艾默生无线技术在雪佛龙石油行业的应用
艾默生无线技术在雪佛龙石油行业
的应用
利用可任意添加的无线自动化技术，提高石油勘探、开采和精炼能力
艾默生无线技术雪佛龙石油行业无线传感器 2012年03月15日
雪佛龙是全球领先的石油勘探和开采公司，它的成就很大一部分要归功于其所采用的过程自动化方案，为了实现不断增长的业务目标，该公司的自动化专家很早就参于了无线传感器及网状网络的开发和测试工
作，并接触了IEC62591（WirelessHART）技术。在雪佛龙位于加州圣华金河谷的上游工厂内进行的无线现场仪表测试相当成功，他们相信这种可在任意地点安装的无线技术能够很好地应用于其所有上游和下游工厂，并能迅速提高和保持工厂效率。
为了调查大范围使用无线技术的可行性，公司成立了无线中心，专门对此进行了深入的研究，在该技术得到验证后，即在其80%的厂区内建立了无线网络。这一应用进一步证实了无线技术可任意添加的特性，只要安装然后开启仪表就可以了，无需接线、无需敷设线槽和桥架、无需挖沟，有效节省了工作量和时间（如图1）。无线网络规模可变，可一个回路一个回路逐步覆盖到整个工厂。
雪佛龙懂得如何利用无线技术的优势来提高其上游和下游工厂的灵活性、可靠性、安全性、环境保护和业务表现。很多公司现在都在其全球的工厂中规划和使用无线，让我们看到了越来越多的最佳实践和成功应用。
此外，我们也在探寻无线功能在今后的应用领域，这可能包括提高移动作业人员的效率、在过程中的无线摄像应用、安全集结以及人员设备的位置跟踪。
业务挑战。对于上游工厂来说机会显而易见，离岸平台需要更多更全的信息，以获得更好的采油效率，因为发现一口油井可能需要10年，而让油井产油还要10年，所以必须让油井持续高效地产油才能收回巨大的投入。在拥挤的平台上和浮式储油船上所采用的自动化方案必须体积小、重量轻、安装和使用方便。
海上油田也希望能够延长油井寿命和提高产量。需要通过一些改进来提供更好的采油系统监测，实现输配系统和过程装置的高采收率，为运行中心提供更好的信息来控制分散的油井和设施。而人员安全、环保、可靠性和赢利能力都需要技术的支撑。
炼油厂可以通过自动化在满足需求产出的同时提高效益。这就需要改善对设备、仪表和过程的监测，以延长正常运行时间，提高运行性能，从而降低运行和维护成本，并满足新出台的环境法规。
雪佛龙的工程师和操作人员希望能在现有工厂中安装一些仪表来提高监测力和过程可靠性，以及整体工厂效益。仪表本身成本不高，但在现有工厂中安装和调试有线仪表的成本却太高了。
无线技术是否能解决问题？雪佛龙使用无线技术已经有好几年了，尤其是应用在分布于海上或离岸油田的SCADA系统上。相反，以前无线测量仪表和网络在较狭小的工业工厂或离岸平台以及浮式储油船的应用并不太成功，90年代初期的技术并不适合工业环境，通讯可靠性、安全和电池寿命都不尽人意。
由于早期缺乏工业无线标准和适用于过程应用的功能，仅管无线技术会对工厂运营带来很大价值，雪佛龙却迟迟没有将无线现场传感器网络应用到监测和测量领域。但是来自于上游和下游的需求终究是存在的。
幸运的是，到了90年代后期，半导体和电池技术逐步走向成熟，很多过程自动化供应商投资进行无线技术应用于工业环境的研发，标准的开发也在同步进行，在雪佛龙公司和其他最终用户的协助下完成了草案的拟定和数据测试，以使无线技术满足通讯可靠性和安全性的需求。
无线测量仪表品种广泛，符合IEC62591（WirelessHART）通讯技术标准，能够实现99%的通讯可靠性，您可以从较少的回路开始逐步扩展到全厂。
雪佛龙的自动化专家坚信这些变化将使无线技术以一种全新的姿态展现在人们面前。无线架构通讯可靠、功能强大，可以使新建或改造工厂中的有线系统更上一个台阶。更少的工程和安装工作使项目建设更为简单，投入更少，并且能够实现过去无法实现的现场测量。此外由于无线仪表安装成本低，可以考虑在原来通过有线方式增加测量点成本太高的地方增加无线应用。
投资无线。一旦决定采用无线方案，雪佛龙的自动化专家就在其位于加利福尼亚州的里士满能源技术公司成立了一个无线中心，该中心包括一个无线测试台和一个实验室，对来自于不同厂家的无线技术和设备进行测试。雪佛龙上中下游各分公司的专家集聚在这里，对其各自所需的无线应用进行检验和测试，以便今后推广到全球。
实验室模拟了一个比实际工厂更为严酷的无线电频率环境，即无线信号必须与工厂原有信号共存，以检测无线通讯的可靠性。雪佛龙在无线电频率环境中进行了软件和与其它设备及仪表共存的测试。实验室在美国一家炼油厂安装了无线
设备，并在约2.5*2英里的工厂范围内设置了一些典型的障碍，如钢筋结构、移动车辆以及复杂的地形。
经过对无线技术和设备的严格测试和确认，雪佛龙选择了最符合标准的无线仪表方案，以满足其当前和未来对于提高装置和工厂整体性能及收益的要求。他们的选择充分考虑了成本、安全、通讯可靠性、电源管理等因素，以及是否具备足够的功能、资源和技术与现有的有线技术兼容，并在此基础上进行扩展。作为这个团队的一部分，各自动化供应商的技术人员与雪佛龙紧密合作，共同研发无线技术和最佳实践，以帮助雪佛龙实现目标。
实施无线方案。雪佛龙起初是在加利福尼亚San Ardo的油田注蒸汽回收油气的项目中接触无线技术的。无线仪表网络传递可靠的数据以降低蒸汽过量和废水排放。注汽数据能够被传送到油田控制室，这样工作人员就不必前往注汽口手工采集数据并检查设备是否正常工作了。此外，操作人员也不必置身于高压高温环境中，因此人员安全性大大提高。
