时间：2023-03-14 14:48:49
导语：在数据分析软件设计的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
【关键词】研究目的；煤矿监控系统设计；监控结构设计
1 研究说明
1.1 研究的意义
煤矿井下安全监测监控系统的中心是微型计算机，即它是以微型计算机为中心的煤矿安全监测监控系统，监测监控系统中的微型计算机控制着监控分站中的通道的选择以及它的运行方式。监控分站可以对煤矿井下火灾、环境、通风设施状况以及运输安全状况进行全面的检测，将表征其状态的物理量信息传到中心站中来进行相应的处理，进而可以有效地避免各种事故的发生，保证了生产的稳定以及工人的人身安全，在实际的生产现场有着十分重要的意义。
1.2 针对研究题目需要做的工作
（1）单片机的选择
设计的开始，在明确了设计的主要性能指标以后，首要的工作就是根据要求选择单片机的型号，合适的单片机不仅能使设计在硬件输出I/O端口分配方面更加合理，也可以使软件设计更加简单。
（2）传感器输入通道的设计
传感器输入通道设计方面的主要工作就是规定传感器输入通道每一路的信号所代表的意思以及规定每一路输入信号的制式。在明确了信号制式以及信号代表的物理量以后就可以根据每一部分的核心算法来对每一路信号进行处理。
（3）主程序的设计
主程序的设计主要综合了以上几个部分，在没有遥控命令的时候，主程序无限地分别对4路传感器输入通道循环扫描，得到数据以后显示在LED数码管上。
2 煤矿井下监测监控系统介绍
2.1 监测监控系统的概念
监测监控系统包括了检测被控变量和控制执行机构，这两者融合了计算机技术、通信技术、传感器技术、控制技术、计算机网络技术等综合技术。监测监控系统在现代工业生产和现代化管理有广泛的应用，包括化工、冶金、交通、能源、纺织等。它是企业综合自动化CIMS中的子系统，同时也是计算机网络中的节点。
2.2 监测监控系统的分类
监测监控系统的分类方法有很多种，按照不同的方法有其对应的种类，这里按照监测监控系统的功能可以将其分为控制系统、检测系统和测控系统。
（1）控制系统
控制系统就是单纯以控制为目的的系统。
（2）检测系统
检测系统就是专门用来检测某个理量，并且获得相应的测量数据，检测系统包括敏感元件环节、变量转换环节、数据传输环节、数据显示环节、数据处理环节。
（3）测控系统
测控系统按其字面意思来讲就是既“测”又“控”。可以说它是上面两个系统的组合，测控系统可以按照人们预期的结果来使系统执行相应的动作。
3 监控分站总体结构设计
3.1分站总体结构设计
传感器输入通道的设计，分站的传感器输入通道共4路，每路兼容电压信号和频率信号。
每一路通道都对应着不同的井下环境物理量，根据《煤矿安全章程》具体地分别为：
传感器通道1200～1000Hz的频率信号0%～4%的瓦斯浓度信号；
传感器通道20～5V的电压信号-5℃～65℃的温度信号；
传感器通道3200～1000Hz的频率信号0～20PPm的CO浓度信号；
传感器通道40～5V的电压信号0～100%的湿度信号。
但是本设计由于实际实验条件和时间有限，为实现上述功能，对上述数据进行了修改，具体的为：
传感器通道1200～1000Hz的频率信号0%～4%的瓦斯浓度信号；
传感器通道20～5V的电压信号18℃～28℃的温度信号；
传感器通道3200～1000Hz的频率信号0～20PPm的CO浓度信号；
传感器通道40～5V的电压信号40%～70%的湿度信号。
4 分站频率信号处理
MCS-51具有定时、计数以及数据处理的功能，可以很方便的用于频率的测量，一般来讲有两种方法来进行测量频率。
测频方法是用单片机的两个中断源 和 ，通过内部定时器/计数器T0来确定定时的时间，通过外部中断源 计量被测量信号周期数，用此来计算频率值。这种周期测量的方法能充分发挥单片机的内部功能，从而尽量简化电路。
编程的时候，设置了定时器/计数器为工作方式1，为最高中断优先级。因为定时/计数器是加1计数操作，如果是晶振的频率为6MHz，那么定时器发出的信号周期为2μs，对于16位的定时器来讲，最大定时时间只能达到131.072ms，不能实现1s定时，所以就需要使用软件来扩大定时器定时倍数，如果程序设定的定时倍数是100时，测量过程中要由主程序控制T0溢出的次数，如果溢出100次以后，即定时1s时间到了以后，就可读出被测量的频率数值。
由于外部中断 工作在计数的方式，每次检测到被测量的信号频率fs的下跳沿的时候，就会引起一次中断，而在中断服务程序中，需要把指定工作寄存器（R4、R5）中的内容加上1，并且进行十进制的调整。当1s定时到的时侯，可以由主程序将R4、R5寄存器内的计数值读取出来。这个中断服务程序执行的时间长短决定了频率测量的范围上限。假如晶振是6MHz，指令周期是2μs， 中断服务需要执行50个指令周期，那么允许测量频率的上限就是10KHz。如果执行时间减少到20个指令周期，那么被测量频率上限就变为25KHz。
分站的传感器通道1和传感器通道3为频率信号，根据规定：
传感器通道1200～1000Hz的频率信号0%～4%的瓦斯浓度信号；
传感器通道20～5V的电压信号18℃～28℃的温度信号；
传感器通道3200～1000Hz的频率信号0～20PPm的CO浓度信号；
传感器通道40～5V的电压信号40%～70%的湿度信号。
可以知道通道1和通道3的输入信号都是200～1000Hz的频率信号，所以，在测频方面他们的思路基本都一样，只是在具体的信号处理方面有一定的差异。
测频的思路为：首先CPU接收到来自传感器通道1或者传感器通道3的信号以后，首先启动T0定时器定时1s钟，开始定时的同时，T1也开始计数CPU输入端口的脉冲，而T0定时器定时完成时产生中断即停止T1的计数，也完成了测量阶段。
由于计数的周期T=1s，所以计数的结果就是赫兹（f=1/T Hz）。
在得到频率的数值以后就要将数据进行一定的处理进而来显示需要表达的物理量。由于输入传感器的频率信号范围为200～1000Hz的频率信号，当传感器通道1接通的时候，表示的是0%～4%的瓦斯浓度信号，所以，如果此时单片机所测的频率为A1时，那么可得到需要显示的瓦斯浓度的数值为B1，且所得到的就是此时瓦斯浓度的数值。
B1=[4/（1000―200）]×（A1―200）
5 结论
本次设计完成了煤矿井下监控分站的基本功能设计，监控分站是监测监控系统的一个部分，一个主站含有很多小的分站，很多这样的小的分站再加上上位机数据处理控制，就形成了一个煤矿安全监测监控系统。而我们所做的应该是这些分站中的其中一个，即煤矿井下监控分站。
参考文献：
[1]郭秀才，杨世兴.监测监控系统原理及应用.北京：中国电力出版社，2010.7.
