基于OPC的安全生产指挥调度系统的设计与应用论文

以下是小编收集整理的基于OPC的安全生产指挥调度系统的设计与应用论文，本文共7篇，希望对大家有所帮助。本文原稿由网友“钢筋厂刘会计”提供。

篇1：基于OPC的安全生产指挥调度系统的设计与应用论文

基于OPC的安全生产指挥调度系统的设计与应用论文

1 OPC技术简介

OPC(OLE for Process Control)是由自动化领域中主要厂商协作制定的软件接口标准。OPC 技术提供了不同系统间通信的标准接口，实现了异构环境中控制网络数据的统一集成。

现代工业生产对控制系统的要求，已不再局限于一般的生产过程自动化，而是着眼于整个生产过程的最优化，随着 OPC 技术在现代工业控制领域的广泛应用，控制系统能够以统一的方式实现对各种自动化设备的访问与控制。通过建立基于 OPC 技术管控一体化的生产控制系统，可以对生产过程的全局进行实时监控，完成统一的生产流程控制。

在对整个生产流程进行统一管控过程中，OPC服务器能记录生产现场各控制设备的实时数据、历史数据、报警与事件信息等。通过搭建符合 OPC协议标准的客户端，建立工业自动化应用统一数据传输平台，支持分布式应用和异构环境下应用程序间软件的无缝集成和互操作性，使异构系统间数据交换更方便，实现生产数据与管理控制数据统一。

工业生产领域的 OPC 控制应用主要关注于控制项目设备本身的需要。安全生产辅助相关的指挥调度系统属于独立的通信系统，并没有接入到统一的 OPC 管控平台中，也没有参与生产过程信息的交换和生产过程的跟踪与监控，在工业现场形成自动化的信息孤岛，因此启动安全生产指挥调度系统所需的控制指令需要进行人工触发，约束了自动化生产领域安全生产保障的进一步深化拓展和应用。

为了将工业生产领域的自动控制技术与安全生产指挥调度系统无缝地融合在一起，解决生产现场的自动化信息孤岛问题，减少人为干预自动生产控制流程现象，保证安全生产指挥调度系统能准确实时响应工业生产的自动控制流程指令，提出一种基于 OPC 的安全生产指挥调度系统及其通信控制方法。

2 技术方案原理说明

2.1 技术方案原理

基于 OPC 通信的安全生产指挥调度系统包括 ：控制系统服务器、音频矩阵切换器、音频接口卡、调度系统交换机及调度通信终端、功放及扬声器设备。

控制系统服务器作为客户端通过 OPC 通信方式与 OPC 控制服务器进行数据交换，实时获取生产现场的控制流程及设备状态等信息指令，根据生产实际进行安全生产指挥调度，并将处理的反馈结果发送给 OPC 控制服务器，通过这种数据处理方式将安全生产指挥调度系统融入到统一的'生产控制 OPC管控平台中，消除了自动控制的信息孤岛问题。

2.2 通信控制方法

基于 OPC 的安全生产指挥调度系统的控制，通过结合控制 OPC 通信与数据交互、控制音频接口卡的开关、控制音频矩阵切换器的工作模式、控制调度系统交换机的协议交互等操作组合来实现，具体控制方法如下。

1)基于 OPC 通信模式的标准接口，利用异步读写的方式通过软件程序设计，建立控制系统服务器与 OPC 控制服务器的 OPC 数据通信。

2)通过 OPC 的数据通信链路，控制系统服务器实时获取 OPC 控制服务器上生产现场控制指令及设备状态等信息。

3)按照生产实际所制定的数据通信协议，控制系统服务器将所获取的控制指令及设备状态信息进行相应的协议转换。

4)根据协议转换的控制内容，控制系统服务器借助于软件程序控制音频接口卡，通过数据协议的传输，控制音频矩阵切换器，借助于通过物理连接的功放及扬声器设备，进行自动的安全生产指挥调度。

3 系统的优势特点

通过采用 OPC 的通信模式，建立安全生产指挥调度系统与 OPC 生产控制服务器的通信与数据交换，形成统一的生产控制 OPC 管控平台，消除自动控制的信息孤岛问题。

改进了安全生产指挥调度系统的互操作性和开放性，解决了工业生产各相关系统之间所存在的兼容性问题，使通信性能更加稳定。安全生产指挥调度系统具有动态链接多个厂商OPC 控制服务器的能力，根据实际动态配置生产控制流程，通过异步读写机制，完成生产过程数据的处理与交互。

4 系统应用流程

4.1 自动指挥调度

根据实际的工业生产流程，确定OPC 控制服务器与控制系统服务器的通信协议格式，二者在通信协议的基础上，基于 OPC 的通信方式进行数据的交互处理。

控制系统服务器获取 OPC 服务器的流程控制指令后，通过软件对音频接口卡、音频矩阵切换器进行控制操作，按照现场生产的业务处理逻辑，自动完成安全生产指挥调度。

4.2 人工触发指挥调度

控制系统服务器在与 OPC 控制服务器建立连接并实时进行数据交互的同时，与调度系统交换机通过以太网通信的方式建立连接，实时监控、解析并处理调度系统交换机的通信数据。按照图 3 所示的流程，根据实际的生产业务逻辑，在调度通信终端进行通话呼叫的过程中，控制系统服务器通过控制音频矩阵切换器，建立调度系统交换机到功放的语音数据通路，将调度终端侧操作人员的人工调度命令广播到实际的广播区域，完成人工触发的安全生产指挥调度。

