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時間：2022-09-10 10:42:32
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視頻監(jiān)控模式主要采用的是在醫(yī)療機構(gòu)、醫(yī)生房間、患者病房、開刀室、監(jiān)護病房處設(shè)置監(jiān)控攝像頭，通過監(jiān)控中心的監(jiān)控系統(tǒng)對房屋內(nèi)外部進行全面的監(jiān)控、在醫(yī)療機構(gòu)的院、科等各級領(lǐng)導(dǎo)可以直接在辦公室或者其他重要的工作人員直接進行計算機網(wǎng)絡(luò)、實時查看到監(jiān)控的場景，并能夠統(tǒng)一的管理和處理各種相關(guān)事務(wù)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)最大的優(yōu)點在于能夠?qū)崟r的查看到醫(yī)院的最新情況，管理層能夠不出門就能夠處理各種相關(guān)的內(nèi)容，甚至主治醫(yī)生能夠在遠處可以緊急處理多起急診患者。這能極大的方便醫(yī)生解決問題的時間和提升醫(yī)院的管理效率。
1.2數(shù)據(jù)監(jiān)控方式
數(shù)據(jù)監(jiān)控方式主要是指使用大型的計算機軟件進行數(shù)據(jù)的監(jiān)控，數(shù)據(jù)監(jiān)控關(guān)鍵點在于通過實施獲得患者的信息。醫(yī)療專家等在辦公室或家中，只需連入英特網(wǎng)，便能方便實時查看醫(yī)療機構(gòu)的監(jiān)控信息，達到遠程監(jiān)督和管理的目的；監(jiān)控系統(tǒng)還可以在特殊情況下向公安機關(guān)，上級部門等提供接口，讓這些機構(gòu)部門可以查看監(jiān)控的歷史資料和實時監(jiān)控資料；實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
2計算機技術(shù)在醫(yī)療監(jiān)控應(yīng)用展望
隨著計算機技術(shù)的提升，大數(shù)據(jù)時代的來臨，計算機技術(shù)對于醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)提出更多的想象與發(fā)展空間，其不僅能夠進一步帶動醫(yī)院的管理，而且能夠提升以下幾點的服務(wù)：
2.1提升醫(yī)療機構(gòu)的日常監(jiān)控管理應(yīng)用
對于醫(yī)療機構(gòu)的日常內(nèi)部監(jiān)控和管理，主要是指醫(yī)院的安保工作，通過大數(shù)據(jù)的分析和計算，及時的對醫(yī)院中出入口、手術(shù)室、停車場等重要場所進行實時的監(jiān)控，及時返回，讓醫(yī)院的處于安全的保護當(dāng)中，也有利于醫(yī)療機構(gòu)的正常運行。
2.2提升醫(yī)院的掛號、收費的簡潔應(yīng)用
在醫(yī)院的流程當(dāng)中，醫(yī)生開出處方，門診操作員將病人的項目輸入電腦，并給病人打印發(fā)票，寫清楚收費明細。在病人進入醫(yī)院之后，病人就處于整個計算機管理監(jiān)控過程中，直至病人出院系統(tǒng)都會將其開藥品、單據(jù)等詳細保存至計算機當(dāng)中，從中減少了醫(yī)生查詢歷史病歷溝通的環(huán)節(jié)，有利病人的醫(yī)療。
2.3提升醫(yī)院病區(qū)管理方面的應(yīng)用
在病區(qū)管理中，病區(qū)管理系統(tǒng)通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控病區(qū)病人的情況，通過醫(yī)囑管理系統(tǒng)將醫(yī)生的要求直接進行管理，并實時安排護理人員按照時間點去查看病人情況、更換輸液，并能夠通過監(jiān)控直接反饋到專屬醫(yī)生當(dāng)中，以便醫(yī)生能夠更好的了解病患當(dāng)前情況，對癥下藥。
2.4提升藥品管理方面的應(yīng)用
監(jiān)控系統(tǒng)對于藥品管理系統(tǒng)是非常廣泛和嚴格的，從藥品的計劃、采購、入庫、調(diào)價、領(lǐng)藥、消耗、到期等的監(jiān)控都實現(xiàn)了計算機監(jiān)控管理，藥庫通過把藥品的信息錄入電腦，讓電腦將當(dāng)前藥品的庫存、藥品信息、以及門診收費金額等多種信息傳遞到各個科室，讓醫(yī)生在開藥的同時，清楚了解此次開單需要花費的金額，也讓患者能夠更加清楚的了解整個醫(yī)療過程中的花費。這不但有利于病的醫(yī)治，也降低了醫(yī)療糾紛的產(chǎn)生。
2.5提升遠程醫(yī)療方面的應(yīng)用
在當(dāng)前遠程醫(yī)療手術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)實，專家通過遠程觀看手術(shù)畫面，在遠程就可以和現(xiàn)場的醫(yī)生討論和實施醫(yī)療方案、指導(dǎo)手術(shù)的進行。這讓醫(yī)療更加簡單和方便。然而我們可以預(yù)想未來在家就可以讓專家給自己看病，這種方式無疑更加會提升醫(yī)院的管理效率。
2.6提升遠程教育方面的應(yīng)用
在醫(yī)院等醫(yī)療機構(gòu)當(dāng)中，醫(yī)療遠程教育也是臨床教學(xué)的重要方向，由于醫(yī)院的環(huán)境有限，醫(yī)生們無法通過實地的教育讓更多的學(xué)生進入到醫(yī)院進行同等的學(xué)習(xí)，而采用遠程監(jiān)控的方式，能夠讓更多的實習(xí)生參與到手術(shù)、現(xiàn)場醫(yī)療的學(xué)習(xí)當(dāng)中實時學(xué)習(xí)，這擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)模式的限制，也提高了實踐教學(xué)的安全系數(shù)。
1.概述
GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)是利用GPS接收機、無線通信、地理信息技術(shù)對移動用戶進行監(jiān)控、調(diào)度、指揮的新型車輛管理系統(tǒng)。按照子功能劃分，車輛監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成：定位部分、通信部分、顯示部分。其中，比較常用的通信方式為常規(guī)通信、集群通信、GSM的短信息業(yè)務(wù)三種。
基于常規(guī)通信的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，其設(shè)計、組網(wǎng)及使用相對簡單，但其作用范圍較??；GSM的短信息業(yè)務(wù)用于定位數(shù)據(jù)傳輸目前較為流行，其覆蓋范圍大，可以全國漫游，但是其時延問題是制約其發(fā)展的瓶頸，且其呼叫功能無法與集群系統(tǒng)相比；集群系統(tǒng)是專用的調(diào)度指揮系統(tǒng)，對某些特殊單位而言具有不可比擬的優(yōu)勢。本文就集群方式下GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及信道利用等方面進行介紹。
2．集群系統(tǒng)
無線集群實際上就是多信道中繼（轉(zhuǎn)發(fā)）系統(tǒng)中自動共享若干個信道，并在此基礎(chǔ)上集小群（組）為大群（組），加上諸多呼叫、故障處理等功能而形成的無線通信系統(tǒng)。
和常規(guī)通信方式相比，集群通信系統(tǒng)具有信道利用率高、服務(wù)質(zhì)量好、通話阻塞率低、通話具有私密性、系統(tǒng)智能化程度高、具有交換功能、可與PABX或PSTN互連等優(yōu)點。
集群通信系統(tǒng)的分類方法有多種，按照信令類型分有模擬信令、數(shù)字信令及混合信令系統(tǒng)；按照信令方式分有共路信令方式和隨路信令方式；按照話音分有數(shù)字集群、模擬集群；按控制方式分有集中控制、分散控制等等。目前較為廣泛使用的為集中控制方式的模擬集群系統(tǒng)，信令有MPT1327標(biāo)準(zhǔn)的，也有非公開標(biāo)準(zhǔn)的?；贛PT1327標(biāo)準(zhǔn)信令的系統(tǒng)，傳輸車輛定位數(shù)據(jù)可以在信令信道中進行；而非公開信令標(biāo)準(zhǔn)，車輛定位數(shù)據(jù)只能在話音信道中進行。相應(yīng)地，對車輛的數(shù)字信息必須進行調(diào)制才能在話音信道中傳輸。
3．基于集群通信方式的GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)
3．1系統(tǒng)組成
基于集群的GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示。其中，集群網(wǎng)為系統(tǒng)提供無線通信鏈路以進行話音和數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸可以利用話音的多種呼叫方法實現(xiàn)。
圖1GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)組成
監(jiān)控中心以矢量化電子地圖為背景，監(jiān)控軟件具有實時顯示移動用戶的所有信息以及信息查詢功能。同時，監(jiān)控中心兼有差分基準(zhǔn)站的功能，為整個監(jiān)控范圍內(nèi)的移動用戶提供差分GPS修正信息，使車輛定位精度提高到10米以內(nèi)。各移動用戶設(shè)備由集群電臺和GPS接收機及控制邏輯電路組成，控制電路不僅形成系統(tǒng)需要的邏輯時序，還具有數(shù)據(jù)處理功能，包括調(diào)制解調(diào)器。
3．2信道利用方式
在集中控制方式的集群系統(tǒng)中，各個信道的管理在一個控制信道上實現(xiàn)。移動用戶守候在控制信道上，發(fā)起呼叫或接收呼叫均在該信道上進行。一旦申請到信道，則主呼方和被呼方在申請到的信道上完成話音聯(lián)絡(luò)，之后轉(zhuǎn)換到控制信道上守候。
