時(shí)間：2022-06-19 09:32:57
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇采集技術(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵字蜜罐，交互性，入侵檢測(cè)系統(tǒng)，防火墻
1引言
現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)安全面臨的一個(gè)大問題是缺乏對(duì)入侵者的了解。即誰正在攻擊、攻擊的目的是什么、如何攻擊以及何時(shí)進(jìn)行攻擊等，而蜜罐為安全專家們提供一個(gè)研究各種攻擊的平臺(tái)。它是采取主動(dòng)的方式，用定制好的特征吸引和誘騙攻擊者，將攻擊從網(wǎng)絡(luò)中比較重要的機(jī)器上轉(zhuǎn)移開，同時(shí)在黑客攻擊蜜罐期間對(duì)其行為和過程進(jìn)行深入的分析和研究，從而發(fā)現(xiàn)新型攻擊，檢索新型黑客工具，了解黑客和黑客團(tuán)體的背景、目的、活動(dòng)規(guī)律等。
2蜜罐技術(shù)基礎(chǔ)
2.1蜜罐的定義
蜜罐是指受到嚴(yán)密監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)誘騙系統(tǒng)，通過真實(shí)或模擬的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)來吸引攻擊，從而在黑客攻擊蜜罐期間對(duì)其行為和過程進(jìn)行分析，以搜集信息，對(duì)新攻擊發(fā)出預(yù)警，同時(shí)蜜罐也可以延緩攻擊和轉(zhuǎn)移攻擊目標(biāo)。
蜜罐在編寫新的IDS特征庫、發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)漏洞、分析分布式拒絕服務(wù)（DDOS）攻擊等方面是很有價(jià)值的。蜜罐本身并不直接增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性，將蜜罐和現(xiàn)有的安全防衛(wèi)手段如入侵檢測(cè)系統(tǒng)(IDS)、防火墻(Firewall)、殺毒軟件等結(jié)合使用，可以有效提高系統(tǒng)安全性。
2.2蜜罐的分類
根據(jù)蜜罐的交互程度，可以將蜜罐分為3類：
蜜罐的交互程度（LevelofInvolvement）指攻擊者與蜜罐相互作用的程度。
⑴低交互蜜罐
只是運(yùn)行于現(xiàn)有系統(tǒng)上的一個(gè)仿真服務(wù)，在特定的端口監(jiān)聽記錄所有進(jìn)入的數(shù)據(jù)包，提供少量的交互功能，黑客只能在仿真服務(wù)預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)動(dòng)作。低交互蜜罐上沒有真正的操作系統(tǒng)和服務(wù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，部署容易，風(fēng)險(xiǎn)很低，所能收集的信息也是有限的。
⑵中交互蜜罐
也不提供真實(shí)的操作系統(tǒng)，而是應(yīng)用腳本或小程序來模擬服務(wù)行為，提供的功能主要取決于腳本。在不同的端口進(jìn)行監(jiān)聽，通過更多和更復(fù)雜的互動(dòng)，讓攻擊者會(huì)產(chǎn)生是一個(gè)真正操作系統(tǒng)的錯(cuò)覺，能夠收集更多數(shù)據(jù)。開發(fā)中交互蜜罐，要確保在模擬服務(wù)和漏洞時(shí)并不產(chǎn)生新的真實(shí)漏洞，而給黑客滲透和攻擊真實(shí)系統(tǒng)的機(jī)會(huì)。
⑶高交互蜜罐
由真實(shí)的操作系統(tǒng)來構(gòu)建，提供給黑客的是真實(shí)的系統(tǒng)和服務(wù)。給黑客提供一個(gè)真實(shí)的操作系統(tǒng)，可以學(xué)習(xí)黑客運(yùn)行的全部動(dòng)作，獲得大量的有用信息，包括完全不了解的新的網(wǎng)絡(luò)攻擊方式。正因?yàn)楦呓换ッ酃尢峁┝送耆_放的系統(tǒng)給黑客，也就帶來了更高的風(fēng)險(xiǎn)，即黑客可能通過這個(gè)開放的系統(tǒng)去攻擊其他的系統(tǒng)。
2.3蜜罐的拓?fù)湮恢?/p>
蜜罐本身作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器對(duì)周圍網(wǎng)絡(luò)環(huán)境并沒有什么特別需要。理論上可以布置在網(wǎng)絡(luò)的任何位置。但是不同的位置其作用和功能也是不盡相同。
如果用于內(nèi)部或私有網(wǎng)絡(luò)，可以放置在任何一個(gè)公共數(shù)據(jù)流經(jīng)的節(jié)點(diǎn)。如用于互聯(lián)網(wǎng)的連接，蜜罐可以位于防火墻前面，也可以是后面。
⑴防火墻之前：如見圖1中蜜罐（1）,蜜罐會(huì)吸引象端口掃描等大量的攻擊，而這些攻擊不會(huì)被防火墻記錄也不讓內(nèi)部IDS系統(tǒng)產(chǎn)生警告，只會(huì)由蜜罐本身來記錄。
因?yàn)槲挥诜阑饓χ猓杀灰暈橥獠烤W(wǎng)絡(luò)中的任何一臺(tái)普通的機(jī)器，不用調(diào)整防火墻及其它的資源的配置，不會(huì)給內(nèi)部網(wǎng)增加新的風(fēng)險(xiǎn)，缺點(diǎn)是無法定位或捕捉到內(nèi)部攻擊者，防火墻限制外向交通，也限制了蜜罐的對(duì)內(nèi)網(wǎng)信息收集。
⑵防火墻之后：如圖1中蜜罐（2），會(huì)給內(nèi)部網(wǎng)帶來安全威脅，尤其是內(nèi)部網(wǎng)沒有附加的防火墻來與蜜罐相隔離。蜜罐提供的服務(wù)，有些是互聯(lián)網(wǎng)的輸出服務(wù)，要求由防火墻把回饋轉(zhuǎn)給蜜罐,不可避免地調(diào)整防火墻規(guī)則，因此要謹(jǐn)慎設(shè)置，保證這些數(shù)據(jù)可以通過防火墻進(jìn)入蜜罐而不引入更多的風(fēng)險(xiǎn)。
優(yōu)點(diǎn)是既可以收集到已經(jīng)通過防火墻的有害數(shù)據(jù)，還可以探查內(nèi)部攻擊者。缺點(diǎn)是一旦蜜罐被外部攻擊者攻陷就會(huì)危害整個(gè)內(nèi)網(wǎng)。
還有一種方法，把蜜罐置于隔離區(qū)DMZ內(nèi)，如圖1中蜜罐（3）。隔離區(qū)只有需要的服務(wù)才被允許通過防火墻，因此風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低。DMZ內(nèi)的其它系統(tǒng)要安全地和蜜罐隔離。此方法增加了隔離區(qū)的負(fù)擔(dān)，具體實(shí)施也比較困難。
3蜜罐的安全價(jià)值
蜜罐是增強(qiáng)現(xiàn)有安全性的強(qiáng)大工具，是一種了解黑客常用工具和攻擊策略的有效手段。根據(jù)P2DR動(dòng)態(tài)安全模型，從防護(hù)、檢測(cè)和響應(yīng)三方面分析蜜罐的安全價(jià)值。
⑴防護(hù)蜜罐在防護(hù)中所做的貢獻(xiàn)很少，并不會(huì)將那些試圖攻擊的入侵者拒之門外。事實(shí)上蜜罐設(shè)計(jì)的初衷就是妥協(xié)，希望有人闖入系統(tǒng)，從而進(jìn)行記錄和分析。
有些學(xué)者認(rèn)為誘騙也是一種防護(hù)。因?yàn)檎T騙使攻擊者花費(fèi)大量的時(shí)間和資源對(duì)蜜罐進(jìn)行攻擊，從而防止或減緩了對(duì)真正系統(tǒng)的攻擊。
⑵檢測(cè)蜜罐的防護(hù)功能很弱，卻有很強(qiáng)的檢測(cè)功能。因?yàn)槊酃薇旧頉]有任何生產(chǎn)行為，所有與蜜罐的連接都可認(rèn)為是可疑行為而被紀(jì)錄。這就大大降低誤報(bào)率和漏報(bào)率，也簡(jiǎn)化了檢測(cè)的過程。
現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)主要是使用入侵檢測(cè)系統(tǒng)IDS來檢測(cè)攻擊。面對(duì)大量正常通信與可疑攻擊行為相混雜的網(wǎng)絡(luò)，要從海量的網(wǎng)絡(luò)行為中檢測(cè)出攻擊是很困難的，有時(shí)并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理真正的攻擊。高誤報(bào)率使IDS失去有效的報(bào)警作用，蜜罐的誤報(bào)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大部分IDS工具。
另外目前的IDS還不能夠有效地對(duì)新型攻擊方法進(jìn)行檢測(cè)，無論是基于異常的還是基于誤用的，都有可能遺漏新型或未知的攻擊。蜜罐可以有效解決漏報(bào)問題，使用蜜罐的主要目的就是檢測(cè)新的攻擊。
⑶響應(yīng)蜜罐檢測(cè)到入侵后可以進(jìn)行響應(yīng)，包括模擬回應(yīng)來引誘黑客進(jìn)一步攻擊，發(fā)出報(bào)警通知系統(tǒng)管理員，讓管理員適時(shí)的調(diào)整入侵檢測(cè)系統(tǒng)和防火墻配置，來加強(qiáng)真實(shí)系統(tǒng)的保護(hù)等。
4蜜罐的信息收集
要進(jìn)行信息分析，首先要進(jìn)行信息收集，下面分析蜜罐的數(shù)據(jù)捕獲和記錄機(jī)制。根據(jù)信息捕獲部件的位置，可分為基于主機(jī)的信息收集和基于網(wǎng)絡(luò)的信息收集。
4.1基于主機(jī)的信息收集
基于主機(jī)的信息收集有兩種方式，一是直接記錄進(jìn)出主機(jī)的數(shù)據(jù)流，二是以系統(tǒng)管理員身份嵌入操作系統(tǒng)內(nèi)部來監(jiān)視蜜罐的狀態(tài)信息，即所謂“Peeking”機(jī)制。
⑴記錄數(shù)據(jù)流
直接記錄數(shù)據(jù)流實(shí)現(xiàn)一般比較簡(jiǎn)單，主要問題是在哪里存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。
收集到的數(shù)據(jù)可以本地存放在密罐主機(jī)中，例如把日志文件用加密技術(shù)放在一個(gè)隱藏的分區(qū)中。本地存儲(chǔ)的缺點(diǎn)是系統(tǒng)管理員不能及時(shí)研究這些數(shù)據(jù)，同時(shí)保留的日志空間可能用盡，系統(tǒng)就會(huì)降低交互程度甚至變?yōu)椴皇鼙O(jiān)控。攻擊者也會(huì)了解日志區(qū)域并且試圖控制它，而使日志文件中的數(shù)據(jù)不再是可信數(shù)據(jù)。
因此，將攻擊者的信息存放在一個(gè)安全的、遠(yuǎn)程的地方相對(duì)更合理。以通過串行設(shè)備、并行設(shè)備、USB或Firewire技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)接口將連續(xù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程日志服務(wù)器，也可以使用專門的日志記錄硬件設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)采用加密措施。
⑵采用“Peeking”機(jī)制
這種方式和操作系統(tǒng)密切相關(guān)，實(shí)現(xiàn)相對(duì)比較復(fù)雜。
對(duì)于微軟系列操作系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的源代碼是很難得到，對(duì)操作系統(tǒng)的更改很困難，無法以透明的方式將數(shù)據(jù)收集結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)內(nèi)核相結(jié)合，記錄功能必須與攻擊者可見的用戶空間代碼相結(jié)合。蜜罐管理員一般只能察看運(yùn)行的進(jìn)程，檢查日志和應(yīng)用MD-5檢查系統(tǒng)文件的一致性。
對(duì)于UNIX系列操作系統(tǒng)，幾乎所有的組件都可以以源代碼形式得到，則為數(shù)據(jù)收集提供更多的機(jī)會(huì)，可以在源代碼級(jí)上改寫記錄機(jī)制，再重新編譯加入蜜罐系統(tǒng)中。需要說明，盡管對(duì)于攻擊者來說二進(jìn)制文件的改變是很難察覺，一個(gè)高級(jí)黑客還是可能通過如下的方法探測(cè)到：
·MD-5檢驗(yàn)和檢查：如果攻擊者有一個(gè)和蜜罐對(duì)比的參照系統(tǒng)，就會(huì)計(jì)算所有標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)二進(jìn)制文件的MD-5校驗(yàn)和來測(cè)試蜜罐。
·庫的依賴性和進(jìn)程相關(guān)性檢查：即使攻擊者不知道原始的二進(jìn)制系統(tǒng)的確切結(jié)構(gòu)，仍然能應(yīng)用特定程序觀察共享庫的依賴性和進(jìn)程的相關(guān)性。例如，在UNIX操作系統(tǒng)中，超級(jí)用戶能應(yīng)用truss或strace命令來監(jiān)督任何進(jìn)程，當(dāng)一個(gè)象grep（用來文本搜索）的命令突然開始與系統(tǒng)日志記錄進(jìn)程通信，攻擊者就會(huì)警覺。庫的依賴性問題可以通過使用靜態(tài)聯(lián)接庫來解決。
另外如果黑客攻陷一臺(tái)機(jī)器，一般會(huì)安裝所謂的后門工具包，這些文件會(huì)代替機(jī)器上原有的文件，可能會(huì)使蜜罐收集數(shù)據(jù)能力降低或干脆失去。因此應(yīng)直接把數(shù)據(jù)收集直接融入U(xiǎn)NIX內(nèi)核，這樣攻擊者很難探測(cè)到。修改UNIX內(nèi)核不象修改UNIX系統(tǒng)文件那么容易，而且不是所有的UNIX版本都有源代碼形式的內(nèi)核。不過一旦源代碼可用，這是布置和隱藏?cái)?shù)據(jù)收集機(jī)制有效的方法。
4.2基于網(wǎng)絡(luò)的信息收集
基于主機(jī)的信息收集定位于主機(jī)本身，這就很容易被探測(cè)并終止。基于網(wǎng)絡(luò)的信息收集將收集機(jī)制設(shè)置在蜜罐之外，以一種不可見的方式運(yùn)行，很難被探測(cè)到，即使探測(cè)到也難被終止,比基于主機(jī)的信息收集更為安全。可以利用防火墻和入侵檢測(cè)系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)上來收集進(jìn)出蜜罐的信息。
⑴防火墻
可以配置防火墻記錄所有的出入數(shù)據(jù)，供以后仔細(xì)地檢查。用標(biāo)準(zhǔn)文件格式來記錄，如Linux系統(tǒng)的tcpdump兼容格式，可以有很多工具軟件來分析和解碼錄制的數(shù)據(jù)包。也可以配置防火墻針對(duì)進(jìn)出蜜罐數(shù)據(jù)包觸發(fā)報(bào)警，這些警告可以被進(jìn)一步提煉而提交給更復(fù)雜的報(bào)警系統(tǒng)，來分析哪些服務(wù)己被攻擊。例如，大部分利用漏洞的程序都會(huì)建立一個(gè)shell或打開某端口等待外來連接，防火墻可以記錄那些試圖與后門和非常規(guī)端口建立連接的企圖并且對(duì)發(fā)起源的IP告警。防火墻也是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的好地方，進(jìn)出數(shù)據(jù)包可被計(jì)數(shù)，研究黑客攻擊時(shí)的網(wǎng)絡(luò)流量是很有意義的。
⑵入侵檢測(cè)系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)NIDS在網(wǎng)絡(luò)中的放置方式使得它能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中所有機(jī)器進(jìn)行監(jiān)控。可以用HIDS記錄進(jìn)出蜜罐的所有數(shù)據(jù)包，也可以配置NIDS只去捕獲我們感興趣的數(shù)據(jù)流。
在基于主機(jī)的信息收集中，高明的入侵者會(huì)嘗試闖入遠(yuǎn)程的日志服務(wù)器試圖刪除他們的入侵記錄，而這些嘗試也正是蜜罐想要了解和捕獲的信息。即使他們成功刪除了主機(jī)內(nèi)的日志，NIDS還是在網(wǎng)內(nèi)靜靜地被動(dòng)捕獲著進(jìn)出蜜罐的所有數(shù)據(jù)包和入侵者的所有活動(dòng)，此時(shí)NIDS充當(dāng)了第二重的遠(yuǎn)程日志系統(tǒng)，進(jìn)一步確保了網(wǎng)絡(luò)日志記錄的完整性。
當(dāng)然，不論是基于誤用還是基于異常的NIDS都不會(huì)探測(cè)不到所有攻擊，對(duì)于新的攻擊方式，特征庫里將不會(huì)有任何的特征，而只要攻擊沒有反常情況，基于異常的NIDS就不會(huì)觸發(fā)任何警告，例如慢速掃描，因此要根據(jù)蜜罐的實(shí)際需要來調(diào)整IDS配置。
始終實(shí)時(shí)觀察蜜罐費(fèi)用很高，因此將優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)和蜜罐結(jié)合使用是很有用的。
4.3主動(dòng)的信息收集
信息也是可以主動(dòng)獲得，使用第三方的機(jī)器或服務(wù)甚至直接針對(duì)攻擊者反探測(cè)，如Whois，Portscan等。這種方式很危險(xiǎn)，容易被攻擊者察覺并離開蜜罐，而且不是蜜罐所研究的主要范疇。
5蜜罐的安全性分析
5.1蜜罐的安全威脅
必須意識(shí)到運(yùn)行蜜罐存在的一定的風(fēng)險(xiǎn)，有三個(gè)主要的危險(xiǎn)是：
⑴未發(fā)現(xiàn)黑客對(duì)蜜罐的接管
蜜罐被黑客控制并接管是非常嚴(yán)重的，這樣的蜜罐已毫無意義且充滿危險(xiǎn)。一個(gè)蜜罐被攻陷卻沒有被蜜罐管理員發(fā)現(xiàn)，則蜜罐的監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)存在著缺陷。
⑵對(duì)蜜罐失去控制
對(duì)蜜罐失去控制也是一個(gè)嚴(yán)重的問題，一個(gè)優(yōu)秀的蜜罐應(yīng)該可以隨時(shí)安全地終止進(jìn)出蜜罐的任何通訊，隨時(shí)備份系統(tǒng)狀態(tài)以備以后分析。要做到即使蜜罐被完全攻陷，也仍在控制之中。操作者不應(yīng)該依靠與蜜罐本身相關(guān)的任何機(jī)器。虛擬機(jī)同樣存在危險(xiǎn)，黑客可能突破虛擬機(jī)而進(jìn)入主機(jī)操作系統(tǒng)，因此虛擬蜜罐系統(tǒng)的主機(jī)同樣是不可信的。
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擊數(shù)據(jù)和未過濾的日志事件以致管理員不能實(shí)時(shí)跟蹤所有的活動(dòng)，黑客就有機(jī)會(huì)攻擊真正目標(biāo)。
⑶對(duì)第三方的損害
指攻擊者可能利用蜜罐去攻擊第三方，如把蜜罐作為跳板和中繼發(fā)起端口掃描、DDOS攻擊等。
5.2降低蜜罐的風(fēng)險(xiǎn)
首先，要根據(jù)實(shí)際需要選擇最低安全風(fēng)險(xiǎn)的蜜罐。事實(shí)上并不總是需要高交互蜜罐，如只想發(fā)現(xiàn)公司內(nèi)部的攻擊者及誰探查了內(nèi)部網(wǎng)，中低交互的蜜罐就足夠了。如確實(shí)需要高交互蜜罐可嘗試?yán)脦Х阑饓Φ拿劬W(wǎng)而不是單一的蜜罐。
