時間：2022-11-17 05:05:51
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇人機界面設計論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】人機工程 GUI 設計
一、人機工程學的學科內容
人機工程學是一門研究人類、機器和環境之間相互作用的學科，它主要目的是為了使設計的機械設備或者人機系統能夠滿足人的生理和心理特征，使其能夠更好的為人類服務。在工業設計中，我們通常將其定義為：對于成批量生產的產品，憑借專業知識、經驗以及視覺感受等賦予其材料、結構、色彩等新的品質和資格。人機界面是人和機器在交互過程中非常重要的一個層面，也可以稱之為用戶界面。它是人和機器之間進行通信的媒介，負責信息的輸入和輸出，其設計的好壞直接影響用戶的使用效果，是現代設計中非常重要的一個方面。
二、GUI的設計及色彩的特征
（一）GUI設計的流程
對于一個完整的用戶界面設計包括其啟動界面的設計、軟件架構設計、相應按鈕的設計、面板的設計、菜單的設計以及圖標和滾動條的設計等等。跟其他產品一樣其設計的過程非常復雜，包括前期的調研、總體設計、具體設計和實施[1] [2]，是一個需要循環測試和評估的設計過程。
（二）色彩在GUI設計中的作用
在人機界面使用過程中，色彩對人類的影響最為重要，會受到人們的首先關注，其次才是形狀或者其他。所以對于人類來說色彩直接影響著其精神感受，在設計的過程中就要考慮到用戶的審美觀，使用戶在使用的過程中產生舒適感和美感。
GUI的設計可以分為網頁和軟件兩種不同的類型，其設計時對色彩的選擇也不盡相同。在網頁的色彩設計過程中有很大面積的色塊區域，其像素空間也較大，設計師在設計色彩時有較大的發揮空間。但是在對軟件的GUI設計時要考慮到工程類的嚴謹性和專業性，目前大多數采用了灰色作為其背景色，那么對于其圖標的色彩設計就會受到很大的限制，且其色彩不宜超過64色。在整個GUI設計中首先要做到簡單明了，對用戶起到引導的作用，引導用戶得到正確的聯想和操作。其次還要保證色彩的柔和性，降低不同區域間的對比度，使用戶在使用的過程中不會感覺眼睛疲勞。
（三）人機交互界面色彩的選擇
在進行人機界面的色彩選擇時首先要明確主色調，以體現界面的主題。在工業設計中一般選擇淺灰色、淺黃色、淺藍色以及淺綠色等淺顏色的背景，再配以深色系的字，這樣既能夠突出重點，又能夠得到大多數人的認可。對于人機界面中其他的一些內容不宜選用搶眼的顏色，否則就會喧賓奪主，當然并不是完全不能應用，為了突出強調某些因素可以采用明亮的色彩，但是不能使用太多，否則就會適得其反，達不到強調的效果[3]。
在進行色調選擇時一般要考慮一下三點：
1.暖色調一般會給人一種溫暖的效果，冷色調則相反，使人感到冷清。
2.高彩度的暖色調給人刺激和興奮，低彩度的冷色調能夠使人平靜思索。
3.高明色調使人感覺清爽、明快，低明色調則使人感覺深沉和莊重。
在選擇顏色進行背景色搭配時一樣不能使用對比強烈的色彩；使用大面積顏色時要選用低對比度的背景，否則會影響其圖片和文字的辨別，嚴重時會發生互溶現象，使圖片和文字不容易被辨識。例如在進行標題背景色設計時可以采用較深的顏色，配以鮮明的字體，這樣一方面可以吸引用戶的注意力，另一方面起到了突出界面主題的作用[4]。
三、人機工程學在GUI設計中的重要作用
設計的目的是為了更好的為人類服務，所以人是設計中首先要考慮的因素。人機工程學也是把人作為第一要素來考慮，它在GUI設計中的作用可以簡單的概括為以下三個方面：
（一）提供人體尺度參數。人體工程學是人際工程學中研究中一個重要的方向，為GUI的設計提供人體結構尺度、生理尺度以及心理尺度等相關數據，從而為設計者設計人機界面提供可靠地參考依據。
（二）提供功能合理性設計參數。在設計過程中為設計者提供界面中各個要素的形狀、大小以及色彩和布局等的參數，使其能夠實現人和機器之間通信功能的最優化，進而最大限度的適應人類心理和生理需求。
（三）提供系統設計的理論依據。人機工程學是研究人和機以及機所處的環境一門科學，人機工程學的原理存在于用戶界面設計的每一個過程中。在這個完整的人機系統中系統要能夠為用戶提供繼續、后退和退出等命令的說明[5]。
四、設計實例
在這次設計中我們以一款兒童英語學習軟件為例進行，設計了其登陸界面和一系列圖標，其界面色彩豐富、圖標的可指示性強。
上述圖標和界面的設計主要采用了黃色調作為主色調，能夠給人一種活潑、燦爛和可愛的感覺。對于兒童英語課程的學習來說其用戶主要是兒童，這種色調的選擇可以使其在使用過程中感到喜歡，增加了其愉快度，從而能夠更好的幫助兒童學習英語。
五、結論
論文以人機工程學為基礎，對其在GUI設計中的相關內容進行了闡述，介紹了基于人機工程學的GUI界面設計的方法，并且介紹了色彩在界面設計中的重要作用和如何選擇合適的色彩以達到更好的效果。在文章的最后做著還給出了一個設計實例，驗證了人機工程軟件界面設計方法的指導性。
參考文獻：
[1]何曉佑.產品設計程序與方法.北京：中國輕工業出版社，2000.
[2]Jeffrey L.Whitten，Lonnie D.Bentley，Victor M.Barlow.System Analysis and Design Methods. Von Hoffmann Press，1994.
[3]姜葳，用戶界面設計研究，浙江大學碩士學位論文[M].2006年3月。
關鍵詞 駕駛艙設計;人機工程
中圖分類號：U46 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）21-0072-01
1 緒論
人機工程駕駛艙設計中的重要性：
科技的發展促使著各行各業都逐漸向自動化、智能化方向發展。在以前需要人為完成的工作在當今時代很大部分都能夠由計算機來自動完成，而且比人工完成的速度更快、精確度更好，這就使得人機之間的關系發生了轉變。在現今人工智能技術、自動化技術已經被人們熟練的應用機的操作中，但是不管技術如何先進，人依舊是操作的主體，在整個過程中依舊起著決定性的作用。因此，為了更好的將飛機的作用發揮出來，必須要對人的體力、心理、生理等對人們產生影響的因素做到充分的考慮，使飛機駕駛艙設計適合人的要求，構成以人為中心的統一的人-機-環境系統。
2 人機工程在駕駛艙設計中的應用
人機工程學是按照人的特性來設計和優化人-機-環境系統的科學。其主要目的是使人能安全、健康、舒適和有效地進行工作。
人機工程學與航空技術的結合，是人機工程學研究和應用的一個極其重要的方面。在航空技術（如飛機駕駛艙）的人機系統設計中，無論是人機分工、人機界面設計，引入人機工程學的原理和方法，并滲入到航空技術設計之中，進行分析、評價和設計，會進一步提高人機系統整體優化水平。
2.1 人機工程學發展概況
人機工程學作為一門科學，其建立和發展僅50余年。
第一次世界大戰至第二次世界大戰期間，由于軍事的需要，使用了飛機、潛艇等現代化設備，開始重視兵員的選拔和訓練，人機關系有所改善，主要是使人去適應已定型的機器裝備。
第二次世界大戰至20世紀60年代，由于新設計的武器裝備不符合人的生理心理特點，即使經過嚴格訓練的人也難以適應，并經常發生事故，從而促使人們把人機匹配的研究方向從過去的由人適應機器轉向使機器適合于人。1959年，國際人類工效學學會（IEA）正式成立，標志著人機工程學已發展成為一門成熟的學科。
20世紀70年代后，人機工程已滲透至各個行業，且在高新技術領域中予以應用。1975年，國際標準化組織（ISO）成立了人類工效學標準化技術委員會（TC 159），標志著人機工程學的應用進入了一個新階段。
人機工程學在我國起步較晚，20世紀70年代末才確立起來并獲得蓬勃發展，1989年，中國人類工效學學會（CES）成立，并于1992年被國際人類工效學學會（IEA）接納為正式成員，標志著我國的人機工程學已進入一個新的發展階段。
2.2 人機工程設計
人機工程在飛機駕駛艙設計中應用的目的是提高駕駛員操作效率、減輕駕駛員工作負荷，以確保系統的安全可靠。飛機駕駛艙設計對人機性能有兩方面的要求：1）客觀的人機工程學設計原則;2）對這些設計原則的正確履行，使之在設計中轉化為駕駛艙的布局、尺寸、形態等各項指標中合理的人機數據。
2.2.1 人機工程設計原則
人機工程設計中應遵循的原則是安全、高效、舒適，這三個要求是相輔相成的。
安全是人機界面設計的第一原則，評估人機界面的安全性主要從以下幾個方面來進行：是否對飛行員有直接的生理傷害;是否易于造成飛行員的錯誤;提供一個友好的顯示界面;飛行員要能夠迅速有效地控制各個系統。
駕駛艙人機界面的舒適程度不僅僅關乎于駕駛人員的感覺，同時能夠影響到他們的心理及生理。這對于駕駛人員能力的發揮有很大的影響，甚至間接的影響到飛行的安全問題，因此，對此我們必須加以重視。
在設計駕駛艙人機界面的過程中，設計人員通常首先考慮的都是高效原則，將設計的功能和性能作為首要問題進行考慮，而對安全以及舒適度放在了次位，或者沒有做到足夠重視。其實在整個設計的過程中，這三者之間是緊密相關、互相影響的。因此在設計時應該對三方面通盤考慮，突出重點。同時應該加大科研投入，設計出飛行員喜歡的人機界面。
2.2.2 人機工程在飛機駕駛艙設計中的應用
1）人體尺寸數據庫及人體建模。
隨著CAD、CATIA等計算機輔助繪圖軟件的飛速發展，在飛機駕駛艙設計中，越來越多的用到人體模型。人體模型的建立，需要廣泛搜集人體尺寸數據，并建立人體尺寸數據庫及相關標準。我國在2003年了飛行員專用標準《中國男性飛行員人體尺寸》GJB4856-2003。
利用飛行員的人體尺寸數據，可以在CATIA等軟件中構建人體模型，來優化駕駛艙設計，使整個人機系統中的人和機器合理匹配。
2）操縱臺、儀表板和座椅等設計。
駕駛員眼位確定后，在進行操縱臺、儀表板和座椅等設計時需考慮駕駛員視野要求、駕駛員對操縱器件的可達性要求等。
在駕駛員眼位確定的前提下，應根據駕駛員坐姿身體尺寸設計操縱臺、儀表板的位置及傾斜角度，將安全操作所需要進行觀察辨認的所有顯示器和控制器提供給駕駛員。使他們在需要觀察一個控制器或顯示器時不需要移去一個障礙物或重新調節座椅，滿足第5百分位到第95百分位的駕駛員可視性、可達性要求。
飛機座椅屬于工作用座椅，在座椅設計時，通過以往的飛機各元件人機工程設計原理和相關試驗，按照駕駛員坐姿身體尺寸設計座高、座寬、座深、座面傾角、靠背、靠背傾角、扶手高度和坐墊，滿足第5百分位到第95百分位的駕駛員可達性要求。
3）可達性、可視性評估驗證。
采用電子模型與實體模型相結合的方法，供飛行員體驗新飛機駕駛艙，對可視性和可達性進行評估驗證，提高設計效率和質量。
利用CATIA等軟件設計1：1的飛機駕駛艙模型，并用CATIA軟件中的人機工程模塊進行駕駛姿勢評價、視域分析和可達性仿真驗證，對駕駛艙的設計進行評估和完善，能夠有效的縮短研制的周期并降低研制成本，給飛行員建立一個舒適、安全的飛行環境。
3 未來人機工程在駕駛艙設計中應用展望
盡管目前我們已經將CITTA等軟件的人機工程設計與仿真驗證應用于設計駕駛艙的過程中，但是就現實情況而言還不能夠完全的滿足駕駛員體驗駕駛艙的要求，而且因為軟件中生成的人體模型沒有穿著衣物，這樣對衣物尺寸的設計會有很大的影響。虛擬座艙的適時出現能很好的解決這一問題。
虛擬座艙是虛擬現實技術在航空領域的重要應用。虛擬座艙有臨境性、交互性和想象力的特點，能使人進入一種封閉的虛擬環境，通過人機接口輸出3維視覺、聽覺和觸覺信息，多通道刺激人的感官，從而使人在頭腦中形成身臨現實環境的感覺;同時，又能接受人的手指動作、話音、頭眼指向等多通道控制信息，實現人機交互。
參考文獻
關鍵詞：人性化；網站界面設計（UI）；老年人
網站界面設計，英文的全稱是Web User Interface Design，又叫UI設計。包括三個方面：可用性，交互設計和視覺設計。通常研究的是讓網站的界面具有更多的可用性，更良好的用戶體驗，以及更美觀的視覺設計，概言之就是“人性化設計”。[1]在全球人口逐漸老齡化的今天，應該把更多的“人性化設計”真正應用在老年人這一弱群體上。本文旨在從老年用戶的生理和心理各要素出發進行綜合考慮，探析以老年用戶為中心的網站界面（UI）設計要點。
1 老年用戶研究
設計優秀老年用戶網站界面的先決條件是與老年用戶進行有效的交流，充分理解老年用戶的需求，重視老年用戶的生理和心理特征。
1.1 老年網民用戶人數眾多
據調查顯示，近些年來，我國老年網民的比例一直在攀升，增長率已經超過了網民總體的增長速度，對于互聯網的應用日益廣泛。根據相關統計報告顯示，2008年年底，51～60歲的網民從1999年的10.6萬人增長到1251.6萬人，60歲以上的由3.5萬增長到447萬人。雖然我國老年網民絕對數量不多，10%不到，處于上網人群的弱勢群體，但卻是以令人矚目的速度增長著。
1.2 老年人對互聯網的多樣化需求
老年人由于心理上和生理上的變化，與兒童、少年、青年人和中年人人群有著不同的特殊需求。根據The Usbased Spry基金會報告顯示，老年人的需求主要表現在四個主題：財產安全、身體健康、精神愉悅和良好的社會氛圍以及參加智力活動。[2]具體表現在：獲取相關信息，一些老年人希望上網瀏覽和查詢最新的外界信息保持“耳聰目明”的狀態，有些則是投身老年論壇，希望利用網絡查詢、瀏覽養生保健和常見疾病等信息溝通交流，有些希望通過網絡和子女視頻聊天、互發郵件；財務管理，還有相當一部分老年人希望能夠使用網絡來購物、買賣股票以及付賬等。總之，老年人對互聯網的多樣化需求一點都不亞于其他人群。
1.3 老年人的生理和心理特點
從50歲到60歲這個階段，明顯地會出現一些衰老的跡象，主要表現在容易健忘，愛發脾氣，認知過程缺乏適應能力；視覺模糊，色彩辨別力降低，視野范圍和判斷距離的能力通常大大不如過去；動作緩慢，手眼配合欠佳，聽覺便開始逐漸減退。[3]總之，因此，隨著年齡增長，工作效率逐漸下降。具體表現如下：
（1）近距離視力退化更大。比如在35厘米左右的讀書距離內，視力減退的驚人，并伴有老眼昏花。據統計，70歲健康老人的視力超過0.6的只有51.4%。
（2）聽力顯著下降。特別是對較復雜和速度快的語言的理解，男性比女性減退的更明顯。老年人并不知道自己的聽力在下降，而是認為別人說話不清楚。
（3）記憶的減退，但也有自己的特點，比如老年人對往事的記憶清晰，而對新近發生過的事物或者新近學習過的內容遺忘較快；對需要將記憶材料進行組織加工使之進入長時儲存方面的記憶力較差；老年人的意義識記減退較少，機械識記減退較多。例如，老年人對人民、地名、數字等東西的記憶效果就不好；
（4）思維能力弱化。在調查里，許多老年人常常抱怨自己已經不能像早先那樣很好的思考問題了，這反映人的思維能力到老年時出現逐漸衰老的趨勢。
2 以老年用戶為中心的網站界面設計要點
在對老年用戶做了研究之后，筆者認為適宜老年人的網站界面設計的總體原則是以人性化為本，同時注意網站的易用性，規范性，美觀性，具體如下五點：
2.1 將操作任務化繁為簡
在越來越強調人機交互的今天，對于老年用戶來說，最好的人機交互就是簡化操作任務，減少不必要的任務，[4]盡量讓老年用戶在網站上面的操作變得簡單，同時又不宜出錯。比如強調基本功能，盡量減少和弱化附加功能。如Gmail的登陸界面，簡化到“登錄信息+登錄設置”即可，無須要其他的附加信息。
2.2 合理的信息顯示
互聯網的根本目的是提供信息，合理的信息顯示包括兩方面的內容：劃分信息功能區和減少視覺密度。[5]
（1）劃分信息功能區。當頁面的信息較多時，為了避免視覺混亂，應該劃分信息功能區。最重要的信息放在頁面的視覺中心；同一類的信息放在一起，并與其他類信息間隔一定的空間；同一類的信息用同一種顏色或同一色系的顏色來表示；不同信息區又可以用不同背景色來區分。
（2）減少視覺密度。網站界面需表達的信息很多時，易造成界面看起來非常擁擠，信息擠在一團，對于老年人來說很難一眼就能獲得所需的信息。因此，必須減少視覺的密度，比如：考慮適當的留白，適當的留白將使整個界面看起來清楚而美觀；降低品牌識別logo、名稱的大小，無需為了彰顯品牌形象而刻意放大；使用簡單的圖形，盡量平面化，不要使用過度復雜的圖像；使用空白空間，而非線條去區分文字內容；使用簡潔的語句表達信息，避免內容過多等等。
如upcoming的首頁設計，依據信息的不同類別劃分板塊，并按重要性擺放在相關位置。焦點活動咨訊配圖放在視覺中心點，緊接著下面是活動信息介紹，左邊的活動類型板塊，右邊是活動的輔助信息。信息安排布局井然有序，是劃分信息功能區和減少視覺密度的最佳例子之一。
2.3 合理的文字規劃
文字對于網站界面的作用不言而喻，對于老年用戶來講，網頁文字的漂亮是建立在易讀易辨的基礎上的，合理的文字規劃，主要表現為以下兩個方面：[6]
（1）文字內容盡量簡潔，配上有意義的圖標或者圖片，同時應該避免使用專業術語。字體的選擇也要易于老年用戶辨認，網頁默認的字體是宋體。可以根據需要選擇一些特別字體。例如，為了體現專業可以使用粗仿宋體，體現設計精美可以用廣告體，體現親切隨意可以用手寫體等等，但前提是一定要易于老年人辨認。
（2）井然有序的排版。有時候別出心裁的界面設計或許會帶給使用者眼睛一亮、賞心悅目的視覺感，但無論何，井然有序的文字區規劃，才易達成最有效、最舒適的效果。如有較多的說明文字，要讓說明具有順暢地閱讀連貫性。舉個例來說，一個向中對齊與一個向左對齊的文字區塊，明顯地，向左對齊的區塊讀起來順暢多了，因為使用者在讀完一行字后，自然而然往左下方繼續讀下去，不需要重新找尋開頭，相較之下，向中對齊的區塊看起來混亂多了。因此，有規矩地文字區規劃將可大幅度提升用戶界面的品質。
2.4 合理的色彩規劃
網站界面的色彩對于老年人來說同樣重要。老年人的視覺衰退很明顯，一個好的色彩規劃可以提高界面的視認性，從而提高操作的準確性和效率；可以減輕視覺上的疲勞。另外，通過色彩規劃來增強界面的美感和親和力。[7]
具體來講，老年用戶界面中，最好不要超過3到5種顏色。大區域最好使用淺色調，如白色、淺灰等。對于老年人而言，配色要采用視認性高的色彩，要加大色彩的對比度，背景與主體對比度要大，背景色不宜采用有金屬反光的顏色，如銀色和金色。對于重要的按鈕或信息要用誘目性高的色彩來表達，但顏色不宜過多，且區域不可以太大，否則看起來過度混亂，缺少美感，也容易造成視覺上的疲勞。
2.5 細節為王
對于老年用戶來說，細節同樣重要，比如盡量使用有意義的圖標，盡量不要使用生澀難懂的專業術語，注意提供精確的導航提示，提供聲音控制，盡量減少噪音干擾，克制使用新技術的欲望等等。
3 結束語
關注老年人網站界面設計，是以人為本的需要，也是國內所有優秀設計師的責任。限于篇幅有限，對于老年人使用的網站界面設計，筆者也只能泛泛而談，有所不足和欠缺，還望讀者指正。同時，撰寫本文，以期拋磚引玉，引起大家對老年人更多的關愛和設計出更多更好適宜老年人使用的產品。
參考文獻：
[1] 劉春花.基于用戶體驗的界面設計UI研究[C].天津工業大學碩士學位論文，2007（12）.
