智能论文范文
时间：2023-03-15 07:08:48
智能论文范文第1篇
智能天线综合了自适应天线和阵列天线的优点,以自适应信号处理算法为基础,并引入了人工智能的处理方法。智能天线不再是一个简单的单元,它已成为一个具有智能的系统。其具体定义为:智能天线以天线阵列为基础,在取得电磁信息之后,使用人工智能的方法进行处理,对电磁环境做出分析、判断,并自动调整本身的工作状态使之达到最佳。依据天线的智能化程度可将天线分成可变波束天线、动态相控阵列和自适应阵列3类。可变波束天线依据接收功率最大原则,在几个预设阵列波束中进行切换;动态相控阵列使用测向算法,能够连续追踪用户的方向而改变天线的波束,使接收功率达到最大;自适应阵列既对用户进行测向,又对各种干扰源进行测向,在形成波束时,不仅使接收功率最大,而且使噪声降到最低,从而使接收信噪比最高。
智能天线的发展可分成3个阶段:第1阶段是应用于上行链路,通过使用智能天线增加基站的接收增益,从而使接收机的灵敏度和接收距离大大增加;第2阶段是将智能天线技术同时应用于下行链路,在智能天线应用于下行链路后,能够控制波束的发射方向,从而有助于频率的复用,提高系统的容量;最后一个阶段是完全的空分多址,此时在一个蜂窝系统中,可以将同一个物理信道分配给不同的用户,例如,在TDMA中,可以将同一小区内同一时隙同一载波同时分配给两个用户。
2智能天线的组成和关键技术
智能天线主要分为天线阵列、接收通道及数据采集、信息处理3部分。在移动通信系统中,天线阵列通常采用直线阵列和平面阵列两种方式。在确定天线阵列的形式后,天线单元的选择就十分关键。天线单元不仅要达到本身的性能指标,还必须具有单元之间的互耦小、一致性好以及加工方便的特点。目前微带天线使用较多。
接收通道及数据采集部分主要完成信号的高频放大、变频和A/D转换,以形成数字信号。目前,受A/D器件抽样速率的限制,不能直接对高射频信号和微波信号进行采样,必须对信号进行下变频处理,降低采样速率。
信息处理部分是智能天线的核心部分,主要完成超分辨率阵列处理和数字波束形成两方面的功能。进行超分辨率阵列处理的目的是获得空间信号的参数,这些参数主要包括信号的数目、信号的来向、信号的调制方式及射频频率等,其中信号的来向对于实现空分多址和自适应抑制干扰有着重要作用。在众多的超分辨率测向算法中,MUSIC算法及其改进算法一直占据主导地位,它不受天线阵排阵方式的影响,只需经过一维搜索就能实现对信号来向的无偏估计,并且估计的方差接近CRLB。此外,使用ESPRIT算法来解决移动通信中的测向问题也得到了广泛的研究。数字波束形成主要通过调整加权系数来达到增强有用信号和抑制干扰的作用,它需要收敛速度快、精度高的算法支持。根据所需先验知识的不同,目前的波束形成算法主要有3类:以信号来向为先验知识,如LCMV算法;以参考信号为先验知识,包括LMS算法及其改进算法NLMS、RLS等;不需要任何先验知识,如CMA算法。由于移动通信环境复杂,各种算法也有各自的优缺点,因此系统中必须对多种算法取长补短,才能达到最佳效果。
3智能天线的特点和优势
(1)提高系统容量
在蜂窝系统中,用户的干扰主要来自其他用户,而智能天线将波束零点对准其他用户,从而减少了干扰的影响。由于系统提高了接收信噪比,因此减少了频谱资源的复用距离,从而获得了更大的系统容量。
(2)扩大小区覆盖距离和范围
使用智能天线可以提高用户和基站的功率接收效率,进一步扩大基站的通信距离,减少功率损失,从而延长电池的寿命,减小用户的终端。
(3)减少多径干扰影响
智能天线使用阵列天线,通过利用多个天线单元的接收信息和分集技术,可以将多径衰落和其他多径效应最小化。
(4)降低蜂窝系统的成本
智能天线利用多种技术优化了信号的接收,从而能够显著降低放大器成本和功率损耗,提高系统的可靠性,实现系统的低成本。
(5)提供新服务
智能天线在使用过程中必须对用户进行测向,以确定用户的位置,从而为用户提供基于位置信息的服务,如紧急呼叫等。目前,美国联邦通信委员会已准备实施用户定位服务。
(6)更好的安全性
使用智能天线后,窃听用户的通话将会更加困难,因为此时盗听者必须和用户处于相同的通信方向上。
(7)增强网络管理能力
利用智能天线可以实时检测电磁环境和用户情况,从而为实施更有效的网络管理提供条件。
(8)解决远近效应问题和越区切换问题
智能天线可自适应地调节天线增益,较好地解决了远近效应问题,为移动台的进一步简化提供了条件。在蜂窝系统中,越区切换是根据基站接收的移动台的功率电平来判断的。由于阴影效应和多径衰落的影响常常导致越区转接,增加了网络管理的负荷和用户呼损率。在相邻小区应用的智能天线技术,可以实时地测量和记录移动台的位置和速度,为越区切换提供更可靠的依据。
4智能天线的技术现状
在分析智能天线理论的同时,国内外一些大学、公司和研究所分别建立了实验平台,将智能天线应用于实践中,并取得了一些成果。
(1)美国
在智能天线技术方面,美国较其他国家更加成熟,已开始投入实际应用中。美国的ArrayComm公司发展了针对GSM标准和日本PHS标准的智能天线系统。该公司已将智能天线应用于基于PHS标准的无线本地环路中,并投入了商业运行。该方案采用可变阵元配置,有12阵元、8阵元环形自适应阵列可供不同的环境选用,现场实验表明,在PHS基站采用智能天线技术可使系统容量增加4倍。
(2)欧洲
欧洲通信委员会在RACE计划中实施了第一阶段的智能天线技术研究,称为TSUNAMI,由德国、英国、丹麦和西班牙共同合作完成。它采用DECT标准,射频频率为1.89GHz,天线由8个微带贴片组成。阵元距离可调、组阵方式可变,有直线型、圆环型和平面型3种形式。数字波束形成的硬件主要包括2片DBF1108芯片,它在软件上分别由MUSIC算法、NLMS、RLS完成测向和求得最佳的加权系数。在典型的市区环境下进行实验表明,该智能天线能有效跟踪的方向分辨率大约为15°,BER优于10-3。
(3)日本
ATR光电通信研究所研制了基于波束空间处理方式的多波束智能天线。天线阵元布局为间距半波长的16阵元平面方阵,射频工作频率为1.545GHz。阵元组件接收信号在A/D变换后,进行快速傅氏变换,形成正交波束后分别采用恒模算法或最大比值合并分集算法,数字信号处理部分由10片FPGA完成。ATR研究人员提出了智能天线的软件天线概念。
(4)其他国家
我国的信威公司也将智能天线应用于TDD方式的WLL系统中。该智能天线采用8阵元的环形自适应阵列,射频工作于1785~1805MHz,采用TDD工作方式,收发间隔为10ms,接收机灵敏度最大可提高9dB。此外,爱立信公司与德国运营商也将智能天线应用于GSM基站上,但该天线的智能化程度不高。韩国、加拿大等国也开展了智能天线方面的研究。
(5)用于卫星移动通信的智能天线
上文主要介绍了基于蜂窝系统的智能天线,另外还有一种用于L卫星移动通信的智能天线。该天线采用了由16个环形微带贴片天线组成的一个4×4的方形平面阵,它的射频频率为1.542GHz,左旋圆极化,中频频率为32kHz,A/D变换器的采样速率和分辨率分别为128kHz和8位。在数字信号处理部分,选用了10个FPGA芯片,其中8个用于16个天线支路的准相干检测和快速傅里叶变换,另外2片则起到波束选择、控制和接口的作用;自适应算法则选择了CMA。系统的外场测试表明,它能产生16个波束来覆盖整个上半空间,并且不需要借助于任何传感器,就能用最高增益的波束来自动捕获和跟踪卫星信号,从而在各种复杂的环境下均能提供比采用其他天线要高得多的通信质量。
5智能天线面临的挑战和发展方向
智能天线系统在改善性能的同时,也增加了收发机的复杂度。因为要对每个用户进行定位,并且波束形成的计算量很大,所以智能天线系统中有多个计算单元和控制单元。在实施SMDA时,资源管理也成为一个必须关注的问题。作为一种新的多址方式,在频谱分配和移动性管理上也提出了新的问题,将会对网络管理提出更多的需求。此外,目前智能天线的物理尺寸较大,不利于构建更小的基站。
智能天线形成下行波束较为困难,因为对下行链路的信道响应缺少短时先验知识,而无线信道的信道状况变化极快,使智能天线不能很好地跟踪用户信号的变化。接收和发送链路中器件的线性特性对系统的性能有显著影响。智能天线的各种定位算法和波束形成算法的运算量很大,对器件、时间和功率的要求比较高,因此研究高效的优化算法对提高系统的性能至关重要。
到目前为止,还没有一个完整的智能天线系统理论,而智能天线今后的研究必须同一些相关技术联系,如与多用户检测、多用户接收和功率控制等结合在一起。目前的智能天线多用于基站系统,今后还可以研究基于移动台的智能天线。在信号处理部分,目前多采用自适应信号处理算法,尚未将人工智能方法应用于其中,同时还可尝试将智能计算的一些方法,如人工神经网络、模糊技术和进化计算等用于智能天线系统中。
论文关键词：智能天线空分多址自适应天线阵列
智能论文范文第2篇
智能家居（SmartHome）是以家为平台，兼备建筑、自动化，智能化于一体的高效、舒适、安全、便利的家居环境。家居智能化技术起源于美国，最具代表性的是X-10技术，通过X-10通信协议，网络系统中的各个设备便可实现资源的共享。因其布线简单、功能灵活，扩展容易而被人们广泛接受和应用。至今，X-10技术产品的销售已超过两亿个，仅在美国一个国家，便有超过600万个家庭在使用。自动化的智能家居不再是一幢被动的建筑，相反，成了帮助主人尽量利用时间的工具，使家庭更为舒适、安全、高效和节能。
随着网络技术的发展，特别是无线网络的发展，网络化智能家居系统可提供遥控、家电（空调，热水器等）控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、电话远程控制、可编程定时控制及计算机控制等多种功能和手段，使生活更加舒适、便利和安全。
2.智能家居中的总线技术
要实现家居的智能化，就必须实现家居的网络化，使家居内的大部分电器设备能够通过一定的方式连入网络，从而实现这些设备的远程控制和自动控制。家居电器的上网实质是网络最后接入的1公里之内的问题，此类问题要求网络可靠性高、信心量少，多个设备之间的互操作性强。就智能家居而言，如何把结构和性能不一的电器设备接入网络，如何能够实现这些设备的相互通信是在构建智能家居时主要考虑的问题，所以说，智能家居的关键技术其实就是网关技术和总线技术。文章主要讨论的是其中的总线技术。
总线技术在智能家居行业当中，目前可以算是应用最为广泛的一种技术手段。在总线技术下生成的智能家居系统，最大的特点是具有可扩展性，工程安装也不是很复杂。由于科学技术的不断发展，新生成许多总线协议下的智能家居系统的价格也不是很高，目前市场的销售情况也很不错。
智能家居中的现场总线控制系统通过系统总线来实现家居灯光、电器及报警系统的联网以及信号传输，采用分散型现场控制技术，控制网络内各功能模块只需要就近接入总线即可，布线比较方便。一般来说，现场总线类产品都支持任意拓扑结构的布线方式，即支持星型与环状结构走线方式。灯光回路、插座回路等强电的布线与传统的布线方式完全一致。"一灯多控"，在家庭应用比较普遍，以往一般采用"双联"、"四联"开关来实现，走线复杂而且布线成本高。若通过总线方式控制，则完全不需要增加额外布线。是一种全分布式智能控制网络技术，其产品模块具有双向通信能力，以及互操作性和互换性，其控制部件都可以编程。典型的总线技术采用双绞线总线结构，各网络节点可以从总线上获得供电（24V/DC），亦通过同一总线实现节点间无极性、无拓扑逻辑限制的互连和通信，最高的信号传输速率和系统容量则分别为10KBPS和4G，完全能够满足现代智能家居的需要。
3.主要的总线技术比较
目前，国际上家庭总线的标准主要有以下几种：前述的X-10，日本的家庭总线(HomeBus)，欧洲标准安装总线(EIB)和BatiBus，美国Echelon公司的LonWorks，HP公司的IRDACONTRAL等。其中，最受业界关注，应用最广的是X-10、LonWorks和消费总线（CEBus）这三种。
3.1X-10技术
X-10技术是世界上最早出现的，也是最简单的智能家庭网络系统，它的出现标志着家居智能化技术的成熟。在智能家居20多年发展过程中，X-10技术得到了极大的应用。它在美国的发展已经25年的历史了，到目前为止美国的X-10用户已经达到1000万以上，X-10控制规格已成为当今美国家庭自动化控制规格的主要领导者。欧洲版的X-10发展也相当迅速并得到普及，渐渐的，这一技术开始进入亚洲。可以说，X-10是二十世纪最具代表性的家庭智能自动化产品。
X-10采用电力线作为其网络通信介质，系统中的各个设备直接挂在电力线上就可以相互通信，X-10技术基于X-10协议，由发射器发出X-10控制信号，通过现有电力线网转输X-10信号到接收器，然后由接收器再对各灯具、用电器等用电设备进行控制。
但X-10采用的是电力线通信方式，容易受到干扰，系统的抗干扰性能比较差，且寻址空间小，对模拟量支持不够，只能提供非常有限的功能。如果只要求这些有限功能，使用X-10可能是很合算的，但在需求日益丰富的今天，X-10有逐渐被取代的趋势。
