系统设计思路范例6篇

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系统设计思路

系统设计思路范文1

AIMS系统设计是由各个相对独立的模块组成的,主要包括飞行计划处理子系统,如航班动态处理模块、数据统计模块、电报处理模块、值班处理模块;数据同步子系统,如数据同步模块;安全与权限管理子系统,如用户权限管理模块、安全管理模块、系统日志模块,此外还包括对外数据接口模块。AIMS系统内部逻辑上图2所示。

2安全性

航管信息自动化处理系统与计算机密切相关,而计算机硬件和软件都容易受到攻击,尤其是软件部分,AIMS系统在关键部件上主要采用热备份方式,这样,当系统中的某些网络部件出现故障后,会及时进行修复处理,从而避免系统通信中断或系统崩溃的情况。对于系统中的软件安装,要根据系统提示及时更新相应的软件,对于不同模块的用户,可以设置不同的权限,登录过程中还要进行身份验证,与此同时,系统要对登录的用户浏览记录进行存储,及时过滤掉不良信息,从而保证数据的安全性。

3可靠性

AIMS的数据中心是一个中心数据库,主要是进行系统数据保存,并对用户提供相应的数据库服务,是后台服务的核心。在此过程中,各个用户端通过内部网络与中心数据库联系,并获取相应的数据,从而实现系统的正常运行,在此过程中,网络可靠性是首要要求。对于系统网络设计,可以应用冗余线路及冗余设备提升网络可靠性。

4实用性

对于AIMS系统的设计和应用,最终目的是为了保证航空运营及服务水平的提升,从而解决当前人流量大、管制压力大的问题。通过对系统分析,并分成几个模块,如用户模块、后台服务模块、系统维护模块、反馈模块等,对此,AIMS系统应用的同时,还要不断升级和改进,同时向每个航空管制处宣传系统应用方法及维护方法,确保其始终能够满足航空运输需求。

5结语

系统设计思路范文2

关键词OA系统;J2EE架构;网络安全

中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)12-0154-01

县政府OA系统的建设以实现县四套班子、县直属各部门、镇政府、村委会内部办公稳定、兼容、自动化为主要目标,为其各基层单位实现信息交互。OA系统主要将信息传输、流程互动、公文派发管理以及行政相关管理等内部各种日常办公事务实现电子化管理。

1承载部署

县政府OA系统的接入范围包括:县四套领导班子,县委办公室,县政府办公室,县人大常委会,县政协委员会,县机关单位,区/县局,区/县总工会,区/县团委,区/县妇联,区/县残联,镇政府,村委会。

2组网方案

考虑到县政府OA系统接入信息点较少,为节省开支,充分利用运营商的网络优势,各接入点采用VPDN拨号方式接入系统。网络拓扑如图1。

图1网络拓扑图

县政府OA系统将利用汕头电信宽带城域网组建,接入方式采用VPDN拨号接入,从安全性考虑,可将上网账号与宽带接入端口进行绑定,确保账号不被滥用。

3OA框架

3.1 系统体系架构

政府OA系统,基于J2EE分布式结构,开放式接口架构。利用XML技术进行数据的存储,B/S访问模式,传输和定义简易,可适应跨平台运行,具备组件化、模块化、对象化的特点,有效地利用和保护了政府原有投资的软、硬件及信息资源,并能适应新技术发展及应用,具备功能扩展和二次开发的潜能。该设计留有数据库、应用系统的标准接口,便于实现各相关政府部门利用现有通讯网络进行数据交换。具有良好的可塑性和高扩展性。使用关系型数据库(如:MS SQL Server)存储数据,实现强大的数据源互连技术,实现同一数据源与其他业务系统的接入及集成。

3.2 系统应用框架

体系架构的上层为用户客户端软件,集中了各方面的应用层级,如portel接入、政府门户公告、市民办事网上大厅等。接入的信息通过应用系统进入业务逻辑层,在统一的业务标准、数据格式及技术规范下,客户可以自定义业务逻辑及控制流程。保证数据的流转。同时生成系统的结果数据集下级流转数据。在数据核心层,进行数据的存储、调用,包含各种统一接口。形成文档日记等。