其次，要保證攻擊蜜罐所觸發(fā)的警告應(yīng)當(dāng)能夠立即發(fā)送給蜜罐管理員。如探測(cè)到對(duì)root權(quán)限的嘗試攻擊就應(yīng)當(dāng)在記錄的同時(shí)告知管理員，以便采取行動(dòng)。要保證能隨時(shí)關(guān)閉蜜罐，作為最后的手段，關(guān)閉掉失去控制的蜜罐，阻止了各種攻擊，也停止了信息收集。
相對(duì)而言保護(hù)第三方比較困難，蜜罐要與全球的網(wǎng)絡(luò)交互作用才具有吸引力而返回一些有用的信息，拒絕向外的網(wǎng)絡(luò)交通就不會(huì)引起攻擊者太大的興趣，而一個(gè)開放的蜜罐資源在黑客手里會(huì)成為有力的攻擊跳板，要在二者之間找到平衡，可以設(shè)置防火墻對(duì)外向連接做必要的限定：
⑴在給定時(shí)間間隔只允許定量的IP數(shù)據(jù)包通過。
⑵在給定時(shí)間間隔只允許定量的TCPSYN數(shù)據(jù)包。
⑶限定同時(shí)的TCP連接數(shù)量。
⑷隨機(jī)地丟掉外向IP包。
這樣既允許外向交通，又避免了蜜罐系統(tǒng)成為入侵者攻擊他人的跳板。如需要完全拒絕到某個(gè)端口的外向交通也是可以的。另一個(gè)限制方法是布置基于包過濾器的IDS，丟棄與指定特征相符的包，如使用Hogwash包過濾器。
6結(jié)語
蜜罐系統(tǒng)是一個(gè)比較新的安全研究方向。相對(duì)于其它安全機(jī)制，蜜罐使用簡(jiǎn)單，配置靈活，占用的資源少，可以在復(fù)雜的環(huán)境下有效地工作，而且收集的數(shù)據(jù)和信息有很好的針對(duì)性和研究?jī)r(jià)值。既能作為獨(dú)立的安全信息工具，還可以與其他的安全機(jī)制協(xié)作使用，取長(zhǎng)補(bǔ)短地對(duì)入侵進(jìn)行檢測(cè)，查找并發(fā)現(xiàn)新型攻擊和新型攻擊工具。
蜜罐也有缺點(diǎn)和不足，主要是收集數(shù)據(jù)面比較狹窄和給使用環(huán)境引入了新的風(fēng)險(xiǎn)。面對(duì)不斷改進(jìn)的黑客技術(shù)，蜜罐技術(shù)也要不斷地完善和更新。
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[關(guān)鍵詞] 松花粉；采集；貯藏
馬尾松是我國(guó)南方特有的鄉(xiāng)土樹種，廣泛分布于秦嶺、淮河以南，云貴高原以東的 17 個(gè)省、自治區(qū)、直轄市范圍內(nèi)，其面積居全國(guó)針葉林之首，蓄積居第四位，是我國(guó)南方亞熱帶地區(qū)分布最廣、資源最多的森林群落。也是貴州省分布最廣，森林面積最大的主要樹種，馬尾松松花粉資源十分豐富。
一、花粉的營(yíng)養(yǎng)成分和保健功效
松花粉是我國(guó)醫(yī)藥寶庫中的傳統(tǒng)藥材，被列入《中國(guó)藥典》，自古以來被視為食療珍品。據(jù)《神農(nóng)草本》、《本草綱目》等多種醫(yī)學(xué)典籍記載：松花粉具有潤(rùn)心肺、益氣、祛風(fēng)止血、狀顏益志、強(qiáng)身健體之功效。經(jīng)測(cè)定，松花粉營(yíng)養(yǎng)素全面，蛋白質(zhì)含量較高，脂肪酸組成主要為不飽和脂肪酸，占脂肪酸總量的 72.5%，尼克酸（維生素BS）含量較高，這些成分對(duì)防治心血管疾病是非常有利的。松花粉的氨基酸總量為9%-12%，其中水溶性氨基酸量較高，含有人體不可缺少的精氨酸、賴氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸、組氨酸等，對(duì)增強(qiáng)體質(zhì)、護(hù)肝和治療前列腺疾病是大有益處的。松花粉中多種營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)人體是必需的，鐵、磷、錳、鈣、鋅含量多，鎂更為豐富。松花粉中鎂元素含量比一般植物中鎂元素含量要高。松花粉中黃酮含量也較高，現(xiàn)已了解到，一定量的植物激素對(duì)人體生理功能有奇妙的調(diào)節(jié)作用，可強(qiáng)化人體的新陳代謝作用。
松花粉是精細(xì)胞，起著傳種接待的重要作用，又是豐富的天然營(yíng)養(yǎng)庫，營(yíng)養(yǎng)十分豐富。它能促使人體內(nèi)元素平衡，從而強(qiáng)化人體新陳代謝，并能調(diào)節(jié)人體內(nèi)分泌系統(tǒng)，使替代性排泄系統(tǒng)得到運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)人體內(nèi)的自然治療能力，使人體達(dá)到健康的目的。
試驗(yàn)證實(shí)，松花粉能防止細(xì)胞衰老，有減少老年斑的功能，對(duì)老年性疾病均有療效。外用松花粉可祛風(fēng)止血，爽身消炎，對(duì)皮膚無刺激、無過敏等副作用。
二、松花粉利用現(xiàn)狀和意義
長(zhǎng)期以來，由于技術(shù)原因，包括保鮮、儲(chǔ)存、破壁等世界性難題，雖然松花粉含有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和醫(yī)藥保健價(jià)值，卻一直未能大規(guī)模開發(fā)利用。直到20世紀(jì) 80 年代，人們才真正重視這一寶貴資源。作為藥用與食用的松花粉開發(fā)上除了科研院所單位外開發(fā)利用的企業(yè)并不多，開發(fā)利用前景極為廣闊。
松花粉的是人工采集容易，品種單一、性質(zhì)穩(wěn)定。在品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分上可以和蜂花粉媲美，加之松花粉的采集方式衛(wèi)生環(huán)保、種源純天然無毒、資源廣泛等條件都優(yōu)于蜂花粉，其經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益必然高于蜂花粉。
松花粉的開發(fā)利用不但提高森林的經(jīng)濟(jì)效益而且增加林農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入。林農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入增加的同時(shí)也增強(qiáng)他們對(duì)森林的保護(hù)意識(shí)，調(diào)動(dòng)了林農(nóng)參與生態(tài)建設(shè)的積極性，從而達(dá)到生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益三者共贏的和諧局面。
三、松花粉的采集與貯藏
1.采集林分的選擇
在商品林中選擇環(huán)境無污染的，樹體矮化，光照充足，松花粉產(chǎn)量高，質(zhì)量好而且便于采集的馬尾松林。
2.工序流程
場(chǎng)地及物料準(zhǔn)備成熟松花穗雄球采集陽光下晾曬粉或在通風(fēng)干燥的室內(nèi)散粉花粉收集過篩除雜花粉干燥簡(jiǎn)易包裝貯存。
3.場(chǎng)地及物料準(zhǔn)備
采集前，首先應(yīng)選擇好晾曬場(chǎng)地，晾曬場(chǎng)地環(huán)境要求：向陽、避風(fēng)、衛(wèi)生。為了防此泥沙的污染最好采用大棚晾曬。物料準(zhǔn)備：主要準(zhǔn)備較厚的聚乙烯膜（一式兩塊，用于鋪底和遮蓋），另外還要準(zhǔn)備除雜工具（米絲篩、細(xì)籮80-100目），食品塑料袋等物品。
4.松花穗的采集時(shí)機(jī)及方法
松花開放的時(shí)間一般在4-5月，但因緯度、海拔、氣溫、雨水等自然環(huán)境和生長(zhǎng)情況不同而花期不一。同一株樹，從開始散粉到花粉散盡一般只有4-6d，最佳采集期往往只有1-2d。因此，采集以前必須密切注視采集地的物修期變化，作好采集前的準(zhǔn)備工作，以免延誤最佳采集期。采集以雄球花中雄蕊開始分離還未散粉到剛開始散粉為最佳采集期（即：要勤觀察陽坡面或山脊的松花穗發(fā)育成熟狀況，當(dāng)觀察到松花穗開始有少量散粉時(shí)，用手?jǐn)D壓雄花球花苞，無漿液溢出，呈濕粉狀，此時(shí)正在采集松花穗的開始時(shí)間）。抓住時(shí)機(jī)，采集成熟的松花穗，是提高松花穗出粉的關(guān)鍵。采集太早花粉尚未發(fā)育成熟，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累還夠充分，采集太遲則花粉散失較多。
采集時(shí)用食品塑料袋套住新梢整簇雄球花，將整簇雄球花抹下，使之全部落入袋中，但不能損傷新枝，并須防止花粉飄出袋外。將采集到的雄球花帶回室內(nèi)，攤放在室內(nèi)，攤8-11cm，太厚易發(fā)霉變質(zhì)。在通風(fēng)干燥的室內(nèi)散粉或者在陽光下曬粉。無論哪種方式，風(fēng)都不能太大，以免吹走花粉。輕輕揉搓雄花球使花粉充分散出，收集的花粉要及時(shí)曬干，用塑料薄膜墊曬，厚度0.5-1cm，做到薄攤、勤翻、防潮，以加快晾干速度。要曬2-3d，含水量要達(dá)到3%-5%，否則易發(fā)霉變質(zhì)。收集散出的花粉過100目的篩，取篩下部分即為純凈的松花粉。純凈的松花粉應(yīng)該是色澤黃亮、質(zhì)地純正、手感爽滑。
關(guān)鍵字蜜罐，交互性，入侵檢測(cè)系統(tǒng)，防火墻
1引言
現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)安全面臨的一個(gè)大問題是缺乏對(duì)入侵者的了解。即誰正在攻擊、攻擊的目的是什么、如何攻擊以及何時(shí)進(jìn)行攻擊等，而蜜罐為安全專家們提供一個(gè)研究各種攻擊的平臺(tái)。它是采取主動(dòng)的方式，用定制好的特征吸引和誘騙攻擊者，將攻擊從網(wǎng)絡(luò)中比較重要的機(jī)器上轉(zhuǎn)移開，同時(shí)在黑客攻擊蜜罐期間對(duì)其行為和過程進(jìn)行深入的分析和研究，從而發(fā)現(xiàn)新型攻擊，檢索新型黑客工具，了解黑客和黑客團(tuán)體的背景、目的、活動(dòng)規(guī)律等。
2蜜罐技術(shù)基礎(chǔ)
2.1蜜罐的定義
蜜罐是指受到嚴(yán)密監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)誘騙系統(tǒng)，通過真實(shí)或模擬的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)來吸引攻擊，從而在黑客攻擊蜜罐期間對(duì)其行為和過程進(jìn)行分析，以搜集信息，對(duì)新攻擊發(fā)出預(yù)警，同時(shí)蜜罐也可以延緩攻擊和轉(zhuǎn)移攻擊目標(biāo)。
蜜罐在編寫新的IDS特征庫、發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)漏洞、分析分布式拒絕服務(wù)（DDOS）攻擊等方面是很有價(jià)值的。蜜罐本身并不直接增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性，將蜜罐和現(xiàn)有的安全防衛(wèi)手段如入侵檢測(cè)系統(tǒng)(IDS)、防火墻(Firewall)、殺毒軟件等結(jié)合使用，可以有效提高系統(tǒng)安全性。
2.2蜜罐的分類
根據(jù)蜜罐的交互程度，可以將蜜罐分為3類：
蜜罐的交互程度（LevelofInvolvement）指攻擊者與蜜罐相互作用的程度。
⑴低交互蜜罐
只是運(yùn)行于現(xiàn)有系統(tǒng)上的一個(gè)仿真服務(wù)，在特定的端口監(jiān)聽記錄所有進(jìn)入的數(shù)據(jù)包，提供少量的交互功能，黑客只能在仿真服務(wù)預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)動(dòng)作。低交互蜜罐上沒有真正的操作系統(tǒng)和服務(wù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，部署容易，風(fēng)險(xiǎn)很低，所能收集的信息也是有限的。
⑵中交互蜜罐
也不提供真實(shí)的操作系統(tǒng)，而是應(yīng)用腳本或小程序來模擬服務(wù)行為，提供的功能主要取決于腳本。在不同的端口進(jìn)行監(jiān)聽，通過更多和更復(fù)雜的互動(dòng)，讓攻擊者會(huì)產(chǎn)生是一個(gè)真正操作系統(tǒng)的錯(cuò)覺，能夠收集更多數(shù)據(jù)。開發(fā)中交互蜜罐，要確保在模擬服務(wù)和漏洞時(shí)并不產(chǎn)生新的真實(shí)漏洞，而給黑客滲透和攻擊真實(shí)系統(tǒng)的機(jī)會(huì)。
⑶高交互蜜罐
由真實(shí)的操作系統(tǒng)來構(gòu)建，提供給黑客的是真實(shí)的系統(tǒng)和服務(wù)。給黑客提供一個(gè)真實(shí)的操作系統(tǒng)，可以學(xué)習(xí)黑客運(yùn)行的全部動(dòng)作，獲得大量的有用信息，包括完全不了解的新的網(wǎng)絡(luò)攻擊方式。正因?yàn)楦呓换ッ酃尢峁┝送耆_放的系統(tǒng)給黑客，也就帶來了更高的風(fēng)險(xiǎn)，即黑客可能通過這個(gè)開放的系統(tǒng)去攻擊其他的系統(tǒng)。
2.3蜜罐的拓?fù)湮恢?/p>
蜜罐本身作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器對(duì)周圍網(wǎng)絡(luò)環(huán)境并沒有什么特別需要。理論上可以布置在網(wǎng)絡(luò)的任何位置。但是不同的位置其作用和功能也是不盡相同。
如果用于內(nèi)部或私有網(wǎng)絡(luò)，可以放置在任何一個(gè)公共數(shù)據(jù)流經(jīng)的節(jié)點(diǎn)。如用于互聯(lián)網(wǎng)的連接，蜜罐可以位于防火墻前面，也可以是后面。
⑴防火墻之前：如見圖1中蜜罐（1）,蜜罐會(huì)吸引象端口掃描等大量的攻擊，而這些攻擊不會(huì)被防火墻記錄也不讓內(nèi)部IDS系統(tǒng)產(chǎn)生警告，只會(huì)由蜜罐本身來記錄。
因?yàn)槲挥诜阑饓χ猓杀灰暈橥獠烤W(wǎng)絡(luò)中的任何一臺(tái)普通的機(jī)器，不用調(diào)整防火墻及其它的資源的配置，不會(huì)給內(nèi)部網(wǎng)增加新的風(fēng)險(xiǎn)，缺點(diǎn)是無法定位或捕捉到內(nèi)部攻擊者，防火墻限制外向交通，也限制了蜜罐的對(duì)內(nèi)網(wǎng)信息收集。
⑵防火墻之后：如圖1中蜜罐（2），會(huì)給內(nèi)部網(wǎng)帶來安全威脅，尤其是內(nèi)部網(wǎng)沒有附加的防火墻來與蜜罐相隔離。蜜罐提供的服務(wù)，有些是互聯(lián)網(wǎng)的輸出服務(wù)，要求由防火墻把回饋轉(zhuǎn)給蜜罐,不可避免地調(diào)整防火墻規(guī)則，因此要謹(jǐn)慎設(shè)置，保證這些數(shù)據(jù)可以通過防火墻進(jìn)入蜜罐而不引入更多的風(fēng)險(xiǎn)。
優(yōu)點(diǎn)是既可以收集到已經(jīng)通過防火墻的有害數(shù)據(jù)，還可以探查內(nèi)部攻擊者。缺點(diǎn)是一旦蜜罐被外部攻擊者攻陷就會(huì)危害整個(gè)內(nèi)網(wǎng)。
還有一種方法，把蜜罐置于隔離區(qū)DMZ內(nèi)，如圖1中蜜罐（3）。隔離區(qū)只有需要的服務(wù)才被允許通過防火墻，因此風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低。DMZ內(nèi)的其它系統(tǒng)要安全地和蜜罐隔離。此方法增加了隔離區(qū)的負(fù)擔(dān)，具體實(shí)施也比較困難。
3蜜罐的安全價(jià)值
蜜罐是增強(qiáng)現(xiàn)有安全性的強(qiáng)大工具，是一種了解黑客常用工具和攻擊策略的有效手段。根據(jù)P2DR動(dòng)態(tài)安全模型，從防護(hù)、檢測(cè)和響應(yīng)三方面分析蜜罐的安全價(jià)值。
⑴防護(hù)蜜罐在防護(hù)中所做的貢獻(xiàn)很少，并不會(huì)將那些試圖攻擊的入侵者拒之門外。事實(shí)上蜜罐設(shè)計(jì)的初衷就是妥協(xié)，希望有人闖入系統(tǒng)，從而進(jìn)行記錄和分析。
有些學(xué)者認(rèn)為誘騙也是一種防護(hù)。因?yàn)檎T騙使攻擊者花費(fèi)大量的時(shí)間和資源對(duì)蜜罐進(jìn)行攻擊，從而防止或減緩了對(duì)真正系統(tǒng)的攻擊。
⑵檢測(cè)蜜罐的防護(hù)功能很弱，卻有很強(qiáng)的檢測(cè)功能。因?yàn)槊酃薇旧頉]有任何生產(chǎn)行為，所有與蜜罐的連接都可認(rèn)為是可疑行為而被紀(jì)錄。這就大大降低誤報(bào)率和漏報(bào)率，也簡(jiǎn)化了檢測(cè)的過程。
現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)主要是使用入侵檢測(cè)系統(tǒng)IDS來檢測(cè)攻擊。面對(duì)大量正常通信與可疑攻擊行為相混雜的網(wǎng)絡(luò)，要從海量的網(wǎng)絡(luò)行為中檢測(cè)出攻擊是很困難的，有時(shí)并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理真正的攻擊。高誤報(bào)率使IDS失去有效的報(bào)警作用，蜜罐的誤報(bào)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大部分IDS工具。
另外目前的IDS還不能夠有效地對(duì)新型攻擊方法進(jìn)行檢測(cè)，無論是基于異常的還是基于誤用的，都有可能遺漏新型或未知的攻擊。蜜罐可以有效解決漏報(bào)問題，使用蜜罐的主要目的就是檢測(cè)新的攻擊。
⑶響應(yīng)蜜罐檢測(cè)到入侵后可以進(jìn)行響應(yīng)，包括模擬回應(yīng)來引誘黑客進(jìn)一步攻擊，發(fā)出報(bào)警通知系統(tǒng)管理員，讓管理員適時(shí)的調(diào)整入侵檢測(cè)系統(tǒng)和防火墻配置，來加強(qiáng)真實(shí)系統(tǒng)的保護(hù)等。
4蜜罐的信息收集
要進(jìn)行信息分析，首先要進(jìn)行信息收集，下面分析蜜罐的數(shù)據(jù)捕獲和記錄機(jī)制。根據(jù)信息捕獲部件的位置，可分為基于主機(jī)的信息收集和基于網(wǎng)絡(luò)的信息收集。
4.1基于主機(jī)的信息收集
基于主機(jī)的信息收集有兩種方式，一是直接記錄進(jìn)出主機(jī)的數(shù)據(jù)流，二是以系統(tǒng)管理員身份嵌入操作系統(tǒng)內(nèi)部來監(jiān)視蜜罐的狀態(tài)信息，即所謂“Peeking”機(jī)制。
⑴記錄數(shù)據(jù)流
直接記錄數(shù)據(jù)流實(shí)現(xiàn)一般比較簡(jiǎn)單，主要問題是在哪里存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。
收集到的數(shù)據(jù)可以本地存放在密罐主機(jī)中，例如把日志文件用加密技術(shù)放在一個(gè)隱藏的分區(qū)中。本地存儲(chǔ)的缺點(diǎn)是系統(tǒng)管理員不能及時(shí)研究這些數(shù)據(jù)，同時(shí)保留的日志空間可能用盡，系統(tǒng)就會(huì)降低交互程度甚至變?yōu)椴皇鼙O(jiān)控。攻擊者也會(huì)了解日志區(qū)域并且試圖控制它，而使日志文件中的數(shù)據(jù)不再是可信數(shù)據(jù)。
