进行保存。

1．2．2监测点信息管理

1)监测点属性预览。查看监测点的点名、测段、车道、具置、里程、材料等属性信息。

2)监测点查询。在程序界面选择监测点的属性数据类别和属性值条件，即可查询出满足用户要求的测点信息，还可以将查询结果导出到EXCEL中进行编辑打印。3)监测点管理。可以对查询到的监测点属性信息进行删除、修改;可以添加新的监测点并保存至数据库中，用户可以在系统程序界面的相应空格中填入数值并保存至系统数据库中，也可以将EXCEL格式或文本数据格式的数据自动导入系统数据库存并保存，在导入数据之前只需将所要添加的数据按照指定格式存储至EXCEL或记事本即可。监测点分布图在项目管理界面打开具体项目后会自动加载，管理者可以很直观地看到监测点的分布状况。

1．2．3监测成果管理

监测成果的输入和管理方法与监测点的输入和管理方法相似。由于测量作业的规范性，系统不允许对监测成果进行修改;监测成果的输入可以通过手动输入和数据文件导入两种方法保存至系统数据库中，添加数据过程中，程序动态显示更新的数据和添加后数据库中所有的数据信息;通过选择测点的主要属性值，设置测期、两期变化量、累计变化量等监测成果条件来查询满足用户要求的测点成果，查询结果可导入EXCEL表进行保存、打印。监测成果分析:通过应用不同的数据分析方法和方式对各种监测数据进行处理分析，同时，根据前期数据和相关辅助资料进行预报分析，其中，分析过程和方式采用表格和曲线图形方式进行。

1)监测点稳定性分析应用相关稳定性分析方法(如统计分析方法、经验分析方法)并结合监测现场实际，对不同类型监测点稳定性进行分析评判。

2)图表分析通过不同的图表形式(以沉降监测为例，如沉降量曲线图、沉降速率曲线图、沉降速率对比曲线图等)进行分析，更加直观地了解地铁结构的变形情况和趋势。

3)监测数据预报分析根据稳定性分析及监测历期的成果，应用相应的预报方法(如经验方法、统计方法等)，结合相关资料对变形趋势进行预报分析，为用户掌握结构变形的趋势提供参考。

1．2．4系统管理

1)系统用户管理

用户角色与管理权限设置，保证系统数据安全;用户登录系统的过程必须在系统日志中进行登记，包括用户名、登录时间、对系统的操作过程及在系统中滞留的时间等。系统管理员定期将系统用户使用情况向主管领导汇报。在征得主管领导同意后，系统管理员可以根据实际情况添加用户或提升、降低某些用户的使用级别，必要时可以禁止某些用户的使用权限。

2)系统日志管理

本系统为系统管理员提供系统日志的检查和备份功能，使系统管理员通过对系统日志的查看，了解系统的使用情况及存在的不足和问题，及时处理系统存在的隐患，保证系统的高效运行。

3)数据库备份与恢复

为了保证管理系统或计算机系统经灾难性毁坏后，能正常恢复运行，必须进行数据库的备份与恢复。系统采用自动备份与人工备份相结合的方式，确保系统的安全稳定运行。1．2．5退出若相关操作尚未完成或存在不确定因素，提示用户完成相关操作，避免操作失误。

2系统的开发与应用

此次研究开发工作是在充分了解地铁隧道保护区变形监测内容和过程的基础上完成的。在开发过程中，通过需求分析、系统建设目标，制定了系统开发计划、方案和技术路线，通过具体了解变形监测信息管理分析过程确定了系统开发平台与工具。系统以WindowsXP/7为操作平台，利用可视化编程语言编写客户端程序，利用客户端程序将数据导入到服务器的数据库存储，对服务器数据进行处理。数据库采用的是ACCESS2003数据库，它具有强大的数据处理与分析能力，有较高的可伸缩性及可靠性。系统的开发采用VisualBasic6．0作为开发语言，应用ADO技术与数据库有机的联系在一起。

