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(一)国外协同创新相关研究
协同理论创始人Haken将协同定义为系统内各组成部分之间互相合作,使整个系统形成各组成部分所不存在的新质的构造与特性。自然界的协同与管理学上的协同在深层次上有很强的相似性,许多学者逐步把自然界的协同理念运用于管理学科。学者Ansoff在研究公司的多元化问题时提出战略协同,第一次将协同的理念运用于管理学。随后,Hiroyukiltami将Ansoff的协同理念细分为互补和协同效应。VeronicaSer-rano在协同理念的基础上提出协同创新的概念,即各个创新主体要素进行涉及知识、资源、行为、绩效的系统性的优化、合作、创新的过程。PeterGloor则着重指出协同创新是由自我激励的主体通过合作实现共同的创新目标。
(二)国内协同创新相关研究
国内协同创新研究大致分为三个阶段。第一阶段是以企业内部为研究重点的协同创新。郭斌等从系统、组合的视角出发,在对企业组合创新的研究中发现,组合创新的实质是企业在发展战略的引导下,受组织和技术因素制约的系统性协同创新行为,并将其分为三个层次。陈劲等通过研究技术和市场协同创新过程,提出企业要进行有效的协同创新管理,就必须以协同创新功能为主线、以因子系统联系为基础建立全面、系统的协同创新管理架构。第二阶段为产业集群方面的协同创新。许箫迪、王子龙基于战略联盟行为主体间的协同关系建立了企业协同创新模型,研究了确立战略联盟协同创新的目标前提,价值基础及终止条件。万幼清、邓明然基于知识视角对影响集群协同创新绩效的因素进行分析,建立了产业集群协同创新绩效模型,认为产业集群内部企业间的知识基础差异较大,拥有的知识类型也不同,说明产业集群能够充分发挥企业间各方的知识基础优势,极大提高了协同创新绩效。第三阶段为基于产学研视角的协同创新。何郁冰探索构建了产学研协同创新的理论框架,认为“战略—知识—组织”三位一体的协同创新模式是产学研的协同创新的基础、核心和保证。许振洲等从知识流动视角出发,将产学研协同创新过程分为知识共享、知识创造和知识优势,形成三个递进演化阶段,通过分析各阶段运行的内在机理、产学研协同创新过程的协同特征,初步构建了基于知识流动的产学研协同创新过程的理论框架。
二、产业技术创新战略联盟的协同创新
对于产学研中形成的战略联盟,政府部门给出了概念界定:产业技术创新战略联盟是指由企业、大学、科研机构或其他组织机构,以企业的发展需求和各方的共同利益为基础,以提升产业技术创新能力为目标,以具有法律约束力的契约为保障,形成的联合开发、优势互补、利益共享、风险共担的技术创新合作组织。对这一概念,我们可以从如下三个方面去理解:联盟是各创新主体之间以解决重大需求为纽带的协同合作的同盟,该形式与合同、协议等短期合作不同,与兼并及收购有很大区别;联盟强调企业、大学、研究机构或其他组织机构之间协同合作,以提升产业技术创新能力为目标,以企业或行业发展的重大需求为目标,以解决问题和完成任务为形式;联盟是联盟成员以独立法人的身份依法建立的具有法律效力的契约关系,是一种相对稳定的、长期的协同合作关系,而不是基于某个产学研项目而建立的临时、短期的一般性的合作关系。然而,战略联盟与协同创新并不是简单组合就能产生协同效应的,只有当大学、研究机构向联盟及其各创新主体之间创新要素系统性的整合到一定的程度后,才能形成联盟各创新要素多边协同和合作创新。因此,产业技术创新战略联盟是一种新的创新模式,其本质是一种重要的管理创新。它通过联盟内部各创新要素之间以及各创新要素与内外部环境之间的相互竞争合作、相互依赖促进,驱使联盟内创新资源在协同合作、共享的基础上形成系统的创新机制,进而得到动态持续的协同发展。以系统的视角分析,产业技术创新战略联盟协同创新机理就是联盟协同创新各主体、各组织内外部的合作方式与彼此关系的总和。包括各组成主体,以及系统与主体之间、主体与主体之间、系统与外部环境之间的相互联系、相互作用等关系的总和。
三、产业技术创新战略联盟协同创新机理
(一)协同创新体制
协同创新体制指产业技术创新战略联盟各主体之间以及主体与外部环境的关系。结合产业技术创新战略联盟的本质与“2011计划”的实质内容可见当前主要的体制为:政府引导,企业、高校、研究机构自主协同合作体制。在这一体制中,企业是协同创新的需求方及投入方。企业虽具有资金、设备、营销和市场经验等能力优势,但却缺少基础性原理知识和科技人力资源。Lee认为,企业参与协同创新的主要动机是获取互补性研究成果、进入新技术领域及开发新产品。每个联盟都是因为企业技术创新的重大需求,针对创新任务而开展,创新物质资源的投入和创新活动的组织,主要来自企业的组织。高校及科研机构是协同创新的智力提供者。其强大的基础研究实力和专业人才储备能很好地弥补企业在此方面的劣势,而企业也能为其提供必要的研究经费和实用性研究指导。因此,在产业技术创新联盟中传统的技术转移路径正在发生改变,高校及科研机构已不再是由企业筛选技术、选择合作被动参与方。根据“2011计划”精神,“高校主动协同科研机构、企业开展深度合作的方式提出了新的更高要求,尤其是建立协同创新战略联盟,应是一项重要的政策亮点”。政府起推动、引导作用。政府推动是政府根据国家或地方重大需求,通过行政和政策手段引导各主体根据实际紧密协同,在不同的层次、以不同的方式,积极推动体制改革,踊跃参与协同创新。对我国而言,政府的推动及引导作用越强,产业技术创新战略联盟协同创新的积极性就越高,共享资源越多,参与程序越深,互补性越强。另外,从西方的产业技术创新战略联盟发展看,风险投资起着重要的作用,甚至有研究认为风险投资是战略联盟运行达到成熟程度的一个重要的标志。然而,目前在我国尚未建立完善风险投资体制机制,随着我国产业技术联盟的发展,风险投资机构也将在产业技术战略联盟中占有一席之地。在这一体制中,核心关键要具备六个要素。
