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智能石墨消解在重金属测定的运用论文

时间：2023年06月19日

来源：Sanna

编辑：本站小编

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下面小编为大家整理了智能石墨消解在重金属测定的运用论文，本文共7篇，欢迎阅读与借鉴!本文原稿由网友“Sanna”提供。

篇1：智能石墨消解在重金属测定的运用论文

智能石墨消解在重金属测定的运用论文

1材料和方法

1.1仪器与试剂

AA-240型火焰原子吸收分光度计（美国瓦里安公司）；AA-220Z型石墨炉原子吸收分光光度计（美国瓦里安公司）；DEENA60型石墨消解仪(美国汤姆斯.麦可肯公司)；ECH-II型微机控温加热板（上海新仪微波化学科技有限公司）；HCl（南京化学试剂有限公司优级纯）；HNO3（南京化学试剂有限公司优级纯）；HF（国药集团化学试剂有限公司优级纯）；HClO4（国药集团化学试剂有限公司优级纯）。

1.2标准

Cu，Zn，Pb，Cd，Cr，Ni标准溶液，质量浓度500mg/L，由环保部标准样品研究所提供。土壤标准样品ESS-1和ESS-3，中国环境监测总站提供。

1.3方法

1.3.1样品的预处理

将采集的土壤样品(一般不少于500g)混匀后用四分法缩分至100g，缩分后的土样经风干后，除去土样中石块和动植物残体等异物，用木棒或玛瑙棒碾压，通过2mm尼龙筛，混匀。用玛瑙研钵研磨通过2mm尼龙筛的土样，通过0．149mm尼龙筛混匀后，存放在1000mL洁净塑料瓶中备用。

1.3.2智能石墨消解土壤样品

由于测定Cu，Zn，Pb，Cd，Cr，Ni等6种重金属采用统一的.消解液，本次试验使用HCl-HNO3-HF-HClO4混合酸消解体系，将土壤中的晶格全部打开，进行全消解。因用酸量较少，只需准确称取0.g左右干燥土壤样品至消解管中，设置系统自动加酸，就可进行消解。智能石墨消解系统的消解程序及最佳条件见表1。仪器自动定容至50mL，每批样品加做双份全程序空白。1.3.3智能石墨消解法与国标推荐消解法比对试验本次试验以土壤标准样品ESS-1，ESS-3以及镇江新区1号和2号样品作为实际样品进行测试。智能石墨消解消解步骤同1.3.2。国标推荐消解法称取0.5000g左右干燥土壤样品按相应国标[8-11]进行消解，消解后，冷却，转移定容至50mL容量瓶。1.3.4测定方法Cu，Zn，Cr，Ni的测定采用火焰原子分光光度法；Pb，Cd的测定采用石墨炉原子吸收分光光度法。

2结果与分析

2.1标准土壤样品的测试

分别准确称取ESS-1和ESS-3标准土壤样品各6份，标准样品转移至石墨消解仪样品管中，放进相应的样品位置，按1.3.2表1的消解程序和最佳条件进行前处理，统一测定消解液中6种重金属元素的含量，测定结果见表2。由表2可知，2个土壤标准样品中的6种重金属元素测定值均在不确定度范围内，且相对标准偏差均小于7%。

2.2实际土壤样品的测试准确称取镇江新区1号和镇江新区2号样品，分别使用智能石墨消解法和国标推荐法对样品进行消解处理，每个样品每个方法分别消解6个，统一测定消解液中6种重金属元素的

含量测定结果见表3。由表3可知，智能石墨消解法和国标推荐方法的测定值基本趋于一致。

2.32种消解方法操作和性能的比较

通过实验操作步骤和仪器性能的比较,见表4。由表4可知国标推荐法消解的优点是仪器设备简单，易操作，价格低廉，缺点是必须做好实验室的质量控制，样品容易被污染，加热速度较慢，样品受热不均匀，酸性气体对操作人员身体健康造成危害。智能石墨消解的优势在于加热均匀，温度控制精度高，可实现程序化升温，安全性好，实现了智能化控制。

3结论

智能石墨消解是在国标方法的基础上实现了消解过程的自动化，克服了传统方法前处理繁琐，易受污染的弊端，且安全性高，回收率高，可实现程序控制，无人值守进行批量样品的消解处理，具备了多种优点。采用石墨消解对土壤标准样品和实际样品进行消解，成功完成对Cu，Zn，Pb，Cd，Cr，Ni等6种重金属元素测试溶液的统一制备，且测定均值在标准值不确定度的范围内。与国标推荐方法相比，他们之间没有显著差异。因此智能石墨消解在日常的普通样品批量消解中具有广阔的应用前景。

篇2：电力工程技术在智能电网建设中的运用论文

（1）我国电力系统输配电的效率还有待提升，电网在运行过程中仍旧不能适应环境的变化和用户需求的变化，智能电网要想提升性能，满足各种功能要求，就必须将电力工程技术作为支持。因此，当前我国电力企业非常重视对电力工程技术的研究，事实证明这些技术的应用的确大大提升了电网的输配电效率，故障发生的频率也大大减低，满足人们对用电安全性和稳定性的要求[1]。（2）电网系统在建设和使用过程中存在能源浪费现象，为了解决这一问题，人们提倡在发展智能电网时加强对可再生能源的利用。利用风能以及太阳能一类的可再生能源具有一个典型的特征就是利用点分散，且电网运行的稳定性大大降低。因此在建设智能电网的过程中，要将这些可再生能源的收集与调度作为重点，这就需要电力工程技术提供支持，提高电力系统的适应性，实现可再生能源的大规模利用。

