安全监测系统的集成与研究
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摘要
本文立足于安全监测系统的集成，主要分理论支持和实践应用两个方面对课题加以研究。在理论支持方面，论文从硬件系统集成、网络技术和网络安全、软件系统集成三个部分对整个大系统的集成提供子系统的集成：在硬件系统集成部分，具体介绍了测量控制单元MCU，然后引出智能仪器，通过对智能仪器概念和结构特点的叙述，深入研究了智能仪器的各项关键技术；在网络技术和网络安全部分，首先引入现场总线的定义和特点，在探讨了现场总线的现状、发展前景及发展所遇到的问题后，重点论述了以OSI参考模型为核心的网络通信协议和实际中应用最广泛的工业以太网，最后讨论了网络安全问题；在软件系统集成部分，首先从软件集成的标准问题出发，在探讨了软件集成的框架设计思想和开发平台及开发工具的选择之后，重点研究了组态软件在安全监测系统中的应用。在实践应用方面，详细介绍了笔者亲自参与实施的工程——太浦闸大坝安全监测系统，包括系统简介，扬压力、裂缝、水平位移和垂直位移的定义，各种测量方法的比较，仪器的选型以及仪器的结构，系统的网络拓扑结构，各测点的布置以及仪器的标定测试，系统软件和应用软件，智能仪器与上位机的通信，实际系统的主要界面。为了论文的完整性，介绍了大坝安全监测专家系统。通过以上内容对前述章节提供的理论支持加以佐证。最后，论文进行了总结并对系统的前景给出了展望。
The thesis bases itself upon the integration of the secure supervising and measuring system and it is divided mainly into two parts to study the problem: the theory sustentation and the practice application. In the theory sustentation, the thesis offers the integration of the subsystems to the integration of the big whole system from three parts: the integration of hardware system, the network technology and the network security, the integration of software system. In the integration of hardware system, the measure control unit is concretely introduced and the intelligent instruments is educed, and then diversified pivotal technology of the instruments are studied deeply through the depiction of the conception and structural character of the intelligent instruments. In the network technology and the network security, the definition and character of the fieldbus is educed firstly, after the actuality and the developing foreground and the faced problems during the developing course are discussed, the network communication protocols cored by the Open System Interconnect Reference Model and the industry ethemet which is most widely applied in practice are dissertated emphatically, the problem of the network security is discussed lastly. In the integration of software, departed from the standard problem of the software integration firstly, after the discussion of the frame design ideology of the software integration and the selection of the developing flat roof and the developing tools, the application of the configuration software in the secure supervising and measuring system is dissertated emphatically. In the practice application, the project ?the large dam secure supervising and measuring system of Taipu Brake, which the penman participated himself, is introduced in detail, which includes the system synopsis, the definition of the pressure, the crack, the horizontal displacement and the vertical displacement, the compare of diversified measuring methods, the choice of the instruments and the configuration of the instruments, the system network topology configuration, the collocation of various metrical dots and instruments' demarcating and testing, the system software and the application software, the communications between the intelligent instruments and the primary interfaces of actual system. For the sake of the thesis integrality, the large dam secure supervising and measuring expert system is introduced. Through the above content the evidence is offered to the theory which sustains the forward chapters. Lastly the summarization is provided and the foreground of the system is expected.
The thesis bases itself upon the integration of the secure supervising and measuring system and it is divided mainly into two parts to study the problem: the theory sustentation and the practice application. In the theory sustentation, the thesis offers the integration of the subsystems to the integration of the big whole system from three parts: the integration of hardware system, the network technology and the network security, the integration of software system. In the integration of hardware system, the measure control unit is concretely introduced and the intelligent instruments is educed, and then diversified pivotal technology of the instruments are studied deeply through the depiction of the conception and structural character of the intelligent instruments. In the network technology and the network security, the definition and character of the fieldbus is educed firstly, after the actuality and the developing foreground and the faced problems during the developing course are discussed, the network communication protocols cored by the Open System Interconnect Reference Model and the industry ethemet which is most widely applied in practice are dissertated emphatically, the problem of the network security is discussed lastly. In the integration of software, departed from the standard problem of the software integration firstly, after the discussion of the frame design ideology of the software integration and the selection of the developing flat roof and the developing tools, the application of the configuration software in the secure supervising and measuring system is dissertated emphatically. In the practice application, the project ?the large dam secure supervising and measuring system of Taipu Brake, which the penman participated himself, is introduced in detail, which includes the system synopsis, the definition of the pressure, the crack, the horizontal displacement and the vertical displacement, the compare of diversified measuring methods, the choice of the instruments and the configuration of the instruments, the system network topology configuration, the collocation of various metrical dots and instruments' demarcating and testing, the system software and the application software, the communications between the intelligent instruments and the primary interfaces of actual system. For the sake of the thesis integrality, the large dam secure supervising and measuring expert system is introduced. Through the above content the evidence is offered to the theory which sustains the forward chapters. Lastly the summarization is provided and the foreground of the system is expected.
