第一篇:离子溅射镀膜机工件架系统设计论文
1真空磁控离子溅射镀膜机的特点
真空磁控离子溅射镀膜机的运用范围十分广泛,能够运用于道具或者模具的表面强化中,还能够运用与叶片、气门灯等机械零件的表面强化中。另外,在医学工业中,或者在彩色膜钢板生产中,甚至在手表、餐具等日常用品中,均可以使用真空磁控离子溅射镀膜机完成工件镀膜。由于真空磁控离子溅射镀膜机具有耐腐蚀的特点,还被运用到我国的航空航天事业中。
2真空磁控离子溅射镀膜机工件架系统设计
2.1工件架系统设计的主要参数
工件架系统设计的主要参数为:半球形样品的直径80mm;半球壳型样品的直径80mm;真空室加热温度为200±2℃;工件升降行程设置为50mm;工件平移距离设置为500mm;工件自转速度设置为30r/min。
2.2工件升降组件的设计
工件升降部分采用螺旋传动机构,目的是为了让升降台进行升降,进而实行换位。螺旋传动机构使用意图是把旋转运动转换成直线运动,或者把直线运动转换成旋转运动,螺旋传动是通过利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动的。本文将工件架系统设计的升降丝杠螺母副需要承受的重量设为6kg,上文中将螺母的有效行程是50mm,其中螺母副需要承受较大的压力。
2.3工件自转部件传动装置的设计
在真空电机的选择上,由上文可知自转部件的转速为30r/min,符合这个要求的主要是德国产的真空电机,由于自转部件的传动方式以齿轮啮合传动为主,自转主动齿轮旋转需要通过真空电机来实现,只有自转主动齿轮旋转才能带动从动齿轮自转,进而达到工件自转的目的。
2.4齿轮传动设计与润滑方式
在真空环境下,齿轮传动主要运用的材料为304不锈钢,其具有很强的耐热性和耐腐蚀性,且具备良好的机械性能,不存在热处理硬化现象。由于磁控离子溅射镀膜机是通用机械的一种,因此在齿轮的精度选择上选择8级精度,主动齿轮的齿数为25,从动齿轮的齿数为105。在齿轮润滑方面,选择二硫化钼为主要的润滑材料,二硫化钼适用于各种高温、高压和高负荷的机械工作,其不易溶于水,且具有抗磁性、分散性等特点。
2.5工件平移组件设计
工件平移部分使用丝杠螺母传动机构实现工件架平移,从而对工件进行二次镀膜,在平移中螺纹副所要承受的力是上部工件架重量的总和,总和数值为13.4kg,移动的距离是500mm。工件平移组件设计主要以梯形螺纹为基本齿形,外螺纹的直径设置为20mm,中径18mm,内径17mm。值得注意的是,若平移组件和升降组件的导轨都使用丝杠螺母传动机构,则在一定程度上会发生因两个传动机构的传动误差,进而引发机械事故。因此,为了提高系统的安全性,建议其中一个导轨组件选用丝杠螺母传动机构,另一个则使用光轴,以避免事故的发生。另外,平移螺母在移动时会带动工件架移动,因此需要在工架与平移螺母之间设置一个过渡板,让平移变得更加稳定。
2.6负偏压设计
因为样品架是与地面绝缘的,所以可以通过对样品施加负偏压的方式让其离化率增强,从而降低电荷积累造成的异常放电,避免靶材表面中毒,并最终提升膜的质量。偏压电源使用直流叠加脉冲电源,波形主要为方形或矩形,直流叠加脉冲电源的电压、频率以及占比均可调,其总功率为5KW。脉冲电压最大为1kV,电流最大为1A。直流电源电压最大为200V,电流5A,占比可调为10~80%,脉冲功率40~60KHz可调。
3结束语
综上所述,使用真空磁控离子溅射镀膜机完成的镀膜具有众多优点,并且,在小型工件镀膜中,与现有的磁控离子溅射镀膜机相比,本文提出的真空磁控离子溅射镀膜机不仅能实现对小规模生产工件的二次镀膜,还能在一定程度上降低小规模生产所需的镀膜成本。本文通过对真空磁控离子溅射镀膜机工件架系统设计主要参数,对工件升降组件、工件自转部件传动装置、齿轮传动与润滑方式、工件平移组件、负偏压等方面进行设计,使得真空磁控离子溅射镀膜机能对小型工件镀两种膜,值得被广泛运用。
第二篇:电子系统级设计论文
电子系统级(ESL)设计
摘要:电子系统级设计(ESL,Electronic System Level)设计是能够让SOC 设计工程师以紧密耦合方式开发、优化和验证复杂系统架构和嵌入式软件的一套方法学,并提供下游寄存器传输级(RTL)实现的验证基础。ESL牵涉到比RTL级别更高层次的电路设计,其基本的关注点在于系统架构的优化、软硬件划分、系统架构原型建模、以及软硬件协同仿真验证。SystemC是一种很好的软硬件联合设计语言,它不仅可以帮助设计人员完成一个复杂的系统设计,还可以避免传统设计中的各种弊端,并提高设计效率。关键词:电子系统级设计;SOC;SystemC 1 引言
目前,高质量的电子系统设计变得越来越复杂和困难。功能更繁杂的设计需求,更短的上市时间,不断增加的成本压力使这种趋势看起来还在加速。从应用概念到硅片实现的过程已经不能仅仅靠工程师聪明的大脑来完成,而更需要依赖于严格完善的设计方法学。
随着片上系统(SoC,System on Chip)设计复杂度的不断提高,设计前期在系统级别进行软硬件划分对SoC各方面性能的影响日趋增加,迫切需要高效快速性能分析和验证方法学。传统的RTL仿真平台不能提供较快的仿真速度与较大的仿真规模,FPGA平台则不能提供详细的性能分析指标,而电子系统级设计(Electronic System Level,ESL)方法,不仅提供高速的仿真验证手段还提供详细的性能分析指标,已经成为当今SoC设计领域最前沿的设计方法,它是能够让SoC设计工程师以紧密耦合方式开发、优化和验证复杂系统架构和嵌入式软件的一套方法学。电子系统级设计(ESL,Electronic System Level)牵涉到比RTL级别更高层次的电路设计,其基本的关注点在于系统架构的优化、软硬件划分、系统架构原型建模、以及软硬件协同仿真验证。全新的ESL工具为电路系统级建模提供了虚拟原型的基本仿真平台。电子系统级设计正在从学术研究的课题变成业界广为接受的建模手段,它完成从理想应用优化到目标体系结构建立。而后依据预期产量规模的不同,用SoC 芯片或可编程平台实现。2.传统SOC设计方法的局限
目前的设计方法不能充分利用设计能力来快速构建满足市场需求的SoC。而只有快速适应消费电子市场的变化,商业系统设计公司才能在竞争中胜出。这使SoC设计方法的研究具有重要的现实意义。
目前在技术上,SoC设计面临的主要挑战是在系统建模和硬件设计之间的不连续性。通常系统是使用C语言或其他系统描述语言定义的。而系统的集成电路实现却使用硬件描述语言,因此导致转换和重写系统的负担。这样的流程使得设计过程中容易出错而且耗时。验证流程中需要仿真大规模系统,仿真速度难以需满足设计需求。HDL模型仿真效率低,需要提高抽象层次。SoC系统中的组件具有多样性异质性,包括各个专业的设计,模拟和数字设计等等,需要提供异质的仿真环境以及对系统级设计空间的探索复杂性的管理。千万门级的规模使得设计本身的管理成为问题深亚微米集成电路中,沿线延迟的增加使时序收敛问题显得更加突出,需要消除前端逻辑设计和后端物理设计的反复返工问题传统的设计重用方法需要适应规模的增长。系统设计需要具有竞争力,从基于芯片的设计方法,过渡到基于IP核的设计也是必然趋势。虽然可以使用标准接口,但是更理想的办法是分离出通讯部分,使用接口综合技术。因此需要设计工具重点面向模块间的通讯和互连,门级和寄存器传输级(RTL)仿真速度太慢,不适合系统设计。需要提高设计的抽象层次。SoC设计的趋势是向高层抽象移动,更强调芯片级的规划和验证。强调早期芯片级规划,以及软硬件系统验证。软硬件协同设计方法是SoC设计方法学研究的重要领域。主要目的是开发适应设计需求的设计方法和相应的电子设计自动化软件。在设计中通常一种技术是不能满足设计要求的,因此要结合研发成本和开发周期等等因素,综合考虑各种技术。3.ESL设计的基本概念
ESL设计指系统级的设计方法,从算法建模演变而来。ESL设计已经演变为嵌入式系统软硬件设计、验证、调试的一种补充方法学。在ESL设计中能够实现软硬件的交互和较高层次上的设计抽象。ESL设计能够让SoC设计工程师以紧密耦合方式开发、优化和验证复杂系统架构和嵌入式软件,并能够为下游的寄存器传输级(RTL)实现提供验证基础。
ESL设计以抽象方式来描述系统单芯片(SoC)设计。在ESL设计中,系统的描述和仿真的速度快,让设计工程师有充裕的时间分析设计内容。并且能提供足够精度的虚拟原型,以配合软件的设计。ESL设计不仅能应用在设计初期与系统架构规划阶段,亦能支持整个硬件与软件互动设计的流程。
ESL设计技术与IP模块能将流程融入现有的硬件与软件设计与工具流程,在SoC开发流程中扮演协调统合的角色。它们让工程师能开发含有数百万逻辑门与数十万行程序代码的设计,并提供一套理想平台,用来进行验证,满足客户持续成长的需求。
4.ESL设计的特点
ESL设计之所以会受欢迎,主要源于以下五方面功能:功能正确和时钟精确型的执行环境使提前开发软件成为可能,缩短了软硬件集成的时间。系统设计更早地和验证流程相结合,能确定工程开发产品的正确性。在抽象层设置的约束和参数可以被传递到各种用于设计实现的工具中。(1)更早地进行软件开发
有了虚拟的原型平台意味着可以更早地开始软件开发。对于目前基于SystemC语言的ESL设计方法学来说,ESL设计工程师可用SystemC生成一个用来仿真SoC行为的事务级模型。由于事务级模型的开发速度比RTL模型要快得多。在RTL实现以前,完成TLM建模后的系统就可以开始软件的开发。这样软件的开发可以和RTL实现同时展开,而不是传统上的在RTL实现完成以后才开始软件的开发。虽然部分和硬件实现细节有关的软件要在RTL完成以后才能开始,但还是可以节省大量的开发时间。(2)更高层次上的硬件设计