[2] 楊足.老年人使用的家電的人機界面設計研究[C].江南大學碩士學位論文，2004（06）.
[3] 廖曄.網頁界面設計及其學科相關性研究[C].湖南師范大學碩士學位論文，2006（04）.
[4] 趙侃用戶體驗設計――網頁界面設計的重中之重[J].藝術與設計（理論），2010（09）.
[5] 何榮.淺析網站界面設計[J].科技信息，2008（26）.
[6] 宗明明.老年人網站界面設計前景分析[J].設計（Design），2012（10）.
關鍵詞計量；數據采集；網絡系統
1引言
安鋼計量信息平臺系統設計包括系統總體設計和詳細設計，包括硬件及軟件兩部分，主要描述的是該系統的組成與運行過程。按照計量信息需求及的實際情況，系統采用瀏覽器/Web/數據庫服務器三層分布式結構。計量信息共享平臺是一個人機對話系統，從物理機構上看，它主要是由計算機、硬件設備、軟件、數據和用戶組成。
為達到本系統設計目標，在設計中遵循以下幾個原則：實用性，可用性，先進性，易用性，人機分工合理性幾個方面。根據信息平臺的實際情況，對各個具體功能和細節進行分析和系統開發，根據用戶需求，在Windows環境下，采用當前最為流行的開發工具進行開發，建立人機友好，可視化的用戶界面，輸入方便快捷，輸出信息易讀易懂。
2體系結構設計
本信息共享平臺采用三層B/S結構，B/S結構中只安裝一個服務器，而客戶端采用瀏覽器運行軟件。在數據管理層和用戶界面增加了一層結構，稱為中間件，使整個體系結構分為三層。中間件主要提供以下功能：負責客戶機與服務器、服務器與服務器間的連接與通訊，實現應用與數據庫的高效連接。這種三層結構在層與層之間相互獨立，任何一層的改變不會影響其它層的功能。
3系統總體設計
圖1系統功能結構圖
根據系統的要求，在建立計量信息共享平臺之前，首先做好數據的采集工作。統一數據是建立信息共享平臺的基礎。在計量信息共享平臺上，數據層是基礎，通過數據的共享和交換處理形成信息，然后利用技術手段把信息總結、分類和歸納形成知識層，在此之上提供管理與決策支撐。根據系統的需求分析，確定系統的功能如下：基礎數據、電能計量、動力量數據處理、軌道衡數據處理、工作計劃、供應處數據、管理查詢、權限管理、設備維護、設備信息、生產數據、實時監控、數據查詢、數據維護、采集數據上傳、原始數據查詢、組織機構等功能。整個系統的功能結構圖如圖1所示。
4整體網絡方案設計
安鋼計量信息共享平臺的建設，首先是網絡系統的建設，整體網絡采用千兆義太網技術，在硬件網絡布線設計上采用了分層的結構，分為：核心層、匯聚層、接入層。
網絡核心層采用2臺高性能萬兆路由交換機ExtremeAspen8810交換機組成，放置在數據中心機房作為核心設備，提供與四個匯聚交換機的互連和服務器的連接。網絡匯聚層設置四個節點(網絡交換中心)，分別放置在回皮軌道衡、計控部、熱送稱、黑河路，每個匯聚層節點配置一臺高性能的Extreme的SummitX450匯聚交換機。對于接入層，有的地方使用已有的DlinkDES系列交換機，有的地方節點數較少，甚至只有一個節點，就直接連到匯聚層交換機上。接交換機的地方有：回皮軌道衡交換中心在計控倉庫、焦粉稱、西站配置三臺接入層交換機；計控部交換中心在250t/300t稱配置一臺接入層交換機；熱送稱交換中心在進廠稱配置一臺接入層交換機；黑河路交換中心在三煉軌道衡配置一臺接入層交換機。四個交換中心共配置6臺接入層交換機。其網絡拓撲結構如圖2所示。
圖2安鋼計量數據網絡拓撲結構
5軟件詳細設計
5.1軟件平臺設計
操作系統：選用MSWindows2000高級服務器；數據庫系統：選用MSSQL2000；系統采用三層B/S的邏輯體系結構，前端用戶界面為瀏覽器。在數據庫和前端業務界面之間為業務邏輯層。采用微軟.NET框架開發。對外的服務功能以Web服務的形式提供。
5.2信息共享平臺整體結構設計
從邏輯功能角度分析，把該系統分為應用系統和支撐系統兩大部分。支撐系統是整個系統繼承的物質基礎，包括計算機系統、通訊網絡系統、數據庫系統和工具層。應用系統是建立在支撐系統之上，根據在子系統中的作用領域又分為計量數據管理系統和現場數據采集兩個應用子系統，兩者之間通過支撐系統的網絡通訊系統實現物理集成，通過數據庫系統實現信息集成。系統基本結構圖如圖3所示。
5.3數據采集層系統設計
數據采集層完成現場數據的采集，包括能源量采集系統的升級，物資量采集軟件的編制與更新，它是信息共享平臺的數據來源。
能源量采集網絡采用”893”單總線結構。硬件上把所有能源量計量網絡劃分為四個小的子網絡，每個網絡設一個數據采集子站，由子站完成各子網內的數據采集，子站就近通過光纖在義太網上進行數據交換和網絡控制，同時設立一個中心站完成數據的匯總、分析和網絡傳輸。軟件使用北京亞控公司的組態王軟件對能源量采集系統進行開發。對電量采集數據，使用自編的數據采集軟件把全部電站的結算電表數據實時采入計算機數據庫，并進入數據中心數據平臺，由數據中心按不同用戶的需要對授權用戶提供數據查詢與監控。物資量采集程序開發工具使用Delphi6.0+MSDE數據庫進行開發，完成數據采集任務，并存入本地采集站的數據庫中，由遠程數據庫服務器通過“存儲過程”完成將本地的數據上傳到數據庫服務器，經過加工、處理后提供和授權用戶查詢。
系統采用上傳模型：(采集上傳的數據主要包括：能源量數據、軌道衡計量數據、汽車衡計量數據、皮帶稱計量數據、在線稱計量數據、電量計量數據。)
圖3系統基本結構圖
5.4管理層系統設計
管理層完成對現場計量數據的采集和管理、分析與應用等功能，整個系統采用三層B/S模式結構，數據存儲部分由SQLServer2000完成，業務邏輯層使用開發完成，表示層使用完成開發。系統主要完成系統中提供的能源量及物資量數據的歸類、處理、及相關功能的實現，是信息共享平臺的主要部分。
5.5支撐系統設計
被分為四個層次：計算機層、通訊網絡層、數據庫層、工具層。
工具層介于應用系統和計算機網絡/數據庫系統之間的軟件工具的集合。包括開發工具和集成工具。數據庫層是計量數據網絡系統中所使用的數據庫系統，處于通訊網絡層之上，在計算機網絡的支持下，為應用系統提供信息存儲、管理、共享和集成的手段。本系統涉及數據采集系統的本地數據庫及管理信息系統的數據庫。計量信息共享平臺均采用關系模型。數據庫的設計關鍵是表的設計，信息共享平臺應用的數據庫表有兩種：本地數據庫表；管理層數據庫表。通訊網絡層是計量數據網絡系統中數據通訊的載體和樞紐，計量信息共享平臺通過完落系統，是計算機之間、計算機與計量設備之間連接，實現了整個系統的網絡集成，支持和保障了計量數據網絡系統的信息集成。采用混合型網絡拓撲結構，TCP/IP協議。計算機層是支撐系統的底層。本系統要求客戶端計算機為PⅢ以上，安裝Windows2000Professionnal；服務器設計為雙冗余、群集方式，運行MicrosoftWindows2000AdvanceServer。
5.6人機監控界面設計
監控畫面是人機交互的界面，一個軟件系統是否成功，最終的檢查標準是它能否使用戶感到滿意。本系統人機交互包括兩個方面：一方面是人對系統的輸入，包括向系統下達的命令，提供的命令參數和系統所需要的其它輸入信息；另一方面是系統向人提供信息，即輸出。輸出信息一般有三種：提示信息；系統向人報告的計算或處理結果；系統對輸入操作的反饋信息。本著使用簡便、界面一致、及時反饋與美觀的原則，結合計量信息共享平臺的功能需求，應用面向對象的方法進行系統的人機界面設計。
6結束語
以上詳細論述了安鋼計量信息平臺的總體設計和詳細設計，將整個系統按照橫向和縱向分層介紹，采用具體的方案設計了安鋼信息計量平臺。該系統在實際中得以很好的應用。
參考文獻
[1]楊海鷹，，陸婉珍.信息管理系統應用設計.現代科學儀器［M］，1996(1)：32~45
[2]黃梯云，李一軍.管理信息系統［M］.北京：高等教育出版社，1999.34~40
[3]做好能源計量工作的三點意見［J］.中國計量，2006(12)：4~5
[4]陳燕.重慶大學人事管理系統的設計與開發：[碩士論文].［D］保存地點：重慶大學圖書館，2002.
[5]王鵬，董群.數據庫技術及其應用.［M］北京：人民郵電出版社，2000.1：101~171
[6]王春海，張曉莉，王金珠.企業網絡應用解決方案——從需求分析到配置管理.［M］北京：兵器工業出版社，2006.79~99
關鍵詞：無線網絡；測試系統；設計
隨著無線網絡在國內外的大力普及，政府對3G網絡建設的政策支持，國內無線網絡技術發展迅速，而其中無線網絡測試技術對整個網絡建設起著舉足輕重的作用。無線網絡測試是網絡新技術實踐檢驗和不斷修正必須經歷的一道管卡，也是檢驗理論是否符合實踐的關鍵。因此，一個完整高質量的無線網絡測試系統對于無線網絡的建設起著至關重要的推動作用，通過該系統可以合理的優化網絡資源配置，通過改進現有網絡，提高運營商的網絡競爭力，并不斷為新客戶提供強有力的支持。
本文將從無線網絡測試系統的需求出發，較為詳細的分析無線網絡測試系統的基本原理、整體功能設計和軟件實現三個方面。
1 系統設計與分析
本文所設計的無線網絡測試系統是為各運營商等客戶量身打造的高效、功能化、智能化的測試平臺，通過提供高質量的無線網絡測試幫助運營商測試并了解無線網絡的運行特點并作出評估，運營商以此為基礎不斷提升網絡質量，為用戶提供更優質的服務。
無線網絡測試系統在建設中把握以下幾個原則：⑴標準化原則，可以滿足各種接口協議。⑵開放性原則，能夠滿足各種網絡類型及接入設備的要求。⑶人性化原則，對結構體系不斷優化，并設計良好的人機界面。⑷數據互通原則，能夠與其他測試系統共享數據并不受其他因素的干擾。⑸安全原則，合理設置權限，并備份測試數據，保證測試系統及數據的安全性。⑹經濟原則，在科學的理念指導下用盡量少的錢做出最優質的平臺。
通過功能模塊化的設計，將無線網絡測試系統分解為各類獨立的子系統，可以更加靈活并為運營商提供更多的選擇。其中專業測試子系統-Pro是其中最為突出的，本詳細介紹。
專業測試子系統相對其他子系統，其功能最全面且最先進。通過該子系統的測試，運營商可以準確掌握網絡出現問題的原因，網絡運行的效果，并滿足網絡維護等各方面要求。
該系統的設計分為前端設計和后臺設計。前端設計是設計測試系統接收和采集數據的模塊。前端模塊可以測試基本的語音和采集數據業務，通過設計良好的人機界面（類似Microsoft Office布局），通過多種方式直接展現給現場操作人員各種測量到的數據，供操作人員判斷。按照之前的設計原則，前端設計有以下幾點需要滿足：⑴操作界面簡單易上手；⑵能夠支持目前國內外主流的網絡制式（例如GSM，GPRS等，包括各類2D，3D制式），通過功能模塊化的設計，能夠滿足不同用戶的個性化需求。⑶并能夠正確譯碼空中接口的采集數據。⑷能支持手機或PC等各類接收終端。⑸能夠適應不同的網絡制式且具備相應的展示功能。⑹能夠支持基站內數據導入和分析，并可以支持多數據表顯示。
后臺設計則是對前端采集到的測試數據進行后臺分析統計的模塊。盡管前端也具有一定的分析功能，但其主要功能是采集數據并進行一些簡單的分析，因此有必要設計后臺來對前端采集的數據進行優化分析處理，為網絡建設提供參考。
針對不同的網絡制式，后臺要進行個性化的計算分析，提供相應的分析報告。后臺內置了高效的數據顯示、分析和統計模塊、幫助客戶詳細了解網絡的運行特點、以及進行網絡診斷幫助客戶網絡維護，提高客戶的分析效率。后臺還能進行基于GIS模塊展現支持各類地理信息，滿足各種應用需求。同時，后臺通過良好的界面設計，可以完整展現分析和測試得到的各類運行參數。另外，后臺還能對基站小區內的信息進行自動化處理，幫助客戶直觀了解網絡的運行情況。
2 系統功能實現
測試平臺依據專業測試子系統-Pro后臺，進行創造性的再設計，通過各類測試前端采集網絡運行數據，并整合進客戶自行設計的功能性產品所產生的數據，將所有信息打通形成數據鏈，對運營商維護網絡運行提供基礎。
無線網絡測試平臺的設計特點在于設計中整合各子系統的重點模塊，應用相當廣泛，在滿足使用情況的同時縮減開發開支，并極大的方便系統維護和更新。
相比以往的無線網絡測試平臺通常局限于某種測試接口，不能滿足測試人員分析多個接口的需求，因此給無線網絡測試帶來了極大的阻礙，并降低了使用效率。該無線網絡測試平臺可以實現數據所有網絡共享和并行監控，從而幫助客戶發現和解決問題。
并且該無線網絡測試平臺還整合以往的實踐經驗，能夠智能判斷較基本問題并提出建議，并初步自動化分析故障，幫助提高測試效果。
無線網絡綜合測試平臺為無線網絡建設提供了新的視角。⑴可以集中化處理各類網絡運行中的問題；⑵進行各種數據的對比分析和有針對性的提供解決方案；⑶通過功能化的設計降低技術人員的使用門檻。
[參考文獻]
[1]程方，壬鵬.現代網絡測試技術發展綜述[J].重慶郵電大學學報.2008.57-60.
