移动计算系统（精选十篇）
移动计算系统 篇1
移动医疗是利用无线通讯及互联网等技术, 以无纸化的信息形式提供所需的医疗信息的一种新兴医疗信息管理系统。其信息存储和通讯实现手段主要有两种, 一种是通过建立内部的自主集中式系统, 另一种是通过云计算虚拟应用平台结合运营商网络来实现。作为后者, 随着3G、4G等移动通讯技术的广泛普及, 其建设成本更经济, 维护成本更低, 应用范围更大、更灵活。
1 移动护理信息系统的设计
在现代护理工作中, 其主要的进步就是护患信息交流手段的变化, 将护理工作从“医患之间面对面交流”推进到“以标签识别、传感检测为代表信息时代”, 其中移动护理信息系统就是该发展趋势的前沿性应用。
基于云计算技术建设开发移动护士信息系统, 就是以云服务平台为依托, 以移动通讯技术为路径, 实现在移动终端查看病人基本信息、查看与执行医嘱、日常巡视记录、条码识别核对病人信息、病人外出管理、工作量统计等功能, 并能即时将移动终端产生的数据同步至云计算平台, 以方便护士长及时了解科室内病人的护理情况的系统。
在现代医疗中, 护理工作基本是围绕医生出具的医嘱开展工作的。医嘱在护理执行过程中大体会出现如下分步:医嘱执行识别、分类执行单、医嘱记录单、生命体征记录单, 其中最核心的程序是最后两步, 也是最容易出现问题的两步。移动护士信息系统将对医嘱执行进行实时跟踪, 利于护士长了解护士站总体情况和合理安排护理任务, 提高医疗护理效率。通过移动终端设备的条形码扫描识别患者身份, 给患者输液、服药前对患者身份进行识别, 识别未通过的患者, 将不能完成输液、服药流程, 这将完全杜绝医嘱执行中“给错药, 输错液”等医疗失误的发生。分类执行单可以对患者的当日治疗内容进行充分的显示, 对于患者的口服 (外用) 药、注射给药的使用、进行情况以及入院饮食和基础护理服务项目的情况给予“是否执行”的分别显示。执行临时医嘱时扫描条形码可同时记录执行时间和操作者信息。医嘱记录单可以对患者入院后全部医嘱的内容、类别和状态进行显示, 包括长期医嘱、临时医嘱、备用医嘱、特殊医嘱。护士可方便的了解到患者当日全部医嘱的执行情况, 避免重复执行和错漏执行。入院后, 患者的身高、体重、各项生命体征数值、状态描述, 大小便情况、出入量和引流量、药物过敏情况、入院及手术天数等内容可在生命体征记录单中显示。
2 基于云计算平台移动护理信息系统的物理层次设计
在移动护理信息系统中整个工作的中心点就是病人。整个系统围绕病人展开的步骤主要有医生开具的医嘱、护士执行医嘱、药房根据医嘱发放的治疗药品、治疗使用的器械等。如果我们把这些步骤所使用和产生的数据同步共享至云平台, 并按照科学的方法有序的规范起来, 使得所有步骤有序进行、互相衔接、互不冲突并保证数据即时、一致, 这样医院的基本医疗安全、质量就得到了保障。移动护理信息系统的物理架构主要有三层:
2.1 数据采集层
通过RFID、温控传感、压力传感等医疗智能传感节点获取采集人体的血氧、脉搏、体温等病理信息, 并通过无线通讯与医院云计算平台链接。
2.2 网络设备层
通过无线传输设备将传感器获取的实时数据通过医院网络设备传输至云计算平台, 云计算平台再根据各终端设备的数据请求将实时病理数据通过网络设备传输至终端设备上, 从而保证病例数据的及时性和唯一性。
2.3 应用系统层
把云计算平台中存储的病人的病理信息进行加工处理, 以实现进一步的智能识别、在线监控和管理。
3 基于云计算平台移动护理信息系统的应用系统设计
对于基于云计算平台的移动护理信息系统的应用设计时, 应满足:
(1) 需要满足同医院其他系统 (如:HIS系统、PACS系统等) 完美实现高速数据交换和数据运算, 确保云计算平台中的海量数据信息唯一、可用, 为每位病人、每位医护工作者提供准确、唯一、及时、易用的基础信息。诸如医嘱执行与统计、生命体征的实时采集、腕带标签和输液瓶标签打印、病人信息呼叫提示、重症病人心电监护及报警等。
(2) 需要保证移动护理服务平台必须具备较大的灵活性和可扩充性, 与各种各样的不同类型、不同厂商的医护设备兼容, 能够完成数据交换、采集。因此目前比较通用的系统架构主要是采用面向服务的架构, 以服务为基础, 将不同软件厂商的不同系统包装成服务的形式, 从而实现强大的灵活性和适应性。
4 基于云计算平台移动护理信息系统的安全性能
在整个移动护理系统中, 涉及到大量病人的个人信息, 为保证病人病历信息不被泄露、医嘱信息不被篡改以及数据在传输过程中不被截取, 系统中所有的应用和数据都位于医院数据中心的云计算平台, 网络上没有数据传输, 终端设备上也并不存储数据, 大大提高了系统数据的安全性。即使终端设备意外丢失或损坏, 也不会造成数据泄密、丢失。
在安全保障方面, 该平台采用基于TCP/IP协议开发的专有加密虚拟通讯协议, 云平台服务器与终端之间数据传输的终端显示变化的操作信息, 并不是真正意义上的应用交互所产生的数据信息, 从而保证了病人数据不会被在传输过程中泄漏或丢失。移动终端登陆采用登录名+密码+数字证书的双重认证模式, 避免传统的“登录名+密码”登录方式所带来的各种安全隐患。
5 基于云计算平台移动护理信息系统的便捷性能
(1) 利用通讯运营商的3G或4G网络, 为移动终端和云计算平台建立通讯途径, 进行数据通讯, 有效保证护士和医院管理人员能够随时、随地, 快速地接入移动护理信息系统。
(2) 移动终端上客户端访问医院医疗信息服务器的只需确定符合条件的IP地址、用户名和密码等信息, 即可获得授权, 连接至医院信息系统中的应用接收器, 从而获取云计算平台上的医疗信息。因此用户无论使用何种移动终端设备, 只要获取授权, 都可以运行在云平台的上应用, 从而实现同一个用户所需应用可在不同移动终端之间的自由切换, 实现业务连续性。
参考文献
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计算机知识系列讲座—计算机系统 篇2
在公司迅速发展的今天，计算机已经成为员工必须掌握的一种自动化办公工具，与此同时，公司领导高度重视员工的计算机技能水平提高。因此，信息技术部团支部通过前期的精心准备，在各团支部的配合下，于2011年8月30日在信息技术部一楼会议室举办了一次公司范围内的计算机知识系列讲座—计算机系统培训，培训对象涉及到公司各单位的管理层员工及各分厂的计算机爱好者，此次培训通过理论知识讲解、现场演练、交流讨论等多种形式，取得了很好的效果。
在此次培训中，信息技术部的信息工程师先给学员讲解了计算机操作系统知识，使大家全面理解操作系统的概念，为了帮助学员更好的理解计算机系统方面的专业术语，培训时还运用了形象的比喻来阐述相关的流程，使大家深入透彻地理解了专业术语的含义。
此外，为了让学员更充分的掌握计算机系统理论知识，准备一台计算机，现场进行计算机系统的安装、优化，软件的安装、卸载等演示，于此同时，大家还积极的进行了交流讨论，信息技术部技术人员认真听取了相关问题，并对问题进行了深入细致的分析，解决了大家的种种疑惑。
移动营销生态系统剖析 篇3
朱松林
在美国电影《少数派报告》中，当汤姆·克鲁斯从一块啤酒广告牌旁边走过时，那块招牌认出了他的身份，还招呼他说:"嘿，约翰，看上去你想来一罐健力士啤酒啊。"广告可以扫描人的视网膜以辨认出目标的身份，这或许还只是个科学幻想。但是，当今的通讯技术已经使广告商向消费者随身携带的手机、掌上电脑和其他移动设备发送个人化商品信息成为可能。
这种新型广告方式非常引人注目，据英国Ovum研究公司在去年的一份报告中估计，在2006年之前，全球移动广告的营收将达到160亿美元。软件制造商Sybase旗下的AvantGo称，其广告主预期消费者对这种广告方式的平均回应率较传统直接销售高5～10倍。
移动广告四大独特优势
移动广告大致可分为两类：推广告(push)和拉广告(pull)。推广告不请自来，广告主占尽主动。推广告具有很高的覆盖率，但也问题多多，例如大量令人憎恶的垃圾信息，亟待规范和整治。拉广告则是用户们自己主动寻求的内容或服务，例如用户需要当地气象信息和其他需要用户回应的内容。这种形式也正日益被滥用，现在传统媒体上铺天盖地而来的都是邀请手机参与的节目和广告。
与传统广告相比，移动广告在技术和媒介上的特点决定了它所拥有的优势：
1.个性化
移动媒体不是面向大众，而是面向个人。手机之类的移动媒体都具有个性化特点：别出心裁的铃音、独特的外观和修饰、有关亲朋好友之间的私密性内容。由于移动媒体几乎总是被使用者随时随地带在身边，通过它们所传送或接收的信息也就有了个性化的持点。
2.互动性
通过移动媒介，传受双方可以相互实施影响。对于一则广告，消费者可以使用移动电话、短信、邮件、登录网站等形式向广告商作回应。甚至还会将广告转发给自己的朋友们，形成所谓病毒式营销。这种方式对广告商极为有利，因为在转发讯息的过程中用户成了发送者，增加了讯息的可信度。
3.情境性