篇3：电力工程技术在智能电网建设中的运用论文

2.1柔性直流技术的应用

2.1.1应用

该项技术的灵活性较高，且具有环保性的特征，将其应用于智能电网中，可以实现新能源并网，向一些偏远地区供电。系统中使用的换流器选择自换相的形式，不仅可以对有功功率和无功功率进行单独控制，同时可以实现四象限运行。另外，采用该项技术不需要换流站之间实时通信，就是可以对换流站进行独立控制。国家十三五规划中，将风力发电作为新时期重点建设内容，风力发电基地的建设规模越来越大。风力发电在应用过程中存在一个最大的问题就是并网困难，这与风能的间歇性、不确定性有直接关系，影响了电力系统的稳定性。柔性直流技术的应用就可以缓解这一问题。我们知道，电网互联可以实现电能互济，提高能源利用率，但是电网互联会引发一个比较严重的问题就是短路电流超标，影响电力系统的稳定性，柔性直流电的应用就可以解决这一问题。以往对该项技术的研究基本上停留在理论层面，但是随着风力发电的发展以及电网互联需求的增长，我国已经将该项技术应用于实践中，我国某风力发电厂挂网运行，就实现了柔性直流输电技术的应用，该工程的电气主接线图如图1所示。表1则为工程中柔性直流输电系统中所使用的换流器的参数。

2.1.2发展方向探究

考虑我国智能电网发展水平以及未来一段时间内的建设重点，笔者认为柔性直流输电技术的研究应该从以下几个方向开展：①将智能化直流输电技术作为研究重点；②开始着手研究三级直流输电技术；③换流器应用的相关技术；④高压大容量柔性直流技术[2]。

2.2电能质量技术的应用

该项技术已经被很多发达国家应用于智能电网建设中，就是使用一些特定的装置或者是电力工程技术提高电能质量。电能质量问题不仅影响供输电的稳定性，同时会造成巨大经济损失，虽然目前还没有这方面的统计，但是这一问题已经逐渐引起重视。由于我国在对这方面研究的起步较晚，因此诸如统一电能质量控制器等补偿技术的研究仍旧处于模拟仿真阶段，应用于实际中的并不多，电力工程技术装置也缺乏统一的技术标准。从实际应用的角度来说，应用电能质量技术之前，需要先建立一套完善的电能质量评估体系，为电能质量技术的应用打下基础。未来一段时间内会将研究重点放在电能质量控制器的实际应用上，其可以对蓄电池充电和放电过程进行调节，高峰期保证供电量可以满足要求，低谷期避免资源浪费。

2.3能量转换技术

未来电力领域对于智能电网的要求不仅仅是安全性和稳定性，同时要求系统运行过程中做到低能耗和低污染，逐步降低不可再生能源的使用量，同时减轻对环境的污染，这些都需要能量转换技术的支持。目前，群聚功率调节技术以及间歇式电源能量转换技术已经进入细化研究、初步应用的阶段，新能源在智能电网系统中的大面积应用将逐步实现[3]。

2.4电力工程技术在智能电网各个环节中的应用

2.4.1电源领域

电源装置是电力系统运行的基础，电力工程技术可以根据智能电网的需要为其提供各种类型的电源，可以是直流电源，也可以是变频电源。例如，通常情况下智能电网蓄电池充电时会采用直接电源，而电力工程的应用就提高了变电所使用电源的灵活性，可以根据实际需要选择交流电源。同时，在对智能电网进行监测和控制时，需要使用各类计算设备，可以根据设备型号合理使用高频开关电源。

2.4.2发电环节

发电环节是智能电网发挥作用的第一步，这一过程中仍旧需要电力工程技术的支持。一方面，要利用基础设备实现其他类型能源向电能的转化；另一方面，要对耗电量进行检测和控制，防止出现浪费问题。在满足发电需求的基础上，要尽量减少机电设备的使用，提升整个系统的运行效率。当前，半导体功率元件的容量越来越大，无功发电技术以及电气传动技术等新型电力工程技术的应用越来越广，有效提高了发电效率。

2.4.3输电环节

输电线路在运行过程中受到很多因素的影响，除了线路本身以外，还会受到外界环境因素的影响。由于输电线路安全问题导致系统故障的案例有很多，这里以安徽省输电线路故障统计为例，最典型的就是线路遭到雷击以后跳闸，截至，雷击跳闸事件共发生25起，近几年有下降趋势，这类事故相对分散，在宿州、安庆、滁州等地都发生过这类事，雷击事故都发生在雷雨天，会对输电线路造成很大损伤。为了解决这一问题，加强对输电线路的保护，当地供输电管理部门建立了差异化防雷措施：①减小避雷线的保护角，适合于原线路保护角在5°以上的情况，如果线路本身保护角大于5°，防雷效果不明显；②降低塔杆接地电阻，安徽省山区较多，塔杆接地电阻超标现象比较明显，一般根据土壤情况确定降低接地电阻的方法；③在输电线路中安装避雷器，避雷器和绝缘子串连，提升输电线路耐雷水平，防止出现绝缘子闪络问题。这种方法效果非常明显，但是保护范围有限，可以对以往安徽省雷击跳闸数据进行总结，在输电线路雷击事故高发区安装避雷器。

3总结

随着社会经济的发展，各个领域对电力的需求越来越大，智能电网的大面积建设和使用已经势在必行。实践证明电子工程技术在智能电网建设过程中发挥着不可替代的作用，本文就研究了这些技术在智能电网中的具体应用，旨在为智能电网建设的相关研究提供参考。

参考文献:

[1]吴俊勇.“智能电网综述”技术讲座第四讲：电力电子技术在智能电网中的应用[J].电力电子，，10（12）：04：67~70.

