前端设计论文范文

前端设计论文范文第1篇

关键词：数字音频广播；锁相环；频率合成器；系统级设计

中图分类号：TN74

1 数字音频广播（DAB）接收机

数字广播接收机的工作频段非常宽广，从长波（148.5kHz）到L波段（1492MHz）都有覆盖。如此宽的频率范围，对于其中的锁相环（PLL）设计是一项非常大的挑战。本文正是对L波段DAB接收机锁相环式频率合成器系统级设计的研究。

频率合成器作为射频前端一个极其重要的模块，它的性能可以直接影响整个射频前端的性能，进而影响到整个无线通信系统的性能。因为它本身就构成一个小系统，在设计之初，对其进行系统级设计是一个必不可少的阶段，即使环路中每个模块性能都优，但如果不能进行行为级仿真验证整个系统能否正常工作，设计出来的芯片也将很难正常工作。本设计进行锁相环环路仿真采用的是ADS的PLL Design Guide工具。该工具可以对频率合成器进行行为级仿真外，同时还可以辅助验证通过计算得出的理论设计指标是否合理。整套设计流程已经过验证，基于ADS平台进行的这套设计流程兼具合理性和易操作性[4]。

3 频率合成器的指标考虑

4 基于ADS软件进行的频率合成器系统级设计

如前边所述，基于ADS平台进行的这套设计流程兼具合理性和易操作性，可以辅助验证在上一小节中制定的部分设计指标是否合理。本文作者所进行的是L波段环路行为级仿真设计。依据表2中所述，L波段VCO输出频率范围（即锁相环环路工作范围）为2904～2984MHz，其参考时钟频率为228kHz，故其分频比为12737～13088。

5 总结与展望

本文提出了一种应用于ADS设计软件进行的锁相环式频率合成器的系统级设计方法。论文结合相关文献，总结出了一套可适用于锁相环式频率合成器的系统级设计方法，此种方法首先通过读相关协议以及做理论分析与计算获得频率合成器中各模块参数的理论值，然后将这些理论值代入ADS-PLL Design Guide软件，经过设置一些优化项目，软件迭代优化后可得到一组最适合的环路参数值。此种方法的优点在于可以将理论与仿真的优势结合起来，同时可避免单纯理论的建模不健全以及单纯仿真的盲目性，可以在节省时间的基础上准确完成锁相环的锁定设计。在所要求的L波段频率范围内（2904～2984MHz），该设计方法可以快速有效的实现频率合成器的锁定设计，仿真结果显示，对于整个所需频率范围内，采用优化后的二阶环路无源滤波器，环路均能锁定频率输出，锁定时间小于250μs。

同时，在锁相环式频率合成器行为级设计中，采用的ADS软件有其优势，即模型较为简单，仿真较为快捷，但由于其模型简单，导致其仿真结果可能会有些偏差，那就需要采用其他软件环境进行互补仿真，对仿真结果综合处理自然会使得结果更加准确，比如采用Verilog-A语言实现的系统级建模和基于Matlab软件的Simulink建模。所以在后续的设计工作中需要综合其他设计环境进行相关仿真验证，同时需要结合测试结果总结其误差规律。

参考文献：

[1]舒启辉.走近数字音频广播技术[J].广播与电视技术，2005（11）：17-19.

[2]周建政.DRM/DAB接收机射频前端芯片设计中的关键技术研究[D].[博士学位论文].南京，2009.

[3][日]远坂俊昭著，何希才译.锁相环（PLL）电路设计与应用[M].北京：科学出版社，2006.

[4]Jiahui Xuan，Zhigong Wang，Lu Tang，Jian Xu.A 3-GHz dual-modulus prescaler based on improved master-slave DFF.2010 IEEE 12th，ICCT'2010，p21-24，2010.

前端设计论文范文第2篇

【关键词】住宅小区；智能化通信网络；平台设计

中图分类号：F287文献标识码： A 文章编号：

一， 前言

改革开放以来，我国的互联网计算机技术取得了辉煌的发展成果，互联网覆盖范围不断扩大，计算机技术迅速普及，并运用到多个领域，网络通信日渐深入到居民的生活工作学习各个方面，通信网络成为了人们互相交流，互相学习的重要工具，也是人们获取各种资料信息的关键途径，智能化住宅小区通信网络是小区内综合信息服务、小区与外界广域网连接、小区智能物业管理的物理平台，构建小区通信网络平台，要考虑网络提供综合信息与资讯服务的能力，网络的先进性、扩展性、性价比以及开发商（用户）对投资费用的承受能力，综合考虑各方面因素，小区宽带通信网络平台采用以大网或有线电视HFC 网，也可采用两者结合的方式[1]。本文重点介绍以太网技术为基础的网络平台设计。

二．凭借以太网为基础构建住宅小区智能化通信网络平台设计概述和方案

1，以太网概述

在我国现阶段的网络系统中，以太网无疑是运用最为深入，最为普遍的的局域网络之一，由于这种网络被采用的范围很广泛，运用很普遍，社会各界的科研人员都在这类型的设备和技术研究上加重了投资力度，到目前为止，以太网已经可以通过基带输送，结合对绞线和各种新型的网络传输设备将10Mbps／lOOMbps／1000Mbps的数据完美的传输成功。到目前为止，以太网已经广泛运用到各种自动化和控制系统中来，而且日益渗入到社会的各个角落，和居民的生活已经逐渐融为一体。

相比其他几种计算机网络信息技术而言，以太网在不断的研究完善中，日益走向了成熟，与以前相比，以太网的兼容性更强大，性能也更加稳定，也正是因为这种网络系统已经趋向成熟，所以，在很多方面的成本比较低，显得更为廉价更加实惠，这也是以太网广泛运用的原因之一，在现阶段的经济水平下，从居民的平均收入水平出发，以太网从价格从性能上来讲，都具有着独特的优势，在很长一段时间中，将会成为小区住宅智能化网络通信平台设计的构建基层，构建主流之一。

2，将以太网作为基础的智能化平台设计方案

（一） 智能化平台设计的原则

智能住宅小区局域网一般涵盖若干标用户住宅楼、小区管理控制中心、小区公共会所、小区物业管理公司以及区内各类集团用户，并通过一定的方式与小区智能控制网连接[2]。同时，要采用先进的技术，进行科学合理的设计，使得任何一点的信息点都能够实现互相交换，要能够广泛的支持各种多媒体，要有着科学的管理，最后也是最为关键的，必须使得这个平台具有可升级性。

（二） 智能化平台的设计整体网络系统

整个网络包括广域网(Internet、各专业网)接人、小区网络系统及小区网络智能控制中心，小区网络系统采用星型拓扑结构．分为系统中心(小区管理控制中心)、区域中心、住宅楼栋和用户四级，根据小区的规模和用户楼栋的分布情况，为便于网络设计和管理，可将整个小区分成若干个区域，每个区域设一个区域中心，管辖若干个相近的楼栋[3]。

三，以以太网为基础的网络平台设计在小区中的设计操作

1.对整个住宅的综合布线设计

在以太网的网络平台设计中，做好布线系统工作室实现整个智能化住宅小区建设的最基本工作，通过采用各种先进的交换式集线器，采取好合理科学的布线是设计，将小区内部计算机用户连接一起，从而形成住宅小区的各种信息的网络平台通道，一般而言，智能化住宅的小区在实施布线设计时候，多半将整个小区分为三个方面，住宅单元子系统、楼层管理间和垂直干线子系统以及设备问子系统。各系统布线都采用5类以上对绞线．

