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【关键词】嵌入式处理器;TC35i通信模块;远程控制
随着现代通信技术的迅速发展,家电的智能化和数字化也应运而生。因此,我们利用NiosII技术设计了一个远程控制模块,以实现家用电器的智能化。它使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候,任何地点对家中的各种电器进行远程控制。
1.系统方案介绍
本设计利用FPGA平台的Nios II软核处理器,调用4个IP core,其中3个为通用IO接口,剩下的一个为异步串行通讯接口。以上所有IP core的管脚均需通过SOPC Builder文件定义,否则将无法与FPGA实际外部管脚相连。由于电热杯的驱动电流较大,FPGA的输出电流无法将其直接开启,故需在电热杯与FPGA之间加入以驱动电路以实现功能。驱动电路采用继电器作为控制器件,可以控制交变电压220V下的电器,从而实现低压器件控制高压器件的目的。系统功能结构如图1所示。
图1 系统设计方案
2.硬件设计
2.1 FPGA_Cyclone_III_ EP3C16下载板
本设计采用搭载Altera公司推出的Cyclone III系列芯片EP3C16Q240C8N芯片作为核心处理器的EP3C16Q240C8N-FPGA/Nios II开发板进行设计。具有电源和时钟设计完善;性能稳定可靠、结构紧凑美观;板上乘载资源、周边接口较多,可扩展性强;板上器件调试方便,配置容易;扩展灵活等特点[1]。
2.2 TC35i短信模块
TC35i是德国SIEMENS(西门子)公司的一款双频900/1800MHz高度集成的GSM模块[2]。它设计小巧、功耗很低,可以为很多通信应用提供经济高效的解决方案。本设计采用RS232的UART通信模式与FPGA下载板进行数据传输。
2.3 驱动电路
本设计采用家用电器(电热杯)作为控制对象,利用继电器来控制,而继电器本身对于FPGA芯片而言就是一个功率器件,因此这个驱动电路就显得尤为重要。电路如图2所示。在驱动电路中加入二极管要起到保护三极管等驱动元件的目的。当三极管的控制端,即FPGA的控制I/O管脚电平由高变低时,流经继电器线圈的电流将迅速减小,这时线圈会产生很高的自感电动势,与电源电流方向同向产生叠加,其电压将加在c、e级两端,会使三极管击穿。采用8050三极管驱动继电器动作;并联上二极管后,即可将继电器线圈中的自感电动势限制在二极管的正向导通电压内,此时二极管压降为0.7V(硅管),从而达到避免击穿三极管的目的。
图2 继电器原理图
NPN型三极管8050的集电极最大电流为1.5A,其满足电热杯的额定工作电流1.36A,经测试,此电路未发现异常。
3.软件设计
Nios Ⅱ软核内部采用32位指令和数据总线,内部有32个通用寄存器和32个外部中断源;使用同样的指令集架构(ISA),100%二进制代码兼容,设计者可以根据系统需求的变化更改CPU,且开发人员可以在Nios ⅡCPU 核内增加硬件,用以执行复杂运算任务,为时序要求紧张的软件提供加速算法。[3]
3.1 Nios II嵌入式处理器设计
在Quartus下的SOPC Builder中建立软核。设计软核处理器时,CPU选用功能比较丰富的Nios II/f型,建立本设计所需的I/O软核,选用数据为16位的动态随机存储器SDRAM,波特率为9600bps的串口(UART),JTAG UART以及EPCS Flash控制器。
图3 软核处理器原理图
3.2 系统控制软件流程图
软件流程图如图4所示,首先调用初始化函数对Nios II和液晶模块进行初始化。对于液晶显示器,初始化是必要的步骤,否则不能使用。在整个系统软件的运行过程中,主要由三个判断部分组成。每个部分都需要通过Nios II与AT命令配合使用,而AT命令需通过UART传送到TC35i短信模块中运行。故这三个判断部分是整个系统软件成功运行的关键所在。
3.3 模块连接部分程序
本部分函数主要实现系统开机时的自动连接功能。当开发板上电时,会不断从开发板的串口发送字符串“AT”。如果当TC35i短信模块与开发板连接成功,其会通过串口回复字符串“OK”。当开发板接收到回复的字符串时,会对其进行判断。如果接收到的字符串为“OK”时,通过液晶显示“GSM...”,并给手机回发短信息“GSM is ok”示意连接成功,系统程序进入下一循环。如果没有收到字符串“OK”,程序循环,直到成功接收到字符串“OK”方可跳出循环。具体程序如下。
void send_message(void)
{ /////////////////////发送短信部分
pu8Ptr = u8GsmStr6; //AT+CMGS="+8615600157929"
UartSendMultiByte(pu8Ptr, 25);
Delay_ms(250);
pu8Ptr = u8GsmStr15;//短信内容
UartSendMultiByte(pu8Ptr,13);
Delay_ms(250);
UartSendByte(0x1A);
Delay_ms(100);
UartSendByte(0x1D);
UartSendByte(0x0A);
for(numb=0;numb<100;numb++)
{
Delay_ms(100);
}
图4 软件流程图
3.4 短信判断部分程序
本部分函数主要实现判断接收到的短信内容,并根据不同的内容跳转到不同的循环,从而实现诸如打开电热杯、关闭电热杯、点亮发光二极管与熄灭发光二极管的功能。在开发板与TC35i短信模块连接正常的前提下,短信模块在接收到字符串“+CMGS: 1”,68表示接收到的第1条信息。
void send_wenshidu(void)
{ /////////////////////发送短信部分
pu8Ptr = u8GsmStr6; //AT+CMGS=”+8615600157929”
UartSendMultiByte(pu8Ptr, 25);
Delay_ms(250);
pu8Ptr = u8GsmStr5; //短信内容
UartSendMultiByte(pu8Ptr, 9);
UartSendByte((u8DHT11Data[0]/10)+ 48); //C
UartSendByte((u8DHT11Data[0]%10)+ 48);
UartSendByte(‘%’);
pu8Ptr = u8GsmStr7; //短信内容
UartSendMultiByte(pu8Ptr, 9); //UartSendByte(u8Temperature);
UartSendByte((u8DHT11Data[2]/10)+ 48); //C
UartSendByte((u8DHT11Data[2]%10)+ 48);
UartSendByte(‘c’);
Delay_ms(250);
UartSendByte(0x1A);
Delay_ms(100);
UartSendByte(0x1D);
UartSendByte(0x0A);
for(numb=0;numb<100;numb++)
{
Delay_ms(100);
}
4.系统实现
将TC35i短信模块通过串行总线与EP3C16可编程片上系统开发板相连,电路板按预留接口连接完毕后,分别给TC35i和开发板接通电源。短暂等待后,可以观察到液晶显示出现如图5所示的图像,证明TC35i短信模块已经和EP3C16可编程片上系统开发板连接成功。连接成功后就可以向短信模块发送控制信息,控制代码有如下两种,其意义分别为:OPEN将电热杯打开;CLOSE将电热杯关闭。由于“OPEN”与“CLOSE”两种指令功能基本相同,故在此只说明“OPEN”指令的实现。首先系统采集周围环境的温湿度,GSM初始化并在液晶上显示。通过手机向TC35i短息模块发送内容为“OPEN”的短息之后,液晶会显示接收短信,如图6所示。接收短信后,继电器打开的同时液晶显示工作状态“turn on”。整个系统收到指令“OPEN”时,电热杯开始工作。几秒钟后,手机会收到来自TC35i短信模块的信息回复当前的环境温湿度,如图7所示。根据课题要求,整体功能实现如图8所示。
5.结束语
本系统具有通过手机控制硬件的能力。可以通过手机发送的控制信息与TC35i短信模块通信,其短信内容经RS232串行总线传输到FPGA芯片,在其中进行数据分析,使不同的短信内容实现不同的功能,最终实现对系统电器进行控制。可以将控制结果和周围环境温湿度通过液晶显示器显示出来,并且可以在控制完成后给指定手机返回信息、报告控制情况和现场环境状况,完成指定功能。嵌入式处理器发展前景广阔,GSM通信网络虽然不是目前最新的通信体系,但市场占有率依然巨大,二者结合体现了各自的优势,相信在今后的智能家电的舞台上,会越来越多看到它们的身影。
参考文献
[1].
