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分布式能源系统的可行性和经济性分析一、引言分布式能源系统是一种采用分散的、小型化的能源设备进行能源生产与供应的系统，具有节能、高效、环保等特点。
本文将对分布式能源系统的可行性和经济性进行详细分析。
二、分布式能源系统的可行性分析1. 可持续能源来源分布式能源系统采用可再生能源作为能源来源，如太阳能、风能等。
这些能源来源广泛，不会因为资源的枯竭而中断供应，具有可持续性。
2. 供应安全性分布式能源系统将能源的生产与供应分散到不同的地点，降低了整个能源系统在某一地点发生故障时影响的范围。
这种分散性使得能源供应更加稳定和可靠。
3. 应对气候变化分布式能源系统使用可再生能源，减少了对传统化石能源的依赖。
这有助于减少温室气体的排放，应对气候变化。
三、分布式能源系统的经济性分析1. 资本投入分布式能源系统相比传统的中央化能源系统，需要较高的资本投入。
但随着技术的不断进步和规模的扩大，分布式能源系统的建设成本逐渐降低，预计在未来会更加经济。
2. 运维成本分布式能源系统的运维成本相对较低。
由于系统规模较小，维护和管理相对简单，无需大量的人力和物力投入，因此运维成本较低。
3. 节能效益分布式能源系统在能源生产和供应的过程中，能够减少能源的传输和损耗。
与传统的中央化能源系统相比，节能效益显著，可以降低能源成本。
4. 成本回收分布式能源系统可以通过与电网进行双向输电，将多余的能源卖给电网，并获得收益。
这有助于降低系统建设成本，并实现成本回收。
四、总结分布式能源系统具备可行性和经济性。
它采用可再生能源作为能源来源，具有可持续性；分散的能源设备增强了供应的安全性；采用分布式能源系统可以应对气候变化。
在经济性方面，虽然建设成本较高，但运维成本较低、节能效益明显，并且可以通过成本回收实现经济效益。
随着技术的进一步发展，分布式能源系统的经济性将进一步提升。
因此，分布式能源系统在未来将具备较大的发展潜力。
五、参考文献[1] Chiara, N., Castagnetti, D., & Fattori, F. (2017). Asset management for distributed energy systems: Traceability and evidences. Energy, 141, 184-199.[2] Jöhr, S., Stünzi, M., & Vieira Alves, A. (2019). A fully decentralized hybrid AC/DC microgrid to increase the share of renewable energy sources. Applied energy, 240, 963-975.[3] Su, Y., Zeng, P., & Zhao, H. (2020). Optimal investment timing and capacity of behind-the-meter distributed energy storage system considering the long-term technology learning effect. Applied Energy, 261, 114331.。
分布式系统概述论文分布式系统是指由多个独立计算机节点组成的系统，这些节点通过网络进行通信和协调，共同完成一系列任务。
随着互联网的发展和信息技术的进步，分布式系统越来越被广泛应用于各个领域，如大规模系统、云计算、区块链等。
本文将对分布式系统的概述进行探讨。
分布式系统的核心目标是通过将任务分解为多个子任务并由不同的节点并行执行来提高系统的性能和可扩展性。
与集中式系统相比，分布式系统可以更好地利用计算和存储资源，有效地处理大规模数据和用户请求。
此外，分布式系统还可以提高系统的可靠性和可用性，因为即使一个节点发生故障，其他节点仍然可以继续运行。
分布式系统的设计面临着许多挑战。
首先是系统的通信和协调。
由于节点之间的通信通过网络进行，网络延迟和带宽限制是一个重要的考虑因素。
此外，分布式系统的节点数量通常很大，因此节点之间的协调和一致性成为一个复杂的问题。
为了解决这些问题，研究人员提出了许多技术，如一致性算法、分布式事务处理和数据复制等。
其次，数据的一致性和可靠性是分布式系统设计的重要方面。
由于数据被分散存储在不同的节点上，节点之间的数据一致性是一个挑战。
在分布式系统中，往往需要使用复制技术来提高数据的可靠性。
数据复制可以在不同的节点上备份数据，并可以通过副本之间的协调来维护数据的一致性。
然而，数据复制也带来了数据冗余和一致性维护的开销。
此外，分布式系统还需要考虑故障恢复和容错性。
