数字智慧粮库系统的设计与研究概述

第一篇：数字智慧粮库系统的设计与研究概述

数字智慧粮库系统的设计与研究概述

内容提要：粮食储藏是国家为防备战争、荒灾以及其他突发性事件而采取的有效措施。粮食是人类生存的必需品，储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起到至关重要的作用。利用RFID、计算机网络、传感器网络、车载网络、自动检侧等现代技术，设计出现代化的智慧粮库系统，从而实现中储粮总公司、分公司和直属库对原粮安全储藏和运输的层层监管与控制的目的。一，前言

俗话说:民以食为天.粮食是国家的战略物资和应急物质，安全地储存粮食是保证国家安全和稳定的重要基础.粮食的宏观调控是维护国家粮食安全的主要手段，而粮库是粮食宏观调控的基础，因此，粮库的智能化控制和精准管理是实现安全高效储粮的关键.一个健全的智慧粮食系统可以为国家节约粮食，同时可全的情况下，减少人力和物力的投人.智慧粮库系统的设计按照总体设计、分步实施的原则进行.二．系统架构设计

智慧粮库系统总体上分为3个层面、两个系统，即:在直属库、分公司、总公司3个层面，建设智能粮库系统(原粮)、粮食远程监管平台两个系统.在直属库层面，建设智能粮库系统，包括智能出人库系统、智能储藏保管系统、智能安防系统、粮库业务管理系统;分公司和总公司层面主要建设粮食远程实时监管系统，其中总公司监管分公司及其所属直属库，分公司监管各直属库及其代储库点.智慧粮仓系统架构如图1所示.其内容由4部分组成:

智慧粮仓系统框架 图1 1）是业务管理信息系统，包含经营管理、仓储管理、质量检验、查询统计、质量追溯、远程监管等6个单元;2）是以各种传感器为基础的数字化“4合1”仓储技术集成，包含数字粮情检测报告系统、数字机械通风自控系统、数字熏蒸浓度预警系统、数控低温储粮系统等4个单元;3）是以射频识别(RFID)技术和智能视频分析技术为基础的库区自动化作业及调度管理，包含报港/退港、自动扦样、地磅自动称重、出人仓作业、安全生产监管作业区域警示及其他作业控制等6个单元;4）是远程视频监管，包含储备粮实物监管、库区安防、视频会议等3个单元.三．系统功能设计 该系统从功能上包括远程监控系统、出人库管理系统、智能通风系统、智能气调系统、自动虫害检测系统、烘干水分在线控制系统、粮库智能安防系统、粮库业务管理系统和智能决策系统以及管理员管理系统等.3.1粮食实时远程监管系统

通过各个硬件厂家作统一接日，采集直属库粮情数据，统一采集接日，统一粮情数据转换格式，统一上传粮情数据，并建设粮情测控远程监管数据中心，以实现分公司对直属库粮情数据的分级管理、远程集中监管的目的.各级管理部门都能查询所属库点的粮情状况，分公司能及时获得各级承储库的粮情信息.同时建立分公司粮情历史数据库，为科学储粮提供数据支持及决策依据.3.2智能出入库系统

针对目前粮食出人库作业效率低，缺乏监管的现状，使用RFID技术和计算机网络技术，自动读取作业信息，自动进人粮库业务管理系统，使得粮食出人库作业流程和环节清晰可见，使得粮食实物流和粮库业务管理系统中的信息流保持高度一致，三账合一，为精细化管理提供良好的基础.智能出人库系统中，综合使用RFID、传感器、智能图像识别等技术，建立快速登记系统、自动扦样系统、快速化验系统、自动称重系统、出人仓确认系统，自动采集粮库作业数据，保证粮库出人库数量信息的准确性.在这些数据的基础上，通过管理信息系统实现粮库实物流、资金流和信息流的统一 3.3智能粮食仓储业务系统

智能粮食仓储业务系统通过传感器网络等物联网技术，远程实时检测粮食温度、湿度、霉变、氮气、压力等情况，构建不同的智能控制系统，实现低温生态储粮、降低储粮能耗和安全生产事故.比如:感知粮食的温度、湿度及霉变情况等，并通过相应的自动气调系统，实现智能调节，减少虫害污染.通过感知到粮仓内粮食数量的变化，实现空仓实时监测.3.3.1智能通风系统

根据仓内外温湿度传感器检测的结果，远程自动控制轴流风机、自动仓窗、离心风机、谷物冷却机、水源热泵通风设备等进行排积热通风、降温通风、降水通风，有效降低通风能耗及成本，提高通风效率和准确度.该系统是一种信号检测、传输与执行机构的控制系统.传输系统是采用数字编码技术和双向通讯传输技术，整个系统能双向通讯，即上位机与智能通风控制系统互相通讯.根据粮库特点在电脑机房安装计算机和无线模块，各个仓库设有控制辅柜，控制辅柜进行检测粮仓内外温湿度、风速和雨量，采集后传输给上位机，上位机对传输来的数据进行分析判断，发送指令给控制辅柜，控制辅柜控制相应的执行机构，从而实现智能通风.在该系统中，一台主机可以控制多台控制辅柜.3.3.2智能气调系统