[2]张义和，王敏男，许宏昌.例说51单片机（C语言版）.北京：人民邮电出版社，2008.4.
关键词:人工智能；大数据；软件
1人工智能及大数据的概念
1.1人工智能
人工智能是一门利用计算机程序模拟人类智能的科学,其应用领域十分广泛,例如机器人、模式识别及专家系统等。人工智能的高科技产品,不仅实现了对人类思维的模拟,在某些方面还超过了人类。
1.2大数据
大数据是指海量信息的集合,一般用常规软件工具无法对其进行有效的采集、存储和处理,需要借助具有超强洞察力的大数据技术对其进行有效的采集、存储、处理、分析和共享。大数据技术能够有效地进行超大规模的并行处理,能够有效地处理结构化及半结构化的数据,具有较强的数据挖掘能力及分析决策能力。
2人工智能及大数据对软件技术专业人才的需求特点
2.1知识更新能力
人工智能及大数据技术日新月异,需要软件专业技术专业人才具有较强的知识更新能力,较强的自主学习能力,以及较高的技术应用能力。但目前相当一部分软件技术专业的大学生的自主学习能力不高,知识更新能力不强,亟需针对人工智能及大数据对软件技术专业人才的需求特点改进培养方案,增加相关课程,培养学生对新知识的理解和掌握尤为重要。
2.2创新思维能力
人工智能及大数据时代下,需要软件技术专业人才具备较强的适应创新能力,较强的开拓思维能力,以及较强的团队协作能力。但目前相当一部分软件技术专业的大学生的创新思维能力较差,新知识更新缺乏主动性,迫切行,学习意识不强。亟需针对人工智能及大数据对软件技术专业人才的需求特点创新改革培养方案,确定切实可行培养策略是学科发展的需要和任务。
2.3大数据分析能力
人工智能及大数据对人才的大数据分析能力要求较高,主要包括数据采集、数据整理、数据描述、数据统计分析和深度学习等诸多方面的能力。但目前相当一部分软件技术专业的大学生的大数据分析能力不够,不能很好地进行数据采集、存储、整理、描述、统计分析和归纳总结,亟需针对人工智能及大数据对软件技术专业人才的需求特点创新培养体系。
2.4软件开发及测试能力
人工智能及大数据对人才的软件开发及测试能力要求较高,主要包括软件分析、软件设计、软件实现和软件测试等方面的能力。但目前相当一部分软件技术专业的大学生的软件开发及测试能力较差,不能够有效地开展软件的规划、分析、设计、实现与测试等环节,亟需针对人工智能及大数据对软件技术专业人才的需求特点提升学生的软件开发与测试的实践能力。
3建设策略
3.1转变教学理念,顺应人工智能及大数据时展要求
传统的教学理念已经不能适应人工智能及大数据时代的要求,亟需转变教学理念,从而适应人工智能及大数据时代的要求,进而提升软件技术专业人才的培养质量。在人工智能及大数据背景下,学校应深入分析人工智能及大数据对软件技术专业人才的需求特点,从而有针对性的制定培养目标、培养任务和培养方案。在制定培养目标时,应着重考虑软件技术专业人才在人工智能及大数据时代应具备的能力素质。在制定培养任务时,应着重参考人工智能及大数据相关岗位的岗位要求。在制定培养方案时,应坚持以学生为主体,以学生为本,突出知识更新能力、自主学习能力、开拓创新能力、团队协作能力、大数据分析能力和软件开发及测试能力的培养。
3.2引导学生利用现代化、智能化的网络平台进行自主学习
为了更好地适应人工智能及大数据对软件技术专业人才的需求,应引导学生利用现代化、网络化和智能化的Web平台进行自主学习,从而提升学生的知识更新能力、开拓创新能力、解决问题的能力和团队协作能力。首先,在人工智能及大数据背景下,网络上涌现了大量的人工智能及大数据相关的学习资源,但这些网络资源存在良莠不齐的现象,因此教师应该引导学生如何搜索、鉴别和使用这些网络学习资源。然后,教师可以引导学生自由分组开展人工智能及大数据相关的学习,通过兴趣小组的方式激发学生对人工智能及大数据的学习热情,提升学生的自主学习能力,提升在线学习的效率。最后,教师可以自建教学网站,对网络资源进行筛选和优化,使学生能够更好地进行网络学习。
3.3构建大数据分析课程体系,提升学生的大数据分析能力
人工智能及大数据对软件技术专业人才的数据分析能力要求较高,众多人工智能及大数据相关企业亟需大量的具有较高大数据分析能力的软件技术专业人才。因此,大数据分析能力是目前软件技术专业人才培养的重要内容,应适时构建大数据分析课程体系,进一步提升软件技术专业学生的大数据分析能力。首先,教师是教学的组织者,因此应注重教师的培养,只有提升了教师的大数据分析能力,才能更好地提升学生的大数据分析能力。然后,重点突出数据挖掘能力的培养,包括数据预处理能力和聚类分析能力等。
DT9836采集器具有1kByte的FIFO先进先出缓冲区，支持信号的连续采样，采用高速的USB2．0总线与计算机相连，具有很高的数据吞吐率，能高速传输采集到的数据。DT9836采集器是工业级的产品，具有较高的稳定性，支持热插拔，组装灵活方便，适合高速同步数据的采集操作。数据采集器采用单5V直流供电。DT9836的数据采集器内置有嵌入式操作系统，并提供Windows环境下的硬件驱动程序和开发数据采集程序的软件开发包。程序设计过程做到与硬件无关，用户只需理解和掌握DT软件开发包里的函数即可实现对数据采集器的控制编程。利用DT9836的软件开发包可以迅速地开发出数据采集程序，缩短软件开发周期，便于快速搭建水声数据采集平台。数据采集软件设计数据采集软件的主要功能是调用数据采集器驱动函数，控制采集器采集水听器阵列接收的水声数据，记录采集到的水声数据，并显示数据的时域波形［1］。（图略）。数据采集软件对数据采集器的控制操作是通过调用DataAcqSDK软件开发包完成的。DataAcqSDK是DataTranslation公司数据采集产品的软件开发工具包，它包含了Windows环境下进行DataAcq数据采集开发的文档和API函数的输入库、头文件。