因此，將攻擊者的信息存放在一個(gè)安全的、遠(yuǎn)程的地方相對(duì)更合理。以通過串行設(shè)備、并行設(shè)備、USB或Firewire技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)接口將連續(xù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到遠(yuǎn)程日志服務(wù)器，也可以使用專門的日志記錄硬件設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)采用加密措施。
⑵采用“Peeking”機(jī)制
這種方式和操作系統(tǒng)密切相關(guān)，實(shí)現(xiàn)相對(duì)比較復(fù)雜。
對(duì)于微軟系列操作系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的源代碼是很難得到，對(duì)操作系統(tǒng)的更改很困難，無法以透明的方式將數(shù)據(jù)收集結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)內(nèi)核相結(jié)合，記錄功能必須與攻擊者可見的用戶空間代碼相結(jié)合。蜜罐管理員一般只能察看運(yùn)行的進(jìn)程，檢查日志和應(yīng)用MD-5檢查系統(tǒng)文件的一致性。
對(duì)于UNIX系列操作系統(tǒng)，幾乎所有的組件都可以以源代碼形式得到，則為數(shù)據(jù)收集提供更多的機(jī)會(huì)，可以在源代碼級(jí)上改寫記錄機(jī)制，再重新編譯加入蜜罐系統(tǒng)中。需要說明，盡管對(duì)于攻擊者來說二進(jìn)制文件的改變是很難察覺，一個(gè)高級(jí)黑客還是可能通過如下的方法探測(cè)到：
·MD-5檢驗(yàn)和檢查：如果攻擊者有一個(gè)和蜜罐對(duì)比的參照系統(tǒng)，就會(huì)計(jì)算所有標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)二進(jìn)制文件的MD-5校驗(yàn)和來測(cè)試蜜罐。
·庫的依賴性和進(jìn)程相關(guān)性檢查：即使攻擊者不知道原始的二進(jìn)制系統(tǒng)的確切結(jié)構(gòu)，仍然能應(yīng)用特定程序觀察共享庫的依賴性和進(jìn)程的相關(guān)性。例如，在UNIX操作系統(tǒng)中，超級(jí)用戶能應(yīng)用truss或strace命令來監(jiān)督任何進(jìn)程，當(dāng)一個(gè)象grep（用來文本搜索）的命令突然開始與系統(tǒng)日志記錄進(jìn)程通信，攻擊者就會(huì)警覺。庫的依賴性問題可以通過使用靜態(tài)聯(lián)接庫來解決。
另外如果黑客攻陷一臺(tái)機(jī)器，一般會(huì)安裝所謂的后門工具包，這些文件會(huì)代替機(jī)器上原有的文件，可能會(huì)使蜜罐收集數(shù)據(jù)能力降低或干脆失去。因此應(yīng)直接把數(shù)據(jù)收集直接融入U(xiǎn)NIX內(nèi)核，這樣攻擊者很難探測(cè)到。修改UNIX內(nèi)核不象修改UNIX系統(tǒng)文件那么容易，而且不是所有的UNIX版本都有源代碼形式的內(nèi)核。不過一旦源代碼可用，這是布置和隱藏?cái)?shù)據(jù)收集機(jī)制有效的方法。
4.2基于網(wǎng)絡(luò)的信息收集
基于主機(jī)的信息收集定位于主機(jī)本身，這就很容易被探測(cè)并終止。基于網(wǎng)絡(luò)的信息收集將收集機(jī)制設(shè)置在蜜罐之外，以一種不可見的方式運(yùn)行，很難被探測(cè)到，即使探測(cè)到也難被終止,比基于主機(jī)的信息收集更為安全。可以利用防火墻和入侵檢測(cè)系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)上來收集進(jìn)出蜜罐的信息。
⑴防火墻
可以配置防火墻記錄所有的出入數(shù)據(jù)，供以后仔細(xì)地檢查。用標(biāo)準(zhǔn)文件格式來記錄，如Linux系統(tǒng)的tcpdump兼容格式，可以有很多工具軟件來分析和解碼錄制的數(shù)據(jù)包。也可以配置防火墻針對(duì)進(jìn)出蜜罐數(shù)據(jù)包觸發(fā)報(bào)警，這些警告可以被進(jìn)一步提煉而提交給更復(fù)雜的報(bào)警系統(tǒng)，來分析哪些服務(wù)己被攻擊。例如，大部分利用漏洞的程序都會(huì)建立一個(gè)shell或打開某端口等待外來連接，防火墻可以記錄那些試圖與后門和非常規(guī)端口建立連接的企圖并且對(duì)發(fā)起源的IP告警。防火墻也是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的好地方，進(jìn)出數(shù)據(jù)包可被計(jì)數(shù)，研究黑客攻擊時(shí)的網(wǎng)絡(luò)流量是很有意義的。
⑵入侵檢測(cè)系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)NIDS在網(wǎng)絡(luò)中的放置方式使得它能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中所有機(jī)器進(jìn)行監(jiān)控。可以用HIDS記錄進(jìn)出蜜罐的所有數(shù)據(jù)包，也可以配置NIDS只去捕獲我們感興趣的數(shù)據(jù)流。
在基于主機(jī)的信息收集中，高明的入侵者會(huì)嘗試闖入遠(yuǎn)程的日志服務(wù)器試圖刪除他們的入侵記錄，而這些嘗試也正是蜜罐想要了解和捕獲的信息。即使他們成功刪除了主機(jī)內(nèi)的日志，NIDS還是在網(wǎng)內(nèi)靜靜地被動(dòng)捕獲著進(jìn)出蜜罐的所有數(shù)據(jù)包和入侵者的所有活動(dòng)，此時(shí)NIDS充當(dāng)了第二重的遠(yuǎn)程日志系統(tǒng)，進(jìn)一步確保了網(wǎng)絡(luò)日志記錄的完整性。
當(dāng)然，不論是基于誤用還是基于異常的NIDS都不會(huì)探測(cè)不到所有攻擊，對(duì)于新的攻擊方式，特征庫里將不會(huì)有任何的特征，而只要攻擊沒有反常情況，基于異常的NIDS就不會(huì)觸發(fā)任何警告，例如慢速掃描，因此要根據(jù)蜜罐的實(shí)際需要來調(diào)整IDS配置。
始終實(shí)時(shí)觀察蜜罐費(fèi)用很高，因此將優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)入侵檢測(cè)系統(tǒng)和蜜罐結(jié)合使用是很有用的。
4.3主動(dòng)的信息收集
信息也是可以主動(dòng)獲得，使用第三方的機(jī)器或服務(wù)甚至直接針對(duì)攻擊者反探測(cè)，如Whois，Portscan等。這種方式很危險(xiǎn)，容易被攻擊者察覺并離開蜜罐，而且不是蜜罐所研究的主要范疇。
5蜜罐的安全性分析
5.1蜜罐的安全威脅
必須意識(shí)到運(yùn)行蜜罐存在的一定的風(fēng)險(xiǎn)，有三個(gè)主要的危險(xiǎn)是：
⑴未發(fā)現(xiàn)黑客對(duì)蜜罐的接管
蜜罐被黑客控制并接管是非常嚴(yán)重的，這樣的蜜罐已毫無意義且充滿危險(xiǎn)。一個(gè)蜜罐被攻陷卻沒有被蜜罐管理員發(fā)現(xiàn)，則蜜罐的監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)存在著缺陷。
⑵對(duì)蜜罐失去控制
對(duì)蜜罐失去控制也是一個(gè)嚴(yán)重的問題，一個(gè)優(yōu)秀的蜜罐應(yīng)該可以隨時(shí)安全地終止進(jìn)出蜜罐的任何通訊，隨時(shí)備份系統(tǒng)狀態(tài)以備以后分析。要做到即使蜜罐被完全攻陷，也仍在控制之中。操作者不應(yīng)該依靠與蜜罐本身相關(guān)的任何機(jī)器。虛擬機(jī)同樣存在危險(xiǎn)，黑客可能突破虛擬機(jī)而進(jìn)入主機(jī)操作系統(tǒng)，因此虛擬蜜罐系統(tǒng)的主機(jī)同樣是不可信的。
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擊數(shù)據(jù)和未過濾的日志事件以致管理員不能實(shí)時(shí)跟蹤所有的活動(dòng)，黑客就有機(jī)會(huì)攻擊真正目標(biāo)。
⑶對(duì)第三方的損害
指攻擊者可能利用蜜罐去攻擊第三方，如把蜜罐作為跳板和中繼發(fā)起端口掃描、DDOS攻擊等。
5.2降低蜜罐的風(fēng)險(xiǎn)
首先，要根據(jù)實(shí)際需要選擇最低安全風(fēng)險(xiǎn)的蜜罐。事實(shí)上并不總是需要高交互蜜罐，如只想發(fā)現(xiàn)公司內(nèi)部的攻擊者及誰探查了內(nèi)部網(wǎng)，中低交互的蜜罐就足夠了。如確實(shí)需要高交互蜜罐可嘗試?yán)脦Х阑饓Φ拿劬W(wǎng)而不是單一的蜜罐。
其次，要保證攻擊蜜罐所觸發(fā)的警告應(yīng)當(dāng)能夠立即發(fā)送給蜜罐管理員。如探測(cè)到對(duì)root權(quán)限的嘗試攻擊就應(yīng)當(dāng)在記錄的同時(shí)告知管理員，以便采取行動(dòng)。要保證能隨時(shí)關(guān)閉蜜罐，作為最后的手段，關(guān)閉掉失去控制的蜜罐，阻止了各種攻擊，也停止了信息收集。
相對(duì)而言保護(hù)第三方比較困難，蜜罐要與全球的網(wǎng)絡(luò)交互作用才具有吸引力而返回一些有用的信息，拒絕向外的網(wǎng)絡(luò)交通就不會(huì)引起攻擊者太大的興趣，而一個(gè)開放的蜜罐資源在黑客手里會(huì)成為有力的攻擊跳板，要在二者之間找到平衡，可以設(shè)置防火墻對(duì)外向連接做必要的限定：
⑴在給定時(shí)間間隔只允許定量的IP數(shù)據(jù)包通過。
⑵在給定時(shí)間間隔只允許定量的TCPSYN數(shù)據(jù)包。
⑶限定同時(shí)的TCP連接數(shù)量。
⑷隨機(jī)地丟掉外向IP包。
這樣既允許外向交通，又避免了蜜罐系統(tǒng)成為入侵者攻擊他人的跳板。如需要完全拒絕到某個(gè)端口的外向交通也是可以的。另一個(gè)限制方法是布置基于包過濾器的IDS，丟棄與指定特征相符的包，如使用Hogwash包過濾器。
6結(jié)語
蜜罐系統(tǒng)是一個(gè)比較新的安全研究方向。相對(duì)于其它安全機(jī)制，蜜罐使用簡(jiǎn)單，配置靈活，占用的資源少，可以在復(fù)雜的環(huán)境下有效地工作，而且收集的數(shù)據(jù)和信息有很好的針對(duì)性和研究?jī)r(jià)值。既能作為獨(dú)立的安全信息工具，還可以與其他的安全機(jī)制協(xié)作使用，取長(zhǎng)補(bǔ)短地對(duì)入侵進(jìn)行檢測(cè)，查找并發(fā)現(xiàn)新型攻擊和新型攻擊工具。
蜜罐也有缺點(diǎn)和不足，主要是收集數(shù)據(jù)面比較狹窄和給使用環(huán)境引入了新的風(fēng)險(xiǎn)。面對(duì)不斷改進(jìn)的黑客技術(shù)，蜜罐技術(shù)也要不斷地完善和更新。
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關(guān)鍵詞：SMT；制造執(zhí)行系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集；上料防錯(cuò)
1前言
近年來，在外部需求（已交貨產(chǎn)品發(fā)生質(zhì)量事故而面臨大批召回）和內(nèi)部需求（提高企業(yè)服務(wù)能力、提升企業(yè)生產(chǎn)管理水平等）的雙重驅(qū)動(dòng)下，大部分企業(yè)通過對(duì)SMT生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度加以進(jìn)一步的改善，并引入新型企業(yè)級(jí)的管理信息系統(tǒng)，從而在極大程度上提高企業(yè)的生產(chǎn)管理水平與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。然而，這樣并不能夠有效提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，造成這一問題的原因?yàn)椋浩髽I(yè)生產(chǎn)過程中對(duì)于信息的采集存在費(fèi)事、滯后、易出錯(cuò)等情況，MES在監(jiān)控、反饋及動(dòng)態(tài)調(diào)度管理方面有著較高的要求。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，有些學(xué)者[3-4]提出，MES中引入射頻識(shí)別RFID（radiofrequencyidentification）技術(shù)[5]，利用多種通訊手段、分層設(shè)計(jì)理念，這樣能夠?qū)χ破愤M(jìn)行較好的跟蹤、對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行較好的追溯、對(duì)車間現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行較好的采集、對(duì)車間的生產(chǎn)方案進(jìn)行合理安排、對(duì)企業(yè)設(shè)備與工作人員進(jìn)行較好的實(shí)時(shí)監(jiān)控、對(duì)工藝反饋進(jìn)行較好的校正。然而，該技術(shù)并沒有廣泛的在SMT行業(yè)中得到應(yīng)用。因此，結(jié)合現(xiàn)有的研究成果，文章利用RFID技術(shù)，將RFID標(biāo)簽賦予在SMT生產(chǎn)對(duì)象[6-7]上，對(duì)生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集方式進(jìn)行了研究，應(yīng)用到MES上，達(dá)到降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
2SMT工藝分析
SMT生產(chǎn)線主要工藝流程為：PCB上板錫膏印刷元器件貼裝回流焊檢測(cè)PCB下板維修。雖然工序不多，但由于貼裝過程中存在大量外觀相似元器件且大量重復(fù)操作特性，因此，從線邊庫揀料、工位上料、錫膏供給、貼片物料比對(duì)、回焊等工序是PCB裝配易出錯(cuò)的環(huán)節(jié)。然而，PCB板組裝行業(yè)特性決定了若其中一環(huán)節(jié)發(fā)生問題，會(huì)導(dǎo)致全部制品報(bào)廢。因此，企業(yè)需使用需對(duì)關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)地、靈敏地監(jiān)控，并對(duì)出錯(cuò)位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，提供準(zhǔn)確的報(bào)警提示信息，及自動(dòng)回控調(diào)整部分重要參數(shù)。關(guān)于SMT生產(chǎn)線設(shè)備，其主要組成的自動(dòng)化設(shè)備包括：絲印機(jī)、貼片機(jī)、回流爐等，對(duì)于這些設(shè)備的控制主要運(yùn)用工控機(jī)。然而，在數(shù)據(jù)接口與格式上，設(shè)商廠商存在極大的不同；同時(shí)，由于各個(gè)設(shè)備之間無網(wǎng)絡(luò)連接，這就使得設(shè)備信息無法自動(dòng)反饋，需借助人工才能夠?qū)υO(shè)備信息進(jìn)行收集，進(jìn)而使得無法迅速的對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的作品情況進(jìn)行反應(yīng)，使得數(shù)據(jù)分析與處理無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。而人工采集工作效率低，準(zhǔn)確性也無法得到保障。因此，企業(yè)采用的MES系統(tǒng)必須具備以下功能：可以實(shí)時(shí)顯示車間每條生產(chǎn)線生產(chǎn)的進(jìn)度、物料、在制品、產(chǎn)成品的型號(hào)、數(shù)量信息、設(shè)備狀態(tài)信息，并實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量的變化趨勢(shì)，實(shí)時(shí)顯示車間的各種KPI（KeyPerformenceIndicators）統(tǒng)計(jì)性能標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)，可依據(jù)不同裝配產(chǎn)品動(dòng)態(tài)配置可視化信息；需要MES系統(tǒng)能夠?qū)MT車間原材料上線、生產(chǎn)、搬運(yùn)、下線的整個(gè)過程的關(guān)鍵信息進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，為準(zhǔn)確的故障產(chǎn)品的召回和追溯提供基礎(chǔ)。
3生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集研究
3.1SMT生產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集參數(shù)
SMT生產(chǎn)過程中需要采集的參數(shù)有：①人員信息采集。人員信息采集對(duì)象為：車間管理者、設(shè)備操作者以及質(zhì)量檢驗(yàn)者等；企業(yè)通過實(shí)行責(zé)任到人的管理理念，從而使產(chǎn)品質(zhì)量追溯得以實(shí)現(xiàn)；②物料數(shù)據(jù)。相關(guān)工作人員在對(duì)每一種關(guān)鍵物料進(jìn)行入庫時(shí)，會(huì)得到一個(gè)唯一編號(hào)，該編號(hào)關(guān)聯(lián)到產(chǎn)品生產(chǎn)過程和生產(chǎn)信息，方便今后在產(chǎn)品質(zhì)量追溯時(shí)進(jìn)行查詢；③設(shè)備質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)。現(xiàn)階段大多數(shù)的貼片機(jī)、回流焊爐、AOI測(cè)試機(jī)等SMT設(shè)備都具備設(shè)備自檢功能，能夠?qū)z測(cè)數(shù)據(jù)保存于檢測(cè)設(shè)備中，因此只需寫入設(shè)備接口程序就能將數(shù)據(jù)傳輸?shù)組ES系統(tǒng)中提取使用；④生產(chǎn)過程狀態(tài)數(shù)據(jù)。其指過程監(jiān)控的核心數(shù)據(jù)，主要包括：工位實(shí)時(shí)狀態(tài)信息、設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)信息、在制品實(shí)時(shí)狀態(tài)信息等，以上本次數(shù)據(jù)采集研究的要點(diǎn)。在PCB上板時(shí)，應(yīng)對(duì)PCB的投入數(shù)、PCB的條碼、刮刀情況等信息進(jìn)行寫下來；開展錫膏印刷時(shí)，應(yīng)對(duì)錫膏的信息、鋼網(wǎng)的信息等加以記錄；在元器件貼片過程中，應(yīng)對(duì)物料的追溯信息、料槍等信息加以關(guān)注；開展回流焊時(shí)，應(yīng)對(duì)爐溫與貼片機(jī)傳送速度等信息加以記錄；開展?fàn)t后檢測(cè)工作時(shí)，應(yīng)對(duì)各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)（如：SMT線產(chǎn)出、不良數(shù)量等）加以記錄。