自动气调管理通过对粮情变化情况的智能化分析，结合粮食储备过程中的质量检测情况，通过氮气储粮等方式控制粮情变化，改善粮食储备的生态环境，减少虫害的产生和减缓粮食质量的变化，以更稳定的方式进行粮食储藏.通过智能化的决策分析，产生科学合理的智能化气调方案，使粮食存储环境更加优良和稳定，提升粮食存储质量，保证粮食品质.智能化气调管理应用的研究为粮食储藏提供了更好、更科学的存储管理办法，通过与信息技术的融合，以智能化的方式改善粮食存储的生态环境.该系统具有对气调仓进行氮气浓度自动检测并保存、仓房气密性检测、设备发生故障时自动提示报警(系统可进行电脑屏幕提示报警、通过移动电话、手机短信向值班人员报警)，并显示发生故障的设备位置，便于查找检修，还可以通过移动电话、手机短信向值班人员报告充氮工作进程或使用手机对系统进行远程遥控等功能.3.3.3自动虫害检侧系统

基于虫害传感器以及智能图像视频分析技术，自动实时监控仓储粮食虫情数量、种类等情况.具体实现方法是当害虫进人诱捕器后，控制选通器分别选通不同区域的诱捕器，利用负压原理，从诱捕器中将害虫无损害地取出，通过智能图像视频分析害虫的种类，通过光电式传感器采集害虫的数量，从而对整个粮仓的害虫分布以及害虫未来的发展趋势进行准确的预测并提出准确的防治措施或建议，减少因虫害造成粮食损失，确保储粮安全.3.3.4烘干在线水分控制系统

系统通过传感器检测到热风温度、进出粮的水分和温度、烘干塔排粮速度，根据不同粮食品种的烘干控制模型，对变频器发出信号，控制排粮轮的转速从而控制排粮速度，控制出粮的水分含量，降低烘干能耗.由于大量的粮食要流过水分检测传感器，水分感应器应该采用不锈钢材质，与常规台式检测仪相比，使用寿命长，调试更简便.3.4粮库智能安防系统

粮库安防系统主要包括视频监控、防盗报警、门禁管理、数字巡更、短信报警等子系统，利用RFID ,智能视频分析等技术，在作业人员进人仓内时，通过巡检系统或视频侦测分析系统，自动在屏幕上分析出作业人员的实际位置，并在地图上可以展示仓内人员的当前位置，如果配备上相应的移动设备，通过右键菜单即可查询作业人员信息，当前正在执行任务的工作情况，查看现场人员的反馈信息，并可与现场人员进行消息互动，下达新的工作任务等，对粮库违反操作规程、危险源、火灾、非法人侵等现象将自动提示或报警，将安全事故控制在萌芽状态.3.5粮库业务管理系统

粮库业务管理系统为粮库的经营管理、质量管理、粮食出人库、仓储保管等提供信息化支持，实现粮食购销计划、合同执行、品质检验、仓储保管、作业调度、药品监管等功能的计算机管理.粮库三维可视化管理系统:对粮库的办公楼、平房仓、地磅房等进行三维建模，构建与粮库实际场景完全相同的三维可视化虚拟粮库.用户可以通过在虚拟场景里漫游、拖动等方式查看各平房仓的实际仓储情况、出人库记录、粮情、通风记录、熏蒸记录等，可以点击办公室查看各科室正在办理的业务数据、统计报表等;用户还可以点击虚拟场景中的摄像头，实时查看摄像头的监控画面.3.6智能决策系统

该系统主要有粮情预警、智能通风、粮库应急预案管理、粮库布点规划和应急粮源调度等决策功能.粮情预警:该系统分为害虫预警、空仓预警、高温预警等3个模块;在三维模式实时展现粮堆的温度场、湿度场等储粮的生态环境指标，动态展示粮堆生态系统的发展和变化情况的基础上，研究粮堆环境和粮食品质可视化仿真技术，构建粮堆生态仿真系统模型，以预测储粮质量变化趋势;根据仿真运行结果，结合专家诊断系统，对粮堆实施干预预警措施，保证储粮质量安全.智能通风:该系统可自动根据历史资料建立粮温预测模型，并自动根据最新资料对原有模型进行修正等功能.智能通风系统为用户提供一个通风设备的远程控制操作平台，能够根据粮食品种、气象条件、粮情信息和通风目的进行通风方式的辅助决策.智能通风自动检测通风过程中的粮情状态，提供降温通风、降水通风、调质通风和排热换气通风等多种通风模式的辅助决策，根据用户预设好的通风粮情条件，自动判断是否执行和终止通风.从而实现通风设备和设施的智能控制，提高通风效率和精度，降低通风管理成本.粮库应急预案管理:将预先制定的灾害(自然灾害、火情等)应急预案录人系统，当灾害发生时，根据灾害类别、级别等信息，调出相应的应急预案，以图文并茂的形式进行展现，便于应急处置.粮库布点规划:通过分析某地区的产量，现有库容，粮库位置、交通等参数，给出粮库布点规划方案建议.应急粮源调度:在发生自然灾害或其他灾害时，给出灾害位置，显示出灾害地周边粮源情况，主要包括库存、品种、交通等情况，给出粮源调度建议方案.粮库温湿度控制图 四．结束语

数字智慧粮库的构建将会使粮库的信息管理互享、粮情的检测等变得方便快捷，为安全储粮提供强有力的科技支撑，同时也为国家粮食管理部门提供一个粮食政策的决策支持平台.但是，现在智慧粮库系统的构建还面临着许多的难题，如各种实际模型的建立、数据处理的可靠性等，因此智慧粮食系统安全稳定的运行还需要一个长期过程.

