（热能工程专业论文）基于pda的仿真机教练员站功能调度研究.pdf

华t 电力人学硕十学位论文摘要 摘要 随着计算机技术和无线网络技术的发展，仿真机用户对教练员功能的要求也进 一步提高。本课题首次提出基于p d a 的仿真机教练员站远程操作系统的研究方案， 即将仿真机上教练员经常使用的操作集成到手持移动终端( 掌上电脑) 上，通过手 持移动终端遥控仿真机进行各种仿真操作，实现教练员站的各种培训功能。这样能 在很大程度上提高教练员仿真培训的效率，同时进一步提高仿真机的市场竞争力。 课题研究工作包括分析用户需求及应用环境；调查p d a 应用现状；进行系统可 行性分析：研究系统开发的特点；选定系统丌发平台：接着进行系统的软硬件实现； 最后对系统功能进行测试。 系统的测试结果表明，基于p d a 的仿真机教练员站远程操作系统的实现是完全 正确可行的，并且操作简单、携带方便，该系统在很大程度上减轻了教练员的劳动 强度，使仿真培训更加灵活方便。 关键词：仿真机，教练员站。p d a ，无线网络 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to f t h ec o m p u t e ra n dw i r e l e s sn e t w o r kt e c h n o l o g i e s ，t h es i m u l a t o r u s e r 。sr e q u i s i t i o nf o ri n s t r u c t o rs t a t i o n sf u n c t i o ni m p r o v e sf u r t h e rt o o t h i sp a p e rp o i n t so u t t h er e s e a r c ho fi n s t r u c t o rs t a t i o n sf u n c t i o nb a s e do np d a i ti n t e g r a t e so p e r a t i o n st h a tt h e i n s t r u c t o ro f t e nu s e so nt e r m i n a l ( h a n d h e l dp c ) ，a n dc a r r i e so na l lk i n d so fo p e r a t i o n st h r o u g h t h et e r m i n a lt or e a l i z ev a r i o u st r a i n i n gf u n c t i o n so ft h es i m u l a t o r t h u s ，i tc a nr a i s et h e e f f i c i e n c ya n dm a r k e tc o m p e t i t i o na b i l i t yo f t h es i m u l a t o r t h er e s e a r c hi n c l u d e sa n a l y z i n gt h en e e d so ft h eu s e ra n dw o r k i n ge n v i r o n m e n to ft h e s y s t e m ；i n v e s t i g a t i n g t h ec i r c u m s t a n c ea n df e a s i b i l i t yo ft h e s y s t e m ；s t u d y i n gt h e c h a r a c t e r i s t i c so fc o m m o np r o c e s si ns y s t e md e v e l o p i n ga n dt h a to fs p e c i a lp d aa p p l i c a t i o n d e s i g n i n g ；t h e ns e l e c t i n gt h ed e v e l o p i n ge n v i r o n m e n t t h ef o l l o w i n gt h i n gi st or e a l i z et h e s y s t e mt h r o u g hs o f t w a r ea n dh a r d w a r ed e s i g n i n g a tl a s t ，t e s tt h es y m e m ， t h ep r a c t i c ea p p l i c a t i o nd e m o n s t r a t e st h a ts y s t e me a s e si n s t r u c t o ra n dm a k es i m u l a t i o n t r a i n i n gc o n v e n i e n t k a n gz h i x i a ( t h e r m a lp o w e re n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f