3.3 关键技术

根据这样的架构关系中,上下级数据交互加入了数据访问管理,通过加入中间件,不同数据表之间在逻辑上实现了自己的数据自成体系,通过外壳与上级数据发生交互,这样可将接口数据统一管理,作为决策数据管理。业务层数据也具有自己的表单。利用MS数据库设计上的便利性。一次性可以完成原始数据和动态数据的分层体现。可协助管理层实现相关的管理决策职能。后台运行的数据扫描系统则承担着对核心模块数据交换的操作系统、网络设备(路由器、交换机)的漏洞监测。确保数据的安全性。这种关系可称作电子政务的因子模块。在现有组织架构上,因子模块课灵活构建各部门之间的日常公务派转、资源综合利用、管理规范操作及业务灵活定制。

3.4 网络安全设计

依据电子政务OA建设的相关精神,电子政务网定位在非级别,需要通过在网络互连结构设计、信息技术加密、信息安全、可容灾备份等方面采取技术措施,使之承载的网络基础设施、应用支撑平台和应用系统达到国标要求。针对不同的安全层面,利用电信运营商部署多重安全策略和安全设施:

1)在互联网区,采用数据保密、内、外网边界的安全防护措施,据内、外网不同边界的不同属性分别进行了防护,采用了防火墙、VPN网关、入侵防护系统、防病毒网关、异常流量管理等设备实现。网络安全上完成安全域的划分与隔离、部署逻辑隔离设备、检测入侵行为、抵抗各类攻击。

2)在应用安全方面,采用了双因素身份认证、安全评估、网络安全审计、Web页面防护、数据统一备份等措施。

3)在运行维护安全管理规范方面,采用互联网数据中心运维管理规范。

3.5 该设计特色

系统通过浏览器登录,通用易懂,具备以下特点。

1)周全的提醒功能,提供新到待办事宜、催办事宜、即将超时事宜、已超时事宜、会议通知和新到邮件的自动提醒功能,将公文、邮件的信息发送到手机、小灵通中进行提醒。

2)强大的全文本搜索引擎,实现对过往公文情况根据部门、时期、项目进行查询,使用统一归档界面进行数据存储,提高查询速度。

3)具有系统操作日志记录功能,对后台系统管理、流程异常处理及正常状态公文流转处理等系统安全或权限变动的功能模块实现轨迹操作备案,系统管理员可轻松实现系统安全管理或系统故障维护。

4结束语

在系统功能模块方面,系统功能以即插即用的组件为应用形式,主要分为公文管理、业务管理、人力管理、后勤管理、采购管理、应用管理、个人事务及档案管理等几部分,可涵盖政府日常办公事务处理的各部事宜。

参考文献

[1]李正涛.OA系统发展历程与趋势[J].办公自动化,2008(08).

系统设计思路范文3

【关键词】地震监测 无线传感器网络 设计思路

地震监测主要指收集地震震动信号,并利用有线或无线的方式将之传送至监控中心。有线网络是现阶段中十分重要的信息传送方式,但在部分人力难以抵达的恶劣环境,有线网络是难以监测的。而且在特殊情况下,有线网络极易遭到破坏,无法传送余震监测信息,因此具有一定的局限性。无线传感器网络相较于传统的有线网络及其余无线网络,具备独特的自组织、自愈合特点,因此适用于各类复杂的监测环境,提高灾难预警及救助效率。

1 地震监测的无线传感器网络系统结构

地震监测的无线传感器网络系统,主要由地震监测网络、远程监控中心、远程传输网络三个部分所组成,其中最为关键的就是地震监测的无线传感器网络。图1为地震监测的无线传感器网络系统结构图。

2 地震监测的无线传感器网络系统设计思路

2.1 总体设计思路

无线传感器网络主要有分层分布式及对等式两种体系结构。由于 地震监测区域大而分散,所以需要使用对等式节点拓扑的方法,在比较集中的监测区域内布设传感器网络,再经由网关完成与控制中心的通信。其无线网络主要有:

2.1.1 GPRS网关

设置在传感器网络边缘部分,连通传感器网络和互联网,并将收集的信息以自定义的数据格式传送至远程监控中心。

2.1.2 传感器节点

将传感器周期性采集到的湿度、加速度、温度等信息,通过多跳路由的方法传送至网关。

2.1.3 监测管理中心

综合处理传送来的信息,做好监测区域地震预警工作。还可以利用移动终端管理传感器网络,监测任务。

2.2 系统硬件设计思路

传感器节点设计:

无线传感器节点有传感器模块、无线通信模块、电源供应模块以及控制模块四个部分组成。主要用于动态监测网络覆盖区域情况,并使用射频通信,将检测数据传送至网关。

控制模块使用的AVR 芯片是梅特希尔公司的ATmega16A。ATmega16A是一款8位AVR微处理器,有着高性能、低功耗的优点,有8 位通用工作寄存器32 个、可用I/O 口32 个、1K 的片内SRAM、以及16K 的Flash 程序存储器。经由JTAG 接口对EEPROM、Flash、锁定位及熔丝位进行编程。