在数据库设计阶段，根据监测项目和数据管理及数据分析的需要详细设计了数据库表。同时在数据库安全方面也做了详细设计。在功能设计阶段，根据管理分析监测数据的流程划分了系统具体的功能结构，并对每个功能模块进行了详细的设计。在设计数据管理模块过程中，应用ADO对象与SQL联合数据库编程技术，完成了VB对数据库的管理，实现了VB中对数据库的查询、添加、删除、修改等功能。为了保证数据库的安全，还增加了对数据库的恢复与备份，以防造成监测成果和项目信息的丢失。在设计数据分析模块过程中，图表分析采用MSchart控件生成监测成果曲线图(以沉降监测为例)，包括沉降量曲线图、沉降速率曲线图、过程线图等，通过结合平差数据及相关曲线图的分析，可以更加直观地了解地铁隧道保护区的变形状况。

系统应用过程:按照系统数据库中数据表的字段格式建立正确的数据库表，根据实际情况确定工程项目信息、测点属性信息和监测成果信息。将整理后的信息数据分别录入数据库中;通过系统连接数据库，对项目信息、测点属性信息和监测成果信息进行管理，并对监测成果进行分析成图和监测预报分析，并分析地铁隧道结构变形情况。该系统在南京某地铁保护区监测信息管理中得到了很好应用，实际应用表明该系统具有如下特点:

1)系统应用ADO技术将数据库与系统有机结合在一起，使VisualBasic语言与ACCESS数据库的优势得到最大的发挥，客户端界面简洁，操作简单，功能强大，真正实现了地铁隧道保护区变形监测内外业一体化操作。2)数据管理方便，具有高效的数据库，统计、查询功能界面友好。3)数据分析模块采用曲线图更加直观地呈现出地铁隧道保护区变形的过程与趋势，并运用回归分析模型对变形进行预测。4)系统开发应用的成功为今后地铁隧道保护区安全监测专家系统的研究开发积累了一定的经验，值得二次开发和完善。

监测系统论文篇（7）

1.1温湿度数据采集模块这部分工作主要是对ZigBee节点内部的单片机模块进行编程。首先考虑到CC2530有3个8位端口组成，端口1、2、3分别用P0，P1，P2来表示，其中，P0和P1是完全的8位端口，而P2仅有5位可用。所有的端口均可以通过SFR寄存器P0、P1和P2位寻址和字节寻址。传感器芯片只提供2个I／O端口：DA－TA和SCK，前者为数据输入输出端口，后者为只可输入的时钟信号端口。因此将P0＿0与SCK相连以提供时钟序列，P0＿1与DATA相连以读写温湿度数据。在了解硬件连接基础上对数据采集模块进行软件设计，程序由3部分构成：（1）主函数部分：首先调用函数初始化串口通信以及温湿度传感器，然后调用函数获取温湿度数据，最后将数据处理后调用串口控制函数，打印调试信息。（2）温湿度传感器控制部分：具体实现初始化传感器函数，即设置P0端口的相关寄存器；实现获取温湿度数据的函数，根据传感器资料说明，端口按照一定时序发出特定的序列即可进行相应控制；实现将得到的数据进行计算修正的函数。（3）串口打印控制部分：包括从串口获取PC键盘按键值、发送一个字符、发送一串字符等功能使主函数的打印信息能显示在串口通信软件界面上。其主要部分的流程图见图2。

1.2温湿度数据传输模块该模块分为两部分，一为基于Z－Stack协议栈开发使节点与协调器自动组网形成ZigBee网络，并通过该网络实现数据无线传输；二为使协调器与嵌入式核心板中ARM处理器进行串行异步通信，将数据最终交由嵌入式平台处理。Z－Stack采用分布式寻址，兼容AODV路由协议，可以满足近程通信的要求，即使通信链路失效发生也可有效工作。为了区分Z－Stack协议栈中复杂的硬件驱动系统，又提供了OSAL层［10］（类似于单片机上的操作系统，实则为根据所触发的事件选择调度相应任务），可调度APP层的任务。另外，Z－Stack提供了源码例程SampleApp。该例程实现的功能主要是协调器自启动（组网）和节点设备自动入网。在了解Z－Stack的工作流程后，程序的开发将在APP层对Sam－pleApp．c进行改写完成。这部分程序主要为利用OSAL层任务事件轮询调度机制，通过系统周期性定时广播数据到group1中去实现。当ZigBee节点加入网络后触发状态改变事件，系统开启定时器，定时时间一到就触发广播消息事件；系统为其创建相应的任务ID，调用广播消息函数；节点端的广播消息函数读取前一个模块得到的数据，利用AF＿DataRequest（）函数接口调用下层射频硬件驱动函数发送温湿度数据；触发协调器端的接收数据事件处理函数SampleApp＿MessageMSGCB（），将捕获的温湿度数据处理后，以字符串的形式通过串口显示在宿主机的终端中，以方便调试和开发。另外，协调器通过异步串行接口将数据交由ARM处理器。