[2]曾鸣，李红林.系统安全背景下未来智能电网建设关键技术发展方向―――印度大停电事故深层次原因分析及对中国电力工业的启示[J].中国电机工程学报，，14（16）：25：175~181+=24.

[3]姚永嘉.浅析智能电网在电力技术及电力系统规划中的应用[J].山东工业技术，，15（10）：22：231.

篇4：智能自动化仪表在现代煤化工企业中运用论文

智能自动化仪表在现代煤化工企业中运用论文

摘要：自动化仪表的发展促进了现代煤化工产业的技术改革，提高了煤化工企业生产效率，保证了煤化工生产稳定性和安全性。随着仪表智能化的提出以及微型计算机技术和嵌入式技术在自动化仪表中的应用，引发了智能自动化仪表在现代煤化工企业中应用的热潮。本文就是通过智能自动化仪表的配置过程以及其优势和发展的阐述，对这一热点进行了研究和讨论。

关键词：智能；自动化仪表；煤化工企业

智能自动化仪表集合了微型计算机优势，在嵌入式设备中通过对系统的裁剪和优化实现现场检测和控制等多个功能。随着智能自动化仪表的不断进步和发展，将其延伸到现代煤化工企业进行无人值守操作检测和控制变得越来越普遍。现如今，智能自动化仪表在煤化工企业的引入不仅减少了作业中出现的事故，提高了生产效率还通过检测煤化工作业中的设备提供了管理控制的可靠数据，为策略调整带来了依据。因此现代煤化工的发展离不开智能自动化仪器在企业中的.应用。

1 智能自动化仪表概述

(1)智能仪表发展我国仪器仪表行业在“十一五”期间发展势态迅猛。除20xx年外，其增长率均保持在20%～30%之间[1]，远远高于全球仪器仪表市场的平均水平。随后，通过对嵌入式设备系统内核的裁剪和成功的移植到自动化仪表中，引发了自动化仪表结构的根本性变革，衍生出以微型计算机为主体取代传统电子线路的智能自动化仪表。传统模拟式仪表通过单元电路实现特定功能，这样的仪表缺乏单元之间的链接和调控，而以嵌入式系统为主体的仪表则是由硬件上的特殊模块，软件上的特殊应用共同构成来完成命令识别、数据处理和自适应学习等功能。功能的扩充、自我修复和自我学习的先进性使智能仪表成为今后市场发展的主流方向。

(2)智能仪表特点智能仪表软件和硬件的强化，体现在产品集成度高、体积小、系统结构简单并且处理功能强大可靠性高等特点。就目前而言，智能仪表在煤化工企业的应用而言，所表现出的特点主要为：

①精度高。智能仪表在煤化工生产现场能够实现自动的量程切换，当数据误差较大时可将量程调整为较小量程进行测量，测量范围可根据测量目标变化和调整保证了数据监测的准确性和实时性，同时保证了测量的高精度，这对煤化工生产现场数据的采集具有重大意义。

②功能强。随着自动化仪表趋于智能化，借助微处理器的数据计算能力可实时处理采集数据，并进行反馈调节，机器设备根据煤化工监测现场反馈回来的信息进行自我学习和修复，进一步调整智能仪表对监测对象的操作方案，如进行温度补偿、加压和应急停止等操作。

③远程通信。目前嵌入式设备中TCP/IP协议的引入使得嵌入式设备进入了网络化的时代，终端智能仪表设备接入网络，即可与远端设备进行通信，包括实现采集数据的远程传输，远程控制等功能，实现无人值守操作，特别是在高危作业流水线上极大地提升了生产安全性，减少危险污染性生产对人带来的损害。这也是目前智能仪表发展的重要方向。

2 煤化工企业智能自动化仪表应用

目前，智能仪表已经在现代煤化工企业有广泛的应用，基于智能自动化仪表的特点，其应用主要集中在对煤化工现场作业的智能检测、对采集数据进行实时传输、对作业现场进行实时控制和监测以及对现场设备进行远程控制等方面。

(1)智能检测目前煤化企业自动化仪表所覆盖的范围包括DAS、MCS、SCS、FSSS、DEH(MEH)在内的单元机组6大控制功能[2]。通过将单元机组的各模块和功能整合在一起，可以实现对机组进行数据检测、过流控制、设备保护和预警控制等功能，功能一体化保证了系统简化可靠，提升了自动化水平。利用智能化仪表嵌入的微处理器，对生产线进行检测时通过编写好的检测程序，设置强度、温度和湿度等条件定点取样，既保证了检测精度又可实现无人值守，提高生产效率。对污水处理、煤渣、煤灰的处理以及吹灰系统等都可根据实际需求进行智能检测。

(2)数据传输智能自动化仪表的特点是通信网络的引用。智能化仪表所检测的数据存储于本地后，由于本身仪表存储量有限，无法积累大数据，而当嵌入式设备网络功能完善后可将检测到的数据实时通过网络传递到控制终端对数据进行存储和分析，比如污水处理过程中，检测到水质成分后，将成分数据通过通信协议传输到控制终端或显示终端，只要是在局域网内处于联网状态即可获取污水金属离子含量，达到实时监控目的。

(3)现场控制现代大型煤化工企业多采用在4～20mA信号上叠加HART通讯做为控制系统仪表信号的模式[3]，针对煤化工企业高危性作业较多，比如含有一氧化碳、硫化氢、二氧化硫等有毒有害气体，人工控制检测设备危险系数高，而将智能自动化仪表装置在检测现场，通过对现场数据的有效处理，通过反馈系统改变检测策略，调整检测状态即可完成现场检测的控制，减少了煤化工企业生产事故。

