时间：2022-12-11 20:28:21
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇智能化论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1.农田灌溉监测系统概述
按照农田灌溉监测系统应具备的农田灌溉用水远程测控计量、水质监测、水位监测、土壤墒情监测、用电远程测控计量、农田电力设施在线监测等功能设计了农田灌溉监测智能控制系统———智能井房。随着信息化及大数据技术的发展，农田灌溉智能化在全国正在逐步发展，我省在2013年全国第五批小型农田水利重点项目建设指导意见中，明确提出在泵首部位安装智能井房，为今后农田灌溉智能化管理打下了良好基础。
2.丰南区农业灌溉智能化系统建设
丰南区在2008年开始建设农田灌溉监测系统，2010年9月列入全国第二批小型农田水利重点县项目区。项目建设之初，丰南区就确立了工程节水与管理节水一体建设的目标，把农业灌溉用水监测纳入项目建设之中，与管灌工程建设紧密结合起来，实现了农业灌溉的自动化、智能化管理，由传统粗放管水农业向现代化精准用水农业转型，取得了很好的效果。农业灌溉监测系统的建设，监测中心是关键，是整个监测系统的中枢。为此，丰南区建立了2个中心，一个在局机关，另一个在唐山海森电子公司（企业自建），两个监测中心并行，同时监测，数据共享。通过几年的运用，达到了如下目标：一是建成了全省第一个县级农业灌溉监测系统。以监测中心为中枢，智能控制柜为监测点，形成了灌溉监测网络。二是实现了对农业灌溉各种数据的适时监测，利用数据指导农民灌溉。到2012年底，全区共有农田机井8126眼，目前安装机井智能控制柜2700多套。机井灌溉智能控制柜设施安装率达到30%以上，初步形成了农用机井灌溉数据信息采集及分析。
3.农业灌溉智能化系统应用效果
及注意事项农田灌溉监测系统的建设，以机井智能控制柜为载体，全面提升用水计量设施。以机井智能控制柜替代传统井房是建设灌溉监测系统的突破口，智能控制柜与传统井房相比具有占地少、投资小、快速安装、使用简便且安全可靠、计量收费公平、准确、可重复使用等优点。通过实际运用，达到了如下目标：一是工程形象面貌焕然一新。整齐划一、新颖别致的机井智能控制柜替代了破旧的老式井房，使整个工程的可视性大幅度提升。二是实现了单一用电计量向水电双控计量的转型。改变了过去IC卡单一计量电量的方式，使农民可以直观地看到用水情况，增加农民的节水意识。三是操控方便。经过简单的培训，农民可以熟练掌握使用方法。根据灌溉周期及个人时间要求，随时进行浇地，改变了过去排队浇地，争水、抢水的现象。四是提高强制管理手段，实现用水、缴费自动结算，解决长期存在的农业灌溉收费难的问题，也为开征农业水资源费打下了基础。五是大面积推广机井智能控制柜，为全面建设灌溉监测系统奠定了物质基础。农业灌溉智能监测系统的应用，为农业灌溉自动化管理提供了良好的信息平台，同时，也存在一些问题，一是现在部分务农人员年龄偏大，利用智能手机操作有一定困难，需要技术培训和指导。二是在防偷仿盗方面需要加强管理。三是全面普及需要投入大量资金，目前，国家没有针对农业灌溉智能监测系统的专项资金，致使农业灌溉智能监测项目发展缓慢。
4.农业灌溉智能化系统的发展前景
今年，丰南区还将依托小农水重点县项目，在全区建设智能井房1119座，以便监测项目区实施高效节水灌溉工程用水动态信息，对比工程实施前后灌溉用水情况、用水效率、地下水位变化情况等，利用丰南区现有的农田灌溉监测系统平台，对现有农田灌溉监测系统中的设备进行升级改造，将投影仪、投影幕布升级为LED大屏，对现状的操作平台进行升级改造、增加数据传输费用等。为重点县项目实施后效益分析提供基础数据；为落实“总量控制，定额管理”提供基础依据；为灌溉用水计量、实时监控、水费征收、地下水预警等提供基础保障；为实现河北省地下水压采提供技术支撑。
作者：董灵芝 肖茂军 赵军伟 单位：唐山市丰南区水务局
[关键词]包装材料人工智能专家系统
智能化包装是指在一个包装、一个产品或产品-包装组合中，有一个集成化元件或一项固有特性，通过此元件或特性把符合特定要求的智能成分赋予产品包装的功能中，或体现于产品本身的使用中。他具体为：利用新型的包装材料、结构与形式对商品的质量和流通安全性进行积极干预与保障；利用信息收集、管理、控制与处理技术完成对运输包装系统的优化管理等。具体到在包装行业的应用，主要体现在以下几方面：
1.智能化包装材料
智能化包装材料研发与应用是当今食品包装发展趋势，主要采用各种内部指示剂、活性包装材料等，根据被包装商品的不同将具有如下功能：
(1)能够直接提供关于产品的质量、充填气体、包装件储藏条件等信息；(2)能吸收包装食品释放的氧气，防止细菌增长，降低食品变质风险，延长货架寿命。(3)能通过外包装颜色的改变，让顾客知道食品新鲜程度，显示包装物是否败坏。(4)通过时间-温度指示剂记录食品在贮存和销售期间温度变化的连续过程，预示食品的质量变化情况。（TTI指示剂）(5)通过气调包装调节包装内气体的环境，以减缓氧化速度，延长货架寿命。（MAP包装）(6)通过包装物中微生物生长过程中产生的新陈代谢产物与某种指示剂反映的情况来直接指示产品中的微生物质量。（新鲜度指示剂）(7)利用可以同加速水果、蔬菜衰老的乙烯发生反应的指示剂（澳大利亚的CSIRO），呈现出颜色变化来指示食品情况。（乙烯指示剂）
可以预见，未来食品用智能包装会含有更复杂的、远程可读的非视觉信息，油墨技术的进步也许能用上更精细的印刷线路。标签可能会向芯片一样，电子标签可以作为时间-温度、泄露和/或新鲜度指示剂，可能会随着电子学和生物科技的进步而具有更加智能的作用。
2.智能化包装技术
智能化包装技术的发展，经历了以下几个阶段：
初期的智能化包装技术主要体现在产品造型加工工艺上。具体形式有显窃启包装（包括薄膜包装、泡罩与贴体包装、收缩包装、全封闭包装、防盗盖包装等）、儿童安全包装（包括压扭盖、掀开盖、泡罩、迷宫盖、拉拔盖等形式），特种工艺；特种包装结构（如：一次性包装）。
随着技术的发展，产品智能化有了进一步提高，从造型加工工艺发展到多种附加工艺，具有标志性进步的就是防伪包装的出现。目前防伪包装从技术上集中于以下几个方面：防伪标识；特种材料工艺；印刷工艺。主要的技术手段有：激光全息图像；激光防伪包装材料；隐形标识系统；激光编码；凹版印刷防伪。第三个阶段的智能技术从采用各种工艺过渡到了采用计算机技术手段，使得包装不再是处于被动消极地位。如：微波炉自动加热包装；适应超市功能的带电子芯片销售包装；适应电子商务和现代物流的可跟踪性包装。
3.人工智能包装
人工智能阶段的包装从采用一项或多项智能技术发展到全面提供包装方案的专家系统阶段。专家系统是指一个（或一组）能在某个特定领域内，以人类专家水平去解释该领域中困难问题的程序集合。它同自然语言理解、机器人学并列为现代人工智能的三大研究方向，这也是目前包装行业讨论和研究最为火热的课题，主要发展有以下两个方面：
(1)产品包装设计方案智能决策系统
系统总体结构包括四个组成部分，如图。人机接口负责设计、检索和评价的调度；智能包装设计方案模块由防护包装设计、单元包装数量确定、外包装容器设计、包装标志确定和包装件试验检验5个字模块组成，各模块各司其职并相互协同；典型包装设计方案智能检索与评价主要完成针对多个相似包装设计方案的优选和排序；产品数据管理系统负责包装设计的有关数据的管理。
(2)各个包装环节的专家系统
是指在包装从设计到生产过程中，针对某一环节的专家系统。比如，基于知识库的缓冲包装CAD系统就是针对流通环节的缓冲包装专家系统。每个环节的专家系统组合在一起，就构成整个包装工业的专家系统，这正是人工智能在包装行业的未来发展方向。
4.结束语
人工智能一直处于计算机技术的前沿，人工智能研究的理论和发现在很大程度上将决定计算机技术的发展方向。今天，已经有人多人工智能研究的成果进入人们的日常生活。包装伴随商品的问世一路走来，它所肩负的功能越来越多。高新技术的浪潮，将包装推向了更高的发展境界，人工智能与包装的结合是历史必然。将来，人工智能技术的发展将会给人们的生活、工作和教育带来更大的影响，新世纪的包装业人员应该以敏锐的洞察力抓住这种机遇。
参考文献：
[1]刘志鹏:产品包装设计方案智能决策系统的设计与实现[J].包装工程,2001.02
[2]金国斌:智能化包装潜力无限.市场动态,2006.08
关键词DSS；智能化；知识获取
一、引言
随着Internet和多媒体技术等的飞速发展，制造业也朝着数字化、网络化、智能化、集成化、柔性化的方向发展，并由此涌现了各种先进制造概念与模式，如敏捷制造、虚拟制造、绿色制造、虚拟样机、动态联盟、企业重组等等。它们的共同之处是其整个过程涉及的领域非常广泛，不仅与设计制造技术有关，也与信息技术、计算机技术、经营管理与决策系统技术、现代管理技术等相融合，是新兴的多学科交叉领域。
因此，必须采用跨越式发展的方式，融合信息技术、现代管理技术、计算机技术和制造技术，从系统管理、产品开发设计方法/技术与技术装备等诸方面采取综合措施，为了支持现代制造业的整个组织管理决策过程，迫切需要研究和开发新一代的DSS。
本文就是在介绍当前DSS发展概况的基础上，根据现代制造模式的特点，研究了面向现代制造领域的DSS应具备的功能、结构、协调机制、系统层次与实现方式，最后展望了其发展方向。
二、DSS发展现状
DSS从其产生以来，其发展已从最初仅通过交互技术辅助管理者对半结构化问题进行管理一直到运算学、决策学及各种AI技术渗透到其中的各种实用DSS出现，其应用涉及到多个领域，并成为信息系统领域内的热点之一。但是传统DSS投入应用的成功实例并不多，原因一方面是因为基于传统DBMS的DSS只能提供辅助决策过程中的数据级支持，而现实决策所需的数据却往往是分布、异构的；另一方面是实际中大多DSS的应用对决策者有较高的要求，不仅要有专业领域知识也要有较高的DSS构模知识；因此针对不同的社会需求，提出了多种类型的DSS，有智能决策支持系统、分布式决策支持系统、群体决策支持系统、组织决策支持系统、自适应决策支持系统、战略决策支持系统等等，这些系统的提出与实现，各自适用于不同的场合，都在不同程度上满足了新的决策形势的需求。以下将对当前最主要的几种DSS发展加以概括论述。
2.1分布与群体决策支持系统
分布决策支持系统(DistributedDecisionSupportSystem，DDSS)与群体决策支持系统GroupDecisionSupportSystem，GDSS）均是八十年代来DSS研究与应用的热门方向，满足在制造业发展虚拟企业、网络化制造的需求。其中DDSS是对传统集中式DSS的扩展，是分布决策、分布系统、分布支持三位一体的结晶。GDSS则是面向群体活动的，它为群体活动提供沟通支持、模型支持及机器诱导的沟通模式3个层次的支持。GDSS与DDSS既有区别又有联系，前者是对个体决策支持系统的扩展，后者则是相对于集中式DSS而言的，两者研究的重点和关注的焦点有所不同。GDSS对群体决策的支持既可是集中式决策，又可是分布式决策。但通常情况下，群体决策是在分布环境下实施的，这就决定了GDSS与DDSS有着非同寻常的联系。GDSS大多采用分布式和分散式结构，系统支持“水平方向”分布式处理，即支持对数据对象的远距离操作；系统还支持“垂直方向”的分散式处理，即通过在用户和各应用层之间的接口，来实现各个应用领域的功能。
DDSS与GDSS的这种特性使其在企业动态联盟、网络化制造、CSCW、医疗等领域得到了充分的应用。有学者就针对企业动态联盟开发了一个决策支持系统，该群体决策支持系统采用开放式体系结构，既可以独立使用，也可以与AVE组织建立辅助工具联合使用。整个系统可根据具体AVE问题建立不同类型的决策模型与决策知识，并通过决策支持系统通用开发工具定义各类决策功能对象，从而添加进系统，形成针对某类制造企业的部分通用AVE组织管理群体智能决策支持系统。而且系统的决策模型、知识与参考模型库亦将随着时间的增加不断扩充，适合基于Internet的计算机协同工作环境进行群体决策，为建立动态联盟的动态组织管理全过程提供问题求解与决策支持。
2.2组织决策支持系统ODSS
