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摊铺机自动找平控制系统设计研究论文
1.摊铺机自动找平控制系统设计
关键控制参数。摊铺机自动找平控制系统中有着较多的关键控制参数，其中对设备影响比较大的有灵敏度、恒速调节等。在应用摊铺机时，首先需要对地面进行清理，还要保证施工人员的技术能力，要对传感器进行优化，避免传感器掉落，还要避免超声波受到障碍物的干扰。在对自动找平控制器进行设计时，需要设置窗口值以及故障区，要避免操作人员出现失误问题。自动找平控制系统优化时，要划分不同的区域，对不同的区域要采用不同的设计方法，一定要具有针对性，只有控制好各个区域功能的正常发挥，保证设备恒速运动，才能保证路面摊铺的效果。在自动找平控制系统设计中，将控制摊铺层路面高度的误差分成死区、比例脉冲区、恒速调节区、故障区4个区域。这4个区域的设置决定了摊铺出来的路面平整度的好坏。操作人员可根据路面施工的要求设置相应的值，使得摊铺机白动找平系统在摊铺过程中确保路面平整度要求的前提下以最稳定的状态运行。在摊铺机工作时，空气温度、湿度的变化和风速的影响等多方面的干扰使传感器采集的高度信号必然会产生一定的误差。
（1）死区是指在理想摊铺高度附近，与理想的摊铺高度值相差很小的一小块区域。当熨平板的高度误差处在这块区域内时，系统不对熨平板进行任何调节。死区的大小决定了摊铺机在运行过程中熨平板振荡的剧烈程度。死区不能过大，其大小必须小于路面摊铺高度误差，否则摊铺机摊铺出来的路面必然达不到路面的'平整度要求。但是在满足上述条件的前提下，死区也不能无限制地调小，死区太小则会引起系统的超调，使得熨平板发生振荡。所以，死区的调节必须在保证路面平整度的前提下尽可能地减少系统超调的发生。
（2）当系统检测到的高度误差大于死区设定的高度值，进入了比例脉冲区，此时控制系统对电磁阀采用比例式控制方式。这个区域的大小和路面对平整度的要求直接相关。如果路面对平整度要求较高，此时的比例脉冲区也相应要缩小，以确保熨平板对路面高度变化的快速反应。但是如果比例脉冲区太小，由于路面对平整度的要求较高，死区也相对较小，路况较差的情况下调整太快了容易产生超调，所以比例脉冲区的设置必须根据路表情况的好坏来合理设定。
（3）恒速调节区是指当路面高度误差超出系统设置的比例脉冲区时，电磁阀处于常开状态，工作油缸以最大速度移动，使得当路面的波动较大时熨平板能够在最短的时问内调整过来。
（4）故障区的设置是为了防止传感器触臂从基准钢丝绳上掉落或是超声波探头下面出现障碍物，通过设置一个窗口值避免系统产生误调。此区域的设置应能保证系统不会对路面高度误差信号产生错误的判断，必须根据实际的路况进行设置，当路面平整度较差时窗口值应设大一些。若系统检测到的高度误差进入故障区应立即切断控制信号的输出，保证系统不会发生误调。
2.结语
摊铺机的结构与性能比较特殊，这与其自动找平控制系统有着较大的关系，为了增强摊铺机的功能，必须对控制系统进行优化，要结合其工作的性质以及工作环境的特点，做好精度控制工作，要了解影响控制系统功能发挥的因素，还要做好不同区域的控制工作，避免传感器出现掉落等问题，要分析干扰信号的特点，还要设置出故障区，对系统关键技术进行优化。摊铺机还会受到外界环境因素的干扰，这会影响其控制功能的稳定发挥，只有制定系统设计目标，才能减低外界干扰，才能保证摊铺机功能的正常发挥。
摊铺机自动找平研究的论文
一：绝对基准的找平方法。
绝对基准就是钢丝绳基准。通过测量人员放样，测量，调整钢丝绳的高程变化来改变摊铺时的厚度变化。假设钢丝绳的高程是绝对的准确的情况下，摊铺机按钢丝绳的高程找平不出现什么失误和故障，其他的工作流程也细致无误，那么修筑出的路面就肯定是条非常平整的路面。摊铺后的路面实际高程与设计高程一致。
钢丝绳基准的找平方法。刚丝绳找平方法大致可分为两种—滑竿和声纳传感器。
1滑竿：滑竿的找平是利用滑竿与钢丝绳的角度变化来改变摊铺厚度的。
1）调整初始仰角。初始仰角的调整可以控制仰角油缸的升降范围，摊铺厚度越厚就要求越大的初始仰角，调整范围随各机型而定。滑竿与钢丝绳的角度呈45度。
2）起步。垫木方，木方的厚度最好与所要摊铺的厚度一样厚。一般木方垫好之后熨平板的地板前方与后方的高差在0.5—1cm之间。这样标尺仰角的位置就大致确定了。
3）摊铺工作。摊铺工作时把控制器调整到自动状态，起步后摊铺的厚度可能和设计高程有一定的差距。旋转仰角提升装置把厚度调整到工作所需厚度。摊铺工作时确保滑竿在钢丝绳上行走，无杂物将滑竿托起。
4）路过桥面，旧路面的处理方法。一般在铺筑水泥稳定土路面的时候要求摊铺厚度不能比桥面或者旧路面高。在找平自动的情况下滑竿还搭在钢丝绳上，看控制器的红灯向上还是向下闪烁，这时需要手动调整标尺仰角向上或是向下直至灯灭为止，实现快速找平。有时即使仰角降到最低而摊铺厚度还是厚，这时需要抬起熨平板使用人工顺桥面或路面。这时需要把控制器调到手动档（有数字控制盒的也可以按动数字控制盒上的手动键，但切记不要归零重设）。
5）重新起步。重新起步时就不需要再重调或者刻意记标尺仰角的位置了，滑竿直接搭在钢丝绳上，垫上木方控制器打到自动挡就可以了。起步后会自动检测到原先的摊铺厚度。在横接缝处使用这种方法很方便。前提是检测厚度和调平升降装置没有变动，手动控制盒没有归零重设的情况下。