3.2LonWorks
LonWorks是美国Echelon公司于1991年推出的，LonWorks技术为设计、创建、安装和维护设备网络方面的许多问题提供解决方案：网络的大小可以是两个到32385个设备，并且可以适用于任何场合。LonWorks提供从收发器到协议到软件API的一个完整的、端到端的控制网络解决方案。
LonWorks网络中设备的通信是采用一种称为LonTalk的网络标准语言实现的。LonTalk协议由各种允许网络上不同设备彼此间智能通信的底层协议组成。LonTalk协议提供一整套通信服务，这使得设备中的应用程序能够在网络上同其他设备发送和接收报文而无需知道网络的拓扑结构或者网络的名称、地址，或其他设备的功能。LonWorks协议能够有选择地提供端到端的报文确认、报文证实和优先级发送，以提供规定受限制的事务处理次数。对网络管理服务的支持使得远程网络管理工具能够通过网络和其他设备相互作用，这包括网络地址和参数的重新配置、下载应用程序、报告网络问题和启动/停止/复位设备的应用程序。LonWorks可以在任何物理媒介上通信，这包括电力线，双绞线，无线（RF），红外（IR），同轴电缆和光纤。
LonWorks也有其弱点，主要是价格太高，光电开关的体积太大，对此，Echelon公司开发了一个智能型收发器－－PL3120芯片组，其中整合了Echelon公司的PLT－22电力线实体层和8位的Neuron芯片核心，这使得LonWorks被越来越多的高级建筑所采用。
3.3CEBus
消费总线（CEBus）起源于1984年美国电气工业协会的消费电器小组制定的家电互联的规范，1992年，它被正式命名为CEBus规范(EIA600)。消费总线出现后，迅速得到IBM、HONEYWELL、MICROSOFT、INTEL-LON、DEMOSYS、LUCENT、PHILIPS、SIEMEMTS等国际著名公司的支持，在智能住宅和住宅自动化领域具有举足轻重的影响。
消费电子总线网络拓扑结构可以是总线型、星型、树型或混合型。总线中的每个节点的地位是平等的，不需要一个主控设备。对于多节点竞争访问网络资源的解决方法是采用冲突检测和冲突解决，网络中各节点的控制关系通过绑定来实现，从而使整个家庭中的电器系统能成为一个智能的整体。
参照ISO的网络协议建议书，消费电子总线可划分为物理层、数据链路层、网络层和应用层。CEBus在应用层定义了一种面向对象的、严格的设备描述语言CAL（CommonApplicationLanguage），简称公共应用语言，其内容涵盖了家庭中可能拥有的家电。公共应用语言采用了面向对象的方法，把任意一个家电设备按照功能分解成几个预定义的对象模型。在面向对象的编程语言中，一个对象由数据和操作这些数据的函数组成。在消费总线中，这些对象也由数据（称为实例变量）和操作（称为方法）组成，不同的设备可以采用相同的对象，用相同的方法操作，但是控制结果随设备的不同而有不同的意义。
CEBus以其简便的协议、日臻完善的技术正日益成为消费电子设备互操作的企业标准，CEBus通讯的低层功能已实现了芯片化，所以接入设备比较便宜。目前，市场上此类芯片有LM1893、ST7536、SSC-P485、CEWay-Ⅲ等。随着载波通讯技术的进一步成熟，CEBus将在仪器仪表、家庭自动化、智能楼宇建设、智能小区建设以及工业厂区建设中得到更为广泛的应用。但由于CEBus接口技术比较复杂，价钱非常昂贵，因此CEBus在中国的应用也不多见。
4.小结
随着信息技术的高速发展，智能家居技术越来越受到人们的关注，是现代网络技术研究的重点之一，而利用总线技术来实现智能家居又是智能家居技术发展的重要方向。文章中介绍的几种主流总线技术都有各自的特点，就本项目而言，LonWorks网络是一个不错的选择，是我们以后研究的重点方向之一。
参考文献
[3]张振川,孙琳琳.基于CEBus的家庭局域网络物理层研究[J].计算机工程与设计,2004(25)2.
[4]娄嘉骏,吴明光.基于消费总线的嵌入式家庭网关的设计[J].浙江大学学报(工学版),2004(38)4.
【论文关键词】：智能家居；总线；比较；特点
智能论文范文第3篇
【论文摘要】：智能家居是未来家庭生活的发展趋势，阐述了智能家居的基本概念，说明了智能家居中的总线技术的特点和意义，比较了几种主要的总线技术，指出了项目研究的重点。
智能家居是现代社会最热门的话题之一，它的目标是通过网络等信息通信技术手段实现对家居电器等的智能控制，使其能够按照人们的设定工作运行，而不论距离的远近。智能化与远程控制是智能家居的两大特点。目前，已经有越来越多的机构和个人开始了对智能家居的研究。
1.智能家居的概念
智能家居（SmartHome）是以家为平台，兼备建筑、自动化，智能化于一体的高效、舒适、安全、便利的家居环境。家居智能化技术起源于美国，最具代表性的是X-10技术，通过X-10通信协议，网络系统中的各个设备便可实现资源的共享。因其布线简单、功能灵活，扩展容易而被人们广泛接受和应用。至今，X-10技术产品的销售已超过两亿个，仅在美国一个国家，便有超过600万个家庭在使用。自动化的智能家居不再是一幢被动的建筑，相反，成了帮助主人尽量利用时间的工具，使家庭更为舒适、安全、高效和节能。
随着网络技术的发展，特别是无线网络的发展，网络化智能家居系统可提供遥控、家电（空调，热水器等）控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、电话远程控制、可编程定时控制及计算机控制等多种功能和手段，使生活更加舒适、便利和安全。
2.智能家居中的总线技术
要实现家居的智能化，就必须实现家居的网络化，使家居内的大部分电器设备能够通过一定的方式连入网络，从而实现这些设备的远程控制和自动控制。家居电器的上网实质是网络最后接入的1公里之内的问题，此类问题要求网络可靠性高、信心量少，多个设备之间的互操作性强。就智能家居而言，如何把结构和性能不一的电器设备接入网络，如何能够实现这些设备的相互通信是在构建智能家居时主要考虑的问题，所以说，智能家居的关键技术其实就是网关技术和总线技术。文章主要讨论的是其中的总线技术。
总线技术在智能家居行业当中，目前可以算是应用最为广泛的一种技术手段。在总线技术下生成的智能家居系统，最大的特点是具有可扩展性，工程安装也不是很复杂。由于科学技术的不断发展，新生成许多总线协议下的智能家居系统的价格也不是很高，目前市场的销售情况也很不错。
智能家居中的现场总线控制系统通过系统总线来实现家居灯光、电器及报警系统的联网以及信号传输，采用分散型现场控制技术，控制网络内各功能模块只需要就近接入总线即可，布线比较方便。一般来说，现场总线类产品都支持任意拓扑结构的布线方式，即支持星型与环状结构走线方式。灯光回路、插座回路等强电的布线与传统的布线方式完全一致。"一灯多控"，在家庭应用比较普遍，以往一般采用"双联"、"四联"开关来实现，走线复杂而且布线成本高。若通过总线方式控制，则完全不需要增加额外布线。是一种全分布式智能控制网络技术，其产品模块具有双向通信能力，以及互操作性和互换性，其控制部件都可以编程。典型的总线技术采用双绞线总线结构，各网络节点可以从总线上获得供电（24V/DC），亦通过同一总线实现节点间无极性、无拓扑逻辑限制的互连和通信，最高的信号传输速率和系统容量则分别为10KBPS和4G，完全能够满足现代智能家居的需要。
3.主要的总线技术比较
目前，国际上家庭总线的标准主要有以下几种：前述的X-10，日本的家庭总线(HomeBus)，欧洲标准安装总线(EIB)和BatiBus，美国Echelon公司的LonWorks，HP公司的IRDACONTRAL等。其中，最受业界关注，应用最广的是X-10、LonWorks和消费总线（CEBus）这三种。
3.1X-10技术
X-10技术是世界上最早出现的，也是最简单的智能家庭网络系统，它的出现标志着家居智能化技术的成熟。在智能家居20多年发展过程中，X-10技术得到了极大的应用。它在美国的发展已经25年的历史了，到目前为止美国的X-10用户已经达到1000万以上，X-10控制规格已成为当今美国家庭自动化控制规格的主要领导者。欧洲版的X-10发展也相当迅速并得到普及，渐渐的，这一技术开始进入亚洲。可以说，X-10是二十世纪最具代表性的家庭智能自动化产品。
X-10采用电力线作为其网络通信介质，系统中的各个设备直接挂在电力线上就可以相互通信，X-10技术基于X-10协议，由发射器发出X-10控制信号，通过现有电力线网转输X-10信号到接收器，然后由接收器再对各灯具、用电器等用电设备进行控制。
但X-10采用的是电力线通信方式，容易受到干扰，系统的抗干扰性能比较差，且寻址空间小，对模拟量支持不够，只能提供非常有限的功能。如果只要求这些有限功能，使用X-10可能是很合算的，但在需求日益丰富的今天，X-10有逐渐被取代的趋势。
3.2LonWorks
LonWorks是美国Echelon公司于1991年推出的，LonWorks技术为设计、创建、安装和维护设备网络方面的许多问题提供解决方案：网络的大小可以是两个到32385个设备，并且可以适用于任何场合。LonWorks提供从收发器到协议到软件API的一个完整的、端到端的控制网络解决方案。
LonWorks网络中设备的通信是采用一种称为LonTalk的网络标准语言实现的。LonTalk协议由各种允许网络上不同设备彼此间智能通信的底层协议组成。LonTalk协议提供一整套通信服务，这使得设备中的应用程序能够在网络上同其他设备发送和接收报文而无需知道网络的拓扑结构或者网络的名称、地址，或其他设备的功能。LonWorks协议能够有选择地提供端到端的报文确认、报文证实和优先级发送，以提供规定受限制的事务处理次数。对网络管理服务的支持使得远程网络管理工具能够通过网络和其他设备相互作用，这包括网络地址和参数的重新配置、下载应用程序、报告网络问题和启动/停止/复位设备的应用程序。LonWorks可以在任何物理媒介上通信，这包括电力线，双绞线，无线（RF），红外（IR），同轴电缆和光纤。
LonWorks也有其弱点，主要是价格太高，光电开关的体积太大，对此，Echelon公司开发了一个智能型收发器－－PL3120芯片组，其中整合了Echelon公司的PLT－22电力线实体层和8位的Neuron芯片核心，这使得LonWorks被越来越多的高级建筑所采用。
3.3CEBus
消费总线（CEBus）起源于1984年美国电气工业协会的消费电器小组制定的家电互联的规范，1992年，它被正式命名为CEBus规范(EIA600)。消费总线出现后，迅速得到IBM、HONEYWELL、MICROSOFT、INTEL-LON、DEMOSYS、LUCENT、PHILIPS、SIEMEMTS等国际著名公司的支持，在智能住宅和住宅自动化领域具有举足轻重的影响。
消费电子总线网络拓扑结构可以是总线型、星型、树型或混合型。总线中的每个节点的地位是平等的，不需要一个主控设备。对于多节点竞争访问网络资源的解决方法是采用冲突检测和冲突解决，网络中各节点的控制关系通过绑定来实现，从而使整个家庭中的电器系统能成为一个智能的整体。
参照ISO的网络协议建议书，消费电子总线可划分为物理层、数据链路层、网络层和应用层。CEBus在应用层定义了一种面向对象的、严格的设备描述语言CAL（CommonApplicationLanguage），简称公共应用语言，其内容涵盖了家庭中可能拥有的家电。公共应用语言采用了面向对象的方法，把任意一个家电设备按照功能分解成几个预定义的对象模型。在面向对象的编程语言中，一个对象由数据和操作这些数据的函数组成。在消费总线中，这些对象也由数据（称为实例变量）和操作（称为方法）组成，不同的设备可以采用相同的对象，用相同的方法操作，但是控制结果随设备的不同而有不同的意义。
CEBus以其简便的协议、日臻完善的技术正日益成为消费电子设备互操作的企业标准，CEBus通讯的低层功能已实现了芯片化，所以接入设备比较便宜。目前，市场上此类芯片有LM1893、ST7536、SSC-P485、CEWay-Ⅲ等。随着载波通讯技术的进一步成熟，CEBus将在仪器仪表、家庭自动化、智能楼宇建设、智能小区建设以及工业厂区建设中得到更为广泛的应用。但由于CEBus接口技术比较复杂，价钱非常昂贵，因此CEBus在中国的应用也不多见。
4.小结
随着信息技术的高速发展，智能家居技术越来越受到人们的关注，是现代网络技术研究的重点之一，而利用总线技术来实现智能家居又是智能家居技术发展的重要方向。文章中介绍的几种主流总线技术都有各自的特点，就本项目而言，LonWorks网络是一个不错的选择，是我们以后研究的重点方向之一。
参考文献
[3]张振川,孙琳琳.基于CEBus的家庭局域网络物理层研究[J].计算机工程与设计,2004(25)2.