1.3温湿度处理模块为了后续拓展，为可处理多个节点温湿度数据，该模块设计采用服务器与客户端两进程间通信来实现［11］。将接收ZigBee协调器通过异步串行通信发送过来的数据作为服务器进程，并封装ZigBee功能提供相应应用接口。客户端进程则主要是用于同服务器端进行交互，解析获取温湿度数据，同时为实现UI图形界面提供封装好的接口，为此还需用Qt设计UI界面。其中双方是利用套接口（Socket）来使进程之间通信，但是由于Socket本身不支持同时等待和超时处理，所以它不能直接用来完成多进程之间的相互实时通信。本实验采用事件驱动库libev的方式构建服务器模型。Libev是一种高性能事件循环／事件驱动库。需要循环探测事件是否产生，其循环体用ev＿loop结构来表达，并用ev＿loop（）来启动。用户需要做的仅仅是在合适的时候，将某些ev＿io从ev＿loop加入或剔除。服务器主要实现流程：首先开启一个Zigbee后台线程（底层）监听服务器调用信息，接着利用ev＿io＿start（loop，＆ev＿io＿watcher）启动一个接收线程，专门用来接收客户端发送过来的命令数据帧；然后按照相应的协议进行解析，跳转到相应的接口，进一步调用底层Zigbee协调器并返回正确的信息给客户端。客户端主要实现流程：首先调用GetConnect接口函数连接到服务器的端口，然后开启一个Zigbeetopo线程用来调用接口函数，发出获取ZigBee网络拓扑结构信息的数据帧，创建另一线程接收并解析服务器端返回的数据帧，同时已创建的UI界面设置定时器，动态刷新加载温湿度数据，绘制成温湿度曲线图。服务器与客户端进程间通信模型如图3所示。此外还需利用Qt对UI界面设计。首先利用Qt－designer为整体界面布局，其中包括背景显示框、LCD数值显示框以及曲线图显示框，编译生成一个UI类；然后采用多继承的方法构造新类，并使用Qt中的信号与槽函数机制，使得接收到温湿度数据触发LCD数值显示和曲线图显示槽函数动作。设计流程见图4。

2Web服务搭建

以上只是完成了温湿度的采集显示，还未真正发挥出物联网所实现的人与物相连，这部分就需要搭建Web服务来实现。实现Web服务需要移植嵌入式服务器，设计动态网页，并通过WiFi最终在已搭建好的局域网内实现手机、PC等可实时查看数据。

2.1嵌入式服务器移植由于嵌入式设备资源一般都比较有限，并且也不需要同时处理多用户的请求，因此不能使用Linux下最常用的如Apache等服务器，而需要使用一些专门为嵌入式设备设计的Web服务器。常见的嵌入式Web服务器主要有：lighttpd、thttpd、shttpd和BOA等。本文选择移植BOA作为嵌入式服务器。BOA是一个非常小巧的Web服务器，可执行代码只有约60KB，它是一个单任务Web服务器，只能依次完成用户的请求，而不会fork出新的进程来处理并发连接请求，但BOA支持CGI，能够为CGI程序fork出一个进程来执行。对BOA服务器的配置主要是在／etc／boa目录下创建一个boa．conf文件，此文件包括服务器将使用主机的端口号、运行服务器的身份、错误信息记录的指定文件、存放html文件的目录、默认首页文件等相关信息，此外还需根据配置信息在相应的一些目录下创建文件。