油田中第二个无线网络是以电池供电的无线仪表测量井底井压，雪佛龙将这些数据用于其专门的油层计算，包括用来确定要注入多少蒸汽、油的流型以及新的油井位置。与原来的遥感测量装置相比，新的无线网络节省了安装成本，减少了维护工作量。
在加利福尼亚的应用充分体现了无线技术的益处，它可以安装在已建成的上游油田，实现远距离通讯。
雪佛龙炼油厂还在进一步开发无线技术的新应用，他们有一个集工程、运营、维护和IT人员于一体的项目组。这个创新项目填补了炼油行业的空白，它所采用的无线通讯结构由网关、接入点和软件组成，一旦结构安装完毕，炼油厂可快捷方便地任意添加监测点以提高运行性能。
在这个工厂网络中，雪佛龙需要在炼油厂的关键位置安装无线通讯点，无线网络采用IEEE802.11 Wi-Fi接入点覆盖，它集成了无线现场网络。现场网络中使用的过程测量和控制仪表采用的是IEC62591（WirelessHart）技术。
工厂网络的建设从现场评估开始。首先自动化供应商采用卫星测绘来规划Wi-Fi接入点的最佳安装点，然后雪佛龙公司就和自动化供应商一起拿着接入点设备和通讯设备在各油罐及工厂装置间对这些点进行测试和测量，完成工厂网络的现场评估。这个过程是为了确保Wi-Fi设备能够安装在最佳位置。
在这个工厂网络中，雪佛龙需要在炼油厂的关键位置安装无线通讯点，无线网络采用IEEE802.11 Wi-Fi接入点覆盖，它集成了无线现场网络。现场网络中使用的过程测量和控制仪表采用的是IEC62591（WirelessHart）技术。
工厂网络的建设从现场评估开始。首先自动化供应商采用卫星测绘来规划Wi-Fi接入点的最佳安装点，然后雪佛龙公司就和自动化供应商一起拿着接入点设备和通讯设备在各油罐及工厂装置间对这些点进行测试和测量，完成工厂网络的现场评估。这个过程是为了确保Wi-Fi设备能够安装在最佳位置。
IT部门享有工厂网络的管理权，针对无线技术的IT最佳实践方法已经建立，且以英特网安全标准作为保障。仅在IT和过程网络之间的连接，它的安全较容易实现和管理。防火墙的设置使网络间的通讯安全可靠。
通过防火墙，现场数据被传送到历史数据库和资产管理软件，用于设备健康状态管理等用途。维护人员可通过软件来观察和管理诸如反应器等设备，在维护工作站调用设备当前或历史信息。状态监测和预测维护信息被传送到过程自动化系统，供操作人员使用，在操作站也能查看用于过程运行的数据。
无线管理小组的建立是为了对无线现场网络进行评估和选择。该小组成员来自于无线技术、工程、维护和运行等职能。小组记录了实施无线测量应用的结果，并对新的无线应用进行审核。
经验教训。现在无线结构已经建立起来了，运行、可靠性或工程小组不时会提出增加现场测量的要求，无线管理委员会定期开会对各种无线应用的方案进行评估。以前由于成本高或实施困难而无法实现的应用现在都可以轻松实现了，这正是无线架构的意义所在，事实验证无线方案从电子结构到相关工程费用可节省几百万美元。
在整个无线方案的研究中我们得到了以下结论:
?基于IEC62591的WirelessHART技术在工业环境中表现出色。
?即使小型的现场网络也能获得很高的回报。用户可以根据需要随时扩展无线工厂网络，不断扩大收益。
?在工厂Wi-Fi网络中确定接入点和网关位置，可以从现场评估着手，之后要增加无线现场仪表，无需再进行现场评估。
?在项目前期就应该让IT安全人员、无线专家、操作和维护人员参与进来。
?建立一个多职能部门联合的无线管理小组对新的无线应用进行选择和管理。
?明确无线仪表在工厂中的用途（是用于控制还监测）。
?采用开放的通讯标准：如应用于工厂网络的IEEE802.11(Wi-Fi)标准，应用现场网络的IEC62591(WirelessHART)标准。
展望未来。经过成功测试，实验室检定和炼厂的使用，雪佛龙各业务部门开始开发各自的无线应用。事实证明，无线仪表可以根据需要随时添加，而且成本不高。在全球，已经有越来越多的项目正在进行调研，希望将无线技术应用在上游和下游的业务中。
作者介绍
Greg Laframboise
在雪佛龙已有29年的仪表、自动化与电气工作经验，参与过自动化项目各阶段的工作，包括项目开发、工程和建设。LaFramboise先生分别在美国多个城市和美国之外的国家工作过，包括印尼。在过去的5年里，他曾担任过无经技术的负责人，主管无线传感技术。
Bob Karschnia
艾默生过程管理公司罗斯蒙特测量部无线技术副总裁，在过程控制领域
拥有18年的工作经验。目前他负责整个无线业务中罗斯蒙特的无线产品和整个艾默生过程管理无线活动的协调。在这之前，Karschnia在公司担任过设计工程和管理等职务。加入罗斯蒙特之前，他曾在压缩机控制集团公司从事旋转设备控制系统的开发工作，并在Lockheed Martin公司从事卫星控制系统的设计工作。Karschnia还曾在美国空军担任过军官，从事卫星控制和通讯系统。他在密尼苏达州大学获得了航空工程的学士学位，在科罗拉多大学获得了电子工程的硕士学位。
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艾默生无线技术在雪佛龙石油行业的应用
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大数据在医疗行业的应用