智能论文范文第4篇
音频分析技术
广义上的动物健康可分为生理健康及情绪健康，音频分析技术一般都是针对患有呼吸道疾病的动物咳嗽声处理实现生理健康监测。为此应首先提取患病动物咳嗽声特征，Ferrari等[8-9]通过临床检查筛选染病猪并采集其咳嗽声，与柠檬酸诱发的健康猪咳嗽声对比发现染病猪咳嗽音频的标准化压力均方差及峰值频率均值均低于健康猪，而染病猪咳嗽持续时间及咳嗽频率则高于健康猪。针对染病猪咳嗽音频特征参数构建参考模板，将日常生产中利用定向麦克风采集到的猪咳嗽声与该参考模板做模式匹配，可以实现呼吸道疾病疑似病猪智能识别。在圈舍群养的猪饲养方式下，很难实现猪个体咳嗽声的采集，可将圈设定为监测对象，使用麦克风阵列定位具备病猪咳嗽音频特征的咳嗽声[10]，将出现病猪咳嗽声频率高的圈设定为高危圈，养殖人员重点关注高危区内动物健康状况，及早隔离确诊病例，这不仅有效降低了人工劳动强度，而且提高了患病猪识别效率，降低了规模化养殖场由于动物疾病带来的经济损失。动物情绪健康更多是动物福利关注的问题，目前音频分析技术主要用于提取动物在恐惧、孤独、焦虑等不良情绪下的叫声特征，在此基础上可实现动物情绪健康的无损监测。Jahns[11]针对已知的牛饥饿和叫声信号提取出先验特征矩阵及其参考模式，利用模式匹配方法识别牛只日常叫声中所蕴含的饥饿及信息。Ikeda等[12]利用线性判别分析方法处理声音信号的频谱结构变化特征，进而智能识别母牛饥饿以及与仔牛分隔而产生的两种焦虑状态。猪的情绪健康水准评价研究目前鲜见报道，限位栏饲养母猪和剪牙断尾仔猪的情绪健康问题最值得关注。
以仔猪为例，为了验证剪牙断尾过程会引起仔猪极强的恐惧情绪，可设计独立的仔猪叫声采集室，人为制造令其恐惧的突变环境，采集其叫声音频并提取音频特征构建参考模板，与剪牙断尾时采集的仔猪叫声做模式匹配，实现仔猪恐惧情绪的智能识别。动物采食、饮水、排泄行为异常可用于预测其健康异常，因此这三大行为是畜牧养殖从业人员最为关注的动物行为。及时监测到动物行为模式的突变有利于及早发现疑似发病个体，降低经济损失。音频分析技术目前主要用于牧场放养的牛羊采食行为监测，这种饲养方式下牛羊活动范围广，人工观察方式及机器视觉技术难以监测它们的采食行为。但是牛羊采食主要有咬断及咀嚼草料两种动作，而实际采食量可由咬断草料的次数来判定，因此可通过咬断、咀嚼草料两种动作的不同音频特征识别牛羊采食过程中咬断草料的次数，进而实现采食量的智能监测[6-7]。难以实时、准确掌握养殖动物需求是目前畜牧养殖业面临的挑战之一，而动物叫声是其生理、情绪健康状况的外在表现，准确掌握动物叫声含义有利于养殖人员根据动物自身需求开展养殖工作。动物叫声音频分析的首要目标是针对大量已知含义的动物叫声音频提取特征参数，不断扩充动物叫声音频分析模式库，这是研发动物叫声含义智能识别系统的基础。另外，动物叫声含义分析对音频质量要求高，如何有效降低圈养动物叫声间的相互干扰及环境噪声的影响以实现音频高质量地实时采集，是后续研究中需要解决的问题。
机器视觉技术
在畜牧养殖领域，动物行为与动物健康状况、生存舒适度密切相关，利用动物行为自动分析动物健康及舒适度状况相比人工经验观察而言结果更加客观。随着机器视觉技术在数字化农业领域的广泛应用，近年来，研究人员开始涉足基于动物视频自动分析动物行为及动物生存舒适度的研究领域[13]。行为模型是核心，该模块从动物形体姿态特征、行为间内在联系以及行为与环境间联系三个方面针对动物行为进行定义、表示和建模。视频流是动物行为分析的信息源，目前一般是在养殖舍顶部架设连接PC的摄像机实现视频流信息采集[14-17]，而关注动物腿部运动姿态的研究一般会单独构建规则通道，侧方位架设摄像机，在动物经过通道时采集其运动视频[18]。运动目标分割步骤从视频流原始图像中分割出监测对象，特征提取步骤主要工作是提取足够的动物形体特征，以区分不同的动物行为，这些形体特征包括位置、姿态、运动速度、轮廓等等信息，该步骤首先需要解决视频序列中研究目标的检测与跟踪问题。目前针对群养猪个体跟踪的最新方法能够准确识别、跟踪3头猪长达8min，为猪只行为特征提取奠定了良好的基础[14]。行为特征提取的目的是区分不同的动物基本行为，所谓基本行为是指诸如休息、探究、采食等能够持续一定时间的独立行为。临产母牛的站立、躺卧、摄食等基本行为可用于预测母牛分娩时间，Canger等[15]研究了这些基本行为对应的主轴线方向、臀围长度、体型宽长比、背部面积等图像特征，实现了基本行为的自动识别，该研究成果使得设计一种基于母牛行为的人工助产自动预警系统成为可能。
复杂行为由一个或多个具有时空关联的基本行为组成，复杂行为分析也可称为动物行为模式分析，其主要工作是挖掘动物基本行为间或基本行为与环境间的内在联系。Shao等[16]针对群养猪睡眠时的红外图像选取图像不变矩、背景前景像素转换频率以及猪群紧密程度作为特征向量，使用最小欧几里德距离方法区分环境温度寒冷与舒适两种状况下猪的睡眠姿态。基于此，养殖人员可根据动物睡眠姿态判断其环境温度舒适度，实现养殖环境参数的按需调节，该研究对探索环境因子对猪生长的影响也具有重要的学术意义和实用价值。动物行为模式是发现动物反常行为的基础，而反常行为是动物个体出现健康异常或环境发生突变的外在表现。动物反常行为的及时发现可用于动物疾病或环境调节预警。朱伟兴等[17]利用安装于猪舍排泄区的嵌入式监控设备对群养猪的排泄行为进行24h监控，对于单日排泄次数超过系统阈值的猪只，认定其排泄行为出现异常。Song等[18]将牛行走过程中同侧前后蹄接触地面中心点间距离定义为形迹重叠参数Δ，并挖掘出健康牛行走行为模式：行进过程中Δ值小于或等于0。将行进过程中Δ>0的牛只认定为患有跛腿残疾。仅从畜牧信息的无损监测角度而言，基于机器视觉技术的动物行为监测是目前最好的方法，这种技术以无接触方式记录动物行为信息，对动物活动没有任何影响。但是该方法的技术实现难度较大，受现场光照条件影响大，摄像机视距、拍摄范围有限，一般只能监测圈养动物信息。后续研究中除了需要针对动物行为进行更精确的行为建模外，还需要解决养殖动物个体识别与跟踪的问题，以猪行为监测为例，目前最新研究进展能够准确识别、跟踪3头猪8min时间[14]。而中国群养猪的单栏养殖密度一般都大于3头/栏，仔猪单栏养殖密度则更高，在这种应用场景下，如何在大通量的视频信息中识别跟踪某一行为异常的个体是后续研究需要重点解决的问题。#p#分页标题#e#
无线传感器网络技术
无线传感器网络是由部署在监测区域内众多的微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个自组织无线网络系统，可用于监测复杂多变的环境条件，如温度、湿度、噪声等级等，也可监测节点附着对象的运动特征，如速度、加速度、运动方向等[19]。无线传感器网络丰富的传感器资源使其在畜牧信息监测应用中具有得天独厚的优势，无线通信方式不仅解决了养殖现场布线困难的问题，而且使得网络节点可以穿戴在养殖动物躯体上，能够满足动物行为、体征等参数信息监测的连续性和实时性要求。适宜的养殖环境可以充分发挥养殖动物的生产潜力，增强动物抵抗力，减少疾病的发生，继而提高畜牧业的生产效益[20]，同时，良好的环境也是动物福利的要求。畜牧生产中重点关注的养殖环境指标主要有温湿度、光照强度及有害气体浓度。利用无线传感器监测养殖环境指标信息主要有以下3个挑战：一是于节点监测范围受限，单个节点监测结果不能客观反映整个养殖舍环境信息；二是养殖舍内多种气体传感器存在交叉敏感的问题；三是实际生产中需经常冲洗圈舍，网络节点不能布署于舍内较低的位置，这就带来节点无法测得动物高度层的实际环境信息的不足。针对第一个问题，滕翠凤等[21]提出采用自适应加权融合算法融合同类传感器组的多源数据，利用D-S证据推理理论融合温度湿度和光照度环境参数，提高了环境监测的精确度。针对第二个问题，俞守华等[22]利用小波变换提取气体信号动态反应过程的局部特征，利用遗传算法对小波系数特征值进行筛选，降低特征维数并简化神经网络结构，进而提高基于BP神经网络的有害气体定性测定准确率。对于第三个问题，可将养殖舍内环境看作一个场，研究养殖舍温湿度场、气体浓度场，挖掘出不同高度层的环境参数的关系模型，实际布署网络时将节点布署于养殖舍顶部，根据顶部环境指标结合不同高度环境参数关系模型，得到养殖动物所处高度层的实际环境信息。无线传感器网络监测的环境参数可通过3G网络[23]或其它无线通信方式由基站（或网关节点）发送到服务器端。对于采集到的环境参数目前主要有两种处理方案：一种是当养殖环境监测值超过系统设定阈值时由服务器自动向管理人员或养殖人员报警[1]；第二种是由服务器自动控制养殖场环境调控设备，这种处理方案中控制算法设计是关键，目前主要采用的是模糊控制算法[22,24]。综合运用养殖环境监测与反馈调节技术，可以设计完整的养殖舍环境监控系统[25]，为养殖动物创造良好的生存环境。
目前利用无线传感器网络监测的动物个体信息主要包括动物生理指标（体温、心率等）信息及行为（休息、散步、快走等）信息两类，其一般流程如图3所示，流程中首先需要解决的问题是设计适合动物穿戴的高效、耐用的传感器及相应的节点。心率和体温是传统意义上的动物生理健康状况重要指标，Eigenberg等[26]分别针对牛和猪设计了体温和呼吸频率传感器。Martinez等[27]与Warren等[28]设计了一种能安置在瘤胃上的药丸式心电图节点来自动测量牛的心率，但该节点存在射频信号受动物脂肪组织影响而衰减严重的问题，Hoskins等[29]针对这一问题设计了一种电感链路用以将体内节点监测的数据发送到体外数据接收器。在行为监测方面，研究人员提出利用三轴加速度传感器监测养殖动物运动过程中的三向加速度值并基于此对动物行为进行分类[30-34]。Brehme等[35]在已经投入实际应用的电子计步器基础上扩展环境温度传感器、位置信息传感器，设计了一款综合记录动物生理、行为信息的传感器节点，并将该节点应用于奶牛周期监测。为了防止动物运动对传感器节点带来的破坏，需要将监测节点合理固定在动物躯体上，利用动物项圈在动物颈部固定节点是目前最常用的方法[36-38]，但对于有特殊监测目标的节点而言，应灵活调整固定位置。Watanabe等[39]将三轴加速度传感器固定在牛的下颚部以监测其下颚运动特征，进而分析牛咬断、咀嚼草料以及休息3种行为。Robert等[31]将三轴加速度传感器固定于牛脚踝处以实现远程监测牛行走、站立和躺卧等行为。Warren等[28]为监测牛心率参数将传感器节点通过手术固定在牛瘤胃上。附属于动物躯体的传感器节点按设定时间间隔监测动物体温、心率、肢体运动三轴加速度等参数，将监测数据无线发送到数据收集器（如基站或网关节点）的方法目前主要有两类：第一类是节点将监测数据缓存于存储器，当动物活动到数据接收器（一般置于动物饮水器或食槽上）附近时，将缓存的监测数据无线发送到数据接收器[31,40-41]；第二类是设计无线传感器网络数据路由协议，利用节点转发监测数据到数据收集器，这些路由协议需重点解决节点移动带来的网络拓扑实时动态变化的问题[36]。
对于传感器网络监测到的动物生理指标参数信息，可设计养殖专家知识库自动分析生理指标所蕴含的动物健康状况，并针对健康异常个体发出报警。对于监测到的动物行为数据，需要研究相应的动物行为模型以实现行为自动分类，动物行为模型主要解决传感器数据与行为类型之间的关联问题。目前针对三轴加速度值的行为建模主要采用的数学方法有动态线性模型、尔曼滤波[32-34]、K-均值聚类算法[42]及支持向量机[43]。动物行为模型是分析动物运动能力特征的基础，可为母猪、奶牛的初步鉴定提供判定依据[32,34,44]。目前已经投入实际使用的传感器节点大多针对生产环境相对规范稳定的工业现场设计，但是畜牧业生产环境复杂，有些应用场合甚至具有高温高湿的特点，而且在动物个体信息监测应用中，需要将节点固定在养殖动物躯体上，在动物躺卧甚至相互争斗时都可能破坏传感器节点。因此，畜牧业中应用的传感器节点应该具备比工业生产现场更好的抗高温抗高湿及抗损坏性能，然而畜牧业生产特点决定了其使用的传感器节点不能代价高昂。高性能、高稳定性、低成本间的矛盾是无线传感器网络在畜牧业中应用需要重点解决的问题。