2.2网页设计及动态显示网页设计则是利用html制作静态页面，并结合JavaScript实现动态显示。JavaScript是一种基于对象和事件驱动并具有相对安全性的客户端脚本语言，同时也是一种广泛用于客户端Web开发的脚本语言，常用来给HTML网页添加动态功能，比如响应用户的各种操作。JavaScript脚本可以独立成文件，也可以内联到HTML文档之中。另外，利用AJAX实时刷新网页数据。AJAX：异步JavaScript和XML，它是一种在无需重新加载整个网页的情况下，就能更新部分网页的技术［14］。它通过在后台与服务器进行少量的数据交换，便可以使网页实现异步更新。这意味着可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页的某部分元素进行更新。由于温湿度数据放入数据缓冲区，是利用fopen、fread、fwrite以及fseek函数将数据缓冲区内数据写入XML文本适当位置中，要想读取XML文档中的数据并将它显示在Web页面上，需将XML文件转化为XMLDOM（XML文档对象模型），然后再利用JavaScript来解析并实时它。

2.3WIFI模块搭建通过搭建WIFI模块，使得用户可以通过支持WIFI的设备比如手机等更加便捷地查看温湿度数据。WIFI是一个无线网络通信技术的品牌，WIFI的运作至少需要1个AP和1个或1个以上的client。AP由路由器搭建的局域网充当，将插上无线网卡的嵌入式开发板看作一个client，然后就可以与其他client进行通信。要使无线网卡能正常工作，首先需加载驱动，然后对其进行一系列设置，使之加入到局域网中。由于开发板上配置有服务器，因此设置好合适IP以后，在手机等浏览器中输入IP，就能查看温湿度数据。

监测系统论文篇（8）

1汽轮机监测保护系统概述

汽轮机热工监视和保护系统以及由其所组成的信号报警系统和保护控制系统，是保护汽轮机安全运行的重要设备。随着机组容量的增大，汽轮机安全监视和保护就显得更加重要，同时对汽轮机的安全监视和保护装置动作的准确性和可靠性也提出了更高的要求。原有及早期设计的保护系统大多为继电器及硬件逻辑搭接的，可靠性较差，维护量较大。汽轮机振动及监控保护系统是为了监视汽轮机在运行过程中主轴和轴承的振动状况及大轴弯曲而设计的，它由振动监视组件，速度监视组件和偏心监视组件三部分组成，每个部分可由用户的需要提供若干组件，以完成用户需要监视的测点。其中监视振动组件和偏心监视组件配涡流传感器，用来监视主轴的振动状况，涡流传感器的输出信号大小为－4—-20V，它是一个含有直流分量的交流信号，速度监视组件配电磁式传感器，用来监视轴瓦的振动情况。

2汽轮机监测保护系统监视组件

振动监视组件是以单片机为核心研制的，为了对输入信号进行有效的处理，要求所选用的CPU速度快，集成度高，指令系统简单，根据目前世界上在线控制发展的趋势和市场上提供的产品，监视组件选用8098单片机。8098单片机为准16位单片机，外接芯片简单，具有16位处理速度，典型指令的执行时间为2μs，它的主要特性：十六位中央处理器；具有高效的指令系统；集成了采样保持器和四路十位A/D转换器；具有高速输入口HSI，高速输出口HSO和脉宽调制输出PWM；具有监视定时器，可以在产生软硬件故障时，使系统复位，恢复CPU工作。监视保护系统的设计方法和步骤分为：系统总体设计，硬件设计，软件设计。它是指根据测量系统的功能要求和技术特性，反复进行系统构思，综合考虑硬件和软件的特点，原则：能用软件实现的就不用硬件，但值得一提的是软件会占用CPU的时间。为了缩短研制周期，尽可能利用熟悉的机型或利用现有的资料进行改进和移值，并采用可利用的软硬件资源，然后根据系统的要求增加所需要的功能，在完全满足系统功能的同时，为提高系统工作的可靠性和稳定性，还必须充分考虑到系统的抗干扰能力。

3汽轮机监测保护系统的硬件设计

主要是指单片机的选择和功能扩展，传感器的选择，I/O口的选择，通道的配置，人机对话设备的配置。振动监视组件由三个相互联系的部分组成，分别是显示板模块，主板模块，继电器板模块。矢量监视组件原理图如下：

