时间：2023-03-07 15:18:16
引言：易发表网凭借丰富的文秘实践，为您精心挑选了九篇采集技术论文范例。如需获取更多原创内容，可随时联系我们的客服老师。
关键字蜜罐，交互性，入侵检测系统，防火墙
1引言
现在网络安全面临的一个大问题是缺乏对入侵者的了解。即谁正在攻击、攻击的目的是什么、如何攻击以及何时进行攻击等，而蜜罐为安全专家们提供一个研究各种攻击的平台。它是采取主动的方式，用定制好的特征吸引和诱骗攻击者，将攻击从网络中比较重要的机器上转移开，同时在黑客攻击蜜罐期间对其行为和过程进行深入的分析和研究，从而发现新型攻击，检索新型黑客工具，了解黑客和黑客团体的背景、目的、活动规律等。
2蜜罐技术基础
2.1蜜罐的定义
蜜罐是指受到严密监控的网络诱骗系统，通过真实或模拟的网络和服务来吸引攻击，从而在黑客攻击蜜罐期间对其行为和过程进行分析，以搜集信息，对新攻击发出预警，同时蜜罐也可以延缓攻击和转移攻击目标。
蜜罐在编写新的IDS特征库、发现系统漏洞、分析分布式拒绝服务（DDOS）攻击等方面是很有价值的。蜜罐本身并不直接增强网络的安全性，将蜜罐和现有的安全防卫手段如入侵检测系统(IDS)、防火墙(Firewall)、杀毒软件等结合使用，可以有效提高系统安全性。
2.2蜜罐的分类
根据蜜罐的交互程度，可以将蜜罐分为3类：
蜜罐的交互程度（LevelofInvolvement）指攻击者与蜜罐相互作用的程度。
⑴低交互蜜罐
只是运行于现有系统上的一个仿真服务，在特定的端口监听记录所有进入的数据包，提供少量的交互功能，黑客只能在仿真服务预设的范围内动作。低交互蜜罐上没有真正的操作系统和服务，结构简单，部署容易，风险很低，所能收集的信息也是有限的。
⑵中交互蜜罐
也不提供真实的操作系统，而是应用脚本或小程序来模拟服务行为，提供的功能主要取决于脚本。在不同的端口进行监听，通过更多和更复杂的互动，让攻击者会产生是一个真正操作系统的错觉，能够收集更多数据。开发中交互蜜罐，要确保在模拟服务和漏洞时并不产生新的真实漏洞，而给黑客渗透和攻击真实系统的机会。
⑶高交互蜜罐
由真实的操作系统来构建，提供给黑客的是真实的系统和服务。给黑客提供一个真实的操作系统，可以学习黑客运行的全部动作，获得大量的有用信息，包括完全不了解的新的网络攻击方式。正因为高交互蜜罐提供了完全开放的系统给黑客，也就带来了更高的风险，即黑客可能通过这个开放的系统去攻击其他的系统。
2.3蜜罐的拓扑位置
蜜罐本身作为一个标准服务器对周围网络环境并没有什么特别需要。理论上可以布置在网络的任何位置。但是不同的位置其作用和功能也是不尽相同。
如果用于内部或私有网络，可以放置在任何一个公共数据流经的节点。如用于互联网的连接，蜜罐可以位于防火墙前面，也可以是后面。
⑴防火墙之前：如见图1中蜜罐（1）,蜜罐会吸引象端口扫描等大量的攻击，而这些攻击不会被防火墙记录也不让内部IDS系统产生警告，只会由蜜罐本身来记录。
因为位于防火墙之外，可被视为外部网络中的任何一台普通的机器，不用调整防火墙及其它的资源的配置，不会给内部网增加新的风险，缺点是无法定位或捕捉到内部攻击者，防火墙限制外向交通，也限制了蜜罐的对内网信息收集。
⑵防火墙之后：如图1中蜜罐（2），会给内部网带来安全威胁，尤其是内部网没有附加的防火墙来与蜜罐相隔离。蜜罐提供的服务，有些是互联网的输出服务，要求由防火墙把回馈转给蜜罐,不可避免地调整防火墙规则，因此要谨慎设置，保证这些数据可以通过防火墙进入蜜罐而不引入更多的风险。
优点是既可以收集到已经通过防火墙的有害数据，还可以探查内部攻击者。缺点是一旦蜜罐被外部攻击者攻陷就会危害整个内网。
还有一种方法，把蜜罐置于隔离区DMZ内，如图1中蜜罐（3）。隔离区只有需要的服务才被允许通过防火墙，因此风险相对较低。DMZ内的其它系统要安全地和蜜罐隔离。此方法增加了隔离区的负担，具体实施也比较困难。
3蜜罐的安全价值
蜜罐是增强现有安全性的强大工具，是一种了解黑客常用工具和攻击策略的有效手段。根据P2DR动态安全模型，从防护、检测和响应三方面分析蜜罐的安全价值。
⑴防护蜜罐在防护中所做的贡献很少，并不会将那些试图攻击的入侵者拒之门外。事实上蜜罐设计的初衷就是妥协，希望有人闯入系统，从而进行记录和分析。
有些学者认为诱骗也是一种防护。因为诱骗使攻击者花费大量的时间和资源对蜜罐进行攻击，从而防止或减缓了对真正系统的攻击。
⑵检测蜜罐的防护功能很弱，却有很强的检测功能。因为蜜罐本身没有任何生产行为，所有与蜜罐的连接都可认为是可疑行为而被纪录。这就大大降低误报率和漏报率，也简化了检测的过程。
现在的网络主要是使用入侵检测系统IDS来检测攻击。面对大量正常通信与可疑攻击行为相混杂的网络，要从海量的网络行为中检测出攻击是很困难的，有时并不能及时发现和处理真正的攻击。高误报率使IDS失去有效的报警作用，蜜罐的误报率远远低于大部分IDS工具。
另外目前的IDS还不能够有效地对新型攻击方法进行检测，无论是基于异常的还是基于误用的，都有可能遗漏新型或未知的攻击。蜜罐可以有效解决漏报问题，使用蜜罐的主要目的就是检测新的攻击。
⑶响应蜜罐检测到入侵后可以进行响应，包括模拟回应来引诱黑客进一步攻击，发出报警通知系统管理员，让管理员适时的调整入侵检测系统和防火墙配置，来加强真实系统的保护等。
4蜜罐的信息收集
要进行信息分析，首先要进行信息收集，下面分析蜜罐的数据捕获和记录机制。根据信息捕获部件的位置，可分为基于主机的信息收集和基于网络的信息收集。
4.1基于主机的信息收集
基于主机的信息收集有两种方式，一是直接记录进出主机的数据流，二是以系统管理员身份嵌入操作系统内部来监视蜜罐的状态信息，即所谓“Peeking”机制。
⑴记录数据流
直接记录数据流实现一般比较简单，主要问题是在哪里存储这些数据。
收集到的数据可以本地存放在密罐主机中，例如把日志文件用加密技术放在一个隐藏的分区中。本地存储的缺点是系统管理员不能及时研究这些数据，同时保留的日志空间可能用尽，系统就会降低交互程度甚至变为不受监控。攻击者也会了解日志区域并且试图控制它，而使日志文件中的数据不再是可信数据。
因此，将攻击者的信息存放在一个安全的、远程的地方相对更合理。以通过串行设备、并行设备、USB或Firewire技术和网络接口将连续数据存储到远程日志服务器，也可以使用专门的日志记录硬件设备。数据传输时采用加密措施。
⑵采用“Peeking”机制
这种方式和操作系统密切相关，实现相对比较复杂。