大数据在医疗行业的应用 医疗行业很早就遇到了海量数据和非结构化数据的挑战。在互联网大框架的结构下，大圣众包威客平台为你解读，作为一个行业的流行语，互联网+医疗的个性化服务，能给医疗保健工作者和消费者带来哪些真正的福利呢？ 据相关专项研究指出，如果能排除体制障碍，大数据分析可以帮助美国医疗服务业一年创造3000亿美元的附加价值，重点集中于医疗服务业4大领域：临床业务、付款定价、研发、新商业模式、公众健康，涵盖了十多项应用场景。 领域一：临床操作 1.比较效果研究：大数据分析获取最佳性价比治疗方案
通过全面分析病人特征数据和疗效数据，然后比较多种干预措施的有效性，可以找到针对特定病人的最佳治疗途径。研究表明，对同一病人来说，医疗服务提供方不同，医疗护理方法和效果不同，成本上也存在很大差异。医疗护理系统实现CER，将有可能减少过度治疗(比如避免那些副作用比疗效明显的治疗方式)，以及治疗不足。 2.临床决策支持系统：提高准确性，减少医疗事故率 临床决策支持系统可提高工作效率和诊疗质量。临床决策支持系统分析医生输入条目，比较其与医学指引不同地方，提醒医生防止潜在的错误，如药物不良反应。医疗服务提供方可以降低医疗事故率和索赔数，尤其是那些临床错误引起的医疗事故。大数据分析技术将使临床决策支持系统更智能，如可以使用图像分析和识别技术，识别医疗影像(X光、CT、MRI)数据，或者挖掘医疗文献数据建立医疗专家数据库，从而给医生提出诊疗建议。 3.医疗数据透明度：实现高效管理，降低成本
提高医疗过程数据的透明度，可以使医疗从业者、医疗机构绩效更透明，间接促进医疗服务质量提高。数据分析可以带来业务流程的精简，通过精益生产降低成本，找到符合需求的工作更高效的员工，从而提高护理质量并给病人带来更好的体验，也给医疗服务机构带来额外的业绩增长潜力。公开发布医疗质量和绩效数据还可以帮助病人做出更明智的健康护理决定，这也将帮助医疗服务提供方提高总体绩效，从而更具竞争力。 4.远程病人监控：慢性病患者高效照护 根据统计，中国各类慢性病患者超过3亿人，尤其是我国进入老龄化时代以后，将存在非常大的照护缺口，远程病人监护系统对治疗慢性病患者非常有用。远程病人监护系统包括家用心脏监测设备、血糖仪，甚至还包括芯片药片，芯片药片被患者摄入后，实时传送数据到电子病历数据库。更多的好处是，通过对远
1-1、感应无线技术简介
感应无线技术简介 一、概述 <一>、感应无线技术国内外发展状况 感应无线技术是七十年代末在日本开始发展起来的一项新的工业应用技术。 在国际上，目前仅日本古河、住友等几个公司掌握该技术。 在国内，岳阳电子研究所是唯一掌握该技术的单位，其研究成果已达到国际先进水平，并成功地将该技术应用于焦炉炼焦自动化。其产品已应用在武汉钢铁公司、太原钢铁公司、新疆八一钢铁公司、邯郸钢铁公司、临汾钢铁公司等。 <二>、感应无线技术主要解决的问题 在现代工业中，若干台大型移动机车（有轨）在中央控制室主计算机统一指挥下，有序地、协调地工作（甚至是全自动的工作），必须解决以下两个问题： 1、移动机车与中央控制室之间、一台移动机车与另一台移动机车之间的 可靠的信息交换————数据通信问题； 2、中央控制室随时都要了解各机车目前所处在的位置————位置检测 问题。 感应无线技术采用独特的编码电缆技术，十分成功地同时解决了这两个问题。 二、感应无线技术的基本原理 <一>、基本原理 1、编码电缆 编码电缆的外形为扁平状态（故又称扁平电缆），内部有若干对电线，按照人们所制定的编码规则，各对线在不同的地方交叉（也有不交叉对线），如图1所示（此图按照格雷码规则交叉）。将各对线重叠在一起，封装在氯丁橡胶压制的护套内，就构成了编码电缆。 ① ② ③ 图1
扁平电缆安装在移动机车的轨道旁，移动机车的轨道有多长，则需要等长的扁平电缆。 2、天线 天线即一组线圈，当天线线圈中加入信号电流时，在附近空间产生变化规律相同的磁场。 天线安装在移动机车上，随着移动机车的移动而移动。 3、电磁感应 扁平电缆中任何一对线，当在终端加一个匹配电阻后，都可以看成一个单圈的线圈，如图2所示。 R 图2 当天线与扁平电缆靠近时，就相当于两个耦合的线圈： ①、在天线中加入信号电流时，在扁平电缆每一对线上，都会产生相应的 感生电动势；在扁平电缆任何一对线上加入信号电流时，在天线中也 会产生相应的感生电动势。于是，天线与扁平电缆之间，形成了一个 通信信号通道。 ②、在天线中加入信号电流时，在扁平电缆每一对线上，都会产生相应的 感生电动势，由于扁平电缆内部若干对电线按照一定的编码规则交叉， 以及特殊结构，能够从扁平电缆各对线上产生相应的感生电动势的相 位、大小中得到反映天线所在位置的信息。 <二>、应用模型 在实际应用中，扁平电缆安装在移动机车的轨道旁，天线安装在移动机车上，当移动机车沿着轨道行走时，天线与扁平电缆之间始终保持固定的距离。图3所示为一应用模型 A车1 A车2 A车3 圆电缆 中扁平电缆A 央圆电缆 扁平电缆B 控 B车1 B车2 制 室圆电缆 扁平电缆C C车1 C车1 图3
电磁感应及其应用
一、选择题 （11·河池）9．科学家的发明与创造推动了人类文明的进程。在下列科学家中，首先发现电磁感应现象的是A．法拉第 B．焦耳 C．奥斯特 D．安培 答案：A （11·苏州）10．如图所示，导体AB水平置于蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，导体AB在下列运动情况中，能使图中小量程电流表指针发生偏转的是 A．静止不动 B．水平向右运动 C．竖直向上运动 D．竖直向下运动 答案：B （11·宿迁）11．如图所示装置可探究感应电流产生的条件，下面操作中能产生感应电流的是 A．保持磁铁静止，将导体棒ab上下移动 B．保持导体棒ab静止，将磁铁左右移动 C．保持导体棒ab静止，将磁铁上下移动 D．保持导体棒ab静止，将磁铁沿导体棒ab方向前后移动答案：B