由于节点之间的通信和计算是并行进行的，如果一个节点发生故障，如网络错误或服务器崩溃，那么其他节点需要能够感知到故障并进行相应调整，以确保系统的正常运行。
为了提高系统的容错性，需要进行一些故障检测和修复机制的设计。
分布式系统的应用越来越广泛，涵盖了许多不同的领域。
在大规模系统和云计算中，分布式系统被用于处理大规模数据处理任务和提供高性能计算能力。
在区块链技术中，分布式系统被用于实现去中心化的数字货币交易和智能合约。
总之，分布式系统是由多个独立计算机节点组成的系统，通过网络进行通信和协调，共同完成任务。
研究与开发普适计算——新一代计算模式和理念王海涛１。
宋丽华２（１．解放军理工大学通信工程学院南京２１０００７；２．解放军理工大学指挥自动化学院南京２１０００７）１引言普适计算作为一种崭新的计算模式，极大方便了人们的工作和生活。
首先介绍了普适计算的基本概念和特征以及实现普适计算的基本条件和要求，然后阐述了当前的主要研究问题及其现状，并说明了涉及的一些关键性技术，最后概述了普适计算的产品和应用情况。
；关键词普适计算；智能空间；上下文感知；ＲＦＩＤ＃∽ｗ…ｄ，＊…＊』、…ｏ…ｊｗＨ｛～“４“～Ⅻ８随着计算机、通信、网络、微电子、集成电路等技术的发展．信息技术的硬件环境和软件环境发生了巨大变化。
这种变化使得通信和计算机构成的信息空间与人们生活和工作的物理空间正在逐渐融为一体。
普适计算（ｐｅｒｖａｓｉｖｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇ或ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）的思想就是在这种背景下产生的。
普适计算是由ＸｅｒｏｘＰＡＰＣ中心的科学家ＭａｒｋＷｅｉｓｅｒ于１９９１年首次提出的一种超越桌面计算的全新计算模式Ⅲ。
普适计算具有两个关键特性：一是无所不在性，即随时随地访问信息的能力；二是透明性，通过在物理环境中提供多个传感器、嵌人式设备、移动设备和其他任何有计算能力的设备．从而在用户察觉不到的情况下进行计算、通信并提供各种服务，最大限度地减少用户的干预。
．普适计算这一新型的计算模式建立在分布式计算、通信网络、移动计算、嵌入式系统、传感器等技术飞速发展和日益成熟的基础上．体现了信息空间与物理空间的融合趋势。
反映了人们对信息服务模式的更高需求——希望能随时、随地、自由地享用计算能力和信息服务，使人类生活的三二嬲ｊ三物理环境与计算机提供的信息环境之间的关系发生革命性改变【２】。
普适计算关键在于以人为本，而不以计算机为中心．因此。
普适环境中各组成元素的功能角色将不同于桌面计算模式。
此时，设备是进入应用一数据空间的门户，而不再是用户必须管理的客户软件的存储库：应用是用户执行任务的途径，而不再是为挖掘设备能力而编写的软件；计算环境是一个信息强化了的物理空间，而不再是为存储和运行软件而存在的一个虚拟环境。
分布式文件系统设计与实现实验报告引言:分布式文件系统是指将存储在不同物理位置的文件以一种透明、统一的方式组织起来，使用户能够像访问本地文件一样方便地对其进行存取。
本实验旨在设计和实现一个分布式文件系统，通过研究其原理和算法，探索其在分布式计算环境下的性能和可扩展性。
设计与实现:1. 架构设计1.1 主从架构1.2 对等架构1.3 混合架构2. 文件分配算法2.1 随机分配算法2.2 基于哈希的分配算法2.3 基于一致性哈希的分配算法3. 数据一致性管理3.1 副本机制3.2 一致性协议4. 容错与恢复4.1 容错机制4.2 数据恢复算法5. 性能优化5.1 负载均衡策略5.2 数据缓存技术实验过程与结果:在实验中，我们选取了对等架构作为设计的基础。
首先，我们搭建了一个由多台计算机组成的分布式系统，并在其上安装了相应的操作系统和软件环境。
然后，我们根据设计与实现的要求，编写了相应的代码，并进行了测试和优化。
实验结果表明，我们设计与实现的分布式文件系统具有较好的性能和可扩展性。
通过合理的文件分配算法和一致性管理策略，我们实现了文件的快速存取和数据的一致性维护。
同时，通过容错与恢复机制，我们提高了系统的可靠性和稳定性。
此外，我们还采用了负载均衡和数据缓存等技术，有效地优化了系统的性能。
结论:本实验的设计与实现进一步深化了对分布式文件系统的理解，并验证了相关算法和策略的可行性和有效性。
通过实验过程中遇到的问题和得到的经验，我们对分布式系统的设计与实现有了更深入的认识。
未来，我们将进一步改进和扩展分布式文件系统的功能，以适应更复杂的分布式计算环境。
