操控系统无线通信论文

轨道式集装箱龙门起重机（以下简称“轨道吊”）是集装箱码头堆场的主要装卸设备，其自动化程度、作业效率是制约码头发展的关键因素。作为自动化集装箱码头基础技术之一，轨道吊远程操控技术的发展一直备受关注，设备制造商和港口企业对轨道吊远程操控系统的研发从未停止。下面小编整理了一些《操控系统无线通信论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

操控系统无线通信论文 篇1：

计算机信号风险引起的采煤事故研究

【摘要】计算机技术应用于采煤生产是行业科技的创新模式，显著改善了国内采煤业的经济收益水平。过度依赖于计算机操控系统也会出现一些不良的问题，分析了计算机信号风险引起的采煤事故，针对潜在风险提出了切实可行的防御措施。

【关键词】计算机技术；信号风险；采煤事故；对策

随着信息科技在行业经营中的应用，计算机技术逐渐成为了采煤工程里不可缺少的技术支撑，用其作为现场采煤设备调控中心是行业科技的创新表现。计算机通信网络自身存在的缺陷往往会误导设备运行，煤炭企业必须合理地应用计算机控制系统，对采煤事故执行必要的检修处理方案。

一、计算机通信网传输的特点

世界经济呈现的快速发展趋势，能源危机已经成为制约各国产业经营的重要因素，及时开辟新的煤炭供应模式才能满足社会化生产的要求。计算机通信网络是服务于采煤区信息传输的虚拟平台，用其作为信号传输指挥中心可降低信息传输的难度。计算机通信网应用的功能特点包括：

1、信息化。当前，采煤工程涉及的范围更加广泛，企业面临的井内采掘任务更加繁重，如何科学地调控人员、设备等物资是急需解决的问题。计算机通信网辅助采煤区的作业调控，实现了生产模式的信息化改造。

2、集中化。因采煤区有多个矿井点共同构成，每一个井点之间需要用计算机网络实现连接，进而完成了一个区域生产的宏观调控。计算机具有分布式系统的管理特点，为采煤区集中控制给予了多方面的帮助[1]。分布式通信网络由1个中心站点由多个子站点共同构成，中心站点由采煤区指挥中心控制，子站点分布于各个矿井点。经过这一布局实现了信号风险的集中调控，每个井内的生产动态都可以及时地传输。

二、计算机信号传输风险引起的采煤事故

建立计算机采煤系统对矿物资源查找、生产、储备等均具有显著的引导功能，可帮助生产人员在有效范围内快速地筛选出采掘方案，提高了矿物资源的生产效率，加快了矿物资源的开采进度。但是，计算机网络本身存在着诸多方面的隐患，常给采煤作业造成了不利的影响。信号传输风险是计算机网络的主要隐患，不同风险发生于采煤控制而引起了不良的生产事故。

1、处理风险。信号传输前必须要经过数据处理，按照计算机通信网传输的要求进行语言转换，最后才能实现机械设备的自动化控制。因此，信号处理是整个操控流程的关键步骤，同时也是通信风险的多发点。从采煤区使用情况看，计算机信号处理风险集中表现在语言转换、程序编写、数据筛分等方面，若处理不当便有可能对采煤作业带来突发性的事故。

2、传输风险。当信号正式传输之后，在传输路径范围内也可能引起多方面的事故，误导了采煤区人员执行准确的生产指令。信号传输风险来源于外界的干扰，无线通信传输选用电磁波为传输媒介，电磁波易受到外界磁场或设备条件的干扰，遇到强地磁区域时信号会大幅度地减弱。计算机信号传输异常可间接性地引发井内采煤事故，破坏了原先拟定的生产采掘流程[2]。例如，地面调度中心无法感应到矿井内输出的信号，随即发出的生产调度指令具有盲目性。

3、接收风险。计算机通信网络属于是基于新型网络开辟的信息传输平台，凭借其传输广、速度快、易控制等特点而适用于煤炭开采行业。数据信号经过前期编写、中间传输等环节，最终被井内端口或地面端口所接收，以做进一步处理来执行相应的指令，接收风险对机械设备的破坏作用较强。信号接收风险多数是运算器处理不当所致，错误信号存储于数据库而影响了后期动作的执行。