引文
[1] 赵志仁．大坝安全监测的原理与应用．天津：天津科学技术出版社，1992
[2] 吴中如．三峡水工建筑物安全监测与反馈设计．北京：中国水利水电出版社，1999
[3] 汝乃华，牛运光．大坝事故与安全．土石坝．北京：中国水利水电出版社，2001
[4] 周德泽，袁南儿，应英．计算机智能监测控制系统的设计及应用．北京：清华大学出版社，2001
[5] 鲍雅萍，候君．智能仪器设计方法的探讨．河南科学，2000，18 (1)
[6] 苟新兵，刘利明．智能仪器的应用与发展研究．计算技术与自动化，2001，20 (4)
[7] 刘曙光，王斌．智能仪器仪表的进展与展望．自动化与仪表，2001，16 (4)
[8] DG 型分布式大坝安全自动监测系统及监测仪器．江苏：水利部南京水利水文自动化研究所大坝监测分所，1999
[9] 邓先明，钱毅．智能仪器中大容量数据记录的研究．仪表技术与传感器，2002，1
[10] 庄严，段慧达．误差分配与合成原理在智能仪器设计中的应用．计量技术，2002，6
[11] 马云鹂，陆宝春，张世琪．智能仪器中的误差处理．自动化与仪器仪表，2000，6
[12] 高辉，刘建新．智能仪器的抗干扰技术．工业仪表与自动化装置，2000，4
[13] 时成玉．智能仪器开发中的干扰抑制问题．辽宁师专学报，2001，9
[14] 王润英，方卫华．大坝安全监测自动化系统的干扰与抗干扰，2000，12
[15] 张尧学，王晓春，赵艳标．计算机网络与Internet教程．北京：清华大学出版社，2000
[16] Tim Parker, Mark Sportack. TCP/IP 技术大全．北京：机械工业出版社，2001
[17] 魏庆福．现场总线技术的发展与工业以太网综述．工业控制计算机，2002，15 (1)
[18] 熊育悦，赵哲身．工业以太网在控制系统中的应用前景．仪表技术，2002，3
[19] 陈平，张安年．工业以太网在现场总线控制系统中的应用．洛阳工学院学报，2000，3
[20] 陈积明，王智，孙优贤．工业以太网的研究现状及展望．化工自动化及仪表，2001，28 (6)
[21] 郭继坤，文东戈，冯福生．关于网络加密方式的研究．煤矿机械，2002，7
[22] 孟春岩，陶煌．基于网络安全的加密技术．电力学报，2000，15 (3)
[23] 黄志清．网络安全中的数据加密技术研究．微型电脑应用，2000，16 (5)
[24] 曹家琏，尚遵义．网络传输中数据安全及加密技术研究．大连铁道学院学报，2002，3
[25] 吕海莲，鲁书喜．网络数据安全加密技术．平顶山师专学报，2000，11
[26] 贺季秋．网络通信的安全加密技术．电脑与信息技术，2000，4
[27] Andrew S. Tanenbaum．计算机网络．北京：清华大学出版社，2000
[28] William Stallings．数据与计算机通信．北京：电子工业出版社，2001
[29] 胡长军，葛敬国，庞景芹．一个领域软件集成框架的研究与实现．计算机工程与应用，2000，9
[30] 美国Intellution公司北京办事处．新一代工业自动化软件—FIX Dynamics．测控技术，1999，18 (4)
[31] 徐群，吕国芳．太浦闸应急监控系统投标文件．江苏：江苏河海新技术开发公司，2001
[32] 赵志仁，叶泽荣．混凝土外部观测技术．北京：水利电力出版社，1988
[33] 赵志仁，叶泽荣，王文兴．混凝土坝外部观测技术上册．湖北：武汉水利电力学院，1983
[34] 赵志仁，叶泽荣．混凝土坝外部观测技术下册．湖北：武汉水利电力学院，1983
[35] 吴中如．水工建筑物安全监控理论及其应用．江苏：河海大学出版社，1990
[36] 吴中如，顾冲时．大坝安全综合评价专家系统．北京：北京科学技术出版社，1997
[37] 赵志仁．试论大坝安全监测设计的原则与要求．大坝观测与土工测试，2000，2
[38] 温志萍．开放式大坝安全监控系统．江苏：河海大学硕士学位论文，2000
[39] 高恩深，花新峰．FIX组态软件环境下远距离数据通信的实现．工业控制计算机，2000，1
[40] 赵卫东．FIX在上位机中的应用．微计算机信息，2000，16 (6)
[41] 刘海东，邹斌，须文波，薄亚明．FIX组态软件与国产仪表的远距离通信及其实现．自动化仪表，2002，23 (2)
[42] 雷兆明，陈曦，梁淑芬．基于DDE的FIX与VB数据通讯的实现．天津理工学院学报，2002，18(2)
[43] 赵春．大坝安全管理网络专家系统的原理及应用．江苏：河海大学硕士学位论文，1999
[44] 赵志仁．三门峡大坝的观测与分析．天津：天津科学技术出版社，1993
[45] 张进平，黎得兵，赵春．大坝安全监测数据处理发及应系统的开用．北京：中国水利水电科学研究院，2001
[46] 岳建平．大坝安全监测专家系统研究．测绘通报，2000，6
[47] 吴中如，顾冲时，胡群革，李季．综论大坝安全综合评价专家系统，水电能源科学，2000，6
[48] 方卫华．试论大坝安全监测自动化的发展方向．四川水力发电，2000，19 (4)
[49] W．珀储．大坝安全监测的发展趋势．水利水电快报，2001，12
[50] 吕刚．大坝安全监测技术及自动化监测仪器系统的发展．大坝观测与土工测试，2001，3
[51] 方卫华．大坝安全监测自动化系统设计若干问题的探讨．大坝与安全，2002，1
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