参考文献:[1] Tanenbaum, A. S., & Van Steen, M. (2002). Distributed systems: principles and paradigms. Pearson Education.[2] Ghemawat, S., Gobioff, H., & Leung, S. T. (2003). The Google file system. ACM SIGOPS Operating Systems Review, 37(5), 29-43.[3] DeCandia, G., Hastorun, D., Jampani, M., Kakulapati, G., Lakshman,A., Pilchin, A., ... & Vosshall, P. (2007). Dynamo: Amazon’s highly available key-value store. ACM SIGOPS Operating Systems Review, 41(6), 205-220.。
分布式协同优化的研究现状与展望分布式协同优化是当前信息技术与智能化发展背景下的重要研究方向，旨在通过将分布式计算与协同优化相结合，提高解决复杂问题的效率和准确性。
本文将对分布式协同优化的研究现状进行综述，并展望未来可能的发展方向。
一、研究现状1.1 分布式协同优化的概念与背景分布式协同优化是指将多个分布式计算节点协同工作，共同解决复杂的优化问题。
它基于分布式计算和协同优化两个领域的理论和技术，旨在提高优化问题的求解效率和解决质量。
随着信息技术与智能化的快速发展，分布式计算和协同优化技术在各个领域得到广泛应用。
分布式计算能够通过将计算任务分解为多个子任务，分布在不同的计算节点上进行并行计算，大大提高计算效率。
而协同优化则通过多个个体之间的信息交流与合作，利用集体智慧来解决优化问题。
1.2 分布式协同优化的研究方法在分布式协同优化的研究中，主要存在以下几种常见的方法：（1）基于解的分解与合成：将优化问题的解空间分解为多个子空间，分布在不同的计算节点上进行优化，然后将各个子问题的优化结果进行合成，得到最终解。
（2）基于种群智能的协同优化：利用种群智能算法，如遗传算法、粒子群算法等，将任务分配给多个分布式计算节点上的个体，通过交流信息和合作搜索，最终获得全局最优解。
（3）基于机器学习的协同优化：利用机器学习算法，通过对历史数据和经验的学习，优化问题的解决过程和策略，提高优化算法的性能和效果。
（4）基于合作博弈的协同优化：将分布式计算节点看作是博弈参与者，在协同优化的过程中，通过博弈论中的合作博弈模型来分析节点之间的合作关系和策略选择。
二、展望分布式协同优化的研究具有重要的理论和应用价值，未来的研究方向和发展趋势主要体现在以下几个方面：2.1 面向大规模系统的分布式协同优化随着云计算和大数据技术的快速发展，未来优化问题将变得更加复杂和庞大。
传统的优化算法往往无法应对大规模系统的求解，因此需要研究基于分布式协同优化的大规模系统优化技术，以提高求解效率和解决质量。
分布式文件系统实验报告引言：“分布式文件系统”这个概念最早在20世纪80年代被提出，并随着科技的发展得到了广泛应用。
它是一种能够分布式管理和存储大量文件的系统，可以提供高性能的数据访问和共享。
本实验报告旨在通过对分布式文件系统的设计和实验的描述，来展现其在解决数据存储和访问的问题上的优越性及应用价值。
1. 实验背景在当今信息时代，企业和组织需要存储和处理大量的数据，传统的集中式文件系统已经不能满足这种需求，因此分布式文件系统应运而生。
分布式文件系统能够将数据分散存储在多个节点上，不仅提高了存储容量和性能，还具备高可用性和容错性。
2. 实验目的本次实验的目的是设计和实现一个基于分布式存储的文件系统，通过模拟网络上不同节点之间的数据传输和共享，验证其在数据存储和访问方面的优势，并对其性能进行评估和分析。
3. 测试环境与实验步骤3.1 测试环境搭建通过搭建一组具有不同存储能力和计算资源的分布式节点，构建一个分布式文件系统的实验环境。
在每个节点上安装相应的软件，并进行配置和连接，确保节点之间可以相互通信和共享数据。
3.2 实验步骤3.2.1 文件分布和备份策略设计根据实验需求和数据分布情况，设计文件的分布和备份策略，确定文件在各节点之间的存储位置以及备份方式。
可以采用数据分块的方式，将一个文件分成多个块并分别存储在不同节点上，同时进行冗余备份，提高数据的可靠性和可用性。
3.2.2 数据读写和一致性协议实现设计和实现数据的读写操作以及分布式一致性协议，保证在多个节点之间进行数据访问时的数据一致性和正确性。
可以采用Paxos或Raft 等一致性算法来实现。
3.2.3 性能评估和分析通过模拟不同的负载情况和数据访问模式，对分布式文件系统进行性能评估和分析。
可以测量系统的吞吐量、延迟以及数据一致性的开销，比较不同的存储和访问策略对系统性能的影响。
4. 实验结果与讨论根据实验数据和结果，对分布式文件系统进行评估和分析。