2.住宅单元子系统

布线系统接线箱的出现使得只智能化小区的布线变得更加方便科学系统，通过在小区的每个单元住宅安装布线箱，使得布线箱成为用户和整个布线系统的中介。接线箱可安装各种系统接线模块，包括数据和语音通信模块、家庭安防系统模块、可视对讲系统模块等等，根据需要自由组合安装。[4]户内数据通信布线采用5类以上UTP(非屏蔽对绞线)，信息插座采用RJ45制式接口。如图1可分析得知。

3楼层管理阃和垂直干线子系统

垂直主干布线采用新型拓扑方法．由设备间主配线架敷设至各楼层管理问的干线电缆构成，系统采用五类以上4对UTP作为系统主干电缆。楼层管理问设置桥式模块板通过不同跳线实现水平线缆与垂直干线的连接。

4.设备间子系统

在以太网为基础的网络平台设计中，一般都在设备间子系统中安装上质量较好的交换式集线器和必将科学合理的布置主配线架，使得各种用途的主干网络线缆都通过主配线架接通，并输出，然后再连接跳线，最后和交换式集线器实现连接。

四，凭借HFC为基础的智能化网络平台设计简述

1. HFC技术概述

伴随着我国经济的飞速发展和科学技术的不断突破，有线电视网在我国的覆盖率越来越广泛，但随着人们生活水平的提高，对各种网络信息的要求更高，使得有线电视网开始实现朝着双向HFC综合信息网络的转变，不仅仅可以传输居民日常娱乐所采用的广播电视信息网络，而且可以用超高速将居民小区中所需要的各种数据，比如图像，视频，语音等各种信息，同时，在HFC网络中，通过使用双向的混合光纤电缆将各种信号快速传输到各个住宅小区，并实施科学严密的住户分布，使得宽带网络更加的迅速，同时网络信息也会变得更加稳定，因此，在新时期下，住宅小区智能化网络平台设计中，其也成为了一种比较广泛采用的设计方式，受到众多住宅小区智能化网络平台设计者的欢迎，随着信息化，网络化的普及，必将发展成为主流趋势之一。

2.HFC基于用户端和前端的平台设计

（一）HFC 前端

HFC 前端主要包括路由交换机、CMTS。前端路由交换机通过光纤与千兆IP 城域网连接，CMTS 用于连接双向HFC 网和宽带数据网，为用户端的CM 提供控制、管理和数据传输功能，它提供动态带宽管理、高速信息流量集中、数据网络资源的接入控制并保证数据服务质量。每个CMTS 可支持和管理2000 个CM。

（二）用户端

HFC 网用户端核心设备是电缆调制解调器（CM），用于完成HFC 网与用户PC 之间的数据格式转换，使用户PC 通过HFC 网络与前端设备进行全双工的数字通信。

五．结束语

加强对以太网和HFC网络技术的研究，不断实现理论的创新和技术的突破，加大对住宅小区智能化平台的建设力度，让现代计算机网络更加广泛的服务于人民的生活学习，实现整个居民小区智能化的监控和管理，从而推进整个住宅小区的信息化和智能化的进程，为我国的现代化，信息化发展，做出贡献。

参考文献：

[1]王喆 住宅小区智能化通信网络平台设计 [期刊论文] 《科技信息》 -2008年30期

[2]王光辉 浅谈智能化住宅小区通信网络平台设计 [期刊论文] 《大科技•科技天地》 -2010年5期

[3]季伟 智能化住宅小区通信网络平台设计 [期刊论文] 《中国科技博览》 -2010年3期

[4]焦方立 智能化住宅小区通信网络设计 [期刊论文] 《现代电子技术》 ISTIC -2003年15期

[5]汤涛 基于以太网技术的智能化住宅小区通信网络平台的设计与实现 [期刊论文] 《电脑知识与技术（数字社区&智能家居）》 -2006年10期

[6]雒宏礼 基于宽带无源光网络的数字化社区建设[会议论文]-2006

[7]刘春年.熊国经. 智能社区网络系统的构建研究[期刊论文]-科技情报开发与经济2007,17(1)

前端设计论文范文第3篇

关键词：六端口；功分器；耦合器；接收机

六端口技术最初应用于微波和毫米波测量以及网络分析仪。1972年，美国国家标准局Hoer等人提出六端口电路的概念并将它用于微波网络分析。他们利用定向耦合器和功率分配器等具有特殊性能的微波分支元件组成六端口电路，并将信号源和负载接入6个端口中的2个端口，结果发现通过测量4个输出端口上的电压幅度或功率，便可得到输入信号的幅度和相位信息。这种电路结构简单，造价低，同时还具有多功能、宽频段、高精度、高速度和自动测量的优点。Engen从对称性角度出发，给出了六端口系统最佳条件经验准则，即要使六端口系统能准确地测量复反射系数，最好使3个用来确定反射系数的圆的圆心120°对称地分布在反射系数平面上，且其矢径在1~2之间。但由于定向耦合器很难实现宽带的60°相移，所以六端口结构无法完全符合最佳条件经验准则，但是只要近似符合经验准则仍可以得到很高的测量精度。因此，可以在最佳条件经验准则的指导下，运用定向耦合器、功率分配器等微波元器件组成不同的六端口结构，而其中最常见的形式就是由1个功率分配器和3个定向耦合器所构成Engen的准理想六端口电路。

1设计目的

六端口测量技术是根据矢量分析原理，采用幅度测量代替相位测量来测量复反射系数的幅度和相位。利用六端口测量技术可以精确测量反射系数的相位这一特点，将其应用于接收机，认为接收信号是发射信号的反射波，测量接收信号与发射信号的相位关系，进而得到接收信号所包含的回波或通信信息。

本课题来源于某横向合作项目，主要任务是完成某测相接收机的射频前端的整体设计。该微波前端既有一般直接变频接收机的优点又改善了它的弱势。第一，它的电路结构非常简洁，不存在镜频干扰，也就避免使用昂贵的高性能的滤波器和镜频抑制混频器。第二，六端口的隔离度很好，有效抑制了直接变频时的本振泄露。第三，检波输出的基带信号要通过差分运放电路处理，这有效的降低了由自混频引起的直流偏置的干扰。

2 设计思路

文中设计了由一个mini公司的GP2X+型功分器和三个mini公司的QCS-722+型耦合器构成的六端口电路，采用平方率检波器作检波电路。原理如图1所示。

易知，这种六端口结的理想S参数为

[S]=0 0 0 0 -j +j 0 0 0 0 +1 +j 0 0 0 0 +1 +j 0 0 0 0 -j -1-j +1 +1 -j 0 0+j +j +1 -1 0 0(1)

可知

bi=a1・s1i+a2・s2i，i=3，4，5，6(2)

而理想平方率检波器的输出与输入信号成正比关系

Vi=K・|bi|2，i=3，4，5，6(3)

其中K为常数，设f1=f2，φ仅为两输入信号相位差，所以

于是，图1所示的四个检波器输出具有如下关系

V5-V6=α・K・α2・cosφV4-V3=α・K・α2・sinφ(8)

