电子系统设计与实践

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电子系统设计与实践范文第1篇

关键词：电子元器件；工程实践能力；网络教学平台；教学改革

作者简介：李红（1984-），女，山东肥城人，兰州交通大学自动化与电气工程学院，讲师；赵峰（1966-），男，上海人，兰州交通大学自动化与电气工程学院，教授。（甘肃 兰州 730070）

基金项目：本文系自动化与电气工程学院本科教学改革项目（ZDH2013011）的研究成果。

中图分类号：G642.44 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）03-0143-02

工程实践能力培养是大学本科教育的重要内容，对提升工科人才培养质量、未来促进工程教育和工程师的认证具有重要意义。[1]通过电子元器件市场调研与系统设计课程实践的学习，使学生初步掌握电子元器件市场调研与电子系统设计的方法、过程，培养学生的实践动手能力和本专业学习的兴趣，提高学生对电子技术、自动控制系统相关知识学习的积极性，为后续课程打下良好的基础。电子元器件市场调研与系统设计课程一般安排在大二第二学期，通过确定调研问题与目标、实地调查、信息整理、分析，调查报告的撰写的基本步骤来组织实施，电子系统设计则通过查找资料、确定选题、根据选题给出设计方案、分析、验证电路的基本步骤来组织实施。

通过前几年的教学实践获得了不少有益成果，但如何在2周的有限时间内完成众多培养环节，更有效地对学生选题、老师答疑、给定成绩三个方面进行全过程监控，对培养具有很强实践创新能力的卓越工程师[2]有重要意义。

一、时间组织改革

前期培养方案中，本课程按2周时间分两个阶段分别实施：

1.电子元器件调研

（1）确定调研问题与目标。初步形成对自己所欲设计的电子系统的电子元器件名称、型号、规格、参数、尺寸的基本评价。

（2）实地调查。到电子市场确定相关电子元器件市场供应品牌、价格、需求情况、主要替代品情况。

（3）信息整理。对数据、资料有重点地进行整理、分析，运用所学知识对结果进行分析得出判断和结论。

（4）调查报告的撰写。把整个调查过程以报告的形式呈现出来，并能依据调查的结论给出合理化建议和意见，作为调查的成果。

2.电子系统设计

（1）查找资料，确定选题。通过在图书馆、网上查阅所欲设计的电子系统的相关书籍、论文资料，确定选题。

（2）根据选题给出设计方案。针对所选题目设计电路原理图、编写程序、绘制原理图。

（3）分析、验证电路。先借助专业软件进行仿真验证，再购买相关元器件进行焊接后实际测试。

上述实施方案所涉及的培养环节较多，在实际教学过程中发现存在时间难以控制，各环节之间有重叠或跨越的现象。经老师分析和学生反映的意见综合，主要原因在于调研与设计环节分开，时间浪费较多。

经研究，本课程的2周时间内统一为一个过程按五个环节进行实施：

（1）查找资料，确定选题。针对老师提供的备选题目，学生通过在图书馆、网上查阅欲选题目的相关书籍、论文资料，确定选题。

（2）根据选题给出设计方案。针对所选题目，搜集相关资料，设计电路原理图，学习Altium Designer软件[3]并绘制电路原理图。

（3）电子元器件调研。对自己所欲设计的电子系统的电子元器件名称、型号、规格、参数、尺寸等进行网上调研，了解相关电子元器件市场供应品牌、价格、替代品情况，对数据、资料有重点地进行整理、分析，到电子市场采购部分元器件。

（4）制作、验证电路。先借助Proteus软件[4]进行仿真验证，再进行焊接后实际测试。

（5）撰写总结报告。把整个实践过程以报告的形式呈现出来，并依据测试数据给出合理化建议和意见，作为成绩评定的重要参考。

改革前后各培养环节时间分配对比如表1所示，由表可知，改革后电子元器件调研环节可以占用第一周的周六、周日机动时间，且制作、验证电路环节可以增加到3天，给学生更充足的动手时间。

二、实践环节的教学改革

1.学生选题

因本课程的功能定位不同于大三的专业课课程设计以及毕业设计，且考虑到学生未学课程较多的实际情况，将原有的“每组同学在指导教师的指导下自行选择设计题目，指导教师不限题目，只要每个指导教师指导的各组不重复即可”的选题标准具体化，统一给出选题目录，如表2所示。

2.老师答疑

为了利用网络技术及培养学生正确利用网络，[5]我们将原有的“每天固定2小时，机动2小时”的当面答疑时间调整为“每天网络2小时，每周当面2小时”。网络答疑提供2种途径：利用QQ群和QQ群空间实现网络互动，利用本校网络教学平台上的课程交流区在线互动。