对于微软系列操作系统来说，系统的源代码是很难得到，对操作系统的更改很困难，无法以透明的方式将数据收集结构与系统内核相结合，记录功能必须与攻击者可见的用户空间代码相结合。蜜罐管理员一般只能察看运行的进程，检查日志和应用MD-5检查系统文件的一致性。
对于UNIX系列操作系统，几乎所有的组件都可以以源代码形式得到，则为数据收集提供更多的机会，可以在源代码级上改写记录机制，再重新编译加入蜜罐系统中。需要说明，尽管对于攻击者来说二进制文件的改变是很难察觉，一个高级黑客还是可能通过如下的方法探测到：
·MD-5检验和检查：如果攻击者有一个和蜜罐对比的参照系统，就会计算所有标准的系统二进制文件的MD-5校验和来测试蜜罐。
·库的依赖性和进程相关性检查：即使攻击者不知道原始的二进制系统的确切结构，仍然能应用特定程序观察共享库的依赖性和进程的相关性。例如，在UNIX操作系统中，超级用户能应用truss或strace命令来监督任何进程，当一个象grep（用来文本搜索）的命令突然开始与系统日志记录进程通信，攻击者就会警觉。库的依赖性问题可以通过使用静态联接库来解决。
另外如果黑客攻陷一台机器，一般会安装所谓的后门工具包，这些文件会代替机器上原有的文件，可能会使蜜罐收集数据能力降低或干脆失去。因此应直接把数据收集直接融入UNIX内核，这样攻击者很难探测到。修改UNIX内核不象修改UNIX系统文件那么容易，而且不是所有的UNIX版本都有源代码形式的内核。不过一旦源代码可用，这是布置和隐藏数据收集机制有效的方法。
4.2基于网络的信息收集
基于主机的信息收集定位于主机本身，这就很容易被探测并终止。基于网络的信息收集将收集机制设置在蜜罐之外，以一种不可见的方式运行，很难被探测到，即使探测到也难被终止,比基于主机的信息收集更为安全。可以利用防火墙和入侵检测系统从网络上来收集进出蜜罐的信息。
⑴防火墙
可以配置防火墙记录所有的出入数据，供以后仔细地检查。用标准文件格式来记录，如Linux系统的tcpdump兼容格式，可以有很多工具软件来分析和解码录制的数据包。也可以配置防火墙针对进出蜜罐数据包触发报警，这些警告可以被进一步提炼而提交给更复杂的报警系统，来分析哪些服务己被攻击。例如，大部分利用漏洞的程序都会建立一个shell或打开某端口等待外来连接，防火墙可以记录那些试图与后门和非常规端口建立连接的企图并且对发起源的IP告警。防火墙也是数据统计的好地方，进出数据包可被计数，研究黑客攻击时的网络流量是很有意义的。
⑵入侵检测系统
网络入侵检测系统NIDS在网络中的放置方式使得它能够对网络中所有机器进行监控。可以用HIDS记录进出蜜罐的所有数据包，也可以配置NIDS只去捕获我们感兴趣的数据流。
在基于主机的信息收集中，高明的入侵者会尝试闯入远程的日志服务器试图删除他们的入侵记录，而这些尝试也正是蜜罐想要了解和捕获的信息。即使他们成功删除了主机内的日志，NIDS还是在网内静静地被动捕获着进出蜜罐的所有数据包和入侵者的所有活动，此时NIDS充当了第二重的远程日志系统，进一步确保了网络日志记录的完整性。
当然，不论是基于误用还是基于异常的NIDS都不会探测不到所有攻击，对于新的攻击方式，特征库里将不会有任何的特征，而只要攻击没有反常情况，基于异常的NIDS就不会触发任何警告，例如慢速扫描，因此要根据蜜罐的实际需要来调整IDS配置。
始终实时观察蜜罐费用很高，因此将优秀的网络入侵检测系统和蜜罐结合使用是很有用的。
4.3主动的信息收集
信息也是可以主动获得，使用第三方的机器或服务甚至直接针对攻击者反探测，如Whois，Portscan等。这种方式很危险，容易被攻击者察觉并离开蜜罐，而且不是蜜罐所研究的主要范畴。
5蜜罐的安全性分析
5.1蜜罐的安全威胁
必须意识到运行蜜罐存在的一定的风险，有三个主要的危险是：
⑴未发现黑客对蜜罐的接管
蜜罐被黑客控制并接管是非常严重的，这样的蜜罐已毫无意义且充满危险。一个蜜罐被攻陷却没有被蜜罐管理员发现，则蜜罐的监测设计存在着缺陷。
⑵对蜜罐失去控制
对蜜罐失去控制也是一个严重的问题，一个优秀的蜜罐应该可以随时安全地终止进出蜜罐的任何通讯，随时备份系统状态以备以后分析。要做到即使蜜罐被完全攻陷，也仍在控制之中。操作者不应该依靠与蜜罐本身相关的任何机器。虚拟机同样存在危险，黑客可能突破虚拟机而进入主机操作系统，因此虚拟蜜罐系统的主机同样是不可信的。
失去控制的另一方面是指操作者被黑客迷惑。如黑客故意制造大量的攻击数据和未过滤的日志事件以致管理员不能实时跟踪所有的活动，黑客就有机会攻击真正目标。
⑶对第三方的损害
指攻击者可能利用蜜罐去攻击第三方，如把蜜罐作为跳板和中继发起端口扫描、DDOS攻击等。
5.2降低蜜罐的风险
首先，要根据实际需要选择最低安全风险的蜜罐。事实上并不总是需要高交互蜜罐，如只想发现公司内部的攻击者及谁探查了内部网，中低交互的蜜罐就足够了。如确实需要高交互蜜罐可尝试利用带防火墙的蜜网而不是单一的蜜罐。
其次，要保证攻击蜜罐所触发的警告应当能够立即发送给蜜罐管理员。如探测到对root权限的尝试攻击就应当在记录的同时告知管理员，以便采取行动。要保证能随时关闭蜜罐，作为最后的手段，关闭掉失去控制的蜜罐，阻止了各种攻击，也停止了信息收集。
相对而言保护第三方比较困难，蜜罐要与全球的网络交互作用才具有吸引力而返回一些有用的信息，拒绝向外的网络交通就不会引起攻击者太大的兴趣，而一个开放的蜜罐资源在黑客手里会成为有力的攻击跳板，要在二者之间找到平衡，可以设置防火墙对外向连接做必要的限定：
⑴在给定时间间隔只允许定量的IP数据包通过。
⑵在给定时间间隔只允许定量的TCPSYN数据包。
⑶限定同时的TCP连接数量。
⑷随机地丢掉外向IP包。
这样既允许外向交通，又避免了蜜罐系统成为入侵者攻击他人的跳板。如需要完全拒绝到某个端口的外向交通也是可以的。另一个限制方法是布置基于包过滤器的IDS，丢弃与指定特征相符的包，如使用Hogwash包过滤器。
6结语
蜜罐系统是一个比较新的安全研究方向。相对于其它安全机制，蜜罐使用简单，配置灵活，占用的资源少，可以在复杂的环境下有效地工作，而且收集的数据和信息有很好的针对性和研究价值。既能作为独立的安全信息工具，还可以与其他的安全机制协作使用，取长补短地对入侵进行检测，查找并发现新型攻击和新型攻击工具。
蜜罐也有缺点和不足，主要是收集数据面比较狭窄和给使用环境引入了新的风险。面对不断改进的黑客技术，蜜罐技术也要不断地完善和更新。
参考文献
[1]熊华,郭世泽等.网络安全—取证与蜜罐[M].北京人民邮电出版社,2003,97-136
[2]LanceSpitzner.DefinitionsandValueofHoneypots.[EB/OL]..2002.