利用話音信道傳輸車輛定位數(shù)據(jù)，每傳輸一次定位信息，電臺都需要申請一次信道，而申請時間不傳輸任何數(shù)據(jù)，時間利用率較低；且申請不到空閑信道時，該車輛的信息就會丟失。所以傳輸數(shù)據(jù)的用戶應(yīng)該設(shè)置優(yōu)先級，以保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
3．3呼叫方式
在集群通信系統(tǒng)中，用戶的呼叫方式有：單呼、組呼、群呼、私密呼叫等?；贕PS的車輛監(jiān)控系統(tǒng)，為提高系統(tǒng)定位精度采用差分方式，差分信息由監(jiān)控中心以組呼的方式下發(fā)，分配在同一組內(nèi)的用戶均可接收。
為使各移動用戶的數(shù)據(jù)都能夠?qū)崟r采集，采用時分多址（TDMA）的方法，即各車輛按照圖2所示的時序依次發(fā)起呼叫。其中兩相鄰用戶之間的時間間隔包括數(shù)據(jù)發(fā)送時間和保護時間（防止數(shù)據(jù)相互影響）。一個采樣周期內(nèi)可容納的用戶數(shù)為，其中，為采樣周期。
為了避免監(jiān)控中心對某用戶的話音調(diào)度影響其它用戶的數(shù)據(jù)傳輸，話音呼叫和數(shù)據(jù)呼叫分別在不同的組進行。移動用戶傳輸數(shù)據(jù)時工作在數(shù)據(jù)組，利用專用信道完成。當(dāng)監(jiān)控中心需要對某用戶進行話音呼叫時，首先發(fā)送一個切換命令將該用戶的組號設(shè)置為話音組，而后再進行話音呼叫。在規(guī)定的時限內(nèi)完成通話，由用戶自動切換到數(shù)據(jù)組再傳輸數(shù)據(jù)。
在監(jiān)控中心，話音呼叫和數(shù)據(jù)呼叫分別利用不同的無線集群電成。
3．4同步方式
在GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)中，通常采用異步的數(shù)據(jù)傳輸，接收端和發(fā)送端不需要同步。但是，各移動用戶的數(shù)據(jù)采集為時分多址方式，相互之間的時序關(guān)系不能混疊，也就是說，移動用戶之間必須同步。
各移動用戶的同步方式有兩種：①利用GPS接收機的秒脈沖進行同步；②利用監(jiān)控中心發(fā)送廣播同步碼進行同步。秒脈沖和同步碼均提供給各移動用戶統(tǒng)一的時間起點，不同車輛的發(fā)送時隙由不同的延遲來產(chǎn)生。利用監(jiān)控中心發(fā)送同步碼，可以在一個采樣周期內(nèi)發(fā)送1個同步碼，也可以周期性地發(fā)送多個同步碼。
3．5數(shù)據(jù)傳輸格式
監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸分上行和下行兩部分。上行數(shù)據(jù)主要為被監(jiān)控車輛的實時位置、速度、時間、狀態(tài)（包括報警、故障等）；下行數(shù)據(jù)主要為GPS差分修正信息，采用RTCM－104格式的通用電文，如果是監(jiān)控中心同步的方式，還包括廣播同步碼。
A．上行數(shù)據(jù)格式
數(shù)據(jù)報頭用戶地址緯度經(jīng)度速度時間車輛狀態(tài)
B．下行數(shù)據(jù)格式
數(shù)據(jù)報頭廣播同步碼RTCM電文調(diào)度命令用戶地址
上行和下行的數(shù)據(jù)報頭不同，用于對上、下行數(shù)據(jù)的解碼。用戶地址指是各監(jiān)控車輛的識別號碼，調(diào)度命令為監(jiān)控中心對相應(yīng)地址車輛的操作，如緊急救援、去某地運輸、關(guān)閉汽車引擎等，廣播同步碼在利用秒脈沖同步的系統(tǒng)中不用。車輛狀態(tài)由駕駛員根據(jù)實際情況輸入，如遇劫報警、車輛故障等。
無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)是在傳統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前無線通信技術(shù)和信息處理技術(shù)而發(fā)展起來的新型測控系統(tǒng)。
一般而言，現(xiàn)有的無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)，大都符合“控制中心—監(jiān)測站”的構(gòu)建模式。控制中心是整個系統(tǒng)運作的核心，負責(zé)收集各監(jiān)測站上傳的監(jiān)測信息，發(fā)送各種操作命令以控制監(jiān)測站的行業(yè)。監(jiān)測站被布放于遠離控制中心的各監(jiān)測點處，負責(zé)完成信息的采集和響應(yīng)控制中心發(fā)出的控制命令。控制中心可用普通微機、工作站或工控機實現(xiàn)，軟件開發(fā)可靠基于現(xiàn)有的Windows或Unix操作系統(tǒng)。監(jiān)測站的設(shè)計實現(xiàn)可根據(jù)不同的應(yīng)用目的和應(yīng)用環(huán)境，采用特定的技術(shù)形式，比如單片機、DSP或者IntelX86系列的微處理器等。無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)方式也很靈活，可利用現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)，如GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)，CDMA移動網(wǎng)絡(luò)等，也可單獨搭建專門的無線局域網(wǎng)。下面系統(tǒng)地討論無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)時涉及到的一些核心技術(shù)，主要包括三個方面：監(jiān)測站的設(shè)計開發(fā)、無線網(wǎng)絡(luò)的組建和控制中心的軟件設(shè)計。
1監(jiān)測站的設(shè)計實現(xiàn)
監(jiān)測站的設(shè)計與實現(xiàn)是整個無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)研制開發(fā)的重點，監(jiān)測站對信息數(shù)據(jù)處理的能力和精度將影響整個系統(tǒng)的最終性能。在整個開發(fā)過程中，監(jiān)測站的設(shè)計是工作量最大、所需時間最長的一部分。監(jiān)測站處于工作現(xiàn)場，只完成數(shù)據(jù)的采集、處理和控制，任務(wù)相對單一、固定，無須用詙大的臺式機來完成；考慮到節(jié)能和布放方便，監(jiān)測站多為嵌入式系統(tǒng)。根據(jù)整個無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能，和對數(shù)據(jù)處理與對傳感器控制能力的要求，監(jiān)測站設(shè)計的復(fù)雜程度和采用的具體技術(shù)是不一樣的。
1.1基于單片機的設(shè)計實現(xiàn)方式
采用單片機是大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計時的首選方案。由于在片上集成有豐富的外設(shè)，具有良好的控制能力，單片機天生就是為嵌放式系統(tǒng)度身定做的，在嵌入式市場上占據(jù)了最大的份額。
基于單片機的設(shè)計方案一般適用于對數(shù)據(jù)處理要求不高，運算量不大的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)需要，單片機可以選用較為低端的4位機或8位機，如8051等，也可選用功能較強的專用芯片，如MSP430FE42X系列。單片機主要用于監(jiān)測站端的系統(tǒng)控制。片外存儲器一般為RAM、EEPROM和Flash等存儲器；I/O設(shè)備一般為鍵盤、LCD等供設(shè)計調(diào)試用的人機交互接口；傳感器一般為話筒、攝像頭、揚聲器和伺服馬達一類的設(shè)備。無線通信接口實現(xiàn)相對較為復(fù)雜。編解碼器是可取舍的，對于低速率數(shù)據(jù)一般沒有必要。根據(jù)系統(tǒng)的處理任務(wù)和信息的類別，編解碼器可選用不同的芯生，如CMX639（用于音頻）或LD9320等，也可用編程邏輯器件實現(xiàn)。監(jiān)測站軟件可直接通過C或匯編語言實現(xiàn)，也可在實時操作系統(tǒng)上開發(fā)應(yīng)用軟件。對于低檔的4位或8位單片機，控制能力較低，系統(tǒng)簡單，一般采用直接編寫控制程序的方法。對于功能較強大，各設(shè)備間交互復(fù)雜的系統(tǒng)而言，大多數(shù)是利用操作系統(tǒng)來進行任務(wù)管理、設(shè)備交互，應(yīng)用軟件只是完成上層的數(shù)據(jù)處理等工作。
1.2基于DSP的設(shè)計實現(xiàn)方式
眾所周知，DSP的數(shù)字處理方面能力較強，技術(shù)已經(jīng)很成熟，能處理各種運算的通用、專用芯片也很多。以DSP為核心設(shè)計開發(fā)的監(jiān)測站，可以完成高速率數(shù)據(jù)處理，保證系統(tǒng)實時性方面的要求。
這類設(shè)計方案一般適用于數(shù)據(jù)處理運算量比較大，實時性要求高而對控制能力要求相對較低的監(jiān)控系統(tǒng)。與以單片機為基礎(chǔ)的監(jiān)控系統(tǒng)不同的是，DSP除了作控制器以外，還可兼作數(shù)據(jù)計算、編/解碼之用。對于較復(fù)雜的編/解碼以及壓縮解壓運算（比如對圖像視頻數(shù)據(jù)的處理等）是否仍由DSP完成，須綜合考慮。若DSP在系統(tǒng)控制和實現(xiàn)傳輸協(xié)議方面負擔(dān)太重，則這部分運算需要由專門的處理芯片完成；若系統(tǒng)控制和傳輸協(xié)議較簡單，或根本沒有到上層協(xié)議棧，則這部分復(fù)雜的運算可由DSP完成。
1.3基于MCU+DSP的設(shè)計實現(xiàn)方式
