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遠程控制技術(shù)論文范文第1篇

關鍵詞：電氣控制；PLC技術(shù)；自動化；無人值守

1 引言

隨著可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的逐漸發(fā)展，很多工業(yè)生產(chǎn)要求實現(xiàn)自動化控制的功能，都采用PLC來構(gòu)建自動化控制系統(tǒng)，尤其是對于一些電氣控制較為復雜的電氣設備和大型機電裝備，PLC在電氣化和自動化控制方面具有獨到的優(yōu)勢，如順序控制，可靠性高，穩(wěn)定性好，易于構(gòu)建網(wǎng)絡化和遠程化控制，以及實現(xiàn)無人值守等眾多優(yōu)點?；诖耍琍LC技術(shù)逐漸成為工業(yè)電氣自動化控制的主要應用技術(shù)。

本論文主要結(jié)合數(shù)控機床的電氣化功能的改造，詳細探討數(shù)控機床電氣化改造過程中基于PLC技術(shù)的應用，以及PLC技術(shù)在實現(xiàn)數(shù)控機床自動化控制功能上的應用，以此和廣大同行分享。

2 數(shù)控機床的電氣化改造概述

2.1 數(shù)控機床的主要功能

數(shù)控機床是實現(xiàn)機械加工、制造和生產(chǎn)中應用的最為廣泛的一類機電設備。數(shù)控機床依托數(shù)控化程序，實現(xiàn)對零部件的自動切削和加工。但是目前我國仍然有超過近1000萬臺的數(shù)控機床，主要依靠手動控制完成切削加工，無法實現(xiàn)基本的電氣化和自動化控制。為此，本論文的主要的目的是基于PLC控制技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)控機床的電氣化改造，主要實現(xiàn)以下功能：

（1） 數(shù)控機床的所有電機、接觸器等實現(xiàn)基于PLC的自動化控制；

（2）數(shù)控機床的進給運動由PLC控制自動完成，無需人工手動干預；

（3） 自動檢測零部件切削過程中的相關參數(shù)，如加工參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)等等；

（4） 結(jié)合上位機能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)控機床的遠程控制，以達到無人值守的目的。

2.2 電氣化改造的總體方案

結(jié)合上文對于數(shù)控車床的電氣化、自動化改造的功能要求，確定了采用上位機與下位機結(jié)合的自動化改造方案。該方案總體結(jié)構(gòu)分析如下：

（1） 上位機借助于工控機，利用工控機強大的圖像處理能力，重點完成數(shù)控車床的生產(chǎn)組態(tài)畫面顯示，以及必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸、保存、輸出，同時還要能夠?qū)崿F(xiàn)相關控制指令的下達，確保數(shù)控車床能夠自動完成所有切削加工生產(chǎn)任務。

（ 2）下位機采用基于PLC技術(shù)的電氣控制模式，由傳感器、數(shù)據(jù)采集板卡負責采集數(shù)控車床的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等所有參數(shù)，由PLC實現(xiàn)對相關數(shù)據(jù)的計算，并傳輸給上位機進行相關數(shù)據(jù)的圖形化顯示和保存；另一方面，PLC控制系統(tǒng)還接收來自于上位機的控制指令，實現(xiàn)對數(shù)控車床的遠程控制。

（3） 對于數(shù)控車床最為關鍵的控制――進給運動的控制，利用PLC+運動控制板卡的模式實現(xiàn)電氣化和自動化的控制。具體實現(xiàn)方式為：選用合適的運動控制板卡，配合PLC的順序控制，對進給軸電機實現(xiàn)伺服運動控制，從而實現(xiàn)對數(shù)控車床進給運動的自動化控制。

3 數(shù)控車床電氣化自動控制改造的實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)設計

數(shù)控車床的電氣化自動控制改造，其整體結(jié)構(gòu)如下圖1所示，其整體結(jié)構(gòu)主要由以下幾個部分構(gòu)成：

3.1.1 底層設備

底層設備主要包括兩個方面，首先是實現(xiàn)數(shù)控車床自動切削加工運轉(zhuǎn)等基本功能的必要電氣、機電設備，如電源模塊、電機模塊等，這些機電設備能夠保證數(shù)控車床的基本功能的穩(wěn)定可靠的實現(xiàn)；其次，底層設備還包括各類傳感器，比如監(jiān)測電機轉(zhuǎn)速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監(jiān)測進給軸運動進給量的光柵尺等，這些傳感類和數(shù)據(jù)采集類設備為實現(xiàn)數(shù)控車床自動化控制提供了基礎數(shù)據(jù)源。

3.1.2 本地PLC站

本地PLC站主要負責接收底層傳感設備傳送過來的傳感參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及其他檢測參數(shù)，通過內(nèi)部程序的運算，判斷整個數(shù)控車床的工作狀態(tài)，并將其中的重點參數(shù)上傳到遠程控制終端進行數(shù)據(jù)的圖形化顯示、存儲、輸出打印等操作；另一方面，本地PLC站同時還接收來自于遠程控制終端所下達的控制指令，比如停機、啟動等控制指令，PLC站通過對相應執(zhí)行器（比如電機）的控制，從而實現(xiàn)自動化控制的功能。

3.1.3 遠程控制終端

遠程控制終端主要是依賴于工控機實現(xiàn)的上位機數(shù)據(jù)管理和狀態(tài)監(jiān)控，需要專門開發(fā)一套面向數(shù)控車床加工、生產(chǎn)和自動控制的軟件程序，以實現(xiàn)對數(shù)控車床的遠程化、網(wǎng)絡化、自動化控制，真正實現(xiàn)無人值守的功能。