RFID技术
随着物联网技术的兴起，RFID技术在畜牧业中得到广泛应用[45-47]。RFID是一种非接触式的自动识别技术[48]，具有数据储存量大、可读写、环境适应性好等特点，可以实现多目标识别[49]。RFID产品成本低，在畜牧养殖中应用在经济上具备可行性[50]。目前在动物行为监测研究领域一般将被动RFID标签以耳标形式固定在动物体上，当动物出现在读写器磁场范围内时，其耳标接受读写器射频信号，凭借感应电流所获得的能量向读写器发送芯片中存储的标识信息，读写器根据获取的耳标号识别出位于其读写范围内的动物个体。一个完整的RFID系统由电子标签、读写器和天线三部分构成，电子标签一般以耳标形式固定在动物耳朵上，读写器的位置需要根据不同的监测目标灵活设置。如Reiners等[51]为监测仔猪采食行为，将RFID读写器及天线安装在仔猪喂料器上；钟芳葵[52]为监测群养母猪的采食行为将RFID读写器安装在母猪食槽上；Ostersen等[53]为了监测母猪与公猪的亲近行为，将RFID读写器安装在公猪栏上的接触窗口上，记录通过接触窗口亲近公猪的母猪耳标值、亲近行为开始时间、结束时间，然后利用动态线形模型分析亲近行为频率和时长，实现母猪的自动鉴定。将电子耳标出现在读写器读写范围内认定为一次行为发生的做法对于仅关注行为频率的监测目标而言是可行的[51-52]，但对于动物个体采食量、饮水量的监测目标，则需要扩展秤重、流量监测等功能，才能实现动物行为信息的准确监测。Tu等[54]设计了一套由RFID模块、电子地磅模块及通信模块构成的实时、远程监测火鸡采食行为的自动化系统，自动记录采食火鸡标签号，采食前后体重变化情况，为选择食物转化效率高的优良品种提供参考，同时也为群养火鸡个体行为分析提供了有力工具。RFID技术配合水流量计可以实现群养母猪个体饮水行为远程监测的目标，改造母猪饮水点，确保一次只有一头母猪接近饮水器。将RFID读写器安装在饮水器上方，记录饮水母猪个体耳标号，利用嵌入式系统技术处理水流量计输出信号得到群养母猪个体的饮水频率及饮水量信息，饮水行为的实时监测有利于及时发现饮水模式的突变，为母猪健康评判提供参考依据。#p#分页标题#e#
讨论及展望
智能论文范文第5篇
关键词：商务智能；知识管理；数据仓库；数据挖掘
商务智能（BusinessIntelligence，简称BI）的概念最早是GartnerGroup的HowardDresner于1996年提出来的，我国学者将之翻译为“商业智能”或“商务智能”，本文选用“商务智能”作为BusinessIntelligence的中文翻译。近年来，商务智能技术日趋成熟，越来越多的企业决策者意识到需要商务智能来保持和提升企业竞争力。在美国，500强企业里面已经有90%以上的企业利用企业管理和商务智能软件帮助管理者做出决策。国外己经有很多成功实施商务智能的案例。我国的商务智能处于导入期，商务智能应用的程度和实际效果都与国外企业有很大差距。近年来，国内外商务智能供应商和高等院校都开展了广泛的商务智能的基础研究和应用研究。本文主要基于国家图书馆的多库目录检索系统、清华同方全文数据库检索系统等，对国内商务智能的研究现状进行了分析和总结。
一、文献统计分析
1．论著统计分析。为了对近年来国内商务智能论著情况有一个比较全面的了解，笔者分别以“商务智能”和“商业智能”（他们指的都是BusinessIntelligence，BI）为检索题，通过对国家图书馆的多库目录检索系统进行题名检索，得到近年来相关论著及博硕论文分布情况：国内商务智能专著只有2004年的两本，译著在2003年~2005年间有三本。相对于最早1988年出版、截止2005年已经出版23本的西文专著（含一本日文专著）要少得多。国外2001年~2004年间出版的商务智能专著数量极多，说明经过一段时间的发展，国外商务智能的基础研究和应用研究都比较成熟。而我国从2002年起仅有少量的博士论文，关于商务智能的专著也屈指可数，我国商务智能仅处于导入期，对商务智能的系统研究还有大量工作要做。
2．论文统计分析。
（1）数量分布统计分析。笔者利用清华同方中国期刊全文数据库检索系统（Web），分别以“商业智能”、“商务智能”为检索题进行篇名检索，得到221篇文章（论文、简讯等），通过内容分析，除去内容重复的和明显不符合我们主题的文章，得到以下统计结果（见表1）。
从检索结果来看，1996年的两篇简讯可以说是国内较早关于商务智能的文章。中国学术期刊全文数据库在1996年~2005年期间，收录了有关“商务智能”和“商业智能”的论文一共200篇，文章数量年代分布呈现前几年缓慢增长，近几年明显递增的特征。因此可以将国内商务智能发展规划为两个阶段：①初始阶段（1996年~2001年）：这个阶段国内商务智能初露端倪，这段时间相关文章很少，有36篇，约占总数18%，说明商务智能在当时属新事务，没有得到应有的重视，这段时期的文章多是关于商务智能软件和国外商务智能研究的简单介绍和综述。②明显增长阶段（2002年~2005年）：这阶段论文有显著增长。不少论文讨论商务智能在各行业和各领域的应用，但是关于商务智能的较高水平和较深层次的学术研究论文还极少，大部分文章仍是简单的、重复的功能介绍、综述和简讯等。这与目前我国企业信息化程度普遍不高、缺乏大量数据积累、缺乏应用商务智能的实践有关。
（2）主题分布统计。笔者查阅大量的相关论文资料，对当前商务智能的研究主题进行划分并加以调整，将商务智能的研究内容划分为基础研究和应用层面两大类，其中基础研究包括商务智能定义、功能（任务）、技术、综述等，关于商务智能的一般应用研究等无法归于应用层面所分细类的文章也放在这一部分；应用层面分为：①商务智能软件方面的简讯和功能介绍；②商务智能的行业应用，如金融、电信等；③商务智能应用的范畴，如客户关系管理、电子政务等。按以上主题通过对中国学术期刊全文数据库按题名检索的结果进行分类，统计表明，国内学者对商务智能基础工作研究较少，共75篇，占总数的37.5%，其中还包括无法归类于商务智能软件和具体应用的一般应用讨论的文章。这里分别以“商务智能”、“商业智能”为题名检索到商务智能技术方面的论文极少，但如果以“数据挖掘”、“数据仓库”、“OLAP”分别进行题名检索，会得到成百上千篇论文。作为商务智能的支撑技术，数据挖掘、数据仓库、OLAP的发展是推动商务智能发展的技术基础。商务智能支撑技术研究的逐渐深入和成熟，为商务智能的功能、体系结构、应用研究等提供了良好的技术基础。
近几年我国关于数据挖掘、数据仓库、OLAP的研究论文数量激增，基础研究关系到商务智能的应用能否顺利进行，这其中商务智能的支撑技术（数据挖掘、数据仓库、OLAP）是研究的重点之一。
总的来说，我国关于商务智能基础研究的论文数量极少，部分论文的质量不高，只是肤浅的介绍式论述，论文内容不新颖，重复性较高，算得上是严格意义上的学术论文数量更是屈指可数，尤其缺乏高质量的、深入的关于功能、体系结构、方法等方面的论文。当然这也与商务智能本身的特点有关，确切地讲，商务智能并不是一项新技术，它将数据仓库（DW）、联机分析处理（OLAP）、数据挖掘（DM）等技术与客户关系管理（CRM）、ERP等系统结合起来应用于商业活动实际过程当中，实现了技术服务于决策的目的。
商务智能应用研究的文章数量相对较多，共125篇，占总量的62.5%，这部分文章中41篇（32.8%）是关于商务智能软件的简讯，其余84篇（67.2%）是关于商务智能在各行业和各领域应用的论文和介绍性文章。这部分关于具体应用的文章也存在讨论不够深入、内容比较简单、有重复的现象。论文数量2002年开始增长较多，电信、金融等信息化程度高的行业应用商务智能较多，客户关系管理、竞争与决策、信息化和ERP等领域是商务智能应用的热点。
二、国内商务智能理论研究现状
从以上分析来看，我国商务智能的研究还处于导入期。像员巧云那样，笔者也把商务智能的理论研究分为宏观研究和微观研究两方面，其中宏观研究主要是从总体上把握，如商务智能的必要性、内涵和理论综述等；微观研究主要包括：商务智能功能、技术、体系结构等。
1．宏观研究和微观研究两方面。
（1）商务智能的含义。①GartnerGroup将商务智能定义为一类由数据仓库（或数据集市）、查询报表、数据分析、数据挖掘、数据备份和恢复等部分组成的、以帮助企业决策为目的的技术及其应用。②IBM认为商务智能是一系列由系统和技术支持的以简化信息收集、分析的策略的集合，它应该包括企业需要收集什么信息、谁需要去访问这些数据、如何把原始数据转化为最终导致战略性决策的智能、客户服务和供应链管理。③简言之，BI=DB（数据库）+DW（数据仓库）+OLAP（在线分析处理）+DM（数据挖掘），是多种技术的集合，是人工智能技术的最新方法。现如今，商务智能的概念已经不仅仅是软件产品和工具，而是整体应用的解决方案，甚至升华成为一种管理思想，体现的是一种理性的经营管理决策的能力，即全面、准确、及时、深入地分析和处理数据与信息的能力。
（2）商务智能与知识管理的区别与联系。商务智能和知识管理最重要的类似处是它们最终都处理知识，知识管理中的知识明显的总是直接来自人，商务智能中的知识源自数据，它是经过分析产生的知识；商务智能和知识管理都受企业文化和人的影响；商务智能看重的分析数据的技术和知识管理中管理和分发知识的技术很不同，然而，他们在内容获取和显示方面都共有终端技术。
2．微观研究方面。
（1）商务智能的功能。商务智能系统的仪表盘可以剪裁环境以满足用户的特殊需要；用户可以定制主页来展示最关键的图表和报告，并且当商业需求变化时可以改变显示的图表；能基于底层（underlying）数据源的更新自动更新图表；可以根据特定参数或特定条件的变化进行预警；有例外管理能力；仪表盘的资源组件使资源材料与特定的使能过程一致；提供团队协同工作环境等。
（2）商务智能的支撑技术数据仓库、数据挖掘、OLAP。①数据仓库技术。数据仓库是一个面向主题的、集成的、稳定的及包含历史数据的数据集合，它用于支持经营管理中的决策制定过程。商务智能系统的核心是解决商业问题，它把数据处理技术与商务规则相结合，以提高商业利润减少市场运营风险，是数据仓库技术、决策支持技术和商业运营规则的结合。②数据挖掘技术。数据挖掘（DataMining）是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的及随机的实际应用数据中，挖掘出隐含的、先前未知的、对决策有潜在价值的知识和规则的过程。③联机分析处理技术（OLAP）。OLAP是一种多维分析工具，目标是满足决策支持或多维环境下特定的查询和报表需求，使分析人员、管理人员或执行人员能够从多个角度对从原始数据中转化出来的、能够真正为用户所理解的并真实反应企业维特性的信息进行快速、一致、交互地存取，从而获得对数据的更深入了解。
三、国内商务智能应用研究
1．商务智能的应用行业。商务智能的应用领域非常广泛，典型的有电信、银行、保险、医疗、零售、政府等，以及所有建立了数据仓库的用户。从商务智能应用的论文内容来看，我国的商务智能应用还处于起步阶段，仅在信息化程度偏高的电信、银行、保险、医疗等有少量应用。这一方面因为商务智能是建立在数据仓库基础上的，我国大部分企业的信息化程度偏低，缺乏数据的积累，而数据的积累需要一个较长期的过程。另一方面因为对商务智能的认知度不高，缺乏商务智能方面的人才以及对这些人才的有效管理。
