時間:2022-03-21 19:01:20
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇鍵控技術(shù)論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
當(dāng)選擇正弦波作為載波,用一個二進(jìn)制基帶信號對載波信號的振幅進(jìn)行調(diào)制時,產(chǎn)生的信號就是二進(jìn)制振幅鍵控通信信號(2ASK)。例如用電建控制一個載頻振蕩器的輸出,使它時斷時續(xù)輸出,這便是一部振幅鍵控的發(fā)報(bào)機(jī)。由于振幅鍵控信號抗噪聲性能不夠理想,逐步被FSK和PSK代替。但是,作為一種最古老的調(diào)制方式,它還是具有很高的參考價(jià)值。特別是在近幾年隨著對信息速率要求的提高,要在叫窄的頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高的信息速率的傳輸,多進(jìn)制的數(shù)字振幅鍵控(MAK)又得到了運(yùn)用,在信道條件較好而頻帶又較緊張的恒參信道中優(yōu)先采用它。
1 2ASK調(diào)制方法
調(diào)制信號為二進(jìn)制數(shù)字信號時,對載波信號的振幅進(jìn)行調(diào)制,這種調(diào)制稱為振幅鍵控調(diào)制即ASK(Amplitude Shift Keying)。在2ASK調(diào)制中,載波的幅度只有兩種變化狀態(tài),即利用數(shù)字信息“0”或“1”的基帶矩形脈沖去鍵控一個連續(xù)的載波,使載波不連貫的輸出。有載波輸出的部分用“1”表示,無載波輸出的部分用“0”表示。
2ASK(二進(jìn)制振幅鍵控)信號的碼元可以表示為:
e0(t)=b(t)cosωct (1-1)
式中,wc為載波角頻率,s(t)為單極性NRZ矩形脈沖序列
b(t)=ang(t-nTb) (1-2)
其中,g(t)是持續(xù)時間為Tb、高度為的矩形脈沖,常稱為門函數(shù);an為二進(jìn)制數(shù)字,當(dāng)an=1,出現(xiàn)概率為P;當(dāng)an=0,出現(xiàn)概率為(1-P)。
在二進(jìn)制數(shù)字振幅調(diào)制中,載波的幅度隨著調(diào)制信號的變化而變化,實(shí)現(xiàn)這種調(diào)制的方式有兩種:
1.1 相乘法
通過相乘器直接將載波信號coswct和數(shù)字信號s(t)相乘,得到輸出信號,輸出的信號稱為調(diào)制信號,這種直接利用二進(jìn)制數(shù)字信號的振幅來調(diào)制正弦載波的方式稱為相乘法。相乘器用來進(jìn)行信號的頻率搬移的,相乘后輸出的信號通過濾波器濾除高頻諧波和低頻干擾信號,從而得到振幅鍵控信號。
1.2 開關(guān)法
開關(guān)法又稱鍵控法,是2ASK的一種常用的方式。這種方法是使載波在二進(jìn)制信號“1”和“0”來控制開關(guān),當(dāng)基帶信號為高頻信號“1”時,開關(guān)打開,當(dāng)基帶信號為低頻信號“0”時,開關(guān)關(guān)閉,模擬雙向開關(guān)在電路中起接通信號或斷開信號的作用,這種二進(jìn)制振幅鍵控方式稱為開關(guān)鍵控方式,以二進(jìn)制數(shù)字信號去控制一個初始相位為0的正弦載波幅度,可得其時域表達(dá)式如下:
e(t)=As(t)coswct (1-3)
式中的各參數(shù)含義如下:A為載波振幅,s(t)為二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制信號,Wcω為載波角頻率,e(t)為2ASK已調(diào)波。
2 2ASK調(diào)制電路總體設(shè)計(jì)
如圖1所示。
ASK編碼調(diào)制原理是:當(dāng)基帶信號為0時,不輸出,當(dāng)基帶信號為“1”時,則輸出。本案例基于FPGA進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。從上文公式可以看出,ASK為模擬信號,而要用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)ASK的調(diào)制解調(diào),而FPGA只能產(chǎn)生數(shù)字信號,就需要用到FPGA產(chǎn)生分頻器、M序列產(chǎn)生器、跳變檢查電路、正弦波信號產(chǎn)生電路,除此之外,還有一個獨(dú)立的DAC數(shù)模變換器。
首先,針對分頻電路,對時鐘信號進(jìn)行分頻作為載波信號,對該正弦信號進(jìn)行抽樣,每個有效周期內(nèi)采100點(diǎn),然后進(jìn)行計(jì)數(shù)得到輸出。
m序列是最常用的偽隨機(jī)序列,是由一個帶有兩個反饋抽頭的3級以為寄存器,這樣就使m序列具備隨機(jī)特性,預(yù)先可確定性,循環(huán)特性等特點(diǎn),通過移位寄存,得到多項(xiàng)式F(x)=x3+x+1,最后得到“1110010”循環(huán)序列,在電路中,通過變化始終的頻率,可以方便的改變輸入碼元的速率。
為了在示波器上面[第一論文 網(wǎng)專業(yè)提供論文寫作和教育的服務(wù),歡迎光臨DYLW.NET]顯示一個連續(xù)的波形,便于觀察,采用跳變檢測器,在基帶信號上升沿或者是下降沿到來的時候,對應(yīng)輸出波形位于正弦波形的sin0處。
基帶信號只需要計(jì)數(shù)器對時鐘信號進(jìn)行技術(shù),就可以得到所需要的序列信號。
2ASK是模擬調(diào)制,這里采用DAC變換器可以滿足要求,根據(jù)奈奎斯特定理可以知道,當(dāng)以fs》2f進(jìn)行抽樣時,可以保留原始信號的所有信息,調(diào)制系統(tǒng)中,調(diào)制信號和已調(diào)信號都是模擬信號,所以在實(shí)驗(yàn)中對正弦信號每個周期抽樣100個點(diǎn),相當(dāng)于fs=100f,完全可以顯示出模擬正弦波信號。
參考文獻(xiàn)
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當(dāng)前,我國高等教育有了很大的發(fā)展,但是要想在教育發(fā)展的新形勢下,提高高校人才培養(yǎng)的質(zhì)量,促進(jìn)高校自身發(fā)展,就必須建立健全教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系,穩(wěn)步持續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量。HACCP是英文Hazard Analysis Critical Control Points的簡稱,可以譯成“危害分析,關(guān)鍵控制點(diǎn)”,HACCP可以說是一種方式。應(yīng)用這種方式進(jìn)行危害性大小的分析,定出來要重點(diǎn)控制的環(huán)節(jié)(關(guān)鍵控制點(diǎn))并定出每一個關(guān)鍵控制點(diǎn)的關(guān)鍵控制性措施。實(shí)踐提示,要提高高校的教學(xué)質(zhì)量,高等學(xué)校教學(xué)管理必須實(shí)行關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP)管理,這樣才能從根本上扭轉(zhuǎn)教學(xué)管理不規(guī)范現(xiàn)象,整體提高教學(xué)質(zhì)量,造就社會急需人才,真正完成高校使命。
一、建立HACCP制度的原因
世界范圍的經(jīng)濟(jì)競爭,本質(zhì)上是科學(xué)技術(shù)的競爭和民族素質(zhì)的競爭。從這個意義上說,誰把握了面向21世紀(jì)的教育,誰就能在21世紀(jì)的國際競爭中處于主導(dǎo)地位。要把握面向21世紀(jì)的教育,前提是把握人才培養(yǎng)的質(zhì)量。要想培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才,就要確保高校的教學(xué)質(zhì)量。然而教學(xué)質(zhì)量不是自然形成的,而是通過教職工與學(xué)生共同努力形成的,其中有許多影響教學(xué)質(zhì)量的因素。因此,要想提高高校教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才,就必須建立制度和模式對影響教學(xué)質(zhì)量的因素加以控制和管理。而HACCP制度就是這樣一種可以管理和控制影響教學(xué)質(zhì)量的因素,實(shí)現(xiàn)提高教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)的手段,因此,提高高校教學(xué)質(zhì)量,建立HACCP制度至關(guān)重要。
二、HACCP制度的構(gòu)建與實(shí)施
(一)根據(jù)高校教學(xué)實(shí)際情況和社會人才需求,調(diào)整教學(xué)計(jì)劃,建立全新的人才培養(yǎng)模式
要想培養(yǎng)出符合社會需求的高素質(zhì)人才,提高高校的教學(xué)質(zhì)量,高校教學(xué)工作者必須根據(jù)高校的教學(xué)實(shí)際情況、社會人才需求情況對教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,不僅要對自然科學(xué)基礎(chǔ)知識加以重視,還要重視提升學(xué)生的外語水平、計(jì)算機(jī)水平,更要對學(xué)生進(jìn)行文化素質(zhì)教育,注重培養(yǎng)和提高學(xué)生的文化素養(yǎng)。此外,還要把勞動、科研訓(xùn)練、社會實(shí)踐活動等納入教學(xué)計(jì)劃,對學(xué)生進(jìn)行全方位的培養(yǎng),建立全新的人才培養(yǎng)模式,既做到因材施教,又培養(yǎng)出符合社會需求的高素質(zhì)人才。
(二)建立評估和監(jiān)督制度,對教學(xué)質(zhì)量實(shí)施過程監(jiān)控
1.加強(qiáng)對課程質(zhì)量的評估
要想順利開展教學(xué)活動,提高教學(xué)質(zhì)量,就要把好課程質(zhì)量這一關(guān),這樣不僅有助于對教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評估,而且有助于更好地為實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)服務(wù)。
2.建立、健全教學(xué)督導(dǎo)制度
要想實(shí)現(xiàn)教學(xué)科學(xué)化管理,實(shí)現(xiàn)對學(xué)校教學(xué)過程的有效監(jiān)督,實(shí)現(xiàn)提高教育教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo),高校就要根據(jù)高校的實(shí)際情況,建立、健全教學(xué)督導(dǎo)制度,使教學(xué)管理有制度可循,使教學(xué)管理合理化、科學(xué)化。實(shí)踐結(jié)果提示,建立、健全教學(xué)督導(dǎo)制度,有助于優(yōu)化教學(xué)方案,更好地促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革,提高教學(xué)質(zhì)量。因此,建立、健全教學(xué)督導(dǎo)制度至關(guān)重要。高校可以建立健全教學(xué)質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系、教學(xué)質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系,以便準(zhǔn)確評價(jià)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程、教學(xué)效果等,并將評價(jià)結(jié)果反映給教師,以便教師根據(jù)評價(jià)結(jié)果對教學(xué)活動加以反思,改進(jìn)教學(xué)方法,提高教學(xué)質(zhì)量。
3.完善教學(xué)信息反饋渠道
高校應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況,建立完善教學(xué)信息反饋體系,想方設(shè)法收集教學(xué)信息,以便為改進(jìn)教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)過程等提供參考依據(jù),制定教學(xué)管理措施,以便達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
(三)建立激勵機(jī)制,調(diào)動教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性
要想提高教學(xué)質(zhì)量,就需要對教學(xué)工作加以管理。為實(shí)現(xiàn)有效管理,可以建立良好的激勵機(jī)制,這樣可以調(diào)動教師教學(xué)的積極性,使其愿意通過任何方式提高教學(xué)水平,促使教師更加主動地參與到教學(xué)改革研究活動當(dāng)中,有助于促進(jìn)教師的職業(yè)發(fā)展,有助于提高教師的教學(xué)水平,促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。
此外,要想提高教學(xué)質(zhì)量,還必須充分調(diào)動學(xué)習(xí)主體――學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。為此,學(xué)校可以設(shè)立“獎學(xué)金”,評定“三好學(xué)生”,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。
(四)加強(qiáng)教風(fēng)、學(xué)風(fēng)建設(shè),強(qiáng)化約束機(jī)制
教風(fēng)與學(xué)風(fēng)建設(shè)是HACCP制度的重要環(huán)節(jié)。建設(shè)良好的教風(fēng)與學(xué)風(fēng),既要弘揚(yáng)先進(jìn),樹立新風(fēng);又要強(qiáng)化約束機(jī)制。建立高校HACCP制度應(yīng)從以下幾方面入手:
1.實(shí)行教考分離,督促教師努力上好每一堂課。
2.賦予教師一定權(quán)力,使其有權(quán)針對學(xué)生表現(xiàn)予以教育和處理。例如,曠課學(xué)生每曠課一次,課程成績降低一個檔次,曠課三次該課成績計(jì)為零分;對上課睡覺、說話者同樣處理。這樣就可以保證課堂秩序,提高教學(xué)質(zhì)量。
3.為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,形成“比、學(xué)、趕、幫、超”的學(xué)習(xí)氛圍,學(xué)校規(guī)定每個班級每年必須抓5%學(xué)生留級處理。
