第一篇：現代溫室大棚監測控制系統技術特點與典型應用

現代溫室大棚監測控制系統技術特點與典型應用

概述

隨著國民經濟的迅速發展，現代農業得到了長足的進步，溫室工程已成為高效農業的一個重要組成部分。計算機自動控制的智能溫室自問世以來，已成為現代農業發展的重要手段和措施。溫室大棚監測控制系統的功能在于以先進的技術和現代化設施，人為控制作物生長的環境條件，使作物生長不受自然氣候的影響，做到常年工廠化，進行高效率，高產值和高效益的生產。托普物聯網研制的溫室大棚監測控制系統是用通用組態軟件結合自動化設備在現代農業上的一個典型應用，該系統很好地完成了溫室大棚環境監控的各項需求，為此類需求呈現了一個成熟的方案。

一、溫室大棚監測控制系統簡介

1、系統定義

智能溫室監測系統就是根據無線網絡獲取的植物實時的生長環境信息，如通過各個類型的傳感器可監測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、植物養分含量等參數。

該系統利用物聯網技術，可實時遠程獲取溫室大棚內部的空氣溫濕度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、光照強度及視頻圖像，通過模型分析，遠程或自動控制濕簾風機、噴淋滴灌、內外遮陽、頂窗側窗、加溫補光等設備，保證溫室大棚內環境最適宜作物生長，為作物高產、優質、高效、生態、安全創造條件。同時，該系統還可以通過手機、PDA、計算機等信息終端向農戶推送實時監測信息、預警信息、農技知識等，實現溫室大棚集約化、網絡化遠程管理，充分發揮物聯網技術在設施農業生產中的作用。本系統適用于各種類型的日光溫室、連棟溫室、智能溫室。

2、系統組成

該系統包括：傳感終端、通信終端、無線傳感網、控制終端、監控中心和應用軟件平臺。（1）傳感終端

溫室大棚環境信息感知單元由無線采集終端和各種環境信息傳感器組成。環境信息傳感器監測空氣溫濕度、土壤水分溫度、光照強度、二氧化碳濃度等多點環境參數，通過無線采集終端以GPRS方式將采集數據傳輸至監控中心，以指導生產。

（2）通信終端及傳感網絡建設

溫室大棚無線傳感通信網絡主要由如下兩部分組成：溫室大棚內部感知節點間的自組織網絡建設；溫室大棚間及溫室大棚與農場監控中心的通信網絡建設。前者主要實現傳感器數據的采集及傳感器與執行控制器間的數據交互。溫室大棚環境信息通過內部自組織網絡在中繼節點匯聚后，將通過溫室大棚間及溫室大棚與農場監控中心的通信網絡實現監控中心對各溫室大棚環境信息的監控。

（3）控制終端 溫室大棚環境智能控制單元由測控模塊、電磁閥、配電控制柜及安裝附件組成，通過GPRS模塊與管理監控中心連接。根據溫室大棚內空氣溫濕度、土壤溫度水分、光照強度及二氧化碳濃度等參數，對環境調節設備進行控制，包括內遮陽、外遮陽、風機、濕簾水泵、頂部通風、電磁閥等設備。

（4）視頻監控系統

作為數據信息的有效補充，基于網絡技術和視頻信號傳輸技術，對溫室大棚內部作物生長狀況進行全天候視頻監控。該系統由網絡型視頻服務器、高分辨率攝像頭組成，網絡型視頻服務器主要用以提供視頻信號的轉換和傳輸，并實現遠程的網絡視頻服務。在已有Internet上，只要能夠上網就可以根據用戶權限進行遠程的圖像訪問、實現多點、在線、便捷的監測方式。

（5）監控中心

監控中心由服務器、多業務綜合光端機、大屏幕顯示系統、UPS及配套網絡設備組成，是整個系統的核心。建設管理監控中心的目的是對整個示范園區進行信息化管理并進行成果展示。

（6）應用軟件平臺

通過應用軟件平臺可將土壤信息感知設備、空氣環境監測感知設備、外部氣象感知設備、視頻信息感知設備等各種感知設備的基礎數據進行統一存儲、處理和挖掘，通過中央控制軟件的智能決策，形成有效指令，通過聲光電報警指導管理人員或者直接控制執行機構的方式調節設施內的小氣候環境，為作物生長提供優良的生長環境。

二、功能敘述

溫室環境包括非常廣泛的內容，但通常所說的溫室環境主要指空氣與土壤的溫濕度、光照、CO2濃度等。計算機通過各種傳感器接收各類環境因素信息，通過邏輯運算和判斷控制相應溫室設備運作以調節溫室環境。輸出和打印設備可幫助種植者作全面細致的數據分析，保存歷史數據。本系統主要具備以下幾部分功能： 綜合環境控制

采用計算機實現環境參數比較分析，四季連續工況調控系統。，比例調節環境溫度、濕度與通風。CO2 發生裝置按需比例調節環境CO2濃度，夏季室外屋頂噴淋，在保證室內光照強度的前提下，組合調節環境溫度與通風，達到強制降低環境溫度的效果。通過計算機對溫室各電動執行器進行整體調節，自動調控到作物生長所需求的溫、濕、光、水、氣等條件，另外通過臭氧消毒凈化器對溫室進行消毒。肥水灌溉控制

采用計算機肥水灌溉運籌系統。根據作物區的需要，對水培區的營養液成分，PH和EC值進行 綜合調控。對基培和土培區主要是根據作物生產需要，設定基質、土壤的水勢值，自動調節滴灌、噴灌系統的灌溉時間和次數。緊急狀態處理

采用計算機實測環境參數、狀態極限值反饋報警保護系統。根據作物的各項參數設定溫室環境的極限值和作物生長環境參數極限值報警保護系統，提高了整個系統安全性。信息處理

采用計算機集散控制信息管理系統。信息處理由中心控制計算機完成。主機通過局部數字通訊網絡與現場控制機相連，實現遠動雙向控制及全系統集中數據處理。其功能包括運行實時參數執行器模擬狀態顯示，歷史數據存儲、檢索，數據平均值報表、曲線顯示與打印。

三、溫室的環境參數指標

針對本系統所涉及的兩棟溫室，根據栽培的作物和所處的環境，具體參數如下： 1.葡萄溫室

a、在冬季休眠期約90多天需保持溫室內溫度為5℃。休眠期以后白天需控制溫室內溫度為25-30℃，夜間需控制在15-18℃。

b、濕度需保持在50-75%不能超過95%。c、光照強度應保持在45000-55000勒克斯

d、二氧化碳濃度在上午日出后到10點左右保持在1000PPM左右。e、PH值保持在7-7.5。

f、EC值離子總濃度保持在1‰-2‰，隨時進行調整。2.黃瓜、番茄溫室：

a、在苗期需保持溫室內溫度在13-15℃，定植后白天上午應保持在25-28℃，下午應保持在20-25℃，夜間應保持在15-18℃。

b、濕度黃瓜在白天保持在70-75%，夜間保持在85-90%；番茄白天保持在65-75%，夜間保持在75-85%。c、光照強度番茄應保持在50000勒克斯左右，保證12個小時光照；黃瓜應保持在40000勒克斯左右，保證8-10小時光照。

d、二氧化碳濃度在上午日出后到10點左右保持在1000PPM左右。e、PH值保持在6.5-7.5。

f、EC值離子總濃度保持在1‰-2‰，隨時進行調整。

黃瓜和番茄在冬季早春即11月中旬至下年2月上旬期間比較關鍵。

以上參數在監控軟件中進行編寫，環境參數超出設定范圍時進行相應調節同時產生報警提醒值 班人員注意。

托盤物聯網簡介

托普物聯網是浙江托普儀器有限公司旗下的重要項目。浙江托普儀器是國內領先的農業儀器研發生產商，依據自身在農業領域的研發實力，和自主研發的配套設備，在農業物聯網領域嶄露頭角！

托普物聯網以客戶需求為源頭，結合現代農業科技、通信技術、計算機技術、GIS信息技術，以及物聯網技術，竭誠為傳統行業提供信息化、智能化的產品與端到端的解決方案。主要有：大田種植智能解決方案、畜牧養殖管理解決方案、食品安全溯源解決方案、食用菌種植智能化管理解決方案、水產養殖管理解決方案、溫室大棚智能控制解決方案等。

托普物聯網三大系統產品

我們知道物聯網主要包括三大層次，即感知層、傳輸層和應用層。因此托普物聯網產品主要以這三個層次延伸，涵蓋了感知系統（環境監測傳感設備）、傳輸系統（數據傳輸處理網絡）、應用系統（終端智能控制平臺。）

托普物聯網模塊化智能集成系統

托普物聯網依據自身研發優勢，開發了多種模塊化智能集成系統。

1、傳感模塊：即環境傳感監測系統。它依據各類傳感設備可以完成整個園區或完成對異地園區所需數據監測的功能。

2、終端模塊：即終端智能控制系統。它可以完成整個園區或遠程控制異地園區進行自動灌溉、自動降溫、自動開啟風機，自動補光及遮陽，自動卷簾，自動開窗關窗，自動液體肥料施肥、自動噴藥等各類農業生產所需的自動控制。