屋顶分布式光伏可行性研究报告摘要：本研究报告旨在评估屋顶分布式光伏系统的可行性，并为决策者提供相关信息。
分布式光伏系统是一种在建筑物屋顶上安装太阳能电池板以产生电能的解决方案。
本报告将探讨系统的技术可行性、经济可行性和环境可行性。
通过深入分析和实例介绍，我们将对屋顶分布式光伏系统的可行性进行进一步讨论，并提供相关的建议。
1. 技术可行性分析：屋顶分布式光伏系统的技术可行性主要涉及太阳能电池板的安装和接入电网。
首先，太阳能电池板应该能够安全、稳定地安装在建筑物的屋顶上，同时不损坏屋顶的结构和防水层。
其次，系统应该能够与电网连接，以实现电能的供给和回购。
根据我们的研究发现，现代的太阳能电池板技术已经达到了可以满足这些要求的水平。
因此，从技术上讲，屋顶分布式光伏系统是可行的。
2. 经济可行性分析：屋顶分布式光伏系统的经济可行性包括投资回报率和成本效益分析。
首先，系统的投资成本应该能够在合理的时间内收回。
其次，系统的运营和维护成本应该能够被太阳能电力的生产所抵消。
根据我们的研究，尽管屋顶分布式光伏系统的投资成本较高，但在长期运营中，可以显著减少能源消耗和电费支出。
因此，从经济上讲，屋顶分布式光伏系统是可行的。
3. 环境可行性分析：屋顶分布式光伏系统的环境可行性是指系统能否减少对环境的负面影响并促进可持续发展。
太阳能是一种清洁的能源来源，使用太阳能电力可以减少温室气体的排放和化石燃料的消耗。
通过屋顶分布式光伏系统，个人和组织可以为环境保护做出贡献。
因此，从环境上讲，屋顶分布式光伏系统是可行的。
在研究中，我们还发现一些潜在障碍，如政策支持、技术标准和投资风险等。
然而，这些障碍可以通过政府的政策支持、技术的发展和金融的创新来解决。
因此，我们建议决策者在推动屋顶分布式光伏系统的发展时，应加强政策支持，促进技术创新，并提供相应的金融支持。
总结：屋顶分布式光伏系统是一种技术可行、经济可行和环境可行的解决方案。
尽管存在一些障碍，但通过政策支持、技术创新和金融支持的措施，这些障碍可以得到克服。
基于分布式控制的实时监控系统设计与应用胡浩民;王泽杰【摘要】为提高自动化控制中设备监控的实时性,开发了现场设备运作状态分布式监控系统.系统采用过程控制的对象链接与嵌入技术(OPC),以多线程并发通讯方式从组态软件获取数据,并发送到数字信号监控设备,实现全局数据在工业现场直观的显示.与背投等设备相比,不仅有效降低成本,而且能适应潮湿、高粉尘等复杂的现场环境.实践应用表明,系统能满足工业现场需求,表现出优良的实时性与可靠性.【期刊名称】《上海工程技术大学学报》【年(卷),期】2010(024)004【总页数】4页(P342-345)【关键词】分布式控制;可编程逻辑控制器;组态软件;过程控制中的对象链接与嵌入技术【作者】胡浩民;王泽杰【作者单位】上海工程技术大学,电子电气工程学院,上海,201620;上海工程技术大学,电子电气工程学院,上海,201620【正文语种】中文【中图分类】TP274在工业制造领域,现场监控是确保生产安全、高效的重要环节.目前国内外有许多组态软件(如Siemens WinCC,RockWell RSView32,Wonderware Intouch,亚控KingView,三维力控等)通过与PLC通讯,在上位机上进行监控,技术人员在中央控制室监控车间或整个工厂的设备运作情况.由于现场设备运作数据往往都是采集到中央控制室的,因此,中央控制室的技术员可以实时掌握情况,但生产第一线的作业人员则对这些数据的掌握存在滞后性,这种滞后性有时会影响生产效率,甚至引发安全问题.也有些应用LCD背投或LED设备在现场显示组态数据,标识设备运作的情况,但这种方式成本相对较高,且不适合在潮湿、高粉尘、污染、腐蚀等工业环境中使用. 针对上述情况,开发了用于显示工业现场设备实时运作情况的监控系统.该系统由硬件设备与通讯软件两部分组成,显示设备具有耐用、可靠的特点,有效地降低了成本;软件方面采用多线程协同的OPC通讯算法,实时性与可靠性得到了保障.1 设计方案与系统组成系统的结构原理如图1所示.图1 系统结构Fig.1 System structure硬件部分主要由数字信号监控设备组成,设备以数字表、状态灯、旋转灯、光带等形态出现.每项设备由可编程微控制器进行驱动,嵌入程序可识别软件通讯模块发送的数据包,并作出相应的状态响应.根据工业设备运作状态监控需求,数字信号监控设备可以作为独立模块进行自由组合,形成分布式的处理环境.这种分布式的架构不仅提高了数据处理速度,而且保证了监控的实时性、可靠性和稳定性.软件部分主要由通讯功能模块组成,包括与各种组态软件的通讯,以及与数字信号监控设备的通讯.前者采用OPC通讯方式,后者采用MODBUS与TCP/IP两种协议,既能与常用组态软件松散耦合,又能实现高效、实时地与数字信号监控设备进行数据通讯.