时间：2023-02-27 11:07:09
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引 言
随着信息技术、计算机网络技术的迅猛发展和广泛普及，越来越多的家庭通过Internet或Intranet来获得信息和资讯。作为现代化的智能化住宅小区，向社区内的广大住户提供宽带多媒体综合信息资讯服务，是智能化住宅的重要体现，也是信息社会发展的客观需要。建设部住宅产业办公室提出了我国住宅智能化的概念，即住宅小区智能化是利用4C(计算机、通信、网络、自控、IC卡)技术真正实现远程家庭的智能控制，通过有效的传输网络,将远程信息服务与管理、物业管理与安防、住宅智能化系统集成,为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能化手段,以期实现快捷高效的超值服务管理,提供安全舒适的家居环境。
1 系统简介
家庭智能控制系统的开发基于短信息技术、自动控制技术、计算机技术、数字通信技术及加密技术。系统利用相关的网络、计算机系统和控制器，以无线网络和有线网络为基本控制指令和数据信息传送方式，实现手机无线遥控和数据传送。通过专设的短信控制中心和服务中心，为家庭和小区管理提供全方位的数字化服务。家庭智能控制系统具有手机远程控制、自动报警、呼叫社区服务、物业管理等功能，还可以根据用户群的需要向生活连网服务、智能办公等方向无限扩展。
设备接入Internet/Intranet网，原则上讲，只要实现TCP/IP网络协议就可以。TCP/IP协议及其应用是一项复杂的系统工程。该协议的建立经过了缜密的设计过程，全套协议的实现是比较复杂的。在嵌入式系统中，实现该协议有一定的难度。在实际的应用中，如果要完全实现该协议，比较合理的方案是直接利用集成的TCP/lP协议的芯片，将系统中央控制单元和TCP/IP协议处理单元进行分离。
另一方面，实现其它几个方案中，可以对原有的TCP/IP进行精简，保留实际应用系统所需要的一些协议，使得核心芯片既能实现网络的数据传输，又可以完成监控任务。对原有的TCP/IP协议迸行精简，可以大大减轻系统实现的难度，并提高系统的效率和可靠性。
图1
2 系统工作原理
该系统的原理框图如图1所示。
家庭中的三表度数作为采集信号，通过采样保持电路处理以后，送入单片机进行处理。单片机把数据通过串口送入E5122网络协议处理器中进行打包处理，将数据打包成TCP/IP协议包，该数据包通过RTL8019AS以太网控制器发送到以太网上。采用CPLD芯片EPM7128S作为译码和驱动电路。在本应用场合，家庭用户终端对数据交换的速率要求不高，在1MB/s以下。所以可以采用一般的高速单片机，写入TCP/IP协议，这样既可以满足要求，价格又能让用户接受。
3 芯片介绍
(1)网络接口控制器RTL8019AS
RTL8019AS是Realtek公司高集成度的专用以太网接口芯片，支持EthernetII、IEEE802.3、10Base5、10Base2、10BaseT，支持UTP、AUI&BNC、PnP自动探测模式，并且内嵌16KB SRAM用于收发缓冲，降低了对主处理器的速度要求。支持8位、16位数据总线模式；支持跳线、无跳线模式；有全双工的通信接口，可以通过交换机在双绞线上同时发送和接收数据，使带宽从10M增加到20M，是用来进行以太网通信的理想芯片。
RTL8019AS有3种工作方式：
① 跳线方式，网卡的I/O和中断由跳线决定；
② 即插即用方式，由软件进行自动配置plug and play；
③ 免跳线方式，网卡的I/O和中断由外接的93C46里的内容决定。
网卡使用哪种方式由RTL8019AS的第65脚JP决定。65脚JP 为高电平时(接到VCC或通过一个10kΩ的电阻上拉)使用跳线方式；RTL8019AS引脚悬空时，输入状态为低电平(其它引脚也是这样，悬空的输入脚电平为低电平，里面有一个100kΩ的下拉电阻)。64脚AUI，该引脚决定使用AUI还是BNC接口。我们用的网卡接口一般是BNC的，很少用AUI。BNC接口方式支持8线双绞或同轴电缆。高电平时使用AUI接口，悬空为低电平，使用BNC接口。IOCS16B引脚用电阻下拉为低电平，选择8位数据总线模式，省去BROM模块，只需8根数据线SD0~SD7。基地址选择引脚IOS3、IOS2、IOS1、IOS0空接为低电平。因为芯片内部都接有下拉电阻，此时I/O基地址为300H，所以地址线SA8、SA9接高电平。又因为寄存器的地址偏移量为00H~1FH共32个，所以只用了地址线SA0~SA4，其余地址线接地即可。芯片的中断线由IRQS2、IRQS1、IRQS0决定，全部空接时中断线为INT0，8根中断线7根空接。SMEMRB和SMEMWB引脚决定网络接口类型时，10BaseT、10Base2或10Base5采用悬空方式时为低电平。即为自动选择方式。AUI引脚决定使用AUI还是BNC接口，悬空时为低电平。使用BNC接口，支持双绞线或同轴电缆，所使用的引脚有：TPIN+、TPIN－、TPOUT+、TPOUT－，接入网卡耦合隔离变压器中，利用RJ45插头实现与网络的连接。
(2)TCP/IP协议解析芯片E5122
E5122是上海精致科技公司研制的飞虹系列网络协议处理器。外部晶振22.1184MHz，工作电压5V。以硬件实现TCP/IP协议，提供API接口，极大地方便了使用，由外部集成 RAM。对用户端以I2C协议或RS-232接口方式进行通信，通信接口支持带I2C接口MPU，为不带I2C接口MPU提供I2C驱动程序。E5122与网络的接口为以太网接口，通过以太网控制芯片RTL8019连接到以太网。串行速率最大达115.2Kbps，达到真正实时传送。
E5122 是完成TCP/IP 协议的专用芯片，用以实现以太网和串口之间的协议转换。可以为串口设备提供完善的网络通信解决方案，只需外接MPU。本系统采用的MPU型号是：89C52单片机。单片机程序中，只需要简单调用API函数即可实现。E5122结构如图2所示。设备做为服务器端，即首次连接网络时，客户机端主动请求连接服务器端作为被动端监听，并接收连接的局域网内连网接收远端客户的主动查询访问，并将设备信息返回给客户；同样，还可以作为客户机主动和局域网内，或Internet上的主机进行通信。 E5122 芯片外部使用32KB RAM，用来作为以太网数据缓冲，使用256字节(最少为256字节)的串行EEPROM(I2C总线接口)存储系统参数。用户通过串口与E5122 连接实现通信。E5122 完成TCP/IP 协议和串口通信协议。支持普通串口和用户设备进行交互，通过外接RTL8019AS 以太网控制芯片来实现网络连接。
当系统初次运行时，E5122会对RTL8019AS进行初始化工作，并设置其工作模式以及中断源等。
当RTL8019AS 接收到数据时，会触发E5122 中断。此时E5122 通过A8~A13 和A15 来选择RTL8019AS的寄存器地址和存储器地址，控制和实现数据的读取。当有数据通过E5122 发送给RTL8019AS 时，通过地址线设置RTL8019AS 相应寄存器进行数据发送。
4 硬件电路设计
在具体使用中，由于单片机本身的限制，进行了一系列的简化设计。采用跳线工作方式，JP引脚接高电平； E5122与RTL8019AS接口用于传输网络数据。
当系统初次运行时，E5122 会对RTL8019AS 进行初始化工作，设置RTL8019AS 的工作模式以及设置中断源等。当RTL8019AS 接收到数据时，会触发E5122 中断，此时E5122 通过A8~A13 和A15 来选择RTL8019AS的寄存器地址和存储器地址，控制和实现数据的读取。
当有数据通过E5122 发送给RTL8019AS 时，通过地址线设置RTL8019AS 相应的寄存器进行数据发送。
接口电路图如图3所示。
5 应用中的几个技术问题
在系统的实际应用过程中，要注意以下几个问题。
(1)传输速度
在系统中，上位PC机与下位测控设备之间数据交换的速度，取决于以太网接口模块的传输速度。而以太网模块的传输速度取决于以太网接口芯片的速度、单片机的处理速度，以及和设备交换数据的方式。
在一般的测控系统中，要传送的仅仅是控制命令和测量数据，数据量不大。模块与测控设备之间采用RS-232、RS-485、CAN等串口方式连接，其通信速率仅几十kb/s或上百kb/s。这时以太网接口芯片的速度(10Mb/s)和微处理器的速度就远大于串口通信速度。因此传输速率主要就取决于串口的通信速率。
当要传送的数据速率要求很高时(如图像)，它与测控设备之间就不能再采用串口连接，而必须采用并口连接，这时传输速率就取决于微处理器的处理速度。此时，要选用一些高速的单片机，如P89C52RX系列或SX系列等单片机。
(2)IP地址
以太网测控系统中，测控设备通过该模块进入以太网，就必须确定自己的IP地址。IP地址的获得有两种方式：有动态获得IP地址和固定分配IP地址。由于E5122不支持RARP反向地址解析协议，因此无法获得动态IP地址，只能使用固定IP地址。
(3)安全控制
在小型封闭的局域网中进行测控，安全问题不大，但在广域网甚至因特网上进行测控，安全控制就至关紧要。为此，采用48~128位的用户密码来保护测控设备的安全。合法用户可以修改、设定自己的密码。网络非法用户即使窃取了IP地址，没有用户密码，也无法操作设备。
(4)实时性问题
测控系统在很多场合都要强调它的实时性，但以太网不是一个实时系统。由于它的载波侦听碰撞检测(CSMA/CD)通信方式，决定了以太网中IP包的传输会有延迟，甚至丢包，这是利用以太网组成分布式测控系统最大的缺点。但是，现在以太网的速度越来越快，百兆网甚至千兆网，或在一些小型封闭的局域网中，网络的繁忙程度大为减轻，IP包几乎没有碰撞，传输延迟、丢包现象就大大减小，不会影响测控系统的正常工作。同时，在系统的网络层之上，可增加应答协议，丢包的问题就可基本克服。
(5)连接方式
该模块有两个插座：一个是RJ-45插座，可用双绞线直接连接到以太网；另一个是25脚插座，内含RS-232或RS-485总线接口。
关键词：就餐系统；Web服务器；嵌入式设备；语音播报
1 作品详细介绍
1.1 手机客户端点餐
手机客户端点餐，迎合年轻人的需求。该App实现菜单浏览、购物车管理、订单号获取、意见反馈、查看当前餐厅等待人数、餐厅实时视频显示等功能。实时就餐图片如图1所示。
1.2 网页点餐
网页点餐，方便电脑办公族。Wap方式实现菜单浏览、购物车管理、订单号获取、意见反馈、查看当前餐厅等待人数、餐厅实时视频显示功能。图2所示为就餐实时视频显示画面。
1.3 柜台机点餐
柜台机点餐，提供一站式点餐服务。可实现菜单浏览、购物车管理、订单号获取、刷卡付费、条码小票打印、语音提示功能。图3所示是其条码小票打印图。