3.2RFID技術(shù)與智能對(duì)象采集
RFID（RadioFrequencyIdentification）是1990年期間出現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)有：不需接觸即可大批量的對(duì)信息讀取、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力比較強(qiáng)、工作效率比較高等。相較于條碼技術(shù)，RFID技術(shù)的讀取距離更長(zhǎng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量更大，并可以適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。如果對(duì)所有的制造對(duì)象（如：物料、容器、設(shè)備等）運(yùn)用RFID標(biāo)簽進(jìn)行部署，能夠?qū)⑸a(chǎn)對(duì)象變?yōu)榭筛櫦白匪莸闹悄軐?duì)象。將固定式或移動(dòng)式RFID讀寫器應(yīng)用到在生產(chǎn)線布置管控點(diǎn)，能夠?qū)@些智能對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。若將RFID系統(tǒng)與企業(yè)信息系統(tǒng)無縫集成，標(biāo)簽攜帶大量數(shù)據(jù)傳遞給MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品與生產(chǎn)信息的關(guān)聯(lián)，也就能夠準(zhǔn)確、完整、實(shí)時(shí)了解物料消耗、機(jī)器狀態(tài)、訂單進(jìn)度以及生產(chǎn)狀況等。
3.3絲印機(jī)數(shù)據(jù)采集
絲印指在PCB板上進(jìn)行焊膏、固化膠的涂布。如：借助DEK全自動(dòng)絲印機(jī)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，相關(guān)數(shù)據(jù)主要包括：循環(huán)時(shí)間、刮印的速度與壓力、印刷的方向與方式、生產(chǎn)的機(jī)種和數(shù)量等。DEK絲印機(jī)通過連接了工控機(jī)及MachineController，能夠有效的控制相關(guān)設(shè)備。在工控機(jī)上使用相應(yīng)的控制監(jiān)視軟件，如：MachineController可以有效的相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行控制，使具體的設(shè)備控制得以實(shí)現(xiàn)，借助NextMoveCard完成通訊工作。DEK絲印機(jī)具有符合開放標(biāo)準(zhǔn)GEM/SECSII的主機(jī)通信功能，可便于對(duì)全部的生產(chǎn)線的絲印數(shù)據(jù)進(jìn)行集成。利用SEMI相關(guān)協(xié)議對(duì)通訊驅(qū)動(dòng)程序加以編寫，從而有效的對(duì)驅(qū)動(dòng)端及設(shè)備之間數(shù)據(jù)應(yīng)答進(jìn)行采集。
3.4貼片機(jī)數(shù)據(jù)采集
貼片指在PCB板上貼裝元器件的過程，其是SMT生產(chǎn)線重要工藝。貼片機(jī)具有控制參數(shù)比較復(fù)雜、精度要求比較高的特點(diǎn)。其中采集內(nèi)容有：程序、供料器、吸嘴、實(shí)裝、生產(chǎn)等信息；主要參數(shù)包括：拋料、有生產(chǎn)、貼裝的數(shù)量及停機(jī)與工作時(shí)間、工作效率、取料數(shù)。分析吸嘴、時(shí)間段、料架等條件，若吸附、貼裝的效率低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，或造成某一機(jī)種的產(chǎn)量降低，會(huì)及時(shí)提示報(bào)警。（1）利用設(shè)備監(jiān)控軟件接口采集。運(yùn)用DOS操作系統(tǒng)的相關(guān)貼片設(shè)備，借助離線軟件、貼片機(jī)的COM口完成通訊，從而對(duì)離線軟件產(chǎn)生的相關(guān)文件中取得有關(guān)數(shù)據(jù)加以直接的采集驅(qū)動(dòng)。此外，在設(shè)備上進(jìn)行串口通訊程序的安裝，從而在DOS條件下與采集服務(wù)器中串口程序?qū)崿F(xiàn)通訊，把過程數(shù)據(jù)傳輸?shù)讲杉?wù)器，這樣就能夠較好的對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、監(jiān)控。（2）利用設(shè)備自定義通訊協(xié)議采集。多數(shù)貼片機(jī)是一種控制系統(tǒng)，其將主機(jī)板作為核心的，結(jié)構(gòu)為：板卡。將P8000控制箱運(yùn)用到Panasert貼片機(jī)，其中組成的控制模塊包括：MMC、HMI。同時(shí)，主機(jī)通訊中的25針RS232串口是由Panasert貼片機(jī)所提供，適用于制造信息系統(tǒng)的組網(wǎng)。主機(jī)和設(shè)備之間的雙向應(yīng)答通訊、通訊指令是由HostCommunication協(xié)議所提供，主要包括：長(zhǎng)度段、數(shù)據(jù)段等，和校驗(yàn)方式是其中的主要運(yùn)用方式。
3.5回流爐數(shù)據(jù)采集
回流焊工藝指通過對(duì)組件板進(jìn)行加溫，對(duì)焊膏進(jìn)行熔化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)PCB板焊盤與器件之間電氣連接。回流焊工藝的采集數(shù)據(jù)有：各區(qū)爐溫與帶速。同時(shí)，以時(shí)間作為橫軸，繪制爐溫的變化圖，這樣一來，能夠在爐溫超過一定高度時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)。回流爐數(shù)據(jù)的采集，則可以通過相應(yīng)的設(shè)備控制系統(tǒng)，然后將采集應(yīng)答程序安裝到回流爐控制電腦上，將遠(yuǎn)程采集服務(wù)器上的采集驅(qū)動(dòng)應(yīng)答進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。
3.6采集驅(qū)動(dòng)開發(fā)
采集驅(qū)動(dòng)開發(fā)進(jìn)行組建時(shí)，可選用多個(gè)廠家的設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備的優(yōu)化配置。然而，目前我國(guó)市場(chǎng)上SMT設(shè)備的類型比較多，且型號(hào)不一；不同的SMT生產(chǎn)設(shè)備和型號(hào)，其數(shù)據(jù)的接口也不盡相同。因此，采集數(shù)據(jù)的方式和手段也不同，具體采集的方式有以下幾種：通過設(shè)備控制系統(tǒng)的接口進(jìn)行采集、設(shè)備自行定義下的通訊協(xié)議進(jìn)行采集、行業(yè)之間通用的協(xié)議采集以及采集板卡。
4貼裝過程物料防錯(cuò)分析
在PCB生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品多品種變批量，所用到的元件、元器等數(shù)目較為巨大，且輔助的種類、工具也比較繁復(fù)，因此，在很大程度上，讓物料的上料、配送以及換料等也變得復(fù)雜；而僅僅依靠人工去辨別雜亂、復(fù)雜的物料難度較大，且還會(huì)導(dǎo)致工作效率過低，造成線邊倉物料堆積，甚至在上料和揀料環(huán)節(jié)發(fā)生錯(cuò)誤。因此，對(duì)于SMT生產(chǎn)線，應(yīng)建立合理、科學(xué)的物料放錯(cuò)體系就顯得尤為重要。文章主要就RFID采集生產(chǎn)過程中的實(shí)施數(shù)據(jù)，通過MES系統(tǒng)進(jìn)行備料及看板，并從揀料和工位上料兩個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)這一過程。在揀料過程中，相關(guān)工作人員利用MES數(shù)據(jù)庫從而對(duì)SMT生產(chǎn)線物料的總需求加以自動(dòng)獲取，再開展揀料工作。在揀料時(shí)，對(duì)物料標(biāo)簽加以掃描，從而對(duì)物料是否符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)及要求，若判斷為符合，就繼續(xù)揀料，直到完成所有工作量為止；如果判斷為不符合，需要再一次揀料。在工位上料過程中，在貼裝線的物料到達(dá)車間后，應(yīng)對(duì)元器件進(jìn)行正確的分配，使其進(jìn)入對(duì)應(yīng)的貼裝工位線邊倉。相關(guān)工作人員通過對(duì)物料標(biāo)簽進(jìn)行掃描，根據(jù)工位備料看板，將物料進(jìn)行合適分配。若上料符合相關(guān)規(guī)定及要求，備料看板會(huì)提示繼續(xù)上料；若上料不符合相關(guān)規(guī)定及要求，看板會(huì)提示錯(cuò)誤且立即報(bào)警。備料看板可以顯示設(shè)備運(yùn)行中的備料任務(wù)、完成情況、物料信息，并可以顯示下一階段的備料料號(hào)及料站信息，對(duì)當(dāng)前備料任務(wù)的執(zhí)行進(jìn)度進(jìn)行提示。
5結(jié)束語
文章在分析SMT工藝基礎(chǔ)上，研究SMT生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)采集模式，對(duì)貼裝過程物料的防錯(cuò)流程進(jìn)行分析。但由于時(shí)間因素的限制，本課題對(duì)采集數(shù)據(jù)的挖掘、統(tǒng)計(jì)分析、決策分析等研究尚顯粗淺，下一步將對(duì)電子產(chǎn)品通用制造執(zhí)行系統(tǒng)的敏捷化、智能化進(jìn)行研究。
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[關(guān)鍵詞]石油勘探 多波地震勘探 采集技術(shù) 應(yīng)用
[中圖分類號(hào)] P315 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-2-180-1
目前，我國(guó)絕大多數(shù)油田的淺層和中層油藏情況已經(jīng)被探明，部分已經(jīng)處于開發(fā)過程中。由于部分油區(qū)非常接近于高含水期，深度開發(fā)含油盆地深層，已經(jīng)成為迫在眉睫的大事。在這種情況下，多波地震勘探采集技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它成功解決了難以獲得深層地質(zhì)反射信號(hào)的難題，受到了石油勘探相關(guān)工作者的青睞。
1多波地震勘探采集技術(shù)
1.1觀測(cè)系統(tǒng)和特點(diǎn)
觀測(cè)系統(tǒng)的主要參數(shù)包括最大炮檢距、覆蓋次數(shù)、道間距、最小炮檢距等。下面將詳細(xì)介紹這些重要的參數(shù)
（1）最大炮檢距
目的層深度和轉(zhuǎn)波反射系統(tǒng)是影響最大跑檢距選取最為主要的兩個(gè)因素。轉(zhuǎn)換波需要在大入射角的情況下，才能擁有足夠強(qiáng)大的能量，因此，普通情況下的最大炮檢距離均大于縱波勘探最大炮檢距離。
（2）覆蓋次數(shù)和道間距
相關(guān)著作顯示，炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系在一定程度上影響了轉(zhuǎn)換波覆蓋次數(shù)的可靠性與穩(wěn)定性，并且常規(guī)面元大小并不適合轉(zhuǎn)換波。轉(zhuǎn)換波面元的大小和速度比值存在一定聯(lián)系。
（3）最小炮檢距
轉(zhuǎn)換波在距離炮檢距較近的區(qū)域內(nèi)，反射能力會(huì)相對(duì)較弱。因此，一般情況下會(huì)把偏移距離加大。這里所說的偏移距離就是最小炮檢距。同時(shí)，由于需要接收縱波反射，最小炮檢距離不能過大。大多數(shù)情況下都以縱波觀測(cè)系統(tǒng)最小炮檢距為準(zhǔn)。
1.2采集設(shè)備
能夠產(chǎn)生橫波和縱波相關(guān)震源設(shè)備是多波地震勘探的必備條件。比較而言，縱波震源相關(guān)設(shè)備相對(duì)容易獲得。橫波震源相關(guān)設(shè)備大多會(huì)導(dǎo)致剪切力，因而需要具備能夠?qū)ｉT產(chǎn)生橫波的震源設(shè)備。但是，這樣的設(shè)備大多價(jià)格較貴且相對(duì)笨重，會(huì)對(duì)野外施工造成一定困難。目前，我國(guó)的多波采集設(shè)備在產(chǎn)品性能、產(chǎn)品質(zhì)量、采集資料質(zhì)量上還存在一定差距，有待進(jìn)一步提高。
2當(dāng)前多波地震勘探采集技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1國(guó)外應(yīng)用實(shí)例
近年來，OBC（海底電纜采集技術(shù)）被被廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了多波地震勘探采集技術(shù)的快速發(fā)展。SEG和EAGE相關(guān)專題研究表明， 地震勘探采集技術(shù)正在快速進(jìn)步與發(fā)展中。
著名的北海AIba油田多波工作的重點(diǎn)是該油田某一側(cè)線橫波剖面相關(guān)對(duì)比分析圖。縱橫波能使橫、縱波對(duì)巖層產(chǎn)生不同的地震響應(yīng)。分析圖顯示，轉(zhuǎn)換波在氣層中能夠產(chǎn)生極強(qiáng)的反射界面，影響縱波形態(tài)在氣層界面中的清晰度。通過測(cè)線縱、橫波剖面相關(guān)對(duì)比分析圖能夠看出氣對(duì)縱波具有一定影響。比如：導(dǎo)致縱波形態(tài)模糊，邊界不夠明顯等。但它對(duì)轉(zhuǎn)換波的反射不產(chǎn)生任何影響。轉(zhuǎn)換波剖面中氣層所在位置地層反射非常清晰，構(gòu)造形態(tài)也很明顯，有利于精確地確定構(gòu)造具置，了解構(gòu)造的大小和反射特點(diǎn)。
2.2國(guó)內(nèi)應(yīng)用實(shí)例
我國(guó)最早接觸多波勘探的相關(guān)研究是在陸地一些工業(yè)區(qū)開展比較分散的實(shí)驗(yàn)。由于資料有限，設(shè)備落后等因素的制約，陸地上的多波勘探研究還未能進(jìn)入商業(yè)化勘探領(lǐng)域。但可喜的是，在我國(guó)南海等海域開展的多波勘探已經(jīng)取得初步成功。
（1）1998年我國(guó)海洋石油總公司成功采集了第一批次的二維四分量相關(guān)地震數(shù)據(jù)。經(jīng)過相關(guān)科研工作者的不斷努力與探索， 2000年又成功采集到了第二批二維四分量相關(guān)地震數(shù)據(jù)。
（2）二十世紀(jì)九十年代，我國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司開始致力于多波勘探相關(guān)研究實(shí)驗(yàn)。裂縫性氣藏多波勘探技術(shù)的研究與應(yīng)用是“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目的重要內(nèi)容，其選址于四川盆地。通過國(guó)家地震局、四川地調(diào)出、石油大學(xué)、清華大學(xué)等多方的共同努力與研究，終于取得了一定成績(jī)并在2001年6月順利通過集團(tuán)公司的測(cè)試與驗(yàn)收。
（3）在我國(guó)第十個(gè)五年計(jì)劃期間，中國(guó)石化和中國(guó)天然氣兩大集團(tuán)公司確立了我國(guó)東部深層地震攻關(guān)技術(shù)項(xiàng)目。在該項(xiàng)目的深層資料相關(guān)解釋方面，技術(shù)人員努力提高深層資料質(zhì)量，詳細(xì)解釋并提出了鉆探目標(biāo)，促進(jìn)該項(xiàng)目的順利完成，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，獲取了豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。
3石油勘探技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展
近年來，石油勘探難度日益增大，對(duì)物探技術(shù)和相關(guān)裝備也提出了新要求。多波地震勘探憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)越來越受到人們的歡迎，被逐漸應(yīng)用工業(yè)化的生產(chǎn)過程中。多波地震勘探技術(shù)在動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)顯示、非均質(zhì)性儲(chǔ)層含油量預(yù)測(cè)、油藏詳細(xì)描述等方面具有很大的優(yōu)勢(shì)和潛力。這些優(yōu)勢(shì)與潛力正是二十一世紀(jì)物探技術(shù)發(fā)展的前景與方向。
多波地震技術(shù)應(yīng)用范圍包括以下幾個(gè)方面：第一，采用多波資料研究地下介質(zhì)方向，探測(cè)裂縫、研究各項(xiàng)異性等。第二，充分利用橫波速度較小的特征，取得分辨率更高的地震資料，從而準(zhǔn)確的判斷小構(gòu)造、地層尖滅、薄層、小斷層等較小地質(zhì)現(xiàn)象。第三，充分利用橫波信息成像效果較好的優(yōu)勢(shì)，有效減少和避免高速碳酸巖、硬海底、火成巖等對(duì)縱波能力產(chǎn)生的不良影響。第四，多波資料信息量較大，可以提出更多的物性相關(guān)參數(shù)，從而精確預(yù)測(cè)儲(chǔ)層線性，有時(shí)甚至能夠直接識(shí)別藏油情況。
另外，多波地震勘探技術(shù)在光纖傳感器和石油勘探遙測(cè)技術(shù)的應(yīng)用是其最新應(yīng)用進(jìn)展，成功克服了傳統(tǒng)勘探技術(shù)的諸多不足之處，其特殊性、高可靠性和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)是我國(guó)石油勘探技術(shù)得以不斷發(fā)展的關(guān)鍵所在。
4結(jié)束語
綜上所述，多波地震勘探采集技術(shù)憑借其獨(dú)特的優(yōu)越性被成功應(yīng)用于石油勘探領(lǐng)域且取得了豐碩的成果。相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)在熟悉并掌握該技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷的進(jìn)行研究與創(chuàng)新使多波地震勘探采集技術(shù)更好的發(fā)揮其優(yōu)越性，滿足不斷增大的石油勘探開發(fā)需求，促進(jìn)我國(guó)石油勘探行業(yè)的健康快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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[2]李懷良. 復(fù)雜山地多波寬頻帶地震數(shù)據(jù)采集關(guān)鍵技術(shù)研究[D].成都理工大學(xué)，2013.