2声纳传感器：声纳传感器是利用检测传感器探头与钢丝绳之间的距离来控制摊铺厚度的。以moba为例；其传感器与传统的滑竿相比，它不会压弯钢丝绳而导致出现摊铺厚度的误差也不用担心有杂物将滑竿托起导致摊铺厚度变厚。但是需要经常左右搬动传感器的方向使其位置在工作范围内。
利用声纳传感器检测钢丝绳基准的使用方法基本与滑竿一致。所不同的是声纳传感器是平衡梁基准（相对基准）的一部分，使用平衡梁基准中四个探头中的一个作为找平工具。使用的时候应把工作模式调整到钢丝绳基准。同时适当的调整灵敏度有助于摊铺厚度的准确、平整。灵敏度越高摊铺厚度越接近理想高程，灵敏度越低平整度越好。所以应该视铺层遍数、路基路面的平整度来调整灵敏度。它们之间呈正比！调整工作窗口的范围可以使摊铺机在自动找平工作的情况下，按规定的范围调整所检测的厚度变化。超出范围的自动找平不工作。例如窗口调到20。摊铺机工作所检测的厚度变化在±2cm之间正常工作，厚度变化超过2cm时自动找平不做处理。出现盲区显现，这时需要检查原因。极有可能是找平基准出现了误差所致。也可能是路面不平导致摊铺机在行驶的过程中过于颠簸所致。
二：使用横坡仪的找平方法
1：横坡仪找平属于相对基准范畴。摊铺机分左右两侧来进行找平，一侧利用横坡仪时必须保证另一侧的摊铺厚度、平整度非常准确，最起码得在工程质量允许的范围内。因为横坡仪是根据相对另一侧的摊铺厚度，再通过自身检测路面的坡度从而得出横坡仪所在这侧的摊铺厚度的。横坡仪基准通常在铺筑水泥稳定土路面时使用。
2：横坡仪的特点，一般使用横坡仪的时候另一侧都要使用钢丝绳基准来确保摊铺出路面的准确平整的。使用横坡仪的好处的有：（1）：因为横坡仪是配合钢丝绳基准使用的，所以利用横坡仪可以少放一侧钢丝绳，大大的减少了测量人员的劳力。（2）：如果是梯形摊铺，在路的两侧使用钢丝绳基准，在前面工作的摊铺机中缝处使用横坡仪，后面的摊铺机中缝处使用滑靴或声纳探头接缝。这样，不光节省了一条钢丝绳基准，又防止了道路纵向接缝处钉钢丝绳后照成的人员、车辆的无意刮碰而带来的伤害和对施工进度的影响。（3）：提高工作效率。如果中缝处使用钢丝绳基准，那么前面的摊铺机工作时必须与后面的摊铺机差开一大段距离，这段距离用来撤掉前面摊铺后留下的钢丝绳、铁桩。这样才能保证后面摊铺中缝处无障碍。
3：横坡仪的具体使用方法：（1）：安装。横坡仪检测盒底座安装在摊铺机熨平板带有减震块的衡量上，螺栓固定。检测盒一侧线路连接摊铺机插口，另一侧连接控制手柄。拨动检测盒的`拨杆与工作所在方向一致。（2）：调试。安装完毕后控制盒调到手动状态，摊铺机垫上木方起步工作，待钢丝绳基准那侧摊铺厚度达到设计标高时打开自动。调整控制手柄。（3）测量。起步后测量人员需要根据摊铺后的左右两侧高差算出坡度，再根据坡度大小调整横坡仪这一侧的厚度，直到摊铺厚度与设计坡度一致为止。这时控制手柄上显示的坡度与实际坡度不一致，但实际坡度已经达到了设计要求。（4）在不变化摊铺厚度的情况下，调整控制手柄的坡度显示值与实际坡度一致。这样在摊铺机进入弯道的时候，可以根据渐变率的均匀变化调整坡度的大小，用来改变摊铺厚度的高低在设计高程范围内。（5）：参照。当横坡仪正常工作后，可以根据摊铺机熨平板上所配带的水准气泡的位置来观察坡度的变化。可以了解横坡仪是否正常工作。（6）横接缝处的使用方法。因为控制盒一般都具有数据记录功能，所以横接缝处不需要数据重设，只需把控制盒调回到自动状态即可。但要保证控制盒安装的地方没有受外力作用产生角度或位置的变化。
三：相对基准的以及纵向接缝的找平方法
相对基准就是以地面作为参考，根据地面平整度的变化来改变摊铺层的厚度的。也称为平衡梁基准。利用平衡梁基准摊铺时大大的节省了人力、物力的同时也提高了工作效率。但使用平衡梁时需要所参照的路面平整度要达到一定的要求，保证摊铺机在工作时车履带下方没有杂物将摊铺机机体托起。否则会导致摊铺出的路面不平整。如果参考路面的平整度稍差，这情况下需要适当的降低平衡梁控制器的灵敏度。灵敏度低摊铺机自动找平时就检测不到参考路面的小的厚度变化，摊铺的厚度也就不变化。起到滤波作用。平衡梁基准普遍在铺筑沥青路面时使用。
1：平衡梁基准的找平方法：（1）安装：连接各导线，控制盒以及声纳传感器。安装后各声纳传感器纵向位置成一条直线。（2）调试：垫木方，手动调整标尺仰角的大致位置。调整控制盒的找平模式、灵敏度以及窗口范围。（3）起步：起步后摊铺厚度与设计厚度差距不大的情况下控制盒归零、调到自动，再通过自动调整使摊铺厚度达到设计厚度。起步后如果摊铺厚度与设计厚度差距很大的情况下，通过手动调整标尺仰角的位置，使摊铺厚度接近设计厚度再进行自动操作。（4）测量：利用平衡梁找平时需要利用针尺或螺丝刀之类的东西插入已摊铺的、未压实的路面来检测厚度。但有时受下面层平整度的影响，所检测的厚度不一定就是摊铺的实际厚度，所以需要多检测几点，取平均值作为参考。（5）弯道检测：在保证摊铺厚度的情况下过弯道时，摊铺厚度可能慢慢会变薄或变厚，所以弯道时需要勤检测、多调整。使摊铺厚度达到设计厚度。
2：纵向接缝的找平方法
纵向接缝找平方法有两种——滑靴和声纳传感器。声纳传感器用起来比较简便、灵敏。因为它工作时不接触地面，所以不用像使用滑靴那样担心传感器掉进马葫芦，只需看住手动、自动即可。纵向接缝的找平方法与钢丝绳基准找平方发基本一致，不做叙述。因为受路面横坡的影响，如果传感器的行驶方向不在一个纵断面内则找平厚度会发生变化。所以使用时应该注意传感器走过的方向在一个纵断面内。