传统广告只是在几乎不考虑情境的情况下，将相同的讯息发送给众多的接受者。对广告业主来说，通过移动设备发送广告的诱人之处在于能够在正确的地点和时间锁定目标用户，因为越来越多的移动电话和设备都采用全球定位系统(GPS)技术。举例来说，当一位顾客从麦当劳餐厅旁边经过时，麦当劳可以用短信形式向他发出一则炸薯条免费券。
4.高效性
尽管移动广告的接收者数量可能比信件广告或电视广告要少，其实施效果却比传统广告要好。在预先定位的基础上广告主可以选择用户感兴趣的或者能够满足用户当前需要的讯息，确保消费者所接受的就是他所想要的信息。通过对广告的成功定位，广告主就可以获得较高的广告阅读率。以手机短信广告为例，81%的消费者在阅读了短信后才将其删除，其中又有77%是在收到短信当时阅读的。
移动广告价值链分析
乍一看，很多人以为移动广告就是由广告和电信两种不同的产业联合而成。其实不然，推动移动广告业发展的主要是移动营销公司和技术提供商。传统广告从业机构，例如广告公司和媒体公司，很少涉足也不懂得及时、有效利用移动媒介。电信业已经发展成熟，形成了自己有效的运作和赢利模式。他们根本无意被整合到移动广告当中去。
移动广告价值链中有广告主、移动营销公司、媒体所有者、网络运营商、技术提供商和消费者。广告主是价值链中最重要一环，因为价值链总收入取决于广告主偿付给移动广告公司开展广告活动的资金数目。媒体所有者在价值链中也相当重要，他们拥有经过授权的移动号码数据库。网络营运商则控制了传输渠道。不断创新的技术则是整个价值链的粘合剂。最后是消费者的态度，它决定了移动广告的未来。如果受众不买账，移动广告也不可能生存。
到目前为止，这种新兴产业还没有可供借鉴的商业模式。移动广告要想成功，就必须建立起能兼得现存的广告业和通讯业之长的可持续发展的商业模式，而且该模式充分尊重价值链中各要素的作用。
首先，内容是移动服务中的关键因素。 "内容为王"这条传统广告业中的金科玉律同样适用于移动广告。要想获得预期的传播效果，移动广告就必须能够满足消费者个人的媒体目标，也就是满足个人在使用移动设备时对所追求目标的认知需求。
就移动广告而言，接收者的预期目标会影响到他对广告的处理。如果使用者的媒体目标是信息，可能会对广告中所提供的有关产品、服务、公司的信息更有兴趣；如果消费者钟情娱乐，可能更欢迎搞笑和具有审美愉悦、情感刺激的广告。有两方面的信息可以帮助广告主对移动广告内容进行定位：其一，用户在同意接收广告时要填写包括兴趣爱好、当前需求、所在地区等信息的个人资料；其二，广告主也可以使用公司客户关系管理数据库。这两方面的信息可以互为补充，综合利用。许多研究发现具有时效性、个性化、实用性的内容是移动广告成功的关键因素。
其次，跨媒体营销是指移动广告并不是媒体海洋中的孤独小岛，移动媒体也离不开传统媒体。移动广告主可以先使用其他媒介解释自己的服务，再利用移动媒体提醒人们使用，或者进一步指出服务的独特性。移动广告的目的就是扩大消费者规模，因此所发送的讯息应该能唤起行动。有效利用传统媒体和广告技巧，也是移动广告在未来获得成功的关键。
第三，广告活动管理是针对移动广告的技术过程而言，这也是移动广告成功的一要素。技术不仅仅指发送文本或多媒体讯息，飞文公司负责人帕米尔认为，技术可分为两部分：网络操作有关的技术，用来发送和接收讯息；搭建平台技术，用来融入智能，设立不同的活动机制。如点数收集、发送移动优惠券、及时汇报活动进展等。
第四，用户数据库是指发送移动广告必须经过用户的同意。大多数人都会把收到的陌生信息看作是对自己的侵犯，因为收 到短信后一定会花费时间和精力打开阅读。如果这条信息并不适合用户，则会发生很大的反作用，远远要比垃圾邮件更遭人愤恨。国外相继出台了处理个人数据和保护电子通讯隐私的法案，规定了借助电子通讯手段向消费者传送广告讯息必须经过用户同意。在已经建立客户关系的情况下，可以通过电子手段向用户发送类似产品或服务的讯息，但是必须允许用户选择退出。因此，拥有或获得经过消费者授权的移动号码数据库是移动广告成功的先决条件。
第五，网络运营商作为讯息传送载体，拥有传送移动服务的设备和技能，他们控制了传输渠道。移动广告公司应该和网络运营商积极合作，才能将广告有效地传送给消费者。
案例链接
飞文公司
成立于2000年的飞文公司(Flytxt)是欧洲最成功的提供手机技术和营销的企业，由3位具有风险投资、咨询业和技术行业背景的朋友联合组建。飞文公司的创建者们有一个新颖的想法。他们对这门生意的理解是，消费者应该对加入基于短信的、与某些品牌有关的"俱乐部"最感兴趣。
公司在创建之初并非一帆风顺，创建者们花了数月，才获得了EMAP出版公司音乐杂志《Smash Hits》2000年11月的广告任务。飞文公司的市场营销计划让读者将年龄、性别等个人信息以短信方式发送到一个特殊号码，然后，杂志就可以向他们发送有关唱片发行方面的新闻、明星的动向以及其他个人特别感兴趣的事件。他们的目的是，在建立读者忠诚的同时，通过互动对话创建有关他们品味的信息库。
移动无线营销为与某个特定产品的用户建立联系提供了一个崭新的、强有力的途径。而且这种方式特别划算：发一条手机短信大约花费5美分，一封一级普通信件的邮费是它的10倍。短信的反馈率大约是10%，相比而言，一个执行得很好的信件宣传活动的反馈率仅0.5%。显然，无线市场营销更好、更快而且便宜很多。
其他客户跟随EMAP而来。飞文公司很快与吉百利、索尼、德意志银行等企业签了约。随着无线市场营销的发展，广告活动的复杂性也随之增长。例如，英国的顶尖手机运营商Orange最近寻求将它的品牌与电影业建立联系。它发起了一个名为"Orange星期三"的三年期项目，顾客在周三购买的任何电影票都将获得买一赠一的优惠。飞文公司用短信向顾客发送优惠券、跟踪优惠券的需求、处理票房的优惠券反馈，并实时提供信息片断，让Orange公司建立对顾客和他们去电影院习惯的理解。
如今，飞文公司的客户包括可口可乐、松下电器、英国广播公司、澳洲航空公司以及T-Mobile在内的手机运营商。他们认为，将来的发展势不可挡：“多媒体手机的渗透已达40%。信息、图像短信和无线商务现在已经成为一种现实，也是无线直接营销的新驱动力。”
移动广告何时告别简单粗暴？
邹文标
对于营销人员而言，任何新媒体的出现都会令人兴奋，宛如发现了一座金矿，但是殊不知，对金矿简单粗暴的开采，不仅利用率极低，而且可能会给地球留下一道巨大的伤疤，难以愈合。
不难理解手机作为一种媒体终端所带来的巨大的营销空间。有哪一个媒体能让信息像手机传递这样精确到达受众，甚至还能强制阅读？我们暂且不去讨论手机作为媒体的合法性来源(尽管这一点我是心存质疑的)，倒是就如何利用手机传播行为本身，仍是存在很多令人担忧的地方。
从我个人而言，每天收到的营销短信至少五条以上，偶尔还有一些彩信，这些信息的下场通常都是在第一眼之后被删掉，惟一给我留下印象的就是某些手机号码好像经常给我发这些垃圾，除此之外，对其中的内容并没有太多回忆。
也许是我不小心参加了某个Party留下了手机号，甚至还留下了一些身份信息，所以经常有马术、房产等信息给我发过来，而且经常是不分时间的，甚至在晚上11点的时候还有信息到达，幸好我睡得比较晚，否则我一定会去找1860投诉。
说现在的移动营销简单粗暴其实一点都不过分，迄今为止我还没有看到精心设计的移动营销作品。无论是从用户阅读时间、信息的编码和发送来源都没有体现营销者的任何功力。大家还停留在大众传播受众中弹即倒的意识里，有一个可以广泛到达的媒介，然后就通过这些媒介不厌其烦地一遍又一遍发送出去，然后就天真地以为效果一定能达到。
一种传播行为要想取得良好的效果，无论采取何种媒介，所要做的事情都是一样的：你的受众是谁，媒介渠道的特点是什么，信息该如何编码，以及该由谁来发送这个信息。这些东西都是要去思考和求证的，然后，基于此，才有可能取得良好的传播效果。
所以，深耕细作的移动营销至少应该经历下面几个方面的思考：
首先，精确定位你的受众。将信息传递给不需要的人，不仅仅是一种资源的浪费，尽管这个成本可能并不高，但是浪费却是惊人的。而且，传播会有负效果的，当一个受众不断被不需要的信息所骚扰时，会对信息的传播者产生负向的评价，这绝对不是传播者希望看到的。定义好受众之后必须对受众的行为进行分析，比如说是商务人士，那么是不是周一的时候并不适合发送信息？因为对方可能会忙于一系列的会议。再例如有车的人士在下班的时候可能正开车，并无时间去查阅短信。如果能定义出某天的某个时段内受众可能是最空闲的时候，那么传播的效果自然会更好。
其次，受众决定了你的编码和渠道。短信、彩信还是流媒体，和受众的终端密切相关。而编码形式更是直接决定了受众是否可以接受你传递的信息。现在的移动营销语言和80年代的广告没什么区别，大多数都是面无表情地说着同样的话语，形式简单而且单一。移动技术的发展必将会催生更多新的信息编码形式，但是如果营销人员没有做好准备，还是满足于移动营销的高到达率，必将丧失在编码形式上的创新。