为了适应不断变化的市场要求,需要不断推出新产品或经过改进的产品。在SoC设计中可以通过改进一些模块的性能、增加功能模块或存储器、甚至在体系结构上做出重大的调整。因此设计工程师必须拥有可实现的快速硬件设计方法。为了实现快速的硬件设计,在ESL设计须建立在较高层次上的抽象如事务级建模(TLM)。事务级模型应用于函数调用和数据包传输层。传输级模型可以分为事件触发型和时钟精确型,这些模型能够提供比RTL级模型快好几个数量级的仿真速度。ESL工具的挑战就是既要保持足够精度的时序信息来帮助设计决策,又要提供足够的仿真速度以满足大型的系统软件(如OS启动)在可接受的时间内的完整运行。只要掌握了这种平衡,就可以在高级设计中验证时序和设置约束条件,再将这些优化的设计分割、分配到各个不同的软、硬件设计工作组去加以实现。RTL仿真通常只能提供10MIPS到数百MIPS左右的性能;然而,时钟精确型的ESL仿真却能达到100KMIPS到1MMIPS的仿真速度。(3)设计的可配置性和自动生成
越来越多的系统强调自己的可配置性,诸如:不同的处理器、不同的总线带宽、不同的存储器容量、无数的外设。配置和生成出来的设计必须和验证环境得到的结果完全一致,并延续到整个设计流程中。通过ESL模型,结构设计师能够找到最好的配置方案。但是,这样产生出来的结果需要和一套骨架的验证环境同步到设计实现中去。如ARM已经实现了从RealView SoC Designer ESL环境中自动导入SynopsysDesignWare coreAssembler SoC的集成和综合流程,并且可以从coreAssembler或Mentor Graphics公司的Platform Express中启动ARM PL300 AXI可配置互联生成器,来生成AXI总线系统。(4)方便的架构设计
ESL架构设计能完成功能到运算引擎的映射。这里的引擎指的是那些可编程的目标——如处理器、可配置的DSP协处理器,或者是特殊的硬件模块如UART外设、互连系统和存储器结构。这是系统设计的开始环节,从行为上划分系统,验证各种配置选择的可行性及优化程度。ESL工具对于开发可配置结构体系是非常关键的。它使系统结构从抽象的行为级很容易地映射到具体的硬件设计,从而方便决定哪些模块可以被复用,哪些新模块需要设计。还能提供必要信息指导最优化的通讯、调度和仲裁机制。(5)快速测试和验证
由于ESL设计中的抽象级别明显高于RTL设计抽象级别,ESL设计中可以做到描述模块内的电路状态、精确到纳秒的转换以及精确到位的总线行为。相比使用RTL,使用周期精确的事务级模型将使硬件验证和硬件/软件协同验证速度快1000倍或者更多。这种方法不仅可产生用于验证系统行为,它还支持与较低抽象级别的RTL模型的协同仿真。如果ESL设计抽象级别被当作一个测试台的话,当下游的RTL实现模块可用时,它们便可在这个测试台上进行验证。
系统级的HW/SW协同验证要优于C/RTL实现级的HW/SW协同验证。因为在系统级的验证可以在较早的展开,而不必等到底层的实现完成后才开始。在底层实现没有开始前的协同验证可以及时修改体系结构或软硬件划分中的不合理因素。越高层次上的验证,可以越大程度上减少修改设计带来的损失。5.ESL设计方法
ESL作为一种先进的设计方法学,能够用于硬件的功能建模与体系结构的探察,给硬件架构设计人员提供准确可靠的设计依据,因此在本章的内容里将将详细介绍ESL设计的基本流程与ESL的核心方法—利用SystemC实现事务级建模的基本理念。
首先要指出的是在设计的哪个阶段使用ESL设计方法和ESL设计工具。每一个电子产品的设计过程以某一种形式的顶层定义开始。这个定义过程可以以文本的形式描述,也可以用图表、状态图、算法描述,或者利用工具如MATLAB等描述。ESL设计并不是定位在这个层次上的设计。而是通过描述系统怎样工作,并为进一步的实现提供一个解决方案。ESL设计成为系统和更加底层设计之间的桥梁。ESL设计包括功能设计和体系结构设计两大领域。
系统的行为由功能模块实现,功能模块设计必须关注系统的应用。功能设计不考虑硬件和软件,物理和工艺。功能设计包括实现功能模块结构、模块之间的通信和它们的基本行为。在ESL中一个硬件功能模块的设计包括定义正确的功能,确定输入和输出,划分子模块,确定子模块的结构、数据流和控制逻辑,还要为其模块建立测试环境。这个设计过程和RTL的设计流程相似,但他们在不同的抽象层次上,使用不同的设计语言,例如,在ESL的功能模块建模过程中使用SystemC或SystemVerilog,而RTL级建模则使用Verilog或者VHDL。
体系结构设计首先要建立平台的描述。接着将应用的功能部件影射到平台。验证体系结构模型,并根据成本和性能优化这个结构。在体系结构设计中需要考虑处理器的类型、处理器的数量、存储器的大小、Cache性能、总线互联和占用率、软件和硬件的功能划分和评估、功耗的评估和优化等。
首先ESL接受一个设计定义的输入,这个定义可以是文本、图表、算法或者是某种描述语言如UML,SLD,MATLAB等的描述。对于这个输入的定义,在ESL设计完成算法的开发,接口定义,用ESL语言或其他语言来描述来完成体系结构的设计。并在此基础上完成软硬件的划分。完成软硬件划分后,可以开始软件和硬件的设计。在硬件设计中,对于功能单元需要在较高层次上的建模,完成功能设计。比如说用SystemC进行事务级的建模。
用C/C++或其他高级语言完成应用软件的设计。在这个阶段开始软硬件的协同验证,根据协同验证的结果反馈给体系结构和软硬件划分。后者根据性能、成本等因素重新做出调整。软硬件的设计和验证,包括软硬件的协同验证是一个重复的过程,在整个设计过程中都要根据验证的结果对体统和设计做出调整。完成验证的硬件和软件设计就可以组成一个完整地系统级设计。传递给下一级 的设计作为输入。比如说是ESL设计为软件应用提供C或C++语言描述的程序。为定制电路提供Verilog或VHDL语言描述的硬件设计。为硬件平台提供PCB板的功能部件或抽象层IP,比如说基于SystemC的IP。在实现ESL设计流程的具体过程中,有不同的实现方法可以采用。下面介绍两种应用得比较多 的设计方法。
在完
成系统功能定义后,设计方法之一是从系统的定义开始,先进行算法级设计。通常用MatLab等工具进行算法的分析,接着用Simulink等工具进行数据流的分析。完成分析后进行体系结构的平台的设计。体系结构和平台设计要进行系统级的验证,以确定结构是否合理。在体系结构的设计中,首先从IP库中获取已有的硬件模块的事物级模型,如处理器和总线模型,或者重新设计IP库中没有的模块的事物级模型。硬件模块的事物级建模完成后,建立系统模型。接下来输入软件参考模型进行软硬件的协同验证。体系结构的系统级验证的目标是确定存储器的大小、DMA的定义、总线带宽和软硬件划分等。
与图2中的ESL设计方法一相比,图3中的设计方法是直接由软件参考代码开始,创建事物级模型的虚拟平台,在此基础上进行系统结构设计,验证和性能的分析。通常,软件参考代码已实现了基本功能,特别是保证了算法及数据流等的正确性。如,软件参考代码可以是某一标准协议的用C语言写的参考代码。在软件参考代码和事物级模型的基础上分别进行软件和硬件的设计。在软件设计中,会把建立完成的虚拟平台和构架作为集成开发环境的一部分。集成开发环境还包括编译器和调试工具的开发。在设计的过程通过软硬件的协同验证调整设计的内容。
6.SystemC的系统级芯片设计方法研究
在传统设计方法中,设计的系统级往往使用UML,SDL, C, C++等进行描述以实现各功能模块的算法,而在寄存器传输级使用硬件描述语言进行描述。最广泛使用的2种硬件描述语言是VHDL和Verilog HDL,传统的系统设计方法流程如图3所示。从图中不难看出,传统的设计方法会出现如下弊端:首先,设计人员需要使用C/C++语言来建立系统级模型,并验证模型的正确性,在设计细化阶段,原始的C和C++描述必须手工转换为使用VHDL或Verilog HDL。在这个转换过程中会花费大量的时间,并产生一些错误。
其次,当使用C语言描述的模块转换成HDL描述的模块之后,后者将会成为今后设计的焦点,而设计人员花费大量时间建立起来的C模型将再没有什么用处。再次,需要使用多个测试平台。因为在系统级建立起来的针对C语言描述的模块测试平台无法直接转换成针对HDL语言描述的模块所需要的测试平台。
无论采用什么样的设计方法学,人们都需要对SOC时代的复杂电子系统进行描述,以选择合适的系统架构进行软硬件划分、算法仿真等。描述的级别越低,细节问题就越突出,对实际系统的模仿就越精确,完成建模消耗的时间、仿真和验证时间就越长。相反,描述的抽象级别越高,完成建模需要的时间就越短,但对目标系统的描述也就越不精确。作为设计人员必须在速度和精确性之间做出选择。
人们对系统级描述语言的要求是:高仿真速度以及建模效率、时序和行为可以分开建模、支持基于接口的设计、支持软硬件混合建模、支持从系统级到门级的无缝过渡、支持系统级调试和系统性能分析等。人们迫切需要一种语言单一地完成全部设计。这种语言必须能够用于描述各种不同的抽象级别(如系统级、寄存器传输级等),能够胜任软硬件的协同设计和验证,并且仿真速度要快。这就是所谓的系统级描述语言SLDL,而传统的硬件描述语言如VHDL和Verilog HDL都不能满足这些要求。SystemC就是目前这方面研究的最新、最好的成果,他扩展传统的软件语言C和C++并使他们支持硬件描述,所以可以很好地实现软硬件的协同设计,是系统级芯片设计语言的发展趋势。7.ESL综合
“ESL综合”到底有没有一种明确的定义,能让我们确信ESL综合是一种可行的设计技术,或者用于评估某款所谓的ESL综合工具是否真的能够完成综合工作?凭借Synplicity营销高级副总裁AndrewHaines在电子设计自动化(EDA)方面的工作经验,关于ESL综合的定义,建议是:此定义应该突出ESL综合与其他ESL设计工作相比的独到之处。
