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    在加工过程中，自适应控制系统可以依据控制对象的输入输出数据，进行学习和再学习，不断地辨识模型参数并进行修正。随着生产过程的不断继续，模型会变得越来越准确，越来越接近于实际，终将自身调整到一个优的工作状态，实现加工过程的优化。

3、主要功能

1) 大幅提高加工效率

         OMAT自适应控制系统实时采样机床主轴负载变化，在较小载荷的情况下增大进给速率，在较大载荷的情况下减少进给速率，达到缩短加工周期、提高加工效率的目的。

2) 保护、机床、工件不受损害

       传统加工断裂不可和控制、磨损靠手动监视、效率低。在自适应控制系统的控制下，加工参数会实时自动地适应负荷和切削工况。如果加工中出现突发性事件造成载（例如或工件受到的冲击、工件毛坯的直径增加太大等），自适应控制系统会把进给速率自动减小到内部的系统所允许值，必要时强制机床停机。当这些突发事件过去后，系统再把进给速率增加到内部的系统所允许的大值，从而有效地保护，减少的磨损，进而延长的使用寿命。

OMAT自适应控制系统具有下列保护功能：

铣断裂保护（报警并停机防止工件及后续损坏）
深孔钻道具断裂保护（报警并停机）
磨损监控（数字显示磨损量）
主轴过载保护（报警或停机）
3) 实时监控、记录切削加工状况

        自适应控制系统可以对数控加工过程进行实时的监控，并将所有在切削过程中的性能数据（主轴切削负载、进给率变化、磨损量、加工工件数、切削时间等）统计起来实时生成加工情况报表，并输出图形、数据至bbbbbbs用户界面，形成完整的机床档案，供管理人员进行评估、分析，从而辅助生产管理。这些数据还可以存储在硬盘供以后查阅存档。

4、显著效果

           提高加工效率等于降低制造成本！典型应用统计：轮廓铣削省时约38%；铣槽省时约34%；3D铣面省时约37%；钻孔省时约28%。如果每台设备提高加工效率按30%～40%计算，那么安装三部以色列OMAT优铣控制器（优化数控铣床加工的自适应控制系统），就相当于多出一台数控机床或加工的加工率。据已有的国内外使用数据计算，只需4～9个月即可收回用于购买OMAT产品的投资。

         在生产中，自适应控制系统在加工件工件时就学习对磨损进行监测。在随后的加工中，系统继续对的状况进行监测，并按的当前磨损程度占大磨损程度的百分比来进行显示。随着的磨损，自适应控制系统能够实时的根据磨损量，自动计算出的进给速度，磨损到一定程度时提醒操作者换。这样一来数控程序员可以象在使用崭新锋利的情况一样设定进给量。即自适应控制器对的磨损进行补偿。

        综上，保护延长其使用寿命、保护机床减少停机时间、保护工件减少废品出现等因素都可进一步减少成本，缩短您的周期。

5、OMAT自适应系统应用现状及前景

        OMAT自适应控制系统因其效果显著的实用性，现已被国外许多公司使用，如Siemens、Turbinenwerke、Chevron Aerospace、Boeing、General Electric、Mitsubishe Motors、Toshiba GE和Toyota Motors等。国内航空航天、纺织、家电等行业的企业也陆续使用该产品。交大昆机科技股份有限公司与以色列OMAT公司合作成功地将系统集成安装于产品机床THM4680卧式加工的840D系统上，还做了大面工件切削对比实验，切削率提高约33%。这些已经使用了OMAT数控优化系统的企业已经获得了相当可观的经济效益。

        相信随着数控加工技术的不断发展和应用，自适应加工技术一定会得到广泛应用，为中国制造业企业带来突飞猛进的发展。

：信息化实践在告诫我们，企业追求的不是信息技术本身，而是应用信息技术产生的，其体现在信息资源潜力的挖掘之中。DCS数据采集系统收集的现场实时数据、LIMS系统提供的化验分析数据、人工读取的现场数据，构成炼油企业优化决策和过程控制的数据基础，建立基于数据分析，量化生产管理指标，推动企业管理动态化、实时化的管理环境，是有效解决困扰当前企业信息化形成的“信息孤岛”、“应用孤岛”、“资源孤岛”的突破口，MES为企业生产过程管理实时化提供了很好的思路。