(1)需求牵引。即联盟成立的根本原因,联盟服务于谁或者什么重大需求,目的要很明确。
(2)问题导向。需求中存在什么层面的问题,这些问题涉及多个方面,靠某一组织无法完成。
(3)任务驱动。各创新主体具体要完成的任务,各创新主体之间以系统方式有逻辑地整合,实现多边的协同。
(4)要素整合。为解决任务而集合相关的要素。
(5)机制创新。要建立为解决任务而协同的机制,无固定的常规模式,根据实际需要而制定。
(6)实效突出。不以传统的科技评价模式来进行评价,而以解决实际的问题,原需求的成效来客观评价。
(二)协同创新的机制
协同创新机制是指产业技术创新战略联盟各主体、各组织的内部合作方式与要素关系的总和。它是一个复杂的关系系统,应遵循三大原则。
1.知识在知识场中扩散的动机和动力最大化原则
联盟协同创新的本质是基于合作的知识创新。产业技术创新战略联盟可视为知识在其中扩散的知识场,动机和动力是影响知识在知识场内扩散的两个很重要的指标,其中动机决定知识扩散的目标,动力则决定知识扩散的速度和程度。显然,当知识扩散的动机和动力最大时,知识创新绩效最大化。在动力中有一项重要的因素是以知识为主的资源互补性最大化因素。显而易见,战略联盟形成原因之一是基于资源的相互依赖性,主体之间资源的不可流动性、不可模仿性和不可替代程度越高,其他主体与之结成战略联盟的可能性越大。产业技术创新战略联盟主体之间资源属性类型互异,表明各主体之间更能形成资源互补的优势,更大地提高协同创新的绩效,这表明联盟主体之间的知识互补是联盟协同创新的基础。
2.技术转移梯度最小与创新能力差距适度化原则
知识创新在创新主体之间扩散,必须在一定知识位势区间内的高低知识位势主体之间进行,但位势差距的高低并不能完全决定知识流动的强弱程度。如果差距太大,低位势可能不会向高位势学习,高位势也没有向低位势进行知识扩散的动力与动机。当联盟的知识转移能力较弱或知识难度太高时,知识转移在联盟中很难产生很大的协同创新效应。这其中就涉及到技术转移梯度的问题,即不同协同主体之间技术水平的相差程度。根据研究,技术成果总是沿着技术梯度最小的方向转移的,技术转移梯度越小,则通过协同创新达成技术转移的几率越大。同理,产业技术创新战略联盟中各创新主体的创新能力差距需控制在一定的区间内。在一个产业技术战略联盟中,即使整个联盟的协同利益呈正向增长,但在联盟的某一或少数主体的知识或技术创新能力远远超过其他的协同主体,则该成员将会重新寻找得以使其自身利益更大化的战略联盟。创新能力差距化适度原则从另一角度看,也是知识与技术创新能力相适应原则,即知识的转移需要落地才能产生实际效益,否则只能成为摆设。这也是目前我国大学、研究机构的科学研究不能很好为市场所用的重要原因。
3.个体成本收益率最大化原则
所有联盟建立的最直接市场因素均是为了寻求成本最小化和利益的最大化。各创新主体通过联盟合作可稳定运营成本,进而减少收益成本,降低支付费用。产业技术创新战略联盟各参与主体进行协同创新的前提是单个主体参与所得的收益大于参与所付出的成本,而且参与创新活动的成本收益率高于单个主体行动的成本收益率。如果一项活动对于战略联盟能产生足够的协同利益,而对于其中某个个体产生的成本太高,或者成本收益率太低,那么这个个体也不可能采取行动。
四、结语与展望
1.1过程数据链路层接口1)数据集上层协议通过LPI访问通信存储器中的过程数据,LPI提供链路层端口初始化,包括数据集的读写以及同步操作等功能的原语。LPI规定了数据集的访问。在一个设备内,数据集由其数据集标识符(DS_Name)来识别。DS_Name由4位的通信存储器标志(traffic_store_id)和12位的端口地址(port_address)组成。2)LPI原语及调用流程链路层上各个原语及其先后调用关系如图2所示。由图2可知,进行通信前,发送者侧和用户侧需要对链路层进行初始化(lp_init),然后调用原语ds_subscribe来预订一个用于同步的数据集。接着者调用原语lp_put_dataset将数据集写入相应的通信存储器中,在进行此操作时,需要解析DS_Name。当数据集通过了物理层发送完成后,用户通过调用原语lp_get_dataset将数据集从通信存储器中取出。这样就完成了数据集的发送和接收。最后双方共同调用原语ds_desubscribe,从预定表中移去用于同步的数据集。
1.2过程变量应用层接口1)过程变量标识符在一个设备内,过程变量由其所在的数据集(DS_Name)和其在数据集中的位偏移量(Var_Offset)来标识[6]。通过总线传送时,过程变量由逻辑地址和被传送的数据集的位偏移量来识别。2)AVI原语应用变量接口AVI定义了变量提供给总线的服务。应用变量接口原语只访问通信存储器的端口,并没有触发总线的通信。在应用变量接口中,过程变量是单个访问的,属于数据集的一部分。为了提高传输效率,属于同一个数据集的过程变量作为一个坚固的整体进行传送和存储。过程变量和其所在数据集的刷新定时器一起在一次不可分割的操作中获取[7]。应用变量接口AVI原语分为3类:单个变量访问,集合访问,群集访问。