商务智能的应用与行业内信息化的基础状况密切相关，实施商务智能的企业中，以电信、金融行业的使用率较高。刘艳丽认为商务智能能带来较大价值的企业中，以制造型企业最多，超过50%；其次是零售业，为41.2%；而政府机构对商务智能产品或技术的使用价值低于其他软件产品。以目前制造型企业和零售业的低使用率和高预期值来比较，这两个领域将是商务智能不可忽视的新市场。
2．商务智能在客户关系管理（CRM）、信息化与ERP、竞争与决策中的应用。统计分析显示商（下转第112页）务智能在客户关系管理、信息化、竞争与决策等方面的研究论文相对较多。著名的商务智能公司BusinessObject公司的专家PaulClark在分析商务智能与CRM的关系时认为：客户知识是CRM重要的核心组成部分，而商务智能是CRM的智慧所在，客户知识的获取与保存依赖于商务智能，商务智能是整个CRM的基础。
商务智能是架构在ERP之上的，而决策支持是在商务智能基础上的再扩展。从基础架构的角度上看，商务智能数据库和ERP有许多共通之处。但商务智能和ERP绝对不是同一事物或是同一事物体的两个方面，它们是互补的系统。它们最大的共性就是，它们使企业运行得更有效率、响应更及时并易于整合。
商务智能建设的主要目标是企业决策支持。商务智能通过信息技术的运用在不同层面为战略决策提供新的支持：提升决策者洞察力；支持信息获取与分析。
商务智能系统可以从以下方面帮助企业获取更大的竞争优势：显著提升企业决策水平；识别优质客户，改善企业与客户关系；降低企业经营成本；创新业务模式。
3．商务智能系统、软件工具。目前市场上的商务智能厂商一般分为三大类：一类专门做商务智能软件的厂商如BusinessObject、Brio、Cognos；第二类是继承性的数据库厂商和统计软件厂商，这类公司包括NCR、Microsoft、CA、Oracle、Sybase、IBM、SAS等；第三类是一些管理软件厂商，如SAP、博科、用友、金蝶等公司。
不同的人对商务智能的理解仍然不同。数据库服务商（如Oracle、IBM、Sybase）往往认为数据仓库是商务智能的核心，数据展示服务商（如Hyperion、BO、Cognos）则认为商务智能就是联机分析（OLAP），而数据分析服务商（如SAS、SPSS）一般认为数据挖掘才是商务智能的核心。
四、商务智能研究热点及发展趋势
1．商务智能的研究热点。从商务智能的研究成果分析来看，当前商务智能的研究热点主要有：（1）集成的商务智能体系研究；（2）商务智能的预测功能；（3）商务智能网络的研究；（4）决策支持工具的研究；（5）企业建模方法研究；（6）信息的收集与获取研究。
2．商务智能的主要发展趋势。通过对已检索文章分析，商务智能将呈以下发展趋势：（1）应用领域的探索和扩张；（2）应用行业将更广泛，制造业、零售业将是商务智能应用的热点；（3）与领域、行业知识的结合；（4）实时商务智能系统的研究和应用；（5）不同领域的理论、技术的融合；（6）商务智能系统可视化、交互性；（7）从单独的商业智能向嵌入式商业智能发展。
参考文献：
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智能论文范文第6篇
1．1加上环境温度，进水温度，水压，水流量［3］的变化影响，出水温度将满足下列函数关系式。其中λ为温度影响因子，Q为水流量，P为水压。在恒温控制系统中，为了可以减少整个温控系统的延时性，在系统输出误差绝对值较大时，采用饱和输出的工作方式。同时，为了防止系统过大的超调量，在系统误差的绝对值在小范围时，采用增大积分系数的办法，以提高系统的稳态精度。因此本系统所采用的智能PID算法是一种非线性算法，可以显著改善恒温系统的动态响应和稳态精度。该系统的执行机构为电动流量调节阀，其开度控制是通过接通时间的长短来进行的，因此在引入PID控制时使用增量式。
1．2首次阀门开度技术系统会预先设置好4组PID参数，为了使水温能够快速且准确的达到设定温度，在进行PID调节时，系统会根据3号温度传感器采集到的环境温度T3，与设定温度T3s(用户设定，默认值为20℃，参数设定范围为－15℃～45℃)和设定参数ΔT3s(用户设定，默认值为15℃，参数设定范围为5℃～30℃)之间的关系来确定首次阀门的开度。若T3T3s－ΔT3s，则系统选择PID1的设定参数;若T3s－ΔT3s＜T3＜T3s，则系统选择PID2的设定参数;若T3T3s，则系统选择PID3的设定参数。这样可以保证水温能快速稳定的达到目标温度。
1．3温度斜率参与控制技术为了提高空气能热水器出水温度达到60℃以上，有效防止温度超调量过大，采取温度斜率参与控制来提前控制温度的快速上升。针对温度上升阶段，当阀门开度逐渐减小时，温度上升曲线的斜率为递增趋势，这样容易造成温度超调量大，导致机组温度过高而保护停机。在温度上升阶段加入斜率参与控制技术，当温度的上升量大于设定值时，即当每10s温度上升大于0．6℃时，阀门停止关阀动作，这样能控制温度上升的曲线斜率为递减趋势，给水温变化留有合理的缓冲时间，防止超调量过大导致机组保护停机。
1．4阀门跟踪技术在低温情况下，系统加入了阀门跟踪技术，即在阀门已经接近处于全关位置，但是水温还没有达到设定温度，这时就启动阀门跟踪，使阀门停在现在的位置，等着温度上升，而不再进行关小阀门继续调节，这样既能达到目标温度，又能防止在水温接近目标温度时，阀门频繁动作［9］。同时在PID调节的同时加入阀门位置跟踪，也有利于防止阀门关死导致机组压力过大而停止工作。从首次开阀进入PID调节到T1(出水温度)达到Tsp(目标温度)的这一温度上升时段内参与，即当信号到来时从全开位置开始记录单片机累计向阀门发出的脉冲个数n。当n=b时，则暂时屏蔽单片机向步进电机输出脉冲，此后待T1温度每10秒钟上升幅度小于设定值时，并且T1＜Tsp则输出脉冲屏蔽暂时退出，切入PID调节。此时阀门跟踪继续参与，若在T1＜Tsp时，出现了b=N5(N5定义为阀门的最大开度)，则再次屏蔽输出脉冲，使T1每10秒钟上升幅度小于设定值时，则本次阀门位置跟踪结束。
1．5自适应计算参数系统一共有4组PID控制参数，通过3号温度传感器采集到的环境温度可以确定不同的地区和不同的季节。同时将采集到的出水温度和用户的设定温度进行比较计算出偏差，系统可以自动选择前3种PID控制参数，同时系统还会通过2号温度传感器采集到水箱温度T2。若系统正式进入PID调节15分钟后，检测到T2SP－10℃且T260℃时(SP=T1s－ΔTLs)，则系统自动转入PID4的调节状态。所以本系统具有一定的自适应能力，可以适应不同地区和季节的恒温出水。
1．6复合智能控制系统流程复合智能控制系统的软件设计采用模块化设计结构，具有自适应能力，可以根据环境温度，进水温度和水箱温度自动切换到合适的PID参数组。在智能PID算法的基础上辅以首次阀门开度技术，温度斜率参与控制技术，阀门跟踪技术形成了复合智能控制算法。克服了系统的调节滞后，响应缓慢，难以控制等问题。其流程图如图2所示。
2测试结果与分析
系统经过前期方案论证和软硬件设计，在某型号热泵热水器上实际运行，获得了满足工业控制要求的控制曲线，由此可以证明复合智能控制算法所提出的控制策略和程序实现方法符合实际控制要求。以下分别给出传统数字PID控制算法和复合智能控制算法的恒温系统控制曲线。其中环境温度为20℃，目标温度为60℃，图3为采用传统数字PID测试曲线，图4为采用复合智能控制算法测试曲线。从图3可知当设定温度为60℃时，温度需要经过13分钟的时间才能达到稳定输出状态，输出温度约为58．5℃，温度的超调量约为6℃。从图4可知当设定温度为60℃时，温度需要经过5分钟就能达到稳定输出状态，输出温度约为59．5℃，温度的超调量约为1．5℃。比较测试曲线可以看出，这种算法可以获得满足工业控制要求的控制曲线，能减小调节时间和超调量，能够在较短的时间内达到用户设定的出水温度。
3结束语
在恒温控制系统中，由于系统自身的结构特点，决定了它没有准确的数学模型，所以采用传统的PID控制算法并不能兼顾所有工况下的多项性能指标，如调节时间和超调量等。复合智能控制算法是对传统PID控制算法的优化设计，并在实际控制平台上运行，系统可以自动对PID参数进行选择和整定，以达到理想的控制效果。由此可以证明复合智能控制算法具有广阔的工程应用前景。
智能论文范文第7篇
关键词：智能混凝土研究发展
随着现代材料的不断进步，作为最主要的建筑材料之一的混凝土已逐渐向高强、高性能、多功能和智能化发展。用它建造的混凝土结构也趋于大型化和复杂化。然而混凝土结构在使用过程中由于受环境荷载作用。疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素的，结构将不可避免地产生损伤积累、抗力衰减，甚至导致突发事故。为了有效地避免突发事故的发生，延长结构的使用寿命，必须对此类结构进行实时的“健康”监测，并及时进行修复。现有的无损检测，如声波检测X射线及C扫描等，只能定性检测，而不能定量、数据化处理，更主要的是不能实现实时监测。因而对结构内部状态的监测和损伤估计还比较困难，甚至是不可能的。传统的混凝土结构的维修方式主要是在损伤部位进行外部的加固，而对损伤的原结构进行维修比较困难，尤其是对结构内部的损伤修复更是非常困难。随着现代向智能化的发展，这种停留在被动和计划模式的检测与修复方式已不能适应现代多功能和智能建筑对混凝土材料提出的要求。因此，研究和开发具有主动、自动地对结构进行自诊断、自调节、自修复、恢复的智能混凝土已成为结构一功能（智能）一体化的发展趋势[1]
1智能混凝土的定义和发展历史
智能材料，指的是“能感知环境条件，做出相应行动”的材料。它能模仿生命系统，同时具有感知和激励双重功能，能对外界环境变化因素产生感知，自动作出适时。灵敏和恰当的响应，并具有自我诊断、自我调节、自我修复和预报寿命等功能。智能混凝土是在混凝土原有组分基础上复合智能型组分，使混凝土具有自感知和记忆，自适应，自修复特性的多功能材料。根据这些特性可以有效地预报混凝土材料内部的损伤，满足结构自我安全检测需要，防止混凝土结构潜在脆性破坏，并能根据检测结果自动进行修复，显著提高混凝土结构的安全性和耐久性。正如上面所述，智能混凝士是自感知和记忆、自适应。自修复等多种功能的综合，缺一不可，以的科技水平制备完善的智能混凝土材料还相当困难。但近年来损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土。仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相继出现；为智能混凝土的研究打下了坚实的基础。
1.1损伤自诊断混凝土
自诊断混凝土具有压敏性和温敏性等自感应功能。普通的混凝土材料本身不具有自感应功能，但在混凝土基材中复合部分其它材料组分使混凝土本身具备本征自感应功能。目前常用的材料组分有：聚合类、碳类、金属类和光纤。其中最常用的是碳类、金属类和光纤。下面主要介绍2种当前研究比较热门的损伤自诊断混凝土。
1.1.1碳纤维智能混凝土
碳纤维是一种高强度、高弹性且导电性能良好的材料。在水泥基材料中掺入适量碳纤维不仅可以显著提高强度和韧性，而且其物理性能，尤其是电学性能也有明显的改善，可以作为传感器并以电信号输出的形式反映自身受力状况和内部的损伤程度。将一定形状、尺寸和掺量的短切碳纤维掺入到混凝土材料中，可以使混凝土具有自感知内部应力、应变和操作程度的功能。通过观测，发现水泥基复合材料的电阻变化与其内部结构变化是相对应的。碳纤维水泥基材料在结构构件受力的弹性阶段，其电阻变化率随内部应力线性增加，当接近构件的极限荷载时，电阻逐渐增大，预示构件即将破坏。而基准水泥基材料的导电性几乎无变化，直到临近破坏时，电阻变化率剧烈增大，反映了混凝土内部的应力一应变关系。根据纤维混凝土的这一特性，通过测试碳纤维混凝土所处的工作状态，可以实现对结构工作状态的在线监测[2].在入碳纤维的损伤自诊断混凝土中，碳纤维混凝土本身就是传感器，可对混凝土内部在拉、压、弯静荷载和动荷载等外因作用下的弹性变形和塑性变形以及损伤开裂进行监测。试验发现，在水泥浆中掺加适量的碳纤维作为应变传感器，它的灵敏度远远高于一般的电阻应变片。在疲劳试验中还发现，无论在拉伸或是压缩状态下，碳纤维混凝土材料的体积电导率会随疲劳次数发生不可逆的降低。因此，可以应用这一现象对混凝土材料的疲劳损伤进行监测。通过标定这种自感应混凝土，研究人员决定阻抗和载重之间的关系，由此可确定以自感应混凝土修筑的公路上的车辆方位、载重和速度等参数，为管理的智能化提供材料基础。