模拟通道设计：

8098内有一个脉冲宽度调置器PWM可用来完成数字信号至模拟信号的转换。我们将PWM用于产生键相输入比较电路的界限电压。同时8098单片机的HSO也可以软件编程构成脉冲调宽输出，我们利用HSO.0、HSO.1构成两路脉冲调宽输出,用于通频振幅及1信频振幅模拟量输出.脉冲调宽输出信号TTL电平的调制脉冲,经CD4053缓冲电平变换.使信号振幅变为0－5V，再经过RC滤波，得到直流电压信号，再经过一级同相跟随，实现阻抗变换，得到要求的0－2.5V或1－5V的直流电压信号输出，其输出阻抗R0=0.电压信号经V/I转换，便可得到0－10mA或4－20mA电流输出。显示接口：

显示接口采用8279芯片，可直接与8098单片机相连，其工作方式可通过编程设定。接口电路采用了通用的可编程键盘，显示器接口器件8279，它是键盘显示控件的专用器件，与单片机接口简单方便，其工作方式可通过编程设置。8279的监测输入线RL0－RL7工作再选通输入方式，可输入8个拨动开关信号，以选择该系统的工作方式。

I/O通道扩展：

8098单片机本身只有32根I/O线，其中16根作为系统地址、数据总线，8根HIS/HSO线，4根模拟量输入线，还有4根多功能线，可用作TXD、RXD以及外中断输入、脉宽调制输出，这些I/O口各有用途，监视组件为了进行参数设定及响应系统监视组件信号，必须进行I/O功能扩展。当单片机提供的I/O接口不够用时，需要扩展I/O接口以实现TSI功能。8098有四个端口即p0、p2、p3、p4，共32根I/O线，监视保护系统设计时，p0一部分作为模拟量输入线；p2一部分作为串行口，另有一部分作为脉冲宽度调制输出；p3作为数据总线和地址总线低八位复用；p4的一部分提供地址总线的高八位。I/O通道扩展电路：一种以8155作为接口，另一种以8255作为接口。接口主要有8155，8255，8279，EPROM选用的是2764，掉电保护用的是EPROM2864。8155和8255是作为普通的输入和输出口使用的，它们主要用于设定开关状态的输入及报警状态的输出。8279是显示接口，用来控制显示器的显示，监控保护系统显示部分采用的是由128根发光二极管组成的两根光柱，每根光柱对应一根通道。8279的回扫线RL0－RL7用作选通输入方式。

4汽轮机监测保护系统的软件设计

主要是应用软件的设计。根据系统功能要求设计。在设计应用软件时，必须考虑到单片机的指令系统和软件功能，并与硬件统筹考虑。单片机的系统开发，其软件设计不可能相对于硬件而独立，其软件总要与硬件结合在一起，实现要求的功能。当应用系统总体方案一经审定，硬件系统设定基本定型，大量的工作将是软件系统的程序设计与调试。振动监视组件软件的设计采用模块编程法，模块法的优点是把一个较为复杂的程序化为编制和装配几个比较简单的程序，使程序设计容易实现。由于块与块之间具有一定的独立性，如果其程序模块需要修改或变动时，将只影响模块内部程序，而对其它程序模块的影响很小，或基本没影响就很方便，它主要由下面几个部分组成：标准的自检程序模块；采样以及通道计算程序模块；设定值调整程序模块，报警程序模块。

自检程序模块：该模块检查系统的电源电压是否正常，系统将以故障码的形式提示用户：系统电源出现故障，并指出哪一路电源处于故障状态。系统得自检功能由上电自检，循环自检和用户请求自检三部分组成。在自检过程中，系统解除所有形式的保护。如果自检过程中发现故障，那么监视保护系统一直处于自检状态，直至用户排除了故障为止。

采样及通道值计算程序模块：本程序模块首先对监视保护系统处于的状态进行判断，这些状态是指监视保护系统是否处于通道旁路和危险旁路，如果监视保护系统某一通道处于旁路状态，那么解除继电器报警，系统正常灯熄，旁路灯亮，同时通道指示值为0。如果监视保护系统某一通道没有被旁路，则启动该通道的A/D转换，随后将采集的数字信号进行滤波，计算得到通道值。模拟量输出通道输出代表该通道值的标准电流值0－10mA.DC或4－20mA.DC。