4.為了確保每一位同學(xué)經(jīng)過大學(xué)四年培養(yǎng)都能成為社會有用人才,學(xué)生從入學(xué)之日起,每位中級以上教師像帶研究生一樣,各帶7~10名學(xué)生,每周至少找他們談心或業(yè)務(wù)輔導(dǎo)一次,按照個人特點(diǎn)和特長,全面培養(yǎng)和專長培養(yǎng)相結(jié)合。保證每位同學(xué)畢業(yè)時都能成為有用的人才。
(五)強(qiáng)化學(xué)籍管理力度,對“人才產(chǎn)品”的質(zhì)量加以把關(guān)
【關(guān)鍵詞】抗干擾方案編碼
目前,信道編碼和交織技術(shù)已被成功地應(yīng)用于第二代移動通信系統(tǒng)中,但第二代移動通信系統(tǒng)只提供話音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),因而導(dǎo)致相應(yīng)的信道編碼單一。相比較之下,第三代移動通信系統(tǒng)能提供更為豐富的業(yè)務(wù)種類,并且能改善原由第二代業(yè)務(wù)的質(zhì)量,這就對通信系統(tǒng)提出了更高的要求。
一、背景
本論文主要以第三代以及未來移動通信系統(tǒng)需求為背景,介紹當(dāng)前以及未來移動通信普遍關(guān)注的高效信道編碼譯碼技術(shù),其中包括已被3GPP采用的Turbo碼技術(shù)和目前受到普遍關(guān)注的Turbo乘積碼(TPC)和低密度校驗(yàn)碼(LDPC)碼技術(shù)。
二、高效信道編碼技術(shù)
信道編碼技術(shù)是移動通信中提高系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)可靠性的有效方法,使接收機(jī)能夠檢測和糾正傳輸媒介帶來的信號誤差。在第二代移動通信系統(tǒng)中應(yīng)用卷積碼和交織,對保證話音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)質(zhì)量取得了很好的效果。第三代系統(tǒng)與第二代相比,需要提供的業(yè)務(wù)種類大大增加,對信道編碼有更高的要求。
在第三代移動通信系統(tǒng)中,GSM與IS-95中主要采用卷積碼,F(xiàn)ire碼以及卷積與RS的級聯(lián)碼。在第三代移動通信系統(tǒng)中,采用的信道編碼類型主要有兩種:卷積碼,Turbo碼。
在未來移動通信系統(tǒng)中,卷積編碼仍可以作為實(shí)時話音業(yè)務(wù)的一種侯選方案,而Turbo碼仍可以作為非實(shí)時高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一種侯選方案。研究表明,在非規(guī)則圖上構(gòu)造的基于GF(q)域上的LDPC碼性能要好于Turbo碼。LDPC碼可以通過增加碼字長度,同時采用優(yōu)化的譯碼實(shí)現(xiàn),所以它也是可能應(yīng)用與未來移動通信系統(tǒng)的非實(shí)時高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的信道編碼侯選方案。
Turbo碼,又稱并行級聯(lián)卷積碼(PCCC),是由C.Berrou等在ICC’93會議上提出的。它巧妙地將卷積碼和隨機(jī)交織器結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)編碼的思想。同時,采用軟輸出迭代譯碼來逼近最大似然譯碼。Turbo碼的發(fā)現(xiàn),標(biāo)志著信道編碼理論與技術(shù)的研究進(jìn)入了一個嶄新的階段,結(jié)束了長期將信道截止速率作為實(shí)際容量的歷史。
LDPC碼是Low-Density Parity-Check Codes的簡稱,中文譯名為低密度校驗(yàn)碼。它是Gallager于1963年提出的,所以也叫Gallager碼。近幾年,人們認(rèn)識到LDPC碼所具有的優(yōu)越性能及其巨大的實(shí)用價(jià)值,所以繼Turbo碼之后,LDPC碼成為近年來編碼理論界的又一研究熱點(diǎn)。研究表明,利用置信傳播算法,LDPC碼能夠以較低的硬件復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)近香農(nóng)限的譯碼性能。
Turbo碼是應(yīng)用在UMTS系統(tǒng)中的新的糾錯編碼技術(shù)。其糾錯性能優(yōu)于卷積編碼,但是解碼復(fù)雜度較高,而且編碼時延較大,適用于對時延要求不高但速率較高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。另外,Turbo碼的理論分析困難。至今尚未有對Turbo碼譯碼器誤碼率的完整理論分析和估計(jì),一般是通過仿真模擬其性能。
LDPC碼相對于Turbo碼來說,有以下優(yōu)點(diǎn):(1)LDPC碼的譯碼復(fù)雜度較Turbo碼低;并且由于LDPC碼譯碼算法中一次譯碼迭代的計(jì)算復(fù)雜度遠(yuǎn)比Turbo碼譯碼算法中一次譯碼迭代的計(jì)算復(fù)雜度低,因此可以通過改變最大迭代次數(shù)來獲得“復(fù)雜度-性能”的最家折衷。此外,LDPC碼置信傳播(BP)譯碼算法可以高度并行操作,也存在更低復(fù)雜度的性能近似置信傳播譯碼算法的其他譯碼算法。(2)LDPC碼的最小距離隨著碼塊長度增大依逼近于1的概率線性增大。(3)可以根據(jù)任意碼塊長度和任意碼率很容易的設(shè)計(jì)出性能優(yōu)異的LDPC碼。(4)LDPC碼無“錯誤地板”現(xiàn)象,這使其可以應(yīng)用于短幀業(yè)務(wù)。(5)由于校驗(yàn)矩陣是隨機(jī)生成的,從而已經(jīng)對編碼比特進(jìn)行了有效的交織,所以無需額外的交織器。(6)在LDPC碼譯碼過程中,可以得知譯碼是否正確。因?yàn)槿簦瑒t說明譯碼正確,其中H為LDPC碼奇偶校驗(yàn)矩陣,為譯出的碼字。
但是,LDPC碼卻具有較高的編碼復(fù)雜度,這是其經(jīng)常遭受抨擊的一個最主要原因。Turbo碼具有線性編碼復(fù)雜度,而直接實(shí)現(xiàn)LDPC碼編碼器的復(fù)雜度卻與碼塊長度的平方成正比。不過,目前已經(jīng)存在相應(yīng)的解決辦法,如可以改進(jìn)LDPC碼的奇偶校驗(yàn)矩陣構(gòu)造方法,或者采用降低復(fù)雜度的LDPC碼編碼算法。
三、移動通信中的調(diào)制技術(shù)
數(shù)字調(diào)制,解調(diào)技術(shù)是從最基本,最簡單的二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制2ASK,2FSK和2PSK的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。基于2ASK由二進(jìn)制向多進(jìn)制發(fā)展,產(chǎn)生了正交幅度調(diào)制QAM,MQAM;基于2FSK向多進(jìn)制發(fā)展,產(chǎn)生了MFSK調(diào)制;基于2PSK向多進(jìn)制發(fā)展,產(chǎn)生了QPSK,OQPSK,MPSK等。為了進(jìn)一步改善移相中相位躍變帶來的頻譜擴(kuò)展與幅度上的變化,又引入了連續(xù)相位調(diào)制。其中,最為典型的是最小頻移鍵控MSK,高斯型最小頻移鍵控GMSK,平滑調(diào)頻TFM。
目前數(shù)字移動通信系統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)主要有兩大類:一類是以GSM為代表的,采用非線性連續(xù)相位調(diào)制CPM中高斯濾波的最小頻移鍵控GMSK,它避開了線性要求,可使用高效率的C類功率放大器,大大降低了放大器的成本,但是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜;另一類屬于移相鍵控PSK,它包括IS-95中以及IMT-2000中采用的BPSK,QPSK,OQPSK,平衡四相擴(kuò)頻調(diào)制BQM以及復(fù)數(shù)四相擴(kuò)頻調(diào)制CQM等。這類調(diào)制在碼元轉(zhuǎn)換時刻會產(chǎn)生相位躍變,并帶來頻譜擴(kuò)展,當(dāng)頻帶受限后幅度上會出現(xiàn)波動,且對線性度要求較高,高功放,需使用價(jià)格高昂的A類放大器,但是實(shí)現(xiàn)簡單。
為提高系統(tǒng)的頻譜效率,數(shù)字通信系統(tǒng)常常采用多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制。多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制是利用多進(jìn)制數(shù)字基帶信號調(diào)制載波的幅度,頻率或相位。由于多進(jìn)制數(shù)字已調(diào)信號的被調(diào)參數(shù)在一個碼元間隔內(nèi)有多個可能取值,因此,與二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制相比,在系統(tǒng)帶寬一定的條件下,多進(jìn)制調(diào)制的信息傳輸速率較高。在相同的信息速率下,多進(jìn)制信號碼元的持續(xù)時間要長。增大碼元寬度,就會增加碼元的能量,并能減小由于信道特性引起的碼間干擾的影響。正是基于這些特點(diǎn),多進(jìn)制調(diào)制方式獲得了廣泛的應(yīng)用。
但是,多進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)頻帶利用率的提高是通過犧牲功率利用率來換取的。隨著M值的增加,在信號空間中各信號點(diǎn)間的最小距離減小,相應(yīng)的信號判決區(qū)域也隨著減小。因此,當(dāng)信號受到噪聲和干擾的損害時,接收信號的錯誤概率也將隨之增大。幅度相位聯(lián)合鍵控(APK)方式就是為克服上述問題而提出來的。當(dāng)前研究較多,并被建議用于數(shù)字通信中的APK信號,是正交幅度調(diào)制信號。尤其是矩形QAM信號,具有容易產(chǎn)生的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),也容易解調(diào),從而得到廣泛的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:數(shù)字移相鍵控調(diào)制解調(diào);MALTAB仿真;數(shù)字信號處理器
通信技術(shù)自從進(jìn)入第二代移動通信以后有了飛速的發(fā)展,可謂是日新月異,數(shù)字通信代替模擬通信是其關(guān)鍵原因之一,調(diào)制技術(shù)是數(shù)字通信系統(tǒng)中必備的技術(shù),調(diào)制解調(diào)模塊也是數(shù)字通信系統(tǒng)中必不可少的一部分。雖然在現(xiàn)在的數(shù)字通信系統(tǒng)中使用的數(shù)字調(diào)制技術(shù)主要是GMSK和QPSK,但是PSK(數(shù)字移相鍵控,本論文主要介紹的是2PSK及2DPSK)作為數(shù)字相位調(diào)制技術(shù)中最為簡單,最易實(shí)現(xiàn)的一種也有著其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),比如占用帶寬僅為FSK的一半,確有著比包括FSK在內(nèi)的許多種調(diào)制技術(shù)更好的抗噪聲性能以及抗碼間干擾能力。而且其他的具有更優(yōu)良性能的數(shù)字相位調(diào)制技術(shù)如QPSK也是在其基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的,因此對PSK做一定的研究和分析也是必要的。
1 數(shù)字移相調(diào)制技術(shù)(PSK)的基本原理
圖1表示數(shù)據(jù)a=[1 0 0 0 1 1 1 1]的2PSK基帶信號波形、其對應(yīng)的調(diào)制信號波形、其對應(yīng)的2DPSK基帶信號波形和調(diào)制信號波形,2DPSK波形定義首字符為0,調(diào)制時以一個周期調(diào)制一個碼元,圖1第一個波形表示a的2PSK基帶信號波形,第二個波形表示經(jīng)碼變換后的以0開始的2DPSK基帶波形,第三個波形表示a的2PSK調(diào)制信號波形,第四個波形為a的2DPSK調(diào)制信號波形。
由圖1可以看出PSK是以相位來區(qū)分0、1碼元的,2DPSK和2PSK之間的區(qū)別僅僅在于:2PSK是直接利用載波的相位來表示0、1代碼,2DPSK是用載波的相對相位來區(qū)分碼元0、1的,如上圖用一個周期表示一個碼元時,當(dāng)調(diào)制信號的兩個相鄰周期的相位相同時表示代碼1,相位不同時表示代碼0。在實(shí)際的2DPSK調(diào)制實(shí)現(xiàn)是這樣的:先對信號碼元進(jìn)行碼元變換,然后再進(jìn)行2PSK調(diào)制。
2 數(shù)字移相鍵控(PSK)的MATLAB仿真
上圖為濾波后信號與載波相乘后的信號波形,也就是調(diào)制程序輸出的已調(diào)信號。從圖中我們可以看出,輸入信號在基帶波形成型后進(jìn)行了極性變換,原來的碼元0變換為了-1、1則仍為1。并且這個程序是對一個碼元采樣八個點(diǎn)的。根升余弦濾波主要是對基帶波形做了變換,使得原基帶波形變得比較圓化,并且有一定的濾波時延和拖尾,在這個程序中因?yàn)椴捎玫氖?1階濾波,所以時延為3個碼元。載波調(diào)制后輸出的已調(diào)信號是通過余弦波形的相位來區(qū)分碼元的,其中相位0表示碼元1,相位180度表示碼元1。并且該程序使用的是2PSK調(diào)制,沒有使用2DPSK,如果要進(jìn)行2DPSK調(diào)制,只需要在基帶波形成型前對輸入信號進(jìn)行碼元變換,在解調(diào)程序的判決輸出后,對碼元進(jìn)行反變換就可以實(shí)現(xiàn)了。
接著運(yùn)行解調(diào)程序,解調(diào)程序可分兩種情況運(yùn)行,一種是在不加任何躁聲的情況下解調(diào)輸如信號,得到的解調(diào)信號是理想化的信號。實(shí)際的通信系統(tǒng)中是不存在沒有噪聲的情況的,因此,為了更好的模擬現(xiàn)實(shí)通信系統(tǒng),就有了第二種方法,在調(diào)制信號后加入高斯白躁聲,然后再進(jìn)行解調(diào),這樣解調(diào)出來的信號是比較接近現(xiàn)實(shí)的通信情況的。本文為了更好的體現(xiàn)程序的正確性,對兩種情況都進(jìn)行了仿真。
本MATLAB程序仿真的算法是是一種比較可行的算法,其誤碼率最大也是低于0.025的。在調(diào)制與解調(diào)的過程中都使用根升余弦51階濾波器濾波時,是有6個碼元的濾波時延的。也就是說解調(diào)出來的前6個碼元是不正確的,而輸出到調(diào)制程序的信號的最后6個碼元是解調(diào)不出來的,為了解決這個問題,可以在輸入信號時,在需要調(diào)制的信號的末尾加6個無用的碼元。而在解調(diào)積分判決輸出解調(diào)信號時從第7個碼元開始輸出。
[參考文獻(xiàn)]
[1]程佩青,著.數(shù)字信號處理教程.第二版.北京:清華大學(xué)出版社.2001年.
