时间：2023-03-15 15:04:44
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论文摘要：本文论述了激光探测系统信息接口技术；讨论了激光探测接口的一般设计思想。
1引言
激光具有波长单一和良好的方向性，所以和传统的探测方法相比，激光探测具有精度高，抗干扰能力强等特点，在激光测距、激光雷达、激光告警、激光制导、目标识别等军事领域，都得到了广泛应用。针对不同武器系统的需求，激光探测系统接口呈现出多样性。
近年来，随着应用需求和集成化度的增加，激光探测系内部、激光探测系统和各武器平台之间集成了不同厂商的硬件设备、数据平台、网络协议等，由此带来的异构性给探测系统的互操作性、兼容性及平滑升级能力带来了问题。
对激光探测系统而言，接口技术的设计是整个系统集成的关键技术。一个激光探测系统的设计、实施，有很大的工作量是在接口的处理上，好的接口设计可以提高系统的稳定性、运行效率、升级能力等，本文以激光探测系统接口技术为研究对象，着重分析其接口技术类型、设计考虑因素和验证方法。
2激光探测系统几种主要接口技术
接口是多要素或多系统之间的公共边界部分，对激光探测系统的接口包括机械接口、电气接口、电子接口、软件接口等，本文着重讨论电子接口。按物理电气特性划分，常用的激光探测系统接口类型可分为以下几类：
1TTL电平接口：最通用的接口类型，常用做系统内及系统间接口信号标准。驱动能力一般为几毫安到几十毫安，在激光探测系统中主要应用是作为长距离的总线数据和控制信号的传输
2CMOS电平接口：速度范围与TTL相仿，驱动能力要弱一些。
3ECL电平接口：为高速电气接口，速率可达几百兆，但相应功耗较大，电磁辐射与干扰与较大。
4LVDS电平接口：在标准中推荐的最大操作速率是655Mbps，电流驱动模式，信号的噪声和EMI都较小。
5GTL接口电平：低电压，低摆幅，常用作背板总线型信号的传输，虽然使用频率一般在100MHz以下，但上升沿一般都比较陡，特别是对沿敏感的信号，如时钟信号。
6RS-232电平接口：为低速串行通信接口标准，电平为±12V，用于DTE与DCE之间的连接。RS-232接口采用不平衡传输方式，收、发端的数据信号是相对于信号地的电平而言，其共模抑制能力低，传输距离近，多用于点对点接口通讯。
7RS-422/RS-485接口：采用平衡方式传输，采用差分方式，使其在通讯速率、抗干扰性和传输距离较RS-232接口有较大改善。多用于多点接口通迅。RS485电平接口可驱动32个负载，忍受-7V到12V共模干扰。
9光隔离接口：能实现电气隔离，更高速率的器件价格较昂贵。
10线圈耦合接口：电气隔离特性好，但允许信号带宽有限
11以太网：经常采用的是10Base-T和100Base-T两种主流标准，主要应用激光探测系统和分系统之间的接口通讯和数据传输。以太网接口具有性价比高、数据传输速率高、资源共享能力强和广泛的技术支持等众多优点。
12USB接口：USB总线接口是一种基于令牌的接口，USB主控制器广播令牌，总线上的设备检测令牌中的地址是否与自身相符，通过发送和接收数据对主机作出响应，其最大的优点是安装配置简单。
3激光探测系统接口方案设计考虑因素
随着大规模数字处理芯片和高速接口芯片的迅猛发展，激光探测系统也呈现出智能化、小型化、模块化的趋势。在激光探测系统中，信息接口的设计逐渐向标准化、网络化、多节点、高速等方向展
3.1接口信号传输中的干扰噪声
3.1.1接口信号传输中的主要干扰形式
a)串模干扰：杂散信号通过感应和辐射的方式进入接口信道的干扰。串模干扰的产生原因主要是传输中插件等所产生的接触电势、热电势等噪声引起的。
b)共模干扰：干扰同时作用在两根信号往返线上，而且幅指相同。共模干扰产生的原因，主要是传输线路较长，在发送端和接收端之间存在着接地的电位差。
3.1.2接口信号传输中的抗干扰措施
a)传输线的选择
为了抑制由于杂散电磁场通过电磁感应和静电感应进入信道的干扰，接口传输线应尽量选用双绞线和屏蔽线，并将屏蔽层接地，而且屏蔽层的接地要于激光探测系统一端浮地的结构形式配合，不要将屏蔽线层当作信号线和公用线。
b)传输线的平衡和匹配