这样，高频信号就转换为基带信号，又通过ADC被数字化后，再送到DSP信号处理单元。通过一些数字计算处理，就可以计算出两路信号的相位差φ。

3 相关电路

文中设计了一个功分器和三个耦合器构成六端口，采用平方率检波器作检波电路。出于六端口电路的对称性和测试结果的准确性考虑，由于左右输入端微带线形状不同，借助于HFSS软件仿真，求当电气长度一样时，两输入端微带线物理长度分别应为多少。选用Rogers RO4003板材作为基板，其相对介电常数为3.55，厚度为0.508mm。如图2所示。

文中功分器选用mini公司的GP2X+型号芯片，带宽宽(2.8-7.2GHz)、体积小、幅度不平衡性优异(0.1dB)、相位不平衡性好(3°)。耦合器选用也是mini公司的QCS-722+型号芯片，频率范围4-7.2GHz，高功率，低不平衡性(0.2dB和2°)，在体积和带宽方面都居于行业领先。

4实物图

经过加工后我们得到了实物，各端口采用SMA接头连接，在匹配端接入匹配负载，使用矢量网络分析仪进行测试。实物图如图3、图4所示。

5结束语

端口5和3、端口6和4之间的相位差在一定频率范围内可以被认为是一常数，那么六端口对信号相位的影响可以通过数字校准来补偿掉，这是对于提高精度是关键的一点，也是六端口技术的重要优势。根据式(8)可以判断出六端口本身对两路输入信号相位差的影响很小。因此证明可以采用这种六端口结进行信号相位差的测量。?笮

参考文献

[1] 杨健，刘发林.六端口技术在雷达中的应用[J].雷达科学与技术，2005，3(2):71-76.

[2] 吴乔．Ka波段六端口直接变频接收机前端及宽频带MMIC功放的设计：[硕士学位论文]. 成都：电子科技大学，2008.

[3] 王建辉．雷达频综模块和中频接收模块的设计与实现：[硕士学位论文]. 成都：电子科技大学，2008 .

[4] 仝仲彬．基于六端口技术的直接变频接收前端：[硕士学位论文]. 成都：电子科技大学，2008.

[5] 吴乔，杨涛，杨自强，等．Ka频段六端口直接变频接收机．2007年全国微波毫米波会议论文集．2007年10月，1414-1417.

作者简介

前端设计论文范文第4篇

关键词：机械加工工艺；GE公司；钴基高温合金；难切削

中图分类号：TQ320.67+1 文献标识码：A

该零件外形均由曲面构成，壁厚为3.175mm，外圆型面上有八个大岛屿与一个小岛屿，在前端面有144处孔，径向孔有20处。在零件后端面有160处孔，径向孔有21处，并有21处花边。针对零件在加工中受到零件材料难加工，及零件型面复杂的制约，我们进行了大量的研制工作。本篇论文论述了高压涡轮机匣加工研制的整个过程。

本论文内容主要包含以下两个部分：

a.概述部分：介绍GE公司大型钴基高温合金机匣的结构特点和加工工艺难点；

b.工艺路线及机械加工：针对零件结构特点和加工难点论述零件加工工艺和机械加工过程。

1 零件及加工概述

1.1 零件结构

高压涡轮机匣为钴基高温合金环形静止零件，轮廓以曲面为主，最大外径尺寸φ1137mm，高116.497mm，型面壁厚3.619mm，型面上有八个大岛屿及一个小岛屿；零件分前后端面，前端面有114个通孔，径向孔有20处。在零件后端面有160处孔，径向孔有21处，并有21处花边。零件整体如图1

1.2 零件材料及特点

1.2.1钴基高温合金

高压涡轮机匣材质为RENE41，毛料为钴基高温合金模锻件，含有金属主要成分有镍、铬、钨和少量的钼、铌、钽、钛等合金元素。钴基高温合金具有较高的强度、良好的抗热疲劳、抗热腐蚀、和耐磨腐蚀性能。用于制作航空喷气发动机、工业燃气轮机、舰船燃气轮机的涡轮增压器。正是由于这种性能，该材料用于高压涡轮机匣。

1.2.2 加工特点

钴基高温合金材料由于成分的原因，材质硬难于切削，在加工时受切削力影响变形不大。零件的结构特点对工艺路线、刀具及加工的方法有所要求，在新件的研制阶段需要合理安排工艺路线及安排合理的加工方法。

1.3 工艺难点

该零件从设计图纸进行工艺分析，从工艺路线、加工、刀具三个方面对加工难点进行论述。

1.3.1 机械加工

零件的材料硬度大，型面复杂：

切削零件材料时，零件材料硬度大，型面加工长。在进行半精车时进行深槽加工，普通刀具难于加工该处。

铣加工表面：在进行粗铣削加工时，零件型面余量大，最大处达到19mm余量，加工时需用大量刀具。

2 加工工艺研究

2.1 工艺路线

通过以上的分析制定工艺路线，编制工艺规程，由于零件整体结构比较复杂，加工路线已先车加工零件外形，后进行粗铣加工去余量，然后进行热处理工序。再进行精铣加工零件的型面，后焊接，再进行零件的精车加工，后对零件进行铣花边及钻孔，最后对零件内部进行喷涂。

2.1.1 工艺路线制定

工艺路线：№0毛料—№5车后端面基准—№10粗车前端及型面—№15粗车后端及型面—№20粗铣外型面—№25去应力热处理—№30修后端面基准—№35半精车前端及型面—№40半精车后端及型面—№50精铣外型面—№55去毛刺—№60焊接连接座—№70修基准—№75精车前端—№80精车后端—№85钻前端面孔、径向孔并铣端面槽—№90钻后端面孔、径向孔并铣端面槽—№100攻螺纹—№105标印—№110清洗—J115中间检验—120荧光检查—125清洗—130集件—135装配—140清洗—145喷涂—150车涂层—155修喷涂表面—J160最终检验—165入库

2.1.2 工装和刀具选择

工装：主要根据GE公司提供的车床和铣床夹具结构图纸进行设计并制造，检测用约束测具为自主设计制造。

刀具的选择：钴基高温合金是一种难切削材料，刀具本身成分内含有钴成分，在加工中，刀具材料容易与零件材料产生亲和，刀具很容易磨损，故选用刀具时，应选用耐磨涂层，防止零件在加工时，刀具磨损，使得刀具有更高耐磨性，零件得到更好的表面质量且延长刀具寿长。

2.2 车加工

车加工共有9道工序：№5车后端面基准—№10粗车前端及型面—№15粗车后端及型面—№30修后端面基准—№35半精车前端及型面—№40半精车后端及型面—№70修基准—№75精车前端—№80精车后端