1.4 打卡机
打卡机，完成已定餐用户付费。实现查询已订餐信息、订单号模糊匹配查询、刷卡付费、条码小票打印、语音提示功能。打卡显示如图4所示。
1.5 服务器
服务器后台可处理业务及数据存储，包含三张数据表和近5 k行代码，如图5所示。
2 后厨叫号系统
本模块为自主研发专利方案，可通过扫描枪扫描小票条码，实现自动语音叫号通知、大厅LCD液晶屏信息显示。此模块不依赖任何操作系统和存储系统，成本低，可方便地移植到各种儿童语音玩具中。如图6所示。（备注：1.单片机最小系统； 2.串口通信电路； 3.液晶屏显示电路； 4.语音组合发音电路； 5.激光扫描抢）
3 工作原理
本系统由三大系统模块构成，如图7所示。图8为其系统流程图。
本系统打卡机可打印条码，一式两份，一份留在用户手中作为取餐凭证，另一份送至后厨供厨师参考。
3.1 数据通信
本系统的数据传输主要应用了两种传输方式：一种是串口传输，另外一种是网络文件传输。本系统中组件间的传输主要存在以下四种：
（1）报号系统：RS 232数据（扫描枪数据）---> TTL电平（电路板芯片内传输）。
（2）客户端与服务器：HTTP协议。
（3）柜台机与服务器：HTTP协议。
（4）网页与服务器：HTTP协议，具体如下：
单片机与PC：蓝牙；
扫描枪与PC：RS 232接口；
MCU与发音电路：SPI总线；
视频服务器与终端：Socket通信。
3.2 功能器件及电路
功能器件及电路包含RFID标签、读卡器、激光扫描枪、蓝牙模块、LCD模块、数码管、ARM11、电阻屏、功放电路、微型打印机、摄像头、智能手机、IC芯片（ISD1700、MAX232、HC-06、STC89C52RC、TDA7052）。
3.3 关键技术
关键技术包含Qt/Embedded、J2EE、数据通信与解析、SPI总线、EAN8条码、SQL模糊匹配查询、Linux下Mplayer、Tomcat、MJpeg-streamer等开源软件及嵌入式编程。图9所示是其硬件结构图。
4 作品创新点、难点
4.1 创新点
针对用户量大、服务集中的拥挤就餐环境，如学生食堂、员工餐厅、快餐店等实现了一套智能化就餐解决方案，作为一个完整系统，从订餐开始到取餐验证结束，给餐厅运营商提供了一套完整的解决方案。
充分挖掘年轻人，特别是学生群体的用户需求，开发多终端订餐，让订餐更加人性化。同时让订餐也变得时尚和有趣。
条形码具有简单方便、信息量大的特点，经过对条形码扫描仪的研究，开发了一套切实好用的语音报号系统。通过对点餐小票的条形码信息的读取识别出客户的点餐订餐信息，通过LCD屏幕显示该信息，并实现语音提示播报。
基于ARM/ Linux硬件处理平台，利用Qt/Embedded开发工具，开发了柜台机一体化终端，即集订餐、付费于一体的综合性智能终端，可提供方便快捷的一站式点餐服务。
4.2 难点
对跨平台HTTP标准通信协议进行了深入研究，并设计实现了基于HTTP标准通信协议的多平台融合同步通信（ARM/Linux平台下Qt环境、移动设备上Android系统环境以及服务器端平台的Web应用服务器）。
对基于单片机的多段语音组合录放系统进行了研究，并完成语音报号硬件电路的设计制作，在此基础上完成所有代码的设计，包括对ISD语音芯片内部语音寻址，LCD液晶电路，串口通信电路的研究及单片机控制代码的编写等。
对Web网络编程进行详细研究，基于优秀的开源软件Tomcat及MySQL数据库搭建了后台Web服务器，并完成所有服务器端代码的编写，系统代码总量超过8 k行。
5 市场前景
该系统能够有效解决学生食堂中存在的拥挤、无序、等待时间过长等问题，它的优势体在以下几点：
（1）多种订餐终端，使得就餐更加便捷、人性化；
（2）实现前台自动无人化操作，节省员工人力开支；
（3）就餐流程数字化管理，有助于数据的统计和分析，提高工作效率。
引言
当今社会逐渐入网络时代，因特网已成为重要的基础信息设施。目前，大部分网络终端仍以PC的形式出现，但是从计算机应用普及的情况看，嵌入式系统更为普及，过去大量的浩如烟海的8位/16位单片机的嵌入式设备，已经到了享受网络方便的时候了。近来的统计证明：PC机CPU的产量仅是MCU产量的1/100，并且由于MCU的成本低廉，应用非常普及。在工业测控、智能仪器、智能家庭领域，MCU应用系统已无处不在。在这些场合中，以MCU为核心的设备同样也需要解决接入因特网的问题。本文在分析嵌入式系统与常规计算机系统研发不同点的基础上，介绍一种新型家庭智能系统。
1 家庭智能系统的体系结构
家庭智能系统体系结构的总体框图如图1所示。从大的方面看，家庭智能系统可由三部分组成：家庭自动化外部接口模块、家庭自动化图像模块、家庭智能化内部无线收发与控制模块。未来的家庭中，多件家用电器与各种报警器将组成一个家庭的内部网，并通过内部网的网关接入因特网。一方面，内部网中的家电可以通过网关访问因特网上资源。如网络电视机每天早晨自动访问用户喜欢的某个电视台的网站，自动下载晚上的节目表。另一方面，用户可以在因特网任务一点通过浏览器对家里的家用电器与报警器进行远程控制。如用户出门在外，可以在外地上网，通过浏览器，启动家里的摄像机实时监察家里的安全。家庭自动化内部无线网模块要由消息处理模块和基于工频的无线收模块（NRF401）构成。它将成为Internet网的发展沃土，顺应“网络服务”向“网络应用”扩展的大潮。本文主要介绍嵌入式网关，以及如何在远程访问具有静态或动态IP地址嵌入式网关的技术。
2 嵌入式网关
目前，国内外嵌入式网关的设计有二种方案：第一种方案，是基于软件来实现TCP/IP协议栈；第二种是直接利用TCP/IP协议栈芯片。本文介绍的嵌入式网关采用第二种方案，它由W3100A、RTL8201、MCU组成，如图2所示。
图2中，DLC为数据链路控制，MAC为媒体访问控制，IP为网际协议，ICMP为因特网控制报文协议，TCP为传输控制协议，UDP为用户数据摄协议，DPRAM为双端口存储器。
第一种方案在大批量生产时，具有成本低的优点，因为用软件设计的TCP/IP协议栈，是一次投交多次使用；但开始投次比较大且设计复杂，因为需要实时操作系统的支持，而第二种方案，尽管在大指生产时成本高，因为每个智能设备都要嵌入TCP/IP协议栈芯片；但是在非大批量生产时具有投次比较大，设计简单、灵活的特点，因为不需要实时操作系统的支持。本文采用的TCP/IP协议栈芯片是W3100A.它有如下特点：首先，它自带TCP/IP协议栈（如TCP、UDP、Ipver.4、ICMP、ARP、DLC、MAC协议）；其次，它能同时支持四个独立的连接通道，具有高速传输速率（如网关的MCU用Atmel 8951，那么网关的传输速率是200b/s；若用Intel386，那么网关的传输速率是3Mb/s）同时，它具有与MCU和物理层电路接口。从图2可以看到；W3100A除了具有上述特点外，还提供了Socket应用程序编程接口，为那种需要进行因特网连接的智能设备，提供了一种简便、廉价、高效的方案，只要将W3100嵌入智能设备就可以了。这样，大大减少了软件研发费用，减轻了MCU的工作量，同时便利该产品具有竞争力，并符合嵌入式系统设计原则：①价格。由于嵌入式设备对价格非常敏感，通常要求价廉质优，故在设计产品时，在满足功能要求的情况下尽量降低成本。②环境。在功能要求满足的同时，要考虑到该产品在恶劣环境下，能否正常工作，比如温度、电源功耗等等。③使用。用户在使用时，操作应尽量简单。
RTL8201是单口10/100Mb/s以太网收发器，超低耗和少于180mA/3.3V操作电压，支持全双工和半双工操作，提供一个LED显示器指示一个网络回环存在。由于上述的优点，该嵌入式网关可以用在IP电话、网络MP3、网络相机和工业控制总线上。图3是嵌入式网关的原理图。
3 软件设计思想
为了适应分组到达的随机性，系统必须具有能够从网络接口读取分组的能力，故本系统采用“软件中断”的机制。当一个分组到达时，产生一个硬件中断，设备驱动程序接收分组重置接口设备。在中断返回之前，设备驱动程序会通知硬件安排下一个较低优先级的中断；在此次硬件中断结束后，低优先级的中断会继续执行。下面结合“软件中断”的机制、动态主机配置协议（DHCP）和域名系统（DNS），来说明如何在远程访问具有静态或动态IP地址嵌入式网关的技术（主要说明如何在远程访问具有动态IP地址嵌入式网关的技术）。在介绍该技术前，先介绍几个概念。
（1）DHCP原理
当一台设置为自动获取IP地址的计算机在登录网络时，会向网络上发送“租”一个IP地址的请求，专门负责提供IP地址的DHCP服务器回应这个请求，为这台计算机提供一个空闲的IP地址。DHCP的主要用途是：通过服务器的伺服进程协助来控管各个主机（执行中的用户端）上不可缺少的网络连线参数。
(2)DNS
DNS（Domain Name System，域名系统）是一种组织成域层次结构的计算机和网络服务命名系统，用于TCP/IP网络。它主要是通过用户亲切而友好的名称代替枯燥而难记的IP地址，以定位相应的计算机和相应服务。DNS就是完成在名称和IP地址之间的映射。对于动态分配IP，做一个DHCP程序来绑定用户网关的MAC地址和IP地址，然后再根据不同IP设定权限，防止IP地址盗用。
（3）HTTP协议的作用原理
WWW是以Internet作为传输媒介的一个应用系统，WWW网上最基本的传输单位是Web网络。WWW的工作基于客户机/服务器计算模型，由Web浏览器（客户机）和Web服务器（服务器）构成，两者之间采用超文本传送协议（HTTP）进行通信。HTTP协议是基础TCP/IP协议之上的协议，是Web浏览器来Web服务器之间的应用层协议，是通用的、无状态的、面向对象的协议。
图4 基于嵌入式网关的服务器与远程浏览器的请求与应答示意图
根据上述HTTP协议的作用原理，本文实现了基于浏览器/嵌入式Web服务器模式的家庭智能系统。首先初始化W3100ATRTL8201，通过UDP传输DHCP报文，获取动态IP地址，再得到DNS服务器支持，由DNS服务器负责建立IP地址与域名（别名）映射；同时，创建进程负责IP地址与域名（别名）映射更新，确保通过别名就可以访问该嵌入式设备。初始化完成后，远程浏览器就可以进行TCP链接了。建立TCP链接后，服务器等待远程浏览器的请求，是一个被动的设备。当接收到建立TCP链接的请求后，来识别随后收到的来自远程客户机浏览器的数据包。通过软件中断，监听W3100A、等待、接受客户机连接到RTL8201后，在W3100A体现出来的标志；创建与Socket字相关联的输入流和输出流；然后读取客户机的请求信息。在用户登录前，远程浏览器必须获得存储在Flash内部的网页，由此才能进行登录和控制。GET为其请求数据包中的第一个词，表示这个请求是用来接收Web资源的。该服务器仅对HTTP请求的第一行Get/home.html/HTTP.1进行检查和解释。因为除了数据外，所有响应信息数据都是常量。服务器的响应数据包已经由程序定制好，存放在服务器中。响应的HTTP数据头和资源一起存放在Flash中。服务器与浏览器链接建立后，服务器检查接收的请求数据，然后调用8051内部的程序模块，将相应的home.html发送给远程浏览器。Web页的存储范围为0000H～7FF0H，大约32KB，而8字节的用户名和8字节的密码可以存放在外围Flash存储区未端。在处理浏览器提交的数据信息时，按照两个步骤进行程序设计。首先，服务器根据远程浏览器传送过来的数据信息，决定服务器的HTTP服务的方式。其实，将Web资源发送给远程浏览器或使用函数来处理浏览器提交的数据，并将此数据传递给消息处理模块。该消息处理模块根据所要控制设备类型查表，然后启动无线收发模块将表中的消息发送出去。每个智能设备根据此消息启动相应的操作，并借助于设计合理的数据结构和函数实现软件设计。上述过程可用图4和图5形象地说明。