3、視頻監控模塊：即實時視頻監控系統。主要是通過監控中心實時得到植物生長信息，在監控中心或異地互聯網上既可隨時看到作物的實時生長狀況。

4、預警模塊：即遠程植保預警系統。可以通過聲光報警、短信報警、語音報警等方式進行預警。

5、溯源模塊：即農產品安全溯源系統。該系統對農產品從種植準備階段、種植和培育階段、生長階段、收獲階段等對作物生長環境、噴藥施肥情況、病蟲害狀況等實施實時信息自動記錄，有據可查，在儲藏、運輸、銷售階段采用二維碼或者RFID射頻技術對各個階段數據記錄，這樣就能實現消費者拿到農產品時通過終端設備或網絡就能查看到各類信息，才能放心食用。

6、作業模塊：即中央控制室。可通過總控室對整個區域情況進行監測，包括各個區域采集點參數、控制作業狀態、實時視頻圖像、施肥噴藥狀況、報警信息等。

第二篇：太陽能溫室大棚監測控制系統方案設計

太陽能溫室大棚監測控制系統方案設計

為適應市場的需求，目前溫室大棚在國內外都得到了廣泛的應用，其中以美國、日本、荷蘭等國家發展最為迅速，基本實現了環境智能監控和遠程監測。而在國內，大部分溫室大棚未采用智能控制技術，且存在環境控制能力低、自動化程度落后、價格昂貴等缺點，這在很大程度上降低了溫室農作物的產量與質量，因此，廣泛實現溫室的智能監控很有必要。此外，維持溫室大棚的正常運行需要提供充足的電能，而一般大型的溫室大棚位于離居民生活區較遠的空曠地區，對電能的利用并非很方便，但是太陽能資源豐富，因此如何實現對太陽能的利用成為一個值得思考與解決的問題。

設計思想

要實現對太陽能的利用，可以借助于太陽能電池實現光電轉換，近年來太陽能電池的轉換效率與使用壽命都有了很大的提高，目前單晶硅的轉換效率可達30％左右。因此利用太陽能光伏系統為溫室大棚供電成為了可能，為提高太陽能利用率，可采用MPPT和光伏系統自跟蹤技術。影響農作物的生長因子主要有：溫度、濕度、CO2濃度以及光照。實現對各生長因子的智能控制，能很大程度地提高農作物的產量與質量。

基于太陽能供電的溫室環境智能監控系統框圖如圖1所示。

太陽能溫室大棚監測控制系統框圖 模塊化設計

2．1 太陽能供電模塊

該模塊主要包含MPPT的實現、蓄電池充放電監控、自跟蹤系統以及電壓轉換4個部分。MPPT的實現和自跟蹤系統均是為了實現太陽能更高效率的利用，蓄電池充放電監控則是對蓄電池、太陽能光伏組件陣列以及負載的保護，電壓轉換使得該系統可為各種交流和直流負載供電。太陽能供電模塊框圖如圖2所示。

2．1．1 MPPT的實現

MPPT即最大功率點跟蹤，是指控制器能夠實時偵測太陽能板的發電電壓，并追蹤最高電壓電流值，使太陽能電池板以最高的效率對蓄電池充電。MPPT控制的原理實質上是一個自動動態尋優的過程，通過功率的比較來改變占空比和脈寬調制信號，進而改變太陽能電池板的工作負載，改變輸出功率點的位置，以達到最優。實現MPPT通常需要斬波器來完成DC／DC轉換，斬波電路分為BUCK電路和BOOST電路。本文中利用BUCK變換器來實現MPPT，通過調節BUCK變換器的PWM占空比輸出，使負載等效阻抗跟隨太陽能光伏組件陣列的輸出阻抗，從而使光伏陣列在任何條件下均可獲得最大功率輸出。BUCK電路實際上是一種電流提升電路，主要用于驅動電流接收型負載，直流變換通過電感完成，其電路圖如圖3所示。

故通過調節占空比即可調整輸出負載，從而可使太陽能光伏組件陣列工作在最大功率點。占空比的調節是通過控制Q基極電壓來實現，可借助于單片機編程加以控制。

2．1．2 蓄電池充放電監控電路

蓄電池充放電監控電路是為了防止蓄電池組過充、過放等現象，蓄電池組在整個系統中起到儲存與提供能量的作用，在硬件上可借助于單片機來實現，其軟件程序流程圖如圖4所示。

2．1．3 自跟蹤系統

為了實現對太陽能更大限度的利用，要保證太陽光每時每刻都垂直照射在太陽能電池板上，即太陽能電池板必須跟隨這太陽的運動而運動。目前常用的自跟蹤方法有勻速控制方法、光強控制方法、時空控制方法。為了方便實現并達到較好的跟蹤效果，可以將勻速控制法與光強控制法相結合。并通過對實際光強與設定值的比較，分別采取緊跟蹤、疏跟蹤以及不跟蹤的措施。在硬件上可以通過單片機、太陽光跟蹤傳感器、光強測定器等實現。

2．1．4 太陽能應用于溫室的前景

目前使用太陽能光伏陣列進行供電需要占用一定的土地資源來安放太陽能電池板，然而現在已經生產出了半透明太陽能組件，此外透明太陽能電池組件也在進一步研究中，這使得將太陽能電池安裝在溫室頂部成為了可能。而且太陽能電池的轉換效率在不斷提升，因此太陽能光伏系統的廣泛使用將成為必然趨勢。

2．2 智能監控模塊

智能監控模塊的主要部分為傳感器模塊、A／D轉換模塊、微處理器以及各因子的控制設備。

2．2．1 傳感器的選取

測溫設備選擇SLST系列數字傳感器，它是采用美國Dallas半導體公司的DS18B20數字化溫度傳感器，為不銹鋼外殼封裝，防水防潮，且具有高靈敏度和極小溫度延遲，現場溫度以“一線總線”的數字方式傳輸，大大提高了系統的抗干擾性能。其測溫范圍為-55～+125℃，溫度準確度為±0．5℃，可直接將溫度轉換為串行數字信號供單片機處理。溫室內濕度的測量采用JCJ100MH濕度變送器，其采用高精度濕敏電容進行測量，具有靈敏度高、穩定性好、準確度高和使用壽命長 等特點。其工作環境為-40～80℃，輸出電壓范圍為0～5 V，濕度測量范圍為0～100％，均滿足溫室測量的需求。土壤濕度的測量采用高精度土壤水分傳感器，它采用世界先進技術的土壤濕度傳感器，精密、可靠、耐用，可直接連接至數據采集器，可長期埋設在地下任意深度，連續測量，其測量范圍為0～100％，工作電壓為7～15 V，輸出0～1．1 V的電壓信號，可經適當放大后供A／D轉換。光照度的測定可以采用KITOZER系統光照度變送器。該種變送器以對弱光也有較高靈敏度的硅蘭光伏探測器為傳感器，具有測量范圍寬、線性度好、防水性能好、傳輸距離遠等特點，其工作電壓為12～30 V，測量范圍為0～200 000 LUX，支持二線制4～20 mA電流輸出、三線制0～5 V電壓輸出、液晶顯示輸出以及RS 232，RS 485網絡輸出，適合在溫室大棚環境下使用。CO2濃度的測定可采用FIGARO公司生產的TGS4160，它是一種固態電化學型CO2傳感器，具有體積小，壽命長，選擇性和穩定性好等特性。因為它的預熱時間較長，故適合在室溫下長時間通電連續工作。它的測量范圍為0～5 000 ppm，使用壽命2 000天，內部含有熱敏電阻起補償作用。通過各傳感器獲得電信號，經A／D轉換后輸入單片機與所需要的設定值相比較，然后控制相應的設備來對各因子進行調節。

2．2．2 各生長因子的控制

農作物生長因子主要是指溫度、濕度、CO2濃度以及光照。

溫度 升溫設備可以采用熱水鍋爐、燃油鍋爐、太陽能加熱器等，鑒于室外太陽能資源充足，白天可采用太陽能加熱器加熱，實現光能向熱能的直接轉換，在太陽不足時，采取電加熱器，由蓄電池組供電。降溫設備采用濕簾風機，其中通風設備采取強制通風的方式，即利用風機產生風壓強制空氣流動降溫，濕簾是利用水蒸發吸熱的原理來降溫，二者的結合作用能力強，效果穩定。

濕度 當實際濕度低于所需要濕度時，可以通過控制安裝在大棚頂端的噴嘴來實現，通過噴霧來提高濕度，同時又不至于使得濕度過大。當濕度過高，則可以通過通風來降低，這是利用濕度差來進行室內外的空氣交換實現。