w a n gb i n g s h u k e yw o r d s ：s i m u l a t o r ， i n s t r u c t o rs t a t i o n ，p d a ，w i r e l e s sn e t w o r k 声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文基于p d a 的仿真机教练员站功能 调度研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期问，在导师指导下进行的研究工作 和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：瑰垂鲤 日期：趁型：盘 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定。即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的。复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：衄导师签名：群 华北电力大学硕十学位论文 1 1 课题的背景和意义 第一章绪论 仿真作为一门利用模型进行试验、研究和培训的技术，具有可控、安全、经济 节约时间，允许多次重复的特点，被广泛地应用与航空航天、航海、国防、原子能 电力、冶金、化工、医学、农业等领域。进行系统研究、分析、设计和训练人员。 电站仿真是对电站某单元发电机组系统的仿真。在电站仿真机中，目前国内外 应用最普遍的是电站运行值班员全范围培训仿真机。电站培i ) i i 仿真机具有安全、经 济、节能、培训周期短、培训效率高等突出优点，这种培训仿真机的出现”1 ，使电 站的培训方法和手段有了质的飞跃，提高到了一个新水平。 由于大型发电机组设备庞大，系统复杂，因此对电站设备的研究，对系统的分 析和参数的校正，对运行安全和经济的分析，对运行值班员的培训等，在实际发电 机组上直接进行已不现实或根本不可能。利用仿真技术的特点，利用模型进行试验 研究，或利用电站仿真机培训运行值班员，则上述问题可迎刃而解。电站全范围仿 真机的用途主要有以下几方面0 1 ：( 1 ) 它可使学员熟练地掌握机组在各种工况下的 启动和停机操作，提高在正常运行状态下的监控能力异常和事故状态下正确判断 和处理故障的能力，提高保证机组在各种工况下安全经济运行的能力。( 2 ) 它可用 于对岗位运行人员、技术管理人员的定期轮i ) i i ，以及上岗、晋升前的考核， 它提 供客观反映运行人员实际操作能力和分析判断能力的手段。( 3 ) 它可用来对电站已 有的操作规程进行有效检查和验证，以改进不同工况下的操作方案；它可用束验证 在真实电站中所发生故障的原因和结果，可重演真实电站中已发生的故障，从而可 用来制定处理故障的措施及反事故的对策。( 4 ) 它可作为实验床，进行运行分析和 控制系统研究。在它的基础上可构成电站分析研究仿真机，实现对电站的设备、控 制系统和安全经济运行的分析和研究。 仿真支撑软件系统是支持仿真软件开发，调试、维护、修改、运行和管理的软 件系统，它是现代仿真机开发及运行维护必不可少的、重要的软件系统，它的水平 将直接反映仿真机的质量和水平。数学模型软件是仿真机的主要软件，该软件应能 实时运行并逼真的反映机组及其各系统在正常工况和异常工况下的动态、静态特 性。d c s 仿真软件系统是模拟电站机组的分散控制系统功能的软件， 1 0 软件是在 仿真机中用于数据通信的软件系统，教练员站功能软件是为提高培i ) f i 效率，增强培 训效果，便于培训评价而设计的软件系统，它在仿真机使用中有着重要的作用和意 义。 随着我国电力工业的快速发展，各种类型发电机组的不断涌现。为了确保机组 华北电力夫学硕士学位论文 能安全运行，减少事故发生率以及提高经济效益，国内对电站运行人员操作水平的 要求越来越高。因此仿真机作为操作运行人员的训练器的重要性也越来越为电力部 门、电厂的管理层所认同。以前经常使用的电站运行操作培训方法是，在有多年运 行经验的工人的指导下，在本电站或与本电站的机组设备钼同或类似的电站内进行 运行操作培训，这样做不仅影响学员的培训水平，也对正常的生产造成不良影响。 电站仿真机作为一个综合的实验平台，为电力系统管理和技术人员的技术培训提供 了有利条件，通过仿真培训极大提高了运行人员的操作技能和反事故能力，在电站 运行人员的培训中起着举足轻重的作用，是提高运行人员操作水平、减少事故发生 率以及提高机组运行效率的一条重要途径“1 。到目i j i 为止，国内各地区电管局、各 省电力局以及部分电站基本上均成立了电站仿真培训中心，每个培训中心一般配备 3 6 名教练员，用于指导运行人员的操作培训。对运行人员的允许操作水平进行 考核评估以及对仿真培训系统进行日常维护等工作。然而，现在仿真培训均采用教 练员指导学员操作或学员根据手中的仿真机运行规程操作的方式，这就提高了对教 练员的要求，也增加了他们的劳动强度，在一定程度上，限制了仿真培训效率的发 挥。 