[2]TC35i开发手册.
[3]郝建国,倪德克,郑燕,等编著.基于Nios II内核的FPGA电路系统设计[M].电子工业出版社,2010,4.
[4]童诗白.模拟电子技术基础(第4版)[M].北京高等教育出版社,2006.5.
关键词:绿化工程;预算;造价控制
1 园林绿化工程预算措施
首先,要对园林的费用项目、工程量、范围做好定额预算,并熟悉这些项目;其次,要对施工中的技术难题有所预见,确定好各个工程项目,包括工程材料分析和总造价以及各个单位造价的预算;最后,根据设计方案对初步设计图进行概算,同时将这些信息及时反馈给施工单位,有利于他们及时调整设计方案。完成施工图后,造价咨询机构,及时对施工图进行预算,并与设计概算进行比较分析。
2 园林绿化工程造价控制要点
2.1 园林绿化工程在设计阶段的造价控制
这几年来,许多单位的园林绿化工程都带有很大的功利性,因此在工程建设中出现很多违背自然规律、生态原则的现象,导致绿地内大树的数量超过标准绿化比例,尽管大树有很高的移栽成本、较低的成活率、多病虫等问题,业主们还是不顾专家的警告建议。因此在建设成本控制中,在设计阶段进行造价控制,可以节约80%左右的造价,而施工后才考虑造价控制,仅仅节约20% 左右的投资,可见控制工程项目实体消耗量控制的重要性,这将有效避免在施工阶段因考虑不周带来的耗材浪费,影响施工效率。
此外,在设计阶段的造价控制,还应推行限额设计,根据批准的设计任务书和投资估算,在保证达到使用功能的前提下,按所分配的投资限额,对控制工程施工图进行预算,并进行设计。限额设计,关系着施工图是否经济合理,其对工程造价的影响重大,尽管设计费虽然只占工程全部费用的不到1%[1]。此外,为保证实际额度不超过投资限额,对控制设计和施工图设计的不合理变更要进行严格控制,实行投资分解和对工程量进行控制,在满足项目使用功能的前提下,合理设计,降低造价、节约成本,进而达到有效控制工程投资的目的。
2.2 投招标阶段的绿化工程造价控制措施
为了避免由于业主不正当的压价、哄抬价格、不合理定价引起的投标中工程报价价差相差太大,在投招标很有必要实施工程造价控制。在招标中推广标准化设计,对技术含量高、经济效益好、效果佳的设计方案,进行优先采用,以公开招标方式择优选定具有坚固耐用、美观超前、典雅庄重、经济适用的结构和布局合理的最佳设计方案。通过优化设计方案,充分利用有限资源,提高设计质量,有利于提高技术水平和经济效益,从而实现设计产品技术的先进性与可靠性,避免由于依据不足、方法不当、盲目决策造成的工程项目的严重损失,防止不顾成本随意加大设计安全系数。在招标过程中引入合同制,通过签订合同,确定工程造价,更好地控制工程造价,同时明确了工程项目的结算、建造中的各项规定以及材料设备的供应方法。为保证工程合同造价的合理性,履行合同的双方必须签订一份严密的合同,减少双方不必要的纠纷,从而更好地维护合同的利益,有效控制造价。
2.3 园林绿化工程施工阶段的造价管理
在施工阶段,要及时跟踪市场动态,掌握市场的价格变化信息。在施工阶段应对设计变更进行严格把关,由于绿化工程自身的特点,改变一个植物品种或者改变种植方式 ,都将带来工程天壤之别的预算、结算,因此应杜绝内容不明、没有详细具体的品种、种植方式的改变而带来的增加耗材的变更[2],其次对于严重影响园林绿化工程造价的设计变更应该把好关,要先做好预算并根据功能、美观、造价等综合考虑后才能变更,在造价上不得多算或不按规则计算。严格审核设计变更后产生的费用增收和索赔损失情况,以达到事半功倍的造价控制效果。
此外,应该严格对施工单位的签证进行认真核实,尽量做到现场签证,对不符合签证标准的项目应该拒签,防止施工单位巧立名目、弄虚作假、以少报多等违规现象,避免出现因乱签证带来的由地下隐蔽工程引起的工程造价严重损失,对于未按图纸要求完成的工作量、未按规定和合同条款履行的施工签证,应一律核减费用。
2.4 竣工阶段的工程造价控制
工程竣期作为工程造价控制最后最关键的阶段,也是工程实施总结性阶段。在这一阶段要做好竣工验收、工程量审核以及办理竣工结算等工作。
在工程结算阶段,要做好核查工程量、价格取定、费用计算三项工作。首先,是核查工程量,对种植品种、施工量与设计要求的达标程度、苗木与竣工图上规格的一致性、绿化工程中的土方量(包括出废土、进种植土、场内土方驳运等) [3]。
其次是审核价格取定,核查各个单位价格的取定的合理性与标准型,以及土方的质量,避免低价、高价土方鱼龙混杂的现象,对模糊以及定额缺项的项目,不得任意高估,更不得随意高套。
3 小结
园林绿化工程的造价控制在工程施工阶段具有重要的地位,应该加强全方位的造价控制,让这一观念,在园林绿化工程的每个阶段都能渗透其中。只有在园林绿化工程前期,尽早地进行工程预算和造价控制,才能发挥造价工作最大的主动权,才能有效控制园林绿化工程造价,节约工程造价成本。
参考文献
1 宋爱莲.如何有效确定和控制工程造价[J].山西建筑,2010(1)
关键词:电力工程;造价管理;造价;控制;工程成本
Abstract: The electric power industry is a capital-intensive industry. Under the conditions of market economy, materials, equipment, staff salaries, and new technologies and other factors lead the rapid rise of China's electric power construction costs, which seriously impacts on the significant development of China's electric power construction. Therefore, it has become a important task tha how to reasonably control project costs, reduce cost and improve labor productivity in the premise of ensuring the cosntruction period and quality.