5 铁路调度监控系统中的应用方案

在铁路调度监控系统中，一般按照系统的控制功能、控制对象、控制范围、控制特点进行分界，划分为若干个子系统，由于存在信息孤岛的问题，系统之间的信息关联不够，处理突发事件的综合应变能力较差。

由于铁路调度监控系统的接口技术涉及面极广，控制设备繁杂，各种接口协议不统一，给各个子系统的接口集成互联带来很多的困难。通过上述技术方案及应用场景的分析，可以在 OPC 技术规范的基础上，构建平台化的接口框架，实现相关子系统的无缝接入。

通过建立统一的接口平台框架，基于 OPC 技术将不同层次的信息共享，从而实现面向应用的信息集成，在铁路调度监控系统的运营中，能够实现基于事件的自动化安全生产调度指挥，从而使铁路调度监控系统达到高效率、高安全性和高服务品质的智能化。

篇2：论水库安全生产的系统设计论文

论水库安全生产的系统设计论文

1建立安全生产预警模式

（1）警情感知。安全信息的感知是安全预警系统活动的基础，主要对构成水库安全生产系统的人—物—管理”三大系统分别进行监测，为水库安全生产过程的管理和控制提供信息支撑，以建立预警要素数据库。重点采集的信息见图2。（2）诊断分析。对采集的各种信息进行诊断，寻找警源，统计同类信息出现的频率，采用排列图法找出致灾因素，分析其可能带来的病情，用因果图法分析病理的成因并对其可能的发展趋势及发展过程进行诊断分析。其中，部分主要要素的诊断可参照《水利工程管理考核办法（试行）》［2］及《水库工程管理考核标准》［3］进行诊断。（3）安全评价。对经过诊断可能导致不安全生产的要素，采用风险评价方法进行评价，以判断水库所处状态是否安全，并根据所处状态分别发出不同颜色的预警信号，从而采取相应的应对方案［4］（表1）。当水库处于正常安全状态时，继续进行日常监测；当水库处于亚安全或警戒状态时，需及时改善安全生产系统中的不足，建立相应的预警机制，针对警情提出相应的纠偏调整措施，及时使水库安全生产管理系统回到安全轨道上，保证水库安全生产处于安全空间内；当处于隐患或危险状态时要实施预警对策，需进行隐患的排除处理，并根据隐患分类做针对性处理和整改（表2），消除隐患使生产系统从偏离状态恢复到安全状态。当水库处于不安全状态时，应及时启动应急预案，直至重新进入安全状态。

2安全预警系统

2．1系统架构

系统依托强大的物联网、计算机、网络、多媒体、地理信息、组态图等技术手段，以保证系统灵活性、可扩展性、可靠性为前提，为水库搭建安全监测预警平台。系统采用多层体系结构设计（图3）。用户通过安全参数在线感知和重点部位实时视频监控，实时监控水库安全参数的变化，了解整个水库的安全状态，可直观、全面地掌握危险源状况，一旦有危险状况，系统自动识别并以多种方式发出报警。（1）信息感知层。根据传感器自动感知水库水情、雨情、水质、水温、位移、沉降、渗流、应变等基础信息，对主副坝、溢洪道、输水洞等建筑物、闸门机电设备等的安全信息进行巡查采集。（2）网络传输层。依靠网络基础设施将感知层获得的数据传入数据库。（3）应用层。提供安全预警应用服务，主要包括GIS管理、警情诊断分析，安全评价及预警等图3系统架构Fig．3Systemarchitecture功能，为水库安全运行和管理提供必要的决策支持服务。（4）表现层。提供人机交互接口。

2．2系统功能

根据安全生产预警体系的需求，水库安全预警管理系统功能见图4。图4系统功能框架Fig．4Systemfunctionframe（1）WEBGIS。结合库区地图、遥感影像和实体照片对整个库区进行三维建模，展示安全参数监测的分布和状态。通过三维地图可便捷、直观地查看各监测对象的实时状况，同时对水库基本信息、监测信息进行查询、统计，系统同时提供由图到时属性和由属性到时图的双向查询和地图操作。（2）安全警报功能。通过对警情的采集、识别、诊断，将实时监测的水位、雨量、位移等数据与预置的不同安全状态的预警值或临界值进行比较，对超出正常标准的事件进行预报警。①通过视频在线监控系统，在一定的安全认证的前提下，用户实时查看水库安全要素中物的`状态和人的行为，及时发出警报，当发生报警时监控摄像头将自动转入报警监测点，实现视频监控与报警联动，提高监管效率。②空间监视分析。提供警源等的位置服务和状态监视，快速定位到所需监测的监测对象，在地图上监视警源的空间分布及空间变化，提示报警信息，显示报警值与正常值的差距等。③时间变化预测。通过时间序列分析，查看各个安全参数（如位移、水位、温度等）的实时测量值，测量结果以列表、曲线图等方式显示，分时分段进行数据统计、监控状态走向与变化趋势。④报警纠偏。系统自动统计水库内各监测点发生报警的频率，针对水库安全生产管理缺陷和人为失误等警情进行纠偏，通过统计分析曾发生的类似警情及其发生的场景和一段时间内数据变化趋势等信息进行推理或信息挖掘，自动给出相应的纠偏方案，供决策会商参考。（3）自动免疫功能［5，6］。对同样的隐患或不安全因素进行迅速识别、诊断、预测，并从方案库、预案库中直接匹配相应的解决方案，启动预案以制止或回避生产安全事故灾害的发生，保障水库生产运行安全。①安全评价。系统根据监测信息和警情诊断结果，采用安全评价方法进一步判断水库安全生产当前所处状态。②安全预警应用。根据警情评价结果，当在隐患故障状态时自动判断隐患类别，启动隐患处理程序，通过现场声光报警、短信报警、邮件报警、系统信息报警等方式进行主动预警。③应急处置预案。当处于不安全状态时，系统将自动调出应急预案，启动相应的应急响应程序开展应急处理工作。