№5车后端面基准：本道工序车加工零件的内孔及外圆，用于下一道工序的找正及压紧；

№10粗车前端及型面：去除大部分余量为精加工单边留有3mm余量；

№15粗车后端及型面：去除大部分余量为精加工单边留有3mm余量；

№30修后端面基准：热处理后，进行修基准工序，为下道车加工做准备。

№35半精车前端及型面：在零件型面处加工到零件设计图尺寸，端面留有余量1mm余量。（在NO20工序应力释放后，型面加工到零件设计图尺寸）

№40半精车后端及型面：在零件型面处加工到零件设计图尺寸，端面留有余量1mm余量。（在NO20工序应力释放后，型面加工到零件设计图尺寸）

№70修基准：车零件的止口端面及外圆，用于零件的装夹找正。

№75精车前端：将零件端面尺寸加工到零件最终尺寸，并扎槽。

№80精车后端：将零件端面尺寸加工到零件最终尺寸，并扎槽。

2.3 铣加工

零件的精铣加工：

零件的精铣加工，在精铣加工时，注意合理的安排零件的加工路线，加工的先后顺序，加工时的走刀路线。具体精铣的加工路线如下：

第一步：加工零件型面，在加工零件型面时，采用切线进刀，在加工零件型面时，采用上下往复铣加工，保证零件的表面质量，零件的表面粗糙度，铣削零件的型面。

第二步：铣加工岛屿凸台表面，用Φ20刀具铣加工凸台表面，在零件表面方向进刀切削

第三步：加工岛屿大孔及岛子台阶。

第四步：清理大岛屿两侧，用Φ20R3进行清理岛屿两侧。

第五步：清理小岛屿，在小岛屿外层走两次，将零件铣型面的残余清除。

第六步：清理小岛屿下部，用R6球刀进行清根，清根时需注意刀具的磨损。

2.4 关键和难点

高压涡轮机匣加工的关键在于车加工的车槽及铣加工的工艺路线。

2.4.1 进行粗铣零件型面，注意走刀路线的刀路，在粗铣时，大量去除零件余量。

2.4.2 除零件余量后需要对零件进行热处理，将零件粗车及粗铣时的残余应力释放。

2.4.3 后进行车基准及半精车加工。在半精车时，先用R2.5球刀进行粗扎槽，在用R2球刀进行精车。在遇到特殊槽型时，选用非标刀片进行车加工零件的型面。

2.4.4 进行精铣加工时，注意零件的走刀路线，合理的安排刀路，加工出零件的型面。

3 加工工艺总结和推广

随着民用航空飞机的发展，类似钴基高温合金被越来越多的应用，钴基合金材料应用领域的越来越广泛，必将对制造业提出更高的要求，对特种合金加工工艺的研究也会更加深入。

此次对钴基高温合金类大型机匣件工艺方法的第一次探索尝试，发现了一些钴基高温合金的加工工艺方法，如合理安排零件工艺路线，选用合适刀具进行加工，安排合理的走刀路线；除此之外，也对刀具对零件加工中应用的重要性有所认识，这些方法和措施也会推广到其他GE公司的大型机匣合金类零件的研制中去，不断摸索创新。

参考文献

[1]金属切削手册[M].技术中心金属研究室.

[2]金属切削技术指南[M].山特维克可乐满.

[3]西门子编程教程[M].

[4]AMS4132美国航空材料标准[S].

前端设计论文范文第5篇

关键词：RS 485总线；数据采集；串行通信；大气数据

中图分类号：TP392文献标识码：B

文章编号：1004-373X(2008)07-120-02オ

Design and Implement of Atmosphere Data Former Transmission System Based on RS 485

YANG Shubin,LIU Mingzhong

(School of Electrical and Information Science & Engineering,Wuhan Institute of Technology,Wuhan,430073,China)

オ

Abstract：In order to acquire atmosphere data in industry and agriculture,data acquisition and communication system composed by former acquisition part,sub-stations and center station using RS 485 bus is designed.The former part acquires and processes the local atmosphere data and transmites data to sub-stations and center station through serial communication.Tests prove that the system can reliably acquire and communicate the atmosphere data and be applied in industry and agriculture production.

Keywords：RS 485 bus;data acquisition;serial communication;atmosphere data

在数据采集系统中，集散采集是最常用的数据采集方式。集散数据采集系统由主控计算机和一系列前端智能仪器(前端机)构成，他们通过一定的物理媒介连接在一起，并以一定的方式和控制中心连接进行通信，从而完成信息交换功能。目前，有RS 232,RS 422,RS 423和RS 485[1]接口总线标准可用于串行通信。其中RS 485串行总线具有很强的抗共模干扰的能力，允许一对双绞线上一个发送器驱动多个负载设备，适合远距离的数字通信，结构简单、组网容易。基于此，本文采用RS 485总线实现多点大气数据采集和控制，为工农业的生产提供必要的大气数据服务。

1 硬件设计

大气数据前端传输系统包括中心站、子站、前端机三大部分。前端机用于采集和控制大气数据，他们通过RS 485总线与各自子站连接，最多可有256个前端机，可完成256个不同地点的大气数据采集。子站与中心站之间有调制解调器通过PSTN公众电话网连接实现通信。系统结构如图1所示。

图1 系统框图

2 软件设计

总线网络可以认为是一个独立的系统，只需要应用层，因为应用层是OSI参考模型的最上层，直接面向用户，为用户访问提供手段和服务。基于此，本文的RS 485总线协议[2,3]方案就被简化成为三层的形式。具体如图2所示。按中心站和子站互相通信的要求，设计的帧格式如图3所示。具体使用时，制定了命令帧、复位帧和数据帧三种具体形式，他们类型字标志分别为00,10,01。按设计的图1系统完成数据采集与通信。

图2 RS 485总线协议设计模型

图3 帧格式

分别对下位机和上位机流程实现进行设计，具体流程如图4、图5所示。下位机等待地址呼叫，收到地址后检查是否本机地址，若是则发送应答帧并等待，同时在规定时间内检查收到命令帧，否则发送复位帧继续等待地址呼叫；若收到命令帧检查是否是复位帧，不是则看是否发送存储数据的命令，是就立即发送数据直到发送完毕。上位机对应下位机协调工作，协同完成数据的传输。

图4 下位机协议实现流程图

3 系统测试与结论

在WindowsXP环境下，使用Visual Basic 6.0[4,5]开发工具开发实现此系统，并进行测试如下。

3.1 接收端主界面

开发的接收端主界面如图6所示。

图5 上位机协议实现流程图

图6 接收端主界面

3.2 子站、RS 485总线、采集部分测试

在测试这个部分的时候采用的是每秒读一次数据，然后将数据保存在数据库中，每一小时调用数据库中的数据制作成数据图看一切是否正常。测试结果如表1所示。

3.3 总体测试

测试结果如表2所示。

お

表1 子站、RS 485总线、采集部分测试

表2 系统总体测试

基于RS 485总线设计结构，增强了分布式数据采集和通信系统的可靠性和可维护性，并可实现多点的实时数据采集与传输。通过测试可见，本文设计的大气数据前端传输系统能够稳定可靠地工作，满足工农业生产中大气数据采集与传输的要求。

参 考 文 献

［1］王常力，罗安.集散型控制系统选型与应用[M].北京:清华大学出版社,1992.

［2］高传善，钱松荣，毛迪林.数据通信和计算机网络[M].北京:高等教育出版社，2001.

［3］孙剑湘.测控系统串行接口与通信协议[J].长沙电力学院学报,1998,13(2):201-204.

［4］范逸之，陈立元.Visual Basic与RS 232串行通信控制[M].北京:清华大学出版社,2002.

［5］温渤婴，杨建华.Visual Basic在测控系统RS 485通信中的应用[J].测控技术,1997,16(2):145-147.