实践中发现，多数师生更喜欢利用QQ群进行交流，网络教学平台上的课程交流区则相对而言人气较差，师生发帖的积极性不高。这也意味着有必要进一步研究网络教学平台的在线答疑模块的改进与优化，提高使用的便捷性与信息共享的快捷性。

3.给定成绩

为了提高学生的积极性，减轻总结报告书写工作量，在给学生提供报告模板及格式要求的基础上，将原有的五级制评分标准改为按表3制定的百分制标准进行评定。

三、教学效果

1.学生的积极性及自我满意度

经在本校电气工程专业2011级本科生4个班中进行教学实践，通过选题方式、老师答疑模式、给定成绩标准等三个方面的改革，学生在选题时表现出更大的主动性和时效性，且选题范围较宽；网络答疑也降低了学生的拘束感，几乎都能提出一些问题，且网络资源的便捷共享优点极大地提高了电子元器件调研与选型效率。

相对于前几届学生在本课程结束后对自己智能等方面提高程度的自我满意度而言，本届学生多数反映经过本课程的实践练习，自己对如何利用网络获取最新的元器件资料及典型应用案例、网络提问与回答、Altium Designer软件、Proteus软件的使用等方面都有了极大的提高，而对于后续电子技术、单片机等课程的学习也有了明确目标。

2.教师的工作量及教学效果

经时间组织与具体实施方案的改革，尤其是选题目录、网络答疑、评分标准的实施，老师们感觉自己在该课程的投入时间较以前可以减少30%左右，同时，从学生们的作品及报告来看教学效果则较以前反而有了极大提高。

参考文献：

[1]钟永彦，陈娟，张蔚.从电子系统综合设计谈学生工程实践能力的培养[J].中国教育技术装备，2012，267（9）：112-115.

[2]高有华，翟慧萍，卲岳，等.面向卓越工程师培养的“电工学”课程改革[J].电气电子教学学报，2012，S1（34）：74-76.

[3]宋瑾.基于Altium Designer的仿真技术在电子技术教学中的应用[J].信息与电脑（理论版），2012，（6）：136-137.

电子系统设计与实践范文第2篇

[摘要]基于电子资源用户使用统计分析，结合学校发展和用户使用的需求，提出图书馆电子资源建设的改进措施，为有效建设电子资

>> 决策支持视角下的数字资源使用统计分析实例研究 基于多元统计分析的出租车资源配置模型研究 基于个体属性的微博用户特征行为统计分析 电子病历系统研究文献统计分析 对电子商务征税问题的统计分析与研究 基于统计分析模型的杜邦体系分析 PTN资源统计分析系统的研究及应用 基于ASP的接警统计分析系统 基于CNKI收录统计分析 基于灰色关联度统计分析的地方旅游经济发展研究 基于多元统计分析方法的城市综合实力评价研究 研究基于多元统计分析的大学生就业模型 基于多元统计分析方法的葡萄酒评价问题研究 基于统计分析的农村人员购药行为模式研究 基于CNKI数据的智慧旅游研究文献统计分析及述评 基于SPSS统计分析的高校图书馆图书最优复本率研究 基于多元统计分析的风电设备上市企业财务预警研究 基于多元统计分析的大学生信用评估研究 基于多元统计分析方法的股票投资状况综合评价研究 基于语料库的新闻语体中语气词使用状况的统计分析 常见问题解答 当前所在位置：.

[6] 吴进琼，付清香，贺. 高校图书馆电子资源建设与利用现状分析——以广西大学图书馆为例.农业图书情报学刊，2012（7）：15—18，25.

[7] Michael Gorman.图书馆学新五律[EB/OL].[2012-10-18].http：///wiki/Michael_Gorman_（librarian） .

[8]刘景宇.图书馆学五定律、信息资源共享四定理和图书馆学2.0五定律.图书馆，2007（5）：14—17.

电子系统设计与实践范文第3篇

关键词：联合收割机；电气装置；自检；系统

0 引言

在联合收割机上所存在的操作系统自动化不断提升的情况下，联合收割机所表现出的控制系统复杂性在持续不断的提升，所使用的相关电气单元也开始增多。联合收割机在制剂执行田间作业的过程中，电气系统本身一直是处在粉尘、振动、高湿度、高温度的环境之下，这对于设备的运行来说，有着极大的影响。而如果说联合收割机出现了开机故障，那么极有可能造成经济损失。所以，务必要针对联合收割机的电气系统自动故障诊断措施进行深入研究。下文主要针对联合收割机的电气开机自检系统设计以及实验进行了全面详细的探讨。