首先,从本质来说,综合是从一种抽象层级转变为另一种抽象层级,同时保持功能不变。逻辑综合是从RTL到逻辑门的转变;而物理综合则是从RTL到逻辑门及布局的转变。因此,ESL综合是从ESL描述语言到RTL等抽象较低的实施方案的转变。就ESL综合的定义而言,选择哪种描述语言并不重要,因为通过在初始化阶段根据不同应用支持多种ESL语言的方式,用户群最终均能解决这一问题。重要的是,ESL综合应将设计转变为抽象较低但功能相当的实施方案。其次,某种技术被定义为综合技术,就必然与其他形式的转变存在根本区别。例如,原理图输入(schematic capture)很显然是一种涉及多种抽象层级的转变,而综合则不是。综合与原理图输入定义的独特区别在于香蕉曲线,也
就是说,综合的结果不是面积与时序关系图上的一个点,而是一条曲线,表示所有综合结果均保持相当的功能,但时序与面积不同。因此,根据面积与时序关系自动定义一系列功能相当的解决方案必须作为ESL综合定义的一部分。
我们已经认识到,真正的DSP综合需要从算法发展到优化的RTL,市场中已有能够满足上述要求的相关ESL综合技术。这确实是ESL综合技术的进步。不过,客户必须始终认识到,有的所谓“ESL综合”工具实际只能根
据算法描述创建参数化的RTL模型,这种产品不能实现自动化,也无法形成“香蕉曲线”,且对提高工作效率的作用也非常有限。定义本身不会改善ESL设计,即便如此,我们也应当在早期为其下一个明确的定义,以便设计小组了解ESL的真正进步与不足。参考文献:
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第三篇:机电一体化系统设计论文
机电一体化系统设计论文
班级:数控姓名:潘万顺学号:081841191
摘要:机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。作为机电系的一名学生,将来工作学习都会以机电为主,所以必须掌握好各种机电的专业知识。我会本着认真的态度对待专业课的学习,提高自己的专业素养.接下来我将介绍一下我对电动机的认识。
关键词:机电一体化;技术;应用
引言
现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
第四篇:公交查询系统设计与实现论文
公交查询系统设计与实现论文
1引言
随着城市经济的发展、规模的扩大以及人口的增长,城市交通问题日益突出。降低出行时间将使所有的公交利用者产生效益,快速的交通、更好的信息及更好的市场可以提高公交的形象,能够增加公交乘坐者。城市公共交通运输以其覆盖面广、经济、快捷的特点,成为绝大多数出行者的首选方式,也是各地城市政府大力发展的一种交通方式。本地市民特别是外来旅游、出差、就医等急需了解本地道路情况的人可以利用本系统方便快捷的查询出所有符合他们要求的公交路线,对他们的出行和生活提供帮助。我国城市公交乘客信息系统的发展处于一个落后的水平,广大乘客可以获得信息的方式很少,公交信息的完整性和准确性得不到保证,而且还没有专门的机构负责信息的发布和管理。出于这个目的,在老师的指导下,我设计了这个城市公交线路查询系统。在对公交乘客出行心理特征进行分析的基础上,考虑乘客选择公交线路决策的因素,进行程序关键部分的框架设计。
现阶段,人们的出入方式主要还是来源于城市公交,特别是对于那些到外地出差、打工,进行商业有关或其他事情需要在外地进行短暂停留的人而言,公交对他们是必不可少的,但是对于那个不属于自己所熟悉的城市,坐公交也是一个很大的难题,因此,开发一个公交查询系统就显得非常的重要。本系统的核心是对选择好的车次进行路线的查询,或者输入所要查询的车站名,点击“查询”按钮,查询所有含有该站的车次及相应的停靠站。此处既可以“精确查询”也可以是“模糊查询”,“模糊查询”主要方便那些对站名不是很清楚,但知道其中的一部分的乘客,系统可以帮助他们快速的查出。
1.1论文的研究内容
公交查询系统是一个取代过去由人工查询的查询系统。本论文论述了一个基于浏览器/服务器(B/Srowser/Server)模式的公交查询系统的研究和实现的过程.论文从开发平台和工具谈起,对ASP.NET服务器所提供的组件及其属性和方法做了一般介绍,更重要的是阐述了ASP.NET的数据库访问组件ADO.NET的使用方法。最后,详细介绍了如何创建“公交查询系统”的全部过程。系统的开发工具与环境
2.1ASP.NET简介
ASP.NET是一种建立在通用语言上的程序构架,能被用于一台
Web务器来建立强大的应用程序。ASP.NET提供许多比现在的开发模式强大的的优势。AS.PNET建立在.NET Framework的编程类之上,它提供了一个web应用程序模型,并且包含使生成web应用程序变得简单的控件集和结构。ASP.NET包含封装公共用户界面元素(如文本框和下拉菜单)的控件集。但这些控件在务器上运行,并以HTML的形式将它们的用户界面推送到浏览器。在服务器上,这些控件公开一个面向对象的编程模型,为web开发人员提供了面向对象的编程的丰富性。ASP.NET还提供结构服务(如会话状态管理和进程回收),进一步减少了开发人员必须编写的代码量并提高了应用程序的可靠性。另外,ASP.NET 使用这些同样的概念使开发人员能够以服务的形式交付软件。使用ML webservices功能ASP.NET开发人员可以编写自己的业务逻辑并使ASP.NETT结构通过SOAP交付该服务。Visual Studio.NET是一套完整的开发工具,用于生成应用程序、XML Web services、桌面应用程序和移动应用程序。Visual Basic.NET、Visual C++.NET、Visual C#.NET和VisualJ#.NET全都使用相同的集成开发环境(IDE),该环境允许它们共享工具并有助于创建混合语言解决方案。另外,这些语言利用了.NET Framework的功能,此框架提供对简化应用程序和XML Web services 开发的关键技术的访问。
2.1.1ASP.NET技术的优点
ASP.NET是一种将各种Web元素组合在一起的服务器技术,是一个统一的Web开发平台,它提供了生成一个完整的Web应用程序所必须要的各种服务。与以前的开发模型相比较,它提供了以下数个重要的优点:
(1)增强的性能。ASP.NET是在服务器上运行的编译好的公共语言运行库代码。与被解释的前辈不同,.NET可利用早期绑定、实时编译、本机优化和盒外缓存服务。这相当于在编写代码之前便显著提高了性能。(2)世界级的工具支持。ASP.NET框架补充了Visual Studio集成开发环境中的大量工具箱和设计器。WYSIWYG编辑、拖放服务器控件和自动部署只是这个强大的工具所提供功能中的少数几种
(3)威力和灵活性。由于ASP.NET基于公共语言运行库,因此应用程序开发人员可以利用整个平台的威力和灵活性。.NET框架类库、消息处理和数据访问解决方案都可从 Web 无缝访问。ASP.NETT也与语言无关,所以可以选择最适合应用程序的语言(如C#),或是跨多种语言分割应用程序。另外,公共语言运行库的交互性保证在迁移到ASP.NET时保留基于COM的开发中的现有投资。(4)简易性。ASP.NET使执行常见任务变得容易,从简单的窗体提交和客户端身份验证到部署的站点配置。
(5)可管理性。ASP.NET采用基于文本的分层配置系统,简化了将设置应用于服务器环境和Web应用程序。由于配置信息是以纯文本形式存储的,因此可以在没有本地管理工具帮助的情况下应用新设置。此“零本地管理”哲学也扩展到了ASP.NET框架应用程序的部署。只需将必要的文件复制到服务器,即可将ASP.NET框架应用程序部署到服务器。不需要重新启动服务器,即使是在部署或替换运行的编译代码时。
(6)可缩放性和可用性。ASP.NET在设计时考虑了可缩放性,增加了专门用于在聚集环境和多处理器环境中提高性能的功能。另外,进程受到ASP.NET 运行库的密切监视和管理,以便当进程行为不正常(泄漏、死锁)时,可就地创建新进程,以帮助保持应用程序始终可用于处理请求。2.1.2.NET Framework概述 NET Framework是用于生成、部署和运行XML Web services 和应用程序的多语言环境。它由以下几个主要部分组成:
公共语言运行库
运行库实际上在组件的运行时和开发时操作中都起到很大的作用,尽管名 称中没有体现这个意思。在组件运行时,运行库除了负责满足此组件在其他组件上可能具有的依赖项外,还负责管理内存分配、启动和停止线程和进程,以及强制执行安全策略。在开发时,运行库的作用稍有变化;由于做了大量的自动处理工作(如内存管理),运行库使开发人员的操作非常简单,尤其是与今天的COM相比。特别是反射等功能显著减少了开发人员为将业务逻辑转 变为可重用组件而必须编写的代码量。
统一编程类
该框架为开发人员提供了统一的、面向对象的、分层的和可扩展的类库集(API)。目前,C++开发人员使用Microsoft基础类,而Java开发人员使用Windows 基础类。框架统一了这些完全不同的模型并且为Visual Basic和JScript程序员同样提供了对类库的访问。通过创建跨所有编程语言的公共 API 集,公共语言运行库使得跨语言继承、错误处理和调试成为可能。从JScript到C++的所有编程语言具有对框架的相似访问,开发人员可以自由选 择它们要使用的语言。2.2 ADO.NET概述