设定值调整程序模块：设定值包括警告设定值和危险设定值两个，它存放在EPROM2864中，即使断电，存放在其中的值也不会丢失，显示面板上的“警告”或“危险”键按下，棒状光柱上将显示警告或危险设定值，如果要对设定值进行调整，还需要按下主线路板上的设定开关，再按下面板上的“警告”或“危险”键，最好按下系统监视面板上的“?”或“?”，即可对设定值调整。在软件中，当设置点调整后，AF标志置零，程序根据AF标志判断是否需要将条调整值重新写入2864。

报警程序模块：如果两通道的测量值之差即差值超过警告或危险设定值，那么监视保护系统将处于警告或危险状态，这时显示面板上的警告或危险报警灯亮，同时将驱动警告或危险继电器，如果处于危险旁路状态，那么仅仅是两个通道的危险灯亮而危险继电器则不动作。如果监视组件处于通电抑制状态，那么将解除所有形式的报警。

显示程序模块：显示程序模块执行显示双通道的测量值、报警值以及四种故障代码。在8098内部RAM中，开设一个具有16个寄存器单元缓冲区，如80H-8FH。将缓冲区对半分成两部分，每一部分的寄存单元寄存一个通道的显示代码。将显示代码送到8279的显示缓冲区，8279可以自动扫描显示。

中断程序模块：T1的溢出周期作为输出脉冲信号的宽度，改变HSO高低电平的触发时间就可以改变方波的占空比，从而改变输出电流大小。

“大型汽轮发电机组性能监测分析与故障诊断软件系统”在仿真机上运行，能对仿真机运行工况进行监视，也能通过实时数据库与实际机组的计算机联网，对实际运行机组工作状况进行监测和分析等。

参考文献

［1］周桐，徐健学.汽轮机转子裂纹的时频域诊断研究［J］.动力工程，2002，（9）.

［2］刘峻华，黄树红，陆继东．汽轮机故障诊断技术的发展与展望［J］.汽轮机技术．2004，（12）.

监测系统论文篇（9）

2.车辆识别算法

车辆识别的主要内容是通过分析交通视频图像，从中获取车辆的特征，用于从运动物体'R”提取出汽车。本文车辆的识别是通过对汽车轮廓的再分析，提取出轮廓内连通区域的面积和包括汽车轮廓的最小四边形的长宽比值作为汽车的特征量，进行汽车的识别。轮廓提取算法输入的是一幅运动二值图，目的是对连通的图像进行边界跟踪，从而得到一个有序的、压缩的、表征目标轮廓的边界点集。本文的轮廓提取算法采用的是八领域的边界跟踪算法。图中“P”代表当前像素点，其周围8个像素点为点P的八邻域，八邻域的方向码如图3所示。八领域边界跟踪算法c5},}i先，系统从左到右，土到下对二值图像进行扫描。如果点P(i.J一”为0o”且点P(i.J>为‘'t'，则记点P(i.,l)为边界跟踪的起始点PO，同时，设八领域的搜索方向码dir的初值为70其次，按逆时针方向依次判断当前点尸的八邻域像素值是否为“I"。若当前搜索的像素r}不为.t.，则d介十主，继续搜索，直到找到下一个边界点，记为汤.同时记下该像素对应的坐标值和力‘向码。母一个新边界点的搜索，都要设置d行起始方向，dir的设置由公式1给出。不断重复这个步骤，直到pn=p0。，边界搜索结束，得到一个闭合的目标轮廓。dir=(dlr+7)mod6,diro为偶数(dir+6)mod氏dir为奇数(I)本文的设计中，搜索的足连通域最外层的边界，即物体的轮廓。轮廓数据的压缩.采用的是压缩同一方向的点集，只用直线的两端点来表示的方法。得到了物体的轮廓后，进而计算该轮廓内连通区域面积的大小以及包围轮廓的最小四边形的长宽比值，用十从众多的运动物体中筛选出汽车。图9所示是汽车的识别结果，输入的二值图像(a)中，包含了行人和自行车以及大片的噪声，利用本文提出的汽车识别算法，有效地在这些物体中提取出了汽车，如图(h)所示。