Data-AcqSDK以动态链接库的形式提供给用户，支持大多数DataTranslation的数据采集产品，支持Windows2000、WindowsXP和WindowsVista的操作系统。数据采集软件在采集水声数据时调用A/D数据采集板驱动程序中的接口函数，设定采集板的工作方式、采样时钟及电平触发方式，申请缓冲区队列，启动数据采集板，处理并记录采集数据，采集完成停止数据采集卡并释放系统资源。数据采集软件的采集流程（图略）示。A/D数据采集板的数据处理采用循环缓冲区队列和消息驱动的方式，开始采集水声数据之前需要在主控计算机内存中申请一个缓冲区队列并注册Windows消息，循环缓冲区队列如。数据采集开始之后，采集板驱动程序从缓冲区队列头部获取一个缓冲区并向里写入数据，在缓冲区填满之后向窗口程序发送Windows消息，用户在接收到消息之后，调用采集板接口函数获得满的缓冲区指针并读取数据，之后把该缓冲区再放入缓冲区队列尾部，如此循环往复实现数据循环缓冲处理。缓冲区的大小和个数与数据采集板的采样频率有关。采集软件可以实时显示两个通道信号的时域波形，还可以对这两个通道的信号进行频谱分析。数据采集软件将采集到的水声数据以二进制文件的形式保存在主控计算机上，供水声数据分析和显示软件进行进一步处理和分析。
水声数据分析与显示
软件水声数据分析与显示软件的功能是利用阵列信号处理的算法，对水听器阵列采集到的信号进行分析和处理，获取水下目标方位的信息，水声数据分析与显示软件主要包括两个部分:水声数据分析模块和水声数据显示模块。在启动软件后，首先要选择水声数据文件并设置文件的采样率和采样精度，然后设置分析频率的带宽和阵列形式。在开始分析水声数据后，软件将调用阵列信号处理的算法，计算得到水下目标的方位谱，最后以方位能量图和BTR图的形式动态的显示水下目标方位的信息。
消声水池实验
2010年5月在消声水池进行了实验，实验的主要目的是测试水声数据采集和分析软件。实验中采用十二元圆环形基阵，圆环基阵半径为0．5m，水池实验系统框图如图8所示。发射信号由信号发生器产生，经过功率放大器后送至发射换能器发射信号。接收端12路水听器与滤波放大器相连，之后经过数据采集卡再连接到主控计算机上。十二元圆环形水听器阵列和发射换能器均放在水深3m处。水声数据采集软件和水声数据分析与显示软件均运行在主控计算机上，控制数据采集卡的工作，对采集到的水声数据进行处理和分析。实验时选择CW脉冲信号，频率为3kHz，水声数据采样率为25kHz，滤波器带宽为100Hz～5kHz，每个水声数据文件的时间长度为30s。选择水池实验时采集到的水声数据文件(见图9)，利用分析软件进行分析(见图10)，可以看到声源在170°左右的位置(相对于水声器阵列的0°位置)，与实验中记录的声源位置相符，说明水声数据采集与分析软件工作正常。
关键词 糖尿病 社区 筛查 软件
doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2009.01.120
随着全民医保实施和社区卫生的不断完善，社区医疗将成为多发病、常见病和慢性疾病患者就医的主要场所。搞好糖尿病社区筛查和管理对糖尿病的防治至关重要。从社区筛查及管理着手，全社会关注糖尿病患者。
软件设计目标与依据
软件设计目标：糖尿病社区筛查及管理软件目标是根据糖尿病社区筛查及管理的需要，设计各个功能模块，并以现场工作流程为中心，将各个模块衔接组成一个完整的管理系统。同时，通过一些相应的内参设置，对流程的各个环节进行管理控制。软件在设计过程中前台采用面向对象的程序设计语言Borland Delphi 7进行程序编写，后台采用MS SQL SERVER数据库进行数据管理，充分体现了人机界面设计的友善性。同时，根据现场工作的特点，赋予了软件在操作过程中一定的灵活性。
系统设计依据：糖尿病社区筛查及管理软件是根据糖尿病社区筛查现场工作的总流程设计而成的，包括: 根据WHO标准已经诊断为糖尿病的患者和筛查人群基本资料的登记、体格检查、血糖浓度的检测、问卷调查等。
系统功能介绍
患者基本信息：患者基本信息管理模块中，记录以下内容：姓名、登记编号、性别、年龄、职业、联系电话、联系地址、家族史、既往史、并发症及建档日期。
查体：查体管理模块包括以下内容：血压、身高、体重、体重指数（BMI）、腰围、臀围、腰臀比（WHR）。在输入身高和体重后，系统将自动计算并显示BMI，输入腰围和臀围，系统将自动计算并显示WHR。
血糖检测：对筛查人群通过血糖仪检测空腹或随机血糖筛查糖尿病及高危人群。
诊断：点击诊断按钮，系统将根据BMI、WHR，按WHO标准，对人群作出肥胖诊断；空腹血糖≥7.0mmol/L或2小时血糖≥11.1mmol/L共2次或有症状者系统将自动诊断为糖尿病（DM）。未达到糖尿病标准，空腹血糖≥5.6mmol/L系统将自动诊断为空腹血糖增高（IFG），或2小时血糖≥7.8mmol/L系统将自动诊断为葡萄糖耐量异常（IGT）。
建议治疗方案：医生根据诊断的结果，结合临床经验，分别给予不同的干预及治疗方案。
调查问卷：通过对根据WHO标准已经诊断为糖尿病的患者和筛查人群进行不同的问卷调查，以了解其对糖尿病的知晓程度，方便社区医生对社区居民进行糖尿病知识的宣传与教育，以达到全民共同预防和防治糖尿病的目的。
查询：根据患者的姓名和（或）登记编号，医生可以快捷地查询患者的信息，以便快速了解患者的基本情况。
打印：此功能主要是病历的打印，可以减轻医生工作量，达到工作高效率的效果。
管理：①统计分析。系统将自动显示诊断为IFG和（或）IGT的人数、平均年龄，并分别显示其中男性和女性人数、平均年龄；诊断为DM的人数、平均年龄，并分别显示其中男性和女性人数、平均年龄；登记入数据库的总人数、平均年龄，并分别显示其中男性和女性总人数、平均年龄。根据性别分布、年龄分布等指数自动进行回顾性统计调查和分析，可作为糖尿病科研和社区人群发病情况动态观察的依据。②数据资料。将登记入数据库的患者基本情况导出到Excel表中，进行再处理。鉴于通用的数据分析软件均可处理Excel数据，因此本软件不单独设立数据分析功能。