3结语

利用先进的自动监测与远程遥测技术、通信及计算机网络技术、地理信息技术等构建的水库安全预警系统实现系统的动态监测，对水库未来的安全生产状况进行预测、预警，使水库安全生产管理由静态、被动状态走向动态、主动状态，实现系统调控的超前性，有效改善了水库管理中非工程措施的薄弱现状，充分发挥水库防洪减灾的社会、经济效益。

篇3：浅析数字律师事务所应用系统设计与实现论文

浅析数字律师事务所应用系统设计与实现论文

近年来，我国公民法律意识不断提高，律师和律师事务所数量和业务不断扩大。但律师职业能力和律师事务所管理水平与国际相比还存在很大差距，尤其是信息化管理水平相对较低。提升我国律师事务所管理水平，缩小与国外律师所的差距，争取早日与国际接轨，是摆在我们面前的一个紧迫的难题。国际对律所信息化建设比较一致的观点认为一个律所信息化会经历起步、增长、发展和成熟四个阶段，起步阶段的特征是用软件处理数据，增长阶段则有个软件系统，发展阶段的特征是有集成化的技术和系统，而成熟阶段则是将用户、内部律师、客户端集成在一起。

1 目的及意义

随着公民的法律意识越来越高，传统的律师事务所业务流程与发展模式不能满足客户和行业的需求。全国各地法院都建立了电子法院系统，从立案到审查，再到结案的各个环节都已经进入到了数字化的时代。各类卷宗归档的数字化也必将在不久的将来成为行业的主流形式。截止到 年3 月，全国执业律师数量达到29.7 万人，律师事务所达到2.4 万多家，与4 年前相比增幅分别达38%和20%。数字律师事务所应用系统是一个具有广泛需求的潜在市场，应用先进的软件管理系统，能促进律所管理规范化，提高管理能力和服务水平。

数字律师事务所应用系统的实现使得律师事务所内部管理实现了有序化、规范化、并通过资源共享，有效地进行资源的优化与调配，极大地提高了办公效率，并通过网络化管理的窗口，大力推展业务。通过信息有效的整合，提高服务质量、竞争力、促进我国法治建设。

2 行业特点

与一般企业相比，律师事务所的日常工作具有如下特点：

1)办公场所和办公时间相对灵活。

2)工作人员之间的工作彼此独立而又不可分割。

3)涉及到大量的文书处理。

4)需要同客户进行交互。

3 系统开发方案

针对行业特点和对系统功能的调研和需求分析，本系统设计以案件管理为核心，以律师管理为基础，把案件、律师、客户及日常行政管理等信息进行紧密关联，来协助律师进行移动式网络化办公，对律师日常工作中的客户、案件卷宗、日程安排、法律法规、法律文书等文件和信息进行智能化的处理，协助律师和律师事务所对纷繁复杂的信息进行有效的管理，从而极大地提高工作效率和管理水平。

目前国内律师事务所管理系统主要分为以下类型：一是基于简单的局域网共享的，基于简单的局域网共享架构简单，入手快。但律师事务所的工作效率并没有得到显著提高。第二种是单机版架构，单机的`律师事务所管理系统可以实现一些律师事务所的管理功能，但在协同工作、资源共享上显得力不从心。三是基于C/S 架构，此类系统是由服务器与客户端构成，律师们利用客户端就可以实现远程办公，资料的共享调阅，工作流程的管理，财务，权限管理等。但此类系统必须安装客户端，给松散的律师业务带来不便。

近几年，随着IT 技术的迅猛发展，互联网也在发生着巨大变化，它的终端已从传统的个人电脑逐渐演变为移动智能终端，人们已经进入了移动互联网时代。人们希望能够随时随地的获取信息和处理信息，不受地域、时间的限制。因此，互联网技术和移动通信紧密融合已成为目前不可阻挡的发展趋势。随之出现的搭载于移动智能终端的Android 操作系统和IOS 操作系统极大地促进了移动互联网的不断进步，特别是Android 系统，凭借其开放性吸引着众多专业人士开发基于它的各种应用程序。本系统的开发方案把C/S 架构与移动互联网紧密结合起来，实现律师业务应用系统的数字化。移动终端设备通过3G/4G 网络访问服务器，PC 端通过Internet 访问服务器，并实现数据资源的共享。

4 系统功能模块

系统具有十大功能模块，按照人员可划分为三大模块。

1)客户管理。针对企业和个人客户建立详细的档案，满足不同客户的需求。

2)业务管理。对业务案件进行登记，跟踪办理进度，随时了解案件进展。

3)法务文档管理。法律法规库、司法文书库、辩护词库。

4)行政管理。主要有通知公告、考勤管理、值班日志、工作汇报等。

5)人事管理。提供了完备的人事档案管理功能。

6)文件管理。收发文件进行归档管理。

7)客服管理。对客户咨询、投诉、主动服务进行登记。

8)个人管理。管理个人信息。如个人日程安排、备忘事项提醒、通讯录等。

9)用户管理。系统用户管理，根据不同级别进行权限限制。

10)系统管理。保证系统运行稳定，安全可靠。如系统登陆日志管理、数据备份还原、数据字典设置等。

5 系统实现技术

5.1 ASP.NET

ASP.NET 是一个统一的Web 开发模型，它提供了为建立和部署企业级Web 应用所必要的服务。随着.NET Framework 版本的更新，ASP.NET 也经历了多个版本。它所具有的主要特点有：