采用平衡电路和平衡传输结构是抑制共模干扰的有力措施。目前广泛使用的是差分式平衢性线电路，例如RS-422/RS-485标准串口电路。
接口信号传输时还要考虑与传输线特性阻抗的匹配问题。一般长线传输的驱动器接收器都适用于驱动特性阻抗为50Ω—150Ω的同轴电缆和双绞线，一般接口接收器的输入阻抗要比传输线的特性阻抗大，因此要设法将两者匹配，最好将发送端和接收端匹配。
控制信号线的具体配置：控制信号线要和强电、数据总线、地址总线分开，尽量选用双绞线和屏蔽线，并将屏蔽层接地。
c)隔离技术：电位隔离是常用的抗干扰方法，接口信号采用光电隔离和电磁隔离可以切断接口内外线路的电气连接，从而减弱露流、地阻抗耦合等传导性干扰的影响。3.2接口硬件的选择原则：
3.2.1为各类接口选择合适的总线接口芯片、接口总线，并设计具体的接口电路。
3.2.3选择接口芯片时应根据激光探测系统CPU/MPU类型，总线类型／宽度和系统所完成的功能并按照高效、经济、可靠，方便、简单的原则来确定。
3.2.4设计具体的接口电路应具体考虑电源问题
3.2.5数据／命令的锁存和驱动
激光探测系统内部及激光探测系统和其他系统间实施数据／命令传输时，一般采用数据锁存技术来适应双方读写的时间要求。
3.3接口的实时性
由于激光探测系统对数据处理和传输的实时性要求很高，设计时要使时钟抖动、通道间时延、工作周期失真以及系统噪声最小化，所以设计接口时尽量选用高通讯速率和同步工作方式。
接口软件的设计原则
同步通讯系统软件设计要充分考虑数据流量的控制，最好在数据发送方发送数据时每隔一段时间插入一段空闲时间，从而保证数据同步传输的可靠性。
异步通讯系统软件设计要充分考虑合理的数据校验方式，可以根据系统要求选择冗余校验、校验和、冗余校验的方法。
4激光探测系统接口方案设计验证
构建高速有效的激光探测系统接口是非常有挑战性的，并且设计者需要在设计接口前后就考虑多个因素，详细的系统级的验证都是必须的。
4.1设计前的验证
基于指令集模拟器和硬件模拟器软硬件模拟技术是一种高效、低代价的系统验证方法。接口设计软件采用汇编，C，C++等语言编写，用户编写的接口源程序经过交叉编译器和连接器编译，输入到软件指令集模拟器进行软件模拟。而接口硬件验证则采用硬件描述语言如VHDL设计，经过编译后由硬件模拟器模拟。但设计前的验证也有一定的局限性，比如只能验证数字接口和验证环境理想化等缺点。这些都需要设计后的验证
4.2设计后的验证
最常见的验证方法是制作模拟激光探测系统内部接口和系统间外部接口的通用信号源，通用信号源可以模拟探测系统内部的如主回波、时统、显示、键盘等信号，也可以模拟输入外部操控命令，并将激光探测系统状态、测量数据等信息显示输出。
4.3通过验证，发现问题，修改设计，然后再模拟，最终完成满足要求的软硬件接口设计。
在煤矿企业中，无论哪些工序都要由皮带运输系统完成运输工作。为确保皮带运输系统安全稳定的进行工作，要把交流绕线式电机转子和电阻调速系统串联到一起。虽然，系统能对操作进行有效控制，却不能对系统维持恒减速运行，这种状况很有可能烧坏某些零件，使设备出现故障。加入变频技术以后，变频调速可以保证对皮带运输系统进行恒加速或恒减速运行的控制，延长设备的使用寿命，使煤矿工作有效进行。在应用变频器之后，对皮带运输系统的电机输入电源频率进行合理改善，进而实现调节皮带电机转速的目的，更好地满足矿井皮带运输系统的运行要求［2］。
2皮带运输系统的电机启动及调速方法
在矿井工作运行中，皮带运输系统的电机启动方式有四种。1)直接启动。直接启动的启动方式转矩大，但由于传导受力不均使皮带尾部反应较慢，出现底部堆积现象。启动的电流过大，会严重损害到电机。2)耦合器启动。让皮带运输系统慢慢地启动，当达到一定转矩时皮带开始运作，而这样的启动方式在皮带启动过程中容易出现打滑现象，引发安全隐患。3)防爆软启动。在皮带进行轻载或空载时启动平稳，转矩降低，减少冲击，延长电机的使用寿命。但突来的重载会导致胶带机冲击较大，对启动机造成严重的损害。4)变频器启动。在可调节范围自行进行调速，启动转矩不变，不管是轻载还是重载都可以对启动进行安全有效控制［3］。在重载时皮带运输系统缓慢启动且安全可靠，而且变频器启动对于双电机拖动同步性能好。在皮带运输系统中配置煤流传感器，可依据煤流大小自动进行调速，使皮带运输的电机功率因数有明显提高。一般皮带运输的电动机进行带载启动时，会产生很大的机械冲击，使胶带拉断，这将会造成严重的后果。软启动就是实现带载的启动。在启动过程中加入液压制动，液压制动器是作为下运胶带输送机唯一的应急安全保障设施，启动时最好不要经常使用［4］。