碳纤维混凝土除具有压敏性外，还具有温敏性，即温度变化引起电阻变化（温阻性）及碳纤维混凝土内部的温度差会产生电位差的热电性（Seebeck效应）。试验表明，在最高温度为70℃，最大温差为15℃的范围内，温差电动势（E）与温差t之间具有良好稳定的线性关系。当碳纤维掺量达到一临界值时，其温差电动势率有极大值，且敏感性较高，因此可以利用这种材料实现对建筑物内部和周围环境变化的实时监控；也可以实现对大体积混凝土的温度自监控以及用于热敏元件和火警报警器等可望用于有温控和火灾预警要求的智能混凝土结构中。
碳纤维混凝土除自感应功能外，还可应用于防静电构造。公路路面、机场跑道等处的化雪除冰。钢筋混凝土结构中的钢筋阴极保护。住宅及养殖场的电热结构等。
1.1.2光纤传感智能混凝土
光纤传感智能混凝土[3]，即在混凝土结构的关键部位埋人入纤维传感器或其阵列，探测混凝土在碳化以及受载过程中内部应力、应变变化，并对由于外力、疲劳等产生的变形、裂纹及扩展等损伤进行实时监测。光在光纤的传输过程中易受到外界环境因素的影响，如温度、压力、电场、磁场等的变化而引起光波量如光强度、相位、频率、偏振态的变化。因此人们发现，如果能测量出光波量的变化，就可以知道导致光波量变化的温度、压力、磁场等物理量的大小。于是，出现了光纤传感技术。近年来，国内外进行了将光纤传感器用于钢筋混凝土结构和建筑检测这一领域的研究，开展了混凝土结构应力、应变及裂缝发生与发展等内部状态的光纤传感器技术的研究，这包括在混凝土的硬化过程中进行监测和结构的长期监测。光纤在传感器中的应用，提供了对土建结构智能及内部状态进行实时、在线无损检测手段，有利于结构的安全监测和整体评价和维护。到目前为止，光纤传感器已用于许多工程，典型的工程有加拿大Caleary建设的一座名为BeddingtonTail的一双跨公路桥内部应变状态监测；美国Winooski的一座水电大坝的振动监测；国内工程有重庆渝长高速公路上的红槽房大桥监测和芜湖长江大桥长期监测与安全评估系统等。
1.2自调节智能混凝土
自调节智能混凝土具有电力效应和电热效应等性能。混凝土结构除了正常负荷外，人们还希望它在受台风、地震等灾害期间，能够调整承载能力和减缓结构振动，但因混凝土本身是惰性材料，要达到自调节的目的，必须复合具有驱动功能的组件材料，如：形状记忆合金（SMA）和电流变体（ER）等。形状记忆合金具有形状记忆效应（SME），若在室温下给以超过弹性范围的拉伸塑性变形，当加热至少许超过相变温度，即可使原先出现的残余变形消失，并恢复到原来的尺寸。在混凝土中埋入形状记忆合金，利用形状记忆合金对温度的敏感性和不同温度下恢复相应形状的功能，在混凝土结构受到异常荷载于扰时，通过记忆合金形状的变化，使混凝土结构内部应力重分布并产生一定的预应力，从而提高混凝土结构的承载力。
电流变体（ER）是一种可通过外界电场作用来控制其粘性、弹性等流变性能双向变化的悬胶液。在外界电场的作用下，电流变体可于0.1ms级时间内组合成链状或网状结构的固凝胶，其初度随电场增加而变调到完全固化，当外界电场拆除时，仍可恢复其流变状态。在混凝土中复合电流变体，利用电流变体的这种流变作用，当混凝土结构受到台风，地震袭击时调整其内部的流变特性，改变结构的自振频率、阻尼特性以达到减缓结构振动的目的。
有些建筑物对其室内的湿度有严格的要求，如各类展览馆、博物馆及美术馆等，为实现稳定的湿度控制，往往需要许多湿度传感器、控制系统及复杂的布线等，其成本和使用维持的费用都较高。日本学者研制的自动调节环境温度的混凝土材料自身即可完成对室内环境湿度的探测，并根据需要对其进行调控。这种混凝土材料带来自动调节环境湿度功能的关键组分是沸石粉。其机理为：沸石中的硅酸钙含有（3－9）X10－10m的孔隙。这些孔隙可以对水分、N0x和S0x气体选择性的吸附。通过对沸石种类进行选择，可以制备符合实际需要的自动调节环境湿度的混凝土复合材料。它具有如下特点：优先吸附水分；水蒸气压力低的地方，其吸湿容量大；吸、放湿与温度相关，温度上升时放湿，温度下降时吸湿。
1.3自修复智能混凝土
混凝土结构在使用过程中，大多数结构是带缝工作的。混凝土产生裂缝，不仅强度降低，而且空气中的CO2、酸雨和氯化物等极易通过裂缝侵人混凝土内部，使混凝土发生碳化，并腐蚀混凝土内的钢筋，这对地下结构物或盛有危险品的处理设施尤为不利，一旦混凝土发生裂缝，要想检查和维修都很困难。自修复混凝土就是应这方面的需要而产生的。在人类现实生活中可以见到人的皮肤划破后，经一段时间皮肤会自然长好，而且修补得天衣无缝；骨头折断后，只要接好骨缝，断骨就会自动愈合。自愈合混凝土[4]就是模仿生物组织，对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土传统组分中复合特性组分（如含有粘结剂的液芯纤维或胶囊）在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经系统，模仿动物的这种骨组织结构和受创伤后的再生、恢复机理。采用粘结材料和基材相复合的，使材料损伤破坏后，具有自行愈合和再生功能，恢复甚至提高材料性能的新型复合材料。在日本，以东北大学三桥博三教授为首的日本学者将内含粘结剂的胶囊或空心玻璃纤维掺入混凝土材料中，一旦混凝土在外力作用下发生开裂，部分胶囊或空心玻璃纤维破裂，粘结液流出并深人裂缝。粘结液可使混凝土裂缝重新愈合。美国伊利诺伊斯大学的CarolynDry在1994年采用类似的方法，将在空心玻璃纤维中注人缩醛高分子溶液作为粘结剂埋人混凝土中使混凝土具有自愈合功能。在此基础上CarolynDry还根据动物骨骼的结构和形成机理，尝试制备仿生混凝土材料，其基本原理是采用磷酸钙水泥（含有单聚物）为基体材料，在其中加人多孔的编织纤维网。在水泥水化和硬化过程中，多孔纤维释放出聚合反应引发剂与单聚物聚合成高聚物，聚合反应留下的水分参与水泥水化。这样便在纤维网的表面形成大量有机与无机物，它们相互穿插粘结，最终形成的复合材料是与动物骨骼结构相似的无机与有机相结合的材料，具有优异的强度及延性等性能。而且在材料使用过程中，如果发生损伤，多孔有机纤维会释放高聚物，愈合损伤。
2智能混凝规究现状和应注意的
前面所述的自诊断、自调节和自修复混凝土是智能混凝土的初级阶段，它们只具备了智能混凝土的某一基本特征，是一种智能混凝土的简化形式。因此有人也称之为机敏混凝土。然而这种功能单一的混凝土并不能发挥智能混凝土作用，人们正致力于将2种以上功能进行组装的所谓智能组装混凝土材料的研究。智能组装混凝土材料是将具有自感应、自凋节和自修复组件材料等与混凝土基材复合并按照结构的需要进行排列，以实现混凝土结构的内部损伤自诊断、自修复和抗震减振的智能化。
智能混凝土具有广阔的应用前景，但作为一种新型的功能材料，如果投入实际工程，还有很多问题需要进一步地研究：如碳纤维混凝土的电阻率稳定性、电极布置方式、耐久性等；光纤混凝土的光纤传感阵列的最优排布方式；自愈合混凝土的修复粘结剂的选择。封人的方法以及愈合后混凝土耐久性能的改善等。解决上述一系列问题将对智能混凝土今后的产生深远的。为促进智能混凝土研究工作的顺利开展有必要就以下几点形成共识：
（1）开发应有针对性。所谓针对性就是要针对混凝土性能发生恶化和结构发生破坏等现象，考虑不同的智能方法，如针对这些现象，设想开发出一种能应对所有这些情况的手段是很困难的，因此，缩小智能化范围，以某种功能为对象，从而开发出相对最适应的方法是必要的。
（2）实施中应具有可行性。浇注混凝土多在施工现场进行，因而作为智能混凝土的施工方法，对其技术与工艺要求不能过高。应以原有工艺为基础开发相应的较为简单的方法。选用的材料应具有化学稳定性，要有利于安全使用，不挥发任何有刺激的气味和其它有害物质，并能大量应用而且成本较低。
（3）设计应具有综合性。采用智能化，虽然可以提高材料的耐久性，但也会带来负面作用。如由于使用了某种材料虽然能对某种恶化现象进行控制和改善，但是否会对强度等其它性能有所影响，所有这些正反两方面的问题都必须在判断和设计时进行综合考虑和权衡。
3结语
智能论文范文第8篇
1．1控制模块的硬件设计控制模块选用了STM32F107VC32位ARM处理器［1］，此芯片集成了各种高性能工业标准接口，且STM32不同型号产品在引脚和软件上具有完美的兼容性，可以轻松适应更多的应用。MCU本身包含有标准RS23，ISP及USB通讯接口，运行频率高达72MHz，因而使得系统能够以精简的设计，高速的数据处理速度完成智能控制。STM32系列单片GPIO口多达51个，大部分可复用，本模块中所配置GPIO口包括：RS232通讯接口PB10，PB11，连接图2中Flow＿TXD，Flow＿RXD，传输流量传感器检测信号；ISP三线通讯接口PC9，PC10，PC11，对应图3中PV＿CS，PV＿SLCK，PV＿DIN信号；PC8输出切换信号。控制模块选用的流量传感器为FS4001系列小流量气体质量流量传感器。FS4001是专门为各类小流量气体的测量和过程控制而设计的，其独特的封装技术使之可用于各类管径，成本低、易安装、不需要温度压力补偿，可替代容积式或压差式的传统流量传感器，其精度达到±（1．5＋0．5FS）％，重复性达到±0．25％，1mm通径传感器，最大流量达到200SCMM。FS4001与MCU通过RS232接口进行通讯，经过MAX3232实现电平转换后，按照专用通讯协议，可完成FS4001自校准以及流量读取。接口电路见图2。STM32F107VC对测得流量和设置流量之差进行比较以及控制算法的计算后，将控制数字量输出至DA芯片LTC2641，DAC将数字量转换成模拟控制量，经低功耗、精密单电源运算放大器OPA2234及放大管2N3904将信号放大后驱动比例阀，完成流量的控制。控制模块中的DAC为单极性LTC2641，此芯片仅消耗120μA电源电流，就满标度阶跃而言，仅用1μs就能稳定在0．5LSB以内。DAC通过3线SP兼容串行接口，以高达50MHz的时钟速率通信，其6位INL误差最大值在整个温度范围内为仅±2LSB。DA转换及比例阀驱动电路见图3。控制模块中比例阀选用VSO?系列热补偿型微型比例电磁阀［2］，通过VSO技术（voltagesensitiveorifice），即电压敏感性通径技术，比例阀可以根据输入电流的大小，精确的控制气体流量比例。比例阀通过直流电流驱动或脉冲调幅驱动，并使用闭环反馈控制，能够获得优化的系统性能。本模块中的比例阀线圈最小工作电压20VDC，控制电流范围在0～91mA，电流与流量的关系如图4。模块中气氛切换的功能实现是通过MCU发送切换信号，控制管子2N3904的导通与关闭，来驱动VZ100电磁阀两通道的转换来完成。切换功能电路见图5。
1．2模块的软件设计模块软件分为两部分：控制软件及交互软件。控制软件包括数据采集，与比列阀，流量传感器及上位计算机的通讯，数据滤波，PID控制算法等，采用C语言；交互软件则主要用于计算机操作，便于用户进行流量设置与气氛切换的操作，同时可实时显示气氛流量曲线以及数据储存，采用VB语言编写。
2测试结果