1)ASP.NET 是同Microsoft.NET Framework 集成在一起的，运行在CLR 运行库环境之内。

2)ASP.NET 是编译执行的，它支持多种编程语言，同时，也是面向对象的。

3)ASP.NET 是跨浏览器和跨设备的，并易于配置。

5.2 数据库

本系统采用SQL Server 作为后台数据库。SQL Server2000能够满足大型Web 站点和企业数据处理系统的数据存车分析需求，并且还可以与.NET 技术实现无缝结合。系统数据库访问采用的是流行的ADO.NET 技术。

5.3 Android

Android 是由谷歌公司于 年推出的基于Linux 内核的操作系统。Android 操作系统以其开源性受到各大移动设备生产厂商的青睐，随着版本不断迭代，其功能变得更加强大。Android平台具有开放性、应用程序平等性、易开发性和并行性的特点。本系统移动客户端开发就是建立在Android平台之上。

6 展望与不足

本系统中的所有操作都完全针对律师的日常工作流程进行设计，具有功能齐全的特点。以律师案件办理为核心，以规范化律师事务所日常办公为宗旨，系统功能涵盖了律师事务所日常业务。具有操作简单，流程清晰的特点。同时，系统设计中充分考虑了安全性能，通过网络数据存储和备份功能，从而最大程度的保障了数据的安全性。

系统存在的主要不足，一是移动终端平台目前还只局限于Android平台，但iOS 也是一个巨大的市场，所以系统在应用领域存在巨大缺憾，后继将开发扩展。同时，只局限于律师事务所的日常管理，而目前法院正在积极推进电子法院建设，如网上立案，证据交换，在线开庭等。系统应对接口进行有效设计，以便今后的全方位对接。

结语

系统开发设计，实现了大部分的主要功能，今后还将在移动客户端的信息推送方面进行深入探索，这对于提高律师和律师事务所的知名度，提升用户体验等方面具有现实意义。

篇4：电力企业智能巡检系统的设计与应用论文

电力企业智能巡检系统的设计与应用论文

【摘要】电力行业其独特的生产和经营方式决定了具有高度信息化的特点，为保障庞大的IT基础设施和业务应用的正常运行，巨大的运维工作量给IT运维部门提出了严峻的挑战。本文针对电力企业IT基础设施运维现状，分析现有巡检体系的不足，重点介绍如何采用移动终端，结合二维码技术，集成ITSM和桌面管理系统的配置信息，自动生成巡检工单和自动生产故障事件单，实现设备故障的闭环处理和巡检的统一管理和设备故障的闭环。

【关键词】电网企业；IT基础设施；服务器；智能巡检；移动巡检；IT运维

1引言

随着电网企业信息化建设的不断加快，部署了大量的IT设备，给IT基础设施运维带来了新的挑战。电力行业企业网点分布广，IT设备类别繁多、数量庞大，为了提高IT设备的运维和管理，传统巡检方式是通过投入大量的资源采用人工巡视、手工纸介质记录方式进行定期的巡检和管理。手工纸质记录的巡检方式存在无法及时掌握隐患情况并跟踪管理、无法真实掌握IT设备和周边设备安全运行的状况及可靠的记录存档和无法进行数字化分析管理等问题，这时就需要一套自动化系统支撑日常巡检工作。

2系统架构设计与实现

2.1设计原则

针对现有的手工巡检存在的不足，本文提出一种能根据不同设备类型的巡检需求动态生成巡检界面，自动匹配设备类型，结合多个关联的IT管理系统综合对比分析，融合IOS设备与Windows服务器间的数据交互的IT设备智能巡检系统设计方法，我们在设计该系统时必须遵循以下原则：2.1.1松耦合原则为实现根据设备类型动态生成巡检界面并自动匹配设备类型，将现有资产数据与ITSM系统中的IT设备基础信息收集汇总，对IT设备基础信息进行聚类分析，将设备分类，从而实现设备类型的自动匹配，根据不同的分类又可定义出不同的巡检项目与要求。这就需要将各个不同平台的异构数据进行整合分析，根据设备分类定义不同的巡检项来自动生成IOS应用界面。2.1.2强内聚原则电力行业一般先期已建设好各种类型的IT基础设施管理系统。如果简单提出建立一套全新独立的IT集成设施智能巡检，所有数据和关联关系重新导入建立，整个流程数据在系统内封闭流转，明显不符合电力行业企业提出的循环节能思想要求。因此必须以电力行业企业先期建设好的系统为数据基础，比如ITSM（信息管理系统）、IT集中监控系统、桌面管理系统等，通过IT基础设施智能巡检系统的强内聚融合，统一把这些系统的数据和关联关系抽取出来，进行融合关联统一呈现，实现数据同步工单自动流转，才能达到运维人员定时巡检、配置检查、工单自动生成和故障发现等工作要求。2.1.3便携性原则由于设备分散在各个不同的物理位置，因此需要借助移动设备的便携性，提高运维人员的巡检效率，使巡检结果更为客观真实，提前预防可能出现的`故障。这原则可采用基于IOS系统和Android系统的平板电脑实现。