第二篇：数字逻辑与数字系统设计教学大纲

西安电子科技大学

“卓越工程师教育培养计划”试点课程教学大纲

“数字逻辑与数字系统设计”教学大纲

课程编号：OE2121017 课程名称：数字逻辑与数字系统设计

英文名称： Digital Logic and Digital

System Design 学

时：60

学

分：4 课程类型：必修

课程性质：专业基础课 适用专业：电子信息与通信工程（大类）

开课学期：4 先修课程：高等数学、大学物理、电路分析与模拟电子线路 开课院系：电工电子教学基地及相关学院

一、课程的教学任务与目标

数字逻辑与数字系统设计是重要的学科基础课。该课程与配套的“数字逻辑与数字系统设计实验”课程紧密结合，以问题驱动、案例教学、强化实践和能力培养为导向，通过课程讲授、单元实验、综合设计项目大作业、设计报告撰写、研讨讲评等环节，实现知识能力矩阵中1.1.2.2、1.2.1.2以及2.5、2.6、3.6、4.1、4.2的能力要求。

要求学生掌握数字电路的基本概念、基本原理和基本方法，了解电子设计自动化（EDA：Electronic Design Automation）技术和工具。数字电路部分要求学生掌握数制及编码、逻辑代数及逻辑函数的知识；掌握组合逻辑电路的分析与设计方法，熟悉常用的中规模组合逻辑部件的功能及其应用；掌握同步时序逻辑电路的分析和设计方法，典型的中大规模时序逻辑部件。EDA设计技术部分，需要了解现代数字系统设计的方法与过程，学习硬件描述语言，了解高密度可编程逻辑器件的基本原理及开发过程，掌握EDA设计工具，培养学生设计较大规模的数字电路系统的能力。

本课程教学特点和主要目的：

（1）本课程概念性、实践性、工程性都很强，教学中应特别注重理论联系实际和工程应用背景。

（2）使学生掌握经典的数字逻辑电路的基本概念和设计方法；（3）掌握当今EDA工具设计数字电路的方法。

（4）本课将硬件描述语言(HDL)融合到各章中，并在软件平台上进行随堂仿真, 通西安电子科技大学

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过本课和实验教学, 使学生掌握新的数字系统设计技术.虽然现代设计人员已经很少使用传统的设计技术，但传统的设计可以让学生直观地了解数字电路是如何工作的，并可以为EDA设计工具所进行的操作提供说明，让学生进一步了解自动化设计技术的优点。

成功的逻辑电路设计人员必须深入理解数字逻辑设计相关的基本概念，并熟练掌握EDA设计工具的使用。

二、本课程与其它课程的联系和分工

数字逻辑与数字系统设计主要讨论集成电路器件的外部特性，对门电路内部晶体管的工作原理及状态转换只作定性了解。

数字逻辑与数字系统设计在学科基础中的地位既要体现作为一门课程的完整性和电子线路体系结构的特点，也要体现为后续课程服务的目的。后续的专业课程如计算机组成原理，微机原理、接口技术等都是数字电路系统高度集成的体现。数字电路与系统设计为微处理器与系统设计、嵌入式系统、数字通信等后续课程进行了基础知识准备。

三、课程内容及基本要求

（一）数制与编码（建议3学时）学习数制表示方法和常用编码 1．基本要求

（1）掌握常用数制（2、8、10、16进制数）的表示方法与相互转换方法

（2）掌握常用编码（842BCD码、5421BCD码、余3码、格雷码等）的表示方法 2．重点、难点

重点：二进制，十六进制 难点：格雷码的掌握

3．说明：主要掌握常用编码的表示方法

（二）逻辑代数与逻辑函数化简（建议10学时）

学习逻辑代数的基本运算及函数表示方式，了解逻辑函数的化简方法；学习硬件描述语言（HDL）描述逻辑函数的基本结构，熟悉逻辑函数与HDL之间的对应关系。1．基本要求

（1）熟练掌握基本逻辑运算与逻辑门

（2）了解逻辑代数的基本定理、法则和主要公式，了解逻辑函数代数化简法（3）掌握逻辑函数的标准表达式和常用的五种表达式及相互转换方法（4）能够用HDL描述真值表，熟悉逻辑函数的HDL表达方式（5）熟悉逻辑函数的卡诺图化简法

（6）掌握包含无关项逻辑函数的表示方法及化简方法 2．重点、难点

重点：逻辑函数的两种标准表示形式以及HDL表达方式 难点：五种表达式之间的相互转化 西安电子科技大学

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3．说明：5个变量以上的逻辑函数化简不作要求

（三）组合逻辑电路（建议10学时）

学习组合逻辑电路的分析方法和设计方法，学习组合逻辑的HDL描述方式 1．基本要求

（1）掌握组合电路的分析方法和设计方法

（2）熟悉组合逻辑电路的HDL设计方法，掌握设计流程图的绘制方法

（3）熟悉常用MSI组合逻辑部件（变量译码器、数据选择器）的逻辑功能，扩展方法及应用

（4）掌握译码器、数据选择器的HDL描述方式

（5）掌握由MSI器件构成组合电路的设计方法和分析方法（6）了解组合电路的竞争冒险现象及消除方法 2．重点、难点

重点：由门电路进行组合电路的设计 难点：中规模集成电路芯片应用

3.说明: 安排组合逻辑研究实验

（四）触发器（建议6学时）

学习触发器的工作原理和功能描述方法，学习触发器的HDL描述方法 1．基本要求

（1）掌握基本RS触发器及常用沿触发的（D、T、JK）触发器的逻辑功能及其描述方法（2）触发器的HDL描述方法（包括行为级描述和结构化描述）（3）熟悉常用集成触发器的逻辑符号及时序图的画法（4）掌握触发器的HDL描述方法中的沿触发与电平触发 2．重点、难点