作者简介 杨述斌 男,1971年出生，副教授，硕士，湖北襄樊人。主要从事信号、图像处理与多媒体通信和自动化控制的教学与研究，在国内外学术刊物上公开20余篇。

前端设计论文范文第6篇

【Abstract】Through the establishment of 3 d model of front cover of heat exchanger，make heating and force analysis of front cover of the heat exchanger to determine the working condition of the front cover. Using the simulation module in SolidWorks software to analyze the three-dimensional model of the front cover casting， the stress distribution of the front cover can be obtained under various working conditions. Finally， the stress distribution nephogram of the casting is obtained， and the strength of the casting structure is evaluated.

【关键词】换热器；前端盖；铸件；SolidWorks；simulation；分析

【Keywords】 heat exchanging；front cover；casting；Solidworks；simulation；analysis

【中图分类号】TH123+.4 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0103-02

1 引言

换热器是全球多种行业广泛使用的一种通用设备。据有关统计，在现代化学工业中换热器的投资大约占设备总投资的30%，在炼油厂中占全部工艺设备的40%左右，海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的[1]。而在如今的换热器行业中，批量产品和系列化产品越来越多，为了更加迅速地反映市场，节约加工成本和加工时间，许多生产厂家用铸件代替焊接件，尤其是铸件端盖使用越来越多。而现有的过程设备强度计算软件SW6，只能计算标准形状零部件强度。论文的目的是对换热器的铸造前端盖进行工况分析，并对其进行各个工况强度校核，以便对铸件端盖结构进行优化。

2 三维模型建立

根据要求用solidworks软件对铸件前端盖进行三维建模，基于simulation分析模块使用要求，分析用三维模型的厚度不包括腐蚀裕量，由于全端盖只有内腔接触管侧介质，而管侧腐蚀裕量为1mm，因此将前端盖建模时，前端盖内径Di应在实际基础上加2mm，端盖内腔圆弧半径Ri在实际尺寸基础上加1mm，壁厚δn在实际尺寸基础上减1mm，因前端盖内部的分程筋两侧都与管侧介质接触，所有保持分程筋中心线位置不变，厚度方向上减2mm。

三维模型建好后，需对端盖法兰螺栓孔处进行处理（见图1），用“线分割”功能键分割出施加螺栓力区域，以便在分析过程中添加螺栓力（分割圆大小与弹簧垫圈外径一致）。最后得出处理好的前端盖铸件模型（见图2）。

网格划分，设定单元大小15，模型进行单元划分后，单元总数为460580个，节点总数为694546。划分完后进行单元检查，无畸形单元。

3 工况分析

由于换热器端盖既受管侧热应力作用，又受管侧压力作用，因此铸件前端盖应力分析分为以下三个工况进行：

①在最大工作温度下铸件端盖所受的热分析；

管侧最大工作温度t1=32.7℃，外界环境温度t2=20℃

②在设计压力下铸件端盖所受的静压力分析；

管侧设计压力P=0.7MPa

③在最大工作温度和设计压力共同作用下铸件端盖的应力分析。

管侧设计温度t1=32.7℃，外界环境温度t2=20℃， 管侧工作压力P=0.7MPa。

进出端盖所受载荷示意图如图3所示，是多个独立载荷的组合：作用于管侧内表面的管侧压力；作用于螺栓孔处的螺栓预紧力；作用于垫片接触面的垫片支反力；管侧流体温度作用的温度载荷。

图3中，P1为管程液压，P1=0.5MPa；T1为管程最大工作温度，T1=32.7℃；T2为外界环境温度，T2=20℃；F1为螺栓预紧力，F1=70593N；F2榈嫫支反力，此次分析将约束放在垫片接触面上，因此在此次分析中F2=0。

4 有限元分析

用solidworks Simulation 模块进行有限元分析前，需对端盖铸件材料进行编辑，此次分析的端盖材料为QT400―18R，其中许用应力的设置参照标准TSG R0004―2009《固定式压力容器安全技术监察规程》进行。

4.1 热分析

论文的热分析模型采用稳态的对流传热和热传导两种方式进行分析[2]。通过以上分析，加入温度载荷以后求得温度场分布如图4所示。

4.2 静应力分析

第一步，需先设定约束，因进出端盖与换热器其余部件接触面在垫片接触区域，因此选定垫片接触面作为约束面，根据进出端盖实际安装情况，约束进出端盖垫片接触面平移方向及圆周方向的运动；第二步，设定力的大小以及力的作用面、作用方向，在分析工况2时，只设定静压力，分析工况3时，在工况2的基础上添加算例1的热载荷。最后得出铸件进出端盖等值应力强度云图。

5 应力评定

观察铸件进出端盖等值应力强度云图可知，工况2中，进出端盖最大应力值等于13.7MPa，工况3中，进出端盖最大应力值等于15.6MPa，而QT400―18R在该工作条件下许用应力为50MPa，因此工况2、工况3最大应力值均小于进出端盖材料许用应力值，故可判定此结构安全。

6 结语

从以上对换热器铸件进出端盖的有限元分析可以看出来，铸件端盖是可以满足换热器正常工作所需的强度要求的。因此可以看出来，有限元分析可以对换热器中的非标件进行较为准确的强度校核，并且可以直观地观察到工件的最大应力值点――危险点。但是在有限元分析的过程中需注意以下几点：

①在建模过程中需考虑腐蚀裕量，系统不能自动对腐蚀裕量进行处理。

②对材料参数的输入一定要准确，并且注意参数的单位。整个分析是建立在材料物理性能的基础上进行的，材料的错误会导致整个分析结果的错误。

③不能忽略热载荷的作用，尤其是高温的工作环境。

【参考文献】

【1】支浩，汤慧萍，朱纪磊.换热器应用与发展前景[J].化工进展，2009，28（s1）：338-342.

前端设计论文范文第7篇

【关键词】Web技术嵌入式系统网络视频监控系统

一、引言

随着现代网络通信技术的飞速发展，越来越多的企业、集团呈现出跨地域式的发展，而在这样的背景下，利用网络实现远程监控，对于降低企业的生产成本，提高劳动生产率，进而提高生产安全是有利无弊；另一方面，随着生产规模的扩大，设备分布的越来越离散，而视频监控以其实时直观的优势迅速被广大用户所接受，结合物理通信技术，能够非常容易的实现基于网络的远程视频监控。但是过去的视频监控网络通常都是采用普通的双绞线或者同轴电缆实现远程传输和监控的，对于具有大流量数据的视频图像而言的视频负载，通常会容易造成网络的拥塞，而且基于这种模式组建的网络视频监控系统后期维护较为繁杂，对系统的更新也比较困难。为此，必须要想方设法实现新技术在远程网络视频监控系统中的应用。

本论文主要结合嵌入式系统的设计特点，详细探讨基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统的设计与应用，以期能够从中找到嵌入式网络视频监控系统的可靠设计与应用方案，并以此和广大同行分享。

二、嵌入式技术在网络远程视频监控中的应用分析

2.1嵌入式技术分析

嵌入式技术是一种以实际应用为中心，结合实际功能对软硬件进行裁剪，从而构建专用计算机系统的一种技术。嵌入式技术的发展为嵌入式网络视频监控系统的发展和应用提供了有利条件和基础平台。嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统以及其他应用软件等组成。与PC相比，嵌入式系统具有成本低、耗电少、实时性好、稳定性好以及易于升级扩展等优点，具有良好的应用前景。