CO2濃度 CO2的濃度直接影響著農作物的產量與質量，合適的CO2濃度可能達到40％～200％的增產。大氣中的CO2濃度僅為350 ppm，在溫室中需要提高CO2濃度，可利用CO2發生器來實現，采用化學反應、燃煤、燃氣等方式來產生CO2，當CO2濃度過低時，即可通過控制CO2發生器的開關來提高。當濃度過高時，通過打開通風機即可。

光照 光照的控制設備為遮陽設備和補光設備，當光照過強時，可借助遮陽設備來實現，當光照過弱時，可利用補光燈來實現，而且補光燈開啟的數量受外界光照的影響，最終達到較為合適的光照強度。

2．2．3 A／D轉換 A／D轉換采用TLC1549，將各傳感器所采集的模擬電信號轉換為數字量輸入單片機進行處。，對各因子加以控制。TLC1549為逐次比較型10位A／D變換器，其片內自動產生轉換時間脈沖。轉換時間小于21μs。其具有固有的采樣保持電路，終端兼容TLC549，TLV549，采用CMOS工藝，有2個數字輸入和1個三態輸出，可和微處理器直接相連。

2．2．4 軟件實現

該系統中所采用的單片機可以選擇51／52系列單片機，如AT89C51。通過單片機編程來實現對各種設備開關的控制，其控制流程圖如圖5所示。

環境智能控制流程圖 結語

該系統實現了對太陽能資源的有效利用，采用MPPT和自跟蹤系統來實現高效率轉換，且可以較好地智能控制農作物各生長因子，使得農作物生長在最為合適的環境中，大大提高了農作物的產量與質量。本文中所涉及的只是單間溫室的智能控制，然而可以通過通信接口RS 232與上位機進行通信，實現集散控制，這樣可以大大提高總體工作效率。

托普物聯網簡介

托普物聯網是浙江托普儀器有限公司旗下的重要項目。浙江托普儀器是國內領先的農業儀器研 發生產商，依據自身在農業領域的研發實力，和自主研發的配套設備，在農業物聯網領域嶄露頭角！

托普物聯網以客戶需求為源頭，結合現代農業科技、通信技術、計算機技術、GIS信息技術，以及物聯網技術，竭誠為傳統行業提供信息化、智能化的產品與端到端的解決方案。主要有：大田種植智能解決方案、畜牧養殖管理解決方案、食品安全溯源解決方案、食用菌種植智能化管理解決方案、水產養殖管理解決方案、溫室大棚智能控制解決方案等。

托普物聯網三大系統產品

我們知道物聯網主要包括三大層次，即感知層、傳輸層和應用層。因此托普物聯網產品主要以這三個層次延伸，涵蓋了感知系統（環境監測傳感設備）、傳輸系統（數據傳輸處理網絡）、應用系統（終端智能控制平臺。）

托普物聯網模塊化智能集成系統

托普物聯網依據自身研發優勢，開發了多種模塊化智能集成系統。

1、傳感模塊：即環境傳感監測系統。它依據各類傳感設備可以完成整個園區或完成對異地園區所需數據監測的功能。

2、終端模塊：即終端智能控制系統。它可以完成整個園區或遠程控制異地園區進行自動灌溉、自動降溫、自動開啟風機，自動補光及遮陽，自動卷簾，自動開窗關窗，自動液體肥料施肥、自動噴藥等各類農業生產所需的自動控制。

3、視頻監控模塊：即實時視頻監控系統。主要是通過監控中心實時得到植物生長信息，在監控中心或異地互聯網上既可隨時看到作物的實時生長狀況。

4、預警模塊：即遠程植保預警系統。可以通過聲光報警、短信報警、語音報警等方式進行預警。

5、溯源模塊：即農產品安全溯源系統。該系統對農產品從種植準備階段、種植和培育階段、生長階段、收獲階段等對作物生長環境、噴藥施肥情況、病蟲害狀況等實施實時信息自動記錄，有據可查，在儲藏、運輸、銷售階段采用二維碼或者RFID射頻技術對各個階段數據記錄，這樣就能實現消費者拿到農產品時通過終端設備或網絡就能查看到各類信息，才能放心食用。

6、作業模塊：即中央控制室。可通過總控室對整個區域情況進行監測，包括各個區域采集點參數、控制作業狀態、實時視頻圖像、施肥噴藥狀況、報警信息等。

第三篇：變形監測技術與應用教學大綱

《變形監測技術與應用》教學大綱

課程名稱(英文)：變形監測技術與應用（Deformation monitoring technique and its application）

課程代碼：0806A06 課程類別：專業主干課程 學 時：34學時 學 分：2學分 考核方式：考試

適用對象：2009級攝影測量與遙感專科專業

一、課程簡介

本課程是測繪工程專業學生的一門專業必修課。本課程結合具體工程建筑物的變形監測的要求和特點，詳細介紹建筑物變形監測的理論、技術、方法和儀器等內容，對變形監測的數據分析方法和處理技術也作了系統的介紹。通過本課程的學習，學生能較熟練地解決各種工程建筑物的變形監測問題，具備處理和分析監測數據的基本能力。本課程授課一學期，每周3學時，總計為34學時。

二、教學目的及要求

本課程主要教學目的在于使學生了解安全監測的目的與意義及引起建筑物變形的因素；了解建筑物垂直位移的常用觀測方法和特點；了解建筑物水平位移測量的常用方法和要求；了解常用傳感器的工作原理及其特性；了解變形監測自動化系統的布設方法；了解我國自動化監測技術的現狀及發展趨勢；了解變形監測資料分析的基本內容和要求。掌握回歸分析法、方差分析與逐步回歸分析的原理；了解安全監控專家系統的基本結構、原理和要求，三、教學重點及難點

教學重點： 變形監測的目的和意義以及引起建筑物變形的因素，掌握各種工程建筑物的變形監測內容、監測方法和監測數據的分析處理能力。

教學難點：變形監測資料的分析、變形監測自動化系統的布設方法、監控專家系統的基本結構、原理。

四、與其它課程的關系

先修課程：《控制測量學》、《數字測圖原理與方法》、《測量平差》、《工程測量學》 等課程。

五、教學內容

第1章 概述（2學時）

本章主要教學內容： 1.1 變形監測的目的與意義 1.2 變形監測的主要內容 1.3 變形監測的精度和周期 1.4 變形監測系統設計 1.5 變形監測技術進展

本章教學目的及要求：掌握變形監測的目的和意義、變形監測的主要內容以及變形監測的精度和周期、變形監測系統設計。

本章教學重點及難點：變形監測的主要內容、變形監測的精度和周期、變形監測系統設計。

第2章 沉降監測技術（4學時）

本章主要教學內容： 2.1 概述

2.2 精密水準測量 2.3 精密三角高程測量 2.4 液體靜力水準測量

本章教學目的及要求：掌握精密水準測量、精密三角高程測量的觀測方法實施方法。

本章教學重點及難點：精密水準測量、精密三角高程測量。

第3章 水平位移監測（6學時）

本章主要教學內容： 3.1 概述 3.2 交會法觀測 3.3 精密導線測量 3.4 全站儀觀測 3.5 視準線測量 3.6 引張線測量 3.7 垂線測量 3.8 激光準直測量

本章教學目的及要求：掌握交會法觀測、精密導線測量、全站儀觀測技術、視準線測量、引張線測量、垂線測量、激光準直測量的方法。

本章教學重點及難點：交會法觀測、精密導線測量。

第4章 建筑物內部監測（4學時）

本章主要教學內容： 4.1 內部位移監測 4.2 應力／應變監測 4.3 地下水位及滲流監測 4.4 撓度監測 4.5 裂縫監測 4.6 光纖監測技術

本章教學目的及要求：掌握建筑物內部位移監測、應力／應變監測、地下水位及滲流監測、撓度監測、裂縫監測的方法及工程應用。

本章教學重點及難點：應力／應變監測、撓度監測、光纖監測技術。

第5章 GPS在變形監測中的應用（4學時）

本章主要教學內容： 5.1 概述

5.2 GPS定位基本原理 5.3 GPS實時監測技術 5.4 GPS一機多天線監測技術 本章教學目的及要求：GPS定位在變形監測中的應用方法以及GPS一機多天線監測技術在工程變形監測中的應用。

本章教學重點及難點：GPS一機多天線監測技術。

第6章 自動化監測技術（4學時）

本章主要教學內容： 6.1 概述

6.2 自動化監測系統設計

6.3 通用分布式測量控制單元(MCU)原理及應用 6.4 安全監測自動化系統設計示例

本章教學目的及要求：了解常用傳感器的工作原理及其特性，了解變形監測自動化系統的布設方法。了解我國自動化監測技術的現狀及發展趨勢。

本章教學重點及難點：自動化監測系統設計、通用分布式測量控制單元(MCU)原理及應用。

第7章 監測資料的整編與分析（4學時）

本章主要教學內容： 7.1 監測資料的整編 7.2 監測資料的分析 7.3 監測數據的預處理

本章教學目的及要求：了解變形監測資料分析的基本內容和要求。掌握回歸分析法、方差分析與逐步回歸分析的原理。了解大壩安全監測的幾種常用監控模型，掌握利用原型監測數據建立統計模型的基本方法。了解確定性模型與混合模型的建立原理。