【關(guān)鍵詞】語音識別 遙控器 智能控制
1 引言
目前家用電器產(chǎn)品基本上都配套有相應(yīng)的紅外線遙控器設(shè)備,一個復(fù)雜過一個,每個家庭里可能光遙控器就有好幾臺,使用起來不好區(qū)分,而且由于編碼形式不同,功能都不兼容,經(jīng)常要換遙控器.每部遙控器都需裝配相應(yīng)的干電池,極為浪費(fèi),與此同時,傳統(tǒng)的遙控器都是按鍵型的,一旦過了些時日,按鍵上的功能字樣模糊了,很難識別,特別是對于那些功能較多的遙控器,這個問題尤為困擾人。目前國內(nèi)雖有學(xué)習(xí)型的紅外遙控器,但絕大多數(shù)是采用復(fù)制遙控器紅外載波達(dá)到學(xué)習(xí)目的,但采用專用的遙控集成芯片導(dǎo)致設(shè)計(jì)復(fù)雜,設(shè)計(jì)復(fù)雜,集成度高,成本也較高。本論文研制一種集家電遙控器功能于一身的萬能遙控器,通過將各種遙控器的紅外載波記錄在一個專門的存儲空間中,實(shí)現(xiàn)眾多遙控器集成于一個智能遙控器中,用軟件取代硬件的形式實(shí)現(xiàn)智能化。在這種遙控器上裝上一種語音識別的智能控制功能,通過語音命令取代傳統(tǒng)的按鍵形式的指令,實(shí)現(xiàn)一款基于語音識別模塊的萬能遙控器。
2 學(xué)習(xí)型遙控器的設(shè)計(jì)原理
學(xué)習(xí)型遙控器主要是把原始遙控器發(fā)出的紅外遙控信號進(jìn)行完全拷貝,而不管遙控器是什么格式的,信號經(jīng)過適當(dāng)?shù)膲嚎s后存儲在ROM 里面,當(dāng)需要發(fā)射紅外信號時,只需將儲存在存儲器里面的遙控編碼讀出,還原成原始信號即可實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的功能。
2.1 語音識別控制模塊原理:
采用凌陽公司生產(chǎn)的SPCE061A 單片機(jī)里面的集成語音識別功能,對需要用到的控制功能的語音指令進(jìn)行聲音采集,轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號形式儲存在存儲器里面,一旦識別接收到外界的語音信號,就會從存儲器里面取出對應(yīng)的控制命令,并通過單片機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的紅外控制命令發(fā)射出去實(shí)現(xiàn)控制功能。
2.2 系統(tǒng)總體方案介紹
整個系統(tǒng)主要由鍵盤輸入電路、MIC輸入電路、語音輸出電路、紅外發(fā)射電路組成。通過分析按鍵命令或語音識別結(jié)果,利用正常的結(jié)果以紅外指令碼發(fā)出,控制家電的運(yùn)行,同時用語音提示。系統(tǒng)組成如圖 1 所示。
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
初步設(shè)計(jì)的萬能語音遙控器,主要由鍵盤輸入電路、MIC輸入電路、擴(kuò)展功能電路、語音輸出電路、紅外發(fā)射電路組成。用戶通過按鍵,完成遙控功能,保留按鍵功能、擴(kuò)展功能(語音報(bào)溫和報(bào)時功能)。
3.1 語音和拓展功能部分
SPCE061A有1路專用于采集語音信號的A/D轉(zhuǎn)換電路(MIC輸入)和7路用于其它功能的A/D轉(zhuǎn)換電路。前者能用來進(jìn)行語音識別、錄音等的語音信號的輸入,在本遙控器里用來采集語音信號,進(jìn)行語音識別;后者中,選擇其中1路進(jìn)行溫度采集,由按鍵控制溫度的播報(bào)。SPCE061A有豐富的時基信號,采用2Hz的時鐘進(jìn)行計(jì)數(shù),并進(jìn)行萬年歷計(jì)算,由按鍵控制播報(bào)時間。硬件電路如圖 2所示。
硬件上共設(shè)計(jì)了13個按鍵,采用4×4的行列式鍵盤,IOB0~I(xiàn)OB3設(shè)置成輸入口,IOB4~I(xiàn)OB7設(shè)置成輸出口,預(yù)留3個按鍵作為備用鍵。
語音識別電路比較簡單,MIC選用駐極體話筒。駐極體話筒具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、無方向性、頻率響應(yīng)寬、保真度好等優(yōu)點(diǎn),它的偏壓由SPCE061A的VMIC管腳提供。
SPCE061A提供了2個10位D/A輸出通道AUD1、AUD2,用于輸出語音信號,每個通道的輸出能力為3mA。考慮到功耗,在這里采用了單通道AUD1輸出。
通過IOB8輸出的PWM信號(IOB8、IOB9有特殊功能)可以作為紅外載波信號,其頻率由可編程定時器TimerA(或TimerB)的溢出頻率決定。
溫度傳感器采用普通負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,熱敏電阻靈敏度高、價(jià)格便宜。m’nSP?內(nèi)核是一個通用的核結(jié)構(gòu)。除此之外的其它功能模塊均為可選結(jié)構(gòu),亦即這種結(jié)構(gòu)可大可小、可有可無。借助這種通用結(jié)構(gòu)附加可選結(jié)構(gòu)的積木式構(gòu)成,可形成各種不同系列派生產(chǎn)品,以適合不同場合的應(yīng)用。這樣做無疑會使每一種派生產(chǎn)品具有更強(qiáng)的功能和更低的成本。
3.2 學(xué)習(xí)型遙控器部分
學(xué)習(xí)型遙控器在使用之前,先對原始的家電遙控器進(jìn)行原始信號的拷貝。當(dāng)原始遙控器像學(xué)習(xí)型遙控器發(fā)射紅外遙控信號時,學(xué)習(xí)型遙控器將信號接收,進(jìn)行拷貝并壓縮,然后將壓縮后的信號存儲在存儲器里,從而對原始遙控器完成學(xué)習(xí)。以同樣的方式對其他的遙控器進(jìn)行學(xué)習(xí),并將其學(xué)習(xí)到的編碼形式同樣存儲在存儲器里面。這樣就可以實(shí)現(xiàn)多種遙控器功能集成于一個學(xué)習(xí)型的遙控器中。圖3給出了學(xué)習(xí)型遙控器工作示意圖。
4 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)
當(dāng)遙控器接收到矩陣鍵盤或者語音識別模塊發(fā)來的指令后,通過單片機(jī)將存儲器里面相應(yīng)模式下的信號控制編碼還原,并且將其加載到38KHz的載波當(dāng)中發(fā)射出去,實(shí)現(xiàn)控制家電的功能。遙控器的相關(guān)程序流程圖如圖4和圖5所示。
5 結(jié)論
本論文研制一種集家電遙控器功能于一身的萬能遙控器,通過將各種遙控器的紅外載波記錄在一個專門的存儲空間中,實(shí)現(xiàn)眾多遙控器集成于一個智能遙控器中,通過軟件取代硬件的形式,實(shí)現(xiàn)多功能化的遙控器,一方面解決了家庭中遙控器過多的煩惱局面,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制家電器件,達(dá)到節(jié)約資源、方便的效果,另一方面通過引進(jìn)了語音識別技術(shù),實(shí)現(xiàn)遙控器的人工智能化,使得遙控器的操作更加容易上手,方便快捷。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
李亞光(1990-),山西省臨汾市人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)就讀于北方工業(yè)大學(xué)。
關(guān)鍵詞:上堆積尾礦庫 勘察 研究
中圖分類號:D918.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 勘察的目的、任務(wù)
建立尾礦庫的目的是保證有足夠的庫容儲存尾礦砂、確保尾礦庫的安全正常運(yùn)行。
尾礦庫勘察的主要內(nèi)容有:1)從地質(zhì)條件方面論證所選庫址的可行性;2)為擬建的構(gòu)筑物提供設(shè)計(jì)所需的壩材及地基土的物理力學(xué)指標(biāo),對地質(zhì)條件不良地段提出治理的措施建議;3)對已有尾礦壩壩體進(jìn)行進(jìn)行勘查,對壩體穩(wěn)定性進(jìn)行分析、評價(jià)壩體加高的可能性及為閉庫設(shè)計(jì)提供壩體各土層的物理力學(xué)指標(biāo)。
2 尾礦庫勘察階段及方法
按不同的設(shè)計(jì)、建設(shè)階段,尾礦庫勘察分為:初步設(shè)計(jì)階段勘察,施工圖設(shè)計(jì)階段勘察和尾礦庫正常運(yùn)行后的勘察。
2.1 初步設(shè)計(jì)階段勘察
主要是建庫選址勘察,內(nèi)容是查明擬建場區(qū)的地形地貌和不良地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度,藉以避開抗震不利、不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育地段。
抗震不利地段主要包括孤立山咀、地震液化、采空塌陷等。
不良地質(zhì)現(xiàn)象主要包括活動斷層、巖溶塌陷、采空區(qū)、崩塌、滑坡、泥石流等發(fā)育地段。庫區(qū)下游應(yīng)避開廠礦、村鎮(zhèn)、景觀、文物、人員集中場所。
工作內(nèi)容有踏勘、地形測量、水文地質(zhì)和工程地質(zhì)測繪等,藉以查明場區(qū)地形地貌特征,地層巖性、巖層產(chǎn)狀,地質(zhì)構(gòu)造、活動斷裂,匯水面積,不良地質(zhì)現(xiàn)象,采礦及礦產(chǎn)賦存情況,庫區(qū)下游影響范圍內(nèi)的村鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、人文、景點(diǎn)分布情況。
2.2 施工圖設(shè)計(jì)階段勘察
主要目的是查明選定庫址的地基穩(wěn)定性、滲透性、壓縮性指標(biāo)及被水淹沒后不穩(wěn)定巖層的分布范圍,并提出各項(xiàng)防治措施。主要方法是用鉆孔進(jìn)行勘察。為達(dá)到勘察目的,鉆孔應(yīng)沿?cái)M建初級壩位置布設(shè),用以查明壩基的巖土層分布、土層的滲透性,有無軟弱層、液化層和巖溶、采空塌陷的分布情況。
此外,對尾礦壩各附屬設(shè)施包括排洪系統(tǒng),尾礦輸送管道、庫水循環(huán)管道等部位也應(yīng)布置一定鉆孔,確保基礎(chǔ)位于穩(wěn)定地層中,避免不均勻沉降而造成管道破裂,威脅庫體安全。
2.3 尾礦庫建成后的工程勘察
目的是為尾礦庫穩(wěn)定分析提供基本參數(shù),提供尾礦庫繼續(xù)加高擴(kuò)容的設(shè)計(jì)依據(jù),為閉庫設(shè)計(jì)提供必要的技術(shù)參數(shù)。
凡設(shè)計(jì)壩高大于20米或總庫容大于60萬方的上游式尾礦庫,必須進(jìn)行穩(wěn)定分析并宜在下列時間進(jìn)行:1)壩體堆積至1/2~2/3最終設(shè)計(jì)壩高時;2)尾礦堆積壩整體外坡比陡于設(shè)計(jì)值時;3)堆積壩已接近或達(dá)到設(shè)計(jì)最終壩高,擬繼續(xù)加高壩體時;4)當(dāng)尾礦庫出現(xiàn)不安全癥狀時;5)尾礦庫終了,應(yīng)進(jìn)行閉庫后的壩體穩(wěn)定性分析評價(jià)。
主要通過鉆探、原位測試、室內(nèi)試驗(yàn)輔以調(diào)查、測繪查明影響壩體穩(wěn)定的因素。鉆孔主要沿垂直壩體方向布設(shè)。查明堆積壩的土層的組成、分布和密實(shí)程度;查明尾礦堆積體的物理力學(xué)性質(zhì),包括動力性及高應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度與變形性質(zhì);查明勘查期間浸潤線,滲漏途徑。應(yīng)查明壩體坡度是否滿足設(shè)計(jì)要求,初級壩的構(gòu)成及結(jié)構(gòu)形式,壩移、破壞、浸潤線變化和出漏情況及其它影響尾礦庫安全的因素。
3 尾礦庫存在的問題及解決方法
尾礦庫勘察中存在的問題,有尾礦庫本身的,也有勘察工作中的。
3.1 尾礦庫本身存在的問題及解決方法
1)沒有專業(yè)的尾礦庫施工隊(duì)伍,尾礦庫建設(shè)是一個高風(fēng)險(xiǎn),高技術(shù)含量的工作。以前往往由企業(yè)自行設(shè)計(jì)施工,不按規(guī)范和無施工標(biāo)準(zhǔn)及必要的監(jiān)督機(jī)制。解決方法:加強(qiáng)尾礦庫設(shè)計(jì)、施工統(tǒng)一管理。建立尾礦庫建設(shè)改造的專業(yè)隊(duì)伍和資質(zhì)審批制度。加強(qiáng)庫區(qū)建設(shè)的事前、事中、事后監(jiān)督管理。2)堆積壩坡度陡不符合設(shè)計(jì)要求;干灘長度不足;排洪、排水系統(tǒng)損壞,壩體滲水。解決方法:按設(shè)計(jì)進(jìn)行放坡;分散放礦,保證尾礦砂合理的沉積次序和干灘長度;修復(fù)或重建排水、排洪系統(tǒng),貼坡反濾處理。3)老尾礦庫選址不當(dāng),尾礦庫位于居民區(qū)、工礦企業(yè)、文物、景點(diǎn)上游,嚴(yán)重威脅下游生命財(cái)產(chǎn)安全;庫區(qū)位于滑坡、泥石流、巖溶塌陷、采空區(qū)等地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)地段。解決方法:閉庫、及時清運(yùn);搞好地質(zhì)災(zāi)害治理,閉庫、清運(yùn)。4)安全檢查存在走過場現(xiàn)象,對真正的隱患未能認(rèn)真查清。解決方法:提高對尾礦庫安全的重視,建立健全完整的管理監(jiān)督制度。加強(qiáng)尾礦庫安全知識的培訓(xùn),及時發(fā)現(xiàn)隱患和采取有效的防范措施。
3.2 勘察工作中存在的問題及解決方法
1)無上壩的道路,勘察設(shè)備無法到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行工作,不利于尾礦庫搶險(xiǎn)、和監(jiān)測工作。解決方法:尾礦庫設(shè)計(jì)、施工時預(yù)留道路以利于今后的搶險(xiǎn)、監(jiān)測、勘察工作。結(jié)合壩坡改造,修復(fù)庫區(qū)道路。 2)尾礦堆積壩主要由尾礦砂堆積而成,結(jié)構(gòu)松散,很難取到原狀土樣進(jìn)行物理力學(xué)分析。解決方法:利用探坑環(huán)刀取樣;采用雙管單動、專用內(nèi)置環(huán)刀取砂器;建立原位測試數(shù)據(jù)與物理力學(xué)指標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系;預(yù)埋取樣器、取樣盒。3)勘察鉆探期間,未按規(guī)范使用泥漿、套管護(hù)壁,鉆孔完成后未及時按規(guī)范采用水泥砂漿封孔,造成壩體潰壩。解決方法:合理使用泥漿、套管護(hù)壁;鉆孔完成后未及時按規(guī)范采用水泥砂漿封孔。
4 今后工作的展望
隨著國家對尾礦安全及環(huán)境保護(hù)的重視,涌現(xiàn)了許多尾礦生產(chǎn)、利用的新方法、新技術(shù)。如尾礦漿干法排放解決了環(huán)境污染問題,實(shí)現(xiàn)尾礦再造廢水的閉合循環(huán),有效地減少尾礦庫沉積的泥漿,增加了安全系數(shù);旋流器分級沉砂脫泥技術(shù)使尾礦砂代替建筑河砂成為可能,使尾礦砂在改良土壤、制造彩瓦、行道磚、加氣混凝土砌塊及土栽培技術(shù)等方面拓展了尾礦砂的利用范圍,化害為利、變廢為寶。相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在尾礦砂的治理和利用上也將有著廣闊的前景。
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關(guān)鍵詞:單片機(jī);溫度;濕度;光照度
中圖分類號:TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 引言(Introduction)