Key words: electric power project; cost management; cost; controls; project costs
中图分类号:TU723.3文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
电力工程建设是一个周期长,复杂度高,质量要求高的工程。尤其是水利水电工程的建设,不但耗时、复杂,更是一个资源消耗大的生产消费过程。电力项目工程在整个建设过程中经常受到不同条件和因素的影响,阻碍工程的进度。为了在电力工程建设项目中能够合理的使用和调配人力、物力、财力,实现工程建设的经济效益和社会效益的最大化,最主要的就是从造价管理的角度出发,采取有效措施,实现对电力工程造价的合理控制。
一、工程造价的概念
从投资者的角度来定义,工程造价是指进行某项工程建设花费的全部费用,即该工程项目有计划地进行固定资产再生产、形成相应无形资产和流动资金的一次性费用总和。投资者选定一个项目后,就要通过项目评估进行决策,然后进行设计招标、工程招标,直到竣工验收等一系列投资管理活动。在投资活动中所支付的全部费用形成了固定资产和无形资产,所有这些开支就构成了工程造价。从这个意义上来说,工程造价就是工程费用,建设项目工程造价就是建设项目固定资产投资。
二、影响电力工程造价的主要因素
1、电力工程项目的建设规模
电力工程建设规模大,工程造价就高;规模小,很自然工程造价就相对较小。随着我国国民经济的发展,近几年,电力工程项目大多数采用的是高参数、大容量、超临界的发电机组组成电源,主要的目的是为了满足我国发达地区经济和用电负荷的逐年增长的需求。采用大容量的机组,虽然投资较高,但是发电的效率高,电能耗低,运行的经济性比较好。相对于大容量机组的小容量机组只是比较适合于热电联产,能源综合利用以及燃油调峰项目,最主要的优点就是投资较低,环保,拥有较好的社会效益,在日常的运行中能够充分的满足电网的调峰。综上,一个电力项目工程的建设,在确定了工程的规模以后,还要考虑建设成本和运行成本,在取得经济效益的同时还要兼顾社会效益。
2、电力项目工程的质量要求和技术
电力项目工程的质量主要由建设的规模、技术装备的水平、建设的标准以及配套实施的方案等构成。电力工程建设的标准是评估项目的可行性研究、编制的合理性以及投资估算的重要依据。电力工程建设的标准是否合理,对于工程造价的控制有重要的影响。工程质量标准应该根据技术进步和投资者的实际情况进行制定,标准过低,工程建成后,不能正常、高效、安全可靠的运行;标准高了,只会增加额外的造价,投资浪费严重。所以,在我国现阶段的绝大部分电力建设项目应该采用中等适用、安全可靠、运行经济的标准,在考虑到投入时还要兼顾工程的社会效益和长远利益。技术装备的选择和各种新技术、新工艺的设计应该在一定的经济学原理的背景下,对工程的投入和产出进行分析,实现经济效益和社会效益的最大化。
三、我国的电力工程造价管理和控制中存在的主要问题分析
尽管我国已经加入了世界贸易组织,但是和国际发达国家相比,我国的电力工程造价管理和控制依然比较落后。就目前情况来看,我国电力工程建设造价领域的工作人员,依旧习惯于计划经济体制下的管理方式,对于工程的标准、材料的配送等都实行定额,社会主义市场经济的管理模式还未建立起来。因此,市场经济的竞争性还未在电力企业中发挥应有的作用,对于国际市场上的新型管理模式还未熟知。在国际上对工程造价管理和控制主要采用的方式是:工程造价一般是由咨询服务机构来完成,为委托方提供工程造价的全方位的咨询服务,这包括了:项目合同的管理、投资估算、为委托方提供有关项目工程造价的信息咨询、协助和招标、支付索赔管理、进行工程监督等。而在我国电力工程造价的机构提供的服务主要有工程概预算的编制、结算审查,并且对定额的审核和计算工程量的依据是按照国家、地方、行业、公司的统一定额进行的,而不是从市场竞争中得到的。并且机构的相关工作人员,对于经济和法律知识比较淡薄,对于国际惯例不够了解。在市场经济条件下,电力工程的造价咨询服务工作无法胜任,能够提供的服务范围比较小,服务的内容比较少,致使在我国电力建设工程的造价和控制上远远的落后于西方发达国家,在激烈的市场竞争中处于劣势。
四、我国电力工程造价管理和控制的有效策略
1、加强技术和经济的相结合
技术和经济的相结合是控制工程造价的最有效的手段。要有效的控制工程造价,就应该充分的考虑技术、经济、合同和信息等多种因素,并采取有效的措施。从技术上来看,对于电力工程项目的施工设计,要设计多种选择方案,对初步的设计进行严格的审查和监督;对于施工图的设计,要深入技术领域进行研究,尽量找出降低工程造价的关键之处;从经济上来看,对于电力工程投资的计划值和实际值要进行动态的比较,严格的审核各个阶段的造价限额和控制各项费用的支出,制定出对工程造价的降低有突出贡献人员的奖励措施;从合同上来看,应该明确合同中所涉及到相关人员和部门单位的责任、合同价款和相应的奖惩规定;从信息上来看,电力工程的设计人员和造价管理人员,应该第一时间掌握设备、材料、劳务人员在变幻莫测的市场经济中的情况,银行利息的变化,同类工程项目的造价标准等,只有通过比较和预测才能做到对工程造价的合理控制。
2、合理的确定电力工程建设的规模和成本
合理的确定电力工程建设的规模和成本,重点在于电力建设项目的决策阶段,项目的各项技术决策,对建设工程的造价和项目建成后的经济效益有着重要的影响。所以,投资决策阶段是控制工程造价的重要阶段。在工程的前期阶段施工中,电力项目的决策者要对项目工程进行深入细致的调查,明确对造价影响较大的外部因素,并且充分的考虑工程项目对社会和环境的影响,来加大工程的深度和广度。关于可行性研究报告中对多个厂址的电力工程建设方案的技术进行比较,选择技术和经济上既可行又合理的方案。对工程的可行性报告和投资的预算工作人员要详细、科学、实事求是的进行投资预算编制,投资预算要充分的考虑到工程各个阶段的花费情况,既要满足工程建设的必要资金,同时也要坚决避免高估预算,切实的在项目建设中控制工程总投资。经过国家统计局的一项研究报告指出,在投资决策阶段影响工程造价的程度高达80%到90%;在初步设计阶段,对工程造价影响的可能性为75%到95%;在决策设计阶段,影响工程造价的可能性为35%到75%;而在施工图设计阶段,这个百分比是25%到35%;只有10%是的可能性影响是在工程的施工阶段。因此对于电力项目工程造价的控制和管理要对工程决策阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段等严格的把关,切实的保证工程决策和设计的准确性。
五、总结
综上所述,本文主要对我国电力工程项目建设过程中影响工程造价的因素,电力项目工程造价的管理和控制中存在的主要问题以及有效的解决对策进行了分析。可以看出实现技术和经济的相结合,做好工程投资决策阶段的工程造价管理,从而有效的对工程的总成本实行控制,才能实现电力工程建成后经济效益和社会效益的统一。