1 系统组成及原理

联合收割机电气系统主要由照明回路、充电回路、起动回路和仪表指示等组成。本文主要对出现故障率较高的蓄电池、保险丝、照明、喇叭、起动机等电气部分进行开机自检。

对于蓄电池、保险丝等环节的诊断环节，主要可以采取电压信号采集的方式；而对于起动机、喇叭、照明等方面的自动对象，就可以采取电压施加的测试方式，进而针对是回路上的电流信号进行采集。各个环节所采集到的相关数据在经过标度变换、数字滤波、数据有效性等进行判断之后，便可以直接输入相应的诊断对象模型，进而对于所表现出的相关问题加以辨别，掌握各环节的运行状况。

2 硬件选型与设计

开机自检系统硬件主要由单片机模块、电源模块、传感器模块、参考电压模块、功率驱动/继电器模块、液晶显示/键盘输入模块和JTAG调试仿真模块等组成，如图1所示。

单片机模块选用了Atmel公司RISC内核的ATmega6416AU，该芯片集成了时钟、“看门狗”、A/D转换、定时/计数、RAM、ROM、数字量输出等模块。系统时钟选择11.0592MHz石英晶振。

系统电源选用LM25965.0，输出电压为5V。测试电源选用LM2596ADJ，输出电压调整为1.25V，最大负载电流为3A。

电压传感采用分压方式，由精度为0.1%的2.4kΨ和1kΨ的精密电阻组成。单片机AD引脚的输入电压约为被测电压的1/3.4。

人机交互模块包括液晶显示屏、键盘、LED和蜂鸣器。液晶显示屏选用了天正达公司的TS128643/Y型图形液晶，其主控芯片为ST7920，分辨率为128×64。

3 软件设计及开发

采用模块化软件设计思想，将电气开机自检系统软件分成系统初始化、信号采集与预处理、故障诊断、人机交互等模块，在AVRStudio4.14SP1、WinAVR20080610环境下进行了编程和调试。

3.1初始化模块

系统初始化模块对自检系统硬件的输入/输出口、中断系统、运行参数和诊断参数等进行初始化。

3.2信号采集与预处理模块

信号本身的采集实际上和预处理模块的诊断工作，都能够对于蓄电池电压、工作回路电压等进行采集和滤波变换。

3.3人机交互模块

人机交互模块在运行的过程中，主要是负责对于键盘的输入信息进行处理，也可以直接对液晶屏上所显示的相关自检信息、故障信息等进行处理，当确认故障信号之后，直接通过蜂鸣器、LED等装置来进行声光提示，达到报警的目的。

3.4故障诊断模块

故障的诊断模块，能够对于电压、诊断信号等方面的采集数据加以分析，并且直接依据被诊断对象所表现出的特性以及故障模型本身加以辨别，确认相关故障的出现。

3.4.1蓄电池故障诊断

联合收割机在使用的过程中，其中所使用的电池为铅酸蓄电池，当电池出现问题之后，那么通常是由于自放电增加、内部短路、极板硫酸盐化、容量下降等方面的问题导致问题的出现。而在执行放电、充电工作的过程中，不同类型的故障原因，所表现出的电压实际上有着不同的变化。例如：电池出现了极板硫酸盐化故障现象之后，在最初的充电阶段，所表现出的电压会迅速的上升，并且之后缓慢的保持增大，当完成了充电工作之后，其中所表现出的放电电压又会逐渐的下降。因此，通过分析输出电压的变化，可以发现故障。

3.4.2保险丝故障诊断

保险丝故障主要为保险丝熔断。当保险丝正常时，其输出连接端电压接近电气系统电压12V；当保险丝熔断后，其输出连接端电压接近于0V。定义UFi为诊断对象i的输出连接端电压，i=[1，2，3，4]，分别代表一号保险丝、二号保险丝、三号保险丝和四号保险丝，建立如下故障诊断模型：如果UFi>（U0-ΔUF），则i号保险丝正常；否则，则i号保险丝存在故障。其中，ΔUF为保险丝故障判别阈值，取值范围为0.1～1.0比较合适。

3.4.3喇叭故障诊断

通过实验发现：喇叭状态正常时，对喇叭施加测试电流，其电流值为（0.24±0.009）A；出现断路故障时，电流值接近0A；出现短路故障时，电流值接近3A。定义I6为喇叭的诊断电流；I61为喇叭在正常状态下的诊断电流值，取值为0.24A；k6为喇叭的电流修正系数，取值为0.05。建立如下故障诊断模型：

①如果I6≥（1+k6）・I61，则喇叭存在短路故障；②如果（1+k6）・I61>I6≥（1-k6）・I61，则喇叭正常；③如果I6=0，则喇叭存在断路故障；④如果I6为上述4种情况之外的值，则喇叭的状态未知

3.4.5起动机的故障诊断模型

起动机的故障诊断模型与喇叭故障类似，在此不再赘述。

4 试验验证

前期建模数据在某大学农业工程研究院实验室内进行，对象为4LZ2.0型碧浪牌湖州200全喂合收割机。主要仪器为CS010GT型电流传感器，测量范围为0～20A；NIUSB6008型数据采集卡，分辨率为14bits，采样率为48kS/s；IT6322型可编程直流电源，电压范围为0～30V，电流范围为0～3A。通过人为置故障，确定了诊断对象不同状态下的诊断电流值。根据前述设计方法，开发了联合收割机电气开机自检系统，。