[3]赵伟峰，曾启铭．一种了解黑客的有效手段—蜜罐(Honeypot)[J]．计算机应用,2003,23(S1):259-261．
[4]马晓丽，赵站生，黄轩.Honeypot—网络陷阱．计算机工程与应用,2003.39(4):162-165．
系统框架设计
林业资源监管通用数据采集系统采用C#语言、ArcEngine和开普互联智能表台进行设计开发。系统分为B/S架构的Web配置系统和C/S架构的桌面系统两部分，如图1所示。这种设计方式基于:1)B/S架构已成为林业业务系统的主流架构，借助配置系统以便将通用数据采集系统与业务系统进行集成;2)使桌面系统可以专注于数据采集，实现与业务流程、功能的松散耦合。Web配置系统包括数据交换以及桌面系统的配置管理功能模块，支持本地和远程配置方式。数据交换通过将事先制作完成的支撑数据提供给桌面系统，作为各业务数据采集系统运行的基础，并将采集完成的数据返回数据库，提供给其他业务系统使用。配置管理支持对采集数据、支撑数据以及桌面系统功能界面的配置，并将配置结果保存在XML配置文件中，作为桌面业务系统运行的基础。通过配置系统为桌面系统提供支撑数据并进行相关配置，就可以为不同业务定制数据采集系统。桌面系统包括通用功能元件、业务系统配置、动态数据的管理以及界面的生成4个功能模块。通用功能元件包含数据采集的一般功能。业务系统配置提供配置内容的读写功能。动态数据管理根据配置实现对不同业务支撑数据的访问、更新以及采集数据的导出。界面生成根据配置信息生成特定于业务的系统界面。桌面系统框架采用变种MVC模式(模型--视图--控制器)，该模式采用数据驱动设计［9］，使得视图、控制器和模型可以随业务而变。在数据层，空间数据与属性数据分表存储，空间数据表只存储与业务无关的图形信息，从而能以统一的形式访问、处理及显示空间数据，不受业务变化的影响。而与业务紧密相关的属性数据单独存储在属性表中，并将与属性数据相关的视图、控制器及模型的变化存储在用开普互联智能表台制作的表单文件、数据映射文件中，系统在运行时就可以基于表单文件、数据映射文件及配置文件动态地构建视图、控制器及模型，从而将业务数据的变化隔离在源代码之外，使源代码高度内聚，不会变异。由于两类数据的处理方式不同，数据间的完整性通过逻辑校验来保证。
关键技术及实现
林业资源监管通用数据采集系统采用的关键技术包括智能配置、界面自动生成和动态数据管理技术。
1智能配置技术
智能配置技术是指将与业务相关的变化信息存储在配置文件中，系统在运行时读取配置文件，根据其中的信息实现对不同业务数据采集功能的定制。当业务数据采集需求发生变化时，仅需通过改变配置信息就能满足需求，这样既增加了系统的灵活性，又能保持系统的稳定。数据采集系统通过配置系统实现智能配置，主要包括系统配置、采集数据配置两方面。（1）系统配置。系统配置包括支撑数据、用户功能界面配置两部分。支撑数据的配置内容包括数据版本号，采集人员的账户信息及该账户关联的业务名列表，支撑数据中各数据名称、类型、对数据操作的命令和命令状态列表。版本号为自然数值，作为数据是否需要更新的依据;业务名列表的形式为“Reforestation/造林，Harvesting/采伐”，前面是业务系统的英文名，后面是对应的中文名，之间用反斜杠隔开，指明账号可以使用的数据采集系统;数据名称为数据文件的名称，类型包括数据库、表和普通文件。命令指明了如何处理数据，包括覆盖、更新、添加、删除4种。命令状态包括已执行或未执行，决定系统是否执行命令。用户功能界面配置内容包括功能元件、逻辑验证规则和表单配置。功能元件和逻辑验证规则的配置目标可以是单个图层或整个系统。功能元件的状态包括可见、隐藏、可用与禁用，当不需要使用某项功能时，根据功能元件的名称将其状态设置为隐藏或禁用即可。逻辑验证规则的配置内容包括SQL语句及其描述，通过执行SQL语句进行验证;SQL语句的执行方式不随业务变化，规则的描述为界面上呈现给用户的信息，如地类检查。表单的配置目标是图层，包括图层名、表单文件名及其描述，通过将图层名和表单文件名配对存储，就能根据图层找到对应的表单进行属性数据的录入，描述为用户界面上呈现给用户的信息，如造林模式表。（2）数据配置。采集数据的配置包括需要导出的数据版本号、表名称、数据记录主键序列以及其他数据文件的名称。数据版本是自然数值，作为外界是否需要下载该数据的依据。系统根据数据名称和主键序列导出数据。
2功能界面自动生成
功能界面自动生成以功能元件为基础，通过建立配置文件完成用户界面的按需定制。（1）系统功能元件。系统是功能元件的集合，功能元件可能是单个功能或一类功能，如图形创建是单个功能，图形编辑是一类功能，在界面上表现为单个控件。本文使用功能元件名称、控件名称、功能状态及功能描述来表达功能元件。对于用户而言，只需配置功能名称及状态来控制功能界面。系统功能元件信息存储在XML文档中，该文档需要按照模板文件制作，配置系统解析该XML文档，并在界面上列举出功能元件列表供用户配置。（2）界面生成算法。数据采集系统中涉及界面变化的模块主要包括:1)空间编辑和拓扑校验界面。该界面因功能是否需要使用而变化。2)属性编辑界面。该界面随数据内容和结构而变化。3)逻辑校验界面。该界面随校验规则内容而变化。界面自动生成以功能元件及系统配置文件为基础，通过解析配置文件动态生成用户界面，生成流程如图2所示。3个界面的生成算法各有不同。空间编辑和拓扑校验界面的生成是根据配置对WindowsForm控件的可见性和可用性进行控制来实现的;属性编辑界面的生成是通过加载开普互联智能表单文件到WindowsForm窗体中来实现的，开普互联智能表单界面如图3所示;逻辑校验界面的生成是通过加载验证规则到WindowsForm窗体中的列表控件中来实现的。
3动态数据库管理
动态数据库是结构和数据都可以随需要而变化的数据库［10--11］，在本文中是指整个数据库的改变。数据采集系统以单一业务配置为基础，每个采集人员配备独立的设备和采集系统，但在人力和设备资源有限的情况下，数据采集系统需要支持多个业务的数据采集或多个采集人员共用一套设备和系统。系统需要根据业务、人员职责调用不同的支撑数据。解决方案为:建立以采集人员账号名和业务名组合命名的文件夹，通过配置系统将不同的支撑数据放到对应的文件夹内。当用户登录系统时，系统依据账号列出可操作业务，采集人员从中选择业务名称，系统就可以将正确的支撑数据供给用户使用。