无线通信模块使用的是Max Stream的9XTend OEM RF模块。相较于传统的无线调制方式,相同发射功率时使用扩频通信的方式可以进行更远距离的传输。使用开放的900MHzISM 频段进行无线传输,在有遮挡及非视距的条件下可以传输1000m,空旷地带可以达到10km。

传感器模块中的使用的加速度传感器是ST 公司的LES302ALB、SHT11数字温湿度传感器、3.6V高能电池供电、并为其他传感器预留有扩展接口。

2.3 系统软件设计思路

2.3.1 无线传感网络

使用泛洪方式,管理网络节点、集中网络节点传输数据、构建信息传输网络等都是由网关节点负责。在构建网络时,网关节点需要向全网传送有自身帧编号和网络地址的信标帧,然后各网络节点将自身地址添加至该信标帧的地址列表内,再以此地址列表作为构建路由表的基础。同时还要记录好其中各帧的编号,避免多次发送同一帧的现象,最后,继续向周边发送已经修改的信标帧。收到信标帧的传感器节点,会选择信号最强的节点,回发至终端节点,确认路由器节点将自身当做终端路由器节点,并开始网络的建立。

2.3.2 路由

当需要传送数据时,源节点首先会广播出一个路由分组(RREQ),该路由器会携带目的节点信息被邻居节点依次广播至周围节点,广播前还建立起该节点到源节点的路由,当RREQ到达某个有网关节点路由信息的节点或网关节点时,就会停止广播RREQ。该过程中,还会建立一个反向路由,以完成从网关节点到源节点的反向传输,该节点会顺着反向路由传输一个RREP,路由发现该RREP抵达源节点后结束整个过程。

2.3.3 传感器工作流程

传感器网络有着较高的能耗敏感度,为了提高系统续航能力,避免采集无用数据,传感器节点首先需要读取传感器的数值,并将其与设定阈值进行比较,高于阈值时,以1s为周期监测采集数据,并传送回监测中心报警;低于阈值时,以30s为周期对其进行循环监测。为了降低系统的数据传输量,确保地震监测的及时预报,只有监测的传感器值超过阈值的3/4 时,才会利用多跳路由进行数据转发,并经由GPRS网关传送至远程监控中心。

3 总结

综上所述,无线传感器网络的应用,提高了我国地震监测及预警效率,为保护我国人民生命财产安全做出来巨大贡献。各有关技术部门,应加强对于无线传感器网络的应用与创新,才能提高其稳定性及实用性,做好地震监测。

参考文献

[1]赵作鹏,王潜平,于景,江海峰,许新征,李向群.复杂环境下地震监测的无线传感器网络系统设计[J].计算机工程与设计,2010,15:3371-3373+3378.

[3]郑锋凯.无线传感器网络在地震区山地灾害监测中的应用研究[D].太原理工大学,2010.

[3]吕晶晶,刘国鹏,姚金杰.基于无线传感器网络的地震监测系统设计[J].传感器世界,2011,07:29-32.

系统设计思路范文4

[关键词]排水管道系统 安全可靠性 连通管 创新

中图分类号:TU992 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)18-0102-01

随着城镇化进程的不断加快,作为城镇基础设施重要组成部分的排水工程越来越受到人们关注。城镇排水管道系统的布置受地形、地下构筑物及排放水体等多种因素的影响,其设计的合理性、可靠性、安全性及建成后运行的优劣性,直接关系到城镇未来的发展和综合功能发挥,关系到城镇居民居住环境的改善和生命财产安全,关系到水资源的良性循环和环境的可持续发展。因此,对于城镇排水管道系统的设计,如何做到经济合理、安全可靠,又能具体问题具体分析,最大限度与工程实际相结合值得探讨与分析。

1 管道及附属构筑物的安全性

城镇排水管道系统的安全性,不仅是指管道断面规格在高峰流量时能满足最大水量排放要求,更重要的是指管道及其附属构筑物在安全使用年限中结构不因所承受荷载的累计作用出现破坏,而危及城镇安全和造成居民生命财产损失。