大连石化MES生产执行系统的成功上线，在公司企业信息化建设史上具有。该系统通过企业生产管理过程基础分析，从生产执行系统角度提出了实时数据库及应用、运行管理系统（OM系统）、LIMS接口、物料移动和物料平衡系统配置、装置质量计算和罐区质量计算，物料移动信息维护、物料路由开关设置、测试及培训等系统化解决方案，有效解决了企业信息化建设多年来长期存在的“信息孤岛”、“应用孤岛”、“资源孤岛”的顽疾，提高了企业信息资产使用，促进信息技术与生产实际的有效结合，是公司信息技术应用的一次成功实践。

一、信息资源从分散化向集成化应用的转变

以往的企业信息化实践由于过多地关注以岗位职责为的应用开发，各种应用系统彼此“各扫门前雪”，系统之间的沟通效率很低，大量信息资源沉睡于数据库中无人问津，形成企业隐性浪费。“信息孤岛”构成信息化建设无法深化的瓶颈。如何有效解决信息资源共享化利用，综合发挥企业生产装置完善的DCS系统数据采集能力、的计算机网络通信能力、实时数据库、关系数据库数据存储能力，呼之即来的MES系统，为解决信息资源的集成化应用带来新的思路。

对炼油企业而言，从进厂到常减压、催化裂化、加氢、重整等工艺处理，形成产品达到增值的目的，需要精心组织、精心策划、精心操作，通常以流程化不间断的连续方式争分夺秒地生产，同时需要严格的过程控制和。MES正是通过收集整个生产过程产生的大量实时数据，经过生产模型化处理、与管理层（ERP）和控制层（DCS、PLC）保持双向通信能力，相应数据并反馈处理结果和生产命令来优化整个生产过程。特点如下：

（1）企业生产计划主要依据市场情况、成品油销售情况、生产装置现有条件、企业生产目标、总部指令安排等因素，在综合优化各方面约束基础上的。计划的大量依据来自于基层车间上报的各种生产相关数据，经统计、分类、汇总，产生基本计划数据及计划相关报表，并结合财务数据、成本分析数据、物资采购数据、计量统计数据等，有效整合分布于各部门的数据服务于MES系统将有效提高炼厂适应突发事件的应变能力。

（2）企业生产调度体现以满足总部计划排产要求的生产模式，以年计划、月计划、五日计划逐层分解组织生产，表现为连续工艺过程、设备满负荷长周期运转，在满足储油罐周转的前提下大限度发挥装置潜能安排优化生产。主要考虑产品结构、物料移动、物料平衡、动力平衡、提高收率、降低损耗、缩短生产周期、加快从到成品油罐的周转等问题，保储存提运收支平衡，对生产流程进行、合理地调度和监控。

（3）企业生产过程上道工序的产品经常会成为下道工序的原料，对每道工序产生的成品、半成品及外部采购进来的化工原材料都需要通过严格的质量检验并记录检验，为生产执行提供及时的，保产品生产与质量分析同步进行，为MES系统生产指挥、实时调整装置操作参数提供依据，提高合格品率，提高MES系统运行有效性。

（4）随着企业加工种类的增加，生产工艺过程存在工艺机理复杂问题，同样的操作条件很难得到相同的结果，无法对生产过程准确地预测，上级物料和下级物料之间的数量关系经常随温度、压力、物性、季节、工艺条件不同而不同。特别是催化裂化工艺过程，非线性因素很多，生产过程需要在严格管理条件下进行，对设备的严密性、生产操作、环境要求苛刻，生产过程包含复杂的物理化学过程及各种突变和不确定因素。

（5）企业生产过程要满足QHSE体系管理要求，实现规范操作和管理、促进节能降耗，追求成本、效益大化。以信息化建设为契机，以信息技术工具使用为手段，以数据向信息转换、信息向知识转移、知识向决策转变为途径，锻造员工新的观念、丰富员工职业道德内涵、提高员工综合素质，企业文化建设，是企业未来发展的重要课题。