ADO.NET并不是ADO的升级版本,它是全新的面向对象模型。比ADO更适应于分布式及Internet等大型应用程序环境,为了多人同时存取更具扩展性,ADO.NET的数据存取采用的是离线存取模式,可说是专门为.NET台设计的数据存取结构。它具有简单地访问关系数据、可扩展性、支持多层应用程序、统一XML和关系数据访问的特点。ADO.NET的主要目标是提供对关系数据的简单访问功能。坦白的说,易于使用的类描述关系数据库中的表、列和行。另外,ADO.NET引入了DataSet类,它代表来自封装在一个单元中的关联表中的一组数据,维持他们之间完整的关系。这是在ADO.NET中的新概念,可以显著的扩展数据访问接口的功能。ADO.NET可以扩展——它为插件.NET 数据提供者(也称为可管理提供者)提供了框架,这些提供者被构建,以便从任何数据源读取和写入数据。ADO.NET提供了两种内置的.NET数据提供者,一种用于OLE DB数据源,另一种用于Microsoft SQL Server。可以通过OLE DB访问数据格式(比如Microsoft Access)、第三方数据库和非关系数据另外,Microsoft最近预演了用于ADO.NET的ODBC.NET数据提供者,它允许.NET 访问更多的旧的数据格式和第三方数据库。ADO.NET用于多层应用程序。这是当今商业和电子商务应用程序最常见的体系结构。在多层体系结构中,应用逻辑的不同部5分1运a行s在p多x个服务器或进程中,每一部分就称为一层。ADO.NET使用开放的Internet标准XML格式在层之间通信,允许数通过Internet防火来传递,并允许以非Microsoft技术来实现一层或多层。那么在Visual Studio.NET中ADO.NET访问数据库分为二种。一种是SQL Server 数据库,另一种是其任何类型的数据库。本系统的后台数据库为SQL Server2005,因此是通过SQLConnection、SqlCommandSqlDataAdapter、DataSet等几个主要的数据访问对象来访问数据的.需求分析
3.1系统需求分析
随着我国经济的高速发展,人们生活水平的提高,越来越多的人开始热衷于到外地旅游。那么对于这些外来旅游者,首先搞清这个城市的公交路线显的很重要!我的家乡沈阳,作为一个旅游城市,每年都要吸引大量的游客,为了满足这些游客熟悉公交路线的需求,特以公交查询系统为设计课题。本软件不仅能给游客带来方便,也能给广大市民提供方便。我认为这样的系统应该具有很好的实用性!开发本系统的目标就是立足广大乘客的实际,着眼于公交业的未来发展,规范公交管理,提高服务质量,方便乘客查询,并为此设计该系统。人们生活水平的提高,越来越多人喜欢旅游,但是第一次来一个陌生的城市,肯定对公交路线不熟悉,所以必定需要一个能查看具体公交线路的公交系统。有些只知道一个站的某几个字或一个车次的某几个数字,所以本系统将给出站点的模糊查询,方便用户的查询,有些只知道车次
或某个站点,本系统也给出了公交线路查询、公交站点查询、公交换乘查询,进一步方便大家的出行,但也有用户什么都查不到,想留言问问人,所以再搞个留言板很有必要,方便大家交流以及解答各种疑难问题!本系统采用结构化设计的方法来实现系统总体功能,提高系统的各项指标,即将整个系统合的划分成各个功能模块,正确地处理模块之间和模块内部的联系以及和数据库的联系,定义各模块的内部结构,通过对模块的设计和模块之间关系的系统来实现整个系统的功能前台主要有3个模块,线路查询、站点查询、公交换乘模块和后台管理模块
功能名称:线路查询
功能概述:可以获得要查询公交所通过的各个站点。
功能名称:站点查询
功能概述:通过输入的指定站点查询经过该站点的公交。
功能名称:公交换乘查询
功能概述:分为公交直达、公交一次换乘,主要体现那些不可直达需要转车的路线的所有换法。(如果用户输入的起始点和终点,有一条及一条以上的公交线可以直达的,则为公交直达;如果输入的起始点和终点,没有一条公交线可以直接到的,系统将会给出一次换乘的方案,则为公交一次换乘)功能名称:后台管理
功能概述:用于管理员登陆,添加、修改、删除公交线路,修改信息资料、安全密码,回复留言板等功能。
本系统提供了的车次查询功能、路5线1查A询S功P能X。乘客可以方便的进行查询,以防乘错车次。当然有些功能的智能化不是很强,系统有待进一步来完善。
3.2 数据库需求分析
数据库在一个信息管理系统中占有非常重要的地位,数据库结构设计的好坏将直接对应用系统的效率以及实现的效果产生影响。合理的数据库结构设计可以提高数据存储的效率,保证数据的完整和一致。
数据库技术是由传统的文件系统发展而来的,从层次模型、网状模型发展到关系模型。数据库技术是数据管理的最新技术,是计算机科学的一个重要分支,它能指导我们正确地设计数据库系统,它的出现极大地促进了计算机应用的发展。采用数据库技术的原理和方法可以有效地设计实用的数据库系统。一个完整的数据库系统包括数据库管理系统(DBMS),数据库管理员(DBA)、数据库(DB)、应用程序和相应的硬件设施。
目前许多数据库管理系统都基于关系模型,关系模型的主要特点是用表格结构表达实体,用键表示实体与实体之间的联系。与层次模型和网状模型相比,关系模型比较简单,容易为初学者接受。关系模型是由若干个关系模式组成的集合,关系模式相当于记录类型,它的实例称为关系。每个关系是一张表格。表格简单,用户易懂,用户只需用简单的查询语句就可以对数据库进行数据操作,并不涉及到存储结构,访问技术等细节。关系模型是数学化的模型,要用到集合论,离散数学等知识。SQL语言是关系数据库的代表性语言,已经得到广泛应用。
在设计数据库时,应注意数据的安全性,保证数据的安全,防止非法用户访问数据库,以免泄露重要信息,同时也能51防A止s非法用户的蓄意破坏,有许多保护数据的方法,如采用用户标识,口令密码或访问控制等方法。一个成功的数据库应用系统应具有用户标识,每一个合法用户具有一个用户名和相应的口令,进入数据库应用系统前必须输入正确的口令,否则无法进入系统,这就保证了只有合法的用户才能操作数据库系统。为了保证数据的合法语义,必须对数据库的数据进行完整性约束,即防止用户输入不合语义的数据。
在设计应用软件时,应严格按照软件工程学的方法进行设计,传统的方法采用瀑布模型,从问题定义、可行性分析、需求分析、概念设计、总体设计、系统实现、编码和软件测试、运行和维护等软件生命周期内,每一阶段均在前一阶段的基础上进行设计,并在每一阶段有相应的文档资料。设计数据库系统时应该首先充分了解用户各个方面的需求,包括现有的以及将来可能增加的
需求。数据库设计一般包括如下几个步骤:数据库需要分析,数据库概念结构设计,数据库逻辑结构设计。
4系统概要设计
4.1概述
本阶段设计的基本目标是解决系统如何实现问题,也叫做概要设计,本阶段主要任务是划分
出系统的物理元素及设计软件的结构,完成软件定义时期的任务之后就应该对系统进行总体设
计,即根据系统分析产生的分析结果来确定这个系统由哪些系统和模块组成,这些系统和模块又如何有机的结合在一起,每个模块的功能如何实现。系统设计的目标是使系统实现拥有所要求的功能,同时,力争达到高效率、高可靠性、可修改性,并且容易掌握和使用。模块化的依据是:
把复杂问题分解成许多容易解决的小问题。原来的问题也就变得容易解决。模块化设计是把大型软件按照一定的原则划分成一个较小的相对功能独立又相关联的模块。每个模块完成一个特定的子功能。把这些模块结合起来组成一个整体。完成指定的功能,满足问题的要求。采用模块化原理的优点在于可以使软件结构清晰,容易测试和调试。从而提高软件的可靠性,可修改性。有助于软件开发的组织管理。一个大型软件可分别编写不同的模块。4.2功能模块划分 查询系统模块
该模块实现公交查询功能。可实现按线路查询、站点查询和起点—终点查询三种查询方式。录入系统模块该模块实现数据的新增、修改、删除功能。
4.3.1 数据库概念结构设计
在系统设计的开始,我首先考虑的是如何用数据模型来数据库的结构与语义,以对现实世界进行抽象。目前广泛使用的数据模型可分为两种类型,一种是独立于计算机系统的“概念数据模型”,如“实体联系模型”;另一种是直接面向数据库逻辑结构的“结构数据模型”。在本系统中我采用“实体联系模型”(ER模型)来描述数据库的结构与语义,以对现实世界进行第一次抽象。ER模型直接从现实世界抽象出实体类型及实体间联系然后用ER图来表示数据模型。它有两个明显的优点:接近于人的思维,容易理解;与计算机无关,用户容易接受。但它只是数据库设计的第一步。E-R图是直观表示概念模型的工具,它有三个基本成分:
(1)矩形框,表示实体类型(考虑问题的对象)。(2)菱形框,表示联系类型(实体间的联系)。(3)椭圆形框,表示实体的属性。实体和属性的定义如下:
管理员表(登陆ID,登录姓名,登录密码)站名表(站名编号,站名)
车辆线路编号表(车次,车线类型)
线路表(线路编号,车次,站名,次序)
车辆表(车辆编号,车次,车辆类型,服务类型,票价,IC 卡类型,运行区间)
冬季发车时间表(车次,编号,首班时间,末班时间)
夏季发车时间表(车次,编号,首班时间,末班时间)
4.3.2数据库逻辑结构设计
本系统创建的SQL数据库名称为城市公交查询系统。并将数据文件和日志文件保存在公交查询系统APP_DATA文件夹中。①管理员表(LoginTable)
管理员表存放登陆系统所需要的用户名和密码,登录后台时需要访问此表。
②站名表
站名表存放站名等数据,修改站名需要访问此表。
③车辆线路编号表
车辆线路编号表存放线路编号等数据,修改车辆线路编号将要访问此表。
④线路表
线路表存放公交车线路的数据,修改车辆线路需要访问此表。
5详细设计与实现
5.1.连接数据库的包含文件
在动态网站中,调用数据库中的数据是十分频繁的,为了避免编写重复的代码。编写一个数据库连接文件是非常重要的。DB.cs
文件中包含了本系统中的数据库的连接代码。本系统的数库 的连接代码如下:
public static SqlConnection createConnection(){
