時間：2022-11-09 03:05:46
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關鍵詞GPRS；熱網監控系統；通訊終端；調度中心
1引言
我國北方地區冬季供暖普遍采用集中供熱方式。通常一個城市有幾個區域供熱網，一個區域供熱網包含有幾十個到上百個換熱站。為了使熱網盡可能地在最佳工況下穩定運行，熱網監控系統需要將各換熱站的運行數據傳送給調度中心，以便調度人員隨時了解各換熱站的工作狀況和有關信息，實現全網的熱能統一調配。
熱網的特點是點多面廣，距離較遠，現場情況千差萬別。因此，我國多數城市的熱網監控系統都沒有專門鋪設通信線路，而是采用數傳電臺或電話線撥號上網【1-3】。采用數傳電臺作通信設備，需要向無線電管委會申請專用頻點，易受風雨雷電的影響，需要人工巡查維護，并且由于體積大和發射功率大，易對儀表運行造成干擾。利用電話線撥號上網方式，雖然安裝費用低，但運行期間電話費很高，速度不穩定，也無法很好的滿足系統需要。
針對上述兩種通信方式存在的不足，本文采用GPRS無線通信方式予以解決。GPRS是在現有GSM系統上發展的一種新的承載業務，目的是為GSM用戶提供分組形式的數據業務【4】。現有的基站子系統(BSS)可以提供全面的GPRS覆蓋。GPRS網絡具有如下特點【5】：永遠在線、按流量計費、高速傳輸、組網簡單靈活、維護便捷、使用安全。因此，使用GPRS構建熱網監控系統，可以充分彌補現有通信方式的不足。
2系統結構與總體方案設計
熱網監控系統由換熱站現場測控設備、GPRS通訊終端和調度中心組成。系統的拓撲結構如圖1所示。
圖1熱網監控系統總體結構圖
監控系統的工作過程一般分為以下幾個步驟：
(1)現場測控設備實時采集熱網運行數據，對數據進行處理、分析，根據分析結果對換熱站設備的運行狀態進行調節；
(2)響應GPRS通訊終端的數據發送請求，將采集處理后的數據上傳給通訊終端。通訊終端將數據打成IP包，通過GPRS網絡，經Internet發送至調度中心；
(3)調度中心軟件將IP包解包，還原數據，并根據熱網總體運行情況實現遠程監控。
本文主要設計通訊終端和調度中心兩部分。設計的主要內容包括終端硬件電路設計、TCP/IP協議處理、終端與調度中心的互聯、調度中心的網絡接入與功能實現等。
3GPRS通訊終端設計
3.1硬件電路設計
通訊終端的硬件結構如圖2所示，其中最主要的是微處理器和GPRS模塊。本設計采用PhilipsLPC2106作為微處理器，它是一個支持實時仿真和跟蹤的ARM7TDMI-SCPU。考慮到其內部已帶有一個64KB的SRAM和一個128KB的高速Flash，因此無需外擴存儲器。
GPRS模塊選用SiemensMC39i，可工作于EGSM900和GSM1800兩種模式，支持語音、短消息、數據業務和傳真等。模塊內集成天線、RF和基帶處理器等，支持標準RS-232接口，外接SIM卡。它支持AT指令集，與微處理器的接口比較簡單。
圖2通訊終端硬件結構圖
本系統擴展了RS232和RS485通訊接口，采用LPC2106的UART0口來實現。RS232接口用于終端與PC機進行通訊，主要用于系統調試；RS485接口用于終端與用戶設備之間的數據通訊。整個系統的輸入電壓為高質量的5V直流穩壓電源，共需要4種電壓。CPU內核電壓為1.8V，I/O口電壓為3.3V；MC39i電壓范圍是3.3～4.8V，取4.3V供電；其余部分5V供電。
3.2終端軟件設計
終端軟件設計采用在嵌入式實時操作系統下編程的方法，軟件結構主要包括以下幾個功能模塊：終端初始化模塊、GPRS通信初始化模塊、TCP/IP協議處理模塊和應用程序模塊等。
為了節省費用，通信終端采用了動態IP地址分配方式，即終端每次上電后GPRS網絡為其分配動態IP地址和端口號，終端將此動態IP地址和端口號發給調度中心，以便于調度中心訪問。終端需要定時向調度中心注冊，以維持先前動態分配的IP地址和端口號。
終端上電或復位后，首先等待參數配置命令，如果收到配置命令，則進入配置狀態；否則，讀取片內用戶Flash中保存的配置信息。接著通過串口向GPRS無線模塊發送相應的AT指令，GPRS終端開始進行撥號和PPP協商過程。當PPP協商成功，無線模塊登錄網絡成功后，系統通過加載PPP/TCP/UDP/IP等協議，同中心建立起Socket連接，數據的雙向傳輸通道建立，系統進入發送接收用戶數據、監測上報故障和定時向中心注冊的循環狀態。
4調度中心設計
調度中心的主要功能是：接收各換熱站通訊終端發來的數據，并對數據進行分析處理；保存各終端的動態IP地址，監視各終端的狀態；維護熱網數據庫，提供用戶數據查詢、打印報表；實現調度與遠程控制等。
這些主要功能由軟件實現，使用了VB6.0進行開發。軟件設計主要包括6個相對獨立的功能模塊：實時監測模塊、數據分析模塊、數據庫管理模塊、遠程控制模塊、參數設置模塊、換熱站自動上傳報警信號處理模塊，如圖4所示。
調度中心有以下幾種組網方式：光纖專線方式；ADSL方式，中心需要申請一個固定的IP地址，或使用動態IP地址+域名；GPRSMODEM方式，使用SIM卡綁定固定IP地址的方式。本系統采用ADSL+固定IP地址的接入方式。在對GPRS通訊終端進行配置時，寫入這個固定的IP地址，這樣終端一開機就能自動與調度中心進行通信。調度中心數據收發的流程如圖5所示。
圖4調度中心軟件功能
圖5調度中心數據收發流程圖
5結束語
城市集中供熱行業中，利用計算機技術監控熱網的運行可實現能源的充分利用，減小環境污染。同數傳電臺相比，利用GPRS網絡傳輸數據可靠性高，在建設成本和維護成本上都有很大的優勢，對于供熱企業提高工作效率和生產管理水平、保證供熱質量和熱網的安全穩定運行具有重大的現實意義和廣泛的應用價值。隨著GPRS網絡的完善和費用的進一步降低，基于GPRS網絡的熱網遠程監控系統將得到更廣泛的應用。
參考文獻
[1]丁艷華.熱網遠程監控系統的設計與實現[J].城市公共事業，2005，19卷2期：34～37
[2]林艷，楊建華等.集中供熱監控系統的設計[J].控制工程，2003，10卷6刊：539～541
[3]董志國.集中供熱管網的監控系統[J].煤氣與熱力，2005，25卷10期：19～21