随着计算机技术和无线网络技术的发展，仿真机用户对教练员功能的要求也进 一步提高，尤其是在教练员远程遥控方面，教练员可以在远距离对仿真机培训进行 控制，如故障设置、更换仞始工况、对学员进行考核等功能，教练员可以在学员操 作台旁在观察学员的操作的同时远程控制教练员台进行仿真培训。 鉴于上述问题，实现对教练员站的遥控操作功能已经成为一种需要。本课题进 行基于p d a 的仿真机教练员站功能调度的研究，就是将仿真机上教练员经常使用的 操作集成到手持移动终端( 如掌上电脑) 上，通过手持移动终端遥控仿真机进行各 种仿真操作，实现教练员站的各种培训功能。通过这一技术，使得教练员不用和学 员拥挤在仿真机前通过鼠标键盘操作，而是可以在适当范围内( 几百米以内) 任何 位置通过手持移动终端遥控仿真机进行培i ) l i 。这项功能使仿真培训过程更加便捷、 直观、高效，可以大大减轻教练员的劳动强度，提高培训效果。 因此，实现仿真机教练员站的遥控功能将会使得仿真技术更好地为电力工业发 展服务。 1 2 国内外研究现状 自7 0 年代中期至今，在电力部门的大力支持下，电站仿真机正以惊人的速度 发展，仿真技术达到世界先进水平。 目前，所投运的仿真机大都以培训电厂运行操作人员为目的。为适应发电技术 的进步及提高电力生产安全、可靠性的需要，电力部门要求电站仿真机能不断扩大 2 华北电力人学硕士学伸论文 功能，除培训功能外，还应有生产运行、性能分析和故障诊断等科学研究功能。同 时，随着仿真机数量的增加及市场逐步萎缩，仿真机生产厂家为开拓市场，扩大仿 真机的应用范围，在仿真技术和功能扩展方面开展了深入研究，进一步促进了电站 仿真机的发展”1 。 基于p d a 的仿真机教练员站远程功能调度系统无疑是对仿真机功能的一种扩 展。 自p d a 于1 9 9 3 年问世以来，其性能得到了极大的提高。无论是在同常生活还 是在商业运作上，p d a 正在发挥着越来越重要的作用。 p d a 高端产品，即掌上型电脑，此类产品具有专为满足用户应用需求而丌发的 各种功能化产品，包括计算、字典、录音、图书、网络等功能在内，此类掌上电脑， 实际上就是一台小电脑。它的优势具体表现在，c p u 运行速度快( c p u 速度已达 4 0 0 m h z ，相当于p i i 电脑) ，内存大( 6 4 m ) 、彩屏。目前，p d a 主要应用于某一个行 业领域，如医院、证券、保险、公安、交通等少数行业。 p d a 的使用在欧美等发达国家已经很普遍，在我国则相对落后一些，现在j 下处 于发展阶段。p d a 作为新发展的高科技行业，只要拥有高科技品牌，就将获得丰厚 的利润。因此众多厂家进入这个行业，推出了各种档次的产品，呈现了群雄争霸的 局势。 目前采用p d a 进行二次丌发涉及到多个行业。欧美国家己将掌上电脑大量应用 于医院。突出表现在提供了大量的应用于p d a 上的医学大全和药典参考。此外，还 有应用于临床的基于p d a 的病人跟踪系统。 美国的b i c o m e r i c a 公司为医生配备的r e a d ys c r i p t 解决方案是一个保健现场 无线手持处方开具和药物治疗管理解决方案。由移动数据库驱动的r e a d ys c r i p t 应用允许医生以开具电子方式传送的处方。此外r e a d ys c r i p t 还为医生提供了一 系列可提高他们工作效率与能力的工具和资料，从而使他们能够为患者提供更好的 治疗及更大的便利。利用r e a d ys c r i p t 无线手持设备，医生可以经由i n t e r n e t 或 其他电子连接将处方以电子方式传送到患者选择的药房”1 。 国内目前对于p d a 行业软件设计的热潮正是方兴未艾，而利用p d a 具“沟通”、 “互动”、“连接”一机多用，轻薄短小的移动装置特色，p d a 不只是“个人数字助 理”也深具“企业数字助理”的强大功能”1 。有迹象表明，国内越来越多的软硬件 厂商以及系统集成商逐渐加强了合作意识，p d a 正在结合网络技术和行业应用，进 入专业化和个性化的消费时代。结合各行业特色，开发针对性较强的行业应用软件 是一个趋势。 随着网络经济时代的到来和全球信息网络的兴起，全球商务模式正朝无线和移 动的方向发展。无线网络的搭建和其他新技术如嵌入式操作系统技术、移动数据库 技术的迅速发展使得移动应用成为当前全球信息化浪潮中一个新的亮点。由于硬件 3 华北电力大学硕士学位论文 生产技术的飞速发展，各类移动终端设备的成本迅速下降，同时性能得到很大提升， 逐渐渗入行业和企业级应用领域。由此，企业移动应用应运而生。所谓企业移动应 用就是指企业人员利用各种移动终端设备如笔记本电脑、p d a 甚至手机，开展非固 定地点办公或进行现场作业。移动应用能够将企业的信息资源扩展到任何地方，并 加快信息的收集处理，有助于提高企业的运营效率和服务质量。1 。 就目前的情况看来，采用p d a 进行二次开发涉及到多个行业。在电力系统领域， 己出现了手抄表和线路设备巡检方面的应用。利用p d a 实现远程控制功能的应用主 要有家用电器通用遥控器和餐厅点菜系统等，专门针对仿真机远程教练员站软件的 开发目前国内还没有开发。本课题基于p d a 的仿真机教练员站远程功能调度系统在 国内尚属首次开发，对今后的仿真机功能扩展具有丌拓性的意义。 