田间试验期间，系统未出现死机、运行不正常等情况。因试验期间电气系统未出现故障，所以通过人为设置故障对系统进行了测试。自检系统对人为设置的前大灯正常、短路、断路、1正常1断路等状态均能正常识别。

5 结论

综上所述，上文主要提出了依据诊断对象所提出的电压变化规律、电压施加测试等方式，并且针对这方面的故障诊断措施建立起了相应的故障诊断模型，从相关的结果来看，所表现出的结果基本令人满意。同时，对于联合收割机电气的开机自检系统软件、硬件开发设计进行了探讨，这对于联合收割机的稳定使用来说，起到了至关重要的作用。■

参考文献

电子系统设计与实践范文第4篇

在传统的电子体检管理系统不能充分满足公职人员体检需求的情况下，提出了一种改进型的专门针对公职人员的体检管理系统。本系统应用 2.0、C#、SQL Server2005数据库等技术，结合加密狗（Ukey）和身份证读卡器（ICR-100M）等设备构建了由展示层、逻辑层和数据访问层3层结构组成的管理平台，将传统、纸质、繁琐、复杂的体检流程搬到了互联网上，真正做到了对体检人员的一站式服务。

关键词：

2.0；SQL Server2005；Ukey；身份证读卡器；电子体检病历；医疗信息化

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1005-3824（2014）01-0076-05

0 引 言

贵阳市公职人员体检由于是财政拨款，并且体检以省直机关为单位，有其特殊性，对信息保密性也提出了更高的要求。公职体检人群、卫生厅、医院的沟通协调往往因为渠道不畅或是信息交流不全面而产生各种各样的问题。传统的体检管理系统是以体检档案管理为主要着力点，并且未充分考虑公职人员体检的特殊性，而本系统不仅囊括了体检信息收集、审核、验证等相关功能，还充分考虑到了公职人员体检的特殊性。相较于传统的体检管理系统，本系统的加密狗提升了登陆安全性、身份证读卡器无误地验证身份、多个子系统密切配合简化了体检相关流程。本文在充分考虑相关部门需求后提出了全新的系统设计开发方案。为卫生厅、医院、体检单位搭建起信息交互的理想平台，所有服务均可以在网络上获取。其次，系统减小了单位体检负责人上报人员名单的负担，减轻了相关卫生部门收取纸质材料的麻烦，为体检者提供了更方便的体检认证方式，取代了传统的纸质体检病历，优化了经费结算方式，大大简化了体检相关流程、改善了医院的服务水平，极大地提高了相关部门的工作效率。而且系统的电子体检病历可以用于后续的诊疗，能加快医疗信息传递共享、提高工作效率、能够辅助医生做出判断、提高医疗工作质量、能够强化医院管理，方便体检病人信息的异地共享等。

随着人类进入Internet时代，网络技术在各行各业得到广泛运用。本系统的开发和设计顺应了时代的要求，顺应了贵州省省委省政府关于加快推进医疗信息化、推进深化医药卫生体制改革、建设省级示范性体检管理系统的要求和指示。

1 系统的说明与分析

该系统由Ukey制作系统、信息录入系统、管理审核系统、身份认证系统、体检结果管理系统组成，各系统相互衔接配合，充分满足了体检的要求。

Ukey制作系统：通过对加密狗的信息写入并设定密码，绑定单位信息，增强了系统的安全性，杜绝了不法分子的破坏。

信息录入系统：单位体检负责人通过领取的Ukey登陆信息录入系统便可以操作本单位的人员信息。比如姓名、性别、身份证号和手机号等。

管理审核系统：卫生厅对满足要求的单位和公职人员进行审核。

身份认证系统：体检医院通过身份证读卡器（ICR-100M）读取体检人员身份证信息，并与卫生厅审核后的个人身份证信息进行核对，核对通过即可参与体检。

体检结果管理系统：本系统由体检结果查询系统和手机短信发送系统组成。体检结束后，体检者可通过网页查询体检结果，系统管理员也会通过手机短信将结果发送给体检者[1]。

系统的结构图如图1所示。

2 系统的总体流程

系统管理员在开发好了Ukey制作系统、信息录入系统和审核系统后，制作Ukey分发给各个单位。单位通过信息录入系统和Ukey就可以进入本单位的信息系统了。在此系统中，单位体检负责人录入本单位体检人员详细个人信息，比如姓名、性别、身份证号、手机号、级别等。录入方式既可以如图2所示一个一个录入，也可以从系统导出人员信息Excel模板，完善人员信息后再导入系统（对于人数多的单位特别方便）[2]。人员添加进去后，系统管理员为每个体检人员分配登陆网站查询体检结果的账号和密码。