参考文献
【关键词】园林景观工程 预算与造价 控制要点
中图分类号: TU986 文献标识码: A 文章编号:
随着我国改革开放的不断深入,各级政府对园林景观工程有了新的认识,在园林景观建设中也加大了投资力度。而在当园林景观工程实践证明,如果在施工中有了不规范的运作,就会产生设计与实际效果的差异,极大的浪费资源以及资金。如何节约资金,合理做好园林景观工程预算与造价,成了大家十分关注的问题。
一、当前园林景观工程造价与预算存在的问题
我国的园林景观工程预算与造价体系的发展相对于园林景观工程建设速度来看是滞后的,随着人们对园林景观工程预算与造价管理的理解和认识不断深入,园林景观工程预算与造价管理的观念和方法进行着深刻的变革。但仍然存在着许多不足,其带来的问题主要表现在。
1、盲目追求艺术性。园林景观的功能不仅仅是一种感官的休憩,它更是人文精神,历史文化底蕴和精神意境的高度体现,因此在工程设计前,必须对当地的人文历史,风土人情做出具体的调查了解。如果作品只是追求表面的奢华,以及形式上的标新立异,而不考虑最专业的技术问题,人为肢解最优化、最合理、最科学的设计方案,最终只会使得工程造价飞升,投资金额与建设成效失衡而超出。
2、投资决策阶段工程造价投资估算管理薄弱。园林景观工程不同于建筑(土建)工程的预算与造价管理模式,因其园林质量标准有园林艺术的特色,因此,在实际造价的操作中不易量化,难以把握,只能借鉴已完成的项目工程造价或者其它项目进行估算。我国现在使用的投资估算指标是以定型化的典型工程,是以量价合一的形式表现出来的指标性数据。而由于拟建项目时间、地点、规模、标准等方面的差异,导致投资额与估算总有一定距离,因此如果不准确加以调整,投资估算就会有较大出入。
3、招投标方法不完善。现行招投标工作存在的问题主要反映在“评标办法”上。目前采用的评标办法主要有:经评审的最低价法、综合评估法和法律法规允许的其它评标办法。“经评审的最低价法评标”和“综合评估法评标”人为因素的随意性较强,造成评审结果有失偏颇。不能从根本上保证评标过程的公平、公开、公正。此外,有一些设计招标强调绿化效果图的美观与否,对于工程做出预算与造价的经济指标及其忽略,这及不利于景观工程的预算与造价管理。
4、竣工结算阶段的造价冒算,高估现象严重工程竣工阶段存在着工程计量不按规定计算,结算单价随意高套.不认真执行规定的定额单价,取费计算多加少扣等现象,由此导致的结果就是施工方与发包方相互扯皮,工程结算一拖再拖,大大影响工程园林景观工程的使用及工程造价的确认。
二、园林景观工程预算措施
首先,要对园林的费用项目、工程量、范围做好定额预算,并熟悉这些项目;其次,要对施工中的技术难题有所预见,确定好各个工程项目,包括工程材料分析和总造价以及各个单位造价的预算;最后,根据设计方案对初步设计图进行概算,同时将这些信息及时反馈给施工单位,有利于他们及时调整设计方案。完成施工图后,造价咨询机构,及时对施工图进行预算,并与设计概算进行比较分析。
三、园林景观工程造价控制要点
园林景观每项工程各具特色,工艺要求不尽相同,且项目零星。地点分散,工程量小,工作面大,工程项目多,又受气候条件的影响较大。因此,不能用简单的、统一的价格对园林产品进行精确的核算,必须根据设计文件的要求和园林产品的特点,对园林工程事先从经济上加以计算,以便获得合理的工程造价,保证工程质量。
1、园林景观工程的设计阶段。招标引入之后,竞争也会更加的激烈,一个优秀的设计方案便能使工程具有更强的竞争力,并且能够使人赏心悦目,若是有一个富有创意并且有合理性的建议就更加的完美了。所以通过工程的招标就能够选择一些设计优秀的方案和单位,进行对比。尽管园林工程要具有一定的艺术性特征,表现的形式也多种多样,但是衡量标准并不是一样的,这就造成了无论是在材料的选择上,还是在设计工艺上,都有一定的自由空间。同时要实现对设计标准、概率指标,还有就是工程的数量进行控制和管理。
此外,在设计阶段的造价控制,还应推行限额设计,根据批准的设计任务书和投资估算,在保证达到使用功能的前提下,按所分配的投资限额,对控制工程施工图进行预算,并进行设计。限额设计,关系着施工图是否经济合理,其对工程造价的影响重大,尽管设计费虽然只占工程全部费用的不到1%。此外,为保证实际额度不超过投资限额,对控制设计和施工图设计的不合理变更要进行严格控制,实行投资分解和对工程量进行控制,在满足项目使用功能的前提下,合理设计,降低造价、节约成本,进而达到有效控制工程投资的目的。
2、园林景观工程的开始招标阶段。园林景观工程造价的改进从开始招标阶段就要开始,要求编制一个合适的园林工程招标文件。在工程项目的实施过程中,招标文件是整个工程造价管理的关键,是领导性文件。招标文件要求具有一定的前瞻性和不变性。前瞻性就是能够预计工程可能发生的变化,并且要加以预防和限制。不变性是指在确定工程造价的时候,能尽量地减少暂定的金额份额,在所有符合要求的工程中按照实力、资历和业绩进行优化选择,然后选择最好的进行考察和投标。
3、园林景观工程的施工阶段。园林景观的施工阶段是资金投入的阶段,在这个阶段中的很多不确定的因素都会影响工程的预期造价。要制定一个造价管理的指导性文件,施工中签订的合同就是园林造价的基本依据,是指导性的文件,是一个受到法律保护的文件,使双方都能够明白各自的责任、权利和利益等等。在合同中不仅仅涉及到了成本的工程总价,材料的变化工资的算法等一些明确的规则外,还要对其进行工程量进行确认。因此,约定工程的范围,明确工作的范围是很有必要的。而对于现场的签证,对施工造价也有一定的影响,它属于合同变化施工的文字记录,同时也是调整结算款的依据,对整个工程施工具有一定的好处。
4、竣工结束后的阶段。园林景观工程在竣工结束后,就应该按照合同的内容对施工质量进行验收,并且也要向施工单位支付施工费用,这也是工程的造价真实反映的环节。在核算过程中,核算的内容需要满足签订文件的条款,不应该随便地在合同中添加任何的意外条款。再有,对于那些变更的签证单也要进行细致地核实。变更的签证是否正确也是竣工结束后的一个重要的工作,手续完整的签证单才能进行结算。
园林景观工程的造价控制在工程施工阶段具有重要的地位,应该加强全方位的造价控制,让这一观念,在园林景观工程的每个阶段都能渗透其中。只有在园林景观工程前期,尽早地进行工程预算和造价控制,才能发挥造价工作最大的主动权,才能有效控制园林景观工程造价,节约工程造价成本。
参考文献:
[1]张蕾,姜红波.园林景观工程的造价控制[J].城市建设,2010,(23)
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[4]张国栋.一图一算之园林绿化工程造价[M].北京:机械工业出版社,2010.