1 3 课题的研究内容 本课题研究内容是在开发基于p d a 的客户端程序及p c 机服务器端程序，使得 p d a 与p c 机之间能够通过无线网络通信，实现p d a 对教练员站远程操作的功能。 课题研究工作包括方案的提出、方案论证与方案确定，到系统的具体设计与实 现，最后进行系统运行测试与分析。 1 3 1 系统开发平台的建立 p d a 作为一种特殊的嵌入式设备，其丌发过程具有嵌入式丌发过程的共性， 又有其自身的特点。 1 嵌入式丌发嵌入式系统丌发过程与开发环境和在p c 机上丌发应用程序有 显著的不同。其开发技术包括选择和使用适当的丌发环境及工具，丌发过程遵循特 定的流程以及如何使用特定的跨平台编译器进行调试编译等。 2 p d a 开发技术p d a 这类嵌入式设备的开发过程符合前面的嵌入式丌发模 式。同时p d a 作为计算机设备的一个微缩，开发过程又有其不同于般的嵌入式系 统开发的特殊性。必须设法把p d a 做的人性化并且操作方便，同时软件需要稳定高 效且程序代码小。 3 开发平台的建立开发平台的建立首先是选择目的开发平台，即选择p d a 的 型号，选择p d a 型号时应结合用户需求、性能要求和设计的难易程度等因素进行考 虑，其中最重要的是决定使用何种操作系统的p d a ，采用的操作系统不同，整个开 发平台都随之变化。 1 3 2 系统功能分析 本课题根据仿真机用户实际需求，开发基于p d a 的仿真机教练员站远程操作系 统，通过无线网卡及无线网络基地台( a p ) 应用网络通信原理实现客户端( p d a ) 4 华北电力大学硕七学静论文 对仿真机教练员站的功能调度。通过这一系统，使得教练员不用和学员拥挤在仿真 机前通过鼠标键盘操作，而是可以在适当范围内( 几百米以内) 任何位置通过手持 移动终端操作仿真机进行培训。这项功能使仿真培训过程更加便捷、直观、高效， 可以大大减轻教练员的劳动强度，提高培训效果。 本课题作为p d a 在仿真机行业的一项探索歼发应用，涉及到了p o a 软件丌发的 大部分内容，为今后的进一步扩展打下基础。 1 4 论文组织结构 本文由如下几部分组成： 第一章介绍了论文的研究背景，国内外研究动向、研究内容及论文组织结构。 第二章主要介绍了课题研究涉及到的仿真机教练员站相关知识及其在仿真培 训中的作用和具体实现的功能。接着重点介绍了p d a 系统，包括p d a 的分类、发展 趋势及其软硬件特点。 第三章分析了用户需求，给出了系统的具体应用环境和应实现的主要功能以及 系统客户端界面的设计要求。另外对课题的开发平台做了简单说明。 第四章详细介绍了课题采用的w i n d o w sc e 操作系统，对w i n d o w sc e 的体系结 构、编程及通信技术进行了研究。 第五章详细阐述客户端系统设计及实现方法，包括对系统开发工具和软件平台 的分析，并对无线通信技术有了进一步的研究，最后对程序模块进行了相应的说明。 第六章对论文工作进行了总结，对今后的研究开发提出了一些建议。 华北电力人学硕七学 寺论文 第二章课题相关知识研究 2 1 仿真机教练员站概述 2 1 1 教练员站在仿真培训中的作用 电力系统仿真机一直用于电力系统操作运行人员的培训，取得了较好的效果。 教练员在仿真培训过程中，负责仿真机的运行。教练员通过对支撑系统所提供的教 练员功能，控制仿真模型的运行，包括运行冻结模型、加速模型的运行，支撑系 统将模型运行的结果由盘台驱动软件驱动仿真盘台；教练员使用支撑系统的故障功 能，设置故障，使学员进行故障排除，以培训学员的故障判断和处理能力。 由此可看出，教练员在仿真培训过程中扮演指挥员的角色，他直接或间接地调 度学员，使学员进行操作，以实现培训的目的。教练员操作的是教练员台，学员操 作的是学员操作台。学员通过在学员操作台上进行操作，能够熟悉或熟练电厂运行 设备，提高故障判断和处理的能力。 2 1 2 教练员站的功能模块 2 1 2 1 模型和初始条件的操作 在s t a r - - 9 0 仿真支撑系统中，教练员对模型和初始条件的操作主要包括模型 的装入过程、初始条件的装入过程和初始条件的存储过程。 教练员的模型装入过程是在教练员启动仿真机的过程中进行的，通过模型菜单 显示功能调出所有教练员可以访问的模型，通过对该显示画面的操作，装入模型。 教练员可以使用功能按钮或命令方式调用模型菜单显示画面，对此画面的操作就是 单击鼠标装入模型，在使用【e x i t 】按钮退出该显示画面，即完成了该功能的操 作。 在s t a r 一9 0 仿真支撑系统中，初始条件表示电厂模型在不同状态和工况下的 过程量的值。改变这些数值的过程，就是改变模型初始工况的过程，即切换仞始条 件的过程。教练员使用支撑系统的初始条件显示画面，进行初始条件的装入和存储 操作，教练员可使用命令按钮或在输入窗口输入命令，启动该显示画面。 初始条件显示画面，除了【e x l t i 、【h e l p 等按钮，切换画面显示的内容外， 还包括一下内容： 序号 序号表示初始条件的顺序号，将初始条件进行排序显示。 描述区域 6 华北电力大学硕士学位论文 该区于显示初始条件的简单描述信息。在该区域，教练员可以输入表示初始条 件的描述信息，以说明初始条件的意义。 