1.1RS-485總線RS-485是串行數據接口標準，1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發送器連接到同一條總線上，同時增加了發送器的驅動能力和沖突保護特性，擴展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標準。楊衛中等（2006）[1]開發了基于現場總線的分布式溫室自動控制系統，系統硬件由上位機、智能控制器和智能節點3層組成，采用RS-485總線作為層間通信網絡。曹洪太等（2006）[2]提出了一種針對溫室環境監測的基于WEB的數據采集和信息系統設計方案，從軟、硬件的角度介紹了系統的實現方法。硬件系統通過RS-485總線與數字傳感器連接，并與具有聯網功能的監控計算機構成溫室現場監控系統。韓慧（2012）[3]設計了一套能實時控制溫室內溫度、濕度以及CO2濃度等多參數的溫室環境監測系統，由一臺PC機與多個下位機組成主從式分布結構，采用RS-485總線通信網絡進行數據傳輸，可實時采集各環境參數值進而進行遠程控制。楊靖等（2013）[4]設計了一種基于RS-485總線和短距離無線通信方式相結合的溫室環境監控系統；在每個溫室內，由無線傳感器網絡構成一個測量單元（網關節點），各測量單位通過485總線與計算機連接。RS-485接口具有良好的抗干擾性，按其接口組成的半雙工網絡一般只需二根連線，長的傳輸距離和多站能力等優點使其成為首選的串行接口，但是RS-485總線的主從和半雙工的工作方式難以實現各節點之間的數據交換，且存在效率低、實時性差等問題。
1.2CAN總線CAN總線（ControllerAreaNetwork）即控制器局域網，是國際上應用最廣泛的現場總線之一，是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡。胡真明等（2007）[5]設計了基于CAN總線的溫室環境單片機測控系統，系統主要由上位機、CAN現場總線、智能測控節點組成，考慮到一般是幾棟溫室連成一片以及在大型溫室里通常都有若干個測控點，基于CAN總線的優越特性、可以將若干個溫室的測控點和具有CAN接口的PC機監控站通過CAN總線連在一起。張穎超等（2009）[6]利用CAN總線的特點和性能優勢，提出基于CAN總線的溫室監測系統的實施方案，采用主從方式，通過CAN總線將每一個獨立的監測節點連接起來，實時采集數據傳送到上位PC機進行處理；同時自定義了CAN總線通信協議，并給出數據通信流程。為了提高溫室控制系統的效率、性能和智能化水平，李曉靜等（2010）[7]基于CAN總線，設計了一種結構簡單、實用性、可靠性相對較好的溫室群控系統設計方案。張麗紅等（2011）[8]基于CAN總線設計了溫室節水灌溉控制系統，系統能夠實現連棟溫室內多小區的灌溉自動控制，可集中管理，也可獨立控制。相對于RS-485總線，基于CAN總線的分布式控制系統具有以下優勢：①工作于多主方式，無主從之分，數據通信實時性強；②節點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，總線上其他節點的操作不受影響；③通信直接傳輸距離可達10km/5kbps，掛接設備數達110個；④報文為短幀格式，并具有硬件CRC校驗，傳輸時間短，出錯率極低。
2無線通信方式
與有線方式相比，無線通信網絡是一種以數據為中心的自組織無線網絡，具有可快速臨時組網、拓撲結構可動態變化、抗毀性強、無需架設網絡基礎設施等優點。常用的無線通信方式有ZigBee、藍牙、WIFI以及GSM/GPRS技術等。
2.1ZigBee技術ZigBee這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。ZigBee是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的無線網絡技術，工作在2.4GHz的ISM頻段上，符合802.15.4標準，主要用于近距離無線連接。運用這種技術將溫室監測系統中的各種電子設備組成一個無線傳感器網絡，從而方便快捷地對溫室環境參數自動監測，這將是溫室環境控制的又一突破，具有重大意義。Zhou等（2007）[9]基于ZigBee技術，設計了一個溫室監控系統，溫室內傳感器使用星形拓撲結構，而溫室與管理系統之間使用網絡拓撲結構。針對溫室布線復雜、擴展性差、維護困難等缺點，江儒秀等（2008）[10]提出基于ZigBee無線通信技術的溫室環境群控的解決方案，采用JN5121-DKl03模塊設計了基于ZigBee樹型網絡拓撲結構的分布式溫室群控系統，并介紹了整個系統的設計方法。Hwang等（2010）[11]利用無線傳感器網絡組建立了三層溫室紅辣椒管理系統，傳感器、監控相機等數據采集為物理層，傳感器管理、數據庫服務等為中間層，WEB應用、PDA應用等為應用層。傳感器包含環境傳感器和生長傳感器，環境傳感器用于采集植物生長的環境信息，如照度、溫度、濕度、風向、風速、CO2濃度、營養液EC、pH等；生長傳感器用于測量葉溫、莖稈直徑、植株高度、體積等的變化。Park等（2011）[12]開發了基于ZigBee的溫室測控系統，采集的環境參數包括作物葉片溫濕度、環境溫濕度和露點測控系統，所有測量數據存儲于數據庫服務器，并為遠程用戶提供查詢服務。Fukatsu等（2011）[13]采用智能體（Agent）技術實現無線網絡節點與Internet的連接，并開發了基于WEB的農田信息監控管理系統。陳勇等（2012）[14]提出了一種基于物聯網的農業灌溉監控系統，采用ZigBee無線通信技術實現對地表下植物根部深度土壤含水率進行立體監測。應用ZigBee技術，可以通過無線傳輸方式實現每個節點溫室環境控制器與管控計算機的組網和靈活的網絡數據傳輸，提高了溫室群控系統的可靠性和靈活性，并大幅度降低了成本。
2.2藍牙通信技術藍牙（Bluetooth）技術是一種無線數據與語音通信的開放性全球規范，其實質內容是為固定設備或移動設備之間的通信環境建立通用的近距無線接口，使各種設備在無線連接的情況下，能在近距離范圍內實現相互通信或操作。其傳輸頻段為全球公眾通用的2.4GHzISM頻段，而且不容易受到外界干擾源的影響。杜輝等（2005）[15]將藍牙無線通信技術和現場總線技術相結合用于溫室群控，環境傳感器與溫室現場控制器之間通信采用藍牙技術，而溫室現場控制器與中央監控計算機的通信使用CAN總線的方式，以提高系統的可靠性、抗干擾性以及靈活性；并以藍牙芯片EricssonROK101007和CAN總線為例，闡述了基于藍牙技術的分布式溫室氣候監控系統的硬件與軟件設計方法。Kim等（2008）[16]利用無線傳感器技術設計了一個定點精準線性移動灌溉系統，該系統采用藍牙技術實現無線傳感器網絡與基站的通信,并利用GPS技術定位灌溉點。黃曉鵬等（2008）[17]設計一種基于DSP和藍牙無線傳輸技術的分布式沼氣加熱溫室控制系統，環境傳感器與現場控制器的通信采用了藍牙技術，采用的DSP處理芯片具有CAN總線功能，克服了溫室內部管道和線纜布置復雜以及線纜容易老化、損壞的缺點。賈海政等（2009）[18]基于藍牙技術設計了一套溫室溫度自動檢控系統，測溫點與執行機構(加熱器、通風窗)實現無線連接，系統根據作物不同時期對溫度的需求，將溫度控制在適合作物生長的最適宜溫度區，使作物快速、高效生長，提高經濟效益。