顯然，這種設(shè)計方式吸取了單片機和DSP各自的優(yōu)點：單片機的特點決定其擅長于控制，DSP的內(nèi)部結(jié)構(gòu)保證較強的數(shù)據(jù)處理能力。兩者的組合可實現(xiàn)一些相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)功能，但由于系統(tǒng)中采用了兩個處理器，其間的信息交互是設(shè)計這類監(jiān)測站時須著重考慮的問題。只有單片機和DSP之間較好地協(xié)同工作，才能充分發(fā)揮各自的優(yōu)點；否則，由于兩者間的協(xié)調(diào)而耗費了大量資源，整體性能未必高于采用單一處理器的系統(tǒng)。實現(xiàn)單片機和DSP間通信協(xié)調(diào)的常用方法是采用雙口RAM。
目前，有些DSP或單片機廠家為了擴大芯片的適用范圍，在原有基礎(chǔ)上進行擴展，相互間容入了對方的特點，使同一芯片在數(shù)據(jù)處理和控制方面同時具有較好的性能。比如Microchip公司推出的dsPIC，使客戶能方便地將單片機的功能轉(zhuǎn)移到DSP上，目前推出的產(chǎn)品有dsPIC30FXXX系列。由于DSP和MCU兩個功能模塊在同一芯片內(nèi)實現(xiàn)，提高了系統(tǒng)的可靠性、降低了監(jiān)測站的設(shè)計難度并節(jié)省印制板空間。這類芯片得到廣大用戶的青睞。
1.4基于MPU的設(shè)計實現(xiàn)方式
設(shè)計嵌入式產(chǎn)品的另一可選方案是采用基于微處理器的設(shè)計方式。與工業(yè)控制計算機相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高等優(yōu)點；同時，在該領(lǐng)域技術(shù)成熟、產(chǎn)品類型多、選擇空間大，滿足各種性能需求的處理器比較容易獲得。隨著采用RISC體系的高性能MPU（比如采用ARM構(gòu)架的處理器芯片等）的出現(xiàn)，MPU在嵌入式領(lǐng)域中的地位經(jīng)久不衰；但是，由于在設(shè)計監(jiān)測站時，電路板上必須包括ROM、RAM、Flash、總線接口和各種外設(shè)等器件，系統(tǒng)的可靠性將有所下降，技術(shù)保密性差，實現(xiàn)難度也較大。
1.5實時操作系統(tǒng)選擇和嵌入式實時軟件開發(fā)
目前已有的實時操作系統(tǒng)（RTOS）種類繁多，軟件結(jié)構(gòu)各異，可適用于復(fù)雜程度不同的各種環(huán)境，包括循環(huán)查詢系統(tǒng)、前后臺系統(tǒng)、實時多任務(wù)系統(tǒng)和多處理機系統(tǒng)等。具體實例有VxWorks、pSOS、QNX、PalmOS、WindowsCE、lynxOS和嵌入式Linux等。選擇適合監(jiān)測站乃至整個無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)的RTOS的重要性是不言而喻的，它可能關(guān)系到整個系統(tǒng)研制的成敗。選擇過程雜而又需要耐心：要了解各RTOS的特點和適用范圍，比較其間的區(qū)別，才能找到最為合適的一種。選擇比較時，需要考慮的因素主要有：
①RTOS能否支持在項目中使用的語言和微處理器；
②RTOS能否與ICE、編譯器、匯編器、連接器及源代碼調(diào)制器共同工作；
③RTOS是否支持設(shè)計中要用到的服務(wù)，如消息隊列、定時和信號量等；
④RTOS能否達到應(yīng)用產(chǎn)品的性能需求，比如實時性需求；
⑤能否獲得產(chǎn)品開發(fā)時必要的組件，比如協(xié)議棧、能信服務(wù)、實時數(shù)據(jù)庫、Web服務(wù)等；
⑥RTOS是否能為公開出售的硬件提供設(shè)備驅(qū)動程序；
⑦使用RTOS是否免費；
⑧能否獲得目標(biāo)代碼；
⑨獲得的技術(shù)支持有多少；
⑩對于需要授權(quán)的RTOS，授權(quán)方式是怎樣的。
嵌入式實時軟件的開發(fā)與傳統(tǒng)軟件的開發(fā)有許多相似之處，繼承了許多傳統(tǒng)軟件的開發(fā)習(xí)慣；但由于嵌入式實時軟件的功能和運行環(huán)境特殊，決定其與傳統(tǒng)軟件的開發(fā)有所區(qū)別。嵌入式實時軟件的開發(fā)使用交叉開發(fā)方式。所謂交叉開發(fā)是指，程序代碼的實現(xiàn)、編譯和連接的環(huán)境與對其進行調(diào)試和運行的環(huán)境不同。前者基于普通微機平臺，后者則基于嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺。調(diào)試過程多是在有通信連接的宿主機與目標(biāo)機的配合下進行的，開發(fā)完成后需要進行固化和固化測試。另外，開發(fā)過程還需要相應(yīng)的開發(fā)工具，包括交叉編譯器、交叉調(diào)試器和一些仿真軟件。嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)以任務(wù)為基本執(zhí)行單元，用多個并發(fā)的任務(wù)代替通用軟件的多個模塊，并定義了應(yīng)用軟件任務(wù)間的接口。由于整個無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實時性能受RTOS和應(yīng)用軟件的影響，所以，在軟件的需求分析階段就充分考慮其實時性要求。再加之嵌入式應(yīng)用軟件對穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾等性能的要求都比較嚴格，所以嵌入式實時軟件的開發(fā)難度較大。
2無線通信的設(shè)計實現(xiàn)
無線通信的設(shè)計相對于監(jiān)測站而言較簡單，有許多現(xiàn)有的產(chǎn)品和通信系統(tǒng)可以利用，重點只是在于從多種實現(xiàn)方式中作出最優(yōu)的選擇。
常用的實現(xiàn)方式有：利用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)（GSM/GPRS、CDMA移動網(wǎng)等）和相應(yīng)的無線通信產(chǎn)品；通過無線收發(fā)設(shè)備，如無線Modem，無線網(wǎng)橋等專門的無線局域網(wǎng)；利用收發(fā)集成芯片在監(jiān)測站端實現(xiàn)電路板級與監(jiān)控中心的無線通信。
2.1利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)監(jiān)測站與監(jiān)控中心的無線通信
現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)較多，按業(yè)務(wù)建網(wǎng)是3G以前通信網(wǎng)絡(luò)的特點，無線網(wǎng)絡(luò)也不例外。設(shè)計無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以借用的無線網(wǎng)絡(luò)主要有：全球數(shù)字移動電話系統(tǒng)（GSM）、通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）、采用碼分多址（CDMA）技術(shù)的移動網(wǎng)、蜂窩式數(shù)字分組數(shù)據(jù)（CDPD）系統(tǒng)。
GSM（GlobemSystemforMobile）是全球最主要的2G標(biāo)準(zhǔn)，能夠在低服務(wù)成本、低終端成本條件下提供較高的通信質(zhì)量。就其業(yè)務(wù)而言，GSM是一個能夠提供多種業(yè)務(wù)的移動ISDN（IntegratedServicesDigitalNetwork，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)）。
GPRS（GeneralPacketPacketRadioService）在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加一些硬件設(shè)備和軟件升級，形成一個新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實體。它以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)，采用IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提高了現(xiàn)有的GSM網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率，最高可達170kb/s。GPRS把分組交換技術(shù)引入現(xiàn)有GSM系統(tǒng)，使得移動通信和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)合二為一，具有“極速傳送”、“永遠在線”、“價格實惠”等特點。
CDMA（CodeDivisionMultipleAccess）網(wǎng)絡(luò)采用擴展頻譜技術(shù)，使用多種分集接收方式，使其具有容量大、通信質(zhì)量好、保密性高和抗干擾能力強等特點。
CDPD（CellularDigitalData）無線移動數(shù)據(jù)通信基于數(shù)字分組數(shù)據(jù)通信技術(shù)，以蜂窩移動通信為組網(wǎng)形式，是數(shù)據(jù)朎與移動通信的結(jié)合物。這種通信方式基于TCP/IP，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為開放式，提供同層網(wǎng)絡(luò)無縫連接和多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。CDPD網(wǎng)絡(luò)具有速度快、數(shù)據(jù)安全性高等特點，可與公用有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，非常適合傳輸實時、突發(fā)性和在線數(shù)據(jù)。