3对常见防爆变频器的分析
防爆变频器是在防爆壳内放入通用的变频器，但是这样的安装方式使变频器很难进行散热，在通用变频器的内部发热最多的器件就是逆变模块。据调查，逆变模块的散热量占整个变频器的50%;其次是整流模块;剩下的就是由充电电阻、电解电容、电压电阻以及一些发热元件所产生的热量。这样一来，防爆变频器就很容易受到损坏。而热管散热器可以解决防爆变频器的这一问题。热管散热器就是利用热管技术改进，散热器采用的是自冷方式。这种装置没有噪声、安全可靠、无需维修、无需风扇。其热管是利用“相变”传热的原理，导热性是传统材料的成百上千倍。新型防爆变频器的散热就采用了热管散热器，把功率器件安装在散热器的蒸发部分，在防爆壳内部进行密封，散发热量通过蒸发部分传到冷凝器而释放出去。在矿井皮带运输系统维护中，由于直流电机及绕线电机比较复杂，矿井工作人员一直在寻找可以符合传动要求的电机大功率驱动系统。而在出现磁通矢量控制的隔爆变频器以后，解决了煤矿皮带运输机的拖动要求，可以变频调速设备。
4变频器在皮带机运行状态中的探究
4.1变频技术使皮带运行既安全又有效
防爆变频器具有较好的软启动、软停止功能，使皮带启动机启动、停止时间在0～10s间自由地调换，就是在皮带启动机启动时的加速度及停止工作前的减速度可任意进行调节，使皮带启动机在启动或是暂停时产生的冲击力变小，降低皮带运输设备的损坏，延长其使用寿命，这是其他驱动设备无法进行超越的。在矿井运输工作中，皮带运输系统的维护检修工作是很重要的。皮带机主要检修维护的是皮带机的低速验带功能。变频调整系统为无极调速的交流传动系统，在无载物验带状态下，变频器可将电机工作调节在5%～100%的范围内。因为变频系统采用的是无速度传感器控制方式，所以变频系统适用于“重载启动”，它的低频运转最大可以输出1．5倍的定额转矩。变频技术的功率平衡能力，通过调整两变频器的速度进而对两电机之间的速度差进行调节，可随意将两驱动电机的电流差值增大或减小，也可对各电机进行单独控制，通过调整电机的速度使电机电流处于平衡［5］。
4.2变频技术的节能优势
关键词：在线式巡更无线实时
一、巡更系统概述：
巡更系统根据工作的方式，分为2大类：在线式巡更系统和离线式巡更系统。
离线式电子巡更系统：
根据物业管理的具体需要，在小区（或厂区）的巡更路线必经之处，粘上信息钮，然后在电脑中按照要求规定巡更班次、时间间隔、巡更路线以及具体的巡更员。工作时，巡更员根据规定的巡更时间、路线进行巡更，到达每一个信息钮处，使用随身携带的数据采集器接触信息钮即可记录下巡更员到达的时间和地点，利用巡更专用软件处理数据信息，就能做到科学有效的管理。
巡更人员手握资料读取器在值班室接触代表自己的那个纽扣记忆体，表示开始上班，然后，沿巡更路线，手握资料读取器逐个接触纽扣记忆体（设于各巡更点），资料读取器便记录了这位巡更员上班的时间，到达各巡更点的时间。接班的巡更人员重复上述过程。
管理人员将资料读取器插入资料转换器后，电脑便可显示巡更资料（巡更人员上班时间、到达各巡更点时间）。
该子系统由巡更棒（信息采集器）、巡更点（信息钮）、电脑系统组成。
离线式电子巡更系统的巡更点及巡更点的位置的安排很容易通过软件方法扩充，且信息钮的安装也十分方便。造价便宜。
普通在线式巡更系统
每个巡更点放置一个信息采集器，通过电缆直接连至控制管理中心电脑（原理上和门禁相同）。每个巡更点均设有时钟，储存巡更记录达3200条以上。巡更时只要巡更员将巡更牌（感应式IC卡或者信息钮）靠近（或者接触）巡更点，信息采集器便自动记录巡更员编号、时间、地点等信息（或者通过巡更按钮来实现）。控制管理中心随时可以实时了解巡更员（保安）的巡更情况。
该子系统由巡更牌（IC卡或信息钮）、巡更点（信息采集器）/巡更按钮、网络扩展器、电脑系统组成。
在线式巡更系统因为安装扩充巡更点比较困难（需要布线），而且其信息钮和采集钮的数量正好与离线式相反，大量的采集器导致成本居高不下。