2.3無線WIFI技術/無線局域網WLANWIFI（WirelessFidelity）網絡,符合IEEE/802.11b協議，是由AP（AccessPoint）和無線網卡組成的無線網絡，組網方式較為簡單，主要優點是無線接入、高速傳輸以及傳輸距離遠。為管理一組溫室，Serodio等（2001）[19]開發了一個分布式數據采集和控制系統，并將多種技術用于數據通信。在每個溫室內，底層傳感器與控制器的連接采用頻率為433.92MHz的無線局域網（wirelesslocalareanetwork,WLAN）。Mizunuma等（2003）[20]開發了一個可以在大田和溫室使用的基于WLAN技術的作物生長監測系統，并實現了遠程控制，他們認為遠程控制策略可以極大提高產量和降低勞動量。馬增煒等（2011）[21]設計了一套以集成了WIFI功能和ARM內核的智能溫室環境控制系統，實現了通過無線網絡對智能溫室內溫濕度、光照和CO2濃度的采集、匯總、顯示和記錄。Otoniel等（2012）[22]提出了一種自動監測系統,基于一個低成本WIFI技術的圖像傳感器，周期性的捕捉和發送農田作物的病蟲害信息到遠程控制站。溫室監控系統充分利用現有普及的WIFI網絡資源，有效地提高了無線網絡的通信距離和覆蓋面積，具有成本低、普及性好、兼容性強、傳輸帶寬、傳輸速度快、標準化等優點。
2.4GPRS/GSM通信技術GPRS（GeneralPacketRadioService,通用分組無線服務）是一種分組數據承載業務，具有實時在線、按量計費、快捷登錄、高速傳輸、無距離限制等優點，廣泛應用在手持式儀器設備、農業物聯網等領域。Mancuso等（2006）[23]在一個番茄溫室中設計了一個監控系統，采用無線傳感器網絡對空氣溫度、相對濕度、土壤溫度等進行測量；并開發了一個基于WEB技術的植物監控應用。當測量快速變化時，報警信息就會通過短消息服務（SMS）或GPRS方式發送到溫室管理者手機中。孫忠富等（2006）[24]針對農業對象具有的多樣性、多變性、以及偏僻分散等特點，提出了一種基于GPRS和WEB技術的遠程數據采集和信息系統方案，將485總線與數字傳感器連接，并與監控計算機構成溫室現場監控系統，利用GPRS無線通信技術建立現場監控系統與互聯網的連接，將實時采集信息發送到WEB數據服務器。李莉等（2009）[25]設計一種結合嵌入式技術、無線傳感器網絡技術的溫室環境信息采集與監測的系統，系統控制終端基于ARM9和嵌入式Linux操作系統進行設計，用于溫室環境數據的接收、實時顯示和存儲，通過GPRS方式實現與遠程管理中心的通信。張西良等（2010）[26]構建了三層次無線傳感器網絡系統，將短距離無線傳感器網絡通信技術與遠程GSM網絡技術相結合,以實現無線傳感器節點和遠程管理計算機之間信息高效無線傳輸。Antonio等（2011）[27]提出了一個基于無線傳感器網絡技術的農田信息的數據采集系統，該檢測系統由GPRS網絡與集成檢測電路構成，通過傳感器和GPRS通信模塊實現數據采集和傳輸，滿足了作物信息實時獲取的要求。GPRS通信方式適合遠距離并且不具備有線網絡的情況下的數據傳輸，采用包交換的優點是在有數據需要傳送時才會占用頻寬，而且可以以傳輸的數據量計價，這對用戶來說是比較合理的計費方式。
3常用通信技術比較
上述6種作為溫室監控系統常用的通信方式各有特點，在不同的應用場景下可以發揮各自優勢，揚長避短，也可以將這6種通信方式進行組合，達到高效、遠程傳輸的目的。常見的是適合近距離的通信方式和遠距離傳輸的GSM/GPRS結合，劉士敏等（2013）[28]設計了針對溫室大棚中溫濕度、CO2濃度、光照強度和土壤溫度等參數的無線實時監控系統，采用WIFI技術的無線傳感器網絡對環境參數進行采集，當超過預先設定的閾值時，可以通過蜂鳴器報警和GSM短信息報警。李穎慧等（2013）[29]設計了基于ZigBee的營養液電導率實時測量自組織網絡，同時系統集成了GPRS模塊，實現了營養液電導率與溫度信息的遠程傳輸與監控等功能。有線通信具有高可靠性、速度快、穩定等優點，但布線繁瑣、成本較高。無線通信方式具有設備移動性好、不需或只需少量布線的優點，但存在易受環境影響和延遲較大的不足。從發展角度而言，WIFI網絡因具有帶寬較寬、傳輸速度快、兼容能力強、抗干擾能力強等優點[30]，將會成為設施農業溫室監控系統重要的信息傳輸方式，也將是溫室信息傳輸技術的重要研究方向。
4結語
關鍵詞：監控網絡技術創新趨勢
一、概述
隨著中國的改革開放，在這十幾年中，全國大中型城市的高層建筑、公共場所、地下建筑、現代化廠區等得到了高速發展。這些建筑根據消防規范都安裝了獨立的火災報警系統。這些系統在防火救災中起到了關鍵的作用，為保護人民的生命和財產作出了貢獻。但在實際操作中，由于火警信息需經過保安值班人員的處理，人為的因素起到了關鍵的作用。如近期上海地區閔行一倉庫，由于個人的處理不當，延誤了救火時間，釀成了大火，造成了重大經濟損失。同時由于消防設施的日常維護和保養的要求較高，需常備不懈。平時的消防檢查與監督由防火監督部門逐個建筑進行查訪，效率較低，而且需大量的人力和時間，故難免有疏漏處。在城市規模不斷發展的今天，世界上很多國家的大城市都對火災自動報警設施采取網絡聯網管理，通過多媒體管理微機，利用公共電話網及時了解各防火單位火災自動報警系統運行狀態、人員值班情況，發現報警設備的故障信息和火警預報。這樣大大加強了對各建筑內消防設施管理和監督，有利于消防部門和消防隊伍及時作出判斷。在最短時間內解決出現的問題。
二、功能特點
火災自動報警監控網絡系統由下述幾部分組成：網絡監控器(包括公共電話網)、報警管理處、巡檢維護中心和語音數字聯網報警器等設施。
2．1網絡監控器
通過各種接口與各建筑設施的火災自動報警系統相連，獲得火警和各類故障信息，利用公共電話網向中心實時傳送。
主要功能如下：
(1)實時傳送聯網用戶火災自動報警系統的運行狀態信息。如自動、手動火警信息，具體到每個信號點(如每個探測器、聯動控制的點等)。
(2)隨時記錄、儲存火災自動報警系統的各類事件，如開機、關機、探測器故障、主備電源故障、火警等。
可設定隨時或定時將設備運行信息傳送巡檢維護中心。
記錄值班人員上崗、換崗和巡檢中心的值班查詢。
(3)現場語音提示“電話線故障”、“通訊故障”、“查詢值班”和各種“火警信息”等。
(4)手動緊急報警、自動火警人工確認功能。
(5)報警優先功能。
(6)自身故障檢測及傳送。
(7)主備電自動切換、充放電保護。
(8)屏幕漢字液晶顯示各種信息，具有查詢打印功能。
2．2報警管理中心
報警管理中心設在消防隊伍指揮部和防火監督部門，負責聯網用戶火警信號的接警、調度、指揮，及時發現火災報警系統出現的故障和值班工作中存在的問題，下達隱患通知書和限期整改通知書。
主要功能如下：
(1)實時接收聯網單位、網絡監控器或語音數字聯網報警器傳來的自動火警、手動火警信息。
(2)矢量化電子地圖，可以任意縮放，為指揮、調度提供輔助決策。
(3)雙屏顯示報警用戶的詳細文字信息(包括單位名稱、地址，報警點所在樓層號、房間號及該單位相關人員的聯系方式等)和地理信息(包括市區圖、消防水源分布、消防設施配置、樓層平面圖及報警點的具置)。
(4)為119調度指揮中心提供調度指揮依據。