溫室大棚是設(shè)備農(nóng)業(yè)的一種形式,國產(chǎn)溫室每年都在以新增100―150萬公頃的面積快速地發(fā)展[1]。溫濕度和光照度是農(nóng)業(yè)溫室生產(chǎn)中非常關(guān)鍵的測量參數(shù),它們的準(zhǔn)確、及時測量將會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和研究帶來非常大的幫助。溫室環(huán)境測量技術(shù)運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)測量溫室中的溫度、CO2濃度等環(huán)境因子,以達(dá)到對溫室內(nèi)環(huán)境的測控要求[2]。智能溫室的大力推廣,對于我們運(yùn)用科學(xué)技術(shù)服務(wù)“三農(nóng)”、建設(shè)美麗中國具有非常重要的意義。
針對我國的現(xiàn)代化溫室智能控制水平相對落后的現(xiàn)狀,結(jié)合某公司的智慧農(nóng)業(yè)項(xiàng)目,我們采用單片機(jī)技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)了該溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。由于本系統(tǒng)遵循了操作簡便、較高可靠性、便于維護(hù)和性價(jià)比高的設(shè)計(jì)原則,因此對于實(shí)際應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)環(huán)境因子監(jiān)測方面也會有優(yōu)異的效果。
2 總體方案設(shè)計(jì)(The overall program design)
本系統(tǒng)的下位機(jī)是由STC89C52RC單片機(jī)系統(tǒng)為控制中心,加上DHT11、DS18B20、BH1750三個傳感器模塊以及按鍵控制數(shù)碼管顯示和聲光報(bào)警等模塊組成的;上位機(jī)是由美國國家儀器(NI)公司的軟件LabVIEW[3]為基礎(chǔ)開發(fā)的一個用戶圖形接口。要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo):測溫范圍:0―50℃;測濕范圍:20%―90%RH;測光范圍:1―65535lx。
本系統(tǒng)的工作原理是:上電后,STC89C52RC單片機(jī)首先完成初始化工作。然后,系統(tǒng)自動采集溫濕度、光照度傳感器數(shù)據(jù),最后通過單片機(jī)的串行口和RS-232總線通信協(xié)議將采集的數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)顯示、處理,上位機(jī)對報(bào)警參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)并控制相應(yīng)聲光報(bào)警電路報(bào)警,同時通過三個不同按鍵控制相應(yīng)數(shù)碼管顯示。整個系統(tǒng)采用單總線技術(shù)和I2C總線控制技術(shù),單片機(jī)采用C語言編程,PC機(jī)采用G語言編程。
3 溫室環(huán)境測量系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)(The
hardware circuit design of greenhouse
environment monitoring system)
3.1 環(huán)境因子采集電路的設(shè)計(jì)
傳感器作為溫室設(shè)備準(zhǔn)確控制的首要條件,它的正確選取是進(jìn)行自動控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我們根據(jù)本文要求的技術(shù)指標(biāo),選擇具有長期穩(wěn)定性且性價(jià)比的數(shù)字式傳感器。
(1)溫度采集電路的設(shè)計(jì)
大部分溫室環(huán)境控制設(shè)備如供熱設(shè)備、遮陽布等都與溫度控制相關(guān),因此,溫度測量是溫室環(huán)境控制的關(guān)鍵。本文選擇達(dá)拉斯公司生產(chǎn)的DS18B20單總線數(shù)字溫度傳感器[4]。DS18B20數(shù)字溫度傳感器體積小、精度高、使用壽命長,適用于本文需要高可靠性的系統(tǒng)。單片機(jī)和DS18B20之間僅需一條連接線(加上地線),可使用單片機(jī)的一般I/O口P2.0。它的測溫范圍滿足本文0―50℃的測溫需求。
(2)濕度采集電路的設(shè)計(jì)
為了使?jié)穸葌鞲衅髋c單片機(jī)的通信更加方便,也為了增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能,我們在此選用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器[5]測量本系統(tǒng)的濕度數(shù)據(jù)。DHT11設(shè)置了校準(zhǔn)參數(shù),所以測得的數(shù)據(jù)十分可靠。它采用單線制串行接口,這樣使得電路的設(shè)計(jì)更加簡單,并且它的體積超小、功耗極低。DHT11可測濕范圍為20%―90%RH,測濕精度為±5%RH,滿足本文測濕要求。
(3)光照度采集電路的設(shè)計(jì)
在合適的條件下增加光照度,能夠增強(qiáng)高緯度缺光地區(qū)溫室內(nèi)作物的光合作用,提高光照度不足的地區(qū)農(nóng)作物的產(chǎn)量。溫室中主要使用光照度傳感器檢測棚內(nèi)的光照度,然后采取適當(dāng)?shù)拇胧┰黾踊驕p少光照度。本文采用日本羅姆半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的BH1750光強(qiáng)度傳感器。BH1750是一種基于I2C的數(shù)字型光強(qiáng)度傳感器集成電路[6]。它能以較高的探測分辨率分辨很大的光強(qiáng)度變化區(qū)間(1lx-65535lx),并且接口電路非常簡單,BH1750只需將SCL和SDA分別接單片機(jī)的P2.2和P2.3即可。如果系統(tǒng)中有多片BH1750相級聯(lián),則每兩片IC可以并用這兩個I/O端口,然后其中一片IC的ADDR接低電平,另一片的接高電平即可[7]。
3.2 單片機(jī)的設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用的STC89C52RC單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的增強(qiáng)型8051單片機(jī)[8],它的時鐘晶振電路用于產(chǎn)生時鐘信號,來控制單片機(jī)內(nèi)部的各種微操作,本文我們設(shè)計(jì)晶振為11.0592MHz。復(fù)位對單片機(jī)來說,是準(zhǔn)備工作,此時程序還沒開始執(zhí)行。STC89C52RC單片機(jī)及其連接的晶振電路和復(fù)位電路如圖1所示。
3.3 其他電路的設(shè)計(jì)
(1)按鍵控制電路
單片機(jī)組成的各種硬件電路中,按鍵是最常見的人機(jī)交互輸入方式。本文通過三個觸發(fā)式按鍵一對一的連接單片機(jī)的三個輸入口,實(shí)現(xiàn)對溫濕度和光照度數(shù)碼管亮滅一對一的控制。具體的控制過程我們需要通過用C語言編程來實(shí)現(xiàn)。
(2)MAX7219數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路
MAX7219是一種集成化的共陰極顯示驅(qū)動器,它連接單片機(jī)和7段共陰極數(shù)碼管顯示。MAX7219可以通過編寫控制碼對數(shù)碼管進(jìn)行亮度控制。另外,本文我們選用三個四位一體的共陰極數(shù)碼管[9]來顯示實(shí)時采集到的溫室內(nèi)的亮度和溫濕度。
(3)聲光報(bào)警電路
聲光報(bào)警電路模塊由蜂鳴器報(bào)警電路和發(fā)光二極管報(bào)警電路兩部分構(gòu)成。當(dāng)室內(nèi)的溫濕度和光照度傳感器測量的數(shù)據(jù)在正常范圍內(nèi)時,發(fā)光二極管處在熄滅的狀態(tài),蜂鳴器也不會發(fā)出響聲;但是當(dāng)溫濕度和光照度不在設(shè)定值范圍時,三者對應(yīng)的發(fā)光二極管會被點(diǎn)亮,蜂鳴器也會發(fā)出嘀嘀的聲響,以此來提醒用戶采取相關(guān)措施。
4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)(The system software design)
4.1 主程序流程圖和串口處理流程圖
主程序是系統(tǒng)運(yùn)行的總體框架[10],它規(guī)定了單片機(jī)按照怎樣的操作步驟進(jìn)行有序運(yùn)轉(zhuǎn)。串口處理程序表明上位機(jī)與單片機(jī)之間約定好的通信方式,通過此程序可以實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)之間數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。如圖2所示為本系統(tǒng)的主程序流程圖和串口處理流程圖。
communication
4.2 測量系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
DS18B20通過單總線協(xié)議跟單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。測溫子程序運(yùn)行時,首先初始化DS18B20,此時顯示溫度為+85℃,然后對單片機(jī)進(jìn)行寫數(shù)據(jù)操作,在進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換后將溫度數(shù)據(jù)讀出來,最后通過按鍵控制在相應(yīng)數(shù)碼管上實(shí)時顯示溫度數(shù)據(jù)。
單片機(jī)通過單總線協(xié)議對DHT11進(jìn)行讀寫。測濕程序開始后,先延時180ms,然后將總線拉高40us,主機(jī)設(shè)為輸入模式等待從機(jī)響應(yīng)。當(dāng)從機(jī)變?yōu)榈碗娖綍r,完成數(shù)據(jù)的接收、檢驗(yàn)和處理,然后結(jié)束子程序。
BH1750可以通過I2C總線協(xié)議跟單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。本文設(shè)定BH1750工作在連續(xù)高分辨率模式,測量開始后,先對BH1750初始化,然后延時180ms,接著連續(xù)讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。程序的執(zhí)行嚴(yán)格按照讀寫時序進(jìn)行。
4.3 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)
(1)數(shù)據(jù)采集模塊
LabVIEW通過VISA串口驅(qū)動程序與單片機(jī)進(jìn)行通信。將串口設(shè)置成符合系統(tǒng)要求的參數(shù),為了界面的布局將串口通信部分隱藏。系統(tǒng)的通信模式為上位機(jī)為主,下位機(jī)為從。報(bào)警限設(shè)置用于設(shè)置溫濕亮度的上下門限值,上位機(jī)有三個報(bào)警控件,默認(rèn)為綠色,報(bào)警時顯示紅色。當(dāng)從串口接收的數(shù)值超過設(shè)定的報(bào)警門限值時,上位機(jī)向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù),啟動報(bào)警。每路均設(shè)有報(bào)警指示燈,用來提醒系統(tǒng)管理者注意。數(shù)據(jù)顯示存儲用于提取從串口傳輸?shù)臄?shù)據(jù),并以文本和曲線圖的形式顯示。圖3為上位機(jī)采集圖。
(2)數(shù)據(jù)分析和管理
這兩個模塊主要應(yīng)用到是LabVIEW中數(shù)據(jù)工具包,利用SQL實(shí)現(xiàn)了與數(shù)據(jù)庫Access的融合,能完成采集數(shù)據(jù)的存儲、查詢、刪除和分析。數(shù)據(jù)分析模塊用于對選擇的日期進(jìn)行分析計(jì)算,得出最大值、最小值、均值和超限次數(shù)。數(shù)據(jù)管理用于查詢數(shù)據(jù)庫中的表格:設(shè)定的參數(shù)、溫濕度和光照度數(shù)值,對這些表格進(jìn)行查詢、刪除或?qū)С觥?/p>
5 結(jié)論(Conclusion)
經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,基于STC89C52RC單片機(jī)的溫室環(huán)境多功能測量系統(tǒng)測量精度高,測量偏差在要求范圍內(nèi),系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,通過串口協(xié)議實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)間的通信,再加上上下位機(jī)軟件編程能夠?qū)崿F(xiàn)溫室內(nèi)的溫濕度、光照度情況的實(shí)時就地監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測和管理。將此系統(tǒng)應(yīng)用于現(xiàn)代溫室大棚中,對作物的科學(xué)生產(chǎn)具有很好的使用價(jià)值,并且提高了農(nóng)業(yè)技術(shù)人員的現(xiàn)代化管理水平,具有良好的推廣價(jià)值。
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作者簡介:
關(guān)鍵詞:萬能工具顯微鏡 光柵位移傳感器 DSP 誤差分析與補(bǔ)償
萬能工具顯微鏡、分度頭、光學(xué)測角儀是用傳統(tǒng)方法對長度和角度等幾何量的測量的常用工具。基于測量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、長期穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),這些儀器在幾何量測量中扮演重要角色。作為測量儀器中的大型光學(xué)儀器,萬工顯功能特別強(qiáng)大。它可以通過多種方法并結(jié)合附件在直角坐標(biāo)及極坐標(biāo)下進(jìn)行各種幾何量的測量,在精密測量中使用十分廣泛。然而隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,對精密測量的精度、效率等方面也提出了越來越高的要求,要求光學(xué)測量儀器達(dá)到高精度、高效率、智能化。
設(shè)計(jì)應(yīng)用光柵數(shù)顯技術(shù),能使萬工顯測量、讀數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。這種數(shù)字化的智能測控系統(tǒng)用以解決老舊萬工顯操作繁瑣、人為誤差大、工作效率低等問題。這將是一個很有實(shí)際意義的課題,它可以對很多院校和廠礦這類老舊儀器進(jìn)行改造,提高了讀數(shù)精度和自動化程度,其在精密測量領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和實(shí)際的意義。
1 系統(tǒng)需求分析