[关键词] 城乡建设 数字化 物联网 大屏幕拼接
0 引言
中国大屏幕拼接市场已有10余年发展历史。近年来，随着国内经济的稳步发展，国内各领域、各行业都非常重视信息化建设，对信息的可视化需求也急剧扩大。在城乡建设、能源、交通等基础建设的大规模兴建和国家大力推进信息化和新型工业化的共同作用下，大屏幕拼接显示系统已经成为信息可视化不可或缺的核心基础系统。
同时，在大屏拼接领域，目前主流的拼接墙显示技术有CRT拼接、DLP背投拼接、PDP拼接和LCD拼接。其中CRT拼接墙因其操作繁杂、体积庞大等原因,其所占的市场份额逐渐缩小；PDP拼接墙由于易产生残影、灼屏、亮度衰减快、维护成本高等缺陷严重阻碍了其在商业上的应用；DLP拼接墙又因其色彩与亮度不均匀、产品功耗过大、占用空间多等问题一直未能取得有效的突破而停滞不前。随着CRT拼接的衰退、DLP背投拼接与PDP等离子拼接的严重问题日渐显现，在液晶显示本身的应用不断拓展下，液晶拼接产品应时而出。
城乡建设数字化指挥大厅是莆田城乡建设数字化管理中心建设的一个重要组成部分，包括液晶大屏幕拼接系统、视频监控系统、语音系统、会议系统、中控系统、触控演示系统、电子书演示系统、数字媒体信息系统等基础设施建设。其中，我们选用的物联网液晶大屏幕拼接系统是指挥大厅建设的重中之重，必须确保技术的先进性。
1 物联网液晶大屏幕拼接系统优势分析
1.1 系统的可靠性分析
物联网液晶大屏幕拼接系统的关键部件——DTL3187液晶拼接单元、传感C盒和控制管理软件，全部采用针对性兼容衔接设计，在保证系统兼容性同时提供可靠安全保障。系统的可靠性分析如下：
（1）系统采用TNet（terminal and computer network，终端与计算机网络）架构设计，与传统架构设计相比，系统具备的智能分割与精确传输能力，网络交换机的稳定指数更高于传统控制器，具有更高的稳定性。
TNet拼接控制系统及图像处理系统架构均采用可靠的嵌入式设计理念：在图像数据传输过程中，传统的控制器是将此路信号复制，每路传输同样的数据，然后再根据输出的对应位置进行切割放大，但是这样的后果就是导致数据量传输过大，严重制约了控制器的运算速度，最终在处理高清信号或是纯数字信号时导致图像显示不够流畅，影响显示效果，最终也限制了拼接单元数量。而TNet拼接控制系统采用最新的研发理念，就是信号在输入端已经根据其要输出的位置先进行切割放大，每路只传输将要显示的那部分数据，这样就大大减少了传输带宽的压力，更好地实现数字信号的实时流畅显示。
（2）系统采用基于FPGA（Field Programmable Gate Array，元件可编程逻辑闸阵列）的嵌入式架构设计，与其他X86架构的分布式系统相比，将更加稳定可靠。
（3）液晶拼接单元采用专业的散热防尘设计，通过IP54防护等级测试，并通过8级抗震测试。核心部件芯片寿命高达100000小时，系统平均无故障时间大于50000小时，保证系统7×24小时连续稳定工作。
1.2 系统的扩展性分析
物联网液晶大屏幕拼接系统中DTL3187拼接单元和传感C盒均采用标准化、模块化、一体式结构设计，采用坚固的框架式贴板结构，支持多层多列叠加组合及弧形拼接，且拼接后的显示系统具有良好的扩展性。TNet拼接控制系统全部采用模块化设计，需要扩展时，只需增加相应数量传感C盒即可，系统无传感C盒数量限制，可进行无限制扩展，不须更换控制器，更不会影响系统的正常使用，无须对用户应用系统作任何改变。
1.3 系统的易维护性分析
物联网大屏幕显示系统在兼顾优良性能的同时充分考虑易维护性及经济性，具有高性能、低损耗、易维护的特点，有效降低系统运行中的维护费用。TNet拼接控制系统结构设计合理，每一传感节点既分散又统一，可单独控制，也可整体控制，所以即使出现故障需要维护，只需要更换或维护对应的传感节点即可，不会影响系统的正常使用，而且省时省力，更省钱。而传统的控制器一旦出现问题，轻则关闭整个系统，维修控制器，影响正常使用；重则需更换控制器或背板，维修或更换费用较大，大大耽误了大屏幕系统的正常使用时间。
2 物联网液晶大屏幕拼接系统建设
2.1 系统建设意义
福建省人民政府把构建“数字福建”地理空间框架，加快数字区域建设，作为福建省“十二五”信息化发展的重要内容。莆田市住建局紧紧围绕“保护壶山兰水景观，突出荔林水乡特色，建设生态环保家园，打造滨海宜居城市”的城市建设目标，贯彻落实莆田市委、市政府提出的继续实施好城市建设战役，大干“十二五”开局之年的要求，依靠先进的地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球卫星定位（GPS）、中间件、工作流、通信网络、物联网等多技术融合，建立莆田市城乡建设数字化管理中心，全面推进数字化城市建设，提升城市建设与管理水平。打造科学、严谨、精细和长效管理的服务型、创新型、低碳型城市建设管理新模式，实现城市在“常态”下全面有效的监测、监控、监管和“非常态”下应急指挥的科学决策、迅速处置。
2.2 系统设备组成
物联网液晶大屏幕拼接系统包括拼接单元组合墙体、传感C盒、大屏控制管理软件、矩阵切换器、专用线缆等部分，具体设备清单如表1所示。
为做好疫情防控工作，尽可能避免人员聚集和流动，减少传播感染风险，有效保障人民群众生命安全和身体健康，现就本市公安政务服务有关业务办理通告如下：
一、暂停办理部分业务
根据国家移民管理局要求，暂停受理、审批、签发内地居民赴港澳旅游签注(含团队旅游、个人旅游、深圳“一周一行”)，赴港澳自助机、网上服务平台(包括“一网通办”总门户、“随申办”APP和小程序、“上海公安出入境管理”微信公众号)等同步关停相关业务。
二、非紧急业务建议延期办理
(一)出入境方面。
1、建议内地居民合理安排出国出境计划，非特别急需的可暂缓申办出入境证件。如确有需要，应提前向有关国家或地区驻华代表机构、航空公司或境外接待单位了解清楚目的地国家或地区采取的入境管控措施情况。
2、继续为外国人提供签证延期和停留居留证件办理服务，保障外国人合法停留居留，对有紧急需要的将加急办理相关证件。对因疫情防控原因难以及时办理签证、停居留证件延期手续的，将视情从轻、减轻或免于逾期居留处罚。
(二)车驾管方面。
1、延期办理驾驶人考试、满分教育、审验教育等有时限要求的业务。对已在网上申请预约办理的，可以自主选择取消预约，取消考试预约不计入考试次数，也不影响下次考试预约排序。
2、对在疫情防控期间不能按期办理驾驶证审验换证、机动车检验等业务的，可延期到疫情结束以后办理。在此期间，群众确有驾车出行等生产生活需求，或者有疫情防控人员、物资运输等应急保障需求的，对驾驶证逾期未换证、未审验、机动车逾期未检验等情形，公安交管部门将不予处罚。
3、对因逾期未换证、逾期未体检、逾期未检验等原因，导致驾驶证或机动车可能被注销的，公安交管部门将统一延长注销期限。
4、疫情防控期间，已在互联网预选了号牌号码但未及时办理机动车登记的，预选号码有效期延长，疫情结束后可以继续办理登记。
5、学习驾驶证明有效期到期的，统一延长有效期限，可选择在疫情结束后继续学习驾驶，公安交管部门将保障学车考证权益。
6、对目前持有机动车临时行驶车号牌的车辆，其在本市道路范围内通行时间延长至2020年2月29日24时。
(三)户政方面。
1、身份证遗失的，如非急需用证，建议暂缓办理，可以下载“随申办”APP和小程序，通过“我的卡包/我的证照”实现居民身份证件电子“亮证”。
2、居住证有效期限截止日期为2020年1月1日以后的，无论持证人能否及时返沪，系统后台将给予自动签注，无需前往社区事务受理服务中心办理。
3、涉及户口办理事项，如非急需，建议暂缓办理;确属急需办理的，建议通过“一网通办”平台，按照提示先行上传材料(图片上传应当清晰)，公安机关预审通过后，将通知申请人至派出所窗口“一次性办理”。
4、涉及跨省市迁户落户手续，已取得上海公安机关开具的《准予迁入证明》，但因疫情防控原因过有效期的，可以在疫情结束后随时到公安机关换开《准予迁入证明》；
已取得原户籍地公安机关开具的《户口迁移证》，但因疫情防控原因过有效期的，本市公安机关将予以认可。
三、建议优先选择网上办、掌上办
目前，本市公安机关已在“一网通办”总门户、“随申办”APP和小程序、“交管12123”APP、“上海交警”APP、“上海公安人口管理”微信公众号等网上办事平台累计实现96项政务服务事项全程网办，方便群众网上办、掌上办，享受“不见面”服务。
其中，补换领驾驶证、补换领号牌、补换领行驶证、机动车选号、申领免检标志、违法处理、事故快处等20余项高频交管业务，可登录“交管12123”APP、互联网交通安全综合服务管理平台(sh.122.gov.cn)、“上海交警”APP、“随申办”APP等直接网上办理。
开具户籍证明、居住登记、申领居住证等10余项高频户政业务，可登录“随申办”APP和小程序、“上海公安人口管理”微信公众号等进行全程网办。
四、确需窗口办的业务建议预约办理、即办即走
确有急需到窗口办理的业务，为降低交叉感染风险，请合理选择办理时间，并根据网上公布的办事指南携带好相关材料，也可以提前拨打公安相应业务窗口电话(详见上海市公安局门户网站“执法公开”栏目的“对外窗口查询”)进行咨询、预约办理时间。到窗口办事的群众，请自觉佩戴口罩，做好个人防护，主动配合现场工作人员开展体温检测等相关工作。对相关业务、政策有疑问的，可以拨打上述窗口电话进行咨询，如有其他问题，也可以拨打“12345”市民服务热线进行咨询。
后续相关政务服务举措，请及时关注上海市公安局门户网站、“警民直通车”微信公众号等平台信息。
特此通告。
上海市公安局
上诉人（原审原告）陈彦，男，一九六九年五月十三日出生，福建省福州市人，住福州市马尾区亭江镇和平路97号，系上诉人陈锥之弟，居民身份证编号：350122690513001.