(5)對各類火警事件按年、月、日進行分類統計、分析，為上級和有關部門提供各種統計報表，用以指導火災報警系統的科學管理。
(6)數字錄音放音功能。
(7)提供聯網單位滅火作戰預案。
(8)語音提示各類火警信息。
根據巡檢維護中心提供的統計數據對聯網用戶的下述情況有告警提示功能：
火災報警設備不能正常開通運行；
故障率、誤報率高，不能按期整改；
經常漏崗、無人值班、破壞監控系統；
未按月、季、年進行設備維護。
2．3巡檢維護中心
巡檢維護中心一般由消防工程公司承擔，主要負責對聯網用戶的網絡監控器、火災自動報警系統定時進行巡檢，對出現的故障及時予以排除，保證網絡監控器和火災自動報警系統的正常運行。
主要功能如下：
(1)定時／隨時接收網絡監控器和語音數字聯網報警器的巡檢報名信息，每天定時打印聯網監控器和語音數字聯網報警器的報名情況。
(2)聯網用戶的網絡監控器和語音數字聯網報警器運行狀態檢測，并記錄、存儲聯網用戶各類故障發生的日期和時間。
(3)聯網用戶基本統計。
(4)定時／隨時接收聯網單位火災自動報警系統的運行情況。
檢測聯網單位以下項目：
火災自動報警系統(包括聯動設備)的開機、關機；
火災自動報警系統(或聯動設備)是否正常運行；
是否有人正常值班；
故障是否排除；
預警、火警信息：
新驗收單位連續一周監測：
對各類事件進行分類統計、分析，生成各種統計報表。
對出現的故障及時組織人員，予以排除，保證設備的正常運行。
2．4語音數字聯網報警
對規模小但又屬重點場所，如小至賓館、小商店、小飯店等，考慮到消防設備投資費用，可以安裝
語音數字聯網報警器等設備，既可以實現現場報警，又具有與中心聯網的功能，且消防費用投入較小。
主要功能如下：
聯網報警器對所接探測器進行智能化管理，設有各個獨立可編程防區，可帶多個感煙探測器或緊急報警按鈕。
編程操作有語音提示，快捷準確。
電話線故障現場報警。
對自動報警可以經過人工確認后，再傳至接警中心。
具有自檢功能，自動區分火警及故障信號。
語音數字兼容的報警方式，報警優先功能。
主備電自動切換，有充放電保護。
三、技術關鍵及創新點
3．1技術關鍵
對火災報警(聯動)控制器的各種信息進行可靠處理。
實時線路故障、通訊故障、電源故障的聲光、語音報警技術。
監測中心系統軟件采用多線程技術，對通訊、打印及多媒體播放等進行可靠、實時處理。
對報警電話可靠處理的智能排隊控制。
監測中心對數據可靠處理的數據庫管理ODBC技術。
對防火探測器報警、故障信號的可靠處理。
3．2創新點
該系統采用先進的計算機網絡通訊技術，對聯網的火災自動報警設備進行常年網絡監控，可實時傳送報警器運行信息，實現定時巡檢和隨時抽查，以及定時報名和實時報警等功能。
采用C3I技術即計算機、通信、控制及信息技術。
采用嚴格的通訊協議，并兼容多種通訊方式，可提供多種接口與各單位的火災自動報警設備聯接。
人工報警和自動報警同時兼顧。
實時語音報警及提示，同時采用數字錄音，提高了錄音質量和保存時間。
未安裝火災自動報警系統的用戶可直接入網。
通信線路故障及通訊故障實時報警。
網絡監控器漢字液晶顯示各種信息，并打印相應信息。
將計算機輔助決策系統有機的納入系統之中。
1.1水利自動化監控系統缺乏資金
由于我國水利建設資金來源于政府與國家的投資，雖然國家所下撥的建設資金足以實現水利工程的建設，但是在實際的水利工程建設中，部分水利工程建設管理人員為了獲取高額利潤，從國家下撥的資金中套取一部分，導致配套建設資金并沒有足額到位。由于水利自動化監控一般是在工程建設的末期才進行，工程建設資金可能已經在前期的工程中消耗過多，造成在工程末期往往會因為資金不足而難以實現如期建設，其投入使用也延期，且質量方面并沒有達到要求。此外，國家對水利建設中的自動化監控系統投資政策并沒有落實到位，在沒有政策作為依據的前提下難以將資金有效的應用在水利自動化監控系統建設中。
1.2系統建設質量難以控制
由于水利工程建設項目的質量受多方面因素的影響，工程質量與施工單位的施工技術、管理能力及監理單位的監理力度等方面有關。由于水利工程在很大程度上受施工人員的技術及施工單位人員流動性較強等因素的直接影響，導致有效的水利自動化監督控制工作難以開展，而施工單位缺乏能力較強的技術人員及監督管理人員，導致水利自動化監控系統建設的質量檢測技術仍較為落后。水利自動化監督控制涉及到多方面的知識，要求技術人員必須具備工程管理、自動化管理以及自動化控制等綜合性知識，然而這種綜合性人才比較缺乏，導致水利自動化監控系統建設的質量難以得到有效保障，技術人員的缺乏在很大程度上制約著我國水利建設的發展。
2無線通信技術在水利自動化監控系統中的應用
在技術不斷更新與發展的年代，無線通信技術也在不斷發展，水利自動化監控系統在技術的支持下也迅速發展。目前我國無線通信技術正在不斷發展與完善，實現了水利監控系統的智能化與自動化。無線通信技術在水利監控系統中的應用越來越廣泛，在水利監控系統中，包括水利工控監控系統、水利水情自動化監測系統、水利綜合監控系統，而這三大系統中又包括多個子系統，因此水利自動化監控系統具備明顯的復雜性。
2.1在水利水情自動化監控系統中的應用
水利水情自動化監測系統將農村的雨水、水利情況等情況作為監測對象，因此監控系統建設一般設置在農村或者深山區。水利水情自動化監控系統包括雨水情自動化監測系統及農田水利自動化監測系統，這兩個子系統之間既有聯系也有一定的區別。前者主要是根據雨水量及雨水期等相關情況對汛期各時段的水位進行監督控制，從而為防汛工作提供重要的數據資料。雨水情自動化監測系統將監控的相關信息上傳到上級防汛指揮部門，通過不同的網絡間的數據交換系統。而水利水情自動化監測系統中的農田水利自動化監測系統的監測對象具體包括水流的地理位置、水流速度、風速、土壤的含水量、降水量等，這些監測對象所獲取的數據具有一定的集中性與分散性，監控點之間的距離較短。由于農村的條件有限，系統規模一般較小，限制了水利水情自動化監控系統的發展，采用無線通信技術能有效地彌補落后地區系統監測數據量少的缺點，發揮無線通信技術的優勢。由于建設條件有限，因此系統建設必須一次性完成，因此可以將無線局域網絡通信技術與有線網絡通信技術相結合，從而組建出數據通信網絡，避免高額建設，減少了監控系統的建設費用。
2.2在水利工控自動化監控系統中的應用
在水利自動化監控系統中，水利工控自動化監控系統與企業的自動化監控系統具有一定的相似性。該系統主要是以實時監控視頻的方式以實現對數據的有效監督與控制。由于系統建設的技術對系統數據的傳輸速度、安全性及信道有較高的要求，因此必須加強對系統的實時監測與控制，建立配電室和中央控制室，采用配置較高的工控機及高清攝像機進行視頻監控。建立信息化網絡平臺是水利信息化建設的重要內容，目前我國部分水利工程的自動化監控系統已經建立了小型局域網絡系統，局域網的設計與建設已經正式開展。
2.3在水利綜合自動化監控系統中的應用