對使監(jiān)控中心與監(jiān)測站間的無線通信能利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，對于特定的無線網(wǎng)需用相應(yīng)的接入設(shè)備。這類設(shè)備市面上有現(xiàn)成的產(chǎn)品可供選擇。接入GSM網(wǎng)絡(luò)的通信模塊有西門子的SIEMENSTC35i，接入GPRS可用西門子的MC35GPRS模塊，接入CDMA網(wǎng)絡(luò)的有華立H110CDMA模塊和AnyDATA公司的CDMAModem(DTS-800/1800)，遵循CDPD方式的無線調(diào)制解調(diào)器（Modem）有OmniSky和NovatelMinstrel。
利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)組建無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)連接如圖1所示。其中無線接入模塊產(chǎn)品一般都提供有RS232作為外通信接口，有些天線是內(nèi)置的。利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣和可漫游等特點，使監(jiān)測站和控制中心的位置不受距離的限制；但由于利用公網(wǎng)，安全性會有所降低。
2.2通過專用無線收發(fā)設(shè)備建立無線局域網(wǎng)
這種設(shè)計實現(xiàn)方式結(jié)構(gòu)簡單，且無須向網(wǎng)絡(luò)運營商付費；利用專網(wǎng)，安全性高。無線傳輸以微波作傳輸媒體，根據(jù)調(diào)制方式的不同，可分為擴展頻譜方式和窄帶調(diào)制方式兩種。擴展頻譜方式系統(tǒng)的抗干擾能力和安全性高，對其它電子設(shè)備的干擾小。窄帶調(diào)制方式占用頻帶少，頻帶利用率高；通常選擇專用頻段，需要申請；相鄰頻道間影響大，通信質(zhì)量、通信可靠性無法保障。
采用專用無線收發(fā)設(shè)備建立無線局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)如圖2所示。無線收發(fā)設(shè)備包括無線Modem和無線網(wǎng)橋等。無線Modem與監(jiān)測站和控制中心之間采用RS232通信。若采用網(wǎng)橋為網(wǎng)絡(luò)組建設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)將更為靈活，如圖3所示。其中在無線網(wǎng)兩端的有線網(wǎng)絡(luò)是可取舍的，可以是以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)或點對點網(wǎng)絡(luò)等本地局域網(wǎng)。也可以城域網(wǎng)，甚至是因特網(wǎng)，但使用公網(wǎng)時須考慮安全性和費用問題。
2.3利用收發(fā)集成芯片在監(jiān)測站端實現(xiàn)的無線通信
前兩種組網(wǎng)方式的一個特點是采用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和產(chǎn)品，無線通信部分不須專門開發(fā)，實現(xiàn)較為容易。但由于所購買的產(chǎn)品均是獨立器件，使整個系統(tǒng)特別是監(jiān)測站一端結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，往往在系統(tǒng)推廣時會帶來不利，且外購產(chǎn)品會增加系統(tǒng)的成本。若能將外購產(chǎn)品的功能與監(jiān)測站集成在一起，在電路板級實現(xiàn)，將可以避免上述不利因素；但這會增加系統(tǒng)開發(fā)的難度，延長研制周期。須權(quán)衡利弊，根據(jù)項目組的開發(fā)實力和系統(tǒng)生命周期作最有利的選擇。
采用此方法設(shè)計監(jiān)測站需要實現(xiàn)的部分只是圖1、2和3中的無線通信接口（可參看本文的網(wǎng)絡(luò)版全文）。這部分的硬件實時框圖以及處理器、存儲器的關(guān)系大致如圖4所示。各個子模塊都有多種芯片可供選擇，比如射頻前端可用ML2751和RTF6900，實現(xiàn)調(diào)制/解調(diào)的有ML2722，擴頻、解擴可用LD9002DX2和Stel-2000A等。
3控制中心的設(shè)計實現(xiàn)
（1）利用傳感器信息裝置將檢測到的物理量轉(zhuǎn)化為電信號，電信號可以依據(jù)運行情況對其進行診斷，當(dāng)出現(xiàn)問題時會及時的對其進行預(yù)報且顯示問題所在原因。
（2）電信號必須通過顯示設(shè)備將其作業(yè)狀況完整的顯示出來，然后轉(zhuǎn)化為可控的傳輸信號，對其實時掌握。
（3）通過預(yù)先設(shè)置好的接收方式對信號進行接收，通常情況下，采取分站接收然后復(fù)用信息將其傳輸在主站上加以顯示。對于分站來講，它必須將接收到的信息加以整合、分類，對簡單數(shù)據(jù)進行校驗，防止不準(zhǔn)確信息被利用，這樣不僅僅會造成一定損失，且會增加發(fā)生事故的概率，所以在進行傳輸主站前，必須對信息進行準(zhǔn)確的掌握。
（4）電源箱是確保煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)正常運行的主要交流電源，它能確保在臨時停電的基礎(chǔ)上讓煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的運行，維持正常的基本用電量且供電量大于二小時的蓄電量。
（5）主站在接收信號的同時，要對其信號進行及時的處理。傳輸接口在確保接收信號后，要再次將主站整理好的信息傳輸至相應(yīng)分站。從某種角度上而言，傳輸接收器具備了分站與總站相互傳輸信號及自動檢驗、調(diào)節(jié)等功能，所以使用過程中不容忽視。
（6）主體正常運行的前提下，要利用計算機對其進行掌控，主機的主要作用是聯(lián)網(wǎng)、控制輸出打印、控制輸出、人機的對話、聲光的報警、顯示、磁盤的存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、判別報警、校正、接收檢測的信號等。
1.2煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的作用
第一，通風(fēng)及瓦斯監(jiān)控，也就是監(jiān)測局部的通風(fēng)機停開（特別重要）、風(fēng)筒的狀態(tài)、風(fēng)門的狀態(tài)、饋電的狀態(tài)、風(fēng)壓、風(fēng)速以及甲烷的濃度等。一旦局部的通風(fēng)機掘進巷道出現(xiàn)停風(fēng)狀況或出現(xiàn)停止運行現(xiàn)象時或瓦斯出現(xiàn)超限時，相應(yīng)的煤礦其安全監(jiān)控的系統(tǒng)就會自動切斷各自區(qū)域電源，同時閉鎖與報警，這一措施可以達到以下目的：
（1）規(guī)避與降低了因電氣設(shè)備違章作業(yè)或失爆、或電氣設(shè)備出現(xiàn)故障的危險溫度或電火花導(dǎo)致瓦斯爆炸的發(fā)生率；
（2）規(guī)避與降低了運、掘、采等設(shè)備在運行狀態(tài)下因危險溫度或摩擦碰撞出火花而導(dǎo)致的瓦斯爆炸的發(fā)生率；
（3）可以起到提醒作用，督促生產(chǎn)的調(diào)度員、領(lǐng)導(dǎo)及時把工作人員安置到安全位置；
（4）督促生產(chǎn)的調(diào)度員、領(lǐng)導(dǎo)及時處理好事故的安全隱患，提前預(yù)防瓦斯爆炸事故的發(fā)生。
第二，瓦斯抽放系統(tǒng)的監(jiān)控。
（1）監(jiān)測抽放管路里閥門開度、溫度、壓力、流量、甲烷的濃度以及一氧化碳濃度等各管道的參數(shù)；
（2）對瓦斯抽放泵站室里甲烷的濃度以及井下臨時的抽放瓦斯泵站其下風(fēng)側(cè)的柵欄外的甲烷濃度環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)測；
（3）對抽放泵軸溫、抽放泵的真空度以及電機溫度等進行監(jiān)測；
（4）監(jiān)測冷卻水池的水位、水溫以及水壓與水量等供水的參數(shù)；
（5）監(jiān)測功率因素、電壓、電流等供電的參數(shù)；
（6）對供氣管道其供氣閥的開度、流量、甲烷的濃度、溫度、正壓等供氣的參數(shù)進行監(jiān)測；
（7）監(jiān)測密封的水溫、密封的水位、罐內(nèi)其甲烷的濃度、罐壓和罐高等儲氣罐的參數(shù)；
（8）對瓦斯抽放供水、閥門、泵等狀態(tài)進行監(jiān)測；
（9）對瓦斯抽放純瓦斯量和混合量進行監(jiān)測；
（10）對瓦斯抽放閥門與泵進行控制。第三，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的對火災(zāi)進行實時監(jiān)控，了解火災(zāi)發(fā)生的原因及火災(zāi)過程中煙霧、二氧化碳的濃度及溫差變化，這樣就能有效的控制火情，降低風(fēng)險的蔓延、擴大。第四，監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的對瓦斯做出預(yù)警報警信息，從而將瓦斯所處的地質(zhì)信息進行分析，進一步提高防治風(fēng)險發(fā)生的預(yù)警能力。第五，針對往期事故的發(fā)生要對其進行調(diào)研，依據(jù)事故發(fā)生原因進行經(jīng)驗總結(jié)，這樣不僅僅能夠為其提供參考依據(jù)，更能為日后同類事故的發(fā)生提供預(yù)防預(yù)警的作用，所以針對每次煤礦事故的發(fā)生都要進行系統(tǒng)檢測。
二、信息化監(jiān)控技術(shù)在隧道施工安全管理中的運用
(一)隧道施工人員定位系統(tǒng)