目前模块样机配置于DSC30热分析仪上，通过此模块控制通入仪器炉体的吹扫气氛，测试时，模块的气路一，通入氮气，配合控制软件，设置气氛流量为50ml／min，观察仪器DSC基线数据约25min，采样图谱见图6所示。图谱显示基线平直度完美。DSC30共有两路气氛输入，在实验过程中设置气路一气氛（氮气）流量为50mL／min，气路二气氛（氧气）流量60mL／min。开始测试时，缺省通入气氛一，实验5min后，按气路切换键，切换为气氛二通入，可观察到软件窗口中气氛一和气氛二数值的变化，气路二采样数据（以秒为时间单位）见表一。根据测试数据可以看出，模块的气氛控制精度误差＜±0．1mL／min，切换稳定时间＜16s。
3结束语
本文介绍的气氛智能控制模块控制灵活，控制精度高，相应速度快，稳定性高，能很好的满足热分析仪器对扫描气氛及保护气氛的控制需求，目前已经应用于DSC30差示扫描热分析析仪器，并获得实用新型专利［3］。本模块可通过进一步的改进，更广泛地应用于其它类似需要进行气氛控制的分析仪器，市场前景广阔。
智能论文范文第9篇
1.1设计思路简单在传统的矿井生产控制器的设置过程之中，在设置之前，充分了解到要进行控制的矿井生产系统的实际情况，根据要进行控制的矿井生产设备的实际情况来进行控制模型的设计，在这个过程之中，随着矿井生产系统的运行变化，往往会出现一些不确定性因素，导致矿井生产系统出现变化，影响到矿井生产控制系统功能的发挥，可以说，要进行传统的矿井生产控制系统的设计是相当麻烦的。在这样的背景下，将DCS智能控制系统技术应用在矿井生产控制领域，利用DCS智能控制系统技术之中的函数近似技术，将自动化控制参数拟合成为相应的数学模型，根据内置的模拟器系统进行对控制参数的转换，有效降低了矿井生产控制系统的设计难度。
1.2性能优越DCS智能控制系统技术的应用，可以对矿井生产系统之中的各种参数进行调整优化，相比较于传统的矿井生产控制系统，也更容易进行操作调控，对于新型数据信息的处理能力也更优越。
1.3一致性好传统的矿井生产系统是根据特定的矿井生产设备所设定的，只能够对特定的矿井生产系统进行控制。而应用了DCS智能控制系统技术的矿井生产系统对于大部分的矿井生产系统都有着良好的控制效果。
2DCS智能控制系统用于矿山生产的具体途径
2.1优化设计在DCS智能控制系统技术用于矿井生产控制的过程之中，可以充分结合DCS智能控制系统的先进理论技术以及相应的实践经验。在传统的矿井生产控制过程之中，主要采用的设计手段就是结合实际的工作经验来进行控制系统的设计，这种设计方法缺乏先进的系统理论的支持，在实际的运行过程中，往往会出现一些难以解决的故障问题。DCS智能控制系统技术的应用，可以有效地优化矿井生产控制系统的设计，并通过对先进的计算机科学技术的应用，有效地缩减产品从设计到成型的时间，提升了矿井生产控制的控制效率。截至目前为止，DCS智能控制系统技术主要应用的是遗传算法技术和专家系统技术，通过对遗传算法技术的应用，可以直接对矿井生产控制系统的结构对象进行优化设计，这就可以保证矿井生产控制系统具备更好的全局控制能力，也可以自动进行对于相关问题的检索控制；通过对专家系统的应用，可以充分吸取来自专家的相关意见，对于矿井生产控制系统进行有效的优化设计，提升矿井生产控制系统的应用水平。
2.2故障诊断一般情况下，矿井生产设备出现的故障问题具有非线性的特点，这就给矿井生产控制系统解决矿井生产设备的故障问题带来了很多困难。在这样的背景下，通过在矿井生产控制系统之中引进DCS智能控制系统技术，可以有效提升矿井生产控制系统的检索效率。并通过对DCS智能控制系统技术之中的专家系统、模糊逻辑算法、神经网络结构的应用，更加有效地确定矿井生产设备出现故障的区域，提升矿井生产设备的故障诊断的有效率。
2.3智能控制在矿井生产控制过程引进DCS智能控制系统技术已经成为了科学领域的未来发展趋势，一般情况下，矿井生产控制过程引进DCS智能控制系统技术主要集中在对于DCS智能控制系统技术之中的模糊算法、专家系统、神经网络结构的引进之上。DCS智能控制系统技术对于矿井生产系统的主要应用层面也主要集中在以下几个层面：第一，进行对矿井生产设备之中的数据参数的分析；第二，对于矿井生产设备的运行状态的实时监督管理；第三，对于控制系统的有效管理；第四，对于矿井生产系统之中出现的故障进行及时的记录分析。
3结论
综上所述，DCS智能控制系统技术在矿井生产系统之中的应用，可以有效地优化矿井生产系统的设计结构，提升矿井生产系统的故障检测效率，是矿井生产系统的未来主流发展趋势。
智能论文范文第10篇
1.1相变材料的选用
微胶囊壁的厚度、弹性、拉伸及压缩强度、耐热性以及与芯材的相容性直接影响MEPCM的可应用性，因此，壁材应选用无毒、不熔、不溶、密封性好、有较高拉伸及压缩强度的树脂。常用于囊壁的材料有尿素-甲醛树脂(UF)［7］、聚氨酯(PU)［8］以及耐高温性能较好的三聚氰胺-甲醛树脂(MF)、尿素-三聚氰胺-甲醛树脂(MUF)等。同时，壁材与芯材的质量比对MEPCM的相变焓与调温效率有直接影响，一般芯材的质量分数在60%～80%之间［9－10］。有研究选用MF树脂包覆复合高级醇类芯材制备相变温度接近人体体温且粒径分布均匀的MEPCM，实验测定其芯壳比例为4∶1时，MEPCM的相变焓较高且具有良好的调温能力［11］。最新报道显示，实验室制作MEPCM的芯材质量分数可实现87%以上［12］，热焓值可达200kJ/kg［13］。未来应用于纺织品的MEPCM研究重点应由单纯增大相变材料芯材的质量分数来提升相变焓，转变为优化芯壳比例，提高蓄热调温智能纺织品的蓄热密度和调温效率，提升MEPCM综合应用性能。
1.2乳化剂的选用
油溶性有机相变材料作为MEPCM芯材，需先高速分散形成水包油(O/W)或油包水(W/O)体系的乳状液，再与壁材发生聚合反应进而形成微胶囊。乳液液滴的直径分布越小，在溶液中分散越均匀，制得的MEPCM热学性能越好［14］。影响乳化效果的因素有:亲水亲油平衡值(HLB值)［15］、临界胶束浓度(CMC)、乳化时间、乳化温度、乳化机转速、乳化剂种类、乳化剂质量分数、乳化剂分子质量［14］等。其中，CMC和HLB是表征乳化剂性能和乳化效果的主要参数。HLB值低表示乳化剂的亲油性强，易形成W/O型体系;HLB值高则表示亲水性强，易形成O/W型体系;HLB值居中为6～8时，通过强力搅拌可分散形成乳状溶液，适合用作润湿剂，因此HLB值是影响乳化效果的关键因素［16－17］。常用的乳化剂主要有阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型，其中阴离子和非离子型乳化剂适用于O/W型乳液。用于分散相变芯材的乳化剂主要有苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、十二烷基硫酸钠(SDS)、全氟壬烯氧基苯磺酸钠(OBS)、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚(Tween)和失水山梨醇脂肪酸酯(Span)等。实验室研究应用不同成分乳化剂对相变芯材进行乳化处理，表2汇总了目前已报道的相变芯材及其选用的乳化剂。而基于乳化剂HLB值和基团相容性对相变材料分散性的理论研究还较为浅显。闫丽佳［18］对比SDS和OBS阴离子型乳化剂对正十八烷的分散能力发现:SDS的分散能力虽强，但其制备的微胶囊壁材易黏连，芯材质量分数低导致MEPCM热焓值降低;OBS热稳定性和化学稳定性较好，且乳化制得的MEPCM的相变温度和相变焓均高于同等条件下SDS制备的MEPCM。颜超［8］对比阴离子和非离子乳化剂的乳化效果发现:使用阴离子乳化剂SDS的石蜡体系乳液在剪切停止后立即分层;而Tween-80、OP-10和平平加O3种非离子乳化剂的乳化效果较好。这是由于石蜡/水体系乳化所需的HLB值为11～13，SDS不能提供适宜的HLB值，而上述3种非离子乳化剂的HLB值均在11左右，因此具有较好的乳化效果。其中，平平加O乳化剂中疏水链段的脂肪烃对石蜡具有更好的相容性而有助于提升乳化效果;2种不同种类非离子乳化剂混合得到的复配乳化剂在使用时发生的协同效应有利于乳化效果。对不同Span-Tween复配乳化剂种类和用量下的乳液稳定性也进行了相关研究［19］。复配乳化剂可根据实际应用要求而确定最优HLB值及乳化参数。
1.3MEPCM的制备方法
微胶囊的制备方法分为物理法、化学法和物理化学法。目前应用于纺织品的MEPCM主要采用化学方法制备。国内外学者对使用界面聚合法［27－28］、原位聚合法［11，29］等易操作方法制备包含不同相变材料的微胶囊研究较多。这2种方法制备的MEPCM结构见图1［3］。界面聚合法既适用于制备水溶性芯材也适用于油溶性芯材的微胶囊，其特点是将形成壁材的2种单体分别溶解在不相溶的2种溶液中，2种单体分别从两相内部向芯材乳液液滴界面移动并在相界面发生聚合反应，使聚合物包裹芯材形成微胶囊，其工艺流程见图2［27］。原位聚合法与界面聚合法的区别是，壁材单体先发生预聚形成预聚体，沉积在已经分散为小液滴的芯材表面，在交联和聚合反应下形成微胶囊外壳。相较之下原位聚合法成球较容易，壁材厚度和芯材质量分数可控。此外，也有通过乳液聚合法［30］、悬浮聚合法［20］和复合凝聚法［21，31］等方法制备MEPCM的研究报道。
2MEPCM在纺织品中的应用
在纺织应用领域，MEPCM通过直接纺丝法和织物表面整理法等加工方式附加到纺织品上，制成蓄热调温纺织品。
2.1相变纤维
美国Outlast、TRDC公司一直致力于MEPCM在熔融纺丝工艺中的研究和应用。目前Outlast已成功研制出包含MEPCM的聚丙烯腈纤维、粘胶和聚酯短纤维并正式应用于服用纺织品［32］。图3示出Outlast研制的蓄热调温纤维截面形态［32］。国内外研究学者对采用熔融纺丝和湿法纺丝等直接纺丝工艺制备添加MEPCM的蓄热调温纤维进行了深入探讨。其中对应用熔融纺丝法的研究较多，因湿法纺丝流程长、污染大、产量低，并且微胶囊的理论添加量受限，相关研究较少。
2.1.1熔融纺丝
用熔融纺丝法制备蓄热调温纤维是将纺丝高聚物与MEPCM共混制成切片，将切片加热到高聚物熔点以上成熔融态，再通过喷丝孔射出到空气中冷凝成丝条。由于熔融纺丝液的温度较高，纺丝速度快，微胶囊在纺丝液中易破损和升华，因此熔融纺丝法对微胶囊芯材和壁材的耐热性要求很高。为了增强纺丝过程中MEPCM的耐热性，Fan等［14］在十八烷相变芯材乳化液中添加一定量环己烷并对MEPCM进行耐高温改性处理。微胶囊在160℃条件下加热30min使环己烷升华，其壁内产生预留膨胀空间，提高了胶囊粒径分布均匀性，实验测得胶囊耐热温度最高可达270℃。Han等［33］认为导致熔融纺丝工艺中MEPCM热焓效率低的原因有2类:一是囊壁包裹不均匀的微胶囊在高温下容易破裂;二是在熔融纺丝过程中摩擦力和剪切力导致部分微胶囊发生破裂。本文对纺丝工艺与相变性能、热效率及力学性能和耐热性能的关系进行研究后发现，聚合物的玻璃化转变温度和熔融温度随微胶囊质量分数的增加而升高，而纤维的断裂强度和伸长率随着MEPCM的质量分数升高而降低。有研究发现MEPCM质量分数为20%时丙烯腈基初生纤维的力学性能可达到服用要求［34］。
2.1.2湿法纺丝
用湿法纺丝法制备蓄热调温纤维是将MEPCM和高聚物配制成纺丝溶液，将纺丝液从喷丝孔中压出后射入凝固浴形成丝条。该方法的纺丝速度低且溶液温度低，因此对微胶囊损伤较小。制备以聚丙烯腈、粘胶等聚合物基体的蓄热调温纤维均适用湿法纺丝法，具有广泛的实用性。张兴祥等［35］将MEPCM与聚丙烯腈-偏氯乙烯共聚物混合经溶液纺丝制成MEPCM质量分数达30%的腈氯纶纤维。该纤维具有较好的可纺性、热稳定性和热焓效率，但力学性能较差。为了提高湿法纺丝制备相变材料纤维的力学性能，于海飞等［36］通过改变纺丝凝固浴中NaSCN的质量分数测试其对纤维强度的影响。通过湿法纺丝工艺制备含聚酰胺包覆石蜡相变材料的蓄热调温聚丙烯腈纤维，MEPCM质量分数为16.7%，当纺丝凝固浴中NaSCN质量分数为10%时，MEPCM在纤维中的热焓效率达到78.4%，同时纤维断裂强度为1.35cN/dtex。对比研究表明，在湿法纺丝凝固浴中添加适量NaSCN制备的含MEPCM聚丙烯腈纤维能够获得良好的力学性能和蓄热调温性能。通过直接纺丝法制备的蓄热调温纤维中微胶囊分布均匀，织物调温性能优良，但融入MEPCM纺丝液的直接纺丝工艺难度较大，纤维断裂强度和伸长率较低导致其可纺性较差，因此，直接纺丝法制备相变材料纤维仍有很大的研究空间。可尝试以聚乙烯醇和热学、力学性能优良的芳砜纶为主体纤维用湿法纺丝制备蓄热调温纤维。用熔融纺丝法制备蓄热调温纤维可向多功能方向发展，如与可降解聚乳酸结合制备生物医用材料，纤维中添加MEPCM与远红外粒子产生协同作用增强织物保温效果等。