水利綜合自動化監控系統主要是應用于大壩的監控，其中包括了河道綜合治理與大中型水庫的除險加固這兩個方面。近年來，我國加強了對水利的綜合治理力度，我國政府也在不斷加大對水利綜合治理的資金支持與技術支持。我國財政資金對水利監控系統建設的大力支持在很大程度上加強了對水庫的建設，進一步加快了我國水利自動化監控系統建設的進度。由于河壩是防洪的關鍵地段，因此在進行水利工程建設時必須加大監管力度，相關技術人員通過不斷總結以往經驗，吸取教訓。水利綜合自動化監控系統的組網方式主要采用光纜作為主要的信道，接著再使用光電轉換的形式。此種組網方式具有信道寬、防雷擊等外部影響、網絡速度快等優點，然而這些系統的施工所需成本較高，且難度較大，導致工程建設的后期維護費用較高，且支出費用超過了預算。在河道的綜合性管理中，可以采用有線與無線相結合、局域與廣域相融通的組網方式進行，在組網方式的選擇方面，可以在每一個河壩的監控終端設置無線局域網絡，并根據各個監督控制點來選擇合適的組網方式，實現對監測數據的有效傳輸。可以采用直接鋪設的方式布置光纜，能有效地減少雷擊等外部影響，但這種方式容易導致土建設置被損害，且信道恢復慢，誤碼率較高。而采用無線局域網絡與有線局域網的組網方式具有較大的優勢，與其它組網方式相比，其無線局域網的結構比較簡單，且安全性較高等，能有效的減少施工量，降低了系統維護率。無線通信技術在水利綜合監控系統中的作用很明顯，有利于數據的集中上傳，實現其實時有效的監測職能。
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1監控范圍
利用現代化電子監控技術和安全生產預警系統機制，煤炭企業能夠隨時動態掌握監控其所有生產管理狀態，也就是所其監控范圍極為全面詳細。人工安全員進行安全檢測都只能進行局部點的檢測，無法實現全面動態監控掌握，然而煤炭瓦斯泄露爆發也通常都是由點出發，逐步導致事故發生的，人工檢測就很難檢測出來，也就無法杜絕事故的發生，尤其檢測不及時就會錯過疏散時間，而利用該監控預警系統就能夠對整個作業環境進行實時、有效、詳細、全面的自動檢測和自動分析，有效實現了眼觀四路耳聽八方的效能。
2及時通知功能
當前煤礦作業模式都是多個工作面和采煤區連續作業，不同工作面距離很遠，甚至部分工作面不同巷道距離也較遠，因此如果某個工作面或者巷道發生安全事故就會影響波及到其他巷道和工作面員工，其他工作人員就容易在一無所知的情況下繼續工作，屆時再進行疏散逃命也就來不及，而煤礦監控預警機制和系統廣播功能就能夠及時準確通知某個工作面工作異常狀態，從而有利于其他工作面作業員工及時洞察安全事故，快速反應疏散，從而減少企業人員傷亡和經濟損失。
3自動監控設備的擴展
一般煤礦井下各種電氣設備較多，不少設備發生故障也很難立即察覺，有的設備故障發生察覺后進行事后維修也較難，而利用其監控預警系統就能夠借助現場總線路來及時監控記錄重要設備運行狀態信息，有利于及時排除預警故障設備及故障設備點，有利于設備的快速及時有效維修，從而切實保障企業安全穩定高效生產。此外其生產現場總線建立后，就可以利用新的、先進的監測設備來隨時升級擴展，如其現場無線廣播設備、圖像監控系統等等都能夠隨時接入并升級，能夠有效與時俱進，完善企業完善生產管理裝備。
4事故分析與防范
由于該安全生產管理監控預警系統能夠全程洞察企業生產動態數據，其歷史性和實時性的信息數據就能夠幫助安全生產管理人員全面掌握事故前后各點工作運行狀態和所有相關完整信息，使得安全生產管理人員能夠及時有效尋找事故源頭和事故發生原因，從而就能夠針對性采取搶救措施，也有利于工作人員總結經驗，并結合全部礦井全年不同季節、月份、氣候下瓦斯活動變化規律，從而科學有效提出事故預防措施和應急機制。此外由于現代工業技術和科學技術的發展，煤礦企業安全生產領域所需的現代電子監控系統和設備成本較低，只需要普通計算機、傳感器和現場總線，成本都不高，然而其組成的地面監控系統、安全管理預警機制等所起到的作用卻十分巨大，能夠有效防范事故發生，從而間接為企業節省了大量的財產資金，也減少了企業人員傷亡損失。
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由于水利工程建設項目的質量受多方面因素的影響，工程質量與施工單位的施工技術、管理能力及監理單位的監理力度等方面有關。由于水利工程在很大程度上受施工人員的技術及施工單位人員流動性較強等因素的直接影響，導致有效的水利自動化監督控制工作難以開展，而施工單位缺乏能力較強的技術人員及監督管理人員，導致水利自動化監控系統建設的質量檢測技術仍較為落后。水利自動化監督控制涉及到多方面的知識，要求技術人員必須具備工程管理、自動化管理以及自動化控制等綜合性知識，然而這種綜合性人才比較缺乏，導致水利自動化監控系統建設的質量難以得到有效保障，技術人員的缺乏在很大程度上制約著我國水利建設的發展。
2無線通信技術在水利自動化監控系統中的應用
在技術不斷更新與發展的年代，無線通信技術也在不斷發展，水利自動化監控系統在技術的支持下也迅速發展。目前我國無線通信技術正在不斷發展與完善，實現了水利監控系統的智能化與自動化。無線通信技術在水利監控系統中的應用越來越廣泛，在水利監控系統中，包括水利工控監控系統、水利水情自動化監測系統、水利綜合監控系統，而這三大系統中又包括多個子系統，因此水利自動化監控系統具備明顯的復雜性。
2.1在水利水情自動化監控系統中的應用
水利水情自動化監測系統將農村的雨水、水利情況等情況作為監測對象，因此監控系統建設一般設置在農村或者深山區。水利水情自動化監控系統包括雨水情自動化監測系統及農田水利自動化監測系統，這兩個子系統之間既有聯系也有一定的區別。前者主要是根據雨水量及雨水期等相關情況對汛期各時段的水位進行監督控制，從而為防汛工作提供重要的數據資料。雨水情自動化監測系統將監控的相關信息上傳到上級防汛指揮部門，通過不同的網絡間的數據交換系統。而水利水情自動化監測系統中的農田水利自動化監測系統的監測對象具體包括水流的地理位置、水流速度、風速、土壤的含水量、降水量等，這些監測對象所獲取的數據具有一定的集中性與分散性，監控點之間的距離較短。由于農村的條件有限，系統規模一般較小，限制了水利水情自動化監控系統的發展，采用無線通信技術能有效地彌補落后地區系統監測數據量少的缺點，發揮無線通信技術的優勢。由于建設條件有限，因此系統建設必須一次性完成，因此可以將無線局域網絡通信技術與有線網絡通信技術相結合，從而組建出數據通信網絡，避免高額建設，減少了監控系統的建設費用。
2.2在水利工控自動化監控系統中的應用
在水利自動化監控系統中，水利工控自動化監控系統與企業的自動化監控系統具有一定的相似性。該系統主要是以實時監控視頻的方式以實現對數據的有效監督與控制。由于系統建設的技術對系統數據的傳輸速度、安全性及信道有較高的要求，因此必須加強對系統的實時監測與控制，建立配電室和中央控制室，采用配置較高的工控機及高清攝像機進行視頻監控。建立信息化網絡平臺是水利信息化建設的重要內容，目前我國部分水利工程的自動化監控系統已經建立了小型局域網絡系統，局域網的設計與建設已經正式開展。