(4)远程监控当智能自动化仪表出现故障时，设备进行报警处理和问题反馈，通过网络向总控端发送预警，总控端通过图像、视频以及设备运行数据的监测即可了解现场设备所出现的故障，这也是煤化工企业中智能仪表的常见应用。远程监控功能的强化避免了因为设备老化和损坏造成的监测数据不准和煤渣、废气、废水的严重泄露，实现了终端安全易操作的功能。

3 结语

智能仪表的发展必然带动着整个煤化工企业向更加现代化的方向发展，煤化工产业对其工艺和应用场合的要求也与日俱增，这就要求智能仪表需要在不断发展的智能化理论基础上向高级智能化仪表的研究开发。此外煤化工产业对智能化仪表的稳定性要求较高，保证可靠性是批量生产和投放市场的关键。智能仪表在煤化工企业的应用功能还有很大的开发潜力，与互联网的结合必然成为煤化工智能仪表发展的趋势和方向。

参考文献：

[1]王晓峰.浅谈自动化仪表在工业生产中的发展与应用[J].城市建设理论研究:电子版,.

[2]骆廷勇.现代煤气化与自动化仪表[J].低碳世界,2014,(1):116-117.

[3]关小会,彭磊.现代煤化工企业仪表自动化系统工程设计[J].河南化工,2012,29(Z3):24-25.

篇5：智能科技系统在养老地产中的运用论文

智能科技系统在养老地产中的运用论文

中国正面临快速老龄化的严峻挑战。预计到2050年，全国老年人口总量将超过4亿，占总人口的1/4以上。随着我国老龄化人口的增加，养老地产成为房地产未来研究发展的新方向，将是房地产市场的新领域，但是从总体上来讲我国养老地产行业还处在探索阶段，在养老住宅的供应方面，国内才刚刚起步，其长期的经济和社会效益不容忽视。养老地产的开发，是针对对老年人的生理、心理特点和行为特征进行设计研究而进行的合理性和系统化的专业设计，目的在于创造出更为适应老年人习惯的舒适、健康的居住环境，形成高端养老产品及服务。

地源热泵系统

地源热泵是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特点，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，利用地下埋设的封闭循环管路通过介质（通常为水）在管路中循环，与土壤进行热交换，实现热能的转移和与建筑物进行热交换的一种技术。地源热泵原理是：冬季，热泵机组从地源中吸收热量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。

地源热泵的使用电能，所以节能的设备本身的污染就小，没有排放任何烟尘及有害物质，社会效益显著。自由运用地热资源，既解决了热污染问题，又进一步提高能效比。系统没有冷却塔，可以减少冷却塔水污染，杜绝“军团病菌”对人体损害。无室外机，不会让老年人的生活环境产生不适的热岛效应。地热资源的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是很好的热泵热源的空调冷源，机组的运行工况稳定，由于散热、取热均依靠深层土壤不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之虑了，克服了家传统空调因外界气温的变化引起的多耗电，效果差等弊端。这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

毛细管顶棚辐射系统

与普通空调相比，毛细管顶棚辐射系统没有直接对外散热风扇，以辐射方式进行采暖、降温，增强了人体舒适感不会对因为冷、热气流直接吹向人体而产生不适感，解决了传统空调在使用过程中忽冷忽热的弊端，工作起来也非常安静，避免了压缩机启动时候的噪音，它将为老年人打造一个温度湿度均衡，的安静环境。

毛细管专门安装在顶棚，接口处可以熔接，保证整个毛细管网的贯通和密封，全部隐藏在装饰层内，房间布置更灵活、美观，节约空间。现阶段除了毛细管辐射外，敷设管道的`形式还有混凝土辐射和金属吊顶辐射两种，常用于大型商业体、办公楼等公共建筑中。

全置换新风系统

全置换式新风系统是高品质生活的体现，提供了恒湿和恒氧两种效果，从而保证空气质量处在健康水平。它有一套独立新风系统，和一套独立的排风系统，两者相互独立。置换式新风就是将自室外采集的新鲜空气经过过滤、除尘等处理后的新风通过管道从每个房间的下部送入，低温的新风密度较大，以此来实现其自动流动。低速送风避免了气流产生的对人体体表微循环的不利影响，避免人体的不舒适感。这样，健康洁净的新风从房间的底部渐渐地充满整个房间，形成新风潮。新风系统是不仅保持空气清新，且能降低室内灰尘，居住期间不用开窗同样能感受空气清新。

老年人在这种环境里会感受到新鲜的空气裹着人体上升，呼吸道呼吸的是新鲜凉爽的空气。尤其是人体呼吸排出的污浊空气，因为温度高而上升快，最后到达房间的顶部，最终进入卫生间的独立排风井排至室外。避免了传统新风系统存在的空气交叉污染和较大的机械噪声与风感，使新风更洁净，更静音。新风量控制在每人每小时30立方米及以上，从而确保居住者不开窗也能呼吸到新鲜、安全的空气。提高了生活质量和健康水平。

中国步入老龄化社会，房地产行业空前关注养老地产的发展。伴随我国社会人口老龄化的加剧，社会养老保障和服务需求的大量增加，如何采用先进的技术手段，构建养老社区，为老年人提供高效、便捷、健康的等服务，已成为社会关注的焦点，也势必将成为今后养老地产开发过程中研究的重点。