结合位于抚顺市市政道路排水管道的设计进行分析说明,本工程地质详细性勘察报告显示场区为砂土条件,地层主要为新近沉积层和第四纪中粗、砂层,表土层1.50~2.50m以下依次分布有中砂层(厚度2.70~4.00m)、粗砂层(厚度5.30~7.40m),并且具有低液化性,场区内钻探期间底地下20米未见地下水,设计排水管道的最大管径为Ф1800mm,最大埋深6.50m。经过对比,本工程地质条件与国标图集中假定设计有很大的差异,如表1。

由此可知,检查井井壁侧向土压标准值本工程实际大于国标图集约2.93ZKN/m2,比国标图集增加了约48.8%。

由以上对比分析可见,由于本工程土的重力密度和土的内摩擦角与标准图集中存在的较大差异,致使检查井盖板顶部所受竖向土压力标准值、井壁侧向土压力标准值均比国标图集的计算值增加不少,如果设计不进行复核计算而套用国标图集中的检查井,其安全性显然不能满足工程要求。

因此,对于排水管道系统的设计,应以科学、严谨的态度为重,千万不能忽视地质条件的差异,全部套用标准图集,而要根据工程地质勘察报告中的地质参数进行工程安全性复核计算。若国标图集不能满足工程需要,对经局部调整可满足使用要求的采取提高材料强度、增加井壁盖板厚度、提高配筋率和增加配筋规格等措施,否则应根据工程安全性要求设计专用附属构筑物。

2 排水管道设计中的新思路

2.1 雨水管道系统间设置连通管

以往城镇雨水管道系统基本上是建成各自独立的收集排除系统,互不连通,而雨水管道的规划设计是依据人工划分的流域面积和降雨历时来进行的,其中流域面积的划分、径流途径和相关参数的确定直接影响到系统的合理性和可靠性。由于受多种因素影响,相邻管道系统所负担的流域面积往往存在不均匀性或者相关参数确定不合理等问题,从而导致各系统所负担的排水负荷不均衡;同时即便是在小流域面积上,降水强度、降水历时存在时空分布不均等,这样高峰流量一般不会同时到来。

2.2 雨水方沟里设置污水圆管

目前,城中村改造及农村建设中实现雨污水分流主要面对的难题是大部分村中道路宽度过于狭窄,两侧建筑基本沿道路边缘建设,为了保证居民建筑安全,应尽量降低开挖深度。由于受各种因素和自然条件的限制,排水管道系统的改造设计要综合考虑安全性、可实施性及建设完成后的实际使用效果,使得城中村及新农村建设中分流制排水管道的改造建设困难重重。例如:在2007年广西北海某城中村市政基础设施的建设中,建设单位要求对村中供水管网进行完善,改造村内排水系统彻底实现雨污水分流,并同步实现供电、电信及有线电视管缆入地,但是该村中90%以上道路宽度为1.50m左右,要实现全部给排水管道、电力及信息管缆入地困难重重,在设计阶段就该村的排水管道系统的改造先后提出以下三种方案:

1、新建全部雨污水管道,同步实现室内污水管道的改造接入室外新建污水管道,雨污水就近排入村庄周边的市政排水管道中,其特点是可以彻底实现雨污水分流,但是可实施性较差,影响居民建筑物的安全。

2、新建全部污水管道,雨水采用铺设地面透水砖自然下渗排放,其特点是可以彻底实现雨污水分流,但是由于工程所在地为多雨地区,容易路面集水给居民生活出行带来不利影响。

3、针对以上两种方案各自的优缺点,经多次讨论、不断完善方案最终确定的雨污水分流方案采取在新建雨水方沟里设置污水圆管的方式,并在污水管道的接户处及一定距离上设置检查口,以保证检修清通需要。该方案的特点是不仅可以满足其它管缆的敷设要求,而且可实施性强,对居民生活和建筑安全影响均相对较小。

通过多次的比较分析,该城中村的排水系统改造方案最终选用方案三。

3 结论

城镇排水管道系统的建设直接关系到城市建设发展速度、服务区域内的经济效益与环境效益,关系到国计民生,是社会可持续发展的重要支撑,如何从源头上提高城镇排水管渠系统的建设质量显得尤为重要。因此,在城镇排水管道系统设计中,应以科学、严谨的态度,保证公共利益和城镇未来的安全为首要目标,管道系统的布置和安排应力求科学合理、安全可靠,从源头上提高排水管道的质量;同时排水管道系统的设计应以因地制宜为原则,与具体的建设环境相结合,采取多样化的设计思路等,这一切都需要广大给排水从业者坚持不懈的努力来实现。