基于PLC的數(shù)控車床電氣自動化改造框圖

3.2 PLC電氣控制系統(tǒng)的設計實現(xiàn)

本研究論文以CK6140普通數(shù)量機床為具體研究對象，詳細探討其電氣化、自動化控制的改造。通過上文對機床改造方案和結(jié)構(gòu)功能的分析，可以確定整個機床電氣化、自動化改造，一共需要實現(xiàn)14個系統(tǒng)輸入，9個系統(tǒng)輸出。結(jié)合控制要求，這里選用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，輸入回路采用24V直流電源供電方式。根據(jù)對數(shù)控機床的各模塊控制功能的分析，選用合適的接觸器、繼電器、開關、輔助觸點等電氣控制元件，與PLC共同實現(xiàn)對電氣設備的控制，比如PLC通過接觸器控制電機模塊，PLC通過繼電器控制電磁閥等部件，從而完成基于PLC控制的數(shù)控車床電氣化改造。

4 結(jié)語

隨著電氣設備的越來越復雜，工業(yè)生產(chǎn)對于電氣控制的要求也越來越高，基于PLC的自動化控制技術(shù)得到了廣泛的應用，逐漸成為了當前工業(yè)自動化生產(chǎn)控制中的主流技術(shù)之一。采用PLC技術(shù)最大的優(yōu)勢在于實現(xiàn)自動化控制同時具有較高的可靠性和抗干擾能力，極大的避免了由于采用單片機技術(shù)而造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。本論文結(jié)合電氣控制詳細探討了PLC自動化技術(shù)的應用，給出了具體的系統(tǒng)設計實例，對于進一步提高PLC自動化技術(shù)的工業(yè)化應用具有很好的指導和借鑒意義。

遠程控制技術(shù)論文范文第2篇

關鍵詞：水泵；遠程控制；物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：TP391.41

文獻標識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.09.017

0 引言

由于我國的地理位置情況，我國的氣候受季風影響較大，降水量的地區(qū)、時間分布不均勻，從而導致河流的流量和水位變化較大。以我國秦嶺淮河以北、黃河流域下游地區(qū)為例，每年七八月份，由于亞熱帶季風影響，降雨量驟升，河流水量劇增，水位快速上升，從而會引發(fā)洪澇災害，從而導致大量的生命、財產(chǎn)損失。產(chǎn)生洪澇的原因除了降雨之外，還有一些其他的氣象和水文因素，例如：溫度、濕度、降水間隔、水流流速、風速、風向等。而隨著氣象技術(shù)、傳感器技術(shù)的發(fā)展與成熟，人類已經(jīng)可以獲取到持續(xù)的氣象和水文數(shù)據(jù)；同時，隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，大數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)的成熟，對長期的氣象、水文數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析和挖掘已經(jīng)成為了可能，從歷史的信息中挖取和洪澇災害有關的信息，從而進行防洪預警已經(jīng)成為了當前的研究熱點。

氣象與水文是洪澇災害的客觀原因，同時，洪澇災害往往也由一些人為原因造成，比如排水能力差，排水不及時，防洪工程響應不及時，質(zhì)量不過關等因素。針對質(zhì)量不過關等問題，政府需要加強對水利T程質(zhì)量的監(jiān)管力度。而針對響應不及時等問題，即可通過數(shù)據(jù)分析、預測方法配合防洪設備的遠程控制等技術(shù)來解決。以泵站為例，可用本論文設計的泵站遠程監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)水泵的遠程啟動與調(diào)整，調(diào)整排水量，從而減輕洪澇災害的影響。

針對洪澇災害這一問題，本文提出了基于結(jié)構(gòu)化支持向量機（Structured Support Vector Machine）的泄洪聯(lián)動技術(shù)研究。通過歷史的洪澇信息訓練學習模型，并根據(jù)觀測到的水文信息對洪澇災害進行預測，生成各水泵的工作策略向量。并根據(jù)該向量通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行水泵的控制與調(diào)度，盡可能預防洪澇災害。

1 基于結(jié)構(gòu)化支持向量機的泄洪聯(lián)動設計

防洪泄洪作為水利水文監(jiān)控系統(tǒng)的重要功能需求之一，如何準確地進行洪澇信息的預測預警，實現(xiàn)其智慧化是目前國內(nèi)外的研究熱點。目前較為經(jīng)典應用較廣的洪水預測調(diào)度模型主要包括流域水文模型（如新安江模型）、河道演算水文學和水力學模型（如Muskingum Method、動力波演進模型）和據(jù)流域特制模型（如陜北模型、河北雨模型）。在“新安江模型”中檢測站實時監(jiān)測流域溫度、相對濕度、河流徑流量等；然后對所采集監(jiān)測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘處理，通過各種擬合方法確定該地區(qū)植被覆蓋面積、土壤滲透系數(shù)、飽和蓄水量等相關水文參數(shù)的置信區(qū)間；最后在已確立的模型基礎上對水文數(shù)據(jù)（如降水量、水位等）進行演算，修正模型參數(shù)。目前來說，國外的河流代表模型有TOPMODEL模型（Topography BasedHydrological Model）和SWAT模型（Soiland WaterAssessment Tool）等。