（11·连云港）5．关于发电机的工作原理，下列说法正确的是 A．电流的热效应 B．电流周围存在磁场 C．电磁感应现象 D．磁场对通电导体的作用 答案：C （11·南京）7．如图所示的四幅图中能说明发电机工作原理的是 答案：A （11·肇庆）9．如右图所示，以下四种措施不能 ．．使电流表指针偏转的是 A．将条形磁铁向下插入线圈 B．将条形磁铁从线圈中抽出 C．让条形磁铁静止在线圈中 D．条形磁铁静止而将线圈向上移动 答案：C （11·无锡）11．如图所示为“探究感应电流产生条件”
的实验装置．回顾探究过程，以下说法正确的是 A．让导线ab在磁场中静止，蹄形磁体的磁性越强，灵敏电流计指针偏转角度越大 B．用匝数较多的线圈代替单根导线ab，且使线圈在磁场中静止，这时炙敏电流计指针偏转角度增大 C．蹄形磁体固定不动．当导线ab沿水平方向左右运动时，灵敏电流计指针会发生偏转 D．蹄形磁体固定不动，当导线ab沿竖直方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转 答案：C （11·兰州）13．关于电磁感应现象，下列说法正确的是 A．电磁感应现象中机械能转化为电能 B．感应电流的方向只跟导体运动方向有关 C．感应电流的方向只跟磁场方向有关 D．导体在磁场中运动，能够产生感应电流 答案：A （11·泉州）4．在如图所示的实验装置图中能够说明电磁感应现象的是
法拉第电磁感应定律的应用
法拉第电磁感应定律 2.确定目标 本节课讲解应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势问题，会区别感应电动势平均值和瞬时值。 二 精讲精练 （一）回归教材、注重基础 例 （见教材练习题P21 T2）如图甲所示，匝数为100匝，电阻为5Ω的线圈(为表示线 圈的绕向图中只画了2匝)两端A 、B 与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场,线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 （1）求电压表的读数？确定电压表的正极应接在A 还是接在B ？ （2）若在电压表两端并联一个阻值为20Ω的电阻R ．求通过电阻R 的电流大小和 方向？ ，面 时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过，则该段时间线圈两12)t B --
变式3．如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，大小为 B，用电阻率为ρ、横 截面积为S的导线做成的边长为L的正方形线框abcd水平放置，OO′为过ad、bc 两边中点的直线，线框全部都位于磁场中．现把线框右半部分固定不动，而把线框 左半部分以OO′为轴向上转动60°，如图中虚线所示。若转动后磁感应强度随时 间按kt 变化(k为常量)，求： B B+ = (1)在0到t 0时间内通过导线横截面的电荷量？ (2)t0时刻ab边受到的安培力？ （三）真题检测，品味高考 1．(2014·新课标全国Ⅰ)如图 (a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上．在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示．已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是( )
2. (2012·福建)如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀 强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r 的圆环形光滑细玻璃管，环心0在区域中心。一质量为m 、带电量为q （q>0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动。已知磁感应强度大小B 随时间t 的变化关系如图乙所示（T0为已知量）。设小球在运动过程中电量保持不变，对原磁场的影响可忽略。当t=0T 到t=05.1T 这段时间内的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等．求：这段时间内，细管内涡旋电场的场强大小E 。 （四）拓展深挖、把握先机 拓展：如图甲所示，匝数为n 匝，电阻为r,半径为a 的线圈两端A 、B 与电容为C 的电容器 和电阻R 相连，线圈中的磁感应强度按图乙所示规律变化（取垂直纸面向内方向为正方向）。求： （1）流过电阻的电流大小为多少？ （2）电容器的电量为多少？ 三 总结归纳 1. 应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势。 2. 会判断导体两端电势的高低。