系统：系统模块中，主要是对本系统具有保护作用的一些实用设置，包括修改密码、退出、备份数据库等子模块。
讨 论
中国以糖尿病为中心的计算机标准化管理和网络系统建设还不完善，本项目组开发的糖尿病社区筛查与管理软件，以计算机及网络作为平台，将糖尿病的筛查、预防、治疗合为一体，弥补了在此环节的不足。如果本软件能够在社区筛查中普及，有望降低糖尿病防治的费用，提高筛查及管理效率。该系统在使用中体现出了诸多优点，但也存在着不足：①当前尚未出台相关电子诊疗标准、格式和数据交换协议，无法进行业内的信息共享。②智能化程度尚需提高，因为医疗本身就充满了很多不确定性，提高系统智能化是今后此类软件设计与研究的关键课题。
参考文献
1 张光珍,刘玉,任立群.应用计算机系统管理糖尿病防治的软件程序开发.中国组织工程研究与临床康复,2007,11(13):2 572-2 573.
2 成金罗,李正洪,杨维淮,等.开展社区医疗及糖尿病教育的几点体会.中国卫生事业管理,1999,15:326-327.
3 朱文斌,等.建立新生儿疾病筛查管理网络系统的设想.海峡预防医学杂志,2004,10:10.
交通量是交通三大基本参数之一，是描述交通流特性的最重要的参数。在交通规划中，必须获取相应的交通量数据，才能明确交通量在建立或检验预测模型中的功用。我国的交通调查工作虽然起步比较早，但交通调查的组织方法和调查设备落后，特别是在针对于具体项目的交通调查中，目前还多采用人工计数或机械计数的落后方式，需耗费大量的人力、物力，且在交通量较大情况下调查的准确度难以保证，同时，上述交通调查方式的数据记录后期处理任务繁重，严重影响了交通调查数据的有效、充分利用。因此，在当前计算机应用以及通信技术快速发展的背景下，研发新一代的交通调查设备对于促进交通调查技术发展和提高交通调查效率有着重要意义。
1 设计原理
1.1 系统总体设计
基于手机端的交通调查及数据管理分析系统分为两大模块：手机端数据采集模块和电脑端数据分析模块。手机端数据采集模块具有交通数据调查功能，并且可以将手机端采集的数据上传至电脑端，在电脑端完成交通数据的处理分析系统，进一步得到交通分析图表。项目流程图如图1所示。
1.2 手机端数据采集系统原理
手机端的设计是基于Android智能手机，主要包括4个子模块：调查资料填写模块；调查内容选择模块；交通量计数模块；Android调查数据上传模块。手机端软件设计整体框架如图2所示。
1.3 电脑端数据分析系统原理
电脑端的开发是基于VB.NET语言和MySQL数据库进行软件开发的，主要功能包括：接收手机端发送过来的交通调查数据，利用MySQL数据库语言对数据进行分类存储，采用VB.NET中Chart插件完成对数据图表化的直观显示。
图1 项目流程图
图2 手机端整体框架图
2 系统功能设计与实现
2.1 手机端数据采集系统
数据采集系统的4个子模块中，调查资料填写模块是此次调查的重要信息模块，包含调查基本资料，如调查时间、调查地点、调查类型选择、服务器的IP地址等；交通量计数模块是交通调查仪的核心模块，通过为不同车型的Button按钮添加事件监听器，调用方法实现点击计数功能；发送数据模块是调用多线程结构实现数据的传输，采用Socket通信机制，将交通量调查数据以特定的格式发送至服务器，等待后续数据处理工作。
2.1.1 主要关键技术
（1） XML布局
该应用使用XML布局文件来控制视图，这样不仅实现简单，而且可以将应用的视图控制逻辑从Java代码中分离出来，放入XML文件中，对组件的控制更加简单，使用如下Java代码即可在Activity中显示对应的视图文件：
setContentView（R.layout.<资源文件名>）；
通过如下代码即可在Java代码中访问指定UI组件，通过事件监听器以及创建方法实现对不同组件的控制。
findViewById（R.id.）；
（2） 基于TCP/IP协议的网络通信
TCP/IP是一种可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket，从而在通信的两端建立虚拟链路，然后服务器和客户端即可相互通信，TCP协议使用重发机制，能够保证数据准确无误的在端对端之间传输。本设计使用TCP协议进行数据传输，不仅保证了数据传输的准确性，而且也便于后续的功能扩展。如图3所示。
图3 通信协议
2.2 电脑端数据管理分析系统设计
2.2.1 界面组成
系统的用户界面包括用户登录界面和用户操作主界面。
登录界面工作流程为：用户名密码系统验证（出错提醒机制）登录操作主界面。如图4所示。
图4 登录界面
2.2.2 数据读取并存储模块
用户通过此模块来管理手机端传送至电脑端的交通调查数据，包括数据接收、数据读取、数据存储：
（1） 将手机端发送过来的数据以文本的形式存储于电脑端，采用TCP/IP网络传输协议。
（2） 数据的读取采用VB.NET中对于文本文件的读取，用到的关键技术是READALLTEXT（文本文件）和Split函数（文件数据的分割）
（3） 数据的存储主要采用将读取的数据存储入MYSQL数据库中，主要采用 ADO.NET建立数据库连接，并将读取到数据存入MySQL数据库中对应的表格中。
2.2.3 数据分析模块
本模块能够将数据库中存储的数据读取出来并分析为相对应的柱状图。其中采用DataGridView插件来读取数据库中的数据，并将数据以表格的形式分析出来。本文采用Chart插件将读取的数据进行分析，并以图表的形式直观的表示出来。
3 功能实现