結(jié)構(gòu)化支持向量機（Structured Support VectorMachine）是一種機器學習算法，它泛化了機器學習中支持向量機（Support Vector Machine）的分類器（classifier），從而使得其可以預測復雜的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)化支持向量機可以用于預測樹狀結(jié)構(gòu)（Tree），有序表結(jié)構(gòu)（Sequence），當然也可以用于預測向量（Vector）。在實際的水文信息分析中，往往需要考慮到眾多的影響因素，比如上文提到的降雨量、降雨間隔、水位、濕度、溫度等，這些影響因素也被成為分析問題的指標。

而對于氣象和水文信息而言，這些指標往往存在以下兩大特征：

指標規(guī)模龐大：

對于水文數(shù)據(jù)而言，由于每時每刻的氣象和水文情況都在改變，即每時每刻都有新數(shù)據(jù)產(chǎn)生，數(shù)據(jù)規(guī)模龐大。而且對于氣象和水文信息而言，一段較長時間內(nèi)的數(shù)據(jù)才對分析工作有著重要作用，往往需要分析一年，十年甚至一世紀的數(shù)據(jù)才能得到有效分析結(jié)果，因此，對于指標而言，數(shù)據(jù)規(guī)模龐大是一個明顯的特征。

指標之間存在重疊：

水文數(shù)據(jù)指標間往往不是獨立的，而是存在重疊的，比如降雨指標會影響水位指標，也會影響濕度指標。這些重疊的指標一方面會導致分析問題變難，分析工作變重，也會導致大量的計算浪費。

針對以上問題，本文首先采用主成分分析法來降低數(shù)據(jù)的維度，即只選取關鍵的指標，從而減少重疊指標造成的影響，也可以顯著的減少計算量，再引入結(jié)構(gòu)化支持向量機進行聯(lián)動處理。本方法旨在利用降維的思想，把多指標轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標。其步驟如下：

2 基于結(jié)構(gòu)化支持向量機的泄洪聯(lián)動技術(shù)實現(xiàn)

本文設計的泄洪聯(lián)動技術(shù)主要涉及到以下兩部分工作：1）通過主成分分析法對數(shù)據(jù)進行降維，從而減少計算量和由數(shù)據(jù)重疊問題造成的結(jié)果不準確；2）通過結(jié)構(gòu)化支持向量機根據(jù)歷史的氣象、水文信息對水泵策略進行預測。而這兩部分則均為數(shù)據(jù)分析任務，計算量較大，計算速度較慢，因此本文將以上兩個算法作為離線程序，每天定時運行，生成相應的結(jié)果，便于管理員進行決策。數(shù)據(jù)的輸入系統(tǒng)包括：

（1）泵站采集數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

泵站采集數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對泵站數(shù)據(jù)進行遠程監(jiān)測，功能主要包括：統(tǒng)計和記錄主要電氣設備的動作（將系統(tǒng)采集到的泵機運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)進行分類處理并保存）；事故及異常統(tǒng)計記錄；參數(shù)越限統(tǒng)計（對參數(shù)越限等異常進行必要的統(tǒng)計，同時在必要時進行警示，并可根據(jù)需求生成報表）；運行日志及報表打印。

（2）遠程自動化控制系統(tǒng)

可通過本系統(tǒng)所設計開發(fā)出的主體水利信息化管理軟件來對泵機進行啟?？刂?。系統(tǒng)根據(jù)實時運行狀態(tài)，按照預設控制參數(shù)和模型實現(xiàn)對泵站機組的自動控制。站點泵機的控制可通過切換開關轉(zhuǎn)換到“手動操作”或者“遠程控制”。

當控制方式被切換到遠程控制方式時，除了站點值守人員操作站點上位機實現(xiàn)對機組的控制外，中控室和有權(quán)限人員也可以直接實現(xiàn)對站點設備的相應控制，從而實現(xiàn)泵站的少人甚至無人操作，大大減輕人員工作量。

在現(xiàn)場安裝的傳感終端遠程監(jiān)測模塊，完成對站內(nèi)機組、電氣設備及周邊設施環(huán)境的實時監(jiān)控，同時提供和管理上位機的遠程通訊接口。通過485串行總線等通信方式，站點管理人員可以實時監(jiān)測該站點動態(tài)數(shù)據(jù)和了解各操作中的主要工作過程。

站點監(jiān)測的對象主要包括：機組電壓、電流；機組溫度；水位等。

站點上位機對監(jiān)測的數(shù)據(jù)可以以數(shù)字和圖形兩種形式進行實時顯示，它通過各種動態(tài)的圖文來表示整個泵站各種設備的實時狀態(tài)，給人以生動、直觀的操作效果。

（3）泵站遠程監(jiān)控軟件系統(tǒng)

泵站遠程監(jiān)控軟件系統(tǒng)是為了實現(xiàn)抗旱與排澇泵站組成的泵站集群的信息化、智能化的開發(fā)、管理，因此是整個系統(tǒng)的核心組成部分之一。通過該軟件系統(tǒng)可以實時顯示各個分站的運行情況，如泵機電壓電流、泵機溫度、進水口水位、排灌量等重要信息。遠程控制機組的啟、停轉(zhuǎn)換；且能對系統(tǒng)故障進行白診斷，能有效地保護機組的安全運行，進而幫助運行人員發(fā)現(xiàn)事故隱患等。