三、计算机通信网安全传输的对策

新时期采煤生产系统融入了更多科技成果，这使其在现实应用中的功能更加优越。首先，可自动选定某个区域作为采掘对象，对勘测区内具体情况实施详细观察，收集被测区的信息资料；其次，深层次地分析地面以下的地质构造，测量岩石层固有的结构特点，为拟定采煤方案提供可靠的指导作用。针对计算机通信信号传输存在的风险问题，煤炭企业应当做好多方面的改进工作，保障数据信号传输的稳定性。

1、网络功能改造。计算机通信网络是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种新的通信方式，主要是满足数据传输的需要。企业需积极改造传统式的网络结构，采用更加智能化的通信传输系统，它将不同地理位置、具有独立功能的多台计算机终端及附属硬件设备（路由器、交换机）用通信链路连接起来，并配备相应的网络软件，以实现通信过程中资源共享而形成的通信系统[3]。采煤区通信网络改造既能够满足局部地区矿井生产的数据、文件传输需要，而且可以在一个特定范围进行信息交换、储存和处理，同时可以提供语音、数据和图像的综合性服务，是未来信息技术发展的必由之路。

2、完善通信设施。网络不仅是信息传输的基础设施，而且是信息处理和服务共享的基础设施，网络可以为人们提供强大的计算平台，煤炭企业要做好网络设施的完善工作，为信号传输提供安全可靠的环境。网络要成为计算平台，需要在网络原基础设施之上构造或装备一个支持一体化网络计算的软件平台。其作用是：管理网络上的各类软硬件资源，并实现网络资源的共享与集成，为信息系统等网络应用提供高效可信的开发、部署和运行环境[4]。正如在裸机上需要配备操作系统等基础软件才能有效开发应用软件一样，这种网络计算平台软件能有效支持快速构建网络应用，满足了采煤区采矿作业流程的执行。

结论

煤炭开采满足了国内市场能源供应的要求，也是对自然资源开发利用的主要工程。信息化采煤作业推动了采矿生产效率的提升，符合了计算机通信信号安全传输的高效性。计算机已经进入以网络为中心的计算时期，信息网络化、信息系统的综合集成自然离不开系统所处的网络计算环境，这就需要企业拟定抗信号风险方案，为采煤信号传输提供更加优越的环境。

参考文献：

[1]朱勇.计算机应用于信号传输风险的自动化控制[J].山西煤炭技术，2012，17（8）：12-15.

[2]付安荣.新时期煤炭工程开采方案的創新改造[J].中国科技信息，2010，12（4）：26-28.

[3]郭小燕.基于计算机控制平台的采煤机械系统分析[J].煤炭经济，2011，20（13）：76-77.

[4]孙凌.我国煤炭资源开发系统朝着信息化改造的必要性[J].财经周刊，2011，22（19）：23-26.

作者：谢蓓 刘锐

操控系统无线通信论文 篇2：

集装箱码头轨道吊智能远程操控系统优化设计

轨道式集装箱龙门起重机（以下简称“轨道吊”）是集装箱码头堆场的主要装卸设备，其自动化程度、作业效率是制约码头发展的关键因素。作为自动化集装箱码头基础技术之一，轨道吊远程操控技术的发展一直备受关注，设备制造商和港口企业对轨道吊远程操控系统的研发从未停止。近年来，随着自动化集装箱码头技术的发展，传统集装箱码头管理者为了进一步提高码头整体作业效率和优化业务流程，对轨道吊等设备实施智能远程操控改造;与此同时，物联网、传感器检测、无线通信、远程控制等技术的成熟为研发先进的轨道吊等设备远程操控系统提供技术支撑。本文在传统轨道吊远程操控技术的基础上，从定位系统、通信系统、安全防护系统、视频系统等方面优化设计轨道吊智能远程操控系统，以期提升轨道吊作业效率、安全性和自动化程度。