2过程数据通信设计思路
2.1过程数据链路层的设计
2.1.1过程数据链路层数据结构设计在链路层传输的数据属于数据集的一部分,数据集由其DS_Name来标识。
2.1.2过程数据链路层接口函数设计此函数用于实现过程数据模块的初始化功能。首先,读取配置文件建立相应的端口属性表来建立初值。然后进行差错判断,分为通信存储器标识和端口地址的判断,如果超出了系统设定的最大值,那么初始化过程失败。只有在以上条件为真的情况下,才初始化强制变量表和数据集预定表。2)过程“lp_put_dataset”此函数用于数据集的发送,从应用拷贝一个数据集到通信存储器中的端口。首先,要对输入参数的合法性进行检查,主要是对通信存储器和端口地址进行检查,判断是否在系统设定的范围内。在完成参数检查后,开始进行数据的发送,将数据拷入相应的端口中,同时,前一次的数据集将被覆盖。3)过程“lp_get_dataset”此函数用于接收数据集,即从端口拷贝一个数据集和其刷新定时器到应用层。首先,要检查输入参数的合法性,分别是对通信存储器标识和端口地址的值的判断。然后,根据相应的端口属性表,将端口中的数据集和刷新定时器拷贝到应用提供的内存中。
2.2过程变量应用层的设计
2.2.1过程变量应用层数据结构设计1)单个变量数据结构设计对于单个变量,利用结构体PV_NAME来描述一个变量,如下:2)集合变量数据结构集合变量使用结构体PV_SET来标识同一个数据集的一组变量,包括每个变量拷入(或拷出)的内存地址以及整个数据集的刷新定时器。3)群集变量数据结构群集结构体PV_Cluster标识一组PV_Set,由通信存储器进行排序。
2.2.2过程数据应用层接口函数设计1)函数“ap_put_variable”此函数用于单个变量的发送,从应用内存地址空间拷贝一个单个过程变量及检查变量到通信存储器。首先,检查PV_NAME参数的合法性,从PV_NAME中获取数据集DS_NAME的信息,接着调用lp_get_dataset函数从相应的端口读取数据集,然后根据PV_NAME中var_type类型,分7种情况进行数组元素个数和数据派生类型的计算,根据计算结果将过程变量和检查变量拷贝到数据集中,变量上一次的值被覆盖。在上述过程完成后,调用lp_put_dataset函数将数据集拷贝到宿端口中。2)函数“ap_get_variable”此函数用于单个变量的接收,从通信存储器拷贝一个过程变量及检查变量和刷新定时器到应用内存的地址空间。首先,要对PV_NAME进行参数检查,然后根据PV_NAME获取的端口信息,调用lp_get_dataset函数从相应的端口获取数据集。接着就根据算法从数据集中获取过程变量和检查变量。3)函数“ap_put_set”此函数用于集合变量的发送,在一次不可分割的操作中,从应用内存地址空间拷贝集合变量到端口。首先,获取PV_LIST中DS_NAME信息,根据相应的ts_id和port_address调用lp_get_dataset函数获取数据集。接着,将变量写进数据集中,在进行此操作前,先对PV_LIST进行参数的检查。在检查完成后,调用lp_put_dataset函数将数据集拷贝至相应的端口。4)函数“ap_get_set”此函数用于集合变量的接收,在一次不可分割的操作中,从端口拷贝属于同一个集合中的过程变量到应用内存地址空间。首先,对PV_LIST进行参数的检查,检查通过后,根据PV_LIST中DS_NAME的信息,调用lp_get_dataset函数获取数据集,然后根据算法将数据集中的变量进行提取,实现群集变量接收的功能。5)函数“ap_put_cluster”此函数用于群集变量的发送,从应用拷贝一个变量群集到通信存储器中,属于同一个PV_SET的变量一起拷贝。其实现的过程和函数ap_put_set相同,只是在参数检查上改为对PV_SET的检查。6)函数“ap_get_cluster”此函数用于群集变量的接收,从通信存储器拷贝过程变量的一个群集到本地用户实体。其实现的过程和函数ap_get_set基本相同,不同点在于参数检查是对PV_SET的检查。
3过程数据实时协议通信测试验证
3.1测试验证平台由于变量服务对于MVB和WTB通信存储器的访问原理和实现过程相同,因此测试基于MVB设备间的过程数据通信来验证链路层和应用层接口功能[8]。本测试连接以D113为核心的MVB主设备、UIC网关A、B两组的MVB通信板以及MVB协议分析设备,组成拥有一主、三从的MVB通信网络,如图3所示,连接无误后各套设备上电准备,UIC网关的两组从设备分别与电脑主机通过以太网相连,MVB协议分析设备通过USB与电脑主机相连。
3.2过程数据链路层测试及验证首先启动D113MVB板卡的PC104核心模块进入winxp系统,启动UIC网关MVB板下位机VxWorks系统。然后启动上位机Tornado集成开发环境,运行FTP服务器程序Tftpd32,建立连接后,下载MVB实时协议栈代码。接着就开始进行端口配置,在测试中,配置0x001,0x002,0x005为源端口,接收来自D113MVB板卡发出的数据,3个端口功能码分别为0,1,4,接收字节数为2,4,32,配置0x008,0x009,0x00a为宿端口,向D113MVB板发送数据,功能码为2,接收的字节数为8,测试结果如图4,图5所示。链路层接口向上层应用提供数据集的读写操作,对于应用是不可见的,因此,为了测试的可视性,在上层应用中设计了两个函数ap_get_dataset和ap_put_dataset,这两个函数调用了链路层lp_put_dataset和lp_get_dataset这两个收发数据集的函数,测试时能实时反应出收发数据的情况。通过以上两个结果图可以看出,D113板卡和UIC网关的MVB板卡能准确地互相接收和发送数据,验证了过程数据链路层能正常的进行数据通信,功能得以实现。