4数据交换
数据交换包括支撑数据的上传及采集数据的下载，使用配置系统完成，交换的数据放在该系统目录下。支撑数据的上传有2种情况:1)采集系统的定制。将所有支撑数据以添加命令上传，桌面系统运行时会判断是否存在数据，如果不存在数据，就会从配置系统目录拷贝数据到本系统目录，结合这些数据形成特定于业务的采集系统。2)部分支撑数据的变更。将部分支撑数据以添加、删除、更新3种命令之一上传，桌面系统运行时检查配置系统目录下的数据版本号，如果版本号小于配置系统目录下数据版本号，就按照配置的命令进行更改。数据采集完成并通过校验后，由桌面系统将数据导出并压缩，然后拷贝到配置系统目录。每导出一次数据都会累加版本号，系统用户根据版本号下载最新的采集数据。
1.1传感器电路设计外部电容与片内电阻一起构成一个低通滤波器，用于限制ADXRS646速率响应的带宽。3dB频率由和设置：可以精确控制该频率，因为在制造期间被调整至。在RATEOUT脚（1B，2A）和SUMJ引脚（1C，2C）之间连接的任何外部电阻将导致：由于陀螺仪的18kHz谐振频率会造成解调时的高频噪声，因此在陀螺仪的输出管脚由电阻和22nF电容（2.2kHz极点）组成低通RC输出滤波器，以衰减解调尖峰引起的高频噪声。
1.2控制电路与模数转换电路设计选用C8051F410单片机对整个系统进行控制，C8051F410具有与8051兼容的高速CIP-51内核，与MCS-51指令完全兼容。C8051F410资源丰富，具有24个I/O引脚，同时还具有时钟振荡器等功能模块。ADS1274是TI公司生产的24位无失码高性能模数转换器，具有最高144kSPS数据采样速率，功耗低，在52kSPS（高精度模式）采样速率下，单通道功耗仅为31mW，工作温度范围广，最低温度-40°C最高温度+125°C，非常适合应用于条件苛刻的工业控制领域。该芯片模拟前端具有4个单端输入通道,模拟部分采用5V供电，内核为3.3V或者1.8V供电。模拟输入电压为———0.3V~6V。采用THS4521作为AD转换器的驱动器，THS4521极低功耗轨至轨输出全差动放大器，带宽高达145MHz，数据转换速率高达490V/μs，直流开环增益为119dB，宽范围供电电压：+2.5V~+5.5V，单通道电流仅为1.14mA。C8051F410与ADS1274通过标准SPI接口进行通信，设计采用3线制的主、从方式。C8051F410控制ADS1274，C8051F410通过SCLK时钟管脚提供并控制ADS1274提供SPI的时钟信号。单片机的MOSI引脚与ADS1274的DIN引脚相连，向ADS1274发送数据，实现配置寄存器，设置工作模式等功能。C8051F410的MISO引脚与ADS1274的DOUT相连，接收AD转换的数据。ADS1274的RDY引脚与单片机的P0.3引脚相连，当ADS1274完成模数转换以后，RDY引脚有高电平变为低电平，通知单片机模数转换完成，准备读取数据。
1.3恒流电源电路LM2904系列运算放大器是TI公司生产的低功耗双运算放大器。ADXRS646型MEMS陀螺仪需要的供电电压为6V，由LM2904构成的放大电路可以产生两路稳定的6V电压，输出抖动小于5mV，输出电流可以达到40mA，满足MEMS陀螺仪的供电要求。由LM2904构成的基本电压放大电路。放大电路的输入电压5V，电压的放大倍数为1.2倍，由此可以得出两路输出A和B均为6V。
2软件设计
数据采集装置上电后首先对C8051F410进行初始化设置，通过配置寄存器，设置SPI通信模式、内部振荡器的工作频率以及看门狗的监测时间。然后对ADS1274进行AD采样率、工作模式和通信模式等模块的初始化。选择ADS1274的差分模拟输入通道AIN1、AIN2、AIN3进行数据采集，模拟电压输入范围为0~5V，数据寄存器配置为24位。向ADS1274发送开始转换命令，单片机开始计时，计时时间未结束，传输采集的数据；计时时间到，继续开始AD转换。采集后的角速率数据经过单片机简单处理后，由RS232串口输出。
3实验分析与结论
1．1系统的整体结构设计整个系统采用了模块化的设计，各模块布局合理，整体的结构紧凑。主要功能是数据的传输和程序下载，USB转TTL模块的作用是给单片机供电以及上位PC机和下位单片机之间的电平转换，其原理图如图1所示。单片机与PC机是使用USB转TTL模块进行串口通信，它可以将USB虚拟成一个串口，解决笔记本电脑用户无串口的烦恼。此模块传输速度、传输准确性都满足实验需求，而且价格便宜，使用方便。
1．2系统各部分的功能介绍模拟信号采集部分的目的是为了采集所需要的原始的数据，即本系统中所需要的电压和电流。下位机以AT89C52RC单片机为控制单元，16路A/D转换芯片AD7705采集电压和电流信号转换为相应的数字信号，便于单片机后续的处理并以一定的协议将数据通过串口发送至PC机，最终通过运行在上位PC机的程序对接收到的数字信号进行处理和显示。微控制器STC89C52RC以一定的的协议将数据通过串口发送至PC机。单片机的晶振电路和复位电路是单片机正常工作的先决条件。PC机通过串行USB转串口接收单片机发送的数据，并进行实时处理和显示。
2系统硬件部分设计
2．1MCU芯片的选择STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗和超强抗干扰的CMOS8位微控制器，采用经典的MCS-51内核，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。工作电压:5．5～3．3V(5V单片机)/3．8～2．0V(3V单片机)工作频率范围:0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHZ，用户应用程序空间为8k字节。