1 轨道吊智能远程操控系统构成

轨道吊智能远程操控系统主要包括远程操作系统、视频系统、通信系统、自动纠偏系统和定位系统等五大子系统，具体作业实现过程如下：首先，在传统轨道吊的基础上，通过安装视频监控设备、激光扫描仪、服务器和传感器等辅助装置，实现轨道吊自动化或半自动化运行;然后，通过人员在远程操作台的操作，完成軌道吊作业过程。为了满足集装箱码头自动化作业要求，轨道吊智能远程操控系统必须具备高精度自动定位、低延时实时视频图像传输、高效可靠通信等功能。为此，在传统轨道吊远程操控技术的基础上，从设备通信、定位、安全防护等方面优化轨道吊远程操控系统，通过采用光纤通信、格雷母线大车定位、智能视频避障以及吊具智能防摇等技术，进一步提升轨道吊远程操控系统的自动化和智能化水平。轨道吊智能远程操控系统结构如图1所示。

2 轨道吊智能远程操控系统优化设计

2.1 定位系统优化设计

定位系统是轨道吊智能远程操控系统的重要组成部分。定位系统功能包括大车定位和小车定位，其中，大车定位主要采用以下方式：一是全球定位系统（global positioning system，GPS）定位方式，该定位方式的定位偏差较大，且易受环境干扰，无法满足实时定位和高精度定位要求;二是磁钉定位方式，该定位方式要求码头安装定位磁钉，从而使得定位范围受限。本项目采用格雷母线定位系统实现大车定位。格雷母线位置检测元件包括地址编码发射器、地址编码接收器、格雷母线和天线箱，检测原理如图2所示。格雷母线位移传感器通过格雷母线与天线箱之间的电磁耦合通信，同时检测天线箱在格雷母线长度方向上的位置。

格雷母线位置检测分为地上检测和车上检测：在地上检测方式下，地址编码发射器和天线箱安装在移动站，地址编码接收器安装在固定站，通过天线箱发射地址信号，并在固定站完成地址检测;在车上检测方式下，地址编码发射器安装在固定站，天线箱和地址编码接收器安装在移动站，通过格雷母线芯线发射地址信号，并由移动站直接检测地址。一般情况下，根据轨道吊控制系统的需求来选择地上检测或车上检测方式。格雷母线定位系统的定位精度达到毫米级，且抗干扰能力强，可实时反馈定位信息。以轨道吊大车自动定位为例，GPS的定位误差为100 mm，而格雷母线定位系统的定位误差仅15 mm。

2.2 通信系统优化设计

轨道吊智能远程操控通信系统主要用于远程控制室与轨道吊之间的控制、视频、音频等信号传输，必须满足数据传输的高安全性、低延时、宽带宽等要求。传统轨道吊远程操控通信系统多采用漏波通信技术方案，虽然该方案具有安装方便、灵活性较高等优点，但存在传输带宽较窄的缺点。随着远程操控系统视频图像传输量的增加和传输实时性要求的提高，漏波通信方式已无法满足应用要求。鉴于此，有必要采用通信容量大、传输带宽较宽的通信技术方案替代漏波通信技术方案，以提升远程控制室与轨道吊之间视频、控制等信号的传输效率。

试验证明，光纤通信技术方案在信号传输的安全性和实时性方面具有明显优势，能够满足作业现场远程操控数据传输要求。鉴于此，轨道吊智能远程操控通信系统采用光纤通信技术方案。码头生产管理系统发布的作业指令通过起重机远程监控系统传输到可编程逻辑控制器（programmable logic con-troller，PLC）。远程操作台发出的指令通过PLC发送至轨道吊控制器，轨道吊控制器与单机PLC交互完成指令传输。如图3所示：激光传感器通过用户数据报协议（user datagram protocol，UDP）接口实现与PLC通信，旋转云台通过RS485接口实现与PLC通信，PLC通过DP接口实现与单机PLC通信。

2.3 安全防护系统优化设计

（1）大车防撞 本项目对安全防护系统的大车防撞装置和功能实施以下优化设计：第一，为了保障大车防撞监测的可靠性，采用双雷达监测方式，从而缩小监测盲区;第二，增加大车视频避障系统（见图4），即通过安装在轨道吊大车下横梁端部的双目摄像机，监测大车运行方向的人、车等障碍物，并与单机PLC联动，实现轨道吊自动减速和停车;第三，实现本地采集、分析、存储轨道吊运行方向的视频信号并通过光纤传输至中控室，结合轨道吊控制器传送的实时运动轨迹数据，建立立体相机模型，形成三维空间数据，实现障碍物监测报警以及减速和制动控制信号回传，从而提升大车防撞保护安全性。