最后，手机这样一对一的媒体被用作广播，其实是下下之选，而与社会网络接合才是真正发挥威力的地方。想想你的朋友给你发了一条短信，你可能连看都不看就删除吗？而那些留传广泛的一些拜年祝福的话，你知道是经过了多少个朋友才传到你这儿的吗？如果移动营销的信息，可以在广播之后进入社会网络传播阶段，就无疑像是触发了链式反应，效果是巨大的。那么我们的移动营销人员，是不是应该考虑一下如何建立这样一个网络呢？甚至可以通过利益的驱使来推动这种传播。
移动健康监护系统 篇4
20世纪90年代由微型生物传感设备、智能纺织品、微电子工程和无线通信技术推动产生的移动健康监护系统, 以其具有的数据通信、随时随地传输音视频信号、监测人体重要生命体征等功能, 以及低廉的成本在一定程度上有效地解决了对于老年人和慢性病人的持续的随时随地的健康监护, 受到了研究领域和行业的广泛关注。尤其在近几年, 从简单的脉搏血氧计到复杂的移动心电图, 从指压式测量仪到智能背心, 从基于便携式设备到基于手机平台, 从简单的体征测量到数据采集分析和决策支持, 移动健康监护系统的研究正在飞速发展[6~19]。本文旨在通过对移动健康监护系统的源起、基本原理、主要服务和产品进行研究, 发现当前移动健康系统存在的问题以及未来的发展趋势, 提升移动健康监护系统的性能, 更好地满足用户的需求。
2.移动健康监护系统简介
人体基本生理信号 (如心跳、呼吸、体温、脉搏等) 的低负荷、长时间、连续动态监测技术是家庭和社区医疗中的一类关键技术[20], 而移动健康监护系统就是使用移动计算和无线通信技术实时、连续、长时间的监测这类参数, 并将获得的数据传送给医护人员, 以供医护人员进行分析, 使医护人员能获悉病人的当前状态并做出正确判断, 从而对病人做出正确的处理。
移动健康监护系统是移动健康领域设备的一种, 移动健康通常是指移动计算处理技术、无线通信和网络技术提供体检、保健、疾病评估、医疗、康复等服务。电子健康[21]是医学信息学、公众卫生和商业交叉的新兴领域, 关于通过网络健康服务、传送或加强信息的一系列相关技术。广义来说, 电子健康不仅包括技术研发, 同时还包括通过使用信息通信技术提升本地、区域或全球范围内的心理状态、思维方式、态度、网络协议、全球性思维等方面的健康关护。Joseph Tan[22]指出移动健康的产生是由于信息通信技术自身由有线向无线的过渡和转换, 由电子健康发展而来。从图1中, 我们可以清楚地看到, 随着硬件由最初的小型计算机向手持设备、网络由传统的以太网向4G的发展, 医疗领域也从最初的病人信息系统项目 (即信息通信技术在医疗领域的应用) 到基于网络的电子健康管理、临床、财政、决策支持、专家系统和电子护理领域应用, 再到移动病人的监护和管理。
随着电子健康向移动健康的发展, 也产生了诸如远程健康、远程病人监护以及移动健康监护系统等新的领域。根据世界卫生组织[23]、Eysenbach[21]、Pravin Pawar[24] 等对电子健康、远程医疗、移动健康和移动健康监护系统的定义, 笔者认为, 远程医疗是电子健康的一部分, 因为电子健康同时还包括健康信息网络、电子健康记录等内容 ;远程医疗涉及的内容包括远程医疗会诊、远程医学教育、建立多媒体医疗保健咨询系统等内容, 所以, 移动健康仅为远程医疗的一种;而移动健康监护系统是移动健康领域的设备之一。
3.移动健康监护系统的基本原理
移动健康监护系统主要由体域网 (Body Area Networks, BAN) 和后端系统 (Back-End System, BESys) 组成 (如图3所示) 。
3.1 体域网 (Body Area Networks, BAN)
体域网是一个由多个不同功能的传感器和移动基本单元 (Mobile Base Unit, MBU) 组成的通信设备网络, 分布在身体周围, 用来采集与健康相关的数据并进行简单的显示、存储和分析处理, 从而为用户提供移动健康的服务。
(1) 传感器主要分为穿戴式传感器和植入式传感器两种, 主要功能是实时测量和收集人体重要的生理参数, 如心率、血压、体温和表温、血氧饱和度、呼吸频率和心电图等。针对不同的生理参数, 采用不同的传感器, 如血氧饱和度的测定是由血氧探头传感器来获取的, 血压值的测量则是通过无袖带测量方法, GPS系统等。
(2) 移动基本单元 (Mobile Base Unit, MBU) 是一个宽泛的概念, 一般是指应用在PDA或智能手机上的功能程序。其主要功能包括以下三个部分 :1信号处理传输。传感器通信控制信号单元便捷的聚合处理来自身体各部位的实时生理数据, 将数据传输到中心处理单元 ;2信号初步分析处理。中心处理单元拥有巨大数据容量和强大分析能力的服务器群, 可提供数据初步分析、处理、挖掘等能力 ;3信号查询和显示。诸如PDA、智能手机等移动终端通过连接中心处理单元接收和显示数据分析评估结果及其反馈。
(3) 体域网内部通信机制。一些传感器可以直接向移动基本单元传输信号, 而其他的一些传感器则需要利用有线或无线连接向移动基本单元传输信号。常见的无线通信技术标准包括IEEE802.15 (无线个人局域网工作组) 的IEEE802.15.1 (Bluetooth) 和IEEE802.15.14 (Zigbee) 两个标准, 以及infrared (Ir DA) 等 ;常见的有线通信网络包括传导性纺织材料、有线电缆等[24]。其中Bluetooth和Zigbee两种技术标准以其低成本、低复杂性、低能耗等特点, 成为移动健康监护系统BAN通信最常见的技术标准。
3.2 后端系统 (Back-End System, BESys)
在移动健康监护系统的架构中, 后端系统是指后端系统服务器、专业护理人员、医疗中心、数字健康记录系统等设备和平台, 这些设备和平台或者专业护理人员根据多项数据进行进一步分析、处理或综合评估, 为移动健康监护系统的使用者提供相应的健康预警、即时咨询和诊断建议等。
3.3体域网与后端系统的通信机制
体域网与后端系统的通信采用的无线技术主要包括针对于广泛地域的低带宽高时延的无线广域网技术 (WWAN) ;局部地域的高带宽低时延的局域网技术 (WLAN) , 如Wi Fi ;提供相对低带宽的移动手机网络, 如GSM、2.5G (如GPRS) 、3G (如UMTS) 、4G等。
4.移动健康监护系统主要的项目和产品
移动健康监护系统可以给使用者带来更大的灵活性, 使用者可以不受时间、地点的限制, 随时接受监护中心提供的基本生理参数 ( 包括心电、体温、血压、血糖和呼吸等 ) 监护、日常健康咨询以及在紧急情况下获得及时救治。将移动通信技术应用于远程医疗的研究在国外开展得比较早, 欧美等国家是在20世纪90年代在2G数字移动网络刚投入运营时即开展了相关研究。
其中涉及移动健康监测的项目有 :美国剑桥MIT多媒体实验室的Live Net研究项目 [25] ;欧盟财政支持的AMON[26]、My Heart项目 [27~30] 等。此外, 在美国哈佛大学[31]、中国科学院[32]等也进行了关于移动健康监护的研究。而一些企业诸如Microsoft[33]、Vivometrics[34] 和易特科[35] 等公司也在进行相应的研究开发工作, 如Microsoft公司正在其Health Gear项目中开发能对睡眠呼吸暂停进行监护的设备等。表1中列出了一些主要的移动健康监护系统。
对表1中的移动健康监护系统进行分析, 不难发现, 其监测的主要生理参数包括心电图、血氧饱和度、心率、肌动电流图、血压、体温、姿势以及光学体描记术等。
大部分的 移动健康 监护系统 用于普通 的健康监护 ( 如老年人、 慢性病人、 康复病人等) , 如基于GPS/GPRS远程医疗监护报警系统、WEALTHY、MERMOTH、Human++、Lifeshirt等, 也有部分系统适用于特殊环境或特殊疾病的监测, 如Life Guard是由加利福尼亚大学和美国宇航局共同研发的用于极端环境下 (太空或行星) 的身体健康状况监护 ;而欧盟第五框架的AMON项目和Microsoft开发的Health Gear则是针对于睡眠呼吸暂停的监测 ;此外还有些系统是针对于帕金森和癫痫病人、心血管病人、妊娠高血压等的监测。
5.存在的问题
移动健康监护系统目前仍然存在一些问题, 这些问题对移动健康监护系统的广泛应用带来了挑战, 在一定程度上影响了移动健康监护系统的高效性、可靠性和安全性, 这些问题主要包括以下几个方面 :
5.1 电池技术和电源选择
对于移动健康监护系统来说, 电池供电比交流电直接供电更适用, 更安全, 更能满足医疗仪器对于安全性的要求。但是电池的电量消耗和电池的尺寸大小是当前该系统遇到的最大技术问题, 并已经成为系统性能提升的瓶颈所在。在当前的移动健康监护系统中, 多采用锂电池供电。虽然锂电池具有诸多优良特性, 但由于其自身化学反应原理的限制, 在使用过程中存在过流、过温、过压和过度放电的问题。另一方面, 移动健康监护系统在实时传输数据和后处理数据时均会消耗大量的能量, 无疑要求电池的容量越大越好, 但电池的容量与电池的尺寸以及电池的辐射性具有正比关系, 这就要求系统在功耗与动态、安全性与便携性之间取得相应的平衡。