隧道施工人員安全定位系統(tǒng)是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，監(jiān)測和監(jiān)控施工人員具置，確保施工人員人身安全，隧道施工人員定位系統(tǒng)能夠?qū)崟r、精準(zhǔn)的掌握各區(qū)域施工人員的情況，并將其反饋到監(jiān)控中心。安全管理工作中人員就可以隨時了解到施工人員的分布及走動情況，以便于利用遠程技術(shù)對施工人員進行有效的管理和指示，另外，定位系統(tǒng)還能起到考勤的作用，能夠直觀反映到崗情況。在發(fā)生安全問題時，監(jiān)控中心就可以根據(jù)定位系統(tǒng)所提供的員工分布，對施工人員采取救援，并指揮員工采取相應(yīng)措施，提供救援效率。隧道施工人員定位系統(tǒng)需要應(yīng)用到無線傳輸網(wǎng)絡(luò)、定位軟件、感應(yīng)芯片、讀卡器等等。隧道施工安全管理對施工人員定位必不可少。
(二)有害氣體監(jiān)控系統(tǒng)
由于隧道施工不同于建筑施工，多在封閉狹小昏暗的空間中，空間內(nèi)的空氣質(zhì)量直接影響著施工人員安全，由于隧道施工過程周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)將受到破壞，所以在施工中，難免會產(chǎn)生有害氣體，這些有害氣體一旦積聚到一定濃度，很有可能會導(dǎo)致施工人員中毒、窒息，甚至引起爆炸。另一方面，除了自然生產(chǎn)的有害氣體外，施工中所使用的機械設(shè)備在運作時，同樣會排放多種有害氣體，威脅施工人員身體健康。由于隧道施工空間的封閉特點，這些氣體十分容易積聚，為了保障施工現(xiàn)場安全，監(jiān)測施工現(xiàn)場有害氣體至關(guān)重要。信息化監(jiān)控技術(shù)下的有害氣體探測器，實現(xiàn)了實時空氣信息采集，根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況對現(xiàn)場有害氣體濃度和含量做出分析，并反饋到監(jiān)控中心，如有害氣體達到危險標(biāo)準(zhǔn)，便立即發(fā)出警報，監(jiān)控中心便可根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，采取相應(yīng)措施，指導(dǎo)施工人員的撤離和疏散。
(三)語音雙對講系統(tǒng)
語音雙對講系統(tǒng)是信息化監(jiān)控技術(shù)下安全管理的常用工具，能夠保障安全管理人員能夠?qū)崟r與現(xiàn)場保持聯(lián)系。雙語音對講系統(tǒng)通過無線或有線通信手段連接監(jiān)控中心，保障通話的暢通。安全監(jiān)控管理人員可通過語音對講系統(tǒng)遠程或通知施工流程安全，如發(fā)生緊急情況，可輔助指導(dǎo)施工人員的快速疏散，保障施工人員疏散的秩序，是隧道監(jiān)控施工安全管理的主要手段之一。
1需求分析及總體設(shè)計
1.1需求分析排水設(shè)施管理處對排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的建設(shè)要求主要有以下幾點:（1）系統(tǒng)需采集不同點位的液位、流量、流速、雨量等管網(wǎng)信啟、，并實現(xiàn)信自、數(shù)據(jù)的動態(tài)更新顯示。（2）系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)管理、報表統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析、應(yīng)急決策支持等功能，并能通過與集合了3D技術(shù)和SWMM技術(shù)的下穿隧道積水模擬系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)對街下穿隧道暴雨時積水情況的模擬預(yù)警。（3）系統(tǒng)需支持用戶自定義的報警規(guī)則，如液位、流速、流量等閨值，并能夠?qū)缶瘮?shù)據(jù)推送至已有管網(wǎng)GIS平臺，同時需具備用戶接警管理的功能。（4）系統(tǒng)功能需通過網(wǎng)頁展示，同時要求系統(tǒng)訪問便捷、維護方便，需支持多種移動設(shè)備如手機、Ipad等的訪問。1.2總體設(shè)計1.2.1管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計為了監(jiān)控排水管網(wǎng)運行狀態(tài)，需要采集管網(wǎng)運行時的各項數(shù)據(jù)指標(biāo)，排水管網(wǎng)的主要數(shù)據(jù)指標(biāo)有:水管管徑、下水井井深、管道內(nèi)液位高度、污水管道內(nèi)流速、污水管道內(nèi)流量。同時為了實現(xiàn)系統(tǒng)雨、洪預(yù)警功能，還需采集雨量數(shù)據(jù)，建立雨量與管網(wǎng)內(nèi)部液位數(shù)據(jù)關(guān)系。管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集方案選用物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)，底層的感知層是各類水信自、傳感器，中間的網(wǎng)絡(luò)層考慮了地下管網(wǎng)的復(fù)雜地理環(huán)境，選取GPRS尤線傳輸方案，而最終的應(yīng)用層就是本文的排水管網(wǎng)信自、管理系統(tǒng)，將采集到的管網(wǎng)數(shù)據(jù)處理分析，為排水設(shè)施管理處等管理部門提供管網(wǎng)建設(shè)的決策依據(jù)。1.2.2GIS和下穿隧道積水模擬系統(tǒng)的接口設(shè)計設(shè)計的排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)為管網(wǎng)已有GIS平臺和下穿隧道積水模擬系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口，在系統(tǒng)的信息集成平臺中實現(xiàn)對下穿隧道積水模擬系統(tǒng)的接口，系統(tǒng)與管網(wǎng)GIS平臺的通信采用報警服務(wù)集成平臺和通訊服務(wù)器實現(xiàn)。下穿隧道積水模擬系統(tǒng)由下穿隧道3D仿真模型和SWMM暴雨洪水管理模型結(jié)合實現(xiàn)，該系統(tǒng)是以成都市羊市街下穿隧道為原型設(shè)計，可以根據(jù)羊市街雨量站監(jiān)測的雨量數(shù)據(jù)，結(jié)合SWMM模型計算得出下穿隧道積水情況。由于該系統(tǒng)己經(jīng)開發(fā)完成，所以本文設(shè)計的排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)需提供接口與之集成。本文的接口設(shè)計采用ApacheCamel+ActiveMQ實現(xiàn)。
2系統(tǒng)實現(xiàn)
2.1實時監(jiān)測系統(tǒng)的實時監(jiān)測菜單需具備管網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測和站點狀態(tài)監(jiān)測功能，以管網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測功能為例進行驗證說明，管網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測功能需顯示管網(wǎng)中各個站點在距離當(dāng)前時一刻4個小時以內(nèi)的最新的實時數(shù)據(jù)，如果站點在超過4個小時內(nèi)都沒有收到數(shù)據(jù)則不在此頁顯示，該功能是用來體現(xiàn)管網(wǎng)整體的最新工作狀態(tài)，同時還要求數(shù)據(jù)可以根據(jù)用戶設(shè)制的報警顏色級別區(qū)分顯示。點擊實時監(jiān)測，在彈出的下拉菜單中選擇管網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測，進入管網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測界面，可以看一出系統(tǒng)成功的實現(xiàn)了對管網(wǎng)狀態(tài)的監(jiān)測。2.2數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)查詢主要分為以下六個子模塊:逐條審核、批量審核。由于篇幅所限，驗證測試。實時數(shù)據(jù)、原始數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、選取實時數(shù)據(jù)、原始數(shù)據(jù)和逐條審核功能進行驗證測試。2.3接警管理接警管理功能中包括警情列表、警情處理和警情結(jié)果，三個子功能項目，該功能主要實現(xiàn)對異常情況的報警和接警功能，是為了方便排水設(shè)施管理處人員處理管網(wǎng)險情而做的設(shè)計。其中警情列表功能需實現(xiàn)查詢當(dāng)前時間內(nèi)的警報情況，同時還可以新增警報:警情處理功能可以使用戶查看當(dāng)前警情處理的狀態(tài);警情結(jié)果則應(yīng)查詢到最終警情處理的結(jié)果。2.4數(shù)據(jù)報表數(shù)據(jù)報表模塊主要分為以下幾個子模塊:日報表，周報表，月報表，季報表，年報表。以日報表功能為例進行功能驗證，日報表功能需分析當(dāng)前站點一天內(nèi)的數(shù)據(jù)。得出一天內(nèi)數(shù)據(jù)的最大值、最小值、均值，同時對數(shù)據(jù)和分析結(jié)果提供導(dǎo)出功能。2.5數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析模塊主要分為以下幾個子模塊:單站多參，多站單參，趨勢分析，環(huán)比分析，因子K線圖。以單站多參功能為例進行功能驗證。單站多參功能需顯示一個站點的若干因子在一個時間段內(nèi)的原始數(shù)據(jù)的曲線變動情況，通過該功能可以洋細分析、對比具體站點的各因子波動情況。2.6報警管理報警管理功能包括報警參數(shù)、羊市街仿真、羊市街模擬三個子菜單功項，這里選能取報警參數(shù)功能和羊市街模擬功能進行功能驗證說明。2.7系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理功能主要包括以下幾個子功能:菜單管理，角色管理，用戶管理，因子管理，站點管理，設(shè)備管理，站點因子配置。由于篇幅限制只對站點管理子功能進行驗證說明。站點管理功能的實現(xiàn)對站點信息的管理功能，還可以新建站點，更新站點信息，包括對站點因子，站點圖片進行編輯，處理，以及刪除站點功能。
