药学院检测中心电源控制方案.doc

药学院检测中心试验设备控制管理系统解决方案 一、 系统组成2二、 控制器功能说明3三、技术路线3四、软硬件配置4五、实施及维护8六、预算91、 系统组成1、1 系统组成说明 本系统由中心服务器、管理工作站、主控机组成。如图所示： 中心服务器保存所有信息，包括设备信息、用户账户信息，对用户账户进行验证授权主控机允许用户使用实验仪器。中心服务器在UPS保障下实现全年不间断运行。主控机使用嵌入式设备对需要管理的实验仪器进行控制，当用户插入IC智能卡之后读取智能卡上用户信息并提交中心服务器验证，根据中心服务器返回信息显示用户账户余额并判断是否启动实验仪器。用户使用实验仪器前把IC智能卡插入主控机读卡口，主控机显示该IC卡账户信息及余额，如果用户有权使用该试验仪器并且账户余额高于该仪器预定义的低限消费额则主控机开启试验仪器电源并开始进行消费计费，用户可开始试验操作。当试验仪器使用结束用户关闭试验设备之后拔出IC智能卡，主控机终止消费计费并发出消息到中心服务器，中心服务器对账户进行扣费操作。为避免在试验进行过程中人为误拔卡导致主控机关闭实验仪器导致试验中断而失败的情况发生，系统检测到此情况出现将不会立即关闭实验仪器而是通过提示用户插入有效IC智能卡以便试验运行继续，如果超过预定义的时限（比如一分钟）后才会关闭实验仪器。此功能同样适用于当用户账户余额不足情况，主控机显示屏即时显示账户当前余额，当账户余额不足时会提示用户更换有效智能卡让试验继续，在换卡期间主控机不会关闭试验设备确保试验数据完整可靠。所有信息保存在中心服务器上，用户权限验证及扣费操作均在服务器进行以保证信息的完整安全性。避免因为主控机或者工作站故障导致数据丢失，防止使用伪造用户信息通过验证使用试验仪器给院方造成的损失。服务器从物理上与非管理员隔绝，管理工作站通过网络连接到中心服务器上实现数据库数据的录入更新删除，比如试验仪器设备的管理，用户账户新建，用户IC智能卡制卡、充值、销卡操作。实现数据查询功能，根据用户需求生成各项数据报表供院方分析评估设备工作状态，设备利用率，设备收益率，用户使用设备分析等等各项指标。2、 控制器功能说明控制器子系统主要功能： 数码显示屏，方便使用和操作； 灵活的记录方式：单价、定值、编号、记帐、时间段等五种方式切换； 可通过管理软件进行限次、限额以及超额设置； 可通过管理软件进行有效刷卡时段设置，配合网上预约系统控制设备使用时间； 实时通讯自动采集数据； 设置用户卡有效期； 具备TCP/IP 网络接口 、USB接口。三、技术路线由于实验室检测操作的复杂性，长期时间，检测时段的不确定性，试验数据不可中断性，所以本系统必须24小时 全天稳定运行，确保院方用户能随时进行试验操作以及长期试验过程不被中断，操作系统采用开源免费的CentOS，CentOS（Community ENTerprise Operating System）是Linux发行版之一，它是来自于Red Hat Enterprise Linux依照开放源代码规定释出的源代码所编译而成。由于出自同样的源代码，因此有些要求高度稳定性的服务器以CentOS替代商业版的Red Hat Enterprise Linux使用。两者的不同，在于CentOS并不包含封闭源代码软件。其性能稳定可靠可以保障服务器24*365不间断高可靠运行。数据库采用开源免费的PostgreSQL，PostgreSQL是以加州大学伯克利分校计算机系开发的 POSTGRES 4.2为基础的对象关系型数据库管理系统（ORDBMS）。PostgreSQL支持几乎所有的 SQL标准并且提供了许多其他现代特性：复杂查询、外键、触发器、视图、事务完整性、多版本并发控制。同样，PostgreSQL 可以用许多方法扩展，比如， 通过增加新的数据类型、函数、操作符、聚集函数、索引方法、过程语言。并且，因为许可证的灵活，任何人都可以以任何目的免费使用，修改，和分发 PostgreSQL， 不管是私用，商用，还是学术研究使用。其功能与商业数据库软件Oracle不相上下，比同样开源的MySQL速度更快更稳定。高可靠性保证数据的完整性正确性及安全性，尤其是对用户账户消费余额操作使用事务以保证不会出现任何数字差错。主控机控制主系统系统采用ARM，具有功耗低、工作稳定的特点，适合嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。四、软硬件配置系统硬件由服务端，主控端，管理端三部分组成。1、服务端服务端设备名说明PC控制电脑管理控制主控端UPS不间断电源提供对主服务器运行电源保护服务端的服务器运行服务端程序，保存所有系统信息，包括设备资料，用户信息，设备使用记录，用户使用设备记录，账户扣费记录。执行用户账户的验证，设备使用权的判定，设备开启关闭的验证，设备使用的计费，用户账户扣费操作。服务器放置在与非管理员物理隔绝的位置确保数据尤其是用户账户信息数据的安全。