随着硬件设备的升级，现在很多基于嵌入式的摄像头都作为前端视频监控设备，这样直接在摄像头内部进行图像视频数据的压缩，通过嵌入式视频服务器的转播，用户用普通的浏览器输入对应的嵌入式网络摄像头的IP地址，就可以实现对远程网络摄像头的视频监控，大大简化了整个系统的硬件构成，同时由于基于嵌入式技术构成的远程网络视频监控系统，用户也无需在PC机上开发专用的视频监控管理软件，只需要用普通的浏览器就能够实现远程视频监控，大幅降低了系统的开发成本。

2.2基于嵌入式技术的网络视频监控系统需求分析

（1）功能需求分析

基于嵌入式技术的网络视频监控系统，主要是实现远程网络视频监控，其具体功能需求主要体现在以下几个方面：

①基于嵌入式的网络摄像头负责前端现场的视频图像的采集，同时在摄像头内部进行视频图像的压缩，以远程网络支持的通信协议传输至网络视频服务器，由服务器向用户提供视频监控画面。

②客户通过浏览器与服务器进行交互，获取远程网络视频监控画面；客户也可以直接通过IP管理访问远程网络摄像头，直接获取远程视频监控画面。

③网络视频服务器负责对远程视频监控画面数据的管理，包括存储、调用和访问，同时通过对客户的权限设计与管理，确保不同权限等级的客户拥有不同权限的远程视频监控画面的管理；另一方面，网络视频服务器还必须要设计必要的安全管理程序，确保视频监控数据在网络中的传输安全。

（2）系统软硬件平台分析

①系统硬件平台

基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统的硬件平台主要由嵌入式系统构成，包括基于嵌入式技术的网络摄像头，网络视频服务器；其中基于嵌入式技术的网络摄像头，主要由嵌入式微处理器，存储器、通信接口等部分构成。嵌入式微处理器的核心部件是ARM内核，该内核能够支持多线程任务的并行开发，并且针对具体的功能对软件进行裁剪，大大简化了网络摄像头的硬件结构和硬件平台成本。

②系统软件平台

系统软件主要是在前端网络摄像头内部实现视频图像数据采集和压缩处理的软件平台，该平台采用嵌入式Linux系统为基础平台进行裁剪和开发。Linux内核能够轻易实现对设备的硬件驱动、I/O数据的读取与存储、进程的调度以及多任务协调等任务，因此，只要提供具体的功能，就能够利用Linux内核实现具体的功能开发。

三、基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统的实现

3.1系统架构

基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统，其整体结构采用了嵌入式+Web网络相结合的方式进行架构，因此整个系统的架构可以分为以下三个层次：

（1）前端嵌入式网络摄像头

作为整个视频监控系统的前端设备，该系统采用了基于嵌入式技术的网络摄像头，该摄像头具备独立的IP通信能力，同时由于内部具有嵌入式微处理器，因此该摄像头支持对视频图像监控功能的专业化裁剪，从而实现网络视频监控功能的一对一通信和管理。另一方面，通过对嵌入式网络摄像头内部程序的裁剪，能够实现对视频图像数据的采集、压缩、存储和传输等多任务的协调，大幅降低了对网络传输的负载压力，从而提升了系统整体的健壮性。

（2）网络传输层

为了实现网络视频监控的远程传输，网络传输层选用数据传输实时性较好的工业以太网作为网络传输介质，选用环形拓扑结构作为网络传输层的物理结构，这样能够有利于提高数据传输的可靠性。

（3）终端视频监控管理层

作为整个嵌入式网络视频监控系统的管理层，主要由网络视频服务器和显示终端两部分构成，网络视频服务器参与对视频监控画面数据的管理和远程调取等访问任务，而显示终端则主要用来完成对远程视频监控画面的访问。

3.2嵌入式视频监控程序的设计

嵌入式操作系统的主要特点之一，就是能够实现多任务的并行处理，尤其是本论文所选取的以Linux作为核心内核，适宜将可移植性很强的uC/OS-II操作系统内核移植到以Linux作为核心的操作系统中去，从而为多任务的并行处理的实现打下了良好的技术基础。

关于具体的利用Linux操作系统和uC/OS-II内核实现多任务的并行处理，可以从以下几个步骤入手实施：

（1）划分任务流程：所有的任务需要实现进行规划处理，将任务的流程规划好，并按照具体的流程执行相应的进程，从而将所有任务的并行处理转变为进程的并行处理；

（2）按优先级顺序处理：按照预先定义的中断优先级顺序处理各个任务进程，当不同的任务进程同时处理时，按照优先级顺序进行处理；当相同优先级的任务进程需要处理时，可以按照任务的范围度实现中断嵌套处理，从而保证了多任务的并行处理；

（3）任务在事件库中被执行：当任务被分解为进程之后，按照优先级的顺序被定时器响应就进入了事件库，在事件库中主要是针对任务的属性和需要完成的目标，对任务的进程进行封装，封装主要包括文件封装和接口封装，封装的目的是为了实现在同时并行处理多个任务的时候，不会因为进程的相似性而发生任务的错误执行的情况。

总之，在嵌入式系统中，多任务的并行处理需要借助于进程处理，并按照优先级的顺序进行处理，当然，也可以借助于Linux内核的事件调度，辅以合适的任务执行策略，即可实现预期的多任务并行处理的机制。

四、结语

基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统，相较于传统的网络远程视频监控系统，具有突出的优势，如适合更远距离的传输，简化了系统结构和开发成本等，因此在近几年，基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统得到了广泛的应用，因此基于Web技术的嵌入式网络视频监控系统已经成为网络远程监控系统的发展必然趋势。本论文结合嵌入式系统详细探讨了网络远程视频监控系统的开发与实现，对于网络远程视频监控技术的研究，无论是从理论研究方面，还是从实际应用方面，都具有较好的指导借鉴意义。当然，本论文所设计的嵌入式网络视频监控系统只是从嵌入式角度对系统进行了开发设计，针对Web技术尚有很多具体的技术问题有待解决，这有待于广大技术人员的共同努力，才能够最终实现基于Web技术的嵌入式网络视频监控技术的飞速发展和应用。

参考文献

[1]颜菲菲.基于Web的远程数字视频监控系统的设计与研究.济南：山东大学，2005

[2]孙辉，陆松年，杨树堂.基于Linux和S3C2410的嵌入式Web Server的研究与实现.计算机应用与软件，2007，（24）：39-40

[3]王田苗.嵌入式系统设计与实例开发.北京：清华大学出版社，2003

[4]陈峰，李滨滔，戈志华.基于S3C2410的嵌入式Linux系统构建.现代电子技术，2007，（24）：28-32

[5]郝卫东，李静.基Linux的嵌入式网络视频监控系统研究与设计.计算机系统应用，2008，（8）：87-88

[6]丁吉吉.基于B/S的智能视频监控的研究.西安：西安理工大学，2008

[7]李斌，王晓航，施冲.嵌入式通信管理装置的设计和实现.水电自动化与大坝监测，2004，（6）：89-90

前端设计论文范文第8篇

本书一共收集了16篇论文，分成三个部分。第一部分人体监测，包括5篇论文：1.将生物学与电子线路相连接：量化与性能度测；2.用于神经信号记录的全集成系统：技术前景及低噪声前端设计；3.用于神经肌肉模拟的无线神经记录微系统的超大规模集成电路；4.使用无线电频率技术的健康保健装置；5.用于可植入医学应用的低功率数字集成系统的设计考虑。第二部分生物传感器与电子线路，包括6篇论文：6.基于亲和力的生物传感器：随机建模和品质因素；7.基于标准CMOS及微电子机械系统（MEMS）工艺的制造实例；8.用于芯片实验室应用的CMOS电容性生物接口；9.用于定点护理及远程医学应用的无透镜成像细胞仪及诊断学；10.用于生物微流体学实时监测与控制的高级技术；11.使用电化学生物传感器的干细胞培养过程的监测。第三部分新兴技术，包括5篇论文：12.建立用于培养细胞与有机物的接口：从靠机械装置维持生命的甲壳虫到合成生物学；13.用于阵列式单细胞生物学的技术；14.微流体学系统中细菌鞭毛发动机的应用；15.应用基于CMOS技术的遗传因子注射和操纵；16.低成本诊断学：射频设计师的方法。