二、短距离无线巡更系统简介：
作为智能化安保系统的一个重要组成部分，巡更系统在每一个职能化小区内是必然配置。但是，基于成本以及巡更系统工程的难易程度的考虑，房产商一般会采用离线式巡更系统。
然而，在线式巡更系统因为其无与伦比的实时性，是离线式巡更系统无法做到的。那么是否有一种系统，兼具这2种巡更系统的优势呢？
短距离无线巡更系统应该是个比较例向的解决办法。
三、无线在线式巡更系统工作原理：
在小区（或厂区）的巡更路线必经之处，粘上信息采集钮，然后在电脑中按照要求规定好巡更班次、时间间隔、巡更路线以及具体的巡更员。工作时巡更员根据规定的巡更时间、路线进行巡更，到达每一个信息采集钮处，使用随身携带的信息采集器接触信息钮，并且通过短距离无线模块发送巡更时间、地址等信息，远端通过与电脑连接的短距离无线接收模块接收信息，在电脑上实时记录下巡更员到达的时间和地点，并且可以通过电脑的电子地图或LED显示模块即时直观反映巡更信息。
无线巡更系统的巡更点及巡更点的位置的安排很容易通过软件方法扩充，巡更点的安装也和离线式巡更系统的信息钮安装同样方便，并且可以和离线式系统的信息钮兼容。
在线式巡更系统的管理人员不需要资料读取器，电脑便可实时显示巡更状态（巡更人员信息、到达各巡更点时间）。
四、无线巡更系统设计原理
4．1、无线巡更系统软硬件简介：
巡更点：无源地址，一线传输--I-BUTTON
巡更棒：无源地址一线读取、时间、时间地址储存、紧急按钮、可充电电池、身份地址识别（I-BUTTON）等（可以参造I-BUTTON的DS9092K系列）、无线即时输出。
巡更接收器：无线输入、记录、报警暂存、实时输出（2口包括接PC的RS232、继电器模块）、充电
软件：模拟地图、实时纪录、实时报警、闪烁（声光）显示、SQL巡更纪录、记录查询、报警（巡更异常）范围锁定等。
4．2、无线巡更系统硬件功能：
巡更棒：（包含发送器）
信息钮地址信号采集，采集正确发出“嘀”和绿色LED亮的提示；
实时时钟，并且可以被接受器调校；
信息钮地址信号、采集时间的即时发送；
信息钮地址信号、采集时间的存储（需要16k以上的断电保持的存储空间）；
信息钮地址信号、采集时间可以被接受器读出；
紧急按钮，以及信号可以被即时发送、存储、被接受器读出；
可充电电池、电量不足时的LED提示；
巡更棒地址，且随其他信号同时发送、存储、读出；
巡更棒和发送器可以一体，但需要可以进行分别调试；
与接受器的直接连接口，可以在接受器上为PC机直接调试（包括校时）。
天线
发送信号时，考虑到信号的完整性，可以采用多次发送、和带校验码等手段。
选用的无线电频率是固定、零漂移，频率为315MHz、400MHz、433MHz或900MHz。
接受器：
接受巡更棒的无线信号并解码；
室内天线，留有室外高增益天线口
直接读取、存储巡更棒数据；
较大的信息储存（断电保持）量，可以选择储存满覆盖还是报警；
计算机直接串口（或USB口）连接，实时读写，以及串口保护；
报警及状态存储，包括：通讯连接口数据堵塞、通讯连接口丢失、失电、讯号校验错误等；
信号指示：电源（上电自检）、故障（应可以区分）、数据错、外接继电器等
继电器输出，基本32路继电器输出，扩展32路继电器输出；继电器输出保持状态时间可调；
外接高增益天线；
上电自检功能、防死机电路；
接受PC机时间校准；
直流稳压电源输入接口、备用电池输入接口，闲时对电池充电；
电路设计时考虑该接受器可作为无线中继的电路预留；
硬件测试、调校、设置小软件：
巡更棒、发送器、接受器调测、自动记录；
通讯频率设置；
继电器输出保持状态时间调节；
发送器、接受器的发送接受重复次数选择
一般，巡更棒信号重复发送几次（按照实际需要），在接受器收到信号（完整）后，剔除同一时间、同一巡更棒发送的其余数据信号。
4.3巡更软件功能：
巡更地图（示意图）可以更换；
巡更路线、巡更点之间（顺序）相对时间的设定（表格形式）；
双击巡更棒和巡更棒等弹出详细资料。（包括编号、位置、等）
实时显示巡更点触发（到达），（再巡更图上表示为某种颜色标志的闪烁延时）；
巡更棒移动模拟（巡更图上），其颜色、形状（人形，能够输入巡更员照片），、闪烁频率区别于巡更点；巡更路线用刻度模拟距离和时间；巡更棒在2个巡更点之间模拟移动.