关键词:水利水电工程 造价超标 控制
中图分类号:TV 文献标识码:A文章编号:
水利水电产业一直是我国国民经济的基础产业,水利水电的建设工程周期长,资金的投入大,涉及部门也较多,受自然因素影响大,且长期受区分式管理模式影响,在水利水电的工程造价上经常出现超标现象。水利水电工程造价的目标是在投资决策、设计阶段、项目承发包与建设阶段,将工程投资控制在限额内,随时纠正偏差的发生,保障工程投资管理目标的实现。因此我们应对水利水电工程造价进行控制,使之取得良好的社会与经济效益,保障水利水电工程建设的健康发展。
造成水利水电工程造价三超现象的原因
(一)在水利水电工程初期的投资决策阶段对工程的标准估计不足
某些匆忙上马的工程,因在工程初期的投资决策阶段对整个工程的标准估计不足,使得在工程建设过程中设计变更,技术变更,现场临时签证等状况随着工程进度的发展时常发生,因此导致前期投资不足,造成了资金缺口,使得对工程的投资成本逐渐增加。同时,还因为资金的短缺致使工程延期,造成这种恶性循环,工程投资方与承包方都背上了沉重的包袱。
工程的设计工作没得到应有的监督与重视
工程中,工程设计对工程的造价起着重要作用,根据统计分析,在工程初步的设计阶段,对工程项目造价的影响大概有25%~95%,在工程施工技术设计阶段影响到项目投资可能性有35%~75%,而在对施工图的设计阶段,对工程造价的影响大概只有5%~35%,显然,在工程作出投资决策之后,控制工程项目的投资关键主要在于设计。但是在当前,工程的设计工作并没有得到相关部门应有的监督和重视,许多的水利水电工程在工程设计中对限额设计不够重视。重视技术上的可行性,而对经济上的合理性关注不够,特别是有一些设计人员的经济意识较为淡薄,在设计中比较保守,时常出现增加钢筋含量、加大梁柱截面和随意提高安全系数等现象,给工程施工带来不必要的资金浪费。
(三)监理部门对工程造价控制相对薄弱
水利水电工程在施工阶段,某些施工单位为追求利润的最大化,经常出现多报和虚报工程价款的状况。相关监理部门对施工的质量和工期都非常重视,但对工程造价的控制意识相对薄弱,致使工程的造价超出了计划。
有效控制水利水电工程造价的方法
对工程造价的控制是一项复杂而且系统的工程,其贯穿于整个水利水电工程施工的各个环节,作为工程项目的投资方更要加强对工程造价的管理,力求将整个工程的投资控制在规定额度内,时刻注意在工程进度发展阶段出现的任何偏差,及时纠正。在工程的建设过程中,应合理地运用人力、财力、物力,确保水利水电工程建设项目投资控制的目标得到实现,以此取得好的社会效益与经济效益。
(一)工程项目决策阶段
工程投资决策阶段是水利水电工程投资控制的一个重要阶段,造价师需对拟建工程项目的各类建设方案从经济跟技术这两个方面进行评定,同时在对方案优化的基础上,确定出高水平的投资估算,其是水利水电工程建设中每个阶段控制项目的总投资根据。在工程的投资决策阶段,应科学地建设标准水平、合理选择工程建设的地点,选择合适的施工工艺与相关设备,对投资估算审查的工作要做到认真、细致,同时给出准确、工作且完整的评价。
(二)工程建设设计阶段
对水利水电工程的造价控制与管理运用经济设计和优化设计降低工程的造价。具体措施如下:
加强设计概算审查。认真、细致地审查设计概算,看其是否在经过批准的投资估算内。例如,发现了超估算,此时应立即找出原因,对设计进行修改并调整概算,追求设计概算科学、经济与合理。推行工程设计成本节约和设计收费有机结合的方法,建立起一个设计奖惩制度,设计成本节约了将给予设计中一定比例的分成,避免出现不顾成本和随意增加安全系数的现象出现,鼓励设计中寻求了最佳的方案,
引入竞争机制,进行设计招标
通过多种方案的设计竞标,选出其中具有经济、实用、安全和美观的合理建筑结构与布局的最优设计方案。为克服相应设计人员增大概数基数、不认真细致地计算、提高投资,不仅在方案的设计阶段要通过招标的形式完成,对施工图的设计与技术设计同样需要引入竞争的机制,推行施工图设计与技术设计的招投标工作,让工程的每个设计阶段都以竞争的方式来完成,并在方案的设计中对每个阶段进行经济核算。
推行限额设计。工程限额设计是工程设计中有效控制方法。工程设计的初步阶段,专业的设计人员需要认真了解设计任务书中的相关设计原则、各个方案的比较与取舍、各项经济指标。把前一个阶段设计审定得出的投资额与工程量分到每个专业,之后再分解到各个分部工程与单位工程。相关设计人员应该加强自身的经济观念,在整个设计阶段,做到定期检查专业中的工程费用,认真落实好控制造价工作。
(三)招投标阶段
水利水电工程的招投标其定价程序是用法律形式所规定的定价方式,通常是由投资方的相关招标人员编制出招标文件,施工企业进行竞标,当施工单位中标后,通过谈判的方式与投资方签订合同,以合同的价格作为工程建设价格的定价方法。这种方法属于市场调节价,同样也是企业的自主定价。所以,严格审定与衡量施工企业投标价,是工程招标工作能不能达到预期目标的要点,也是能否对水利水电工程的造价进行有效控制的要点。本阶段建设方应该做到:
1、严审施工企业的资质,在必要的时候可以进行实地考察,熟悉和了解投标人工程报价的计算方法与形成原因,防止那些信誉差、财务状况和工程质量差的单位参加竞标。
2、建设方应该做到对工程项目的低价心中有数,防止施工方以低成本的报价进行恶性竞标,这样工程质量必然得不到保障。
3、在与施工单位签订合同的时候,合同中的文字要严谨、条款格式应规范,避免出现问题日后成为施工方要求索赔的理由,进一步对工程建设造价进行有效的控制。
(四)工程施工阶段
这个阶段,只有5%~10%的可能影响到工程造价,节约投资成本的可能性较小。但工程的投资却往往出现在这一阶段。所以投资方应该加强对施工阶段的管理
加强在工程出现的变更价款的管理与控制。工程建设过程中,引起设计变更的主要原因有勘察设计工作做得不仔细致使施工过程总出现招标文件中出现估算不准确与没有的工程量,因此不得不进行设计变更。还有一种原因是发生了不可抗力事件如地震、战争等因素导致工程停工或延期等。因此设计变更是影响投资超过预算的主要原因,应严格控制。
索赔管理与控制。在工程承包中索赔现象时常发生,是随处可见的正常现象,因施工现场的条件、施工进度变化、气候变化与合同条款、标准文件、规范、图纸的变更、差异和延误等一系列因素影响,致使工程中无法避免地出现索赔现象,从而导致工程投资出现变化。对于投资方来说,避免出现索赔事件与反索赔是维护利益的关键手段。
加强对工程的结算控制和管理。通常的做法有:
(1)应对合同条款,工程验收合格才能够进行工程结算
(2)依据规定结算方法、取费标准、计价定额、优惠条款和主材料价格等,审核工程结算
(3)检查工程验收记录,所有的隐蔽工程都要进行验收和签证
(4)依据施工图纸核实实际施工数量
(5)落实相关的设计变更签证,需由相关设计单位出具变更通知与修改的图纸,同时审核相关部门人员的盖章和签字。
(6)结算单价需依据招标规定或合同规定计价原则来执行。
(五)竣工阶段
竣工决算是工程经济效益的反映,是法人办理工程交付和使用的根据。通过决算,能够正确反映出工程实际造价与投资结构,同时进行对比分析,考核对投资控制的成效,并总结经验和教训,积累经验为往后的工程投资建设奠定基础。
后期评价阶段
对工程的后期评价是工程建设最后阶段的延伸,通过系统地评价,对项目实施情况进行系统全面地分析,总结出成功的经验与失败的教训,为日后同类工程项目的决策提供依据。