大数据在医疗行业应用的15个场景
大数据在医疗行业应用的15个场景 1989年，Gartner提出BI概念。2008年，Gartner将BI概念进一步升级为高级分析(Advaneed Analyties) 。2011年，麦肯锡阐释大数据概念。虽然名称不同，但实际上它们要解决的问题从来没变过。只不过，现在的大数据分析技术能处理相比20年前更大量、多样、实时(Volume、Variety、Velocity)的数据，即大数据。相比20年前的BI，现在的大数据分析 能够产生更大的商业价值，大数据存储和分析技术的发展也得益于商业场景中数据量的激增和数据种类的多样化。 因此在实施大数据分析项目之前，企业不仅应该知道使用何种技术，更应该知道在什么时候、 什么地方使用。除了较早前就开始利用大数据的互联网公司，医疗行业可能是让大数据分析 最先发扬光大的传统行业之一。医疗行业早就遇到了海量数据和非结构化数据的挑战，而近年来很多国家都在积极推进医疗信息化发展，这使得很多医疗机构有资金来做大数据分析。 因此，医疗行业将和银行、电信、保险等行业一起首先迈入大数据时代。麦肯锡在其报告中 指出，排除体制障碍，大数据分析可以帮助美国的医疗服务业一年创造3000亿美元的附加 价值。本文列出了医疗服务业5大领域(临床业务、付款/定价、研发、新的商业模式、公众 健康)的15项应用，这些场景下，大数据的分析和应用都将发挥巨大的作用，提高医疗效率和医疗效果。 临床操作： 在临床操作方面，有5个主要场景的大数据应用。麦肯锡估计，如果这些应用被充分采用, 光是美国，国家医疗健康开支一年就将减少165亿美元。 1. 比较效果研究 通过全面分析病人特征数据和疗效数据，然后比较多种干预措施的有效性，可以找到针对特 定病人的最佳治疗途径。 基于疗效的研究包括比较效果研究(Comparative Effectiveness Research，CER)。研究表 明，对同一病人来说，医疗服务提供方不同，医疗护理方法和效果不同，成本上也存在着很 大的差异。精准分析包括病人体征数据、费用数据和疗效数据在内的大型数据集，可以帮助
无线传感器网络技术与应用现状的研究毕业论文 精品
1 绪论 1.1 课题背景和研究意义 无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术等多种先进技术。其主体是集成化微型传感器，这些微型传感器具有无线通信、数据采集和处理、协同合作的功能。无线传感器网络就是由成千上万的传感器节点通过自组织方式构成的网络，它通过这些传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端，使用户完全掌握监测区域的情况并做出反应[1]。 无线传感器网络的自组织性和容错能力使其不会因为某些节点在恶意攻击中的损坏而导致整个系统的崩溃，所以传感器网络非常适合应用于恶劣的战场环境，包括监控我军兵力、装备和物资状态；监视冲突区域，侦察敌方地形和布防，定位攻击目标；评估损失，侦察和探测核、生物及化学攻击等。在战场上，铺设的传感器将采集相应的信息，并通过汇聚节点将数据送至数据处理中心，再转发到指挥部，最后融合来自各战场的数据，形成我军完备的战区态势图。也可以更隐蔽的方式近距离地观察敌方的布防，或直接将传感器节点撒向敌方阵地，在敌方还未来得及反应时迅速收集有利于作战的信息。在生物和化学战中，利用传感器网络，可及时、准确地探测爆炸中心，这会为我军提供宝贵的反应时间，从而最大可能地减小伤亡。 无线传感器网络是继因特网之后，将对21世纪人类生活方式产生重大影响的IT 热点技术。如果说因特网改变了人与人之间交流、沟通的方式，那么无线传感器网络则将逻辑上的信息世界与真实物理世界融合在一起，将改变人与自然交互的方式[2][3]。无线传感器网络是新兴的下一代传感器网络，最早的代表性论述出现在1999年，题为“传感器走向无线时代”。随后在美国的移动计算和网络国际会议上，提出了无线传感器网络是下一个世纪面临的发展机遇。2003年，美国《技术评论》杂志论述未来新兴十大技术时，无线传感器网络被列为第一项未来新兴技术。同年，美国《商业周刊》又在其“未来技术专版”中发表文章指出，传感器网络是全球未来四大高技术产业之一，将掀起新的的产业浪潮。美国《今日防务》杂志更认为无线传感器网络的应用和发展，将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争的变
法拉第电磁感应定律及其应用
法拉第电磁感应定律及其应用 1. (法拉第电磁感应定律的应用)(优质试题·北京卷)如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2∶1,圆环中产生的感应电动势分别为E a和E b,不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是() A.E a∶E b=4∶1,感应电流均沿逆时针方向 B.E a∶E b=4∶1,感应电流均沿顺时针方向 C.E a∶E b=2∶1,感应电流均沿逆时针方向 D.E a∶E b=2∶1,感应电流均沿顺时针方向 ,感应电流产生的磁场方向垂直圆环所在平面向里,由右手定则知,两圆环中电流均沿顺时针方向。圆环的半径之比为2∶1,则面积之比为4∶1,据法拉第电磁感应定律得E=为定值,故E a∶E b=4∶1,故选项B正确。 2.