【l o a d 【s a v e 按钮 该按钮是教练员用束装入和存储初始条件的操作按钮。当教练员要装入某个初 始条件是，用鼠标单击该仞始条件对应的【l o a d 按钮，鼠杯指示变为钟表形式， 待恢复箭头形式时，表示完成了初始条件的装入操作；当教练员要存储某个初始条 件时，用鼠标单击该初始条件对应的【s a v e 】按钮，鼠标指示变为钟表形式，待恢 复箭头形式时并且时间区域的显示内容自动更新，表示完成了初始条件存储的操 作。 当教练员装入了模型和初始条件后，就可以进一步使用支撑系统的其它功能控 制模型和仿真机的运行。 2 1 2 2 模型控制 模型控制是教练员仿真机运行的手段之一，教练员对模型的控制包括模型的运 行冻结和模型的加减速运行等功能。 模型的运行冻结操作 使用该功能可控制模型的运行和冻结状态。当模型处于运行状态时，仿真支撑 系统按照模块执行顺序控制模块的执行，并进行实时数据库的更新，盘台显示更新、 d c s 操作站和就地操作员站的实时更新。 当模型处于冻结状态时，按钮的显示为【f r e e z e 】，教练员用鼠标单击该按钮， 模型可立即运行，按钮的显示切换为【g o i n g 】。教练员通过使用鼠标单击该按钮即 可实现教练员对模型的运行冻结控制。 模型的全局加速 加速运行是仿真机所特有的功能，教练员可使用支撑系统提供的加速命令，来 实现对模型的加速控制。 模型的局部加速 模型的局部加速是对于电厂一些过程中，如暖机过程，锅炉上水过程等，如果 要实时地模拟该类运行过程，需要较长的时间，而在这些过程中学员不需要作任何 操作，但是有些过程在培训过程中又不能跳过。为了保证仿真培训过程的完整性和 连续性，设计了局部加速功能。加速模型中与之对应过程相关的模型模块的运行， 从而缩短了该过程的时间。这就是局部加速功能的作用。 教练员对模型的运行冻结控制是教练员对仿真即培训的基本控制，为了保证 仿真培训的质量，教练员需要在培训过程中，监视一些过程参量，以便控制模型的 运行，指挥学员的操作教练员对培训过程的监视也是教练员功能的重要部分。 2 1 2 。3 仿真系统的事件记录 7 华北电力大学硕+ 学位论文 s t a r 一9 0 支撑系统的事件记录功能，用于记录仿真机培训过程中的一些事件 信息，包括教练员、学员的操作信息。支撑系统记录这些信息，为教练员分析学员 操作和操作结果提供依据，同时为与事件记录相关的功能提供历史数掘。 2 1 2 4 抽点操作 抽点是记录仿真机的瞬时状态。在仿真培训过程中，教练员使用这些瞬时状态 实现过程中的各种功能。 因为抽点是保留仿真机的中日j 状态，因此，教练员可以使用这些状态重新装载 仿真机，使仿真机返回到历史时刻的某一状念，这就是回退。教练员可使用回退功 能，对学员进行反复培训，尤其是教练员认为的重要过程，以达到熟练操作的目的。 因为抽点是记录仿真机的历史某状态，因此，在仿真机的重演过程中可充分利 用这些状态，以实现重演的准确性。 抽点功能在模型调试过程中是经常使用的。模型调试是一个复杂的系统工程， 将一个不稳定的系统调试改成稳定的系统需经过反复的调试，需要修改模型模块参 数，不断的调用模型运行的历史状态。这时，需要使用抽点信息，重新装载系统进 行调试，直到系统稳定为止。 另外，可使用仿真机运行的系列历史状态，保留模型运行或学员操作的标准过 程状态。 总之，抽点是仿真支撑系统的重要辅助功能，教练员可使用该功能进行运行的 辅助培训，提高培训质量。满足培训的辅助要求。 2 1 2 5 故障操作 故障操作是仿真支撑系统的重要功能之一，在仿真机的培训过程，一方面是培 训学员熟悉运行的操作过程，另一方面是提高学员的故障判断和处理能力。通常人 们将仿真机的故障培训，称为反故障演习。 教练员可使用支撑系统提供的教练员功能设置仿真机的故障。当教练员调用故 障操作功能时，在教练员台上显示故障操作窗口，在该显示窗口，列出故障清单， 教练员通过操作该窗口可在模型中加入故障。 当教练员在仿真运行的过程中加入故障后，经过仿真模型的运行，可立即反应 到仿真盘台和其他显示设备上，学员经过分析、判断和处理过程，实现故障的仿真 培训，从而提高了学员的故障判断和处理能力，实现了仿真培；j i l 的目的。 2 1 2 6 学员成绩评定 在使用仿真机对学员进行培训时，对学员的操作过程的评定除了通过教练员观 察学员的操作过程外，还可以使用学员成绩评定功能。学员成绩评定是评定学员操 作过程的功能软件，它是由教练员通过教练员台启动的，在学员的操作过程中，检 窖 华北电力大学硕士学付论文 查学员的操作，边检查边评定，当学员操作完成评定过程也就完成。 学员成绩评定软件对学员操作的评定包括三部分： 报警量的检查 在学员操作过程中，成绩评定软件定时检查模型的数掘库，判断报警量的状态， 一旦处于报警状态，功能软件进行检查，并评定学员操作的结果。 过程量检查 在学员进行操作过程中，评定软件按着软件的购置，检查学员的操作过程，并 记录检查结果，为最后评定成绩保存信息。 曲线检查 在学员进行操作过程中，检查评定设置的标准曲线，并于模型数掘比较，记录 检查结果，直到最后评定成绩。 2 2 p d a 系统概述 2 2 1 什么是p d a p d a ，即个人数字助理( p e r s o n a ld i g i t a la s s i s t a n t ) 的简称。