基于主成分分析法的水文信息降維法關鍵算法實現(xiàn)：

1.標準化矩陣：

function std=cwstd（vector）

cwsum=sum（vector.1）；%對列求和

[a，b]=size（vector）；%矩陣大小，a為行數(shù)，b為列數(shù)

for i=l：a

for j=l：b

std（i，j）=vector（i，j）/cwsum（j）；

end

end

2.計算主成分：

Function result=cwfac（vector）；

std=CORRCOEF（vector）%計算相關系數(shù)矩陣

[vec，val]=eig（std）%求特征值（val）及特征向量（vec）

newval=diag（val）；

[y，i]=sort（newval）；%對特征根進行排序，y為排序結(jié)果，I為索引

For z=1：1engm（y）

newy（z）=y（1ength（y）+l-z）；

end

rate=y/sum（y）；

newrate=newy/sum（newy）

sumrate=0：

newi=[]；

for k=length（y）：-l：l

sumrate=sumrate+rate（k）；

newi（length（y）+l-k）=k；

if sumrate>0.85 break；

end%記下累積貢獻率大85%的特征值的序號放入newi中

end

基于結(jié)構(gòu)化支持向量機的泵站策略預測關鍵算法實現(xiàn)如下：

pann.pattemS=pattems；

pann.1abels=labels；

pann.10ssFn=@lossCB；

parm.constraintFn=@constraintCB；

pann.featureFn=@featureCB；

parm.endIterationFn=@iterCB；

parm.dimension=10；%經(jīng)過主成分分析法后的數(shù)據(jù)維度為10

pann.verbose=l；

1nodel=svm_stmct_1eam（'-c 10-o 2-v l-e 0.00l'，pann）；

遠程控制技術(shù)論文范文第3篇

目前的智能家居系統(tǒng)主要基于互聯(lián)網(wǎng)，針對目前中國廣大農(nóng)村互聯(lián)網(wǎng)缺乏而移動通信網(wǎng)絡普遍存在等現(xiàn)狀，本文設計了基于移動通信的家居控制與安全系統(tǒng)。系統(tǒng)利用GSM網(wǎng)絡與TC35模塊實現(xiàn)遠程控制通信，利用學習型紅外遙控模塊實現(xiàn)對家電的萬能遙控，利用315M超再生無線通信及人體紅外感應實現(xiàn)防盜報警，是農(nóng)村普及智能家居系統(tǒng)的良好設計方案。

【關鍵詞】智能家居 GSM 學習型紅外遙控 人體紅外感應

1 前言

21世紀是信息化的世紀，人類對計算機和互聯(lián)網(wǎng)的依賴程度越來越高。智能家居是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將居室內(nèi)的各種設備（如家電、照明、窗簾、安防等）連接到一起，實現(xiàn)遠程家電控制、照明控制、窗簾控制、防盜報警、環(huán)境監(jiān)測等功能。但目前這些先進的智能家居技術(shù)大都是應用在城市高檔小區(qū)中，而在廣大農(nóng)村和偏遠山區(qū)卻因為各種限制而難以推廣。但是隨著家電和手機在農(nóng)村的普及，利用GSM網(wǎng)絡可構(gòu)建簡單的智能家居系統(tǒng)，讓廣大農(nóng)民享受信息技術(shù)所帶來的生活便捷。本文的主要內(nèi)容就是利用移動通信網(wǎng)絡為農(nóng)村等互聯(lián)網(wǎng)不發(fā)達地區(qū)設計符合最基本要求、便捷實用的智能家居系統(tǒng)，作為推廣智能家居系統(tǒng)的一種過渡性設計。

2 系統(tǒng)硬件設計

系統(tǒng)的基本功能：正常情況下，用戶通過手機遠程向系統(tǒng)發(fā)短信，系統(tǒng)根據(jù)短信編碼，遙控家中電器（如空調(diào)、窗簾等）的啟停，也可撥打系統(tǒng)電話進行環(huán)境監(jiān)聽，當有盜賊闖入室內(nèi)或其它異常狀況出現(xiàn)時，啟動大功率聲光報警器，自動撥打報警電話和戶主電話并短信通知。

2.1 硬件結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括STC89系列單片機作為控制模塊，西門子TC35模塊作為GSM遠程通訊，315M超再生無線收發(fā)模塊作為室內(nèi)中短程通訊，紅外釋熱防盜模塊，HX1838紅外一體化接收及紅外發(fā)射二極管作為紅外學習及家電遙控模塊，其它傳感器電路（如溫度、濕度、煙霧等），聲光報警器電路，鍵盤輸入及1602LCD顯示電路。

2.2 遠程控制通信模塊

全球移動通信系統(tǒng)GSM是當前應用最為廣泛的移動電話標準，具有普及度高，幾乎無網(wǎng)絡盲點，只要會打電話、發(fā)短信就能操作，在使用飛信、微信等工具發(fā)短信控制的情況下更是無需任何額外開支。

TC35 GSM模塊具有成本低、技術(shù)成熟穩(wěn)定等特點，由供電模塊（ASIC）、閃存、ZIF連接器、天線接口等組成。其核心基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語音和數(shù)據(jù)信號，并涵蓋了蜂窩射頻設備中的所有模擬和數(shù)字功能。引腳16～23為數(shù)據(jù)輸入/輸出，其接口是一個串行異步收發(fā)器，符合RS232接口標準，硬件握手信號用RTS0/CTS0，軟件流量控制用XON/XOFF，支持標準的AT命令集，與單片機通過串口進行通訊，引腳24～29連接SIM卡，引腳35～38為語音輸入/輸出接口，連接話筒和揚聲器。單片機通過AT指令對TC35模塊進行初始化和短消息的接收/發(fā)送及撥打電話等操作。常用的AT指令如表1所示。