四：结束语
其实影响道路平整度的因素有很多。例如：摊铺基准的影响，热拌沥青混合料的影响，沥青混合料摊铺过程中的影响，碾压工艺的影响，基成平整度对沥青面层的影响还有其他的影响。优质的混合料，良好的施工机械，良好的基层平整度，合理的施工工艺，充分的技术准备，严格科学的管理，是确保和提高沥青路面平整度的必要条件。所以，要想修一条平整度较高的路面离不开施工各部门认真的完成工作以及各部门间得密切配合。
论文关键词：摊铺机自动找平基准横坡仪平衡梁
论文摘要：本文通过对沥青混凝土摊铺机自动找平系统的分析。总结了一些应用技术技巧。为广大施工工作人员提供一个技术参考。
关于摊铺机维护研究论文
1.摊铺机在公路工程中的使用
1.1摊铺机的结构特点。行走系统采用变量液压泵、变量液压马达组成的闭式液压系统,可在其有效的全流量范围进行调节,并由电子元件进行控制,实现摊铺速度恒速自动控制。两侧行走系统独立驱动,通过速度电位器和转向电位器可精确地预选直线行走速度和转向时两侧行走系统的速度,电子同步控制系统可使摊铺机精确地直线行走和在弯道上平滑移动。
输送系统的刮板输送器由液压马达独立驱动,通过料位高度传感器通断开关实现全自动控制输送,其转速具有自动比例控制和手动无级控制功能。工作速度能无级调节。
由两个变量液压泵,变量液压马达组成的螺旋摊铺器闭式液压系统,可进行独立驱动,无级调速,其工作速度由超声波传感器实现全自动控制。
自动找平装置用多探头超声波数字控制找平技术。若道路不平出现离开允许的基准线偏差范围时,会自动调节升降液压缸,从而达到要求的摊铺厚度,确保路面平整度等摊铺质量,且操作简单方便。
熨平板采用高强脉冲振动和电加热技术。加热均匀,操作安全、方便、可靠,环境污染少。采用双振捣熨平板作业,可使密实度达到98%以上。
电子控制系统采用微电脑控制和故障自动诊断技术,实现机、电、液一体化,便于维修保养。
1.2对摊铺机的要求
1.2.1摊铺机应具有受料系统、输送一布料系统、压实-平整系统、行走系统、行走系统和操纵控制系统等。
1.2.2摊铺机应能在规定的自卸车配合受料状态下,以各种作业组合状态铺筑沥青混合料沥青混合料路面层。
2．摊铺机的技术保养
2.1日常维护。清洁摊铺机:清除摊铺机表面堆积的泥块、粘沙和沥青等;清除发动机、液压元件和其他部件表面上的尘土、油垢。注意,切勿将污物弄进各加油口和空气滤清器内。
检查加热系统的喷头、连接管、气罐和各开关。
检查摊铺机各零部件的连接和紧固情况,特别是左右履带梁和机架、熨平板、分料装置和刮板输送装置的连接螺栓是否松动或断裂,必要时予以紧固或更换。
检查并排除各部位的渗漏。
检查发动机的机油、燃油、冷却液以及液压油的数量,并按规定加入新油至油标指示刻度。
检查集中润滑装置中润滑脂是否适量。
检查螺旋分料装置的叶片是否有裂纹,如有应更换。
检查各电气插头是否有松脱现象。
2.2周期性技术保养
2.2.1磨合50h后的.技术保养内容。投入使用前,摊铺机应进行50h的试运行,否则不得投入使用。对50h的磨合运行,应按发动机使用说明书中的有关规定进行。磨合试运行结束后,须按以下内容进行技术保养:
①更换柴油机机油:热机时放尽旧机油,然后注入新机油;经短期运行后,立即检查机油油位是否在规定的高度。
②更换分动箱和所有减速机(包括行走、分料、输料减速机)的润滑油;热机时放尽旧润滑油,然后注入新润滑油。
③更换机油滤清器滤芯。
④更换柴油精滤器滤芯。
⑤检查液压油是否达到规定量。
⑥检查发动机冷却液液位,如不足应加至规定量。
⑦检查加热系统的喷头、连接管、气罐和各开关。
⑧检查橡胶履带板是否有裂纹,如裂纹长度大于50mm,必须更换。
⑨检查各液压系统是否有渗漏现象,如有须排除。
⑩柴油机每工作50h,必须清理一次空气滤清器的滤芯。
检查螺旋分料装置的叶片是否有裂纹,如有应更换。
检查自动找平装置是否正常。
检查各工作缸是否有渗漏现象,如有应排除。
2.2.2每工作100h的技术保养内容
①进行日常技术保养的全部项目。
②按柴油机使用说明书中100h的技术保养项目进行保养。
2.2.3每工作200h的技术保养
①重复100h的技术保养内容。
②按柴油机使用说明书中200h的技术保养项目进行保养。
2.2.4每工作500h的技术保养内容①重复200h技术保养中的全部项目。
②按柴油机使用说明书中200h的技术保养项目进行保养。
③检查机架、油箱等各重要部件的焊接处有无裂纹,履带梁有无变形。如有予以解决。
④检查各操作开关、操纵监视装置的电气线路是否正常,如损坏须立即修复。
⑤检查分料装置的磨损情况。
⑥检查蓄电池的基本情况,如两极的氧化情况等。
2.2.5每工作1000h的技术保养内容
①重复200h时技术保养的内容。
②按柴油机使用说明书中200h的技术保养项目进行保养。
③更换液压油滤油器滤芯。
④更换柴油机机油。
除以上介绍的周期性技术保养外,在每年的冬季须对摊铺机
浅谈沥青混凝土摊铺机自动找平梁的结构原理及运用