信息化多层次需求在呼唤综合解决方案，信息资源共享在期待综合沟通平台。MES涉及到业务面宽、信息量大，具有多部门、多、多岗位相互协同的特点正好与当前企业信息化需求相吻合。对企业现存的与此项业务相关的调度管理系统、生产统计及计划系统、质量管理系统、计量管理系统、车间管理系统等各类信息系统按照MES需求整合改造，开发系统接口，实现信息编码标准化处理，搭建信息资源共享化平台是保项目顺利实施的重要工作。经过努力，围绕MES系统物料移动及物料平衡系统，编写体现标准化内涵的中英文编码对照表，涵盖45项编码、514项中间料编码、270项产品编码、44项罐区设备编码，对企业现存应用系统进行合理对接、巧妙组合，有效支持了MES系统信息资源整合的信息沟通需求，对于突破“信息孤岛”做出具有效应的实践。

二、生产管理从静态化向动态化转变

以往的车间层面生产管理过程由生产运行处下达调度指令安排生产，将统计结果上报，经调度人员分析后判断生产的合理性，由于各应用系统按岗位职责开发，系统之间互不沟通，应用系统表现为人工业务的电子版本，这种“应用孤岛”保证不了生产管理的实时需求，表现为一定程度的静态化，存在很大的滞后性，信息技术与生产管理结合的优势远未发挥出来。

基于Web的实时数据库为MES有效运行提供了数据平台环境，员工可以通过这个平台监控实时数据、查询历史数据，通过KPI指标与工艺参数计算评估装置绩效，通过过程统计分析与控制应用把握生产运行趋势等，推动装置管理从静态化向动态化转变。

在车间层面，可以利用物料动态工艺实时数据加强生产车间的自我绩效评价，对生产装置进行动态成本分析，对产品收率变化实时跟踪，随时做出计划定额指标与实际完成数据的差异比较，对存在差异的数据，及时查明原因，实时调整生产管理方案。

在车间班组层面，可以利用物料动态工艺实时数据加强车间班组的绩效考核，细分生产工序，对班组内每个操作员操作定额指标，针对每段工序的水、电、汽、风等能耗情况，计算出该段工序的吨加工消耗成本，考核每个操作员的操作能力和工序大加工能力。

在工艺管理层面，可以利用实时数据获得各装置操作参数，详细观察装置运行状况，持续改进评价与生产实际吻合情况，提高混炼比的上下限及操作条件的准确性，提高装置平稳运行率，减少装置运行波动，确定各装置的优化加工量及产量。

在公司调度层面，可以利用实时数据加强全厂计划执行情况评价，依据五日滚动作业计划各车间实际完成情况，合理调配、半成品、成品油及来料加工油品的提运和存贮，当五日滚动作业计划执行中出现矛盾时，则立即进行协调和平衡，保证调度顺利进行。

在公司管理层面，可以利用实时数据加强生产过程综合评价，通过生产过程监视、综合统计报表及系统维护，对生产过程事故状况进行监视，对生产调度状况进行统计分析，为未来采购、产品结构、成本控制、效益分析提供决策依据。

MES为生产管理提供了展示生产过程细节的数据平台，为生产事前预测、事中控制、事后评价提供了工具，引导员工运用软件技术方法，通过生产现场与生产管理信息的双向沟通，实现优化控制动态管理，实现实时成本可控，以的生产方案、优的产品结构、的生产成本、的产品收率，达到收益的目的。

三、控制过程从经验化向知识化转变

以往的企业管理过程，虽然辅助以很多信息管理系统，但是从“信息孤岛”引发“应用孤岛”，再到“资源孤岛”，信息化潜力被深埋于经验主导的常规管理之中，企业资源效率自然无法运用信息化思维得以充分展现。

受到资源来源多样化及装置适应能力的约束，员工对加工原料混炼比的把握能力、评价准确能力，加工过程的控制能力，直接反映出员工炼油知识应用能力并直接影响企业的成本效益。利用MES实现生产管理，主要包括：优化排产、生产调度、物料移动、物料平衡、质量控制、产品规范、工艺控制、文档管理、设备监控、动力控制等，无论是技术发展处、生产运行处、车间技术负责人、车间班组操作人员均留有人机数据录入界面，用于生产过程管理实时数据库中位号上下限赋值及进行数值修正和插值需要，其中每一项数值的新，每一个操作条件的改变都蕴含着复杂的决策分析，MES与生产控制自动化系统的集成化应用，通过数据和信息交换，监控整个生产过程关键点和关键参数，完成整个生产的管理，促进信息利用向物质增值的转换，提高生产管理的科学性。