2.3 學習型紅外遙控電路

家用電器的遙控器絕大多數(shù)屬于紅外遙控器，為了避免遙控器間互相的干擾，每個廠商的紅外遙控器都具有其特定的編碼，包含廠商固定編碼和面板按鍵編碼。本系統(tǒng)中的紅外遙控部分要求能對居室內(nèi)所有家電進行遙控，故必須預先對所有家電紅外遙控編碼進行學習，然后存儲、回放。雖然市面上的遙控器的編碼格式各不相同，但是最終都是高低電平組成，所以只要利用單片機對遙控器的發(fā)射信號的波形進行測量，然后將測量的數(shù)據(jù)回放即可，由于只關心發(fā)射信號波形中的高低電平的寬度，不管其如何編碼，因此做到了真正的萬能。

本系統(tǒng)使用HX1838紅外模塊，設置按鍵啟動一個學習過程，設置LED指示學習型紅外模塊狀態(tài)，紅外接收頭在與單片機連接時，將接收來的紅外遙控信號反相，其正向信號接外部中斷0，反相信號接外部中斷1，通過記錄2個中斷間的間隔時間來測量紅外遙控信號高低電平的脈寬值。

2.4 紅外防盜及近程無線通信模塊

人體體溫恒定37度，會發(fā)出特定波長為10微米左右的紅外線，使用HC-SR501探測人體發(fā)射的紅外線，內(nèi)部的熱釋電元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報警信號。

室內(nèi)無線通信選擇315M超再生無線收發(fā)模塊，具有功耗低、傳輸距離長、可靠性高等特點，利用PT2262編碼芯片對HC-SR501產(chǎn)生的電信號進行編碼，送給315M超再生無線發(fā)送模塊，控制端的315M超再生無線接收模塊負責接收數(shù)據(jù)，利用PT2272解碼芯片對信號進行解碼，然后送單片機處理，控制聲光報警器工作，并啟動TC35 GSM模塊撥打報警電話、向戶主發(fā)送短信等操作。

3 系統(tǒng)軟件設計

3.1 主程序流程

系統(tǒng)首先對設備初始化，然后檢測TC35工作是否正常，接著判斷是否進行家電紅外編碼學習，然后通過按鍵掃描方式查詢是否打開防盜模式，進而查詢是否觸發(fā)紅外人體感應模塊，條件滿足時，單片機啟動聲光報警器并通過AT指令控制TC35模塊撥打設定的手機號碼（或報警電話），同時向戶主發(fā)短信提示有盜賊闖入。

因為TC35模塊收到的短信文本格式是固定的，在收到短信時只要檢測特定位置的串口數(shù)據(jù)，與預設數(shù)值對比，就可實現(xiàn)對短信指令的判斷，從而執(zhí)行相應的動作。當判斷收到短信為預設的指令時，單片機通過拉低P2.2的電平控制學習型紅外遙控模塊發(fā)射已學習的相應紅外編碼，從而實現(xiàn)遙控家電的目的。圖2為主控單片機程序流程圖。

3.2 學習型紅外模塊程序設計

利用單片機的兩個外部中斷可以測量出紅外遙控編碼的脈沖寬度，將發(fā)射信號中高、低電平的時間寬度進行存儲。當要發(fā)射紅外信號時，從存儲區(qū)中還原出相應的紅外遙控編碼，并調(diào)制到38KHz的載波信號上，從而實現(xiàn)學習型紅外遙控的功能。其流程圖如圖3。

4 結(jié)束語

本智能家居系統(tǒng)經(jīng)過實物測試，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能完善、運行可靠、成本低廉、易于擴展等特點，特別適合于互聯(lián)網(wǎng)普及率較低的廣大農(nóng)村和偏遠山區(qū)，是廣大農(nóng)村地區(qū)城鎮(zhèn)化建設進程中非常合適的智能家居系統(tǒng)的過渡替代品，具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

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作者簡介

張景虎（1975-），男，漢族，山東省茌平縣人，碩士，講師，研究方向為信號與信息處理。

孔芳（1976-），女，山東省曲阜人，現(xiàn)供職于曲阜少年兒童競技體育運動學校。

作者單位

遠程控制技術(shù)論文范文第4篇

關鍵詞：原子力顯微鏡 步進電機 無線模塊 數(shù)據(jù)采集

中圖分類號：TP273.22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0008-02

原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope，AFM）是繼掃描隧道顯微鏡（STM）之后迅速發(fā)展起來的一種原子級分辨率掃描顯微鏡[1]。它通過監(jiān)測待測樣品表面與一個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間作用力來研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)。由AFM原理和原子力作用規(guī)律可知，只有當AFM針尖與待測樣品表面的間距達到納米級時，樣品表面原子與微探針之間才能產(chǎn)生穩(wěn)定的原子力，使微懸臂發(fā)生偏轉(zhuǎn)[2]。樣品向探針逼近直至進入穩(wěn)定的原子力狀態(tài)稱為AFM的逼近狀態(tài)，此過程如果通過手動調(diào)節(jié)機械裝置很難達到原子級定位精度。調(diào)節(jié)不夠，AFM針尖與樣品表面間距在一定的范圍之外，無法使懸臂梁正常工作，調(diào)節(jié)太深往往又會使探針與樣品接觸而直接導致樣品或探針損傷。而且工作在液相下的原子力顯微鏡在掃描細胞或其它生物結(jié)構(gòu)時要求操作環(huán)境最好不要受到外界干擾或污染[3]，這就要求人在操作原子力顯微鏡時最好遠離操作地點，為了盡量排除外界干擾同時為了減少探針逼近時不必要的浪費，提高逼近系統(tǒng)的自動化性能，本研究通過無線通信與現(xiàn)代控制技術(shù)不僅實現(xiàn)近距離無線控制步進電機從而實現(xiàn)樣品與微探針逼近，而且可以實時觀察探針操作結(jié)果。