系统设计思路范文5

关键词顶棚辐射 毛细管网 建筑节能设计思路

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

近年来经济发展迅速,各大城市中高档公寓、写字楼数量剧增,导致能源供给日趋紧张。其中空调能耗占整个建筑能耗的一半以上,而目前空调系统主要依靠电力驱动,从而造成了城市供电短缺。随着国家进入能源短缺时代,节省能源是我国目前一个重要的战略目标,节能技术和产品面临着巨大的市场需求。

随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高,人们不再仅仅满足于实现夏季降温和冬季供暖,而对空调房间的温度、湿度和空调舒适度提出了更高的要求。

辐射空调系统主要通过辐射方式供冷供热,室内温度分布均匀,室内无吹风感,热舒适性高;夏季17-20°C高温冷水供冷,为直接利用可再生能源提供了便利条件。同时全新风系统的采用和一次回风系统的取消,将污染物和病菌扩散的可能性降到了最低[1]。目前辐射空调系统越来越受到地产开发商和用户的青睐。

本文以北京某工程为例,简单介绍毛细管网系统在设计及设计管理中的注意事项、从而有控制质量风险及成本风险。

毛细管网空调系统简介

毛细管辐射空调系统是一种全新的空调设计方法,它能够满足创造良好、舒适的室内环境,提高室内空气品质和系统节能发展的需求,是一种值得推广的舒适、节能的空调系统[2]。其基本原理是温湿度独立控制,就是将消除显热负荷、潜热负荷及有害负荷相分离。通过毛细管辐射和对流来消除显热负荷,而潜热负荷及有害物负荷则通过独立的新风系统来处理,新风量只需要达到消除室内潜热负荷和室内卫生要求即可,这就大大减少了室内送风量、减少了风机耗能、降低了室内噪声。在毛细管辐射空调系统模式下,人体与室内冷热源主要以辐射方式进行能量交换,形成了室内的静态辐射制冷供热模式,营造出了与自然环境相类似的生态效果。

任何一种产品都有对立面。该系统也有一些不足,比如为了防止室内的结露,需要特设定一系列的防结露措施;为了尽量布置在顶棚上,而不得不对建筑维护结构进行优化,提高维护结构的保温隔热性能;毛细管不能实行“人走灯灭”的控制模式,需要长期稳定运行,造成能源的大量浪费。

优化建筑的护结构子系统

优化的重要性

要想发挥平面辐射空调系统的优势,最重要的是对建筑护结构保温隔热系统进行优化。优化的依据主要有两点:第一,高性能的围护结构热工性能可减少室内冷凝水产生;第二,高性能围护结构热工性能可减少建筑负荷,以方便布置毛细管网。所以,如果要在建筑中采用平面辐射系统,在设计前应对建筑围护结构进行优化或校验。

优化思路简述

前面对围护结构优化的重要性进行了简要描述,下面对如何优化进行简述。优化的基本思路是:

⑴严格控制建筑的体型系数,避免采用里出外进的建筑外型;

⑵严格控制窗墙比,减少开窗面积,避免使用飘窗及开敞式阳台;

⑶采用高性能的保温及外窗材料,严格控制材料热工参数;

⑷尽量采用外遮阳,调节夏季室内热负荷峰值;

⑸利用全年动态负荷计算软件(建筑能耗评估软件)不断试算的同时,分析出各围护结构在整建筑中所占能耗大小,然后按照经济学原理,不断调整建筑围护结构的热工性能,在全寿命周期内进行经济性分析,得出较优的围护结构保温隔热系统方案。以北京某工程为例,按照上述的基本思路,最后确定的围护结构基本做法及热工参数见表1,

表1

空调系统设计原则及过程

1、毛细管网安装形式选择

目前,毛细管网的安装形式及优缺点比较见表2.

表2 各安装方式分类及优缺点比较

综上所述,从人性化管理及业主使用方面考虑,一般应优先考虑平顶安装。如果室内负荷较大,在设计过程中家具位置考虑较为全面的话,可以考虑采用墙面安装形式,尤其是卫生间一般采用吊顶和墙面结合敷设的方法。