声光报警；（可以分别设定是否禁止喇叭以及选择报警的声音；接收器对报警也应该有相应的指示灯和声音提示；
接收器与管理计算机串口掉落报警；
紧急报警窗口弹出，窗口内线是巡更棒编号、巡逻员纪录、相对巡更点（离开的巡更点和即将抵达的巡更点），以及可能位于的报警地点放大显示；
巡更超时报警（有个默认值，为60秒）；
非顺序巡更报警；
各种报警的值班操作员原因说明、处理纪录；
报警纪录表格颜色区别查询、打印
巡更纪录、巡更棒交接纪录、操作员交接纪录报表查询、打印；
电脑与巡更棒、GSM接收器之间的时间参数自动校对。
各种调测程序；
操作员权限设定。
五、无线巡更系统的功能优势以及成本优势
作为在线式巡更系统，在功能上除了具备普通电缆直联在线式巡更系统的优势外，还具有：
实时报警功能：在巡更员巡更过程中发现以外情况可以用巡更棒自带的报警按钮进行报警，有利于监控中心得到处警信号后及时出警。该功能尤其适合于规模大、巡更时间长的小区、厂区。该功能还可以根据实际需要和巡更员体温探测器等结合，使巡更途中发生以外使得到监控中心得即时救援，保护巡更员的自身安全。
脱机（计算机）工作：由于无线巡更系统自带大型LED电子地图输出端口以及较大内存容量，系统完全可以脱离计算机进行工作，这样可以避免由于计算机和微软操作系统自身的故障导致系统的死机，使本系统工作更稳定，需要的外部环境更简单。
大型LED电子地图输出功能：无线接收器还自带32端口继电器模块，可以根据需要配置32个巡更点以内的LED电子地图，接收器还可以根据需要扩展到64个巡更点的LED电子地图显示模块。
造价低廉：无线巡更系统的巡更点的信息钮和离线式巡更系统完全兼容，主要改变的只是巡更棒，其系统的造价相对低廉。
工程简便：不需要埋管、不需要布线，整个工程量就是把没有任何连线的巡更点（信息钮）固定在巡更位置上，整个过程只要确保固定点的牢靠，没有其他技术要求。工程还可以在小区（厂区）智能化系统全部完工之后进行，随到随装。简便易行。
六、无线巡更系统的展望
无线巡更系统以其优越的性价比，直观、友好的用户界面将有可能是今后巡更市场的主推产品。
无线巡更系统因为是模块化的设计，为今后产品线的延伸留下了比较简单的接口，将来可以根据小区、厂区不同的客观环境以及客户的不同需求，分别可以采用GSMSMS（短消息）、GPRS（分组无线业务）、2.4G等不同的无线传输接收方式。
附注：
无线巡更市场简要分析：
上海房地产市场自1999年回升以来，商品房销售一直保持着旺销势头。1999年至2001年的销售面积分别为1298万平方米、1558万平方米和1767万平方米，3年累积总数超过4600万平方米。而今年上海房地产的开工面积超过4000万。其中，住宅市场更是一枝独秀，住宅在商品房销售面积中一直保持90%以上的份额。
IDC系统，即互联网数据中心系统，也可以将其看作为一种新型的产业运作模式。从技术框架结构的角度来看，IDC管理系统是一个完全按照物理机房现有的体系框架进行资源分配的综合数据化系统。实质上，在云计算技术的支撑以及网络数据虚拟化技术的辅助作用下，IDC系统的分布式存储能力得到了进一步强化。对于通信产业平台建设而言，整合以Hadoop为开源的云计算技术系统将是当下乃至未来很长一段时期IDC系统发展的主流趋势。当前，我国各领域适用IDC业务的企业越来越多，云计算技术在IDC系统中的实际应用具备较高的价值，其能够保证（移动）互联网终端数据使用的优良效果，避免以往IDC系统中可能出现的数据平台“崩溃”等现象。
二、云计算技术应用的核心特征及其在实践过程中的优势分析
IDC系统的商业运作模式较为特殊，需要依赖云计算技术的优势来维持运作。总体来看，云计算技术不仅能够对原始数据信息进行定位处理，并做好数据的备份以及迁移的准备，而且，还需要对数据信息的处理过程进行智能化的评估，为后期执行信息查询以及调配处理做好准备，云数据管理过程中的查询技术的应用也是在云计算技术系统中的数据控制环节来完成的[2]。实际上，由于互联网技术平台所服务或整合的资源对象规模较大，且服务器的数量也不计其数。在不同环境、地点当中的服务器同时运行时，也难以有效地管理好所有的服务器设备。为了保证整个资源处理过程的安全性与高效性，就以IDC系统的实际运转来看，在资源数据内容不断扩容的当前，整个IDC系统要想不间断地为用户提供高品质的服务较为困难，那么此时，云计算技术的应用价值便突显出来。
三、探究云计算技术在IDC系统中的实现
通过研究IDC系统的商业运作模式以及相关的产品服务，能够进一步明确云计算技术是如何逐步在IDC系统中应用与实现的。从具体来看，云数据查询处理技术具有可扩展行、可用性等目标特点。而且，查询处理技术在异构环境中的运行能力较强，具有较为丰富灵活的用户接口，以便于满足用户的差别化数据查询以及存储的需求。IDC系统的现行运作模式较为特殊，因为即便是在云计算技术的辅助运行之下，也仍需要探索出一条能够对IDC系统运作有利的商业化模式来巩固其效能。实质上，IDC系统是近几年才快速在我国发展起来的新兴技术型管理运作模式，不仅系统当中的技术内核需要调试，而且采取IDC系统维系运转的企业也需要适应，或者说积累充足的资源。尽管如此，基于云计算技术的IDC系统较以往有了很大的改进。
四、结束语
Ajax是AsynchronousjavascriptandXML（以及DHTML等）的缩写。它由几种技术组合而成，包括：基于XHTML和CSS标准的表示；使用DocumentObjectModel进行动态显示和交互；使用XMLHttpRequest与服务器进行异步通信；使用javascript进行绑定。