随着网络技术 的发展、电子商务的兴起以及无线技术的同益成熟，p d a 的应用范围越来越广。p d a 从最初的电子记事本、电子辞典，到高级的寻呼机、股票机、w a p 手机、掌上电脑、 手持电脑，再到智能手机，各种各样的p d a 产品出现在我们的生活中，为我们的同 常生活服务。可以说p d a 已经成为我们生活中的一个好伴侣。 广义的p d a 主要指掌上电脑，当然也包括其他具有类似功能的小型数字化设备。 这种手持设备集中了计算、电话、传真和网络等多种功能。它所使用的操作系统主 要有p a l mo s ，w i n d o w sc e 和e p o c 等，利用内存束保存数据，取代了耗电很多的 磁盘驱动器。p d a 不仅可用来管理个人信息( 如通讯录、计划等) ，更重要的是可以 上网浏览、收发e m a i l 、发传真，甚至还可以当作手机来用。尤为重要的是，这 些功能都可以通过无线方式实现。当然，并不是任何p d a 都具备以上所有功能，有 的p d a 即使具备，也可能由于缺乏相应的服务而不能实现。但我们可以预见，p d a 发展的趋势和潮流就是计算、通信、网络、存储、娱乐、电子商务等多功能的融合。 狭义的p d a 可以称作电子记事本、电子词典等，这类产品一般没有操作系统，其功 能较为单一，主要是管理个人信息，如通讯录、记事本和备忘录、日程安排、便笺、计 算器、录音和辞典等功能，而且这些功能都是固化的，不能根据用户的要求增加新的功 能。但是，随着电子产品日新月异的变化，这类简单的p d a 中，也逐渐出现一些相对高 级的产品，这些产品具有电脑同步传输功能“”。 2 2 2p d a 的分类 9 华北电力人学硕士学位论文 能够用操作系统来分类的p d a 大都就属于广义p d a ，现在的p d a 市场狼烟四起， 操作系统也不例外，市面上使用的操作系统主要有五种，按照市场占有率依次为 p a l mo s 、w i n d o w sc e ( p o c k e tc e ) 、e p o c 、p e n b e xo s 和l i n u x 。前两者的普及 度比较高，而且正在进行激烈的竞争1 。 1 p a l mo s 型p d a p a l mo s 年销量占全球p d a 销量的7 0 8 0 ，有很多厂家采用，如：p a l m 、 h a n d s p r i n g 、t r g 、i b m 、s o n y 。它与w i n d o w sc e 最大的不同之处在于它是专门为 掌上电脑设计的操作系统，而w i n d o w sc e 不是，因此p a l m 在很多方面都强过w i n d o w s c e ，但是它对中文的支持比w i n d o w sc e 差一些。国内用户等不及p a l mo s 推出中 文版本，自己丌发了一些外挂程序，使p a l m 的操作中文化，这类软件比较有名的 有c j k o s 等。 p a l m 的优势在于它比w i n d o w sc e 提前进入市场，已经抢占了市场霸主的地位， 成了事实上的标准。而w i n d o w sc e 继承了w i n d o w s 家族的风格，很适合一般用户 的使用。 2 w i n d o w sc e 型p d a 微软的市场份额已经很大了，但始终没有满足，他们看到了p d a 的巨大市场， 专门为掌上电脑推出了w i n d o w sc e 这个非常小巧精致的操作系统。w i n d o w sc e 是 w i n d o w s 系列操作系统的一种，目的中文的最新版本为3 0 版。w i n d o w sc e 已在 2 0 0 0 年举行的拉斯维加斯消费电子展览会上，改名为p o c k e tp c 。 w i n d o w sc e 依然是w i n d o w s 家族的成员，完全继承了w i n d o w s 家族的传统，界 面和w i n d o w s9 8 极其相似，非常容易操作，而且对汉字有极好的支持。全球个人 电脑操作系统霸主地位非w i n d o w s 莫属，而w i n d o w sc e 的操作与w i n d o w s 家族的 一贯方式一样一一可视化操作，所以，只要会用w i n d o w s 家族中的任何种产品， w i n d o w sc e 到了你手中使用就不成问题。凭借这一点，w i n d o w sc e 很快就打开了 市场，特别是中国市场，成为p a l mo s 最大的竞争对手。 随着软硬件技术的日趋完善，以及p o c k e tp c 的推出，w i n d o w sc e 的市场份额 也迅速增长，大有赶超p a l m 系列掌上电脑的势头。在中国市场上，除了使用自行 开发的操作系统外，有很大一部分使用的是w i n d o w sc e 的操作系统。 3 e p o c 型p d a e p o c 是位于伦敦的s y m b i a n 公司开发的3 2 体操作系统，也是一种多任务操作 系统，支持触笔输入，类似于w i n d o w sc e 的图形用户界面。