[2]唐興.移動通信技術的歷史及發展趨勢[J].旺西通信科技.2008（2）：16-20.
【關鍵詞】自主學習 交流平臺 C/S B/S
【中圖分類號】G642【文獻標識碼】A【文章編號】1006-9682(2009)11-0025-01
一、綜 述
通常,交流平臺包括服務器端與客戶端兩個部分。服務器端通常作為數據中心或業務中心為客戶端提供服務,而客戶端則直接與用戶交互。在早期的應用中,人們大都采用C/S架構構建交流平臺,后來,隨著用戶的增加、程序的升級等,這種架構暴露出來了一些問題(主要集中在程序的部署等方面),B/S架構的交流平臺便應運而生。
C/S(Client/Server)是一種分布式處理模式,應用程序的任務分別由客戶機和服務器共同分擔。客戶程序駐留在客戶機上,服務器處理程序則在網絡上的服務器端。這樣,一方面發揮了PC機的處理能力,另一方面減輕了服務器的負擔。它使得處理盡可能地向正在被處理的數據靠攏。C/S架構從客戶機到服務器被劃分為四層。
B/S(Browser/Server)架構即瀏覽器和服務器架構,是隨著互聯網技術的興起,對C/S結構的一種變化或者改進的架構。在這種架構下,用戶工作界面是通過WWW瀏覽器來實現,極少部分事務邏輯在前端(Browser)實現,但是主要事務邏輯在服務器端(Server)實現。這樣就大大簡化了客戶端電腦載荷,減輕了系統維護與升級的成本和工作量,降低了用戶的總體成本(TCO)。B/S系統的數據和程序放在服務器端,服務器有多層結構。服務器執行必要的計算,負責與數據庫的交互工作,并將結果發送給客戶。客戶端只需擁有瀏覽器即可十分容易地使用該系統,前端的瀏覽器不用維護,操作風格一致。B/S架構大體可以分為人機界面、業務規則、數據轉換、應用服務四層。
自主學習即在總體教學目標的宏觀調控下,學習者在教師的指導下,根據自身條件和需要自由地選擇學習目標、學習內容、學習方法,并通過自我調控的學習活動完成具體學習目標的學習模式。是一種學生把自己置于主人地位上的學習,學習積極性的根源在于學生內部學習動機,學生主動參與到學習活動中去,學習是高效的。可以說自主學習不僅能開發出學生潛在的能力,而且能激活、誘導出學生學習的積極性,養成良好的學習態度和學習習慣。“一切天賦和諾言都不如習慣更有力量”。
二、自主學習交流平臺構建
本文擬基于NET Framework,針對自主學習的含義及特點,結合B/S架構和C/S架構的優點,設計一款用于支持自主學習交流的教學輔助系統。
該系統采用典型的智能客戶端、Web服務器、數據庫服務器三層架構。在每個客戶端都有相關數據的緩存,用戶在使用本系統時,只需要安裝一個客戶端就可以進行所有的交流活動,包括用戶的申請注冊,登錄驗證,添加、瀏覽、修改、刪除主題等等。客戶端在響應用戶操作時,通過調用Web Service與Web應用服務器進行交互,包括數據的獲取與同步等。另外,還有一個數據服務器,用于維持一個完整的數據庫,響應Web服務器的數據操作。
通過將本系統與現有的主題學習交流平臺進行比價,發現其具有以下優勢:
1.體現自主學習的特點
自主學習中問題化、開放性、整合性等特點在這里作為設計重點考慮的因素加以強調。系統中的內容按課程、主題、消息三個層次進行劃分,用戶被分成不同的角色(不再按老師和學習來劃分),只要擁有相應的權限都可以對學習主題進行維護(新增、修改、刪除等)。
2.易于部署和維護
采用ClickOnce等新的部署技術,系統自動進行更新,解決C/S架構軟件不易部署和維護的困難,避免產生組件共享帶來的問題。
3.支持離線操作
系統不必一直在線,離線也可以進行操作,這對網絡狀況不好或經常離線的用戶尤其有用。當系統檢測到用戶在線時,會在后臺對數據進行同步。
4.提供豐富的用戶體驗
這是胖客戶端軟件的優勢,本系統在界面設計上要達到與胖客戶端軟件相當的效果,通過充分利用NET Framework的資源與自定義的用戶控件,添加豐富的用戶提示,這一點實現起來是相當方便的。
5.快速的操作響應
用戶的每一個操作都能得到及時的響應,不能有明顯的延遲。系統中大量地用到了異步方法調用、多線程、事件等技術,讓用戶界面始終能夠快速響應用戶的操作。
6.具有高度的可擴展性
整個系統都采用了面向對象的設計思想和多種設計模式,提高了軟件的可復用性和可擴展性,為將來軟件的升級奠定了堅實的基礎。
三、總 結
交流平臺的架構劃分為C/S和B/S兩種類型,事實上軟件的架構所包含的內容十分復雜,涉及到軟件生命周期的各個階段。一個軟件具體采用什么架構不能一概而論,應該根據業務需要靈活規劃。本系統的架構基于一個假定的業務需求,旨在論證采用基于智能客戶端的架構實現一個交流平臺的可行性,通過實踐,找到可能存在的問題及相應的解決方案。當然,本論文解決的問題只是實際生產環境下問題的子集,但這卻不失為一個有益的嘗試。
參考文獻
1 駱紅波.基于C/S模式的信息技術考試系統的設計與實現:[碩士學位論文].長沙:國防科學大學,2005
關鍵詞：人機工程學 教學方法 考核策略
中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-0-02
1 人機工程學概念
人機工程學是研究人、機械及其工作環境之間相互作用的學科[1]。
是研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的因素；研究組成人機系統的機器和人的相互關系，以提高整個系統工效的新興邊緣科學。人機工程學研究在設計人機系統時如何考慮人的特性和能力，以及人受機器、作業和環境條件的限制。人機工程學 還研究人的訓練，人機系統設計和開發，以及同人機系統有關的生物學或醫學問題。對于這些研究，在北美稱為人因工程學或人機工程學，蘇聯稱為工程心理學，歐洲，日本和其他國家稱為工效學[2]。
2 人機工程學應用范疇
人機工程概論、人體尺度與數據處理、人機界面設計、作業空間布局與工位設計、作業工具設計、計算機輔助人機工程設計及其工具、人機系統與作業環境、制造系統中的人機工程。在注重理論與應用相結合，引介最新的應用領域的基礎上，側重于結合實例探討人機工程學在產品、工具、生產作業和現代制造等領域的設計應用，力求使讀者既能獲得基本理論知識和方法，也能在設計實踐中加以應用與研究。
3 人機工程學課程的目的及任務
人機工程學的理論和方法為設計中考慮“人的因素”提供人體尺度數據；為設計中“機的功能”合理性提供科學依據；為設計中考慮“環境因素”提供設計準則；為“人-機-環境”系統設計提供整體思路；為“以人為核心”的設計思想提供可行方法。通過本課程的學習，培養學生把人-機-環境系統作為一個統一的整體來研究，以創造適合于人操作的機械設備和作業環境，使人-機-環境系統相協調，從而獲得系統的最高綜合效率，培養“以人為本”的設計價值觀。為產品設計等專業課的學習和從事設計工作奠定基礎。
4 教學方法剖析與新的嘗試
4.1 傳統的教學方法的弊端
傳統的教學方法中，學生一味地等教師灌輸，如果課前不預習，課后不復習，一知半解的現象，這就要求充分發揮學生學習的主觀能動性。對于教師來講，由于受傳統教學理論和教學方法的影響，只會圍繞“教”做文章，而忽視了學生的“學”。
4.2 多媒體教學手段的介入
現代化的多媒體教學手段，集聲音、圖像、視頻和文字等媒體為一體，具有形象性、多樣性、新穎性、趣味性、直觀性、豐富性等特點。它可以根據教學目的、要求和教學內容，創設了形象逼真的教學環境、聲像同步的教學情景、動靜結合的教學圖像、生動活潑的教學氣氛。在具體的教學實踐中，一些問題也日漸暴露出來，究其原因是有些老師對多媒體教學存在著一些誤解，僅把它簡單地理解為在傳統的教學方法和教學模式中，加入多媒體等現代教學技術手段，忽略了對相關現代教育思想理論的學習，只是穿新鞋走老路，未能根據新的教學要求去更新教學方法和精心設計多媒體教學手段輔助下的教學模式。也有些老師片面地認為，多媒體教學手段一定優于其他教學方法，而忽略了對其他教學媒體和方法的運用[3]。
4.3 教學方法新的嘗試
教師與學生是教學過程中兩個最主要的因素，現代教學論十分強調師生之間關系的和諧，以及教學過程中師生的共同參與和互動。根據“珠三角”區域學生的特點，引用新的教學理念指導教學內容及方法的設計，使其成為實現課程目標的保證。本課程重視應用性學習、探究性學習、協作學習等現代教育理念在教學中的應用。課程教學內容的設計指導思想是：教學內容符合學科要求，知識結構合理，注意學科交叉；及時把學科最新發展成果和教改教研成果引入教學；課程內容經典與現代的關系處理得當。在教學方法上，根據課程特點，將現代手段與傳統教學的優勢結合，理論教學全程采用多媒體輔助教學。利用網絡教學平臺，打破課堂限制，及時擴大新的信息。
5 考核策略的探究
5.1 傳統考核的弊端
考試是學校教學中最基本的、最重要的測驗學生學習效果、檢查與評估教師教學效果的一種方式，也是教學過程不可缺少的環節，它對人才的培養具有深遠影響[4]。考試內容只有與教學內容相結合，才能考查出教學質量，才能檢測學生的學習效果[5]。但在現行的教學中，由于部分高校過于強調學生的考試成績，絕大多數仍然依閉卷的形式考核，一定程度上阻礙了學生真實學習效果的檢測。
5.2 考核策略
針對考核方法等方面存在的許多弊端，在此基礎上，探究在不同課程的教學中，建立適應素質教育和高級人才培養要求的綜合性考核體系，并提出了一些對策和具體的實施辦法。根據“珠三角”區域學生的特點，《人機工程學》的考核方式為。
（1）以某一課題為主題開展研究
教師給出一些題目，題目來源于實踐中的真實產品或是生活中的真實現象。這些題目可以是以產品為主的人機工程方面設計，也可以是以某一產品為主進行人機工程評價論文或者針對某一生活中某一現象的人機工程評價論文。學生也可以自選題目，但需經過教師審核同意，目的是審查其題目的深度以把握其尺度。
（2）學生自述
每位學生根據所選題目進行市場調查、方案分析論證、設計出符合人機工程的產品或運用所學知識進行理論分析評價選題并提出解決方法。要求學生將所作的設計或論成PPT文件進行
講述。
（3）考核方式的改革
教師設計出評價體系的評分標準，考核分數百分制。內容包括標題的合理性、市場調查的范圍可行性、方案分析論證理論的說服力、設計出產品的人機工程的創新性等。每一項內容分A、B、C、D、E等5個等級，每一個等級都有衡量準則。學生與教師同樣參與評價。
6 學生對課程教學的滿意度調查
通過對2個年級的2個專業10個班300余人的應用，以此作為試點進行對課程教學的滿意度的問卷調查。問卷的主要內容有：這種考核方式能否激發你對課程的興趣、這種考核方式是否達到教學效果、這種考核方式是否真正學到了知識、這種考核方式能否使你主動尋找學習的方法、這種考核方式有待提高的地方、你對這種考核方式是否滿意等。每個答案僅有2個；是與否。發出問卷調查300份，收回290份。調查見圖1：
通過這種考核方式學生的成績分布見圖2（300名學生）。圖2為學生成績分布圖。
7 結語
人機工程學課程教學方法與考核手段以轉變教育思想、教育觀念為主導，以滿足社會需要為依據，努力探索符合“珠三角”中心地帶的高層次應用型人才的教學規律。通過調動學生的主觀能動性，為為學生提供研究、交流、提高的平臺，最大化的促進和分享成果。本研究的思路、方法與成果可以為工科專業的教學提供參考。
參考文獻
[1] 丁玉蘭.人機工程學[M].北京理工大學出版社，2011.
[2] 阮寶湘.工業設計人機工程[M].機械工業出版社，2005.
[3] 劉兵.多媒體教學與傳統教學相結合[J].大學時代，2006（6）：67.
政府部門門戶網站建設是根據國家對政府信息公開的相關政策要求，實現部門政務信息公開的優先手段和必然選擇。論文詳細描述了一個基于ASP技術和ACCESS數據庫系統網頁的實現過程。網頁設計及制作主要圍繞政務公開、在線辦事和網上交流三大功能進行，前臺信息共設置領導講話、政務公開、工作動態、政策法規等十大功能模塊。后臺管理采用Client/Server和Browser/Server相結合的技術方式，將超文本標記語言（HTML）和簡單的JScript語言相融合開發，使用Session對象進行Web頁之間的數據傳遞，并跟蹤用戶登陸，實現了不同權限用戶對新聞信息的計算機網絡管理和Web查詢功能。網頁新聞訪問采用主頁+標題面+子頁面三級模式，主頁面提供了本網頁的一個宏觀樣式，并讓各模塊與之配合聯系，構成一個完整的網頁系統。
【關鍵詞】
政府網站
網頁制作
ASP 技術
ACCESS 數據庫
【英文對照】
ABSTRACT
The portal website of government departments is the best candidate and inevitable choice for government affairs opening. Its construction is based on the related policies and regulations on government affairs opening which are enforced by the state. This paper presents the construction of one portal webpage based on ASP and ACCESS database. The design and implementation of webpage mainly consists of three parts: government affair opening， online government office， and online communication. The front-end consists of ten major modules， including leader's speech， government affair opening， government dynamics， policies and regulations etc. The backend is a hybrid of C/S and B/S technologies， HTML and JScript are combined together and session object is used for inter-page data communication and traced the status of user logon， web based lookup and remote administration of webpage are implemented and access control to user of different privileges is achieved. The access to webpage news adapts a three-tier scheme which includes main page， title page and sub-page， the main page provides the overall look-and-feel and orchestrate all the modules so to form a complete webpage.