3.3过程数据应用层测试及验证应用层的测试针对集合和群集变量的收发进行了试验。在进行集合变量测试时,配置主设备端口0x004为源端口,功能码为4,从设备配置相应的宿端口。群集变量测试配置0x003端口,数据0x10和0xAA在数组1中,0xA1A2在数组2中,两个数组整合成一个变量集合发送。测试结果如图6~8所示。根据图6~8,集合变量和群集变量能准确的收发和接收,验证了实时协议变量应用层接口能正常使用,功能得以验证。
4结束语
实施心脏手术后的患者,对心肺功能都有较大的影响,术后早期呼吸与循环功能尚不稳定,需用机械通气辅助以减轻呼吸做功,减轻心脏负担,保证全身氧的需求,防止二氧化碳蓄积,顺利渡过早期危险期。因此,此期的护理尤为重要[1],我们自2002年6月至今观察并总结我院87例心脏手术后患者的呼吸道护理,现总结资料如下。
1临床资料
本组患者共87例,男39例,女48例,年龄3~63岁,平均21.5岁,其中,先天性心脏病患者68例,风湿性心脏病患者19例。行单纯室间隔缺损修补术32例,单纯房间隔缺损修补术11例,室间隔缺损合并动脉导管未闭同期手术2例,单纯动脉导管未闭于体外循环下缝扎8例,于常温下结扎14例,二尖瓣置换术5例,主动脉瓣置换术1例,双瓣置换加三尖瓣成形术13例,同期冠状动脉旁路移植和主动脉瓣置换术1例。术后痊愈70例,死亡2例。
2护理
2.1气管插管的正确位置患者返回ICU后与麻醉医生共同检查气管插管的位置是否正确,听诊肺部,判断气管插管是否在气道内,警惕发生气管插管过深或过浅。测量气管插管距门齿及鼻尖的距离,并做记录,便于每班护士交班时能及时发现气管插管是否脱位。我们常规通知放射科拍床旁X线胸片,确切了解气管插管的位置。用寸带适度固定好气管插管,用束带约束患者四肢,防止患者因躁动将气管插管拔出。摆好患者后,连接呼吸机并警惕因呼吸机连接的牵拉造成气管插管脱出、扭曲或打折。
2.2保持呼吸道通畅心脏手术后患者多数循环、呼吸状态不稳定,尤其体外循环后肺部分泌物增多,又因人工呼吸机可能导致肺部感染,患者的痰量会大大增加[2]。所以,呼吸道及时清理,保持呼吸道通畅是改善肺部通气,维护心脏功能的重要措施。在患者机械通气期间,吸痰操作是最基本的一项护理技术,吸痰不及时或吸痰操作不当会造成诸多并发症,影响术后疗效甚至危及患者生命。频繁或定时吸痰可导致不必要的气管黏膜损伤,造成患者不耐受和对抗,往往痰液较少,效果不明显及带来不必要的刺激。因此,机械通气期间护士应按时听诊患者双肺呼吸音,每30min1次。听诊发现痰鸣音可以及时发现气道内的痰液蓄积,及时清理效果良好,可以作为最佳的吸痰指征[3]。吸痰前后充分的给纯氧1~2min是非常重要的程序,吸痰时间要短,控制在10~15s,连续多次吸痰之间要充分地给纯氧吸入以增加氧的储备。吸痰前要做好解释工作,以取得患者的信任与合作。吸痰时要注意观察患者的心率、心律、血压及口唇颜色,出现血压下降,SaO2<95%,心率增加、心律失常时,应立即停止吸痰,接通呼吸机并给予高浓度氧,并注意观察痰液的性质、颜色和量。2.3气道湿化患者在机械通气期间要防止分泌物黏稠及形成痰痂。吸入温热的气体可以减轻气道黏膜的刺激,减少支气管痉挛或哮喘。加强气道温度和湿度的控制。以防止纤毛运动功能减弱,造成分泌物排出障碍,湿度98%~99%,温度31℃~33℃[4]。对于痰液黏稠者可持续湿化,间断雾化吸入,稀释分泌物,利于痰液排出。
2.4心理护理ICU病房患者往往由于环境陌生,且气管插管给患者带来极大的不适和痛苦,患者不能说话而感到恐惧和孤独。因此常有着急、急躁或挫折等心理反应。此时要主动提供必要的信息,如告诉患者拔管的时间,不能说话是暂时的、病情好转的结果等;及时捕捉交流的愿望与信息提示。机械通气患者常常感到口干口渴。护士应当主动倾听患者口干口渴所诉的痛苦,并及时采取措施。要留心观察与分析眼睛、面部表情、口形和手势所表达的信息,可制作一些图片、词板或会话卡,关心体贴患者,同患者进行充分的心理沟通,建立起相互信赖的关系,在此基础上给患者以鼓励、安慰,增强其战胜疾病的信心。
对机械通气的患者定时做血气分析,我们体会血气分析固然是一项重要的监测指标,但并非十分可靠全面,护士应全面观察临床动态变化,听诊双肺呼吸音,勤查X线胸片,并与前日做对照,及时了解病情的变化。会同医生选择最佳拔管时机,既要把握早期撤离呼吸机的时机,又要保证安全。
心脏手术后机械通气的患者往往病情较重,并且由于声门失去作用,不能形成咳嗽前的气道高压,因此不能达到有效咳嗽[2],分泌物易于蓄积而导致呼吸道不通畅,造成二氧化碳蓄积。此时呼吸道给予正确、合理地护理可改善心肺功能,达到促进治疗的目的,也是恢复治疗的关键。
【参考文献】
1郭加强,吴清玉.心脏外科护理学.北京:人民卫生出版社,2003,97-100.
2张会芝.呼吸衰竭患者机械通气时适时吸痰的探讨.实用护理杂志,2002,18(4):16.