重点： 触发器的多种描述方法

难点：触发器电路的HDL描述及时序波形

3．说明：触发器部分要求记忆逻辑符号掌握逻辑功能，对触发器内部电路不做要求,安排集成触发器实验。

（五）时序逻辑电路（建议16学时）

学习同步时序电路的分析方法和典型同步时序电路的设计方法，时序电路的HDL描述。1．基本要求

（1）掌握同步时序电路的分析方法，要求根据电路能正确列出状态表，画出状态及时序图并分析其功能

（2）了解同步时序电路的一般设计方法和步骤，掌握给定状态同步时序电路的设计方法

（3）掌握时序电路的HDL描述方法 西安电子科技大学

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（4）掌握典型MSI时序逻辑部件（74LS161、74LS194）的逻辑功能，扩展方法及应用（5）学习状态机的HDL描述方法，并掌握复杂时序逻辑电路的HDL描述方法（6）掌握以MSI为主的典型同步时序电路的分析方法与设计方法：

任意模值计数器；移位型计数器；序列码发生器（7）掌握典型时序电路的HDL描述方法

（8）了解异步时序电路的主要特点

2．重点、难点

重点：电路自启动自校正的设计；MSI时序逻辑部件的逻辑功能及应用 难点：时序逻辑点状态机HDL描述

3．说明：学习这一章后，要求能看懂器件手册，安排计数器和移位寄存器应用实验。

（六）集成逻辑门（建议3学时）1．基本要求

（1）了解典型TTL与非门的基本工作原理，掌握其主要外特性和参数（2）掌握集电极开路门和三态门的主要特点

（3）掌握MOS逻辑门（以CMOS为主）的主要特点和使用方法 2．重点、难点

重点：TTL与非门的主要外特性和参数 难点：集电极开路门

（七）脉冲波形的产生与整形（建议3学时）了解脉冲电路的分析方法 1．基本要求

（1）了解典型脉冲电路（单稳、多谐、施密特触发器）的基本特点及脉冲电路的分析方法

（2）掌握555定时器的基本工作原理及典型应用

（3）掌握晶体振荡器，施密特单稳集成电路的基本原理及使用方法。2．重点、难点 重点： 555定时器

难点：振荡电路性能提高需要考虑的因素 3．说明：安排脉冲电路的产生和整形实验。

（八）存贮器及可编程器件（建议4学时）1．基本要求

（1）掌握ROM的基本工作原理和几种不同的编程方法（2）了解静态RAM和动态RAM的基本工作原理

（3）了解可编程器件的内部结构特点, 可用资源, 主要参数和选型依据 西安电子科技大学

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(4)结合实验, 逐步掌握FPGA的仿真与设计技术 2．重点、难点

重点：ROM的基本工作原理, FPGA的仿真与设计技术 难点：ROM实现组成逻辑函数, FPGA的仿真与设计技术

（九）D/A和A/D（建议1学时）1．基本要求

（1）了解D/A和A/D转换器的基本原理和主要技术指标（2）了解典型集成D/A和A/D芯片的特点 2．重点、难点

重点：D/A和A/D转换器的主要技术指标 难点：D/A和A/D转换器的基本原理

四、布置大作业

综合设计(1)-----用VHDL设计一数字频率计(结合实验在FPGA上实现)综合设计(2)-----用VHDL设计一DDS信号发生器(结合实验在FPGA上实现)系统设计完成通过EDA软件仿真后，在FPGA系统上实现验证，期间安排两次讨论。第一次是设计方案评审和讲评，第二次的实现结果报告和讲评。

五、教学安排及方式

总学时 60 学时，讲课 56 学时。讨论4学时。实验单独开课，大作业采用开放式实验方式利用课外时间进行。

六、考核方式

1.期末笔试(以闭卷考试为主，也可开卷考试或半开卷半闭卷考试)占60% , 2.大作业----综合设计占30%, 3.平时成绩占10%.七、推荐教材与参考资料

教材：

(1)新编: 任爱锋, 孙万蓉, 周端等

(2)杨颂华等 数字电子技术基础 西安 西安电子科技大学出版社 2009 参考书：

(1)夏宇闻等译 数字逻辑基础与Verilog设计 机械工业出版社

(2)John F.Wakerly 数字设计——原理与实践（第三版 影印版）高等教育出版社

西安电子科技大学

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第三篇：城市管理中“数字执法”系统设计研究及其应用

城市管理中“数字执法”系统设计

研究及其应用

□齐同军张燕王赟萃

（杭州市城市管理行政执法信息中心，杭州市体育场路238号，310003）

摘要：本文以杭州市“数字执法”管理模式为例，对系统的总体架构、功能模块进行设计与研究，并结合应用分析科技强队的实际效果。另外，结合我国目前城市管理行政执法领域普遍存在的管理难题，分析该系统建设的推广应用前景。

关键词：城市管理信息化数字化执法模式

前言

自2005年9月起，杭州市城市管理行政执法队员在日常的执法实践中，发现自己的工作习惯陆续发生了重大改变。首先是，查证规划类案件时，直接在电脑上调阅相关规划档案就行了，再不用打申报等审批，原来要至少耗时一周的求证过程现在几分钟就行“搞定”。接着就是，外出时执勤时，直接在“执法通”终端上“点点划划”就可以完成简易程序案件的网上办理，一般程序案件的部分文书也可以这样现场完成网上制作，再不用当场手写开单，回中队电脑补录了。然后就是，日常巡查时可以“一身轻松”，照相功能集成在了“执法通”终端上，而现场能用到的各种文书通过便携式打印机能现场快速生成，原来执勤时的各类纸质文书和照相机都不用带了，一下子减负不少斤。代码式办案将代码与违法行为、法律依据直接对应起来，一个代码在代表一个违法行为的同时，也规定了对该行为只能依据一个法律规范中一个条款进行处罚，从而将有效杜绝在法律竞合条件下法律适用的随意性，增强执法工作在法律适用环节的严肃性。