SqlConnection
con=new SqlConnection(“server=.;database=城市公交查询系统;uid=sa;pwd=;”);return con;}
5.1.1新增车次线路
此模块为管理员操作,如当地出现新的公交线路,或原有公交车线路有新的站点加入,管理员可以登录此表,及时添加线路和站点的信息,以保证车次线路的及时更新,方便用户查询。添加车次的界面如图所示。
在输入相关车次信息后便进入站名添加过程如图
5.1.2新增车次线路
此模块为管理员操作,如当地出现新的公交线路,或原有公交车线路有所变动是,管理员可以登录此模块,及时添加相关的线路图,以保证车次线路图的及时更新,方便用户查询。添加的界面如图
5.1.3删除车次以及无效站点
此模块同样为管理员操作,如当地哪个公交线路已经被废除,或原有公交车线路有哪个站点被删除,管理员可以登录此表,及时删除线路和站点的信息,以保证车次线路的及时更新,方便用户查询。删除的界面如图
5.1.4删除线路图
该模块在管理员系统中实现,如当地哪个公交线路已经改变,管理员可以登录此模块,及时删除线路图信息,以保证车次线路图的及时更新,方便用户查询。删除的界面如图
6测试与维护
6.1 创建和测试应用程序
为了确保本系统能够正常运行,需要在发布之后做一次较全面的测试。现将具体操作及过程
举例说明如下:
创建和测试应用程序应是交替进行的,既要注意开发的效率也要注意它的稳定性。每编写一个模块,就要对这个模块进行测试,看它能否根据特定的要求工作。及早发现问题,及早解决,否则到最后再来测试的话,难度会大大增加。6.2测试项目
在MIS开发过程中采用了多种措施保证软件质量,但是实际开发过程中还是不可避免地会产生差错,系统中通常可能隐藏着错误和缺陷,不经周密测试的系统投入运行,将会造成难以想象的后果,因此系统测试是MIS开发过程中为保证软件质量必须进行的工作。大量统计资料表明,系统测试的工作量往往占MIS 开发总工作量的40%以上。因此,我们必须重视测试工作。由于程序中隐藏的缺陷只在特定的环境下才有可靠显露,系统缺陷通常是由于对某些特定情况考虑不周造成的。因此测试不是为了表明程序正确;成功的测试也不是没有发现错误的测试。
有意义的软件测试应该是从“破坏”软件系统的角度出发,精心设计最有可以暴露程序系统缺陷的测试方案。因此软件测试的目标应该是以尽可能少的代价和时间找出软件系统中潜在的错误和缺陷。
总结
在公交数字化的时代,公交系统的设计者应当以乘客需求为首位,调整服务策略,满足社会的需要和乘客的需要,充分发挥公交系统交通中心的作用。本系统基本达到了预定的设计目标,但是在系统的实际化应用中仍需要改进和提高公交查询系统的服务职能。系统的不足与改进方案:
在数据库设计方面,还有待改进,数据库设计也可采用别的形式,比如:可以用一个字段作为站点字段,另一个字段作为经过该站点的车次字段,只要找到经过某个站点最多的车次,就可以设计该字段的类型以及长度。其次,系统的实际应用化欠缺,可以通过使用根据起点站、终点站来确定那条路线,给出多种乘车方案的方法改进。线路的更新应该可以通过调整数据库次序的方法来更新。同时,界面的设计不够美观版面的设计以及查询结果的显示不够人化,视觉效果不佳。应当参照一些比较美观的网站设计进行色彩的调整,同时亦可以加入更多的FLASH效果使得页面更具动态性。
致谢
时光飞逝,一转眼我的大学生活就要结束了。这两年我学到了很多很多的知识,是我人生的一个转折。我之所以能取得这些成绩,除了有自己的努力外,在我的学习,生活中还得到了很多人的关心和帮助。在此我要对他们表示衷心的感谢。
首先,我要感谢我的毕业指导老师。在连续数月的毕业设计中,她不遗余力地指导和帮助我。在她孜孜不倦的教诲下,我顺利地完成了毕业设计。老师对工作认真负责的态度,对学生无私的关怀,使我受益良多。我衷心地感谢她。在这里我还要感谢所有指导过我的老师们,没有你们的培养我无法完成两年的大学学业还有,我能有今天,是与我父母的辛勤培养分不开的,他们为我付出了一切。我将在以后的学习、工作中再接再厉,尽我最大的努力做到最好来报答父母的养育之恩。
参考文献
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第五篇:校园综合布线系统设计论文
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校园网综合布线设计
摘 要
现代科技的进步使计算机及网络技术飞速发展,提供越来越强大的计算机处理能力和网络通信能力。综合布线系统就是为了顺应发展需求而特别设计的一套布线系统。对于现代化的大楼来说,就如体内的神经,它采用了一系列高质量的标准材料,以模块化的组合方式,把语音、数据、图像和部分控制信号系统用统一的传输媒介进行综合,经过统一的规划设计,综合在一套标准的布线系统当中,将现代建筑的三大子系统有机地连接起来,为现代建筑的系统集成提供了物理介质。本文主要针对XX学院校园网建设需求提供网络综合布线解决方案,在该方案中主要对化工学院校园网的综合布线的各项需求进行仔细分析,并且详细对设计目标、系统设计原则、设计标准、系统产品选型及产品简介、总体系统设计方案、线槽及线缆布设要求和综合布线测试与验收等内容进行说明。
关键词:校园网,综合布线,网络拓扑
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目录
第一章 绪论.......................................................................................................................2
1.1概述......................................................................................................................2 1.2综合布线的发展过程...............................................................................................2 1.3综合布线的发展趋势...............................................................................................2 第二章 校园网综合布线需求分析.........................................................................................4
2.1用户需求分析.........................................................................................................4 2.2 功能需求...............................................................................................................4 2.3 设计目标...............................................................................................................5 2.4 设计原则...............................................................................................................5 第三章 网络拓扑结构..........................................................................................................7 第四章 综合布线系统设计...................................................................................................8
4.1工作区子系统.........................................................................................................8 4.2水平子系统............................................................................................................8 4.3管理子系统............................................................................................................9 4.4垂直干线子系统...................................................................................................10 4.5设备间子系统.......................................................................................................10 4.6建筑群子系统.......................................................................................................11 第五章 施工组织设计........................................................................................................12