5.2 传感器的微型化和效率
普遍来说, 目前移动健康监护系统使用的生物传感器趋向于大规模化, 有些传感器有可能需要特定的姿势或芯片植入来采集准确的数据。这就需要进一步研发可穿戴的纺织品类传感器, 进一步提升传感器的效率和微型化。
5.3 个人的信息安全
移动健康监护系统传输的描述病人健康状况的数据是否具有法律效应还有待进一步论证。这些数据作为病人的隐私, 应当充分保证安全, 除了系统的使用者和监护医师之外, 不应该将收集到的数据泄露给任何人。因此需要合适的加密和认证机制来确保所有传输数据的安全性。但是, 目前的加密和认证机制越复杂, 其数据传输的速度相对越慢, 这势必会对移动健康监护系统数据的实时性造成影响。
5.4 质量控制和数据可靠性
由于移动健康监护系统的质量和可靠性可能对患者、操作者及周围人员带来危险和伤害, 因此移动健康监护系统对于人和医疗设备的干扰 (如辐射) , 由于信息通信技术的限制导致的数据传输的延迟性和不完整性都是当前系统存在的问题。
5.5 标准化问题
无线医疗监护系统涉及到大量生命信号获取、表达、传输和存储, 生命信号和医学数据的标准化是一个关键。同时, 无线医疗监护系统作为医学仪器连接到HIS、PAc S、EMR和LIS等多个信息系统, 也需要解决标准化问题。
6.移动健康监护系统的发展方向
由于移动健康监护系统要求连续监测各种生理参数, 做到无创、正确、稳定、尽可能少的不适感以及无过敏反应的发生, 同时还要求系统能够将这些生理参数进行分析、处理以及存储, 还能够及时地反馈给医疗中心或专业监护人员得到相应的咨询指导和建议, 因此, 国内外对于该系统未来发展方向主要集中在五个方面 :
6.1 生命体征采集新技术
当前移动健康监护系统采用的生命体征采集技术, 在一定程度上会给使用者带来一些的不适感和过敏反应, 如长时间心电贴片电极造成的皮肤瘙痒不适、过敏红肿 ;而且系统的稳定性和准确性还有待考究。因此未来的健康监护系统首先应当研究生命体征采集的新技术, 主要包括对于生命体征采集机制和采集过程中用户的舒适度的研究, 尽可能做到在连续监测各种生理参数的同时, 保证用户的舒适度。
6.2 新型传感器的研制
随着移动健康监护系统的发展, 其所需要采集的生命体征会逐渐增多, 但是目前现有的移动健康监护系统的传感器, 大多数只支持一到两种生命体征的采集, 远远不能满足健康监护的需求。因此, 不仅需要将现有传感器进一步微型化、集成化, 用一个传感器就能提取多种信息, 以减少传感器的数量 ;同时还应当开发新的传感器, 如开发能长期使用的基于生物效应的传感器, 或直接提取生化信息的传感器等。
6.3 提高分析技术的实时性和综合性
移动健康监护系统的可靠性和可行度取决于系统对所采集的数据进行实时分析和处理的能力。目前大多数的移动健康监护系统仅能对采集的数据进行单项数据的简单分析和处理, 而且由于传输网络的原因存在一定的延迟性。未来的移动健康监护系统应当提高分析处理能力, 研究开发多参数与病理生理间的相互关系及特征参量提取技术, 实现多参数的综合分析 ;建立数据知识库, 研究开发系统自学习能力, 避免漏检、误判、错定等弊病, 真正实现专家辅助功能。
6.4 关注监护领域空白点和薄弱环节
目前的移动健康监护系统虽然可以监护脉搏、血氧饱和度、心电图等多项生命体征, 但是在监护领域仍然存在不少薄弱环节甚至是空白点。如对于生理功能的监测十分薄弱, 包括对于新陈代谢、呼吸功能、肝功能的监测等。同时, 目前移动健康监护系统对于数据的采集主要为“参数监护”, 即对某些指定的生理参数进行连续监测和自动分析, 而目前所能获取的自动连续监测的参数也极其有限。因此, 在进一步研究开发参数自动连续监测的同时, 还应当研究非参数检测技术, 如烫烧伤病人皮肤伤情监测、术后病人伤口愈合情况监测等。
6.5 实现“监”与“护”的统一
移动闭塞信号系统介绍 篇5
一、信号闭塞的基本概念
所谓闭塞就是指利用信号设备把铁路线路人为地划分成若干个物理上或逻辑上的闭塞分区，以满足安全行车间隔和提高运输效率的要求。
目前，信号闭塞原则是按照ATP/ATO制式来划分的，基本上可以分为三类，即：固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。
二、各种信号闭塞制式在城市轨道交通中的发展应用
目前在城市轨道交通中使用的信号系统一般称之为ATC系统，大多应用于80km/h以下的轨道交通工程中。ATC系统主要由ATP、ATO、计算机联锁以及ATS四个子系统构成，其ATP/ATO制式主要有两种：
第一，基于多信息移频轨道电路的固定闭塞，采用台阶式速度控制模式，属二十世纪八十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到180秒。西屋公司、GRS公司分别用于北京地铁、上海地铁一号线的ATP、ATO系统属于此种类型；
第二，基于数字轨道电路的准移动闭塞，采用距离/速度曲线控制模式的ATP/ATO系统，属二十世纪九十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到90～120秒。西门子公司在广州地铁一号线使用的LZB700M、US＆S公司在上海地铁二号线使用的AF-900以及我国香港地区机场快速线（最高速度达135km/h）使用的阿尔斯通公司SACEM（ATP/ATO）信号系统均属于此种类型。
上述两种列车控制模式均为基于轨道电路的列车控制系统。基于轨道电路的速度－距离曲线控制模式的ATP/ATO系统，采用“跳跃式”连续速度－距离曲线控制模式，“跳跃”方式按列车尾部依次出清各电气绝缘节时跳跃跟随。采用在传统轨道电路上叠加信息报文方法，即把列车占用/空闲检测和ATP信息传输合二为一，它们的追踪间隔和列车控制精度除取决于线路特性、停站时分、车辆参数外还与ATP/ATO系统及轨道电路的特性密切相关，如轨道电路的最大和最小长度、传输信息量的内容及大小、轨道电路分界点的位置等。
由于基于轨道电路的ATC系统是以轨道区段作为列车占用/空闲的凭证，地－车通信是通过钢轨作为信息发送的传输媒介。这种方式存在以下几方面缺陷：
（1）列车定位精度由轨道区段的长度决定，列车只占用部分轨道电路就认为全部占用，导致列车定位精度不高。
（2）由轨道电路向列车传输信息，传输的信息量受钢轨传输介质频带限制及电化牵引回流的干扰，难以实现大信息量实时数据传输。
（3）交通容量受到轨道区段划分的限制，传统ATC系统很难在每小时30对列车的基础上有较大的突破。
（4）传统ATC速度控制曲线追随性较差。
（5）行车间隔越短，轨旁设备越多，导致维修困难，运营成本高。
随着通信技术的快速发展，为了解决上述缺陷，近年来国际上几家著名的信号系统制造商如加拿大阿尔卡特公司、法国的阿尔斯通公司、美国的通用电气公司、德国的西门子公司、英国的西屋公司等纷纷开展了基于“通信”的移动闭塞系统的研究开发，它代表了城市轨道交通领域信号系统的一种发展趋势。
基于“通信”的移动闭塞信号系统经过多年的研究、开发与应用，与基于轨道电路的准移动闭塞信号系统相比具有以下优点：（1）可缩短行车间隔时间（列车运行间隔可达到75～90秒），特别是对整条线路追踪能力紧张的车站起关键作用。
（2）提供实时追随的ATP连续速度曲线控制功能。
（3）由于信息传输独立于轨道电路，受外界各种物理因素干扰小，运行可靠，设备调试和维护成本将大大降低。
（4）轨旁及车载设备之间提供双向高速大容量实时数据通信链路，因此可实现实时遥控列车牵引曲线和停站时间。
（5）控制中心或任一车站均可遥测车载设备运行状态及故障信息，甚至可传输车载视频及音频信号，为实现无人驾驶准备条件。
（6）灵活的列车控制方式有利于提供最佳服务，降低能耗。
三、移动闭塞的原理
移动闭塞基本原理为:线路上的前行列车经ATP车载设备将本车的实际位置，通过通信系统传送给轨旁的移动闭塞处理器，并将此信息处理生成后续列车的运行权限，传送给后续列车的ATP车载设备。后续列车与前行列车总是保持一个“安全距离”。该安全距离是介于后车的目标停车点和确认的前车尾部之间的一个固定距离。在选择该距离时，已充分考虑了在一系列最坏情况下，列车仍能够被安全地分隔开来。（原理图见下页）
四、移动闭塞信号系统的通信实现方式
基于“通信”的移动闭塞信号系统车地通信的主要方式有：
（1）感应环方式； （2）波导方式；
（3）无线或无线扩频方式。（4）漏缆方式；
五、阿尔卡特SelTrac S40“移动闭塞”列车自动控制系统
1、系统概况
为广州市轨道交通三号线提供的SelTrac S40“移动闭塞”列车自动控制（ATC）系统是基于以通信为基础的SelTrac移动闭塞系统，它通过感应环线通信系统来提供列车与地面间的通信。本系统能够满足三号线运营能力的要求，即正线区段按6辆列车编组，最小行车间隔105秒运行。SelTrac S40系统正线追踪间隔（包括大石站非折返列车与折返列车之间的追踪间隔）按6辆编组列车90秒设计。该ATC系统设备的主要构成参见以下的系统结构网络图。