上述这些变化都是杭州市推行“数字化执法”管理模式后产生的。从这中间，我们可以看出这种新的管理模式相较于传统执法模式带来了行政效率的提高、行政成本的降低、行政资源的节约、行政手段的丰富等益处，具有强的借鉴和研究价值。而该模式的实现主要依赖于杭州市“数字执法”系统的建设及应用。

一、系统介绍

（一）系统总体

在架构底层，是最基础的开发平台，即基于J2EE多层分布式应用开发环境。

基础平台之上是认证环境和数据资源层、结合了数据访问层，构成系统支撑环境。执法资源数据库包括基 础执法资源数据库、相关部门镜像数据库、执法对象数据库、法律法规数据库等组成数据仓库，并通过数据访问层将业务数据库中通用、公用信息资源集中起来，负责为整个系统提供共享数据服务。

之上是一个中间件平台层。这个中间件平台层提供了可工作于不同应用内容项目中的核心服务功能，作为基础服务平台支撑在其上开发的应用逻辑的运行。这个中间件平台由组件化的基础工作平台和相应的二次开发接口组成。组件化中间件平台层中是3个核心工作平台：分布式数据交换引擎、流程控制引擎、信息检索引擎，这3个核心工作平台和统一身份管理环境构成了3+1的信息系统基础。

在中间件平台之上的是以模块化方式组织的各种应用系统，实现了反映各个应用系统具体工作的内容，如执法数据库管理系统、“文明卡”系统、定位及跟踪系统等，所有新建设的系统都将被无缝地整合在一起。并提供个性化应用集成功能，实现单点登录和个性化。

最上层的就是展现层，实现界面显示逻辑和集成，信息在浏览器、PDA、手机上展现。

通过以上介绍的完整的支撑架构，形成了杭州市“数字执法”系统一个统一的门户，各种分布式应用系统和网络资源，就被完整地组织在一起，起到了相互数据沟通、相互服务调用、相互业务协同的“无缝结合”的情景。（如图1）

（二）系统功能

杭州市“数字执法”系统建设是一个集资源共享、管理、监控、服务为一体的综合性网络多业务平台，它依托信息网络首次实现对原本分散在杭州市多个委办局的执法资源的收集、梳理、整合、加工和共享，扩大了执法信息共享面，提高了信息共享度；形成了“执法信息链”，将执法业务各相关部门的数据和业务进行紧密结合，便于之间的相互协作和集中处理；新型的执法模式使得执法过程更加规范、透明、科学，提高了为民服务质量，提高了执法效率和管理水平；该系统将各项业务流程予以规范，实现了信息流与业务流的有机结合，充分满足了执法队伍专业化设置的需要。

它主要由以下个子系统构成： 1.执法数据交换平台

根据面向用户原则、数据主题定义的标准化原则、涉及的业务领域的标准化分类原则、数据主题间的可转换原则、数据抽取技术标准化原则和开放型原则等设计一个分布式数据交换平台，把分散在不同区域、不同载体、不同格式上的组合成有机的整体，“信息孤岛”基于跨平台的异构系统衔接和服务调用技术WebService，满足系统要求简洁、实用、各系统之间方便、灵活衔接、可变化和可扩充的需求。根据相关委办局自身信息化建设情况，分步完成执法局与投资项目审批中 心、城管办、规划局、环保局、园文局、公安局等局委办单位现有的相关数据信息交换、服务共享等功能；完成机关内部应用系统之间的集成以及与上下级机关之间信息的上传下达；提供标准的接口与其他应用系统之间集成。系统建立在一个统一的平台基础之上，能提供方便的系统可扩展性为以后的新的信息数据交换提供方便的接入功能。

2.执法资源数据库建设

该数据库建设主要包括：基础资源数据库、相关部门镜像数据库、执法对象数据库和法律法规数据库。其内容范围涉及投资项目审批中心、城管办、规划局、环保局、园文局、公安局等局委办单位提供的相关信息的整合及相关的项目审批结果信息；城市管理所涉及的各类行政执法对象的相关信息；城市管理行政执法过程中涉及的相关法律法规；方便执法人员在行使执法职能的时候为案件执法提供辅助功能，同时信息库需要具有良好的可扩展性，方便的实现数据库的数据移植、信息管理、容错备份、数据统计、数据存储安全等功能。

3.“执法通”系统

执法队员配备移动终端，通过基于GPRS的无线通信网，接入移动服务器，通过内网与现有的数据库进行数据交换与操作。

通过以上无线和有线网络，形成杭州市执法局信息系统一个统一的门户，各种分布式应用系统和网络资源，就被完整地组织在一起，起到了相互数据沟通、相互服务调用、相互业务协同的“无缝结合”的情景。

通过无线网络，现场执法人员能够在“执法通”终端上进行各种执法行为的记录（包括照相、视频、录音等信息），现场查询执法资源数据库中的有关信息，并现场打印出多种文书，完成简易案件全部和一般程序案件部分操作。

4.“文明卡”系统

“文明卡”先期以“门前三包”、建筑工地为突破口，对行政相对人进行建档管理，并对其进行信息采集、整合、管理和维护。它与“执法通”子系统充分结合，现场可查询管理对象相关信息、并完成相关的扣点操作，使得执法更加有力有据。