5.1现场管理负责人...................................................................................................12 5.2技术负责人..........................................................................................................12 5.3工作流程.............................................................................................................12 5.4主要施工工序及方法.............................................................................................13
5.4.1剔槽预埋施工部分.......................................................................................13 5.4.2穿接校线施工部份.......................................................................................13 5.4.3设备安装部分.............................................................................................13
第六章 图文展示..............................................................................................................15 第七章 总结.....................................................................................................................18 参考文献.........................................................................................................................19 致谢................................................................................................................................20
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第一章 绪论
1.1概述
综合布线系统是大楼整个智能化系统的子系统之一,是一个完整的集成化通讯传输系统,系统主要采用多模光缆、6类非屏蔽双绞线及3类大对数组成的布线方式,连接语音设备、数据设备、电子通讯设备及网络设备等,并使这些设备与外部相关系统连接,为语音、数据及多媒体应用提供实用、可靠、灵活、可扩展的介质通路,是各智能化及信息系统基础保障。综合布线系统将涉及了项目整个大楼内的计算机网络系统(CN)、通信自动化系统(CA)、办公自动化系统(OA)及楼宇自动化系统(BA)等领域,可以说是一个跨学科、跨行业的系统工程。因此综合布线系统应有总体规划,全局考虑,以确保该系统的稳定,可靠的运行。
1.2综合布线的发展过程
综合布线,能够适应较长一段时间的需求。综合布线的发展与建筑物自动化系统密切相关。传统布线如电话、计算机局域网都是各自独立的。各系统分别由不同的厂商设计和安装,传统布线采用不同的线缆和不同的终端插座。而且连接这些不同布线的插头、插座及配线架均无法互相兼容。办公布局及环境改变的情况是经常发生的,需要调整办公设备或随着新技术的发展需要更换设备时,就必须更换布线。这样因增加新电缆而留下不用的旧电缆天长日久,导致了建筑物内一堆杂乱的线缆造成很大的隐患。维护不便,改造也十分困难。随着全球社会信息化与经济国际化的深入发展,人们对信息共享的需求日趋迫切,就需要一个适合信息时代的布线方案。美国电话电报公司(AT&T)的贝尔实验室(Bell)的专家们经过多年的研究在办公楼和工厂试验成功的基础上,于20世纪80年代末期率先推出SYSTIMATMPDS(建筑与建筑群综合布线系统,现时已推出结构化布线系统SCS。经中华人民共和国国家标准综合布线是一
1.3综合布线的发展趋势
(1)宽带化
综合布线系统主要是从窄带向宽带、从低速率向高速率方向发展。由于计算机数据的接入,综合布线系统应采用开放式的结构,应能支持当前普遍采用的各种局部网络及计算机系统,主要有rs232-c(同步/异步)、星形网、局域/广域网、令牌网、以太网及光缆分布数据接口等。目前,通讯媒介的传输速率已发展到155mb/s,622mb/s等,空间电磁干扰(且为同频干扰)的现象也越来越严重,必须使用屏蔽缆线进行良好的接地。
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由非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线及光缆组成的网络,能适合各种速率的传输要求,也能构成完全宽带综合业务数字网(b-isdn)(2)数字化
整个网络向数字化方向发展是必然趋势。由于国内的电话网络已普遍使用程控交换技术、光缆和数字微波传输技术,从模拟向数字的转化比较容易实现;而电视图像系统目前普遍使用的是模拟制,使用面大且广,向数字化转换有一定的难度。(3)综合化
综合化是综合布线系统的又一发展方向,除综合电话、计算机数据、会议电话、监视电视等之外,更多的是需要综合图像、监控、火灾报警、保安防盗报警、楼宇设备及技术管理系统等。(4)智能化
综合布线是一种开放式结构,能适应智能建筑开放式布局及智能结构的求。(5)个人化
个人化也是一种目标。网络连接后,人们完全可以在家庭办公,将设计文件、信息由网络传向对方。在办公室也无需一人设一张办公桌,而可以随意使用办公室里某个桌子上的电话、计算机工作,使办公自动化达到较高的程度。
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第二章 校园网综合布线需求分析
2.1用户需求分析
设计一个网络,首先要为用户分析目前面临的主要问题,确定用户对网络的真正需求,并在结合未来可能的发展要求的基础上选择、设计合适的网络结构和网络技术,提供用户满意的高质服务。
网络在教学办公环境中起着至关重要的作用,校园网的运作模式会带来大量动态的www应用数据传输,会有相当一部分应用的主服务器有高速接入网络的需求(目前为100/1000Mbps,今后可会更高)。这就要求网络有足够的主干带宽和扩展能力。同时,一些新的应用类型,如网络教学、视频直播/广播等,也对网络提出了支持多点广播和宽带高速接入的要求。
除上述考虑外,还要注意到由于逻辑上业务网和管理网必须分开,所以建成后校园网应能提供多个网段的划分和隔离,并能做到灵活改变配置,以适应教学办公环境的调整和变化,及实现移动教学办公的要求。按目前通常的考虑,建议数据信息点的接入以交换10/100Mbps自适应以太网端口接入为主,以供带宽需求较高用户或应用使用。整个方案设计的目的是建设一个集数据传输和备份、多媒体应用、语音传输、OA应用和Internet访问等于一体的高可靠、高性能的宽带多媒体校园网。
2.2 功能需求
(1)满足计算机教学科研、行政办公需要,提供各种教学、办公工具和支撑平台,并提供丰富的计算机软硬件系统资源。
(2)具有完善的办公事务处理能力,包括电子公文传递、电子公文管理、电子邮件、邮件收发等无纸办公自动化功能。
(3)满足信息情报交流的需要,方便学校各级领导和教学科研人员对各种信息资料、科技情报的检索和查阅。包括Web查询、电子公告、电子新闻等。
(4)具有远程通信能力,借助电话网等通信手段,以最低的通信成本,方便地实现远程互联,跨越地域限制,满足学校要求,加强各单位之间的业务联系和信息资源共享。
(5)具有收集、处理、查询、统计各类信息资源的能力,充分利用原有数据资源,为学校领导提供准确、快捷的数字信息,实现数据化管理和智能化决策。
(6)学校网络系统要确保整个计算机网络系统的可靠性、安全性,具有一定的冗余。容错能力强,确保信息处理安全保密。
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(7)学校信息网络系统要保证实用和技术先进,便于非计算机专业人员使用,并能不断满足学校未来业务发展的需要,具有很强的扩展能力。
2.3 设计目标