本課題是基于成熟測量工具萬工顯的技術(shù)升級改造,既要保持原有儀器的精度和穩(wěn)定性,又要降低測量難度,所以要選擇適用于萬能工具顯微鏡改造升級并且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的位移傳感器;為避免誤差積累影響系統(tǒng)精度,需自行設(shè)計(jì)機(jī)械安裝方案;為避免錯位松動影響系統(tǒng)穩(wěn)定,需嚴(yán)格遵守安裝說明。
1.基于DSP技術(shù)的信號細(xì)分及數(shù)據(jù)采集電路模塊設(shè)計(jì)
原有儀器測量精度較高,穩(wěn)定性好。改造升級后要達(dá)到甚至超過原來的測量精度,保持更好的穩(wěn)定性。在滿足這些要求的情況下,選擇DSP技術(shù)對信號細(xì)分和數(shù)據(jù)采集。
2.功能軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)
為了使樣板、螺絲、齒輪、滾刀等的檢測從不可能到可能,從不精確到精確,從復(fù)雜到簡單。自行設(shè)計(jì)萬能工具顯功能軟件,實(shí)現(xiàn)簡單幾何元素、基本幾何元素、組合幾何元素等規(guī)劃測量功能。同時,系統(tǒng)完成了萬能工具顯微鏡數(shù)字顯示儀表的圖形測量、圖形構(gòu)造、圖形預(yù)置、公制/英制轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)擺正、直角坐標(biāo)/極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、參數(shù)設(shè)置、用戶提示等先進(jìn)的儀表功能的實(shí)現(xiàn)。
2.光柵檢測原理及光柵位移傳感器選型
1.光柵檢測原理
光柵位移傳感器也稱光柵尺或計(jì)量光柵,由標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成,指示光柵則裝在光柵讀數(shù)頭中。標(biāo)尺光柵一般固定在機(jī)床活動部件上,光柵讀數(shù)頭裝在機(jī)床固定部件上。目前計(jì)量光柵的位置檢測技術(shù)發(fā)展已相當(dāng)成熟,被廣泛用于角度位移檢測,也可用于直線位移檢測。
2. 光柵信號細(xì)分及數(shù)據(jù)采集
光柵的刻劃密度基本上決定了光柵尺的分辨率。然而工藝水平限制光柵的刻劃密度受,而且從成本來講刻花線數(shù)越多,就越昂貴,因此很難依靠提高刻劃密度來提高光柵尺的分辨率。采用光柵信號細(xì)分技術(shù)是提高光柵尺分辨率的另一途徑。光柵測量系統(tǒng)本就有較高的分辨率,若再配合電子細(xì)分則可以達(dá)到很高的分辨率,并且隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,細(xì)分實(shí)現(xiàn)越來越簡單、可靠。根據(jù)本課題實(shí)用型升級改造的要求,光柵信號細(xì)分技術(shù)來提高光柵尺的分辨率。
3.軟件開發(fā)環(huán)境
軟件開發(fā)環(huán)境采用為CCS(Code Composer Studio)集成開發(fā)環(huán)境,該環(huán)境下編程代碼的可讀性更好、可移植性更高,便于二次開發(fā)。
1.開發(fā)環(huán)境
CCS是一種針對TMS320系列DSP的集成開發(fā)環(huán)境,提供有環(huán)境配置、源文件編輯、程序調(diào)試、跟蹤和分析等工具。它支持如下開發(fā)周期的所有階段:設(shè)計(jì)、編程和編譯、調(diào)試、分析。
2.系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)
良好的設(shè)計(jì)方案可以減少軟件的代碼量,提高軟件的通用性、擴(kuò)展性和可讀性。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和步驟如下:
(1)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的功能需求,逐級劃分模塊;
(2)明確各模塊之間的數(shù)據(jù)流傳遞關(guān)系,力求數(shù)據(jù)傳遞少,以增強(qiáng)各模塊的獨(dú)立性便于軟件編制和調(diào)試;
(3)確定軟件開發(fā)環(huán)境,選擇設(shè)計(jì)語言,完成模塊功能設(shè)計(jì),并分別調(diào)試通過;
(4)按照開發(fā)式軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),將各模塊有機(jī)的結(jié)合起來,即成一個較完善的系統(tǒng)。
本系統(tǒng)的核心部分是DSP的軟件設(shè)計(jì),只有對光柵位移傳感器數(shù)據(jù)正確采樣,之后的位移量測量才有實(shí)際意義。DSP軟件一般包括初始化程序、數(shù)據(jù)采集程序、中斷服務(wù)程序、按鍵處理程序、顯示子程序及實(shí)現(xiàn)各種算法的功能模塊。
4.智能測控系統(tǒng)的精度分析
1.光柵尺的細(xì)分誤差
依據(jù)光柵尺結(jié)構(gòu)的原理,檢測光柵尺的長度尺寸值誤差都是按照0.02mm為單位布置測量點(diǎn),剛剛好都是0.02mm節(jié)距的整倍數(shù)。對小于0.02mm讀數(shù)的處理則是通過系統(tǒng)內(nèi)插細(xì)分來完成。實(shí)驗(yàn)中用精度為0.1um的電感測微儀,以1um距離為間隔反復(fù)檢測光柵尺的細(xì)分誤差,可以得出其誤差都小于±0.5um的結(jié)論。
2.數(shù)字顯示系統(tǒng)的的檢定
查閱萬工顯檢定規(guī)程中的相關(guān)條款,需要對讀數(shù)裝置的示值誤差、讀數(shù)裝置的回程誤差和示值誤差進(jìn)行檢定。
3.示值誤差的檢定
檢定示值誤差也就是光柵尺的準(zhǔn)確性。首先要選擇檢定標(biāo)準(zhǔn),一般選擇已經(jīng)做過檢定的玻璃刻度尺,要求其極限誤差不大于0.5um;依據(jù)規(guī)程的規(guī)定橫、縱向的示值誤差分別進(jìn)行檢定。如果沒有玻璃刻度尺,也可以選擇萬工顯上原有的刻度尺作為標(biāo)準(zhǔn)與光柵尺進(jìn)行比對。萬工顯原附有的示值誤差表,還可以依此進(jìn)行修正,光柵尺各被檢點(diǎn)的實(shí)際誤差由此來確定,若有超差再用線性補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。
5.總結(jié)與展望
本課題研究并設(shè)計(jì)基于光柵數(shù)顯技術(shù)和DSP測控技術(shù)的萬工顯智能測控系統(tǒng)。本系統(tǒng)力圖將傳統(tǒng)的萬工顯改造成智能化、數(shù)字化的萬工顯,從而實(shí)現(xiàn)萬工顯檢測過程的高精度、高效率。自行設(shè)計(jì)編程萬能工具顯微鏡測控軟件,擴(kuò)展萬工顯的測量功能,使一些量的檢測由復(fù)雜到簡單,由不可能到可能。
目前整個系統(tǒng)只是實(shí)現(xiàn)了老舊萬能工具顯微鏡的數(shù)字化顯示和智能化的基本操作,并沒有實(shí)現(xiàn)自動讀數(shù)、自動測量等高級功能,所以在系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)上可以考慮開發(fā)自動讀數(shù)和自動驅(qū)停模塊,從而提高萬能工具顯微鏡的智能化程度。■
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然而,在國有企業(yè)規(guī)章制度效率的跟蹤調(diào)研中,筆者發(fā)現(xiàn),因規(guī)章制度執(zhí)行效率低下造成的經(jīng)濟(jì)損失數(shù)額較為巨大,且有遞增趨勢,因此采取有力措施提升規(guī)章制度的執(zhí)行效率,對于國有企業(yè)來說變得十分緊迫,迫在眉睫。本文分析了規(guī)章制度在執(zhí)行和落實(shí)方面存在的問題,探尋了一種提高規(guī)章制度執(zhí)行力的有效途徑,實(shí)現(xiàn)了規(guī)章制度“可視化”管理,對企業(yè)管理水平的提升有積極的促進(jìn)作用。
存在的問題及其原因分析
以國有某企業(yè)為例,經(jīng)過問卷、考試、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、分析和比對等方法后,我們發(fā)現(xiàn)國有企業(yè)在制度執(zhí)行方面主要存在以下問題:
制度分類查找煩瑣。因國有企業(yè)都有著較為悠久的歷史,企業(yè)規(guī)章制度繁多,種類多樣,涉及面廣,如某國有企業(yè)規(guī)章制度近500件(套),涉及戰(zhàn)略管理、安全生產(chǎn)、質(zhì)量、技術(shù)研究、財(cái)務(wù)會計(jì)、人力資源、黨建及綜合管理等單位科研生產(chǎn)和經(jīng)營管理的各個方面,制度文字?jǐn)?shù)80萬以上,這么多信息量分類查找比較麻煩,要精確找出及使用規(guī)定條文耗時費(fèi)力,即便利用計(jì)算機(jī)信息化系統(tǒng),在文件柜中查找翻閱也是效率低下的。
信息量大難于掌握。規(guī)章制度制定出來,首先要進(jìn)行制度內(nèi)容宣貫和學(xué)習(xí),充分掌握規(guī)章制度的主要內(nèi)容,使員工盡快將制度的各項(xiàng)內(nèi)容和工作流程熟悉和掌握,以便更好地指導(dǎo)員工參與企業(yè)各項(xiàng)管理活動。怎么讓員工掌握,企業(yè)中進(jìn)入單位久一些的員工,可能掌握規(guī)章制度會多一點(diǎn),培訓(xùn)學(xué)習(xí)制度相對容易,但也很難對每一條規(guī)章制度都了解清楚,尤其是新入職的員工僅通過簡單的培訓(xùn),短期內(nèi)很難掌握,不能很好地掌握制度的內(nèi)容要求,對制度的執(zhí)行力度就大打折扣。
檢查監(jiān)督易出現(xiàn)疏漏。提高規(guī)章制度的執(zhí)行力,企業(yè)要做好規(guī)章制度執(zhí)行情況的監(jiān)督檢查。主管業(yè)務(wù)部門對制定的制度做好執(zhí)行情況的監(jiān)督檢查,說起來容易,做起來也有一定的麻煩,首先檢查人員要對規(guī)章制度內(nèi)容非常了解,明白要檢查哪些內(nèi)容,如果檢查人員在檢查過程中有疏漏,督促效果就會減弱;另一方面,諸多的管理?xiàng)l文,哪些執(zhí)行到位,哪些沒有執(zhí)行到位,很難迅速知曉并做出管理決策。
提升規(guī)章制度執(zhí)行力的有效途徑
為了提升制度的執(zhí)行力,解決以上這些問題,我們創(chuàng)新采用一種新辦法――制作規(guī)章制度流程卡,提升規(guī)章制度管理的可視化,進(jìn)而從根本上提升規(guī)章制度的執(zhí)行效率。根據(jù)運(yùn)行正常有效的規(guī)章制度,結(jié)合企業(yè)本身實(shí)際,制訂出涉及企業(yè)管理活動的重要方面的業(yè)務(wù)流程,明確流程管理責(zé)任,并用Microsoft Visio軟件統(tǒng)一表達(dá)出來,濃縮在名片大小的卡片上。
這里所說的流程是從企業(yè)戰(zhàn)略出發(fā),從滿足客戶需求出發(fā),從業(yè)務(wù)出發(fā),進(jìn)行流程規(guī)劃與建設(shè),具體做法與過程如下:
明確流程 明晰權(quán)責(zé)。首先,確定業(yè)務(wù)流程卡的組織機(jī)構(gòu)和管理部門,制訂工作方案,明確具體工作計(jì)劃和任務(wù);其次,引導(dǎo)組織業(yè)務(wù)管理部門進(jìn)一步完善和修訂規(guī)章制度,確保制度符合單位實(shí)際,并現(xiàn)行有效;再次,組織各梳理規(guī)章制度中的關(guān)鍵流程,遵照原則是五部委《企業(yè)內(nèi)部控制配套指引》中的指引項(xiàng)目要求,選出涉及企業(yè)管理活動的重要方面的業(yè)務(wù)流程,制訂流程計(jì)劃并由組織評審組進(jìn)行評審,確保流程計(jì)劃覆蓋單位重要方面;接下來,再由各部門按照流程計(jì)劃,根據(jù)上級要求和規(guī)章制度,按照Visio的統(tǒng)一格式編寫流程圖,經(jīng)過部門和單位二級評審和審定,以此確保業(yè)務(wù)流程圖符合單位實(shí)際且科學(xué)合理;最后,從方便攜帶和使用的角度出發(fā),我們將完成的業(yè)務(wù)流程圖縮印在只有名片大小的流程圖卡中,用可以拆卸的鉚釘連接在一起。這樣做的好處是易于員工拆卸下來單獨(dú)使用,最重要的一點(diǎn)是因?yàn)槠髽I(yè)會根據(jù)未來發(fā)展形勢的變化而不斷優(yōu)化和完善自身的業(yè)務(wù)流程,方便我們及時更新業(yè)務(wù)流程卡,保持業(yè)務(wù)流程卡的流程信息與企業(yè)規(guī)章制度要求一致。
完成的業(yè)務(wù)流程卡
圖表直觀 方便使用。我們選取流程中《對外學(xué)術(shù)交流管理流程圖》,員工通過查閱流程圖,可以獲得以下信息:熟悉和了解該業(yè)務(wù)流程的整個處理過程;該業(yè)務(wù)涉及主管部門(科技委)、保密部、財(cái)務(wù)部及所級領(lǐng)導(dǎo);該業(yè)務(wù)流程包括征文布置、論文審查、論文復(fù)審等的五個階段;流程進(jìn)行過程中所形成一些中間見證材料等。
清晰明了 提升效率。業(yè)務(wù)流程卡的編制和使用,對國有企業(yè)管理效率的提高發(fā)揮了重要作用。一方面,流程卡上的流程信息是簡單以圖表的方式展示了關(guān)鍵的業(yè)務(wù)流程,無論是老員工還是新員工都很容易明白該業(yè)務(wù)是哪個部門歸口管理,整個工作流程需要怎么做,審核審批需要找哪些部門和單位領(lǐng)導(dǎo),這要比查閱規(guī)章制度要更方便快捷,也能盡快掌握規(guī)章制度的主要內(nèi)容,大大提升單位經(jīng)營管理工作效率。另一方面,業(yè)務(wù)歸口管理部門通過查閱流程中關(guān)鍵流程,較為容易地確定流程中關(guān)鍵控制點(diǎn),對參與該業(yè)務(wù)工作的各個部門進(jìn)行監(jiān)控,對未按照流程要求的人員依照制度處罰依據(jù)進(jìn)行處罰,進(jìn)而對規(guī)章制度的落實(shí)情況進(jìn)行更為有效的監(jiān)督。
實(shí)行規(guī)章制度可視化的效果
通過制作業(yè)務(wù)流程卡,使得企業(yè)規(guī)章制度中的關(guān)鍵內(nèi)容躍然紙上,實(shí)現(xiàn)了管理的可視化效果。目前,我們將業(yè)務(wù)流程卡發(fā)放給每一位管理人員,通過查閱業(yè)務(wù)流程卡,員工可以在實(shí)際工作中用更短的時間查詢到需要的業(yè)務(wù)流程,高效掌握單位的重要業(yè)務(wù)程序。
實(shí)行規(guī)章制度可視化的后續(xù)建議
從嚴(yán)格意義上說,沒有一項(xiàng)制度是完美的,業(yè)務(wù)流程卡雖然經(jīng)過兩年的時間編寫和審定,但也不是很完善的,業(yè)務(wù)流程要根據(jù)企業(yè)內(nèi)外部情況的客觀變化進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。今后我們在制訂新的規(guī)章制度的同時,也要梳理出關(guān)鍵的業(yè)務(wù)流程,充實(shí)到企業(yè)的業(yè)務(wù)流程卡當(dāng)中,完善這本流程卡。通過梳理業(yè)務(wù)流程,運(yùn)行業(yè)務(wù)流程,不斷發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程中的不足,不斷優(yōu)化業(yè)務(wù)流程,使之運(yùn)行更順暢、更有效,在企業(yè)管理中發(fā)揮出正確的指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞 讀者服務(wù) 數(shù)據(jù)挖掘 創(chuàng)意網(wǎng)站設(shè)計(jì) 圕·時光