应用实例

城开御园：自古南京素有“火炉”之称，加之连续阴雨的“黄梅天”和湿冷的冬季，更让人不甚其烦。为了更好的改善人居环境，城开御园邀请德国建筑节能先行者、德国政府节能设计工程顾问公司——德国誉德工程（控股）集团，根据南京地区气候特点与居民生活习惯，按照75%的节能标准，集合了地源热泵系统、毛细管顶棚辐射系统、置换式新风系统、建筑节能外围护体系、生活热水系统、外遮阳、太阳能利用、直饮水、同层排水等九大建筑节能技术，将建筑、可再生能源、节能空调设备作为一个完整的建筑节能科技集成系统，实现了节能建筑在宽景窗、大阳台、制冷采暖系统分季、分户的温湿联控技术等方面的突破，形成温湿联控，自由启闭，保持室内恒温恒湿，让追求高品质生活的南京人远离“黄梅天”和湿冷冬季，营造“恒温湿·自由控”的高舒适度、人性化生活空间。与一般节能住宅不同的是，城开御园将地源热泵、毛细管顶棚辐射系统、置换式新风系统进行系统整合。在地源热泵技术的基础上，采用了更为先进的毛细辐射系统和智能温湿联控技术，快速调节温度，解决了传统空调存在的空气混浊、冷热不均、温湿度难以控制、等问题。置换式新风系统与毛细辐射制冷采暖系统协同运行，实现分户自由控制，配置温湿智能联控系统能满足更高的舒适度要求。

【参考文献】

1、周昂；胡松涛；王刚；天棚辐射采暖供冷系统的分析；山东省暖通空调制冷学术年会论文集

2、刁建美；毛细管辐射式空调系统的CFD研究[D]；辽宁工程技术大学；

3、赵军，李新国，张嘉辉，朱强.地源热泵节能环保中央空调系统[A].

4、徐伟.中国地源热泵发展研究报告[R].北京：中国建筑工业出版社，2008.2

篇6：浅谈智能科技系统在养老地产中的运用论文

浅谈智能科技系统在养老地产中的运用论文

随着中国老龄化人口的增加，养老地产成为未来房地产发展的一个主流方向，将是房地产市场的新领域，但是从总体上来讲我国养老地产行业还处在探索阶段。基于对老年人的生理、心理特征和行为特点进行深入研究而进行的一系列针对性、合理性、系统化的专业设计，意在创造出更为安全、舒适、健康的生活空间，文章从舒适性等方面分析，通过对德国节能认证项目“城开御园”的研究，地源热泵节能技术的创新模式和“天棚辐射盘管辅以置换式新风”这种空调形式在养老地产中的推广。

地源热泵系统

地源热泵是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特点，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，利用地下埋设的封闭循环管路通过介质(通常为水) 在管路中循环，与土壤进行热交换，实现热能的转移和与建筑物进行热交换的一种技术。地源热泵原理是：冬季，热泵机组从地源中吸收热量，向建筑物供暖;夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中，实现建筑物空调制冷。

毛细管顶棚辐射系统

毛细管专门安装在顶棚，接口处可以熔接，保证整个毛细管网的贯通和密封，全部隐藏在装饰层内，房间布置更灵活、美观，节约空间。现阶段除了毛细管辐射外，敷设管道的形式还有混凝土辐射和金属吊顶辐射两种，常用于大型商业体、办公楼等公共建筑中。

全置换新风系统

全置换式新风系统是高品质生活的.体现，提供了恒湿和恒氧两种效果，从而保证空气质量处在健康水平。它有一套独立新风系统，和一套独立的排风系统，两者相互独立。置换式新风就是将自室外采集的新鲜空气经过过滤、除尘等处理后的新风通过管道从每个房间的下部送入，低温的新风密度较大，以此来实现其自动流动。低速送风避免了气流产生的对人体体表微循环的不利影响，避免人体的不舒适感。这样，健康洁净的新风从房间的底部渐渐地充满整个房间，形成新风潮。新风系统是不仅保持空气清新，且能降低室内灰尘，居住期间不用开窗同样能感受空气清新。

中国步入老龄化社会10年，房地产行业空前关注养老地产的发展。伴随我国社会人口老龄化的加剧，社会养老保障和服务需求的大量增加，如何采用先进的技术手段，构建养老社区，为老年人提供高效、便捷、健康的等服务，已成为社会关注的焦点，也势必将成为今后养老地产开发过程中研究的重点。

应用实例

城开御园：自古南京素有“火炉”之称，加之连续阴雨的“黄梅天”和湿冷的冬季，更让人不甚其烦。为了更好的改善人居环境，城开御园邀请德国建筑节能先行者、德国政府节能设计工程顾问公司——德国誉德工程(控股)集团，根据南京地区气候特点与居民生活习惯，按照75%的节能标准，集合了地源热泵系统、毛细管顶棚辐射系统、置换式新风系统、建筑节能外围护体系、生活热水系统、外遮阳、太阳能利用、直饮水、同层排水等九大建筑节能技术，将建筑、可再生能源、节能空调设备作为一个完整的建筑节能科技集成系统，实现了节能建筑在宽景窗、大阳台、制冷采暖系统分季、分户的温湿联控技术等方面的突破，形成温湿联控，自由启闭，保持室内恒温恒湿，让追求高品质生活的南京人远离“黄梅天”和湿冷冬季，营造“恒温湿·自由控”的高舒适度、人性化生活空间。与一般节能住宅不同的是，城开御园将地源热泵、毛细管顶棚辐射系统、置换式新风系统进行系统整合。在地源热泵技术的基础上，采用了更为先进的毛细辐射系统和智能温湿联控技术，快速调节温度，解决了传统空调存在的空气混浊、冷热不均、温湿度难以控制、等问题。置换式新风系统与毛细辐射制冷采暖系统协同运行，实现分户自由控制，配置温湿智能联控系统能满足更高的舒适度要求。