2、新风系统形式

单纯的毛细管网辐射供冷供暖,只能消除室内的显热负荷,无法消除潜热负荷。一般工程设计中,如果采用毛细管网辐射形式,则必须设置单独的新风系统,以调节室内湿度,从而提高室内舒适度。新风系统的供应不是简单的把空气送入房间,而是需要对空气进行冷却、除湿、加热、加湿等处理。达到室内所需要的温湿度。目前,新风系统的除湿方法有冷冻除湿,溶液除湿及转轮除湿,加湿方式有湿膜加湿,蒸汽加湿及高压微雾加湿等,其中住宅小区新风空调中最常用的是湿膜加湿和高压微雾加湿处理方式。关于几种常见的除湿方法及加湿方法的比较可见文献。在具体选择时,应综合初投资、运行成本等因素选择适合的除湿及加湿模式。

空调系统设计效果控制

空调夏季结露控制

夏季由于毛细管网内水温比较低,造成了墙面及吊顶壁面温度较低,当壁面温度低于室内空气的露点温度时,就会在墙面或平顶面上产生结露现象。结露会造成墙面或吊顶面发霉,变形,面层脱落。甚至有水滴产生而遭到业主的投诉或退房,严重影响销售业绩及地产商的形象。所以,在进行毛细管网设计中,应对各墙面及吊顶面是否会发生结露现象进行控制。控制的方法有下列几种:

⑴较核室内潜热负荷,以新风为媒介,冷凝除湿技术配合自动控制技术,使新风机组有足够冷量来消除室内的湿负荷,但新风量又不宜多大,否则又会增加运行成本。一般夏季新风量不宜大于0.7次/小时,冬季不宜大于0.4次/小时,为考虑节能运行,风机采用变频控制,并进行排风热回收,排风回收风量的选择按照送风量的80%计取,再减去卫生间的排风量。为保障最不利日的湿度控制,可增加直膨除湿及再热段,夏季最不利日运行时可降低新风量,以湿度控制为主,过渡季则可采用全新风运行模式。

⑵对室内的壁面温度进行校核,使壁面温度低于室内露点温度。如果校核结果不满足要求,应调整室内设计参数或增加抹灰厚度解决。关于室内壁面温度的计算可采用CFD模拟或者参考相关传热学计算公式进行手工计算,配套设置室温、供水温度、露点温度等自动监测与控制系统。夏季毛细管供水温度为17-20度,到达临界结露点时,切断冷水源。

空调系统室内舒适度分析

毛细管网系统由于以辐射传热方式提供热量,且不需要任何带噪音的风机等设备。故一般认为毛细管网系统具有较高的舒适水平。如何权衡该系统与其它空调系统的舒适度?目前,主要有两种方式:第一种模拟分析,通过CFD分析模拟软件,对室内的温度、湿度及PMV进行模拟分析对比,比较其舒适度,适合于设计阶段;第二,实地测量,测量室内的温度、湿度、风速及人体满意度测量,适合于运营阶段。就本文要讨论的是设计思路,所以比较认可第一种模拟分析思路。

建筑节能判断基准及分析思路

任何一种空调系统,节能量分析是重要的考核指标之一。本文只初略分析一下该系统的节能情况。毛细管网与一般风机盘管相比,节能地方与耗能地方的比较见表3

表3 毛细管网与风机盘管的节能量分析

所以,毛细管网在项目中是否节能,还需综合分析。

五、结论

本文主要简单讨论了顶棚辐射空调系统在建筑中的设计思路,可以得到如下几点结论及设计原则:

1、任何一套空调系统,我们在设计或者设计管理中应考虑到系统的稳定性、可靠性、节能性;

2、由于受到安装位置及毛细管网所能承载的负荷的影响,在设计毛细管网时,应对建筑围护结构进行优化;

3、毛细管网的设计,宜对建筑进行全年动态负荷分析,以负荷峰值的显热负荷作为室内设计的负荷;

4、毛细管网由于仅承担室内的显热负荷,在设计中一定需要考虑新风系统的设计,新风系统的设计应以湿度控制为主要目的合理选择新风量及加、除湿方式;

5、由于毛细管网布置在墙面或者平顶面,在设计完成之后,一定需要进行夏季的结露控制验算,以防墙面/平顶面发霉及脱落;

6、毛细管网是否节能,还需要对整栋建筑进行能耗分析,一味认为毛细管网系统是节能产品的思路是错误的;

7、毛细管网具有一定的高舒适度,比较符合地产公司的人性化宣传及可持续发展理念;

【参考文献】

系统设计思路范文6

关键词:嵌入式系统;微处理器;操作系统;开发工具

中图分类号:TP336 文献标识码:A

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。其主要由嵌入式处理器、 相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成。使用嵌入式系统技术,不仅可以实现硬件和软件的集成优化,而且具有多任务和网络化功能。