2、缩写释义
SMC—系统管理中心； VCC —车辆控制中心； STC —车站控制器系统； VOBC —车载控制器系统； TOD —司机显示盘 LWS —车站工作站 CO —中央操作员
SRS —运行图调整服务器 IBP —车站控制盘 MCS —主控系统
3、三号线信号系统与一、二号线信号系统不同点的比较 线路复杂程度，功能定位，运输组织方式不同。
三号线线路走向为Y形线，体育西路站位于Y形的交叉点，时刻表的编辑及运输组织都比一、二号线情况复杂，特别在故障情况下，调度组织显得尤为重要。此外，由于三号线线路长（主线28.77Km，支线7.56Km），平均站间距离大（2.06Km）。因此三号线设计为快速线，最高运行速度达到120公里/小时，旅行速度大于58.77Km/h，支线旅行速度约47.22Km/h，即主线在满足最小运行间隔105秒的情况下，可基本将每小时断面所需的列车数控制在34对以下；支线在满足最小运行间隔105秒的情况下，可基本将每小时断面所需的列车数控制在11对以下。
三号线的功能定位为规划引导型，而一、二号线为交通疏导型；
基于以上两点原因，三号线的运输组织将主要会从三个方面考虑：从时间上划分为三个阶段，即初期（2010年）、近期（2017年）、远期（2032年）；运营交路上从初期的主、支线的大小两个交路到近、远期的三个交路；在列车编组方面将根据不同时期的具体情况按照三节或三、六节混合的列车编组方式进行。总之，三号线将会比一、二号线采用更为灵活的运输组织方式。 信号制式不同；
三号线为移动闭塞信号系统，而一、二号线为准移动闭塞信号系统。 ATC系统的组成方式、功能实现方式不同；
三号线信号ATC系统为中央集中式，一、二号线信号ATC系统为分散式； 三号线信号ATC系统的中央设备除实现ATS功能外，还负责实现主要的ATP功能和联锁功能；车站设备只负责基本的联锁功能并完成与轨旁设备及其它机电设备的接口功能。而一、二号线信号ATC系统的中央设备只实现ATS功能，其它功能由车站及车载设备完成。 新增功能；
列车的联挂/解编：
Seltrac移动闭塞系统完全能够支持在VCC监控下，在ATC控制区域内对两辆3节编组的列车进行联挂或者将一辆6节编组的列车解编为两辆3节编组的列车。需要强调的是，列车联挂/解编过程需要ATC系统及车辆的能力和功能相互配合工作，部分联挂/解编功能的完成还需依赖于车辆的设计。
① VCC监控下的联挂过程：
在ATC区域内完成对3节编组的列车进行联挂作业时，每列车上至少有一个VOBC是正常工作的。 第一列车将进入SMC指定的允许进行联挂和解编作业的区域。一旦第一列车就位，第二列待联挂的列车将接近并停靠在距第一列车最小“安全距离”的地方。 第一列车的司机将列车设置在“OFF”模式，第二列车的司机在这时将列车设置为限制的人工模式，在此模式下，VOBC允许列车以低速将车向前开动以进行列车联挂。 中央调度员CO将首先通过VCC命令列车进行联挂。 第二列车的司机驾驶列车以低于限速的速度前进，直到两列车相遇并联挂在一起。 一旦列车联挂完成，在VCC数据库中以及列车硬件将自动对列车进行从新配置。VOBC持续地同VCC进行通信并报告新的列车长度。 位于中央驾驶室的司机将驾驶室设为“OFF”模式。新的6节编组列车的司机进入新车前部的机车室。随后司机将新机车的选择开关设为“自动”模式。中央调度员为该车命令分配一条进路，或从时刻表中分配一个运行班次。列车将按照SMC的命令继续运行。②
VCC监控下的解编过程：
解编过程与联挂过程相似，但顺序相反。 中央调度员通过SMC将6节编组的列车排路到指定的解编区域。列车自动进入解编区域并停车。 第二个司机登上即将成为单独的新车的前端驾驶室。 前车司机将模式开关设为“OFF”。 中央调度员CO在VCC上命令列车解编。 司机按下驾驶控制盘上的“解编”按钮（由车辆供货商提供）以使6节编组的列车从中间脱开。一旦解编完成，列车硬件将自动对列车进行重新配置。VOBC将继续同VCC保持通信并报告每列车新的车长。 前部3节编组的列车司机将列车置入“限制的人工”驾驶模式并人工驾驶列车，以限制速度（<25km∕h）驶离后面的3节组列车。司机驾驶列车向前驶离距另一车2个VCC“位置”后停车。一旦列车停止，TOD将指示司机将列车设置为“自动”模式。 司机将模式选择开关变为“自动”。 中央调度员从时刻表中为列车选择分配一个运行班次，然后列车继续运行。 此时，另一辆3节编组的列车司机将该车设置为“自动”模式。SMC为列车分配一个班次，列车继续正常运行。
传统功能方面的几个不同点； 后备模式不同； 部分后退（降级）模式； 中央SMC故障，VCC正常时的部分后退模式；
在SMC完全故障或VCC与SMC连接中断后，VCC控制模式提供基本的ATC运营。当VCC和SMC间通信中断时，VCC就进入了VCC控制模式。
在此模式下，系统提供全部的ATP/ATO功能，VCC自动地获取运行线的分配，并据分配的运行线进行自动进路控制。VCC自动获取的运行线将保持在SMC未故障前对每一列车原有运行线（包含在常用的16条运行线中）的分配。
列车通过VCC与VOBC之间的通信接收所分配的运行线。知道了运行线号码的列车可以通过车载数据库查得行车目的地。通过与STC的通信，VOBC可以知道当前站的ID号，并因此能够在车上广播有关下一站的信息。对位环线将向工作站提供有关列车运行线分配的信息，因此系统可以在站内广播下一站及目的地的有关信息。这里需要说明的是：停站时间是固定的（缺省值），信息广播将在列车进站完成对位后进行。
中央VCC故障，SMC正常时的部分后退模式；
在该后退运营下，VOBC到LWS的通信使列车可以自动排列进路，包括自动折返进路以及车站和车上的旅客信息的控制。
司机通过触摸屏输入列车运行线分配命令及其身份验证信息。数据从VOBC通过STC传送到LWS，然后送到SMC。当前站的站名通过LWS传送到VOBC。
根据当前站的站名和所分配的运行线信息，VOBC从其数据库中获得下一站的站名和目的地信息，并用以提供车上公告。
通过LWS和VOBC在车站的通信，SMC根据闭塞占用原理在整个系统中跟踪列 车运行。
在该后退模式下，SMC通过呼叫相应的STC来自动为列车排路。
STC根据信号原理，在安全的前提下，命令转动相应的道岔，开放相应的信号机。 完全后退（后备）模式；
在SMC及VCC全部发生故障的完全后退模式下，进路的控制是通过LWS的人工命令来控制STC，即在车站的LWS上由车站操作员人工命令排列进路。在这种后退模式下，STC根据信号原理，在安全的前提下，命令转动相应的道岔，开放相应的信号机。 驾驶模式不同； ATO模式 ：分为ATO自动关门和ATO人工关门两种（通过转换开关控制）； ATP倒车模式 ：ATC系统允许在人工保护模式下不超过5m的一次倒车（通过操作ATP倒车开关）。
OFF模式 ：当两驾驶室的模式开关都处于„OFF‟位置时，VOBC将进入该模式。这种模式下，紧急制动生效、驾驶室的显示被禁止。列车在这种状态下不能移动。VOBC继续和VCC保持通信，并维持定位、跟踪和监视功能。
车载信号设备不同；
三号线信号车载设备（VOBC）采用了二取二双机热备的安全冗余技术，进一步提高了系统的可用性。此外，该车载设备（VOBC）在单机故障情况下，可由中央操作员对故障机进行远程复位。 试车线控制方式不同；
三号线位于试车线上的道岔直接由车辆段联锁系统控制和监视，ATC系统对该道岔不予控制和监督，但对试车线控制权的“获取”和“释放”进行安全地监督。试车线由正线ATC系统控制，并拥有实际ATC控制系统的所有功能。 运行图调整功能不同；
三号线有一个相等运行间隔调整模式，该模式是一二号线不具备的。在该模式下，列车的运行不倚赖于运行图，只要操作员指定运行线和行车间隔，就可以继续正常运营。运行间隔调整模式主要在出现突发事件，需要增加或删减服务时使用。运行间隔调整模式还可以在所有列车的运行都大大落后于运行图的不利情况下用来快速解决串车问题。当运行间隔调整结束时，运行图重新恢复（如果调度员没有取消该运行图的话）。
接口不同；
与主控系统的接口；接口设备为中央背投显示屏和车站IBP控制盘。信号SMC系统通过通信服务器向MCS系统提供下列信息：
实时的实际列车位置信息（包括列车的实时位置信息、区间运行时分、停站时分等）
列车阻塞信息（产生的原则同二号线）信号系统重要的故障信息
在每天正式运营前，传送当天的计划时刻表
回应MCS每0.5s对SIG与MCS之间的通道检测。
信号SMC系统通过通信服务器接收MCS系统提供的下列信息： MCS传送的SCADA牵引供电信息
每天收车后，接收全天的实际客流信息
与通信网络的接口；
一、二号线为OTN网（分别为150M和600M带宽容量），三号线为SDH网（2.5G带宽容量）。 其它方面的不同；