委托人杨新华，福州三通律师事务所律师。
被上诉人（原审被告）福州市公安局马尾分局，住所地福州市马尾区。
法定代表人林东来，分局局长。
委托人龚真，男，福州市公安局马尾分局法制科副科长。
委托人左向真，福州世通律师事务所律师。
原审原告陈锥、陈彦诉福州市公安局马尾分局滥用职权侵犯人身权、财产权一案，福州市马尾区人民法院已于一九九八年七月十四日作出（1998）马行初字第03号行政裁定。原审原告陈锥、陈彦不服，向本院提起上诉。本院依法组成合议庭，于一九九八年十一月十一日公开开庭审理了本案。上诉人陈锥、陈彦及其委托人杨新华律师，被上诉人福州市公安局马尾分局的委托人龚真、左向真律师到庭参加诉讼。由于本案涉及因特网这一新技术，合议庭决定在第一次庭审结束后由各方当事人及法庭邀请专家证人出庭就有关因特网及IP电话的技术原理问题作证。一九九八年十二月二日第二次公开开庭审理了本案，上诉人邀请的专家证人福州华特通用电脑公司总经理王峻涛，被上诉人邀请的专家证人福建省数据通信局总工程师丁大明、福建省邮电管理局蔡晓东科长、福建省邮电管理局张建勇科长，本院邀请的专家证人瀛海威信息通信有限责任公司福州分公司总经理张成，上诉人陈锥、陈彦及其委托人杨新华律师，被上诉人福州市公安局马尾分局的委托人龚真、左向真律师到庭参加诉讼。本案现已审理终结。
原审认定，一九九七年十二月二十三日，福州电信局向被告福州市公安局马尾分局举报原告陈彦利用微机互联网经营国际长途电信业务，违反了长途通信业务和国际通信业务由邮电部门统一经营的规定，要求依法追究刑事责任。经调查，报案内容属实，被告即拟根据《中华人民共和国刑法》第二百二十五条规定对原告以涉嫌非法经营罪立案侦查，向福建省公安厅刑警总队请示，经省厅刑警总队同意后，被告于一九九八年元月三日正式立案侦查。元月七日对原告陈彦的诚信电器店进行搜查，提取了电话一部、彩色显示器一台、电脑主机一台，键盘一台、数据声音转换器一台。元月十日、二十二日两次对原告陈锥进行传唤。元月九日，二十四日分别暂扣陈彦、陈锥20，000元和30，000元人民币。一审法院认为：福州电信局向被告举报原告未经审核批准，擅自经营电信业务。被告认为，经审查原告的行为涉嫌违反《中华人民共和国刑法》第二百二十五条的非法经营罪的规定，依照《中华人民共和国刑事诉讼法》第八十六条规定，经批准后立案，进行刑事侦查，是被告依法行使刑事侦查职能。在刑事侦查中被告所进行的搜查、提取证据、扣押款项等行为，不是具体行政行为，没有规避司法审查，不属行政诉讼审查范围。一审法院根据最高人民法院《关于贯彻执行〈中华人民共和国行政诉讼法〉若干问题的意见》第114条，参照最高人民法院《关于贯彻执行〈中华人民共和国民事诉讼法〉若干问题的意见》第139条的规定裁定驳回原告陈锥、陈彦的起诉。
上诉人陈锥、陈彦上诉称：1、原审裁定认定被上诉人福州市公安局马尾分局是“依法行使刑事侦查职能”是错误的。本案上诉人的行为不构成犯罪，被上诉人的立案缺乏事实依据，是滥用职权的具体行政行为。一审法院仅对被上诉人的行为进行形式上的审查，并未进行实体审查，就轻率地认定其“依法”，也是错误的。2、一审法院认定被上诉人没有规避司法审查也是错误的。被上诉人错误地对上诉人刑事立案，发现上诉人的行为不构成犯罪后，又不根据《刑事诉讼法》第一百三十条的规定撤销案件，在立案八个月后，仍不作任何处理，其意图就是为了规避司法审查。请求本院撤销一审判决，确认上诉人的行为属于滥用职权，确认被上诉人扣押财物的行为违法并予以返还，并判令被上诉人赔偿上诉人的经济损失15，000元。
被上诉人福州市公安局马尾分局答辩称：一九九七年十二月二十三日福州电信局报案称：电话用户陈彦利用微机互联网通话软件，对外开办国际电话业务，按挂发不同国家、地区每分钟收取6-9元不等的通话费，严重损害国家和邮电企业利益，扰乱了电信市埸秩序，也给国家安全带来了严重的危胁，请求我局立案侦查，依法追究刑事责任。我局受理后，对报案内容予以调查核实，并就该案能否立案侦查专题请示了省公安厅刑警总队，总队明确批复应当立案侦查，依法查处。我局遂于一九九八年元月三日根据《中华人民共和国刑法》第二百二十五条，以涉嫌非法经营罪正式立案侦查，依法传讯了犯罪嫌疑人陈彦、陈锥，同时对犯罪现埸进行了搜查，扣押了犯罪嫌疑人用于经营国际长途电话业务的设备，并追缴陈锥、陈彦经营国际电话业务的非法所得合计50，000元。犯罪嫌疑人陈锥、陈彦对其非法经营国际长途电话业务的事实供认不讳。因此，马尾公安分局扣押原告陈锥、陈彦用于作案的电脑及追缴非法所得50，000元是正常的刑事司法行为，并非具体行政行为。
被上诉人福州市公安局马尾分局向一审法院提供的证据材料有：
1、福州电信局榕电[1997]保字19号《关于陈彦非法经营电信业务请立案侦查的函》；2、一九九八年一月二日对马尾电信局亭江电信支局何海鸣局长的询问笔录；3、一九九八年一月十日对陈锥的询问笔录；4、福州市公安局马尾分局《关于陈彦利用微机互联网经营国际长途电信业务能否立案侦查的请示》；5、福建省公安厅刑警总队一九九八年一月二日对福州市公安局马尾分局的批复；6、一般刑事案件立案报告表；7、呈请搜查报告书；8、福州市公安局马尾分局（98）3号搜查证；9、一九九八年元月十日福州市公安局马尾分局传唤通知书（传唤陈锥）；10、一九九八年元月二十二日福州市公安局马尾分局传唤通知书（传唤陈锥）；11、国务院国发（1990）54号《国务院批转邮电部关于加强通信行业管理和认真整顿通信秩序的通知》；12、《福建省保障和发展邮电通信条例》；13、原邮电部电信政务司电司（1995）12号《关于不准在中国倒卖国际电信业务（RESALE）的公告》。
上诉人陈锥提供的质证材料有：1、瀛海威信息通信有限责任公司瀛海威时空用户登记表；2、福州市公安局马尾分局马公字第0001036号暂扣款单据（被暂扣款人陈彦，暂扣款金额人民币20，000元）；3、福州市公安局马尾分局马公字第0001037号暂扣款单据（被暂扣款人陈锥，暂扣款金额人民币30，000元）；4、福州市公安局马尾分局刑警大队侦查人员提取笔录。
根据庭审举证、质证，本院可以确认如下事实：一九九七年九月上诉人陈锥、陈彦在陈彦开办的福州市马尾区亭江镇诚信家用电器店开展“买一送一”的促销活动，即顾客在该店购买一件商品就可提供因特网通话服务（IP电话）五分钟。并于九月二十日开始按与香港、日本通话每分钟七元，与美国通话每分钟九元的标准收费。一九九七年十二月二十一日，福州电信局在亭江检查时发现两上诉人的上述活动，以榕电（1997）保字第19号函向被上诉人福州市公安局马尾分局（下称马尾公安分局）举报。马尾公安分局于同月二十五日就上诉人陈锥、陈彦的行为是否涉嫌《中华人民共和国刑法》第二百二十五条规定的非法经营罪犯罪嫌疑及是否能够立案侦查向福建省公安厅刑警总队请示。福建省公安厅刑警总队于一九九八年一月二日批复马尾公安分局，同意立案侦查，并要求该局依法查处。一九九八年一月三日，马尾公安分局对该案刑事立案。同年一月七日，被上诉人马尾公安分局对上诉人陈彦的住宅进行了搜查，扣押了陈彦用于网络通话的电脑及配件，并限制了陈彦的人身自由。一月九日，陈彦在其家属缴纳了暂扣款人民币20，000元后被解除对人身自由的限制。一月十日，马尾公安分局传唤陈锥。一月二十二日，马尾公安分局再次传唤上诉人陈锥。一月二十四日，陈锥在家属缴纳了人民币30，000元的暂扣款后被释放。
在庭审质证中，上诉人陈锥、陈彦称：在缴纳50，000元暂扣款时被上诉人马尾公安分局的办案人员对其称该款是取保候审保证金。被上诉人马尾公安分局的人在庭审中认为暂扣陈锥、陈彦的共50，000元人民币系两上诉人非法所得的暂扣款，但无法向法庭提供暂扣陈锥、陈彦非法所得50，000元的计算依据。被上诉人马尾公安分局未向法庭提供能够说明上诉人陈锥、陈彦在缴纳了共50，000元人民币的“暂扣款”并被解除了对人身自由的限制后处于刑事侦查过程中何种刑事强制状态的法律手续。
上诉人陈锥、陈彦邀请的专家证人王峻涛在庭审中向法庭证明：
应用因特网拔打IP电话与应用因特网其他功能如发电子邮件（E-MAIL）、网上会议（Netmeeting）、网上传真、传输图像的性质一样，是因特网的基本功能，即利用数字形式传输信号。从技术角度分析IP电话的原理和传统电话的原理是截然不同的，传统电话的语音信息是通过电话线传输的。而IP电话是利用网络软件将语音信号转换为数字信号后在因特网上进行传输，到达对方的电脑或语音数字转换器后再将数字信号转换为语音信号。IP电话的工作流程为，本地电话或上网电脑=>本地网关服务器（将语音信号转换为数字信号）或上网电脑内的转换软件=>数字信号在因特网上传输=>被拔叫地的网关服务器（将数字信号转换为语音信号）=>被拔叫电话。因此，IP电话的费用由本地市内电话费、因特网服务费和被拔叫地的市内电话三部分组成。市内电话费由使用者付给电信部门，因特网服务费付给ISP（因特网接入服务商），国外被拔叫地的电话则付给国外网关服务器在中国的商。IP电话不会对任何人造成利益上的损失，也不会对国家安全构成威胁。但IP电话对于传统长途电话的威胁则是先进技术对于落后技术的威胁。
被上诉人福州市公安局马尾分局邀请的专家证人丁大明向法庭证明：国际互联网（因特网）的基本功能是进行数据传输和交换，因特网具有将文本、声音、图像等压缩打包后，以数字形式传输的功能，通过因特网打电话从技术角度是可行的。因特网属于电信增值业务的范围。目前邮电部门规定的因特网业务有电子邮件、文件传递、远程登录、还有WWW浏览等，没有提供IP电话业务。
被上诉人福州市公安局马尾分局邀请的专家证人蔡晓东向法庭证明：《中国邮电百科全书（电信卷）》载明，电话业务按通达地点和服务范围分为国际电话、国内长途电话、市内电话、农村电话。国际电话包括数据电话。通过网络拔打电话属于国际长途电话。目前挂发美国的长途电话费是18.4元（人民币）/分钟。国家并未对传统电信业务作明确划分，并不允许经营通过因特网打国际长途电话。