对水利水电工程造价的管理与控制是一个复杂而且系统的工程,投资方应当把对工程造价的管理与控制始终贯穿在水利水电工程建设的全过程,只有做好工程投资全过程的投资控制,才能够实现投资效益的最大化。
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关键词:电网建设;工程造价;超预算;原因;控制对策
中图分类号:TU723.5 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)29-0025-01
我国社会经济的迅速发展,对电力的需求不断增加,电网建设的投资力度也越来越大。在电网建设的过程中,实现对工程造价的有效管理,才能提高电网的建设水平,促进电网建设的发展。在电网建设的工程造价管理过程中,经常会出现超预算的问题,需要工程造价管理人员及时的找出超预算的原因,制定有效的控制对策,才能做好电网建设的工程造价管理工作,实现对电网建设工程造价的有效管理。
1 电网建设工程造价超预算的原因
电网工程造价控制和管理主要是指在一定的社会经济条件下,按照工程造价的运动特点和客观规律,运用不同的科学技术和法律原理等方法,实现对工程建设活动中工程造价经济和技术、管理和经营、控制和确定等不同问题的有效解决。在工程建设中实施工程造价控制和管理,可以保证工程建设中资源的合理使用,实现提高经济效益的目的。实现工程造价管理的两个基本方法,分别是有效控制和合理确定,可以提高工程的经济效益。目前,在电网建设的工程中,实施工程造价管理,比较常见的一个问题就是超预算。目前我国的电力工程项目概预算定额综合程度相对来说比较大,在电网建设的施工过程中,对施工消耗部分的造价管理过于死板,不利于在市场经济条件下竞争机制的有效发挥。虽然现在的电力定额可以满足电网建设前做好的工程造价需要,但是把电网建设中的一些竞争性因素都人为的固化了,限制了电网建设施工企业施工优点的发挥,致使经济和技术分离。例如,一些电网建设的工程管理过程中,受到现行定额的影响,施工手段、技术装备和管理水平等竞争性因素受到限制,不能发挥各自在电网建设施工中的特点和有效作用。
在我国的电网建设工程造价管理过程中,造成超预算的一项重要原因还包括工程造价预算编制工作。随着我国电网事业的迅速发展,人们对电网工程的安全性能和使用性能都有了更高的要求。电网工程的数量不断增加,建筑材料浪费现象比较严重,管理人员的预算编制工作也不够到位。在电网工程的造价预算编制工作中,一些管理人员对电网工程中所涉及到的造价支出内容不能进行全面的考虑,会出现一些工程预算中的漏项问题。一些电网施工企业在对工程造价进行有效的控制的过程中,为了保证工程质量,增加了很多的项目设计内容,致使施工成本增加,工程预算编制不能实现有效控制,还超出了电网工程的造价预算。
2 控制电网建设工程造价的对策
2.1 投资决策阶段工程造价的控制
在建设项目投资决策阶段,项目的各项技术经济决策,对建设工程造价以及项目建设投产后的经济效益,有着决定性的影响,是电网工程造价控制的重要阶段。
作为工程造价管理人员在决策阶段应编制可行性研究报告,为切实做好可行性研究报告,应根据市场需求及发展前景,合理确定工程的规模及建设标准,并对拟建项目进行经济评价,选择技术上可行、经济上合理的建设方案,并在优化建设方案的基础上,编制高质量的项目投资估算,使其在项目建设中真正起到控制项目总投资的作用。投资估算要有依据,要尽量细致,从现实出发,考虑市场情况及建设期间预留价格浮动系数,使投资基本上符合实际并留有余地。
2.2 设计阶段的工程造价管理
在项目作出投资决策后,控制工程造价的关键就在于设计。在电网建设的设计阶段,实施工程造价的管理,需要电网建设部门保证电网建设的施工设计深度,提高设计质量、例如,严格执行典型设计和典型造价等。电网建设部门在实施工程造价管理的时候,要加大对施工设计的考核力度,健全设计的贯标工作。在这个过程中,一定要保证施工设计的质量,为电网建设后续工作的顺利进行提供了有利的条件,可以避免在电网建设中产生的一些不必要的损失。在实际的施工过程中,施工设计方案中也会出现一些不同的情况,这些因素都会对电网建设的工程造价管理造成一定的影响。
2.3 施工阶段的造价管理
在电网建设的施工阶段,工作量比较大,涉及的施工范围也比较广泛,施工过程会受到很多的因素影响。工程施工中,如果发生超合同约定的范围的工程量,需要按照规定完成工程签证。工程签证主要是指,一般情况下,按照承发包合同的约定,由承发包双方的代表根据建筑施工过程中所涉及到的合同价款之外的一些责任事件所作的签认证明。隐蔽工程签证是工程签证中的一项重要管理内容,在建筑工程的造价管理中有着重要的影响。在一定程度上,实现对建筑工程现场隐蔽工程签证的有效管理和控制,可以避免超预算问题的出现。
另外,电网工程的施工阶段,如果发生基础情况等不符合设计条件的,就会发生设计变更。工程设计变更的提出,需要根据我国的相关政策法规进行,包括对设计和成本的优化,或者对设计的补充和现场条件的变化等。根据电网建设过程中的实际施工情况,在甲方项目经理批示之后才能进行工程变更。在实际的电网建设施工过程中,做好工程造价管理工作,可以在施工之前,对施工内容进行深入的核对,保证工程施工的准确性。
因此,在很大程度上,只有保证工程签证的准确性和设计变更(包括工程索赔)的合理性,最大程度的减少设计变更,才能节约资源降低成本,实现电网工程的施工阶段造价管理效果。
2.4 结算阶段的造价管理
竣工结算是施工阶段的技术经验总结,也是衡量工程建设项目成本、企业经营管理的直接依据。电网建设项目结算阶段的造价控制是建筑工程造价管理中的最后一个环节,具有非常重要的作用。我国电网建设的工程造价管理中,一些电网建设施工项目在结算阶段,受到一些因素的影响,不利于建筑工程造价管理工作的进行。决算审核的具体内容主要包括以下几点:①竣工决算是否符合合同条款、招投标文件、结算是否按定额和工程量计算规则、造价主管部门的调价规定等进行编制;②应严格审核工程量;③审核项目单价;④杜绝虚报材差;⑤审核列项正确性;⑥审核取费程序及准确性,编制符合实际的竣工决算报告。
3 总 结
电网建设工程造价管理是电网建设发展过程中的一项重要因素,工程造价管理的效果体现了电网建设的质量和水平。针对目前我国电网建设工程造价管理中出现超预算的原因,制定有效的措施,实现对电网建设过程中计划、设计、施工、结算和决算等不同阶段的造价管理,可以有效的提高电网建设的工程造价管理水平,促进电网建设的发展。
参考文献:
关键词:智能家居 构成 技术 发展预测
中图分类号:TP27 文献标识码:A 文章编号:1007—3973(2012)009—030—02
1 智能家居的国内外发展情况
智能家居是指通过利用电脑、网络、综合布线技术等,建立家庭信息管理平台,将家居生活中的各种子系统(防盗报警系统、家电控制系统等)联系成一个整体,通过一定的媒介平台,如电脑网络、有线电话、GSM网络等,构成家庭信息与外界的沟通的通道,实现家居用品的远程控制和监测,满足人们对家居系统安全、舒适、方便方面越来越高的要求。随着科技的进步和人们对居住环境要求的提高,只能家居系统拥有广阔的发展前景。
智能家居系统概念最初是在1984年提出的,美国联合科技公司(United Techno1ogies Building System)将建筑设备信息化、整合化概念用到CityPlace—Building,出现了“智能型建筑。到上世纪80年代,开始出现采用电子技术的家电,结合家用电器、通信设备和安全防范设备形成住宅自动化的概念。80年代末,随着通信技术和信息技术的迅猛发展,在美国出现了Smarthouse,是通过总线技术对住宅中的童心、家电、安防设备进行监控与管理的系统。从此,智能家居的概念基本建立。上世纪末,新加坡推出了家庭智能化系统,在现场模拟中看到已有较为晚上的报警、监控、控制功能,同时还有一些使家居生活更加方便、舒适的功三表抄送、电话接入等功能。但由于家庭自动化设备的安装费用较高,市场并未真正打开。