篇7：情景感知系统在智能图书馆的运用研究论文

情景感知系统在智能图书馆的运用研究论文

引言

21世纪，随着网络信息的高速发展，人类社会面临着信息超载、信息爆炸等严峻问题，这使得图书馆的变迁步伐比过去任何一个时代都要迅速。智能图书馆或智慧图书馆（下文除有特别说明外统一采用智能图书馆）正是在这样的人类社会变革和剧烈的信息环境变迁中从传统图书馆、数字图书馆等概念和实践中逐步变化而来的。作为继数字图书馆之后的新一代图书馆，智能图书馆综合了感知智能化和数字图书馆服务智能化[1]，为人们提供智能化的感知、环境、管理和人性服务。而智能图书馆的智能化感知、环境、管理和服务需要借助情景感知技术才能实现。

情景感知技术通过传感器和iBeacon基站采集及用户主动输入等方式获取原始情景信息，并对原始情景信息进行处理，得出应用可以理解的高层情景信息，进而提供相关应用。

作为极具发展前景的新型信息处理技术，情景感知技术有很多种，本文把能够以独立形式存在的一项情景感知技术称为单元情景感知技术，包括各种类型的传感器技术、RFID（无线射频识别）技术，在RFID技术基础上发展而来的NFC（近场通信）技术以及苹果公司近年研发的iBeacon技术都是单元情景感知技术，而各个单元情景感知技术都有各自的发展过程。相应的单元情景感知技术发展到一定程度后，可以按照一定的技术目的和相应的模式[2]组成具备不同功能的情景感知系统。因此，按照发展阶段，情景感知应用可以分为单元情景感知技术应用阶段（孤立地应用单元情景感知技术，尚未开发应用情景感知系统）、情景感知系统应用初级阶段（开发应用具备简单功能的情景感知系统）和情景感知系统应用高级阶段（开发应用功能强大的情景感知系统）。

目前，在智能办公、旅游等领域，国内外的研究机构已经成功开发了若干具备一定功能的情景感知系统，情景感知应用已进入了情景感知系统应用初级阶段。但是，在图书馆领域，情景感知应用尚处于以RFID技术为关键技术[3]的单元情景感知技术应用阶段，众多的其他单元情景感知技术尚未推广应用到图书馆中，这限制了图书馆向智能化感知的方向发展，更难以使图书馆提供智能化的环境、管理和服务。因此，图书馆要实现智能化的感知、环境、管理和服务，关键是开发并应用情景感知系统，通过系统来整合相关单元情景感知技术，发挥集成优势。然而，尚未开发出成型的针对图书馆的情景感知系统。因此，在借鉴其他领域情景感知系统开发案例的基础上，本文构建了针对智能图书馆的情景感知系统框架，并描述了系统在图书馆中应用的场景。

1智能图书馆与情景感知技术的理论关联

1.1情景与情景感知

目前关于情景（context）、情景感知（context—awareness）的定义较多。国内通常也使用情境或上下文一词。因此，情景感知也称作情境感知，上下文感知。目前广泛使用的是Dey对情景和情景感知的定义：情景是用来描述实体情形的任何信息，其中实体是指在人与人、人与应用以及应用与应用之间的交互过程中，与这些交互操作相关的任何人物、地点或物体；Dey认为普适计算环境中使用情景的应用，不管是用台式计算机还是移动设备，都是情景感知；如果一个系统使用情景来提供相关信息和/或服务给用户（相关性取决于用户的任务），那么该系统是情景感知系统[4]。

1.2智能图书馆

目前关于智能（智慧）图书馆的定义，学界观点大致分为几个类别：

（1）智能图书馆是应用了智能技术的图书馆建筑，“是高新技术（计算机、多媒体、现代通讯、智能保安、环境监控等）与建筑艺术的有机结合。”[5]该观点又演变为“智能技术+图书馆建筑+数字图书馆”[6]，后来该观点逐渐倾向于服务与管理，认为“智能图书馆通过CPS来实现智能化的服务和管理”[7]。

（2）强调智慧图书馆的可被感知性，即“智慧图书馆综合了感知智慧化和数字图书馆服务智慧化”[1]。

（3）认为智慧图书馆的主要构成要素是物联网和图书馆数字化，将智慧图书馆定义为“智慧图书馆=图书馆+物联网+云计算+智慧化设备，它通过物联网来实现智慧化的服务和管理”[8]。

（4）认为智慧图书馆是智能化技术和智能化服务管理的结合体，技术上要体现数字化、网络化和智能化的特性，服务管理方面则要展现绿色环保和以人为本的理念，且尽可能满足用户个性化需求。

不难发现，以上四类观点中对智能图书馆的阐释都包含有情景感知技术。无论是强调技术还是侧重于服务与管理，亦或是聚焦于可被感知性、移动性等要素，智能图书馆都必须建立在以RFID技术和各类传感器技术等情景感知技术获取图书馆的用户、资源、环境等各方面的情景信息，并在情景信息数据挖掘的基础上形成智能图书馆智能化环境、智能化管理和智能化服务的基本框架上。

2情景感知的应用

2.1情景感知的应用实践

情景感知已在许多领域有了应用，包括旅游、智能办公、智能家居、医疗卫生等领域。计算科学领域也在研究情景感知技术应用，尤其在移动计算、可穿戴计算、普适计算、人机交互等方面[9]。随着传感器技术、RFID技术等单元情景感知技术的不断发展，国内外很多研究机构开展了在智能办公、旅游等领域的情景感知系统项目研究，有的项目已经形成体系并逐渐开始商业应用，典型的项目包括ActiveBadge、ActiveMap、Cyberguide、EasyLiving、SmartClassroom等。可见，在智能办公、旅游等领域，国内外的研究机构已经开发成功了若干具备一定功能的情景感知系统，情景感知应用已进入了情景感知系统应用初级阶段。