传统的Web应用程序强制用户进入提交、等待、重新显示的模式,即用户的界面操作触发HTTP请求，服务器在接收到请求之后进行业务逻辑处理，比如保存数据，然后向客户端返回一个HTML页面。但服务器处理数据的时候，用户处于等待的状态，每一步操作都需要等待，使得Web用户界面在响应灵敏性方面大打折扣。而Ajax带给用户完全不同的浏览感受。传统的动态网页技术被隐藏到Ajax的后台。用户所看到的只是一个静态页面，不需要在提交页面后等待或者主动刷新网页。动态程序反馈的结果被直接无刷新地显示在这个页面上。因此利用Ajax开发的Web应用程序能够提供响应极其灵敏的Web用户界面，使得应用过程很自然，操作很流畅，并消除了页面刷新所带来的闪烁。
二、系统的设计与实现
（一）系统设计
在用户登录进考试系统时，将登录时间按用户ID存入session变量中，以便对每个用户实现计时。
用户登录后，利用Ajax技术在后台实现计时功能，由javascript定时向服务器查询考试时间并实时显示在用户的WEB页面上。考试时间可在JSP的配置文件中给出，计时器到规定时间后如用户还未提交试卷，则由系统自动提交。
用户考试过程中，利用Ajax技术由JavaScr-ipt代码在后台为用户定时存盘，一旦系统出现故障，再次进入考试系统时，可根据保存的信息在故障点处继续进行考试，原来考试的信息可以从服务器端一次性加载。
试卷的形式可以采用一页一题的方式，也可采用一页多题的方式。用户在答题时，系统在后台为用户预先从服务器端读取下一段的试题，当用户需要下一段试题时，可以很快从客户端直接加载，而不需要用户等待服务器端的数据，实现无闪烁、无延迟的效果。
Ajax采用的是一种沙箱安全模型，Ajax代码（具体而言即XMLHttpRequest对象）只能对所在的同一个域发送请求，在本地机器上运行的代码只能对本地机器上的服务器端脚本发送请求。虽然上述功能的实现都是基于客户端脚本，对于用户来说是可见的，但是Ajax的沙箱安全模型保证了只有来自考试服务器端的客户端脚本才可以与服务器通信，同时服务器端也只接受有访问信息的客户端的请求（通过session等技术）。所以该改进方案保证了考试系统的准确性。
（二）系统的实现
1、XMLHttpRequest对象。目前主流浏览器均支持XMLHttpRequest对象，但不同的浏览器对该对象的声明各不相同，为了使得系统具有通用性，要对不同情况加以区分。本文将该功能直接写在xmlhttp.js文件中，具体实现请参考文献。XMLHttpRequest对象的各种方法和属性请参考MSXML5.0SDK或其他相关文档。
2、时间控制系统的实现。首先在服务器数据库的考生表中设置“答卷时间”字段，用于记录考生剩余考试时间。该字段值在考试过程中会以每分钟减一的频率被改写，并在半分钟之内回显给考生，当该字段值减为零或以下时系统自动交卷，结束考试。在计时器的设计上，以.NET系统自带的Timers.Timer组件为基础进行了自定义设计。在Global.asax文件中生成并启动自定义计时器，由调用者订阅其发出的一分钟一次的事件，并将自身注册为监听Global.timed的监听者。这样，Global.timed每次触发事件时，注册者相应函数内的时间更新功能就会被执行，从而达到考生表中“答卷时间”字段值每分钟自动减一的功能。由于NET中的Timers.Timer组件是基于服务器的，并为在多线程环境中用于辅助线程而设计的，服务器计时器可以在线程间移动来处理引发的Elapsed事件，这样就可以比Windows计时器更精确地按时引发事件。在客户端向服务器端请求时间时，要根据XMLHttpRequest对象的HTTP状态码来操作；在服务器端，必须将“Cache-Control”头设为“no-Cache”来保证每次取得的数据都不是从缓存中得到的。下面是计时器的一段示例代码。
客户端：
＜scriptlanguage="javascript"src="xmlhttp.js"＞＜/script＞
＜scriptlanguage="javascript"＞
functionclockFun(){
varurl="TestTime.jsp";
xmlhttp.open
("get",url,true);//lxmlhttp对象在xmlhttp.js中声明;
xmlhttp.onreadystatechange=function(){//指定服务器返回信息时客户端的处理程序
if(xmlhttp.readyState==4){
if(xmlhttp.status==200){//http的状态码
document.getElementById("clock").innerHTML=xmlhttp.responseText;}}}
xmlhttp.send(null);}//发送请求到http服务器
functiontimer(){//计时器
window.setInterval(''''clockFun()'''',1000);}
＜/script＞
服务器端(TestTime.jsp)
Calendar
beginTestTime=CalendargetInstance();
beginTestTime.set(……);//省略号处为登录时间;
long
beginTime=beginTestTime.getTimeInMillis();
long
nowTime=Calendar.getInstance().