关键词:嵌入式系统串行通信控制器(SCC)Z85C30
引言
我们在嵌入式系统的开发过程中,经常需要设计串行通信口,用以同其它设备或计算机网络交换数据。针对不同的应用场合及不同的通信格式,在硬件设计方面有许多不同的芯片可供选择,如Intel8251A、Intel8274、Intel82530等。采用ZILOG公司的串行通信控制器Z85C30进行设计,和其它器件相比,具有功能强、速度快、外部逻辑少等优点。
1串行通信控制器Z85C30介绍
Z85C30是ZILOG公司推出的一种串行通信控制器(SCC)。它具有双通道,适用于8位、16位处理器的系统,能够完成串行到并行、并行到串行的转换。Z85C30能够处理诸如异步格式、面向字节的同步规程(如IBM双同步规程)、面向比特的同步规程(如HDLC、SDLC);能够产生、检查CRC循环冗余检验码。
Z85C30每个通道有14个写寄存器、7个读寄存器。通过对其编程,可将通信控制器配置满足各种格式,如数据长度、停止位的位数、有无奇偶检验等。
1.1Z850C30主要性能
①同步速率。16MHz时钟下,传输速率达4Mb/s;使用16MHz时钟,传输速率达1Mb/s(FM编码);使用16MHz时钟,传输速率达500Kb/s(NRZI编码)。
②异步性能。每个字符5、6、7或8位;1/2或2位停止位;奇或偶校验;1、16、32、64倍时钟格式;断点产生和测试;奇偶、超载和帧出错测试。
③按字节同步性能。内同步或外同步;1或2个同步字符;自动CRC产生、测试。
④SDLC/HDLC性能。异常中止序列的产生和检测;“0”的自动插入和删除,报文间标志的自动插入,地址段的识别,信息段剩余管理,CRC产生、测试;具有EOP识别/循不入口和出口的SDLC方式;可选NRZ、NRZI、曼彻斯特或FM编/解码;具有时钟恢复能力的数字锁相环;具有自动回波和局部回送的诊断能力。
另外,Z85C30能在SDLC/HDLC方式下更高效地工作,如果有10×19位SDLC/HDLC帧状态FIFO,14位SDLC/HDLC帧计数器,自动SDLC/HDLC标志发送,自动复位SDLC/HDLCUnderrun/EOM标志,自动预置SDLC/HDLCCRC等。
1.2Z85C30主要引脚简介
Z85C30引脚按功能分为7组:数据地址总线、总线时序和复位、控制引脚、中断控制、串行数据、通道控制引脚和时钟引脚,如图1所示。Z85C30引脚定义如图2所示。
D7~D0:数据地址总线,用于传送命令和数据。
RD、WR:读、写信号,用于对Z85C30的寄存器操作,低电平有效。
CE:片选信号。
A/B:A、B通道选择,低电平表示选择B通道,高电平选择A通道。
D/C:数据/控制选择,高电平表示与85C30之间传输的是数据,低电平表示与85C30间传输的是命令信号。
INT:中断请求,低电平有效,当SCC需要申请中断时,该信号有效。
INTACK:中断响应,低电平有效。
IEI:中断允许输入。输入,高电平有效。当有多个中断源时,IEI和IEO一起组成中断顺序链优先级排队电路。
IEO:中断允许输出。输出,高电平有效。
PCLK:时钟输入,用来同步内部信号,是标准的TTL电平信号。
TxD、RxD:发送、接收数据,分A、B两个通道。
TRxC、RTxC:通道时钟,它们能被编程为几种不同的操作械。RTxC能提供接收时钟或传送时钟(在输入方式),能提供传输时钟计数器输出(数据锁相器)、晶体振荡器输出、波特率发生器输出和输入时钟输出(它们都是在输出方式)。RTxC能提供接收时钟、传送时钟、波特率发生器时钟、数字锁相环时钟。
1.3Z85C30的接口时序
RD和WR是总线传输的两个控制信号。CE、D/C、A/B和INTACK用于控制总线传输的类型。总线上传输的地址在有效后,RD和WR才变低。CE、WR和CE、RD锁存地址的时序是一致的。
(1)读周期时序
在RD和CE有效时,A/B和D/C上的地址被锁存。在此周期内CE必须保持低,并且INTACK必须保持高。Z85X30的总线驱动设备只有在RD和CE都有效地才使能。在读操作用D/C为高时,不会影响指针的状态。当D/C为低且在内部操作完成后,指针复位到0。
(2)写周期时序
在CE和WR有效时,A/B、D/C和数据D7~D0同时被锁存。在此周期内CE必须保持低,并且INTACK必须保持高。在写操作且D/C为高时,不会影响指针的状态。当D/C为低且在内部操作完毕后,指针复位到0。
(3)中断响应周期
当INTACK为低时,进入中断响应周期。这个A/B、D/C、CE、WR信号都被忽略。
1.4Z85X30寄存器访问
访问寄存器有两个步骤,是使用寄存器指针来完成寻址的。为寻址一个指定的寄存器,先通过写入WR0的指针位来指定寄存器。因为Z85X30只有唯一的寄存器设置存在,因此,可以从两个通道中的任意一个将指针写入。当指针写入后,再次的读或写周期(当D/C为低时)将存取刚才指定的寄存器。在读和写周期结束时,指针被复位到0。
对RR8(接收数据缓冲FIFO)的读及对WR8(传送数据缓冲FIFO)的写操作,可以按以上方法进行,也可以在D/C为高时进行存取。当D/C为高时,可以直接对相应的数据寄存器进行存取,并且指针的状态为独立的。这样,允许在一个周期内寻址数据寄存器,并且不影响指针的状态。
2Z85C30与CPU的接口
以下介绍以8051作CPU与Z85C30的接口电路,如图3所示。
Z85C30的时钟选用7.0728MHz。54LS373用来锁存片选信号和Z85C30的地址(用来区分命令、数据寄存器)。因为Z85C30的写时序在数据有效后,才应出现WR的下降沿;在数据无效之前,应出现WR上升沿。用1片D触发器54LS74和2个反相器件来延迟送到Z85C30的WR。由于电路设计为TTL电路,在实际的应用,还需加入TTL-RS232转换电路芯片。