(1)构架千兆校园网主干,实现教学办公综合楼、教学楼、图书馆、教工宿舍楼、男生宿舍、女生宿舍群的互联。
(2)每个教室、实验室、办公室、教工宿舍学生宿舍均可实现100M的校园网接入,实现信息资源的充分共享。学校领导、老师、学生可以随时随地进入校 园网获取校园网信息。
(3)校园网将采用10M光纤接入中国电信网络。(4)校园网必须安装内容过滤器,以过滤网站不良信息。(5)校园网将建立一个OA系统,以便于学校无纸化办公。
(6)校园网将构建一个完整的网络防毒系统,以有效地杜绝病毒的传播。
(7)校园网必须能进行全网的智能化管理,使系统管理员能够方便、高效地实现网络管理。
(8)校园网的一期建设必须为以后网络建设预留发展和扩容的空间。
(9)要求校园网的交换机设备必须采用同一厂家的产品,服务器也统一品牌,全网综合布线产品尽量全部统一。
2.4 设计原则
(1)经济性
在一定的资金资源下,建立一个高水平、完善的计算机网络。为了适应系统变化的要求,必须充分考虑以最简便的方法、最低的投资,实现系统的扩展和维护。把当前先进性、未来可扩展性和经济可行性结合起来,保护以往投资,实现较高的总体性能价格比。通常情况下,综合布线系统的使用寿命为10~15年。(2)灵活性
综合布线系统采用AMP所生产的超五类UTP双绞线作为传输介质,物理上采用星型拓扑结构,因此所有的信息通道全部可以通用。所有设备的接入、改动或者移除均不改变布线系统,只需增减相应的网络设备以及必要的跳线来连接即可。另外,一个标准的插座,既可接入电话,又可用来接计算机终端,实现语音/数据相互转换。(3)可靠性
综合布线采用高品质的材料和组合压接的方式构成一套高标准的信息通道,每条通道都采用专用的仪器校核线路衰减、串音、信噪比,以保证电气的能力,因而不会造成信息的交叉干扰。另外物理拓扑星形结构的特点,使得任何一条线路故障均不影响其他
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线路的运行,同时为线路的运行维护及故障检测及维修提供了方便,从而保障了系统长时间的可靠运行。(4)冗余性
在整个校园网的设备选择及综合布线中,为了方便今后的扩展,网络的核心交换机、汇聚层交换机和接入层交换机都至少留了三个以上的备用端口,冗余的端口为今后教学大楼进行办公室扩展都十分的方便,在综合布线的垂直主干道布线中,为了防止线路故障会导致整个网络瘫痪,布线中采用了两条主干道,都充分的考虑到网络冗余,为日后网络的管理与维护都提供了便利。
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第三章 网络拓扑结构
网络拓扑结构是指用传输媒体互联各种设备的物理布局,就是把网络中的计算机等设备连接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互的连接,它的结构主要有星形拓扑结构、总线型拓扑结构、环形拓扑结构、树形拓扑结构和网状拓扑结构。本次设计采用的是星形拓扑结构,星形拓扑结构是目前广泛而又首选使用的网络拓扑设计之一。星形拓扑结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站。在星形拓扑结构中,网络中的各个节点通过点到点的方式连接到一个中央节点上,又该节点向目的地的接点传送信息。由于这一特点,也带来了易于维护和安全的优点。
根据目前的情况和用户的要求,决定学院校园网的主要任务是将图书馆、办公楼、教学楼、宿舍以及家属楼连入校园网,构建校园网络的初步框架,为以后网络规模的进一步扩展打下坚实的基础。
由于目前校园网的主节点放置在计算机教室,而且教师宿舍的使用量不会很大,所以目前网络的拓扑结构呈星形,即以中心机房为核心,向教学大楼、教师宿舍和学生宿舍以及家属楼辐射,建筑物间要使用多模千兆光纤连接。
如图3.1所示:
3.1 网络拓扑结构图
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第四章 综合布线系统设计
4.1工作区子系统
工作区子系统中各工作区采用高架地板布线式,该方式非常适合信息点数量较多的场合,施工简单,方便管理,布线美观,并且可以随时扩充。先在高架地板下安装布线管槽,然后将从走廊地面或桥架中引入缆线穿入管槽,在连接至安装于地板的信息插座即可。安装在墙壁上的信息插座应距离地面30cm以上。信息插座与计算机终端设备的距离保持在5m以内。每一个工作区至少应配置一个220V交流电源插座,工作区的电源插座应选用带保护接地的单相电源插座,保护地线与零线应严格分开。终端网卡的类型接口要与线缆类型接口保持一致。所有工作区所需的信息模块数为3256个、信息插座3567个、面板的数量7544个。在使用双绞线跳线时所需的RJ-45水晶头数量为86564个。
图4.1 工作区子系统和实物图
4.2水平子系统
水平子系统主要是实现信息插座和管理子系统,即中间配线架间的连接。水平子系统指定的拓扑结构为星形拓扑。
水平子系统布线距离应不超过90m,信息插孔到终端设备连线不超过10m,RJ45埋入式信息插座与其旁边电源插座应保持20cm的距离,信息插座和电源插座的低边沿线距地板水平面30cm,水平双绞线布线从房间内的信息点引出并布到相应的配线机柜内。其设计采用PVC线槽安装。预埋在墙体中间的最大管径为50mm。楼板中暗管的最大管径为25mm。直线布管每30m处设置过线盒装置,暗管的转弯角度大于90度,根据整个怀德高中校园网综合布线设计方案,对配置信息点插座应采取安装在墙底面壁上,楼间连接
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选用6芯多模光纤,从校园平面图可以大致估算出实际距离,部分可以利用原有的管道,其余采用架空方式或从新铺设地下管道。水平电缆自插座(距地面通常为30CM)走墙内预埋管,至吊顶出房间汇至走廊水平线槽,最后至楼层配线间,走廊的吊顶上应安装有金属线槽,进入房间时,从线槽引出金属管,以埋入方式沿墙壁而下(或上)到各个信息点。
图4.2水平子系统实物图
4.3管理子系统
管理子系统由交连、互连和输入/输出组成,实现配线管理,为连接其它子系统提供手段。包括配线架、跳线设备及光配线架等组成设备。设计管理子系统时必需了解线路的基本设计原理合理配置各子系统的部件。
将各个楼层的信息点通过PVC管槽走墙边通向各个楼层的配线机柜,机柜里放置超5类24口配线架,对各个信息点的接头进行跳线配置,再通过配线架与交换机相连。采用超5类24口配线架(由安装板和超5类RJ45插座模块组合而成),可安装在19标准机架上,只占用1U空间,占用地方小,搬运迁移方便。插座正面是标准的RJ45插座,端口性能达到超五类性能的要求,屏蔽性能完全符合标准要求。数据主干光缆的端接采用普天抽屉式12端口光纤分线盒。超5类系列跳线在设备间用于连接配线架到网络设备端口,在终端用于连接墙面插座到终端设备的计算机网络接口。由于信息点较多,所以我们采用一个房间来放置。
图4.3 管理子系统和实物图
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4.4垂直干线子系统
垂直干线子系统拓扑结构为星型拓扑结构,这是因为星型拓扑结构便于管理,星型拓扑结构的所有通信都要经过中心节点来支配,所以维护管里比较方便,便于重新配置,用户可以在楼层配线架上任意增加、删除、移动、互换某个或某些信息插座,而且仅仅涉及它们所连接的终端设备,便于故障隔离与检测。垂直干线主干我们采用8芯多模光纤多模,其优点有:光耦合率高,纤芯对准要求相对较宽松。当计算机数据传输距离超过100米时,用光纤作为主干将是最佳选择,其传输距离可达到2公里。并具有大对数电缆无法比拟的高带宽和高保密性、抗干扰性。光纤电缆敷设时不应该绞结。布线时要走线槽。并且光纤电缆在地下管道中穿过时要用PVC管。在拐弯处,其半径50cm。光纤电缆的室外裸露部分要加铁管保护,铁管要固定牢固。不要拉得太紧或太松,并要有一定的膨胀收缩余量。而在埋地走线时,要加铁管加以保护以防止发生意外。
图4.4 垂直子系统和实物图
4.5设备间子系统
设备间子系统由设备室的电缆、连接器和相关支持硬件组成,把各种公用系统设备互相连接起来。本校园网采用多设备间子系统,包括网络中心机房、办公教学楼、其公共场所设备间子系统。网络中心机房设备间配线架、交换机安装在标准机柜中,光纤连接到机柜的光纤连接器上。办公教学楼、图书馆等设备间子系统配备标准机柜,柜中安装光纤连接器、配线架和交换机等,通过水平干线线缆连接到相应网络机柜的配线架上,通过跳线与交换机相连。并且管理间电缆孔是一个很短的管道,是直径为10cm的钢性金属管做成,把它嵌在混凝土地板中,这是在浇注混凝土地板时嵌入的,比地板轮廓高出2.5~10cm。电缆捆在钢绳上,而钢绳又安稳到墙上已铆好的金属条上。而设备间我们所用电频次50Hz;电压:380V/220V,为了遵照设备间放置的设备及就业须要,可用玻璃将设备阻隔成若干个房间。隔断能够选用防火的铝合金或轻钢作龙骨,安置10mm厚玻璃。或从地板面至1.2m安置难燃双塑板,1.2m以上安置10mm厚玻璃。
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图4.5设备间子系统和实物图
4.6建筑群子系统
建筑群子系统是实现建筑之间的相互连接,提供楼群之间通信设施所需的硬件。建筑群之间可以采用有线通信的手段,也可采用微波通信、无线电通信的手段。在有线通信线缆中,建筑群子系统多采用62.5/125um单模光纤,起最大传输距离为1km,满足学院网内的距离需求,并把光纤埋入到地下管道中即直埋电缆布线。在校园网综合布线设计方案中将使用光纤把各教学办公综合楼、教学楼、图书馆、宿舍楼互联。并集中于教学办公综合楼网络中心,其敷设方式采用暗埋深沟填铺的方式进行。在设计中进入主设备间的所有光纤、大多数电缆、电信电缆都采用金属桥架或钢管进行硬件保护,同时采用IDC线对保护器对铜缆予以电气保护,避免人员和设备免遭外部电压和电流的伤害。