数据录入完成后，卫生厅工作人员通过领取审核权限的Ukey，并且登陆审核系统即可根据相应文件和规定给单位分配体检医院并审核体检人员。体检人员通过审核后，即可带着2代身份证去指定医院体检[3]。

3 系统的开发实现

3.1 Ukey介绍

传统的体检管理系统是以账号和密码的方式登录，这种方式虽然简单、易用，但是存在很大的安全隐患。加之本系统又是以单位为载体录入体检者个人信息，一个单位成百上千条信息。如果信息泄露，损失将不可估量。所以，系统的安全性显得尤为重要，必须得到强有力的保障。而软硬件加密结合（USB key―加密锁）是加密趋势，在银行和电子商务领域已经得到广泛应用。

本系统使用了密码验证功能和加强系统登陆安全的USB key，Ukey具有开放性好、高安全性、易用性等优点，在综合比较各类Ukey以后，本系统选用了Ukey2000D型Ukey。

Ukey2000D型系统身份认证USB key，唯一硬件ID、唯一密码、唯一硬件加密算法及增强算法，是很好的系统登录、身份认证key。1个用户对应1个key，可应用于各种C/S结构的安全系统身份认证领域，可替换传统用户名和密码并保证了系统的登录安全。支持Asp、C#、Java、PHP、、JSP等多种开发语言，支持Windows XP和Win7等常用操作系统。

将客户端登录时所需的认证信息（如单位名称，密码等）写入到USB key内，可以写入算法，也可写入代码，从而让key取代传统的“用户名+密码”的登录方式，实现插上key才能进入系统的目标。key一旦拔出，系统将停止工作。这就更进一步加强了系统的安全性，防止非法操作。

要进行身份验证，必须要在客户端安装锁的驱动程序，它其实不是真正的驱动程序，而是安装必要的客户端控件，派发锁时，发行光盘让用户安装。

3.1.1 Ukey内部结构

Ukey的内部结构如图4所示。

1）先从服务器端产生一个随机数，然后将该随机数发给客户端，同时服务器端使用与锁对应的增强算法对该随机数进行加密，生成一服务器端验证码。

2）客户端在获得服务器端发过来的随机数后，客户端使用对应的算法同样对该随机数进行加密，生成一客户端验证码，返回给服务器端。

3）服务器端将服务器端验证码与从客户端返回的客户端验证码相比较，如果相同，则为合法用户，如果不相同，则为非法用户。

4）只有在服务器的加密密钥与设置在锁中的加密密钥一致时，两边加密的结果才能相符，才能被合法验证。锁中的加密密锁可以由开发商自行设置。

系统认证环节：可以使用强制性Ukey认证的服务器组件，把Ukey的强制性认证移植到服务器端，确保只有此系统的Ukey用户才能登录系统，使用系统资源[5]。

部分程序代码如下：

var DevicePath，mylen，ret； //建立操作我们的锁的控件对象，用于操作我们的锁

var s_simnew31； //创建插件或控件

//查找是否存在锁，这里使用了FindPort函数DevicePath = s_simnew31.FindPort（0）；

//写入用户名密码的字符串长度到地址20，使用默认的写密码"FFFFFFFF"，"FFFFFFFF"

ret = s_simnew31.YWriteEx（20， 1， "ffffffff"， "ffffffff"，DevicePath）；

//获取设置在锁中的用户名

//先从地址0读取字符串的长度，使用默认的读密码"FFFFFFFF"，"FFFFFFFF"

ret=s_simnew31.YReadEx（0，1，"ffffffff"，"ffffffff"，DevicePath）；

mylen =s_simnew31.GetBuf（0）；

//再从地址1读取相应的长度的字符串，，使用默认的读密码"FFFFFFFF"，"FFFFFFFF"

frmlogin.UserName.value=s_simnew31.YReadString（1，mylen， "ffffffff"， "ffffffff"， DevicePath）。

此外，还有查找锁函数，FindPort函数（获取锁基本信息），GetID 函数，固化算法函数，GetID函数，读写存储器函数，YReadEx函数和YRead等函数。利用开发文档提供的说明和函数，能够方便开发出相应客户端。

3.2 身份证读卡器介绍

传统的体检管理系统大多是制作体检卡片作为体检凭证，而为了更加快速、准确并自动核对体检者个人信息，本系统选用了2代身份证读卡器作为验证身份的载体。本系统选用了公安部第一研究所研制的神盾ICR-100M型身份证读卡器，ICR-100M具有通用性强、开放性好、操作简便、稳定性好等优点[6]。ICR-100M身份证读卡器包括智能接口控制板、读卡器控制板、安全控制模块、读卡器天线、信号传输电缆、电源管理模块、专用通讯电缆及运行在读卡器控制板上的读卡器硬件程序和运行在计算机上的读卡程序。同时支持USB和RS-232C 2种通讯方式，支持USB计算机端口、PS/2计算机端口以及外接直流电源多种供电。神盾ICR-100M提供SDK供系统集成商进行二次开发[7]。读卡器工作原理如图6所示。