本章教學重點及難點：監測資料的分析、監測數據的預處理。

第8章 變形監測數學模型及應用（6學時）

本章主要教學內容： 8.1 概述

8.2 統計模型的建立 8.3 灰色系統分析模型 8.4 時間序列分析模型

本章教學目的及要求：掌握常用統計模型的建立和分析方法。本章教學重點及難點：灰色系統分析模型、時間序列分析模型。

六、教材及參考書

1、教材：

《變形監測技術與應用》，岳建平，田林亞 主編，國防工業出版社，2007

2、教學參考書：

①《變形監測技術與應用》，伊曉東 等主編，黃河水利出版社，2007 ②《變形監測新方法及其應用》，何秀鳳 著，科學出版社，2007 ③《工程安全監測技術》，劉大義，胡建忠 主編，水利水電出版社，2007 ④《動態變形觀測與預報》，欒元重，呂法奎，班訓海 編著，中國農業科學出版社，2007 執筆人：張兵 審核人：田建文 審批人：趙旭陽

第四篇：煤礦現代化監測監控技術的研究與應用

煤礦現代化監測監控技術的研究與應用

自2000年以來，隨著國家對煤礦企業安全生產要求的不斷提高和企業自身發展的需要，我國各地的大、中、小煤礦陸續裝備了礦井監測監控系統。這些系統的裝備大大提高了礦井安全生產水平和安全生產管理效率，同時也對該項技術的正確選擇、使用、維護和企業的安全生產信息化管理提出了更高的要求。目前，煤礦安全監控系統具有模擬量、開關量、累計量采集、傳輸、存儲、處理、顯示、打印、聲光報警、控制等多項功能，用來監測井下的甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、風速、負壓、溫度、煙霧、饋電狀態、風門狀態、風窗狀態、風筒狀態、局部通風機開停、主要通風機開停、工作電壓、工作電流等，并且實現了甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風電閉鎖控制等。近幾年來，兗州礦業（集團）有限責任公司及其下屬各個煤礦針對以前在礦井監測監控方面存在的一些問題進行了認真分析和歸納，并且與有關單位共同開展了科技攻關，取得了一批卓有成效的研究成果，同時他們還積極應用當前已有的礦井監測監控適用新技術，提出解決方案并且在礦井上、下進行了實施，有效地保障了礦井的安全，取得了良好的效果。1 大型設備集中監控系統在煤礦的應用

兗州礦業（集團）公司興隆莊煤礦東風井實現了大型設備的集中監控，設備采集參數量足、用戶程序設計有利于擴展，為將來機房的無人值守創造了寶貴的經驗。該礦東風井發大型設備集中監控設有主監控系統、6kV級變電微機保護系統和工業電視視頻系統。主監控系統下連扇風機監控子系統、水泵監控子系統和空氣壓縮機監控子系統。其監控上位機采用研華IPC610系列工控機，依靠與各個子系統的通信，集中監控所有設備的運行，監測空氣壓縮機子系統、扇風機子系統和水泵子系統的運行參數、工作狀態和故障報警信息等，能夠實時直觀的模擬顯示空氣壓縮機、水泵和扇風機等大型設備的系統模擬圖。

該控制系統的明顯特點是各個子系統均能夠保持控制上的相對獨立性，既可以集中聯網實行遠程控制又能夠獨立就地控制運行，各個子系統互相之間不干擾。使用工業IPC做“高層面監控”，而又用高質量的西門子S7系列PLC做“物理層面”的采樣與控制，兩者的控制與數據處理配合使用可以實現優勢互補，用來完成大型機電設備的監控可以說是各顯其能、相得益彰。后臺的工業控制計算機、前置的PLC控制器以及扇風機的數據采集卡，其CPU都設有看門狗定時器功能，可以實現主機因為軟件故障而死機時系統在無人干預下的自動復位。

主監控系統的操作系統軟件為Windows2000NT系統，工控軟件為國內應用最為廣泛的“組態王”6.02版，特別便于軟件的開發。視頻系統的數碼錄像部分采用獨特的模塊化設計，使用先進的多媒體軟硬件技術，解決了原先監控系統因為反復使用錄像帶而容易產生的畫面不清晰、管理復雜以及費用高昂等問題，可以實現手工錄像、定時錄像、視頻移動錄像和布防報警聯動錄像，具有錄滿自動刪除功能、攝像鏡頭和云臺控制的功能、軟件防死機和斷電以后來電自動恢復啟動的功能。其先進的網絡性能，可以在數據專線、電話線和寬帶網上傳輸圖像。2 KJ56型煤礦調度監控系統

為了滿足中小型煤礦的現場實際需要，山東科技大學和兗州礦業（集團）公司唐村煤礦開發出了一套成本低廉、可靠性高、結構簡單、便于維護的KJ56型煤礦調度監控系統，具有比較好的推廣(推廣的形式有很多，廣義上說我們的企業所做的任何一個媒體廣告，如在電視、廣播、報紙、雜志等媒體刊登廣告都屬于推廣的一種方式。隨著網絡的發展，網絡推廣形式越來越被企業認同和接受，網絡推廣投入少，見效快，產出多。網絡推廣的形式有南京百度推廣、百度競價排名、網站優化、google競價、google排名等。如果您想做百度競價排名，您可以在南京百度總代理處開戶新建百度帳戶。)應用前景。

整個系統是由7個分站和40只傳感器組成的，測點參數包括風速、瓦斯、電流電壓、設備開停、風門開閉、蒸汽壓、風壓、絞車開停以及其運行位置等。該系統的控制中心為地面計算機，即系統雙線主機，通過通信接口與各個分站進行數據通信。分站均通過2芯通信線掛接在一起，相互之間不進行聯絡。系統的主機首先根據分站與傳感器的連接端口對分站的測點進行定義，定義內容包括分站的測點數、測點的端子號、順序號、模擬量還是開關量等。定義完成之后便選擇“初始化”菜單對每一個分站接著初始化。初始化成功以后，分站就把雙線主機發來的定義參數存入到掉電不丟失數據存儲器中。當分站因為故障斷電再送電的時候，單片機能夠自動取出原有的系統定義參數進行循環監測而不需要系統主機再對其進行初始化。

KJJ12型通信接口是由雙線主機相連接的一個通信信號轉換器，它與主機的通信采用普通的RS232標準接口，與分站的通信采用本安型、二線制基帶信號；有光耦隔離電路，具有主、從機自動切換的功能和通信指示的功能，通信誤碼率比較低。在監測監控系統中，分站內的單片機是不允許出現死機故障的，所以他們設計一套可靠的單片機自動復位電路。其中，振蕩器正常工作的時候會間隔一定時間（可以進行調整）輸出一個正脈沖給復位電路，讓單片機復位。單片機在正常工作的時候卻不斷地輸出一個清零脈沖給振蕩器，使得振蕩器輸出的全部均為低電平，只有在單片機死機的時候振蕩器才能夠正常工作。3 水泵自動化監控系統的應用

在礦山井下的水泵房內，水泵的電動機需要根據水位的變化頻繁地啟動，其操作步驟比較繁瑣、環境條件惡劣、噪聲偏大、氣溫比較高、人員容易疲勞，特別是在井下發生水災的情況下留人值守泵房也是很危險的。兗州礦業（集團）公司濟寧三號煤礦研究的水泵自動化監控系統減輕了工人的負擔，實現了無人值守，也為全礦聯網監控和數字化建設奠定了基礎，在實際的應用中也有著廣泛的前景。

整個系統由數據采集與檢測、現場監測與控制、遠程監控指揮等組成，具有自動和就地兩種操作方式。由工業計算機根據水位的情況來自動啟、停水泵，自動實現水泵的輪換工作，做出合理調度。該系統具有過載、欠壓、泄漏和超溫等保護功能，當出現以上狀況或者電動機出現故障的時候能夠自動停止該水泵的運行，同時啟動備用水泵。現場控制中心將采集到的數據和調度策略傳至地面指揮中心，并且可以同步顯示出水泵的運行狀況。系統保留了設備原先的手動控制方式，以便在必要的時候可以在手動控制下實現水泵的正常運行。系統軟件和客戶端軟件的操作界面全部為中文可視化界面，用戶可以根據清晰的中文功能顯示實現全部監控操作。