1 系統(tǒng)設計

無線控制AFM正常工作的前提是，保證無線通信正常，其次是探針充分逼近樣品進入原子力狀態(tài)，使微懸臂發(fā)生一定量的偏轉(zhuǎn)，通過特定的檢測裝置，將微懸臂的偏轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)換為對應的偏置電壓值。因此，通過無線控制電路發(fā)送數(shù)據(jù)，然后通過對比電壓的采集，分析和處理，可以無線控制步進電機實現(xiàn)AFM的自動逼近。系統(tǒng)由PC機、步進電機驅(qū)動器、步進電機、數(shù)據(jù)采集、無線收發(fā)模塊?；驹硎牵菏紫韧ㄟ^上位機設置參考電壓值VREF，即預置一個微懸臂偏轉(zhuǎn)量，然后通過PC發(fā)送操作指令，經(jīng)過無線傳輸，當VIN不等于VREF時，表明探針還在接近樣品過程中，原子間無相互作用力，步進電機繼續(xù)運動，直到采集到的電壓值與預設值相等為止。接下來AFM開始對樣品進行掃描。掃描的過程需要將下位機掃描的各種數(shù)據(jù)傳送到上位機。以便對掃描結(jié)果進行觀察及操作。為了能實時傳輸各種數(shù)據(jù)需要對無線網(wǎng)絡通信協(xié)議和圖像數(shù)據(jù)傳輸進行優(yōu)化[4]。

2 硬件系統(tǒng)設計

2.1 A/D轉(zhuǎn)換芯片

對于A/D數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，本文采用北京中泰公司的USB-7648B型號，A/D卡USB-7648A/7648B系列是真正即插即用USB數(shù)據(jù)采集模塊，USB-7648系列帶有8路并模擬輸入、3路16位計數(shù)器、24路可編程數(shù)字量輸入輸出、8路固定數(shù)字量輸出。

原子力顯微鏡系統(tǒng)中，力檢測普遍采用懸臂梁光電偏轉(zhuǎn)法。探針與樣品間的作用力使得懸臂梁產(chǎn)生形變，懸臂梁形變是通過光電探測器檢測激光器投射在懸臂梁上的反射光點偏移量確定的。需要對光電探測器輸出的信號進行解碼，解碼可得出懸臂梁的縱向形變信號（正壓力信號）、橫向扭轉(zhuǎn)變形信號（摩擦力信號）和光電探測器四象限的總強度信號這三路信號。反饋控制系統(tǒng)需要同時對這三路信號進行實時、高速、高精度、同步數(shù)據(jù)采集[5]。所以A/D轉(zhuǎn)化器至少有3通道的同步采集，分辨率不低于14位，每通道采樣速率最好高于100 Ksps。

2.2 步進電機驅(qū)動器

本文采用電控平移臺豎直放置方法實現(xiàn)探針在垂直方向的升降。電控平移臺通過步進電機驅(qū)動，實現(xiàn)位移調(diào)整自動化，由于AFM針尖與樣品表面之間的距離必須達到納米級才驅(qū)能使原子之間發(fā)生作用力，繼而導致微懸臂偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生偏置電壓，因此，首先對步進電機進行粗調(diào)使探針接近樣品表面，然后通過精細進針使AFM針尖與樣品逼近。要達到納米級的定位精度，必須對步進電機進行步距細分。

PI公司生產(chǎn)的M-126電控平移臺其行程為25 mm，精度為3.5 nm，最小增量為0.1 um，螺距0.5 mm。電控平移臺與PI公司的步進驅(qū)動器C-663相連，其細分精度為16（6400步/圈）。這樣的參數(shù)使可以滿足對原子力探針的逼近。

2.3 無線傳輸系統(tǒng)

無線控制系統(tǒng)是以通信和網(wǎng)絡技術(shù)為基礎的一門先進技術(shù)。正是由于通信和網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展使得無線控制技術(shù)得以快速的發(fā)展[6]。無線控制系統(tǒng)可以劃分為：上位機控制端、無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、現(xiàn)場設備檢測與控制系統(tǒng)。無線控制上位機采用一臺PC機作為無線遠程控制工作站，由于本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸量比較大以及對實時性要求比較高。在比較了各種無線傳輸方式后采用無線網(wǎng)卡TP-LINK TL-WN851N 802.11g無線網(wǎng)絡適配器，其傳輸速率最高可達到300 Mbps。納米機器人控制系統(tǒng)組成本地控制系統(tǒng)，其控制PC機也采用TP-LINK TL-WN851N無線網(wǎng)卡。這樣我們就組件一個小的局域網(wǎng)。