2.2情景感知在图书馆领域的应用前景

在图书馆领域，国内外已有许多高校图书馆和公共图书馆应用了RFID图书管理系统，将RFID技术应用到了自助借还图书、馆藏管理、门禁系统等方面，大幅提高了图书馆的信息化管理程度，比如国外的新加坡国家图书馆和国内的深圳图书馆新馆[10]。但是，RFID技术仅仅是一种单元情景感知技术，众多其他的单元情景感知技术尚未在图书馆中得到推广应用。

总体来看，在图书馆领域，情景感知应用尚处于以RFID技术为关键技术[3]的单元情景感知技术应用阶段。由情景感知在智能办公、旅游等领域已进入情景感知系统应用初级阶段可知，许多单元情景感知技术已经发展到了一定程度，因此，开发针对图书馆领域的情景感知系统所面临的技术问题已不再难以解决。本文认为，可以开发针对图书馆的情景感知系统，通过情景感知系统整合相关的单元情景感知技术，发挥集成优势，以促进图书馆向智能图书馆转型。

结合开发情景感知系统的案例，可以发现，将低层信息处理与高层应用开发分开，通过引入框架来处理原始情景信息的采集、推理等以降低系统开发难度是目前通用的做法[11]。因此，构建框架是开发情景感知系统的关键。

3智能图书馆情景感知系统的框架构建

关于情景感知系统框架的研究很多，目前已有大量的情景感知系统框架，如Gaia是基于通信中间件上的系统框架，Aura、ACAI都是基于多代理的框架，ActiveCampus是基于客户/服务器架构的框架，CAPNET是支持移动多媒体应用的感知计算框架，SOCAM是面向情景感知服务且包含基于本体的情景模型的系统框架，CASA是具有安全保证的情景感知系统框架[11]。

通过借鉴众多系统框架，本文将智能图书馆情景感知系统框架分为三层，分别是情景获取层，情景处理层，情景应用层，框架如图1所示。

3.1情景获取层

情景获取层位于系统的`最底层，主要功能是通过无线传感器网络（WirelessSensorNetworks，WSNs）技术、RFID（RadioFrequencyIdentification）技术、NFC技术和iBeacon技术等情景感知技术获取原始的情景信息，并对情景信息进行初步处理，然后提供给上一层做处理。

WSNs、RFID、NFC与iBeacon是四种各具优势的互补的情景感知技术，可以在图书馆中组合使用。

WSNs包含多种传感器，可以感知、获取许多类型情景信息，并可以覆盖整个图书馆，但是单个节点价格适中且寿命短，标示和识别能力较弱。因此，可以用RFID或NFC标签代替部分节点以节省成本，与iBeacon基站结合使用以提高获取用户情景信息的力度。

RFID可以应用到图书馆很多方面，包括：RFID标签代替条形码作为图书标签；应用到自助图书查询、自助借还图书、自助扫描、自助打印、自助复印、自助充值与自助缴费等自助业务、门禁系统中；协助馆员对图书快速编目、分拣、盘点、查找、定位和顺架。

NFC向下兼容RFID，可以看做RFID的演进版本，并且相较于RFID，NFC具有距离近、带宽高、能耗低、保密性和安全性高等特点。

但由于推出时间较短，加上前期的标准之争，在国内的发展明显落后于国外，主要应用于移动支付等领域，在国内图书馆界尚未有应用实例。但在国外已有应用，奥地利城市克拉福根和日本饭能市已将NFC标签成功用于图书馆中[12]。因此，对于已应用RFID技术的图书馆，可以引入NFC对RFID系统进行升级改造；尚未应用RFID技术的图书馆，可以根据自身情况，应用RFID或NFC或两者结合应用。

iBeacon基站在获取用户情景信息方面效果优于WSNs，而且续航时间长，可以与WSNs结合使用，共同获取用户的位置、轨迹等情景信息，以保证更好的效果；可以向用户推送个性化的情景信息，如借书到期信息、讲座信息、培训信息等；可以实现厘米级的精确室内导航，优于WiFi室内导航效果，从而指引用户快速找到所需图书或指引用户到相应位置。

总之，在情景获取层，结合WSNs、RFID、NFC、iBeacon等情景感知技术，可明显提高感知、获取原始情景信息的效率。情景处理层对原始情景信息进行初步处理后，按相应的数据格式和要求提交给情景处理层处理。

3.2情景处理层

情景处理层是整个系统的核心功能层，包括情景信息处理、情景解释器、情景管理器三个主要模块[9]：

（1）情景信息处理：该模块的主要功能是把情景获取层提交的情景信息转化成规范的情景信息，该过程本质上是一种情景建模过程。目前有很多情景感知系统框架采用了各种情景建模方法，但是大部分情景建模方法适应的情形并不相同，缺乏普适性。对情景建模的研究按时间可以分为早期的键值对模型、中期的重点域模型和近期的智能模型。

近期的智能模型可以归纳为基于对象角色的情景建模、基于模式标识的情景建模、基于空间的情景建模、基于本体的情景建模、面向对象的情景建模、基于逻辑的建模、高层次的情景抽象建模、不确定性的情景建模这八种建模方法。鉴于要筛选针对情景处理层的建模方法，所以首先排除针对高层模型的高层次情景抽象建模和更适合高层模型的基于逻辑的建模。基于情景信息的繁杂性和海量性等特点，情景建模方法要满足可理解性、时效性与时序性、存储性与查询性、关联性、推理性、可分布式、应用性、维护性这八个要求，基于此，本文对剩下的六种建模方法进行对比分析，结果如表1所示（“+”代表该属性较好，“—”代表该属性较差）[13]。由表1可知，在可理解性和应用性方面，六种建模方法差异较小；在其他六个属性方面，六种建模方法差异较大。综合比较，在这八个属性方面，面向对象的情景建模最为优秀。因此，面向对象的情景建模更适合作为图书馆情景感知系统的建模方法。