2.2系统框架

（1）该系统通过移动终端，采用二维码技术，结合ITSM的配置信息，自动生成巡检工单和自动生产故障事件单，实现设备故障的事件单的闭环管理。结合IT集中监控系统对服务器、网络安全设备、数据库、中间件、应用系统以及它们所产生的故障日志信息、安全日志信息和性能进行统一的监控，告警信息通过制定规则过滤，并与邮件和短信集成，实现有效的紧急预警。集成桌面管理系统，对计算机终端的配置实现统一呈现和巡检管理，配置差异项和ITSM自动对比同步。（2）该系统通过ITSM管理系统和桌面管理系统提供IT基础设施配置信及产生工单，IT集中监控系统提供性能数据，巡检人员使用Ipad通过3GAPNWIFI网络接入，结合域身份认证通过后扫描二维码标签开始巡检，巡检人员结合基础信息及性能数据进行巡检，巡检过程中出现问题，实时在ITSM管理系统开相应的事件单，巡检完成后，后台实时生成巡检异常、执行情况汇总、巡检报表事件单等详细信息。系统的业务流程图设计如图1。

2.3功能设计

为了提高IT设备的运维和管理，通常需要投入了大量的资源通过人工巡视、手工纸介质记录的传统工作方式。手工纸质记录的巡检方式存在各种弊端，因此构建以下功能组件实现智能化的巡检管理。（1）采用基于IOS系统的IPAD作为便携电子化巡检设备国内外部分现有巡检管理系统产品需要同时使用PDA与PC客户端，而本系统则采用IOSAPP、NET、SSIS相结合，使用三层构架，基于NET4.0与IOSAPP技术开发平台，采用迭代式的方法进行开发。系统创建了一种自定义JSON描述标准实现IOSAPP应用界面与JSON字符串的双向转换；通过SSIS对原有的ITSM系统与IT集中监控系统数据进行有效整合，通过Webservice与JSON相结合实现IOS设备与Windows服务器间的数据交互，可以直接通过IPAD应用直接访问服务器端的计算分析后的汇总结果。（2）集成ITSM管理系统结合二维码技术实现数据采集电力企业大多已成功推行ITSM管理系统，对IT设备和事件管理都有一套完整的流程和方法。IT智能巡检系统通过将ITSM系统中的设备资产编号生成二维码标签来与实际物理设备一一对应起来；通过二维码识别自动从ITSM中获取设备的配置信息以及当前巡检人员需要巡检的设备清单，方便巡检人员检查巡检任务完成情况，降低漏检的可能性，避免基础配置信息、巡检工单的重复录入和管理，巡检过程中发现问题及时开事件单，更好的确保问题解决性。（3）集成IT集中监控系统性能监控数据，判断IT设备健康状态IT设备的健康状况并不是简单通过外观就能判断出来，便携终端又不能像PC终端一样通过远程访问来查看IT设备的性能指标，该系统通过二维中读取到的资料编号与IT集中监控系统中的监控数据建立关联并获取对应设备的性能参数。巡检人员通过现场查看与性能指标相结合就更以更加准确地判断出设备健康状态。

3结论

该系统通过集成移动终端技术、ITSM系统、IT集中监控系统，建立开放可扩展的IT基础设施统一巡检管理系统，实现面向业务的统一的巡检可视化、监控标准化、流程自动化，确保巡检到位率100%、紧急故障预警及实现IT基础设施的事前、事中及事后全方位管理，让IT基础设施运维和管理人员掌握企业IT基础设备的基本运行状况，及时发现故障和性能瓶颈，提高预防、应急响应、故障定位处理能力。

作者:罗伟峰 单位:深圳供电局有限公司

参考文献

[1]蓝友枢，陈健，张章学.主动式服务器管理技术研究[J].情报检索，（5）：101~104.

[2]陈玉慧，蒋元晨.打造电网特色的信息运维综合管理系统[J].电力信息化，2011，9（2）：165~169.

篇5：计算机数据接口加密系统设计与应用论文

摘 要 计算机的广泛使用带来了移动存储载体的广泛应用，大量的敏感数据被存储于移动载体上，而由此带来的对移动存储载体上数据安全的要求也日益强烈。

本文设计并实现了一款基于USB协议的计算机接口加密系统，通过USB接口与计算机连接，系统很好地满足了在普遍使用的优盘上实现敏感数据的加密 【关键词】计算机 数据接口 加密系统 设计

随着数字技术的发展，大量敏感数据被存储于移动载体上，由此带来的安全隐患日益严重，于是移动存储设备所带来的信息安全问题也越来越被用户重视。

因此，为确保信息的完整性、实用性、保密性和可靠性，确保用户使用方便的加密技术呼之欲出。

在不断发展的计算机技术下，研制一款无需安装、操作简便、灵活、实用、识别简单、加密强度高，能够充分利用现有资源、且小巧美观、携带方便的加密设备具有重要的现实意义和使用价值。