3软件设计
3.1Z85Z30的I/O操作
X85C30有三种基本的I/O操作形式:查询、中断、块操作。这三种I/O操作在初始化和数据传送时涉及到寄存器操作。
查询方式依靠软件查询串行控制器,从而决定什么时候数据应从串行控制器输入或输出。在此模式中,主中断使能位和WAIT/DMA请求位都应编程为0,从而清除任何中断或DMA请求。查询是通过对RR0的状态检测进行的。在此模式中,中断功能失效。在转入数据处理前,必须对RR0读分析,以决定进入怎样的例程。
中断方式中,串行控制器的每一个通道包括三个中断源:接收器中断、发送器中断和外部/状态中断。
块操作方式可将W/REQ输出与WR1中的就绪/请求位配合。通过编程,W/REQ输出在块操作方式中能被定义为WAIT信号,在DMA方式中可作为REQ信号。
3.2软件的编写
不同的应用场合,对Z85C30的初始化流程不同,这就需要对Z85C30的写寄存器赋予相应的初值。
图38051与Z85C30的接口电路
在SCC初始化完成后,即可进行通信。传送缓冲区和接收缓冲区全部为空。软件把第1个传送字符写到传送缓冲器,中断才会产生。第1个传送字符到了SCC的移位寄存器,传送中断产生。然后,SCC继续判断中断,直到报文结束。报文结束时,应执行复位发送中断赋值命令,用来禁止发送请求中断。SCC检测到最后一个字符,中断将停止,直到另外的报文写到传送缓冲器。
寄存器RR2用来说明中断矢量和状态,它从B信道读取。RR3是中断赋值寄存器,用来指示中断的类型,它从A信道读取。看网络补充版中列出了Z85C30的中断流程。
外部/状态中断源包括:断点/异常中断、发送欠载/报文结束中断、CTS中断、同步/搜索中断、DCD中断、零计数中断。它由WR1和WR15设置,只有WR1中外部/状态中断允许位置和WR15中的相应控制位置位后,外部/状态条件才会产生中断。
论文摘要:协调度是体现两个子系统间及两个系统内各种要素关系的一个重要特征,本文在对区域创新系统与区域经济发展协调度进行了界定的基础上,分析了区域创新系统与区域经济发展协调度构成要素,并在构成要素基础上构建了区域创新系统与区域经济协调度的评价模型,以便于对区域创新系统与区域经济发展的协调关系进行评价。
一、协调度界定
协调是体现两个子系统间及两个系统内各种要素关系的一个重要特征,协调发展体现在系统进化的潜力、生机和较强的适应性,如果系统目前的水平较低,但各子系统之间关系和谐、相互推进、配合默契,系统的生命力就会旺盛,就有可能迅速发展起来,同时也促进两者的快速发展;如果系统目前水平较高,但各子系统之间不协调,相互不配合或配合不好,系统就有可能停滞不前甚至衰退,同时也阻碍了两者的发展。
区域创新系统与区域经济发展的协调度是指两个子系统及其构成要素之间具有的合作、互补、同步等多种关联关系,及利用这些关联的积极关系使系统呈现出协调结构和状态以及两个子系统间的良性循环,从而达到一种良好的稳定状态,促进彼此的共同发展。
因此,一个良好的区域创新与区域经济发展协调系统应符合以下特征:
(一)动态性
两个子系统的协调过程必须是一个动态协调过程。在协调的过程中,暂时的不协调是不可避免的,我们应该允许并正确看待这种暂时的不协调,因为这种暂时的不协调将会对以后的进一步协调做准备,为推动两者的持续、快速、健康协调发展起一定的促进作用。
(二)内部性
两个子系统内部必须是协调的。两个子系统内部不协调,则谈不上促进两者的协调,只有内部协调才能促进两个子系统的发展,且各系统内的每个要素在协调过程中都要以其他要素互为输出、互为适应为目标,因此,两个子系统自身结构的合理对系统总体的协调具有至关重要的作用。
(三)相互性
两个子系统之间必须要协调。一般情况下,区域创新系统与区域经济系统的发展目标之间应该是大体平衡的,两者之间应该是相互促进、相互依存、共同发展的状态。但若有一方过度超前就会造成两者之间发展的不平衡,就会出现失衡,并最终影响系统各个方面的发展,所以只有两个子系统协调发展,彼此相互促进才能达到整体最优发展效果。
二、区域创新系统与区域经济协调发展构成因素分析
区域创新系统是由创新主体、创新资源、创新能力和创新环境组成的系统,因此,区域创新系统与区域经济协调发展应体现为区域创新系统各构成要素与区域经济之间的协调,因此区域创新系统与区域经济协调发展构成因素包括以下几个方面:
(一)创新主体与区域经济发展的协调
创新主体与区域经济发展的协调主要体现为区域内企业、大学与科研机构、中介机构、政府与区域经济的协调。要实现它们的协调发展,首先需要加强创新主体彼此间的合作与配合,形成凝聚力,并且在各创新主体合作的同时,它们创新的能力和水平也必须要跟上整个区域经济的发展进程。若区域经济发展水平较低,创新主体就要通过自身的创新意识、创新行为及影响力,来带动整个区域经济的发展,使整个区域处于创新的氛围中,并且在各主体相互影响与整合的基础上形成合理的发展结构和运作机制,通过调控和整合各主体间的发展结构和运作机制来确保创新主体与区域经济的协调发展。
(二)创新资源与区域经济发展的协调
创新资源的合理投人、配置及使用可以促进其与区域经济的协调发展,因此,要想实现创新资源与区域经济的协调发展就要推动创新资源各要素的有序流动,在投人创新资源的同时根据资源本身具有的优势合理地使用资源,发挥其特有的优势,同时还要实现资源要素的优化配置,让各创新资源都能高效地发挥其自身作用,并在不断完善自身使用价值的同时,促进其最大限度的产出,给区域经济发展带来收益,最终达到促进区域经济发展的目的。