组织决策支持系统(OrganizationalDecisionSupportSystem，ODSS)是针对目前的多人规模管理决策活动已不可能或不便于用集中方式进行而产生的，它要求在更高的决策层和更复杂的决策环境下得到计算机的支持。对ODSS迄今为止还没有一个统一的概念，但可通过其规模与其它类型的DSS区别开来，并且在要求上也与其它形式的DSS不同，它支持一个组织中多个不同功能领域和不同层次的决策任务，而非关注于针对一个决策问题的单个决策者或一个决策组。ODSS主要是在分布式环境中，用户可以通过系统从不同区域独立、并行对其他用户进行访问、交流。
一般说来，ODSS应具有如下特征：1同时涉及公共数据和私有数据，同时涉及公共模型和私有模型；2一个ODSS可以跨越多个组织部门；3注重对决策者的内容支持（即提供分析工具帮助决策者进行问题分析），也注重对决策者的过程支持（即创建决策分析环境，支持决策者完成其决策过程中的各种活动）；4打破功能领域；5打破递阶层次；6有一组支持信息/过程任务的工具包，依赖计算机技术。
ODSS的上述特征使其在制造领域及CSCW领域中的得到了重视与应用。目前面向机械制造领域的ODSS的研究重点在于，根据当前网络协同设计特性，将Agent技术的分布式智能控制方法与ODSS的分布特性结合起来，利用多智能体系统适于求解功能或地理上分布的复杂问题和问题求解及推理中出现的有争议的问题特点，来完成异地协同设计与制造的协作策略、知识共享和冲突消解等问题，提高整个ODSS的智能化程度，以适应于当前网络化、分布式的计算环境。如通过采用Agent封装、改造和扩展原有决策支持系统的问题部件、数据部件和模型部件，使整个系统具有更高的柔性。
2.3自适应决策支持系统
自适应决策支持系统（AdaptiveDecisionSupportSystem，ADSS）是针对信息时代多变、动态的决策环境而产生的，它将传统面向静态、线性和渐变市场环境的DSS扩展为面向动态、非线性和突变的决策环境的支持系统，用户可根据动态环境的变化按自己的需求自动或半自动地调整系统的结构、功能或接口。对ADSS研究主要从自适应用户接口设计、自适应模型或领域知识库的设计、在线帮助系统与DSS的自适应设计四个方面进行，其中问题领域知识库的建立是ADSS成功与否的关键，它使整个系统具有了自学习功能，可以自动获取或提练决策所需的知识。对此，必须给问题处理模块配备一种学习方法或在现有DSS模型上再增加一个自学习构件。归纳学习策略是其中最有希望的一种学习方法，可以通过它从大量实例、模拟结果或历史事例中归纳得到所需知识。此外，神经网络、基于事例的推理等多种知识获取方法的采用也将使系统更具适应性。
市场环境变化及产品开发过程是混沌的，因此有学者提出一种支持先进制造模式的基于自组织的决策模式及决策支持系统，系统以协同论和分形理论等自组织理论为基础，具有自学习、自适应、自身动态重组、适应混沌环境的能力。从而使企业在湍流、混沌的复杂非平衡环境下，适时、快速地设计新产品、重构制造系统，再造经营过程。
2.4基于数据仓库的DSS
在制造领域中，产品开发需要全面的、大量的信息，包括需求信息、竞争情报、管理信息、产品数据等等，并且很多信息要从分布、异构的海量数据中挖掘而得，传统的DBMS难以满足这一需求。因此基于数据仓库（DataWarehouse，DW）的DSS应运而生。数据仓库系统作为面向主题的、集成的、在一定周期内保持稳定的、随时间变化的，用以支持企业或组织决策分析的数据的集合，可将来自各个数据库的信息进行集成，从事物的历史和发展的角度来组织和存储数据，供用户进行数据分析，并辅助决策支持，为决策者提供有用的决策支持信息与知识。数据仓库技术不是一种单一的技术或软件，它融合了数据库理论、统计学、数据可视化和人工智能技术等多项研究领域，在大量数据中发现有价值的知识，用于决策支持和预测未来。因此基于这一技术的决策支持系统为决策支持系统提供了可取的数据组织方式、为决策人员提供了强有力的支持工具，能有力地推动决策的现代化进程。
基于数据仓库理论与技术的DSS的研究与开发尚处于起步阶段，但已得到了众多学者的重视，其主要研究课题包括：①DW技术在DSS系统建立中的应用以及基于DW的DSS的结构框架；②采用何种数据挖掘技术或知识发现方法来增强DSS的知识源；③DSS中的DW的数据组织与设计及DW管理系统的设计。总的说来，基于DW的DSS的研究重点是如何利用DW及相关技术来发现知识以及如何向用户解释和表达知识，为决策支持提供更有力的数据支持，有效地克服传统DSS数据管理难与忽视历史数据等问题。
2.5其它类型的DSS
DSS还有多种其它的形式，但它们均是从某个方面或某个过程出发对传统DSS进行改进而得到的，较出名的智能决策支持系统（IntelligentDecisionSupportSystem，IDSS），另外还有支持高层决策的战略决策支持系统（SDSS）、决策支持中心（DSC）、执行信息系统（ExecutiveInformationSystem，EIS）、强调激发决策者灵感与创造力的积极型决策支持系统（ActiveDSS）等等；而从技术方面则注重引入Agent技术或群件、组件技术将各种形式的决策支持系统扩展为面向Intranet/Internet的DSS。
三、进一步研究方向
综上所述，DSS研究走过二十几年的历程，目前正处于蓬勃发展的阶段。结合现代制造业与当前DSS的发展概况，笔者认为DSS及其相关领域将结合计算机网络、AI等领域的新发展，向着以下方向发展：
1）在Inter/Intranet环境下，体系结构朝着分布、分层、并行的三层结构方向发展。为了满足虚拟企业敏捷度要求并符合合作企业高度自治的特点，系统应具有较强的模型重组能力，并且各个决策单元可以独立工作，也可在求解过程中动态组合。系统的知识子系统可对整个系统进行协调、管理、控制和冲突消解，整个系统具有良好的可扩充性、可修改性。
2）随着决策环境的越趋复杂，一方面需进一步提高DSS本身的智能，另一方面人机合作和人人交流将是进行系统开发的重点；并且在一定时期内，重点应将DSS的基于逻辑和符号处理的理性决策能力与人类的直觉决策能力相融合，充分发挥人机各自优势来解决复杂决策问题；
3）鉴于充足的数据源是DSS有效发挥作用的基础，各地分布、异构知识源的获取、表达、管理与应用将成为研究重点。整个系统应支持多种知识表达方法和推理方法，支持结构化数据和非结构化数据共存，将目前基于模型和数据库的DSS从过去仅将“数据”视为数值转移到支持建立基本文档的DSS。需要集成DW、DM与OLAP及其它KDD知识获取方法，将各类分布、异构的知识源集成起来，为决策者提供各种类型的、有效的数据分析，起到决策支持的作用。
参考文献
1.肖人彬，罗云峰，费奇.决策支持系统发展的新阶段系统工程理论与实践199，1:47~49
2.G.R.RaoandM.Turoff.Ahypermedia-basedgroupdecisionsupportsystemtosupportcollaborativemedicaldecision-making.
3.徐晓飞，战德臣，叶丹等.动态联盟的建立及其集成支撑环境.计算机集成制造系统CIMS，1998，1:9~12
4.T.K.Sen，L.J.Moore，T.J.Hess.AnorganizationaldecisionsupportsystemformanagingtheDOEhazardouswastecleanupprogram.
5.董志斌，吴启迪，严隽薇.一种基于多智能体的ODSS的设计与实现.微型电脑应用，2000，16(6):5~8
6.Ta-TaoChuangandS.B.Yadav.Thedevelopmentofanadaptivedecisionsupportsystem
7.任守榘，张蕾，刘祖照.基于自组织的决策模式及决策支持系统.计算机集成制造系统CIMS，2000，6(3):60~66
8.谢榕.基于数据仓库的决策支持系统框架.系统工程理论与实践，2000，4:27~30
9.胡彦.基于数据仓库的决策支持工具的比较研究.计算机应用，2000，20(6):20~23
面临电器设备的这种发展现状，我们必须对其进行改革，以使它们能够适应社会经济的快速发展。在当今时代，开发具有特色、具有亮点的个性化电器是促进电器市场更好更快的发展的迫切需要。目前我国现阶段的电器市场的需求，主要是来自这几个方面：一是市场的需求，人们对智能化的电气设备所具有的功能普遍较为向往，需要能够在智能化产品的支持下完成更加高效的工作；二是技术发展的趋势，当今我国智能化技术发展水平相比于以往取得了巨大的进步，可以完成许多功能的自主化与智能化，已经具有了良好的技术条件，并且随着智能化技术的不断发展，技术水平还将得到更大程度的提升；三是整体的系统发展的趋向，在当今社会发展背景下，智能化产品的开发与使用已经成为了必然，这是电器产品更新换代的新一轮潮流，市场必须适应这种智能化的潮流。在这种环境的影响下，第一代电器产品和第二代电器产品将会慢慢被淘汰掉。
2智能化电器产品的功能以及特性
2.1智能化产品的功能
目前，之所以智能化产品能够得到人们的青睐并广泛使用，是因为该产品具有非常非常独特的功能，可以解决人们日常生活与工作中的多方面需求。比如说智能化产品可以彻底解放人们的精力，让人们不必再将精力放在产品的工作方面，可以全身心地投入到更重要的工作中。并且，智能化产品还可以让人们在产品使用过程中具有更高的安全性与效率，提高产品的使用舒适度。
2.2智能化产品的特性
智能化产品具有网络化、智能化、节能性等特点，而又由这些特点分别对应了不同的功能，首先是网络化，与网络相对应的功能是通信功能，我们可以把通信功能简单的理解为是利用电话和远程对其进行控制以及报警；第二是智能化，和智能化相对应的分别有温度、湿度、以及自动摄录等不同的功能；第三是节能性，与节能性相对应的则是交互式的智能控制，意思也就是通过不同的传感器，给外界的动态做出相对应的信息。
3智能化电器机械设计
根据不同的实际情况，智能化电器机械设计的目标也是不一样的，主要是由于不同的实际情况它所涉及的智能化程度的不同而导致的。根据机械设计的智能化的不同程度，我们可以把智能化机械设计目标分为动作级、子任务级和总任务级。总任务级：总任务级可以控制所有的子任务级，我们可以非常形象的把它比作是智能化机械的大脑；子任务级：如果把总任务级比作是智能化机械设计的大脑，那么子任务级就是负责执行总任务级的任务的，可以把它理解为智能化机械中的执行部分，它将自动地带领所有的子任务级完成各自应完成的工作任务；动作级：动作级是智能化机械控制的最基础的部分也是最基本的部分，动作级是人为的对其进行控制的过程，在最后完成之后所表现出来的智能化。
4智能化机械的设计方法
4.1系统功能模块的构建
系统功能模块是由不同的部分组成的，它包含了知识库模块、评价系统模块和推理机模块。知识库管理模块是用DAO组建程序并和知识库连接，这样做的目的主要是为了能使整个电器智能化系统对知识库进行访问。知识库的管理主要是由机构库管理和传感库管理两部分来组成的，通过对这两个部分的管理从而实现对整个电器智能化产品信息的管理。推理模块是为了给用户提供与其相关联的参数以及数据，它通过一定的思维规律和知识来对其进行协调和控制。在推理模块中的机构元推理机设计，是从机构组合、并联组合、以及串联组合来对其进行设计的，通过这样的方式，利用数据库来寻找其所获得的机构元；另一个就是传感器推理机的设计，传感器推理机的设计主要包含了两个方面的因素，分别是对传感器推理机的设计和传感器推理机的实现。
4.2数据系统的构建
在我们设计一个完整的电器智能化产品的时候，第一步工作就是数据库的设计以及建立，数据库是一个系统，是知识定义、数据信息和技术融合起来的一个完整的系统。在建立数据库的时候，首先要做的就是数据库模型的建立，数据库模型质量的好坏、高低对整个电器机械数据库的控制性能有决定性的作用和重大的影响。数据库的模型包含了很多不同的类型，其中最主要的类型有层次模型、关系模型、面向对象模型和网状模型等。
4.3电器产品故障的智能检测
为了能够避免或尽量减少电器产品在运作过程中出现的各种各样的故障，就必须对运作的电器产品故障进行智能检测，通过这样的方式，可以有效的减少电器产品运作故障甚至可以避免故障的产生。目前虽然我国的技术还不能完全的进行自我修复，但对于简单的电器产品故障，还是可以进行自我检测的，通过这种处理方式，可以在很大的程度上帮助我们去发现问题，解决问题。