2．2A/D转换器选择及采样设计模数转换器，是把经过与标准量(或参考量)比较处理后的模拟量转换成以二进制数值表示的离散信号的转换器，简称ADC或A/D转换器。本系统模数转换器采用的是芯片AD7705，AD7705是AD公司推出的16位Σ-ΔA/D转换器，该转换器采用SPI兼容的三线串行接口，能够方便地与各种微控制器和DSP连接，也比并行接口方式大大节省了CPU的IO口，能直接将传感器测量到的多路微小信号进行AD转换。这种器件还具有高分辨率、宽动态范围、自校准、优良的抗噪声性能以及低电压低功耗等特点，非常适合仪表测量、工业控制等领域的应用［7］。本系统是采集两路信号(电压和电流)，AD7705芯片精度为16位(Δ=(5/65536)V≈0．076mV，其精度满足实验需求)，高精度A/D转换芯片AD7705有两个双端模拟信号输入通道，分辨率为16位无丢失代码，增益、信号极性以及更新速率等可由软件设置［8-10］。片内可编程增益放大器的增益范围为1～128，这使AD7705可与多种传感器直接相连，无须外接放大器，并且内置可编程的自校准电路，通过对零点和满度的校准，可有效去除零点漂移和增益误差的影响。接口为SPI串行总线，因而与单片机的接线大大减少，简化了硬件的设计。在测量电流时，我们对两种实验方案进行了比较，第一种是利用电流变送器进行电流的测量;第二种是利用采样电阻进行电流的测量。采用了第二套方案，原因是其价格低、精度满足实验要求。
3系统软件部分的设计
PC端主程序框架如图2所示。
3．1数据采集PC端软件设计PC端软件是基于MFC对话框进行程序的编写，其主要包括以下几部分:1．窗口界面的绘制(包括开始界面绘制、控件绘制、坐标系绘制、网格绘制、LIST表格绘制等);2．串口通信控件的连接、初始化和设置;3．数据库的嵌入(包括数据库的连接、读写、修改等);4．采集数据时的动态响应(包括动态图形绘制、动态数据表数据显示等)。
3．2界面介绍首先是开始界面，如图3所示。1．菜单栏区域:包括串口设置、开始采集、暂停、停止采集(同时关闭串口)四部分是本程序所有功能的体现;2．绘图区域:包括两个TABLE，一个是励磁电流不变、励磁电流变化两个子窗口。每个窗口中包含一个二维坐标系进行图形的绘制;3．数据表区域:包含一个LIST控件，对实时采集的数据进行显示;4．系统控制区域:与菜单栏区域功能相同，都是对采集整个过程进行控制，同时能够实时的对数据进行一个显示、也能够对偏差的数据进行手动删除，避免实验错误对绘制出的图像造成的影响，而影响实验效果。根据端口信息，选择串口端号，点击打开串口后，绿灯变为红灯，打开串口按钮变为灰色，表示串口已经连接，可以进行串口通信(即采集可以开始)。选择两种模式，“励磁电流不变”、“励磁电流变化”，并点击进入相应的子窗口。然后就可以进行采集。传输电流电压时，图像会实时显示，数据表也会同时显示。图5显示了励磁电流不变时，工作电流和霍尔电压之间的关系曲线。
4结论
无公害蔬菜生产基地选择在远离工厂、医院等污染源3000m以外，水质、大气、土壤无污染的地域，能有山、河隔离带更为理想。农田灌溉水、土壤、大气、生活饮用水、水土保持综合治理等环境质量应符合国家有关标准。基地面积应大于5hm2，土地连片便于轮作，运输方便。基地选定后还应合理规划，完善排灌设施，健全田间道路网络，培肥土壤等，创造一个优质、高效、低耗的无公害蔬菜生产生态环境。
2细化栽培
细化栽培技术就是要根据蔬菜病虫无害化治理的要求，研究蔬菜生长发育的规律、环境调控与产量形成规律，研究无土栽培、设施栽培、节水灌溉及这些技术的应用与病虫消长的关系；研究不同科蔬菜之间轮作技术、茬口安排技术、清洁田园技术和引种试验推广抗病虫品种技术的综合，因地制宜制定（设计）出一套适合当地不同类型菜地和不同蔬菜品种的生产技术规范，供基地生产应用。
3强化应用生物和物理防治技术
随着无公害蔬菜生产技术的不断演进，保护、利用天敌，苏云金杆菌、Bt与病毒复配的复合生物农药、爱比菌素、农抗120、农用链霉素、新植霉素等的应用，灯光诱杀、气味诱杀，利用害虫对颜色趋性进行诱杀及防虫网、特种性能膜防病虫等生物、物理防治技术已日益受到重视，部分已直接取代化学农药的使用。今后要充分应用已有的技术成果，进一步开发、推广生物和物理防治技术，力争扩大取代化学农药的使用面。
4病虫害化学防治技术
优化蔬菜病虫害化学防治技术，可大幅度提高农药药效，既控制病虫的为害，又可防止农药在蔬菜产品上的超标残留。可从以下几方面入手：
（1）按照国家有关规定，绝对禁止在蔬菜上使用剧毒、高毒、高残留农药。
（2）加强病虫测报，掌握防治适期。蔬菜病虫种类繁多，发生复杂，要抓住主要病虫和病虫发生的主要时期开展测报，一般害虫的低龄阶段和病害的发生初期为防治适期。
（3）对症下药。据中国蔬菜病虫原色图谱记载，我国有蔬菜病害1133种、蔬菜虫害334种，但各地主栽的蔬菜种类和主要病虫发生种类并不很多，防治前一定要确诊后对症下药。
（4）讲究施药技术。实施化学防治时必须把农药施用到目标物上才能有效地控制蔬菜病虫的发生、发展，才能保护蔬菜的正常生长，若施药“脱靶“就会降低防治效果和造成环境污染。
（5）严格按照有关规定控制农药的使用浓度、使用量、剂型、使用次数、使用方式和依法执行农药的安全间隔期。
5施肥措施
（1）重施有机肥，少施化肥。充足的有机肥，能不断供给蔬菜整个生育期对养分的需求，有利于蔬菜品质的提高。农作物秸秆和畜禽粪污要加入发酵剂经过高温堆积发酵，使其充分腐熟方可施入菜田。发酵时将新鲜的粪污装入塑料袋中堆放或装入缸中，加入热水封口，在15℃以上的环境湿度下自然发酵。农作物秸秆加入速腐剂可直接还田，但将其粉碎后，堆腐发酵效果更好。堆腐的方法是每100kg粉碎的秸秆加入速腐剂1~2kg，堆垛后，表面用泥封严，一般20d左右成肥。
（2）重施基肥，少施追肥。实践证明，在相同基肥条件下，追肥用量越大，绿色蔬菜生产要施足基肥，控制追肥，一般施用纯氮225kg/hm2，2/3作基肥，1/3作追肥，深施。
（3）重视化肥的科学施用。一是禁止施用硝态氮肥。二是控制化肥用量，一般施氮量应控制在纯氮2250kg/hm2以内。三是要深施、早施。一般氨态氮肥施于6cm以下土层，尿素施于l0cm以下土层。早施有利于作物早发快长，延长肥效，减少硝酸盐积累。实践证明，尿素施用前经过一定处理，还可在短期内迅速提高肥效，减少污染。处理方法为：取1份尿素，8~10份干湿适中的田土，混拌均匀后堆放于干爽的室内，下铺上盖塑料薄膜，堆闷7~10d即可做穴施追肥。四是要与有机肥、微生物肥配合施用。
（4）施肥因地、因苗、因季节而异。不同的地质，不同的苗情，不同的季节施肥种类，施肥方法要有所不同，低肥菜地，可施氮肥和有机肥以培肥地力。蔬菜苗期施氮肥利于蔬菜早发快长。夏秋季节气温高，硝酸盐还原酶活性高，不利于硝酸盐积累，可适量施用氮肥。
6参考文献
[1]石其夫，庄召勤，程大勇.无公害蔬菜生产农药使用现状及对策[J].现代农业科技，2007（2）：53.