嵌入式系统是将计算机技术、半导体技术、电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物 ,是一种技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。

1嵌入式系统的技术特点

嵌入式系统由构成软件基本运行环境的硬件和操作系统两部分组成。其运行环境和应用场合决定了嵌入式系统有别于其它系统。

1.1嵌入式处理器

嵌入式处理器可以分为三类:嵌入式微控制器MCU、嵌入式微处理器MPU、嵌入式数字信号处理器DSP 。

嵌入式微控制器又称为单片机,它将CPU、存储器 、I/O接口封装于同一片集成电路,常用的是以8051为内核的各种单片机。嵌入式微处理器就是和通用计算机的微处理器对应的CPU,应用中一般将微处理器装配在专门设计的电路板上,在母板上保留与嵌入式有关的功能,以满足嵌入式系统体积小和功耗低的要求。嵌入式DSP专门用来对离散时间信号进行高速处理 ,多用于数字滤波、FFT、图像处理等领域 。

1.2微内核结构

多数嵌入式操作系统采用了微内核结构,内核只提供基本的功能,如:任务的调度、任务之间的通信与同步、内存管理、时钟管理等。其它的应用组件,如:网络功能、文件系统、GUI系统等均工作在用户态,以系统进程或函数调用的方式工作。因而系统都是可裁减的,用户可以根据自己的需要选用相应的组件。

1.3任务调度

大多数的嵌入式操作系统支持多任务,依靠CPU在多个任务之间切换、调度,每个任务都有其优先级。 任务的调度有三种方式:可抢占式调度、不可抢占式调度和时间片轮转调度。多数嵌入式操作系统对不同优先级的任务采用基于优先级的抢占式调度法,对相同优先级的任务则采用时间片轮转调度法。

1.4硬实时和软实时

对时间要求较高的嵌入式系统,称为实时系统。实时系统分为软实时系统和硬实时系统。软实时系统并不要求限定某一任务必须在一定的时间内完成,只要求各任务运行得越快越好;硬实时系统对系统响应时间有严格要求,一旦系统响应时间不能满足,就可能引起系统崩溃或致命的错误。工业控制多采用硬实时系统。

1.5内存管理

多数嵌入式系统针对没有内存管理单元MMU的处理器设计,故不能采用虚拟内存管理技术,而是实存储器管理策略。对内存的访问是直接的,对地址的访问不需要经过MMU,而是直接发送至地址线输出,所有程序中访问的地址都是实际的物理地址。多数嵌入式操作系统对内存空间没有保护,各个进程共享一个运行空间。一个进程在执行前系统必须为它分配足够的连续地址空间,然后全部载入主存储器的连续空间。

2嵌入式系统的基本设计思路

从图1可知,嵌入式系统的工程设计分成三个阶段:分析、设计和实现。

(1)分析阶段:确定要解决的问题及需要完成的目标;

(2)设计阶段:主要解决如何在给定的约束条件下完成用户的要求;

(3)实现阶段:主要解决如何在所选择的硬件和软件的基础上进行整个软、硬件系统的协调实现。

嵌入式系统的工程设计包括:处理器、硬件部件、操作系统、编程语言、软件开发工具、硬件调试工具、软件组件等内容。

2.1建立硬件平台

2.1.1选择处理器

嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件。目前全世界嵌入式处理器的品种总量已超过一千种,流行系列有三十多个,仅32位的CPU就有100种以上嵌入式微处理器。鉴于嵌入式系统设计的差异性很大,故而选择是多样化的。Motorola、Intel、AMD、ARM、MIPS等公司均生产微处理器,其中ARM是近年来在嵌入式系统有影响力的微处理器制造商。

选择处理器时要考虑的主要因素有:

(1)处理性能

处理器的性能取决于时钟频率、内部寄存器、指令是否对等处理所有的寄存器等多个因素。要选取能够完成作业的处理器和I/O子系统,不在于挑选速度最快的处理器。

(2)技术指标

许多嵌入式处理器都集成了设备的功能,减少了芯片的数量,降低了整个系统的开发费用。首先考虑的是,系统所要求的一些硬件能否无需过多的胶合逻辑(GL,Glue Logic)就可以连接到处理器上。其次是考虑该处理器的一些支持芯片,如DMA控制器、内存管理器、中断控制器、串行设备、时钟等的配套。

(3)功耗

嵌入式微处理器最大并且增长最快的市场是手持设备、电子记事本、PDA、手机、GPS导航器、智能家电等消费类电子产品。这些产品中选购的微处理器典型的特点是要求高性能、低功耗,使用普通电池供电即可。若用于工业控制领域,则可不考虑这方面因数。