【摘要】本文通过对沥青混凝土摊铺机自动找平梁结构及原理分析，联系实践经验提出其运用技巧，为高等级公路路面施工中的平整度控制提供借鉴意义，也为国内有关机械厂家提供一个建议。 【关键词】摊铺机；找平梁；原理；分析；运用 平整度是评价高等级公路使用质量的一个重要参数，因此平整度控制也是路面施工控制中的一个重要环节。良好的平整度水平，来自于：基底和各结构层的稳定性，无突变的、不均匀的沉降；各结构层本身连续、均衡的压实度和平整度水平，较小的变异性；施工工艺中，基准面的设定，沥青混凝土的拌和、摊铺、碾压，以及接缝处理等，各个环节的精细操作。其中，如何在路面施工过程中，为摊铺机行走提供一个准确的平整度参照系，是达到良好的平整度水平的先决条件之一。 1. 规范要求及施工中规定 （1）根据《公路沥青路面施工技术规范》（jtj032-94）规定，“用于铺筑高速公路和一级公路的沥青混凝土摊铺机应……：具有自动或者半自动方式调节摊铺厚度及找平的装置……”。“摊铺机自动找平时，中、下面层宜采用一侧钢丝绳引导的高程控制方式。表面层宜采用摊铺层前后保持相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式……”。沈大和京津塘等高速公路也正是按此程序控制的。 （2）美国沥青协会《路面铺装手册》中提出，如果下面层已经非常接近容许误差，走雪撬也可以提供出光滑的面层。在沪宁高速公路的路面施工实践中，通过详尽的调查分析和比较后，认为：在高等级公路施工中，及采用进口摊铺机械的情况下，摊最度较为容易控制；而高程误差经底基层、基层、下面层施工，已相对消除，对于中、上面层，平整度要求成为主要控制因素，高程要求相对次要；再之，一侧钢丝绳的引导对于灵敏度相对较高的进口摊铺机械来说，当然是不够的。 （3）因此建议各路面施工单位：一般情况下，对于全幅摊铺的摊铺机，只在基层上层和下面层摊铺时采用两侧钢丝绳引导控制方式，而中、上面层均可采用悬浮式基准梁的等厚度控制方式（即走雪撬）。这样的施工控制方法，不仅来源于实践，而且基于以下分析。 2. 原理分析 （1）采用钢丝绳引导的高程控制方式，按有关规定，应采用直径2～2.5mm的钢丝绳，200m为一段，立杆间距10m，张紧力需800～1000n。假设钢丝绳的张紧力无限大，测量设定的铁立杆上标高绝对准确，则由路线两侧钢丝绳提供的基准面将是上一面层的绝对标准面。但是，实际施工过程中，钢丝绳上所受的张紧力不可能无限大，而且因两侧路缘带上底基层、基层已硬化成型，承受张紧力的拉力支撑杆难以设置，规定800～1000n的张紧力也不能保证；再加上路面摊铺一天的工作量在1～2km甚至更多，其每天两条钢丝绳的测设任务相当艰巨；另外摊铺机行走过程中引发的钢丝绳振动难以消除，人为的触、碰及破坏更是难以避免，甚至可能发生因摊铺机方向走偏，熨平板刮挤拉线桩的情况，使以钢丝绳引导的高程控制方式的准确性大打折扣。 （2）采用以雪撬式控制摊铺厚度的方式，是以下一面层为基准面，在摊铺机行走过程中，尽力减小其传递到上一面层的波动及突变误差，以达到上一面层良好的平整度的目的。其原理类似于杠杆，即将杠杆的`支点安置于受外界因素影响较小的新摊铺层上，而下一层次的许多不平整因素被梁体结构分解、缩小若干倍，使传感器得到一个相对稳定或波动幅度较小的控制信号。与上一方法比较，在下一层次的平整度良好的前提下，走雪撬的方法显然优于钢丝绳控制方法。 （3）国外产的摊铺机均配有自动找平梁这一配件，但是因其价格高（约人民币35万元左右，如美国blow knox公司的浮动找平装置，售价34万元），且原理简单，所以沪宁高速公路路面施工单位大都采用自己加工生产的自动找平梁。 3. 结构分析 3.1从其结构看，单片自动找平梁主要由四个部分组成：一是前着地部分（轮式或雪橇板），二是后着地部分（一般两组雪橇板），三是前后的联接横梁，四是牵引横架。前三个部分中各结点均采用可任意旋转的轴联接。 3.2一般前着地部分至少由4组轮子（或雪橇板）组成，其中一个轮子若遇到高程的突变，传递到a点的高程变化仅为1/8，再传递到b点（摊铺机传感仪设置处）只有1/16甚至更小，即若遇到一颗2cm的石子，传递到摊铺机的反应装置时只有1～1.2mm，这对于摊铺机的平整度反应装置来说已微乎其微。 3.3各路面施工单位自行加工生产找平梁的过程中，也遇到各种问题，后经协调组织、相互学习取经，均取得了满意的效益。归结起来有以下几个技术要点： （1）第一部分前着地部分的轮组运转灵活，轮径一般40～50cm为宜，不宜太小，否则其稳定性不足； （2）第二部分后着地部分的雪橇板宜大，一般60cm×35cm有利于分散其承受的重量，应当注意，雪橇板上的支点应略向后置，使其在行走过程中不致栽头，向引起新铺路面上的深沟滑痕； （3）第三部分前后联接的横梁长度一般10～12m，刚度要大，但其重量变适中，因摊铺机的传感仪触头与横梁为线接触，横梁挠度的振动将引起传感仪上得到上下波动的信息；而且因其重量由前后两个着地点承担，特别是后着地部分，若承担的份量过重，对已铺新路面的平整度不利； （4）第四部分牵引装置为一横架，其连接摊铺机侧壁和找平梁的前端主体，在摊铺机行车过程中与摊铺机形成一个整体，需要有良好的刚度，防止振动（摇荡）前进的情况发生； （5）就整体而言，整个自动找平梁的各结点及轮轴应摩擦力小，利于灵活运转；材料可选用轻质材料，若选用2～3mm厚的钢材加工成矩形截面梁体也可以，并且结构型式上参照桁架的设计方法，配以斜撑固定，加强其刚度，减少其中因自身振动引起的误差变化。 3.4根据以上原理分析，及各路面施工单位的实践，各施工单位自己加工生产了形式多样的自动找平梁，一般花费不到10万元人民币，其质量和使用效果却与国外产品相当，完全可以取代进口的配件，并且已在多条公路路面施工中取得了良好的效果。 4. 结束语 （1）当然，如前所述，下一层次（基准层面）良好的平整度是其前提，沪宁高速公路路面底基层采用路拌石灰土，基层采用厂拌二灰碎石，以摊铺机铺筑，层层严格要求，至油路面下面层时，其平整度水平已大大优于规范要求，因此及时采用走雪橇式控制方法，使平整度水平又上新台阶。到上面层铺筑完毕，有83%的路面里程平整度达到了 （2）通过以上论述，可以为其它高等级公路路面施工中的平整度控制提供借鉴意义，也可以为国内有关公路机械厂家提供一个建议。