MES系统运行过程对生产系统各部门有着明确的流程化的职责分工，利用Web技术把相关信息集成于同一个信息平台，其中：技术发展处根据需要及时调整工艺参数上下限，监督生成工艺台帐的过程，对装置进行考核；生产运行处负责及时调整生产方案，确定生产和调度计划对仪表位号的设定值；装置工艺员负责按规定及时完成工艺参数的修改和设置、发布和改操作指令；装置班组操作班长负责按规定使用操作管理系统，监督操作管理的完成，并协助工艺员完成指令的发布执行；各操作人员按时填写偏差原因、班组日志文件等。

MES系统通过过程控制流程图将每套装置生产关键数据展示于流程图之上，为装置监控提供简洁明快的工具，利用实时数据库提供的计算工具，结合企业实际组态开发计算功能，提供实时的KPI和工艺参数计算，帮助各部门的管理人员实时监控KPI和重要工艺参数，及时作出不同生产装置、不同生产时段、不同工艺过程、不同产品的能源消耗、物料消耗、设备运行状况、产品质量状况等报告。

MES系统通过针对不同装置、数据位号来查询历史数据并生成工艺台帐，辅助对当前工艺状况进行差异分析，通过异常数据变化，激发员工思维灵感，寻找当前工艺条件下的工艺标准、生产规范、物料平衡、能源平衡、产品收率等控制点，用准确的生产模型修正过程控制模型，提高装置控制能力。

MES系统通过选定装置的工艺位号、质量位号进行统计分析，生成标准的正态分布图，标准偏差等统计分析图，辅助管理人员及时掌握生产过程有统计规律的变量性质，寻找不同组分、压力、温度等参数变化规律、联系、趋势、隐藏特征等，将连续性和非连续性、线性和非线性关系融合，在众多变量中寻找事件的特征和关联，建立基于历史数据的比对分析，作出变化趋势图，有助于管理人员对装置运行情况做动态分析，使其达到工况。既能改进当前生产控制和产品质量，又为监控装置运行同时为炼油企业未来管理、建立系统做知识性积累。

面对炼油企业流程化生产环节相互关联，信息交换频繁，生产装置具有非线性和大时滞特点，MES系统每一个数据录入、每一项操作参数检查、修正，都给不同岗位管理人员、不同装置的操作人员留下观测点、控制点的思考空间、应用空间，MES系统为不同岗位人员数据的、信息的转化、知识的运用、决策的形成提供了便捷的工具，将生产控制过程变得清晰、透明，以流程管理为主线的MES系统应用在引导员工学习掌握立足岗位、关注全局的思维方法，明确自己岗位职责的同时思考自己的所作所为对其他流程的影响，既有技术概念又有管理理念，对于剖析复杂组分，优化混炼比，强化细节管理、精细化生产，探索复杂工艺条件下“安、稳、长、满、优”、节能降耗、提高收率的方法、建立员工复合性知识结构规避生产管理风险，培养型人才提供了数字化管理平台。

在过去的十年里，汽车电子产品有了突飞猛进的发展，车载电子控制、车载信息服务以及系统不管是在数量上还是在精细程度上都有了显著的提高。本文将探讨这种成长的主要组成部分之一，即：目前以及下一代汽车中LED照明使用率的飞速提高。这种新型照明领域给汽车电子产品的设计师和制造商均带来了新的挑战。了解这些挑战并找到可行的解决方案是为重要的，因为与这些照明系统相关联的发展似乎是没有止境的。

LED照明

        诸如小外形尺寸、低功耗和快速接通时间等优势开创了高亮度LED被当今汽车所广泛采用的局面。LED在汽车中的初始应用是高架停车灯(CHMSL)；这些应用使用红光LED来提供一个非常扁薄的照明阵列，该照明阵列易于安装，而且永远不需要换。
 
        传统上，白炽灯泡是为经济的光源，而且仍然被许多汽车所采用。然而，随着可用照明空间的日益缩小以及对照明光源使用寿命要求的不断提高，由LED所提供的灯光色彩和设计方案正在取代白炽灯泡应用。即使是传统的CCFL TFT-LCD背光源应用，目前也在逐渐地被白光LED阵列所取代。