2.2基于相变材料微胶囊的织物整理
用相变材料微胶囊整理织物是将MEPCM添加到整理液或涂层剂中，通过织物后整理方法，依靠黏合剂的作用使相变材料黏接在纤维或织物上，从而获得蓄热调温纺织品。采用后整理技术得到的蓄热调温纺织品的耐水洗性和耐久性的报道较少，且关于织物的组织结构、织物密度、微胶囊质量分数、涂层密度对蓄热调温性能的研究不够深入。相比直接纺丝法，通过后整理方法附着在织物表面的微胶囊理论上易磨损和脱落，因此，整理液中涂层剂的选择需与微胶囊壁材和纤维的化学成分结合性均好。在纺织应用领域，一般通过浸轧法和涂层法将MEPCM附加到纺织品上制成蓄热调温纺织品。常用的PU、丙烯酸类黏合剂对MEPCM具有良好的粘接性和成膜强度。通过选用适当比例的整理液配方［18］，及后整理技术得到的织物具有较好的平整度和调温性能，但织物表面的涂层易形成薄膜覆盖纱线及中间空隙从而影响织物透气性。司琴等［37］尝试在MEPCM浸轧整理前先将棉织物浸入聚醚改性氨基硅油进行柔软整理，再经微胶囊附加整理，所得织物具有较好的调温性能，且毛羽、柔软性能和透气性有不同程度的改善。目前关于含MEPCM整理液的研究报道中选用的黏合剂见表3。基于数值模拟的MEPCM对纺织品调温性能模型的研究认为，相变材料微胶囊附加织物的调温过程常常伴随纤维吸湿，其保温体系包含:纤维、湿空气、相变材料，使得热湿传递和相变过程耦合在一起，基于数值方法则可以较为便捷、灵活地模拟相变材料调温过程。因此，Li等［38］在其前期研究的基础上发展了基于控制体积法和有限差分法的热湿传递数学模型。模型将单一芯材的相变过程考虑为一个移动边界问题，将相变温度考虑成一个点，并讨论了PCM质量分数对织物中热湿传递的影响。He等［39］针对复合相变材料指出其相变过程不是发生在一个恒定温度点，而是一个温度范围，该相变温度范围对PCM能量调节过程有重要影响。李凤志等［2］研究了MEPCM半径及质量分数对织物热湿性能影响，基于织物热湿耦合模型，对相变问题采用显热容法处理，模拟结果发现MEPCM质量分数越大，半径越小，延迟织物内温度变化的幅度越大，但延迟时间越短。
2.2.1浸轧法
采用浸轧方式可使MEPCM均匀分布于织物表面并深入纱线内部，获得均匀的调温效果。Alay等［22］制作以正十六烷为芯材的不同质量分数、粒径分布于0.22～1.05μm之间的MEPCM。将与微胶囊和纤维的结合性均好的聚甲基丙烯酸甲酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯作为黏合剂，分别通过一浸一轧方式将MEPCM均匀整理到纯棉、纯涤、涤/棉织物上。实验证明经过微胶囊整理的不同织物的热焓值明显提升，且热学性能较好。用浸轧法经过MEPCM整理后织物的调温性能有显著提高，然而透气性能会受到微胶囊固着量和涂层剂的涂覆量影响。一般来说，微胶囊整理剂的固着量与织物的热焓正相关，与透气性负相关，焙烘温度和时间对微胶囊的耐洗性能影响较大。林鹤鸣等［41］采用二浸二轧整理法分别将2种纳米胶囊整理到纯棉针织物上，测得织物温变速率明显减缓且透气性降低约10%，但对织物的舒适性影响不大。颜超等［8］尝试在保证浸轧法整理聚氨酯型MEPCMOutlast/蚕丝织物的调温性能的同时改善织物的透气性。实验结果显示，MEPCM固着量为13g/m2的Outlast/蚕丝织物的相变焓和相变温度均有明显上升，从宏观上验证了通过MEPCM浸轧整理的Outlast/蚕丝织物具有良好的调温效果。Salaün等［25］探究了织物调温性与透气性的最佳效果，发现随着涂层剂的增加，织物在吸热过程中的吸收峰温度逐渐升高。实验得出最适合蓄热调温纺织品的涂层剂与MEPCM用量比值在1∶2～1∶4之间，织物可获得良好的调温性能并且不影响其透气性。通过浸轧法将MEPCM整理到织物上要求整理液黏度低、分散均匀方可实现胶囊深入织物内并均匀分布。目前报道中鲜见关于MEPCM在整理液中分散性能的优化配方。由于浸轧辊处理织物时易导致胶囊破裂而降低调温效果、破坏蓄热调温体系;同时浸轧法适用于织物密度较低时的双面整理，难以实现MEPCM在高密或多层织物内的均匀分布;在某些需要微胶囊单面处理的应用场合，浸轧法无法控制胶囊的合理分布，因此，目前研究重点应着眼于优化MEPCM在浸轧整理液中的分散均匀度和提高MEPCM的质量分数;合理控制微胶囊芯壳比与轧辊压力的关系，降低微胶囊的破坏率。
2.2.2涂层法
通过涂层加工的方式可将相变材料黏接在织物上，目前多采用直接涂层和泡沫涂层2种涂层方法，其他涂层方法因对微胶囊自身的耐热性和抗拉、压缩性能要求较高而受限。受涂层剂的浓度和涂层厚度的影响，涂层织物的透气性和柔软性均比浸轧整理织物差。Onder等［21］研究发现微胶囊的热焓值与芯材的相变温度成正比。将添加质量分数为9.5%～22.5%MEPCM的聚氨酯基涂层剂分别涂覆在纯棉织物上，通过测试不同织物的热焓值发现，经MEPCM涂层整理的织物比未经涂层的储热能力提高了2.5～4.5倍。Fallahi等［42］测定了MEPCM涂层对延迟织物温度变化的影响。将普通织物和2种经MEPCM涂层的织物在50℃的温度下放置18min，发现未经微胶囊涂层整理的涤纶/粘胶(65/35)混纺平纹织物与经质量分数为0.6%微胶囊涂层织物的相对温度变化高于10%，而微胶囊质量分数为10%的织物相对温度变化低于10%，说明MEPCM质量分数对温度变化延迟效果非常显著。研究结果表明，MEPCM涂层织物适用于外界温度变化剧烈的防护纺织品。刘向等［28］分析了涂层整理剂在织物表面形成的聚合物薄膜增加纱线及织物强力和延展性，因此使得织物的断裂强力升高，断裂伸长率增大;但涂层后织物透气性下降，抗弯刚度增大。相比于等浓度无微胶囊成分的涂层剂，含微胶囊涂层剂的黏度较低，同时粉末状态的微胶囊可以降低絮集问题，因此微胶囊与乳液相结合后的外观黏度比等量固体浓度的乳液的表观黏度低。闫飞等［43］发现通过超声波震荡伴随搅拌可以降低MEPCM的体均粒径和在涂层液中的分散程度。MEPCM比原始芯材相变材料的裂解温度提高了70℃，耐热性能也明显提高。通过测试发现附加MEPCM整理的蓄热调温织物在升温曲线和降温曲线上都存在明显的拐点，从而说明其具有较好的智能调温作用。然而Alay等［44］对比含MEPCM聚氨酯涂层对织物透气、透湿性能的影响发现，微胶囊和聚氨酯涂层填充了织物组织的孔隙，易使织物的透气性减弱，含MEPCM的聚氨酯涂层织物的透气性低于未整理织物和不含MEPCM聚氨酯涂层织物。同时，不含MEPCM聚氨酯涂层织物因聚氨酯涂层本身具有的良好吸湿性而促进了织物的透湿性，添加微胶囊后虽然涂层的吸湿性好，但是微胶囊颗粒阻塞了织物孔隙导致透湿性降低。织物经泡沫涂层整理后，化学试剂的增量仅为织物干态质量的2%～3%，涂覆量低，涂层轻薄且不影响织物手感和透水透气性［45］，以泡沫为依托的微胶囊在涂层剂中的分散更均匀。Shim等［40］利用暖体假人测试经过微胶囊泡沫整理的织物从暖环境到冷环境再到暖环境的热量流失。通过泡沫整理涂覆1层和2层MEPCM的聚酯纤维织物与未经整理的织物进行对比发现，涂覆1层MEPCM的织物在冷环境中释放热量可以帮助暖体假人的热量流失平均降低6.5W，而涂覆2层的织物平均减少13.2W。通过涂层法对织物进行MEPCM整理的弊端有:刮刀刮涂易致微胶囊破损，需平衡刮涂力度与微胶囊的承受能力和涂层厚度的关系;MEPCM的颗粒状特性以及涂覆在织物上的涂层整理液都会降低织物的柔软性和透水、透气性，因此，配制高浓、低黏整理液在纺织品MEPCM后整理的研究中显得尤为重要。与直接涂层工艺相比，泡沫涂头的刮涂力度柔和，涂层过程中对MEPCM的损伤小;与浸轧整理相比，泡沫整理微胶囊适用于织物单面涂覆且不易渗入到织物内部破坏保温体系，是目前较为理想的微胶囊织物整理技术之一。
2.2.3浸轧法与涂层法比较
研究人员对通过浸轧法与涂层法附加微胶囊整理织物的性能做对比。曹虹霞等［46］将MEPCM涂层整理液分别通过二浸二轧和干法涂层整理到棉织物上并对比2种织物发现，通过涂层整理比通过浸轧整理得到的蓄热调温织物的相变温度低，但涂层整理比浸轧整理得到织物的相变焓高，且织物的相变焓随MEPCM质量分数的增大而升高，蓄热调温性能明显增强，但同时涂层织物增厚，织物手感和应用受到限制。刘元军等［47］采用乳化固化法制备壳聚糖/石蜡MEPCM，同样对比二浸二轧法和直接涂层法对牛仔布热性能的影响发现，涂层整理对牛仔布增重率高于浸轧整理，而毛效则低于浸轧整理。此外，单面涂层整理的牛仔布比浸轧整理的牛仔布手感硬。透湿性和透气性均低于同等条件下浸轧整理的布样。作者分析这可能与微胶囊粒径大小及在布样上的增重大小有关。目前，相变材料微胶囊也被研究用于纤维纺织品之外的服用材料。IzzoRenzi等［48］尝试将MEPCM通过干法涂层和湿法浸轧的方式将其整理到皮革表面，观察2种整理方式下微胶囊的分布情况，发现皮革的多孔结构限制了微胶囊涂层对皮革的调温性能的影响，涂层工艺对皮革的断裂强度和伸长率也没有明显影响。比较浸轧法和涂层法对织物进行MEPCM整理:在技术方面，浸轧法和涂层法均需综合考虑MEPCM的物理化学性能参数，研究配方合理、分散均匀、微胶囊质量分数较高的涂层整理液，同时基于MEPCM易碎的芯壳结构，需对轧辊和涂头的整理力度进行优化设计;在调温效率方面，通过浸轧法和泡沫整理比通过直接涂层法得到的织物更轻薄，有利于提高蓄热和放热反应的灵敏性;在应用方面，涂层法可以更好地控制微胶囊在织物表层和内部的分布，可根据实际应用设计涂层层数和微胶囊在织物上的分布密度，扩展产品的应用范围。
3结语
通过纺丝法和后整理法将相变材料微胶囊包埋于纤维内部或整理于织物表面，可以实现纺织品的蓄热调温功能，但是相变材料微胶囊本身制备工艺复杂，相变材料价格较高，不易实现产业化。除此以外，相变材料微胶囊的调温时间不容易控制，热稳定性有待提高;芯材乳化参数及其对相变材料微胶囊的蓄热调温性能的影响尚无系统的理论研究，导致目前相变材料微胶囊的合成及其性能研究还停留在实验阶段。在纺织应用上，纺丝法制备的相变纤维的力学性能尚不能满足应用要求，因此将相变材料微胶囊通过浸轧和涂层整理于织物表面以实现蓄热调温功能的方法成为首选，但是，织物的服用舒适性和耐用性降低，是其应用和发展需要重点解决的问题。要改善目前蓄热调温纺织品存在的问题，关键在于解决MEPCM的蓄热密度、调温效率和使用寿命等技术问题，降低MEPCM质量分数和涂层厚度以改善蓄热调温整理织物的服用舒适性。MEPCM应用在蓄热调温智能纺织品上的近期研究方向是:通过实验和数值模拟研究乳化时间、乳化机转速、乳化剂质量分数等参数对MEPCM的储能调温性能的影响规律，得出相变芯材配方的最优化设计;通过试验和数值模拟研究相变芯材组分、微胶囊芯壳比对蓄热调温纺织品在应用上的影响，以研制热稳定性好、蓄热密度大、调温效率高和调温时间长的微胶囊;简化MEPCM胶囊制作工艺，降低成本，实现产业化;改进微胶囊整理液的配方和整理工序，改善蓄热调温纺织品的力学性能和服用性能;增强纺织品的功能性和协同性，将蓄热功能与其他功能如抗菌和远红外保温等功能相结合，扩大智能调温纺织品的应用领域。