2.3在水利綜合自動化監控系統中的應用
水利綜合自動化監控系統主要是應用于大壩的監控，其中包括了河道綜合治理與大中型水庫的除險加固這兩個方面。近年來，我國加強了對水利的綜合治理力度，我國政府也在不斷加大對水利綜合治理的資金支持與技術支持。我國財政資金對水利監控系統建設的大力支持在很大程度上加強了對水庫的建設，進一步加快了我國水利自動化監控系統建設的進度。由于河壩是防洪的關鍵地段，因此在進行水利工程建設時必須加大監管力度，相關技術人員通過不斷總結以往經驗，吸取教訓。水利綜合自動化監控系統的組網方式主要采用光纜作為主要的信道，接著再使用光電轉換的形式。此種組網方式具有信道寬、防雷擊等外部影響、網絡速度快等優點，然而這些系統的施工所需成本較高，且難度較大，導致工程建設的后期維護費用較高，且支出費用超過了預算。在河道的綜合性管理中，可以采用有線與無線相結合、局域與廣域相融通的組網方式進行，在組網方式的選擇方面，可以在每一個河壩的監控終端設置無線局域網絡，并根據各個監督控制點來選擇合適的組網方式，實現對監測數據的有效傳輸。可以采用直接鋪設的方式布置光纜，能有效地減少雷擊等外部影響，但這種方式容易導致土建設置被損害，且信道恢復慢，誤碼率較高。而采用無線局域網絡與有線局域網的組網方式具有較大的優勢，與其它組網方式相比，其無線局域網的結構比較簡單，且安全性較高等，能有效的減少施工量，降低了系統維護率。無線通信技術在水利綜合監控系統中的作用很明顯，有利于數據的集中上傳，實現其實時有效的監測職能。
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1．1開放化趨勢
現代圖書館空間設計大多采用大開間設計，不同功能區域間使用軟隔斷加以區分，如使用低矮屏風、植物、透明物等半隔斷不同的使用空間，或是通過賦予不同功能空間相異的色彩基調進行空間的軟隔斷。
1．2一體化趨勢
一體化主要是指空間功能的一體化。其主要表現在兩個方面，一是對相近或相類似的空間功能進行合并，通過綜合服務臺為讀者提供一站式的服務;二是在相關空間布局過程需要考慮讀者具體活動的規劃，如讀者在展開小組討論的同時需要檢索或獨立思考時，希望能夠迅速位移至相關區域。圖書館應在考慮到讀者具體行為模式的基礎上，合理布局相關區域，以模塊化形式呈現，以此來提高用戶的空間使用率。
1．3靈活化趨勢
靈活化是指圖書館空間布局及使用并不是一成不變的，用戶可以根據其使用情境的需要，對空間做出相應的調整，以滿足其當下的需要。為實現用戶空間使用的彈性化，圖書館通常配備一些可移動桌椅、可調節家具等，方便用戶通過桌椅、家具的排列組合設計相應的使用情境。
1．4多元化的趨勢
多元化是讀者空間需求的必然結果。調查表明，讀者需要圖書館提供多元化的空間，包括自習空間、小組協作化學習討論空間、高科技網絡交流平臺、娛樂休閑空間等。
2圖書館空間設計的原則和流程
2．1圖書館空間設計的原則
圖書館作為人類知識交流學習的殿堂，必須是一個能夠讓讀者產生輕松感、愉悅感，激發學習興趣及創意熱忱的空間，因此圖書館空間設計必須掌握以下原則。
2．1．1親近感
圖書館空間能夠讓身處其中的用戶體會到自己是空間的主人，徜徉在圖書館空間內，用戶能夠全身心放松，不受任何束縛，自由地開展閱讀、交流、學習活動，從而找尋到感官體驗、心靈體驗的內在歸屬。
2．1．2便捷性
圖書館空間設計布局合理、運作高效，一站式服務便是圖書館空間便捷性的最好體現，用戶在這里可以享受到基本的綜合服務，免去了奔波的勞碌和束縛。便捷性的另一體現便是自助式服務的開啟和普及，用戶可以根據自己的時間開展書籍借閱、歸還，方便快捷地使用圖書館內的各類資源。
2．1．3人性化
我們應將讀者需求作為圖書館空間設計的出發點和落腳點及評判圖書館空間設計成功與否的基本標準。在采光設計中，盡量使用自然光，室內放置多種綠色植物，讓讀者感受與大自然的貼近。此外，還可通過一些卡通裝飾的迎接牌、標語牌或溫馨提示牌，讓用戶感受到圖書館空間設計細節處的人性化。
2．2圖書館空間設計的流程
圖書館空間設計是一項系統性工程，不同于一般簡單的建筑物空間設計。用戶群構成的復雜性及用戶需求的多元化決定了圖書館空間設計必須遵循相應的科學流程。首先，圖書館空間設計必須有嚴格縝密的規劃過程，即用戶空間需求調研活動。圖書館應通過問卷調查、館內實地觀察、小組訪談、一對一訪談形式，收集用戶使用圖書館空間的相關數據，開展分析，深度挖掘用戶各類空間需求。其次，規劃者應該以圖書館用戶需求調查分析結果為基本出發點，通過與建筑師的合作，將新技術的預期影響融入至館舍規劃設計中，形成若干空間規劃設計方案;將設計方案在用戶群中公布，邀請用戶對不同方案做出相應的評價和決策。以寧波市圖書館為例，其“第三空間”項目規劃設計了6個方案邀請市民朋友參與現場評選。該方案競賽評選由市民投票評選和專家會議評選兩部分組成，其中市民投票評選權重為20%。最后，圖書館還應根據用戶的評價及反饋意見對所選定的設計方案做出適當的調整和修改。即使是在規劃設計實施過程及項目完工后，圖書館仍應積極地收集用戶對于空間的反饋意見，通過適時的持續性評估，不斷完善和發展圖書館空間功能。
3圖書館空間設計案例分析
近年來，國內圖書館紛紛通過實施空間再造及服務轉型，積極為用戶打造無可替代的具有時代元素、充滿活力的空間。以浙江大學圖書館為例，其空間再造工程始于2009年，經過3年的規劃設計，浙江大學圖書館信息共享空間正式對外開放，形成多媒體空間、知識空間、學習空間、研究空間、文化空間、系統體驗空間、創新空間及社交空間等功能區域，為用戶營造了一種分享的文化和分享的環境。它既是一個用戶的信息社區，又是一個打通的空間，將圖書館過去傳統的一對一服務模式變革成為雙向的、互動的空間服務模式。在公共圖書館空間設計領域，上海圖書館的空間設計別具特色。上海圖書館的“創•新空間”為未來圖書館空間定義了一種新可能。“創•新空間”像一個充滿現代設計元素的創意工作室，為讀者提供智能化、全媒體的專題信息服務，為創客及專業設計人員搭建主題服務的知識平臺和體驗藝術創意的智能化空間，體現了圖書館空間設計的未來發展趨勢，使圖書館突破了從前只提供書籍、資訊、信息的傳統空間角色，通過為用戶提供創造工具，激發其創意靈感，引發其思維變革，而真正成為了學習、探索以及開創思維的場所。
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室外空間是別墅區別于普通住宅的最大優勢，因此也是別墅規劃設計中的重要部分。由于別墅市場的多樣化，各種容積率的別墅規劃設計使得別墅具有豐富多樣的室外空間模式。室外空間作為別墅的一個不可分割的部分，提供給人們的別墅感覺可能更重要。別墅室內的空間是兩層、三層，跟城里面的復式住宅沒有什么區別，而別墅建筑之外的環境，卻能使自己真正置身于私家花園，享受到清新自然的優美景色。如何使別墅的室外空間更好地滿足不同人群的需要，更好地和室內空間配合，是設計師需要周詳考慮的問題。