         有甚者，人们还在利用一种电“可操纵”型高电流LED阵列来开发车前灯，而该领域一直是被卤素/氙灯丝设计所把持的。几乎所有的汽车照明应用(包括车身内部/外部照明和背光照明应用)都将逐步过渡为采用LED。采用LED的好处具有诸多积的含意。(也许是重要的一点)，它永远不需要换，因为其长达100,000小时的固态寿命(服役年限：11年半)比汽车的使用寿命还要长。这使得汽车制造商能够把它们性地嵌入车舱内的照明系统中，而像以往那样留有用于换灯丝灯泡的入口。由于LED照明系统不需要白炽灯泡所要求的安装深度或面积，因此还可使汽车的造型发生显著的变化。LED的另一项优势是其具有低功耗，因而能够使得耗油量有所减少。

汽车LED照明的设计参数

         为了确保的性能和长久的工作寿命，LED需要一个有效的驱动电路。这些特殊的驱动电路能够从一根相当苛刻的汽车电源总线工作电源，而且还应兼具成本和空间“效益性”。为了维持其长久的工作寿命，一定不得过LED的电流和温度限值。表1罗列了针对一个高电流白光LED的典型正向电压与驱动电流的相互关系。

         在单个LED至三个 (串联) LED的应用中，将需要一个降压型LED驱动器(比如：凌力尔特的LT3475)，用于把汽车总线电压(标称值为12V)降至一个加合适的LED电压，根据应用的LED彩色和亮度要求的不同，该LED电压的变化范围可在2.68V至4.88V(每个LED)之间。与此相反，在诸如刹车灯等需要多个由多达8个串联LED组成的LED串的应用中，所需的输出电压为21V至39V，所以必需采用一个升压型LED驱动器(例如：凌力尔特的LT3496)。凌力尔特公司提供的所有LED驱动器均采用了电流模式架构，旨在输送恒定的电流。

        如欲在输入电压不规则的情况下产生恒定的LED亮度，就从这些驱动器IC获得一个恒定的电流源。一个内部检测电阻器用于监视输出电流，以实现准确的电流调节。在一个很宽的电流范围内(35mA至1A)保持了高输出电流准确度，从而实现了宽调光范围。由于凌力尔特的高电流LED驱动器是电流模式稳压器，因此它们并不直接调整电源开关的占空比，而是由反馈环路来控制每个周期中流经开关的峰值电流。与电压模式控制相比，电流模式控制改善了环路的动态性能，并提供了逐周期电流限制功能。

在许多应用(特别是背面照明和车内照明)中，都有可能需要进行调光控制，因而要求驱动器IC提供一种用于调节输出电流/LED亮度的简单方法。利用合适的驱动器IC，即可通过一个PWM信号、DC电压或外部NMOS晶体管来完成调光操作，调光范围可高达3000:1。

          后，车载电子产品可能对噪声很敏感，尤其是导航系统、无线电路和AM无线电波段。为了大限度地降低发生噪声干扰的可能性，凌力尔特在其LED驱动器IC中采用了恒定频率开关拓扑结构。此外，用户还可在200kHz至2MHz的范围内设置开关频率，以使开关噪声远离关键频段(比如：AM无线电波段)。高开关频率还允许使用小的电感器和陶瓷电容器，从而大限度地缩减了解决方案的尺寸和成本。

双LED应用

          许多嵌入式高电流LED应用将包括单个或两个高电流(ILED的范围从1A至1.)LED。这些应用包括车内照明(比如：车灯、地图灯、储物盒照明灯)和车外照明(比如：车门门槛灯或“地面照明”灯)。根据应用的不同，它们可以采用彩色LED(用于车载仪器的背面照明)或白光LED(用于普通照明)。由于这些LED通常具有一个3V至4V的正向电压，并由一根12V至14V的汽车总线来供电，因此需要采用一个降压型转换器(例如：LT3475)。