4.4电器机械产品工作的智能控制
为了能实现整个机械设备在运作的过程中取得最优质的运作效果，必须对智能化电器机械产品的工作过程进行智能控制。为了能使电器产品在工作时达到最大的工作效率，就必须尽量减少它的空余时间，例如空调的运作，空调的开机时间是完全无效的，我们为了能使它达到最大的工作效率，就必须减少它的开机时间。
4.5电器产品窗台检测的智能控制
为了能够减少或者是避免电器产品在工作过程中出现的一些常见问题，我们必须对电器产品的运作状态进行有效的检测，它是一项十分重要的工作，对于我们的智能化电器产品的性能有很大的影响作用。
5实际案例的应用
例如智能空调的使用，它能够自动感知到人的存在、位置、以及人数的多少，通过机器自身的计算来实现环境和人的最佳适配，支持手机上的APP对空调的控制，除了开机制热、调整温度等功能外，系统还可以给用户反馈用电量、温湿度、进行自我诊断和调整等。它可以实现：远程控制开关机、收集消费者的数据、记忆用户最佳适用温度等，这就是智能化电器产品。
6结语
关键词：智能住宅智能化功能需求的依据
一、前言
在智能大楼的浪潮渐趋平静之时，智能住宅小区又揿新潮，形成了住宅的新卖点。智能住宅和小区通过媒体的宣传，为人们描述了梦幻般的理想新生活。通过计算机通信网络，人在家中坐，购物，教育，娱乐，医疗，人们聊天交往等等一切生活的需要都能解决，且保证住宅环境舒适，而且节能……。然而，1999年中国首次网络生存测试的结果，表明了当今中国的现实：我们憧憬的、国外来宣传的，还并不是我们真正需要的或能得到的；技术上能做到的，在社会上并不就可普遍推广的，当今的购房者中很多似乎并不对住宅的“智能”给予热情的响应，他们首先还是考虑价格和住宅是否能提供最基本的生活需要，如：户型、环境、交通条件、面积等等。有些智智能住宅小区的先行者花了大力气开发了网上信息服务，不好用，故很少人用。但可喜的是，我们也见到有的小区，坚定不移地终于走出了一条路，E社区正在深入人心，健康发展。这些现象都说明了新技术应用到家庭是不可能一蹴而就的。但是新技术深入家庭是历史的必然。本文作者希望将自己在从事住宅小区智能化工程的一些思考陈述于后，供同行们参考，更希求得指正。
二、智能住宅、小区是住宅、小区发展的方向
智能建筑是建筑与信息技术结合的产物，这已是众所周知的事实。智能建筑并非仅指大楼和楼群，它有着更广的涵义。而智能住宅、小区并不是智能大楼在规模上简单的缩型，也不是智能大楼的发展在空间上时间上的延伸。
智能住宅、小区在国外历经了80年代初的住宅电子化、80年代中的住宅自动化到90年代美国的“智慧屋”（WH）、欧洲的“聪明屋”（SH）的住宅智能化这样三个阶段。这三个发展阶段，表明了智能住宅与智能大楼的服务对象的不同而形成的不同的发展道路。
住宅电子化表明了采用大量电子技术的家电进入家庭，住宅自动化表明家用电器、通信设备与安保防灾等设备在家庭中的功能综合一体化。住宅智能化表明了信息技术发展的成果进入了住宅，使家庭中的家电、安保防灾和各种通信（话音、数据、图象)设备通过总线技术进行监视、控制和管理。其中，家庭总线技术是住宅智能化技术的核心。美国、欧洲和日本都有了各自的家庭总线标准。日本、新加坡有适用于大型居住区的总线。美国、日本、新加坡都有根据这些标准建立的智能住宅和小区的示范工程。中国住宅的开发基本都是小区的形式，因此，当我们谈到小区智能化的时候就隐含了住宅智能化。
中国智能住宅小区的发展与国外有所不同，是藉助于智能建筑的概念和借鉴国外家庭总线技术，趁住宅产业蓬勃发展之机而兴起。而今智能住宅小区示范小区遍布全国，用于住宅、小区的智能化的产品开发也遍地开花。
综观国内外的智能化的住宅小区，都具有如下共同的功能特征：
1.住宅内部具备综合了安防、防灾措施与生活服务的智能控制器，住宅与小区和社会之间具有高度的信息交互能力。
2.小区内部具备完善的安防措施，全面的公用设施监控管理和信息化的社区服务管理。
3.为小区内住户提供多媒体的多种信息服务。
一个完整的小区智能化系统如图1所示。应加以说明的是，小区的不同个性，会对智能系统的功能有所取舍。作者认为，根据小区的实际功能需求而确定其智能化系统才是胆智的规划、设计。实践表明，单纯追求技术的完备性、先进性的后果，是资源的浪费。
总的来讲，住宅小区智能化系统是智能住宅小区的必要条件，即实施了智能化工程的、并能发挥出智能化的效用的住宅小区才是成功的智能小区。务请注意，智能小区是一个特指的名称而已。
三、智能化功能需求的依据
衣、食、住、行是人们生活的基本条件。住宅是小们最根本的生存空间，是们逗留时间最多的地方，是人类繁衍生息的地方。随着社会的发展，住宅的功能范围亦在发展，但我国直到改革开放之前，住宅的功能仅仅是为了居住。今天，信息正成为人们生存活动的一个重要方面，信息技术的发展及进入家庭使住宅、小区能够具有如图1所示的功能。但现代人对住宅小区的功能要求是综合性的，并不仅限于信息技术方面，更何况人们对新技术的接收和应用会有一个过程，这不仅受认识限制，还受到经济上的以及社会环境条件的限制。我们在实践中感到，当从事住宅小区智能化系统建设时，一定首先要了解现代人对住宅、小区的功能需求，才能更加适当地认清智能化系统的作用。一个现代化的住宅小区必然地仍是以居住舒适为第一要义，它一般应满足如下要求：
1.居住性：生活空间分配合理，居住气氛浓厚，做到公私分离、动静分离、居寝分离。具体是起居厅、餐厅、厨房集合在一起，形成公共活动区。小区内有适宜的公共活动场所，或在楼上有空中花园以增加邻里交往，增加居住气氛。
2.舒适性：它包括平面空间尺度、视野、登高（高层楼的交通）、采光、通风、日照、噪音、内部装修、温湿度等等。
3.可持续发展性：从小区来讲，小区应与环境共生，保护资源，获得能源效益。对住宅而言，除对核心部定位外，其余空间作为卧室、餐厅等可以灵活再分隔。它不仅能使居民能参与设计，也为再改造提供了可能。
4.生态环卫性：是条目3的自然性方面的表现，这包括了外环境和内环境。
①使人居住在绿色环境中，天人合一，回归自然，小区绿色，住宅绿化。
②生活污水和生活垃圾的再处理、再应用，以不破坏自然生态。
③住宅内环境质量：厨卫设备布置紧凑，管线隐蔽，废油、气、烟排除畅通，建材的有害物质的防护等等。
5.节能、节地：
实质上是可持续发展的社会性的一面，多层住宅（鼓励二类高层），合理的体量与围护结构，可再生能源（风力、太阳能等）和新型材料的应用等。
6.安全性：必须是人与技术措施相结合。
①防盗要求：多层次防范，从边界防范、区内电视监控到住宅内的防盗。
②突发疾病的呼救。
③灾变（火灾、风灾、地震）的应急措施。
④可燃气体
泄漏报警。
7.方便性
①交通：住宅或小区所处位置，小区内部道路布局和区域标识。
②各种配套设施：
·小区内部商店、文娱场所等服务设施。·周边环境的商店、医院、餐厅、学校等等服务场所。
③通信：电话、电视、计算机通信
从上述7个方面和上节所述我们看到，智能化系统是现代住宅小区不可缺的，但相对住宅小区所需要的功能，智能化系统所能担当的是有限的。智能化系统是为住宅、小区更加好地发挥效用服务的，是提高居住质量的手段之一，是住宅小区的配套设施。但是，在信息社会的今天，它的重要作用是不可低估的。因此，我们认为高档次的住宅小区不宜搞低档次的智能化系统，反之低档次的住宅小区不宜搞高档次的智能化系统。
四、住宅小区智能化的智能的涵义
智能的直观定义是在给特定的环境与目标条件下，正确制定策略并产生行动来实现目标的能力。社会智能的定义：人类群体在实现共同目的过程中分工与协作的能力，正确决策和实施的能力，现今一切人工的智能都是以人的智能为原型的。4.1对照智能的上述定义，我们认为应从更广阔的概念上来理解小区的智能，即智能小区的智能并不是靠智能化或弱电专业就能实现的。
下面略举几例以说明之：
①住宅的舒适与房间的空间和采光有极大的关系。如果房屋的进深与层高之间设有一个恰当的设计，那又怎么会使用者的舒适和工作效率呢？这当然由建筑设计来考虑。
②空调和电采暖器可以在住宅内营造室内舒适的小气候，但它绝不能代替人对自然通风和阳光的亲近和需求。而它们的能耗如不加控制，则会对整个社会经济可持续发展产生负面影响。有专家统计过，以每户空调、采暖耗电1－4KW计，则仅长江流域的此项用电约为2亿KW，相当于11个三峡电厂的装机容量。又据专家测算，采用新型建材、新型空调设备以及对住户加以指导，长江流域年能耗可望降低50％。又有专家研究认为，将生物气候学原理应用于高层住宅，则可以节省运转能耗的40％。③住宅热水器供水系统，常有长的管路且其保温措施常被忽视，结果往往要等一段时间才有热水放出。显然，这既浪费时间，还浪费水和天然气资源，亦降低了舒适性。
④住宅小区一般都注意到室外人们的交往空间，但往往重视其物质环境，如设置草地、流水等。但，对其心理环境重视不够，结果命名物质环境利用率低下。如：某住宅小区建设了一块草地，供居民休憩交往。但，它未经良好布置，并处于四周住宅窗口视线交汇之下，又为了住宅安全，场地围以铁丝网。结果，此处几乎无人。因为身居该场地中的人们感到如被囚禁般的不自在和被人们窥视的恐惧。
上述几个例子说明，好的住宅不区应是在建筑专业统筹下的相关各专业分工与协作的成果，是全体专业的智能的综合。光靠智能化系统，是达不到“实现快捷高效的超值服务与管理，提供安全舒适的家居环境”的实际效果的。
我们认为，现在我们所谈的智能住宅小区是一个特定涵义的称谓而已，就象绿色住宅小区、生态住宅小区等称谓一样，强调该住宅小区的某种特点。智能住宅小区仅只表明了它上具有现代信息技术设施的住宅小区而已。4.2智能化系统本身若只考虑技术、设备而欠考虑其应用对象，则我们认为其智能是不足的。例如：①在紧急呼救功能的实现上，很多采用一只固定的紧急按钮，甚至装在进门处。考虑较周到的是每个房间都装。但这对于有心脏疾病的老人，或行动不便的人紧急发病，而家中无人时间较长，就不适用。我们认为采用随身携带的无线紧急按钮为妥。
②为防盗而对窗子进行监控时，常见对每个窗都装门磁开关或红外双鉴探头。我们认为应该根据楼层和住宅的外观来考虑盗贼从窗口入侵的可能性以确定装不装，在哪个窗装，还是每个窗口都装的问题。多装会增加初投资，增加了误报次数，增加了工程质量以及以后的维护工作量。例如：一个800户的小区，每户平均有四扇窗，每窗一个门磁开关，则需购3200只门磁或双鉴探头。又假设每个开关或探头误报率为每年一次，那么就几乎平均每天可能有10次误报警出现，后果如何则可想可知。这样的系统该不能说是智能的吧。五、以人为本是建设好住宅小区智能化系统的根本住宅小区的建设尖以人为本，即为住户服务好。住宅小区智能化系统也须如此，以使住宅小区为住户服务得更好。
5.1智能化系统是高科技的系统，我们不能因此而使以人为本的目标有所减弱，即必须明确技术为人服务这一准则。也唯如此，技术才有市场。智能小区内千家万户，男女老少，各人的职业、文化爱好、习惯不同，各家的经济情况不同。因此，小区智能化系统服务对象差别很大，比之智能大楼更为复杂。在这众口难调的情况下，我们必须对小区内住户作一统计分析和归类，据此考虑智能化系统的具体功能系统的实施，一般可分成如下三类：
①属于智能化系统的基本要求、技术条件成熟且性能价格比合适的，列入普遍实施的项目，一般有：防盗报警、紧急求助、消防报警、出入口控制、煤气防泄、语音通信、有线电视、三表出户、公共场所监控、边界防范、巡更。
②技术条件成熟，但费用较贵，操作也较复杂，有相当部分住宅不愿使用的，作为可选项目，一般有：对家电的远程控制、网上炒股、影视点播（VOD）、国际互联网上网、一卡通等。
③技术条件复杂或不成熟者，或外界环境尚不完备者，或投资成本太高者，则暂不实施。如：远程急救诊疗，这在我国涉及法律责任和社会环境条件目前尚不具备。又如：网上购物、网上教育，国内大多数地区社会大环境尚不具备。又如：集中空调系统，涉及投资太高，冷量分摊计费复杂和住户的观念等问题。
根据以上三种情况，智能化系统中心站的实施必须首先满足住户基本和可选项目的要求，并考虑今后信息技术的发展和外界大环境的改善，逐步将暂不实施的以及可能出现的新项目予以实施。有些房地产商布了电话线、结构化布线，再加有线电视就号称是智能小区，显然是炒卖点而已。有些房地产开发商虽原先考虑智能化的技术较多而忽视了住户需求而交了学费，而今就能较周到考虑，使住户享受到信息技术带来的真实的物超所值的智能化服务，自身也获得美誉。