正线信号机的显示不同：蓝色—ATC自动控制状态，无引导信号显示； 正线采用了LED显示信号机新设备；
正线采用了12号道岔（侧向限速45Km/h），双机牵引，电液转辙机等新设备、新技术；
正线采用了阿尔卡特计轴轨道电路设备；
4、三号线信号系统在运营维护方面的不利因素及可能存在的问题
线路里程长，区间跨度大，轨旁设备多，造成维护工作量和人员需求量增加，特别是汉溪～市桥隧道区间长达6.18公里，对今后的设备抢修工作非常不利； 中央VCC一旦发生故障，将对运营产生很大的影响（其中VCC1：沥窖～番禺广场6个站，VCC2：天河客、广州东～ 大塘12个站）；
微软完善移动设备生态系统 篇6
“调查显示，35%的员工会在工作中使用平板电脑，77%的平板用户使用PC的时间在下降。”微软全球副总裁兼中国区销售副总裁罗荣力（Philippe Rogge）介绍说，为应对市场的最新变化，微软将加速助力合作伙伴在竞争颇为激烈的智能手机、平板电脑以及PC产品市场中推出高性价比，高用户体验的产品。
为了抢占以平板电脑代表的移动市场，今年以来微软明显加大了对移动市场的支持力度，特别是从2014年4月以来还宣布9英寸以下平板电脑Windows系统免费，以鼓励合作伙伴推出Windows平板。同时，微软还在深圳成立了开发和销售的团队，以支持合作伙伴的生产和研发工作。
而随着微软加大对平板电脑市场的支持力度，Windows平台阵营正在不断壮大。据不完全统计，目前国际厂商有24款平板电脑，在中国市场大约60多款Windows平板电脑在销售。据悉，在中国市场，包括惠普、联想、蓝魔、台电科技不久都有新的Windows平板电脑推出计划。而蓝魔甚至明确在2015年Windows商用平板电脑将是其重点，而台电科技也透露目前有7款Windows平板在是市场销售，未来还有10多款Windows平板即将上市。
“始终开启”传感器获得突破
恩智浦针对不断增长的传感器处理市场推出一款高能效的微处理器。
本报记者 邹大斌
恩智浦半导体日前推出了一款超高能效的微控制器产品——LPC54100系列微控制器，这是传感器产品的一大进步，也是超低功耗“始终开启”传感器处理方面的重大突破。该系列利用经过市场验证的创新专利架构，实现了极高的能效，相比最接近的竞争产品，其能耗平均降低了20%。
“LPC54100系列仅需3?A的极小电流即可实现持续传感器监听，这对始终开启的应用至关重要。”恩智浦半导体微控制器通用市场产品线总经理Ross Bannatyne介绍说，作为传感器应用领域的首创功能，该系列产品的非对称双核架构实现了工作状态下可裁减的功耗/性能，让开发人员能够使用Cortex-M0+内核（能耗更低）来处理传感器数据采集、整合和外部通信，从而优化能效，或者使用CortexM4F内核（处理能力更强）更快执行复杂数学密集型算法（例如，运动传感器融合），同时节省能源。
该架构带有专为实现高能效而全新设计的一系列模拟和数字接口，包括能够在宽电压范围内（1.62～3.6 V）支持各种规格性能的12bit、4.8Msps/s 的ADC，以及低功耗串行接口，这些接口让LPC54100系列能够提供低于其他任何同类微控制器的能耗。
移动测量控制系统 篇7
移动测量控制系统是移动测量系统的核心部件, 它联接和控制所有测量设备运转。这些设备包括照相机, 360˚全景照相机, 激光雷达和GPS接收机等。所有测量设备安装在测量车内。本系统与国内同类产品相比具有如下优势特点:
1.控制系统连接计算机, 安装在计算机上的特制的软件系统可配置和操作控制系统。
2.控制系统具有标准的连接接口和连接协议, 方便与各种测量设备连接。这些设备包括照相机, 360˚全景照相机, GPS接收机和激光雷达设备等。这种特性可以实现在一台测量车上按照测量需求可随时安装或卸载测量设备, 例如在进行路面灾害测量时可在测量车上安装LCMS测量设备。这样测量单位购买一台测量车可以完成更多种测量任务。
3.系统可提供GPS同步支持。对没有GPS功能的测量设备, 例如SICK激光雷达, 提供精确GPS定位信息给测量数据。这可以节省采购较昂贵测量设备的经费。
4.采用独特GPS数据处理技术, 为高速行驶的测量车所获取每幅图像曝光点的GPS数据, 可以极大地满足客户对测量精度的需求。
5.测量车可在110km/小时速度完成正常测量任务。在高速公路上测量时满足速度要求不影响交通。
6.遵照标准化联接接口和联接协议, 可以方便地开发出针对各种测量设备的测量子系统。
国内现有的移动测量系统均是一体化结构, 例如中海达i Scan和立得空间LD2000系列。客户购买整个测量车, 所有测量设备在出厂时已安装好。用户不能根据需要装卸。限制用户使用广泛性。本系统可以满足用户按需求自由组合测量设备的需求。
内燃动车能耗计算系统 篇8
地球气温上升及大气受污染等不利于环境的情况越来越严重。在日本, 以环境基本法为核心的各种法规相继出台, 正在积极地推进环保工作。例如, 由于节能法 (关于合理使用能源的法规) 的修定, 新设立了特殊运输经营者, 对于保有300辆以上铁道车辆的铁路经营者, 要求他们必须尽到“实行车辆高效运营”和“定期报告CO2排放量”等致力削减能耗工作的义务。为了响应节能政策, 作为削减能耗的工具, 日本铁道综合技术研究所尝试开发了“内燃动车能耗计算系统” (见图1) 。
本系统采用制定基准运转时间时所使用的运转曲线生成软件的走行数据, 利用计算内燃动车走行中必要的燃料消耗量及CO2排放量的计算软件, 分析动车走行状态及发动机负荷状态等, 分析结果用曲线图表示。
移动计算系统 篇9
物联网采用互联网技术实现人与机器、机器与机器相联[1]。移动物联网则采用无线通信技术实现了移动设备之间以及与固定设备的即时信息传递。移动监控系统是移动物联网的重要应用领域之一,其中的移动设备可分为人机交互终端和机器终端,均可实现各自在空间上的自由移动及相互间广义远程信息交互。
本研究提出一种基于Cortex的远程监控移动终端的解决方案。
1基于Cortex的远程监控移动终端控制系统
移动监控系统中人机交互终端一般可直接使用智能手机、平板电脑和笔记本电脑。可移动机器终端则根据实际需求,有不同的机械结构和电路结构。机械结构可归纳为两类,一是行走机构,用以驱动和控制移动机器终端在二维和三维空间的移动和转向; 二是执行机构,用以完成机器终端涉及的具体任务,如采集样本、视觉系统的转向等。
针对可移动机器终端的典型工作需求,笔者提出一种基于i. MX535和STM32F103的通用可移动机器终端控制系统,系统如图1所示。
该控制系统以飞思卡尔i. MX535作为主控制器, 用以实现监控系统顶层控制决策,复杂信息处理、导航、无线数据传输等功能。i. MX535以ARM CortexA8为指令构架,主频1 GHz,通过UART接口,连接GPS导航模块、Zig Bee和GPRS通讯模块; 同时可以通过SDIO接口连接Wi-Fi通讯模块; 可以同时连接两路CMOS图像传感器。另外,通过i. MX535的并行I / O、 I2C总线、I2S总线、USB接口可方便与各类传感器连接。在软件方面,i. MX535具有强大的多媒体信息处理能力,采用NEON单指令、多数据的处理器扩展结构,支持MPEG-4、H. 264基准、JPEG、MP3、AAC等图像格式,可以对H. 264和MP3等媒体编解码提供加速。
该控制系统采用意法半导体STM32F103x E( 增强型) 构成前端控制器,该芯片以ARM Cortex-M3为指令构架,主频为72 MHz,具有I2C、UART、SPI、CAN、 USB等接口总线,可配置80个快速I / O端和3个ADC ( 共计21路输入通道) 。前端控制器承担可移动机器终端机械系统控制、运动及环境信息感知、行走及机械动作执行器控制等任务。
控制系统配置了多类无线通讯功能。其中,WIFI模块RS9110-N-11-03采用SDIO接口与i. MX535互联,采用5 GHz频段,兼容802. 11a /b /g和支持单流802. 11n。 Zig Bee片上系统CC2530采用8051为内核,具有适应2. 4 GHz IEEE802. 15. 4的RF收发器; GPRS模块华为GM323,工作频段 为GSM850 /900 / 1 800 /1 900 MHz,CC2530和GM323均采用UART接口与i. MX535连接。
可移动机器终端的行走部分采用两轮驱动模式, 配合无驱动辅助轮保持机体姿态平稳,通过两个驱动轮的速度差实现移动机器终端转向,驱动电机的正反转控制移动机器终端倒车。本研究采用PMW信号及H桥模块实现对直流伺服电机的控制,PMW信号由STM32F103的TIM1和TIM8定时器提供。系统采用E6B2-CWZ6C旋转编码器检测驱动轮的转速和行程, 旋转编码器的输出脉冲通过TIM2和TIM3计数器接收。