基于e p o c 操作系统的 p d a 一般在欧洲比较盛行。目前，支持e p o c 操作系统的公司主要有爱立信、摩托罗 拉、诺基亚、松下和p s i o np l c 。 4 p e n b e xo s 型p d a p e n b e xo s 是一个基于p d a 的、实时的、多任务的图形界面操作系统。它和 1 0 华北电力人学硕士学位论文 p a l mo s 一样是专为p d a 而设汁的操作系统，功能强大，并且代码非常精简。这些 都是次要的，最重要的是p e n b e xo s 是第一个由中国人从设计到研发的开放式中文 系统架构掌上操作系统，因此它对中文的支持就不容置疑了有人说p e n b e xo s 掌 上操作系统是p d a 中文操作系统的领导者，这一点也不为过。 5 l i n u x 型p d a “” l i n u xo s 自1 9 9 1 年发展以来，在丌放原始码及自由软件的理念之下，不断地 快速发展，俨然成为微软的劲敌。l i n u x 的稳定性、灵活性都优于现有的操作系统， 自然成为硬件厂商在现有操作系统的另外一个新选择。l i n u xo s 就不只是用在服务 器台式机上了，它还走进掌上电脑的世界，这都是由它的自身特点决定的。 以l i n u xo s 为基础的p d a 成本低廉、开发弹性高，并且有以下特点： l i n u x 是个天生的网络操作系统，因为它是从u n i x 衍生出来的，u n i x 已经 发展了几十年，成熟而且稳定； l i n u x 源代码开放，任何人都可以修改它，或者利用它丌发出自己应用的操 作系统，l i n u x 刀= 放的源代码为我们自己丌发嵌入式系统提供了基础； 占存储空间小，l i n u x 系统是可以定制的，系统内核最小时只有1 4 0 k b 。一 个带有中文系统以及图形化界面的核心程序也可以做到不足1 m b ，而且同样 稳定； 众多丌发人员和多家机构的支持使l i n u x 迅速成长。有众多的软件支持， 有现成的l i n u x 程序可以轻易地移植到掌上电脑中。 嵌入式操作系统可以充分利用现有资源不断快速成长； l i n u x 的微内核结构、易剪裁的特性、模块化的设计，有利于应用到嵌入式 领域。 l i n u x 作为嵌入式系统，是非常有潜力的。 掌上电脑的操作系统对于整机的性能有很大的影响，有人说，选购一台好的掌 上电脑的过程就是选一套好的操作系统的过程。 2 2 3p d a 的发展趋势 1 历史与现状 1 9 9 9 年，w i n d o w sc e 的中文软件市场开始迅速发展，中国人民大学数据与知 识工程研究所的“小精灵”移动数据库系统、阶梯公司的百宝箱系列软件、神州泰 岳公司的电子地图软件等纷纷涌现。基于行业应用的定制软件更多，有数十家软件 公司提供对联想集团的行业软件开发支持“”。我们已知的行业应用有； 移动办公( 上网浏览，收发e _ m a i l ，调用企业数据库) 。 成像应用( 工作中需要利用图像的保险理赔员等用户) 。 无线炒股( 股票证券行业应用，随时查询个股实时行情，走势图和k 线图 l i 华北电力大学硕十学臂论文 并作技术分析，下单交割) 。 银行服务信息网( 利用掌上电脑进入账户，付账或划拨资金) 。 无线p o s 机( 处理日常业务，汇报销售情况，在屏幕上获得用户签名) 。 自动抄表( 无须用纸，大量仪表数据直接抄到掌上电脑上，然后自动录入 到p c 数据库中) 。 2 p d a 的三大发展趋势 目前p o a 的三种发展趋势在将来可能会变得越来越重要，低能源消耗、无线资 料传递以及轻、薄型客户端与远端服务器结合的电脑系统。低能源消耗意味着p d a 将以汽车电瓶、手表电池、太阳能电池以及其他电力为来源。让整个设备缩小至可 运用从与a a a 电池以下的电力来启动。至于无线资料传递则是意味p d a 将可以在 办公室、路上甚至是树林罩工作。最后，将储存容量与处理过程交给远端服务器， 即意味p d a 会变得更小更重要的是，即使p d a 掉了，也绝不会造成自己资料的 损失。 2 2 4p d a 的软硬件概述 2 2 4 1p d a 的软件概述 p d a 的软件大致可以分为两种：操作系统和应用软件“”。 不论哪一类的p d a 都有应用软件，无论是面向高端的掌上电脑和手持电脑，还 是面向基本应用的电子记事本、电于词典、无线寻呼机以及面向普通消费者的可以 无线上网的p d a ，如果没有了应用软件不过是一些废物罢了。p d a 一般自带的软件 大概如下： r 历工具：与传统的日历、台历相比电于的日历看上去并不是十分舒服，但是 我们也要注意到作为新型的日历它提供了许多传统同历没有的功能。传统的日 历不过是印刷在各种物质上的，而且也不能随心所欲地进行查找，即便是有一本万 年历找起来也不是很方便的。但是电子日历却提供了一些新的功能，比如说它可以 随意地找到任何你想找的日期，而且当天的信息也是十分齐全的。一般大部分电子 日历还可以在设定的重要的日子及时提醒你，这样就不用再为忘记某些事而烦恼 了 电子名片工具：对于一个“业务繁忙”的人来说，比如某个公司的经理、工商 业人士等等，在口袋中装上一大摞的名片显然不是明智之举，而有一个电于名片在 手，就再也不用发愁了。