1 引言
近年來,圖書館界開始重視對讀者數(shù)據(jù)的挖掘,以便有針對性地開展個性化服務(wù)。重慶大學(xué)圖書館利用讀者預(yù)約數(shù)據(jù)對讀者傾向進(jìn)行了研究。上海圖書館2013年的拜年郵件是個性化的年度閱讀清單——“我的悅讀2012”,展示了每位讀者的閱讀足跡。針對畢業(yè)生,多家高校圖書館推出了系列活動:重慶大學(xué)圖書館收藏了畢業(yè)生們自建的檔案;北京大學(xué)圖書館推出了集畢業(yè)墻、畢業(yè)空間、學(xué)子推薦、借閱歷史查詢、圖書漂流、畢業(yè)書簽和畢業(yè)攝影展等于一體的立體化服務(wù)體系;華東師范大學(xué)圖書館亦于2013年畢業(yè)季首次畢業(yè)生利用圖書館報(bào)告——“校園記憶之圖書館生活”。
廈門大學(xué)圖書館為畢業(yè)生準(zhǔn)備了一份禮物:收集整理了同學(xué)們大學(xué)時代的閱讀記錄、進(jìn)館次數(shù)等,以“圕·時光”為主題呈現(xiàn)給即將離校的讀者。明麗典雅的背景色、廈大元素的手繪圖樣、清新別致的詩句,將畢業(yè)生幾年來在校園圖書館內(nèi)的足跡和“成績”,用講故事的形式展現(xiàn)出來。這份閱讀清單猶如一本畫冊,文藝范中帶著溫馨的感覺,受到畢業(yè)生們的喜愛。截止到畢業(yè)生離校日(2013年6月30日),已經(jīng)有超過2600名畢業(yè)生登錄這一網(wǎng)站,將近400名畢業(yè)生將其分享到新浪微博。本地媒體亦對此進(jìn)行了報(bào)道。
2 “圕·時光”的創(chuàng)意設(shè)計(jì)
2.1 文案的設(shè)計(jì)
文案的內(nèi)容必須準(zhǔn)確傳達(dá)年輕學(xué)子的畢業(yè)情緒。筆者通過微博私信、面談等方式,與上百名廈大人(畢業(yè)生、已畢業(yè)的校友以及在校生)取得聯(lián)系,征詢他們的意見和建議,最終采用了一位中文系在校大學(xué)生的文字基調(diào):略青澀的文藝風(fēng)格,真摯的感情中隱含別離的惆悵。筆者根據(jù)已有數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)了六個章節(jié):緣起、初戀、故事、書單、告別、留言。“緣起”告訴讀者,這是一份大學(xué)期間的閱讀清單;“初戀”喚起讀者的記憶,展現(xiàn)其第一次到館的時間,借的第一本書;“故事”用大段描述串聯(lián)了讀者大學(xué)期間的到館次數(shù)、借閱量、借閱類型和論文題目;“告別”用清新的詩句表達(dá)對讀者的祝福;“留言”則將讀者導(dǎo)引至新浪微博話題分享。
此前的讀者數(shù)據(jù)挖掘案例,大多根據(jù)讀者借書數(shù)量或類別賦予讀者某種“稱呼”,如賦予“文青”、“閱讀達(dá)人”、“狀元”等稱謂,以激發(fā)讀者的閱讀興趣。正值畢業(yè)季,“圕·時光”的設(shè)計(jì)以“圖書館,曾經(jīng)的美好,永遠(yuǎn)的回憶”為主線,以告別和祝福為情感訴求,不對讀者的閱讀好惡進(jìn)行評價(jià),亦不褒貶讀者的閱讀經(jīng)歷,只著力于呈現(xiàn)讀者的閱讀歷史。為了準(zhǔn)確表述讀者借閱圖書的類別取向,筆者統(tǒng)計(jì)了當(dāng)屆畢業(yè)生所借圖書,按各類別總借閱數(shù)量大小排序,賦予文藝風(fēng)格的描述(見表1)。為使頁面簡潔,改動了部分中文類名,并針對部分喜歡閱讀外文原版書的讀者增加了一類“外文原版”。
2.2 界面設(shè)計(jì)
根據(jù)這份文藝風(fēng)格的文案,筆者考慮過多種圖樣設(shè)計(jì)方案,如:卡通動畫、照片、手繪等。使用卡通人物形象,結(jié)合校園場景,具有鮮明特征。是一種極具個性的表現(xiàn)方式,但是其標(biāo)準(zhǔn)化難度大,時間長,制作成本也較高,在短時間內(nèi)難以實(shí)現(xiàn);熟悉的校同場景具有極高辨識度,能有效渲染畢業(yè)氛圍,但是照片的質(zhì)量要求較高,后期界面制作、載入速度和呈現(xiàn)效果很難把握;選擇具有代表性的場景,用手繪線條的表現(xiàn)方式,一方面契合畢業(yè)生的青春文藝特性,另一方面也便于進(jìn)行畫面氛圍的渲染,利于前端頁面的技術(shù)實(shí)施。綜合考慮各項(xiàng)因素,最終筆者確定“圕·時光”主題頁面采用手繪靜態(tài)畫面為主要元素,通過簡單的手繪風(fēng)格,描繪出熟悉的校園場景,用不同背景色彩烘托難忘的閱讀時光,以及離別難舍的氛圍——以講故事的方式,回顧畢業(yè)生幾年來在圖書館中的閱讀故事——熟悉的場景、共同的回憶,讓離校讀者安靜地回顧,獲得溫暖的共鳴。
(1)場景篩選
結(jié)合文案章節(jié)主題(緣起、初戀、故事、書單、告別、留言),收集了大量帶有畢業(yè)意味的鳳凰花、廈大校園和圖書館的照片。最終選擇廈大畢業(yè)生熟悉的校園場景——廈門大學(xué)南校門、漳州校區(qū)圖書館、總館正門、芙蓉隧道涂鴉等——作為頁面主要背景元素。
(2)元素提煉
參考照片場景手繪出每個頁面的主要元素圖案,并把鳳凰花(如圖1)作為貫穿每個章節(jié)的主題元素。
(3)色彩感受
為了讓畢業(yè)生感覺溫馨,產(chǎn)生回憶感動的氛圍與視覺感受,筆者采用了小清新的色彩范式。從精選的校園圖冊中提取了最具代表性的顏色,進(jìn)行提煉和優(yōu)化,最終確定了紅、黃、綠三種色調(diào)。紅色代表鳳凰花,象征離別與出發(fā);黃色代表泛黃的書頁,象征圖書館的閱讀時光;綠色代表青春校園,象征年輕的情懷。如圖2所示。
(4)版式設(shè)計(jì)與細(xì)節(jié)處理
在版式上,每一頁采用了相同的布局和字體樣式,僅顏色不同,整組頁面保持良好的連續(xù)性和相關(guān)性。細(xì)節(jié)上,在不同色彩背景上采用相同的紋理樣式,提升了頁面質(zhì)感,也和手繪圖樣更為匹配。
3 “圕·時光”的創(chuàng)意實(shí)現(xiàn):數(shù)據(jù)提取與系統(tǒng)開發(fā)
3.1 數(shù)據(jù)提取
數(shù)據(jù)主要從圖書館系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)中提取。最基本的是畢業(yè)生的個人信息。通過SQL語句篩選出2009級本科生、2010級研究生、2008級本碩連讀生信息并存儲在一個新的數(shù)據(jù)表中,以此表為基礎(chǔ)通過學(xué)號相關(guān)聯(lián),提取每個人大學(xué)時光的入館通識測驗(yàn)成績、借閱總量、第一次借閱時間、所借的第一本書的書名、所借書籍的類別以及每個人的部分書單;同樣通過學(xué)號相關(guān)聯(lián),統(tǒng)計(jì)出每個學(xué)生進(jìn)出館的次數(shù)論文數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)則提取出研究生所提交論文的題目。
3.2 系統(tǒng)開發(fā)要點(diǎn)
(1)采用Ruby on Rails框架
項(xiàng)目開發(fā)采用的是Ruby on Rails6框架,它是基于MVC(Model-View-Controller)7架構(gòu)的Web開發(fā)框架,其最重要的兩個特點(diǎn)——約定優(yōu)于配置(Convention Over Configuration)和不做重復(fù)的事(Don’t Repeat Yourself)——使其成為敏捷開發(fā)、快速響應(yīng)用戶需求變化的典型框架。
由于學(xué)生畢業(yè)時間的硬性限定,本項(xiàng)目的開發(fā)時間較緊。得益于Ruby on Rails的快速開發(fā)特性,特別是正常開發(fā)中最為繁瑣及耗時的數(shù)據(jù)基本操作都能夠以極簡的幾句腳本完成。最終,本項(xiàng)目在2周的時間內(nèi)完成開發(fā)。
在開發(fā)過程中,創(chuàng)意小組進(jìn)行了多次頭腦風(fēng)暴,激發(fā)創(chuàng)意靈感,需求也隨之產(chǎn)生變化。從程序的業(yè)務(wù)邏輯以至底層的數(shù)據(jù)模型都有過反復(fù)調(diào)整。Ru-by on Rails本身的特性就是基于“變化”的,以數(shù)據(jù)模型為例,其采用“generate scaffold”生成數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)庫表語句(migration)及一系列數(shù)據(jù)操作所需代碼,后續(xù)模型修改只需執(zhí)行“generate migration”進(jìn)行表調(diào)整即可。它從第一句代碼開始就為以后的程序變動做了充足準(zhǔn)備,因此能夠游刃有余地應(yīng)對需求變化。MVC的架構(gòu)亦使得頁面的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與后端開發(fā)能夠并行不悖。
(2)前端單頁設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目最主要的功能是“數(shù)據(jù)展示”,在用戶登錄之后不再與服務(wù)器交互。基于此,本項(xiàng)目的前端采用單頁設(shè)計(jì),把所有需要展示給用戶的數(shù)據(jù)集中于同一個頁面。用戶一次請求之后,瀏覽無需重新加載一一超快的導(dǎo)航速度和良好的終端體驗(yàn),讓用戶無間斷地沉浸在頁面構(gòu)建的情境中——這也是目前展示類Web設(shè)計(jì)的一個主流趨勢。
(3)章節(jié)翻頁
本系統(tǒng)翻頁采用基于jQuery8的Curtain.js9實(shí)現(xiàn),將所有數(shù)據(jù)按照章節(jié)分為6個部分,由ol(HTML標(biāo)記)的li元素包裝,通過Curtain將這些li轉(zhuǎn)化為虛擬頁面,然后由方向鍵控制翻頁。通過這種實(shí)現(xiàn)方式,用戶翻頁動作會相當(dāng)流暢,絲毫不會影響瀏覽體驗(yàn)。美工設(shè)計(jì)的每個章節(jié)有不同的主題色,轉(zhuǎn)為虛擬頁面的各個章節(jié)間有一定分隔效果,不會讓用戶產(chǎn)生雜亂的感覺。
(4)圖片優(yōu)化
出于表現(xiàn)濃烈情感及氛圍渲染的需要,美工對整個頁面以帶紋理的圖片作為背景,同時嵌入了大量體現(xiàn)廈門大學(xué)特色的元素作為點(diǎn)綴。如此多的圖片如果直接放入頁面的話,瀏覽器需要發(fā)送大量的請求,同時圖片本身的尺寸也會對瀏覽產(chǎn)生延時。針對這種情況,本項(xiàng)目采用一系列的方法進(jìn)行優(yōu)化:將背景與點(diǎn)綴圖分離,背景采用25*20像素的小圖代替,使用CSS的repeat參數(shù)實(shí)現(xiàn)整個頁面的背景平鋪。該方法將原來160KB的背景圖請求優(yōu)化到只需3.2KB,圖片尺寸縮小到原來的2%,整個頁面的請求減少了470KB。
(5)字體設(shè)置
由于中文字體的復(fù)雜性,很多個性字體無法通過CSS來實(shí)現(xiàn),在設(shè)計(jì)的樣稿中出于美化字體的考慮,曾將頁面中靜態(tài)的文字用18個圖片來代替,那么每個圖片平均需要20KB,頁面響應(yīng)遲緩。另外,動態(tài)文字存在大量的變數(shù),如有的同學(xué)借書量是3位數(shù),有的則為2位數(shù),數(shù)值鑲嵌到靜態(tài)圖片中就會產(chǎn)生問題。另外系統(tǒng)必須兼容不同用戶的屏幕尺寸、瀏覽器窗口大小,靜態(tài)圖片與動態(tài)文字的相對位置調(diào)整很難兼顧,容易使頁面顯得雜亂無章。因此,筆者最終更改了以靜態(tài)圖片代替文字的方案,采用統(tǒng)一的系統(tǒng)字體。
4 “圕·時光”的創(chuàng)意效果
從網(wǎng)站訪問數(shù)據(jù)(見表2)、微博分享反饋、活動傳播影響等方面看,“圕·時光”是相當(dāng)成功的。
“圕·時光”在畢業(yè)季適時推出,加強(qiáng)了與讀者的情感溝通,積累了數(shù)據(jù)挖掘和前端開發(fā)方面的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),展現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)意服務(wù)能力,收獲了讀者的贊許與感動。畢業(yè)生們紛紛將自己的“圕·時光”頁面分享到新浪微博,以簡短的留言講述了他們的“圕故事”,表達(dá)了對圖書館的喜愛與懷念,對母校的感激和留戀,以及對大學(xué)時光的反思和對未來的期許。
“曾經(jīng)立于書架間的人,映在窗前的輪廓,挑燈夜讀的身影,我會一直記得……喜歡被書包圍的感覺。走過每一個書架,你不會知道看到的下一本書會給你帶來什么驚喜……廈大,在我最美好的年華遇見最美麗的你,四年的小時光,在心底珍藏著母校給予的點(diǎn)滴溫暖和感動……任何的不安、迷茫、彷徨和恐懼,都能在書本中找到解藥,它是無聲默默的朋友……記錄下年輕時候走過的足跡,無論它是好是壞,將來回首的時候都將成為最美的回憶……廈大圖書館,四年呆得最多的地方,在這里,收獲了知識和夢想,實(shí)現(xiàn)了人生的蛻變。遇見了滿心歡喜的人。2013年,我們一起畢業(yè)。廈大,你是此生最美的風(fēng)景,我愛你,再見!祝愿廈大圖書館越辦越好。越來越多的學(xué)弟學(xué)妹們在此收獲知識和愛情……愛圖書館舒服的桌椅,愛自習(xí)室旁邊的奶茶機(jī),愛那個只喜歡去圖書館自習(xí)的自己,愛那個和我一起在風(fēng)水寶地追尋夢想的你……再也不會有另外的句子會比‘我愛你,再見’更動人,再也不會有比坐在圖書館里看窗外南普陀寺的日子更寧靜。她像一個港灣,能給每一個心靈提供休憩的角落……圖書館的時光,不論是努力功課,或是閑讀詩書,還是趴著睡覺,盡是回憶。告別之時,欲語卻無言,惟將叮嚀記心中”。
所有這些留言,將與“圕·時光”網(wǎng)站一起,見證讀者在閱讀中成長的經(jīng)歷,成為畢業(yè)生今后的溫暖回憶。
關(guān)鍵詞:滑坡治理;抗滑樁;樁位;分析
Abstract: the landslide is a complicated system engineering, pile position plays a be a life-and-death matter's role in this complex system engineering of anti-slide pile position which, choose the right, can make the slope is stable, reaches the preset goal of management, if the pile position selection is not correct, not only make the project ended in collapse, and even the existence of security risks. Therefore, in landslide anti-slide pile location accuracy analysis becomes important. Due to the construction site geological conditions of each are not identical, some specific construction issues also each are not identical, this paper take Yunnan railway, highway as an example, expounds the construction control technology of anti-slide pile and pile deformation and internal force analysis of slip.