(法拉第电磁感应定律的应用)如图所示,在水平面内固定着U形光滑金属导轨,轨道间距为50 cm,金属导体棒ab质量为0.1 kg,电阻为0.2 Ω,横放在导轨上,电阻R的阻值是0.8 Ω(导轨其余部分电阻不计)。现加上竖直向下的磁感应强度为0.2 T的匀强磁场。用水平向右的恒力F=0.1 N拉动ab,使其从静止开始运动,则() A.导体棒ab开始运动后,电阻R中的电流方向是从P流向M B.导体棒ab运动的最大速度为10 m/s C.导体棒ab开始运动后,a、b两点的电势差逐渐增加到1 V后保持不变 D.导体棒ab开始运动后任一时刻,F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和 R中的感应电流方向是从M流向P,A错;当金属导体棒受力平衡时,其速度将达到最大值,由F=BIl,I= 可得 总总 ,代入数据解得v m=10 m/s,B对;感应电动势的最大值E m=1 V,a、b F= 总 两点的电势差为路端电压,最大值小于1 V,C错;在达到最大速度以前,F所做的功一部分转化为内能,另一部分转化为导体棒的动能,D错。 3.(法拉第电磁感应定律的应用)(优质试题·海南文昌中学期中)关于电磁感应,下列说法正确的是() A.穿过回路的磁通量越大,则产生的感应电动势越大
大数据分析及其在医疗领域中的应用_图文(精)
第７期 ２４ ２０１４年４月１０日 计算机教育 ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｄｕｃａｔｉｏｎ ◆新视点 文章编号：１６７２．５９１３（２０１４）０７—００２４－０６ 中图分类号：Ｇ６４２ 大数据分析及其在医疗领域中的应用 邹北骥 （中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙４１００８３） 摘要：互联网和物联网技术的快速发展给数据的上传与下载带来了前所未有的便利，使得互联网上 的数据量急剧增长，由此产生了针对大数据的存储、计算、分析、处理等新问题，尤其是对大数据的挖掘。文章分析当前大数据产生的背景，阐述大数据的基本特征及其应用，结合医疗领域，论述医疗 大数据分析的目的、意义和主要方法。 关键词：大数据；物联网；医疗；大数据挖掘 １ 大数据早已存在，为何现在称之为大
数据时代 计算与数据是一对孪生姐妹，计算需要数据，数据通过计算产生新的价值。数据是客观事 物的定量表达，来自于客观世界并早已存在。例 如，半个世纪前，全球的人口数量就有数十亿，与之相关的数据就是大数据；但是在那个时代，由于技术的局限性，大数据的采集、存储和处理 还难以实现。 互联网时代之前，采集世界各地的数据并让它们快速地进入计算系统几乎是一件不可想象的 事情。２０世纪８０年代兴起的互联网技术在近３０ 年里发生了翻天覆地的变化，彻底地改变了人们的工作和生活方式【ｌ】。通过互联网人们不仅可以下载到新闻、小说、论文等各类文字数据，而且可以轻而易举地下载到音乐、图像和视频等多媒体数据，这使得互联网上的数据流量急剧增长。据统计，现在互联网上每分钟流人流出的数 据量达到１ ０００ ＰＢ，即１０亿 ＧＢｔ２１。 推动大数据产生的另一个重要因素是物联网技术。近几年发展起来的物联网技 术通过给每个物品贴上标签 并应用ＲＦＩＤ等技术实现了
电磁感应现象及电磁在生活中的应用
电磁感应现象及电磁在生活中的应用 摘要：电磁感应，也称为磁电感应现象是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流。 电磁反应是一个复杂的过程，其运用到现实生活中的技术（例如：电磁炉、微波炉、蓝牙技术、磁悬浮列车等等）。是经过很多人的探索和努力一步一步走到现在的。 正文： 电磁感应的定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。本质是闭合电路中磁通量的变化。由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。 电磁感应的发现：1831年8月，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，线圈A 接直流电源，线圈B接电流表，他发现，当线圈A的电路接通或断开的瞬间，线圈B中产生瞬时电流。法拉第发现，铁环并不是必须的。拿走铁环，再做这个实验，上述现象仍然发生。只是线圈B中的电流弱些。为了透彻研究电磁感应现象，法拉第做了许多实验。1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交的一个报告中，把这种现象定名为“电磁感应现象”，并概括了可以产生感应电流的五种类型：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。法拉第之所以能够取得这一卓越成就，是同他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关的。正是这种对于自然界各种现象普遍联系的坚强信念，支持着法拉第始终不渝地为从实验上证实磁向电的转化而探索不已。这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系，为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。 电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，乃是电磁学中伟大的成就之一。它不仅让我们知道电与磁之间的联系，而且为电与磁之间的转化奠定了基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明，电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。 若闭合电路为一个n匝的线圈，则又可表示为：式中n为线圈匝数，ΔΦ为磁通量变化量，单位Wb ，Δt为发生变化所用时间，单位为s.ε为产生的感应电动势，单位为V。 磁通量：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S。(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强B与垂直磁场方向的面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。 (2)公式：Φ＝BS 当平面与磁场方向不垂直时： Φ＝BS⊥＝BScosθ（θ为两个平面的二面角） (3)物理意义