4 结束语

电子体检管理系统是一项复杂的系统工程，不但是技术问题，还涉及到信息化的各个方面和各个不同部门之间的沟通交流。本文详细介绍了系统采用的技术和具体流程。本系统的开发为卫生厅、体检医院、体检人员搭建起了一个信息交互的平台，使工作量大大减少，是一个全新的尝试。下一步的工作就是使系统继续完善，并在取得示范效果后推广应用。

参考文献：

[1] 黄建始.美国的健康管理：源自无法遏制的医疗费用增长[J].中华医学杂志，2006，86（15）：1011-1013.

[2] 马丽斌，马爱霞.对发展我国健康管理产业的探讨[J].上海医药，2007，28（1）：12-15.

[3] 何剑雄，何志辉，陆江.健康证信息化管理系统的初步实施与应用[J].中国公共卫生管理，2002（6）：555-557.

[4] 叶瑾.医院体检信息系统的开发与应用[J].南方护理学报，2004，11（1）：52-53.

[5] 铉克.数字化健康体检信息系统的开发与实现[D].济南：山东大学，2009

[6] 白书忠.中国健康管理的现状分析[J].中华医学信息导报，2006，21（12）：5.

[7] 修金来.健康管理演进[J].中国医院院长，2006（15）：16-21.

[8] 陈文贤，高谨，刘宾，等.健康管理的新理论和实践价值[J].中国卫生事业管理，2001（10）：580-581.

[9] 谢泽奇，张会敏.基于WEB的高校教师档案管理系统设计与实现[J].计算机光盘软件与应用，2010（11）：146-147.

[10]李艳.电子商务信息安全策略研究[J].甘肃科技，2005（4）：26-28.

作者简介：

雷均匀（1987-），男，湖南衡阳人，硕士研究生，主要研究方向为软件设计与开发；贺 松（1974-），男，贵州贵阳人，副教授，主要研究方向为医疗信息化。

Improved design and implementation of electronic

physical examination management system

LEI Junyun，HE Song

（Department of Computer Science and Information， Guizhou University，Guiyang 550025， P.R.China）

Abstract：

As the traditional electronic physical examination management system can’t fully meet the needs of officer physical examination， this paper puts up an improved design for public servants. This system composed of the presentation layer， the logical layer and data access layer，which applied 2.0， C#， SQL Server2005 database and other technologies， combined with the Ukey and identity card reader （ICR-100M） and other equipment， moving the traditional， papery， tedious and complex physical examination processes to the internet， and successfully provided one stop service of physical examination for civil servants.

电子系统设计与实践范文第5篇

【关键词】变配电所 电力试验 自动检测 管理系统 设计 实现

现阶段，国内变配电所电力试验已经基本实现自动化。自动化检测技术的发展，使得变配电所电力试验发生了极大的改变，自动化管理系统以及一体化监控系统等，被广泛的应用，能够实现电力试验集中开展，对变配电系统运行状态进行集中评估，提升系统运行的安全性以及可靠性，有着积极的作用。

1 电网自动化系统检测技术发展现状

现阶段，我国电网自动化系统过检测技术中，部分技术与方法能够达到国际先进水平，比如调度自动化系统整体检测与评估方法，以及多元闭环扰动环境模拟技术等，并且实现了对电网自动化系统检测以及评估，使得电网自动化系统运行的稳定性以及可靠性，得以极大的提升。由中国电力科学研究院承担，进行的电网自动化系统检测以及评估关键技术研究和应用项目，提出了基于电网全断面数据相关联的闭环扰动系统，以及标准互操作测试平台等，实现了系统运行状态集中评估。

2 自动检测管理系统架构

2.1 自动检测系统

自动检测系统构成，主要包括PW系列微机型继电保护装置、继电器检测模块。利用继电保护装置，利用检测技术以及数字处理技术，具有较强的测试能力，便于测试的开展。通信终端通过接口与测试仪，实现连接通信，利用软件和测试仪通讯，可以实现指令发送与接收，利用自动检测系统所搜集的数据信息，利用大数据技术，进行分析与评估，并且生成试验报告。测试仪可以接收终端设备（用户控制中心）所发出的指令，来检测继电器性能指标，搜集相关数据，运算并且评估试验结果，通过通道将数据传送到控制中心。自动化检测系统可以实现对检测对象自动测试，包括电流、返回值、整组时间等，同时生成试验报告。