近年來，越來越多的個(gè)人、消費(fèi)者、公司和政府機(jī)關(guān)都認(rèn)為現(xiàn)有的基于智能卡、身份證號(hào)碼和密碼的身份識(shí)別系統(tǒng)很繁瑣而且并不十分可靠。生物識(shí)別技術(shù)為此提供了一個(gè)安全可靠的解決方案。生物識(shí)別技術(shù)根據(jù)人體自身的生理特征來識(shí)別個(gè)人的身份，這種技術(shù)是目前最為方便與安全的識(shí)別系統(tǒng)，它不需要你記住象身份證號(hào)碼和密碼，也不需隨身攜帶像智能卡之類的東西。
生物識(shí)別技術(shù)[1]包括虹膜識(shí)別技術(shù)、視網(wǎng)膜識(shí)別技術(shù)、面部識(shí)別技術(shù)、聲音識(shí)別技術(shù)、指紋識(shí)別技術(shù)[2]。其中指紋識(shí)別技術(shù)是目前最為成熟的、應(yīng)用也最為廣泛的生物識(shí)別技術(shù)。每個(gè)人的包括指紋在內(nèi)的皮膚紋路在圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)上各不相同，也就是說，這些指紋特征是唯一的，并且終生不變。依靠這種唯一性和穩(wěn)定性，我們就可以把一個(gè)人同他的指紋對(duì)應(yīng)起來，通過比較他的指紋和預(yù)先保存的指紋進(jìn)行比較，就可以驗(yàn)證他的真實(shí)身份。
指紋識(shí)別系統(tǒng)[3]是通過指紋采集、分析和對(duì)比指紋特征來實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的身份認(rèn)證。指紋識(shí)別系統(tǒng)框圖如圖1所示。
指紋采集器采集到指紋圖像后，才能被計(jì)算機(jī)進(jìn)行識(shí)別、處理。指紋圖像的質(zhì)量會(huì)直接影響到識(shí)別的精度以及指紋識(shí)別系統(tǒng)的處理速度，因此指紋采集技術(shù)是指紋識(shí)別系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文著重分析比較不同的指紋采集技術(shù)及其性能。
1 指紋采集技術(shù)
指紋的表面積相對(duì)較小，日常生活中手指常常會(huì)受到磨損，所以獲得優(yōu)質(zhì)的指紋細(xì)節(jié)圖像是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作。當(dāng)今所使用的主要指紋采集技術(shù)有光學(xué)指紋采集技術(shù)，半導(dǎo)體指紋采集技術(shù)和超聲波指紋采集技術(shù)。
1．1 光學(xué)指紋圖像采集技術(shù)
光學(xué)指紋采集技術(shù)是最古老也是目前應(yīng)用最廣泛的指紋采集技術(shù)，光學(xué)指紋采集設(shè)備始于1971年，其原理是光的全反射(FTIR)。光線照到壓有指紋的玻璃表面，反射光線由CCD去獲得，反射光的量依賴于壓在玻璃表面指紋的脊和谷的深度以及皮膚與玻璃間的油脂和水分。光線經(jīng)玻璃照射到谷的地方后在玻璃與空氣的界面發(fā)生全反射，光線被反射到CCD，而射向脊的光線不發(fā)生全反射，而是被脊與玻璃的接觸面吸收或者漫反射到別的地方，這樣就在CCD上形成了指紋的圖像。如圖2所示。
光學(xué)采集設(shè)備有著許多優(yōu)勢(shì)：它經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間實(shí)際應(yīng)用的考驗(yàn)，能承受一定程度溫度變化，穩(wěn)定性很好，成本相對(duì)較低，并能提供分辨率為500dpi的圖像。
光學(xué)采集設(shè)備也有不足之處，主要表現(xiàn)在圖像尺寸和潛在指印兩個(gè)方面。臺(tái)板必須足夠大才能獲得質(zhì)量較好的圖像。潛在指印是手指在臺(tái)板上按完后留下的，這種潛在指印降低了指紋圖像的質(zhì)量。嚴(yán)重的潛在指印會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)指印的重疊。另外臺(tái)板上的涂層(膜)和CCD陣列隨著時(shí)間的推移會(huì)有損耗，精確度會(huì)降低。
隨著光學(xué)設(shè)備技術(shù)的革新，光學(xué)指紋采集設(shè)備的體積也不斷減小。現(xiàn)在傳感器可以裝在6x3x6英寸的盒子里，在不久的將來更小的設(shè)備是3x1X1英寸。這些進(jìn)展得益于多種光學(xué)技術(shù)的發(fā)展。例如：可以利用纖維光束來獲取指紋圖像。纖維光束垂直照射到指紋的表面，他照亮指紋并探測(cè)反射光。另一個(gè)方案是把含有一微型三棱鏡矩陣的表面安裝在彈性的平面上，當(dāng)手指壓在此表面上時(shí)，由于指紋脊和谷的壓力不同而改變了微型三棱鏡的表面，這些變化通過三棱鏡光的反射而反映出來。
美國(guó)DigitaIPersona[4]公司推出的U．a(chǎn)re．U系列光學(xué)指紋采集器是目前應(yīng)用比較廣泛的光學(xué)指紋采集器，主要用于用戶登錄計(jì)算機(jī)windows系統(tǒng)時(shí)確認(rèn)身份，它集成了精密光學(xué)系統(tǒng)、LED光源和CMOS攝像頭協(xié)同工作，具有三維活體特點(diǎn)，能夠接受各個(gè)方向輸入的指紋，即使旋轉(zhuǎn)180度亦可接受，是目前市場(chǎng)上最安全的光學(xué)指紋識(shí)別系統(tǒng)之一。U．a(chǎn)re．U光學(xué)指紋采集器按照人體工學(xué)設(shè)計(jì)，帶有USB接口，是用戶桌面上緊鄰鍵盤的新型智能化外設(shè)。
1．2 半導(dǎo)體指紋采集技術(shù)
半導(dǎo)體傳感器是1998年在市場(chǎng)上才出現(xiàn)的，這些含有微型晶體的平面通過多種技術(shù)來繪制指紋圖像。
(1)硅電容指紋圖像傳感器
這是最常見的半導(dǎo)體指紋傳感器，它通過電子度量來捕捉指紋。在半導(dǎo)體金屬陣列上能結(jié)合大約100，000個(gè)電容傳感器，其外面是絕緣的表面。傳感器陣列的每一點(diǎn)是一個(gè)金屬電極，充當(dāng)電容器的一極，按在傳感面上的手指頭的對(duì)應(yīng)點(diǎn)則作為另一極，傳感面形成兩極之間的介電層。由于指紋的脊和谷相對(duì)于另一極之間的距離不同(紋路深淺的存在)，導(dǎo)致硅表面電容陣列的各個(gè)電容值不同，測(cè)量并記錄各點(diǎn)的電容值，就可以獲得具有灰度級(jí)的指紋圖像。
(2)半導(dǎo)體壓感式傳感器
其表面的頂層是具有彈性的壓感介質(zhì)材料，它們依照指紋的外表地形(凹凸)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電子信號(hào)，并進(jìn)一步產(chǎn)生具有灰度級(jí)的指紋圖像。
(3)半導(dǎo)體溫度感應(yīng)傳感器
它通過感應(yīng)壓在設(shè)備上的脊和遠(yuǎn)離設(shè)備的谷溫度的不同就可以獲得指紋圖像。
半導(dǎo)體指紋傳感器采用了自動(dòng)控制技術(shù)(AGC技術(shù))，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)指紋圖像像素行以及指紋局部范圍的敏感程度，在不同的環(huán)境下結(jié)合反饋的信息便可產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像。例如，一個(gè)不清晰(對(duì)比度差)的圖像，如干燥的指紋，都能夠被感覺到，從而可以增強(qiáng)其靈敏度，在捕捉的瞬間產(chǎn)生清晰的圖像(對(duì)比度好)；由于提供了局部調(diào)整的能力，圖像不清晰(對(duì)比度差)的區(qū)域也能夠被檢測(cè)到(如：手指壓得較輕的地方)，并在捕捉的瞬間為這些像素提高靈敏度。
半導(dǎo)體指紋采集設(shè)備可以獲得相當(dāng)精確的指紋圖像，分辨率可高達(dá)600dpi，并且指紋采集時(shí)不需要象光學(xué)采集設(shè)備那樣，要求有較大面積的采集頭。由于半導(dǎo)體芯片的體積小巧，功耗很低，可以集成到許多現(xiàn)有設(shè)備中，這是光學(xué)采集設(shè)備所無法比擬的，現(xiàn)在許多指紋識(shí)別系統(tǒng)研發(fā)工作都采用半導(dǎo)體采集設(shè)備來進(jìn)行。早期半導(dǎo)體傳感器最主要的弱點(diǎn)在于：容易受到靜電的影響，使得傳感器有時(shí)會(huì)取不到圖像，甚至?xí)粨p壞，手指的汗液中的鹽分或者其他的污物，以及手指磨損都會(huì)使半導(dǎo)體傳感器的取像很困難。另外，它們并不象玻璃一樣耐磨損，從而影響使用壽命。隨著各種工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片的防靜電性能和耐用度得到了很大的改善。
從Lucent公司中分離出來的Veridicom[5]公司，從1997年開始就一直致力于半導(dǎo)體指紋采集技術(shù)的研發(fā)，迄今已研制出FPSll0、FPS200等系列CMOS指紋傳感器產(chǎn)品，并被一些商品化的指紋識(shí)別系統(tǒng)所采用。其核心技術(shù)是基于高可靠性硅傳感器芯片設(shè)計(jì)。
FPS200是Veridicom公司在吸收了已廣泛應(yīng)用的FPSll0系列傳感器優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，推出的新一代指紋傳感器。FPS200[6]表面運(yùn)用Vefidicom公司專利技術(shù)而制成，堅(jiān)固耐用，可防止各種物質(zhì)對(duì)芯片的劃傷、腐蝕、磨損等，F(xiàn)PS200能承受超過8KV的靜電放電(ESD)，因此FPS200可應(yīng)用在苛刻的環(huán)境下。該產(chǎn)品融合了指紋中不同的脊、谷及其他紋理信息，通過高可靠性硅傳感器芯片的圖像搜索功能，無論手指是干燥、潮濕、粗糙都可以從同一手指采集的多幅指紋圖像中選擇一幅最佳圖像保存在內(nèi)存中，指紋分辨率可達(dá)500dpi，大大降低了傳感器芯片識(shí)別過程中誤接受與誤拒絕情況的發(fā)生。
FPS200是第一個(gè)內(nèi)置三種通信接口的指紋設(shè)備：USB口、微處理器單元接口(MCU)、串行外設(shè)接口(Sn)，這使得FPS200可以與各種類型的設(shè)備連接，甚至不需要外部接口設(shè)備的支持。外形封裝尺寸(24mmx24mmxl．4mm)，只有普通郵票大小。由于它的高性能、低功耗、低價(jià)格、小尺寸，可以很方便地集成到各種Intemet設(shè)備，如：便攜式電腦、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、移動(dòng)電話等。
1．3 超聲波指紋圖像采集技術(shù)
Ultra-scan公司首開超聲波指紋圖像采集設(shè)備產(chǎn)品先河。超聲波指紋圖像采集技術(shù)被認(rèn)為是指紋采集技術(shù)中最好的一種，但在指紋識(shí)別系統(tǒng)中還不多見，成本很高，而且還處于實(shí)驗(yàn)室階段。超聲波指紋取像的原理是：當(dāng)超聲波掃描指紋的表面，緊接著接收設(shè)備獲取的其反射信號(hào)，由于指紋的脊和谷的聲阻抗的不同，導(dǎo)致反射回接受器的超聲波的能量不同，測(cè)量超聲波能量大小，進(jìn)而獲得指紋灰度圖像。積累在皮膚上的臟物和油脂對(duì)超聲波取像影響不大。所以這樣獲取的圖像是實(shí)際指紋紋路凹凸的真實(shí)反映。
總之，這幾種指紋采集技術(shù)都具有它們各自的優(yōu)勢(shì)，也有各自的缺點(diǎn)。超聲波指紋圖像采集技術(shù)由于其成本過高，還沒有應(yīng)用到指紋識(shí)別系統(tǒng)中。通常半導(dǎo)體傳感器的指紋采集區(qū)域小于1平方英寸，光學(xué)掃描的指紋采集區(qū)域等于或大于1平方英寸，可以根據(jù)實(shí)際需要來選擇采用哪種技術(shù)的指紋采集設(shè)備。
表1給出三種主要技術(shù)的比較。
表1
光學(xué)掃描技術(shù)半導(dǎo)體傳感技術(shù)超聲波掃描技術(shù)成像能力干手指差，汗多的和稍脹的手指成像模糊。易受皮膚上的臟物和油脂的影響。干手指好，潮溫、粗糙手指亦可成像。易受皮膚上的臟物和油脂的影響。非常好成像區(qū)域大小中分辨率低于500dpi可高達(dá)600dpi可高達(dá)1000dpi設(shè)備體積大小中耐用性非常耐用較耐用一般功耗較大小較大成本較高低很高2 應(yīng)用與發(fā)展前景
【關(guān)鍵詞】高碼 率圖像 處理
一、前言
當(dāng)前，圖像采集和處理技術(shù)的發(fā)展十分迅速，它和計(jì)算機(jī)技術(shù)一起，在很大程度上幫助了我國(guó)進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，越來越多的場(chǎng)合需要用到數(shù)字圖像技術(shù)，多樣化的圖像和視頻應(yīng)用，形象生動(dòng)的表達(dá)了傳統(tǒng)的媒體所不能傳遞的信息，結(jié)合強(qiáng)大的通訊網(wǎng)，很大程度上豐富了人民的業(yè)余文化生活。同時(shí)由于很多行業(yè)需要使用高清圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，高碼率的圖像采集方法也已經(jīng)成為工業(yè)中的重要技術(shù)之一。
在監(jiān)控、高清電視轉(zhuǎn)播、衛(wèi)星圖像傳送等領(lǐng)域，傳統(tǒng)的壓縮嚴(yán)重、碼率較低的圖像已經(jīng)不能滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需求，由于軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展和市場(chǎng)的需求，高碼率甚至是無損的圖像以及視頻數(shù)據(jù)已經(jīng)不是硬件資源的瓶頸所在。發(fā)展先進(jìn)的高碼率數(shù)字圖像采集和信號(hào)處理技術(shù)，成為目前科研院所和企業(yè)研究的熱點(diǎn)。
二、研究現(xiàn)狀
我國(guó)電子技術(shù)的發(fā)展滯后于西方國(guó)家，體現(xiàn)在核心技術(shù)上專利和技術(shù)積累的不足，近年來國(guó)家層面上對(duì)集成電路等技術(shù)的支持力度十分顯著，標(biāo)志著我國(guó)芯片技術(shù)的從無到有，從弱到強(qiáng)。而這些硬件技術(shù)的發(fā)展，對(duì)高碼率數(shù)字圖像在內(nèi)的新興行業(yè)帶來了蓬勃的生機(jī)。
成像設(shè)備的是數(shù)字圖像技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，我國(guó)當(dāng)前生產(chǎn)CMOS以及CCD模塊的廠家數(shù)量逐年增加，例如中安視訊公司采用PCle xl接口的視頻采集卡，在兩路模擬視頻信號(hào)采集下已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)720x576x24bit的速率，達(dá)到的水平也逐漸躋身國(guó)際前列。
但是，我們應(yīng)該看到，在高清成像技術(shù)的高端市場(chǎng)上，索尼、尼康、蘋果、Coreco等老牌的圖像廠商無論是在硬件核心器件，還是在后期圖像的算法處理上，都處于絕對(duì)的領(lǐng)先地位。
Coreco的一款圖像采集卡系列甚至達(dá)到了1GB/s的高速數(shù)據(jù)量吞吐。但是，中國(guó)市場(chǎng)的巨大帶來的研發(fā)熱潮是其他國(guó)家和地區(qū)所不能比擬的，處于高速發(fā)展時(shí)期的中國(guó)，無論是在高清電影拍攝等民用或者工業(yè)市場(chǎng)，還是在國(guó)防、勘探等關(guān)系到國(guó)家利益的重大層次，都對(duì)高碼率的圖像采集和處理技術(shù)保持著研發(fā)的熱情。
三、高碼率圖像采集處理的技術(shù)實(shí)現(xiàn)要求
全高清時(shí)代的到來，使得硬件設(shè)備更新?lián)Q代的速率不斷提高。傳統(tǒng)的低碼率圖像傳輸使用場(chǎng)合受到的限制越來越多，而對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備和技術(shù)的改進(jìn)是一項(xiàng)巨大的工程，特別是我國(guó)這樣龐大的一個(gè)基數(shù)量級(jí)。設(shè)計(jì)和研究高碼率的圖像采集和處理技術(shù)，需要注意以下幾點(diǎn)：
1、系統(tǒng)的開放性以及兼容性：眾多的老設(shè)備不可能在很短的時(shí)間內(nèi)迅速更換，要最大程度的保留兼容的解決方案，同時(shí)，采用開放的系統(tǒng)接口，滿足不同設(shè)備的最低開銷的使用；