这一完整的实时监控系统不仅能有效地降低成本,而且能在恶劣环境中持续工作,并直观地显示整个工业现场的运作情况,使直观性、实时性、准确性和可靠性均能得到满足.2 信号监控设备原理数字信号监控设备(包括数字表、状态灯、旋转灯、光带等)是系统的硬件组成部分.每个设备的电气系统由电源、可编程微控制器、总线驱动器和LED显示等部分组成,结构原理如图2所示.图2 设备原理图Fig.2 Equipment schematic图2所示的数字表、状态灯等监控设备均采用ATMEL公司的AT mega可编程微控制器,在其中的程序存储空间嵌入用C语言编写的程序,用于接收自定义的数据包,并对数据包进行解析操作.根据数据包中的指令及信息监控LED发光二极管显示的工业设备的工作状态,由于所有设备均带有高速处理片,因此可以独立工作,形成分布式的处理环境,有效地提高了可靠性,确保了实时性.数据表明以LED显示,并采用阻燃性好、强度高、耐老化的屏面模块,使信号监控设备能应对工业现场复杂的环境.上位机通过RS232接口或RJ45接口(后者需要通过转换器在总线驱动器端进行接口转换)与总线驱动器连接,从而实现数据通讯.3 通讯软件模块软件通讯功能包括与各种组态系统的通讯、与数字信号监控设备的通讯两部分.前者从组态软件获取工业设备的运作数据,后者把获取的数据实时发送到信号监控设备.3.1 与组态系统的通讯与组态软件通讯的方法主要有脚本通讯、动态数据交换(Dynamic Data Exchange,DDE)通讯、归档数据库访问和 OPC等[1] .其中,OPC是 Microsoft的对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用.其以OLE/COM/DCOM 技术为基础,采用客户/服务器模式,为工业自动化软件面向对象的开发提供了统一的标准.该标准定义了应用Microsoft操作系统在基于PC的客户机之间交换自动化实时数据的方法[2] ,与前3种通讯方法相比,这种方式具有更好的可靠性和更高的稳定性.为了实现与组态软件的数据同步,确保系统的实时性,在与组态软件的通讯功能设计上,采用了 OPC技术.OPC技术实现由OPC服务器和OPC客户端应用两部分完成.其中,服务器实现现场设备的数据采集,并通过标准的OPC接口传送给OPC客户端应用.OPC服务器由服务器(Server)、组(Group)和数据项(Item)3类对象组成[3] .目前常用的组态软件均支持OPC通讯方式,WinCC的服务器为“OPCServer;WinCC”[4] ,RockWell RSView 的服务器为“RSI.RSView32OPCTagServer”;三维力控则是“PCAuto.OPCServer”.为了提高监控系统的实时性与稳定性,在通讯功能上运用了以下方法和算法:1)采用COM接口来访问OPC服务器,以提高通讯速度.OPC规范提供了自动化接口和COM接口两种方案[5] .前者为解释性语言或宏访问OPC服务器提供接口;后者为C/C++提供高效接口,通过该接口,能够发挥OPC服务器的最佳性能.2)实现了与各种常用组态软件的通讯,使监控系统均能与之通讯,具有良好的普适性.3)数据通讯算法上采取多线程同步与并发技术以提高数据采集速度.在现场设备数据比较多的情况下,如果采用轮询方法读取设备状态的标记值,会延长读取周期,严重影响实时性,因此,采用多线程连接OPC服务器的技术.3.2 与监控设备的通讯从组态系统获取数据后,还需要将这些数据实时地发送到监控设备,与监控设备的通讯功能模块则用于实现这一任务.根据不同的监控设备,分别定义了相应的数据包标识,表明不同的逻辑含义.通讯模块从组态软件读取PLC数据后,由专门的工作线程进行数据包组合与发送操作.由于与组态系统OPC服务器的通信采用了多客户端并发的方式,因此采集的数据在发送前要先放入缓冲池,多线程对共享资源的访问需要进行同步.由于在工业监控中,有些设备的状态可能在某较长的周期内不会发生变化(如水泵、风机是否工作等),所以组态系统从PLC获得的数据也是不变的.为了减少这些等值数据的重复发送,提高实时性,算法上采用了差值更新技术.同时,为了防止监控设备由于重启等原因无法收到数据,采用了定时刷新算法以提高系统的可靠性.通信模块的多线程原理图如图3所示,这是系统实时性与可靠性的技术保证.图3 通信模块设计原理Fig.3 Principle of communication module4 应用案例实时监控系统已应用于电网调度、污水处理、废旧橡胶热裂解等领域的控制.以国水某污水处理厂监控应用为例,污水处理中的细格栅和曝气沉砂池流程如图4所示.污水从城市管网经过粗格栅和进水泵房后,进入细栅格和曝气沉砂池进行处理.