针对上述功能及可靠性、成本和方便使用维护等因素，笔者设计了图2所示的洗碗机控制系统。
单片机最小系统采用与mcs－51兼容的at-mel公司低功耗高性能cmos芯片at89ls8252设计，其中片内8k字节在线可编程闪存用以存放系统程序，可通过spi接口来下载程序；而2k字节的eeprom则用以存放关键参数，如开机维护密码、产品的序列号、开机次数、洗涤设置参数等；256字节的ram用来存放临时变量。
鉴于本洗碗机有较多的开关量信号，故此，设计中使用并行芯片8255来扩展i／o接口，以配合p1和p3口部分管脚的使用，其输出和输入的比例为21／14，其中蜂鸣器由p1．3控制。从可靠性角度出发，输入和输出部分都采用光电隔离措施。考虑到部分驱动信号所要求的驱动电流较大，因此，本设计选用功率驱动器件uln2803来驱动。
温度采集有两种方案：一是使用热敏电阻配合芯片max150进行ad转换，然后通过存放在程序存储器里的表格来求得当前温度；二是使用三端温度传感器ds18b20进行采集，直接得到温度数据。相比之下，后一种方案较为经济简捷。
键盘和led显示选用hd7279a?3?来进行控制，其电路图如图3所示。hd7279a无需外围元件即可直接驱动8位共阴式led数码管；引脚dig0～3对应0～3位数字输出驱动；引脚sa～sg和dp则对应于段a～g及小数点的驱动输出；各位可独立控制译码／不译码及消隐和闪烁等属性。
该芯片共有三种类型的指令：第一种是6条不带数据的8位纯指令，如复位、测试、左／右（循环）移位等；第二种是7条16位带数据指令，包括下载数据按方式0／1译码、下载不译码、闪烁、消隐、段点亮、关闭等；第三种是读取键盘数据指令。它们均采用串行方式与at89ls8252进行通讯，串行数据从data引脚送入芯片并由clk端同步。当片选信号cs变为低电平后，data引脚上的数据将在clk引脚的上升沿时被写入hd7279a的'缓冲寄存器。
此外，hd7279a片内含有去抖动电路，可控制64键键盘矩阵。图3中，元件jkey为4×4键盘接口，当有键按下时，key引脚输出低电平，发光二极管led1发亮，该状态一直保持到按键松开。此时如果接收到“读键盘”指令15h，在指令前半段，data引脚将处于高阻状态以接受来自微处理器的指令。而在指令后半段，data引脚则从输入状态转为输出状态，用以输出所按下的键代码值。
本系统功能模块按洗碗过程可分为六个阶段：进水过程、加温过程、注入清洁剂过程、控制电机旋转清洗过程、注入消毒水消毒过程和排水过程。同时为确保洗碗机正常工作，对容易出故障的过程，系统还设
置了故障报警或停机功能。系统软件可按照洗碗机的工作流程进行编写。主要的软件模块有开机自检、状态初始化、显示当前默认状态，进入键盘扫描状态并等待操作键按下，以及根据操作键转入相应流程等，其主程序流程见图4所示。
图3
用户使用前，应首先检查洗碗机状态是否正常，若状态正常，按下弱电源开关，根据洗涤要求设置洗涤模式（或使用默认方式），将碗放入清洗室，然后关上机门，按下开始键。之后，控制器检测水位高低和水温，以决定是否进水与恒温加热，至此准备工作完成，启动电机进行清洗。接下来再把清洁剂注入清洗室，同时检测水位高低，若水位较低，则立即进水，以保证清洗效果。清洗完成后，等碗上的水空一段时间后，洗碗机再注入高温消毒水进行消毒。洗涤完成后，蜂鸣器鸣叫，表明洗涤完成，同时控制器回到用户初始设置模式。洗涤中每一过程和按键均对应有一发光二极管的亮灭，用以显示过程和按键的正常与否。洗涤完成后，用户打开机门，取出碗盘，然后断电即可结束整个洗碗过程。
在该系统软件子程序中，需要对键盘／显示管理模块进行说明，包括初始化子程序、发送子程序、接收子程序、中断子程序、显示子程序等。其中用户通过键盘设置模块可以设定洗涤模式、每一过程的时间长短以及洗涤剂量大小，也可随时按相应的功能键暂停或中止洗涤过程。技术维护人员可以通过键盘／显示管理模块输入正确密码来查询机器的使用状况，如机器序列号、机器的使用次数等，也可对关键参数根据实际情况进行设置。
故障报警功能模块可在工作电压故障、进水阀故障、加热器故障、电机故障、清洁剂注入故障以及高温消毒水注入故障发生时用蜂鸣器报警，同时断掉强电控制信号，以确保系统安全。
4结论
该控制系统目前已经调试成功，试验性能良好，可实现本自动洗碗机所要求的功能，而且简捷实用。但还有需要完善提高的地方，如排水需要人工干预、人机接口可考虑选用效果更好的字符或图形lcd、系统集成度有待提高等。