被上诉人福州市公安局马尾分局邀请的专家证人张建勇向法庭证明：根据国发（1990）54号《国务院批转邮电部关于加强通信行业管理和认真整顿通信秩序请示的通知》（下称国发（1990）54号《通知》）第三条规定：主要通信业务必须由国家统一经营。该条第（三）项规定：长途通信和国际通信业务由邮电部门统一经营。另原邮电部电信政务司电司（1995）12号《关于不准在中国倒卖国际电信业务（RESALE）的公告》也明确规定国际电信业务只能由我国邮电部门统一经营，任何单位和个人，包括倒卖者（RESELLER）不得以任何形式经营国际电信业务。
本院邀请的专家证人张成向法庭证明：作为因特网拔打国际电话与传统电话的传输性质是不同的，但实现的功能相同的。瀛海威信息通信有限责任公司（IHW）是从事因特网接入服务的服务商（ISP），该公司提供的业务包括电信增值业务、计算机信息服务。用户利用IHW提供的接入服务发电子邮件还是上网查询或是打IP电话与公司提供的服务无关，因为通过因特网拔打国际电话与电子邮件等的传输是一样的，都是以IP数据包的形式传输，不会占用电信部门的其他资源，并且从理论上讲通过因特网打电话并无人数的限制，同一线路上可以传输多组数据。与传统电话相比，网络电话的费用更便宜。对于使用网络电话是否构成对国家安全的威胁，主要与使用者有关，该项技术是科技发展的进步的结果。使用者以危害国家安全为目的利用传统电话同样会对国家安全构成威胁。
另查明，1、原邮电部行政规章《中国公众多媒体通信管理办法》第二条第（三）项规定：公众多媒体通信业务是指通过中国多媒体通信网，向最终用户提供的公众多媒体通信与信息服务。该《办法》第八条第一款同时规定：对在中国公众多媒体通信网上提供的通信与信息业务，按国务院和邮电部对外放开经营部分电信业务的有关规定进行管理。第二款规定：对接入服务经营者（指为用户接入中国公众多媒体通信网提供服务的单位，即ISP）实行经营许可证制度。2、国务院国发（1993）55号文《国务院关于批转邮电部关于进一步加强电信业务市埸管理意见的通知》（下称国发（1993）55号《通知》）中明确了“计算机信息服务业务”属向社会放开经营的电信业务。3、原邮电部邮部（1995）773号《关于〈放开经营的电信业务市埸管理暂行规定〉的通知》（下称邮部（1995）773号《通知》）第四条规定：未经审核批准，未领取营业执照的，不得从事放开经营的电信业务。该《通知》第二十五条第（一）项规定了未经审核批准、未领取营业执照从事放开经营的电信业务的可由通信主管部门责成邮电通信企业停通其中继线、没收非法经营所得，并可处2，000元以上20，000元以下的罚款的行政处罚。
本院认为，根据专家证人向法庭说明的IP电话的技术特征表明，IP电话的传输方式主要是借助网关服务器或电脑软件将语音信号转换为数字信号在因特网上传输。这种传输方式与普通电话的语音信号通过双绞线接入程控交换机再进入长途传输网，再由长途传输网到程控机最后进入对方电话机的传输方式不同，因特网上的数字传输可同时传输多组信息，而普通电话只能同时传输一组信息。因此，使用IP电话拔打国外用户与使用程控电话拔打国外用户（IDD，国际长途直拔）的技术特征是不同的，IP电话是基于网络技术而产生的在因特网上提供的新类型的通信业务。属于国务院国发（1993）55号《通知》和《中国公众多媒体通信管理办法》所称的“计算机信息服务业务”和“公众多媒体通信业务”。且国务院的国发（1993）55号《通知》中明确了“计算机信息服务业务”属向社会放开经营的电信业务，而不是属于本案被上诉人福州市公安局马尾分局所称的国务院国发（1990）54号《通知》规定的由邮电部门统一经营的长途通信和国际通信业务。
被上诉人马尾公安分局提供的证据材料可以证实上诉人陈锥、陈彦存在未经审核批准，未领取营业执照，擅自从事“计算机信息服务业务”和“公众多媒体通信业务”的事实。但不能证明IP电话属法律、行政法规规定由电信部门统一经营的长途通信和国际通信业务。
被上诉人马尾公安分局以上诉人陈锥、陈彦涉嫌《中华人民共和国刑法》第二百二十五条规定的非法经营罪，认为本案属刑事侦查案件，请求驳回上诉人的上诉。本院认为，《刑法》第二百二十五条非法经营罪的非法经营行为的范围决定于国家法律、行政法规的具体规定，只有当行为人未经许可经营法律、行政法规规定的专营、专卖物品时，该罪的客观要件方可能成立。
被上诉人马尾公安分局传唤上诉人陈锥、陈彦后暂扣了两上诉人50，000元人民币，但不能提供事实依据证明上诉人陈锥、陈彦有非法所得50，000元。暂扣该款项后，被上诉人马尾公安分局即解除了对陈锥、陈彦人身自由的限制，并未依照《中华人民共和国刑事诉讼法》的规定对于其所认定的“犯罪嫌疑人”采取取保候审、监视居住等其他强制措施，并且至今在长达一年的时间里既未进行任何处理，也未依《刑事诉讼法》规定对其所认定的“犯罪嫌疑人”进入刑事诉讼程序向检察机关提出起诉意见。并且《刑事诉讼法》未授权侦查机关在实施刑事侦查时可以采用“暂扣”这一强制措施。“暂扣”属于典型的行政强制措施。因此，被上诉人的上述行为，均不能被证明属刑事侦查措施，而只能证明被上诉人马尾公安分局在对上诉人的处理中采取限制人身自由的方法，针对公民的财产实施了“暂扣”的具体行政行为。被上诉人马尾公安分局认为其对上诉人实施的行为属刑事侦查的抗辩理由，本院不予采纳。
综上，被上诉人马尾公安分局将依法应由行政程序处理的事项和相对人作为“犯罪嫌疑”，却无法提供证据证明其被诉行为符合刑事诉讼法的规定，在其“刑事侦查”过程中，实施了不能被证明是刑事强制措施而明显属于行政强制措施的扣押行为。上诉人认为该行为侵犯其合法权益，有权依照《中华人民共和国行政诉讼法》的规定提起行政诉讼，人民法院应对被诉具体行政行为的合法性进行司法审查。一审法院裁定驳回原告的起诉属适用法律不当，应予纠正。经本院审判委员会研究决定，依照《中华人民共和国行政诉讼法》第六十一条第（三）项的规定，裁定如下：
【关键词】EPON；电力系统；信息采集
中图分类号：TM769文献标识码： A
一、前言
随着科技水平的快速提升，电力系统正朝向智能化方向发展。EPON技术对于智能电力网的建设具有重要意义。它对环境适应性强，能够实现信息的长距离传输。
二、用电采集系统存在的问题
1、异常台区问题。主要问题在于集中器掉线、在线停抄。在线停抄的集中器由于硬件问题导致不抄表。
2、表计抄读失败。表计抄读失败的原因主要为：一是档案问题，台区调试的时候自动下发参数容易导致台区总表的端口号错误。二是模块不符、模块松动、模块坏。三是表未装或未接电（未接进线）。四是表计损坏。五是三相表内部无电压（屏幕上UaUbUc未正常显示）。
3、大用户实用化指标不完善。表现为：离线数量与明细数据不一致，离线数量、明细数据档案显示不完整，离线终端明细加入列表时存在感叹号，终端不能显示等问题。
4、专变用户采集综合运行需整改。计划数量超过3月31日后不再变化，全地区在此时间后计划数量为定值，未覆盖数量与明细数据不一致，有些变电站采集用户还在未覆盖的统计之中。
5、抄表简报查询为空。杂项调试的时候，没有新增测量点；在日常维护中，标记删除了测量点；接线信息及参数设置界面反应慢，需要进行程序优化。
三、EPON技术简介
EPON是一种比较先进的技术，其主要通过点到多点结构的单纤双向光和网络进行连接，其组网结构比较灵活，可组成环型网、混合型及辐射型等多种拓扑结构。
1、EPON系统的组成
（1）光分配网络(OpticalDistributionNetwork，ODN)、用户侧的光网络单元(OpticalNetworkUnit，0NU)、网络侧的光线路终端(0pticalLineTerminal，OLT)以及网管系统共同组成了EPON系统。通常在35／10kv变电站内部署各设备系统，使用光缆和OLT进行连接，然后通过千兆以太网(GigabitEthemet，GE)接口把OLT和光纤骨干网的同步数字体系(SynchronousDigitalHierarchy，SDH)设备进行连接。
（2）ONU是一种用户侧设备，通常把其布局在配电变压器、环网柜以及柱上开关等设备内，通过ONU，可把各种宽带数据及信息资料输送给与之相连的用户，此外，终端用户接受数据后也可把相关数据信息发送给OLT。ONU分为工业级（部署在室外）与非工业级（部署在室内），工业级设备通常应用在配网自动化及用电信息采集上，非工业级通常应用在电力光纤到户。
2、2EPON组网技术的优势
（1）使用单纤双向传输，能使成本得到有效降低。
（2）能够提供双向高带宽，在通信方面的容量比较大，能够接收多业务。
（3）对多点失效具有抗拒作用，当某个ONU在网络中出现故障的时候，其他ONU数据通信不会受到影响。
（4）支持点到多点的网络结构，可组成树型、总线型等多种拓扑结构，可提供多种服务。
（5）传输距离最大为20km，能达到配用电网络的覆盖标准。
四、用电信息采集典型案例的设计和分析
1、电力载波结合无线通信技术
电力载波通信（PowerLineCommunication，PLC）技术是电力系统特有的通信方式，以现有的电力线为通信媒介，通过载波方式实现模拟或数字信号的传输。由于使用可靠的电力线作为载波信号的传输媒介，因此具有信息传输的稳定可靠、路由合理等特点，是唯一不需要线路投资的有线通信方式。
低压电力线载波远程抄表系统是集电能表数据采集、载波传输、数据存储、数据通信、数据处理及断电控制等功能于一体的自动化系统。通过专门的通信芯片，对电表数据进行调整，再通过低压配电线路（220/380V）进行信号传输，实现集中抄表。这种抄表方式安装简单，不需要另外布线，对小区内客户的分布没有过多的限制，尤其是通信线路不易损坏且无需维护是这种抄表的最大优势。低压电力线载波远程抄表系统是多数集抄系统应用的首选方案。
该方式采用无线公网通信方式将用电信息采集的数据传送到抄表中心前置机服务器。根据现场实际情况，该方式主要是通过电力载波方式将每块电表的用电信息传送到集中器，集中器负责所有电表信息的汇总和存储。集中器通过GPRS/CDMA/3G/4G等无线通信方式将汇总的电表信息传到主站。该方法主要存在一些局限性，如果在无线信号较好的情况下，抄表不存在技术上的问题；若在无线信号不能覆盖或信号质量较差的情况下，抄表的成功率较低或无法完成抄表。