【KeyWord】
Government website
Webpage Making
ASP
ACCESS database
【目
錄】
前言 2
正文 3
第 一 章 概 述 3
1.1 網頁制作背景 3
1.2 網頁制作的意義 3
1.3 開發工具簡介 4
第 二 章 可行性分析 5
2.1 B/S結構介紹 5
2.2 ACCESS 數據庫 5
2.3 ASP 技術 5
第 三 章 網頁需求分析 7
3.1 總體功能需求分析 7
3.1.1. 基本功能需求 7
3.1.2. 功能結構圖 7
3.2 網頁具體功能模塊需求分析 8
3.2.1. 政務公開功能 8
3.2.2. 網站辦事功能 8
3.2.3. 網上交流功能 8
3.3 網頁結構圖 9
3.4 網頁版面規劃 10
3.5 網站CI形象設計 10
3.6 網頁布局技術 11
第 四 章 數據庫設計 12
4.1 數據庫概念結構設計 12
4.2 數據庫邏輯結構設計 14
第 五 章 人機界面設計 17
5.1 后臺登錄界面設計 17
5.2 用戶管理頁面設計 18
5.3 信息檢索頁面設計 18
5.4 后臺管理頁面設計 19
第 六 章 系統程序設計 20
6.1 程序設計語言 20
6.2 部份源程序實現及文件 20
第 七 章 網頁測試 30
7.1 測試網站的建立 30
7.1.1. 測試網站環境 30
7.1.2. Web服務器IIS5.1簡介 30
7.1.3. 網頁測試 30
7.2 網頁及網站維護 31
第 八 章 結論 32
參考文獻 33
致 謝 34
【前言】
在我國，繼黨的十六大提出推行電子政務、提高行政效率之后，十六屆三中全會進一步強調要發展電子政務，提高政府的服務和管理水平。政府網站作為電子政務建設的龍頭是完善政府公共服務接入渠道的主要手段，它實現了按照用戶對象進行信息資源的整合，提供覆蓋用戶全生命周期的各種信息和服務。同時，網頁信息傳播的即時性和全面性確保了政府大量重要信息的廣泛共享，優化了社會資源配置，讓政務信息更便捷、更低成本地進行傳遞。通過訪問政府網頁，企業和社會公眾可以24小時不間斷地，不受任何空間界限影響地與政府進行信息交互，在促進政務公開，改進公共服務，提高行政效能，確保公眾知情權、參與權和監督權等方面有著顯著成效。
政府網站建設的含義就是利用Internet/Intranet等計算機通信技術，在Internet上建立正式站點，通過網絡實現政府在政治、經濟、社會、生活等諸多領域中的管理和服務職能，推動政府辦公自動化與網上便民服務，是政府和社會互動的重要窗口。論文就巴中市網頁的設計和制作作了詳細描述，網頁主要功能模塊設置緊緊圍繞部門職能職責，密切結合公眾需求，實現了預期設計目標，網頁經本地局域網測試運行正常。
【正文】
網頁制作
第 一 章 概 述
1.1 網頁制作背景
在當前這個網絡時代，電子政務是各國政府倡導和推動網絡化的5個重要應用領域中的首要。美國早在克林頓政府時期就開始積極倡導和推動電子政務和電子政府的建設。英國于2005年將所有的政府服務實現上網。新加坡更是從1981年就開始發展電子政務，目前其電子政務的發達程度已備受世人矚目。在我國，政府信息門戶網站作為展示政府整體形象的窗口和聯系群眾、服務群眾的橋梁正日益得到各級政府的重視。如今，全國各地的電子政務建設已進入實質階段，全國257個地市級城市中已經有90%的城市建立了自己的政府網站。在應用上，電子政務建設已經從網絡基礎建設向功能應用層面和社會服務層面轉變。隨著我國信息化進程的深入推進，將極大地調動整個社會活力，推動中國社會的飛速發展，并對中國未來的發展產生巨大的影響。
1.2 網頁制作的意義
首先，政府網站關系到政府的服務形象，關系到百姓的切身利益。政府部門通過制作網頁建立網站，是電子政務的最佳切入點和重要內容，政府網頁的發展水平是衡量一個地區電子政務進程的標志。在政府網頁上，政務信息公開程度，有關為民服務欄目健全情況，信息反饋情況，在線辦公與網上受理情況等關系到政府的服務形象，關系到百姓的切身利益。其次，政府網頁制作有利于政府各類信息的充分共享，有利于政府決策水平的不斷提高。通過網頁的各類平臺迅速直接地獲取公眾的反饋信息，準確掌握外部環境，大幅提高了正確決策與快速反應的能力。隨著政府各類信息的公開化，政民互動不斷加強，政府將在公眾面前展現出高效、透明的良好形象，這有利于提高社會凝聚力，對于維護社會穩定、促進社會發展具有重要意義。
1.3 開發工具簡介
在眾多的網頁設計與制作工具軟件中，我根據實際需求及對軟件的熟悉程度，主要選取了Photoshop CS3、Fireworks 8.0、Flash MX 2004、Macromedia Dreamweaver8進行網頁的開發和制作，這些軟件的主要特點分述如下。
? 網頁圖像設計工具——Photoshop CS3、Fireworks 8.0
在網頁制作過程中，首先要使用Photoshop或Fireworks 設計網頁和整體效果圖、處理網頁中的圖像、背景圖及網頁的圖標、按鈕等。Photoshop是平面圖像處理業界霸主Adobe公司推出的跨越PC和MAC兩界首屈一指的大型圖像處理軟件.它功能強大，操作界面友好，得到了廣大第三方開發廠家的支持，從而也贏得了眾多的用戶的青睞。Fireworks是Adobe公司推出的著名平面圖像設計和圖像處理軟件，它具有強大的圖像處理功能和操作易用性，受到廣大平面圖形設計人員及專業廣告設計師的青睞。它涉及圖像合成、色彩校正、圖層調板、通道使用、動作調板、路徑工具、濾鏡等圖像處理功能。可制作如按鈕制作、文字特效、材質紋理、三維物體、影像特效及廣告創意設計等多種用途。
? 動畫制作工具——Flash MX 2004
Flash MX 2004是Macromedia公司的一個的網頁交互動畫制作工具。用flash制作出來的動化是矢量的，不管怎樣放大、縮小，它還是清晰可見。 用flash制作的文件很小，這樣便于在互聯網上傳輸，它還采用了數據流技術，只要下載一部分，就能欣賞動畫，而且能一邊播放一邊傳輸數據。 交互性更是flash動畫的迷人之處，可以通過點擊按鈕、選擇菜單來控制動畫的播放，這些優點使flash日益成為網絡多媒體的主流。
? 網頁排版工具—— Macromedia Dreamweaver 8
Macromedia Dreamweaver 8是由Macromedia公司推出的，用于網頁開發和網站管理的專業化設計工具。它采用了多種新技術，具有設計和開發網站過程中需要的網站管理、網站設計、頁面制作、多媒體制作和動畫制作等豐富實用的功能；它具有友好的操作界面，在文檔窗口中可以打開各種浮動面板，同時還可以使用系統內置的多種對象進行操作。它將可視布局工具、應用程序開發功能和代碼編輯支持組合在一起，其功能強大，使得各個層次的開發人員和設計人員都能夠快速創建界面吸引人的基于標準的網站和應用程序。開發人員可以使用 Dreamweaver 及所選擇的服務器技術來創建功能強大的 Internet 應用程序，從而使用戶能連接到數據庫、Web 服務。
第 二 章 可行性分析
2.1 B/S結構介紹
B/S（Browser/Server，簡稱B/S）結構，即瀏覽器/服務器模式，它是WEB興起后的一種網絡結構模式，從傳統的二層C/S結構發展而來，通常采用三層結構：瀏覽器-Web服務器-數據庫服務器，WEB瀏覽器是客戶端最主要的應用軟件，瀏覽器通過Web Server 同數據庫進行數據交互。
在B／S體系結構系統中，用戶通過瀏覽器向分布在網絡上的許多服務器發出請求，服務器對瀏覽器的請求進行處理，將用戶所需信息返回到瀏覽器。而其余如數據請求、加工、結果返回以及動態網頁生成、對數據庫的訪問和應用程序的執行等工作全部由Web Server完成，這樣大大簡化了客戶端，減輕了系統維護與升級的成本和工作量，降低了用戶的總體擁有成本（TCO）。
該結構的缺點是存在數據安全性問題、對服務器要求過高、數據傳輸速度慢、軟件的個性化特點明顯降低，難以實現傳統模式下的特殊功能要求。
2.2 ACCESS 數據庫
Access是微軟公司推出的基于Windows的桌面關系數據庫管理系統（RDBMS），是Office系列應用軟件之一。它提供了表、查詢、窗體、報表、頁、宏、模塊7種用來建立數據庫系統的對象；提供了多種向導、生成器、模板，把數據存儲、數據查詢、界面設計、報表生成等操作規范化；為建立功能完善的數據庫管理系統提供了方便，也使得普通用戶不必編寫代碼，就可以完成大部分數據管理的任務。由于Access數據庫的ODBC驅動程序支持的SQL指令全，執行效率高，所以Access后臺數據庫+ASP服務器端程序+客戶端IE瀏覽器，是一個精練、實用、高效的組合模式。
2.3 ASP 技術
ASP是Active Server Page的縮寫，意為“動態服務器頁面”。ASP是微軟公司開發的代替CGI腳本程序的一種應用，它可以與數據庫和其它程序進行交互，是一種簡單、方便的編程工具。ASP的網頁文件的格式是.asp，現在常用于各種動態網站中。ASP是一種服務器端腳本編寫環境，可以用來創建和運行動態網頁或Web應用程序。ASP網頁可以包含HTML標記、普通文本、腳本命令以及COM組件等。利用ASP可以向網頁中添加交互式內容（如在線表單），也可以創建使用HTML網頁作為用戶界面的web應用程序。與HTML相比，ASP網頁具有實現動態網頁技術；包含在HTML代碼所組成的文件中，易于修改和測試；可以使用服務器端ActiveX組件來執行各種各樣的任務；方便連接ACCESS與SQL數據庫等多種優點，其主要缺點是開發人員要有豐富的經驗，否則會留出漏洞，讓黑客利用進行注入攻擊。安裝ASP時，系統提供了兩種腳本語言：VBScript和JScript，而VBScript則被作為系統默認的腳本語言。
第 三 章 網頁需求分析
3.1 總體功能需求分析
網頁功能分析就是以系統的觀點，對已選定的對象與開發范圍進行有目的、有步驟的實際調查和科學分析。分析的目的就是要弄清楚網頁要做什么，最終為后面的設計工作打下基礎。
該網頁作為電子政務的一種服務平臺，政務公開、在線辦事、網上交流是其基本的三大功能。
3.1.1. 基本功能需求
? 政務公開功能
根據2008年5月1日起施行的政府信息公開條例規定，行政機關應當將主動公開的政府信息，通過政府公報、政府網站、新聞會以及報刊、廣播、電視等便于公眾知曉的方式公開，確保公眾享有充分的知情權、監督權。
? 網站辦事功能
網上辦公辦事是網頁功能服務中非常重要的組成部分，是電子政務建設努力的方向。通過提供一些行政審批等項目的在線辦理極大地方便了群眾，減少了不必要的人為環節，節省了社會資源。
? 網上交流功能
通過搭建政民交流平臺，讓公眾不但能夠將自己的建議與意見直接反映給部門領導，實現普通群眾參政、議政的夙愿，而且使領導能夠通過這一平臺，傾聽民聲、關注民情、體察民意，進而為群眾辦理更多的實事、好事、貼心事。
3.1.2. 功能結構圖
3.2 網頁具體功能模塊需求分析
根據總體功能需求分析，該部門網頁確定政務公開、工作動態、領導講話等功能模塊，具體組成分別如下。
3.2.1. 政務公開功能
? 領導講話模塊
功能：即時領導關于三農工作的各種會議、現場講話。
作用：傳達精神，貫徹意圖。
? 政務公開模塊
政務公開模塊包含七個子模塊：機構職能、領導介紹、內設科室、農口系統、人事信息、規劃計劃、財政信息。模塊根據國家信息公開條例等法規政策要求，針對該政府部門必須公開的七個方面進行設置。
? 工作動態模塊
工作動態模塊，包含六個子模塊：綜合信息、新村建設、農業產業化、勞務開發、農田建設、移民工作。功能根據該政府部門各科室（辦）所承擔的職能職責進行設計，實現了各責任條塊當前工作信息的即時公開。
? 政策法規模塊
模塊設置農業法規、政策文件兩個子模塊，提供近年來國家關于三農工作各種重要法規、政策的瀏覽和下載，同時對本區、部門關于三農工作制定的各種政策文件進行了公開，使法規政策透明化，接受公眾監督。
? 專題專欄模塊
模塊包含科學發展觀、調研文章、企業推介、農業前沿四個子模塊。科學發展觀子模塊緊扣時代所需，調研文章子模塊是在互聯網上開辟的一個嶄新的調研舞臺，企業推介子模塊為本地龍頭企業的宣傳、推廣提供了一個新平臺。農業前沿子模塊放眼全球，宣傳、推介農業領域的最新技術、最新品種。
3.2.2. 網站辦事功能
? 網上辦事模塊
模塊設置便民服務、服務流程、資料下載、統計報表四個子模塊，將該部門能夠進行網上辦理的相關行政審批事項予以了公開，方便了群眾，提高了辦事效率，提升了部門形象。
3.2.3. 網上交流功能
? 在線交流模塊
模塊設置三農論壇、領導信箱、咨詢留言、網上投訴、網上調查五個子模塊。三農論壇子模塊為公眾之間相互交流提供了平臺。領導信箱、在線咨詢等四個子模塊，為政府部門決策即時提供了群眾的意見及建議。
? 聯系我們模塊
該模塊主要功能：收集網站的反饋信息。
3.3 網頁結構圖
3.4 網頁版面規劃
全部網頁采用1024×768分辨率制成，網頁訪問采用首頁、導航頁和新聞頁三級頁面形式。
? 首頁
首頁使用的是國字型結構布局。 國字型結構布局是一些大型網站所喜歡的類型，即最上面是網站的標題+主菜單，下半部分分為3個區域，左右分列一些兩小條內容，中間是主題內容，與左右一起羅列到底，最下面是網站的一些基本信息，聯系方式，版權聲明等。這種布局的優點是能夠充分利用版面，信息量大;缺點是頁面擁擠，不夠靈活。
? 導航頁
采用拐角型布局，優點是頁面結構清晰，主次分明，缺點是規矩呆板，容易讓人“看之無味。
? 新聞頁
使用標題正文型：這種類型即最上面是標題或類似的一些東西，下面是正文；本站子頁大部分是這個結構。
? 頁頭
本站頁頭以900×150的農村風景圖為底，左置“巴中市”六字及名稱英文“”Office of rural affairs，Bazhou District，Bazhong City，右邊放置宣傳語（FLASH動畫）一起構成。
? 頁腳
本站頁腳如下：
3.5 網站CI形象設計
? 主色調與色彩
網站采用代表了春天、希望、田野的“綠色”為主色調，與部門的農業、農村、農民三農工作性質相吻合。
? 字體
導航欄字體為“黑體”，14px；網站主欄目字體為“宋體”，14 px；正文字體為“宋體”，9 px；
? 交互方式
網站設置了專門的在線交流模塊，提供了論壇、網上投訴、咨詢留言、網上調查等多種交互方式。
3.6 網頁布局技術
網頁使用表格方式布局，同時用CSS進行樣式控制。表格布局的優勢在于它能對不同對象加以處理，而又不用擔心不同對象之間的影響。表格布局的缺點是，當我們用了過多表格時，頁面下載速度受到影響。CSS層疊樣式表是W3C組織新近批準的一個輔助HTML設計的新特性，它使整個HTML保持統一的外觀。過去在設置文本時，為了保持整個段落都使用相同的外觀，不得不為每一段設置屬性，很麻煩。采用CSS可以在設置文本之前，就指定整個文本的屬性，比如顏色、字體大小等等，獲得統一的文本外觀。
第 四 章 數據庫設計
數據庫在一個網頁系統中占有非常重要的地位，數據庫的結構好壞將直接影響到應用系統的實現效果和數據操作效率以及能否保證數據的一致性、完整性和安全性。
4.1 數據庫概念結構設計
數據庫概念設計的任務是根據用戶需求設計數據的概念數據模型，簡稱概念模型。概念模型是按用戶的觀點對數據和信息進行建模，是從用戶的角度看到的數據庫，它可以用E-R模型來表示。構成E-R圖的基本要素是實體型、屬性和關系，其表示方法為：實體型：用矩形表示，矩形框內寫明實體名；屬性：用橢圓形表示，并用無向邊將其與相應的實體連接起來；關系：用菱形表示，菱形框內寫明關系名，并用無向邊分別將有關實體連接起來，同時在無向邊旁標上聯系的類型。
根據前面的需求分析，可以得到本網頁數據庫系統的E-R圖，如圖4-1所示。
上述E-R圖的關系說明如下：管理員可以對所有網上調查、新聞信息、投訴留言、論壇發貼等實體進行增刪編輯，它們都是1：n的關系。一個管理員可以對論壇所有注冊用戶進行監管，一個超級管理員可以對多個后臺管理普通用戶進行監管，它們的關系也都是1：n。
各實體屬性的E-R圖如下：
4.2 數據庫邏輯結構設計
通過分析系統涉及的相關實體以及要收集、存儲和操縱的數據信息，本網頁數據庫共設置了新聞信息表（News）等6個表，分述如下。
? 新聞信息表:用于存儲新聞及政務信息。
表4-1 新聞信息表(News)
?
三農論壇表:用于存儲論壇發帖。
表4-2 三農論壇表(BBS)
?
投訴留言表:用于存儲群眾來信、投訴、咨詢及回復。
表4-3 投訴留言表(Message)
? 論壇注冊用戶表:用于存儲三農論壇注冊用戶信息。
表4-4 論壇注冊用戶表(User)
? 后臺管理員表:用于存儲管理員姓名、密碼、權限。
表4-5 后臺管理員表(ManageUser)
?