摘要：基于自动洗碗机的功能要求，介绍了用单片机at89ls8252和键盘／显示管理芯片hd7279a设计的自动洗碗机的硬件控制系统的设计方法，给出了用hd7279控制键盘和显示的硬件电路，同时给出了系统软件和功能软件模块的流程图。该系统经过试验调试，可有效地实现洗碗机的自动控制，完成自动进水、加温、清洗、消毒等功能。
关键词：洗碗机；控制器；键盘／显示
1 引言
随着数字信息家用电器应用的普及，洗碗机已经广泛进入人民大众的家庭之中，从而使得人们能够从繁杂的家务劳动中逐步解放出来。作为一种家庭自动化设备，洗碗机一般需要实现诸如自动控制进水、自动加洗涤剂、冷洗、自动加温洗、清洗、排水、杀菌消毒，以及定时和故障报警等功能。从被控制量角度出发，一个洗碗机通常需要满足图1所示的一些具体要求，其中涉及的开关量信号有两种，一种是传感器的高、低电平信号检测，如机门开关、水位高低、温度调节保护器和行程开关等；另一种开关信号经由固态继电器控制强弱电压信号的断开和加载，如进水电磁阀门的开合、恒温加热器的开合、瞬间加热器的开合、清洁剂控制盒和消毒剂控制盒的工作等。图1中所涉及的模拟量信号主要用于实现以下几方面的功能：
（1）用温度传感器实现水温／消毒水温度检测；
（2）通过人机接口的显示输出、键盘输入和声音输出等实现水温显示、洗涤过程显示以及故障类型显示等；
（3）根据用户需要通过设置键选择洗涤模式，并通过功能键启动相关功能；
（4）机器使用情况统计、清洁剂和消毒剂剂量的使用情况计数等；
（5）故障报警以及、洗涤完成报告等。
针对上述功能及可靠性、成本和方便使用维护等因素，笔者设计了图2所示的洗碗机控制系统。
单片机最小系统采用与mcs－51兼容的'at-mel公司低功耗高性能cmos芯片at89ls8252设计，其中片内8k字节在线可编程闪存用以存放系统程序，可通过spi接口来下载程序；而2k字节的eeprom则用以存放关键参数，如开机维护密码、产品的序列号、开机次数、洗涤设置参数等；256字节的ram用来存放临时变量。
鉴于本洗碗机有较多的开关量信号，故此，设计中使用并行芯片8255来扩展i／o接口，以配合p1和p3口部分管脚的使用，其输出和输入的比例为21／14，其中蜂鸣器由p1．3控制。从可靠性角度出发，输入和输出部分都采用光电隔离措施。考虑到部分驱动信号所要求的驱动电流较大，因此，本设计选用功率驱动器
[1] [2] [3]
最近，越来越多的人发现现有的安全的系统对于多种攻击来说依旧易于攻击，现有安全机制缺乏阻止攻击能力。入侵容忍系统不同于传统的安全系统，扩展传统安全系统经历攻击后能够生存或可操作。入侵容忍系统的焦点在于面临攻击时有能力提供持续的基本服务。本文中，我们给出一个多阶段数据库损害控制的完整模型，并且设计和实现一个多阶段数据库损害控制系统。本系统的关键特性是实现多阶段损害控制，因此能够确保修复期间不会存在损害漏出。同时能立即控制多个恶意事务造成的损害，没有损害漏出，而且对于最终用户是透明的，因此数据库应用开发人员感觉不到损害控制的.复杂。
1多级数据库控制元素
1.1一阶段损害控制
可生存数据库系统执行一阶段损害控制，只对修复管理鉴别出被破坏的数据项进行控制，直到它们被修复。一个被控制的数据项不能被新的事务读取或更新。
1.2多阶段损害控制
可生存数据库系统实行多阶段损害控制：（1）一旦恶意事务b被发现，一组特殊的数据项，记做se，将被立即控制。se的定义是被b破坏的数据集，记做sd，是se的子集。这个阶段叫做最初控制。最初控制应该迅速完成。被控制的数据集被称作控制集。为确保最初控制之后没有损害扩散，每一个活动事务应该被回滚到se被控制之前。（2）整个多阶段损害控制过程是一系列控制集，即se，s1，s2，...，sk，...,这些集合汇聚到一个空集合￥，se是最初控制的结果，而且可能包括很多错误控制的未被损害的数据项。si（i>=1）是解除错误控制数据项或已经被修复的数据项的解除控制操作集合的结果。作为结果，当i
2应对多个恶意事务的算法设计
我们针对多个恶意事务提出一种多阶段控制算法，能够保证被控制的数据库部分不会有损害泄漏。处理多个恶意事务的具体算法如下：when系统只有一个恶意事务bi正在被修复，且恶意事务bj被发现：控制操作：（a）回滚所有当前活动事务（b）设置t2为当前时间（c）设置t1的值为min（tbis，tbjs）。这里tbis和tbjs分别是bi及bj开始时间。注意bj可能早于bi开始。（d）在u_set被随后解除控制操作调整之后，允许新事务进入。解除控制操作：（1）case1bj早于bi提交（a）从u_set中移除所有数据（b）停止当前所有解除控制阶段（c）通过扫描bj开始时间的日志来重启解除控制阶段a、b和c。被重启的阶段现在应该处理bj和bi，而不是仅仅处理bi。例如，阶段a应该只把bi和bj都没破坏的数据项放入u_set。（d）通过扫描bj开始时间的日志来重启修复进程（连同解除控制阶段d）。被重启的修复进程现在应该处理bi和bj。（e）随时将解除控制的数据项放入u_set。（2）case2bj晚于bi提交if没有解除控制阶段完成这部分包含bj提交之后执行操作的日志的扫描继续每一个解除阶段，方法是每一个控制阶段调整为不仅仅处理bi，而是处理bi和bj。else对于每个已经扫描到某些bj提交之后执行的操作的解除控制阶段（包括修复进程）（a）停止解除控制阶段（或修复进程）（b）移除bj提交之后被更新而且被这个阶段（或进程）从u_set中解除控制的数据项（c）通过重新扫描bj开始以后的日志重启这个解除控制阶段（或修复进程）。重启的阶段（或修复进程）现在应该处理bj和bi上述算法确保所有被恶意事务引起的损害将在恶意事务被检测到的时候立刻被控制，并且在如何时间点，不会有损害从被控制的数据库部分泄漏出去。