3 軟件設計

3.1 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境

在無線網(wǎng)絡協(xié)議和網(wǎng)絡通信技術(shù)分析的基礎上，我們以納米動機器人為控制對象，在Windows環(huán)境下開發(fā)基于無線網(wǎng)絡的控制平臺實例，平臺采用上位機下位機和TCP/IP協(xié)議，無線控制端為客戶機，以納米機器人端的控制器為服務器。由系統(tǒng)的硬件架構(gòu)可知兩端都采用了PC機，因此，我們采用客戶端服務器的架構(gòu)實現(xiàn)無線控制，一方面現(xiàn)場操作人員可以不受遠端操作人員控制來控制納米機器人；另一方面遠端操作人員也可以控制以及對AFM納米機器人操作數(shù)據(jù)進行分析及處理[7]。

3.2 程序設計

客戶端可以通過服務器控制步進電機，觀察控制信號輸出及數(shù)據(jù)采集與發(fā)送。

前面提到服務器是由納米機器人端的PC機來承擔的，因為它也是機器人本地控制系統(tǒng)的客戶端，所以服務器程序啟動后首先是作為AFM本地控制系統(tǒng)的客戶端與AFM位操作服務系統(tǒng)建立連接，并獲取所需要的相關信息，然后它才作為遠程服務器端進行工作。在此之后不斷在客戶端和服務器端來回交換角色，一是為了接收無線控制端的命令數(shù)據(jù)并向AFM傳送控制命令；二是為了向AFM請求其相關狀態(tài)信息并傳送給遠程控制端。

VC++程序設計大部分是借助Socket實現(xiàn)的。Socket是Microsoft公司提供的主要用于網(wǎng)絡通信編程的ActiveX控件。同時采用了應用于無線控制平臺中的多線程編程技術(shù)。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)可以實現(xiàn)原子力顯微鏡的無線操控，可以遠距離實現(xiàn)液相下原子力顯微鏡對生物細胞的掃描納米操縱等試驗。該系統(tǒng)結(jié)合了無線網(wǎng)絡通信優(yōu)點設計的無線收發(fā)系統(tǒng)過多次實驗證明，其控制端能正確地將數(shù)據(jù)傳送出去；同時，接收端也能正確接收并顯示數(shù)據(jù)。此外，該系統(tǒng)采用了比較完善的軟件、硬件設計以及抗干擾措施，這樣就可以保證系統(tǒng)工作的安全性和可靠性，并具有通用性，便于投入實際應用。

參考文獻

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遠程控制技術(shù)論文范文第5篇

關鍵詞：以太網(wǎng)；電力調(diào)度系統(tǒng)；遠程控制；網(wǎng)絡技術(shù)

1 引言

目前，總體上講，企業(yè)的供電系統(tǒng)自動化水平還很低，仍有一部分變電站使用傳統(tǒng)的電磁式或集成電路式繼電保護裝置，且很多變電站沒有綜合自動化系統(tǒng)，只有幾個中央變電所建有綜合自動化系統(tǒng)能監(jiān)控到本所的電氣設備狀態(tài)和保護動作信息；而中央變電所的綜合自動化系統(tǒng)又各自獨立，沒有聯(lián)系，造成彼此之間不能共享系統(tǒng)信息。這種狀況對協(xié)調(diào)系統(tǒng)運行和保證供電安全穩(wěn)定都非常不利。構(gòu)建一體化的管控電力調(diào)度系統(tǒng)對于供電企業(yè)而言已經(jīng)十分必要。

本論文結(jié)合以太網(wǎng)技術(shù)，對基于以太網(wǎng)網(wǎng)絡通信技術(shù)實現(xiàn)的電力調(diào)度系統(tǒng)設計進行分析設計，以期從中能夠找到基于遠程技術(shù)實現(xiàn)的電力調(diào)度系統(tǒng)設計方案，并以此和廣大同行分享。

2 電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)概述

電力調(diào)度系統(tǒng)負責對整個電網(wǎng)運行進行監(jiān)控，使調(diào)度人員可以統(tǒng)觀全局，運籌全網(wǎng)，從而有效指揮電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行，是現(xiàn)代電網(wǎng)不可或缺的重要手段。較早期，調(diào)度中心只能通過電話了解、調(diào)度各個電廠、變電所的設備。隨著計算機、通信和自動控制技術(shù)的發(fā)展，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)廣泛應用。

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的主要任務有：保證供電的質(zhì)量優(yōu)良，保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，保證較高的安全水平，提供強有力的事故處理措施。安全水平是電力系統(tǒng)調(diào)度的首要問題。電力系統(tǒng)調(diào)度中心必須具有監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，即SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)功能，主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信息顯示、監(jiān)視控制、數(shù)據(jù)計算、報警處理、事件順序記錄、及事故追憶等功能。

隨著我國電網(wǎng)向著超高壓甚至特高壓、交直流混合大區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的方向發(fā)展，系統(tǒng)的安全運行越來越受到重視，同時對繼電保護管理的信息化、自動化提出新的要求，再有電力市場化改革的不斷推進，這些都對電力調(diào)度系統(tǒng)提出了更高的要求。隨著計算機、網(wǎng)絡、通信和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)的飛速發(fā)展和電力市場的要求以及國際標準的日臻成熟完善，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)正朝著數(shù)字化、集成化、網(wǎng)格化、市場化、標準化、智能化的方向發(fā)展。