我国上世纪末引入了智能家居,智能家居在我国发展逐渐被人们熟悉,现在逐步进入快速发展的时期。2000年,我国召开了首届国际建筑智能化峰会,智能化家居开始在国内推广,到2005年,我国信息产业部批准《家庭网络平台》和《信息设备资源共享协同服务》两个技术标准,只能家居在我国取得飞速的发展,到现在,我国已有10余家企业相继加入这个行业,如居美宜家和天津瑞朗智能家居电子科技有限公司,中国的智能家居市场逐渐被打开。智能家居的概念被越来越多的人所熟悉,有不少人在装修时会考虑智能家居的购买,智能家居系统逐渐进入了一些的大型社区,进入市民的生活。近年来我国房地产业的迅速发展也使智能家居受到更多的关注,智能家居成为房地产开发商的炒作的卖点,将智能家居引入新建楼盘中。随着市场的扩大,很多厂家都将自己原来单一的产品进行技术整合,加入智能家居控制使其功能更加完善和人性化,从而取得更好的经济效益,也使智能家居控制更加普及。随着智能家居有其方便、安全、人性化的优点,很多消费者都在考虑选择智能家居产品。
虽然我国智能家居的发展前景令人欣慰,但也存在很多阻碍因素。我国智能家居发展还不成熟,缺乏统一的设计和评价标准,市面上的产品稳定性和可靠性还不够,安装和吊饰成本高,一般公民承担不起,不能大范围普及,另外还缺乏各行业之间的良好的合作体系,这些问题都限制了智能家居的发展。
2 智能家居控制系统的构成
智能家居要实现的主要功能包括:遥控控制功能、高加密(电话识别)多功能语音电话远程控制功能、定时控制功能、集中控控制功能、场景功能、网络远程控制功能、全球网络视频监控功能、安防报警功能、影音设备共享功能、数字家庭客厅娱乐系统、背景音乐系统、指纹锁、新风空气调节方案、宠物保姆,概括起来主要是家庭安全防范、家庭设备自动监控、设备远程控制、家庭通信几方面的功能。
智能家居系统主要的组成部分是:系统服务器、家庭控制器、路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS、交换机、通讯器、控制器、无线收发器、探测器、传感器、执行机构、打印机等。其中系统服务器、家庭控制器、路由器、电缆调制解调器头端设备CMTS将家电设备联系在一个网络中,构成家具设备之间、同外界的信息交流的通道,交换机、通讯器实现信息的交换,探测器、传感器将设备相关的信息传递给控制器或者通讯器,控制器接受设备相关信息输出控制信号实现家居设备的控制、调节,执行机构接受控制器的控制信号,实现家居设备的开关和调节,如继电器等,打印机用于打印一段时间家居控制系统的工作情况。
3 智能家居系统的相关技术
智能家居系统综合了多种先进的技术,包括计算机技术、数字技术、网络通信技术和综合布线技术等,都是较为先进的科学技术,计算机技术、数字技术、网络通信技术是现在的热门技术,还在迅猛的发展中,智能家居系统也会随着这些先进技术的发展和更新换代而发展。
计算机技术是上世纪最伟大的科技发明之一,计算机已被人们大量使用,可完成算数、逻辑运算等,同时有大容量的存储器,配件包括鼠标、键盘、显示器、打印机等,功能强大。但是在智能家居控制系统中有时候会选择功能没有那么强大,体积小、价格便宜的微控制器,如单片机。数字技术是随着计算机技术的发展而产生的技术,主要是将普通信号转换为计算机可识别的二进制码进行运算、存储、传送、还原的技术,在工作过程中还要完成信息的编码、解码和压缩,也被称为数字控制技术。网络通信技术通过计算机和通信设备对图形文字等信息进行采集、处理、存储和传输,达到资源共享,是智能家具控制系统实现远程控制的关键,近年来网络通信技术发展得功能更加强大,形式更多样化。综合布线是建筑物内信息传输的网络,使语音、数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统相连,同时与外部网络相连,是建筑物信息传送的神经。
4 智能家居系统的发展预测
智能家居系统是因人们对家居生活的更高要求而产生的,它的发展也会因为人们的要求的变化而发展,把握住消费市场的方向,会跟着人们对家居系统的要求的提高而变得功能更多样化,稳定性和可靠性都大大提高。智能家居是多种技术融合的产物,它的发展速度和发展的方向还会受到这些技术的发展的制约。下面本文从消费者和市场影响方面以及技术层面对智能家居控制系统的发展做出预测。
4.1 从消费者和市场影响看智能家居控制系统的发展
智能家居系统可以提供全方位的信息交换,优化人们的家居生活,提高家居生活的安全性、舒适度,做到能源的节约。因人们对家居生活要求的提高,智能智能家居要做到实用性、易用性和人性化,家居系统操作会越来越简单,功能更加实用、更强大、更智能,扩展更多的生活服务和健康服务,功能会功能将会越来越精彩。
我国因为人口数量大,的城市住宅以密集型小区为主,因此家具的智能化要结合整个小区的智能化,将智能家居控制系统与小区的智能系统紧密联系,而产生智能小区。智能家居控制系统多为小区配套系统是一段时间内智能家居的发展情况,但最终智能家居会独立出来,可以根据用户的喜好和需求自助选择系统功能。
随着智能家电的发展和成本的降低,智能家居控制系统必然会和家电行业结合,从而使智能家居系统配备家电产品。通过系统的整合,使整个系统的安装和调试更加系统,减少重复投资,降低安装和调试的费用,生产物美价廉的产品,使智能家居得到更好的普及,使智能家居走入一般人家,向“平民化”转变。
“可持续发展”是现在的经济和工业发展的主张,智能家居系统要通过智能化的手段达到节能减排,使用户长期受益,智能家居才能在市场中有旺盛的生命力。
4.2 从相关技术的发展看智能家居控制系统的发展
智能家居控制系统涉及的技术领域都处在飞速的发展中,智能家居也会随着这些技术的发展而发展和改变。
随着数字技术的发展,智能家居控制系统在电路设计上会更多的采用集成电路,这样可以使线路有很高的集成度,缩小体积,节约安装成本,也有更高的可靠性。采用数字化的显示方式,能提高显示的效果。采用数字化的通信传输方式,例如家电远程控制中就开始利用有线电话、有线网络,结合我国的网络普及程度还开始发展利用了GSM短信息数字通信平台的远程家电控制,具有较高的可靠性。
智能家居控制系统要通过网络的连接实现各种家具设备之间的信息传递和家居系统和外界的信息传递。随着网络技术的不断发展和普及,现有的有线组网技术(电话线、以太网、电力线)将逐渐被无线组网技术所取代,克服有线组网技术不限繁琐、影响美观、有剪线危险的缺点,无线组网技术无需布线,有安装周期短、后期维护容易、容易迁移的优点,功能的实现也更容易。基于GSM、GPRS、蓝牙技术、红外技术、WiFi技术等的远程控制较有线电话的远程控制就有诸多优点,GSM在我国覆盖面相当广,易于实现,较有线网络远程控制(如利用英特网和计算机的远程控制)功耗、成本低,安全性更高。今年还兴起了ZigBee技术,有低成本、低功耗、高质量等优势。
社会经济的发展和信息化程度的提高要求只能家居有更强大的功能,功能需求的多样化对智能家居的硬件平台提出了更高的要求。传统的单片机已不能满足日益扩大的功能要求,嵌入式控制系统应用到智能家居控制系统中,采用多片单片机联合控制或者是其他嵌入式系统平台,采用一些运算速度快、稳定性高、便于升级、性价比较高的芯片,如PHILIPS公司生产的LPC2131芯片较传统单片机就有很多优势。