而且大多数的p d a 还能和个人p c 同步，这样可以通过p c 来简单快速地编辑名片，然后将其存储在p d a 中以供随时使用。 记事本工具：拥有p d a ，完全可以丢掉笔和纸，无论何时何地，只要运行p d a 上的记事本软件，就可以随时记录任何东西。这样就再也不用因为灵感一来找不到 华北电力大学硕+ 学伸论文 笔和纸而惋惜。当然，如果要记录的东西比较多，那么可以考虑使用一个有数据库 功能的软件，这样便于日后分类和查找。 备忘录工具：生活节奏很快，总是有很多的事情等着去做，只要在p d a 上做好 记录，到什么时候该干什么就一目了然了。一些好的备忘录还可以设定事件的优先 级，便于管理。 电子邮件工具：p d a 的电子邮件功能可以非常方便地与桌面上的电子邮件文件 保持同步。而且有些p d a 还有内置的m o d e m ，或是通过红外端口来进行无线传输， 这样就可以随时随地地收发电子邮件了。 计算器工具：许多人偶尔要用到计算器，在p d a 中的小计算器软件能有备无患。 加密工具：p d a 上的信息本来就应当是精确的个人信息，所以p d a 应当提供良 好的加密工具。许多p d a 本身就已经有了加密机制，可以保护整个p d a 设备和单独 的文件。 同步工具：p d a 非常关键的一步就是使数据与桌面系统保持一致。所有的p a l m 、 w i n d o w sc e 和e p o c 都提供了同步软件和一个个人信息管理软件，运行于后台与p d a 系统保持联系。 正是通过这样许许多多的应用软件爿使得p d a 的功能十分强大，而且以上的大 部分软件可以从网络上下载“”。 2 2 4 2p d a 的硬件概述 p d a 与普通电脑相比，它的硬件资源非常有限，因为掌上电脑为了便于随身携 带，突出的就是一个“小”的特点，但是功能却比电子词典强很多，有操作系统及 许多普通电脑的功能。像台式机一样，p d a 同样也离不丌各种各样外围设备的支持。 只有充分地与外围设备结合运用，才能让p d a 发挥更多的功能，永获p d a 的生命力。 国内外厂商在国内市场上推出的掌上电脑绝大多数采用了中文w i n d o w sc e 作 为其操作系统，硬件设计都是围绕支持w i n d o w sc e 展丌的，所以中文掌上电脑的 基本硬件配置都趋于一致。不同档次的产品差别最大的是显示屏、r a m 和r o m 的容 量。 p d a 常见的配件包括：线缆、存储设备、输入输出接口卡、外置m o d e m 、网卡、 便携式打印机、g p s 全球定位系统和导航图、手写笔、键盘、电源、电池、充电插 座以及外套等。 现将其主要硬件配置介绍如下。 1 处理器 掌上电脑为了便于随身携带和方便移动使用，体积和重量必然要受到很大的限 制，供电方式也以电他供电为主，因此要求对整机的功耗必须进行严格控制。与此 同时，为了拥有更多更强大的功能，掌上电脑还应该具有足够的运算处理能力。这 华北电力大学硕十学位论文 些都促使掌上电脑采用低功耗的r i s c 处理器，这类处理器的工作电压只有3 v 甚至 更低，它集成了许多用于外部接口控制的逻辑单元，比如将存储器控制单元、l c d 显示控制器、串行通讯控制器、a d 和d a 变换器等都集成到一块芯片当中。这样 一方面可满足对整机体积的限制要求，另一方面也可使整机功耗大为减小。目前可 用于掌上电脑的处理器有很多，可大致分为2 类：一类是基于m i p s 处理器核的产 品，提供这类处理器的厂商有i d t 、p h i l i p s 、n e c 、t o s h i b a 、q e d 等；另一类是h i t a c h i 的s u p e rh 系列。现阶段掌上电脑处理器的处理能力一般都只有7 5m i p s 左右，并 且不包含浮点数运算单元。不采用更高性能处理器的主要原因是出于功耗方面的考 虑，性能更高的处理器会带来更大的功耗，这对于掌上电脑来说是不能接受的。采 用更精细的生产工艺可以在不增加功耗的条件下通过提高工作频率来提高处理器 的性能。相信随着采用更先进的生产加工技术，掌上电脑将用上更高性能的处理器。 2 存储器 掌上电脑不具备像硬盘一类的大容量外部存储设备，操作系统和应用程序都固 化在r o m 中，因此掌上电脑的r o m 容量要比p c 中使用的大得多。在p c 中r o m 只是 用束固化b i o s ，容量一般只有2 5 6 k b 。p c 的操作系统和应用程序都是保存在软盘、 硬盘等外部存储设备上，只有在程序执行时彳被加载到系统r a m 中。除了大容量的 r o m 之外，掌上电脑还配有一定数量的r a m 。r a m 不仅是用来加载执行程序的，还可 以装载新的应用程序和保存程序运行过程中生成的各种数掘。掌上电脑所具有的基 本功能在生产时就已经被确定了，但是用户还是可以通过给自己的掌上电脑安装下 载新的应用程序来对它的功能进行扩充，这正是它的闪亮之处，当然前提是你的掌 上电脑要有足够多的r a m 。 3 输入设备 标准配置下的掌上电脑没有键盘，如果要进行中英文字符的输入多通过模拟键 盘或手写输入识别来完成，而它们的硬件基础是触模屏，所以掌上电脑都配有触模 屏。掌上电脑的手写汉字输入识别率还是很