2、技術(shù)實(shí)現(xiàn)下的經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化：在滿足技術(shù)指標(biāo)的同時(shí)，盡可能使用性價(jià)比高的設(shè)備以及容易實(shí)現(xiàn)的軟件方案，保證系統(tǒng)的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性；
3、靈活的框架以及維護(hù)的便捷性：高碼率圖像采集和處理技術(shù)的核心部件價(jià)格昂貴，用戶可以根據(jù)需求選擇外部組件的配合使用，保證了物盡其用。同時(shí)，靈活的框架允許維護(hù)的過程更加簡(jiǎn)單，節(jié)約了人力物力；
4、安全性和穩(wěn)定性：圖像數(shù)據(jù)大部分存儲(chǔ)在機(jī)器本地，需要進(jìn)行嚴(yán)格的分級(jí)加密保存和提取。但是涉及到需要使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸?shù)男盘?hào)，需要算法加密，防止信息截取。
四、高碼率圖像采集處理技術(shù)的方法研究
隨著電子技術(shù)和大數(shù)據(jù)時(shí)代的激發(fā)，圖像以及視頻處理領(lǐng)域?qū)Ω蟮臄?shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)和處理需求提出了更高的訴求。
一般的，高碼率數(shù)字圖像的采集涉及到很大的數(shù)據(jù)帶寬，這就需要很高的信號(hào)處理芯片級(jí)別，傳統(tǒng)的單片機(jī)肯定是無法滿足要求的，多數(shù)情況下，使用ARM處理器，嵌入式的Linux系統(tǒng)以及高速的DSP+FPGA方案實(shí)現(xiàn)。
硬件方面，高碼率的圖像信號(hào)采集和處理技術(shù)主要基于FPGA和高速并行DSP處理器完成數(shù)字信號(hào)的檢測(cè)和處理，同時(shí)對(duì)硬件的設(shè)計(jì)加以優(yōu)化，對(duì)程序控制中的時(shí)序進(jìn)行嚴(yán)格把控，使系統(tǒng)的穩(wěn)定度和處理效果達(dá)到較好的水準(zhǔn)。在高速信號(hào)處理過程中，信號(hào)的傳輸質(zhì)量始終關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。
傳統(tǒng)的單端信號(hào)傳輸方式，功耗和速度都已經(jīng)難以適應(yīng)芯片的發(fā)展。采用高速差分信號(hào)傳輸，是一種抗共模干擾能力很強(qiáng)的新型數(shù)據(jù)傳輸方案。LVDS是滿足FPGA和DSP之間高速高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)某Ｒ姷牟罘纸涌冢饕糜谥T如高清視頻轉(zhuǎn)發(fā)、遙感數(shù)據(jù)采集等高速數(shù)據(jù)傳輸連接之中，是一種低壓、差分信號(hào)的傳輸。LVDS規(guī)定了驅(qū)動(dòng)器和接收器的電氣特性。使用LVDS的模數(shù)轉(zhuǎn)化器，不僅可以保證其高性能的轉(zhuǎn)化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。
在高清電影拍攝、高清視頻實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播、衛(wèi)星圖片傳輸?shù)认到y(tǒng)采用的高碼率傳輸設(shè)備，數(shù)據(jù)量可以達(dá)到甚至是超越Gbps，這就需要除了控制硬件采集信號(hào)的質(zhì)量之外，對(duì)軟件算法不斷加以優(yōu)化。
在視頻壓縮與編碼部分，不同的壓縮算法決定了圖像的質(zhì)量和編碼效率。在DSP+FPGA的高碼率圖像數(shù)據(jù)采集和處理方案中，軟件系統(tǒng)采用合適的無損/有損壓縮，配合優(yōu)化的通訊協(xié)議和存儲(chǔ)規(guī)則。在FPGA上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的高速算法，確保成像質(zhì)量。
[關(guān)鍵詞]復(fù)雜山前帶；地震地質(zhì)條件；地震采集技術(shù)；觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；激發(fā)、接收技術(shù)
中圖分類號(hào)：P315.3+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）03-0400-01
隨著油氣勘探程度的不斷深入，尋找復(fù)雜中小油氣田已經(jīng)成為當(dāng)前各個(gè)油田的主要勘探目標(biāo)，這其中復(fù)雜山前帶就是這其中重要的一種類型，它一般指山脈和盆地相連接的區(qū)域，是由盆地向山脈過渡的構(gòu)造發(fā)生劇烈變化的區(qū)域，是油氣資源富集的重要場(chǎng)所之一。但由于復(fù)雜的地形、地質(zhì)條件，地震勘探極其困難，許多山前帶到目前為止還是地震勘探的空白區(qū)，勘探程度非常低，同樣也是地球物理界面臨的難題之一，因此如何提高地震資料采集品質(zhì)就顯得非常關(guān)鍵。
一、復(fù)雜山前帶地震采集難點(diǎn)分析
地震勘探技術(shù)是影響復(fù)雜山前構(gòu)造帶油氣勘探的關(guān)鍵，山前復(fù)雜的表層及地下地質(zhì)條件，給地震勘探帶來了極大的困難和挑戰(zhàn)。當(dāng)前山前復(fù)雜構(gòu)造帶地震資料采集存在的主要問題有：
1.1復(fù)雜的表層地震地質(zhì)條件
由于風(fēng)化切割嚴(yán)重和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致山體溝壑縱橫、陡崖林立，出露巖性多變，山前構(gòu)造帶地表?xiàng)l件異常復(fù)雜，地形起伏劇烈，高差變化非常大，劇烈的地形高差和巖性變化導(dǎo)致近地表結(jié)構(gòu)不均勻性嚴(yán)重，表層速度和厚度在縱向和橫向上變化非常劇烈，以上條件給山前帶地震采集觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及炮檢點(diǎn)布設(shè)、地震波激發(fā)接收、噪聲壓制、靜校正處理等帶來了諸多問題。
1.2復(fù)雜的地下地震地質(zhì)條件
復(fù)雜山前逆沖褶皺帶由于劇烈造山運(yùn)動(dòng)、應(yīng)力擠壓，導(dǎo)致地下構(gòu)造異常復(fù)雜，壓扭斷裂發(fā)育，地層重疊、破碎，高陡逆沖或逆掩推覆構(gòu)造發(fā)育，致使地震反射雜亂，波場(chǎng)復(fù)雜，成像困難。主要難點(diǎn)有：①復(fù)雜高陡構(gòu)造和斷裂發(fā)育造成地震波波場(chǎng)十分復(fù)雜，地震資料表現(xiàn)為反射雜亂，波組特征不明顯，難以進(jìn)行連續(xù)追蹤，更無法進(jìn)行準(zhǔn)確成像；②山前逆掩或逆沖推覆構(gòu)造推覆距離大，地層疊置，速度反轉(zhuǎn)，上覆高速地層產(chǎn)生很強(qiáng)的能量屏蔽作用，地震波透射和下傳能量弱；③目的層常常為弱波阻抗界面，反射能量弱，且埋藏較深，很難獲得有效深層反射，造成地震資料信噪比極低。
二、山前帶地震資料采集技術(shù)
經(jīng)過多年的地震勘探實(shí)踐，尤其是近幾年以提高原始資料信噪比為目標(biāo)的采集技術(shù)研究，山前帶地震資料采集技術(shù)水平逐步提高，山前帶地震勘探取得了一定成效，而這些進(jìn)展的取得主要得益于地震新技術(shù)新方法的應(yīng)用和工藝技術(shù)的改進(jìn)。采集上，通過對(duì)“雙復(fù)雜”地質(zhì)條件下地震波場(chǎng)的深入分析，深化對(duì)山前帶地質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，有針對(duì)性地指導(dǎo)地震采集，基于疊前成像的觀測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化和以提高單炮信噪比為目的，形成了高精度遙感信息優(yōu)選激發(fā)接收點(diǎn)、復(fù)雜地表表層結(jié)構(gòu)精細(xì)建模、高速層激發(fā)、寬線采集等配套復(fù)雜山地采集技術(shù)， 有效地提高了單炮記錄信噪比，從而較大幅度地改善地震剖面品質(zhì)。
2.1地震資料采集優(yōu)化
地震采集的主要對(duì)策是，在觀測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，通過多種方法綜合的精細(xì)表層調(diào)查，建立較精確的表層模型，進(jìn)行激發(fā)點(diǎn)位置、井深、巖性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
以南方某工區(qū)三維地震攻關(guān)采集設(shè)計(jì)為例，工區(qū)具有地表和地下雙重復(fù)雜的地質(zhì)條件，同時(shí)面臨著山地和碳酸鹽巖區(qū)地震勘探的雙重困難，三維地震激發(fā)涉及的出露巖性有多個(gè)條帶處于灰?guī)r區(qū)內(nèi)。通過建立微測(cè)井低降速帶調(diào)查測(cè)網(wǎng)，在砂巖、灰?guī)r過渡帶適當(dāng)加密微測(cè)井控制點(diǎn)，為全區(qū)的井深設(shè)計(jì)和靜校正提供了準(zhǔn)確依據(jù)。采用地質(zhì)露頭調(diào)查、巖性取心、潛水面調(diào)查等多種方法進(jìn)行綜合表層調(diào)查，落實(shí)了各個(gè)灰?guī)r條帶的邊界，繪制了沿測(cè)線的地質(zhì)剖面圖，達(dá)到逐點(diǎn)描述激發(fā)巖性、表層情況，為后續(xù)工作的順利開展奠定了基礎(chǔ)。針對(duì)灰?guī)r區(qū)的炮點(diǎn)布設(shè)難題，首先考慮面元屬性的均勻性，進(jìn)行灰?guī)r區(qū)理論炮點(diǎn)的正常布設(shè)；然后根據(jù)表層調(diào)查資料優(yōu)選激發(fā)點(diǎn)位；再根據(jù)勘探任務(wù)要求進(jìn)行灰?guī)r區(qū)及過渡區(qū)炮點(diǎn)加密，進(jìn)一步提高資料品質(zhì)。
（1）觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化技術(shù)
基于疊前成像需求，根據(jù)目標(biāo)地質(zhì)體的能量分布和成像效果，進(jìn)行觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化，確定點(diǎn)線距、面元、覆蓋次數(shù)、偏移距、寬線等觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)。二維采用“小道距、長(zhǎng)排列、大組合基距、高覆蓋次數(shù)”觀測(cè)系統(tǒng)，以提高地震資料信噪比和成像效果。特低信噪比地區(qū)嘗試“寬線大組合”方案。三維采用“適用面元、高覆蓋次數(shù)、較小橫向滾動(dòng)距離、較寬觀測(cè)方位”的正交對(duì)稱觀測(cè)系統(tǒng)，使炮檢距和方位角分布更加均勻，提高噪聲壓制效果，更好地滿足疊前偏移成像的要求。
基于真實(shí)的地表模型和地下地質(zhì)模型，采用共反射點(diǎn)（CRP）分析等技術(shù)確定高陡構(gòu)造部位的觀測(cè)系統(tǒng)局部加密方案，補(bǔ)償局部能量，提高目標(biāo)地質(zhì)體的照明度和成像效果。
（2）精細(xì)近地表調(diào)查與表層建模優(yōu)化技術(shù)
根據(jù)巖性變化布點(diǎn)，采用多種調(diào)查方法有機(jī)結(jié)合，開展近地表精細(xì)調(diào)查，應(yīng)用多種信息進(jìn)行表層聯(lián)合建模。利用高精度衛(wèi)星圖片、地表高程、地表松散程度等因素進(jìn)行綜合分析，建立真地表模型。采用微測(cè)井、小折射、超深微測(cè)井、巖性錄井等方法進(jìn)行表層結(jié)構(gòu)綜合調(diào)查，獲取準(zhǔn)確的表層數(shù)據(jù)，并充分利用豐富的大炮初至信息，建立表層模型，用于靜校正量求取和激發(fā)井深、激發(fā)巖性設(shè)計(jì)，改進(jìn)采集、處理參數(shù)，提高資料質(zhì)量。
（3）激發(fā)技術(shù)
通過理論分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，研究炸藥震源、可控震源的激發(fā)參數(shù)對(duì)實(shí)際地震資料的影響，選取炸藥震源藥量、組合方式及可控震源參數(shù)，并根據(jù)工區(qū)條件確定井炮和可控震源聯(lián)合激發(fā)方式，改進(jìn)激發(fā)效果，加大下傳能量，提高目的層反射能量和信噪比。
（4）接收技術(shù)
根據(jù)干擾波調(diào)查結(jié)果，進(jìn)行接收因素理論分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，以提高信號(hào)能量、無畸變地記錄波場(chǎng)為目標(biāo)，研究改善檢波器耦合條件的方法，選取適當(dāng)?shù)臋z波器類型和檢波組合接收方式。
三、結(jié)束語
山前帶的復(fù)雜性對(duì)傳統(tǒng)地震勘探技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，而提高地震資料采集技術(shù)十分關(guān)鍵，本文通過對(duì)現(xiàn)有方法技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，充分發(fā)揮各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在深化山前帶地質(zhì)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，更多地要優(yōu)化現(xiàn)有單項(xiàng)技術(shù)的集成、挖潛，建立起合理的地球物理工作流程，取得以下進(jìn)展。
（1） 在復(fù)雜地區(qū)， 優(yōu)選激發(fā)接收點(diǎn)是關(guān)鍵，通過高精度遙感信息， 結(jié)合地下目標(biāo)， 可定量?jī)?yōu)選激發(fā)接收點(diǎn)， 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)人工智能輔助設(shè)計(jì)激發(fā)接收點(diǎn)位置。
（2）在復(fù)雜山地地區(qū)， 要搞清地下構(gòu)造圈閉情況， 必須搞清表層結(jié)構(gòu)情況。建立表層調(diào)查控制點(diǎn)密度標(biāo)準(zhǔn)， 采用？？ 循環(huán)迭代 法表層結(jié)構(gòu)調(diào)查工作流程， 是該區(qū)有效的表層結(jié)構(gòu)調(diào)查技術(shù)。
（3）保證高速層激發(fā)是該區(qū)提高原始資料信噪比的關(guān)鍵措施之一。以雙微測(cè)井方法進(jìn)行不同速度層品質(zhì)因素、吸收衰減系數(shù)、激發(fā)頻譜、能量的測(cè)試， 確定最佳激發(fā)速度和激發(fā)巖層。測(cè)試逐點(diǎn)設(shè)計(jì)激發(fā)井深和組合高差是提高該區(qū)原始資料信噪比的有效技術(shù)方法。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：FPGA；數(shù)據(jù)采集；PMC總線；SSI協(xié)議
【分類號(hào)】TP274.2
一、FPGA簡(jiǎn)介
上個(gè)世紀(jì)80年代中期，一種新型的高密度的器件―FPGA逐步得到使用，它是在其他的一些可編程器件的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展而產(chǎn)生的，比如可編程器件PAL、GAL與EPLD等。現(xiàn)在市場(chǎng)上對(duì)高性能芯片的要求越來越高以及工藝技術(shù)飛速發(fā)展，這些都促使超大規(guī)模、高速、低功耗的新型的FPGA/CPLD的迅速崛起。簡(jiǎn)化的FPGA基本分為6部分：可編程輸入/輸出單元、基本可編程邏輯單元、嵌入式塊 RAM、豐富的布線資源、底層嵌入功能單元和內(nèi)嵌專用硬核。
二、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
FPGA的硬件設(shè)計(jì)不同于DSP和ARM系統(tǒng)，比較靈活和自由，只要設(shè)計(jì)好專用管腳的電路，通用I/O的連接可以自己定義，下面給大家介紹一些FPGA電路設(shè)計(jì)中會(huì)用到的特殊技巧做參考。