5.2我们感到要保证智能化系统规划、设计、实施以及运行良好，必须要有掌握好智能化系统的人才。智能小区智能化的实施是一个系统集成的过程，在这个集成过程中，各有关的技术、设备、材料最终构成了具体的符合该住宅小区需要的智能化系统，人在集成过程中起着决策者、组织者、管理者、实施者的重大作用。由于建筑智能化系统在我国历史很短，还缺乏工程经验，因此，也更缺乏实施智能化工程的人才，在实践中培养和使用人才就十分重要，不仅要有规划设计的人才，更重要的是施工组织和管理的人才，具体动手安装操作的人才以及运行维护的人才。建筑行业向来是劳动密集型的行业，高科技性的工种是弱项；集成商亦是近几年才出现，他们原多偏重计算机网络集成，很多是有集成之名，行销售之实，缺乏施工组织、管理和工程实例协调的实践，即使有些赫赫有名的外国大分公司亦是名实不符；而许多物业管理公司也是原来的房管局等机构演变而来，他们要维护好、运行好也确实存在困难。凡此种种造成小区智能化系统不能一次成功开通，开通后运行维护纠纷不断的现象。可喜的是经过这几年的实践，已有一批高素质的智能化集成公司崛起。从总体上考虑，由房地产公司或物管公司来运作智能化系统是难度很大的，专业从事社区服务的智能化公司可能是解决智能小区增值运行的一个途径。
六、不断地发掘住户需求是智能化持续发展的保证
我们认为，住户是推动智能化工程得以实用化和持续发展的决定因素。住户是服务的对象，没有他们的需求就没有智能化系统的立脚之地。我们不应把们看成是消极的推销对象，而应该引导他们成为智能化工程的积极应用者和管理的参与者。更应看到不断满足他们的新的要求，将使智能化系统充分发挥作用，获得服务增值，从而推动智能化系统向新的高度发展，形成一个良性循环机制。作者的经验是建易用难，用好更难。这要求我们把“服务”而不是“管理”，更不是其他，放在智能化工作的中心。这样，智能化才能持续地向前发展。作者的个人经验，提请注意以下几个方面：
首先，要有一个很有进取心的技术班子，他们不是消极地智能化系统的维护人员，他们能主动地要不断跟踪信息技术的新发展，跟踪信息技术在相关领域的应用，并将它们应用到小区的网络信息服务上。
其次，信息服务要有针对性的，以生动的方式展开，从和居民的基本要求、切身利益相关处入手。第三，要有一个良好的健全的物流组织来保证信息服务的实现，使“网上点击”“E社区”“E生活”给住户真正带来方便、实惠，人是不可能生活在“虚拟”中的。
第上，最至关重要的，从小区建设期的领导到小区管理期的领导始终如一地坚信并坚持支持和参与智能化系统的工作。因为唯如此，才能组织协调各有关部门，使虚拟的E社区回归到现实社区。
使智能化变成为寻常百姓油盐柴米密不可分的“傻瓜”技术。这是十分艰辛的探索过程，它要求真正想建设智能滤我的领导者、从业者不断坚定信心，总结经验，虚心谨慎地探索用户的需求心理，开展多种形式的活动，引导用户和服务用户。例如：西南交大房产公司，他们在1996率先在四川、成都提出智能小区概念。其建设的智能小区一期，做到了光纤到楼，综合布线到户，建立了计算机管理中心。然而，上网户数仅只占住户总数的5％。智能小区二期，他们坚持每周组织住户举办家庭自动化设备的操作、计算机操作、上网、炒股等讲座。在暑假，举办少年计算机夏令营，不定期和计算机公司一起举办区内展示会等，使得上网的用户不断增多，现在达到了20％住户入网。交大智能小区三期、四期，从城市大环境，从投资效益，从方便住户和三网合一的趋向，考虑将小区网络形成改为HFC，大胆取消了综合布线系统。这是充分考虑了住户必看电视而不一定要用计算机这种现实。但，若住户要入网，CABLEMODEM就可，CABLEMODEM以租用户式担供，2年后即归住户所有，这种用户有一种认同感，一种自主感。2000年9月开始实验小区网上购物服务，为住户集体购买米、油等日用品，并以低于超市价格送货上门，受到住户热烈欢迎。该小区的智能物业服务体系已现端倪，电子商务的良好开端显示了高技术平民化的魅力和威力。该计算机管理中心已发展成为一个公司，从事滤我智能产品开发，系统设计和集成等业务，做的工程已涉足到沿海。
七、小结
通过对智能楼宇企业、行业的调研，将本课程定位在电气自动化专业的职业技能课，课程突出技术实用性，着重培养应用技能、专业素养；对智能楼宇职业岗位进行分析，确定本门课程的培养目标；通过典型工作任务的归纳总结以实训设备为基础，设定本课程的学习情境，以职业能力培养为目标，进行学习内容的设计。
2课程培养目标的设定
2.1楼宇智能化工程技术专业人才需求分析
楼宇智能化行业是一个集计算机技术、通信技术、自动控制技术等技术于一体的行业，涉及的知识领域十分宽泛，它要求我们培养出来的人才必须是复合型的技能人才，楼宇智能化行业的过程涉及的环节很多，岗位很多，需要打交道的人、机构、事、仪器、设备也很多，它的专业性、技术性、综合性、还有灵活性都很强，概括起来，一个合格的楼宇智能化人才必须具备广博的知识，良好的专业技能，较强的沟通协调能力，良好的职业操守。它要求人才的专业素质和综合素质都必须要高。资料显示，我国建筑智能化技能型专业人才极其匮乏，尤其缺乏各个层次的智能建筑设计施工建设、运行管理的专业化人才，目前全国此方面的人才缺口达40万，特别是楼宇智能化系统设备运行维护人才、楼宇智能化工程设计、管理、安装与调试人才等各层次人才严重不足。在楼宇智能化高速发展的今天，这个缺口有可能会进一步扩大。因此，培养出合格的、优秀的楼宇智能化工程技术人员是高职教育刻不容缓的任务。
2.2楼宇智能化工程技术职业岗位分析
通过对智能建筑市场人才需求分析以及往届毕业生的跟踪调查可知毕业生的就业范围与主要就业岗位。毕业生的就业范围主要有以下几个范围：一是智能化系统集成公司，各类建筑施工企业房地产公司、物业管理企业、企事业单位的基建部门、政府机关后勤管理部门。主要从事楼宇智能化系统招投标；规划设计；现场施工、安装、调试；后期检测、维护等技术与管理工作。二是各类设计、施工单位的制图、读图和设计研发的辅助工作。三是从事微电子、电工及自动化等专业相关产品研发和辅助设计工作。毕业生的主要工作岗位有：助理自动化系统（智能建筑）工程师（ASEA）、电气工长、技术员、概预算员、售后服务工程师、项目经理助理、物业管理员、助理物业管理师等。经过几年的工作实践之后，大部分毕业生将成为企业、公司的中坚力量，承担起弱电项目经理、造价工程师、自动化系统（智能建筑）工程师、建造师、物业管理师等技术或管理岗位责任。
2.3课程培养目标
课程培养目标概括为：具有楼宇自动化技术领域的基本理论知识和基本技能，具有相关楼宇设备监控系统的设计、安装、调试、维护维修能力，适应相关智能楼宇技术应用、管理第一线需要的高等应用型专业技术人才。包括知识目标、能力目标和素质目标。
3课程设计
3.1课程设计———整体设计
楼宇智能化技术着重讲解构建智能楼宇的各种技术知识,通过本课程学习,要求学生掌握楼宇智能化技术的内在关系和设计原理,了解楼宇智能化工程的行业规范和标准,具备应用理论知识分析解决实际问题的能力和工程意识。课程整体设计包括七个项目：智能建筑概论、楼宇自动化控制技术基础、计算机网络系统、综合布线系统、建筑设备自动化系统、安全防范系统和消防报警系统。每个项目包含若干个任务。通过七个项目的学习来实现本门课程的知识目标与能力目标。
3.2课程设计———学习情境设计
根据基于工作过程的课程开发思路，针对工作岗位对知识、能力、素质要求，选取供配电及照明系统、变频恒压供水系统、消防报警系统、安防监控系统、综合布线系统五个学习情境作为本课程的训练项目内容。对每个学习情境应制定其学习目标、教学实施方案、所需设备对象与使用工具、教学重点、考核与评价标准等内容，采用资讯、决策、计划、实施、检查、评价六步教学法进行课程教学。每个学习情境中工作过程由若干工作任务构成，如“视频监控系统设备安装与调试”工作过程由参观视频监控系统应用场所、视频监控系统设备选型及配置到视频监控系统检查和评价共7个工作任务构成，学生完成这7个工作任务，即经历了一次视频监控系统设备选型、安装与调试工作过程。
3.3课程设计———学习情境教学实施
采用资讯、决策、计划、实施、检查、评价六步教学法进行课程教学。具体实施以视频监控设备安装与调试教学实施过程为例来说明。
①资讯：教师介绍系统组成、功能原理、设备分类与选型依据，各种传输方式，系统类型。布置任务，学生分组；教师提出资讯建议，提供获取资讯的方法和途径信息。
②决策：听取学生的决策意见，提出可行性方面质疑，帮助纠正不可行的决策结论。指导学生根据选型依据进行前端设备、传输设备和管理控制显示设备选型。
③计划：听取学生的计划报告，审定实施计划，关注计划中的预期成果及未来的自查项目，关注工作进度及重要节点，制定重要节点的进度检查计划。
④实施：组织学生领取视频设备、线材，指导学生在智能楼宇综合实训台上进行设备的安装、接线与调试操作。对学生联合调试中出现的问题，组织学生进行讨论，并给予指导。同时对学生进行相关职业素质方面的教育。
⑤检查：对学生安装的视频监控系统功能进行检查与规范验收。考查学生安装调试视频监控系统的能力，做好相应记录。
⑥评价：学生写出安装调试报告；教师按项目技术指标进行评价；对施工记录表与安装调试报告进行评价；对学生出勤、学习态度、职业道德、团队合作进行评价。
1.1无需控制模型
与传统的控制器相比，智能化控制器有着明显的优势，其优势主要体现在：自动化控制器的紧密系数有了很大程度的提高，在工作时，由于传统的控制器技术欠佳，一旦面临着控制对象有着复杂动态方程的情况时，则会出现无法有效掌控控制对象的情况。这对于控制对象模型的设计工作的进行造成严重的影响。而在智能化技术中，控制对象模型设计这部分直接被删除，所以，控制对象模型设计无法评估、不能预测的情况不会出现。
1.2处理不同数据智能化控制器有着较高的一致性
对于输入的任何数据，智能化控制器都能够借助相关处理实现准确评估，即使不常应用的数据输入，评估工作也可以快速进行。由于各个控制器的控制对象的变更性十分强，所以各个控制对象的控制效果也不尽相同。由于控制对象的复杂性和多样性，控制对象的全面化即便是智能化技术也不能实现，即使智能化技术对于某些控制对象不采取任何行动也能到达理想效果，但面对全体控制对象则无法实现。所以，智能化控制器在今后的科研中需要进一步研究分析存在的不足，根据实际情况针对不同对象进行分析研究，以便能够真正实现有所突破。
2智能化技术在电气自动化控制中的具体应用分析
在电气工程自动化控制中，智能化技术有着以下三个方面的具体应用：第一、在电气工程维修保养、病因诊断以及保养中如何有效应用智能化技术；第二、如何优化设计电气设备、电气系统以及电气产品；第三、通过何种形式真正实现电气工程的智能化控制。
2.1电气工程自动化控制中的病因诊断
诊断电气工程系统病因时，传统的人工诊断十分繁琐复杂，虽然诊断病因的准确率不高，但对相关工作人员的专业技能水平有着严格的要求。不少设备问题、数据问题在电气工程自动化控制中无法完全有效避免，而人工诊断的准确率低下，对于病因处理不够及时。所以，在电气工程自动化控制中应用智能化技术不但可以有效保证病因诊断效率，而且还能实现对电气工程自动化控制的定时检测诊断，杜绝潜在问题的出现。
2.2优化电气工程的设计
在设计传统电气工程时，需要众多设计工作人员进行反复的改良和试验，有时，某些具体的问题没有被设计工作人员考虑进去，一旦出现复杂问题，则在短时间内也无法有效解决，此外，在这种情况下，设计人员必须要具备高水准的设计业务知识，专业知识需过硬，此外，还要具备在实际工作中合理运用理论知识的能力。而电气工程自动化控制中智能化技术的应用完全改变了过去的工作状态，通过互联网或者其他相关设计软件，设计人员可以有效设计电气工程自动化控制。这不但可以大大提高提高电气工程设计所需数据的精准性，而且也大大丰富了设计样式，此外，对于一些复杂的问题也能够有效、及时的解决，确保电气工程自动化控制的正常进行。
2.3自动化控制整个电气工程