1.1农艺经济性状从表1可知，浙菜薯1号株型直立，利于适当密植。该品种单株分枝数、嫩茎尖叶片数、叶片大小、茎粗及嫩茎叶长都显著高于对照，其嫩茎粗壮、叶片硕大，作为叶菜具有极好的商品性，而且采摘省工省本。
1.2食味品质浙菜薯1号茎尖微有茸毛，烫后颜色翠绿至绿色，略有香味，无苦涩味，无或略有甜味，有滑腻感。食味鉴定综合评分80分，高于对照(表2)。
1.3抗逆性根据田间观察，浙菜薯1号适应性较好，顶芽抽生快，耐肥性好，田间均未发生病害。田间表现中抗根腐病、病毒病，食叶害虫、白粉虱和疮痂病危害较轻。
2设施栽培技术
浙菜薯1号宜高肥水高温条件，适宜大棚设施栽培，一次栽插，多次采摘，一般667m2产量可达3000kg左右，衢州市场批发价为6.0～10.0元•kg－1，经济效益相当显著。
2.1适时育苗，培育壮苗冬春季栽培宜采用大棚+小拱棚+地膜3层保温育苗;春季栽培可采用小拱棚+地膜2层保温育苗。苗床宽1.0m左右，深15～20cm，床底铺一层有机肥后浇水覆土。选择种薯要求具有本品种典型特征，无病虫害，薯块重100～250g。排种密度为薯块间隔3cm左右，种薯排好之后覆土，厚度2～3cm，不能超过5cm，以免影响出苗。当60%薯块出芽后揭掉地膜。晴天气温20℃以上时，打开拱棚膜和大棚膜两端通风，防止高温烧苗，保持床温25～30℃，湿度以床土见干见湿为准。
2.2合理密植，插足基本苗一般薯苗长20～25cm，有6～8张完整叶片时，可以剪苗插种于大棚。插种时要及时浇足水分并注意遮阴保苗，如在晴热天气插种，应在大棚上盖遮阳网，5d左右缓苗后揭去遮阳网。浙菜薯1号株型直立，利于适当密植，但由于其植株高大、叶片硕大，宜比普通叶菜品种适当稀植。设施栽培选择肥力中等偏上的土地，采用畦作方式，畦宽为1.2～1.5m，株距15～20cm，行距30～35cm，667m2栽插0.8万～1.0万株。
2.3科学施肥，合理浇水浙菜薯1号植株高大、耐高肥水。设施栽培667m2基肥可用腐熟有机肥1000～1500kg，或三元硫酸钾复合肥20～25kg。每次采摘后及时追施尿素，667m2用量为5～10kg，做到看苗施肥，并浇足水分。为了保证茎叶的鲜嫩度，栽培过程中要注意勤浇水，以保持棚内较高的湿度。
2.4加强病虫草害防治，坚持农业防治为主病虫草害的防治原则是以农业防治为主、药剂防治为辅。甘薯较其他蔬菜病虫害轻，主要害虫有斜纹夜蛾、白粉虱，可采用防虫网及在大棚内悬挂性诱剂、杀虫灯、黄板等，还可通过清除杂草及人工灭虫控制虫害。药剂防治病虫害应采用高效低毒的农药，并注意采摘安全间隔期。
1.1电子技术应用行业现状及发展趋势近年，重庆市电子信息产业快速地发展。2009年，电子信息产业销售收入就达863亿元，首次突破千亿大关，成为支柱产业之一。2010年，电子信息产业销售收入预计达1350亿元，比上年增长56.4%，2011年达3000亿元。目前，惠普、宏碁、富士康、英业达、广达、思科、中航等一大批项目入驻渝，未来几年，重庆将建成亚洲最大的笔记本电脑基地、亚洲半导体产业旗舰基地和中国西部领先软件及服务外包基地，电子信息产业销售收入达1万亿元，使其成为第一支柱产业。
1.2电子技术应用专业对应的职业岗位分析通过调研分析发现中、高级工及以上需求约占37％，中级工需求约占38％，初级工占25％。这说明了近年“招工难”现象，导致企业“饥不择食”，从全局看，企业提高对员工的技能要求是主流。另外，岗位需求较大的依次是生产装配、设备维护、产品测试、产品质检、市场营销。
1.3电子技术应用专业人才招聘渠道分析调研过程中，我们重点了解了企业中对应用电子专业人才的招聘渠道、时间、毕业生来源、录用优先考虑因素等情况。得出以下数据：44％企业不限工作经验，有56％要求1年以上的工作经验。女性、男性和不限性别的分别占全部需求人数的56.3%、38.3%和5.4%。另外，约有70％的企业对中职毕业生工作称职情况的综合评价较好，30％的企业对中职毕业生评价一般，但好、非常好的却没有，这就说明我们对学生综合能力和素质的培养还有待于进一步提高，学校有必要进行深入的研讨，制定出更加完善的人才培养方案。
2电子技术应用专业现状调研
通过调研，在此主要列举电子技术应用专业教学情况及存在的主要问题一是课程设置和教学方法：专业技术课程、实践训练课程及素质教育课程不能很好地结合和相互渗透；二是实训条件：这方面的主要问题所在是各学校发展良莠不齐，基础实验设施建设差距较大。部分学校由于资金问题、实训设备更新、维修、保养以及利用率不是很高，造成资源相对浪费；三是师资队伍：教师队伍成分复杂，素质参差不齐，年龄分配不均衡，“双师型”教师总体质量有待提高；四是培训基地软、硬件资源先天不足；五是职校师资准入标准较低。六是职业资格认证，含金量不够，社会认可度不够高。
3电子技术应用专业建设改革与建议
3.1培养目标与专业方向调整建议一是使学生具有良好的政治素质和道德素养，热爱祖国，坚持四项基本原则，具有正确的世界观、人生观、价值观，遵纪守法，养成良好的社会公德和职业道德；二是使学生掌握本专业所必需的数学、英语、电路分析、电子电路、单片机控制技术、高频电子等基础理论，具有较强的计算机操作能力、计算机工具软件的应用能力、电路分析设计能力、实践动手能力，形成良好的心理素质、身体素质，并且具有较快适应第一线工作岗位的能力。