可移动机器 终端的定 位信息通 过Holux SIRF Star III或ENO-6 GPS导航模块确定,它们均可通过串行接口与i. MX535的UART1连接,采用NMEA0183. 22协议传输定位信息。
STM32F103的并行I / O接口输出开关量信号,用以控制电磁执行机构或小型直流电机驱动执行机构完成所需要的机械动作。
除采用GPS外,该控制系统还通过光电、电磁感应等传感器跟踪地面所布置的轨迹特征线,进行精确定位。通过i. MX535的CSI和I2C接口,可以连接两路OV5640彩色CMOS摄像头,CSI接口用以传输图像数据,I2C接口则用以接收控制命令。CMOS摄像头既可以完成环境或目标物的检测,也可以用于轨迹跟踪。摄像头通 过转向执 行机构,可以实现180 ° 旋转。
2移动终端的无线接入方法
在图1所示控制系统中,可分别或同时使用多种无线接入方法,将自身置于无线通讯网络中。
通过CC2530模块,移动机器终端可接入Zig Bee网络以实现300 m距离内无线通讯,这种模式功耗低并可支持大量节点和多种网络拓扑形式,采用IEEE 802. 15. 4通信协议 ( 又称紫蜂协议) ,支持250 kbps ( 全球频段2. 4 GHz) 、40 kbps( 美洲频段915 MHz) 和20 kbps( 欧洲频段868 MHz) 的原始数据吞吐率[2,3,4]。
Zig Bee组网方案如图2所示。其中: 协调器为固定设备,汇聚节点和传感器节点为移动设备。可移动机器终端可作为全功能传感器节点( FFD) 使用,既可传递本体检测的数据亦可传递其他节点发来的数据。 移动终端也可作精减功能传感器节点( RFD) 使用,仅限于向其它节点输出自己检测到的数据。多个可移动机器终端可组成星型、树状和网状3种网络结构,并可通过有线LAN将局部Zig Bee网连接至中央控制服务器,以实现现场数据的集中处理。
通过华为GM323模块,移动机器 终端可接 入GPRS网络。GPRS面向GSM用户,可实现长距离无线通讯,但传输速率较低( 150 Kbps) ,且采用收费机制[5,6]。GPRS网络的接入方案如图3所示。
GPRS通讯中,移动机器终端通过GM323模块成为移动公司的分站( DTU) ,采用动态IP接入互联网, 多个移动机器终端可以与一台数据服务中心( DSC) 组合构成一个分布式数据采集系统。信息数据由现场移动机器终端上传到数据中心,数据中心的命令也可无线送达各个移动机器终端。移动机器终端和数据处理中心基于Socket建立连接,移动机器终端是Socket客户端,数据处理中心是Socket的服务端。 Socket连接有TCP协议和UDP协议之分,移动机器终端和数据中心应使用相同的协议,可通过配置软件进行配置[7]。
移动机器终端通过RS9110-N-11-03 Wi-Fi模块接入Wi-Fi无线网络,传输距离可达到80 m ~ 100 m,使用IEEE802. 11标准,2. 4 GHz频段,可提供11 Mbps带宽,信号较弱时,可自动调整降低带宽以保证通讯的稳定性和可靠性[8]。Wi-Fi网络只需建立热点( Access Point,接入点) ,即可实现设备间的通信。Wi-Fi网络的接入方案如图4所示。
3移动监控系统基于XMPP的通讯
可扩展通讯和表示协议( extensible messaging and presence protocol,XMPP )[9,10]是一种基于SGM子集XML的开放式即时通信协议,用以定义XMPP网络的基本架构和客户端与服务器之间、服务器与服务器之间的信息通信细节。扩展协议是对基础协议的补充, 以适应XMPP在特定领域中的应用。截止到2014年9月底,XEPs已经超过350项。
移动监控系统软件通过XMPP可以完成移动的人机交互终端、机器终端与服务器之间基于GPRS、Wi Fi等异构网络之间的信息通讯。
3.1移动监控系统的XMPP通讯方法
XMPP网络由XMPP实体构成,实体包括协调器、 中心站点、服务器等异构网络的数据服务中心,也包括移动机器终端作为XMPP客户端。基本的XMPP网络由一个服务器和若干客户端构成。基于XMPP-CORE规定,所有通讯数据须通过服务器中转。客户端与服务器基于XML格式交换数据,其基本语义单位为XML节,分为message、presence和iq( Info / Query的缩写) 3类,分别对应“推送”、“发布-订阅”与“广播”和 “请求-响应”机制。XMPP客户端-服务器交互示意如图5所示。
3.2移动机器终端使用的物联网扩展协议
移动机器终端基于XMPP实现客户端-服务器通讯时,需使用XMPP关于物联网的扩展协议。其中XEP-0323描述传感器数据通信的基础框架以及基本数据模型; XEP-0324描述网络的访问控制管理; XEP0325描述控制机制; XEP-0326描述集中器的管理; XEP-0347描述机器终端接入XMPP网络的方法[11,12,13,14,15]。
3.3人机交互终端从机器终端获取数据
人机交互终端请求读取机器终端数据的过程如图6所示。与其对应的XML报文细节如下:
3.4人机交互终端对机器终端的控制
人机交互终端通过向机器终端发送控制命令 ( Control Commands) 来控制机器终端工作,有两种不同的控制模式,具体如图7所示。
( 1) 采用message类的XML节实现简单模式( 请求无需响应) :
( 2) 采用iq类的XML节实现请求-响应模式:
4移动监控系统的应用案例
4.1仓库安全巡检移动机器人案例
一种仓库安全巡检机器人的系统结构图如图8所示。该机器人在图1所示通用可移动机器终端平台基础上搭载了红外温度传感器、离子式烟雾传感器、催化燃烧式气体传感器、电化学式气体传感器和视频摄像头,用以巡检监控化学品仓库中的容器和管路可燃或有毒气体、液体的泄露,以及发现存在高温隐患的部位。
巡检机器人采用蓄电瓶供电,电气及驱动部分采取防爆安全设计,其通过GPS导航和电磁引导方法, 沿事先设计的巡检线路自主行走,通过GPS导航方法定位所发现隐患点的位置坐标,用以对化学品仓库进行巡检。
隐患点的判断有两种方法,一是基于检测数据与标准阈值的对比; 二是基于安全巡检机器人每次途径同一坐标点是检测数据和图像的变化。
安全巡检机器 人的检测 数据和图 像,可通过GPRS和Zig Bee等移动互联网,无线传递至监控中心平台。本研究定义机器人状态包格式和现场控制指令包格式,通过XMPP协议按字节流实现数据的无线传递。视频摄像头通过实时传输/实时传输控制协议 ( RTP/RTCP) ,实现视频数据流的传输。RTP实现实时数据传输,RTCP提供流量控制和拥塞控制,确保数据包可靠传送。通过将RTP和RTCP配合,能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化。
4.2电子标签巡检移动机器人案例
电子标签巡检机器人采用通用可移动机器终端平台,搭载超远程电子标签阅读器、光电传感器、视频摄像头,用以盘点仓库货架上对应货物的种类和存在与否,确定货物存放的具体位置,并将巡检结果通过无线网络传输给仓库管理中心服务器。巡检机器人的系统结构图与图8类似。
电子标签读写器采用远睿通IVT920-4A读写器, 通过RS-232与通用可移动机器终端平台中i. MX535的UART接口连接进行数据通信。该读写器采用Intel的Impinj Indy读写器芯片R2000,工作频段920 MHz ~ 925 MHz,具有先进的抗干扰性,通过防碰撞性DRM算法,每秒可处理超过250个标签; 具有超高灵敏度, 读取距离超过12 m。
本研究通过GPS导航、光电传感器和视频摄像头,保证巡检机器人按设定的巡检路径进行巡检,并基于GPS导航、光电传感器和视频摄像头确定货物位置坐标,巡检机器人保持与被检货架相距0. 5 m左右的距离,可以感应到高达10 m的货架顶端的货物箱体的电子标签,并可同时读取多达250个标签的标识数据。 货架上按一定距离间隔,布局定位电子标签,定位电子标签确定了货架的空间位置基准。
5结束语
本研究提出了一种通用可移动机器终端,该终端可采用多种无线网络接入方法。其中: Zig Bee接入方法,支持多个移动终端实现自组网,可基于位置关系以及远近优选数据传输路径; GPRS接入方法不需固定占用无线信道,可融合有线网络和无线网络进行移动终端间超远程数据传输; Wi-Fi接入方法,通过热点模式建立局域无线网络,并可以借助热点与有线网络的连接实现局域无线网络之外的超远程数据传输。该系统采用XMPP的信息通讯模式,不但支持基于Zig Bee、 GPRS以及Wi-Fi同构无线网络数据传递,还可应用于不同接入方法的移动终端在异构移动网络之间的信息通讯。
本研究给出了两个应用实例,通过采用本研究提出的通用可移动机器终端为基本平台,配置相应的扩展器件,构建仓库安全巡检移动机器人和电子标签巡检移动机器人,实现对仓库安全和货架货物的移动巡检。