2、电力载波结合EPON通信技术
该方式主要利用电力载波的优点，采用光纤通信技术避免了无线公网的局限性，从而大大提高了上行信道的稳定性。通过电力载波通信方式将每块用户电表信息采集到集中器，集中器汇总每块电表的信息，然后通过光纤通信方式将信息传送到主站。随着配电自动化的大规模建设，利用配电自动化敷设的富裕纤芯实现用电信息采集，大大降低了投资成本，同时也提高了光纤利用率。电力载波结合EPON通信技术如图1所示。
图1电力载波结合EPON通信技术
3、采用EPON通信结合集中器技术
该方式主要采用EPON通信技术，通过ONU的RS485通信方式采集每块电表的信息，然后将RS485信号转换成以太网数据汇总到集中器，ONU负责将电表的通信规约以透明方式传送到集中器，集中器的下行以太网口通过IP方式和每块电能表通信。ONU通过RS485方式采集每块电表的信息，转换成光信号传送到通信机房，通信主站设备将信息转换成千兆以太网电信号，将汇总的信号传送给集中器下行通信接口，集中器处理汇总的电表信息，然后通过上行以太网接口将处理的数据转换为Q/GDW376.1规约传送到通信主站，通信主站通过光纤透明通道将处理的信息发送到用电信息采集数据服务器。
该方式对集中器的要求较高，目前多数集中器厂家的设备只支持单个以太网口上传，需要对集中器硬件进行升级和改造。该种方式为最佳通信方案，将集中器的下行以太网接口和ONU的通信地址划分为同一个网段，一台集中器可以完成同一个C类网段的ONU通信，按照目前每台ONU具备4个RS485接口计算，每个RS485接口支持32块电表的采集，每个子网分配250个IP地址，一个C类网段可完成4×32×250=32000块电表的数据采集，突破了载波抄表2048块电表的上限，同时也便于集中器扁平化管理。该方式对集中器的性能提出新的要求，需要具备较强的存储能力和较高的通信功能。采用EPON通信结合集中器技术如图2所示。
图2采用EPON通信结合集中器技术
五、用电信息采集系统的应用与发展
1、远程抄表应用
远程抄表工作是供电企业的核心业务，用电信息采集系统现场采集电能终端的信息，按照系统主站预先设定的任务参数，每天上报、补报电能表的各种电能示值数据。采集主站对其进行存储和管理。有系统对营销体系的每个抄表段发起抄写、核对、接收流程，在电能信息获取阶段点击功能按钮，利用系统数据库接口从电能数据采集系统中得到每个电力用户的抄表信息，最后完成电能信息采集与核对环节。
2、防窃电应用
目前，电力企业防窃电手段主要是由用电检查人员到现场查看电能表，虽然这种周期性检查措施能够有效减少用户窃电行为，但是始终无法保证对窃电进行实时监控。因此，用电信息采集系统应用具有实时监控窃电行为的功能，如果发生用户窃电、电能表出现异常数据等情况，立刻发出报警提示，使防窃电工作逐渐转为智能化。
3、提供优质服务
用电信息采集系统不但能够为供电企业收集用户用电信息，保证电网运行的稳定性，使电力运营管理更加精细化，同时，它的开发建设也为电力用户实现信息共享、交流互动提供了可能性。用电信息采集系统能够为电力用户提供一系列优质服务，包括电力平衡度提示、用电时段提醒、用电设备报警、用电数据查询、发送停复电通知等。
六、结束语
电力系统未来的高速发展，离不开先进的技术水平，EPON技术更能够成为电力系统飞跃发展的助推器。我们要在实际应用中不断总结，不断完善，使其为电力系统发挥更大作用。
参考文献
6月底召开的全国煤矿推广数字化瓦斯远程监控系统电视电话会议给煤炭企业下了硬规定：到今年年底之前，高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井要全部建立并完善安全监测监控系统；原国有重点煤矿企业要实现矿务局(集团公司)内部连网；国有地方煤矿、乡镇煤矿要实现县(区)范围内连网。
这就像在煤炭企业头上套了个紧箍咒。如果煤炭企业想继续生产，继续生存，继续创造利润，就必须把瓦斯监控放在首位。
但是，瓦斯监控系统这么好上吗？人命关天的瓦斯监控，仍然有不少需要跨越的坎！
信息传递，短一米也是灾难
煤矿安全监测监控系统监测的是什么？是在地下几百里甚至几千里的瓦斯深度是否超标，是否有明火、自燃等安全隐患。但要让矿井监控室的人了解这些指标，甚至让上一级的集团公司对此了如指掌，就有难度了，传输问题首当其冲，信息传输半径即使只短了一米，也会造成无法挽回的灾难。比如将瓦斯浓度监测头监测到的数据从井下传到井上，再从井上传递到监控站进行监控和分析，最后将处理意见传回井下，该用什么方法？很多地方甚至连电话线都没有，怎么解决？
方法一：铺设电缆。通过光缆将井下信息和井上信息互通，同时用数字信号代替以前的模拟信号，增强信息的准确性，免受干扰。
山西省邮电建设工程局承建的山西朔州市煤矿瓦斯监控系统光缆工程 就是个典型的例子。该工程覆盖朔州市朔城区、平鲁区、山阴、怀仁、右玉5个县区的200余个矿井，共有40多个接入网点，架挂600多公里光缆，投资1400多万元。
适用企业：矿井相对集中。
难点：铺电缆相对价格较贵，投资大，对一些小型矿山或相对流动性的煤矿企业来说不太现实。
方法二：短信息。这里的短信息并不是平时我们常用的短信息，因为井下几百里是没有信号的。瓦斯监测系统所用的短信息是数字蜂窝无线网络的短信通讯方式，即将瓦斯浓度检测探头和风速传感器安放在主回风井（巷）的适当位置，当瓦斯浓度、风速超过限定值或主扇开、停或运行负荷变化较大时，短消息发送模块向监控中心和值守人员同时发送相应的短消息并报警。
淮南矿业集团公司就建立了一个瓦斯超限短信息发报系统，通过特定程序对各矿监控主机上传的监控信息进行分析、过滤，再根据超限幅度大小和受信领导级别进行分组群发。集团公司和各矿相关领导均能及时掌握瓦斯超限情况，及时指挥协调安全生产工作。
适用企业：无线短信通讯方式实现方便，投资小，对中小型矿山非常适用。
难点：目前市场上可选择产品不多。
方法三：租用公众无线网络或数字光纤。这其实主要解决的是从煤矿到监控中心的信息传输问题。很多煤矿集团公司下属企业比较分散，下属企业大部分已安装使用了瓦斯监测监控系统，需要传给总公司。
宁夏自治区煤矿井下安装瓦斯监控装置，通过无线网络，与自治区煤矿安全监察局电子瓦斯监控系统连网，实行全方位安全监控。
河南省煤矿瓦斯监测监控网络系统是在各煤炭企业已形成的瓦斯监测监控系统的基础上，由省、省辖产煤市、县级系统和企业信息采集系统组成，采用租用公众无线网络或数字光纤相结合的方式实现信息互通。
适用企业：需要将信息从矿井集中传递到总部。
难点：并不是所有地方都有GPRS网络，而且速率也是必须考虑的问题。
方法四：利用卫星通讯技术将信息传到监控站和总控室。这对于一些有条件的煤矿企业也是值得推荐的方法。重庆市经委针对重庆市矿井数量多，产量小，办矿起点较低的现状，今年将在217个高瓦斯矿井通过卫星通讯技术实现安全监控全覆盖，以便实时掌握煤矿瓦斯变化和风机开停情况。
适用企业：相隔远、较分散的煤矿企业。
难点：价格不菲。
紧急报警，晚一秒就是生命
从系统到人，需要一个通知的方式。假如监测到的危险结果没有及时出去，那么再精确、再灵敏的监测系统也是白搭。紧急报警，哪怕延迟一秒，也要付出生命的代价。因此瓦斯监测系统的报警方式不仅要快，而且要准，决不允许出错和延迟。误报会引起巨大的经济损失，但是一旦不报或者迟报，更是会造成灾难……因此瓦斯监测系统的报警方式也受到很多关注。哪些是目前行之有效、比较稳定的报警方式呢？
方法一：利用声光报警。一旦危险发生，利用铃音和灯光变化来报警，最大的好处是明显，传播范围大。沙河市煤炭工业局的瓦斯检测系统就是采用声光报警的方式。他们远程24小时对井下采掘、瓦斯浓度、一氧化碳浓度、风机开停状态、设备馈断电进行数字化处理，对地面主要生产部位进行图像监控。一旦出现重大隐患，声光报警系统就会立即启动，锁定图像监控，及时掌握灾情的发展，在第一时间下达整改指令，全程监控处理情况。由于声光报警的传播范围很大，各矿的绞车房、井口、调度室、监控室等主要生产部位都可纳入监控范围，需要停产时，只要一声令下就会井停人撤，确保安全。
适用企业：规模有限，不能完全达到互连互通的企业。
难点：简单报警，并不能迅速判断危害的原因及处理办法。
方法二：采用GIS系统。在警报传出的同时，准确地知道危险发生的地点靠的就是GIS系统。报警点在监控屏幕上直接闪动，危险地点可以准确地在屏幕上显示出来，这对于排险抢险有着重大意义。比如淮南矿业，早在2004年就建立了矿区安全管理地理信息系统，即安全监控信息网络，收集各矿监控主机上传的各种测点（包括被控测点）的信息，传递至集团公司服务器，乃至省安全监察局。最近他们增加的区域断电报警功能正是利用了GIS系统，即在矿上建立测点关联，如出现该断电而未断电的情况，系统就在该矿图形相关位置上发出变色报警信息，以便值班人员更好地观察，而值班人员也可以通过日报、简报等形式来汇报井下CH4等参数的情况。
适用企业：矿井范围比较大。
难点：做GIS要有资金，有恒心，而且数据要准确。
方法三：短信息。假如领导不在矿区，又需要了解矿区安全情况的话怎么办？从6月份起，邯郸矿区井下任何一个生产地区的瓦斯浓度超限，所在矿主管通风和安全的区长、矿领导以及邯矿集团公司有关职能部门领导的手机，都会在第一时间接到报警短信息。这是因为去年邯矿集团公司对除阳矿公司外的五个生产矿安装了KJ75型安全信息监测系统，并全面连网的结果。这套系统主要是便于各级领导在最短时间内发现问题，及时做出处理意见，进一步提高矿井安全保障水平。今年他们又对系统控制软件进行了升级，增设了手机报警功能。当某一生产地区瓦斯浓度瞬时值达到1％时，监测系统会自动向通风区长和邯矿集团公司调度室值班人员手机发出报警短信息；30分钟后，如瓦斯浓度仍不降低，会再发送一条；当瓦斯浓度达到1.5％时，监测系统会向总工、安全矿长、矿长和邯矿集团公司生产技术部主管通风的副部长发报警短信；如果瓦斯浓度继续上升，系统会向更高一级的领导报警。
适用企业：准备新上系统的企业。
难点：与无线系统的融合固然不是新课题，也很容易实现，但是到达率是个大问题。
系统维护，迟一天导致隐患