在此不仅要实时监控污水的pH值、温度、化学需氧量(COD)等参数,还要监控管道中各个电磁阀的工作状态、细格栅中的液位差(LDT)、流向选择池和SBR池的水流量(FT),以及输送机、刮砂桥、排砂阀、吸砂泵、浮渣槽、鼓风机等各种设备的运作情况.监控数据的显示,由上述的数字信号监控设备完成,以数字表、状态灯和光带的方式实现,并形成分布式监控系统.图4的部分程序中有20多个数据需要监控,而整个污水处理流程要控制几百个数据,所以分布式有利于确保监控的实时性.此外,软件系统从组态服务器中获取数据的速度不能成为影响速度的瓶颈,所以,通讯模块上多线程并发的OPC技术提高了数据获取与发送的速度.图4 污水处理流程监控Fig.4 Monitoring of sewage treatment process5 结语在监控系统中,数字信号监控设备采用了分布式的架构,软件通讯模块使用并发OPC 技术、差值更新与定时刷新算法,其特点在于提高了系统的普适性、实时性与可靠性.实践应用表明,系统在实时、直观和可靠性等方面均表现出优良性能,并有效地降低了成本.参考文献:[1] 西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团.深入浅出西门子WinCC V6[M] .2版.北京:北京航空航天大学出版社,2005.[2] OPC Foundation.OPC data access custom interface specification3.0[EB/OL] .[2003-03-04] (2010-09-20).. [3] 何海江.COM编排OPC数据存取规范3.0定制接口的研究[J] .计算机应用与软件,2006,23(8):74-76.[4] 刘华波,王雪,何文雪,等.组态软件 WinCC及其应用[M] .北京:机械工业出版社,2009:232-235.[5] 刘克勤.基于OPC的动态数据交换技术在工控系统集成中的应用研究[J] .重庆工学院学报,2006,20(2):106-109.。
普适计算方法在大数据处理和信息安全方面应用现场考察引言随着大数据时代的到来，大数据处理和信息安全成为了当今社会中的重要议题。
在面对海量数据处理和信息安全保护的挑战时，普适计算方法成为了一种解决方案。
本文将从实地考察的角度来探讨普适计算方法在大数据处理和信息安全方面的应用。
一、大数据处理方面的应用现场考察1. 大数据量的挑战在大数据时代，海量数据的处理是一大难题。
传统的数据存储和处理方式往往无法满足快速高效的需求。
通过考察不同的大数据处理应用现场，我们发现普适计算方法可以通过将数据分布在不同的节点上进行并行处理，从而提高数据处理速度和效率。
2. 数据隐私保护大数据中潜藏着许多用户的隐私信息，如何在处理大数据的同时保护用户隐私成为了一个重要问题。
通过实地考察不同的大数据应用场景，我们发现普适计算方法具有较好的隐私保护能力。
普适计算方法可以在数据的传输和计算过程中使用加密算法，确保用户数据安全。
同时，普适计算方法还可以进行安全的数据共享和数据融合，提高数据处理的效率。
3. 多样化数据源的整合在大数据处理过程中，不同类型和来源的数据经常需要进行整合分析。
通过考察实际应用现场，我们发现普适计算方法可以将不同类型的数据源进行整合，提供统一的数据处理接口。
普适计算方法可以处理结构化数据、非结构化数据和半结构化数据，并提供一致的数据分析和挖掘功能。
二、信息安全方面的应用现场考察1. 数据加密和解密信息安全是大数据处理过程中不可忽视的一环。
通过实地考察信息安全领域的应用现场，我们发现普适计算方法可以通过数据加密和解密技术，保护数据在传输和存储过程中的安全性。
普适计算方法采用分布式加密算法和安全的密钥管理系统，确保数据的机密性和完整性。
2. 安全访问控制在大数据处理过程中，如何保证数据的安全访问成为了一个重要问题。
通过实地考察信息安全应用现场，我们发现普适计算方法可以通过访问控制策略和技术，确保只有授权用户才能访问敏感数据。
分布式普适系统调研报告摘要：普适计算是一种适合21 世纪的新计算模式，它是信息定问与物理定问的融合。
本调研介绍了普适计算的概念、特征、用途及其相关技术，阐述了普适计算的发展和应用前景，然后阐述了当前的主要研究问题及其现状，并说明了涉及的一些关键性技术，并概述了普适计算的产品和应用情况。
最后简述了普适计算面临的重要安全挑战。
关键词：普适系统；普适计算；人机交换；透明；安全挑战随着移动和嵌入式计算设备的引入，出现了以不稳定行为特征的分布式系统-分布式普适系统。
计算机及其相关技术的发展，通信能力和计算能力的价格正变得越来越便宜，各种新形态的传感器所占用的体积也越来越小。
由于对生产效率、生活质量的不懈追求，人们开始希望能随时随地、无困难地享用计算能力和信息服务，由此带来了计算模式的新变革，这就是计算机模式的第三代——普适计算时代。