Keywords: landslide; anti-slide pile; pile; analysis
中圖分類號:P642文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
一、前言
抗滑樁是滑坡治理的關(guān)鍵與核心,長期以來,抗滑樁作為一種支擋抗滑結(jié)構(gòu)物而廣泛應(yīng)用于滑坡及邊坡的穩(wěn)定性治理中,它涉及多個學(xué)科范疇。以往對抗滑樁樁位的計(jì)算方法以及滑坡施工控制技術(shù),已經(jīng)不能很好的適應(yīng)實(shí)踐的要求,因此,亟需一種新的抗滑樁樁位的計(jì)算方法及施工控制技術(shù)來迎合這種滑坡治理工程的需要。這涉及到抗滑樁的類型,以及成孔質(zhì)量保證、鋼筋籠不變形及不下沉、如何將樁點(diǎn)定位,不發(fā)生位移與偏離等諸方面的要素,只有這些要素都符合科學(xué)的計(jì)算,精準(zhǔn)的定位,才能使滑坡治理的綜合系統(tǒng)工程更加圓滿。
二、抗滑樁的類型
抗滑樁按施工方法可分為:打人樁、鉆孔樁和挖孔樁;按材料可分為:木樁、鋼樁和鋼筋混凝土樁;按樁的截面形狀可分為圓形樁,管形樁和矩形樁等;按樁與周圍巖土的相對剛度分為剛性樁和彈性樁;按結(jié)構(gòu)型式可分為排式單樁、承臺式樁和排架樁。抗滑樁的抗滑作用主要是利用穩(wěn)定地層的錨固作用和被動抗力來平衡滑坡推力。與其它抗滑工程如抗滑擋墻、錨桿等相比,其具有抗滑能力強(qiáng)、適用條件廣泛、不易惡化滑坡狀態(tài)、施工安全簡便,并能進(jìn)一步核實(shí)地質(zhì)條件等突出優(yōu)點(diǎn)。由于抗滑樁在治理滑坡及維護(hù)邊坡穩(wěn)定上的突出優(yōu)點(diǎn),使抗滑樁廣泛應(yīng)用于礦山邊坡、鐵路、公路滑坡、工業(yè)與民用建筑基坑支護(hù)、港口等邊坡工程中。且抗滑樁的單樁截面已達(dá)3.5 * 7.0 m,單樁的長度已超過50 m。在滑坡治理及邊坡工程中,針對不同工程地質(zhì)條件.采用不同類型的抗滑樁進(jìn)行邊坡加固與滑坡治理取得了大量成功的經(jīng)驗(yàn),隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度的加快.其應(yīng)用前景將更加廣闊。
三、抗滑樁施工控制技術(shù)
1.成孔質(zhì)量保證措施
抗滑樁要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖施工。同時,將施工的開挖過程視為對滑坡進(jìn)行再勘察過程對待,及時地質(zhì)編錄,及時信息反饋,以利于調(diào)整和優(yōu)化施工設(shè)計(jì)。抗滑樁施工前,須平整清除井口及周圍的分散堆積物,做好施工區(qū)的地表截、排水及防滲工作,嚴(yán)禁井口積水。孔樁開挖深度和斷面不允許欠挖,不得有尖角,開挖斷面不得小于樁身設(shè)計(jì)斷面與砼護(hù)壁厚度之和,護(hù)壁后的樁井凈斷面不小于樁身設(shè)計(jì)斷面尺寸。樁井垂直度誤差應(yīng)符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。在地下水集中滲漏處,井壁支護(hù)前應(yīng)采用引水管將水引出,澆筑時扎、堵管口,并埋入混凝土中。護(hù)壁砼強(qiáng)度應(yīng)按設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級配制,同時保證其具有良好的和易性,以便于進(jìn)料灌注和振搗密實(shí)。
2.防止鋼筋籠變形措施
焊接抗滑樁的鋼筋籠時,應(yīng)焊牢箍筋、加勁筋與主筋,而且要求主筋必須調(diào)直。對于鋼筋籠對接應(yīng)當(dāng)確保同一鉛垂線上。鋼筋籠的安放應(yīng)首先對準(zhǔn)孔位,然后避免碰撞孔壁,通過確保定位準(zhǔn)確后立即固定。
3.防止鋼筋籠上浮、下沉的技術(shù)措施
抗滑樁所采用的混凝土應(yīng)確保攪拌符合配合比施工要求,同時應(yīng)保證混凝土的和易性,坍落度適宜控制在20±2cm范圍之間。采用導(dǎo)管法蘭則應(yīng)焊接導(dǎo)向斜面,以避免拔導(dǎo)管時造成導(dǎo)管掛籠。另外應(yīng)采取迅速澆灌以及縮短澆灌時間,防止混凝土初凝形成硬塊,另外采用扶籠器把鋼筋籠固定起來,并壓在井門下,限制鋼筋籠活動。
4.防止樁位偏移,保證樁點(diǎn)定位的措施
通過采取精心測量,反復(fù)校驗(yàn)。對樁位點(diǎn)逐個打灰樁,在樁點(diǎn)開挖前做十字定位控制。每施工一根樁,用極坐標(biāo)法對樁點(diǎn)再進(jìn)行一次復(fù)檢。鋼筋籠必須居中,以免偏移,鋼筋籠應(yīng)加設(shè)鋼筋籠定位卡。
四、抗滑樁變形及內(nèi)力分析
1.滑動面以上抗滑樁的位移及內(nèi)力分析
對于滑動面以上抗滑樁的位移及內(nèi)力分析主要作為懸臂梁求解。當(dāng)其分別受均布荷載及線性荷載時,由變形微分方程式
,
并考慮在滑動面處其轉(zhuǎn)角及位移邊界條件分別為øA 及xA。可求得均布荷載下抗滑樁滑面以上部分的位移及轉(zhuǎn)角方程為
線性分布荷載下抗滑樁滑面以上部分的轉(zhuǎn)角及位移為
2.滑動面以下抗滑樁的內(nèi)力及變形分析
抗滑樁位于滑動面以下部分主要為地基梁,采用地基梁理論確定其變形及內(nèi)力。當(dāng)受均布荷載及線性荷載時分別討論如下:
(一)當(dāng)受均布荷載作用時(k法),樁頂受水平荷載時抗滑樁撓曲微分方程為
其中:xKBp為地基作用于樁上的水平抗力,。引入變形系數(shù),即,上式可寫為
解上述微分方程,得到滑動面以下樁身任一截面的變位和內(nèi)力的計(jì)算公式:
其中:
當(dāng)樁底為自由端時,Mb=0,Qb=0,可得
(二)當(dāng)受線性分布荷載作用時(m法),樁的撓曲微分方程為 。
結(jié)合邊界條件解該方程可得
式中:、、、分別為錨固段樁身任一截面位移(m),轉(zhuǎn)角(弧度).彎矩(MN·m).剪力(MN);、、、分別為滑動面處樁的位移,轉(zhuǎn)角,彎矩(MN·m),剪力(MN);Aj、Bj、Cj、Dj分別為隨樁的換算深度而異的“m”法影響函數(shù)值;E為混凝土的彈性模量,MPa;I為樁的截面慣性矩.m4;為樁的變形系數(shù),m-1。
,當(dāng)j=0時,取
,當(dāng)j=0時,取
,當(dāng)j=0時,取
,當(dāng)j=0時,取
上述公式中規(guī)定:若K為正整數(shù),則(-K)!=。為保證計(jì)算精度,各式中應(yīng)取m為≥4的的正整數(shù)。
當(dāng)樁底為自由端時,有
3.抗滑樁設(shè)計(jì)實(shí)例
利用所編制的抗滑樁內(nèi)力、變形分析與制圖程序,對延吉至圖們高速公路中里滑坡抗滑樁進(jìn)行了設(shè)計(jì)。確定了該抗滑樁的變形、彎矩、剪力及樁與周圍巖土體間的壓力,如圖1所示。
同時對該抗滑樁底部邊界條件變化時及不同地基彈性抗力系數(shù)時內(nèi)力的變化進(jìn)行了對比研究,其結(jié)果如表1所示。
表1不同地基彈性抗力系數(shù)及樁底約束條件時樁內(nèi)力的變化情況
可以看出,當(dāng)?shù)鼗沽ο禂?shù)及端部約束在所給范圍內(nèi)變化時,其內(nèi)力變化較小。底部為固定端時剪力變化較大。底部為固定端約束的情況應(yīng)予以避免。
4.抗滑樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及樁側(cè)應(yīng)力復(fù)核
由計(jì)算所得內(nèi)力對抗滑樁結(jié)構(gòu)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ一89)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對于樁對周圍巖土體的作用進(jìn)行樁側(cè)應(yīng)力復(fù)核。按地層情況分以下兩種情況進(jìn)行:
(一)土、松散地層樁側(cè)應(yīng)力復(fù)核樁身對土及松散地層的側(cè)壁壓應(yīng)力應(yīng)符合
(二)較完整巖質(zhì)、半巖質(zhì)地層
對于中里滑坡樁身對巖體的側(cè)壁壓應(yīng)力應(yīng)符合其中c為折減系數(shù)。根據(jù)巖體的風(fēng)化程度、裂隙發(fā)育程度及軟化程度,通常取0.3~0.5,對滑坡凝灰質(zhì)砂巖取0.3。K為巖層構(gòu)造在水f方向換算系數(shù),通常取l~0.5,對中里滑坡凝灰質(zhì)砂巖取為凝灰質(zhì)砂巖的抗壓強(qiáng)度。
對抗滑樁的以上評價(jià)及滑坡推力等樁沒計(jì)前期分析編制了設(shè)計(jì)程序(APD),使抗滑樁的設(shè)汁簡捷、準(zhǔn)確,具有廣泛的應(yīng)用前景。
五、結(jié)束語:
抗滑樁樁位的選擇及其治理不僅是一個技術(shù)挑戰(zhàn),更是一個治理工程對技術(shù)人員的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度的檢驗(yàn),因此它需要科學(xué)、精準(zhǔn),不能出現(xiàn)微小偏差。本文通過結(jié)合云南公路、鐵路潛在滑坡體治理工程項(xiàng)目,提出采取抗滑樁治理滑坡方案,對抗滑樁的施工進(jìn)行詳細(xì)的探討,同時提出抗滑樁治理滑坡施工的關(guān)鍵控制技術(shù),及其抗滑樁變形及內(nèi)外力分析,可為滑坡治理工程提供技術(shù)上的借鑒。
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論文摘要:文章對施工企業(yè)實(shí)施內(nèi)部效益審計(jì)的的必要性、審計(jì)內(nèi)容、審計(jì)步驟進(jìn)行了分析。同時指出,做好施工企業(yè)工程項(xiàng)目的內(nèi)部效益審計(jì)工作,對維護(hù)企業(yè)利益,避免合同風(fēng)險(xiǎn)、融資風(fēng)險(xiǎn)等,具有重要的意義。
當(dāng)前我國建筑市場不規(guī)范行為仍然存在,拖欠工程款、墊資施工、陰陽合同、肢解單位工程、造價(jià)一次包死的中標(biāo)工程,結(jié)算時砍一刀等建設(shè)單位的不規(guī)范行為嚴(yán)重影響著建筑市場秩序,給建筑施工企業(yè)的經(jīng)營和競爭力的提高帶來較大影響。另一方面,建筑用鋼材、水泥、銅等建筑材料價(jià)格波動較大,直接影響了企業(yè)工程成本,尤其是對造價(jià)一次包死的項(xiàng)目影響更大。一些改制后的施工企業(yè)在管理上與現(xiàn)代企業(yè)制度的要求仍存在差距,粗放型管理的影響還較深;還有一些企業(yè)管理層次較多、管理手段較落后、施工技術(shù)層次較低。
以上這些因素直接造成建筑企業(yè)存在合同管理、投資、融資、墊資、拖欠工程款、施工等多方面的風(fēng)險(xiǎn),而內(nèi)部審計(jì)是有效控制風(fēng)險(xiǎn)的手段之一。目前我國很多大型施工企業(yè)都設(shè)置了審計(jì)機(jī)構(gòu),以更好地為管理服務(wù)。但由于我國內(nèi)部審計(jì)剛起步,還不是很成熟:(1)內(nèi)審工作在管理和經(jīng)營領(lǐng)域深入不夠,多數(shù)停留在差錯防弊的一般水平或?qū)用嫔希箤徲?jì)成果利用價(jià)值不大。(2)在審計(jì)方式上,仍然以事后審計(jì)為主,并非是富有建設(shè)性的經(jīng)營審計(jì);審計(jì)手段單一,使內(nèi)部審計(jì)監(jiān)督缺乏有效性;審計(jì)程序簡單,取證不到位加大了審計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。(3)內(nèi)部控制制度執(zhí)行力度欠缺,項(xiàng)目管理規(guī)章制度流于形式,一些企業(yè)管理層沒有把內(nèi)部控制放在整個企業(yè)經(jīng)營管理的策略高度來考慮。
現(xiàn)代內(nèi)部審計(jì)具有經(jīng)濟(jì)監(jiān)督、效益評價(jià)、決策服務(wù)、間接管理等多方面職能,當(dāng)前施工企業(yè)的內(nèi)部審計(jì)最主要的一項(xiàng)職能就是經(jīng)濟(jì)效益審計(jì),。
一、實(shí)施內(nèi)部效益審計(jì)的必要性
現(xiàn)階段,許多大型民營和國有施工企業(yè)通常采用的是“三級管理三級核算”的組織管理模式,從低到高依次為工程項(xiàng)目經(jīng)理部,工程施工分公司,總承包公司。集團(tuán)公司為利潤中心,工程公司為成本費(fèi)用中心,項(xiàng)目經(jīng)理部為責(zé)任成本中心,機(jī)制上按責(zé)權(quán)利效統(tǒng)一原則,形成全方位、多層次、多形式的經(jīng)濟(jì)承包責(zé)任制。其基本考核模式為:項(xiàng)目經(jīng)理部、分公司實(shí)行集體風(fēng)險(xiǎn)抵押承包,即“包實(shí)基數(shù),確保上交、超額獎勵、虧損受罰”。經(jīng)理部實(shí)行“項(xiàng)目總承包合同書”和“年度經(jīng)濟(jì)承包責(zé)任狀”。分公司按工程項(xiàng)目施工合同工期實(shí)行經(jīng)濟(jì)承包責(zé)任制和“年度經(jīng)濟(jì)承包責(zé)任狀”。項(xiàng)目經(jīng)理和分公司經(jīng)理作為承包代表人、重獎重罰。其獎罰標(biāo)準(zhǔn)同整體承包效益和個人業(yè)績掛鉤。