作者：何智華 甘慶華 單位：中國四聯(lián)儀器儀表集團有限公司
2.環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中“圍”與“透”的應(yīng)用
2.1環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中“圍”與“透”的好處
（1）增強含蓄美
實際上現(xiàn)代空間設(shè)計中的“圍”與“透”還是傳統(tǒng)的繪畫設(shè)計、園林設(shè)計與現(xiàn)代建筑設(shè)計的一種結(jié)合衍生體。在古代建筑設(shè)計與周圍環(huán)境布局中就講究一種含蓄美的表達，講究整個圖幅的收放自如，利用環(huán)境來創(chuàng)造環(huán)境，從而也就帶動了室內(nèi)設(shè)計的發(fā)展，逐漸讓建筑與環(huán)境相容的表達方式出席那在了室內(nèi)的設(shè)計中，同樣利用空間的組合來讓室內(nèi)設(shè)計能夠有更強的藝術(shù)表現(xiàn)力。創(chuàng)造出的“圍”與“透”相容的環(huán)境實際上也就有了一種“曲徑通幽”的含蓄之美，同時再利用各種襯托手法，各種各樣的對比手法來增強這樣一種設(shè)計的東方美。
（2）虛實結(jié)合
“圍”與“透”的應(yīng)用也是來增強室內(nèi)設(shè)計的一種虛實結(jié)合之美，通過空間設(shè)計的虛實結(jié)合來體現(xiàn)環(huán)境的變化，在設(shè)計中增加一些“透”創(chuàng)造出一種虛空間的感覺，從而放大整個空間給人的感受，增大空間的實際大小；同時在過大空間中巧妙地利用“圍”來對空間進行有效的分隔從而又把空間獨立開。巧妙地在環(huán)境設(shè)計中應(yīng)用“圍”與“透”就能夠提高空間的虛實效果，讓空間富于靈動。
2.2環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中“圍”與“透”的表現(xiàn)
（1）空間的對比
“圍”與“透”應(yīng)用過程中常常會利用到不同空間之間的對比，對比是多種多樣的，可以是空間的大小對比，也可以是空間的排列對比，也可以是空間的色調(diào)對比，高矮的對比等等，通過對比就能夠自然體現(xiàn)出空間的變化與通透。
（2）空間的過渡
當(dāng)然“圍”與“透”的設(shè)計中最重要的還是空間的過度，不同空間之間的過渡就是透的重要表現(xiàn)形式，利用不同的過渡手法和材料來創(chuàng)造一個“過渡空間”，有利于空間之間的組合，也有利于空間的對比。
（3）運用分隔
“圍”與“透”設(shè)計中，空間的分隔就是創(chuàng)造“圍”的效果的，只有利用空間的分隔才能夠讓空間布局更加的實用合理，也能夠有更強的美感。運用分隔更加重要的作用就是讓空間之間出現(xiàn)一定的獨立性，就像建筑與周圍環(huán)境，必須要有相應(yīng)的分隔以區(qū)分室內(nèi)與室外等。
（4）虛空間的加入
在“圍”與“透”中“虛空間”的應(yīng)用也是必不可少，往往會通過玻璃透光，增強亮度，甚至是利用鏡面等方式來擴大室內(nèi)的實際空間大小，可以自如的通過這樣一些方式來增加環(huán)境的大，也可以讓空間有一定的縮小效果，從而讓空間與環(huán)境之間出現(xiàn)一定的分隔，增強室內(nèi)感等。
（二）環(huán)境藝術(shù)空間的特征
1.環(huán)境藝術(shù)空間的真實性在美術(shù)藝術(shù)手法的多重表現(xiàn)之中，工藝美術(shù)、繪畫以及雕塑都是造型藝術(shù)中較常見的審美形象，在表現(xiàn)形式之中是以實體的形式存在的，這些藝術(shù)表現(xiàn)形式在創(chuàng)作的過程中最主要的就是要體現(xiàn)出作品中的逼真性和感染力，努力的展現(xiàn)出空間感，但是在真正的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，所具有的空間感是真實的，而不是通過不同的藝術(shù)手法展現(xiàn)出真實的空間感，也只有環(huán)境藝術(shù)才可以突出表現(xiàn)出空間性審美特征，倘若僅以平面的照片或者是圖畫是不可能使得環(huán)境藝術(shù)展現(xiàn)出生機勃勃的精致以及整體空間氣勢與空間意境，這些都不符合三維空間中對于藝術(shù)的追求，所以環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的空間感的真實性是提升環(huán)境空間感重要性的一點。
2.環(huán)境藝術(shù)空間的固定性環(huán)境藝術(shù)的設(shè)計創(chuàng)作必需在真實的地質(zhì)之上，一旦環(huán)境藝術(shù)的設(shè)計被敲定，環(huán)境藝術(shù)的裝飾品被制作成功之后，就是不能隨意的在空間范圍內(nèi)移動，受到空間范圍內(nèi)的因素制約比較多，因此在進行環(huán)境藝術(shù)的設(shè)計時，為了保證環(huán)境藝術(shù)設(shè)計在完成之后具有較強的審美性，就一定要使得環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中的涉及到的街道、建筑、公園甚至是一座廣場，都受到特定的空間的制約，因此要與周圍的環(huán)境保持著各種的聯(lián)系，在環(huán)境藝術(shù)的設(shè)計中保持環(huán)境藝術(shù)空間審美的固定性特征。只有妥善處理好設(shè)計作品與周圍大環(huán)境之間的關(guān)系，才可以成功的創(chuàng)造出環(huán)境的藝術(shù)設(shè)計的意境，達到預(yù)想的效果。
二、在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計教學(xué)中空間意識的鍛煉學(xué)習(xí)方法
（一）學(xué)會在多媒體技術(shù)的應(yīng)用中創(chuàng)造出空間的情景由于環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，設(shè)計者一定要掌握環(huán)境的空間意識，所以空間意識的培養(yǎng)就成為了環(huán)境藝術(shù)教學(xué)中的重點。為了使得學(xué)生充分的認識到空間意識的重要性，環(huán)境藝術(shù)界內(nèi)的專家認為首先要為學(xué)生創(chuàng)造一個空間意境，使得環(huán)境藝術(shù)的學(xué)習(xí)者可以通過聞、摸、嘗、聽以及看等感官感受中增強對于空間的感知。在現(xiàn)代技術(shù)中，多媒體技術(shù)在教學(xué)中的使用是最常見的，在環(huán)境藝術(shù)教學(xué)中對于創(chuàng)造空間意境也是相當(dāng)容易的，使用多媒體技術(shù)進行情境創(chuàng)設(shè)，設(shè)計環(huán)境空間情景，在這一過程中學(xué)生一定要學(xué)會通過感官的感受體驗環(huán)境的空間意識。
（二）加強實踐教學(xué)，增強學(xué)生的空間體驗在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，教師教育學(xué)生產(chǎn)生初步的空間感并不是一件十分困難的事情，但是如何使得學(xué)生合理的利用空間感進行環(huán)境設(shè)計，使得環(huán)境展現(xiàn)出更高的藝術(shù)性則是一件十分困難的事情，因此，為了使得學(xué)生更好的掌握空間意識，更合理的在環(huán)境設(shè)計內(nèi)展現(xiàn)出空間感，所以一定教師應(yīng)當(dāng)在課堂上通過多媒體圖片或者是視頻調(diào)動學(xué)生們的積極性，在這一過程中，學(xué)生們應(yīng)當(dāng)積極地參與到空間環(huán)境內(nèi)的體驗中，這是學(xué)生可以加強對各種各樣環(huán)境空間實體的了解，對一些空間造型和特征有一個基本的感知和概念，其次，當(dāng)教師在課堂教學(xué)中開展實踐性的教學(xué)的時候，學(xué)生應(yīng)當(dāng)積極的參與到環(huán)境藝術(shù)空間觀察、體驗之中，例如教師帶領(lǐng)學(xué)生參觀一些著名建筑的設(shè)計，進行參觀，布置一些環(huán)境藝術(shù)設(shè)計類的作業(yè)，學(xué)生可以充分的利用自己的想象力進行設(shè)計，讓教師對于學(xué)生的作品進行內(nèi)容點評，在教師的教導(dǎo)之下學(xué)生可以充分的認識到自己環(huán)境藝術(shù)設(shè)計作品的不足，學(xué)生在教師的點評的過程中逐漸的樹立正確的、合理的、科學(xué)的空間意識，提升學(xué)生對于環(huán)境空間感的實踐教學(xué)，提升學(xué)生對于空間的體驗，促進學(xué)生形成正確的空間意識。
（三）加強學(xué)生的眼手心的協(xié)調(diào)性訓(xùn)練，提高學(xué)生對于空間的把握能力環(huán)境藝術(shù)的設(shè)計主要是設(shè)計者在完美的使用眼手心之間的關(guān)系而完成的作品，在設(shè)計的過程中，眼手心充分的發(fā)揮自己的作用：眼睛對于環(huán)境藝術(shù)創(chuàng)作具有整體的空間感知，對于空間結(jié)構(gòu)以及空間形式的把握具有初步的認識，手對于環(huán)境藝術(shù)的創(chuàng)作在于對于美術(shù)技巧的掌握，也就是接觸材料并進行體驗的制作技能，心則是對于環(huán)境藝術(shù)創(chuàng)作的一個整體的感知，將藝術(shù)創(chuàng)作能錄、個體思想以及個體的主觀意識用正確的方法展現(xiàn)出來，對于眼與手的技能進行加工。當(dāng)眼手心三者之間的關(guān)系得到最佳的協(xié)調(diào)之后，環(huán)境藝術(shù)的空間意識就被學(xué)生們以最完美的方式展現(xiàn)出來，學(xué)生在這一過程中增強了對于空間情感的把握。