整个电气工程控制系统中包含大量的控制环节，所以，电气工程系统的自动化控制需要智能化技能的有效应用。智能化技术对电气工程自动化的控制主要是借助专家系统控制、模糊控制、神经网络控制三种方法。特别是神经网络控制，神经网络控制不但有着多层次结构，而且还能进行反向学习算法。在神经网络控制的子系统中，子系统转子的速度可以通过对系统参数的判断和调控得出，另一个子系统可依照此参数判断和调控定子的速度。凭借其出色的性能，当前在识别模式和处理信号方面神经网络控制已经得到了广泛应用。
3结语
关键词：PLC控制系统智能化编程控制器
1概述
1.1引言
随着我国经济的不断发展，社会高度信息化，新的高科技技术不断应用到各个方面中，使得智能化已成为一种发展的必然趋势。智能化也往往是从设备自动化系统开始。本文主要针对我们本次的毕业设计《智能化小型中央空调》阐述PLC控制设计与智能化中央空调(冷冻站)系统的关系。
1.2系统及工艺简介
现介绍如下：我们本次的设计中有两套中央空调系统，由三台冷却水泵、三台冷冻水泵、一台冷却塔风机、两台冷水机组等主要设备组成两套制冷系统（因系统小，冷却塔功率大，实验室要求等，本系统较一般两套制冷系统不同的是两台冷水机组却只选择一个冷却塔，经计算核定，这并不影响其效果）其中冷水机组是由设备生产厂成套供应的。根据本次设计的实验室要求，我们选择了2*5匹全封闭式压缩机冷水机组。它一般是根据空气调节原理及规律等由微处理器自动控制。冷水机组由压缩机、冷凝器与蒸发器组成。压缩机把制冷剂压缩，压缩后的制冷机进入冷凝器，被冷却水冷却后，变成液体，析出的热量由冷却水带走，并在冷却塔里排入大气。液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器蒸发吸收热量，使冷冻水降温，然后冷冻水进入冷风机盘管吸收空气中的热量。如此循环不已，把室内的热量带出，达到降低环境温度的目的。因此，中央空调冷冻系统的工艺控制要求为：
（1）测量冷冻水供回水温度及流量，从而计算空调实际的冷负荷，根据实际的冷负荷来决定冷水机组的开启台数，达到最佳节能状态。
（2）各设备的程序联动：启动：冷却塔风机——冷却水泵——冷冻水泵——冷水机组。停止：冷水机组——冷冻水泵——冷却水泵——冷却塔风机。当其中一台冷却水泵/冷冻水泵出现故障时，备用冷却水泵/冷冻水泵会自动投入工作。
（3）测量冷冻水系统供回水管的压差P=P1－P2控制其旁通阀(TV)的开口度，使其维持压差。
（4）因我们本次设计的实验室的目的是为给同学们更形象生动的学习理解中央空调系统，所以设计过程中，我们还会考虑到在合适并重要的位置处装上便于观察制冷剂或水流情况的窥视镜。
1.3PLC原理及应用
中央空调冷冻系统的控制有3种控制方式：早期的继电器控制系统、直接数字式控制器DDC以及PLC(可编程序控制器)控制系统。继电器控制系统由于故障率高，系统复杂，功耗高等明显的缺点已逐渐被人们所淘汰，直接数字式控制器DDC虽然在智能化方面有了很大的发展。但由于DDC其本身的抗干扰能力问题和分级分步式结构的局限性而限制了其应用范围。相反，PLC控制系统以其运行可靠、使用与维护均很方便，抗干扰能力强，适合新型高速网络结构这些显著的优点使其逐步得到广泛的应用。
可编程控制器是计算机家族中的一员。于上个世纪中后叶被发明后，在机床、各种流水线的输送机械、发电、化工、电子等行业工艺设备的电气控制方面得到了广泛的应用，早期的可编程控制器被称作可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）,即简称为PLC。
PLC具有功能强大、使用可靠、维修简便等许多优点。对于传统的继电器电路来说，它难以实现复杂逻辑功能的和数字式控制，而且要实现一定规模的逻辑控制功能不仅设计繁琐，难以实现升级，并易发故障，维修复杂，现在已被大中型设备的控制系统所抛弃。而PLC正被广泛的应用并且已逐步取代了继电器电路的逻辑控制。随着科学技术不断的飞跃发展，PLC也不断得到完善和强大，同时它的功能也大大超过了逻辑控制的范围，如联网通信功能和自诊断功能等。因此今天这种装置被我们称作可编程控制器，不过我们还是习惯简称这种装置为PLC。
2PLC的体系结构
2.1PLC结构图
PLC实质上是一种被专用于工业控制的计算机，其硬件结构和微机是基本一致的。如图2.1.1所示：
图2.1.1PLC硬件的基本结构
PLC主要是模块式的，包含CPU模块、I/O模块等，PLC一端接传感器，另一端接执行器，从传感器得到的数据经PLC读、运算等处理下达给执行器，执行器动作。PLC相当于继电器的作用，其好处是可靠性高，自动化程度高、可进行网络化等。
2.2PLC的选型及设置
为了满足以上所介绍的空调工艺要求，整个控制系统需要可编程序控制器的输入、输出点分别是112点和32点，其中模拟量输入、输出为6点和4点。根据PLC的I/O原理使用原则，即留出一定的I/O点以做扩展时使用，以及系统设计中实际所需的I/O点数。选用华光电子工业有限公司的SU－5/B型。主机：SU－5/B；输入模块：U－25N、U－01AD；输出模块：U－05T、U－01DA。这种机型的I/O点数为256点，有RS－422通讯端口，其编程指令有143条，并配有相应的编程软件S－62P，不仅可以通过手持编程器对其编程。而且可以通过PC机对其进行编程输入。该软件还能在PLC运行时监控其运行状况。
2.3软件设计
制冷系统的启动/停止是用于制冷系统的手动启动/停止控制。也可以通过温度设定，依据冷负荷的需要自动开启制冷系统。每台设备均设有自动、手动、备用三种运行状态，自动用于联锁集中控制；手动用于调试或检修；备用状态用于热备用。三台水泵二工一备。其中备用泵循环轮换，提高设备的保养率。各台设备按工艺要求顺序自动启动/停止时，采用每台设备启动后经15s左右延时，再启动下一台设备。一是考虑水泵稳定运行有个过程，二是避免数台电动机同时启动，冲击变压器，影响供电质量。
为提高中央空调系统的经济性、可靠性及可维护性，需采用控制产品对中央空调系统的各个设备进行控制。早期的中央空调控制器多为就地式专用控制器和DDC控制器，它们具有控制功能简单、不易联网及信息集成度不高等缺点。随着计算机技术、控制技术和网络技术的发展，现在的中央空调系统都倾向于采用先进、实用、可靠的可编程控制器(PLC)来进行控制。
3PLC控制系统主要功能与特点
3.1PLC控制系统功能说明
如空气处理机PLC控制原理简图所示：
1.当启动空气处理机时，PLC发出控制指令。首先开户回风门和新风门到设定位置，然后启动送风机，同时通过控制变频器，从而调节风机的转速。
2.露点温度与系统设定值相比较后,用PID方式调节冷水电动阀,控制冷水流量,使送风温度达到设定值。
3.送风机转速的快慢是由回风温度与系统设定值相比较后，用PID方式控制变频器，从而调节风机的转速，达到调节回风温度的目的。
4．当过滤网前后压差超出设定值时，PLC发出过滤堵塞报警信号。
5．当空气处理机停止运行后，新风门、回风门和冷水电动阀回复到全关位置，并关停冷水环泵。
上位机监控系统主要完成对工艺参数的检测、各机组的协调控制以及数据的处理、分析等任务，下位PLC主要完成数据采集、现场设备的控制及连锁等功能。除此以外，PLC系统还有如下功能：
数据显示功能
显示机组的运行参数，包括冷水出口温度、冷水入口温度、冷却水出口温度、冷却水入口温度、蒸汽压力、蒸汽阀门开度，以及溶液泵、冷剂泵等所有屏蔽泵的运行状态和各种故障报警的详细信息。
历史数据的存储及检索功能
对重要的数据进行在线存储，数据的存储时间最长为10年。可以通过历史报表或者历史趋势曲线的方式检索历史数据。
控制功能
根据设定的参数，并考虑经验运行数据，PLC应用反馈数据(如室内温度等)进行PID调节，以保证运行参数满足系统要求。控制系统有三种运行方式：就地手动、软手动和自动。就地手动就是通过就地手动操作设备对机组进行控制，软手动是通过PLC对机组进行手动控制，自动则是根据编好的控制程序自动控制相关设备的启、停及调节量。采用程序控制方式，杜绝冷剂污染，有效便捷地实现冷水、冷却水的变频控制。通过有效合理地开、停控制，达到启动速度快、停机时间短的目的，即能节省能耗，还能避免结晶，从而提高中央空调系统的安全性和经济性。
连锁与保护功能
各机组相关设备的启、停具有一定的连锁关系和时间顺序，该功能由PLC的连锁程序完成。同时，为保证机组的可靠运行，对相关参数采取了一定的保护措施，如冷水、冷却水与机组的连锁控制、冷却水系统与冷却塔的连锁控制等。
3.2系统特点
灵活性
本控制系统选用可利用公司的小型一体化PLC代替传统空调主机控制系统中的单片机，较大程度地提高了系统配置及控制的灵活性，能更好地满足不同用户的不同需求。同时，明显缩短了程序开发周期。
高可靠性
PLC控制核心能够在恶劣的环境中长期可靠、无故障运行，并且易接线、易维护、隔离性好、抗腐蚀能力强，能适应较宽的温度变化范围，平均无故障时间间隔(MTBF)大于15年。
强大的功能
现代的PLC的编程语言遵从易学、易懂、易用的标准。除了具备传统PLC助记符和梯形图编程功能外，还具有结构化语言和顺序功能图编程功能。PLC提供各种功能模块，包括各种通讯功能选择、通讯参数设置，以及可以具体到某年、某月、某日、某个时刻的多种定时器和超长定时器等，方便了各种功能的实现，有利于缩短开发周期和节省程序容量。
优良的开放性
上位软件Focsoft3.1支持DDE、OPC、ODBC、SQL，并提供丰富的API编程接口，方便接入其它系统。
4控制方法
4.1
对于冷冻水系统，其出水温度取决于蒸发器的设定值，而回水温度取决于蒸发器接收的热量，中央空调冷冻水出水温度与冷冻水的回水温度设计最大温差为：5℃（比如：出水7℃，回水12℃），现采用在蒸发器出水管和回水管上装有检测其温度的变送器、PID温差调节器和变频器组成闭环控制系统，通过冷冻水温差（如：T=5℃）控制，即可使冷冻水泵的转速相应于热负载的变化而变化。
冷水机组系统PLC电路控制简图
4.2
对于冷冻水系统，由于低温冷冻水的温度取决于冷却塔的工作情况，我们只需控制高温冷冻水（冷凝器出水）的温度，即可控制温差。现采用温差变送器、PID调节器和变频器组成闭环控制系统，冷凝器出水的温度控制在T2（如：37℃），使冷却水泵的转速相应于热负载的变化而变化。
4.3
在管道中取压力信号采样和温差变送器，通过PID调节器进行优化计算，通过PLC控制变频器，以此控制3台水泵电机的运行，系统启动开始工作，当第1台电机运行至工频状态时，如管网压力不够，变频器控制第2台电机开始工作，若工作到工频状态时管网管压仍不够时，变频器自动切换至第3泵使其变频运行，第1、2台电机工频运行，直至管网所需管压。当外部需求降低，管网管压提高时，第3台运行停止，变频器自动切换至第2泵，使其工作在变频状态下若还达不到要求，再切换至第1电机，如此周而复始，始终让系统工作在最优、最佳、最省的工作状态。
5系统的设计和应用总结
由于整个实验室正在逐步筹划和建设的过程中，许多设计还处于探讨之中，众多功能还未付诸实施。
现在本文就系统改造实现情况作简单介绍：本文的系统调试应分为两步，设备电气控制系统调试和中心网络系统调试。我们就已完成的设备电气控制系统设计、调试及使用情况作一下说明：针对实验室的要求：要求电气系统运行稳定，感温精确度高，维护方便寿命长，并能联网进行管理。除此之外在实际使用中系统的故障报警部分设计还不够完善，许多功能还未开发。本文经过对设备状况和同学们对中央空调学习认识的调研，本文认为可采用三菱公司的A系列PLC作为设备的控制系统核心。它不仅具备普通PLC可编程控制器的各种优点，而且能够利用以太网网络模块（B2/B5）组建MELSECNET网络，最终达到建成先进的分布式控制系统，既实现各种设备之间的联网，实现远程控制和管理。
当然系统基本达到了设计的要求，它不仅具备基本逻辑控制功能，还具有联网通信功能和管理功能等。另外相对与老的控制系统，它工作稳定、故障率低，并能进行系统自动报警，操作及维护十分简便，维修综合成本（待机时间等）大大降低。
6结束语
在智能化中央空调冷冻系统中，采用PLC控制系统是切实可行的，中央空调冷冻系统用PLC控制可以有效地保证其工作稳定、可靠，便于维护，且性能价格比高。同时以PLC为核心的高可靠的监控系统实现了对空调主机的控制及两台主机之间的协调控制，具有先进、可靠、经济、灵活等显著特点。