3.2课程设置的原则建议具体来讲应该把握好三个方面：一是注重电子技术应用专业课和基础课的衔接互促。以应用为目的，以必需、够用为度，基础课程与专业技术理论课程、实践课程及素质教育课程紧密结合、相互渗透。二是根据职业能力标准，结合行业、企业调研结果，构建“职业素养模块+基础模块+专业方向模块”的适应本专业的“模块化”课程体系。三是在专业课程设置上以岗位需求为依据，在“贴近生产、贴近工艺、贴近装备”思想指导下，以电子产品设计、生产、安装、调试、检测及维护能力培养为核心，适时的调整课程内容，将企业的生产标准引入整个教学过程。
3.3教学改革建议一是坚持“专文并重”的教学理念。以就业为导向，注重培养学生良好的职业精神面貌，知识、技能和文化于一体实施教学才能真正实现高素质技术技能成才目的。其次，根据本专业特点，注重“项目任务驱动、理实一体化”相结合的教学模式的构建，将学习内容项目模块化、单元化，通过项目层层分任务，如电子产品的设计及生产，是通过细分项目任务来实施“教、学、做”融为一体的教学过程。三是坚持“多元结合”的评价观。坚持教师、学生两大评价主体，过程与结果并重的多元评价体系，真正做到促进教学质量提升、促进学生发展为目的。
目前，专科和高职院校主要是针对免疫技术相关教学，课程的研究主要集中在医学、药学、护理专业，如广东岭南职业技术学院生物制药专业、郑州铁路职业技术学院护理专业、四川、黔东南民族职业技术学院基础医学部、辽东学院医学院免疫微生物教研室、郑州牧业工程高等专科学校动物医学系、江西科技师范学院药学专业等都有关于提高免疫学课程教学质量的相关研究。而关于生物技术专业的免疫学相关课程的研究只有几所本科院校有研究，如江南大学、新疆大学等。上述提及的单位只是对如何提高某些课程如《免疫学基础》的教学质量方面进行了研究，仅是提出了一些教学方法，如任务引领式教学法、多媒体计算机辅助教学法、小组学习法等，而没有从行业对人才的需求出发，在专业教学方面做出调整，以适应新形势下人才培养的挑战。
2武汉职业技术学院生物技术及应用专业免疫方向人才培养短板分析
该院生物技术专业在免疫技术方向主要针对抗体的生产，在相关课程的教学、开发方面还存在一定程度的欠缺，使得培养出的学生不能胜任对抗体生产有较高要求的岗位，限制了学生的发展，也限制了该专业在当前发展契机下的快速发展。该院在免疫技术相关课程的教学、开发的欠缺有如下原因：①该院生物技术级应用专业于2012年由微生物技术及应用专业更名而得。而此前的人才培养还主要偏向于微生物技术应用，对免疫技术的要求不高，相关的免疫技术课程开设力度不大，只有《分子生物学》、《免疫技术》两门课程。基础课程的薄弱，造成该院在免疫技术领域的人才培养力度欠缺。②此前该专业在已有的免疫技术相关课程体系不够完整，与当前的免疫技术对人才的需求脱节。导致生物技术专业毕业生在免疫技术方面的专业知识和技能较差。免疫技术相关企业招聘该校的学生后，仍要花费人力物力培训基础技术。因此，为了提升该院生物技术及应用专业在免疫领域的教学质量，培养出具备免疫技术相关技能、满足企业需求的毕业生，该专业应积极采取措施，走出人才培养困境。
3该院在免疫技术方向人才培养改革的应对措施
笔者自2013年7月到2014年7月，深入武汉某生物科技有限公司实习一年。该公司主要进行抗体的生产，是利用免疫技术进行生产的企业。该公司已经连续三年从武汉职业技术学院生物技术及应用专业招聘毕业生，是该院的深入合作企业。笔者在长达一年的实习过程中，了解了目前免疫技术领域的最新技术，掌握目前免疫技术领域发展的动态。更关键的是可以深入了解免疫技术企业对人才的需求点，并把这些重要信息反馈到学院，学院借鉴这些重要信息，使生物技术及应用专业在免疫技术领域的课程设置、课程开发、课程教学等方面与现阶段的需求相结合并得到提升，从而培养出具备免疫技术相关技能的合格人才。
4重构该院生物技术及应用专业免疫方向课程群
笔者通过一年的企业实习，对抗体行业的整体情况有所了解，对抗体行业对人才的需求规格认识深刻。并对抗体行业所需要的技术进行归类，然后重构目前免疫技术方向课程群，以期培养出抗体行业所需的人才。
4.1抗体市场的发展亟需高职生物技术专业培养掌握免疫相关技能的人才不考虑多克隆抗体在科研应用市场的营销额，仅就单克隆抗体药物在医药市场的销售来看，2000-2013年，全球单克隆抗体药物市场的复合增长率高达32%。抗体市场的规模逐年扩大，将吸引更多的人才加入这个行列。高职生物技术专业应抓住行业发展的机遇，积极推进专业建设，培养合格人才以迎合市场人才需求。
4.2积极适应行业需求，采取措施，力求改进人才培养现状该院目前具有培养抗体行业所需人才的课程群及技能培养基础。通过以上的企业实习及行业调查，不难看出，抗体生产企业需要掌握更多技能的人才。该院生物技术应用专业免疫方向必须要在现有的基础上做出改进，才能满足企业的需求。
4.3重新建构免疫方向课程群抗体行业所需的技能点必须通过拓宽免疫技术理论基础并强化技能点培养才能达到。因此，需要增设相关课程。
硬件设计包括温度与磁场探头、供电电源、多通道数据采集仪器、PC上位机的选型以及机柜设计。
1．1温度检测温度探头类型为热电阻，热电阻测温原理是给热电阻通小电流，测量电阻上的电压，得出热敏电阻的阻值，对照热敏电阻的参数曲线得出温度。温度探头需要恒流源提供稳定的电流才可以保证读取电压的准确性，选择lakeshore公司生产的121系列恒流源可满足精度要求。该恒流源既提供固定档位电源供电也可以通过编程实现连续可调电流输出。由于超导线圈采用过冷液氮浸泡冷却［2］，根据液氮温区(70K～77K)对探头型号进行选择。对于需要在30K～800K之间对温度测量的场合，可选择PT100系列铂电阻温度计［3］，其额定电流为1mA。在这个温度范围内，铂电阻温度计具有很好的重复性和较高灵敏度，同时满足在电抗器的磁场环境下使用的要求。70K以上铂电阻温度计具有通用的标准曲线，如图2所示。相比较于其他种类温度探头具有更好的通用性，而且具有互换性。另外，在温度测量中，探头需要贴近超导带材，薄膜型的铂电阻温度计满足设计要求。探头的接线方式有二线制和四线制。采用二线制接线方法，会引入线路电阻，造成测量误差。因此在35kV电抗器的数据采集系统中，均采用四线制接线方法。