其次，在數(shù)控銑加工中，選擇使用的夾具不僅要實現(xiàn)夾具坐標(biāo)方向與機床坐標(biāo)方向之間的相對固定性，同時還需要對于零件和機床坐標(biāo)系之間的準(zhǔn)確尺寸進行確定；在此基礎(chǔ)上，進行零件加工夾具的選擇使用可以結(jié)合加工零件的毛料狀態(tài)與數(shù)控銑床的安裝要求進行，既要保證零件的加工質(zhì)量，同時還要滿足加工制造的相應(yīng)需求；此外，如果進行生產(chǎn)加工的零件批量相對比較小時，盡量選擇組合夾具、可調(diào)夾具或者是其他通用夾具，以裝夾方便為原則。
再次，在進行上圖所示的薄壁零件加工中，由于加工零件的材料為鋁材，因此以白鋼刀和麻花鉆加工為主，并且加工制造中，上述薄壁零件需要進行正反兩面加工，其中先進性B面加工銑割，加工過程中為避免兩面加工的對刀誤差所導(dǎo)致的接刀痕跡，需要在零件B面加工過程中將盡可能多的外輪廓一次裝夾銑割完成，以保證進行另一面加工時有足夠的銑割加工和裝夾位置，從而保證薄壁零件的銑割加工精確度。
煤炭的持續(xù)開采會受到地質(zhì)條件的直接影響，過去國家投入眾多的設(shè)施，使用至今均已出現(xiàn)老化，并且維修量非常大。隨著礦井的不斷延深，礦壓極度強化，巷道的維修任務(wù)更是不斷的增加，礦井的供電以及通風(fēng)、提升與排水等都不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要。
1.2安全管理模式傳統(tǒng)
與西方發(fā)達產(chǎn)煤國家相比較，我國的煤礦使用技術(shù)研究起步很晚。并且人力、財力非常缺乏，某些重大的安全技術(shù)問題，比如沖擊地壓以及煤和瓦斯的突出、地?zé)嵋约巴凰葹?zāi)害不能進行有效的預(yù)測和控制。且受到以往傳統(tǒng)運營思想的直接作用與影響以及各個企業(yè)的經(jīng)濟實力的約束，我國的煤礦生產(chǎn)裝備和安全監(jiān)控設(shè)施相對落后。井巷的斷面設(shè)計以及支護強度的確定、支護材料的型號選擇較小。生產(chǎn)設(shè)施功率以及礦井的供風(fēng)量等富余參數(shù)非常低，極易出現(xiàn)事故。絕大多數(shù)的煤炭企業(yè)還是利用以往傳統(tǒng)的安全管理模式，各種報表計算仍是靠人工勞動并且精確度很低。信息傳送的時間較長，且速度較慢，管理者的工作重復(fù)性很大，資料查詢十分困難，并且工作效率很低。安全檢查以及等級鑒定等總是憑借主觀意念以及相關(guān)的經(jīng)驗。
1.3安全信息管理體制不健全
安全信息可以說是安全管理工作的重要依據(jù)，它主要包括事故和職業(yè)傷害的有效記錄與分析統(tǒng)計，職業(yè)的安全衛(wèi)生設(shè)施的相關(guān)研究與設(shè)計、生產(chǎn)以及檢驗技術(shù)，法律法規(guī)以及相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和其變化的動態(tài)，教育培訓(xùn)以及宣傳和社會活動，國內(nèi)的新型技術(shù)動態(tài)以及隱患評估與技術(shù)經(jīng)濟類分析和咨詢、決策的體系。信息體制的健全是安全體制工程以及計算機技術(shù)的有效結(jié)合，可促使安全工作轉(zhuǎn)型為定性和定量的超前預(yù)測，不過大多數(shù)礦井還是處于起步與摸索階段，并未呈現(xiàn)出健全的體制，真正的使用還有待進一步的發(fā)展。
2空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
數(shù)據(jù)挖掘研究行業(yè)的持續(xù)進展，開始由起初的關(guān)系數(shù)據(jù)以及事務(wù)數(shù)據(jù)挖掘，發(fā)展至對空間數(shù)據(jù)庫的不斷挖掘。空間的信息還在逐漸地呈現(xiàn)各類信息體制的主體與基礎(chǔ)。空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是一項非常關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，具有比普通關(guān)系數(shù)據(jù)庫和事務(wù)數(shù)據(jù)庫更豐富、復(fù)雜的相關(guān)語義信息，且蘊含了更豐富的知識。所以，雖說數(shù)據(jù)的挖掘最初是出現(xiàn)在關(guān)系數(shù)據(jù)挖掘以及事務(wù)的數(shù)據(jù)庫，不過因為空間數(shù)據(jù)庫中的發(fā)掘知識，這就很快引起了各個研究者的關(guān)注與重視。很多的數(shù)據(jù)挖掘類研究工作都是從關(guān)系型以及事務(wù)型數(shù)據(jù)庫拓展至空間數(shù)據(jù)庫的。在地學(xué)領(lǐng)域中，隨著衛(wèi)星以及遙感技術(shù)的不斷使用，逐漸豐富的空間以及非空間的數(shù)據(jù)采集與儲存在較大空間數(shù)據(jù)庫中，大量的地理數(shù)據(jù)已經(jīng)算是超過了人們的處理能力，并且傳統(tǒng)的地學(xué)分析很難在這些數(shù)據(jù)中萃取并發(fā)現(xiàn)地學(xué)知識，這也就給現(xiàn)階段的GIS帶來了很大的挑戰(zhàn)，急切的需要強化GIS相應(yīng)的分析功能，提升GIS處理地學(xué)實際狀況的能力。數(shù)據(jù)挖掘以及知識發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)生能滿足地球空間的數(shù)據(jù)處理要求，并推進了傳統(tǒng)地學(xué)空間分析的不斷發(fā)展。依據(jù)地學(xué)空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的特性，把數(shù)據(jù)挖掘的方式融進GIS技術(shù)中，呈現(xiàn)地學(xué)空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和知識發(fā)展的新地學(xué)數(shù)據(jù)分析理念與依據(jù)。
3煤礦安全管理水平的提升
3.1建設(shè)評價指標(biāo)體制庫
評價指標(biāo)體制庫是礦井的自然災(zāi)害危害存在的具體參數(shù)式的知識庫。模型的組建務(wù)必要根據(jù)礦井的瓦斯以及水害等自然災(zāi)害危害呈現(xiàn)的不同指標(biāo)體制和其臨界值構(gòu)建一定的指標(biāo)體制庫，危害的警報識別參數(shù)關(guān)鍵是采掘工程的平面圖動態(tài)開采面以及相應(yīng)的巷道。各種瓦斯的危害以及水害隱患和通風(fēng)隱患均呈現(xiàn)一定的評價指標(biāo)庫。
3.2構(gòu)建專業(yè)的分析模型庫
依據(jù)瓦斯以及水害等諸多不同的礦井自然災(zāi)害類別構(gòu)建相關(guān)的專業(yè)性模型庫，比如瓦斯的災(zāi)害預(yù)測，應(yīng)根據(jù)礦井的地質(zhì)條件以及煤層所賦存的狀況構(gòu)建瓦斯的地質(zhì)區(qū)分圖，再根據(jù)采掘工程的平面圖動態(tài)呈現(xiàn)的采掘信息以及相應(yīng)的瓦斯分區(qū)構(gòu)建關(guān)聯(lián)并實行相應(yīng)的比較分析，確定可以采集區(qū)域未來的可采區(qū)域是不是高瓦斯區(qū)域。
3．3構(gòu)建以GIS空間分析為基礎(chǔ)的方法庫
GIS空間分析可以說是礦井自然災(zāi)害的隱患高度識別的關(guān)鍵性方式，并且還是安全故障警報的主要路徑。比如斷層的防水層的有效劃分，關(guān)鍵是根據(jù)斷層的保安煤柱來實行可靠的確定。斷層的保安煤柱確定可以利用GIS緩沖區(qū)域的分析得到。空間的統(tǒng)計分析以及多源信息有效擬合和數(shù)據(jù)挖掘亦是瓦斯和水害等安全隱患監(jiān)測經(jīng)常使用GIS空間分析方式，如物探水文的異常區(qū)域確定以及瓦斯突出相應(yīng)的危險區(qū)域確定。
3．4決策支持體制與煤礦管理水平評價指標(biāo)
體制庫以及模型庫、方式庫與圖形庫均是礦井的自然災(zāi)害隱患識別和決策的最基礎(chǔ)。利用礦井的自然災(zāi)害隱患識別決策來支持體系具體的功能呈現(xiàn)礦井的自然災(zāi)害隱患識別以及決策分析，在根源處提高煤礦的安全管理水平。分類構(gòu)建礦井的自然災(zāi)害實時監(jiān)控體系，進行動態(tài)跟蹤相應(yīng)的災(zāi)害實時數(shù)據(jù)，并事實呈現(xiàn)礦井的自然災(zāi)害數(shù)據(jù)或是信息和自然災(zāi)害的指標(biāo)體系庫以及模型庫與知識庫、空間數(shù)據(jù)庫的合理化比較，并運用圖形庫的數(shù)據(jù)再通過GIS空間分析方式來確定安全隱患的，礦井自然災(zāi)害的隱患實時警報并進行決策分析，以提交空間數(shù)據(jù)的自然災(zāi)害隱患識別以及分析處理的決策性報告。
2.1實踐性教學(xué)方法的提出
《數(shù)控技術(shù)》是比較偏重實踐性的課程，特別是一些相關(guān)的程序、概念，比較抽象，學(xué)生不容易理解，聽起來比較枯燥，學(xué)生興趣不是很高。在教學(xué)中加強課程與專業(yè)的聯(lián)系、課程與實際應(yīng)用的聯(lián)系，開展實踐性教學(xué)改革是全面提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的有效方法和手段。筆者認為，運用現(xiàn)代教學(xué)理論，積極探索實踐性教學(xué)模式，切實提高應(yīng)用性學(xué)科教學(xué)質(zhì)量，是《數(shù)控技術(shù)》教學(xué)改革的一種有效嘗試。