参考文献
1．《中央空调工程设计与施工》，吴继红、李佐周编著，高等教育出版社
2．《制冷空调自动控制》，张子慧等编著，科学出版社1
3.三菱公司，三菱微型可编程控制器编程手册，2000
4.《可编程控制器原理及应用》，顾战松、陈铁年编著，国防工业出版社，1996
关键词：智能化小区；系统规划；建设要素
随着信息时代的不断发展，智能化住宅小区的建设在不断提高，由早期单一独立的电视、电话、宽带、闭路电视监控等系统，已经发展到一个更高的阶段。随着计算机（包括硬件、软件和网络等）技术、通信技术和控制技术的突飞猛进，使得各种高新技术产品得以在住宅区中广泛应用。
国家建设部住宅产业办公室对于智能化小区提出了一个基本概念：“住宅小区智能化是利用4C（即计算机、通信与网络、自控和IC卡），通过有效的传输网络，将多元的信息服务与管理、物业管理与安防、住宅智能化集成，为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能化手段，以期实现快捷高效的超值服务与管理，提供安全舒适的家居环境”。随着新产品、新技术、新工艺的不断跃进，这一基本概念也将会有所变化。
一、智能化住宅小区建设的基本要素
智能化住宅小区的建设，要根据小区建设的整体规划定位，遵循以下几点基本要素。
1.1对智能化小区的正确认识
首先，对于智能化住宅小区的建设，建设方要明确什么是智能化小区，它不单单是安装一个电视插座，一个监控摄像机那么简单。智能化小区是一个综合性多技术手段的系统工程，它不仅需要专业技术的应用，还需要其它各个专业的配合，正确的认识对小区的后续运作起着至关重要的作用。
1.2对智能化小区的合理需求定位
智能化住宅小区的建设需要合理的需求定位，要根据小区的项目投资、整体规划、销售对象、配套设施建设、周边环境、后续管理等各个因素来确定小区智能化建设的档次。需求分析包括用户使用的需求、小区管理的需求、市场承受能力的需求和未来社会发展的需求等等。如建设方对小区的定位为高档住宅，在配备了电视电话宽带等标准的智能化系统外，还应该考虑高端的智能一卡通、智能家居等系统的配备，以提高住宅的档次。综合以上因素，我们才能确定下一步设计的实施。
1.3对智能化小区的系统优化设计
智能化小区建设的关键，在于系统的整体规划设计，一个小区是否能真正体现其智能化，全在于此。智能化建设是一个系统工程，它是由各个子系统组成，在各个系统的实施及运行阶段，它们是一个整体。在设计当中，要注意各系统的适用性、节能性、可扩展性、经济性等各方面因素，更要考虑各个系统之间联系，优化设计，使之达到安全性、舒适性的目的。
1.4对智能化小区的规范化实施
在明确了建设的目的后，将进入真正的实施阶段，规范化的实施能够确保智能化系统工程顺利的运行。从系统规划、建议方案、设计方案到深化设计，而后进行施工、安装、调试，最终到系统的稳定运行，整个过程都需要其规范化的操作实施。规范化的实施，为投资方、建设方、施工方、使用方提供了保障，使小区智能化建设能够有条不紊的进行，是小区智能化系统运行的根基。
二、智能化住宅小区的系统规划
住宅小区智能化系统工程的建设，是以综合布线为基础，将各个子系统高效稳定的集成在一起。
2.1安全自动化
2.1.1闭路电视监控系统。小区的闭路电视监控系统包括室内室外两个部分。室内需要防护的区域可以包括电梯前室、电梯内、通往天台的通道口、通往地下车库的通道口、地下停车场等位置；室外需要防护的区域可以包括小区的出入口、小区四周、小区内主要街道和其它隐蔽位置。摄像机采用普通摄像机与红外摄像机，定点摄像机与动点摄像机相结合的布放方式，可采用全实时录像，确保小区安全。
2.1.2防盗报警系统。在室内房间安装双鉴探测器、报警按钮、门磁等设备，当有报警发生时，将信号传至小区控制中心，小区控制中心值班人员可立即赶赴现场进行处理。双鉴探测器可设置于一些重要房间，报警按钮设置于隐蔽并方便人员使用的地方。
2.1.3周界防范系统。为了防止不法分子非法进入小区内作案，设计在小区围墙或栅栏上安装红外对射探头，它可以为小区设置安全的第一到防线，此系统可与闭路电视监控子系统进行联动。为了管理方便，系统可配置报警管理软件，含有电子地图，可直观显示报警区域。
2.1.4巡更系统。在小区内设置无线巡更系统，小区值班人员可手持巡更棒，按照一定的路线进行巡逻，然后将巡更记录上传到管理机。这是一种人机相结合的防护方式，巡更路线的规划十分重要。2.1.5智能家居系统。随着小区智能化的不断发展，智能家居系统已经在小区中使用，基于可视对讲系统为基础的智能家居系统，已经逐步为人们所接受。通过设备实现对灯光、窗帘、家用电器的现场及远程控制，它是现代化智能小区建设不可或缺的一部分。
2.1.6门禁系统。在小区的各个出入口、电梯可设置门禁系统，采用一卡通形式，利用一张IC卡使小区内的住户及物业管理人员方面、快捷、安全的进出通行。
2.1.7煤气泄漏报警系统。煤气泄漏报警系统是在厨房、餐厅等位置安装煤气泄漏报警器，一旦有煤气泄漏，即触发报警；一方面其自动切断煤气供应，另一方面通知中心控制室由控制室值班员作处理。
2.1.8消防报警系统。消防报警系统是在房间安装烟感或温感探测器，当住户发生火灾时，触发报警，并将信号传送到报警中心。
2.2通讯自动化
2.2.1综合布线系统（语音、数据）。小区的综合布线系统不仅仅包括了语音、数据的信号传输网络，它还包括了安防系统、一卡通系统、智能家居系统等多个系统的整体传输网络，要考虑系统的结构完整，各设备之间接口规范。它就象人的神经，构成了小区的“神经系统”。
2.2.2有线电视系统。数字有线电视系统是一个从节目采集、节目制作、节目传输、一直到用户端接收机，都要以数字方式处理信号的端到端的系统。全国早已开展了数字电视的建设，对于建设方、设计方来说，应该注意的是传输网络的构架及终端用户的使用，与新技术相配套。
2.3管理自动化
2.3.1水、电、煤气的远程抄表系统。三表的远程抄表系统日趋成熟，三表输出的脉冲信息由计数器读出，储存于芯片中，再通过网络传输到控制中心，控制中心计算脉冲数量读出三表读数，并打印出来。可以与银行联通，定期通过银行系统扣费，从而实现远程抄表与自动扣费结合。
2.3.2停车场管理系统。系统可采用非接触式智能卡停车场管理系统，实现对停车场车辆进出、停放、高效有序的管理要求，有效防止车辆丢失、损坏事件的发生。系统采用联网设计方式，与门禁系统、电梯刷卡等集成到一卡通用。可实现脱机运行、图像对比、车位显示、收费、防砸车等功能。
2.3.3供水、供电设备管理系统。系统是通过有关网络，控制中心可显示小区内主要设备如水泵、水池水位、电梯、高低压开关、路灯等的运行状况，并可通过软件控制设备，使设备运行于最经济合理模式中。当设备发生故障时，控制中心发生报警并通知管理人员处理事故。
2.3.4公共信息显示系统。智能化住宅小区的特点之一就是面积大，在项目的前期规划中，建设方和设计方可根据园区的情况设置公共信息显示系统，采用室外LED显示屏，起到信息、美化环境、提高小区档次的作用。
2.3.5背景音乐及公共广播系统。在小区的园区内、地下停车场、电梯前室可设置背景音乐及公共广播系统，系统对全区或各别分区进行有选择的广播，能够实现音乐播放、宣传、播放通知、找人及群呼等功能。同时具备消防广播功能。
摘要：人工智能是在计算机科学、控制论、信息论、心理学、语言学等多种学科相互渗透的基础发展起来的一门新兴边缘学科，主要研究用用机器（主要是计算机）来模仿和实现人类的智能行为，经过几十年的发展，人工智能应用在不少领域得到发展，在我们的日常生活和学习当中也有许多地方得到应用本文就符号计算、模式识别、专家系统、机器翻译等方面的应用作简单介绍，籍此使读者对我们身边的人工智能应用有一个感性的认识。
一、符号计算
计算机最主要的用途之一就是科学计算，科学计算可分为两类：一类是纯数值的计算，例如求函数的值，方程的数值解，比如天气预报、油藏模拟、航天等领域;另一类是符号计算，又称代数运算，这是一种智能化的计算，处理的是符号符号可以代表整数、有理数、实数和复数，也可以代表多项式，函数，集合等长期以来，人们一直盼望有一个可以进行符号计算的计算机软件系统早在50年代末，人们就开始对此研究进入80年代后，随着计算机的普及和人工智能的发展，相继出现了多种功能齐全的计算机代数系统软件，其中Mathematica和Maple是它们的代表，由于它们都是用C语言写成的，所以可以在绝大多数计算机上使用Mathematica是第一个将符号运算，数值计算和图形显示很好地结合在一起的数学软件，用户能够方便地用它进行多种形式的数学处理。
计算机代数系统的优越性主要在于它能够进行大规模的代数运算通常我们用笔和纸进行代数运算只能处理符号较少的算式，当算式的符号上升到百位数后，手工计算就很困难了，这时用计算机代数系统进行运算就可以做到准确，快捷，有效现在符号计算软件有一些共同的特点就是在可以进行符号运算、数值计算和图形显示等同时，还具有高效的可编程功能在操作界面上一般都支持交互式处理，人们通过键盘输入命令，计算机处理后即显示结果并且人机界面友好，命令输入方便灵活，很容易寻求帮助。
尽管计算机代数系统在代替人繁琐的符号运算上有着无比的优越性，但是，计算机毕竟是机器，它只能执行人们给它的指令，有一定的局限性首先，多数计算机代数系统对计算机硬件有较高的要求，在进行符号运算时，通常需要很大的内存和较长的计算时间，而精确的代数运算以时间和空间为代价的第二个问题是用计算机代数系统进行数值计算，虽然计算精度可以到任意位，但由于计算机代数系统是用软件本身浮点运算代替硬件算术运算，所以在速度要比用Fortran语言算同样的问题慢百倍甚至千倍另外，虽然计算机代数系统包含大量的数学知识，但这仅仅是数学中的一小部分，目前仍有许多数学领域未能被计算机代数系统涉及计算机代数系统仍在不断地发展、完善之中。
二、模式识别
模式识别就是通过计算机用数学技术方法来研究模式的自动处理和判读这里，我们把环境与客体统称为“模式”，随着计算机技术的发展，人类有可能研究复杂的信息处理过程用计算机实现模式（文字、声音、人物、物体等）的自动识别，是开发智能机器的一个最关键的突破口，也为人类认识自身智能提供线索信息处理过程的一个重要形式是生命体对环境及客体的识别对人类来说，特别重要的是对光学信息（通过视觉器官来获得）和声学信息（通过听觉器官来获得）的识别这是模式识别的两个重要方面市场上可见到的代表性产品有光学字符识别系统(OpticalCharacterRecognition，OCR)、语音识别系统等计算机识别的显著特点是速度快、准确性和效率高识别过程与人类的学习过程相似以“汉字识别”为例：首先将汉字图象进行处理，抽取主要表达特征并将其特征与汉字的代码存在计算机中就象把老师教我们这个字叫什么、如何写的知识记忆在大脑中这一过程叫做“训练”识别过程就是将输入的汉字图像经处理后与计算机中所保存的全部汉字进行比较，找出最相近的字作为识别结果，这一过程叫做“匹配”。
语音识别就是让计算机能听懂人说的话，一个重要的例子就是七国语言（英、日、意、韩、法、德、中）口语自动翻译系统其中，中文部分的实验平台设立在中国科学院自动化所的模式识别国家重点实验室，这是口语翻译研究跨入世界领先水平的标志该系统实现后，人们出国预定旅馆、购买机票、在餐馆对话和兑换外币时，只要利用电话网络和国际互联网，就可用手机、电话等与“老外”通话。
指纹是人体的一个重要特征，具有唯一性北京大学有关专家对数字图像的离散几何性质进行了深入研究，建立了从指纹灰度图像精确计算纹线局部方向、进而提取指纹特征信息的理论与算法，随后研究成功了适于民用身份鉴定的全自动指纹鉴定系统，以及适于公安刑事侦破的指纹鉴定系统从而开创了我国指纹自动识别系统应用的先河北大指纹自动识别系统的推出，使我国公安干警从指纹查对的繁重人工处理中解放出来浙江省从1997年开始使用北大指纹自动识别系统，采取省地（市）二级建库、省地（市）县三级查询的方式，形成了独特的“浙江模式”省公安厅现已建立了100多万人的指纹库，是目前国内的第二大库在100多万人的指纹库中，检索一枚现场指纹仅需4分钟左右2000年浙江省用指纹自动识别系统直接破案3063起，连带破案12000多起破案率为全国第一，并遥遥领先于国内其它指纹识别系统，被公安部树为指纹系统建设应用样板。