get''''TimeInMillis();//获取当前时间
response.setHeader("Cache-Control","no-cache");//数据不缓存
longhasTime=nowTime-beginTime;
//如用倒计时，此处要用总时长来减去此值；
response.getWriter().write((newLong(hasTime/60000)).toString}+":"+(newLong((hasTime%60000)/1000)).toString});//以文本方式返回时间response.getWriter().flush();
3、试卷的定时存盘和预读试卷数据的实现。这两种功能的实现也采用Ajax技术，只是由于请求的数据量比计时器的数据量大，所以请求时采用“POST”方法。同时要求数据以xml格式返回，在客户端利用DOM的强大功能来实现对数据的操作。用“POST”，方法请求数据时客户端要添加Request头，xmlhttp.setRequestHeader（"Content-type"，"applicatior/x-www-form-urlencoded"）；服务器端以xml格式返回数据时要设置Response响应头response..setContentType（"text/xml"}；这样返回客户端的数据才能以xml格式返回。
（三）系统测试
该系统测试的客户端为InternetExplore6.0和FireFox1.0，服务器端为Windows2003和RedHatAS4+JDK1.5+Tomcat5.5.9，网络环境为服务器在教育网内，客户机在局域网内和远程电信网。系统在局域网内部和广域网上的测试均达到了预期效果。
在直吹式制粉系统中，锅炉输粉管道内流动的是含煤粉的高速气流。用传统的差压法测量风速，不能解决前端测量元件的磨损和被堵塞的问题，采用微波衰减测量技术和相关法，可准确测量直吹式制粉系统一次风的风速。使用特殊耐磨材料制作的测量探头，可解决测量过程中前端测量元件的磨损和被堵塞问题，为直吹式制粉系统锅炉，提供准确可靠的监测手段。锅炉输粉管道中的风煤气流是典型的两相流体。对两相流体，用相关法原理进行速度测量是比较好的方法。所谓相关法，就是当被测流体在管道内作稳态流动时。在上、下游的2个微波传感器及变送器所拾取的随机流动噪声信号，可认为是符合各种状态的2个样本函数。同时，只要2个传感器的间距布置合理，且2个传感器及变送器的静态性能一致，则可认为两个随机流动信号是相似的，具有相关性。两者信号之间的相关时间，就是被测流体在测量间距内流动的时间。因此，管道内风速的非接触式测量问题，就被转化为随机流动噪声信号的拾取和相关函数的计算，确定了两者信号的峰值时间，从而就解决了两相流的测量问题。利用相关法测量风速的原理是：采用微波传感器获取两相流体的流动噪声信号，经相关处理后，求得离散相的平均风速。用相关法进行风速测量的示意图，如图1所示。该系统可用微波传感器，获取两相流体的流动噪声信号。4个微波传感器探头组合成两组，微波探头1、2作为上游传感器，微波探头3、4作为下游传感器。微波探头1、3作为微波发射探头，用于在锅炉输粉管道中激励微波，微波探头2、4作为微波接收探头，用于获取锅炉送粉管道中风煤两相流的噪声信号。信号源向微波发射探头输送微波信号，相关器可对风煤两相流的流动噪声信号进行相关处理。如图1所示，当某段煤粉混合物流过微波探头1、2和微波探头3、4之间时，微波接收探头就能收集该段混合物的浓度、温度、风煤混合程度等相关因素的信号。因为在不同时刻、不同管段间的煤粉混合物的浓度、温度、风煤混合程度等因素不可能完全相同，所以接收探头接收到的信号是随机信号，即流动噪声信号。但当探头之间的间距L不超过某个值，对于同一段风煤混合物（如A段）分别流过探头1、2和探头3、4之间时，在探头2、4上接受的信号在形式上应具有很强的相关性，但在时间上存在一个延时τ。即如果探头2测到的信号为x（t），则在探头4上测到的信号为y（t）＝x（t－τ）。而延时τ就是流体流过距离L所用的时间。相关器将采入探头2上的信号x（t）和探头4上的信号y（t）＝x（t－τ）。当信号数量足够多时，相关器对数据进行相关处理后，就可得到延时。
2测量系统的构成