水泵房自動化監控涉及到電動機、水泵、射流泵、電動閘閥、電磁閥、儀表顯示和水位檢測等具體設備，按照水位實時檢測、抽真空和自動注水、電動機啟動與閘閥操縱、參數通信與屏幕顯示、故障預防檢測五個環節順序操作,Wholesale Party Supplies。將omron plc技術應用到礦山井下的水泵房中，可以按照“避峰填谷”的原則，合理地調度各臺水泵的輪流工作與“適時啟動”，既避免了人工判斷水位的不準確、杜絕了水泵人為的頻繁啟動，也實現了在用電低峰期啟動水泵的功能，提高了水泵房的可靠性、用電效率、經濟效益和現代化管理水平。4 智能監控終端在通風機監控系統的應用 礦井通風機是對礦山井下送風的重要設備，通風機的工作狀態關系到對礦井送風的質量。兗州礦業（集團）公司機械制修廠研制出一種由ST-JK06系列智能監控終端組成的礦井通風機監控系統，可以對通風機的工作狀態進行監視，并且根據氣壓、危險氣體含量、溫度與濕度等現場環境實際情況有效地控制通風機的送風量，既能夠滿足現場對空氣的要求，又可以避免過量送風，降低了能源的消耗，同時也為安全生產提供了可靠的保證。ST-JK06系列智能監控終端不但能夠對工作現場的危險氣體以及風速、風壓、溫度與濕度等物理參數進行數據采集，而且能夠對動力（通風機）的供電電壓、電流、頻率和功率等電參數進行數據采集，并且由該終端向監控中心發送信息，進而實現在監控中心對現場進行監視的目的；由監控中心向智能監控終端發送控制指令，就可以對通風機進行有效控制。該終端以采樣原理作為理論依據，采用高性能嵌入式系統ARM，綜合運用DSP技術、現場總線技術、自動控制技術、高速數據采集技術和貼片安裝工藝等一系列先進的技術與工藝，實現了各種交、直流電量參數的實時采集、線性交換、計算和分析；同時，該終端具有模擬量輸入/輸出、開關量輸入/輸出、鍵盤輸入/液晶顯示等功能。鑒于電動機的運行狀況進行實時監控已經成為多數用戶對設備的技術要求，ST-JK06系列智能監控終端可以完成對電動機工作電流、電壓、功率和電度等參量的檢測，能夠及時地發現電動機運行的故障，防止電動機燒毀。此外，該系統不僅可以對單臺通風機進行監控，還可以利用ST-JK06系列智能監控終端構成大的監控網絡，通過有線通信和GPRS/CDMA無線通信的方式對多臺通風機實現監控。煤礦風井通風機監控系統研制成功

兗州礦業（集團）公司興隆莊煤礦東風井通風機房安裝G4-73-11№25D礦井主通風機2臺，擔負著礦井東翼的井下通風，原先的設備控制都是上個世紀70年代隨機帶來的簡易控制柜，早就已經不能夠適應安全和高效生產的需要。為此，他們和山東省煤炭科學研究所共同研制成功東風井通風機監控系統，滿足了對通風機各種主要參數的監測與控制要求。現場的運行實踐表明：其性能優良、穩定可靠。

該礦東風井通風機房的監控系統由1臺研華IPC共控機作為監控機，安裝在主控制室；下設3臺檢測下位機，均安裝在通風機房，負責現場數據的采集與處理工作。下位機的控制核心采用ATMEL公司的89系列單片機，擴展有不掉電RAM、看門狗電路、開關量輸出、開關量輸入、模擬量輸入、串行通信和電量采集等多個單元，主機在線監測電壓、電流、功率因數、有功功率、無功功率、前軸承溫度、后軸承溫度、風道靜壓、風道全壓、風道動壓、設備轉速和通風機通風量等相關參數。通過對上述參數的監測，動態監測礦井的通風系統運行狀況，同時在線監測運行通風機的運行效率，并且可以隨時對備用通風機進行全量程的技術測定。其風壓與風量的測量，采用本質安全隔爆型傳感器，配接輸入式安全柵，既滿足了《煤礦安全規程》中關于煤礦出風井對電器的要求，又保證了微機系統的安全。

此外，在配套的工業電視視頻方面采用工控機，利用視頻采集卡和MPEG4數碼硬盤錄像系統，實時監視通風機房現場設備的狀況，可以對現場進行動態錄象、定時錄像和報警聯動錄像功能，能夠實現網絡傳輸和遠程控制，具有攝像機鏡頭和云臺的全方位控制功能，以便及時發現并且處理現場設備的不正常工作狀況，盡快地消除故障隱患。6 礦用攝象機工作臺控制器

徐州工程學院和兗州礦業（集團）公司南屯煤礦研究出一種基于單片機的礦用攝象機工作臺控制器，主要應用于監控輸礦高溫膠帶，并且可以實現在集控室控制攝象機的上下、左右移動，以改變監控的范圍。

在現場的監控工作中，要求操作人員在集控室內可以通過電腦上的界面按鈕調節攝象機的工作臺移動，而集控室一般距離監控現場均比較遠，因此必須考慮控制信號的傳輸問題，而且由于監控的地點比較多（少則十多個多則幾十個），所以集控室對這些工作臺的控制就需要一個連接總線和相應的通信協議支撐。此機使用的是RS232轉RS485總線的接口再進入通信網絡。因為工作臺的負載僅僅是1臺攝象機和相應的防護罩，所以使用小功率的電動機驅動即可以滿足要求。鑒于對工作臺的控制精度要求不高，主要是可靠性要好，在傳動方面可以使用塑料塑料齒輪，以降低設備的造價。控制器實現的核心任務就是接收、判斷集控室發來的控制命令，然后根據命令做出相應的控制動作。

在本機的設計中只有6個有效命令，即上仰、下俯、左轉、右轉、變倍和調焦，所以相應的單片機程序編寫比較簡單。困難在于確保RS485通信的準確無誤。因為RS485通信方式的發送和接收都是共用同一個物理通道，所以是一種半雙工的通信方式，也就是說在任何時刻只允許1臺處理器保持在發送狀態，否則就會產生混亂。由于單片機的串口是全雙工的，所以在控制器上電復位的期間，規定控制器全部處于接收狀態，同時還要求嚴格地控制發送和接收的時序，控制器只有在檢測到主機發送命令完畢的時候才能夠做出應答。試驗表明，該控制器調節方便、運行比較穩定、在1000m內通信可靠，適合在礦井輸礦現場監控使用。7 基于iFIX的煤礦綜合自動化監控系統

針對目前我國煤礦的整體自動化水平和科學管理水平相對比較落后以及各個部門之間的信息難以共享的普遍狀況，中國礦業大學和兗州礦業（集團）公司濟寧三號煤礦研究出了一種基于iFIX的煤礦綜合自動化監控系統，成功地實現了與下層PLC設備的通訊，極具廣泛推廣的價值。

濟寧三號煤礦綜合自動化監控系統的設計主要分為2層：信息層和控制層。信息層采用了C/S結構，工作站作為iFIX Client，提供了操作員發送控制命令的接口，服務器作為iFIX Server，主要通過實時數據庫與生產現場進行實時數據交換，是操作員發送命令的轉接口，并利用SQL Server數據庫對生產中的重要數據進行存檔等。控制層采用了Control-Net環網，通過位于環網上的Control Logix分站完成對實際設備的控制并且返回控制狀態和信息等。此外，生產實時信息還可以通過WEB服務器進行瀏覽。同時為了提高系統控制的可靠性，采用了2臺服務器來實現雙機互備。當一臺服務器出現故障的時候，另一臺服務器能夠立即接替它所有的工作。

iFIX不能夠直接與井下Control Logix進行通訊，而必須要通過相應的I/O驅動器，濟寧三號煤礦利用了Intellution Gateway for Server驅動程序，簡寫為IGS驅動。這是專門針對AB公司的PLC硬件而開發的驅動，讀取速度非常快。在IGS配置中，先要為數據建立一條通道，選取設備型號；然后建立設備名，輸入正確的Device ID；最后建立標簽，標簽代表的地址就是過程硬件的地址。當監控數據過多的時候，可以采用建立多條通道的方法來避免數據刷新速度緩慢甚至不能刷新的嚴重后果。8 楊村煤礦遠程生產視頻監控系統

兗州礦業（集團）公司楊村煤礦堅持“安全第一、預防為主”的方針，力求安全生產工作從被動防范向源頭管理轉變。該礦建立了加大視頻監控系統及安全監測監控系統，利用安全監測監控設備與攝像機等實現了遠程環境監控，地面調度指揮中心可直接對井下情況實時監控。兩套系統的結合使用，不僅能直觀監視和記錄井下現場的安全生產情況，通過KJ95安全監視系統在井下安裝瓦斯傳感器、溫度傳感器等設備反饋的信息，還可及時發現事故苗子，防患于未然，也能為事后分析事故提供有效的資料，為今后安全生產提供寶貴的經驗。(1)遠程生產視頻監控系統的主要特點。

①網絡化。網絡視頻監控系統實現了在網絡系統上的圖像傳輸和共享。

②可擴展性。控制部件采用集中式結構與嵌入式等技術可方便靈活地進行擴充，充分保證系統在將來的適應性，盡可能不再重復投資。

③可用性和可靠性。采用當今先進的視頻壓縮方式，低帶寬、低延時，全雙工，回放查看清晰度高。

④互冗余備份。無論是管理服務器還是錄像服務器都支持相互冗余備份，系統穩定可靠有充分的技術保障。(2)建設完善的遠程生產視頻監控系統。

視頻采集設備安裝在礦井主要運輸、行人大巷和主要的采區工作面。

①建立各相關部門的應急指揮調度系統。在事故發生后，該系統可第一時間自動以短信通知模式召集領導和相關部門的應急會議，并將監控圖像導入會議室，供快速決策啟動應急程序，以防止和減少人員傷亡。