这里介绍一个综合应用的例子，一汽集团公司与国防科技大学最近合作研制成功“红旗轿车自主驾驶系统”（即无人驾驶系统），它标志着我国研制高速智能汽车的能力已达到当今世界先进水平汽车自主驾驶技术是集模式识别、智能控制、计算机学和汽车操纵动力学等多门学科于一体的综合性技术，代表着一个国家控制技术的水平红旗车自主驾驶系统采用计算机视觉导航方式，并采用仿人控制，实现了对红旗车的操纵控制首先，摄像机将车前方的道路和车辆行驶情况输入到图像处理和图像识别系统该系统识别出道路状况、前方车辆的相对距离和相对车速接着，路径规划系统根据这些信息规划出一条合适路径，即决定如何开车然后，路径跟踪系统根据需跟踪的路径，结合车辆行驶状态参数和车辆驾驶动力学约束，形成控制命令，控制方向盘和油门开启机构产生相应动作，使汽车按照规划好的路径前进，即按自主驾驶系统的规划路径前进。
三、专家系统
专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统专家系统内部含有大量的某个领域的专家水平的知识与经验，能够运用人类专家的知识和解决问题的方法进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，来解决该领域的复杂问题专家系统是人工智能应用研究最活跃和最广泛的应用领域之一，涉及到社会各个方面，各种专家系统已遍布各个专业领域，取得很大的成功根据专家系统处理的问题的类型，把专家系统分为解释型、诊断型、调试型、维修型、教育型、预测型、规划型、设计型和控制型等10种类型具体应用就很多了，例如血液凝结疾病诊断系统、电话电缆维护专家系统、花布图案设计和花布印染专家系统等等。
为了实现专家系统，必须要存储有该专门领域中经过事先总结、分析并按某种模式表示的专家知识(组成知识库)，以及拥有类似于领域专家解决实际问题的推理机制(构成推理机)系统能对输入信息进行处理，并运用知识进行推理，做出决策和判断，其解决问题的水平达到或接近专家的水平，因此能起到专家或专家助手的作用。
开发专家系统的关键是表示和运用专家知识，即来自领域专家的己被证明对解决有关领域内的典型问题有用的事实和过程目前，专家系统主要采用基于规则的知识表示和推理技术由于领域的知识更多是不精确或不确定的，因此，不确定的知识表示与知识推理是专家系统开发与研究的重要课题此外，专家系统开发工具的研制发展也很迅速，这对扩大专家系统的应用范围，加快专家系统的开发过程，将起到积极地促进作用随着计算机科学技术整体水平的提高，分布式专家系统、协同式专家系统等新一代专家系统的研究也发展很快在新一代专家系统中，不但采用基于规则的推理方法，而且采用了诸如人工神经网络的方法与技术。
四、机器翻译
机器翻译是利用计算机把一种自然语言转变成另一种自然语言的过程，用以完成这一过程的软件系统叫做机器翻译系统几十年来，国内外许多专家、学者为机器翻译的研究付出了大量的心血和汗水虽然至今还没有一个实用、全面、高质量的自动翻译系统出现，不过也取得了很大的进展，特别是作为人们的辅助翻译工具，机器翻译已经得到大多数人的认可目前，国内的机器翻译软件不下百种，根据这些软件的翻译特点，大致可以分为三大类：词典翻译类、汉化翻译类和专业翻译类词典类翻译软件代表是“金山词霸”了，堪称是多快好省的电子词典，它可以迅速查询英文单词或词组的词义，并提供单词的发音，为用户了解单词或词组含义提供了极大的便利汉化翻译软件的典型代表是“东方快车2000”，它首先提出了“智能汉化”的概念，使翻译软件的辅助翻译作用更加明显以“译星”、“雅信译霸”为代表的专业翻译系统，是面对专业或行业用户的翻译软件，但其专业翻译的质量与人们的实用性还有不少差距，有人评价说“满篇英文难不住，满篇中文看不懂”，该说法虽然比较极端，但机译译文的质量确实却一直是个老大难问题这里，我们不妨对现有的机译和人译过程作一比较，从中可以看出一些原因：
机器翻译：
1.一句一句处理，上下文缺乏联系；
2.对源语言的分析只是求解句法关系，完全不是意义上的理解；
3.缺乏领域知识，从计算机到医学，从化工到法律都通用，就换专业词典；
4.译文转换是基于源语言的句法结构的，受源语言的句法结构的束缚；
5.翻译只是句法结构的和词汇的机械对应
人工翻译：
1.一般会先通读全文，会前后照应；
2.对源语言是求得意义上的理解；
3.只有专业翻译人员，而没有万能翻译人员；
4.译文是基于他对源语言的理解，不受源语言的句法结构的束缚；
5.翻译是一个再创造的过程
在目前的情况下，计算机辅助翻译应该是一个比较好的实际选择事实上，在很多领域中，计算机辅助人类工作的方式已经得到了广泛的应用，例如CAD软件如果计算机辅助技术用于语言的翻译研究，应该同样可以起到很大的辅助作用，这就是所谓的“计算机辅助翻译”它集机器记忆式翻译、语法分析式翻译和人际交互式翻译为一体，把翻译过程中机械、重复、琐碎的工作交给计算机来完成这样，翻译者只需将精力集中在创造性的思考上，有利于工作效率的提高。
机器翻译研究归根结底是一个知识处理问题，它涉及到有关语言内的知识、语言间的知识、以及语言外的世界知识，其中包括常识和相关领域的专门知识随着因特网的普及与发展，机器翻译的应用前景十分广阔作为人类探索自己智能和操作知识的机制的窗口，机器翻译的研究与应用将更加诱人国际上有关专家分析认为机器翻译要想达到类似人工翻译一样的流畅程度，至少还要经历15年时间的持续研究，但在人类对语言研究还没有清楚“人脑是如何进行语言的模糊识别和判断”的情况下，机器翻译要想达到100%的准确率是不可能的。
五、人工智能思想的应用：在家里寻找外星人
人工智能的基本思想已经在许多领域中得到了应用，“在家里寻找外星人”（SETI@home）项目就是利用人工智能的神经网络和网格计算思想的一个成功案例SETI@home是SearchforExtraTerrestrialIntelligenceatHome的缩写，意为：在家里寻找外星文明该项目由美国行星学会和美国加州大学伯克利分校于1999年5月17日开始启动，它利用特定的PC机屏幕保护程序，来调用全球上网的个人计算机的闲置能力，分析世界上最大的射电望远镜获得的数据，帮助科学家探索外星生物其计算模式的实质就是网格计算：
SETI@home项目的大致流程是这样的：
1.政府或者研究部门将一项需要巨大运算量的任务以程序和数据的形式提交给服务器
2.服务器将数据和程序代码分成更小的部分，也称“子任务”
3.在志愿者的PC机上安装一种特殊的客户程序（事实上是一个屏幕保护程序），它能自动同服务器联络，自动下载和处理子任务
4.子任务处理完后的结果被送回服务器然后，客户程序下载新的子任务，继续处理
5.一旦所有的子任务处理完毕，服务器就将各种结果汇总，生成最后的报告，并把最终结果发回提交人
本文作者：张鉴 单位：黄冈职业技术学院
电子转速表具有在振动、潮湿以及高低温等恶劣环境下工作的优点，并依赖其较高灵敏度及精度的特点来实现自动报警功能，所以应用的范围较为广泛。在现代汽车电子技术的发展下，大多数转速表开始采用液晶显示、真空荧光显示来以图形显示发动机的速度，与此同时，电子转速表还实现了用点火系的脉冲信号来测量发动机的转速的功能，即用微机中测出的每个脉冲的平均周期来计算发动机的转速。
在现代汽车电子技术的条件下，数字温度计可用于对控制汽车发动机冷却水的温度进行更为精确的测量，还有探测气缸内主要轴承的温度及其燃烧的温度变化。数字温度计由放大A/D转换、温度传感器、显示装置以及译码器等部分构成，其工作原理是将传感器所产生的连续性的电量变成具有一定函数关系的电信号，再经过A/D转换将温度传感器模拟的电信号转换为相对应的断续量，接着译码器对其进行数字的编码，从而将测量的最后结果通过显示装置显示出来。
现代汽车电子技术在目前已步入了优化人—汽车—环境的阶段，并且已在微型化的方向取得了进一步的发展。由于人们对汽车性能方面的要求越来越高，电控产品的使用使得汽车的系统构造愈加复杂，智能仪表系统的出现则是对这一要求的功能实现。智能仪表系统包括组合仪表、彩色液晶屏及控制器三个方面，主要用于实时显示汽车运行的整体工况以及各个控制模块的故障状况，仪表控制权所接受的信息来源于总线和直通线，其主要向液晶显示屏和组合仪表反馈相应的信息，保证驾驶员或者检测员能够及时地了解车况并做出实时反应。由于汽车电子技术在智能仪表中的运用尚且处于起步阶段，而其推动力又不可忽视，所以现代汽车电子技术今后在仪表或是其他装置上的改良与发展仍需更进一步的研究。
此外，在汽车仪表的基础上，现代电子技术在汽车其他装置的领域上也有相应的发展。例如，对于传感器技术与单片机技术而言，由于现代车辆的信息与日俱增和车辆电控系统的日渐多样化，对其的控制与传输则需要升级电子化的系统并增加使用微处理器的频率，从而需要依靠现代电子技术使其处理器的性能和稳定性得到改进。其次，作为汽车智能化的主要技术之一，自动驾驶仪也依赖于现代汽车电子技术的实现，随其发展智能交通系统有望能够具有提供最短最便捷的行驶路线的目标资料的功能，在卫星导航系统以及电子地图的有效性及精确性等方面也是现代汽车电子技术未来发展趋势的体现。再者，构造汽车车载电子网络系统需要以分布式的控制系统作为基础，从而再依靠电子技术对其进行进一步的改良，对实现处理机独立运行并保证通信控制器生成车况显示的准确性则更对现代汽车电子技术提出更高的要求。
对于目前中国的相关产业而言，纵观汽车业十年来的成就离不开对现代电子技术的应用以及突破，虽说汽车电子技术方面的研究尚且处于起步阶段，可是它对汽车行业未来的发展具有强大的推动力以及不可忽视的潜能，并且它在汽车仪表中的运用更是愈发先进实用，电子技术俨然成了当代汽车工业发展的重要源泉之一。我国的汽车工业自入世以来一直面临着冲击，其能否在未来全球化的汽车行业中赢得竞争能力取决于在现代汽车电子技术上能否占领制高点，这需要行业相关研究者更加深入地探讨与研究。
关键词：IEEE802.15.4IEEE1451智能传感器网络
近年来，随着计算机技术、网络技术与无线通信技术的高速发展和广泛应用，人们开始将无线网络技术与传感器技术相结合，提供了无线网络化传感器的概念。它不仅可以应用于Internet接入互连，还适用于有线接入方式所不能胜任的场合，以提供优质的数据传输服务。例如，在工厂巨大的设备间、低速长距离的通信要求和危险的工业环境。
2000年12月IEEE成立了IEEE802.15.4工作组，致力于定义一种从廉价的固定、便携或移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线连接技术。产品的方便灵活、易于连接、实用可靠及可继续延续是市场的驱动力。一般认为短距离的无线低功率通信技术最适合传感器网络使用，传感器网络是802.15.4标准的主要布场对象。将传感器与802.15.4设备组合，进行数据收集、处理和分析，即可决定是否需要或何时需要用户操作。满足802.15.4标准的无线发射/接收机及网络被Motorola、Philips、Eaton、Invensys和Honeywell这些国际通信与工业控制界巨头们极力推崇。目前，IEEE1451工作组已考虑在其基础上实现无线智能传感器网络WSN（WirelessSensorNetworks）。本文探讨了基于IEEE802.15.4标准的无线智能传感器网络的实现。
1基于IEEE802.15.4标准的智能传感器模型
1.1IEEE1451智能传感器模型
智能传感器建立了一个标准化的传感器网络协议。它规定了传感器模块的电子数据表单，也定义了访问数据表单、读取传感器数据、设置参数的数字接口。IEEE1451的目的就是提供一个工业标准接口，有效地连接传感器和微控制器，并把传感器接入网络。
IEEE1451模型主要由智能传感器接口模块STIM（SmartTransducerInterfaceModule）和网络应用处理器NCAP（NetworkCapableApplicationPorcessor）组成，中间通过传感器独立接口TII相连接。NCAP模块用来运行网络协议堆和应用硬件，与网络互联；STIM模块为智能变送器接口模块，其中包括变送器电子数据表单TEDS（TransducerElectronicDataSheet），一个STIM可以连接太量不同的传感器或执行器，在正常使用过程中传感器和STIM是不可分开的。变送器独立接TII（TransducerIndependenceInterface）主要定义二者之间点点连线、同步时钟的矩距离接口，使制造商可以把一个传感器应用到多种商网络中。另外，IEEE1451标准通过TEDS，使传感器模型具有即插即用的兼容性。原始数据转换为国际标准单位。其结构如图1所示。