在普适计算时代，各种具有计算和联网能力的设备将变得像水、电、纸、笔一样，随手可得。
人与计算机的关系将发生革命性的改变，变成一对多、一对数十甚至数百，计算机的使用不再局限于桌面，它将被渗透到我们的学习、工作、以及日常的生活空间中，变为手持或可穿戴的设备，与我们日常生活中使用的各种器具融合为一体。
1.普适计算的原理1.1 普适计算的简介普适计算的思想是由Xerox 的首席执行官MarkWeiser 在1991 年提出的，是一种能包含各种设备的计算模式，其重点在于提供面向客户的、统一的、自适应的网络服务。
在普适计算时代，计算机主要不是以单独的计算设备的形态出现，而是采用嵌入式将处理器、存储器、通信模块和传感器集成在一起，以信息设备的形式出现，在任何时间、任何地点都可以提供任何方式的服务。
因此普适计算是指在普适环境下人们能够使用任意设备、通过任意网络在任意时间都可以获得一定质量的网络服务技术。
主要针对移动设备，比如信息家电或某种嵌入式设备，如掌上电脑、车载智能设备、笔记本计算机、手表、智能卡、智能手机（具有掌上电脑的一部分功能）、机顶盒、POS销售机、屏幕电话等新一代智能设备。
普适计算设备可以一直或间断地连接着网络。
与Internet、Intranet及Extranet连接，使用户能够随时随地获取相关的各种信息，并做出回应。
1.2 基本概念和特征普适计算指的是无所不在、随时随地可以进行的一种计算方式，涉及的技术包括移动通信技术、小型/微型计算设备制造技术、微型操作系统技术及软件技术等。
桌面计算致力于把人置于计算机所创造的虚拟世界里，而普适计算则是使计算机融入人的生活空间，形成一个“无时不在、无处不在而又不可见”的计算环境。
普适计算的重点在于提供面向客户、无处不在的自适应计算环境。
在普适计算环境中，人们可以“随时随地( 或无所不在)”和“透明”地获得数字化服务。
也就是说，随时随地和透明性是普适计算最重要的两个特征。
其中“随时随地”是指人们可以在工作和生活的任何场所获得服务，而不用端坐在计算机前。
“明”是指获得这种服务的方式十分轻松自然，这种服务的访问甚至可以在用户没有觉察的情况下由系统主动提供。
普适计算的另一个重要特征是自适应性，这也是人本计算的核心，实际上是强调如何有效感知物理空间、信息空间乃至设备位置和人的行为变化，以使系统动态调整自身的行为。
由于计算能力的无所不在，由通信和计算机构成的信息空间将与人们生活和工作的物理空间融为一体，成为真正的智能空间。
普适计算可以降低设备使用的复杂程度，使人们的生活更轻松、更有效率。
在普适计算时代，计算机通常不是以单独的计算设备的形态出现，而是采用将嵌入式处理器、存储器、通信模块和传感器集成在一起，以各种信息设备的形式出现。
这些信息设备集计算、通信、传感器等具体功能于一身，能方便地与各种传统设备结合在一起。
不仅如此，目前的各种日常设备届时也将演变成信息设备。
信息设备可以轻易地通过无线网络互连并与互联网连接，按照用户的个人需求提供个性化服务。
在普适计算环境中，每个设备都需要响应或预测用户的各种需求，同时每个设备和整个环境都需要保持对环境中每个用户的非妨碍状态，无需用户分散精力进行干预。
如果有一天，计算和信息传递不再是一种工作或者技能，而成为人们日常生活中自然的一部分，那么就可以说，我们达到了普适计算的理想境界。
从软件系统的角度来讲，普适计算是指使用小型计算设备在位置不断移动的过程中或在地理位置分布很广的范围内，在不稳定的通信条件下实现联机事务处理和企业核心数据访问。
这些小型计算设备，具有多种通信手段，如移动通信网络、卫星等，能与互联网或企业内部网相连，但这种连接不是固定的连接，而是间断的连接。
普适计算的软件技术使用户可以使用这些设备进行复杂的联机事务处理和信息访问，因为所使用的设备体积小，可用的计算资源(内存、存储设备和CPU) 都相当有限，大部分处理工作由计算中心的数据服务器和应用服务器完成。
1.3普适计算技术的特点普适计算的特点是将集计算、通信、传感功能于一身的各种信息设备通过无线网络与互联网连接有效的组织起来，并按照用户的个性需求进行定制，以嵌入式产品的方式呈现在人们的工作和生活中———或者手持，或者可穿戴，甚至是与人们日常生活中所碰到的器具融合在一起为人们提供一种随时随地、随环境自适应的各种服务，最终目标是将由通信和计算机构成的信息空间与人们生活和工作的物理空间融合为一体。
这种融合体现在两个方面。
首先，物理空间中的物体将与信息空间中的对象相互关联。
其次，人们在操作物理空间物体的过程中，可以同时透明地改变相关联的信息空间中对象的状态，反之亦然。
在普适计算建立的这个融合空间中，人们可以“随时随地”并“透明”地获得数字化的服务，而不用端坐在计算机前。
“透明”是指获得这种服务的方式十分轻松自然，这种服务的访问方式甚至可以在用户没有察觉的情况下由系统主动提供。