2.2 数据管理系统

2.2.1 数据管理系统现状

电力试验自动化检测管理系统中，数据管理系统构成，主要包括网络结构、软件、数据库。随着智能电网的发展，使得更多的智能设备与系统被应用到变配电系统中，在实际运行的过程中，产生的数据信息量较大，原有的管理中心数据库已经难以满足发展的需求，而基于大数据的海量数据库应运而生，在电力企业数据综合治理方面被广泛的应用，譬如：某电力企业业务系统数据字典一致率能够达到100%，SG-CIM模型的遵从度已经能够达到100%，而且空置率为0%，极大程度上提高了电力数据综合治理工作，为实现数据中心数据融合，提供了极大的便利。

2.2.2 基于大数据的数据中心系统功能

基于云计算技术的变配电数据中心系统，主要由云计算基础平台层以及虚拟化基础设施层构成。

（1）云计算基础平台层。主要功能包括数据仓库与数据分析、分布式数据管理与处理、分布式文件系统、应用服务器、数据库服务器集群、Web服务器。

（2）虚拟化基础设施层。主要是由虚拟机、虚拟机监视器、虚拟化平台等构成，能够实监控与管理等功能。在云计算层，利用虚拟机，来构建Web服务器集群以及数据库服务器集群，为数据中心，构建运行环境，能够实现海量数据存储，以及数据分析与评估，为数据挖掘以及辅助决策等业务，提供分布式计算环境，为电力试验自动检测管理，提供设备状态检测以及性能评估等服务，实现数据集成与共享。

2.2.3 数据中心平台构建

基于变配电所电力试验自动检测管理需求，利用电力数据中心云计算平台，能够实现系统信息可靠存储，譬如：基于Hadoop的数据中心云计算平台，采取主从架构模式，选择某个虚拟化服务器集群，作为主节点，其余节点则作为从节点；采用MapReduce，作为编程模型以及计算框架，进行海量数据处理，能够对大规模数据，进行集成操作，通过分解与汇总方法，进行数据处理；数据库和数据仓库是数据中心的基础，能够实现数据挖掘以及辅助决策，HBase是分布数据库系统；基于SQL的HiveQL，可以实现数据集分析以及快速查询。

2.2.4 应用流程

基于大数据的数据管理系统，设计室人员可以利用数据管理系统，将各科室数据进行整体与融合，进行统一管理。电力检验室人员相关数据，比如采集信息与记录数据等进行汇总，上报给数据管理中心，各科室之间均可以随时查询相关数据信息，以及时获取所需数据。在进行数据操作的过程中，需要获得访问权限后，输入登陆账号与密码，才可以进行相关操作，这也是现代化数据管理系统保护数据安全的重要措施。基于电力试验所的业务需求，其服务器中心数据库，系统数据流程如图1所示，现阶段电力试验数据管理系统，其数据流程更为灵活，数据信息共享程度较高，服务器中心数据库负责下达指令，比如委托书、检测计划、下达任务，检测各科室本地数据库负责进行数据汇总，将数据传送到服务器中心数据库，而各科室也可以基于需求，在数据系统功能模块中，获取相关数据信息，进行数据查询，如图1所示。

2.3 软件实现

变配电所电力试验自动检测管理系统，其数据处理程序，采取模块化开发模式，具备扩展性与升级力。电力试验所数据处理较为简单，将数据信息传送到仪表实验室以及高压试验室等模块，负责收录各实验室的相关数据以及试验记录，能够进行数据记录信息与保存，同时还可以进行修改与打印，试验结果可以从窗口显示出来，利用打印机可以打印资料。数据维护程序分为新数据生成模块、备份模块、恢复模块等，除此之外还包括图形管理模块与质量管理模块等。数据管理系统可以在实现试验数据程序化与规范化管理，以及数据采集与汇总分析等功能。

3 自动检测管理系统关键技术

3.1 电力继电保护测试系统

电力行业领域内的继电保护测试发展在于自动测试，采取电力电子技术与微电子技术等，结合运用自动控制技术，以实现电力继电保护测试。在实际检测工作中，多使用继电保护测试仪，比如JBC-03继电保护测试仪器，运用微电脑技术，借助单片机、显示器、打印机与时钟、逻辑控制单元等的功能，能够确保检测的精度性，避免重复检测，是继电保护装置常用的检验仪器，可以检查继电器的释放电压值以及吸合电压值等，并且具备测试结果打印功能。

3.2 数字信号处理系统

变配电所电力试验自动检测管理系统，其数字信号处理系统，主要是由DSP+FPGA。DSP数字处理技术，通过DSP芯片，进行信号处理。DSP芯片被广泛的应用于电力试验自动检测作业中，对数据信号处理，发挥着积极的作用，是计算机专用芯片。自动检测管理系统中的数字信号处理系统，所使用的DSP数字信号处理技术，多与FPGA相互结合运用，FPGA也就是现场可编程门阵列，是基于PAL与GAL等可编程器件，作为专用集成电路，能够解决定制电路所存在的问题，克服其它可编程门的缺点，比如电路数有限问题。