摘要：针对移动监控系统中无线互联问题,提出了一种基于Cortex的远程监控移动终端控制系统,研究了基于Zig Bee、GPRS以及Wi-Fi的移动终端接入方法,给出了移动终端基于XMPP的信息传输模式,结合具体应用需求,介绍了远程移动监控系统的具体应用案例。应用结果表明,该系统可实现对仓库安全和货架货物的移动巡检。
云计算大学计算机基础学习系统设计 篇10
随着互联网的飞速发展, 基于Internet的多媒体学习资源建设得到了广泛地应用。然而传统以计算机网络为基础各种学习系统的性能一直是阻碍其发展的关键因素。例如, 大学计算机基础课程学习系统应用中, 当学生向服务器提交作业时, 由于所有的学生几乎都在同一时间段提交, 大量的数据同时上传到服务器, 服务器负载过重导致服务器瘫痪。按传统的方法, 解决该问题需对计算机硬件及网络带宽提出更高的要求, 这在实际操作中不易达到。而云计算时代的到来, 为解决以上问题提供了理想的技术支持。目前, 云计算已在各类学习系统中得到应用[1,2,3]。本文采用Hadoop并行编程模型, 搭建了实验性的云计算平台大学计算基础课程学习系统, 解决了大量数据的传输问题。该系统具有分布式计算, 管理不同系统资源及存储大量数据等特点, 为实现一个同时满足学生和教师的学习系统提供了新的设计思路。
1 云计算的基本原理
云计算 (Cloud Computing) [4]是一种新型的基于互联网的计算模式。其核心思想是通过计算机网络将庞大的存储和计算处理程序分布到大量非本地或远程服务器的分布式计算机中, 并为用户提供服务。按最通俗地理解云计算就是把计算资源都放到互联网上, 然后通过网络以按需, 易扩展的方式获得资源。提供资源的网络被称为“云”, 其可以无限扩展, 随时获取, 按需使用, 按使用付费。
Hadoop[5]为分布式系统基础架构, 是一个更容易开发和运行处理大规模数据的软件平台, 具有扩容 (Scalable) 、成本低 (Economical) 、高效率 (Efficient) 和可靠性 (Reliable) 等特点。Hadoop实现了一个分布式文件系统HDFS (Hadoop Distributed File System) 。HDFS提供了分布式存储底层支持, 具有高容错性特点。Hadoop还实现了Map Reduce分布式计算模型。Map Reduce将应用程序的工作分解成很多工作小块, 将它们放置在服务器群的计算节点中, 在节点上直接处理数据。本文利用Hadoop开发实验性的云计算平台大学计算基础课程学习系统。
2 搭建云计算平台的大学计算机基础课程学习系统
本系统根据本校大学计算基础课程的实际教学情况, 采用6台计算机来搭建大学计算机基础课程系统的云计算平台。在Hadoop系统中, 需要1台机为Master, 其余5台机器作为Slave。Master用来配置Name Node并负责Job Tracker工作。该工作主要负责整个分布式数据的管理和分解任务, 并调度和跟踪各个任务的执行。Slave配置Data Node并负责完成Task Tracker工作。该工作主要根据本地数据, 存储分布式数据, 具体完成Map任务和Reduce任务。Hadoop集群的构建具体实现步骤描述如下:
(1) 由于Hadoop要求所有机器上hadoop安装目录结构要相同, 并且具有一个相同的用户名的帐户。本系统的帐户设置为dxjsj, 主目录是/home/dxjsj。
(2) 将hadoop0.12.0压缩包解压至Hadoop Install文件夹中。所有的配置文件都在/hadoop/conf/目录中, 所有执行程序都在/hadoop/bin目录中。将/hadoop/conf/目录中的hadoop_site.xml, slaves, hadoop_env.sh三个文件拷贝到hadoop-config/目录中。
(3) 配置6台机器的IP。
对于Master机器, 其机器名和IP分别dxjsj-1:192.168.8.61。其余的5台Slave机的机器名和IP依次设置为:dxjsj-2:192.168.8.62……, dxjsj-6:192.168.8.66。为了确保6台机器之间能相互正确解析, 可通过ping主机名来实现, 通过修改/etc/hosts文件打开达到Ping通。
(4) 建立Master到每一台Slave的SSH受信证书。
Hadoop启动以后, Namenode是通过安全协议SSH (Secure Shell) 来启动和停止各个节点上的各种守护进程的, 因此在本系统中需要配置SSH使用无密码公钥认证的方式。具体操作为在Master和所有Slave机器上执行ssh-keygentrsa命令后, 在/root/.ssh/目录下将产生一个名为id_rsa.pub的证书文件, 采用scp命令将其复制到每个Slave上。
(5) Hadoop安装完成之后, 执行/hadoop/bin/hadoop namenode-format命令格式化namenode。
(6) 正式启动hadoop。执行Master上的start-all.sh启动所有的Hadoop守护;执行stop-all.sh停止所有的Hadoop。
至此, 基于云计算大学计算机基础课程学习系统中的云计算平台搭建完成。整个学习系统是由客户端、网络平台和云计算平台三部分构成:
1) 客户端本系统学生机作为客户端, 安装windows XP操作系统。整个学习系统为不同类别的用户提供不同的界面和功能。在客户端的学生使用的操作系统是windows XP, 而云计算平台的系统是FC5。为此, 本系统采用Web DAV (Web-based Distributed Authoring and Versioning) 协议访问代理软件包, 来解决客户端和云计算两个不同平台之间的数据交换。
2) 网络平台网络平台是整个系统的基础。该平台的作用是识别用户终端不同需求, 通过接口在该系统的云计算平台层上调用相关服务。其主要功能模块介绍如下。
(1) 管理模块:该模块主要对用户基本信息进行登记和管理。用户通过唯一的帐号进行注册。
(2) 学习模块:学习模块是最主要的模块。在该模块中, 学生可进行自主地学习。包括课程内容的学习, 辅导和测试, 以及教师对学生学习的掌握情况等内容。
(3) 交流模块:提供教师与学生、学生与学生、教师同行之间提供一对一, 一对多, 多对多的实时交互, 可以发表个人日志, 留言等。
(4) 存储模块:在存储模块中主要是实现虚拟硬盘的功能。用户可下载学习资料进行学习, 并上传学习资源供他人共享。
3) 云计算平台该平台是本系统的核心部分。用户终端根据网络平台上各功能模块需要的服务, 通过接口, 建立起与系统中云计算平台的连接。连接成功后, 所有的任务都由云计算平台处理通过Hapood分布式系统, 采用任务拆分的方式完成, 再将处理完毕后的数据通过接口传递给用户。在云计算平台中, 可实现数据存储、分布式计算和数据管理等功能。
3 实验仿真
本实验使用6台计算机采用Hadoop0.12.0分布式系统Hadoop搭建云计算平台, Java版本为jdk6.0。用户端为150台机器, 用于学生学习, 操作系统为Windows XP。当传输的文件的比较小时, 如小于1M, 则单机服务器能够承受, 但当学生传送的文件较大时, 且在规定的时间段内上传文件至服务器时, 则服务器的负载将大大加重, 收集时间呈指数级增加, 最终导致服务器崩溃。使用云计算平台收集学生上交的各类文档资料时, 多台服务器同时协同工作, 应用程序的工作分解成很多小的工作小块, 并将它们放置在服务器群的计算节点中同时进行, 系统运行稳定。
4 结语
将云计算技术运用到各种网络学习系统建设中, 是对高校教学模式改革一种新的探索。本文采用Hadoop并行编程模型, 搭建了实验性的云计算平台的大学计算基础课程学习系统, 解决大量数据传输导致服务器负载过重问题。随着云计算技术的日渐成熟, 其必将在各类学习系统中得到广泛的应用。
摘要：为解决在大学计算机基础课程学习系统中, 由于大量数据同时上传到服务器造成负载过重的问题, 本文将云计算引入到该系统的设计中。该系统采用Hadoop并行编程模型, 搭建了实验性的云计算平台大学计算基础课程学习系统。该系统具有分布式计算, 资源共享等特点。实验结果表明, 云计算与大学计算机基础课程学习系统建设相结合能有效地解决服务器负载过重问题。
关键词：云计算,Hadoop,大学计算机基础,系统设计
参考文献
[1]饶少阳.向云计算靠扰[J].信息网络, 2008, (8) :5-9.
[2]张智威.信息以人为本——云计算时代的社交网络平台和技术[EB/OL].http://www.jxnu.edu.cn, 2011-07-11.
[3]俞华锋.基于云计算的三维虚拟学习环境的设计与应用[J].计算机仿真, 2009, 27 (9) :315-318.
[4]陈涛.云计算理论及技术研究[J].重庆交通大学学报, 2009, (4) :104-106.