在上述的环境、设计和开发规程步骤情况下实现了基于手机端的交通数据分析统计系统，以北京市石景山区晋元庄路口为例，对软件功能进行调试。
3.1 手机端调查软件的功能
（1） 具有断面流量调查和交叉口流量调查功能，实现对各种路口的流量统计功能。
（2） 具有调用系统实时时间记录调查时间的功能，可以准确记录调查时间，保证数据采集的实时性。
（3） 软件通过计时器设置每次采集流量的短周期，并在短周期时间范围内发送数据，保证调查数据的准确性。
（4） 软件能够在WiFi热点创建的局域网中，将调查数据通过可靠传输控制协议（TCP协议）按设定周期上传至服务器，在电脑上进行数据分析、整理。
实际应用效果图如图5所示：（a）为登陆界面，验证调查员的验证信息；（b）是调查前的调查资料填写界面，完成资料填写后将数据上传至服务器；（c）为调查计数界面，通过点击按钮实现计数功能，并且在设定的时间间隔内将数据实时上传。
图5 交通调查仪界面
3.2 电脑端的数据管理分析系统
系统集数据输入、数据管理、数据应用等功能于一体，实现了数据的前台可视化界面和调查信息存储的后台数据库的结合，并且完成对交通状况趋势的分析。通过对大客车和小汽车数量的统计分析，最终的数据结果如图6所示，证明了软件的有效性。
图6 数据分析结果
4 结 语
本文针对交通调查难度大、组织难、数据处理不方便的特点，设计了操作简单、携带方便的基于Android手机的智能交通调查仪，在保证调查数据准确性的基础上，通过数据库对数据进行系统地分析管理，实现了交通量调查的系统化管理。该软件系统的实现，能够进一步提高交通 调查效率，节约交通数据统计和分析时间，适应新形式下交通调查技术的发展，具有较高的应用价值。
参考文献
王建军，严宝杰.交通调查与分析.北京：人民交通出版社，2004.
吴兵，李晔.交通管理与控制.北京：人民交通出版社，2009.
可见，对“计算机审计”一词的理解普遍存在两个方面，即对计算机进行审计和利用计算机进行审计。1 计算机审计理论文献综述 国内学者对计算机审计的研究是多方面的，从计算机审计理论到具体的计算机审计技术都有研究。
在计算机审计理论研究方面，傅元略在《会计发展的新领域——Cyber Accounting（计算机网络会计）》中提出了计算机网络会计的概念，以反映会计电算化的发展趋势。吕博的《在信息技术环境下审计理论的基础研究》从信息技术环境下审计理论基础的认定分析入手，对审计理论基础与审计理论以及审计基础理论之间的辩证关系进行了探讨，并分别就信息技术环境下审计理论基础的特点、内容和研究方法加以综合论述等。来明敏在《浅谈计算机审计模式》中介绍了可以从国际上借鉴的四种计算机审计模式，分别是绕过计算机审计模式、穿过计算机审计模式、利用计算机审计模式、在线实时（网络）审计模式；并认为应寻找对策，从促进审计人员更新观念、积极应用审计新技术、大力培养计算机审计人才、加快计算机信息系统环境下审计准则的制定、规范会计软件设计，以及加大审计软件开发力度等方面努力，尽快建立新的审计模式，从绕过计算机审计转变为穿过或利用计算机审计，最终建立在线实时审计模式，加快我国审计现代化进程。唐飞兵在《关于构建我国计算机审计理论体系的探讨》中系统地阐述了计算机审计理论体系的整体框架及各组成要素之间的相互关系，详细地分析了审计环境和审计本质作为计算机审计理论逻辑起点的合理性，并对计算机审计基本理论内部层次关系的构建进行有益的探讨。
也有不少学者在审计的技术应用方面做了研究。譬如，黄永平提出在计算机审计中，利用孤点分析法进行数据挖掘，发现一些特殊现象，比其他数据挖掘方法发现一些规律性的知识更有意义。何玉洁等在《计算机审计中的数据库技术》中介绍电子数据的特点开始，讨论SQL查询和OLAP分析这两种技术在实际审计中的应用成果，展示它们在计算机审计实践中的特性和前景。
【关键词】 1B1H编解码 PRBS MSTP
一、前言
当前，随着光纤通信技术的飞速发展，SDH、MSTP设备在城域网、电信网等领域发挥着重要的作用。同时，鉴于历史因素，以前搭建的光纤传输网络中仍然有部分PDH设备。且SDH、MSTP设备成本较高，带宽利用率相对较小，所有在传输带宽要求不高的光通信传输网络中，PDH还在发挥着作用。本文提出了一种能够测试指定厂商生产的PDH光接口和标准STM-1、STM-4光接口的通用光数据分析仪的解决方案。
二、硬件设计
硬件总体设计如图 1所示。
如图，测试仪的光接口接收方向经一2×2电平交叉开关芯片的输入，电平交叉开关芯片的输出一路直接进入FPGA，另外一路则连接到E1映射/解映射集成电路上。同理，光接口发送方向硬件连接与接收方向类似。通过FPGA控制电平交叉开关芯片的选通引脚，可实现光接口在FPGA和E1映射/解映射芯片之间的切换，也就是光接口在PDH和SDH之间的类型切换，这样设计节约了硬件开销。
为了对集成电路进行配置和提供可视化界面，测试仪采用一颗32位的嵌入式CPU芯片，实现显示屏的显示和按键的扫描。同时提供了一个串口用于测试仪软件的升级和维护。
三、软件设计
本设计软件部分由FPGA模块、CPU底层2部分组成。FPGA模块
FPGA模块主要有两个功能，一是实现PDH的E1信号复用和解复用、1B1H编解码；二是实现E1信号的HDB3编解码；三是实现PRBS的插入与误码检测。
PRBS 插入与误码检测
本设计使用的PRBS（伪随机序列）速率为标准2.048Mb/ s，速率等级采用215-1，相位“正”、“反”可选。检测部分电路采用帧头检测法，在伪随机序列中插入固定的帧头“0011011”，这也是PCM标准帧头，在接收端通过检测帧头信号实现同步，当连续16次在正确位置检测到帧头信号则认为帧同步，当帧同步后，将信号送入比较器，比较器本地生成一个与发送PRBS模块一样的PRBS，并将本地PRBS序列和同步后的信号进行比较，以1024个bit为一个比较序列，设置数据正确指示信号，用于指示当前比较的结果。另外设置误码计数器，用于存储错误发生时，产生的误码bit数。