②建立生產現場視頻會議系統。以利于礦領導和行業相關部門對生產現場井下安全生產的教育和培訓，提升工作人員的安全意識和工作能力。

③建立專業技術管理隊伍。利于正確操作監控系統，及時維修(村田電子是華東地區最大的變頻器維修中心及歐陸直流調速維修中心,每年維修上萬件變頻器)各種故障，保證系統正常運行。④建立嚴格的考核制度。針對以上幾個方面內容進行獎罰，以保障監控系統運行質量。

⑤建立有效的聯防互促組織。單一方面的視頻監控只能做到視頻圖像上傳管理，還需與礦上其它單位監測監控系統有機結合，調度指揮系統才能將礦井各方面信息進行掌握。9 選煤廠多媒體網絡監控系統的研究

兗州礦業（集團）公司興隆莊煤礦選煤廠先后完成了“選煤廠微機監控管理、控制系統”、“光纖工業電視監視系統”、“煤質分析電腦信息反饋網絡系統”、“設備故障診斷系統”等項成果，只是這些系統是相互獨立的，不能實現信息資源的交互共享。為此，他們開展了“興隆莊煤礦選煤廠多媒體網絡監控系統實現的可行性研究”，認為該廠建立多媒體網絡監控系統已經具備了條件。

興隆莊礦選煤廠多媒體網絡監控系統是集該廠微機監控管理信息系統、生產信息反饋系統、設備故障診斷系統、生產工藝動態圖形監視光纖工業電視圖像及音頻信息于一體的新型處理模式，可以將圖像、數據的管理信息傳送至有關的廠領導及車間，為正確迅速地指揮生產和及時準確地調整、分析生產結構提供了方便、快捷的手段。

興隆莊礦選煤廠多媒體網絡監控系統的設計原則是：充分結合現有的微機監控管理及各種計算機信息的應用現狀，兼容和包含現有設備的投資，保護原有硬件和軟件資源；充分發揮和應用現有的先進的多媒體網絡技術，并考慮今后的業務需求和技術發展，便于系統擴展，保持技術的連續性；采用先進技術的同時，盡量降低系統造價，提高系統的性能價格比。該系統的配置及功能如下：首先建立多媒體信息處理中心，配置多媒體節目揚子晚報編輯、創作和播放制作設備；在廠領導及車間辦公室設置多媒體工作站，通過多媒體網絡監控系統可以在各個辦公室共享廠生產動態模擬圖、工業電視圖像、CD—ROM播放資源及閉路電視節目；通過光纖與上級單位如礦調度及局調度聯網，共享資源；通過與Internet網的有機結合，為實現選煤廠CIMS打下基礎。10 地面排矸多媒體機車監控系統

兗州礦業（集團）公司東灘煤礦選用的地面排矸多媒體機車監控系統，不僅保證機車速度而且保障運輸安全，較好地解決了機車在運輸車場的通過能力問題，創造了顯著的效益。

該系統由室內集控設備和現場信號設備組成。其中，控制機車運行的信號設備均設在現場，有電動轉轍機、信號機、傳感器和攝像儀，轉轍機可以改變機車的行車方向，信號機指示機車的開停，傳感器跟蹤監測機車位置，攝像儀監視車場列車占道情況；室內設備由操作控制臺、omron繼電器柜、山特ups電源柜、防雷柜以及大屏幕顯示器等組成。系統南京雙線主機984-385控制軟件采用模塊化結構，整個程序分為兩個程序段。在第一個程序段中，系統清零、傳感器短路狀態檢測程序、進路狀態控制程序都是整個軟件核心部分。該程序控制進路查詢、占用、解鎖間的轉換、信號機開放和一些提示信號以及轉轍機的自動控制信號。第二程序段含送進路和解鎖進路程序、電動轉轍機控制與報警程序以及數據傳送程序。

該系統有著以下功能特點：采用美國具有國際先進水平的可編程控制器作為系統控制主機，可實現程控方式、集中控制、手動操作三種控制方式；圖象監視洗矸倉、選矸倉、道口及翻籠工作情況，顯示機車車號、列車位置、進路占用、信號顯示、轉轍機岔尖位置等信息；信號機燈泡斷絲、轉轍機岔尖不到位、傳感器電氣故障實現聲光報警；機車闖紅燈時，闖紅燈地帶紅光帶閃爍；統計洗矸倉、選矸倉、井口及翻籠處矸石車數，根據生產需要打印車輛調度管理的各種數據；留有與礦聯網及井下機車監控系統聯網接口；首次應用的間隙鐵軌道傳感器具有防震、防水和防砸等功能，性能穩定可靠。基于CAN總線的自主移動機器人聲納數據采集系統 兗州礦業（集團）公司北宿煤礦根據自主移動機器人實時導航的需要，提出了一種基于CAN總線的移動機器人聲納數據采集系統。針對自主移動機器人的工作特點，利用CAN總線技術設計了多聲納傳感器的數據采集系統，實現了機器人數據采集的網絡化，降低了系統的連線數量，提高系統的可維護性，同時確定了該系統和工控機之間的CAN總線通信協議，并給出了系統硬件框圖和軟件流程圖。實驗表明，該系統具有較高的實用價值及較高的可靠性、實時性。

自主式移動機器人是適應在復雜的非結構化環境中工作的機器人。新研制的聲納導航自主移動機器人采用四輪或者兩輪驅動差動轉向的方式，每一個驅動輪均采用一臺直流伺服電機獨立驅動。其硬件系統主要由聲納數據采集系統、工控機主控制系統和驅動電機測控系統等組成。其中，聲納數據采集系統包括Polaroid6500聲納omron傳感器、數據采集板、CAN總線適配卡等；工控機主控制系統包括工控機以及各種外圍器件；驅動電機測控系統主要由EPOS運動控制器、編碼器、減速器和直流伺服電機等組成。EPOS是模塊化結構的數字伺服控制器，具有轉矩、速度和位置等多種運動控制方式，基于CA Nopen協議，通過CAN總線與主控計算機通信，能獨立控制單獨或者多軸直流伺服系統，所有軸都能夠通過CAN總線實現實時和同步運動控制。環境信息通過聲納數據采集系統以距離的形式傳送到工控機，工控機中的數據處理模塊識別出環境信息，主控微機通過查詢專家系統獲得當前的運動規則并對EPOS運動控制器發出相應的命令，最后EPOS運動控制器根據得到的指令對驅動電機進行控制以實現機器人避障導航。該系統在1Mbps波特率下運行穩定、可靠，滿足了機器人實際應用的需要。

第五篇：第五章 奇門遁甲的現代實戰技術應用與實例

第五章 奇門遁甲的現代實戰技術應用與實例

第一節 疾病的預測及分析方法

一、關于疾病預測的論述

傳說歷史上三國時的蜀國名將張飛天不怕地不怕，別人在手心里寫一個“病”字問他怕嗎，回答是怕。

可見，生病是痛苦的，不管你是帝王將相還是平頭百姓都難于達到不生病。疾病的種類難以數得清，千奇百怪，比較難以治愈的、現代顯現的主要有；中風、癌癥、糖尿病、心臟病、高血壓、肝炎、肺結核、羊癲瘋等。當人們攻克了以前出現的疑難雜癥后，新的疾病又接踵而至。如現代的艾滋病尚未克服，新的什么不知名的抗抗生素的病又正在發生。這就是自然規律，符合辨證法，符合易經中之一陰一陽的道理，正所謂一陽一陰之謂道。看得見的表面的為陽，看不見的里面的為陰。陰和陽是對立而統一的綜合體，沒有陰便反映不出陽的存在，沒有正面何來反面。這是人類對自然界的認識。

中國幾千年來，人們在同疾病的斗爭中，我們的祖先在醫學上積累了豐富的診病治病經驗，有著驕人的成就和貢獻，形成了一整套的

系統理論。我們的上古先賢黃帝和神農分別著有《黃帝內經》、《神農本草經》；戰國時扁鵲能察病于無形；漢代的張仲景著有《傷寒論》；明清時代的李時珍著有《本草綱目》等等，被后人作為治病的典范和依據。張仲景被后人尊為醫圣；孫思邈被后人尊為葯王。

古代的中醫不但精通醫術而且精通術數，用易術為人診病，并由易數配制藥量，為人治病以達速效，孫思邈就是此行名家。中國的易學和醫學同根同源，早在《黃帝內經》里就闡明了此方面的觀點。