1 软件加密

1.1 软件加密方案

1.1.1 PrivateZone软加密方案。

我的地盘(PrivateZone)磁盘加密软件，该软件运行后，会自动生成一个可以加密的分区，保存到该分区的数据将自动的被加密。

用户凭访问密码才能访问该分区的数据。

至于如何在移动硬盘中使用，用户还必须通过自己手动设置的方式来实现加密。

将此加密工具复制到用户的U盘或移动硬盘根目录中则可以加密隐藏U盘或移动硬盘上的所有文件。

将此加密工具放到文件夹中则只加密当前文件夹。

需加密多个文件夹则每个文件夹中都得安放本工具、不同的文件夹可用不同的密码，但密码你必须记牢。

1.1.2金盾卫士软加密方案

从官方数据可以知道KDS金盾卫士加密软件采用内核技术、手工加密。

该软件加密强度很高，密钥的长度达到128位。

通其他加密软件相比，该软件是真正意义上的文件内容加密，不是所谓的某些文件夹加密软件，通过隐藏文件来实现“伪加密”。

1.2现有软件加密缺点

(1)需要在电脑或U盘中安装软件，一但系统不稳定或软件损坏可能造成数据永远丢失。

(2)需要记忆较长的密码，用户一旦忘记密码，数据也将永久丢失。

(3)需要用户手动完成相关操作，如加密、复制加密工具等。

(4)很难防止别人通过其他软件进行暴力破解，或者利用软件本身的漏洞进行破解。

软件加密最大的缺点是密码问题，如果用户长时间不使用，一旦忘记密码，连自己都无法进入，相当于把自己关在了防盗门之外。

数据安全也就完全失去了意义。

另外这些产品的应用都需要借助计算机的帮助，如果用户想在没有安装这类软件的机器上或者U盘上使用数据就必须要下载软件并且安装后才能读取。

非常的不方便。

此时硬件加密就显现出了其无可比拟的优越性。

2 硬件加密

2.1 硬件加密方案

现在我们常使用的移动硬盘，也存在很多的常见的加密方案，为了防止在存取数据的环节上的数据被非法获取，必须采用对移动硬盘全盘硬件加密。

这涉及到一系列的加密法转换、附加密钥、加密模块等过程。

解密部分还对硬盘的数据进行完整性校验。

通过采用这些措施保证数据的安全。

2.1.1 朗科U661闪存盘

朗科推出的硬件加密产品U661闪存盘采用朗科特有的256位专业级AES硬件数据加密的防范功能，该款闪存盘拥有硬件加密、磁盘分区加密、普通操作人员加密等功能，是一款具有很高的安全性的硬件加密产品。

2.1.2 K301

朗科公司推出的另外一款优盘的型号为K301。

K301由设备端硬件实现数据加密功能，在该优盘的加密区，数据被加密后存储在优盘，就是更换连接设备，读出的数据是经过加密的信息，没有任何实际意义，保证了数据的安全。

2.2 现有硬件加密缺点

(1)对于很多硬件加密的设备，加密芯片都是内嵌的，使得这些加密设备只能对自身进行加解密操作，既只能完成一对一的加密;

(2)由于加密需要对传输的数据进行数字化处理，从而导致进行数据传输时速度变慢，并且对所有传输到加密设备内的数据都进行无选择性的加密，使得这些加密设备的使用带有较大的局限性，使用较为不便。

(3)价格昂贵，性能一般的加密设备价格是普通U盘的3-4倍，而性能稍好的价格远高于此，导致很多用户对加密设备望而却步，市场占有率很低。

3 功能分析

本文提供的加密技术，只要U盘等移动存储载体通过它连接电脑，就可以对电脑传输到移动存储载体内的数据进行加密或者对存储载体内的加密数据进行解密读取并进行处理。

对于初次使用的用户，无需在电脑上安装任何软件或者驱动，转接系统连接电脑后，电脑将自动运行mass-storage协议，从而系统成为了一个假U盘。

对于比较关心的密码，用户只需使用一个小小的SD卡写入一个八位数的密码即可，而无需记忆，这就相当于用户花钱买了房子之后，只需买一把保险的锁将大门锁起来，只要有效地保管好钥匙，就无需担心房子内的财产安全。

当存储有加密文件的移动存储载体直接连接电脑后，在现行的文件系统下是无法看到经过加密系统加密的文件的，即使客户使用。

3.1 系统功能

这是一款真正实现了数据加密的小巧易用的加密设备。

既秉承了传统软硬件加密的优点，又具有自己独特的功能：

3.1.1 真正的文件加密

通过解析SCSI指令将PC写入U盘的数据用DES加密算法处理后再写入移动存储载体内，从而确保了对所有的传输的数据进行了加密操作，保证数据安全。

3.1.2 真正的文件隐藏

利用独特的算法对U盘的FAT文件结构进行处理，将加密后的数据再做隐藏，使得在移动存储的载体直接连接电脑时无法看到经过了加密的文件，即使使用了专门的数据恢复软件，也无法将加密的文件再现，进一步保证数据安全。