5.定位及跟踪系统

该系统主要采用GPS技术来实现对执法车辆的跟踪管理，系统采用人性化的设计，直观地显现了执法车辆的动态变化情况，并以保存、回放、多方式查询等手段，了解其分布状况，方便地实现定位及跟踪管理功能。通过实时综合了解，为提高执法反应能力，制定合理应急方案，降低紧急派遣费用，提高综合处理和协调能力，从而更有效地为社会服务提供了快速、直观、准确的依据。

6.执法信息监控系统

执法信息监控系统建设内容主要包括：充分利用公安局现有监控点信息资源，设计与开发城市管理行政执法监控管理信息系统；与公安局现有监控系统联网，获取公安局现有治安动态监控系统的图像，实现监控信息资源共享；建立城市管理行政执法监控调度总指挥中心；移动监控指挥系统；重点区域监控系统和重大事件专家预案系统的建设。信息监控系统采用成熟的网络、通信、图像编解码等先进技术，实现快速获取全市重点部位、复杂地段、商贸社区的有关城市管理行政执法多种违法、违章现场信息，准确、直观、快捷地反映和记录现场有关部位的动态情况并进行记录。只要经过授权，任一显示器能显示和控制任一监控点的图像。并且通过

软件或硬件能与其他监控系统联网，可根据优先级调度控制其图像。通过监控网络及时掌握和记录各类城管执 法违法、违章信息，在做好面上管控的同时也便于加强执法内部督察工作，为事后进行责任分析和案件处理提供了直观可靠的依据，一定程度上解决了“取证难”、“举证难”的问题。

二、推广应用实效

（一）经济效益

该系统的实施促进有效执法、高效执法的实现，由此带来了执法成本、调度成本、管理成本的大幅降低。一是由于内外部信息畅通提高案件办理时效，优化办理环节，大幅降低包括车辆油耗、案件调阅、案卷复印等支出在内的执法成本。据估算，单个案件查证的成本可节约200元。按每年一般程序类案件办理约2万件计，可节约行政成本400万元。二是由于强化对执法车辆和人员的动态管理，大幅降低对执法人员及车辆无效派遣产生的调度成本。据估算，处理每件投诉最少节约通讯费、车辆油耗等支出约10元。2007年杭州市城管执法系统共受理群众电话投诉17863件，节约执法成本17.8万元；“数字城管”派遣至我局系统的案卷共268160件，节约调度成本268万多元。三是该项目的实施使得城管执法管理成本大幅降低。首先，该项目使用后市民群众的满意度逐步提高，原来居高不下的投诉量将减少，相关行政费用相应降低。其次，案件办理的“无纸化”节约了大量的办公成本。再次，因该系统提供格式化的法律语言、在线典型案例和法条查询等功能，大大缩短队员的培养周期，相对降低了队员的相关培养成本。

（二）社会效益

进一步推动“廉洁政府”打造。案件处在哪个环节，详情如何，上网查阅便知；一线执法队员今天去了哪里，回放巡查轨迹就清楚；诸如此类，城管执法干部队员仅需点点鼠标，在自己权限范围的详情一览无余。所有流程都处于实时监管范围内，哪项工作没做好，哪个环节出了错，都将在第一时间掌握。借助信息化技术应用，城管执法系统逐渐建立健全了监管机制，尽可能杜绝人情案的出现，遏制“县官不如现管”等不良风气的存在，努力推动执法廉洁，更进一步推动“廉洁政府”打造。

降低执法案件反复发生率。城管执法案件以流动性强、反复率高著称。该项目强化了对执法要素（执法人员、执法车辆）的动态管理，并实现有效的空间展现，这样极大地提高了应急预案制订的时效、精度，使得执法要素调度更及时，执法应急响应更快速。有效的执法配合，快速的执法反应，加大了对行政相对人震慑度，从而降低了执法案件反复发生的频率。同时，该技术也为更好地为市民群众服务提供了便捷。

大幅提高为人民服务水平。有行政相对人上门要求处理案件，但身处中队的内勤人员却无法办理，匆忙要求刚才开出处罚通知书而目前还在路面上巡查的队员赶回处理。这过程中，不仅耽误时间，而且可能产生不少的油耗等费用，更重要的是，容易引发行政相对人对城管执法工作的不满。而该系统的实施，使得内勤人员可以看到路面上办理的案件，且所有文书在系统中自动生成，直接可以操作，避免了上述处理情景的发生，方便了当事人。且现场执法队员可通过“执法通”设备登录上网，为市民群众提供便民信息咨询，从而大幅提高为人民服务水平。

提高广大市民群众满意度。市民群众的满意度是评价政府部门工作的一杆秤。该系统建设过程中，力求通过量化自由裁量权、规范执法程序、创新监管手段等多种途径，进一步体现执法公开、公平、公正性，提升执

法队伍形象，让老百姓“明明白白”看执法，增强上级领导、市民群众的监督作用。

执法队伍形象得到整体提升。推行该创新项目，对提升队伍形象有三方面益处。一是该系统提供格式化的法律语言选择填充、在线典型案例和法条查询等功能，避免了传统执法过程中执法队员在现场判断和解释上的偏差，有助于提高队员案件办理效率和水平；二是使用该系统有别于一般的办公自动化，对城管执法干部队员提出了新的计算机知识和操作能力要求，通过大量的培训和实践，整支队伍的信息化水平得到大幅提升；三是该系统实现了案件查处、调度、归档等环节的数字化，过程规范、信息透明、便于监管，约束了队员的日常行为，在很大程度上避免自由裁量权的滥用和人情案的出现，获得市民群众普遍认可。