早期的包括現在的一些別墅規劃設計更注重單體本身，戶型本身，講究它的豪華氣派，室外空間質量往往容易被人們忽視，以為在庭院中有養花弄草、挖池疊石的余地就足夠了。實際上這只解決了庭院有無的問題，還沒達到庭院私密性的營造和使用功能細化的層面，更不用說上升到藝術性的高度了。在室外空間的設計中，更需強調其在水平方向和垂直方向上的延伸和滲透，既要照顧陽臺、露臺、庭院之間的關系，也要考慮庭院空間區域的使用功能和空間效果。再就是室內外空間的融合。同時，相鄰別墅的室外空間之間互相影響，即便是私有庭院，也要與小區景觀空間體系相協調。
而作為一個完整的別墅來講，它的室內生活空間跟室外空間應該是統一的，密不可分的。可能室外空間看起來是足夠的，但是要把別墅當做生活空間考慮，而不是作為財富炫耀載體來看，它的室外生活空間相當重要，這樣對它的設計，包括它的私密性，有效利用空間大小等方面的考慮更具有實際意義。
1不同的使用人群對空間要求不同
別墅作為高端住宅的統稱，從最高端至最低端之間，應該有一個過渡產品。這些產品針對不同的客戶群體，決定別墅市場多樣化，而且更多的劃分出不同層次。不同的人群有迥異的生活方式和觀念。生活方式對戶型的影響，在普通公寓和別墅產品中效果完全不同。普通公寓住宅是求大同、存小異。而別墅由于室內外空間的充足和靈活，則是求大異、存小同。人們選擇別墅，也就是選擇了一種新的生活方式。同樣，開發設計別墅，也就是設計一個適應于新生活方式的容器。
別墅規劃之初，應該詳細研究其可能的客戶群的特征，了解其生活習慣、文化觀念、價值取向乃至精神追求等人文因素，還有使用特征、消費特征等諸多方面。如，在北京市高端別墅市場需求調研分析中，在針對度假物業使用時間的調查中發現，有83％的受訪人群每月使用一次以上，其中，每周使用一次的受訪者達到28％。周末前往度假型物業居住，已經成為他們郊外休閑娛樂的重要選擇。在針對度假物業使用人群的調查中發現，有92％的受訪人群喜歡10人以下一起度假。這些度假的人群同時喜歡用小范圍內的聚會來和大家分享閑暇時光，因此更注重室內公共空間。而對于把別墅作為第二居所的人群來說，他們購買別墅是為了享有更高品質的生活，因此比度假型人群更注重私有的庭院和周邊的自然環境，注重回歸自然的精神境界。必要而詳盡的調查有助于把握整體的空間設計。
2別墅室外空間的私密性
以往很多別墅室外空間是規劃后剩下的空間，本身私密性和功能沒有考慮周到，只是有了庭院的面積，可以養花種草，但是這樣的空間經常無法保證業主在使用的時候可以避免干擾。在別墅規劃階段開始，就應該對室外空間作出統一考慮，如何保證庭院的私密性，又要保證在庭院之中對外面的良好的視線。
很多人仍懷念四合院的特點，實際上四合院的特點就在于它提供了一個特別具有私密感的室外生活空間，它的以家庭院落為中心，街坊鄰里為干線，社區地域為平面的社會網絡系統，符合中國人特有的傳統文化觀念，這一點是四合院特有的，也是中國的特點。住在四合院，人與人之間能產生一種凝聚力與和諧氣氛，同時有一種安全穩定感和歸屬親切感。
獨立住宅的最不利間距在六米左右，既不利于側窗的開設也不利于側院的使用，遺憾的是，目前獨立住宅大多數項目恰恰如此。宅間距離要么遠些、要么近些。調整臥室的位置與良好的社區規劃布局，能有效改進獨立住宅的私密性。從設計上分析，獨立住宅的間距應在六米的基礎上，適當擴大，利用樹木綠籬等元素提高私密性；亦可把間距適當縮小，使相鄰住宅開窗的錯位更明顯，也可提高私密性。獨立住宅設置寬敞的屋頂露臺，是目前開發商增加賣點的重要手段，但過多地設計不合理的露臺和陽臺使獨立住宅產生視線干擾。獨立住宅應強調“地平線的生活”，即生活空間向地面層集中，過多的露臺陽臺的設置與這種精神并不吻合。設計應該盡量保證地面層室內外生活空間的私密性，不要一味效仿西方建筑，更應關注獨立住宅的精華空間——地面層。
3別墅室外的鄰里空間
3.1鄰里空間
居住空間不僅僅是城市地域空間內某種功能建筑的空間組合，還是人們生活、居住活動所整合而成的社會——空間系統。居住空間從其本質上而言是一種社會空間，城市居住社區是一個由家庭、鄰里等基本單位整合而成的社會、空間統一體，其中家庭是最基本的組織單元，若干具有密切交往和穩定交往與互動的家庭就形成鄰里，若干個鄰里的有機整合就形成了復雜的社會、空間系統，即居住社區。鄰里住戶間的關系變化很大，有些地區鄰里住戶間只是點頭、打一下招呼而已；有些地區關系很近，經常有交談、互相幫助；有些婦女還經常在一起議論、交換信息，有時某家出了事，鄰居們也會去安慰照顧。一般在出現危機的情況下鄰里住戶間為保衛共同利益，互相間的關系達到。Keller于1968年在《城市鄰里》一書中提到鄰里活動的內容：在危險情況下能互相幫助，交換信息，尤其是與大家的共同利益有關的話題。鄰里住戶間接觸的頻率城里比鄉下低得多，城里的鄰居住戶可能在家中、在街上、在社區設施中，如學校、商店相遇。而別墅相對于普通住宅，其鄰里關系更弱，可能社區別墅作為人的居住空間同樣需要鄰里空間，但是和一般居住區的鄰里空間有所不同，需要更注意到各住戶之間的私密性。既要積極創造適合鄰里交往的空間，又要絕對保證住戶不受干擾。
3.2如何通過設計營造別墅中的鄰里空間
別墅的鄰里空間在設計中常被忽視，比起鄰里關系，設計者們往往更注重私密性。但隨著時代的發展，購買別墅的客戶群已經在意識形態和觀念上有了很大的變化，已經從過去簡單的追求到了現在非常高的要求，他們都與朋友、與鄰居共同交流，共同分享他們成功的喜悅。因此買一棟別墅不僅僅是買一棟房屋，更重要的是買到一群與自己經歷相似，志趣相投的朋友作鄰居，在一個溫暖的、親情的鄰居氛圍進行交往。這是別墅市場最近的發展趨勢，所以應該有全新的組織空間形式滿足他們的要求。應該在設計中有意識地采取不同的鄰里空間模式，特別注重小群體的營造。
要制造鄰里關系就應有靈活的規劃布局，平行的鄰里關系就不會太近，比如一大排房子，出門就是大路，人們在不碰到對方的時候，鄰里關系就自然不親切，就比較獨立。而獨立的房子圍合起一個共用空間后，情況就改觀了，只要處理好視角和透視關系，就會感覺鄰里更親近。
營造鄰里氛圍首先就應該有人們愿意置身其中的室外環境，只有停留才有可能發生交往，才有可能產生鄰里關系。鄰里空間講究的是場所感，即人對場所的認同度。空間設計應以人的參與便利性為主，如中心庭院的碎石步道、木棧道、淺溪河石、廊架木椅等，設計多種參與景觀的渠道。此外，便捷舒適的社區俱樂部也是營造鄰里關系的一種好方式，在俱樂部中討論的問題可以非常廣泛和實際，這也是營造和睦社區的軟環境，他們甚至可以經常討論一些有關公共利益的東西，從而產生對社區的歸屬感和責任感。當然，這里也需要把握合適的程度。
4室內外空間的過渡
在所有的建筑類型中，別墅是室內空間與室外空間融合得最好的，因為有最多的機會創造豐富多變的室內外過渡空間，同時由于空間的復雜，別墅室內外過渡空間也是最難于處理的一種類型。