1．2磁场检测测量磁场强度的原理是霍尔效应，在半导体薄片两端通以控制电流，并在薄片的垂直方向施加匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生霍尔电压，根据产生的电压就可以知道磁场的大小［4］。在实际测量中需要在两个方向(轴向场与垂直场)对磁场进行测量。在35kV电抗器设计中，根据电磁设计仿真得到磁场的最大值约为2000高斯，并且该磁场探头的工作环境为液氮温区。Lakeshore公司生产的HGCA3020的轴向磁场探头与HGCT3020的径向磁场探头，可满足使用要求，其额定电流为100mA。
1．3数据采集系统数据采集系统还需要对探头电压进行记录以及处理显示等一系列后续工作［5］。实验过程中实验对象需要监测的信号比较多，采用数据采集仪器对各个数据进行采集记录，节约人力成本而且可以减少由于人工录入所导致的错误。在该套数据采集系统中，采集的信号有54路，温度采集精度为1K，电压精度为10mV。吉时利公司生产的3706数字开关万用表作为数据采集仪器满足使用要求。数据采集仪器采集数据以后，把数据传输到主机中通过程序对其进行处理，然后显示在显示器上供人员监测电抗器的工作情况。在电抗器实际运行过程中，主机工作环境可能较为恶劣，对工控机的稳定性和数据的安全性有一定要求，需要对主机进行加固、防潮、防辐射、防尘等特殊设计。研祥工控机IPC－810E满足使用要求。
1．4硬件布局及搭建(1)温度探头布点方案35kV超导可控电抗器超导线圈分为内外两圈，各由32个双饼组成。工作在交流工况下，超导线圈存在交流损耗，根据仿真结果显示端部线圈交流损耗功率最大，需要对线圈端部重点监控。单个超导线圈上布点25个，总计50个铂电阻。铂电阻在安装时需要对其进行加固，防止被快速流动的液氮损坏。(2)磁场探头布点方案电抗器中，带材受垂直磁场影响较大，端部的带材最易受到磁场的干扰，磁场探头安装在电抗器的端部。由于磁场探头受到液氮的冲刷，磁场探头需要通过夹子进行固定。通过对端部磁场两个垂直方向数据的读取，得到磁场强度的实时数据，为监测电抗器运行状态提供数据支持。各个设备的集成布局以及安装需要以机柜的形式实现。机柜的设计原则是整套装置的实用性和外在的美观性。机柜上主要安装的设备和仪器有:吉时利3706数据采集仪、工控机(包括工控机主机、液晶显示屏、键盘和鼠标)、探头供电电源，同时在机柜下部预留一部分空间用于放置实验过程中常用的一些工具和仪表等，如纳伏表、波形记录仪、锁放和功率分析仪等，设计方案如图4所示。
2软件开发
软件开发即控制界面开发，通过界面控制各种数据采集仪器的工作，并将采集到的数据传输到电脑上进行处理、显示和保存等［6］。图5所示的为软件搭建流程示意图，首先调试设备，完成工控机与3706数据采集仪器之间的通信，使数据能够进入主机进行处理，然后对数据进行分类处理，实现多通道数据处理以及数据的分类显示。基于LabVIEW开发的程序主要包含后台程序以及操作界面。后台程序(1)数据采集系统主程序数据采集系统主程序实现对数据采集仪器中的电压数据读取的功能［7］。通过在主程序中对数据进行通道选择可以实现不同的处理功能，包括3706仪器的通讯设置和数据初始化。(2)数据传输程序数据传输是指将数据从数据采集仪器上传输到工控机上。LabVIEW中提供了多种通讯协议，如串口、并口和以太网传输协议，此处选择以太网作为传输方式，数据采集仪器发送数据，工控机接收发送过来的数据，进行处理。(3)数据记录程序LabVIEW中可以将数据保存为多种格式，其中就包括常见的Excel表格，“写入电子表格．vi”可以将数据保存为Excel格式，并且该VI不需要启动Excel，写入速度较快、使用较为简单，所以使用该VI进行数据保存。由于EXCEL是目前比较通用的数据处理软件，所以保存数据的格式选为EXCEL表格，方便处理数据。程序中可以设定将EXCEL文件保存在某个文件夹下，分别将磁体温度、磁场强度保存在两个文件夹下，并且为方便查找数据，每个文件的文件名以日期和时间命名，这样方便日后查找数据。对于不同类型数据也可以直接分开存储，方便以后查询使用。在以上程序的实现中，主要以子VI形式完成。子VI是指将特定的程序封装，完成特定的功能的模块。通过对程序的封装既可以实现原有功能，并且使得主程序更加简洁，便于查找错误，又增加了程序的可移植性，提高了程序的整体质量。操作界面该系统的操作界面首先确保了所有数据的显示以及后台记录，另外对电抗器内部环境参数(杜瓦内部压强)以及外部辅助设备的工作状态(液氮制冷机流量)也进行了监控。针对温度监控，单独设置了更加直观的波形显示，更利于观察超导体的温度变化，如图6所示。在35kV电抗器数据采集及监控系统的设计方案中，界面中没有需要用户设置的参数，在前面板中分列铂电阻显示控件来显示数据。开始运行后，3706开始采集数据，并且将这些数据储存到表格当中。在前面板中，同一个波形图中可以显示多个通道的数据，每个通道的数据有颜色不同，这样就可以比较实验磁体不同部分的温度或不同超导双饼的电压等。
3总结