3系统组成
本系统的主要组成包括：控制执行器、解除控制执行器。系统的关键操作是通过三个主要事件触发的。
3.1控制执行器
当控制执行器从它的消息队列里取回一个恶意事务，它将执行算法1中的控制操作。特别的，它将（1）停止执行新事务，（2）中止所有活动事务，（3）调整控制时间窗口，（4）在从解除控制器和修复管理报告u_set已经调整的“准备好”消息后，允许新事务执行。由于trans_list表包括活动事务的标识，控制执行器能够要求dbms中止这些事务。因为事务的开始时间也保持在trans_list表,调整控制时间窗口将会很容易。当一个新的用户事务在上述控制操作完成后到达时，控制执行器需要这样实现损害控制：在控制时间窗口内更新的任何数据项都不允许访问，除非是u_set中的对象。控制管理算法如下所示。注意损害控制管理的实现以sql语句为单位而不是事务，因为：（1）读提取也是以sql语句为单位；（2）在某些事务里某些稍晚的sql语句执行可能依赖于先前的语句；（3）这中方法能够实现更快的控制检查。对于有多个sql语句的事务，我们不检查任何其他sql语句的读操作，就能够拒绝或延迟这个事务的访问。
3.2解除控制执行器
解除控制执行器负责解除控制阶段。为了实现控制，系统需要保持事务类型间的依赖关系。特别的，利用“类型图”表保持类型依赖。
参考文献：
[1]孙玉海,孟丽荣.基于多级入侵容忍的数据库安全凯发k8游戏的解决方案[j].计算机工程与设计，（03）.
汽车灯光智能控制系统设计研究论文
摘要：:为了提高行车的安全性与便利性,减轻驾驶者劳动强度,设计了主要由传感器、微处理器模块、远程监控模块、灯光智能控制电路和辅助模块等组成的灯光智能监控系统。根据车外光线情况,系统智能控制汽车的小灯、近光灯及远光灯,为行车提供良好照明,也能为驾乘人员下车提供延时照明。同时,监控人员可远程控制汽车闪光灯、喇叭及灯光系统,便于驾乘人员尽快找到车辆。该系统具有性能稳定可靠、灵敏度高和操作简单等特点,可用于传统灯光系统的智能化改造,应用前景广阔。
关键词：:汽车灯光；单片机；gprs模块；智能控制
在汽车灯光系统中,前照灯等同于汽车的眼睛,在夜间和能见度较差的情况下,确保驾驶员能清楚地观察前方100m以内的路面情况。当两车交会时,为了防止对来车驾驶员造成眩目,交规要求将远光灯切换为近光灯。据统计,全国每年由于前照灯使用不当而引发的交通事故不少于20000起。目前市场上能随着行车环境的变化而自动切换车灯的汽车较少,绝大多数经济型的轿车灯光系统都不具备前照灯自动控制功能,虽然在宝马、奥迪等高端品牌汽车的部分车型上配备有灯光自动控制系统,能自动控制小灯、近光灯,尚不具备远、近光灯的自动切换功能。因此,研制能根据行车环境变化而自动、适时地开启和关闭小灯、近光灯和远光灯的灯光智能控制系统,可减少驾驶者分心去操作变光开关,减轻其劳动强度,提高行车安全性。此外,因遗忘具体停车位置而花费大量精力寻找车辆的事例屡见不鲜,研制的系统能远程控制汽车的闪光、鸣笛,有助于快速找到车辆。因此,研制灯光智能控制系统能大大提升和拓展现有汽车灯光系统的功能,具有广阔的市场前景和较大的社会与经济价值。
1系统总体设计
1.1系统构成
汽车灯光智能控制系统主要由传感器、微处理器模块、远程监控模块、灯光智能控制电路和辅助模块等5部分组成。其中,传感器主要包括光强度检测模块、周边车辆检测模块、汽车状态检测模块和手/自动模式开关等,远程监控模块主要包括监控手机和gprs通讯模块,灯光智能控制电路主要包括行车灯光控制电路和停车声光远程控制电路,辅助模块主要包括电源、键盘、液晶显示屏和指示装置等。系统结构总体框图,如图1所示。
1.2系统主要功能
使用车辆时,驾驶者可根据需要选择自动控制或手动操作汽车灯光。采用自动模式时,系统根据点火开关所处的档位判断车辆状态,利用安装在汽车上的光电传感器,反映车外的光线强度及光线实时变化情况,然后系统依此输出信号控制汽车小灯、近光灯和远光灯的工作,为行车提供良好照明。如果会车时两车距离较近,自动将远光灯切换到近光灯,保障行车安全。同时,在发动机熄火后,系统根据车外光线情况,控制小灯、近光灯工作,可为驾乘人员提供延时照明。停车时,车辆监控人员可通过发送短信息远程开启闪光灯、喇叭,依靠声光报警实现车辆的辅助定位,便于尽快找到车辆,也可只提前开启小灯、近光灯,为驾乘人员提供照明。
2系统硬件设计
2.1微处理器模块
微处理器模块选用stc15w4k32s4单片机,是系统信号处理、分析和运算的核心。该单片机是宏晶公司生产的一款具有高速、高可靠、宽电压、低功耗、超强抗干扰、超级加密的芯片,使用增强型8051内核,1t(时钟/机器周期),指令代码与传统8051完全兼容,工作电压为5.5v～2.5v,内部高可靠复位,无需外部晶振和外部复位,还可对外输出时钟和低电平复位信号。同时,拥有4个完全独立的高速异步串口uart,分时切换可当9组串口使用。
2.2gprs模块