4月26日，内蒙古乌海市康海煤矿发生瓦斯爆炸事故，原因是瓦斯报警、监测系统4月10日就坏了，没有及时进行维修，酿成惨祸。5月5日，内蒙古兴安盟突泉县万隆煤矿发生瓦斯爆炸事故，该矿本来安装有瓦斯监测仪，但线路接错了，没有和电源闭锁装置相连接，瓦斯超限后虽然发出了警报，但电源没有切断，引起瓦斯爆炸。
瓦斯监测系统当然不是建设好了就高枕无忧，还需要维护。而且由于矿井相对分散，情况复杂，人员整体素质有待提高等问题一直存在，与其说系统建设会遇到难关，不如说系统维护的问题更大。一天没有人及时维护，隐患就可能发生。一些煤矿尽管建立了瓦斯监测监控系统，但管理跟不上，维护不及时，照样发生事故。
方法一：外包维护。做系统维护，一没人，二没精力，怎么办？其实不妨用外包的方法，将非主营业务外包给更专业的IT企业。沙河市煤炭工业局将煤矿安全监测监控系统和县市两级监控室的维护工作，于2004年初外包给中科网络，由中科网络负责对硬件设备、软件系统进行代维护服务，使整个网络有了一支可靠的技术力量保障运行。中科承诺，向煤矿提供24小时热线服务，并保证故障响应后8小时内到达故障地点；每月向监察大队提交煤矿监控系统的巡检报告。对通讯线路这一块，监察大队安排专人负责网通公司的线路故障处理。近两年的工作实践表明，由监察大队一家统管，政令通，便管理，效率高，效果好。
适用企业：系统复杂，但又没有能力维护的煤矿企业。
难点：找到合适的合作伙伴很难，既要有实力――技术上的和人力上的，又要有合适的价格。
方法二：培养内部人才。很多煤炭企业规模很大，矿点非常分散，根本不适合流动性的维护。所以，自力更生，培养每个矿井的系统维护人员，成本低，响应及时，也更可靠。西山煤矿就充分意识到，要使信息技术得以顺利推广应用，就必须培养一批既懂安全生产管理又懂信息技术的复合型人才。西山煤矿通过电视、广播、企业刊物、培训等多种形式，向职工宣传普及信息技术知识，让广大职工了解到信息技术给安全生产带来的便捷，增强广大职工的技术创新意识。同时，西山煤矿每年都将计算机信息技术培训纳入职工培训计划，分公司和矿两级进行培训，并作为一大系统工程扎扎实实地坚持抓好。另外，信息网络建立后，对探头的校验、信号的保障、设备的维护也很重要，否则，系统会失效，造成严重后果。目前，西山各矿成立了专门的机构，公司成立了监测监控信息调度中心，针对整个网络运行制定了详细的管理制度20多个。
适用企业：有一定技术基础和经济实力的大煤炭企业。
难点：从零开始的培训和教育难度很大，要有正确的方法和循序渐进的决心。
方法三：机制是保障。与其说它是方法，不如说这是关键。没有机制，不调动起人的积极性，所有的系统都是摆设，最终只能成为浪费。沙河煤炭局结合现代化管理手段，建立了一系列配套保障机制，实现人与机器互管，保障监控系统正常、高效运行。在制度制定方面，沙河煤炭局出台了《监控系统运行管理规定》、《岗位责任制》等10多项制度和办法，对不按规定管理、使用监控系统，擅自挪动探头位置、探头不跟头或工作面没有使用探头的，发现后要给予重罚；对系统监测出井下作业点有害气体超限，而不进行现场处理或危急情况下不及时撤出作业人员的煤矿，给予停产整顿，造成严重后果的，依法追究有关当事人的责任。在组织建设方面，沙河煤炭局健全完善了市、矿两级监控调度机构，在局内部成立了煤炭安全监控调度中心，发挥监控运行中枢作用，负责对煤矿瓦斯超限等异常情况的监控与处理，做到24小时值班、全天候监控。当中心值班人员发现异常情况后，会马上通知主管局长，并要求煤矿在最短时间内查明原因并排除险情，情况严重、煤矿无法自行处理的，立即出动救护队排险。各矿井都设立了监控室，各矿监控值班人员为煤矿监控系统的直接责任人，必须保障系统的安全正常运行，系统出现故障要及时报局维修中心检修，严禁值班人员脱岗、离岗或违规操作；每矿明确3人为井下现场管理的监控专职负责人，有效形成了横向到边，纵向到底的监控网络。
适用企业：这一万能方法适用于所有的企业，而且是实现瓦斯监控的必要条件。
难点：规范制定固然难，但更难的是坚决执行下去并不断改善。
应急，你准备了吗？
瓦斯监控，那是防范于未然，但这并不代表不会有事故发生。当井下的瓦斯监控系统报警时，煤炭企业需要做的第一件事情就是拿出应急预案，比如让井下员工迅速撤离，比如打开备用通风口，甚至是关闭某个巷道等。
所谓的瓦斯监控只是一种手段和方法，最终目的是为了减少事故的发生。而在这个生态链中，一旦发现瓦斯超标，采取应急措施才是真正避免重大损失的最后一步。
当然，我们的很多煤炭企业因为经历了多次险情，已经对应急有了不少解决方法，那些解决方法或者藏在有经验的人脑中，或者写在某些安全生产手册上。一旦危险发生，这些有经验的人可以迅速作出判断，就算是那些经验不足的人也可以“按书索骥”，来点现成的。
而作为瓦斯监控系统的重要组成部门，应急系统的建立也是重中之重。只是，与预警系统不同的是，应急系统本身的建成并不难，难在里面的资料准确性和真实性。比如那些纸面的地下巷道图能够成为电子地图，指导决策者全面了解地下状况，迅速作出判断；如果那些土办法、经验之谈能够总结出来，并放在系统里可以随时学习、随时调用的话，就算是出了瓦斯超标问题，我们也给自己留下了找到最快解决问题的方法，将损失降到最小的可能性。
另外，信息的不断更新和补充也是大问题。新巷道要补充进来；每次问题的解决方法，以及新的经验和教训，都需要录入到系统中。这时候，就不仅是系统的IT建设问题，而是需要合理的制度和人员作保障了。
从这个意义上说，应急系统更像我们平常说的BI，需要的是数据积累和数据挖掘。
互联互通，多道沟实在麻烦
互联互通是煤矿所面临的新难题。很多瓦斯监控系统上线是以企业或以县、市为单位的，但是，将所有数据汇集到省一级安全生产系统则是大势所趋，甚至也是很多地方的要求。系统不一样，数据格式不统一，一条又一条的沟沟坎坎给实现全省互连互通，避免信息孤岛带来了无数麻烦。
方法一：数据转换。这也是比较常见的方法。也就是煤矿瓦斯监控系统产生的数据与省局或者分局的系统不符，先由上级部门定义数据格式，然后企业各自按照要求进行数据转换，最终实现数据的统一。内蒙古一个非常有影响力的煤炭集团前几年为了响应国家关于安全生产的政策，也为了保证企业的生产安全，花费巨资上了一套非常完善的瓦斯监控系统。系统建成后运用效果非常好，使得生产事故明显减少了许多。但是，随着煤炭行业监督力度的加大，在固定的时间周期内，该企业必须向分局上传瓦斯监控系统监测到的相关数据。这就使该企业面临巨大的困难――该企业的系统与上级监管部门不兼容。究其原因，是因为瓦斯监控系统没有行业标准，更没有统一的系统，所以更谈不上有统一的文件格式。最终，该企业经过认真分析，作出了一套数据转换系统，将企业数据按照需要转换成上级监管部门所需的格式，解决了该企业面临的数据上传问题。
适用企业：已经有完善的系统，应用良好的企业。
难点：转换数据的工作量不可控，甚至有可能给系统运行带来风险。
方法二：重新建设。凡是与上级主管不兼容的人，只有两个后果：转变或者是辞职。IT系统也是这样。如果企业本身就做得不好，或者是刚刚开始，不妨将系统推倒重来。临汾煤炭工业局就有这样的情况。该局煤矿安全信息网络建设起步于2003年3月。仅仅几个月，已有201座矿井安装了安全监测监控系统。由于施工厂商众多，导致该市采用的设备型号极不统一，在一个县内往往有六七种型号；安装工程质量参差不齐，许多工程达不到设计要求；各县管理水平不一，竣工验收工作拖后，绝大多数不能正常运行。这些问题给今后的管理造成了很大困难。为了迅速扭转这种局面，保证煤矿安全信息网络建设的健康发展，2003年7月，临汾市煤炭工业局决定，重建管理体制，实行一家“统管”，全权负责。所谓统管，首先是统一负责建设。煤矿安全监测监控系统，由监察大队统一设计标准，审查设备选型，统一数据接口，统一竣工验收；从矿到县到市三级连网工程由监察大队统一委托通讯运营商建设，统一办理线路租用业务。县级监控调度室和市监控中心的建设由监察大队统一设计、统一招标、统一施工、统一竣工验收。仅仅用了三个多月的建设时间，就全市监测监控系统就统一起来。
适用企业：统一管理适合集约化明显的企业，只有管理正规的企业，才有可能排除万难，统一完成一个任务。另外，资金也是必须考虑的问题。
难点：重新建设的前提是有钱、有能力。最忌讳的是旧的推倒了，新的又建不起来。
用IT保护生命
煤炭对于很多人来说，是个不怎么谈论的行业――直到最近频发煤矿事故和一个个鲜活生命的突然消失。
行业的整顿和治理，从来都是政府的事情。政府通过行政手段，解决了规范和规则的问题，剩下的就是企业的执行了。
但是，有令不行，有禁不止，也是以前常见的情况。所以政府的监管成为整个生态链中最后一环。小煤窑出事，经常是因为安全问题已经被查封洞口后，擅自取出封条私开偷采。这其实也是由于某些政府和行业监管部门的执法力度不够。
现在出台的新规定，要求企业年底前完成瓦斯监控系统的建设，这对于企业来说是个大工作量，对于监管部门来说，查落实，纠错误，也是很大的工作量。而且，国家和老百姓都在盯着煤炭安全监管的实效，糊弄根本不可能。
当然，如果只采取老办法，靠人看，靠自觉，监管不可能到位。所以，就像是审计署用IT辅助审计一样，用高科技方法作煤炭企业安全生产的监管，或许才是正道。
关键词：翻水站；水电站自动化；分项系统设计
1引言
大型水站维修加固工程自动化论题。瓯江翻水站始建于1970年的温州市重点大型水利工程。位于鹿城区临江镇山根村，紧靠瓯江南岸，由翻水站和渠道两大部分组成，总占地867亩。五台水泵总装机容量4MW(5×0.8MW)，设计扬程18.76米，设计提水为15立方米/秒，技改后每台水泵日翻水量30万吨。渠道总长21.39公里，共有大小建筑物148座。总体工程主要包括泵房、进出水建筑物、主机组、电气设备、辅助设备、金属结构、压力管道、计算机监控和属于泵站管理的变电、配电设备等；引水明渠、隧洞、渡槽、倒虹吸、暗渠等渠系建筑物及渠系配套交叉建筑物、机电设备和金属结构等。
2概念设计
2.1设计原则