本书编辑是一位在无线通讯、医学成像、半导体器件和纳米电子方面知名的新兴技术国际专家，他管理着一个初创公司――Redlen技术公司的研发部门，他同时也是CMOS新兴技术公司的执行主任。他曾在国际性专业杂志及会议上发表过100多篇论文，在各种国际场合中被邀请作为演讲者，他拥有美国、加拿大、法国、德国和日本授予的18项国际专利。

本书可用作电气工程、微电子学、CMOS线路设计及生物医学器件专业研究生课程的补充材料。

胡光华，

退休高工

(原中国科学院物理学研究所)

Hu Guanghua, Senior Software Engineer

前端设计论文范文第9篇

关键词：网络通信；网络监控；服务监控

中图分类号：F626.5 文献标识码：A

1 概述

随着网络规模的不断扩大，网络上的流量不断升级，网络带宽不断拓宽，网络中的服务内容越来越多，而毕竟网络资源是有限的，有限的网络资源跟不上网络服务内容及数据流量的快速发展，在这样的背景下，就有必要对网络实施网络管理了。网络管理是一个新兴的网络服务内容，通过专用的设备，实现对网络带宽的分配，网络流量的整形，网络服务内容的审查等等，能够确保网络服务的质量。

本文主要针对网络主机及网络服务，设计研究网络服务监控的系统，以期能够实现对网络主机及服务的流量监控与管理，从而能够实现网络服务质量的提高，并以此和广大同行分享。

2 网络主机及服务监控系统总体设计

2.1 主机服务监控系统架构及原理

从统一管理的角度出发，主机及服务的监控与审计系统采用多极构架组成，其基本架构及工作原理描述如下：

第一层为计算机端，通过安装的主机监控与审计系统的端软件，根据网络主机及服务监控的需求和审计策略要求，对硬件设备的使用进行控制，对用户的操作行为进行数据采集，并将采集到的各类数据上传到服务器。在系统管理员授权的情况下可通过IE对数据进行查询。

第二层为各子系统的数据管理层，负责对各网络节点的数据端进行管理、数据收集及数据的统计、查询、分析。

第三层为服务器端管理层，可对下属网络的各节点与计算机端进行审计策略的设置与控制，对数据进行统计、查询、分析，从而实现整个网络主机及服务监控的功能需求。

2.2 系统结构构成分析

网络主机监控与服务监控审计系统是对计算机及网络的各种事件及行为实行信息采集、监测、控制和审计的应用系统。整个系统主要由客户端和服务器端组成，下面逐一分析。

2.2.1 客户端

客户端主要由BA、PA两部分组成：

BA（Base Agent）基本：指在计算机中驻留的基本模块，负责基本信息的采集及发送、存活状态信息的发送、其他的加载和卸载等功能实现的软件。

PA（Policy Agent）策略：指按照计算机实际情况制定的策略生成的模块，它通过基本进行加载和卸载，并和基本进行安全认证，保证端软件自身安全性。

2.2.2 服务器端

服务器端即CMC(Control and Manager Center)控制管理中心，是安装于中心控制台的软件，它收集各发送的采集信息，根据报警策略产生报警，并推荐响应控制建议，管理各个计算机（组）策略并生成策略，产生审计报表等。

3　网络主机及服务监控系统的关键技术实现分析

3.1 网络主机数据采集及监控功能的实现

3.1.1 前端信号采集处理部分

信号采集部分处于系统最前端，属于系统底层部分。由各种传感器构成，传感器直接对设备进行信号采集。传感器采用精密元器件设计，能够充分保证系统的稳定、正常的运行。

前端信号采集模块可分为：音视频采集模块，模拟变量采集模块、报警信号采集模块、数字量采集模块、信号转换模块等。能够实现对各种不同信号的采集和转换。

3.1.2 信号汇总和传输部分

采用相关的综合监控主机，作为机房监控系统的数据汇总和传输部分设备。目前的网络视频服务器采用服务器级配置，保证了系统的稳定性。设备本身提供视频连接接口，提供多串口传输，可以将前端采集设备采集到的模拟变量、数字变量、报警信号的开关量都转化为网络信号进行传输。

3.1.3 后台控制（监控中心）部分

在监控中心采用无人值守综合监控软件平台，可以实现一套软件控制前端所有设备。实现机房监控系统的音视频监控、温湿度实时监测，UPS工作状态实时监测，配电系统实时监测并且报警联动视频，漏水检测定位检测，空调运行状态监测，机房出入控制，门禁管理。机房防火、防盗报警能功能，报警时还可以联动短信发送。

以上所有的功能都可以在一套系统软件平台上实现，系统支持网络浏览功能。

3.2 网络服务控制功能的实现

为了保证网络上的计算机数据安全，以及相关网络服务的私密性，防止泄密事件的发生，要禁止用户在未经许可的情况下私自将文件拷出，禁止进入不安全的网络，防止被他人恶意攻击，窃取文件。因此必须要对网络服务进行审查和控制，在对网络服务文件进行审计的同时，要对文件的出口加以控制。为了保证数据的有效性，对系统的关键数据的修改权利也加以控制。

具体来说，控制功能包括两部分设备使用的控制和操作系统参数设置的控制。

3.2.1 设备包括本机已有设备和设备两部分，控制主要指对设备的可用性进行控制，分为启用和禁用两种状态，设备启用时用户可以对设备正常使用，禁用时用户将无法使用该设备，如果用户采用其他技术手段改变了CMC对设备的控制属性，端检测到后将依据CMC对设备的使用权重新进行设置，并产生报警信息，通知CMC。要进行控制的设备包括光驱、软驱、USB设备、USB存储设备、串、并口、打印机、拨号上网、无线网卡上网以及网络共享服务等。

3.2.2 操作系统部分功能使用的控制权

IP/MAC地址的更改：为了保证数据的有效性，同时有效防止非法内联事件的发生，在未经审批、管理员授权的情况下禁止修改IP/MAC地址。

通过网络的文件、打印和命名管道共享：为了保证计算机上的数据安全，防止他人的恶意窃取，严禁共享功能。

结语

随着网络信息化的高速推进，人类社会的行为与活动已经和网络系统紧密联系起来。网络信息系统将人类传统的工作、管理模式“映射”到网络环境中，极大地提高了研究、工作和管理效率。本论文以网络主机和服务为具体研究对象，详细深入探讨了网络服务监控系统的设计与实现，给出了具体的方案，对于提高网络监控系统的应用具有较好的理论指导和实践指导的双重意义。当然，本论文对于网络服务监控的探讨只是一次粗浅的尝试，更多的有关网络服务监控系统的设计与实现及其技术问题，还有赖于广大网络技术工作人员的共同努力，才能够最终实现网络服务监控的智能化和自动化应用的目的。

参考文献

[1]李隆艾.网络管理技术发展及应用[J].网络世界，2007，(05):55-57.