3.车辆跟踪算法

目标跟踪算法需要具备实时性以及稳定性，用于跟踪的目标特征ipk不仅满要具备尺度变化、旋转不变性，还要求数据最小，具备独特性。目前存在的跟踪算法如粒子滤波算法、Camshift}0}算法，[1标特征量如灰度直方l妇、角点、纹理等信息都不适宜路面车辆的跟踪。本文提出了质心跟踪算法。2i#辆汽车都有自己独一无几的行}i}1轨迹，同一时刻不Il的汽车其质心位置相差比较大，日_同一辆汽车在前后两ipr;i的质心位置变化较小。此外，可以采用前后两帧物体质心的距离来进行汽车的匹配和跟踪。质心是包围物体轮廓的最小四边形的中心。运动物体以前后两帧质心的欧式距离作为匹配和跟踪的依据，通过设置一较小的距离闽值n，对该趾离进行判断。在距离阂值范围内的认为是同一物体。质心匹配是通过两个双链表的查询和比较来实现的。两个链表.一个是.}y前链表，一个是历史链表，分别用于保存当前帧和前一帧所有物体轮廓对应的信息。要匹配前后两l随对应的物体，就要在历史链表中找到与当前链表一一对应的物体，并用当前链表的数据对历史链表中对应物体节点的信息进行更新。因此，历史链表随时问更新，动态地保存着运动物体的信息。匹配算法的关键在于维护和更新历史链表。历史链表的更新操作分为3种悄况.一是对于新出现的物体，则应在历史链表中添加该物体对应的节点信息:二是对于消失的物体，则应该在链表中删除对应的节点信息:二是对于找到匹配的物体，则应用当前链表中物体的信息对历史链表中对应的节点信息进行更新:因此.历史链表的更新午要完成保持对原有物体跟踪的同时，动态地添加新物体和删除消失的物体。图4是质心跟踪算法的效果图。图中显示的是连续4帧的汽车跟踪画而，跟踪到的汽车以不同的数字编码表示。图巾，同一辆汽车的标号始终未变.说明，路面车辆这4帧图像中得到了准确地匹配和跟踪。因此，本文提出的质心跟踪算法实时、有效、且准确无误。

4.功能模块设计

该模块主要实现交通监控中常用的功能。如车流量的统计、车辆行驶方向的判断、车辆行驶速度的分析:记录车辆的违章行为，如逆向行驶、违章停车、越线等。基于车辆的匹配和跟踪功能的实现，结合其他图像分析的技术，还能便捷地实现其它路面车辆分析技术中所用到的功能。图5显示了一个简单的车辆监测系统的界面，画面中包含了3个信息、:跟踪到的汽车镶-辆汽车以其质心处的数字标号表示):汽车的行驶方向(以矩形框不同的颜色区分，黑表示向右行驶，白色表示向左行驶):不同行驶方向下的车流量(画面的左上角和右上角以对应的颜色表示出车流量的统计情况)。

监测系统论文篇（10）

中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0155-01

我国大多数矿井都安装了煤矿安全监测监控系统，但是在实际工作中，这些监测监控系统的使用存在一些问题，没有将其作用真正的发挥。在煤矿生产中安全监测监控系统的相关专业技术人员相对的缺乏，进行这项安全监测监控工作的人员，大多只进行生产中的监测，而没有进行安全方面的监测监控，因此造成了一些煤矿安全事故[1]。这些安全事故的发生，是因为没有对其安全监测监控高度的重视，也包括安全监测监控系统本身存在一定的不足，导致效果不好，隐藏着安全隐患。对煤矿生产中存在的问题进行总结分析，进而提出针对性解决策略。

1煤矿安全监测监控系统存在的问题

1.1 缺乏安全监测观念

部分煤矿生产业主以及管理人员在思想上没有高度的认识，对安全监测监控的重要性没有引起高度的重视。在煤矿生产中发生安全事故是不可避免的，即使安装了煤矿安全监测监控系统，也是会发生煤矿安全事故。安装煤矿安全监测监控系统，在其正常运行时，还是需要人工井下监测，所以他们将工作的重心，放在了生产上，而忽视了安全监测监控的重要性。

1.2 监测监控系统不健全

煤矿安全监测监控的系统以及程序规定了完整的煤矿安全监测监控工作流程。而在一般的评价公司是将工作的程序以示意图的方式来呈现，对于客观的监测监控失去了完整度以及科学性，因监测监控系统的建立上存在很大的不健全。