         LT3475是一款双通道、36V、2MHz降压型DC/DC转换器，专为用作恒定电流双LED驱动器而设计(见图1)。每个通道具有一个内部检测电阻器和调光控制功能，从而使其非常适合于驱动那些需要高达1.电流的LED。一个通道的开关操作与另一个通道异相180°，因而使得两个通道的输出纹波均有所减小。每个通道均立地在一个50mA至1.的宽电流范围内保持了很高的输出电流准确度，而特的True Color PWMTM 电路提供了一个3000:1的调光范围，且未发生任何的色偏移(这种现象在LED电流调光中很常见)。

        凭借其4V至36V(瞬态电压高达40V)的宽输入电压范围，LT3475成为了汽车电源系统的理想选择。其开关频率可被设定在200kHz至2MHz之间，因而允许使用纤巧型电感器和陶瓷电容器，并使开关噪声远离AM无线电波段。再加上采用了一种耐热增强型TSSOP-20封装，该器件提供了一款适合于驱动高电流LED的紧凑型解决方案。

          LT3475采用高压侧检测，实现了LED负的接地连接，从而免除了大多数应用中所需的一根接地线。它还具有一个用于每个通道的集成升压二管，因而进一步地缩减了解决方案的占板面积和成本。另外的特点包括LED开路和短路保护。

刹车灯

         迄今为止，LED在汽车中为常见的应用是高架停车灯(CHMSL)。截止2006年底，至少有60% 的汽车都安装了LED型CHMSL。其好处包括较快的照明速度、高的效率、长的工作寿命，而且，非常扁薄的红光LED阵列还具有设计/安装上的简易性。LED能够在不到1ms的时间里达到全照度(而传统的灯泡则需要长达200ms的时间才能产生其大亮度)，这样，后方车辆的驾驶者识别刹车灯的时间将大为缩短，从而降低了发生追尾碰撞事故的概率。

        而且，与白炽灯泡相比，功耗也下降了80% 之多，终起到了节省耗油量的效果。其有效使用期限将轻而易举地过车辆的寿命，因而免除了换的需要。除了CHMSL之外，有些汽车和摩托车还在主刹车灯中用LED替代了白炽刹车灯。

        为了实现这些LED刹车灯的性能和工作寿命的大化，应采用一种能够驱动这些刹车系统所需的红光LED串的合适LED驱动器，这是的。凌力尔特的LT3486便是专为此类汽车应用而开发的。LT3486是一款双通道升压型DC/DC转换器(如图2所示)，专为从一根12V至14V汽车总线以恒定的电流来驱动多达16个LED(每个转换器驱动8个串联LED)而设计。采用LED串联的方式能够提供相等的LED电流，从而获得均匀的LED亮度。在需要的时候，两个立的转换器还能够驱动不对称的LED串。



         两个LED串的调光也可通过各自的CTRL引脚来单地控制。通过把一个PWM信号馈送至各自的PWM引脚，一个内部PWM调光系统可使调光范围扩展达1000:1。LT3486的工作频率可由一个外部电阻器设置在200kHz至2MHz的范围内。一个200mV的低反馈电压(2%准确度)大限度地减少了电流设定电阻器中的功率损耗，旨在提升效率。另外的特点包括LED断接时的输出电压限制。LT3486提供了一款占板面积非常紧凑的解决方案，并可采用节省空间的16引脚DFN(5mm x 3mm x 0.75mm)封装或16引脚耐热增强型TSSOP封装。

本文小结

         由于LED照明在当今和未来汽车中的普及速度提高，因此对高电流LED汽车应用中的LED驱动器IC产生了许多非常特殊的性能要求。LED驱动器提供恒定的电流，以保持均匀的亮度(而不受输入电压或LED正向电压变化的影响)，且实现运作。它们还能够承受汽车电源总线相当苛刻的电特性。另外，这些应用还需要占板面积非常紧凑和散热效率很高的解决方案。面对这些汽车设计要求，凌力尔特公司开发出了旨在解决上述汽车难题的完整高电流LED驱动器产品系列。