網上調查表:用于存儲網站調查項及投票。
表4-6 網上調查表(OnlineSurvey)
第 五 章 人機界面設計
5.1 后臺登錄界面設計
設計思想：登錄頁面主要實現用戶的登錄。通過用戶名、密碼、隨機密碼、IP、SessionID的組合驗證實現未登陸用戶的正常登陸和已登陸用戶中同一用戶名允許在同一IP上重復登陸，拒絕同一用戶名在不同IP上重復登陸。
圖5-1 登錄流程圖
圖5-2 管理員登錄界面
5.2 用戶管理頁面設計
設計思想：登錄頁面主要實現用戶的登錄，用戶有超級管理員、普通管理員。超級管理員可以對其進行任何的操作，包括對普通管理員的增刪、密碼修改。一般用戶只可以做權限之內的操作和只能對自身的信息作修改。
圖5-3 用戶管理流程圖
圖5-4 用戶管理界面
5.3 信息檢索頁面設計
設計思想：根據輸入的關鍵字實現單字段或多字段組合查詢。
圖5-5 信息檢索流程圖
5.4 后臺管理頁面設計
網站后臺管理系統提供了添加新聞內容、管理全部新聞、領導信箱管理、在線咨詢管理、公眾留言管理、網上投訴管理、網上調查管理、信息中心管理、超級管理選項、文件上傳十個功能選擇項，可以完成新聞信息的在線編輯、咨詢留言的在線回復、網上調查項的增減等管理任務。
圖5-7 后臺功能結構圖
第 六 章 系統程序設計
前面著重討論了系統功能模塊的設計，詳細分析了每一個模塊的功能，本章將就系統中模塊功能的具體實現，選取部分源程序進行討論。
6.1 程序設計語言
網站主要采用ASP作為程序設計代碼的開發工具。使用ASP作為開發工具可以方便地建立動態的、高性能的、安全的、跨平臺的先進動態網站，其突出特點有以下幾個：
? ASP可以將內容的生成和顯示進行分離
Web頁面開發者可以用HTML或XML 標識進行對最終頁面的設計，同時使用ASP Tag 或Java Script 來生成頁面上的動態內容，因為所有的腳本都在服務器端運行， 所以， 如果核心邏輯部分被封裝在標識中， 那么Web管理人員或頁面設計者將只能編輯ASP頁面的顯示方式， 而不會影響其內容的實質。
? 對不同瀏覽器的兼容
由于ASP技術采用了將ASP Tag 和Java Script 在服務器端解釋并執行而只將結果以HTML或XML的形式送回到客戶端的方法， 從而保證了對其它基于HTML的Web瀏覽器的完全兼容。
6.2 部份源程序實現及文件
? 數據庫訪問技術
網頁在采用微軟IIS/PWS的網絡平臺，通過服務器端運行的ASP程序來訪問后臺Access數據庫。數據庫訪問采用匿名身份驗證方式，使用戶無需輸入用戶名或密碼便可以對數據庫進行訪問。匿名身份驗證是指由 IIS創建IUSR、計算機名稱、帳戶（計算機名稱是正在運行IIS 的服務器名稱），當匿名用戶請求數據庫內容時IIS 會將該連接分配給 IUSER_ComputerName 帳戶，其中ComputerName。默認情況下，IUSER_ComputerName 帳戶為 Guests 組的成員。此組具有 NTFS 文件系統權限所規定的安全限制，這些限制指定訪問級別以及可提供給公共用戶的內容的類型。建立Access數據庫連接的步驟及參數意義如下：
第一行程序：建立一個ADO對象集中的Connection對象，也即連接對象。這是建立數據庫連接的初始步驟。執行這行程序后，Conn成為一個連接對象。
第二行程序：建立一個ADO對象集中的Recordset對象，以便利用Recordset對象操作數據庫（當然，這只是對數據庫操作的多種方式之一）。執行這行后，rs就成為一個Recordset對象。
第三行程序：利用連接對象Conn的Open方法打開一個指定的數據庫。首先利用Server對象的MapPath函數，取得要打開數據庫的完整的文件路徑，并存儲在變量DBQ中。其次，因為我們要打開的是Access數據庫，所以要指定ODBC驅動程序參數，表示要透過Access的ODBC驅動程序來訪問數據庫。到這里，就已經打開了數據庫名指定的數據庫。
第四行程序： Sql指令串。
第五行程序：利用rs對象的Open方法打開數據庫中的數據表。這其中有四個參數，其意義如下：
數據表名或SQL指令串：在這個參數里指定要打開的數據庫內的數據表名稱，或者是用SQL的Select指令串確定的數據表的指定范圍數據
Connection對象：指定已經打開的數據庫的Connection對象。
Recordset類型：表示打開數據表的方式，有四種選擇。數字0表示只讀方式，且當前記錄只能下移；數字1表示可讀寫方式，當前記錄可自由上下移動，但不能及時看到別的用戶建立的新記錄，除非重新啟動；數字2表示可讀寫方式，當前記錄可自由移動，而且可以及時看到別的用戶增加的新記錄；數字3表示只讀方式，但當前記錄可以自由移動。
鎖定類型：這個參數指定數據庫的鎖定功能。因為網絡上的數據庫都是多用戶的，很可能同時有多個用戶在操作數據庫。為了避免錯誤，讓同一時間只可能有一個用戶修改數據，就要用鎖定功能。有四種選擇：數字1表示只讀方式鎖定，用戶不能更改數據；數字2表示悲觀鎖定，當一個用戶用rs對象開始修改數據時就鎖定數據庫，直到用戶用rs.Update更新記錄后，才解除鎖定；數字3表示樂觀鎖定，只有在數據寫入數據庫中的時候才鎖定。數字4表示批次樂觀鎖定，只有在使用rs.UpdateBatch成批更新數據時候才鎖定數據記錄。
? 身份驗證
本網站身份驗證采用服務器端驗證代碼方式，密碼算法采用流行的MD5算法，同時附加客戶端隨機密碼驗證。MD5全稱Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法），是由MIT Laboratory for Computer Science和RSA Data Security Inc的Ronald L. Rivest在90年代初向IEFT提交的一種不可逆運算加密算法，經MD2、MD3和MD4發展而來，面向32位的電腦。登陸驗證按一個IP可以有多個用戶登陸，一個用戶只能登陸一個IP的原則進行設計，具體代碼及解釋如下：
? 網上調查功能實現
圖6-1 網上調查投票界面
圖6-2 網上調查結果界面
網上調查實現代碼
第 七 章 網頁測試
7.1 測試網站的建立
7.1.1. 測試網站環境
網頁測試使用本單位局域網進行，配置如下：
服務器端：操作系統—Windows xp
Web服務器—IIS5.1
瀏覽器—IE6.0
客戶端：Internet Explorer6.0
7.1.2. Web服務器IIS5.1簡介
IIS是Internet Information Services的縮寫，是目前使用最廣泛的Web服務器，可以在UNIX和Windows平臺上運行。它與Windows NT Server完全集成，允許使用Windows NT Server內置的安全性以及NTFS文件系統建立強大靈活的Internet／Intranet站點。IIS組件主要包括Web服務器、FTP服務器、NNTP服務器和SMTP服務器，分別用于網頁瀏覽、文件傳輸、新聞服務和郵件發送等方面。
7.1.3. 網頁測試
? IIS配置
當IIS被成功安裝后，將在計算機C:\Inetpub\wwwroot下新建一個默認網站，通過修改默認網站配置可以建立自己的站點。如自己的網頁放在D:\Wy目錄下，首頁文件名為Index.asp，其具體步驟如下：
第一步：在“默認Web站點”上單擊右鍵，選“屬性”，以進入名為“默認Web站點屬性”設置界面。
第二步：轉到“主目錄”窗口，再在“本地路徑”輸入（或用“瀏覽”按鈕選擇）好自己網頁所在的“D:\Wy”目錄。
第三步：轉到“文檔”窗口，再按“添加”按鈕，根據提示在“默認文檔名”后輸入自己網頁的首頁文件名“Index.asp”。
第四步：在“默認Web站點”上單擊右鍵，選“新建虛擬目錄”，依次在“別名”處輸入“test”，在“目錄”處輸入“D:\Wy”后再按提示操作。
? 數據源（ODBC）配置
第一步：選擇控制面板中的管理工具打開數據源（ODBC）。
第二步：在選項卡系統DNS中添加Microsoft Access Driver(*.mdb)驅動并指定數據源為網站的數據庫文件。
? 測試
打開瀏覽器，直接在地址欄中輸入：localhost/test/index.asp或者127.0.0.1/test/index.asp即可。
7.2 網頁及網站維護
在測試完成后，網頁就可以到互聯網上了，接下來要做的就是網站的日常維護了。網站維護就是對服務器及相關軟硬件的維護，對可能出現的問題進行評估，制定響應時間，制定相關維護規定，將網站維護制度化、規范化，主要包括以下內容：
? 即時更新新聞內容
? 留言、投訴、咨詢、信箱定期回復
? 數據庫內容定期備份、刪減、分類
? 更正數據庫使用過程中發現的問題
? 定期進行綜合分析，不斷優化數據庫中數據結構，提高使用效率
? 在系統運行過程中應定期對管理員用戶名和密碼進行更新，并對IIS和NT權限作相應設置
第 八 章 結論
本次利用畢業設計的機會，為自己工作的單位設計了網頁。網頁使用ASP技術開發，具有良好的交互性能，具備強大的后臺管理功能。新聞、信息檢索、互動交流等主要模塊設計做到了與單位職能職責的緊密結合，達到了預期設計目標。網頁經單位局域網多次測試，在WindowsXP操作系統，IIS5.1的服務器環境上正常運行。
此次網頁制作，通過大量閱讀書籍和求助互聯網，使我初步掌握了網頁設計制作的一般過程、ASP簡單設計應用、CSS和表單布局常識、ACCESS數據庫設計技能。特別是在ASP編程階段，通過無數次解決測試過程中排查出的問題，我不僅回顧和應用了以前學習過的理念知識，還掌握了許多新的知識和技巧，獲益良多。但由于時間倉促，受一些技術和設備所限，網頁在美工、需求分析、網頁安全等方面存在諸多不足之處，有待后期運行中進一步改進和完善。
參考文獻
1. 《Dreamweaver CS3 入門 提高 精通》，薛凱，康亞雄編著，機械工業出版社 2008
2. 《Photoshop CS3 平面設計標準教程》，李建宏，雷波編著，機械工業出版社 2008
3. 《ASP網頁數據庫短訓教程》，劉瑞新，汪遠征編著，機械工業出版社 2005
4. 《Flash CS3動畫制作》，華信卓越編著，電子工業出版社 2008
5. 《網頁設計三合一》，甘登岱編著，清華大學出版社 2009
6. 《網頁設計與網站建》，邱云飛，溫國峰編著，清華大學出版社 2009
7. 《Access2007數據庫應用與開發》，楊繼萍，孫巖，梁文新編著，清華大學出版社 2008
8. 《網頁制作從入門到精通》，譚貞軍，劉斌編著，清華大學出版社 2008
9. nbagri.gov.cn/index.jsp（寧波農村經濟綜合信息網）
10. 68design.net/（網頁設計師聯盟）
11. wznb.gov.cn/（溫州市委農辦）
12. bjnw.gov.cn/（北京市農委）
關鍵詞：餐飲；需求分析
1系統開發背景
隨著社會的進步與變革，學校食堂原有的消費和管理模式已不能適應新的發展要求，基于目前現狀我們設計了餐飲收銀管理系統。刷卡在食堂內代替現金、票證來完成相應的功能。此種管理模式代替了傳統的消費管理模式，為學校食堂管理帶來了高效、方便與安全。
建立先進的餐飲收銀管理系統可以加快實現高等教育現代化，而餐飲收銀管理系統的推廣運用，則是推進高校食堂信息化管理的重要舉措之一。餐飲收銀管理系統可供學生用于校園食堂內部處理雜務，購買食品、飲料時刷卡，卡內沒有余額的時候進行充值。并可以定期對食堂內的員工進行業績評定，使學生直接參與食堂的管理對有問題的地方提議，實現學生與食堂管理者之間的互動，還可以對員工的基本信息進行綜合的管理。
為了能夠不斷提高工作效率和經濟效益，我認為最有效和可行的方法就是在企業內部實現信息化理他可以減少工作人員對帳目維護所花費的時間，減少管理人員，減輕工作人員勞動強度，提高工作效率延長自動化系統的開放時間，甚至實現24小時不間斷開放，實現食堂的信息化管理。
2系統開發方案
系統的開發采用軟件工程的理論和開發方法。經過需求分析、概要設計、詳細設計、編碼和測試、運行和維護等階段。系統設計為面向對象和不斷完善的快速原型開發模型相結合的方法。界面設計風格統一，各功能模塊完整實用，實現穩定的、功能強大的、交互式的服務行業管理系統。本管理系統用 PowerBuilder 9.0 開發，該開發工具的開發環境隨身攜帶的 Adaptive Server Anywhere 本身就是個功能強大的 DBMS，但出于學習應用和適用于大型系統的要求，我門選擇了oracle數據庫，oracle數據庫是目前最為流行和實用的數據庫管理系統，能夠為開發任何一個大型數據庫管理系統提供有力的支持和幫助。
3系統開發目標
開發本系統的目的是要為學校食堂和其他刷卡的餐飲部門提供一套運行穩定、安全可靠、操作簡便的管理系統。幫助食堂處理日常工作業務，規范管理各項工作和操作流程。
系統應具備以下基本特點:
3.1. 易操作性:考慮到食堂應用計算機系統的實際情況，系統設計要貫穿“簡便實用”的原則，確保非專業人員容易操作。除提供友好的人機界面，操作簡單的快速簡潔的按鈕。
3.2. 安全可靠性高:要通過對各級操作員進行有效的權限控制，對不同崗位人員要有不同的權限限制，保證數據的安全性和保密性。并且還應具備數據備份和恢復等功能，避免因意外情況丟失系統數據。
3.3. 報表要全面:系統應提供各種報表，保證使管理者能在第一時間準確掌握各種營業數據，為經營決策提供有效的數據參考和理論支持。
3.4. 擴充性好:要考慮到系統在長期使用過程中會不斷涌現出新技術和新的管理模式，因此要采用標準的開發工具和技術，提供開放的數據接口，保證能同其它軟件交流數據。
4系統開發思想
本管理系統的開發思想概括為如下幾點：
4.1.站在消費和管理為一體的高度進行分析與設計。
4.2.先進性與實用性相結合，以滿足現有用戶的需求，兼顧將來的發展，便于系統的二次開發和重用。
4.3.經濟性與可靠性相結合，以經濟為主，在可靠性允許下的情況下，盡可能的降低系統造價。
4.4.系統功能的強大性和使用的簡易性相結合，以功能強大為主系統簡單易學，非專業人員經短期培訓即可使用，降低系統的運行成本。
5系統的需求介紹
本管理系統的目標是開發一個學校食堂餐飲收銀管理系統。經過對用戶需求的分析。本系統在功能上分成：
5.1學生信息維護
學生信息維護模塊由四個功能模塊組成，分別是：增加、刪除、保存、退出。
5.2刷卡充值管理
刷卡充值管理是通過刷卡和充值對卡內的金額進行增加和減少操作，進行操作之前必須輸入卡號，因為卡號是唯一標識。用戶必須輸入金額和卡號，否則無法完成該操作，另外操作的時候必須保證飯卡處于非掛失狀態在標志狀態中可以看到飯卡的壯態。
5.3磁卡掛失
當磁卡丟失的時候為了避免別人用卡進行消費所以添加了磁卡掛失功能模塊，當磁卡丟失的時候持卡人拿著自己的相關證件到食堂管理員處辦理相關掛失手續。在本軟件中體現在察看過相關證件后輸入卡號，即可進行掛失處理。當持卡人在一段時間內又找到自己丟失的飯卡時，可以持自己的有效證件到管理員處辦理飯卡的重新啟用手續。體現在軟件上只是輸入卡號然后點擊開始就可以了。
5.4綜合管理
綜合處理模塊可以分為對刷卡充值監控和結算帳目兩個功能模塊。通過建立一個數據窗口和在數據庫中添加一個表，可以實現對刷卡和充值的操作的信息記錄，防止管理員和工作人員在操作失誤的情況下無憑據可查，管理員在每隔一段時間對相關數據進行清空以避免數據過多造成存儲空間的浪費，如果希望長期備份可以將數據打印出來做長期的存儲。
5.5員工信息管理
員工信息管理模塊用于維護食堂員工的信息，包括員工編號、員工姓名、姓名、年齡、住址、工資、備注和評分構成。在窗口中可以完成增加、刪除和保存的功能。
5.6員工工資管理