UPS不间断电源为服务器提供电源供应，当外部供电线路出现供电故障时可以在一定时间内提供能源输出让服务器可以安全关机确保数据安全，当外部供电线路正常工作时也可以过滤线路中尖峰脉冲为服务器提供干净稳定的电源输入保证服务器正常工作。2、控制端控制端设备名说明主控模块读卡模块读取用户IC卡信息电源对主控机器供电开关控制板控制试验设备电源的开启关闭显示模块显示用户IC卡相关信息，如姓名、余额机壳IC卡接触式智能卡，带图案印刷控制端由读卡器读取IC智能信息然后发送到服务端进行用户信息验证以及判断试验仪器的使用权，如果用户有权使用该设备则开启电源供应并开始进行仪器使用计费。控制机控制操作核心部件采用电源管理控制器。电源管理控制器的特点：电源管理控制器工作可靠，无触点、无火花、寿命长、无噪声，无电磁干扰，开关速度快，抗干扰能力强，且体积小，耐振动、耐冲击，防爆、防潮、防腐蚀，能与TTL、DTL、HTL等逻辑电路兼容，以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载的目的。电源管理控制器实现弱信号（Vsr）对强电（输出端负载电压）的控制。由于光耦合器的应用，使控制信号所需的功率极低（约十余毫瓦就可正常工作），而且Vsr所需的工作电平与TTL、HTL、CMOS等常用集成电路兼容，可以实现直接联接。具有良好的防潮防霉防腐性能；在防爆和防止臭氧污染方面的性能也极佳。性能指标：参数名称参数值最小典型最大输入端直流控制电压(V)3.214输入电流(mA)20接通电压(V)3.2关断电压(V)1.5反极向保护电压(V)15绝缘电阻( )109介质耐压(V)1500输出端额定输出电压(V)25250额定输出电流(A)10浪涌电流(A)100过零电压(V)15输出压降(V)2.0输出漏电流(mA)10接通时间(ms)10关断时间(ms)10工作频率(Hz)4770功率损耗(W)1.5关断dV/dt(s)200工作稳定(摄氏度)-20+80 3、管理端管理端PC工作站执行所有管理操作，及查询记录读卡器执行制卡，充值操作打印机打印收费凭证管理工作站可使用任何安装有windowsXP的PC电脑，所有管理查询操作，包括对用户IC智能卡制卡、充值都在管理工作站上操作。软件系统分为服务端系统，主控端系统，工作站系统三部分1、服务器端系统CentOS服务器OSPostgreSQL数据库记录所有信息包括费用日志等实验仪器管理对监控的仪器进行统一管理主控机管理添加删除更新主控机与实验仪器关系用户管理对使用试验设备人员账户的添加删除更新管理权限管理用户权限管理费用管理用户账户的充值计费扣费，低限报警通讯控制与主控机通讯使用状态查看当前实验仪器使用状态查询及报表查询所有信息及生成报表主服务驻留程序接收访问操作请求并执行认证模块对主控机，工作站访问操作进行认证加密模块对通讯信息加密处理避免信息泄漏网络防御模块抵御网络攻击及欺骗以上为服务器包含的软件系统及程序模块，软件系统皆采用以GPL/BSD/MIT授权方式发布的开源免费软件不会涉及到版权纠纷。各个程序模块分工执行相应的功能。2、主控机端系统主控系统通讯模块服务器通讯管理读写卡模块读取用户IC卡信息开关板控制模块控制试验设备电源开启关闭认证模块确保与中心服务器通讯的真实性加密模块对通讯信息加密保证所有信息不被窃取复制3、 工作站系统通讯模块服务器通讯管理读写卡模块读写用户IC卡信息认证模块确保与真实的中心服务器通讯加密模块对通讯信息加密保证所有信息不被窃取复制工作站系统运行在现有任何安装有windows2000、WindowsXP操作系统的PC电脑上，执行对服务器操作命令对整个系统进行管理维护，并担负对IC卡制卡，对用户账户充值的任务。五、实施及维护项目实施之前预先对所有需要控制的试验仪器进行检查，保证主控系统能与试验仪器电器电气接口匹配及兼容。测试网络指标，确保服务器与主控系统之间通讯畅通及时避免因为通讯问题导致控制器无法验证用户账户信息导致实验仪器无法正常工作情况出现。如果现有网络不能保障需求指标则需要对网络进行改造或者使用无线网络传输。公司在向客户提供产品前将首先由工程师进行严格的测试检验，以确保所提供的产品性能可靠稳定，负荷客户各项技术要求。项目实施之后，将会对客户提供长期的高质量的售后服务。对于系统软硬件故障将根据合约及时有效解决，维护工作时间7x24x365，响应时间2小时。对于非本系统软硬件问题公司工程师也将尽力协助院方解决问题。每次服务完成后，康邦科技公司都会向客户提交正规的售后服务报告，并应得到客户签字认可。这些服务报告都将做为康邦科技公司的技术档案妥为保管，以便今后更好地为客户服务。六、预算硬件部分：产品名称规格参数价格数量合计RMB主控电脑Intel IA Dual Core/2G/500G/415014150电源12V/1A电源适配器6010600控制器非接触IC卡读卡器+电源控制器780107800IC读卡器、发卡机IC读卡器、发卡机3801380IC