在系统中,gprs模块是单片机与监控手机之间无线通讯的关键,支持2g和gsm移动网络,具有信号覆盖面广、盲区少等特点,在网络信号较弱的地下车库和偏远地区,监控人员也可通过发送短信息对熄火后的车辆进行远程监控,实现不受空间的限制。本系统选用atk-sim900a模块作为gprs通讯模块,其以西门子公司的'工业级模块tc35i为核心,自带sim卡接口和天线接口,具有5v～24v的超宽工作电压范围,支持rs232串口和lvttl串口,并带硬件流控制。gprs模块与与微处理器模块通过串口相连,如图2所示。gprs模块的引脚txd、rxd分别与单片机的i/o口p4.6、p4.7相接,分别用于发送和接收数据[1]。
2.3显示和键盘接口电路
显示器采用0.91英寸oled液晶显示屏,其驱动ic为ssd1306,分辨率为128×64,工作电压为3.3v/5.0v,同时具备自发光,不需要背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、使用温度范围广等特点,是一种专门用于显示字母、数字、符号的点阵型液晶模块。该模块选用spi接口,控制线res、d0、d1、dc、cs分别与单片机的i/o口p2.0、p2.1、p2.3、p2.4、p2.5相接。键盘接口电路采用三按键设计,即选择键k3、加键k1和减键k2,用于用于设定系统参数值[2]。
2.4灯光智能控制电路
灯光智能控制电路以三极管、继电器作为控制元件,微处理器模块根据光照传感器输入信号即车外光照强度的变化,结合车辆工作状态,单片机i/o口p0.4、p0.3、p0.2、p0.5、p0.6输出信号分别控制小灯、近光灯、远光灯、闪光和喇叭电路。系统根据点火开关档位判断汽车的工作状态,信号由i/o口p0.4、p0.3采集。以大众车系为例,若点火开关上的p线得电,则汽车处于熄火停车状态;若x线得电,则汽车处于行车状态。由于光电池的感光面积大,对可见光的光谱响应度高,适合用于对行车环境光照强度的检测。为提高可靠性,采用双光电传感器,信号adc转换后输入到单片机引脚p1.2、p1.3。行驶过程中,如果系统根据毫米波雷达传感器信号判断对面车道在设定距离内有车辆,若为远光灯则自动切换到近光灯,会车结束后,远光灯再自动开启,确保行车安全。
3系统软件设计
由于keilc51软件集成了c编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器,利用keilc51软件采用c语言编写行车灯光智能控制程序和停车声光远程控制程序[3]。
3.1行车灯光智能控制程序
系统上电后,微处理器模块首先初始化,根据点火开关上x号线的通电情况判断车辆状态。若处于行车状态,且使用灯光自动控制模式,单片机对灯光拨杆位置进行检测,如果灯光拨杆不在初始位置,则通过指示灯闪烁,提示驾驶者强制复位。然后,系统根据车外光照强度,控制汽车小灯、近光灯的工作,而远光灯是否开启,取决于行车时周边车辆状况。如果会车时两车距离较近,则自动关闭远光灯。若驾乘人员处于下车状态,系统根据车外光照强度控制灯光是否需要开启。若车外光线较暗,则单片机输出信号开启小灯、近光灯,为驾乘人员提供延时照明。行车灯光智能控制程序流程图,如图4所示。
3.2停车声光远程控制程序
单片机与gprs模块采用串口通信模式,波特率为9600bit/s,发送at指令利用gprs模块收发短信息,实现单片机与监控手机之间的远程双向通讯。at指令收发短信主要有text和pdu两种模式,text模式收发短信代码简单,但不支持中文,在系统中设置“at cmgf=0”,采用pdu模式usc2编码收发中文短信,最多可发送70字符[4]。系统根据点火开关所处的档位判断车辆状态。若处于停车,单片机发送at指令使gprs模块初始化,接收到车辆远程监控人员的短信息唤醒单片机,信息经单片机分析后确定远程控制模式。若为车辆声光辅助定位模式,则单片机输出信号控制开启闪光灯和喇叭,通过闪光、鸣笛实现车辆的辅助定位,同时根据车外光照强度,控制近光灯是否提前开启。若为灯光提前开启模式,则单片机输出信号提前开启小灯、近光灯,为驾乘人员提供照明。停车声光远程控制程序流程图,如图5所示。
4结语
设计的汽车灯光智能控制系统能根据行车环境的光线情况自动切换灯光,可减轻驾驶员的操作负担,提高行车的安全性。同时,系统在发动机熄火后能为驾乘人员提供延时照明,以及具备声光远程监控功能,体现了汽车的便利性。由于系统具有体积小巧、性能可靠、响应灵敏和操作简单等特点,适用于经济型轿车灯光系统的智能化改造,由于不改变原车电路,加装方便,适用车型广。若融合具有地图导航功能的app软件,则车辆的定位更加精准,系统的功能更加实用。
参考文献
[1]陈新伟,王俊,沈睿谦.基于gprs的远程检测无线电子鼻系统[j].农业机械学报,2015,46(4):238-245.
[2]刘海陆,楼然苗.基于gsm的鱼塘溶氧自动控制系统[j].浙江海洋学院学报(自然科学版),2013,32(6):558-560.
[3]王静霞.单片机应用技术(c语言版)[m].北京:电子工业出版社,2017.
[4]李国利,陈笑,刘旭明等.基于gsm模块的粮库远程监控系统设计[j].农机化研究,2014,(5):136-140.
作者：黄会明 傅丽贤 单位：浙江机电职业技术学院
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