智能传感器接口模块是围绕传感元件建立起来的，包括传感器TEDS、控制、状态寄存器、中断屏蔽、寻址、功能译码逻辑、触发、触发应答功能，这些都是用于传感器独立接口的数字接口。传感器独立接口包括数据传输、时钟、触发、应答线。接口是串行接口，由两根串行数据输入输出组成。智能传感器接口模块通过传感器独立接口上电，这就意味着STIM可被热扫描，而不用释放对网络中其他传感器的操作。
智能传感器模型包括自身带有的内部消息：制造商、数据代码、序列号、使用的极限、未定量以及校准系数等。当电源加上STIM时，这些数据可以提供给NCAP及系统的其它部分。当NCAP读入STIM中TEDS数据时，NCAP可以知道这个STIM的通信速度、通道数及每个通道上变送器的数据格式（12位还是16位），并且知道所测量对象的物理单位，知道怎样将所得到的原始数据转换为国际标准单位。
在与STIM通信的过程中，NCAP一直是主机，通信速率由NCAP设定，这会影响STIM中的采样速率，但是避免了释放数据以及对存储器的巨大需求。当STIM连接到NCAP时，NCAP从TEDS读取有关STIM的信息之后，读取STIM采样的数据。
1.2IEEE1451智能传感器标准与802.15.4标准的融合
IEEE802.15.4满足国际标准组织（ISO）开放系统互连（OSI）参考模式。它定义了单一的MAC层和多样的物理层。关于IEEE802.15.4标准详细的内容请参阅文献[7]。
为了有效地实现无线智能传感器，笔者考虑结合IEEE1451标准和802.15.4标准进行设计，需要对现有的1451智能传感器模型开出改进的。
方案之一是无线STIM（智能传感器接口模型）：STIM与NCAP之间不再是TII接口（传感器独立接口），而是通过IEEE802.15.4无线（收发模块）传输信息。传感器或执行器的信息由STIM通过无线网络传递到NCAP终端，进而与有线网络相连。另外，还可以在NCAP与网络间的接口替换为无线接口。
方案之二是无线的NCAP终端：STIM与NCAP之间通过TII接口相连，无线网络的收发模块置于NCAP上，另一无线收发模块与无线网络相连，从而与有线网络通信。在此方案中，NCAP作为一个传感器网络终端。如图2所示。
因为功耗的原因，无线通信模块不直接包含在STIM中，而是将NCAP和STIM集成在一个芯片或模块中。在这种情况下，NCAP和STIM之间的TII接口可以大大简化。
2无线智能传感器网络的实现
2.1无线智能传感器
本设计的实现机理是IEEE802.15.4传输模块代替传统的串行通信模块，将采集的数据以无线方式发送出去[7]。
本文利用IEEE802.15.4物理协议，构造一个无NCAP的无线智能网络传感器系统，但并不是没有NCAP，只是这里采PC机完成NCAP的功能，即这里的NCAP是虚拟的，是由PC构成的；以现场传感器结合单片机（如8051）或DSP（数字信号处理器）构成STIM模块，再以802.15.4接口作为TII接口与虚拟的NCAP相连接。系统总体结构参见图3。
传感器节点模块主要是由场的STIM模块组成，STIM主要由电子数据表单（TEDS）、传感器接口、现场传感器、功能模块、TII接口以及STIM的核心控制模块等组成。这里以微处理器（如单片机89C51）作为STIM模块的核心控制器，以IEEE802.15.4构成网络接口即TII接口，以程序存储器ROM存储功能程序模块，以可编程的EEPROM作为电子数据表单存储单元，单片机与现场传感器连接的I/O口作为传感器/执行器接口。
系统以PC作为虚拟的NCAP模块，网络环境是总线网络环境，数字接口TII是IEEE802.15.4总线接口，STIM模块以无线的方式直接与NCAP连接。数据发送时，现场传感器将采集的数据经过信号调理电路与信号处理电路处理后，通过无线接口即可发送到有线网络上；数据接收时，当NCAP控制器检测总线上的数据并接收后，选通相应的STIM通道，发送到现场传感器的节点，实现对现场节点数据采集参数的修改及动作的控制。STIM及NCAP的底层（物理层和数据链路层）均由802.15.4物理层和数据链路层组成的。1451接口协议负责应用层与底层之间的数据处理及转换。
2.2无线智能传感器网络结构
无线传感器网络主要由完成NCAP功能的PC主机和无线传感器终端模块组成，体系结构如图3所示。各传感器终端之间可以互访，并可通过接入点与有线网上的设备交换数据，甚至可以再次通过有线网上的另一个接入点与远端的设备互通信息。在这种情况下，无线成为有钱的延伸和补充，一般用于需要经常移动传感器的地方，或线缆密集不宜再度布线的地方。
如果两个传感器建立了无线链接，其中一个设备将扮演主控角色（master）,另一个则扮演从属角色（slave）。角色的分配是在微微网形成时临时确定的，主控设备通常由发起通信的设备承担，且主从角色可以互换。一个单独的主控设备和临近与之通信的所有从属设备即组成了所谓的piconet，惯称微微网。在一个微微网中的所有从属设置与之同步。这些从属设备都与主控设备保持链接和通信，共享一个公共传输信道，并处于某一特定的基带模式，例如活动从属设备就可以进入呼吸（sniff）或保持（hold）模式等低功率节能状态。在邻近区域可能还有一些处于待机（standby）状态的设备，它们未与主控设备连接，因而不是微微网的一部分。
传感器的微微网之间也可建立连接，形成多piconet结构。每个piconet除了slave和master以外，各个slave节点之间也可以通信。在这里只以单个的piconet为主干构建传感器测控网络。Master节点为测控网络主控节点，实现信息的汇集处理功能，slave节点为传感器节点。考虑到各个传感器节点是互相独立的，信息融合只在master节点完成，所以仅实现master点对多slave点的通信，形成一个星型的拓扑结构。整个无线传感器网络功能分为三层：最下层是各种敏感单元，负责收集原始信息；中间是基于传感器智能模块的slave节点，负责对原始数据的预处理（包括滤波、补偿、数字化等）和处理后数据的发送；最上层是基于普通PC机或其他类型上位机（如嵌入式计算机）的master节点，所有传感器的信息在这里进行更高一级处理，如谱分析、模式识别、信息融合、判断决策等。在微微网内，还可以采用有线或无线中断扩大信号的覆盖范围，改善网络拓扑结构，如图4所示。
2.4无线传感器网络实现的软件结构分析
无线智能传感器网络的最下层由IEEE802.15.4协议模块组成，包括物理层和数据链路层。
IEEE802.15.4模块之上为1451控制接口协议。通过该控制接口协议，可以方便地把802.15.4模块嵌入到各种数字设备中作为一个无线收发终端。1451控制接口协议可以完成本地设备的初始化、查找终端设备、建立链接、交换数据、增加或减少网络中无线终端设备的数目。该接口协议可以是USB、RS232或是I2C接口。主机通过控制接口操作IEEE802.15.4模块，通过一个事件(Event)确认命令成功与否。主机与网络中其他设备的数据交换也是通过IEEE1451控制接口进行的（其数据链路可以异步也可以同步）。
智能传感器接口模块STIM（SmartTransducerInterfaceModule）位于IEEE1451接口协议层之上，并可利用该接口协议层的数据包发送STIM的命令、事件和传感器数据。
把位于STIM主机上完成NCAP功能的PC主机软件功能定义为网络系统的应用层，主要是一些应用程序。应用层对其以下各协议层是透明的，只是向低一级的STIM层发送STIM定义的包。而1451接口协议层包则由RS232、RS485或者USB等物理通信口发送。
应用层（完成NCAP功能PC主机软件）和无线传感器终端模块（智能传感器接口模块STIM）都通过IEEE1451接口协议与最低层的IEEE802.15.4模块进行通信。
由上述分析，把整个软件系统分为三部分：
(1)运行在NCAP功能的PC机上的应用程序：包括面向用户的图形用户界面、面向STIM层的操作（主要是对智能传感器模块的控制和通信）以及与802.15.4模块上的1451控制接口固件（firmware）通信的NCAP接口协议。这部分可用面向对象的编程语言实现，把每个传感器节点作为一个节点类的实例对象，应用程序通过与实例对应的句柄访问控制各个传感器节点以及节点上的各个传感器。
(2)嵌入到智能传感器模块的MCU上的程序（针对不同的MCU用汇编或是C语言写成），主要完成原始信息的采集、处理、读取传感器的电子数据表单、与IEEE1451接口协议的通信、用利STIM层与上位机通信。
(3)无线终端模块上的IEEE1451控制接口协议，固化在无线传感器模块的存储器里。通过它实现智能传感器模块与上位机上的应用层软件的通信。
3无线传感器网络实现的问题及分析
能量效率：首先，无线传感器网络不同于传统的无线网络（如WLAN和蜂窝移动电话网络），除了少数节点需要移动以外，大部分节点都是静止的。因为它们通常运行在人无法接近的恶劣甚至危险的远程环境中，能源无法替代，设计有效的策略延长网络的生命周期成为无线传感器网络的核心问题。这些改进涉及物理层、数据链路层和网络层。物理层选择低功耗的调制方式和硬件设计。其次，在MAC层和网络层之间加入一个中间层，负责使传感器在不通信时尽可能进入睡眠模式或省电模式，可以大大降低了节点的能耗。
路由和网络控制：在无线传感器网络的研究初期，人们一度认为成熟的Internet技术加上Ad-hoc路由机制对传感器网络的设计是足够充分的，但深入的研究表明[2]：传感器网络有着与传统网络明显不同的技术要求。前者以数据为中心，后者为传输数据为目的。为了适应广泛的应用程序，传统网络的设计遵循着端到端的边缘论思想[3]，强调将一切与功能相关的处理都放在网络的端系统上，中间节点仅仅负责数据分组的转发。对于传感器网络，这未必是一种合理的选择。一些为自组织的Ad-hoc网络设计的协议和算法，未必适合传感器网络的特点和应用的要求。节点标识（如地址等）的作用在传感器网络中不十分重要，因为应用程序不怎么关心单节点上的信息；中间节点上与具体应用相关的数据处理、融合和缓存也显得很有必要。在密集性的传感器网络中，相邻点节间的距离非常短，低功耗的多跳通信模式节省功耗，同时增加了通信的隐蔽性，避免了长距离无线通信易受外噪声干扰的影响。这些独特的要求和制约因素为无线传感器网络的研究提出了新的技术问题。
时钟同步：无线传感器网络的时钟同步不同于传统的传感器网络。传感器与实际的物理环境联系密切，必须采用物理时钟同步，无法使用相对简单的逻辑时钟；无线传感器要求必须采用低能耗工作，时间同步的数据交换受到限制；无线传感器网络覆盖面积大且通常为Ad-hoc的结构，不利用采用传统的时间同步方法；无线媒介连接方式不可靠。例如，传感器网络与实际的物理环境。监控系统的多传感器信息融合时，上位机需要知道每个原始数据是何时采集的，采样的触发要求每个节点有统一的时钟。传感器网络中的通信协议和应用，例如基于TDMA的MAC协议和敏感时间的监测任务等。也要求点节间的时钟必须保持同步。设计高精度的时钟同步机制是传感网络设计和应用中的一个技术难点。802.15.4低速率工作组提供了一种协调件协议MDP(MediationDeviceProtocol)，采用一个伪定义的节点接收网络内所有通信请求，并为通信双方协调会合时间。这个协议不需要额外添加新的硬件，对节点电池寿命的影响也很小。但是，消息的请求对此方案的影响很大。广播时间信标的方法是一种简单实用的同步策略。其基本思想是：节点以自己的时钟记录事情，随后用第三方广播的基准时间加以校正，精度依赖于对这段间隔时间的测量。这种同步机制应用在确定来自不同节点的监测事件的先后关系时有足够的精度。可以考虑精简已有的NTP（NetworkTimeProtocol）协议的实现复杂度，将其植到传感器网络中。