(4)软件支持工具

较好的软件开发工具是必不可少的。 比如,交叉编译器。

(5)内置调试工具

处理器如果内置调试工具,可以大大缩小调试周期,降低调试的难度。

(6)软件对硬件的依赖性

软件是否可以在硬件没有到位的时候并行设计或先行开发。

2.1.2尽量选择普通硬件

在 CPU 及架构的选择上,总原则为:只要有可替代的方案,尽量不要选择 Linux 尚不支持的硬件平台。

2.2建立软件平台

嵌入式的软件开发主要为:代码编程、交叉编译、交叉连接、下载到目标板和及调试等步骤,因此软件平台的选择也涉及到以下几个方面:低端无MMU(Memory Management Unit,存储器管理单元)的CPU,要使用uClinux 操作系统;相对高端的硬件,则可以用普通的嵌入式 Linux 操作系统。

选择操作系统应考虑的因素:

(1)操作系统提供的开发工具

有些实时操作系统(RTOS)只支持该系统供应商的开发工具,因此,还必须向操作系统供应商获取编译器、调试器等;而有些操作系统使用广泛,且有第三方工具可用。

(2)操作系统向硬件接口移植的难度

操作系统到硬件的移植是关系到整个系统能否完成的一个关键因素。因此,要选择那些可移植性程度高的操作系统,避免操作系统难以向硬件移植而带来的种种困难,加速系统的开发进度。

(3)操作系统的内存要求

考虑是否需要扩充RAM或EEPROM来满足操作系统对内存的需求。

(4)对操作系统的熟悉程度

(5)操作系统是否提供硬件的驱动程序

(6)操作系统的可剪裁性

有些操作系统具有较强的可剪裁性,如嵌入式Linux、Tornado/VxWorks。

(7)操作系统的实时性能

2.3选择编程语言

编程语言的选择主要考虑以下因素:

(1)通用性

汇编语言不通用;

高级语言与具体机器的硬件结构联系较少,通用性较好。

(2)可移植性

汇编语言与具体的微处理器密切相关,移植性差;

高级语言对所有微处理器都是通用的,可移植性较好。

(3)执行效率

汇编语言来进行应用程序的开发,编程复杂、开发周期长;

越高级的语言,其编译器和开销就越大,应用程序就越大、越慢。

因此,必须在开发时间和运行性能间进行权衡、取舍。

(4)可维护性

汇编语言可维护性不高;

高级语言程序通常采用模块化设计,各个模块之间的接口是固定的,模块化设计便于系统功能的扩充和升级。

应用较多的高级语言有:Ada、C/C++、Modula-2和Java等。C语言具有广泛的库程序支持,目前在嵌入式系统中是应用最广泛的编程语言。

2.4集成开发环境的选择

集成开发环境IDE(Integrated Development Environment)主要考虑以下因素:

(1)系统调试器的功能

系统调试及远程调试。

(2)支持库函数

库函数和模板代码。

(3)编译器是否能持续升级

(4)连接程序是否支持所有的文件格式和符号格式。

2.5选择硬件调试工具

好的硬件调试工具会有事半功倍之效。常用的硬件调试工具有:

(1)实时在线仿真器ICE (In-Circuit Emulator)

ICE是一个可被控制的MCU。ICE支持常规的调试操作,如单步运行、断点、反汇编、内存检查、源程序级的调试等。

(2)逻辑分析仪

逻辑分析仪常用于硬件调试,亦可用于软件调试,主要用于监视系统总线的事件。

(3)ROM仿真器

ROM仿真器用于仿真ROM芯片。将程序下载到ROM仿真器中,然后调试目标程序。

(4)在线调试OCD(On-Chip Debugging)或在线仿真(on-chip emulator)

2.6软件组件的选择

免费软件可靠性稍差;

授权软件费用一般较高,但经过严格的测试,可靠性高,调试时间短。

3结语

嵌入式技术是计算机发展的一个重要分支,其设计、开发、应用是一个长期的课题。以信息家电为代表的互联网时代,嵌入式产品不仅为嵌入式市场展现了美好前景,注人了新的生命,同时也对嵌入式系统技术提出了新的挑战。随着信息化、智能化、网络化的发展,嵌入式系统技术也将获得更广阔的发展空间。

参考文献

[1] 王田苗主编.嵌入式系统设计与实例开发[M].北京:清华大学出版社,2005.