E1信号成帧
本设计将PRBS封装到标准的E1信号，复用进PDH光通道中，或映射到SDH的VC-12中。从而实现PDH光通道的性能监控和对SDH低阶支路状态的监控。通常，E1有5种帧格式：非成帧、PCM30、PCM30CRC、PCM31、PCM31CRC。对这5种帧格式，本设计做了较为灵活的处理，将设计主要分成3个通用模块：帧头生成电路、复帧生成电路、CRC校验电路。对这三个模块进行简单的配置，即可实现相应的帧格式。
HDB3编解码
在二进制消息代码序列中，HDB3码的编码规则：
（1）当连“0”的数量不大于3时，HDB3编码规律与AMI码相同；（2）当出现4个或超过4个连“0”时，将每4连“0”小段的第4个0变换成与前一非0符号（+1或-1）同极性的符号，用“V”脉冲表示，以破坏AMI码极替规律.所以，“V”脉冲称为破坏脉冲，“V”脉冲和前3个连“0”（“000V”）称为破坏节；（3）为了使脉冲序列不含直流分量，必须使相邻的破坏点V脉冲极性也交替；（4）当相邻V符号之间有奇数个非0符号时，能保证（2）和（3）条件成立；当有偶数个非0符号时，则得不到保证，这时应将该小段的第1个“0”变换成“+B”或“-B”，B符号的极性与前一非0符号相反，并让后面的非0符号从V符号开始再交替变化[1]。本设计采用D触发器和与门、或门等门级电路实现HDB3编码和解码。
1B1H编解码
1B1H码：把B1～B4、H1～H4交替按顺序编排，以同步复接方式形成线路码流。码速率约为68Mb/s，B1-B4各传输120个话路，H1、H3各传输120个话路，H2可传输60或90个话路，因此1B1H线路码可传输780至810个话路。比普通（34Mb/s）多传输330个话路，传输速率提高了一倍。电路简单，最大连“0”、“1”为4，具有良好的传输特性，可靠性高，误码检测精度高，缺点是码速率提升大，灵敏度代价高。
1B1H帧结构如下：
图 2 1B1H码结构
本设计编解码模块采用读写脉冲速率差异的方法实现H码的插入。读出脉冲速率比写入脉冲速率高，这样B码分组后出现多余的空位，在此多余空位插入H码。
软件设计框图如图 3、图 4所示。
CPU底层程序设计
CPU底层程序主要由以下模块组成： 显示控制模块、按键扫描模块、性能监控模块。
本设计采用了一个65K色的TFT显示屏，显示屏通信方式为串口，显示屏与CPU之间数据吞吐量较大，因此底层软件设计了一个环形缓冲器，环形缓冲器定长256byte。另外，为矩阵键盘设计了一个专门的扫描算法，设计了一个状态机，将正确的按键路径存储在一个查找表中，状态机根据查找表的内容做出相应的操作或者提示。同时查找表中有无效操作项，当用户采用了无效操作后，给出提示，让用户重新操作。
底层软件设计了一个性能监控模块，创建了一个告警监控任务，该任务即时监控FPGA送出的当前E1信道上的误码情况，从而实现对PDH光口和SDH光口低阶的监控。FPGA同时将E2复用和1B1H编解码的信道误码和告警报告给CPU，由CPU显示控制。为了监控SDH再生段、复用段误码情况，底层软件创建了一个分析任务，读取E1映射/解映射芯片的B1、B2字节，通过B1、B2字节的情况判断当前光接口再生段、复用段是否误码。
底层软件设计了一个SDH开销字节监控模块，并在显示屏上设计了一个可视化窗体，用于显示当前SDH开销字节的具体值，并能通过可视化窗体向被测设备开销字节中插入数值。
四、总结
本设计提出的光数据分析仪解决方案完美的将对PDH设备光接口和SDH设备光接口的测试功能集成在了一个体积小巧、功耗较低的便携式仪器上。设计完成的样机有美观简洁的可视化窗体和灵活的功能按键，这使仪器具有很高的操作性。
【关键词】采集系统;LabVIEW;PCI-9622
1.引言
随着科学技术的快速发展，人们对采集系统的要求越来越高，以往的采集系统由于采集通路少、误差大、操作复杂等缺点已经无法满足现代测试系统的要求。本文以LabVIEW为软件开发平台，通过对下位机的合理控制完成了采集系统多功能性的要求[1]。
图1 总体结构图
图2 系统软件整体结构图
图3 采集程序流程图
图4 回放界面
此外，LabVIEW语言不但具有丰富的函数、工具包、设备驱动等，还可以对MATLAB语言、C语言进行调用，解决了传统的编程语言存在的编程复杂、开发周期长等问题，并且，以LabVIEW为开发平台，其良好的人机交互界面更加促进了实际的应用[2]。
2.系统整体设计
基于LabVIEW的数据采集系统由上位机和下位机两部分组成，下位机包括PCI-9622采集板卡和信号调理板卡两部分，上位机则是基于LabVIEW 2014开发的系统。系统的总体结构如图1所示。
3.硬件设计
系统采用的PCI-9622数据采集板卡主要包括32路模拟量采集通道，各通道的最大量程为±10V，1路32位定时/计数器。由于本系统采集的信号的量程为0～30V，与采集卡的输入范围不匹配，所以需要一个调理模块将电压转换到采集卡允许的量程范围内。系统的调理板卡主要是以LM324芯片为核心通过与电路的配合完成了信号的调理作用。
4.软件设计
上位机软件是基于LabVIEW开发平台的多功能数据采集系统，主要包括3个模块，即数据采集模块、数据回放与分析模块和数据文件转换模块。系统采用多线程的编程模式，将各模块分别运行与各自线程中，这样不但有效的完成了对各模块的控制，而且通过对CPU的合理利用保证了数据采集的速度，系统软件的整体结构图如图2所示。
4.1 数据采集模块
数据采集模块主要是通过对采集板卡的参数配置来完成数据的采集，采集参数主要包括采集方式、采样时间、采样频率等。采集模块的程序主要是通过对PCI-9622自带驱动程序的调用，采用多线程的编程模式，即将数据采集、数据显示和数据保存分别运行于各自线程中，从而保证了数据采集的稳定性和准确性[3]，采集程序的流程图如图3所示。