智能家居的操作界面也必将更方便简洁,今年来的控制系统中已经开始采用彩色LED触摸面板。控制显示界面方面:加入3D立体成像动交界面的阐述;控制方面:加入声控、动作控制等;远程控制的方式也会更加多样化,从以往的有线电话控制,发展更多的基于INTER网和GSM网络的控制方式。今年兴起的物联网技术也将给智能家居的发展带来新的契机。
5 总结
智能家居从上世界末进入中国以来已逐渐被人们所熟悉,它结合了计算机技术、数字技术、网络通信技术和综合布线技术,是多种先进技术融合的产物。到现在智能家居对人们来说已不是一个陌生的名词,已经开始逐渐进入人们的生活,走进一些新兴的大型小区,但是由于其安装和调试成本较高,没有确定的规范,没有行业间的合作体系,智能家居在我国并没有普及。随着相关技术的发展和人们对家居系统不断提出更高的要求,智能家居控制系统必将成为未来住宅的发展趋势,走进普通居民的家居,进一步提高居民的家居生活品质与品味。
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将嵌入式CPU芯片嵌入到家电设备中,是单片机技术与家电产品技术充分结合的一种表现形式。同时,将嵌入式操作系统固化在其中,通过运行针对系统编写的应用程序来对装有嵌入式芯片的设备进行控制和管理,以使该设备具有相当的智能。如果在家用电器的控制板内置一块WebController,就可以将它们连接到Internet网。这就促成我们的梦想变成现实: 一方面,我们可便捷地通过手机、个人数字助理或PC上的Web浏览器等工具对它们进行远程控制; 另一方面,家电制造商可通过Internet对售出的产品进行监控,如果出现故障,它们会自动发出维修请求信号,并指出故障部位,从而使售后服务更为迅捷。
下面给出一个实现网络家电控制器的实例,在其上能模拟实现家电设备的基本网络功能。
网络设计
由嵌入式设备及连接介质组成的物理网络被称为嵌入式网络,网络中的每一个节点代表一个家电设备。连接介质可以采用的UTP双绞线或无线微波。图1是本文所采用的以太结构的总线型嵌入式网络。网络中的每个结点对应着
一个网络家电控制器。本例中的设备可使用普通的UTP双绞线经RJ45连接。
图1 总线型嵌入式网络
在设计上,嵌入式网络由于受应用环境的限制,应满足以下多种因素的要求:
实时性;
可靠性;
实现难度和造价;
开放性;
小型化和专业化;
使用简单,配置要求低。
无线连接
目前,有线网络己经非常发达,但是在特定的情况下仍然不能满足人们的需要,此时,无线网络则日渐风行。人们常常采用无线的方式进行设备访问,如实时告警等。无线告警的基本思想是,控制器不间断地监测某一参数的状态变化,一旦出现异常(如火灾事故,盗窃案例等设定)则启动无线短信息及语音功能向相关部门或用户进行警戒报告,使事故在发生破坏作用之前得到有效控制或将破坏作用降低到最低程度,从而有力地保证财产及生命安全。
以下介绍实例是采用SonyEricsson的GR47无线模块的有关功能模拟紧急情况下自动报警。GR47基本具备GSM所能提供给移动终端的所有功能,还支持近年来开始完善GPRS的业务。模块向用户提供了嵌入式应用接口,允许用户通过这些接口使用模块系统资源或在其基础上扩展客户应用功能。利用模块的一个GPIO口监测某一参数的状态变化,一旦状态出现异常则启动短信息及语音功能向用户进行通报的方式模拟告警功能。
按照功能分类,该实例所采用的硬件平台主要由微处理器单元、GPRS通信模块单元、存储器单元、串口通信单元、电源单元和看门狗单元以及JTAG接口单元组成,基本硬件框图如图2所示,其实质是一个完整的嵌入式系统再加上相关的网络设备。
图2 硬件结构框图
软件设计
用户与设备接口设计
作为当今市场上使用最为广泛的一种人机接口,网络浏览器成为一种实现嵌入式设备访问的有效途径,无论是通过Internet还是直接和嵌入式设备连接,在与嵌入式设备接口时,快速、简单地与嵌入式设备进行双向数据传输是必不可少的,因此设计中尽量减少和嵌入式设备之间的往返信息能够使网络成为一种更为高效的通信媒介,而且在传输过程中最花时间的是图像数据,所以在设计中尽可能地考虑减少图像的比例,则与设备之间的通信速度就可以大大加快。
由于在远程监控时设备需要实时状态发送给客户端浏览器,而且在远程控制中设备也需要将结果信息及时地反馈给用户,这些都要求系统不仅具备静态网页的功能还应能满足动态网页的要求。实例中,动态网页是采用CGI程序来实现的。系统中嵌入式Internet(这里主要指Web服务器)功能块主要是通过CGI程序来获取用户的请求、查询条件并利用应用程序为其提供的后台服务,结果使用HTML方式描述,并直接回送到客户端的浏览器。CGI是WEB服务器在调用外部程序时的接口规范协议, 它规定了一套标准的参数格式和环境变量,扩展Web服务器的功能,使之能够执行一些Web服务器本身不能完成的任务。如与各类应用服务器通讯、访问数据库等。
设备参数输出排序的SOFM机制
如上所述,在远程控制及实时监控情形下要求系统能尽快地查找到相应的参数值(如温度、湿度等)并以动态网页的形式将信息报告给用户,为了满足访问的实时性,就需要尽可能加快参数的查找速度。在网络家电控制器软件中采取将设备的参数变量依一定规则事先排序,再按序查找的方法。这样就可以根据索引号很快定位某一参数,从而检索出其变量值并传送给用户显示终端。针对诸具体特性,如: 家电设备的参数一般均为向量形式,而且不同用户所需要的参数种类和数量具有不确定性,在家电网络控制器的软件系统中采用SOFM ( Self Organization Feature Mapping)网络的竞争学习机制实现设备参数的排序。
客户端与服务器端的通信
系统应用程序可分为客户端和服务器端,二者最主要的功能区别在于客户端会主动地向服务器端发起连接请求,而服务器端只是消极地等待响应客户端的连接请求。
在家电控制器软件中,客户端应用首先通过获得一个空闲的Socket发起一个连接请求,然后用本地IP地址初始化本地节点结构,在远程节点结构中初始化远端IP地址及远程端口号。接着在Socket上发起一个“Open”操作。该“Open”操作会发出一个ARP请求来询问对方服务器的MAC地址,当TCP Socket收到ARP应答后,TCP程序会经历“三次握手”来和服务器端建立TCP连接。当连接建立以后,客户端从Socket接收缓冲区里读取数据,并向Socket发送缓冲区里写入待传送数据。
与客户端相反,服务器端应用则不主动获得Socket,而是当收入一个远端客户请求时,TCP将分配一个空闲的Socket,随后调用应用层提供的回调例程,回调例程检查其是否为一个合法的应用,如果是,则连接被接纳,之后该Socket被此连接使用。 否则,TCP将拒绝该连接并释放Socket。连接建立以后,任何一方都可以发起一个终止该TCP连接的信号,连接终止后,Socket随即被释放。
任何的状态变化以及任何携带有应用层数据或确认信息的TCP数据报到来,应用层回调例程都会被调用。应用层来决定如何处理这些数据或状态变化。
大多数复杂的协议处理由TCP软件完成并与上层应用隔离。如: TCP协议监控每一个TCP分组的传输,如果某个分组在规定时间内没有得到确认,TCP将会重传该分组。这对应用层来说是透明的,而且应用程序只需要专注于处理用户层的数据并将TCP Socket视为可靠的数据传输管道。