1.3 安全监测监控针对性较弱

煤矿系统的安全性问题，受到了地质条件、开采条件、岩力学性质、开采工艺、通风管理等多方面的影响，因此对于煤矿安全监测监控的分析要实现地域、地质等针对性，这样就难以实现对于监测监控的准确度，安全的保证就难以实现。

1.4 监控人员业务水平低

在煤矿安全监测监控系统中有很多科技，这需要有一定技术的人员进行监测监控管理，在煤矿安全监测监控系统中有传感器、计算机、电子技术等，这些都需要有一定的专业知识和技术[2]。然而，在实践监测工作中，管理人员的文化程度相对较低，出现参差不齐的现象，甚至有部分人员并未经历正规的选拨而进入到监测监控中工作，导致缺乏一定的安全及防爆意识，同时还缺乏相应的操作技能，对于一些较为先进的工作并不能够对其操作。

2煤矿安全监测监控系统的解决对策

2.1 转变传统观念

煤矿安全生产直接关系到财产、人员安全，因此，要求煤矿工作人员树立监控管理意识。首先，建立相应的安全监控管理方法，通过规章制度的约束，逐渐引起工作人员的重视。其次，加大安全监控管理力度，通过宣传，使煤矿企业中每一位工作人员意识到安全监控的重要性[3]。如：可通过微信、微博及QQ平台等，在这些论坛中宣传如何安全监控，以及最近全国各地发生的煤矿安全事故，提高工作人员的警惕性。再次，加强领导对安全监控的重视。建立相应的领导值班制度，让领导参与到安全监控工作中，与基层监控人员共同对煤矿安全进行监控，这样一来，能够激发基层人员工作信心，一旦发现问题，可及时向领导汇报，通过讨论及交流等制定详细解决对策。最后，做好煤矿通风安全工作。由于在煤矿开采中会出现二氧化碳及一氧化碳、瓦斯等气体，不仅对现场工作人员身体有害，若不及时进行通风，可能发生火灾或爆炸事故，将造成严重的人身及财产损失。为此，应对煤矿通风机进行监控，确保其正常运行。

2.2 建立监控系统

近几年来，随着信息技术的不断发展，煤矿安全生产中应充分利用现代信息技术，建立相应的监控系统。并派遣相应工作人员轮流工作，一方面减轻人员的工作量，另一方面还能够提高监控效率。此外，还应做好煤矿安全监控设备及档案的相关管理，全面及系统反应设备的性能及其使用性。在煤矿生产地区建立相应的系统维护中心，定期对监控设备进行检修，确保监控系统的正常运转。并配备足量的专职监测人员，实现24小时轮流制，对煤矿瓦斯监测数据进行查询，并绘制相应曲线，生成监测报表等，以便人员查看，并以此为依据，采取预防性对策[4]。

2.3 加强监控人员素质

要想较好的实现煤矿安全监控，较为重要的就是完善内部监控制度。首先，对监控方面进行严格规定，明确职责，使工作岗位落到实处，做到人人负责。其次，做好监控人员的培训工作，使其掌握正确的操作规范，时刻与相关部门保持联络。其培训不仅包括技能而且还包括理论知识，若没有丰富的理论知识，一切都是徒然，只有具备丰富的理论知识，才能够将理论与实践有效的结合起来。最后，可开展技能活动大赛，在活动中锻炼人员技能，使其得到有效开展[5]。

3结束语

总而言之，煤矿安全生产直接关系到人身安全及企业的财产安全，因此，应做好煤矿安全监控工作。本文通过分析煤矿安全监控现状，然后重点分析安全监测策略，从监控制度、监控系统及其监控人员的素质等几方面进行详细探讨，旨在提高煤矿生产的安全性，促进企业的可持续发展。

参考文献

[1]李季.浅议我国煤矿安全环境监测监控系统[J].中国科技投资，2013（35）：111-111.

[2]周育辉，李军民，蒋萍萍等.无线网络技术在煤矿安全监测系统中的应用[J].煤炭技术，2011，30（11）：149-151.

[3]邓怀勇，马琴.煤矿生产监控设备的设计与发展[J].煤炭技术，2013（10）：84-84，85.