(三)创新能力与区域经济发展的协调
创新能力与区域经济发展的协调是反映区域创新系统与区域经济协调发展的最重要也是最基本的因素之一。创新能力与区域经济发展的协调主要体现在自主研发能力、技术的吸收利用能力以及科技成果转化能力三方面与区域经济的协调上。自主研发与区域经济的协调可以让企业拥有自己的核心技术,增强区域经济的核心竞争力;技术的吸收利用能力可以使企业引人和消化吸收先进技术,节约研发时间;科技成果的转化能力可以将科技成果转化为现实生产力,改造原有技术,并改善技术创新能力与区域经济发展的协调水平,对区域经济发展具有巨大的推动作用。因此,要想实现这三方面与区域经济的协调就要根据企业所处的发展阶段和现有技术、资金和人才的实际程度来决定采取哪种方式来提升自身的创新能力,对于实现区域创新能力与区域经济的协调发展很有帮助。
(四)创新环境与区域经济发展的协调
创新环境与区域经济发展的协调是区域创新系统与区域经济协调发展的重要保障,也是协调发展不可缺少的要素之一。只有建立良好的区域创新环境,才能形成更大的经济增长效应。创新环境协调需要软、硬环境都能为区域经济发展服务,因此不仅需要通过体制、’政策、机制、贸易等来促进创新软环境的改善,同时还要不断的改善硬环境为创新活动的进行提供必要的基础设施,为经济发展带来好的环境空间,同时也为创新活动促进区域经济发展打好基础。因此,有利于创新的软环境和硬环境都是创新环境与区域经济发展是否协调的重要决定指标,其作用都不可忽视,应对其重视及加强。
三、区域创新系统与区域经济发展协调度评价模型
(一)指标选取:
因为协调是描述各子系统之间相互作用、相互配合的状况,而不是各自的发展状况,即使各个子系统发展到了较好的水平,也并不意味着他们之间有良好的结合关系,并不能说明系统协调。相反,系统完全可以在低水平层次上达到协调,我们追求的主要是高水平的协调。因此,‘协调度评价指标体系的建立主要从区域创新与区域经济协调的角度来考虑,同时所选的指标应该既能体现两个系统本身状况又能体现出二者的相互作用。
所以本文把区域创新系统与区域经济发展协调度评价指标体系分为以下四方面:创新主体协调指数、创新资源协调指数、创新能力协调指数、创新环境协调指数,根据指标数据可查性及代表性,本文选择各项指标如下:
创新主体协调指数。选择区域内高新技术企业数占工业企亚数比重、"211”工程院校数占高等院校比重、有科研机构的企业占全部企业比重作为创新主体与经济协调发展的评价指标。
创新资源协调指数。自然资源与区域经济协调选择综合能耗产出率作为评价指标;人力资源与区域经济协调选择科技活动人员数占从业人员比重作为评价指标;资金与区域经济协调选择科技经费支出占GDP比重、R&D经费支出占GDP比重、企业R&D经费支出占产品销售收人比重三项作为评价指标;信息资源与区域经济协调选择电子信息产业制造业工业增加值占GDP比重作为评价指标。
创新能力协调指数。自主研发能力选择用发明专利授权数占专利申请授权数比重作为评价指标;技术的吸收利用能力与区域经济的协调选择用企业消化吸收经费与技术引进经费比例作为评价指标;科技成果转化能力与区域经济的协调选择用规模以上工业企业增加值中高新技术产业份额、新产品销鲁收人占产品销售收人比重两个指标来衡量。
创新环境协调指数。经济体制与区域经济发展协调选择地方财政科技拨款占地方财政支出比重来表示;金融环境与经济发展协调选择金融机构贷款占科技经费统筹额比重来表示;市场环境与区域经济发展协调选择技术市场成交合同金额占GDP比重来表示;基础设施与区域经济发展协调选择科研与综合技术服务业新增固定资产占全社会比重来表示;对外贸易与区域经济协调选择高新技术产品出口额占商品出口额比重来表示。
(二)评价指标体系的构建
具体指标如表1所示,一级指标为区域创新系统与区域经济发展协调度,下设四个二级指标,分别为创新主体协调指数、创新资源协调指数、创新能力协调指数和创新环境协调指数,三级指标为指标选取中所选择的指标。:
(三)评价方法的选择
(1)权重的确定。由于在本论文中选用的指标都是定量的,所以选择变异系数法来确定权重,这是一种客观赋权法,可以在一定程度上避免主观因素带来的偏差。在一个系统中,指标的重要性越大、对应的权重也应该越大。
各指标的变异系数为:
(2)评价方法。本文所构建的评价指标体系可以采用的评价方法有相关系数法、DEA评价法、平均方式的量化统计分析法和主成分投影法。
相关系数法所关注的是两个系统之间是否有一种稳定的联系,如果有稳定的联系,便是协调的,否则便是不协调,这是相关系数法的优点。但该方法也有不足,如果科技与经济间一些指标有稳定的比例关系,但很低,那么二者也是协调的,但这不是我们所追求的协调。同时,用相关系数法无法对超常规发展做出协调度判断。
DEA评价必须是从投人产出的角度分别从两个系统分开建立评价体系,然后用指标体系法合并在一起,评价体系的建立本身不能体现二者的协调,这是其缺点。
平均方式的量化统计分析法的优点是综合考虑了各因素的作用,便于纵向和横向比较评判。但就某一时点来讲,其缺点仍然是无法给出两个系统是否协调的量化判断。
主成分投影法重点反映的是两个以上的因素或属性水平之间的比例或比值,这种比值表达了它们之间的关系。协调指标不仅是相对指标,而且是无量纲的相对指标,作为协调指标,它们仅以相关系数存在。一般来说,相关系数越大就表明协调度越好,相关系数越小就表明协调度越差。
鉴于以上评价方法的优缺点,本模型采用主成份投影法对协调度进行评价,一方面因为本文的评价指标都是相对指标,适宜用主成份投影法来评价,采用主成份投影法可以得出协调度的具体分值,可以对协调度做量化判断;另一方面该方法可以在计算机上进行操作,简便易行。