2.2實踐性教學(xué)的指導(dǎo)思想
“教學(xué)活動必須建立在學(xué)生的認知發(fā)展水平和已有的知識經(jīng)驗基礎(chǔ)之上。教師應(yīng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，向?qū)W生提供充分從事學(xué)習(xí)、活動的機會，幫助他們在自主探索和合作交流的過程中真正理解和掌握基本的知識與技能和方法，獲得廣泛的活動經(jīng)驗?！边@是開展實踐性教學(xué)模式研究的指導(dǎo)思想。
2.3實踐性教學(xué)三法
授課過程中，除了講解、提問和答疑等常用的方法外，筆者結(jié)合《數(shù)控技術(shù)》課程本身的特點，探索并完善了以案例式教學(xué)法、探討式教學(xué)法和現(xiàn)場式教學(xué)法為代表的實踐性教學(xué)三法。
2.3.1案例式教學(xué)法
案例式教學(xué)法主要是通過列舉實例，提高學(xué)生臨場解決實際問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生對一些特殊情境進行思考的一種教學(xué)方法。
案例教學(xué)的目標(biāo)是讓學(xué)生像一個真正的老師那樣去思考問題、分析問題、解決問題，用綜合的觀點來審視教育現(xiàn)象，案例答案的不確定性增強了學(xué)生面對教學(xué)實踐中的不可預(yù)期性問題的應(yīng)對策略和能力。通過各種各樣的案例演示，學(xué)生不僅接觸到各種社會現(xiàn)象，而且這些針對性的演練對于學(xué)生畢業(yè)后走上社會，在經(jīng)濟的大舞臺上施展才華無疑具有很強的使用價值。
本文介紹在《數(shù)控技術(shù)》授課過程中，案例教學(xué)法的一個典型應(yīng)用。如圖1所示的切削零件，通過示例，介紹數(shù)控編程的基本方法。用螺紋切削復(fù)合循環(huán)G76指令編程，加工螺紋為M60×2，工件尺寸見圖，其中括弧內(nèi)尺寸根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)得到。
%2451
N1T0101（換一號刀，確定其坐標(biāo)系）
N2G00X100Z100（到程序起點或換刀點位置）
N3M03S400（主軸以400r/min正轉(zhuǎn)）
N4G00X90Z4（到簡單循環(huán)起點位置）
N5G80X61.125Z-30I-0.94F80（加工錐螺紋外表面）
N6G00X100Z100M05（到程序起點或換刀點位置）
N7T0202（換二號刀，確定其坐標(biāo)系）
N8M03S300（主軸以300r/min正轉(zhuǎn)）
N9G00X90Z4（到螺紋循環(huán)起點位置）
N10G76C2R-3E2A60X58.15Z-24I-0.94K1.299U0.1V0.1Q0.4F2
N11G00X100Z100（返回程序起點位置或換刀點位置）
N12M05（主軸停）
N13M30（主程序結(jié)束并復(fù)位）
2.3.2探討式教學(xué)法
探討式教學(xué)法的實質(zhì)，首先就在于它不僅是“教”或“學(xué)”的過程，而且是一種全體參與的過程。要充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，讓他們參與到你的整個教學(xué)中去，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，才能提高教學(xué)質(zhì)量。其次，教學(xué)的本質(zhì)是一種師生交往、交流、互動、對話的活動。在這樣的活動中，老師作為一種知識資源出現(xiàn)在學(xué)生面前，應(yīng)成為學(xué)生學(xué)習(xí)的合作者、促進者，而不是教材的代言人。所以教師應(yīng)該學(xué)會在適當(dāng)?shù)臅r候設(shè)計適當(dāng)?shù)膯栴}，從而有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，提高教學(xué)效果。
《數(shù)控技術(shù)》這門課知識點多，相輔相成，完成一個項目需要較嚴密的邏輯思維能力。在編程學(xué)習(xí)階段，可以把學(xué)生分為幾個學(xué)習(xí)小組，共同完成。實踐的結(jié)果表明，在互相討論又各有其責(zé)的學(xué)習(xí)氛圍中，對知識的提高與鞏固有很大的幫助，同時也培養(yǎng)了他們的團隊合作精神。
例如，在講授絕對坐標(biāo)編程和增量坐標(biāo)編程兩種編程方法之前，通過學(xué)生討論，預(yù)測出其不同的用法，在這個預(yù)測和探討的過程中，學(xué)生已經(jīng)對兩種編程方法的不同有了初步認識。此時講授起來，學(xué)生易于接受，學(xué)習(xí)的積極性也高。
方法一：用絕對坐標(biāo)編程
N001G92X0Y18LF
N002G90G02X18Y0R18
F100S300M03LF
N003G03X68Y0R25LF
N004G02X88Y20R-20M02LF
方法二：用增量坐標(biāo)編程
N001G91G02X18Y-18R18
F100S300M03LF
N002G03X50Y0R25LF
N003G02X20Y20R-20M02LF
2.3.3現(xiàn)場式教學(xué)法
因數(shù)控技術(shù)本身的特點，要求我們必須做到理論與實踐相結(jié)合，加大現(xiàn)場式教學(xué)力度，突出技術(shù)的應(yīng)用性，并要強調(diào)教學(xué)內(nèi)容的可操作性。
對于機床操作教學(xué)，應(yīng)盡可能地讓學(xué)生多摸、多動機床，尤其是手動(JOG、ING)工作方式，對于缺乏實際經(jīng)驗的學(xué)生來說，其效果是顯而易見的，而且便于控制手動的安全性。
數(shù)控編程是數(shù)控機床學(xué)習(xí)的重點，在了解數(shù)控手工編程指令的基礎(chǔ)上，可由教師指導(dǎo)學(xué)生裝夾工作，指明欲加工的內(nèi)容和將要使用的刀具，用單步運行的方式逐段運行程序，邊運靠邊講解，可收到事半功倍的效果。
3應(yīng)解決的幾個問題
3.1學(xué)生學(xué)習(xí)觀念的轉(zhuǎn)變
首先，學(xué)生應(yīng)轉(zhuǎn)變被動的學(xué)習(xí)觀念，樹立自主學(xué)習(xí)的理念，增強主體意識和自我建構(gòu)意識，主動參與教學(xué)、積極思考、大膽探究。其次，要加強合作意識和能力的培養(yǎng)，學(xué)生之間應(yīng)建立良好的學(xué)習(xí)合作關(guān)系，溝通交流，共同探究。
3.2教師綜合素質(zhì)的提高
教師本人要具備科學(xué)研究和創(chuàng)新的基本能力，而且教師必須站在知識的前沿，用自身的創(chuàng)新成果不斷豐富和補充教學(xué)內(nèi)容。教師還應(yīng)提高教學(xué)的專業(yè)化程度，組織好研究性課程。
3.3網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的建設(shè)
實踐性教學(xué)的形式與內(nèi)容是開放的，因此優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源是實施研究性教學(xué)的重要保障。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的建設(shè)應(yīng)保證內(nèi)容豐富、開放和動態(tài)，以提供研究性教學(xué)需要的資料和信息。教學(xué)網(wǎng)站中應(yīng)當(dāng)構(gòu)建一個開放、互動的教學(xué)平臺，并創(chuàng)建各種虛擬的研究環(huán)境，為學(xué)生參與和自主開展課題研究創(chuàng)造條件。
3.4數(shù)控仿真實踐教學(xué)
由于數(shù)控設(shè)備投資較大，并且操作過程具有較大的危險性，通過引入數(shù)控仿真教學(xué)，使學(xué)生在機房能夠模擬數(shù)控機床加工工件，并且基本上與實踐加工現(xiàn)場相似，這既能節(jié)約數(shù)控實踐教學(xué)的成本，又滿足了大量學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的需求。具體教學(xué)過程：運用CAXA、SolidEdge、MASTERCAM等三維軟件進行零件建模，并自動生成刀具軌跡和NC代碼(或者根據(jù)圖紙手工編程)后在南京宇航、VNUC仿真軟件上進行仿真加工，以驗證程序是否正確，同時又能熟悉機床操作面板各個按鍵的作用；此仿真實踐教學(xué)過程既體現(xiàn)先進制造技術(shù)內(nèi)涵，又充分培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計、分析和動手操作的能力。
4結(jié)束語
作者主要從事數(shù)控技術(shù)等課程的教學(xué)，并主持相關(guān)科研活動。多年來，通過實踐總結(jié)，摸索出實踐性教學(xué)模式在數(shù)控技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用。實踐性的教學(xué)模式，教師應(yīng)根據(jù)課堂教學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，提供必要的學(xué)習(xí)材料，讓課堂充滿研討、探究、思考的氣氛。在實踐活動中，讓學(xué)生享受把所學(xué)的知識運用到生活實際中去的體驗感受和樂趣。培養(yǎng)學(xué)生靈活運用、解決實際問題、大膽創(chuàng)新等綜合能力。2004年，作者獲新疆大學(xué)《數(shù)控技術(shù)》講課比賽一等獎，《數(shù)控技術(shù)》課被評為新疆大學(xué)精品課程，并于2006年申報自治區(qū)精品課程，這是實踐性教學(xué)模式在數(shù)控教學(xué)領(lǐng)域成功的一個例子。
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