（2）情景管理器：该模块主要负责对情景信息和系统的管理，接受用户自定义的情景信息规则，并存储到情景数据库中。该模块可以整体地设置和管理系统，并直接操作和管理智能图书馆内的设备。用户可以通过手持设备连接到情景管理器，对系统情景信息规则进行设置和修改。

（3）情景解释器：该模块包括情景数据库和情景推理引擎两个子模块。情景数据库用来记录历史情景信息和用户自定义的情景信息规则，这些规则从情景管理器中读取并存储在情景数据库中。这些规则作为情景推理的依据，供情景推理引擎使用，推理结果会反馈给情景数据库，作为历史情景信息存储起来。情景推理引擎用来将低层的情景信息转化为高层的情景信息，是情景处理层的核心模块。该模块整合经过情景信息处理模块处理过的情景信息，利用用户自定义的情景信息规则和历史情景信息进行简单的情景推理。

3.3情景应用层

情景应用层位于情景感知系统顶层，该层提供人机交互接口，从情景解释器中获取高层情景信息，根据情景推理的结果提供智能化的环境，为管理者提供智能化的管理，并为用户提供智能化的服务。

4情景感知系统对于构建智能图书馆的价值

基于上述的情景感知系统框架，可以开发智能图书馆情景感知系统。而当开发并应用成熟的情景感知系统，即情景感知应用在图书馆领域处于情景感知系统应用高级阶段时，智能图书馆会产生巨大变化，可以从环境、管理、服务这三个角度来描述。

4.1智能化的环境

智能化的环境包括智能的照明系统、智能的温湿度控制系统、智能的消防与安保系统等[3]。智能照明系统通过在馆内部署大量的光敏传感器，实时采集各个区域的亮度信息，根据光线的强弱，可以自动打开、关闭窗帘，并调节灯光的亮度；智能温湿度控制系统通过在馆内部署大量的温湿度传感器，实时采集、监控各区域不同点位的温度、湿度，并根据人体适宜的温湿度对空调进行自动调节；智能消防系统通过在馆内部署大量烟雾传感器和视频监控系统，对各区域进行实时监控，可以在第一时间自动开启喷淋系统灭火，并及时通知管理者和消防部门[14]。情景感知系统使馆内各种设备更加智能化的运行，从而优化了人力和物质资源的配置，降低了能耗和成本。

4.2智能化的管理

智能化的管理主要包括行政管理、图书管理、用户管理。行政管理方面，借助情景感知系统，馆员的工作效率大幅提升，并从许多繁琐的日常事务中解脱出来，比如开关灯、空调等设备。图书管理方面，可以为图书贴上NFC标签，以简化图书的编目、分拣、盘点、查找、定位、顺架等工作。用户管理方面，通过用户的情景数据库来获知其历史记录，从而分析得出其阅读偏好，进而提供个性化服务；通过统计分析所有用户的情景数据库，以改善馆藏结构等。此外，内置NFC芯片的智能手机或者可穿戴设备，如智能眼镜、智能手表、智能手环等（下文统称为智能设备）已经代替了传统的借书证，用户可以通过这些智能设备办理许多自助业务。

4.3智能化的服务

借助情景感知系统，图书馆可以为用户提供智能化的服务。按照用户进入图书馆的流程及主要的需求，常见的情景感知服务包括：

（1）注册服务：当新用户刚进入图书馆时，情景感知系统会自动标记用户为未知用户，并主动与用户的内置NFC芯片的智能设备通信，由用户输入相关认证信息，从而迅速完成用户注册过程。用户可以通过这些智能设备随时设置联系方式等用户信息，而这些用户信息经过用户同意后会自动存储到用户个人的情景数据库中。

（2）导航服务：用户进入图书馆时，通过其智能设备连入情景感知系统，获取图书馆的实时立体场景，并可通过语音输入或文字输入等方式查找路线或图书等，系统会自动提供最优路线和精确位置。

（3）定制服务：用户根据自己的需求、目的、爱好等定制自己所需的资源、服务、专家和用户界面，并可以选择手机定制、Email定制等定制方式。

（4）推送服务：用户可自行设置是否获取推送信息及推送信息的时间、地点、类型。

（5）参考咨询服务：在智能图书馆中，系统可以为用户提供网络虚拟参考咨询、QQ、微信、微博等多种形式的参考咨询服务。例如，用户在寻找就业类书籍时难以选择合适书籍，便可以通过网络虚拟参考咨询服务获取相关参考内容。

5结语

情景感知系统在构建智能图书馆中具有重要作用。虽然情景感知在图书馆领域的应用尚处于以RFID技术为关键技术的单元情景感知技术应用阶段，尚未开发出成型的针对图书馆的情景感知系统，但随着传感器技术、RFID技术、NFC技术、iBeacon技术等单元情景感知技术的不断发展，以及在智能办公、旅游等领域已经开发出情景感知系统，本文认为，针对图书馆领域的情景感知系统开发所面临的技术问题已经不再难以解决。为此，本文构建了情景感知系统的框架，并描述了图书馆领域处于情景感知系统应用高级阶段时情景感知系统对图书馆的环境、管理和服务产生的巨大变化。针对图书馆的情景感知系统将在不久的将来得到开发并应用，为图书馆的发展注入新的活力，大力推动图书馆步入智能化的新时代。

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