从某种意义上说，计算机好像隐身了——这也是普适计算最重要的特征。
2.计算模式的发展第一代，主机型计算(Mainframe computing)是很多人共享一台大型机。
在主机计算时代，人与计算机的关系是多对一的关系，信息空间与我们生活的物理空间是脱节的，计算机的应用也局限于科学计算领域。
提高计算本身性能、功能是我们的工作重点。
第二代，个人机计算(personal computing)是一个人在一台电脑上。
在桌面计算时代，人与计算机的关系是一对一的关系，信息空间和我们的生活有了一定的联系，计算机开始应用于企业管理、金融分析等领域。
如何协调多个计算机工作以及如何共享和搜集、分类资料是我们的重点。
第三代，普适计算(pervasive computing)是许许多多的设备通过全球网络为许多人提供人格化(个性化)的服务。
随着计算机技术的飞速发展，将要带来计算模式的第三次革命，即普适计算时代。
在普适计算时代，人与计算机是一对多的关系;同时计算机主要不是以单独的“主机+显示器”的设备出现，而是采用将嵌入式处理器、存储器、通信模块和通信、传感功能于一身。
不仅如此，信息设备还可以十分廉价地通过无线网络与Internet连接，并按照用户的个性需求进行定制，以嵌入式产品的方式呈现在人们的工作和生活中。
结果是由通信和计算机构成的信息空间将与人们生活和工作的物理空间融为一体，人们再也不需要常常坐在电脑桌和计算机交互了。
计算机已经从人们的视线中消失，变得空气、水、土壤一样重要而且无所不在，但是你已经不大注它的存在了。
计算机已经以你为中心，默默地提供你所需的服务。
每一种计算模式都会带动适合其特点的计算机科学术的发展。
主机计算模式促进了分时操作系统的发展;而面计算模式则带动了个人操作系统、图形用户界面、多媒等技术的发展。
同样地，普适计算势必要求发展与其相适的计算机科学理论和技术，而这绝不是对目前桌面计算模孕育的现有理论和技术的简单线性扩展，因为现有的计算技术还存在一些不足，因此难以满足普适计算模式的要求。
3.当前研究状况3.1 一些著名的研究项目普适计算的概念于20世纪90年代初提出，但当时并没有所需的硬件技术基础，只实现了一个原型。
随着近十年技术的进步，普适计算的许多关键元件已有了商业产品，如手持和可穿载( wearable) 计算机、无线局域网、传感和控制家用电器的器件等。
因此，90 年代末以后，一些著名大学和工业界相继出现了各种普适计算的研究项目，如MIT 的Oxygen、CMU 的Aura、Illinois 大学的Gaia、美国加州大学Berkeley的Endeavour、Washington 大学的Portalano、IBM 的DreamSpace、Microsoft 的EasyLiving、欧盟资助的Disappearing Computer、韩国科技部的UT 项目和国内清华大学的SmartClassroom等。
Oxygen 指出计算机在未来将普遍存在，就像我们呼吸的空气中的氧一样，以人为中心处理目标，并能自动适应用户的需求和工作的变化。
Aura 指出在普适计算中“人的注意力”是最为宝贵的资源，其目标是为每个用户提供一个不用关心位置的计算和信息服务的“个人信息光辉( Aura)”。
Illinois 大学的Gaia 项目将传统的计算机系统延伸到各种设备以及围绕机器的新型物理空间，并将这种物理环境带入日常生活中。
IBM Watson 研究中心的DreamSpace 项目允许用户在共享空间合作。
系统可以“听”声音命令，“看”手势和身体位置，像人那样进行人机交互。
计算机能理解用户，用户可以自由地专注于理解和思考实际对象和信息，最小程度地被计算机限制和分散精力。
Microsoft 的EasyLiving计划建立智能环境，方便人与人、计算机和设备的交互，使计算机使用更方便。
未来的居家和办公室里，计算机就像电灯一样自然，通过计算机视觉，保持跟踪人，响应声音和手势命令。
3.2 主要研究问题目前，各国的研究主要集中在以下几个方面。
( 1)普适计算的理论建模普适计算作为一种全新的计算模式，横跨多个研究领域如移动计算、嵌入式系统、自然人机交互、软件结构等，具有前所未有的复杂性与多样性。
亟待一种统一完备的建模体系，准确、客观地表达普适计算所特有的普适服务的“无所不在”时空特性、“自然透明”的人机交互模式以及“以人为本”的根本理念，从而为普适计算系统的分析、设计、实施、部署和评估等提供多方面的理论指导，为可扩展性、可维护性、自适应性、易用性及标准化等提供模型层面的支持。
( 2)自然人机交互普适计算以人为中心的特点迫切需要和谐、自然的人机交互方式，即能利用人的日常技能进行交互，具有意图感知能力。
与传统的人机交互方式相比，它更强调交互方式的自然性、人机关系的和谐性、交互途径的隐含性以及感知通道的多样性。