1 引言

        TRON（The Real-time Operating system Nucleus）是一种在国内的度非常低的嵌入式实时操作系统，但是却占据了微处理器操作系统市场大约60%的份额，这远远过了bbbbbbs的普及程度。它已经安装到了30亿到40亿台电子产品当中，涉及从数码相机、通信设备、媒体播放器到汽车电子等广泛领域。主要用户包括NTT DoCoMo、Toyota、Cannon、Ricoh、Panasonic、Sony、NEC、Toshiba、Hitachi、Fujitsu等企业，且已在其各自的领域使用了20年。本文简单地介绍TRON的发展、结构及其典型应用等，希望能有助于推动其在国内的研究和应用。

2 TRON与T-Engine简介

        TRON是由东京大学Ken Sakamura教授于1984年提出的计算机操作系统规范，目的是构建一种理想的计算机结构，实现新的计算体系——泛在计算环境（Ubiquitous Computing Environment）。所谓“泛在计算环境”是指将微型计算机嵌入到日常生活中的所器、设备、工具中，通过网络相互通信，协调运行，以实现高度计算机化的社会环境。为了使计算机嵌入到包括移动通信器等在内的各种机器中，需要这种计算机结构小型化并有很好的实时性能。为此，1984年Ken Sakamura教授提倡启动了“TRON项目”。在这20年间，先后推出了ITRON（嵌入式系统实时多任务操作系统规范）、JTRON（Java与ITRON的混合操作系统规范）、BTRON（计算机及手机等终端的操作系统规范体系）、CTRON（以通信控制及信息处理为目的的操作系统接口规范）及TRON HMI（面向各种电子设备的人机界面标准）等规范。

        TRON项目为了向世界推广，一直采用自由开源、弱标准化的方针，也曾经出现过多种版本的开发环境及操作系统式样。随着嵌入式系统的高功能、网络化、高度HMI化，软件开发和调试都变得非常复杂。TRON相关软件的可移植性、可重用性出现了问题。加之嵌入软件开发技术人员严重不足，缺乏可以兼容的软件中间件。

        为了实现为有效的实时操作系统的嵌入式计算结构，TRON项目启动了T-Engine项目。T-Engine是为了在短时间内开发实时嵌入式系统而设计的，由标准化硬件结构（T-Engine）与标准开源实时操作系统（T-Kernel）组成的嵌入式系统的开放式标准平台。

         在T-Engine开发过程中，搭载的CPU为可变的，而规定了其他硬件结构规范、操作系统界面规范、对象数据格式规范等要素，使TRON在标准化的基础结构上，具备充分的外围资源及开发环境。这个开放式标准平台结构的大目标是将CPU从基础结构中立出来，使在T-Kernel上开发的中间件可不依存于CPU结构而移植。

        通过使用丰富的中间件，可以做到大幅度缩短应用系统开发时间及降;通过使用高质量的硬件和软件，可方便地进行调试;在小批量生产时可照原样开发平台;系统既稳定、尺寸又小，很容易使其直接成为产品，可在很短时间内投向市场。

        为将T-Engine这种体系结构向世界推广，使之成为一种标准，2002年成立了T-Engine论坛，目前已经在全世界拥有478家会员公司（截至2006年8月2日）。就连微软也不敢小视，在2003年的年底，微软也加入了TRON阵营，使bbbbbbs CE兼容TRON系统。由此，在计算技术向前迈出了一大步。

3 T-Engine基础架构

3.1 T-Engine 硬件结构规范

（1） 标准T-Engine

       这种开发硬件平台面向于具有用户接口的设备，例如有液晶屏和触摸屏的便携式信息设备。其具有如USB、串口等通用接口，还具有75mm×120mm的紧凑尺寸，不做修改即可直接应用于多种产品。

（2） μT-Engine （micro T-Engine）

        这种开发硬件平台面向于专门的设备控制，具有60mm×85mm的尺寸，没有液晶屏和触摸屏等用户接口。常用于开发移动信息设备、家用电气及计量测绘机器等。

（3） nT-Engine （nano T-Engine）

        这种毫平台用于驱动并控制照明器具、开关、锁、阀门等小型设备，将这些节点组成实时网络，构成泛在计算环境。

（4） pT-Engine（pico T-Engine）

       这种微平台是一种低功耗的小型网络节点，可以组装到泛在计算环境的所有物品中来构建一个传感器网络。

3.2 T-Engine软件结构规范

        T-Engine的软件环境主要包括T-monitor、T-Kernel、设备驱动、T-Kernel标准扩展、中间件和应用软件这几个部分。

（1） T-monitor

作为启动实时操作系统及支援调试的软件。

（2） T-Kernel

         T-kernel是在标准T-Engine、μT-Engine上运行的开放式实时操作系统软件。它有别于其他开源软件的地方在于它是单一源代码软件，具有强标准化特点，这保证了其作为各种中间件发布的平台。T-kernel的使用许可（T-License）还规定，T-kernel源代码的改变和发布经过，用其开发的新产品的软件不要求公开，这有别于GPL（General Public License）。使用T-kernel源代码是不收版权费的，这样就可以同时满足产品和保密的需要。