电磁感应现象的应用
重点难点突破 一、电磁感应现象中的力学问题 1.通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，基本步骤是： (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.(2)求回路中的电流强度.(3)分析研究导体受力情况(包含安培力，用左手定则确定其方向).(4)列动力学方程或平衡方程求解. 2.对电磁感应现象中的力学问题，要抓好受力情况和运动情况的动态分析，导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态，要抓住a＝0时，速度v达最大值的特点. 二、电磁感应中的能量转化问题 导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化，在回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能量便转化为电能，具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化，用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速转动)，对应的受力特点是合外力为零，能量转化过程常常是机械能转化为内能，解决这类问题的基本步骤是： 1.用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定电动势的大小和方向. 2.画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率的表达式. 3.分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程. 三、电能求解的思路主要有三种 1.利用安培力的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功； 2.利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能； 3.利用电路特征求解：根据电路结构直接计算电路中所产生的电能. 四、线圈穿越磁场的四种基本形式 1.恒速度穿越； 2.恒力作用穿越； 3.无外力作用穿越； 4.特殊磁场穿越. 典例精析 1.恒速度穿越 【例1】如图所示，在高度差为h的平行虚线区域内有磁感应强度为B，方向水平向里的匀强磁场.正方形线框abcd的质量为m，边长为L(L>h)，电阻为R，线框平面与竖直平面平行，静止于位置“Ⅰ”时，cd边与磁场下边缘有一段距离H.现用一竖直向上的恒力F提线框，线框由位置“Ⅰ”无初速度向上运动，穿过磁场区域最后到达位置“Ⅱ”(ab边恰好出磁场)，线框平面在运动中保持在竖直平面内，且ab边保持水平.当cd边刚进入磁场时，线框恰好开始匀速运动.空气阻力不计，g＝10 m/s2.求： (1)线框进入磁场前距磁场下边界的距离H； (2)线框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的过程中，恒力F做的功为多少？线框产生的热量为多少？ 【解析】(1)线框进入磁场做匀速运动，设速度为v1，有： E＝BLv1，I＝ER，F安＝BIL 根据线框在磁场中的受力，有F＝mg＋F安
京改版物理九年级全一册：12.7电磁感应及其应用-教案
电磁感应及其应用
三、新课教学： （一）电磁感应现象 1．教师讲解：发现电磁感应现象的背景 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁 效应，揭开了物理研究的新篇章——电磁学的研究。 英国的科学家法拉第1821年开始涉足电磁学领域。 他坚持统一和对称的观念，认为电和磁可以相互转 换。他坚信通过磁场一定能够产生电流。然而道路 并不是平坦的，他于1922年12月、1825年11月和 1828年4月做过三次集中的实验，由于实验指导思 想错误，实验都以失败而告终。1831年1月，法拉 第重新设计了实验方案，终于在8月29日实现了他 坚信的愿望。利用磁场获得了电流，这一现象叫做 电磁感应现象。在线圈中产生的电流叫做感应电流。 今天我们将遵循前辈科学家的足迹，通过实验 探究、科学地归纳概括的方法，来认识这一重要的 现象，即通过你们的双手劳动来制造感应电流；通 过科学的归纳、概括的方法来得到产生感应电流的 条件。 学生倾听 体验科学进 程 激发实验的 愿望 2．电磁感应现象演示 （1）条形磁铁插入或拔出大线圈，有感应电流产生，且感应电流的方向不 同。 （2）转动简易电动机的转轴（线圈在磁场中转动），有感应电流产生，且 感应电流的方向不同。 （3）导线在磁场中切割磁感线，有感应电流产生，且感应电流的方向不同。 （注：若磁场不是足够强，切割速度不够快，灵敏电流计不能观察出感应电流， 将切割磁感线的导线两端接入示波器的YY’输入端，可观察到电子束的偏转） 培养学生分 析概括能力
（4）电键打开或闭合，有感应电流产生，且感应电流的方向不同。 （注：法拉第最初发现电磁感应现象时所作的实验，下图） 改变滑动变阻器的电阻，有感应电流产生，且感应电流的方向不同。 小螺线管插入或从拔出，有感应电流产生，且感应电流的方向不同。 教师小结：法拉第从第一个成功实验开始茅塞 顿开，立即领悟到，“磁生电”是一种在变化、运动 的过程中才能出现的现象。于是他动手做了几十个 实验，深藏不露的各种“磁生电”的现象喷涌而出。 正像今天我们所做的实验一样。在我们所作的这些 实验中产生感应电流的共同特点是什么呢？如何概 括感应电流产生的条件呢？在讨论这一条件时，首 先我们先学习一个重要的概念——磁通量（磁场通 过的量）。 继续介绍学 史的内容 提出问题激 发学生思考 3．讲清磁通量的概念： 复习：磁感应强度的概念 教师：我们知道，磁场的强弱（即磁感应强度） 可以用磁感线的疏密来表示。如果一个面积为S的 面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置，则穿 过这个面的磁感线的条数就是确定的。我们把B与S 的乘积叫做穿过这个面的磁通量。 