（2）堆场防护 在集装箱堆场防护方面，以往多采用光栅监测防护方式，存在一定监测盲区，给码头作业埋下安全隐患。本项目采用堆场物理隔离方式，对远控作业堆场实施整体封闭防护，只留拖车通行道路，从而缩小监测盲区，提升轨道吊作业安全性。

2.4 视频系统优化设计

轨道吊远程操控离不开视频系统辅助。首先，高清全数字视频采集系统通过光纤传输方式将轨道吊司机作业所需的视频画面传送至中控室;然后，画面分割处理系统合理呈现实时视频画面，并通过可变焦摄像机智能跟踪起升吊具位置，使司机能清晰地观察吊具和集装箱运行情况。为了实现高清视频系统对轨道吊作业区域的全覆盖，在轨道吊作业现场布置15个摄像头（见图5）。轨道吊司机在视频系统的辅助下能够在中控室远程观察堆场作业情况，实现对集卡、堆场内集装箱和集卡交换区的监控作业。

3 结束语

轨道吊智能远程操控系统是码头装卸设备自动化发展的重要组成部分，其集通信技术、控制技术、图像采集与处理技术、传感检测技术等于一体，能够实现轨道吊自动化作业。轨道吊智能远程操控系统是在传统轨道吊远程操控系统的基础上，通过对定位系统、通信系统、安全防护系统和视频系统等子系统的优化设计而形成的，其应用有助于提升轨道吊作业安全性和作业效率，从而推动我国集装箱码头装卸设备自动化水平再上新台阶。

（编辑：曹莉琼 收稿日期：2020-10-20）

作者：冯涛 蔡春波 何水辉 沈利 杨玉梅

操控系统无线通信论文 篇3：

家用电器远程控制系统的设计

摘 要： 随着社会的进步和生活质量的提高，人们希望经过一套简单的设备，他们能够操作家用电器甚至当他们离开家，使他们能够享受高效率和高便利性。因此，本文设计了一个基于8051单片机的系统，利用电话互联网实行家用电器的远程操控。本系统以8051单片机和MT8870双音多频解码器为核心，辅以振铃检测电路、模拟脱扣电路、语音提示电路、家庭操控电路等实行其功能。用户能够使用任何移动电话或电话分机。根据设定的程序实行远程电路操控。系统的设计功能实用、多样化、安全、可操作性强。它可广泛应用于家庭或其他场所的智能操控，对实行智能家居生活具有重要的理论参考价值。

关键词： 8051单片机；远程电话操控；家用电器；设计

一、引言

远程智能操控的家庭系统，国内起步较国外较晚，但是发展比较快，但在成本、距离、实时操控等方面仍有很大的提升空间。因此，设计也得到了相应的改进。远程电话操控作为一种新型的远程操控方法，其设计具有无特殊布线、无射频资源、电磁污染防治等突出特点。同时，由于电话线已在全国联网，能够利用现有的电话网进行远程操控。而由于电话是一种全双工通信手段，操控器能够经过各种提示信息实时获知被控对象的信息，从而实行对被控对象的及时操控。本次设计的家电远程操控系统不仅能满足人们的需求，而且具有简单实用的方法和良好的发展前景。

二、远程控制系统的设计

（一）基础组成部分。

家电远程操控系统的基本组成部分包括主终端、回收终端、操控终端和驱动终端。主要操控终端是使用的手机用户，并能回收和传送短消息，传送操控消息经过传送短消息，然后回收短消息电器回复用户了解家用电器的工作状态。回收端是GSM互联网短消息模块，经过无线互联网传输信息。操控终端是一个单片机在家用电器操控模块，并回收命令执行识别用户的身份信息和命令信息，并操控电器的开启和关闭，也能够存储操作数据，并发出AT命令GSM电器的当前状态给反馈。驱动端是单片机外围设备的驱动电路和继电器操控电路，用于操控家电的运行。