要想調理好疾病，就得先診斷清楚。奇門遁甲綜合了易學里面的多方面知識，能用來診病，而且精確到微觀。通過對用神所在的九宮里的天干、地支、九星、八門、八神的組合，來分析被測者的什么部位發生了什么疾病，再分析發生疾病所在環境的狀況，然后運用萬象全息論、萬象相干論、萬象系統論、萬象有意論的原理，就是有什么樣的環境就會影響到人的思維、行為、習慣、衛生，從而產生何種疾病。解除了環境中的不良物質組合產生的信息場，就能達到調理疾病的目的。

現代西方醫學飛速發展，在診病治病方面有著驕人的成就，尤其是在人體生理解剖學上更是精確入微，在診斷疾病上更是有著里程碑式的發展。現代醫學借助很多先進的設備儀器來診斷疾病，諸如聽診器、溫度計、血壓表、B超、X光機、CT、核磁共振、血糖儀等等。很多疾病的名稱也和中醫叫法大不相同，但是無論怎樣變也超脫不了易學體系的框架。奇門遁甲能夠很精確地模擬人體從上到下，從內到

外的各種系統、器官、組織，并判斷出相關的各種疾病，因為它跳不出陰陽五行的范疇和九宮格這個總體框架。

遁甲九宮格是模擬了宇宙的法則，是放之四海皆準的普適性規律，可以模擬天、地、人、大自然中的萬事萬物。九宮格可以模擬整個人體，即是把九個宮位分為戴九履一，左三右七，二四為肩，六八為足。同樣也可以模擬人體的每一個器官和組織分布，比如把整個心臟分成九宮或把一個頭分成九個宮來判斷等等。九宮格是其大無外，其小無內的泛太極體系，大到宏觀，小到微觀，無所不含。根據易學的象、數、理的模擬性，釆用萬物類象的思維方式方法，舉一反三，觸類旁通，即可很好地讀出遁甲局式中所反映的各種信息。

二、奇門遁甲中的符號在疾病預測中的象意

（一）八神的測疾病象意

八神代表疾病的規律

值符 代表病情明朗，痛苦狀態難以忍受，易于辨別。

螣蛇 代表病情變化不定，驚疑擾亂，失眠多夢，怪異驚悸，治療手段要高明。

太陰 代表病在內部，沉疴，表現虛弱無力，精神萎靡，用藥效果慢。

六合 代表綜合性的疾病，表現為頭暈、身痛、嘔吐、麻朩等多種疾病，應多方治療。

白虎 代表病情嚴重，表示傷、病、災難，病情惡劣，治療難度大

玄武 代表昡暈，迷糊，糊涂，表現嘔吐、怪異，治療不對癥，難明病癥。

九地 代表病情穩定，陰癥，慢性。一般表現血壓低，昏迷，懶言少語等

九天 代表病情加重，陽癥，急性。一般表現血壓高，興奮，多動性。

（二）九星的測疾病象意

九星在這里只論八星，一般代表被預測者的疾病的特性

天蓬 代表疾病的特性是善意的轉化、轉移、變化，醫治者要善于跟進變化而變化。

天任 代表疾病的病情發展緩慢，韌性。醫治速度慢，時間長，要有耐心。

天沖 代表病情發展速度快，或者突發性，很急。醫者也要用快速手法。

天輔 代表病性有傳染性質，易感染。醫治者要切斷感染源。

天英 代表疾病是表癥、表象、虛癥。醫治者宜治標。

天芮 代表疾病的特性是病灶、病的部位、病因。醫治者要查病因，以治本為準。

天柱 代表的疾病特性是產生疾病的溫床、外因、得病的條件。

天心 代表的是疾病發生的內因，根源。

（三）八門的測病象意

八門一般代表被測者的疾病狀態

休門 代表求測疾病者的狀態為行為懶散，倦怠，萎靡不振，代表疾病處于調理修復狀態，或休眠潛伏期，或停止狀態。

生門 代表求測者朝氣篷勃，生龍活虎，充滿活力。代表疾病處在發展活躍狀態。

傷門 代表求測者的行為雷勵風行，果斷，主動。代表疾病處在妨害、消耗、傷損狀態。

杜門 代表求測者的行為先思而后行，穩重，周密。代表疾病處在隱藏、不明顯，堵塞不通的狀態。

景門 代表求測者的行為虛幻、暴躁、急切。代表疾病處在活躍、發熱、發燒，燙傷、燒傷狀態。

死門 代表求測者的行為呆滯、安靜、死板、不善變通。代表疾病處在功能喪失，性質轉變狀態。

驚門 代表求測者的行為一驚一乍，口才一流，聲音響亮。代表疾病處在抽搐、陣痛。放射性之酸、麻、脹、咳、喘等狀態。

開門 代表求測者的行為開朗，思想開放，積極進取。代表疾病處在特征明顯、清晰、易于判斷狀態。

三 奇門遁甲的預測疾病之思路

天芮星是病星, 世上流傳的書籍是看天芮星落宮來斷病,以天芮星為主來作為測病用神。其實這不完全正確，有失偏頗。有時天芮星可以反映出人的病情病癥，但不全面，天芮星落宮臨門迫、擊刑、入墓、空亡時就可能不是問題不是病，因為天芮星的能量有損失，表示問題星病星也失去一些作用了。所以，以天芮星落宮作為測病標準不全對。

那么，應該如何分析判斷疾病呢？首先應定好坐標。問測者問事分為人在面前問測和電話問測兩種情況。求測者當面問測時，以日干為求測者，首先看日干落宮。日干落宮是求測者信息最集中的體現，包括個性、相貌、愛好、職業和身體狀況。對日干落宮的神、干、星、門的組合做一番全面的分析之后就會得出比較明確的結論。有門迫、擊刑、入墓、空亡時，說明能量低，容易產生疾病。當求測者電話問測時，就以月干定坐標來判斷求測人的身體狀況。求測者不是問自已的病，而是代問別人的病時，就要根據六親關系來定坐標找用神落宮了。如問父母長輩們的病以年干定用神，問兄弟、姐妹、朋友的病以月干定用神（電話求測以日干定用神），如問子女或晩輩的疾病時就以時干為用神。

日為人，時為事，時干落宮也要參考。時干反映的是疾病目前的狀態。將用神落宮與時干落宮的生克制化關系進行比較之后綜合判斷疾病的性質、部位、內外、程度、病因、病理、發展狀況等等。

當遇到落宮空亡或伏吟時，則說明原來此宮所反映的病后來發生了變化，病灶轉移了。應該用空亡轉宮法來查其狀態。

我們這種預測法，分為整體斷法和單宮斷法兩種情況。

當求測者只為自己求測時，不但用神落宮是病的反映，其實整個九宮都是病，有人會說這是沒病找病，現代醫學證實，每個正常人的血液里都介癌細胞存在，只不過是量的多少不同而己，達到了一定的數量就能誘發癌細胞的惡性增生，從而發生癌癥病變。這不是鉆牛角尖，事物從量變到質變是一個臨界點的問題。接近那個臨界點時，現代醫學上叫做亞健康，亞健康是健康與疾病的中間狀態。古時叫做治非病，治療此病關鍵在于早發現，早預防，早治療。人體的70%的疾病都與基因異常有關，當人體處于亞健康狀態時，患病的機率就會大大提高。那么就需提前預測出病情的誘發因素，怎樣才能全面判斷身體的狀態呢？從年月日時四柱的天干入手，先看日干，再看其他三干入宮，分析哪個宮位有問題，有問題的宮就會是病。在四柱之外的宮出現問題就是可能的亞健康狀態，如能及時防范就能防止轉化為病態。

人有時會有幾種病同時出現，如一個人有糖尿病，但同時他膝蓋也不好，且牙還疼。所以單宮斷是不足取的，只有全面分析，綜合判斷才能把問題看清楚。

查找疾病的引子是宮外的隱干，先從隱干入手，一般來說隱干是導致疾病產生的誘因。然后再從宮內的神、星、干、門及宮的屬性從不同的層面和角度分析疾病的各種情況。在分析判斷時一定要具體問題具體分析，要理論聯系實際，用排除法一點一點地分析，最后圈定目標得出結論。不能瞎聯系，如此才能確保預測的準確性。

法無定法，在實際運用中有諸多變數，要隨機應變，大千世界，萬事萬物，蕓蕓眾生，其范圍之廣，無以勝數，如果能審時度勢，靈活運用，一定能抓住關鍵，百無一失，百發百中。

在九宮格中把離宮為頭面,巽為左肩、左耳，坤為右肩、右耳，震為左脅、左胸，兌為右脅、在胸，艮為左足，乾為右足，坎為陰部、下腹。這是常法，即為九分法。粗分還有三分法，把巽離坤宮作為上三路，震中兌宮為中三路，艮坎乾為下三路。巽離坤三宮皆作為頭部，戊為大肉，多肉處為鼻子、臉頰，落巽宮代表左臉，落坤宮代表右臉。癸落巽宮代表左眼，落坤宮代表右眼。丁落震宮代表心臟，震宮的符號組合反映心臟的情況，但如果更細致更廣泛地分析時，整個九宮格又都是心臟，不同的宮位代表心臟的不同部分。如此類推，即可觸類旁通。如果具備中醫與西醫的一些知識的話，如經絡穴位圖和人體解