1．定义：面积为S，垂直匀强磁场B放置，则 B与S乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示。 2．公式：BS = Φ单位：韦伯（（Wb） 1Wb=1T·m2注意S的意义 3．对磁通量的理解：磁通量可以用穿过线圈平 面的磁感线的条数形象的讨论。 注意：磁通量不是矢量，但它是有方向的。 模拟电磁感应现象的多媒体课件，进行多媒体 辅助教学（各组实验的模拟，突出磁通量的变化） 通过多媒体 课件的生动 直观的画 面，教师启 发学生找出 以上操作能 够产生感应 电流的共同 点。 4．共同得出产生感应电流的条件： （1）闭合的导体回路； （2）穿过回路的磁通量必须发生变化。 引导学生分析磁通量发生变化的因素： 由Φ=B·Ssinθ可知：当①磁感应强度B发生 变化；②线圈的面积S发生变化；③磁感应强度B 学生讨论 培养学生分 析概括的能 力
专题四：41电磁感应定律及其应用
专题四：4.1电磁感应定律及其应用 一、单项选择题 1．下列说法正确的是( ) A ．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B ．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C ．线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D ．线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大 [答案] D 2．如图所示，闭合线圈abcd 在磁场中运动到如图位置时，ab 边受到的磁场力竖直向上，此线圈的运动情况可能是( ) A ．向右进入磁场 B ．向左移出磁场 C ．以ab 为轴转动 D ．以ad 为轴转动 [答案] B 3．(2012·吉林期末质检) 如图所示，两块水平放置的金属板距离为d ，用导线、开关K 与一个n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B 中.两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为＋q 的小球，K 断开时传感器上有示数，K 闭合稳定后传感器上恰好无示数，则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通量变化率分别是( ) A ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgd q B ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd nq C ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd q D ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgd nq
[答案] D 5．(2012·海南卷)如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则() A．T1>mg，T2>mg B．T1
大数据在健康医疗领域的应用现状
大数据在健康医疗领域的应用现状 摘要：医疗大数据具有极大的价值，挖掘医疗大数据中的价值信息对于疾病诊断、治疗方 案确定、流行病预测、医学研究和药物副作用分析等方面具有重要的意义。从某种意义上讲，医疗大数据系统对于改善人类生活环境、提高生活质量、获得更高的幸福指数均有重要的作用。 关键词：医疗大数据应用 在大数据时代，我们每天都生活在数据的世界中。全球每秒钟发送2.9 百万封电子邮件，一分钟读一篇的话，足够一个人昼夜不息的读5.5 年…每天会有2.88 万个小时的视频上传到Youtube，足够一个人昼夜不息的观看3.3 年…推特上每天发布 5 千万条消息，假设10 秒钟浏览一条信息，这些消息足够一个人昼夜不息的浏览16 年…每天亚马逊上将产生6.3 百万笔订单…每个月网民在Facebook 上要花费7 千亿分钟，被移动互联网使用者发送和接收的数据高达1.3EB…Google 上每天需要处理24PB 的数据… 大数据时代，数据不再是社会生产的“副产物”，而是可被二次乃至多次加工的原料，是可再生资源，从中可以探索更大价值，它变成了生产资料。然而不可再生资源呢？据统计，全球煤炭资源仅供开采162年、石油仅供开采40年，天然气仅供开采65年。那么大数据对于人类医疗健康，临床试验等，是否能起到指示性的作用呢？ 1大数据在医疗卫生领域的应用现状 1.1医疗卫生领域数据资源现状分析 近年来，我国医疗卫生领域吸纳了国内外当前先进的信息技术，信息化程度得到很大提高，我国卫生统计建起了覆盖国家、省、市、县、乡、村六级的从业人员达10万人的工作网络，90余万家医疗卫生机构通过统计直报系统上报了年报及月报，建立了动态的医疗卫生机构、卫生人力等信息库，卫生资源与卫生服务利用、疾病报告与健康监测等大型数据资源库。自1993年开始，每5年在全国范围内开展的国家卫生服务调查，现已建立连续性的，覆盖全国31个省20万人口的家庭基本信息、人口基本信息、患病、就医、基本医疗卫生服务利用等200余项指标的数据库，形成了可进行时间序列分析的系列海量数据。目前，县及县以上医院基本建立了医院信息系统，20%的县及县以上医院建立起以病人为中心、以电子病历为基础的挂号、收费、处方、治疗一体化管理信息系统。全国县级新农合管理信息系统基本建成，省、市级监管平台正在逐步完善，各级新农合管理部门、经办机构、定点医疗机构以及其他相关部门间建立计算机网络联接和数据资源共享。深化医改以来，各地基本建立了基本药物监测评价管理系统，实现对各地基本药物和增补药物品种数量、采购情况、缺失的基本药物品种数量、销售价格、配备使用、补偿及报销情况的监管时，产生了大量数据资源。国家卫生综合管理信息平台是我国卫生信息资源管理的重要组成部分，实现了医疗卫生机构统计数据和各级卫生行政部门在线汇总数据，仅在当前开始运行阶段，就已采集传染病信息5千多万条、突发公共卫生事件信息20多万条、近5百万人电子健康档案数据、3百多万人新农合数据近4千万条、1千多万人的诊疗数据。北京、上海、安徽等12个省份也已建立电子健康档案资源库。另外，国家传染病与突发公共卫生事件网络直报系统的建立，实现了