1、管腳兼容性設(shè)計(jì)
前面的內(nèi)容提到過，F(xiàn)PGA在芯片選項(xiàng)的時(shí)候要盡量選擇兼容性好的封裝。那么，在硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)，就要考慮如何兼容多種芯片的問題。
例如，紅色颶風(fēng)II代――Altera的開發(fā)板就是兼容了EP1C6Q240和EP1C12Q240兩個(gè)型號(hào)的FPGA。這兩個(gè)芯片有12個(gè)I/O管腳定義是不同的。在EP1C6Q240芯片上，這12個(gè)I/O是通用I/O管腳，而在EP1C12Q240芯片上，它們是電源和地信號(hào)。為了能保證兩個(gè)芯片在相同的電路板上都能工作，我們就必須按照EP1C12Q240的要求來把對(duì)應(yīng)管腳連接到電源和地平面。因?yàn)椋ㄓ玫腎/O可以連接到電源或者地信號(hào)，但是電源或者地信號(hào)卻不能作為通用I/O。在相同封裝、兼容多個(gè)型號(hào)FPGA的設(shè)計(jì)中，一般的原則就是按照通用I/O數(shù)量少的芯片來設(shè)計(jì)電路。
2、根據(jù)電路布局來分配管腳功能
FPGA的通用I/O功能定義可以根據(jù)需要來指定。在電路圖設(shè)計(jì)的流程中，如果能夠根據(jù)PCB的布局來對(duì)應(yīng)的調(diào)整原理圖中FPGA的管腳定義，就可以讓后期的布線工作更順利。 例如，如圖2.1所示，SDRAM芯片在FPGA的左側(cè)。在FPGA的管腳分配的時(shí)候，應(yīng)該把與SDRAM相關(guān)的信號(hào)安排在FPGA的左側(cè)管腳上。這樣，可以保證SDRAM信號(hào)的布線距離最短，實(shí)現(xiàn)最佳的信號(hào)完整性。
3、預(yù)留測(cè)試點(diǎn)
目前FPGA提供的I/O數(shù)量越來越多，除了能夠滿足設(shè)計(jì)需要的I/O外，還有一些剩余I/O沒有定義。這些I/O可以作為預(yù)留的測(cè)試點(diǎn)來使用。例如，在測(cè)試與FPGA相連的SDRAM工作時(shí)序狀態(tài)的時(shí)候，直接用示波器測(cè)量SDRAM相關(guān)管腳會(huì)很困難。而且SDRAM工作頻率較高，直接測(cè)量會(huì)引入額外的阻抗，影響SDRAM的正常工作。如果FPGA有預(yù)留的測(cè)試點(diǎn)，那么可以將要測(cè)試的信號(hào)從FPGA內(nèi)部指定到這些預(yù)留的測(cè)試點(diǎn)上。這樣既能測(cè)試到這些信號(hào)的波形，又不會(huì)影響SDRAM的工作。如果電路測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)需要飛線才能解決問題，那么這些預(yù)留的測(cè)試點(diǎn)還可以作為飛線的過渡點(diǎn)。
三、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
依據(jù)奈奎斯特采樣定理，在模擬信號(hào)的數(shù)字化過程中，要想不失真的還原出原信號(hào)，采樣頻率必須大于模擬信號(hào)最高頻率的兩倍，即 由于音頻信號(hào)的頻率范圍為20Hz～20kHz，即fh=20kHz，所以采樣頻率最低為40kHz。目前對(duì)音頻信號(hào)的采集頻率主要有44.1kHz 和48kHz兩種，為更好地還原信號(hào)本文使用48kHz采樣速率。AD7705在時(shí)鐘為2.4576MHz的條件下，更新速率有四種，分別為50Hz，60Hz，250Hz，500Hz，即理論上最快只需2ms即可完成一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。由相關(guān)資料知，AD7705典型建立時(shí)間為16ms，即使用60Hz更新速率，16ms完成一次轉(zhuǎn)換，每秒輸出60次轉(zhuǎn)換結(jié)果。本文更新速率使用60Hz。由AD手冊(cè)[6]知串行時(shí)鐘脈沖寬度不得小于100ns，即時(shí)鐘不得大于5MHz，通過將系統(tǒng)時(shí)鐘分頻，得到所需要的串行時(shí)鐘。上電或復(fù)位后，器件等待指令數(shù)據(jù)寫入通信寄存器。包括向AD7705寫控制字。當(dāng)寫入控制字后，AD7705即處于工作狀態(tài)，對(duì)采集到的模擬量進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換完畢后，AD7705的DRDY引腳會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低電平。系統(tǒng)工作后，F(xiàn)PGA查詢DRDY電平狀態(tài)。
本文所使用的AD7705是AD公司生產(chǎn)的適合于測(cè)量低頻信號(hào)的16位AD轉(zhuǎn)換器，主要引腳功能介紹見表 1 。
四、試驗(yàn)結(jié)果
利用QuartusII，對(duì)系統(tǒng)采樣進(jìn)行了仿真， 結(jié)果如圖所示。
從圖我們可以知道，對(duì)FPGA的操作首先復(fù)位各寄存器，然后寫控制字，再通過通信寄存器對(duì)時(shí)鐘寄存器、設(shè)置寄存器進(jìn)行訪問分別寫控制字FFH、05H和40H，分別表示AD晶振2.4576MHz，更新頻率60次/s，自校準(zhǔn)模式，差分輸入。
五、結(jié)果
目前針對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能不斷提高的需求，本文詳細(xì)介紹了超高速（1.5GSPS）數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案，并從軟件角度給出了具體的解決辦法。 該方案采用移動(dòng)硬盤的基本存儲(chǔ)框架，系統(tǒng)核心控制器FPGA利用時(shí)分復(fù)用技術(shù)把A/D采樣高速數(shù)據(jù)接收后分別并行存放到相應(yīng)的硬盤中，另外，利用USB技術(shù)與PC機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，有利于數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析與處理。該系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用規(guī)范的接口標(biāo)準(zhǔn)，另外FPGA具備在線可編程特性，隨時(shí)可以修改軟件設(shè)置，便于系統(tǒng)的升級(jí)更新。由于高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)數(shù)據(jù)采集的主要技術(shù)指標(biāo)，如采樣率、分辨率、精度、存儲(chǔ)速率以及抗干擾能力等方面都提出了越來越高的要求。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)視頻 網(wǎng)絡(luò)傳輸 DSPACK Indy
中圖分類號(hào)：TN919.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）05-0000-00
1 引言
隨著商業(yè)銀行業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展和管理模式的革新變化，為了更好的提高授權(quán)工作效率，提升風(fēng)險(xiǎn)防控能力，優(yōu)化人力資源配置，解決網(wǎng)點(diǎn)轉(zhuǎn)型過程中的一些突出問題，增強(qiáng)客戶的精細(xì)化管理水平，必須加快業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，建立“技術(shù)先進(jìn)、控制嚴(yán)密、因地制宜、穩(wěn)健高效”的新型系統(tǒng)及管理模式的創(chuàng)新機(jī)制。在網(wǎng)點(diǎn)轉(zhuǎn)型、渠道拓展、系統(tǒng)重構(gòu)的研發(fā)和實(shí)際應(yīng)用過程中，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)視頻是業(yè)務(wù)辦理及審核的一種重要監(jiān)督方式和審核手段，本文主要探討實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻的采集和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，并介紹基于DSPACK和Indy的快速實(shí)現(xiàn)方法。
2 技術(shù)分析
2.1 視頻采集技術(shù)
2.1.1 DirectShow
DirectShow作為目前Windows平臺(tái)上主流的媒體處理框架，提供了高質(zhì)量的多媒體流采集和回放功能，大大簡(jiǎn)化了媒體回放、格式轉(zhuǎn)換和采集工作。運(yùn)用DirectShow，我們可以很方便地從支持WDM驅(qū)動(dòng)模型的采集卡上捕獲數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行相應(yīng)的后期處理乃至存儲(chǔ)到文件中。
2.1.2 DSPACK
DSPACK是一組封裝了MS Direct Show和DirectX技術(shù)的組件，用于多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。它不僅功能強(qiáng)大而且完全免費(fèi)。利用基于DirectShow的DSPACK開發(fā)包，不僅可以繞開COM組件編程，而且可以大幅提高開發(fā)效率，快速實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。
2.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析和選擇
2.2.1 Socket
Socket接口是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的API，常用的 Socket類型有兩種：流式Socket（SOCK_STREAM）和數(shù)據(jù)報(bào)式Socket（SOCK_DGRAM）。流式是一種面向連接的 Socket，針對(duì)于面向連接的TCP服務(wù)應(yīng)用；數(shù)據(jù)報(bào)式Socket是一種無連接的Socket，對(duì)應(yīng)于無連接的UDP服務(wù)應(yīng)用。Socket實(shí)際在計(jì)算機(jī)中提供了一個(gè)通信端口，可以通過這個(gè)端口與任何一個(gè)具有Socket接口的計(jì)算機(jī)通信。應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，接收的信息都通過這個(gè)Socket接口來實(shí)現(xiàn)。在應(yīng)用開發(fā)中就像使用文件句柄一樣，可以對(duì)Socket句柄進(jìn)行讀、寫操作。
2.2.2 Indy組件特點(diǎn)分析
Internet Direct（Indy）是一組開放源代碼的Internet組件，涵蓋了幾乎所有流行的Internet協(xié)議。使用Indy組件可以開發(fā)基于各種協(xié)議的TCP客戶和服務(wù)器應(yīng)用程序，并處理相關(guān)的編碼和安全問題。
（1）Indy是阻塞式（Blocking）。通常的Winsock編程取數(shù)據(jù)或者向Socket寫入數(shù)據(jù)都是異步，而Indy使用了阻塞式Socket調(diào)用方式。阻塞式訪問更像是文件存取。當(dāng)你讀取數(shù)據(jù)，或是寫入數(shù)據(jù)時(shí)，讀取和寫入函數(shù)將一直等到相應(yīng)的操作完成后才返回。阻塞式Socket優(yōu)點(diǎn)，例如編程簡(jiǎn)單、容易向Unix移植、很好地利用線程技術(shù)。（2）Indy使用了線程技術(shù)。阻塞式Socket通常都采用線程技術(shù)。從最底層開始，Indy的設(shè)計(jì)都是線程化的。因此用Indy創(chuàng)建服務(wù)器和客戶程序跟在Unix下十分相似，并且Delphi的快速開發(fā)環(huán)境和Indy對(duì)WinSock的良好封裝使得應(yīng)用程序創(chuàng)建更加容易。（3）Indy服務(wù)器模型。一個(gè)典型的Unix服務(wù)器有一個(gè)或多個(gè)監(jiān)聽進(jìn)程，它們不停地監(jiān)聽進(jìn)入的客戶連接請(qǐng)求。對(duì)于每一個(gè)需要服務(wù)的客戶，都fork一個(gè)新進(jìn)程來處理該客戶的所有事務(wù)。Indy服務(wù)器工作原理同Unix服務(wù)器十分類似，只是Windows不像Unix那樣支持fork，而是支持線程，因此Indy服務(wù)器為每一個(gè)客戶連接分配一個(gè)線程。Indy服務(wù)器組件創(chuàng)建一個(gè)同應(yīng)用程序主線程分離的監(jiān)聽線程來監(jiān)聽客戶連接請(qǐng)求，對(duì)于接受的每一個(gè)客戶，均創(chuàng)建一個(gè)新的線程來為該客戶提供服務(wù)，所有與這一客戶相關(guān)的事務(wù)都由該線程來處理。
3 主要實(shí)現(xiàn)過程
3.1 服務(wù)端的實(shí)現(xiàn)方法
首先是視頻設(shè)備枚舉和初始化，需要檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)前連接的設(shè)備，并把設(shè)備枚舉出來供程序選擇使用。其次是視頻的預(yù)覽，需要根據(jù)枚舉到的設(shè)備列表，選擇相應(yīng)攝像頭設(shè)備，進(jìn)行初始化和預(yù)覽.程序的菜單選擇事件。最后是幀采集和幀發(fā)送，DSPACK的SampleGrabber對(duì)象負(fù)責(zé)圖像幀的中轉(zhuǎn)和處理，我們可以在SampleGrabber的Buffer事件中得到SampleGrabber當(dāng)前正在處理的幀，并對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行處理。本文的處理主要是把當(dāng)前幀通過UDPServer發(fā)送到客戶端。處理邏輯如下如圖1所示。
（1）檢測(cè)幀回調(diào)標(biāo)志狀態(tài)，如果不在回調(diào)狀態(tài)，則退出本次循環(huán)。（2）檢測(cè)是否正在發(fā)送，如果正在發(fā)送，則退出本次循環(huán)。（3）檢測(cè)連續(xù)未響應(yīng)計(jì)數(shù)器，如果計(jì)數(shù)器低于閥值，則退出本次循環(huán)。（4）獲取當(dāng)前幀，然后轉(zhuǎn)化和壓縮，然后遞增未響應(yīng)計(jì)數(shù)器。（5）通過UDP發(fā)送，記錄日志，循環(huán)結(jié)束。
3.2 客戶端的實(shí)現(xiàn)
客戶端主要負(fù)責(zé)視頻的請(qǐng)求和展示，處理邏輯如下如圖2所示：
（1）獲取對(duì)方IP地址和端口參數(shù)，然后呼叫對(duì)方并發(fā)送視頻請(qǐng)求命令。（2）UDPServer會(huì)檢測(cè)到報(bào)文接收事件，然后判斷報(bào)文內(nèi)容是否為內(nèi)置命令集，如果是操作命令集，則按命令處理并退出循環(huán)。如果不是，則需要嘗試處理并顯示接收幀。（3）檢查處理錯(cuò)誤，如果沒有錯(cuò)誤則發(fā)送確認(rèn)命令給客戶端。如果存在錯(cuò)誤則嘗試丟棄數(shù)據(jù)包并匯報(bào)檢測(cè)報(bào)文接收事件狀態(tài)，等待接收和解析下一包數(shù)據(jù)。
如果視頻查看人員需要保存某幀圖像數(shù)據(jù)，可以通過抓拍功能來實(shí)現(xiàn)。本文中抓拍圖像保存后和遠(yuǎn)程授權(quán)系統(tǒng)主進(jìn)程有一個(gè)進(jìn)程間通訊，通過消息通知授權(quán)端進(jìn)程已抓拍圖片，授權(quán)程序可以到約定的路徑下獲取抓拍的圖片并進(jìn)行處理和存檔。
4 結(jié)語
本文介紹了基于遠(yuǎn)程授權(quán)中網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)視頻采集和傳輸需要的技術(shù)，并給出了DSPACK和Indy的快速實(shí)現(xiàn)方法，相關(guān)成果已在金融授權(quán)、雙錄等系統(tǒng)中投入使用。
參考文獻(xiàn)
[1] 李維.Inside VCL（深入核心――VCL架構(gòu)剖析）[M].電子工業(yè)出版社，2004.