由于很多別墅規劃設計中的脫節，規劃、建筑、景觀分別由不同的設計師來完成，就形成了一些盲點、一些空白。比如在建筑和室外相交接的地方，那些露臺、平臺、陽臺、建筑入口處、門斗、雨罩等位置的細節設計，經常是既不屬于建筑師的工作，又不屬于園林師的工作。因而缺乏深入的設計處理。而這些位置對于業主的生活體驗又構成非常重要的一環。在環境行為學的研究中表明，人愿意在半公共、半私密的空間逗留，這樣他可以既有對公共空間的參與感，又能看到外面人群或自然中的各種活動，如在陽臺向遠處眺望、在窗內向窗外看等。好的過渡空間設計能夠極大地提高空間的可利用性與靈活性。過渡空間越充分，越有余地，居家的私密性就越強，也越少外界干擾，同時也越有助于體現業主的身份地位和尊嚴，當然也就越能體現其居住價值。
《數控技術》是全日制普通工科高校機電專業必修的一門專業課程，其教學內容包括數控機床的組成和工作原理，數控編程和加工，數控機床的故障診斷和維修等。數控技術是利用數字信息對機床設備空間運動坐標實現控制，其集機械、電子、自動控制、計算機技術為一體，使得數控技術課程在教學中較為抽象、復雜，從實用和操作的角度看，其教學實施也必然對課程實驗（實踐）環節提出較高要求，使該課程具有鮮明的實踐性特點[1]。在目前我國作為世界制造基地的背景下，數控類技術人才大量需求，包括數控機床制造，數控加工等行業。目前，數控技術人才培養有兩個層次，一個高職類院校，主要培養實用型的數控加工人才；一個為普通高校數控技術方向，培養更高層次數控技術人才。受教學培養計劃限制，我校數控技術課程教學采用理論教學和課內實驗的教學模式，其中課內實驗 6 個學時，課時偏少，實驗設備偏少，導致學生實踐教學效果不好，對數控技術理解不透徹，動手能力不強的問題。因此，如何解決數控技術實踐工程動手能力，更好學習理解數控技術這門應用型較強的課程，是需要解決的問題。結合我校的教學改革計劃和存在問題，近年來在機電專業數控技術課程改革中，注重對實踐教學環節進行了較大幅度的改革，加大實踐教學課時，采用分層設置實踐教學環節，通過采用課內實驗，綜合實訓和開放選修三個層次實踐教學環節結合，全面培養學生的實踐動手能力，解決問題的能力和團隊協作能力。
2．實踐教學體系改革實施
在我校機電專業教學計劃中，數控技術課程為《數控技術》（32 學時）以及課內實驗等實踐性環節，它們在該專業系列課程中占有重要的位置，也是培養學生程素質和創新能力的一個重要載體。因此，在本課程教學改革中，遵循 “注重基礎知識，以培養實踐能力、綜合應用知識能力、創造能、在實踐中主動獲取知識的能力為主要目的”的指導思想[3，4]，在數控技術實踐教學改革中體現了分層次、循序漸進的特點，涉及到課內實驗、綜合實訓、開放選修實驗等多個階段。
2.1 課內實驗項目設置在該層次的實踐教學環節項目設置中，主要目的是增加學生的感性認識，以直觀認知為主，不強調學生的動手能力。因此，設置了《數控機床認知實驗》《數控車床編程實驗》和《數控插補實驗》等三個課內是項目，共 6 個學時。《數控機床認知實驗》利用本校機械工程實驗中心已有的數控車床、數控銑床、數控加工中心等數控機床，以教師結合實物講解為主，使學生了解數控機床的各個組成部分，工作原理等基本知識。《數控車床編程實驗》以教師講解演示為主，使學生了解數控編程加工的基本知識。《數控插補實驗》以專門開發的插補實驗軟件演示為主，使學生了解數控插補原理。課內實驗結合理論課程教學進度，分組進行，實驗類型有演示實驗和驗證實驗，注重基礎性知識的實踐訓練。
2.2 綜合實訓項目設置在該層次的實踐教學環節項目設置中，主要目的是鍛煉學生的實踐動手能力，利用所學理論知識運用到實踐中的能力，鞏固和拓展課程知識，培養學生綜合分析問題的能力以及動手能力。因此，數控技術實訓內容按模塊化劃分，強調循序漸進，相關訓練針對性強，應用性強，設置《數控加工仿真實訓》《數控加工實訓》《數控安裝調試實訓》三個實訓項目，共計 3 周。在《數控加工仿真實訓》項目設置中，考慮到由于高校的持續擴招學生人數大增，而實驗設備-數控機床屬于高技術、高附加值產品，其機床本體和控制系統品類繁多，價格高昂，一般數控車或銑床單價約十萬到二三十萬，加工中心則動輒幾十萬甚至數百萬。如果數控課程的實驗、實訓環節完全依賴數控機床，則需大量數控機床，投入巨大、消耗多、成本貴、實驗風險高，學校將無力組織實踐教學[2]。近年來，市場上出現了基于虛擬現實技術開發的數控加工仿真系統，實驗者可在此計算機系統平臺上實現演示、分析數控加工從零件設計圖到加工程序調試直至動態切削演示的全過程，包括毛坯定義、夾具刀具定義與選用，零件基準測量和設置，數控程序輸入、編輯和調試等，甚至具有工件的三維測量功能；能夠仿真 Fanuc 、Siemens 、PA 8000、三菱、大森數控、華中數控和廣州數控等主流系統，提供數控車床、數控銑床、加工中心等各種機床面板；面向數控加工技術初學者，具有強大的數控知識呈現功能，具有用于輔助教學的各種模塊設置。學生通過軟件模擬仿真基本上可解決學生熟悉機床控制面板及數控系統操作等問題，具有使用成本低廉、安全性高、方便輔助授課等特點。因此，根據學校實際情況，設置了《數控加工仿真實訓》實訓項目，實訓時間 1 周，為此采購了宇龍數控加工仿真系統。通過仿真實訓，可使每一個學生單獨使用一臺計算機進行數控編程、操作和加工全過程的模擬訓練。《數控加工實訓》項目，實訓時間 1 周，實訓內容包括數控車床和數控銑床兩種數控機床的編程加工。安排在學生完成《數控加工仿真實訓》項目之后，此時，學生在進行《數控加工仿真實訓》項目時已經把要加工的零件程序編程完成，并在在加工仿真系統中仿真運行，檢驗了程序的正確性。這樣，在實際的機床上完成典型零件的編程加工操作時，可以節約大量占用機床時間，解決了設備不足的問題。《數控安裝調試實訓》項目，實訓時間 1 周，實訓內容包括數控系統的連接、調試（包括參數保護、回參考點、絲杠螺距誤差補償、伺服驅動單元調試、PLC 編程）和故障診斷（包括機床故障模擬與診斷、主軸變頻單元的故障診斷）等實訓內容。通過該項目實訓，使學生能掌握數控機床安裝調試方面和數控故障診斷方面的能力。為了開展這個實訓內容，已有設備不能滿足要求，為此采購了南京日上自動化設備有限公司開發的數控實訓設備，來完成這些實訓內容。在本層次的實踐教學項目設置中，根據學校實際情況，通過軟件仿真實訓和實際機床操作實訓結合的方式，用有限的資金，解決了設備不足的問題，使每個學生在這個環節能得到充分的動手鍛煉的機會。通過學生單獨使用軟件仿真加工，鍛煉獨立操作的能力；同時，通過數控加工實訓和安裝調試實訓的分組操作，培養學生團隊合作完成任務和解決問題的能力。
2.3 開放選修實驗項目設置
在該層次的實踐教學環節項目設置中，主要目的是培養學生的在數控機床設計開發方面的創新能力。目前，開發式數控系統的出現，為數控機床（數控系統）的設計開發提供了一種方便的途徑。因此，在這本環節設計了《開放式數控系統開發》的開發選修實驗，利用固高公司開發的基于運動控制卡的二維開放式數控平臺，學生可以在上面定制自己的數控系統。本環節時數 32 學時，運行模式為開發選修實驗，針對部分對數控技術有興趣的學生選擇。可在此基礎上組織學生參與大學生科技創新計劃項目。
3．總結