剖學，預測起來更會得心應手，如虎添翼。所以掌握一些醫學知識很有必要。

在疾病預測中，把天心星作為西醫西藥，把乙奇作為中醫中藥。如天心乙奇臨值符則為高級藥品、名醫名院。臨螣蛇則多為虛假不實之假醫假藥，臨螣蛇、死門也主巫婆、神漢、仙姑之類。臨白虎則主醫術一流，技朮過硬。臨太陰則主醫生心理細膩，心細認真。臨開門、丁奇、辛則主手朮開刀治療。

門迫主破損，在外則是肢體傷殘破損，在內是臟腑、器官組織壞損。擊刑主災病，因為擊刑為別扭、擰勁，自然是不舒服，是災病了。反吟代表急性病，病情反復。伏吟則為久病，慢性病，得病時間長，短時難以治愈。

壬癸在巽宮是擊刑，巽為股為大腿，又為肩部，引申為四肢，主肢體傷殘或疼痛。庚在艮宮為擊刑，則多主車禍、傷災，艮為手又為腿，易傷腿手或腳。艮為土為腸胃，在內為腸胃病，扭痛。艮為山，傷災一般在山林之地或高岡土丘之處。其他的要舉一僅反三，以此類推，無不詳盡、準確。

在治療疾病時，可以用奇門遁甲來指導選擇到有利的方位方向去就醫，并找到合適的醫生，比如是什么屬相的、什么形體特征的等等，以便更有效、更快地治愈疾病。選擇醫生時以克病神落宮的宮為首選，最好是陰克陰、陽克陽，因為同性相克力量大，效果更好。

四 奇門遁甲預測常見疾病的具體情況

須熟記的歌訣：

甲膽乙肝丙小腸 丁心戊胃已脾鄉 庚為大腸辛為肺 壬為膀胱癸腎臟

天芮、日干、時干加臨離宮加庚代表發熱、頭疼；臨兌宮遇驚門或天柱代表咳嗽；戊加已加癸加壬代表流鼻涕；庚加丙代表惡心；庚加已代表嘔吐；壬癸都代表汗液，臨旺地人必多汗；庚加戊還可代表食欲不振；乙加癸、乙加壬落坎宮代表大便溏稀；戊、已加壬代表糖尿病。

1、感冒：日干臨丙，時干臨丙、丁或天芮星臨丙丁為發燒癥狀;戊加壬或戊加癸為流鼻涕癥狀。

2、腮腺炎：是戊和己的關系，坤宮、巽宮出現病星，日干和時干加在戊上，臨巽宮和坤宮之上。戊是大肉，是腫大，已是小肉，是腺

體，出現了天芮病星。或用神干在此二宮出現擊刑、門迫、入墓時，表示脖子右或左邊出問題了，生病了。

3、肝炎：乙加丁、丙為肝炎，乙加庚為肝硬化。如果時干、日干、天芮星有這個信息要根據他的組合來斷病。

4、脊髓炎：脊髓為天柱星代表，天柱在離宮、乾宮出現問題，根據宮內符號組合臨戊、已可斷為脊髓炎。

5、糖尿病：糖尿病必要有水和土，壬癸水代表血液、液體，土代表甘甜的東西。戊已土加入壬癸水代表血液成分不太好；有天芮就有糖尿病。如沒有天芮，庚或白虎都可以組合血液粘稠，和糖尿病有關系。

6、痢疾：天芮星、日干、時干落在火宮，天心星臨庚也落其中一個宮。戊加庚代表嘔吐，天心臨庚代表惡心。天芮星落在坤、坎宮，又有白虎或壬癸水代表肚子痛、腹瀉，又臨六合，大便次數增多，六合代表多。如有以上特征就是濕熱性痢疾。

7、頸淋巴結核：就是脖子上長疙瘩，乙加辛代表淋巴結核，乙加辛臨螣蛇、臨天芮，戊加癸或已加癸，又代表腐爛生膿，辛越旺，結核越大。

8、肺結核：天芮、日干、時干落乾宮或兌宮，有辛和白虎出現為肺結核。

9、瘧疾：癥狀是高燒、嘔吐、寒熱，乙加庚落離宮脖子強硬，日干、時干又在這個時候又出現戊加庚或癸加庚，又代表嘔吐。丁加辛臨景門代表心煩，丙丁臨兌宮代表口渴。

10、中暑：日干、時干、天芮星，如果出現甲加庚落離宮代表頭疼，臨玄武為昡暈，戊加庚為嘔吐，天心加庚代表心煩，巽宮臨白虎代表氣粗。

11、肺炎：庚、辛加丙、丁落離宮、兌宮代表肺炎；庚加天柱代表咳嗽，值符加在庚上代表頭痛。坤宮、坎宮加庚或白虎代表身痛；癸加庚代表白喉（白痰）；癸加戊代表黃痰；癸加丙代表血痰。癸在離宮、兌宮代表口液、痰。庚為白、為阻隔。戊為黃、為脹大，丙為紅、為熱。

12、支氣管炎：乙代表氣管，丙丁代表炎癥。乙加丙、丁臨天芮星或日干、時干中乙加丙、丁落巽宮，巽為風，代表氣管發炎。

13、急性腸胃炎：乙和坤宮、艮宮、戊土、己土都代表腸胃，如果天芮、日干、時干落在坤宮、艮宮或乙、戊已土臨庚加白虎臨馬星或臨驚門就代表嘔吐、腸鳴。

14、胃炎：戊已加丙丁臨坤、艮兩宮為胃炎。

15、腸炎：乙加丙丁落在坤、艮兩宮為腸炎。

16、膽囊炎、膽結石：乙加辛臨震宮、巽宮，代表膽囊炎或膽結石，膽囊炎是加丙丁，膽結石是加庚辛，落在震宮和巽宮。

17、泌尿系統結石：坎、震、兌宮都是腰部，如落宮庚加杜門為隱痛或陣痛。

18、腎炎：壬癸、玄武代表水，是腎臟的代表，丙丁為發熱，代表炎癥，戊加辛代表腎小球，馬星代表急性。腎結石是壬癸加辛落坎宮。

19、前列腺癌：乙加丁、乙加庚、乙加辛、乙加丙，看健康的指數，再看是否有白虎和庚，如有則病很嚴重，如果不見，則為炎癥。處理丁的時候用山楂、枸杞子；去乙上的病用葫蘆或者藤蔓植物。20、癌癥的條件：白虎加庚加天芮。

21、冠心病：在遁甲中，離宮、震宮、坎宮、馬星、丙、丁、壬、癸水代表心臟，乙加壬代表動脈，已加庚、癸加辛，又有乙臨宮又能表示冠狀動脈粥樣硬化，也代表管腔狹窄，杜門代表閉塞不通。

22、風濕性心臟病：離宮、震宮、坎宮、丙、丁、壬、癸水代表心臟，臨六合代表瓣膜，臨天芮星、白虎為受阻了。

23、高血壓：九天、天沖星為高為沖，若臨離宮、乾宮，再有景門、天英、丙、丁或壬癸出現，為高血壓的特征。

24、低血壓：九地、玄武臨離宮、乾宮等，再有景門、天英、丙丁或壬癸出現代表低血壓，臨螣蛇代表血壓不穩。

25、甲亢：乙加戊、已、辛落離宮、巽宮、坤宮或兌宮，臨天芮病星加馬星，壬癸，丙丁加辛或加已加戊是甲亢特征。乙為管道，脖子拐彎處，戊是肥大，己是增生物。

26、三叉神經痛：乙加庚、丁、白虎落巽離坤三宮代表三叉神經痛。

27、面部神經麻痹癥：乙加戊已或戊己加乙，臨死門落離宮、乾宮、坤宮、巽宮是面部神經麻痹的表現。

28、腦血栓、腦血管意外出血：乙加丙、丁、辛，臨天芮、白虎、杜門落離宮或乾宮、巽宮、坤宮為腦血管意外的信息。

29、坐骨神經痛：乙加庚，白虎、天芮落艮、坎、乾三宮是坐骨神經痛的表現。

30、多發性神經炎：震、艮代表手足，如有乙加辛或乙加庚，臨天芮病星落震、艮兩宮，為多發性神經炎。

31、癔病：螣蛇落巽、離、坤、乾四宮，如再有白虎或天芮星加臨有精神創傷或癔病。

32、血液病：天芮星和杜門落在艮、坤兩宮，或壬癸水加杜門是在血液上出問題了.33、腰椎病：天柱星臨坎、兌、乾、震宮，加臨天芮病星為腰椎病，天柱星代表腰椎。

34、頸椎病：乙加辛臨巽、離、坤三宮為頸椎病。

35、婦科病：用壬癸代表，壬加辛，壬十己，臨坎、震、兌、坤宮為子宮肌瘤。

36、便秘：已加庚臨坎宮，己加癸為拉稀拉肚子。