（三）管理效益

保障执法信息畅通，缩短案件办理时间。该项目将分散在城管、规划、园文、环保、工商、交通等多个部门的与城管执法密切相关的审批和监管信息进行共享、整合、梳理，保障部门之间信息的相互畅通，使城管执法从发现问题到案件定性的查处周期从原来的平均一周时间缩短到现在的“即查即办”，即现场就可通过电脑、“执法通”终端等设备联网快速查询到相关的审批信息，大大减少了原有处理过程中必须到各相关部门调档查阅审批事项等程序，对简易案件做到现场打印处罚文书，一般案件则可在现场录入采集到的信息，通过网络输入到终端，做到“简易案件现场办，一般案件记在案”，实现资源快速有效的利用，不仅缩短了办理周期，提高了办案效率，也减少了行政相对人来回跑动次数，节省了相对人的时间，能为相对人提供更优质的服务。

规范执法环节，努力打造“阳光执法”。该项目将信息化手段引入到日常的城管执法工作中，实现科技与执法的结合，起到规范执法工作的作用。一是规范执法流程。通过技术手段设定执法的规范流程，避免执法工作的随意性，减少由于环节疏忽造成的执法不严密。二是实现执法过程的公开和透明。执法队员在路面巡查中，发现问题即可通过“执法通”终端联入执法专网，做到件件记录在案，既可有效防止执法队员不将案件及时登记上报或者自行撤销案件的现象发生，又方便相对人上网查询案件受理情况和办理进度。同时，执法监管人员在后台可随时了解执法现场案件办理情况，监控案件办理的流程。该项措施能有效预防执法工作中各类弄虚作假的现象，促进“阳光执法”。

强化动态管理，提高队伍监管水平。该项目应用地理信息可实现对全市城管执法要素，主要是执法人员及执法车辆的定位及跟踪，在杭州市域范围内能及时了解执法人员及执法车辆的分布和动态变化情况，一方面加强了对执法队伍的监督管理。一方面能在紧急状况下根据上述动态变化情况，及时制定有针对性的应急预案，合理调动执法人员及执法车辆提供保障。这将极大地加快城管执法的应急响应时效，提高对行政相对人的震慑力，更好地服务市民群众。

密切部门间协调，形成配合互助机制。城市管理是个综合性课题，要管好城市需要城市管理各职能部门间相互支持配合。为成功转变城管执法管理模式，提出了“前置取证”概念，即及时获取到我市其他城市管理各职能部门最新的审批信息，变“事后查证”为“事前支撑”。为此，与城市规划、公安、交通等多个部门就思想观念、工作体制、信息对称等方面加强了联系与沟通。在此过程中，增进了部门间的理解，增强了部门间的协作，使得部分执法职能交叉等问题得到了妥善解决，这对形成整体合力，推进城市管理水平提升起到积极的推动作用。

三、项目创新

（一）技术创新

1.多业务融合。该项目建立了集中的“数据中心”，使规划、交警、公安等多个部门的审批业务系统与城市管理行政执法业务系统进行了互联互通，实现了部门之间执法类多业务的相互融合。

2.开发完成了可现场执法的“执法通”子系统，涵盖了从发现问题到现场执法文书打印的全过程，在全国城管执法同行中属于首创。

3.将GPS/GIS首次引入到城管执法领域，解决了执法人员日常执法中流动性强，监管难的问题，同时为城市管理问题的及时解决提供了可能。

（二）工作创新

1.格式化法律语言。为提高执法现场队员的工作效率，将执法业务涉及的多部常用法律进行整理归类，挑选其中的关键字，设计了一系列格式化法律语言，共分9大类、60小类、293子类。执法队员在执法过程中，仅需要在屏幕上点选正确的分类，相应的法律条款会自动填写完成，极大地提高了案件办理的效率和准确率。目前该项工作仍在进一步深化中。

2.创新法律文书。为适应城管执法法律文书现场打印的需要，参考标准法律文书，自行设计了一整套适用于现场执法工作的法律文书，其法律效力获得法制办、法院等相关部门认可。

（三）机制创新

一是城管执法求证工作“前置”。城管执法部门作为城市管理的执行部门，一直处于城市管理工作链的末端，往往是案件发生后，执法队员到城市规划、城市绿化、工商管理等部门求证相关的前置批准信息，进行比较判断后再开展后续执法工作，这样不仅耗费诸多财力物力，且过长的求证周期给当事人造成不便，严重影响执法效率。通过该系统建设，城管执法部门变“被动”为“主动”，先期通过沟通协调，获得相关部门的支持，设置数据交换机制，取得执法有用信息，提供充足的数据支持。案件发生时，一线队员能及时获知最新信息，避免了后续查证的诸多手续，省时省力，提高了执法效率。

二是执法案件处置机制创新。在传统的执法模式中，城管执法队员对巡查过程中发现和办理的案件，一般现场开具有关文书，要求相对人到中队接受处理。由于巡查任务尚未完成，执法队员仍需继续在规定路段进行巡查。而相对人到中队进行处理时，现场查案的执法队员可能仍在路上，中队值班人员无法得到案件的详细信息，延误了及时处理时间。该系统将城管执法专网延伸至现场，立案数据及时共享，方便了行政相对人，也减少了路途往返的费用。

三是日常监管应急机制创新。城管执法是个涉及面广、流动性强、反复率高的工作，日常工作中一线队员散布在整座城市中，要想获知其准确位置，只能依靠对讲机、手机等通讯工具逐个联络，调度起来十分困难。通过该系统建设将GPS/GIS技术引入城管执法工作，执法人员及执法车辆两大执法要素的动态分布情况在图中一目了然，调度起来十分方便，且其具有的定位、记录、回放功能极大地方便了日常监管。