4.2 数据回放与分析模块
数据回放功能主要是对采集到的数据进行读取，在数据回放时不但可以对回放的通道数进行设置，还可以进行暂停、停止、前后播放、放大等操作。数据分析功能主要包括：窗函数、趋势提取、数字滤波、最大最小值、均方根、傅里叶变换处理等。通过数据回放可以准确的完成数据分析，下图为系统数据回放的主界面[4]。
4.3 数据文件格式转换
本系统将采集到的数据保存成二进制文件，但是为了能使本系统采集到的数据可以用于其他系统，系统提供了数据文件格式转换模块，通过此模块可以将数据转换成文本文件和Excel格式的文件，从而保证了系统文件的通用性。
5.系统测试数据分析
由于在测试过程中不可避免的会带来测试误差，所以系统对采集的数据进行软件补偿。补偿的方法是，在测试前会利用标定模块对各通道进行标定得到各通道的标定系数，然后利用标定系数对采集的数据进行补偿从而达到减小误差的目的[5]。在系统的误差评估中，已计量单位提供的标准信号源作为系统的输入，通过系统的测试得到了未进行软件补偿的测试结果和经过软件补偿的测试结果两组数据，分别如表1和表2所示，由于通道过多，两表只给出前8个通道的电压测试结果。
表1 采集系统电压测试结果V
标准值 各通道测量值
1 2 3 4 5 6 7 8
0.042 0.041 0.043 0.040 0.045 0.041 0.042 0.043 0.045
1.005 1.004 1.006 1.003 1.004 1.007 1.003 1.002 1.003
10.005 10.006 10.003 10.006 10.004 10.005 10.002 10.001 10.002
19.934 19.932 19.933 19.933 19.931 19.935 19.932 19.936 19.933
26.948 26.947 26.949 26.946 26.947 26.945 26.949 26.946 26.945
表2采集系统软件补偿后的电压测试结果V
标准值 各通道测量值
1 2 3 4 5 6 7 8
0.042 0.041 0.042 0.043 0.042 0.041 0.042 0.043 0.040
1.005 1.006 1.007 1.005 1.006 1.005 1.005 1.004 1.005
10.005 10.006 10.005 10.006 10.005 10.006 10.004 10.003 10.004
19.934 19.933 19.933 19.934 19.935 19.936 19.933 19.935 19.934
26.948 26.949 26.948 26.948 26.949 26.947 26.948 26.947 26.946
采集系统中的误差一般分为随机误差和系统误差，由于随机误差可以通过多次测量来减少，所以由上文中的测试数据可以看出，误差主要是系统误差，通过对下位机的分析可以判断出，误差的主要来源是信号调理模块产生的。
但是通过系统软件的补偿，由表2可知，系统测试的最大误差在2mv内，已达到了系统精度的要求。
6.结束语
本系统以LabVIEW为软件开发平台，通过对采集模块的合理控制，设计并完成了一套高精度的多功能数据采集系统。通过实验证明，系统具有良好的稳定性和准确性，并且系统界面友好且操作简单，有效的完成了数据采集分析的作用。
参考文献
[1]顾文武，何庆中，周铁，张艳玲.基于LabVIEW与智能仪器数据采集系统[J].仪表技术与传感器，2012（11）：53-55.
[2]李冬芳.控制系统的LabVIEW开发环境[J].电子世界，2014（11）：19.
[3]罗广坤，张令弥.多通道虚拟动态测试分析系统的设计[J].振动、测试与诊断，2007，27（1）：40-44.
关键词：软件设计；统计；报表；要求
中图分类号：TP311.52文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 05-0000-02
《中华人民共和国统计法》对统计报表制度做了明文规定，统计表报制度分为：国家统计报表制度、部门统计报表制度、地方统计报表制度。按统计报表数据时限要求的不同，分为周期性普查制度、经常性调查制度和非经常性调查制度，报表是统计数据采集的一种重要手段。
近年，国家统计局大力推行统计工作的科学化发展，其中非常重要的一个抓手就是加快建设基本单位名录库、企业一套表制度、数据采集处理软件系统、联网直报系统这四大工程。这四大工程的共同特性就是在技术上依托计算机和网络完成去手工化操作，使统计数据采集标准化、统一化、高效化，保证统计结果的准确性，提高统计分析的可信度。这项工作势必要涉及基层统计报表的报送，当前的基层统计报表上报仍处于采用纸质呈报、电子呈报、系统采集、联网直报等低中高多种水准模式相结合的混合状态，使得统计人员的在工作思路上也有很大差异，但无论现状如何，报表的程序化、网络化势在必行，报表软件系统的开发和应用是实现这一趋势的必要手段。
专业人员针对不同的报表要求分别设计了相对应的统计报表软件供基层统计人员使用，大大提高了效率。在使用过程中，基层统计人员会觉得某款软件好用，某款软件不顺手，这跟软件的设计有很大的关系，面向基层的统计报表软件在设计时，应符合下列一些要求，才可能是一款优秀的报表软件。
一、具备界面的亲和性
操作界面是使用者对报表软件的第一印象，作为统计工作，我们讲究严肃认真的工作态度和严谨求实的工作作风，所以界面的设计应符合统计工作的风格，不宜过分华丽和张扬，也不应添加过多的动画效果和音效，以避免对硬件资源的不必要占用。在操作界面的视觉效果设计时，须考虑到统计人员的工作性质，采用能减少视觉疲劳的黑白灰系列、米色、淡彩色等饱和度较低、亮度适中的色系，文字的显示不宜过小，能够从生理机能方面减少眼部疲劳的产生。