[论文摘要]无线传感器网络研究具有重大的科学意义及应用前景。协作技术是其重要组成部分。通过介绍无线传感器网络协作技术,对协作技术研究中的一些热点问题进行分析,展望无线传感器网络协作技术研究中一些很有前景的研究方向。
一、引言
无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)包含大量智能传感节点,分布在大范围地理区域内,近似实时地监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的数据,并对数据进行处理,获得详尽准确的信息传送给用户。WSN以其监测精度高、布设灵活性强、造价低廉等特点,在军事侦察、工业控制、交通监管、环境监测等领域具有非常广阔的应用前景[1]。
由于单个传感器节点的通信、处理和感知能力有限,无法处理大规模复杂问题,多数情况下不能获取网络全局信息,传感节点要求具有协同通信功能。WSN的协同主要是指资源的协同、任务的协同、信号与信息的协同。资源的协同和信号与信息的协同从根本上是为任务协同服务的[2]。本文通过对协作技术研究中的一些热点问题进行分析,展望无线传感器网络协作技术研究中一些很有前景的研究方向。
二、无线传感器网络协作技术研究热点
(一)协作任务描述
任务描述是任务协同的基础,任务描述能力直接影响任务分配系统的复杂性。WSN的任务描述涉及两方面的内容,即对任务功能进行描述和对参与任务的节点进行描述。根据WSN的特点,感知任务可以从面向应用和面向任务分配两个角度加以描述。
文献[3]分析比较了当前具有代表性的几种无线传感器网络任务描述方式,如有向无环图、抽象任务图、基于角色的任务图、类SQL查询语言描述等。目前并没有一种任务描述方式能同时从两个角度出发有效地对任务进行描述。
(二)协作信号处理
协作信号信息处理协作信号信息处理(collaborativesignalandinformasionprocessing,CSIP)技术。文献[4]描述了CSIP针对WSN网络的特点,在数据表达、存储、传输和处理等方面研究新的方法和算法来满足应用对信息精度、网络节能、低延迟、可扩展和高可靠的要求。
文献[5]分析WSN的特点和CSIP的需求,讨论它的一般流程和主要处理模式,接着结合功能框架,归纳并总结目前已有的主要方法。CSIP基于节点间的协商和合作,选择合适的传感节点参与协作,平衡节点个体和网络整体在协作过程中的信息收益和资源代价,解决网络信息处理中的驱动机制、节点选择、处理地点、时机和算法等问题。
(三)协作时间同步
无线传感器网络的应用通常需要一个适应性比较好的时间同步服务,以保证数据的一致性和协调性。时间同步是同步分布式数据感知和控制所必需的。在无线传感器网络中协调、通信、安全、电源管理和分布式登陆等,都依赖于现有的全局时间。
文献[6]提出了协作时间同步同步的概念。协作同步原理如下:如果时间基准节点按照相等的时间问隔发出多个同步脉冲,其周围单跳节点接收后依据这一系列个脉冲的发送时刻估算出时间基准节点的下一个脉冲发送时刻,并在该时刻同时发出同步脉冲。此脉冲信号会扩散至周围单跳节点。如此重复下去,最终网内所有节点都会同时发出同步脉冲,即达到了同步状态。
(四)MAS协作
多Agent系统(Multi-agentSystem,MAS)是分布式人工智能的重要研究领域,agent可以定义为具有目标、知识和能力的软件或硬件实体,能力包括感知、行动、推理、学习、通信和协作等。
agent利用局部信息进行自主规划,通过规划推理解决局部冲突以实现协作,进而实现系统整体目标。Agent体系结构、交互语言、协商策略研究较为成熟,并且与WSN具有很多相似性。因此,可以考虑在WSN协作中引入agent。
文献[7]提出了一种WSN中基于P2P的多agent数据传输和汇总系统架构。此构架包括接口agent、查询agent、路由agent及数据采集agent。接口agent与用户交互,路由agent负责能源效率的数据传输。查询agent为agent与路由agent之间的协作提供便利的接口,并负责建立优化计划,以实现其预定目标。接口agent和查询agent放置在资源丰富的基站,因为它们需要计算密集操作。数据采集agent负责采集,筛选和格式化传感器的数据。提供MAS架构和设计,使它们在WSNs中能够协调和沟通,彼此之间相互传输和汇总数据。
三、总结与展望
随着WSN商业应用越来越广泛,WSN研究面临的挑战也日益严峻。单个的能源、功率、功能均受限的传感器节点需要协作完成任务。针对传感器间的协作技术的研究也日益受到重视。目前的协作研究仅仅局限在一些具体问题上,尚未形成通用方法。本文分析WSN协作研究还是很有前景的。
参考文献:
[1]孙利民、李中建、陈渝等,无线传感器网络[M].北京:清华大学出版社,2005.
[2]于海斌、曾鹏,智能无线传感器网络系统[M].北京:科学出版社,2006:212-222.
[3]谷建华、沈沉、彭力静、李志刚,基于无线传感器网络任务描述方式的研究与比较,计算机应用研究,2008,25(5):1292-1294.
[4]KumarS,ZhaoF,ShepherdD.Collaborativesignalandinformasion,processinginmier-esensornetworks[J].IEEESignalProcessingMagazine,2002,19(2):13-l4.
[5]史浩山,杨少军,侯蓉晖,无线传感器网络协作信号信息处理技术研究,信息与控制,2006,35(2):225-232.