风煤的微波测量系统，如图2所示。两组微波探头按要求安装在管道上，微波信号通过两组微波探头被送入信号处理单元，信号经过处理，送入相关性处理运算单元，经过相关器识别出相关的微波信号，然后再经过运算，得出速度信号，直接将信号送到集控室的监测界面。另一组探头输出的煤粉浓度信号，也被送入集控室的监测界面。在安装风煤的微波测量探头时，微波探头应垂直于管壁，同方向上的微波探头中心连线应与输粉管道的轴线平行。为防止两组微波互相干扰，两组探头在理论上应该互相垂直，但在实际安装中不能保证绝对垂直，故两个方向上的微波探头在轴线夹角上的最大偏差为90°±3°。
3检测与运行
经过间隔τ0时间后，由2个下游微波接收探头得到的曲线，如图3所示。从图3可知，微波探头2接收的信号，经过τ0时间后，微波接收探头4得到相似的信号。由于接收探头上产生的信号与该段混合物的浓度、温度、风煤混合程度等因素有关，所以，仅在设定的管道长度内，才能接受到相似的信号，从而得到送粉管道的风速。利用微波特性测量送粉管道风速，对被测流体的流动产生的影响很小，甚至不产生阻碍作用或附加流动阻力，无疑是最适合用于多相流的测量方法。经过多次试验，利用微波传感器获取两相流体的流动噪声信号，这种间接测量方法的重复性好，检测设备的运行非常稳定。此外，微波测量方法克服了传统风速测量探头易磨损或堵塞等缺陷。
4结语
(1)水泵运行曲线．水泵采用传统的方式运行，在一般的情况下它的流量和扬程是成反比的。当水泵的流量降低时，压力也会升高，会增大管网的危险性。(2)变频技术在电动机的调试过程中的调速性能最好，在运行过程中效率比其他设备的工作效率要高，稳定性也比较好。利用变频技术对制冷系统中电动机收稿日期:2014－12－24作者简介:谢修胜(1966－)，男，安徽淮南市人，大学毕业，助理工程师，现在国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿自动化进行调速有很高的经济效益，所以变频技术成为矿井制冷系统中运用越来越广泛的技术。
2变频技术改造
2．1离心泵与管理特性曲线
从图1可看出，离心泵在制冷系统的管路工作中，无论出于哪一种工作状态下，都只有一个工作点，如图中A、B、C三个工作点。这三个工作点也是离心泵的工作曲线与管路工作曲线的交点。离心泵若在B点工作，泵输出的能量比管路所需要的能量要高出很多，加大了流量，增加了管路的摩擦和阻力;离心泵若在C点工作，泵输出的能量比管路所需要的能量要少，减少了流量。只有离心泵在A点工作时，泵输出的能量等同于管路所需要的能量。
2．2水泵工作状态
水泵转速与水泵的流量和扬程成正比，水泵在制冷运行的过程中为了保证始终处于高效率区间内，就要调整水泵的运行模式，也就是根据实际的需要对水泵的数量进行增减，提高整个矿区的制冷效率，降低制冷降温所消耗的能量。
3变频技术实施
3．1变频器
矿井下冷冻水循环的制冷系统中，每台变频器都会带着一台水泵，这样在水泵的运行过程中，即使由于季节的变化给制冷系统带来的负荷程度存在一定差异，变频设备都能根据工作面的承受状况，调节冷冻水循环的流量。变频器是由本体、电抗器、滤波器以及其他辅助的机器构成，变频器是对制冷系统中电动机转动的速度进行控制，并且对制冷系统中可能会发生的故障加以预防，其工作原理主要是依靠变频器每个构成机器间的相互配合。变频器在使用之前要进行调试，调试成功之后才能正式投入运行。具体操作步骤是在电源接通后，将变频器上的转换开关调换到近距离控制模式，矿井制冷系统中电动机在不同温度下运行的所需温度，都可以通过在变频器上选择不同的速度来实现。如果在变频器的运行或启动时出现故障，都会自动停止运行或启动。
3．2ABB变频器
ABB公司的变频器中，根据制冷系统不同的负荷来调节冷却水的循环流量，主要是依靠对频率输出的控制，进而控制电动机输出轴的功率。地面的冷却水循环系统安装了5台循环水泵。
3．3运行方式
矿井制冷系统中关于变频器的运用分为两种模式，根据温度对矿井制冷的需求分为夏季和冬季。夏季时，矿井对制冷降温的要求比较高，所以制冷系统对热量的负荷比较重，这也增加了冷却水的流量。针对这样的情况，可以通过调整变频器的频率，使变频器与水泵达到同时运行的模式，来满足矿井制冷降温的要求。冬季时，矿井对制冷的要求相对要低得多，那么制冷系统对热量的负荷也随之降低，同时也减少了对冷却水流量的要求。所以可以减少水泵的台数，采用2台水泵的运行，并且要求每台水泵的运行频率为30HZ左右。并且，由于水泵在冬季消耗的能量较低，一般采用低能耗的运行模式。
4结论