員工工資管理模塊用于對員工的工資進行管理，員工工資由基本工資和獎金構成，獎金由最高獎金和員工的評分的平均分數除以一百乘以最高獎金。
5.7員工業績平定模塊需求分析
員工業績評定模塊用于學生食堂工作人員對員工的工作態度服務態度進行評定每個學生都有權利對員工進行評定，員工業績評定模塊可以分成員工業績評定和查看評分結果兩個界面，其中查看評分結果選項只有以管理員身份錄才有權利查看。
8、退出系統等模塊構成
退出功能相對來說非常簡單，指的是退出當前界面回到主界面。使用一個按鈕和一條語句就可以實現。
6總結
餐飲收銀管理系統其功能基本符合用戶需求，能夠實現點菜后的自動下單，具有完善、細致的功能和清晰、友好的用戶界面，以及各類相關報表的打印。并提供部分系統維護功能,使用戶方便進行數據備份和恢復、數據刪除。同時也考慮到了單位編碼以減少數據冗余的問題，對于數據的一致性的問題也通過程序進行了有效的解決。本系統的使用不僅使食堂管理員從繁瑣的記賬和核算工作中解脫出來，提高了工作效率，而且更重要的是它通過完善的報表分析使提供信息的速度明顯加快，管理基礎數據更加科學化，管理人員擺脫了事務性工作轉而從事管理專業工作，為決策提供了快捷和強大的數據支持。把計算機用于餐飲管理，可在很大程度上提高管理者分析和決策的科學性，改進經營管理水平，帶來更多的顧客，使企業取得更好的經濟效益。
參考文獻
[1]李茜．POWERBUILDER程序設計基礎．清華大學出版社，2005：69～72
[2]董浩．中小型飯店信息管理系統．吉林大學碩士論文，2003：19～34
[3]張長富,李勻．PowerBuilder 9.0開發人員指南．北京希望電子出版社， 2004：109～112
[4]華傳銘，張正坤，吳曉英等．PowerBuilder數據庫開發實例解析．機械工業出版社．2003：15～26
1.1 課題的提出 1
1.2 照明片區網絡化的目的意義 1
1.3 照明片區網絡化的國內外現狀 1
1.4 高等學校用電管理狀況 2
1.5 本設計主要完成的工作 2
第2章 片區照明控制總體方案設計 4
2.1 網絡和智能照明控制系統規劃 4
2.2 照明智能控制器完成的功能 5
2.3 棟層單片機完成的功能 5
2.4 上位PC機完成的功能 5
2.5 兩級通信網絡的實現 5
2.6 小結 6
第3章 片區照明網絡化硬件的設計與實現 7
3.1 方案選擇 7
3.2 器件的選定 7
3.3 房間層節點的硬件總體構成 7
3.3.1 信息采集部分 8
3.3.2 執行部分 8
3.3.3 通信部分 8
3.4 棟層節點的硬件總體構成 8
3.5 人機交互部分 9
3.5.1 鍵盤模塊 9
3.5.2 LCD顯示模塊 10
3.5.3 房間層信息的存儲 10
3.6 層間信息的傳送方式 11
3.7 PC機與單片機的串口通訊硬件設計 11
3.7.1 系統硬件設計 11
3.7.2 電平轉換 12
3.8 單片機串行通信接口的擴展 13
3.8.1 串行通信接口原理 14
3.8.2 通訊接口的擴展方法 14
第4章 照明片區網絡化軟件功能的設計與實現 17
4.1 房間層信息的采集 17
4.1.1 重發機制的實現 17
4.1.2 單個房間層節點的狀態規定 17
4.1.3 棟層對房間層地址的讀寫 18
4.1.4 棟層對房間層信息的讀寫 18
4.2 PC機串行通信設計 18
4.2.1 PC機串行通信的原理 18
4.2.2 通信機制及結構 19
4.3 AT89S52單片機串行通信 19
4.3.1 串行口工作方式 19
4.3.2 方式1的應用介紹 20
4.4 PC機與單片機間的通訊 20
4.4.1 基于VB6.0的PC機通信程序設計 21
4.4.2 MSComm控件介紹 21
4.4.3 上位PC機通訊程序設計 22
4.4.4 AT89S52單片機通信程序設計 24
第5章 系統調試 27
5.1 調試過程 27
5.2 調試結果 29
結 論 30
致 謝 31
參考文獻 32
第1章 前 言
1.1 課題的提出
隨著電力能源需求缺口越來越大，照明浪費成為一個十分突出的問題，所以實現照明燈具控制的自動化和智能化，做到依照自然光的強度以及室內人員的數目決定開燈的數目，就成為節約電力資源的一個很好途徑。而多個智能節點間的協調必然要求以一個網絡的形式實現[1]。隨著計算機技術的發展，實現照明的網絡化和照明的遠程控制成為可能。
1.2 照明片區網絡化的目的意義
從2006年6月起，全國電力需求快速增長，一些地區陸續拉閘限電，在去年夏季高峰時期，全國先后有21個省份出現拉閘限電現象。去年許多省市高溫不退，空調使用和企業生產導致不少地區用電負荷成倍增長。許多城市對路燈、景觀燈也采取了關閉限時等措施，以保證正常的生產生活的用電。我國存在著嚴重的電力浪費問題，無用的照明浪費在其中占有了很大的比重，單以我校的教室照明舉例來說，燈光的開關安裝在教室門旁，學生進入教室習慣性的將教室燈全部的開啟，而且在離開時也沒有人走燈滅的習慣，管理人員到一定的時間才對教室里的燈具進行管理，這樣既浪費電力資源，也不利于管理。如果對片區中每個房間都安裝一個照明控制器，由其獨立的對本房間內的燈具開關做出控制，做到本房間智能控制器相對于一定人數開啟最少的燈具，這是可以解決一部分電力資源浪費問題，但這樣并不能最大限度上減小總體的電力資源浪費。為了實現電力資源浪費的最小化，必須使得各個房間照明控制器協調工作。而照明控制器的協調工作肯定是建立在網絡上的，通過網絡的協調管理，做到每個房間開啟最少的燈具，片區內有最少數量的房間開燈。
1.3 照明片區網絡化的國內外現狀
專家預言，在不久的將來，智能照明將取代普通照明，成為照明行業的新銳主流產品。照明產品，將要進入到“遙控時代”。業內人士分析，智能照明進入快速成長期，需要幾年時間，大概到2008年左右，智能照明的市場容量將突破100億元大關。今年2月份，在奧運科技前景論壇上，智能照明被提上議程，國家建設部要求2010年在全國大中城市中，60%的住宅實現智能化。上海市有關部門決定，今年夏季用電高峰時，市中心主要景觀道路上的路燈要安裝節能的智能照明系統。種種跡象表明，智能照明市場前景將更加樂觀。遠程控制成了遙控時代的重要標志。據悉，雖然智能照明技術具有相當的復雜性，但國內技術水平達到實用水平的企業為數不多。國外從事智能照明的專業公司，如美國的路創、澳大利亞的邦奇以及索恩、ABB等公司也在很早以前就完成了技術上的突破[2]。據悉，國際知名的半導體制造商ST半導體正準備推出燈光控制專用的、結合無線射頻功能的控制芯片采用無線網絡技術的智能燈光控制系統產品最近也相繼出現在消費者面前。德國邁戈公司推出的MCO智能情景照明控制系統近日進入我國市場。其產品的智能化特點主要表現在以下幾方面：實現了根據場景對組合燈光進行調節和控制的功能；實現了個性化設計：可以設定“看電視”、“會客”、“晚餐”、“離家”等燈光情景[3]，開關方式可選擇電腦、遙控器、輕觸式按鍵開關、紅外線自動感應開關等方式對照明情景進行一對一、一對多、多對一的靈活控制：具有系統燈具的無級亮度調節和自動延時功能，停電狀態的記憶功能和開關狀態的鎖定功能，使系統使用更加安全可靠。
1.4 高等學校用電管理狀況
目前，高校照明用電的管理基本是處于一種粗放式的管理狀態。其管理一般是無專人管理，由學生自行控制開啟，再有值日人員在中午、下午和晚自習后關閉開關，根據作息時間開啟和關閉整個教學樓的照明電源。是有專人負責，即按照天氣情況分樓分層送電。對教學樓照明管理的要求是在充分保證教室的照度的前提下，盡可能地節約電能，但是這些都不同程度上存在著缺欠，造成電能的浪費。第一種模式的特點是可以靈活地滿足樓層和超想的照度要求，不限和控制簡單，是常用的一種方式，但也是最為浪費電。人眼在強光下對弱光不敏感，在自然光照大于燈具光照的情況下，難以察覺到燈光，燈白天長明等而造成更大的浪費。據不完全統計，百分之八十的教學樓存在著白天光照良好的情況下，教室燈依然點亮，一個教室的長明燈看起來耗能不大，但從整個學校來說，卻是驚人，以西南科技大學為例，電能浪費量就十分嚴重，由此可見高校教學樓照明的管理改革勢在必行，也為我們提出了緊迫的課題。
1.5 本設計主要完成的工作
本設計中主要完成了以下幾項工作：
1、棟層單片機接收各個照明控制器所采集的房間光強信息和 人員信息傳送給上位PC機，接收上位PC機根據前述獲得的信息所做出的決策并傳送給相應的照明智能控制器。
2、實現了單片機通信串口的擴展。
3、完成了單片機與PC機接口電路的設計，并且實現了單片機與PC機之間串行通訊，通過VB6.0編寫出PC機上可視化的通訊界面。
第2章 片區照明控制總體方案設計
本章主要對網絡化照明進行研究，得出一個網絡化智能照明控制系統的總體設計方案。后面的整個設計將圍繞這個方案進行。
2.1 網絡和智能照明控制系統規劃
本設計中建立了一個與小區照明相適應的網絡模型來管理各個房間的智能控制器。關于該網絡模型建立的詳細敘述如下：
整個智能照明控制網絡規劃的設想是能夠適應一個相對集中的建筑群中，多個建筑體需要集散照明控制的情況。系統網絡規劃示意如圖2-1所示。照明控制系統是由一個上位PC機、下位單片機以及照明智能控制器組成的三層兩級網絡。在最底端，照明智能控制器負責照明現場的狀態檢測與控制輸出，進行信息的采集與開關燈的工作，具體面向的可以是一個房間，一個相對獨立的區域或其它需要較多關聯控制的場合。在最頂端，上位PC機負責整個系統的功能協調與狀態監測。一方面，上位PC機收集下位單片機的狀態信息，執行必要的本地集中控制，另一方面也可能在需要時通過網絡接口連接到局域網，按要求提供定期數據報告以及接收控制數據更新和遙控遙測命令。在上位PC機和照明智能控制器之間是單片機控制系統。棟層單片機主要對房間層的照明智能控制器進行控制。
圖2-1 網絡分層結構
2.2 照明智能控制器完成的功能
照明智能控制器與燈光控制有著最為直接的聯系，其應當做到向上層即棟層傳送本房間內的光強信息及人員數目信息，接收上一層傳來的命令，執行開關燈的操作。
2.3 棟層單片機完成的功能
棟層單片機作為三層分層結構中的中間層，應當完成接收房間層照明智能控制器的信息并做出決策；將由房間層傳來的信息進行匯總處理傳送給上位PC機；接收上位PC機傳來的命令，解析該命令后與自身作出的決策作比較向房間層發出命令，之所以要做出比較后發出命令是因為棟層可以由人工控制強行開啟或關閉某間房間的燈具；在整個系統中，管理人員的權限是凌駕于系統之上的。最終發出命令的過程與房間層相類似，若上層無命令傳入且無人工介入，則棟層將按照自身作出的決策發出命令。棟層還要完成房間層節點的增刪工作和人工開關某個房間燈具的工作。
2.4 上位PC機完成的功能
在圖2-1中可以看到，上位PC機位于整個網絡的最頂層，其將完成接收棟層傳來的信息，將其保存并加以分析，發出相應的命令以協調各棟層節點的工作；完成棟層節點的增刪工作；人工對棟層節點的開關。本設計中將小區層的位置向前推進了，使得小區層的PC機與下位單片機的遠程無線通信變成近距離串行通信。
上一層較之于下一層有更高的優先級，只有在上一層無命令時，最終的決策才由本層作出。而且同一層內的各個節點是不需要通信的，只需要對其下層的節點進行通信或對其上層的節點進行通信。所以上層節點可以采用輪詢的方式對其下層進行通信。
2.5 兩級通信網絡的實現
為了達到各層之間信息的相互傳遞，就需要建立層與層之間的通信機制，根據本設計的要求，整個設計軟件采用結構化模塊化的設計方法，易于維護和擴展。根據本設計的軟硬件需要完成的系統功能，系統軟硬件大致可以分為三個功能模塊：上位PC機模塊，下位AT89S52單片機模塊，數據通信模塊。上位PC機模塊主要完成與操作人員的交互功能，包括參數設定、數據顯示及監控等功能。AT89S52單片機模塊作為數據采集及控制模塊，其功能包括系統初始化、采集數據、數據的處理及分析和給出控制命令。三個模塊的關系是：上位PC機模塊是指揮中心，決定整個系統程序的結構和流程；AT89S52單片機模塊按輪詢方式對各個照明控制器進行訪問，并自動對照明進行控制；數據通信模塊可以實現PC機與AT89S52單片機之間數據的傳輸。
2.6 小結
本章中建立了一個三層兩級網絡模型，對層與層通信方式進行了規劃，完成了對燈光控制網絡化的總體構架。以后的設計將在此構架內完成。
第3章 片區照明網絡化硬件的設計與實現
本設計的硬件由三大部分組成，即棟層單片機對下位照明智能控制器信息的收發電路，人機交互界面即LCD顯示電路和鍵盤部分，棟層單片機與上位PC機間的通信電路。下面對本設計的方案及硬件電路的設計進行說明。
3.1 方案選擇
由于本設計包含了一個三層兩級網絡，所以涉及到的主要問題就是房間層與棟層之間的通信，小區層與棟層間的通信，還有中間層也就是棟層硬件的設計問題。在本設計中，棟層單片機與房間層照明智能控制器之間的通信在上屆論文中已經完成，所以在本文中主要對中間層，也就是棟層硬件設計進行研究。重點介紹上位PC機與棟層單片機間的通信，上位PC機與棟層單片機采用異步串行通信。
3.2 器件的選定
單片機：根據該層節點所要實現功能的要求同時兼顧成本，微處理器選擇了ATMEL公司的AT89S52，之所以選擇它是因為：第一，它是通用器件，外圍器件容易選定。第二，它是CMOS器件，有利于節能。第三，IO口多，滿足多路信息采集及控制的要求且利于擴展，為以后擴展功能提供了可能。第四，具有ISP下載功能，下載線可以方便的自制，節約了開發成本。第五，內置8K FLASH ROM ，無須擴展，有利于減小節點的體積。
顯示：棟層節點要顯示字符信息，此時若采用七段LED則不能實現，所以采用的LCD顯示模塊。
鍵盤：采用4*4行列式鍵盤，可以滿足本設計的要求。
AT24C01：在本設計中作為單片機擴展的存儲單元使用。
3.3 房間層節點的硬件總體構成
為了實現房間層的功能，房間層節點應當由信息采集，功能執行和通信三個模塊組成，房間層工作的原理是由信息采集模塊采集房間中的光強和人數信息，單片機讀入該信息，作出相應的開關燈決策，若有棟層網絡控制節點的存在，則通過單片機自身串口連接通信模塊向上層傳輸相應的數據，并等待上層節點的命令，得到命令后由執行模塊完成開關等的操作，若沒有收到上層節點的命令，則執行模塊執行由微處理器作出的決策開關相應的燈具。
有關于信息采集模塊和執行模塊的詳細設計敘述請參見《照明智能控制器的設計》[4]，本文中只涉及與網絡化相關的部分，其他部分只作簡要 敘述。
3.3.1 信息采集部分
信息采集包括兩方面信息的收集：（1）室內光強信息；（2）室內人數信息。光強信息是利用光敏電阻與設定的閾值作比較，當光強大于該閾值時，光強信息狀態為0，光強小于該閾值時，光強信息為1。
室內人數信息是利用熱釋電傳感器在室內進行分區主動掃描，得到每個教室分區內是否有人的信息，各分區中有人則該區采集的信息為1，無人則為0。
3.3.2 執行部分
執行模塊是由房間層的照明智能控制器完成開關燈的操作。
3.3.3 通信部分
AT89S52同通信模塊ZF02的連接是利用單片機的異步串行口同ZF02的TTL電平的URAT口。通過無線射頻通信進行數據的收發。
3.4 棟層節點的硬件總體構成
棟層節點主要可以分為兩個部分：（1）PC機作為上位機，分析作為下位機的單片機傳來的信息，并通過一定的算法來得出協調各房間層節點工作的命令，發給下位機，而且以圖標的直觀形式體現出各房間的人員數目信息及光強信息；（2）單片機作為下位機，負責與各房間層節點進行無線通信，接收上位PC機傳送的命令發給房間
圖3-1 棟層節點硬件構成圖
層節點，接收房間層節點傳來的信息給上位PC機，通過鍵盤添加或刪除房間層節點，通過LED顯示當前本節點的工作狀態及增刪節點情況，利用AT24C01保存各個房間層節點的狀態信息。詳見圖3-1。