[2]卓月明.SNMP和CMIP集成管理技术的探讨[J].吉首大学学报(自然科学版)，2005，(01): 18-19.

[3]任明凤，李蕊.基于软交换的网络管理[J].通信世界网，2003，(9):31-35.

前端设计论文范文第10篇

【关键词】人脸识别 职能门禁 OpenCV

随着经济的发展，人口流动性日益增大，安全入口控制应用的需求快速增长，生物统计识别技术得到了广泛研究开发，智能门禁系统作为安全防护系统中重要的组成部分，受到了研发人员的重视。生物特征具有唯一、稳定和普遍等特性，应用较多的生物特征有人脸、指纹、虹膜和视网膜等。其中，人脸的采集与识别相对于其他生物特征来说，具有采集方便、直接、安全和快捷等特点，适合应用于智能自动控制的场所。

人脸作为人类最重要的表达器官，可以向我们提供重要的信息，如性别、种族、情绪、年龄和性格等等，因此人脸识别技术也就必然成为人机交互的重要手段。人脸识别技术是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。利用人脸生物特征对人体进行识别的技术，能够很好地应用在智能门禁系统中。文中基于人脸识别的智能门禁控制系统设计，主要包括门禁系统设计和人脸采集检测识别部分。

1 职能门禁系统总体设计

基于人脸识别的智能门禁控制系统由前端采集控制系统和后台人脸采集检测识别系统组成。前端采集控制系统实现前端的信息采集及人脸身份识别后的控制与语音报警处理；后台人脸采集检测识别系统实现人脸图像的采集、定位与识别，并通过串口发送控制信息给前端系统。系统框图如图所示。

热释电红外传感器检测大门口是否有人靠近；当有人靠近大门口时，光敏电阻检测是否需要开灯为人脸采集进行补光；通过串口发送信号给后台人脸采集检测识别系统，后台接收到信号后，驱动影像采集设备采集图像，经过预处理、检测、识别，判断人员的身份是否合法。对于无权限入内的人员，前端采集控制系统通过串口发送控制信号控制语音模块进行语音提示，对于合法的人员，前端采集控制系统发送信息控制继电器打开大门。

2 人脸采集检测识别系统算法

2.1 图像预处理

图像采集设备采集到的人脸图像，因图像的采集设备、光照条件、人脸姿态位置等因素存在差异，所以采集到的图像可能会有各式各样的噪声，获取的图像若不经过处理，将干扰人脸识别的效果。因此，为了准确稳定地获取人脸特征，必须对图像进行规范化处理，消除噪声，修正失真。

人脸图像预处理主要包括：几何规范化及灰度规范化。几何规范化是指通过把两眼瞳孔之间的距离作为系数比对整个图像进行平移、旋转、缩放，形成符合训练集的人脸图像标准。灰度规范化是改善图像质量，并将其灰度统一到给定的标准，一般包括灰度变换、直方图均衡化两个步骤。

2.2 人脸检测

AdaBoost是典型的集成机器学习方法。是针对同一个训练集训练不同的弱分类器，弱分类器识别率好于随机猜测的学习算法，所有迭代得到的弱分类器，并按照―定的权值叠加起来，得到一个强分类器。将多个强分类器连接起来，得到Adaboost级联分类器。通过一组样本的学习后，能够达到理想的识别率的学习算法。其算法本身是通过改变数据分布来实现的，它根据每次训练集之中每个样本的分类是否正确，以及上次的总体分类的准确率，来确定每个样本的权值。将修改过权值的新数据集送给下层分类器进行训练，最后将每次训练得到的分类器最后融合起来，作为最后的决策分类器。

2.3 人脸识别

主成分分析法（Principal Component Analysis PCA）是一种常用的基于变量协方差矩阵对信息进行处理、压缩和抽提的有效算法。PCA算法在降维和特征提取方面优势突出，在人脸识别领域得到了广泛的应用。

PCA算法的原理是利用K-L变换抽取人脸的主要成分，构成特征脸空间，识别时将测试图像投影到此空间，得到一组投影系数，通过与各个人脸图像比较进行识别。利用特征脸法进行人脸识别的过程由训练阶段和识别阶段两个阶段组成。

2.4 OpenCV的应用

OpenCV的设计目的是执行速度尽量快，主要关注实时应用。它构建了一个简单易用的计算机视觉框架，帮助开发人员更便捷地设计更复杂的计算机视觉相关应用程序。它采用了优化的C代码编写，能够充分利用多核处理器的优势。OpenCV提供了 MLL（Machine Learning Library）机器学习库。MLL机器学习库侧重于统计方面的模式识别。MLL除了用在视觉识别相关的任务中，还可以方便地应用于其他的机器学习场合。

OpenCV主体分为四个模块，OpenCV的CV模块包含基本的图像处理函数和高级的计算机视觉算法。ML是机器学习库，包含一些基于统计的分类和聚类工具。HighGUI包含图像和视频输入、输出函数，CXCore包含OpenCV的一些基本数据结构和相关函数。

3 人脸检测识别门禁系统的实现

人脸检测识别门禁系统包括主界面程序模块、New User模块、User模块、Records模块、Help模块、Exit模块组成，其中New User模块、Authenticate模块均用到了OpenCV库中的一些变量和函数接口。

进入 New User 程序子模块，即调用recognizeFromCam（）函数，首先通过运行loadTrainingData（）函数判断facedata.xml 数据库中有无人脸图像数据，如果facedata.xml数据库中已有人脸图像数据则从数据库中读取之前保存在数据库中的训练集的人的名字、人的个数、训练脸的个数、特征脸的个数、特征向量、特征脸、平均脸等数据；如果facedata.xml数据库中没有人脸图像数据，则说明系统是第一次开启，还未进行人脸检测和识别。ecords 模块后调用recordview函数，输出训练图像的个数、识别可信度、检测用时、摄像头分辨率等信息。

论文对基于OpenCV的人脸识别算法进行了分析，并基于ARM芯片完成了 ARM 的移植，成功应用于智能门禁系统中。系统前端以单片机为中心实现了信息采集及人脸身份识别后的控制与语音报警处理；通过摄像头采集人脸信息，借助几何规范和灰度规范实现人脸的规范化处理。通过Adaboost级联分类器实现人脸检测，采用改进的PCA算法进行人脸识别，用人脸作为身份识别控制门的开关；对不合法的来访者发出声音报警。经过测试证明，该具有人脸识别检测功能的门禁系统可以有效的减少非法闯入事件的发生，确保了智能家居的安全性。论文设计的基于 OpenCV 的智能门禁系统具有硬件配置简单，系统占用资源较少等优势，此系统在智能家居上的应用中具有良好的发展前景。

参考文献

[1]王红锐.智能门禁系统中人脸识别技术的研究[D].武汉：武汉理工大学，2013.

[2]张鹏.高档别墅区智能门禁管理系统设计[D].济南：山东大学，2012.

作者单位