關(guān)鍵詞：大規(guī)模集成電路；控制系統(tǒng)；負(fù)反饋；控制狀態(tài)
中圖分類號(hào)：TP274.2
自從上個(gè)世紀(jì)計(jì)算機(jī)問世以來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展以及大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)大量地被應(yīng)用于各種工作生產(chǎn)活動(dòng)。在短短的幾十年里，計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)、32位機(jī)以及64位機(jī)等幾個(gè)較大的發(fā)展階段，而且種類也不斷增多。從家用計(jì)算機(jī)到微型計(jì)算機(jī)以及工業(yè)控制機(jī)（PC機(jī)），計(jì)算機(jī)已經(jīng)將人類從繁重的計(jì)算中解放出來，從而有更多的時(shí)間來進(jìn)行創(chuàng)新。
1 數(shù)據(jù)采集的意義
數(shù)據(jù)采集是計(jì)算機(jī)信息處理的一個(gè)重要組成部分，是通過傳感器、變化器等其他外部設(shè)備將壓力、溫度、光照強(qiáng)度、濕度等非電量信號(hào)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的電量，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)即A/D轉(zhuǎn)換。
這是一門有著極強(qiáng)實(shí)用價(jià)值的綜合學(xué)科，在石油、汽車、航空航天、機(jī)械制造等方面有著廣泛的應(yīng)用。人們可以輕易地通過外部設(shè)備對(duì)需要的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)控制以及數(shù)據(jù)管理，進(jìn)而對(duì)各種生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行綜合的一體化控制。在生產(chǎn)過程中，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行采集、檢測(cè)，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、安全化生產(chǎn)、降低產(chǎn)品成本提供可行的信息支持。在各種科學(xué)研究中，通過數(shù)據(jù)的采集，可以獲得不同的宏微觀、動(dòng)靜態(tài)等數(shù)據(jù)信息，例如植物生產(chǎn)過程中所需要的溫度、濕度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)信息的采集與處理。
2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)
2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成。根據(jù)在現(xiàn)有的資料分析，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般是由傳感器、放大電路、濾波器、多路模擬開關(guān)、采樣/保持器、D/A轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)I/O接口以及定時(shí)與控制邏輯電路。
傳感器的作用是把外界的模擬量轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能接受的數(shù)字量；放大電路通過晶體管的放大作用，將放大和緩沖輸入信號(hào)；濾波器用來衰減噪聲，以提高輸入信號(hào)的信噪比；多路模擬開關(guān)把多個(gè)模擬量參數(shù)分時(shí)接通，提高電腦工作效率；采樣/保持器是保證了采樣過程中信號(hào)的穩(wěn)定，提高采樣精度；D/A轉(zhuǎn)換器是把輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)；計(jì)算機(jī)I/O接口是保證輸入、輸出信號(hào)順利傳輸；定時(shí)與控制邏輯是控制各元器件的邏輯以及時(shí)間關(guān)系，保證各元器件能有序地工作。
2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字量，絕大多說的執(zhí)行機(jī)構(gòu)只能接收模擬量，因此需要在數(shù)據(jù)進(jìn)入計(jì)算機(jī)之前將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字量（A/D轉(zhuǎn)換），在其進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)之前將其轉(zhuǎn)化為模擬量（D/A轉(zhuǎn)換）。
采樣過程中由于計(jì)算機(jī)的處理速度非常快，而模擬量的變化速度一般情況下都比較慢。因此，往往一臺(tái)計(jì)算機(jī)采樣同時(shí)控制多個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)被計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行分時(shí)采樣。在采集過程中，為了保證采集的不同參數(shù)量的獨(dú)立性與完整性，需要用不同的開關(guān)去控制對(duì)應(yīng)的參數(shù)量，而且計(jì)算機(jī)在某一時(shí)候只能接受某一特定的模擬量，再通過多路模擬開關(guān)進(jìn)行切換，使不同的參數(shù)量通過不同的支路分時(shí)進(jìn)入計(jì)算機(jī)，保證了計(jì)算機(jī)運(yùn)行的高效性。
在數(shù)據(jù)采集的過程中，如果模擬量的變化，將直接影響到計(jì)算機(jī)的采樣精度。特別是在同步系統(tǒng)中，多個(gè)不相關(guān)的參數(shù)量取瞬態(tài)值的時(shí)候，而其A/D轉(zhuǎn)換又是采用同一臺(tái)計(jì)算機(jī)，那么采樣得到的幾個(gè)參數(shù)量就不是同一時(shí)刻的參數(shù)量，無法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和比較。所以在采樣的過程中就需要輸入到A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量在整個(gè)數(shù)據(jù)采集過程中保持不變，而且要保證在轉(zhuǎn)換之后，A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)能夠隨著參數(shù)量發(fā)生變化。
3 數(shù)據(jù)處理
3.1 計(jì)算機(jī)中信息的計(jì)量單位。在計(jì)算機(jī)中信息是以字節(jié)（Byte）來進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、處理以及管理的，字節(jié)是計(jì)算機(jī)基本的計(jì)量單位。在在UTF-8編碼中，一個(gè)英文字符等于一個(gè)字節(jié)，一個(gè)字節(jié)等于8位（bit），一個(gè)位反應(yīng)二進(jìn)制碼中0和1的信息。存儲(chǔ)容量通常用KB（千字節(jié)）、MB（兆字節(jié)）、GB（千兆字節(jié)）以及TB來表示。
1KB=210B=1024B
1MB=210KB=1024KB=1048576B
1GB=210MB=1024MB=1048576KB
1TB=210GB=1024GB=1048576MB
ASCII碼是現(xiàn)當(dāng)今電腦通用的單字節(jié)編碼系統(tǒng)，任何的圖片、文字以及圖像/音頻等信息都是反映在ASCII碼中，在標(biāo)準(zhǔn)中一個(gè)字符占一個(gè)字節(jié)，一個(gè)漢子占兩個(gè)字節(jié)。例如一張容量為1MB的軟盤，能夠儲(chǔ)存的字符數(shù)為1024×1024=1048576（個(gè)），能夠儲(chǔ)存的漢字?jǐn)?shù)為1024×1024/2=524288（個(gè)）。
3.2 數(shù)制以及轉(zhuǎn)化。數(shù)制是計(jì)數(shù)的規(guī)則，主要有二進(jìn)制（B）、八進(jìn)制（O）、十進(jìn)制（D）以及十六進(jìn)制（H），一般情況下，在用這些數(shù)制表示數(shù)字時(shí)通常要把英文字母代號(hào)寫在后面。二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最多的數(shù)制，因此需要研究數(shù)制之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，才能較好地傳遞信息。
（1）十六進(jìn)制轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制。將十六進(jìn)制的每一位當(dāng)做二進(jìn)制對(duì)應(yīng)的的四位來處理，十六進(jìn)制每一位有十六個(gè)數(shù)碼，四位二進(jìn)制數(shù)碼總共十六位數(shù)，因此可以相互對(duì)應(yīng)。例如8AH=（1×27+0×26+0×25+0×24）+（1×23+0×22+1×21+0×20）=10001010B。
（2）十進(jìn)制轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制。將十進(jìn)制總體去跟2n去比較，當(dāng)十進(jìn)制數(shù)介于2n和2n+1之間時(shí)候，則用十進(jìn)制除以2n得到余數(shù)依次去除2n-1、2n-2......直到余數(shù)為1或者0。例如20D=1×24+0×23+1×22+0×21+0×20=10100B。
（3）八進(jìn)制轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制。八進(jìn)制每一位有八個(gè)數(shù)碼，三維二進(jìn)制數(shù)碼共計(jì)八位數(shù)碼，因此可以相互對(duì)應(yīng)，可以將八進(jìn)制的每一位當(dāng)做二級(jí)制對(duì)應(yīng)的三位來處理。例如74O=（1×25+1×24+1×23）+（1×22+0×21+0×20）=111100B。
（4）二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制。二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制，需要將對(duì)應(yīng)的位數(shù)乘以對(duì)應(yīng)的2的階數(shù)，然后累加就可以。例如：
100111B=1×25+0×24+0×23+1×22+1×21+1×20
=32+0+0+4+2+1
=39D
（5）其他進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制。其他進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制，將對(duì)應(yīng)位數(shù)上的數(shù)字乘以進(jìn)制數(shù)的位階數(shù)，然后累加就可以的得到。例如：
103711O=1×85+0×84+3×83+7×82+1×81+1×80
=32768+0+1536+448+8+1
=34761D
（6）十進(jìn)制轉(zhuǎn)化為其他進(jìn)制。十進(jìn)制轉(zhuǎn)化為其他進(jìn)制，需要將將十進(jìn)制總體去跟其他進(jìn)制最高位的位階數(shù)以及次高位的位階數(shù)比較，當(dāng)十進(jìn)制在這兩個(gè)數(shù)之間，則用十進(jìn)制數(shù)一次去除以遞減的次高位的位階數(shù)，知道最后剩下的數(shù)字不大于其他進(jìn)制的階數(shù)上的最大數(shù)碼。例如：
13754D=12288+1024+384+56+2
=3×84+2×83+6×82+7×81+2×80
=32672O
4 結(jié)束語
計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)越來越廣泛地運(yùn)用在工業(yè)、醫(yī)療、通訊、教育等方面，它為獲取不同的信息提供了良好的基礎(chǔ)，為各種控制場(chǎng)合提供了先決條件。如何更好更便捷地進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集以及處理，將是我們需要研究的一個(gè)重大課題。
參考文獻(xiàn)：
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隨著深亞微米及納米半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)步，可編程邏輯器件在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已十分廣泛。ISP（在系統(tǒng)可編程）器件是先進(jìn)的可編程器件，它的優(yōu)點(diǎn)是不需要編程器即可直接對(duì)安裝在用戶目標(biāo)板上的ISP器件進(jìn)行編程，而且編程、調(diào)試都很方便。當(dāng)產(chǎn)品升級(jí)換代時(shí),只要通過軟件對(duì)ISP器件重新編程即可,便可使其具有新的邏輯功能,而不需要增加硬件投入。
目前，ISP芯片內(nèi)部資源越來越多，速度也越來越快，開發(fā)的軟件功能也更加完善。VHDL就是隨著PLD發(fā)展起來的一種硬件描述語言，是一種應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)的高層次描述語言。本文將介紹一種在高速數(shù)據(jù)采集模塊中部分電路采用ISP技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。
1 高速數(shù)據(jù)采集模塊的實(shí)現(xiàn)
高速數(shù)據(jù)采集模塊的系統(tǒng)框圖如圖1所示。圖中的ispLSI2032是整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制核心?它內(nèi)部包括了地址信號(hào)產(chǎn)生、鎖存、ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的比較、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀寫控制以及大部分控制邏輯?晶振電路產(chǎn)生的12MHz時(shí)鐘可直接在is-pLSI2032內(nèi)部進(jìn)行2分頻以得到6MHz的采樣時(shí)鐘。高速數(shù)據(jù)緩存部分由兩片SRAM構(gòu)成?該SRAM可提供自己的地址線、數(shù)據(jù)線和控制線。兩個(gè)端口可分別與ispLSI2032和單片機(jī)的P0口連接。用is-pLSI2032可遞增RAM的地址?同時(shí)可提供寫入脈沖以將A／D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寫入RAM。當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)超出某一上下限時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將地址數(shù)據(jù)寫入is-pLSI2032內(nèi)部的鎖存器中?并在其后打開鎖存，同時(shí)將地址送到單片機(jī)的P0口，單片機(jī)由此地址讀出RAM中相應(yīng)地址的數(shù)據(jù)，并通過RS232口傳送到PC機(jī)或其它外設(shè)。
圖2所示是該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本硬件電路圖。圖中的A／D轉(zhuǎn)換芯片選用的是美國(guó)MAXIM公司的12位A／D轉(zhuǎn)換器MAX120，它有全控制模式、獨(dú)立模式、慢存儲(chǔ)模式、ROM模式和連續(xù)轉(zhuǎn)換模式5種工作模式。在此電路中，MAX120工作于連續(xù)轉(zhuǎn)換模式， 由于MAX120芯片的MODE＝DGND，因此，它的INT／BUSY為BUSY輸出。單片機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)，INT／BUSY變?yōu)榈碗娖剑瑫r(shí)將INT0（P3．2）置低，以使計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)與MAX120的INT／BUSY信號(hào)一致，也就是說，每轉(zhuǎn)換完一次，計(jì)數(shù)器就加以產(chǎn)生新的存儲(chǔ)器地址；轉(zhuǎn)換結(jié)束后，INT／BUSY轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑瑪?shù)據(jù)在引腳D0～D11處有效，此時(shí)WE信號(hào)為低，存儲(chǔ)器寫端口打開，并將ADC所轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)寫入與計(jì)數(shù)器所產(chǎn)生地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元。繼而INT／BUSY信號(hào)再次變低， MAX120進(jìn)入下一次轉(zhuǎn)換。直到采集的數(shù)據(jù)超出某一上下限，ADC模塊中的比較器產(chǎn)生一信號(hào)使單片機(jī)外部中斷，進(jìn)而轉(zhuǎn)入中斷數(shù)據(jù)處理。其后單片機(jī)將讀取存儲(chǔ)在鎖存器中的地址信號(hào)，并將其存儲(chǔ)；同時(shí)由此地址讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的超出上下限的數(shù)據(jù)。單片機(jī)定時(shí)取數(shù)時(shí)，先將INT0（P3．2）置高，此時(shí)地址產(chǎn)生器的累加由單片機(jī)控制（通過T0口，即P3．4）。單片機(jī)控制計(jì)數(shù)器重新計(jì)數(shù)并產(chǎn)生地址數(shù)據(jù)，產(chǎn)生的地址送到單片機(jī)P0口，并由此地址讀取存儲(chǔ)器中相應(yīng)地址的數(shù)據(jù)，最后通過RS232口傳送到PC或其它外設(shè)。
圖2
2 ispLSI2032 的結(jié)構(gòu)原理
2．1 ispLSI2032的主要結(jié)構(gòu)
ispLSI2032的結(jié)構(gòu)主要包括全局布線區(qū)、萬能邏輯模塊、輸出布線區(qū)、輸入總線和巨塊五個(gè)部分。其中全局布線區(qū)（Global Routing Pool）位于芯片中央,它將所有片內(nèi)邏輯聯(lián)系在一起,其輸入輸出之間的延遲是恒定和可預(yù)知的。GRP在延時(shí)恒定并且可預(yù)知的前提下，提供了完善的片內(nèi)互連性能。這種獨(dú)特的互連性保證了芯片的高性能，從而可容易地實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的設(shè)計(jì)。
萬能邏輯模塊是該器件的基本邏輯單元,它由邏輯陣列、乘積項(xiàng)共享陣列、輸出邏輯宏單元和控制邏輯組成。當(dāng)乘積項(xiàng)共享陣列將乘積項(xiàng)分配給或門后,可通過一個(gè)可編程的與／或／異或陣列輸出來控制該單元中的觸發(fā)器,從而使乘積項(xiàng)的共享更加靈活。每個(gè)輸出邏輯宏單元有專用的觸發(fā)器,每個(gè)觸發(fā)器與其它可組態(tài)電路的連接類似GAL的OLMC,也可以被設(shè)置為組合輸出或寄存器輸出。片內(nèi)靈活的時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)可進(jìn)一步加強(qiáng)GLB的能力。每一個(gè)GLB的時(shí)鐘信號(hào)既可選用全局同步時(shí)鐘，也可選用片內(nèi)生成的異步乘積項(xiàng)時(shí)鐘。
輸出布線區(qū)是介于GLB和IOC之間的可編程互連陣列,通過對(duì)該區(qū)的編程可以將任一個(gè)GLB輸出靈活地送到I／O端口的某一個(gè)上，以便在不改變外部管腳排列的情況下，修改片內(nèi)邏輯電路的結(jié)構(gòu)。
輸入輸出單元（Input Output Cell）中的輸入、輸出或雙向信號(hào)與具體的I／O引腳相連接,可以構(gòu)成輸入、輸出、三態(tài)輸出的I／O口。
巨塊是GLB及其對(duì)應(yīng)的ORP、IOC的總稱。Is-pLSI2032中有兩個(gè)巨塊,通常分布在全局布線區(qū)的兩側(cè)。每個(gè)巨塊均包含GLB、I／O口和專用輸入端,其中專用輸入端不經(jīng)鎖存器即可直接輸入。它們均可在軟件分配下供本巨塊內(nèi)的GLB使用。
2．2 ispLSI2032的工作過程
外部信號(hào)一般通過I／O單元引導(dǎo)全局布線區(qū)，全局布線區(qū)主要完成任意I／O端到任意GLB的互連、任意GLB間的互連以及各輸入I／O信號(hào)到輸出布線區(qū)的連接。器件的所有功能均可由一個(gè)GLB或多個(gè)GLB級(jí)聯(lián)完成。在設(shè)計(jì)中，筆者使用的是ispLEVER軟件，它包含有Lattice編譯器、頂層項(xiàng)目管理器、設(shè)計(jì)輸入編輯器等?同時(shí)還包括Lattice門級(jí)功能和實(shí)時(shí)仿真器，因而能夠?qū)υ韴D、VHDL或Abel－HDL語言進(jìn)行仿真?其設(shè)計(jì)流程如圖3所示。
3 ispLSI2032在系統(tǒng)中的應(yīng)用
3．1 硬件選擇
ispLSI器件可分為5大系列，它們的密度、速度以及寄存器數(shù)目各不相同。而ispLSI2032速度高達(dá)154MHz，是同行業(yè)中速度最高的CPLD器件，通過其在系統(tǒng)可編程（ISP）功能可在印刷電路板上對(duì)邏輯器件進(jìn)行編程或改寫。ispLSI2032的內(nèi)部電路總體框圖如圖4所示。
其中LOGIC9是地址發(fā)生電路的邏輯控制部分，COUN11是地址發(fā)生電路部分，GLF2是地址鎖存部分。地址發(fā)生電路與地址鎖存電路是實(shí)現(xiàn)A／D轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的關(guān)鍵部件，它可向存儲(chǔ)器SRAM6264提供寫入操作的順序地址和讀出操作的實(shí)時(shí)地址，同時(shí)可提供地址計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)和兩片數(shù)據(jù)鎖存器的方向控制信號(hào)。
3．1 程序設(shè)計(jì)
在應(yīng)用IspLSI2032進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可采用原理圖和VHDL混合輸入的方法。地址產(chǎn)生電路中COUN11可由兩個(gè)4位同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)構(gòu)成。地址發(fā)生電路的邏輯控制部分LOGIC9、地址鎖存部分的邏輯控制部分和地址鎖存部分GLF2可由VHDL語言來進(jìn)行設(shè)計(jì)，下面給出GLF2的程序設(shè)計(jì)代碼：
library ieee;
use ieee．std_logic_1164．a(chǎn)ll;
entity glf2 is
port(a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7: in std_logic;
b0,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7: in std_logic;
oc1,c,oc2: in std＿logic;
Q0,Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7:out std_logic);
end glf2；
architecture exam of glf2 is
begin
process（oc1，c，oc2）
begin
if（oc1＝‘0＇ and c＝‘1＇ and oc2＝‘1＇） then
Q0＜＝a0；Q1＜＝a1；Q2＜＝a2；Q3＜＝a3；Q4＜＝a4；Q5＜＝a5；Q6＜＝a6；Q7＜＝a7；
elsif（oc1＝‘1＇ and c＝‘1＇ and oc2＝‘0＇） then
Q0＜＝b0；Q1＜＝b1；Q2＜＝b2；Q3＜＝b3；Q4＜＝b4；Q5＜＝b5；Q6＜＝b6；Q7＜＝b7；
end if；
end process；
end exam；
圖4