3 基于以太網(wǎng)技術(shù)的電力調(diào)度系統(tǒng)設計

3.1 系統(tǒng)需求分析

建設電力調(diào)度系統(tǒng)對保障供電企業(yè)的供電安全、可靠，提高生產(chǎn)管理水平都很重要。針對供電企業(yè)供電系統(tǒng)的特點和需求，應該本著技術(shù)先進、實用可靠、整體規(guī)劃、循序漸進的原則逐步建設完善。特別要注意設計方案的先進性、經(jīng)濟性、適用性和易于實施性，同時考慮到今后供電公司的發(fā)展，電力調(diào)度系統(tǒng)還要有可擴展性，方便的接入新建的變電站的自動化系統(tǒng)。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設計方案分析

結(jié)合當前以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展應用，本文提出了一種適合電力供電企業(yè)實際情況和需求，并結(jié)合調(diào)度新技術(shù)的基于全以太網(wǎng)的電力調(diào)度系統(tǒng)總體方案。調(diào)度系統(tǒng)包括主站SCADA子系統(tǒng)、變電站自動化子系統(tǒng)以及Web信息和設備臺帳信息查詢子系統(tǒng)。

新建調(diào)度中心，主站采用雙以太網(wǎng)架構(gòu)，由SCADA/數(shù)據(jù)庫服務器和調(diào)度工作站組成電網(wǎng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)。在各變電站建立遠動子站，連接站內(nèi)綜合保護系統(tǒng)和其它IED設備組成自動化系統(tǒng)，并架設光纜，采用以太網(wǎng)接口經(jīng)光纖收發(fā)器轉(zhuǎn)換由光纖通道接入調(diào)度中心以太網(wǎng)及SCADA服務器。主站和子站之間使用IEC 104規(guī)約通信。調(diào)度中心還設有Web服務器，通過以太網(wǎng)與主站SCADA/數(shù)據(jù)庫服務器連接，并經(jīng)硬件防火墻與企業(yè)信息網(wǎng)相連，為使用通用瀏覽器的授權(quán)用戶提供電網(wǎng)運行相關信息。在Web服務器上建立電網(wǎng)全部設備的臺帳，電氣技術(shù)人員可以通過辦公網(wǎng)查詢、維護設備信息?；谝蕴W(wǎng)技術(shù)的電力調(diào)度系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)示意圖如下圖1所示。

3.3 以太網(wǎng)的配置

電力調(diào)度系統(tǒng)的局域網(wǎng)絡采用雙100Base以太網(wǎng)。局域網(wǎng)絡采用雙網(wǎng)冗余配置；當一個網(wǎng)絡發(fā)生故障時，系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)將該網(wǎng)所承擔的工作自動切換到另一網(wǎng)絡上，此網(wǎng)承擔所有的數(shù)據(jù)通訊，保證系統(tǒng)的連續(xù)運行。網(wǎng)絡具有一定的容錯能力，并采取一定的可靠性措施。電力調(diào)度系統(tǒng)的局域網(wǎng)絡以兩臺CISCO 3548 Switch網(wǎng)絡交換機為核心。

系統(tǒng)網(wǎng)絡采用CISCO的10/100M雙速自適應交換機。本方案配置雙冗余主網(wǎng)，每個網(wǎng)絡各采用一臺CISCO 3548交換機，支持接入48臺計算機。CISCO 3500系列交換機具有高達10.8G的交換能力，為無阻塞的數(shù)據(jù)流提供了可靠保障。該系列交換機還具備千兆光纖上連的擴展能力，為今后高層次網(wǎng)絡互連留有余地。

系統(tǒng)的網(wǎng)絡管理驅(qū)動程序采用數(shù)據(jù)流量動態(tài)平衡控制管理，保證所有的數(shù)據(jù)流流量在冗余的雙網(wǎng)之間動態(tài)平衡，可以有效地降低網(wǎng)絡通訊的負荷率，提高網(wǎng)絡通信的可靠性。當其中一條網(wǎng)絡出現(xiàn)故障后，所有數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)換到正常工作的網(wǎng)絡上，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的正常工作。

系統(tǒng)配置兩臺前置通信機，并配置終端服務器接入通信通道，實現(xiàn)與各變電所監(jiān)控系統(tǒng)的遠方通信完成數(shù)據(jù)的發(fā)送、接受及數(shù)據(jù)的預處理。終端服務器具有獨立CPU和存儲，并利用TCP/IP網(wǎng)絡將信息發(fā)給前置通信機。其數(shù)據(jù)收發(fā)處理能力強，不占主機資源。

4 結(jié)語

由于使用以太網(wǎng)技術(shù)，使得系統(tǒng)具有良好的開放性和靈活性。千兆以太網(wǎng)技術(shù)、VLAN、三層交換等技術(shù)使得系統(tǒng)的以太網(wǎng)有很好的傳輸性能，并且安全、易于維護管理。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，未來也能很容易實現(xiàn)升級，進一步提高傳輸速率和系統(tǒng)容量，快速提升系統(tǒng)的整體性能。完全能滿足供電企業(yè)電力調(diào)度系統(tǒng)進一步發(fā)展的需要。本論文所設計的基于以太網(wǎng)技術(shù)的供電企業(yè)電力調(diào)度系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、實施容易、技術(shù)先進、性能優(yōu)良，擴展性強，滿足了對供電企業(yè)電力調(diào)度系統(tǒng)有效監(jiān)控和調(diào)度的功能要求，具有一定的實用性，是值得推廣的。

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