3.1.3 真正的一盘多用

经转接口加密的优盘同时还可以当做普通优盘在计算机上正常使用，同时，加密后的数据与非加密数据在存储时是物理隔离的，以保证数据安全。

所以，对于一个普通的非加密U盘，既可以把它当做一个安全的加密U盘进行文件的存储管理，同时也可以将其当做正常的存储介质使用。

3.1.4 真正的即插即用

无需安装任何驱动软件和应用软件，直接用转接口连接U盘和PC，就可以进行加密存取。

在接口第一次连接电脑时，计算机操作系统调用masstorage协议，识别之后就可以真正实现即插即用。

3.1.5 真正的一口多用

加密设备独立于存储介质，即使用本转接口可以对目前市面上的几乎所有主流优盘进行加密处理而不必购买专门的加密优盘。

拥有一个转接口就相当于拥有了无数个加密优盘。

3.1.6 安全的密钥管理

用户只有将存储有密钥的SD卡插入卡槽才能进行加密数据的存取。

而SD卡的管理和携带就像我们平时使用家里的钥匙一样。

加密算法的难于破解和密码的低泄露风险，保证了数据的安全。

3.1.7 透明的用户操作

用户通过转接口对优盘数据进行存储和在电脑上直接操作优盘没有任何区别。

符合用户的操作使用习惯。

3.1.8 小巧的结构设计

整个加密转接口封装完成后只比烟盒略大，携带使用非常方便。

3.1.9 人性化的操作使用

无需花费精力去记忆繁琐的密码，无需花费时间安装专门的驱动或者使用软件，无需花费多余的钱去购买两个加密U盘。

3.2 系统特点

该加密系统对除控制信号外的所有数据进行硬件加密，防止存储环节上的数据失密，这一点和目前的加密硬盘相似。

但与目前的加密硬盘相比，该加密转接口具有无可比拟的优势，突出的特点是：

3.2.1 使普通U盘具有双重模式。

U盘并非只有一种加密模式可以使用，当U盘没有通过转接口连接电脑时，U盘可以当做普通U盘来使用，并且已经加密的.数据与非加密数据在存储空间上是物理隔离而且不连接转接口时加密数据是不可见的，任何人无法找到这些已经加密的数据，除非连接加密器。

而当连接加密器时，普通的文件也是无法显示的。

这样一来，就给用户带来了很大的方便，一盘两用。

当然数据是绝对安全的，这是因为我们通过相应的逻辑操作来达到物理隔离的效果，使不同的数据存储于不同的扇区中。

3.2.2 基于SD卡的密钥管理和数据加密。

DES加密算法所使用的密钥存储在SD卡中，与存储介质和加密设备分离。

这样做的好处，首先是对用户来说再也不用记忆冗长的密码。

当然最重要的是提高数据存储的安全性，没有存储于SD卡中的密钥，就无法对优盘中的加密数据进行操作。

没有密钥更无法将存储在优盘中的经DES算法加密的数据还原。

3.2.3 加密转接口性价比很高，应用前景非常可观

和同类的硬件加密相比较，市面上一般的加密优盘价格在200元左右;而本加密转接口如果能量产，则其成本不会高于60元，但是他却可以完成对现有普通U盘的加密，如果有多个U盘，节省的开销将非常可观。

同时用加密转接口管理现有普通U盘也非常方便，无需安装软件，无需记忆密码，无需多余的“加密”操作，对于用户来说，一切工作都是由硬件来完成的，用户的操作无异于普通文件的读写操作。

篇6：计算机数据接口加密系统设计与应用论文

采用protel99进行系统硬件的设计，硬件设计主要包括芯片的选型、接口设计、电源设计等几个方面的内容。

根据功能需求以及基于性价比的考虑，最终选取STC单片机作为系统的控制核心，飞利浦公司的D12作为USB DEVICE接口和CH375芯片USB HOST接口，SD卡进行密钥的存取，USB电源进行供电。

PROTEL是PROTEL公司推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。

该接口加密系统的主要功能是把PC发给U盘的数据进行加密存储，并将U盘中的加密数据进行解密处理发给PC。

为了使用方便，不在计算机上安装任何软件，在加密转接口与PC通信时将转接口配置为U盘，这样在计算机看来加密转接口就是一个“假U盘”，与转接口通信时就会自动加载读写U盘的驱动程序，而不用安装任何驱动程序，同时转接口也能根据PC发出的读写U盘命令对真实的U盘进行控制，当PC发出 “写U盘”命令后，转接口把发来的数据进行加密处理后存储在U盘中，当PC发出“读U盘”命令后，转接口把U盘中相应加密数据解密后发给PC。

转接口要正确读写U盘中的数据，相对于U盘就是一个“主机”。

为了实现以上功能转接口必须同时具备USB DEVICE接口和USB HOST接口，USB DEVICE接口用来与PC通信，实现转接口的“假U盘”功能，USB HOST接口用来读写“U盘”，实现转接口的“主机”功能。

PC机直接连接U盘时是用SCSI/UFI命令读写U盘，读写过程中是以扇区为基本单位，根据命令中给出的扇区地址读出指定数量的扇区数据。

转接口在USB DEVICE 接口中得到SCSI/UFI的读写命令read10和writ10，HOST接口只需根据read10和writ10命令中的读写扇区地址和读写扇区长度对U盘进行读写，将读取出的数据保存在MCU的RAM中，对数据做相应的加密或解密处理后把数据反馈给计算机，这样计算机就能正确地得到U盘中的数据，同时U盘中的数据也能保密存储。

加密密钥保存在可插拔的SD卡中，用户使用时只需插入SD卡，将自己需加密的数据通过此转接口发送到存储介质即可完成数据加密。

5 结束语

本文设计并实现了一款基于USB协议的计算机接口加密系统，通过USB接口与计算机连接，系统很好地满足了在普遍使用的优盘上实现敏感数据的加密的需求。

系统完成了硬件电路的印制、安装与调试，在此基础上，将编写的控制程序烧写到处理器上，进行了系统的功能验证和性能检测。

通过科学的方法，对系统稳定性、传输速度和功能等各项指标进行测试，得出系统很好地满足了设计要求，各项功能指标均达到预期设计。

同时，系统较好地实现了外观小型、使用简单、适用范围广、加密强度大的设计要求。

随着用户对移动存储载体中敏感数据的安全需求越来越高，相信计算机接口加密系统将拥有较为广阔的市场。

参考文献

[1]张宁.浅谈计算机软件中数据接口的应用与设计[J].计算机工程设计与应用，(30)：90-91.

[2]刘兵.计算机软件数据接口的应用分析[J].计算机光盘软件与应用，(01)：72-73.