在棟層網絡控制節點與眾多房間層節點通信時，每個房間層節點應具有本棟層網絡控制節點下的唯一的地址，該地址應當可以由人工進行指定。若直接利用單片機的I/O口讀取信號的高低電平來確定本級的地址，這將占用過多的資源，假定地址為8位，這將占用單片機的8個I/O端口，若減少地址位數，又會造成該網絡內容納節點數目過少。為解決上述的兩個問題，設計中采用了并行輸入串行輸出的移位寄存器74HC165N，通過它與AT89S52的連接，將八位的地址轉換為串行。這樣就為單片機節省了不少資源，硬件連線見圖3-2。
圖 3-2 單片機I/O口的擴展
3.5 人機交互部分
人機交互部分完成顯示當前的棟層節點工作狀態，顯示通信故障，其主要由鍵盤和LCD顯示兩部分完成。
3.5.1 鍵盤模塊
該部分鍵盤采用4*4行列式鍵盤實現，其在房間層節點遍歷的過程中檢測是否有鍵按下，以行掃描法實現鍵盤的識別，用軟件延時的方式去抖動。按鍵定義除了0-9共十個鍵外，還有增加鍵、刪除鍵、確認鍵及取消鍵，留有2個鍵未定義留作擴展用。鍵盤部分硬件原理圖見3-3。
圖3-3 鍵盤硬件原理圖
3.5.2 LCD顯示模塊
在本設計中顯示的信息包括數字和字符信息，所以需要使用一個LCD顯示模塊。下圖是LCD顯示模塊與AT89S52的引腳圖見圖3-4。
圖3-4 LCD與單片機的連接圖
3.5.3 房間層信息的存儲
因為AT24C01能夠在線進行擦寫，而且斷電后信息不會丟失，所以在本設計中用AT24C01與單片機相連存儲房間層的信息。本設計中利用棟層節點的鍵盤和LCD顯示來實現房間層節點的增刪，實際上是將通過鍵盤得到的房間層節點的地址，利用AT24C01的讀寫程序來改變該地址節點狀態信息。在AT89S52上對AT24C01進行讀寫可以確定房間的位置，同時可以達到對房間層節點增刪的目的。
AT24C01的接口是符合I2C協議的，而AT89S52沒有I2C接口，可以用普通I/O口進行模擬，其硬件連線見圖3-5。
圖3-5 AT24C01硬件連線圖
3.6 層間信息的傳送方式
各層間信息的傳送都是遵循一定的通信協議，本設計中房間層與棟層間信息的傳送采用的是無線傳輸的方式，遵從射頻無線通訊協議，房間層和棟層單片機與無線射頻通訊模塊的連接則采用的是串行通信。上位PC機與棟層單片機之間的通信采用異步串行通信方式。
串行通信是由一位數據傳輸線傳送數據的位信號，另加幾條通信聯絡控制線組成。串行通信的實現遵循串行通信協議。該通信協議對數據傳送方式的規定，包括數據格式定義和數據位定義等，通信雙方必須遵從統一的通信協議。串行通信協議包括同步協議和異步協議兩種，由于本系統采用異步通信方式將信息傳送給ZF02，ZF02以無線的方式將其發出，另一塊ZF02接收到該信息后，以異步串行得方式傳給棟層單片機。最后由棟層單片機再傳送給上位PC機。
3.7 PC機與單片機的串口通訊硬件設計
3.7.1 系統硬件設計
本系統的硬件由三大部分組成，即上位PC機子系統、下位AT89S52單片機子系統和串行通信接口[5]。系統框圖如圖3-6 所示。
圖3-6 系統硬件構成框圖
對于控制系統而言，實時性是系統的一個重要性能指標，如不能很好滿足，滯后時間太長，顯示的信息就會失去價值。由于主機所顯示的信息是通過與單片機的通信而采集獲得，所以采用PC機作為上位機[7] 。本系統中，PC機的主要任務是：
1、通過與下位機的通信，將用戶設定的照明控制命令發送給下位機。AT89S52單片機據此進行數據采集與控制。
2、通過與下位機的通信，讀入房間層采集的數據，據此判斷照明控制器是否處于正常運行狀態；用圖形、字符等方式實時顯示各種參數的信息，實現對房間照明的實時控制。
PC機的性能要求：性能好，速度快，軟件資源豐富，通信實現方便，支持VB操作系統，圖形界面，菜單對話。
3.7.2 電平轉換
用于存儲信息的采集器，對信息量的大小有嚴格的要求,由于采集器的存儲量有限和進一步處理與顯示的需要,信息需要傳入微機內。采集器與微機通過微機的串口實現通信。 利用AT89S52 單片機的串行口與PC 機的串行口COM1 或COM2 進行串行通信,將單片機采集的數據傳送到PC 機中,由PC 機的高級語言或數據庫語言對數據進行整理及統計等復雜處理。PC 機串行口給出的信號是一個RS232 信號，它是一個基于3～7V 正電壓、3～7V 負電壓的脈沖鏈。這一信號必須轉化為一個0～5V 的脈沖鏈,以便處理器讀取。中間轉換電路采用MAX232 芯片來實現[8]。圖3-7是PC機與單片機的通訊示意圖。
圖3-7 PC機與單片機的通信接口電路框圖
EIA RS232C是目前最常用的串行接口標準, 用于計算機與計算機之間,計算機與外設之間的數據通信。該標準的目的是定義數據終端設備(DTE) 之間的電氣特性。 RS232C 提供了單片機與單片機、單片機與PC 機之間串行數據通信的標準接口。通信距離可達15m。但RS232C 規定的邏輯電平與單片機的邏輯電平是不一致的。因此在應用中必須把微處理器的信號電平( TTL 電平) 轉換為RS232C 電平, 或者對二者進行逆轉換。我們在這里選用專用電平 轉換芯片MAX232來實現的。下面是單片機串口連接電路，使用MAX232作為串口連接芯片[9]。
本設計采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的9針串口只連接其中的3根線：第5腳的GND、第2腳的RXD、第3腳的TXD。電路如下圖所示，MAX232的第10腳和單片機的11腳連接，第9腳和單片機的10腳連接，第15腳和單片機的20腳連接。硬件連線如圖3-8所示：
圖3-8 單片機與PC機接口電路設計
3.8 單片機串行通信接口的擴展
單片機的串行通信接口與外設通信很方便，雖然大多數單片機都具有硬件SCI(Serial Communications Interface)，但也有一些產品沒有SCI，對于這些產品的用戶來說這是一個缺憾。而且，一般八位單片機只有一個SCI，但在很多實際應用，需要更多的串行通信接口[10]。例如在基于Modem的遠程控制系統中，單片機與PC機通信的同時，還需要與Modem芯片進行通信；而在多機系統中，單片機需要與其他主機通信，另外也需要與本機控制臺通信。所以利用單片機自身的資源進行串行通信接口的擴展很有意義[11]。
串行通信接口的擴展技術主要有兩種：分時共用，I/O口模擬。前者利用MCU自身的硬件SCI，通過控制邏輯分時共享使用同一串行通信接口，后者在不增加硬件的條件下，充分利用MCU自身的資源利用I/O口模擬串行通信接口。
3.8.1 串行通信接口原理
單片機的SCI是一個通用異步接收器/發送器UART（Universal Asynchronous Receiver /Transmiter）類型的異步通信接口，通過串行通信協議（如RS-232協議）同主機系統通信[12]。
在一般應用中，MCU簡單地把數據寫入數據寄存器即可實現一個字符的串行發送，SCI系統完成發送數據的所有細節工作，包括附加起始位和停止位以符合串行格式。SCI的接收器自動探測一個字節的起始位，并通過采樣接收數據。接收串行數據并變換成并行數據的所有工作均由SCI完成，不需要MCU的干預。接收到數據后，MCU簡單地從數據接收寄存器讀取數據即可。
SCI使用標準不歸零（NRZ）格式（一個起始位，8個或9個數據位和一個停止位），最常用的格式數據位是8位的。
NRZ數據格式的基本特點如下：
高電平為邏輯1，低電平為邏輯0；
發送/接收數據空閑時TXD、RXD線為高電平；
發送/接收數據串的第一位是起始位（邏輯0）；
數據的最低位LSB首先被發送/接收；
數據串的最后一位（第10位或第11位）是停止位（邏輯1）。
3.8.2 通訊接口的擴展方法
目前比較通用的串口擴展方案有兩種，一是用硬件實現，使用多串口單片機或專用串口擴展芯片，可供選擇的串口擴展芯片有TI等公司開發的16C554系列串口擴展芯片，該系列芯片實現的功能是通過并行口擴展串行口，功能比較強大、通訊速度高，但控制復雜，同時價格較高，主要的應用場合是PC機串口擴展產品。在僅使用單片機控制且不需要太高波特率通訊的系統中，使用16C554系列芯片不僅成本高而且還造成了資源的浪費。而多串口單片機也同樣存在價格高的缺點。另一種串口擴展方案就是用軟件實現，軟件模擬串口存在的缺點有：一是采樣次數低，一般只能做到2次/BIT，這樣數據的正確性就難以保證；二是不能實現高波特率通訊，軟件模擬串口一般不能實現高于4800 bps的波特率[13]。成都國騰微電子有限公司推出的GM8123/25系列串口擴展芯片全硬件實現串口擴展[14]，保證了芯片工作的穩定性，設計的最高波特率完全能滿足一般系統需求，同時占用系統資源少，使用方法簡單，通訊格式可設置，與標準串口通訊格式兼容，利用該系列芯片實現串口擴展是性價比較高的串口擴展方案。棟層下位單片機既要與房間層單片機進行通訊，又要與上位PC機進行通訊。由于本設計棟層下位單片機只有一個通訊接口，所以單片機的串行通訊接口需要擴展，本設計中采用單片機與GM8125相連實現了單片機通訊串口的擴展。如圖3-9所示：
圖3-9 單片機通訊串口的擴展
利用GM8123/25進行串口擴展，有以下優點：
1、控制簡單。該芯片利用軟件設置工作方式，最大限度地減少控制線，不需要占用太多主機的系統資源，同時又保證使用的簡便性。
2、應用靈活。該芯片具備兩種工作模式、多種工作波特率、10位或11位數據幀長可選，用戶可根據自己的系統需求靈活選擇。
3、通用性強。該芯片設計時充分考慮各種用戶的需求，保證了芯片的通用性，與標準串口通訊格式完全兼容，同時提供多種可選設置，適用于大多數串口通訊系統。
4、工作波特率高。該芯片子串口在單通道模式下波特率支持20Mbps，多通道模式下支持38400bps，此波特率完全能滿足一般的串口通訊的需求。
5、性能穩定。硬件實現串口比軟件實現串口更能保證串行通訊的穩定性，同時每bit采樣16次，保證了數據的正確性。
6、波特率誤差小。輸出波特率誤差小于0.2%，輸入波特率誤差要求小于2.8%。
該芯片不足之處在于：不滿足超低功耗應用要求；多通道模式下，所有子串口工作波特率只能設置成統一值，不適用于各從機工作波特率不一致、又要求同時工作的系統。
第4章 照明片區網絡化軟件功能的設計與實現
本設計軟件部分包括兩大模塊，即棟層單片機對房間層智能控制器信息的收發，PC機對單片機的實時監控程序，對這部分軟件的要求是：人機界面友好，易學易用。在本系統中，軟件由VB、AT89S52單片機C語言程序編寫。其中VB程序用Visual Basic6.0開發而成，與單片機的通信，主要完成參數設定，數據顯示等功能。AT89S52單片機C程序借助硬件電路的支持，根據PC機傳來的設定參數進行自動的數據采集與輸出控制，并向PC機傳送采集數據，供VB程序分析處理。AT89S52單片機C程序和VB程序之間交換數據的橋梁是各自的串行通信程序，所以通信程序的編寫是本設計程序的核心。由于棟層與房間層之間的通信部分在上屆畢業設計中已經完成，這里只作簡要敘述[15]。
4.1 房間層信息的采集
房間層信息的采集是通過棟層單片機對房間層照明智能控制器的訪問實現的。棟層與房間層之間的通訊是采用輪詢方式，同每一個房間層節點通信時先建立連接，傳輸數據，然后再釋放連接。所以相應的房間層節點在通信時需要明確自身所處的連接狀態。在棟層網絡控制節點與眾多房間層節點通信時，每個房間層節點應具有本棟層網絡控制節點下的唯一的地址，該地址應當可以由人工進行指定。利用I/O口讀取信號的高低電平來確定本級的地址。系統掉電后重啟時仍然需要保留該 地址信息，則必須在系統中加入一個AT24C01存儲器。
4.1.1 重發機制的實現
在數據的傳輸過程中容易受到外界干擾，為防止通訊錯誤，主要采用如下方法：
1、啟動錯誤定時器，掃描錯誤數據傳輸中的錯誤，如果有錯誤則重新啟動通信；
2、對接收的數據進行校驗，若超過通訊設定時間要求或者接收數據誤碼時重發。
以上兩種方法的應用大大提高了通訊可靠性，減小了誤碼率。
4.1.2 單個房間層節點的狀態規定
單個房間節點主要有是否連接，是否出現錯誤，和是否有控制命令，是否接收數據四個狀態，所以每個房間層節點用4位來表示其狀態。
4.1.3 棟層對房間層地址的讀寫
在對房間層節點讀寫時，是以地址號為順序進行的。對于從節點地址節點狀態進行判斷后，只對當前在線且沒有通信故障的節點進行通信，其實現過程是對各從節點的狀態信息進行判斷，符合條件的進行通信，不符合條件的則跳過。AT24C01每次進行讀寫時是以字節為單位的，偶數號房間層節點的狀態信息存儲在高4位，奇數號的則存于低4位。由AT24C01存儲空間與房間層節點的對應關系可知，讀和寫第N個房間的狀態信息時，在AT24C01中的地址定位方式是一樣的，所不同的在于寫狀態時要操作的是四個狀態為中的某一位。
4.1.4 棟層對房間層信息的讀寫
棟層單片機與房間層單片機之間通訊的約定：
1、主機向從機發送地址信號，主機向從機發送數據信息。
2、主機處于監聽狀態下，因此只能收到主機的地址。
3、從機收到地址后，進行識別，是否主機呼叫本站，如果是，解除監聽，同時把本站的地址發回，作為應答。只有這樣，從機才能收到主機發來的數據。
4、主機收到應答，開始數據和命令。
5、從機正式接收數據。
4.2 PC機串行通信設計
PC機自帶串行通訊接口，可以通過串口與單片機進行數據的傳送，達到對單片機進行控制的目的。
4.2.1 PC機串行通信的原理
上位PC機上的RS-232C與AT89S52單片機的通信接口相接，進行集中監視與管理。PC與下位機采用異步串行通信方式，經RS-232C進行數據傳輸。上位PC機采用中斷接收方式、AT89S52采用定時查詢發送方式，AT89S52單片機定時向上位PC機發送數據，數據以幀為單位。上位機與AT89S52按應答方式通信時，上位機主動，AT89S52被動，上位機向AT89S52發出一組稱作命令塊的二進制數據，AT89S52對命令進行操作后，將結果返回給上位機，這組數據稱作響應塊。命令塊與響應塊以幀為單位進行傳送，按傳送字節個數不同，分為單幀傳送和多幀傳送兩種。
4.2.2 通信機制及結構
串行通信有如下三種方式：
1、單工通信：它只允許一個方向傳輸數據。
2、半雙工通信：它允許兩個方向傳輸數據，但不能同時傳輸。
3、全雙工通信：它允許兩個方向同時進行數據傳輸。
4.3 AT89S52單片機串行通信
AT89S52單片機的串行口具有三種異步工作方式和一種同步工作方式。當串行口工作在異步工作方式時，可完成全雙工操作，即能同時收發。
串行口的控制是通過地址為0011H的串行口控制/狀態寄存器進行的。串行口的數據由串行口緩沖器SBUF(rx),SBUF(tx)負責收發，兩者的地址均為0007H。雖然兩個寄存器共用一個地址，但它們在物理上是獨立的。CPU將預發送的數據寫入SBUF (rx)，然后從SBUF(tx)送往TXD引腳，從RXD引腳接收的數據送往SBUF(rx)保存。SBUF(rx)為雙緩沖器結構，第一個接收到的字節被讀走之前，就可以開始接收第二個字節。
4.3.1 串行口工作方式
AT89S52單片機的串行接口有4種工作方式，即方式0、方式1、方式2和方式3。這里僅介紹一種異步串行通信方式，即設計采用的方式1。
方式1是標準的異步通信方式。數據格式為：1位起始位(低電平0), 8位數據位(D0-D7 )，即先低位后高位，1位停止位(高電平1)，共計10位為一幀。發送時，每幀數據(10位)按照上述順序從TXD端移出，接收時每幀數據(10位)也遵循以上順序從DXD端引入。數據格式如圖4-1所示。
圖 4-1 串行口方式1數據格式
1、方式1的發送過程
用軟件清除T1后，CPU執行任何一條以SBUF為目標寄存器的傳送指令，就