人们对于自己熟悉的东西会觉得亲切，操作界面最能让使用者产生亲和力的就是熟悉的工作环境，因此，在设计工作界面时，我们应该摒弃标新立异的思路，不要妄想带给统计人员一个全新的感觉，统计工作是一项长期的工作，有着多年来一以贯之的报表格式，我们设计报表软件并不是要改变报表的格式，而是仅仅想通过利用先进的工具改变一下我们的填报方式，因此，老老实实地忠于原有的纸质报表的格式进行工作界面的设计，让统计人员面对屏幕时有一种熟稔的感觉，这才是我们能提升操作界面亲和力的重要手段。
二、具备验证的准确性
数据的正确性是统计工作的生命，必须要做到准确无误，符合填报要求。因此在数据输入时应按数据要求做好录入验证，不符合要求的数据无法输入到报表中，我们可以通过单一数据验证、相关数据呼应性验证、根据报表的具体要求编写数据规则集进行报表数据总体审核等方法从基层填报开始就剔除格式不统一、取值范围不符合要求、前后数据矛盾、关联性错误及汇总结果有误等等出错可能，减少误操作，保证输入的数据符合逻辑关系、符合各行各业的规定要求。
三、具备数据的安全性
报表软件的安全性指的是两方面的内容，一是用户权限的限制，二是数据的备份。
统计工作也是保密工作之一，统计数据泄密会对国家、企业和个人造成重大损失，《统计法》和《保密法》对统计工作的保密事项都有明文规定，所以在软件设计时，用户权限的设置是非常重要的一个环节，不同的用户有不同的权限要求，比如，综合性报表下发到基层后需多处部门协同填报，但在填报时，通过对权限的设置，不同部门的人员只能对本部门的数据进行操作，无法查阅其他部门填报的信息。如果是以B/S、C/S模式设计的报表软件，不仅要考虑到内部权限的问题，还应充分考虑到外部入侵的各种可能，做好充分的防范，保证数据的安全性。权限设置不仅是对用户操作权力的限制，也是对用户责任的明确，对某一个数字来说，谁上报谁负责，因此必须实行实名制用户审核管理体系，将权限和责任合为一体，一旦出现数据错误，可以准确地锁定责任人。
利用计算机进行数据处理，难免会碰到各种各样的软硬件故障，这些故障可能对报表软件本身的危害并不大，但有时却会对统计数据造成毁灭性的破坏，因此，未雨绸缪是必须的，数据的及时备份中将数据损失减少到最低的有效办法。较好的基层统计报表软件，在设计时都有数据备份功能模块，但有相当一部分是手工备份方式，要求使用者主动调用才能进行备份，一旦统计人员因为偶尔的疏忽没有及时进行备份，又屋漏偏逢连阴雨，正好碰到硬件故障，特别是硬盘损坏这种致命伤，很可能会让统计人员损失惨重。所以，报表软件最好在设计时加入自动备份、网络备份等功能，将可能出现的各种人为和非人为的因素充分考虑进来，做好数据的安全性保障工作。
四、具备输入输出的多样性
报表的输入输出功能是报表软件中的主要功能，除了必须具备的手工录入、打印输出、生成上报盘等基本功用外，还应当考虑数据格式的兼容性问题。包括版本兼容，新旧兼容等
基层统计报表大多数情况下具备一种综合性报表性质，统计数据需要先由多个单位和部门分别进行报送，再由统计人员统一进行汇总。报送的格式也可能和软件本身的数据格式不同，如人资部以常用的办公软件EXCEL格式进行上报，但软件开发却是用SQL server等程序，此时，如果报表软件没有一个好的数据兼容性，将无法直接导入上报数据，那么统计人员就只有一条条地将上报数据手工录入进去，工作量将大幅度增加。为了减少不必要的重复劳动，也降低数据转录中的出错概率，报表软件应具备接纳常用数据格式文件的功能，为了避免各自为政，不同部门之间格式不统一的问题，软件除了能正常接纳外，还应能将格式标准输出，报表软件应具备空白报表多格式输出的功能，将空白报表以EXCEL格式或其他常用格式输出，发至各部门进行填报，这样能有效拓展数据输入、输出功能的兼容性和灵活性，提高效率。
统计是一项长期而连续的工作，数据之间的历史延续性是不可割舍的，但报送手段的不同，会生成数据格式的多样化，有纸质数据、电子表格数据、数据库数据等，因此新的报表软件在设计时就应当考虑历史兼容性这一因素，才能保证数据分析的延续性。
五、具备数据分析的完善性
统计分析是常指对收集到的有关数据资料进行整理归类并进行解释的过程，是统计工作的最终目的。这项工作涉及多种方法和多项指标，如平均数、总数、标准差、相关系数、离散程度、假设检验等等，计算非常繁复。因此，报表软件就可以充分利用计算机的优势，建立从基本汇总开始的全方位数据分析功能体系，以保证统计分析的正确性，提高统计分析效率，更好地为领导决策服务。统计人员只需要负责填报基础数据，即未加工过的裸数据，这些数据是进行统计分析的依据，保证数据的正确性，然后由软件进行汇总分析得出相应结果，大大减少了人力的投入。
总之，一款优秀的报表软件，应该具备合理的数据结构，较少的数据冗余，高效的算法，对硬件要求符合大众标准，版本的选择具有灵活性，B/S、C/S、单机版等，具备基础数据的支撑性，操作步骤尽可能少，说明书尽可能薄，考虑到基层统计人员的年龄结构女性多、年龄偏大、计算机应用技能水平不高等因素，报表软件不宜走奢华路线，而应脚踏实地平民化，从基层数据逐步走向高层分析，这样才能在四大工程建设时期，做好技术衔接，实现统计工作的有效转型。
参考文献：
[1]曾五一主编.统计学.中国金融出版社,2006,04
[2]刘金兰.管理统计学.天津大学,2006
[3]（美）马里奥・F.特里奥拉 刘新立.初级统计学（第8版），清华大学出版社,2004,02月第一版
[4]戴维・S・穆尔.统计学的世界（第五版）.中信出版社,2003,11
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