按照“先进实用、资源共享、安全可靠、高效运行”的原则，进行本工程综合管理信息化系统设计。本工程自动化系统是一项结构复杂、技术难度大、功能众多、涉及面广的系统工程，在确保预期应用效果的前提下，考虑资金、科技发展以及现行管理水平等客观因素，遵循以下原则进行设计：(1)需求牵引，突出重点。(2)统一设计，分步实施。(3)统一标准，扩展开放。(4)经济实用。
2.2重点难点分析
本项目是一个多站点、大范围的信息化系统，在实施过程中重视的问题如下：(1)本项目站点多，范围广。因此要求能详细了解项目站点分布位置，掌握整个系统的架构。(2)水利工程自动化系统具有水利工程的特点，自动化系统要求满足泵站的运行规程、城市防汛的规程要求，需要对水利工程的相关规范、规程有充分理解和经验。(3)自动化技术飞速发展，硬件设备更新换代快，软件水平也是升级频繁，因此在设计过程中必须采用先进实用的技术方案，合理搭建系统架构，选用主流且技术先进的软硬件设备，否则可能面临系统建成，即将面临升级改造的尴尬。另外如果太过超前，又会导致技术支持不足，软硬件设备无法切实满足实际工程应用，投资及功能浪费等问题，因此对自动化的系统架构、设备选型也是必须重视的问题之一。(4)自动化系统实施过程中应充分考虑信息网络安全防护，保证整套系统的安全。
2.3设计思路
信息自动化系统的建设水平与质量直接关系到整个工程自动化与信息化的预期效果。依据整个系统的建设原则，本项目建设遵循如下设计思路。(1)一体化管控平台思路。整个工程的信息化系统建设内容多，需将所有子系统进行有效整合并形成统一的数据中心和应用软件平台，高效的服务于流域相关领导和各级管理部门的日常业务应用，系统建设效果才能最大发挥。为了使系统能够灵活适应业务需求的变化，面对新应用具有可扩展性，信息和应用资源方面高度共享，避免出现信息孤岛，系统建设应采用一体化管控平台化的设计思路，综合集成现有各类信息化系统，打通这些信息孤岛，建立统一的数据中心和一体化应用系统，并提供统一的访问机制，实现不同权限用户的数据访问和业务应用，达到信息资源共享和业务协同的目标。(2)分区分层设计思路。为了体现工程的三级控制、调度的组织机构和调度控制特点，采用分区分层进行系统设计。分区：横向上，考虑系统涉及的业务应用包括综合监控，为了保障信息安全，在横向结构上分为生产管理区(控制区)、办公信息区(管理区)和外网。控制区与管理区之间需要存在数据交互，通过单向隔离设备进行联通，严格控制区间流量的信息交换，保证控制区安全，而管理区存在连接外网的需求，管理区与外网通过防火墙等安全设备进行连通。分层：纵向上，考虑到可能后期扩展到上级调度部门，且各级部门在计算机控制、工程管理、工程运行等方面各自不同的应用需求，系统在纵向结构上分为3层：第一层：调度中心(预留接口)，部署综合监控、会商支持等功能；第二层：泵站运行管理中心层，部署综合监控、会商支持等相关业务；第三层：现地层，布设泵闸站现地监控、水情监测、视频监视、动环监控等现地自动化系统。(3)标准、开放建设思路。标准，是系统建设的基础；标准体系，是规范、统一系统建设管理和运行管理的重要基础，也是系统信息和软、硬件资源共享、系统有效开发和顺利集成、系统安全运行和平稳更新完善，以及后续扩展升级的重要保证，系统建设标准先行，对于国家、部委标准规范没有涵盖的内容应组织专门力量编制管理局系统建设相应的标准。开放，在标准的支撑下，在一体化管控平台的基础上，系统建设采用开放的建设策略，系统可以集成不同厂家的不同环境的产品，可以容纳各类资源集成为一体，最终达到设计建设目标。
3系统结构
工程信息自动化系统采取纵向分层、横向分区的系统结构。系统总体框架如图1所示。
3.1纵向架构
纵向上，本工程结构考虑共分为三层：第一层为预留的局调度中心；第二层为翻水站运行管理中心；第三层为对应的现地控制单元。据此泵闸综合自动监控系统也采用三级控制，第一级为就地控制级，在布置于泵闸附近的现地控制单元上实现就地控制；第二级为现场控制级，在翻水站控制中心的计算机上实现现场控制；第三级为远程控制级，未来具备在调度中心实现远程控制。其基本功能为：完成对泵闸的实时、安全、可靠的控制。就地、管理中心、调度中心三级控制互为闭锁，就地控制为最高优先级，且在现地盘柜上设置权限控制把手切换权限，分为现地自动及远方自动两种控制模式。
3.2横向架构
横向上，按安全等级的不同分为管理区和控制区。管理区内分布的是本工程生产管理类的业务应用，而控制区内分布的则是本工程运行监控类的生产应用，后者的安全级别高于前者，因此两区需通过物理隔离装置进行隔离，以避免低安全区系统影响高安全区系统的正常运行。管理区与外网(互联网等)的接口，通过配置防火墙等设备。系统网络结构参见图2所示。
4核心项目设计
4.1泵/闸综合自动监控
为了便于工程的统一调度管理和安全经济运行，为翻水站泵组及沿线各处主要闸门配置泵闸综合自动化监控设备。泵闸远程控制系统采用计算机监控为主、简易常规监控为辅的控制方式，主要实现翻水泵站以及进水口闸门的远程监控，本项目监控对象具体包括：翻水站5台主泵机组、5台主泵出口电动阀、2台真空泵、2台集水井渗漏排水泵、2台方池抽水泵、2台园池排水泵、1孔进水口闸门、1孔渠首控制闸、1孔石埠泄水闸。在现地设备附近一共布置11台现地控制单元(LCU)，包含5套泵组LCU、1套公用LCU、2套排水泵LCU、3套闸门LCU。渠道管理所设置1台工作站用于石埠泄水闸的远控并通过网络接入泵站控制室的一体化平台内，实现泵站对该泄水闸的远程状态监视。综合自动监控系统主要由可编程控制器(PLC)、触摸屏、电气量采集仪表、水位/闸位显示仪表和传感器及与翻水站控制中心应用系统连接的网络通信等设备组成。同时配置闸门开度仪传感器等，将闸门开度等信号送至可编程控制器。
4.2水情信息采集
水情测报包括水位与流量监测，主要通过GPRS无线方式上传数据。根据工程运行管理的需求，在翻水站及沿线站点各布设水位、流量监测设备布设表，在泵站的进水口的缓冲段设置水位计，采集瓯江水位，为泵组启停数量提供水位数据。另外，在集水井、排涝泵站A、排涝泵站B各设置1台液位开关，根据浮球的位置，自动启停排水泵，排涝泵站水位开关信号接入排水泵LCU。本子系统主要由传感器(水位计、流量计等)、信号电缆、及采集装置(RTU)组成。本站点采用综合的监控监测方案，闸控系统与水情所需的水位监测站点进行合并设置，并统一由数据采集装置(RTU)采集，通过网络/光纤传输系统上送运行管理中心应用系统，最后经一体化应用系统平台将数据交互至闸控系统。水情信息采集系统总体功能是：(1)系统能够实时24小时连续在线完成泵站进水口水位、渠道流量数据及水位数据的实时自动采集、传输、接收和处理；每日监测次数和自报次数可以本地设、远程设置。监测采用定时自报和召测工作方式。(2)系统能够长期地，特别是在暴雨洪水、严寒等恶劣天气条件下稳定可靠地工作。(3)能够通过数据采集设备将采集的水位、流量等数据上送至中心站应用系统的综合监控监测应用模块。(4)系统各设备符合结构简单、性能可靠、低功耗的原则，具有防雷、防风雨的稳定工作能力，确保各测站在有人看管的情况下都能正常工作，当在流量量越限、设备工作异常情况下实时告警。(5)系统能对采集到的水位、流量等数据进行处理和存储，可存储1年以上的数据。(6)系统具有设备故障、异常、试剂异常、监测数据超限等等本地、远程自动报警功能。
4.3动力环境监控系统
本系统主要由电源监测设备、温度、湿度、门禁等传感器与采集装置组成。机房动环采集设备配置各类传感器和采集装置，采集装置通过网络将动环数据上送泵站控制室后台服务器。系统功能包括：集中实时监视功能、报警和事件功能(通知、确认、消除)、运行历史数据记录和趋势功能、报表功能、远程控制功能。
4.4视频图像采集系统
视频监控系统主要通过设置在各监测点的前端摄像机，对瓯江翻水站及沿线干渠进行远程自动监视，为运行控制提供视频信息依据，其中，瓯江翻水站设置16个视频点，监视对象主要包括：进出水闸、泵房、厂房进出口以及走廊、翻水站入口等区域。本项目视频监视系统采用全数字IP视频监控的方式，由前端网络摄像机、接入点交换机、运行管理中心核心交换机组成统一的整体，各站点间的交换机通过光纤通信传输通道实现网络连接。
4.5广播预警显示系统
播预警显示系统是为了配合视频监控系统针对翻水站渠道沿线附近居民的一些不安全行为进行及时制止，并通过LED显示屏对当前水情进行公布并做好安全宣传及预警。根据翻水站渠系长度，本次共设10处广播预警显示点。广播预警显示系统与视频图像监控系统结合建设，在其中5处渠道沿线视频点位附近，建设功放、扩音喇叭及LED显示屏，显示屏采用0.8*1.2m大小，用于显示水位数据及警示标语。整个系统采用以太网组网，接入沿线公网接入点方式。
4.6基础支撑系统
瓯江翻水站综合信息化系统，基础支撑环境包括对泵站中控室、调度会商室及机房工程等实体环境的需求及通信网络的建设。泵站中控室，主要为泵站值班运行提供实体运行环境。调度会商工程，主要为运行管理中心提供调度、会商实体环境。机房工程，主要提供服务器、通信网络设备的安装工作环境。
5结束语
通过系统需求分析，根据系统总体方案的基本设计思路，借鉴目前国内外同类系统开发经验，系统开发建设应采用先进的、科学的信息技术，搭建系统总体框架，尽可能地避免未来的重复建设，为系统开发建设和运行维护打下坚实的基础。系统逻辑构成包括：应用系统、应用支撑平台、数据资源管理平台、数据采集及交换平台、通信网络、安全体系、标准规范体系、建设运行管理体系、系统实体运行环境等十部分。系统设计考虑经济实用，认真研究基本需求和基本情况，经济合理、注重实用，尽可能节约工程投资。技术上充分利用公共基础设施和相关行业的信息资源，实行优势互补，资源共享。在利用公用电信骨干网的同时，在公用电信网不健全的地方建设水利专网，形成全流域水利信息网络，为整个管理局各应用系统提供信息资源，避免重复建设。尽可能减少现场管理人员数量，现场管理站、监测站实行“无人值班，少人值守”的管理模式。
参考文献
[1]谢传萍.几种中小型水电站计算机监控系统网络结构的探讨.水电厂自动化,2010第31卷第2期.
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