[3]许艳玲.浅谈计算机软件数据接口的分析和应用[J].数字技术与应用，2012(08)：87.

篇7：建筑施工电磁辐射感应高压电防护系统设计与应用论文

建筑施工电磁辐射感应高压电防护系统设计与应用论文

宜昌奥林匹克体育运动中心一期工程（体育馆）临近市广播中波台，塔式起重机由于电磁感应可产生高达近千伏感应高压电，存在极大安全风险。该工程在2014年8月24日至26日安装1号、2号、4号塔式起重机，塔式起重机大臂底部与基座对接时出现持续强烈火花、同时能听到广播电台节目声音，安装人员身体感觉不适无法施工，数度暂停塔式起重机安装。为此成立了课题研究组，采用理论分析及深化设计手段，对建筑施工感应高压电收集释放系统展开研究与应用。

1建筑施工感应高压电收集释放系统的研发设计

1.1感应高压电收集释放系统主要工作原理

在塔式起重机回转运行时，起重臂、平衡臂切割磁感线造成高电压低电流，其电流迅速向收集释放箱体充电，收集释放箱体内置电阻器将电流转变为热能耗损掉，未消耗部分由收集释放箱体内置电容器通过铜芯导线引出至大地接地网释放，保护设备运行及人员安全。感应高压电收集释放系统及装置如图1、图2所示。

1.2感应高压电收集释放系统组成

感应高压电收集释放系统主要由绝缘防护装置、铜导体传导装置、感应高压电收集释放装置、接地网组成，感应高压电收集释装置组成如图3所示。

1）绝缘防护装置

在金属吊钩与钢丝绳之间采用绝缘吊带（10t×2m）隔离，形成绝缘防护。可以在一定程度上预防感应高压电，施工操作人员有了基本安全保障。

2）铜导体传导装置

铜芯导线在电流传导效果上较好，选用?16铜芯导线，采用铜排导电架体连接，既起到了连接定位的作用也保证了感应高压电的传到效果。

3）感应高压电收集释放装置

感应高压电收集释放装置为内置电阻器、电容器并联的组合箱体。针对电磁辐射发射源附近施工的塔式起重机感应特点，采用共振回路衰减装置，即从塔机臂端到塔式起重机底部用导线连接并接入电容器件，从参数配置上避开谐振点，使回路脱离谐振状态，以此抵消或降低塔式起重机上的感应高压电压（见图3）.

4）接地网

沿外脚手架外侧设置接地点，将接地点连接成环状闭合接地网，塔式起重机重复接地钢连入接地网。

1.3感应高压电收集释放系统分析计算

1.3.1塔式起重机与发射塔参数

1）塔式起重机与发射塔之间距离、塔式起重机安装高度如图4所示。

2）中波台现有A~C共3部发射塔，7套节目，如表1所示。

1.3.2感应电计算

1）计算公式自由空间电场强度计算公式：

2建筑施工感应高压电收集释放系统应用安装

2.1应用流程（见图9）

2.2绝缘防护系统安装

1）安装绝缘吊带

将4台塔式起重机金属吊钩与钢丝绳之间采用绝缘吊带（10t×2m）隔离，以此形成绝缘防护。

2）钢板吊环制安因为卡环的卡扣尺寸较小无法很好地系在绝缘吊带上，为确保货物吊运的安全，特制作厚度δ30隔离钢板吊环系在绝缘吊带上（连接处增加防磨损措施）、再将卡环安装于隔离钢板吊环上。绝缘吊带安装如图10所示。

2.3铜导体传导系统安装

1）在每台塔式起重机上安装4道铜排导电架体，间隔约30m/道。

2）铜芯导线从起重臂前端起升钢丝绳处连接沿起重臂至平衡臂尾端，用安装好的4道铜排导电架体定位连接铜芯导线（?16）.铜排导电架体安装如图11所示。

2.4收集释放系统安装

1）将感应高压电收集释放系统各配件组装成箱体，安置于塔式起重机平衡臂靠近司机操作室外平台上。

2）将铜排导电架体连接的`铜芯导线接入感应高压电收集释放系统，连接电容、电阻。感应高压电收集释放箱体安装如图12,13所示。

2.5接地网安装系统安装

1）在已开挖基础周边底部沿设计外脚手架边线外侧约2m处每隔20m用L50×5、长1.5m的角钢作为接地点，所有的接地点用-40×3热镀锌扁钢连接成整个施工区域的环状闭合接地网，塔式起重机重复接地采用-40×3热镀锌扁钢连入接地网，接地网系统图如图14所示。

2）感应高压电收集释放装置安装在塔式起重机平衡臂靠近司机操作室外平台上，将通过铜导体传导系统中传入的感应高压电在收集释放箱体内迅速消耗并引出铜芯导线（?16）与接地网系统连接，将产生的感应高压电释放至大地。

3结语

现阶段建筑管理更注重“以人为本”的理念，建筑施工安全管理倡导“安全第一、预防为主”,感应高压电收集释放装置能够有效降低感应高压电，确保建筑施工人员人身和财产安全正切合这一理念。

利用建筑施工塔式起重机安装感应高压电收集释放系统，将建筑施工感应高压电防护收集及释放相结合，既可提高建筑塔式起重机在电磁辐射感应高压电环境中工作安全性、可靠性，又能利用塔式起重机将感应高压电通过接地导线引入大地消除感应高压电，杜绝了感应高压电触电事故发生的可能性，保证施工现场人员人身和财产安全，推进了建筑施工感应高压电安全防护技术发展和进步。

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