3.3 编程技术

变配电所电力试验自动检测管理系统中，数据管理系统的数据库建设，多利用Windows 2000 SERVER平台，SYBASE作为数据库，使用PB6.5作为开发语言在。Windows 2000 SERVER可以作为中小型网络，适合工作组以及部门服务器，通过管理工作组以及部门服务组等，可以扩大网络应用范围。SYBASE数据库，是基于Internet计算环境，不仅改变了信息管理方式，也改变了访问方式。而且SYBASE作为多媒体数据，可以支持Web高级应用，同时能够满足负载需求，是集成式Web信息管理工具。

4 自动检测系统功能的实现-以电路检测为例

电力试验自动检测系统，应用逻辑电路检测设备，不仅能够提高查线排错的效率，以及电路检测工作效率。将电气线路作为逻辑线路，进行多路检查，需要检测系统具备逻辑关系描述能力。

4.1 检测设备

通用自动化检测系统，所采取的检测设备，主要构成包括计算机电脑、IO控制箱等，采取的是上下位机通讯方式。采用机车RS485方式，实现上位计算机以及下位IO控制箱，实现输出信号控制，以确保信号传输的可靠性以及速度。IO控制板需要具备以下条件：

（1）具备处理器的电路板，实现独立工作；

（2）IO控制器可以实现IO状态记录，基于计算机指令开展工作；

（3）IO可以作为输出口，也可以作为输入口，以便于检测时，可以不设置继电器，便于维护与更换。

4.2 数据配置设计

为了能够实现检测设备的通用功能，以及单个IO控制箱能够实现不同逻辑装置查线，则需要针对各逻辑装置，设置独立数据配置文件。基于输入输出信号，其连接线定义，来进行被测试线路号与IO之间的对应关系。逻辑装置测试文件内容，主要包括数据配置与测试步数据。数据配置包括IO功能定义（基于IO功能对应表）、逻辑图形文件（基于逻辑测试原理）。

单个逻辑图形文件，比如电气线路图，可以包含多个逻辑图形集，比如低压电器柜、开关柜等，而逻辑图形又分为多个逻辑图形单元，即逻辑测试步。以含有多个电控阀的线路，在检测线路开路状态时，可以采取电控阀线圈通电的方式。对于复杂线路，为能够明确的表达线路的关联关系，可以通过逻辑梯形图，进行连接信息描述。为了能够检测线路的全部状态，在进行系统设计时，需要考虑到可能生成的检测逻辑表，基于此需要按照逻辑原则，建立输入输出先后关系。

4.4 逻辑梯形图的遍历

软件设计遍历算法为核心，在进行逻辑梯形图设计时，采取梯归算法，进行细节处理，以确保数据运算速度以及结果输出得以满足。即使是在百种遍历路径下，也可以在1s之内得到结果，计算机配置为128M内存以及PⅢ800M。路径基本思路如下：

（1）在有向图顶点中，选择入度为0的顶点V0，也就是输出信号电路；

（2）扩展嵌套顶点，将其合并到一维数组中，反复此过程，直到顶点均为非组合点；

（3）从V0开始，采取递归算法，进行有向图遍历，同时要保存路径信息。

4.5 逻辑测试表的生成

基于特定逻辑梯形图，其检测要求表。检测要求表主要包括输入条件表格以及结果检测表格。输入条件表格被侧对象需要达到其输入标准，利用IO控制器来完成输入状态，或者手动完成输入状态。结果检测表格是需要检测的指标。若满足相应的输入条件，此时输出逻辑则成立，当检测结果不满足相关要求，则可以说明输入端-输出端存在问题。结合其他逻辑梯形图数据，通过数据分析，能够快速的排查故障。若检测结果的数据较多，则能够实现故障点精准定位。在设备检测时，要按照逻辑测试表进行测试作业。基于此的检测系统，被应用于高低压屏柜以及其它设备检测，不仅检测效率高，而且工作强度较低。基于逻辑电路的自动检测系统，基于逻辑装置，可以进行输入与输出信号定义，同时可以绘制设备接线逻辑图形，基于接线逻辑图形，可以自动生成逻辑测试表，进而完成大部分线路检测工作，根据检测结果，进行数据分析，可以进行错误查找，以便于后期管理。

5 结束语

在进行自动化检测系统设计时，要基于电力试验流程以及技术人员的工作习惯，进行人性化设计，以便于技术人员可以进行使用与学习。技术人员利用自动化管理系统，通过简单的操作，可以实现对继电器的试验，做好试验记录管理，便于后期查询。

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