（3） 设备驱动

        在T-Engine上搭载的设备驱动，规定了标准的API规范，用来针对各种硬件以实现软件的硬件无关性。另外，为了便于开发新设备以及设备的驱动软件，还将公开设备驱动的参考代码。

（4） T-kernel标准扩展

        T-kernel标准扩展是提供的标准功能的自身扩展部分，使得T-kernel可以使用诸如内存管理、多任务管理、进程通信与同步、文件系统等多种功能。

（5） 中间件

        在T-Kernel上运行的各种中间件，实现代码的包括各种网络用的协议堆栈、文件系统、日语处理、名汉字变换、eTRON相关的软件、GUI、语音处理、Java运行环境等。为了推动多中间件的发布和保证它们的使用兼容性，T-Dist项目广泛地公开和发布中间件的信息，并通过eTRON给出相应软件列表。这样就可大大地降低产品开发难度，减少产品开发周期。

（6） 开发环境系统

       开发环境并没有标准化，但为了确保软件的兼容性，源代码及二进制目标代码以GNU C编译器中的标准为参考。

4 TRON的应用和展望

         T-Engine的设计目标就是随时随地的计算，组网的目的也是为了计算。它的这种泛在计算环境特性十分适合应用于智能家居。为了获得舒适便利的居住环境，在住所安装各种nT-Engine设备和pT-Engine传感器，它们通过有线或无线的方式相互通信，构成大规模的分布式处理系统。光线弱的时候，光线传感器将通知灯光控制器开启照明;当气温不在设定的舒适范围时，温度传感器将通知空调控制器开启空调，同时还可以对空气湿度、空气质量等进行监控;当发生火灾时，烟感等传感器会通知发出报警信号，着火位置，并做出相应的处理，如开启喷水消防管等。佩戴有电子标签的人在室内活动可被监视，房门可自动开启或禁入，钟爱的音乐会自动响起，还可以通过声音等方式直接控制各种家用设备。当人们离开家时，同样可以通过通信网络掌控家中的一切。

        在工业上，TRON也有着广泛的应用。基于TRON的泛在代码标签（Ubiquitous code tags），可作为RFID或微型传感器安装在各种各样的物体中。由于体积的限制，泛在代码标签存储信息有限，大量的信息被存储在网络数据库中;通过各种泛在通信器（Ubiquitous Communicator）读取代码标签的身份信息;然后通过有线或无线网络查询分布式关系数据库，详尽的信息;通过地址协议、网关或高速缓存保了查询的性。除了如条形码这种被动式的信息读取外，泛在代码标签还可实现主动式的信息交互，在数据性和可操作性方面优势明显。这样也就实现了实时的泛在身份（Ubiquitous ID）系统。这种泛在身份技术已经应用在食品追踪系统中，利用它可以食品在生产、加工、运输、销售和消费全过程的详细信息，不仅可用来提高物流效率，还可有效地加强食品管理。TRON的架构特点及实时的优点使之成为连接虚拟信息世界和真实世界的桥梁。

5 结束语

           TRON项目在Ken Sakamura教授下正在快速地推广，、中国、韩国、新加坡、澳大利亚等国的很多企业和机构已经开展了T-Engine方面的研究和应用。在国内，东软公司等企业已经在TRON基础上开发汽车电子软件;中科院也一直在使用基于TRON的嵌入式系统平台开发图像压缩技术;北京大学开设了使用T-Engine开发板的嵌入式系统研发课程。随着TRON在国内逐渐扩大影响，将会有多企业和机构加入到TRON项目中来，市场上将会出现多的TRON项目产品，对TRON的研究和应用也会逐渐升温