图4.6 建筑群子系统和实物图
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第五章 施工组织设计
5.1现场管理负责人
具有大中型智能化系统工程项目的管理与实施经验,技术知识、技能全面和良好的个人综合素质,负责组织本项目实施方案建设,现场组织、实施、协调和管理工作;制作更新与任务相关的工程文档;解决工程实施过程中出现的不可预测、妨碍进度的因素。具体管理和协调以下事项:
组织实施:根据建设方、监理方和项目经理要求随时修改调整实施过程; 项目进度:合理控制各阶段工程进度和监督进度完成情况;
质量监督:随时进行质量检查,发现和处理实施过程中的施工、设备质量问题; 协调配合:就工程具体事项协调相关部门和各工种,配合工程实施;
材料管理:根据工程需要调配材料及设备,办理各类交接手续,并提供相应的合格证、检验证明等材料;
质量验收:根据方案设计的技术要求和有关标准,安排对本项目进行验收; 扫尾工作:解决本项目的有关遗留问题。
5.2技术负责人
要求具有丰富工程设计经验,作为主要人员参加过大中型智能化系统工程的设计。协助项目经理共同完成工程建设任务,及时解决工程实施中遇到的技术问题,对变更内容做出相应的变更设计。对沾化系统集成工程的需求和建设目标进行分析,提出所采用的技术和设备配置要求,对工程中出现的问题进行分析,并指导解决问题。
5.3工作流程
项目组成员,分工明确,责任到人,同时还应发扬相互协作精神,严格按照各项规章制度、工作流程开展工作。大致分两步进行:
第一步:设计-包括工程方案设计和实施方案设计,工程方案设计由技术负责人组织,设计支持小组负责完成;实施方案设计由项目经理负责组织,工程总监协助工程技术组、系统集成组、质量检验组、现场项目管理组负责完成。
第二步:是实施,由项目经理负责组织,由现场实施组、设备材料管理组、质量检验组完成。技术支持组作为支援。
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5.4主要施工工序及方法
综合布线系统工程主要施工工序:剔槽预埋施工部分、穿接和绞线施工部份、设备安装部分、调试初验部分。5.4.1剔槽预埋施工部分
预埋的施工是安装工程施工中的基础部份,管路的预埋应根据图纸所标注的类别选择相应管径的PVC管。由于本工程的主体建筑已完成,因此预留预埋管已无法实施,只能在墙体上剔槽埋管,要求如下:
(1)查阅施工现场的相关管网图,确认开槽埋管的正确位置。
(2)对与小口径的PVC管弯管时应用弯管弹簧弯折,弯曲半径大于6倍管径。(3)对墙面隐蔽预埋管路,应做到图纸所标点的位置,误差距离不得超过150mm。(4)墙面预埋管路应垂直于地面,不得斜拉管路。
(5)对有弱电井部分,管子出口应排列整齐,所留长度相等。
(6)所有PVC管预埋,在管口处应用防水胶带包严,并做标记,利于找管。
(7)终端暗盒预埋时应做到与水电暗盒标高一致,以水平黑线向下700mm,但实际安装时应多和水电协调暗盒标高。
(8)对预留预埋剔槽部分,在施工中应作为管理重点,有如下要求:
严令禁止在土建粉墙后剔槽,剔槽必须在砖墙面上完成,可安排在各层拆模后的第二天进行。剔槽切忌野蛮施工,不得大面积破坏墙体,或把砖墙剔得对穿。墙面剔槽深度必须保证预埋管能埋入墙体,不影响土建抹灰。在剔槽前应在砖墙上,或地面上弹水平墨线,保证剔槽的垂直度。空心砖剔槽时,不宜用斧子剔槽,宜用施工锤斧口一面敲剔。凡用开槽机剔槽者,必须浇水剔槽。不得强制性剔槽。剔槽时不得破坏板面钢筋,只能剔去混凝土的表面保护层,或墙面抹灰层。板面剔槽时不得破坏板面结构,或打通板面。对于预埋管路应及时找管穿铁丝,铁丝应捆绑于管口部位防止脱落。5.4.2穿接校线施工部份
铁丝拉线时,用力要均匀,防止拉断线。整卷线在穿线前必须用万用表检查是否有断线。终端盒接线宜留长度为200mm。穿线后及时用万用表检查线路的通断情况。用万用表查线时应在欧姆档1*10档位以下测线,同时对每根线进行短路、开路测试,对多芯线的检测,应进行每根线间的交叉测量,确保线路通畅,无短路现象。或用摇表检测线路,确认无对地短路,或线路破损现象。每根线要在两端头用白胶布注明线号、楼层号,并在图纸上注明。弱电井内的线应分线号,分线材类别缠绕整齐。采用接线端子时,接线应牢固,无松脱现象。5.4.3设备安装部分
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施工前应对所安装的设备外观、型号规格、数量、标志、标签、产品合格证、产地证明、说明书、技术文件资料进行检验,检验设备是否选用厂家原装产品,设备性能是否达到设计要求和国家标准的规定,认真阅读设备安装说明书。由专业技术工程师指导施工人员进行样榜施工。设备通电运行前必须仔细检查线路情况,避免短路烧坏设备。设备安装端正,保持表面清洁。严格按照设备接线图进行接线。所有设备应设接地端,并良好连接接入大楼接地端。设备通电由专业项目负责人把关,确保万无一失。设备安装位置应符合设计要求,便于安装和施工。
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第六章 图文展示
教学楼综合布线设计,按照每层20间教室,每个教室分配两个数据信息点,分别进行网络连接和监控设施,保卫室放置一个数据信息点和一个语音点,休息室只放置一个数据信息点。在一层放置设备间,整栋楼一共120间房,除掉卫生间,需要安装239个数据信息点和31个语音点。
教学楼的平面图如图6.1
图6.1 教学楼的平面图
图书馆综合布线设计,房间虽不多但图书馆内含有电子阅览室,自习室,信息点也需增加,配置了336个数据信息点,68个语音点。
图书馆的平面图如图6.2
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图6.2 图书馆的平面图
对宿舍楼进行综合布线设计,按照每层36间寝室,每个寝室分配两个数据信息点,保卫室放置一个数据信息点和一个语音点,在一层放置设备间,整栋楼一共216间房,除掉卫生间,需要安装431个数据信息点和1个语音点。
宿舍楼的平面图如图6.3
图6.3 宿舍楼的平面图
楼宇平面图如图6.4
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图6.4 楼宇的平面图
实体墙图如图6.5
图6.5 实体墙图
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第七章 总结
本次设计对这一学期的学习成果进行了一次大检验,让理论和实践进行了一次紧密联系。在系统的设计过程中,感到自己有很多需要改进的地方。通过对大楼综合布线的设计,我学到了很多东西。首先综合布线系统包括工作区子系统、配线(水平)子系统、干线(垂直)子系统、设备间子系统、管理子系统和户外子系统。其次,综合布线系统的特点主要表现为它的兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性等等。在设计时应注意网络综合布线的一般性原则,注意具体情况具体分析,不要过于盲目地进行设计,要考虑问题具体、全面,更好地设计综合布线方案。
总之,综合布线全面考察了一个学生对网络的理解,网络的性能以及网络施工方面的能力与技术,通过本次课程设计我学会了很多知识,不但熟悉了课堂上的学习内容,加深了我对综合布线的理解,但是由于个人的原因,对知识掌握不牢固,有些知识点还没有学透、学会,所以在设计方案中还存在一些问题,同时,在学习的过程中,我通过主动请教同学以及去图书馆看书,顺利地完成了这一次的课程设计报告,也学会了如何去解决困难,如何自学,学到了许多课堂上学不到的东西。
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参考文献
[1]胡云《综合布线教程》2009年2月第一版,中国水利水电出版社 [2]温晞《网络综合布线技术》2012年8月第二版,中国铁道出版社 [3]彭文生《智能建筑设计标准》2011年4月第一版,复旦大学出版社 [4]尚凤琴《大楼综合布线系统总规范》2012年3月第三版,人民邮电出版社 [5]黄明章《综合布线详解》2010年3月第二版,石家庄出版社
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致谢
毕业设计已经接近尾声了,自己在这一段时间里受益匪浅,收获良多。首先非常感谢学校给了我这次锻炼的机会,使得我在校园网络规划和设计能力上有了很大的提高,同时还增强了我的实践能力。其次我要感谢我的指导老师,正是他严谨细致、一丝不苟的作风一直作为我学习中的榜样,而他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。感谢他们对我的支持和鼓励,感谢他们给予我精心的指导,从论文的选题到相关资料的搜集再到各个方案的实施步骤,正是由于他们的帮助,我才能有信心顺利完成毕业设计。同时我也感谢我大三期间网络技术老师,网络综合布线老师,正是他们平时对我的严格要求为我打下扎实的计算机网络基础;也要感谢所有的同学们,正是因为有了他们的支持和帮助,此次毕业设计才会顺利完成。
最后,再次向支持和帮助我完成论文的老师和同学表示最真诚的致谢
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