四是内部考核监管机制创新。想要获知队员的案件办理情况、巡查位置路线，有相应权限的领导仅需依靠该系统就能及时了解；要想了解相应报表情况，仅需选择符合的条件即刻统计生成。即使不在办公室，上述的

功能也能实现。该系统丰富了城管执法日常的考核监管手段，在工作量减少的同时提高了准确度和效率。

四、应用前景

城市管理行政执法行业作为一项崭新的课题，出现时间不长，在全国范围内尚无统一完善的解决模式，关于其管理机制、管理流程、管理手段等都仍处于探索期；且该行业的信息化应用起步更晚，应用较为分散，针对业务流、业务数据、管理模式等方面没有提出一个针对性强、设计合理、功能完善、应用成熟的“一揽子”的解决方案和应用实例，因此杭州市“数字执法”系统及其模式存在着很大的研究空间。

同时，该系统的应用能有效缓解“数字城管”带来执法压力激增。随着“数字城管”在全国范围内的大面积推广应用，作为其后续主要业务处理部门的城管执法系统，面临的业务压力呈几何增长。而该系统作为业务后续处理端，显示出了很强的应对力，若能实现与“数字城管”系统的无缝连接，做到案件流转无碍、处置结果回传、执行标准一致，则将在全国范围内显示出更强的示范效力。

该项目的研究与应用投入进行使用，对完善城管执法工作流，创新执法工作体制，规范执法工作环节，加速执法工作效率，提高执法服务水平等都有极强的研究和借鉴价值。同时，该项目应用后积累大量有关城市管理方面的数据，将会对社会、经济、交通、生产、贸易、消费及第三产业等众多领域研究具有重要价值。

参考文献：

1.杭州市“数字执法”系统技术总结报告，杭州市城市管理行政执法信息中心，2006年； 2.张跃庆、贾克诚、燕秋梅.城市管理概论，北京经济学院出版社，1990年 3.数字城市导论，中国建筑工业出版社，2001年

4.陈述彭等.地理信息系统导论，北京：科学出版社，2000年 5.方家平.用现代信息技术推进城市管理创新，天极网，2006年 6.仇保兴副部长在数字化城市管理现场会上的讲话;

第四篇：2012数字系统设计与VHDL课程大作业（定稿）

数字系统设计与VHDL课程大作业

具体要求

一、总体要求：

1． 本课程为专业必选考查类课程，以大作业加平时成绩的形式给定最终成绩。

2． 每班六个题目，每4-5为一组，自由组合，分工合作。10月26日上课

前请各班上交分组及组长情况表。

3． 所有作业需完成VHDL核心代码的设计，并采用QuartusII进行相关仿

真或平台实现，否则全组不及格。

4． 各小组推选一人于第十周（11月5日和9日）上讲台讲解题目设计思路、源代码分析、仿真结果及演示。

5． 各小组组长于11月30日前到老师处汇报题目的完成情况，并接受考核。

6． 每名同学于11月30日前提交一份大作业报告，并由班长统一送交老师。

二、大作业题目：

1． 频率计设计（平台实现）

1)

2)

3)

4)能对输入的方波信号频率进行采样； 采样频率范围为0~999999Hz，以1Hz为单位进行显示； 采用六个七段数码管显示当前采样的频率值； 本电路系统输入时钟为6MHz。

2． 方波发生器设计（仿真实现）

1)

2)

3)系统的输入时钟为6MHz； 系统输出频率为对系统时钟的1~32分频；(5位二进制输入)； 系统输出频率的占空比可调，分为25%、50%、75%三档；(采用2位二进制

位输入控制)。

3． 竞赛抢答器设计（平台实现）

1)

2)抢答器的输入路数为8路；(8位二进制输入)当主持人宣布开始（按下某一键时为有效），抢答时当某一方先按下按键，其

他键则失效；

3)

4)

5)用1个七段数码管显示抢中的路编号； 系统复位键按下后，进行下一轮抢答； 系统的输入时钟为6MHz。

4． 交通灯控制系统设计（平台实现）

1)交叉路口为十字路口；

2)

3)每路口设直行、左转、右转的方向指示灯； 每个方向指示灯有三种颜色，即红、绿、黄三色。为简化设计，右转指示灯常

绿；黄灯闪动时间间隔为0。5S，持续时间自定义。

4)

5)每路口需用两个数码管显示允许通行或禁止通行的时间； 系统的输入时钟为6MHz。

5． 点阵字符显示控制器设计（仿真实现）

1)

2)

3)用16*16点阵的发光二极管显示字符； 可显示字符为0~9的数字字符与A~F英文字母； 输入为四位二进制矢量。

6． 万年历及电子钟设计（平台实现）

1)

2)

3)

4)能显示年、月、日、时、分、秒、星期，共需15个数码管； 年、月、日、时、分、星期均需可调； 系统默认时间为2000年01月01日00时00分00秒星期6； 系统输入时钟为6MHz。

三、大作业报告要求：

1． 题目功能分析；

2． 总体模块划分；

3． 代码实现；

4． 仿真结果；

5． 设计心得、体会；

6． 报告采用统一的A4封面，其中1、2、5项必须为手写，3、4项为打印。

7． 网络工程专业不再进行期末考试，期终成绩以作业测试、讲解、报告综

合评定，计算机专业还需要进行闭卷考试，但作业测试、讲解、报告占主要部分。

第五篇：安防系统设计概述

本篇文章来源于:安防知识网（本篇文章来源于:安防知识网（本篇文章来源于:安防知识网（本篇文章来源于:安防知识网(