啟動發送過程，數據由TXD引腳輸出，此時的發送移位脈沖是由定時器/計數器T1送來的溢出信號經過16或32分頻而得到的。一幀信號發送完時，將置位發送中斷標志T1=1，向CPU申請中斷，完成一次發送過程。
2、方式1的接收過程
用軟件清除R1后，當允許接收位REN被置為1時，接收器以選定波特率的16倍速率來采樣RXD引腳上的電平，即在一個數據位期間有16個檢測脈沖，并在第7、8、9個脈沖期間采樣接收信號，然后用“三中取二”的原則確定檢測值，以抑制干擾，并且采樣是在每個數據位的中間，避免了信號邊沿的波形失真造成的采樣錯誤。當檢測到有從“1”到“0”的負跳變時，則啟動接收過程，在接收脈沖的控制下，接收完一幀信息。當最后一次移位脈沖產生時能滿足下列兩個條件：R1=0；接收到的停止位為1或SM=2，則停止位送入RB8，8位數據進入SBUF，并置接收中斷標志R1=1，向CPU發出中斷請求，完成一次接收數據。
4.3.2 方式1的應用介紹
方式1是標準的全雙工異步通訊方式，可以與標準的RS-232C接口連接，通常用來與CRT、打印機等外圍設備進行數據通訊，也作為上下位機之間的數據通訊。
方式1的特點如下：
用方式1通訊時，幀的發送是通過TXD引腳，幀的接收是通過RXD引腳，發送和接收是由串行口內的移位時鐘進行控制，波特率由用戶設置。
當波特率發生器被初始化后，發送器的移位時鐘開始工作:而接收器移位時鐘是在收到起始位“1”到“0”跳變時被置位的。可見，雖然兩種移位時鐘使用相同的頻率，但它們之間不是同步的。
在方式1下工作時，串行口控制/狀態寄存器SP_CON/SP_STAT中的M1和M2二位應寫入01，即按接收方式1工作、允許接收位REN的設置方法如下：置“1”時，清除RI標志為開始接收狀態; 清“0”時，為發送狀態。
因為方式1無第九位數據，所以TB8位和RB8位不使用。利用方式1進行串行數據傳送時，可采用查詢法和中斷法實現。
4.4 PC機與單片機間的通訊
下位單片機和上位PC機之間的數據傳輸以串行通信的方式進行，在C語言程序和VB程序中都有各自的通信模塊。串口通信程序的設計主要是初始化異步通信串口，使上位機通信口設置的通信參數與下位機設置的 通信參數一致。通信程序的編寫，主要包含以下幾個部分：
1、設置雙方的硬件握手協議;
2、設置端口號、波特率、數據位、停止位、奇偶校驗位;
3、打開串行端口。
根據系統上位機和下位機數據通信的功能和特點，雙方的通信約定設計如下：
1、波特率為2400，數據格式為8個數據位，一個起始位，一個停止位;
2、傳送方式為PC機采用查詢方式發送、中斷方式接收，AT89S52采用中斷方式接收、查詢方式發送;
3、為了提高通信可靠性和抗干擾能力，上位機和下位機在建立通信聯系時，先交換握手信號，進行通信測試，若下位機自檢出錯，則在應答PC機命令時上傳錯誤代碼。若通信所接收的數據不符合約定的字節數或數據范圍，或通信間隔時間超過限定時間則此次通信數據作廢。若連續多次通信數據出錯，則報告系統數據通信出錯。
4.4.1 基于VB6.0的PC機通信程序設計
VB作為一種可視化程序設計語言，功能強大，使用方便，編寫的圖形顯示界面生動豐富。利用其提供的通信控件MSComm，實現PC機與AT89S52單片機之間的通信也十分方便。圖4-2是VB通訊程序流程圖。
4.4.2 MSComm控件介紹
MSComm是VB6.0帶有的專門管理串行通信的控件，此控件通過串行端口傳輸和接收數據，為應用程序提供串行通信功能[16]。利用此控件，可以制作規范的協議。MSComm控件可提供下列兩種處理通信的方式：
1、中斷方式
中斷方式是處理串行端交互作用的一種非常有效的方法。在許多情況下，當事件發生時需要得到通知，這時，可以利用MSComm控件的OnComm事件捕獲并處理這些通信事件。
2、查詢方式
在程序的每個關鍵功能之后，可以通過檢查CommEvent屬性的值來查詢事件和錯誤。MSComm控件的屬性InBufferCount()和OutBufferCaunt()均用于串口的查詢方式。
MSComm控件有很多重要的屬性，首先必須熟悉表4-1中的幾個屬性。
表4-1 MSComm控件的主要屬性
屬性 描述
Commfort 設置并返回通信端口號
Settings 以字符串的形式設置并返回波特率，奇偶校驗，數據位，停止位
PortOpen 設置并返回通信端口的狀態，也可以打開和關閉端口
Input 從接收緩沖區返回和刪除字符
Output 向傳輸緩沖區寫一個字符串
InputMode 值為0，以文本形式取回數據;值為1，以二進制形式取回數據
Rthreshold 當接收字符后，若Rthreshold屬性為0(缺省值)則不產生OnComm事件：為1，接收緩沖區收每到一個字符都會使MSComm控件產生OnComm事件
Sthreshold 屬性為0(缺省值)，數據傳輸事件不會產生OnComm事件:若設置
Sthreshold屬性為1，當傳輸緩沖區完全空時，MSComm控件產
生OnComm事件
4.4.3 上位PC機通訊程序設計
在VB6.0開發環境下，選擇Microsoft Communication Control Version6.0控件插入程序，系統會自動生成通信控件。具體作法是：選菜單Project/ Component，將會有一子菜單，選中Controls項，在其中找到Microsoft Comm Control6.0，選中它便可插入，在工具條中就會看到新增的通信控件。在軟件設計時可以如其它普通控件一樣使用。在工程文件中添加 MSComm控件，程序中對串口的各種操作都可通過MSComm控件來實現[17][18]。AT89S52單片機通過中斷方式采集和傳送數據。接收模塊從外部接收串行數據，并將所接收的數據放到寄存器中，以便處理器讀取。接收過程同樣由下位單片機控制，接收模塊必須對數據位的溢出出錯，奇偶校驗出錯，幀出錯等進行校驗，并根據校驗的結果設置狀態寄存器相應的狀態位。接收的關鍵是要保證通信雙方同步，由于沒有時鐘線，所以雙方必須以一個固定的頻率、同步地收發數據，才能保證數據傳送的正確性。發送模塊需要實現的功能是把從處理器接收到的數據，按規定的格式加上起始位，奇偶校驗位和停止位后串行輸出。發送模塊由一個PC機來控制。當數據緩沖區滿時，向單片機發出中斷申請，若單片機響應并與PC機握手許可，便可發送數據。
圖4-2 VB通訊程序流程圖
因此，在PC機通信程序編制上，采用查詢的通信方式。如前所述，對本次通信任務，可通過SetCommEvent()函數設置串口要響應的事件[19]。本設計把PC機串口每接收一幀數據設置為串口要響應的事件，通過它去激活OnComm()，在OnComm()消息處理函數中可加入處理代碼，判斷是否為所需要數據，并做出相應的處理，如顯示、存儲等。在附錄2中給出事件驅動方式接收AT89S52單片機發送數據的程序源代碼。
PC機串口各參數的設置，如波特率、校驗及數據格式等，必須與AT89S52串口完全保持一致，否則兩者之間的通信無法正常進行[20]。設置PC機串口參數的初始化程序如下：
MSComml.ComPort=1; 選擇COM1串行口
MSComml.Settings= "2400, e, 8, 1”; 波特率2400，偶校驗，8位
數據位，1位停止位
MSComml.InputLen=0; 將讀取接收緩沖區的全部內容
MSComml.InputMode=1; 以二進制方式發送
MSComml.PortOpen=True; 打開端口
MSComml.0utbufferCount=0; 清空發送緩沖區
PC機進入VB編制的監控系統主界面后，PC機先發送握手信號給AT89S52單片機，AT89S52單片機通過中斷方式接收PC機發送過來的握手信號，回送同一信號給PC機，并在PC機屏幕上顯示出來。如果通訊正常，兩次信號相同，說明上位機與下位機通信正確。然后用戶才能發送設定參數。PC機通訊界面設計如圖4-3所示：
圖4-3 串口通訊接收界面
4.4.4 AT89S52單片機通信程序設計
在通信過程中，當AT89S52單片機與上位機PC握手聯絡成功時，AT89S52單片機以中斷方式接收PC機發送來的設定參數，進行定時的數據采集，然后將采集的數據進行處理以中斷方式發送給PC機。下位單片機和上位PC機之間的數據傳輸以串行通信的方式進行。PC機進入VB編制的監控系統主界面后，PC機先發送握手信號給AT89S52單片機，AT89S52單片機通過中斷方式接收PC機發送過來的握手信號，回送同一信號給PC機，并在PC機屏幕上顯示出來。為了提高通信可靠性和抗干擾能力，上位機和下位機在建立通信聯系時，先交換握手信號，進行通信測試，若下位機自檢出錯，則在應答PC機命令時上傳錯誤代碼。PC機與AT89S52單片機通信握手程序框圖如圖4-4所示, 圖4-5是PC機發送數據的子程序流程圖。
圖4-4 PC機通信模塊程序流程圖 圖4-5 PC機發送子程序流程圖
上位PC機與棟層單片機之間的程序采用了模塊化的設計思想，單片機首先與PC機建立連接，然后采用中斷 的方式將數據發送給上位PC機，PC機再根據下位單片機傳來的信息作出相應的決策，如果PC機與單片機通信正確，則PC機讀串行口，開始接收數據，如果通信發生錯誤，則退出程序。PC機接收下位單片機程序流程序如圖4-6所示，圖4-7是AT89S52串口中斷接收程序流程圖，圖4-8是AT89S52握手子程序流程圖。
圖4-6 接收AT89S52采集數據流程序框圖
圖4-7 AT89S52串口中斷接收程序流程圖 圖4-8 AT89S52握手子程序流程
第5章 系統調試
5.1 調試過程
硬件電路的調試過程：
1、電路的設計：設計好原理圖，計算出各器件的理論值。
2、電路的焊接：器件合理分布好后，開始焊接，使用萬用表檢測是否有虛焊的地方，導線盡量不要太長。
3、電路調試：為了驗證電路是否正確和測試PC機與棟層單片機的通訊功能，實驗中用一個AT89S52單片機，一臺計算機。PC機通過串口連接單片機進行監聽，看PC機與單片機是否能正常通信。圖5-1是上位PC機VB通信串口的參數設置界面。
圖5-1 PC機串口通信參數設置界面
圖5-2是PC機接收數據的過程：
圖5-2 PC機接收數據
圖5-3是PC機通信串口的關閉情況：
圖5-3 串口關閉的情況
軟件部分的調試過程：
在本設計中，軟件的調試過程采用的是先模塊化，再進行組合的方式。主要用VB6.0對PC機控制界面程序進行編譯，用Keil C51 編譯器對單片機程序進行編譯。
圖5-4 Keil C51編譯器
5.2 調試結果
從調試過程可以說明PC機與單片機之間的串行通信已經實現，但在數據的接收過程出現了問題，無法正常實現數據的接收。導致這一問題的原因可能有以下幾點：
1、單片機通信接口電路干擾過大，導致主從機間無法進行正常通信。
2、單片機的程序全部采用模塊化實現，這就導致在最后的調試中需要多層調用，過多層數的調用，這樣會導致堆棧的溢出，程序無法正常執行。
調試結果說明：由于本設計中的上位PC機的部分程序功能還未實現，到目前為止實現了PC機與單片機的通信，系統的整體調試還未能實現。
結 論
本文在照明智能控制器的基礎上，綜合運用了單片機與計算機控制的新技術和新方法。本文完成了以下設計：
1、整個系統軟件采用模塊化、開放式的結構設計，各功能模塊相互獨立又可以相互訪問，提高了可靠性和可擴展性。上位PC機用VB6.0語言編程，程序簡單、清晰，操作界面友好，下位機用單片機C語言編程。
2、選用AT89S52單片機作為控制系統的控制核心。AT89S52單片機運算速度快，內含256個RAM單元，可滿足軟件編程中數據和外部輸入數據的暫存，數據交換無需外加RAM芯片，簡化了硬件電路，提高了系統工作的可靠性。充分利用了片內資源，系統抗干擾能力強，結構簡潔。
3、完成了通信串口的擴展和PC機與單片機串行通信的設計, 實現了房間層和棟層間的通信。
4、利用面向對象的語言VB開發了上位機軟件，構建了控制管理系統。
由于受時間和實驗條件的限制，本系統沒有實現計算機的遠程控制，系統的聯機調試還沒有成功。
本設計還需要進一步完善如下工作：
1、照明管理系統與智能控制器進行聯機調試運行。
2、豐富上位機的管理功能，進一步完善上位機對照明的數據采集，實時管理。
3、進一步完善上位機控制策略，從PC機與單片機的一對一的通訊改進成PC機與單片機的一對多通訊，從有線式串口通訊改進為無線通訊。
4、在實現照明控制的基礎上，實現防盜報警功能。報警功能可以采用上位機對時間的檢測實現，以實驗室為例，只要在晚上11:00以后房間層的熱釋電傳感器檢測到人的存在就自動報警。
致 謝
本論文是在生物醫學實驗室完成的，本論文之所以能夠順利完成，是與導師韓雪梅的悉心指導和嚴格要求分不開的。由于本人單片機技術與通訊理論基礎薄弱，所以，從論文一開始，導師就時常督促和幫助我，努力提高理論水平和基礎知識，并提出了建設性、寶貴的指導，確保了我的論文得以完成。導師嚴謹治學的態度和平易近人的作風，令我感動和欽佩，所以，在此我首先向我的導師表示深深的感謝和誠摯的祝福，祝福老師工作順利、身體健康、合家歡樂。同時感謝多年教育和幫助我的所有生物醫學工程專業的老師。還要感謝我們專業的許多同學，他們在大學四年給了我許多的支持和幫助，給我帶來了無數的快樂。最后我要感謝我的家人，在我讀書期間給予的關心和支持。
參考文獻
[1] 肖輝.電氣照明技術—照明電氣設計[M]. 北京，機械工業出版社，2004：124-127.
. applications construction, 2001: 12-13.
[3] FCCPERP. Lighting research program[J]. Computer Networks, 2000.3: 14-16.
[4] 楊清翼.智能照明控制器的設計[D].綿陽：西南科技大學本科畢業設計論文，2006.
[5] 殷志華，鄭海，楊浩.單片機與PC機串口通信的實現[J].中國數據通信，2006，5(1)：20-25.
[6] 王志宏.單片機與PC機的串口通訊[J].現代電子技術，2005，5：4-11.
[7] 劉煥平. MCS51單片機與RS-232C串行口連接[J].石家莊職業技術學院學報，2005，8(2)：15-30.
[8] 朱立忠，馮丹. PC機與MCS51單片機通信接口電路的設計[J].沈陽工業學院學報，2005，（5）：20-45.
[9] 楊會成,卓芝強.單片機與PC機串行數據通信的工程實踐[J].微型機與應用，2005，(05)：6-12.
. Computer Networks, 2006, 3: 379-399.
[11] 李振起，馬君，唐兵. PC機與51系列單片機的遠距離串口通信[J].煤礦機械，2003，7(07) ：12-42.
[12] 陳壽元.單片機多機串行通信的改進方案[J].單片機與嵌入式系統應用，2005，（5）：79-83.
[13] 官波，容太平. AT89C51的擴展串口與PC機間的通訊[J].國外電子元器件，2004， (03)：12-20.
[14] 成都國騰微電子有限公司. GM8125通用異步串口擴展芯片數據手冊.成都國騰微電子有限公司，2006.1.
[15] 于永會. 照明片區網絡化系統設計[D].綿陽：西南科技大學本科畢業設計論文，2006.
[16] 丁建軍，陳定方.基于VB6.0的PC機與單片機間的串口通信[J].機械與電子，2004，12（5）：7-12.
[17] 閆通海，周到.利用MSComm控件實現PC機與單片機串口通訊的研究[J].應用科技，2006，（5）：12-16.
. UCLA Technical Reports, 2003,2: 25-40.
[19] 金衛民.VB下利用串口進行數據通訊的研究[J].計算機工程與設計，2006，5 (12)：20-45.