（二）控制系统的硬件设计 。

家用电器远程操控系统的硬件设计主要基于51单片机和GSM互联网模块。51单片机与GSM互联网模块之间的通信采用串行通信。GSM互联网模块回收上位机传输的数据信号，并将数据信息输入。单片机经过电路将AT命令传送到GSM互联网模块。单片机操控模块输出的操控电平信号能够经过继电器、红外、无线等操控手段实行对家电的操控。

（三）远程控制系统的软件设计 。

的通用软件设计过程的家用电器远程操控系统启动，初始化串口，保留用户手机号码保存，GSM模块设置为传送和回收短信PDU模式下，显示的设置是直接接到短信后，和手机号码是在收到短消息中提取代码，和手机号码是保留。如果手机号码一致，则提取并确认操控命令的信息内容。传送短消息以提示用户操控代码。在内容为其他有效代码后，操控相应的继电器开关电源，并将电气运行状态反馈给用户。为了便于提取和识别有效代码，操控命令回收到的信息代码应采用固定格式设计。单片机经过GSM互联网模块传送的AT命令采用中文短信，短信模式设置为PDU格式。

三、家用电器远程控制系统的功能需求

（一）能够识别用户身份信息 。

在用户远程操作设备的远程操作中，安全性是非常重要和不可或缺的。因此，在控制系统中选择了电话号码识别和密码验证双重保险，提高了安全性能和安全系数。用户可以提前预约电话号码，通过单片机直接识别，简单方便。同时，将数据交换机设置的8位并行二进制密码转换为串行代码，并行放置在寄存器中，在程序中设置不正确的密码输入次数不超过3次，极大地提高了隐私性能。

（二）能够控制命令的回收与传送 。

家用电器远程操控系统中操控命令的回收和传输是该技术的核心内容，有线通信和无线通信都能够实行命令信息的传输和回收。有线通信受有线和室内信号覆盖的限制，而无线通信，尤其是GSM互联网模块，信号覆盖范围广，手机应用广泛，普及率高，使用携带方便，能够随时使用无线互联网信号。家用电器的远程操控能够在任何地方实行。

（三）能够识别远程控制终端 。

用户传送一个命令家电经过短消息以短消息的形式，和相应的打开和关闭设备用一个简单的数字，而只需要一个按钮将数字号码传送到GSM互联网模块，以便相应的设备能够实行远程操控。需要终端的家电能够回收和识别信息，提高操作的准确性。

（四）需要实行良好的人机对话界面 。

由于家用电器很多，当需要同时操控和操作时，就需要建立一个好的人机对话界面。系统在传送相关电器的命令后，能够及时回收到系统的反馈信息，了解电器的当前状态，系统需要提供操控命令。短信及时提示提示功能，避免操作错误。

四、结语

本设计最大的创新是利用现有的电话互联网远程操控远程家电，大大降低了操控的滞后。同时，由于现有电话通信互联网的巨大规模，运营商能够比其他运营商操控的距离更多。类似的操控系统已大大增加；同时，系统还增加了语音提示功能。根据这些提示，操作员能够更清楚地知道如何操作和如何操作；設置操作密码验证功能，防止他人误操作，使系统更安全；另外，设计系统与手机两端平行连接，不会影响家庭电话的正常使用。因此，经过对电话远程操控的研究，这项技术能够应用到普通人的日常生活中，使人们的生活更加方便。综上所述，家电远程操控系统从硬件到软件的设计技术非常成熟。应用单片机和GSM互联网技术能够实行家电远程操控系统。有了移动电话和无线互联网，它能够随时随地进行操控。最终家电提高了家电的智能化和自动化水平，为人们的家庭生活提供了更多的便利和舒适。

参考文献

[1] 谢孝良.用AT89C2051实行电话远程控制家用电器[J].单片机及嵌入式系统应用，2003，6.

[2] 张金，电子设计与制作100例[M].北京：北京电子工业出版社，2009.

[3] 张震.新兴家庭互联网技术的发展与分析[J].中国新通信，2008（5）：67-71.

作者：杜浩林