為了使責(zé)任制落到實(shí)處,就必須堅(jiān)持實(shí)行效益審計(jì)、成本跟蹤核實(shí)、項(xiàng)目解體終審、責(zé)任制自評、互評和縱向、橫向交錯考核等辦法,力求承包合理、成果真實(shí)、考核嚴(yán)明、獎罰兌現(xiàn)。
工程項(xiàng)目的內(nèi)部效益審計(jì)就是施工企業(yè)內(nèi)部通過制定適應(yīng)項(xiàng)目管理目標(biāo)審計(jì)方案,對其所屬工程項(xiàng)目實(shí)施的、以促進(jìn)工程項(xiàng)目部完善內(nèi)部管理,幫助項(xiàng)目負(fù)責(zé)人更好地履行經(jīng)營受托責(zé)任,提高項(xiàng)目的盈利能力,防范經(jīng)營分險(xiǎn)為目的的一種全面的效益審計(jì)形式。它是施工企業(yè)經(jīng)濟(jì)活動的再監(jiān)督,是內(nèi)部控制機(jī)制的一個重要組成部分,其審計(jì)目標(biāo)隨著項(xiàng)目不同階段而異,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.評價(jià)合同管理的有效性。合同簽訂、履行、變更、終止的真實(shí)性、合法性以及合同對整個項(xiàng)目投資的效益性;合同執(zhí)行中的變更管理,審計(jì)項(xiàng)目單位是否掌握和運(yùn)用索賠技術(shù)。
2.評價(jià)成本管理的有效性。審計(jì)項(xiàng)目單位在施工項(xiàng)目成本的預(yù)測、計(jì)劃、動態(tài)控制、核算和分析是否真實(shí)、完整和有效。
3.評價(jià)質(zhì)量管理、安全管理、進(jìn)度管理的有效性。
4.評價(jià)信息管理的有效性。審計(jì)和評價(jià)項(xiàng)目單位預(yù)算計(jì)劃、物料管理、財(cái)務(wù)系統(tǒng)的信息使用效果。
二、施工企業(yè)內(nèi)部效益審計(jì)內(nèi)容
根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目長期性、階段性的特點(diǎn),可以把內(nèi)部效益審計(jì)分為三個階段:即項(xiàng)目投標(biāo)(事前)、施工中(事中)和竣工后(事后)的經(jīng)濟(jì)效益審計(jì)。
1.項(xiàng)目投標(biāo)決策內(nèi)部效益審計(jì)。主要包括:參與標(biāo)前評審,評價(jià)承接項(xiàng)目的可行性;參與預(yù)算分割制定,評價(jià)項(xiàng)目績效考核指標(biāo)的合理性和實(shí)施的可行性;審查標(biāo)底編制的合規(guī)性和標(biāo)書制作的完整性,規(guī)避投標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)務(wù)中,審計(jì)部門對其單獨(dú)立項(xiàng)審計(jì)情形并不多見。
2.建設(shè)階段內(nèi)部效益審計(jì),實(shí)質(zhì)上是核實(shí)建設(shè)項(xiàng)目的成本造價(jià)。重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容為:(1)工程量的真實(shí)性審計(jì),即包括實(shí)體工程量和實(shí)際消耗量的大小,主要是驗(yàn)證其提供資料的真實(shí)程度。(2)材料使用情況的審計(jì),即施工單位是否真實(shí)采用所列材料的規(guī)格和數(shù)量等情況。(3)對影響造價(jià)的材料價(jià)格簽證等有無按施工合同要求辦理。(4)審計(jì)工程質(zhì)量,即其是否按照合同約定采取相應(yīng)的質(zhì)量保證措施。(5)審查建設(shè)項(xiàng)目資金到位情況、建設(shè)單位支付工程款的情況及有無擠占、挪用、轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。(6)通過審計(jì),提出合理索賠的可能性,根據(jù)同期施工日志,對索賠事件的起因和責(zé)任歸屬進(jìn)行劃分,按索賠程序,收集充分適當(dāng)?shù)乃髻r證據(jù)。(7)在建設(shè)項(xiàng)目結(jié)算階段,重點(diǎn)檢查影響項(xiàng)目成本的事項(xiàng),如材料市場信息價(jià)格的變化、補(bǔ)充合同、工期執(zhí)行和工程質(zhì)量控制情況等。
3.竣工后內(nèi)部經(jīng)濟(jì)效益審計(jì)。竣工后內(nèi)部效益審計(jì)通常是在中介機(jī)構(gòu)出具《建設(shè)項(xiàng)目竣工決算審核報(bào)告》后,在財(cái)務(wù)收支真實(shí)性審計(jì)基礎(chǔ)上對項(xiàng)目整體績效目標(biāo)完成情況進(jìn)行總體審核和綜合評價(jià)。在這個階段,內(nèi)部效益審計(jì)側(cè)重點(diǎn)是影響最終績效激勵兌現(xiàn)的量化指標(biāo)的審核,如項(xiàng)目收入支出的真實(shí)性、完整性的確認(rèn);項(xiàng)目外債情況及真實(shí)性確認(rèn),同時對項(xiàng)目管理控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況進(jìn)行項(xiàng)目后評價(jià)。
在各個階段,對項(xiàng)目的整體完成情況進(jìn)行審核分析,特別是對利潤等績效需考核的目標(biāo)完成情況進(jìn)行審核分析,并依據(jù)效績考核辦法,出具內(nèi)部效益審計(jì)定量指標(biāo)評價(jià)報(bào)告;對工程項(xiàng)目施工管理過程中工程質(zhì)量、施工進(jìn)度、材料、安全、現(xiàn)場管理等進(jìn)行控制的有效性、完整性進(jìn)行內(nèi)部控制測試,并出具內(nèi)部控制評審意見;在財(cái)務(wù)收支真實(shí)性審計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)值分析、利潤分析、風(fēng)險(xiǎn)分析,出具項(xiàng)目中期控制預(yù)警報(bào)告,以達(dá)到過程控制,目標(biāo)管理。
三、內(nèi)部效益審計(jì)的具體審計(jì)步驟
內(nèi)部效益審計(jì)實(shí)施過程就是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目審計(jì)目的的過程,其實(shí)施主體是總公司層級的內(nèi)部審計(jì)部門,傳統(tǒng)的財(cái)務(wù)收支審計(jì)只是項(xiàng)目審計(jì)的一部分,而對影響工程成本的施工組織方案、材料物資供應(yīng)、施工機(jī)械的配置與調(diào)度、分包工程成本等重要因素的審計(jì),需要工程技術(shù)、經(jīng)營計(jì)劃、物資及審計(jì)部門本身等多部門參與。內(nèi)部效益審計(jì)過程一般為:下達(dá)審計(jì)通知書,制定審計(jì)方案,組織實(shí)施審計(jì),編寫審計(jì)報(bào)告,交換審計(jì)意見等。
工程項(xiàng)目審計(jì)實(shí)施時要充分考慮審計(jì)目的對方案的要求,在編制審計(jì)項(xiàng)目實(shí)施方案時,要按照《內(nèi)部審計(jì)程序規(guī)范》和《內(nèi)部審計(jì)制度》,制定符合具體審計(jì)目標(biāo)的適當(dāng)?shù)膶徲?jì)程序。
以工程項(xiàng)目建設(shè)階段內(nèi)部效益為例,其主要審計(jì)程序的設(shè)計(jì)是在確定成本費(fèi)用為重要效益指標(biāo)審計(jì)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,通過設(shè)計(jì)查證分析表單,引導(dǎo)內(nèi)部效益審計(jì)方向,并使現(xiàn)場審計(jì)取證表單成為內(nèi)部效益審計(jì)報(bào)告的主要組成內(nèi)容。
1.總體審計(jì)方案中量化績效指標(biāo)的審計(jì)。以系列查證分析表單為線索,工程項(xiàng)目建設(shè)階段內(nèi)部效益審計(jì)以成本費(fèi)用為重要審計(jì)內(nèi)容,在工程結(jié)算收入較為確定的情況下,主要以分析影響效益的關(guān)鍵因素為重點(diǎn),對工程項(xiàng)目施工組織,人、財(cái)、物的供應(yīng),機(jī)具的配置等等進(jìn)行分析。
2.施工企業(yè)內(nèi)部效益具體審計(jì)程序和審計(jì)表單舉例。以《分包工程成本控制表》為例,審計(jì)表格的設(shè)計(jì)是為了最終反映審計(jì)成果,通過履行相應(yīng)的審計(jì)程序,對審計(jì)表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)。在大量存在分包工程的情況下,重點(diǎn)加強(qiáng)對分包工程的審計(jì)監(jiān)督,對人工、材料、機(jī)械等結(jié)算價(jià)格的審查,是內(nèi)部效益審計(jì)重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容和必須履行的審計(jì)程序。通過選擇或制定審計(jì)所需管理表單,在審計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,記錄并分析相關(guān)數(shù)據(jù)。
3.分包工程成本。一是抽查分包工程款撥付單,檢查撥付單的簽發(fā)是否經(jīng)過授權(quán)批準(zhǔn),分包工程撥款匯總表是否經(jīng)過適當(dāng)人員復(fù)核,是否正確及時入賬。二是抽查分包工程材料發(fā)出及領(lǐng)用的原始憑證,檢查領(lǐng)料單的簽發(fā)是否經(jīng)過授權(quán)批準(zhǔn),材料發(fā)出匯總表是否經(jīng)過適當(dāng)人員復(fù)核,材料單位成本計(jì)價(jià)方法是否適當(dāng),是否正確及時入賬。再以《消耗主要材料差價(jià)分析表》為例,材料費(fèi)一般占整個工程造價(jià)的70%以上,因此對主要材料的審查就顯得尤為重要。通過工程預(yù)算與財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的對比分析,采用雙因素分析方法,確定分別由價(jià)格和數(shù)量引起的偏差幅度。在價(jià)格審查上,可以通過查證材料購買合同及發(fā)票,詢問對方單位及對比市場信息價(jià)等具體的審計(jì)程序,來發(fā)現(xiàn)材料價(jià)格的真實(shí)性和合理性。在數(shù)量分析上,主要審核材料進(jìn)出庫的內(nèi)部控制、材料使用有無浪費(fèi)、材料采購數(shù)量有無超預(yù)算、材料采購計(jì)劃合理性。
工程項(xiàng)目建設(shè)階段內(nèi)部效益審計(jì)除了測試內(nèi)部控制制度完整性、合理性、有效性外,還應(yīng)深入到影響項(xiàng)目業(yè)績及經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)的每一個環(huán)節(jié)。在查證被審項(xiàng)目的收支基礎(chǔ)上,對財(cái)務(wù)管理數(shù)據(jù)加以分析對比、評價(jià)其是否節(jié)約,是否有效利用人力、物力和財(cái)力,是否達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)和預(yù)期的效果,從中發(fā)現(xiàn)問題,提出提高經(jīng)濟(jì)效益的措施,促進(jìn)項(xiàng)目部改善經(jīng)營管理。施工企業(yè)內(nèi)部效益審計(jì)中有關(guān)安全、項(xiàng)目質(zhì)量、項(xiàng)目進(jìn)度等管理控制重點(diǎn)的審計(jì),主要通過實(shí)施過程控制測試實(shí)現(xiàn)。重點(diǎn)是關(guān)鍵控制程序和關(guān)鍵控制目標(biāo)的測試,其中審計(jì)表單的設(shè)計(jì)應(yīng)與各項(xiàng)管理目標(biāo)一致。
特別需要提出,目前企業(yè)在墊資及甲方拖欠工程款方面風(fēng)險(xiǎn)最大,因此將建設(shè)過程中的索賠事項(xiàng)作為內(nèi)部效益審計(jì)的關(guān)注內(nèi)容,并制定具體審計(jì)程序,規(guī)范審計(jì)取證工作,是內(nèi)部效益審計(jì)出現(xiàn)的一個新的內(nèi)容。
四、內(nèi)部效益審計(jì)報(bào)告
內(nèi)部效益審計(jì)報(bào)告及結(jié)果,有賴于上述審計(jì)程序的有效實(shí)施和獲取充分適當(dāng)?shù)膶徲?jì)證據(jù)。其審計(jì)結(jié)果可分為:項(xiàng)目效益評價(jià)結(jié)果報(bào)告和項(xiàng)目效益風(fēng)險(xiǎn)分析提示報(bào)告。