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一、基本構(gòu)成

一般，智能系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，硬件組成如圖1所示。軟件主要包括監(jiān)控程序、中斷服務(wù)程序及實(shí)現(xiàn)各種算法的功能模塊。監(jiān)控程序是系統(tǒng)軟件的中心環(huán)節(jié)，它接收和分析各種命令，管理和協(xié)調(diào)整個(gè)程序的執(zhí)行；中斷服務(wù)程序是在人機(jī)對(duì)話通道或其他外圍設(shè)備提出中斷申請(qǐng)，且由計(jì)算機(jī)響應(yīng)后直接去執(zhí)行的程序，以便完成實(shí)時(shí)處理的任務(wù)；功能模塊用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和控制任務(wù)，包括各種智能功能算法和控制算法等。

圖1 智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（1）微型計(jì)算機(jī)。這是智能系統(tǒng)的核心，它通常由CPU、程序存儲(chǔ)器（ROM）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、輸入/輸出端口（I/O）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（CTC）等單元組成。

（2）前向通道。這是微型計(jì)算機(jī)與前端設(shè)備相連接的單元，是系統(tǒng)的信息輸入通道。前向通道與前端設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)相連，是各種干擾串入系統(tǒng)的主要通道。前向通道是一個(gè)模擬與數(shù)字混合電路單元，各種傳感器的輸出信號(hào)（模擬量、數(shù)字量或開關(guān)量）經(jīng)前向通道變成滿足微型計(jì)算機(jī)輸入要求的信號(hào)，故有形式多樣的信號(hào)變換、調(diào)節(jié)電路，如信號(hào)放大、整形、濾波、A/D轉(zhuǎn)換等。前向通道性能的優(yōu)劣將影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。

（3）后向通道。這是系統(tǒng)終端設(shè)備的控制單元，是信息輸出的通道，大多數(shù)需要功率驅(qū)動(dòng)。后向通道靠近終端設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)，有些伺服驅(qū)動(dòng)伺服控制系統(tǒng)的大功率負(fù)荷引起的干擾易從后向通道進(jìn)入微型計(jì)算機(jī)，故后向通道的隔離對(duì)系統(tǒng)可靠性影響極大。后向通道根據(jù)輸出控制的不同，有多種多樣的電路，如模擬電路、數(shù)字電路、開關(guān)電路等。

（4）人機(jī)交互通道。這是操作者對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)及了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行結(jié)果的單元，主要有鍵盤、顯示、語(yǔ)音電路等。智能系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話設(shè)備都是按最小規(guī)模配置的，以滿足用戶需要為目的。

（5）數(shù)據(jù)通信通道。這是智能系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間交換信息的接口，通常是串行通信口。

盡管智能系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)相同，但不同用途或者基于不同探測(cè)傳感原理而設(shè)計(jì)的智能系統(tǒng)，其具體結(jié)構(gòu)還是有相當(dāng)大的差異，其差異主要表現(xiàn)在前端設(shè)備和終端設(shè)備上。如智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)就具有如圖2所示的基本結(jié)構(gòu)。

圖2 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

首先，目標(biāo)場(chǎng)景圖像經(jīng)前端攝像設(shè)備光電轉(zhuǎn)換輸出，再經(jīng)前向通道到信號(hào)處理部分進(jìn)行分析處理，識(shí)別出目標(biāo)后輸入后向通道輸出終端顯示、錄像，并驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警。若識(shí)別的是火災(zāi)苗頭，輸出信號(hào)通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)消防淋頭噴水。

此外，信號(hào)處理部分還輸出控制信號(hào)經(jīng)前向通道去控制前端裝置的有關(guān)環(huán)節(jié)，如切換燈源，控制云臺(tái)移動(dòng)及自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，控制鏡頭的自動(dòng)調(diào)焦、自動(dòng)光圈等。因此，微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用于智能系統(tǒng)是通過前向通道和后向通道滲透到系統(tǒng)的各個(gè)組成部分的。

（1）具有自動(dòng)校準(zhǔn)能力。智能系統(tǒng)采用軟硬件相結(jié)合的方法進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，如零點(diǎn)校準(zhǔn)、非線性校準(zhǔn)、y校正等。當(dāng)傳感器的特性呈非線性時(shí)，智能系統(tǒng)則可能將傳感器的傳感特性以數(shù)學(xué)模型編入程序或者利用表格與插值相結(jié)合的方法，實(shí)時(shí)地修正數(shù)據(jù)。

（2）具有自動(dòng)分析處理視頻數(shù)據(jù)能力。微機(jī)具有很強(qiáng)的分析和運(yùn)算能力，智能系統(tǒng)可完成前端設(shè)備輸入的信息的復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，這是非智能系統(tǒng)難以比擬的。智能系統(tǒng)能從原始探測(cè)數(shù)據(jù)中提取反映被測(cè)對(duì)象特征的信息，并將經(jīng)加工處理后的數(shù)據(jù)恢復(fù)成原來的物理量形式或終端設(shè)備所需的形式輸出來。

（3）具有自動(dòng)識(shí)別跟蹤異常目標(biāo)的能力。前端設(shè)備輸入的信息經(jīng)加工分析處理后，智能系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別出影響安全的異常的目標(biāo)，并自動(dòng)定位跟蹤，同時(shí)顯示、錄像，自動(dòng)預(yù)/報(bào)警等。由于智能系統(tǒng)具有好的軟件算法，對(duì)各種惡劣環(huán)境等不利的干擾均能不斷地修正，從而有效地消除或減小誤差，以提高識(shí)別精度。

（4）具有自適應(yīng)能力。智能系統(tǒng)能根據(jù)被測(cè)對(duì)象或工作環(huán)境的變化自動(dòng)修正算法，如智能激光干涉儀能跟蹤氣溫、氣壓和濕度等環(huán)境參數(shù)的變化，修正激光波長(zhǎng)，保證儀器的精度不受環(huán)境變化的影響。