基于計算機技術(shù)的無線控制系統(tǒng)設計及引力波的實驗探測給我們的啟示

PAGE2-基于計算機技術(shù)的無線控制系統(tǒng)學院：物理學院電子科學與工程學院引言無線遙控技術(shù)的出現(xiàn)，不僅大大提高了勞動生產(chǎn)率，降低了成本，而且減輕了人們的勞動強度，改善了勞動條件。而微機技術(shù)的出現(xiàn)，則使現(xiàn)代科學研究得到了質(zhì)的飛躍，給現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域帶來了一次新的革命，給人類生活帶來了根本的改變。而兩者的有機結(jié)合，將給人們的日常生活帶來很大的方便。目前的遙控開關(guān)都是基于遙控器的，而基于計算機技術(shù)的無線遙控開關(guān)實現(xiàn)電腦程序控制，較傳統(tǒng)的遙控器增添了靈活性，多面性和智能性。本設計共七路開關(guān)量，可以單獨控制，可以為不同的功能編寫不同的應用程序，以實現(xiàn)以不同的功能。工作電壓12V，工作頻段300MHz，可以控制高電壓、大電流的設備的開關(guān)，可以自動檢測電壓和電流，以防過壓和短路?？梢詫崿F(xiàn)以下幾種功能：電器控制系統(tǒng)、窗簾控制系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)、場景控制系統(tǒng)、定時控制系統(tǒng)。 當前許多家用電器都有其專用的遙控器，來控制其各項功能，這曾經(jīng)給我們帶來了許多方便。但是當家里有許多這樣的電器時，各式各樣的遙控器會使也會帶來麻煩。這是因為，每種遙控器只針對一種產(chǎn)品，無法與別的進行擴展，而且沒有一個公有的平臺來實現(xiàn)對這些對所有的電器進行控制。我們的這個作品就是要制作這樣的一個平臺：遠程集中地實現(xiàn)對多路電器開關(guān)的獨立控制，由于是針對強電電路，作品還需要具有過壓保護和各路的過流保護。方案選擇第一節(jié)：待選方案方案一：這是目前比較常用的方法，其功能框圖如下：遙控器發(fā)送控制信號遙控器發(fā)送控制信號接收遙控器信號單片機處理信號信息產(chǎn)生控制量控制電路開關(guān)電流過大，保險絲熔斷利用紅外或無線遙控器發(fā)送控制信息，通過單片機處理接收到的信息，發(fā)出控制信號來實現(xiàn)對多路電器開關(guān)的控制。通過保險絲來實現(xiàn)過壓過流的保護，保險絲熔斷，電路實現(xiàn)被動斷開。這種方案，應用起來比較簡單，一個遙控器就可以控制多個用電器的開關(guān)，并且使用熔絲對電路進行過壓過流保護的方法方便而常用。計算機上位機無線發(fā)射無線接收計算機上位機無線發(fā)射無線接收下位機通過繼電器控制各路開關(guān)電壓電流檢測串口路圖1.2方案二功能框圖這種方法的特點在于：利用計算機可以靈活地制作交互界面，依據(jù)具體情況設計解決方案。通過檢測電路監(jiān)視用電線路的電壓，電流情況，當過壓或過流時，主動地用單片機來控制繼電器斷開電路。第二節(jié)：方案確定在實現(xiàn)多路控制方面，兩個方案都可以實現(xiàn)，但是第一種遙控器方案編碼已經(jīng)固定，當增減用電器時電路就需要更改，不利于擴展。使用電腦控制，有更大的靈活性，隨著電腦的普及，這種方法也變得非常方便，其靈活性也不比遙控器差。對于過壓，過流保護，方案一是一種被動的方法，燒斷保險絲才使電路斷開，每次需要恢復電路時，都需要更換保險絲。而方案二是主動地監(jiān)測電流，電壓信息，當發(fā)現(xiàn)超過一定限度時，主動地關(guān)閉繼電器，電路上不會有任何損傷，當需要再次打開該路時，只需重新通過電腦發(fā)送信息就行。通過比較可以看出：在實現(xiàn)我們對作品的要求基礎(chǔ)上，方案二更靈活，更方便。因而在作品中選擇了第二種方案。第三節(jié)：方案論證中央控制系統(tǒng)功能用戶輸入命令中央控制系統(tǒng)功能用戶輸入命令定時發(fā)送控制命令按用戶設定順序，發(fā)送開啟或關(guān)閉命令圖1.3電腦控制系統(tǒng)功能框圖根據(jù)通訊協(xié)議，將命令轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)包，經(jīng)無線模塊發(fā)出根據(jù)通訊協(xié)議，將命令轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)包，經(jīng)無線模塊發(fā)出開始接到命令？NY圖1.4上位機工作流程圖：完成與電腦和下位機的通信圖1.4上位機工作流程圖：完成與電腦和下位機的通信根據(jù)通訊協(xié)議，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)化為命令根據(jù)通訊協(xié)議，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)化為命令開始接到數(shù)據(jù)包？控制繼電器工作電壓，電流過載？N控制繼電器，切斷相應過載電路 NNYY圖1.5下位機工作流程圖：圖1.5下位機工作流程圖：完成與上位機的通信，控制高壓大電流電路工作，實現(xiàn)電壓、電流過載保護第二章：總體設計在電腦上制作一個人機交互界面，集中控制各路的開關(guān)，及定時。交互界面要有對各路的開關(guān)和定時操作的按鈕，和其他一些方便實際應用的功能。電腦通過串口實現(xiàn)與上位機的通信，把用戶輸入的信息傳送到電腦旁邊的下位機。上位機接受到控制信息之后，需要對信息進行編碼。這是由于無線模塊發(fā)送的信息量有限，要實現(xiàn)對多路的獨立控制，必須按一定的規(guī)則進行編碼。無線發(fā)送模塊將編碼后的信息發(fā)送出去。被控制部分接收到信息之后，傳到下位機，下位機進行解碼，知道要將那個繼電器打開或關(guān)閉，然后使相應的引腳電平發(fā)生改變，通過驅(qū)動三極管來實現(xiàn)對各繼電器開關(guān)的控制，從而實現(xiàn)了對電路通斷的控制。對各路電流的檢測使用如下的方法：使用電流互感器采集電流信息，通過運放負反饋電路將電流量轉(zhuǎn)化為電壓量。然后使用AD轉(zhuǎn)換將電壓信息量化，判斷是否超過規(guī)定的正常范圍。如果某一路電流過大，則會通過上述過程檢測到，這時下位機將會控制相應的繼電器關(guān)閉該路。檢測輸入的220V電壓是否超過規(guī)定范圍的方法如下：由于在電路中使用了220V到±12V變壓器，可以通過檢測副線圈的電壓，來判斷輸入的220V是否超過規(guī)定范圍。一旦過壓，下位機則會將所有的繼電器關(guān)閉。由于上位機僅實現(xiàn)與電腦的串口通信，和對發(fā)送信息的控制，需要的引腳數(shù)比較少，所以上位機使用28引腳的ATMEGA8，工作頻率為4MHz，串口波特率為2400。下位機所要控制的量比較多，需要接收無線信號，發(fā)出對繼電器的控制信號，還需要完成各路的電流檢測，所以使用了ATMEGA16。這款單片機還有八路的AD轉(zhuǎn)換功能恰好可以實現(xiàn)電壓量的量化，不需要增加別的外圍AD轉(zhuǎn)換元件。整個控制過程，所需要的模塊，以及各個模塊之間的關(guān)系，如下面的框圖所示：人機交互界面人機交互界面獲取用戶信息上位機ATMEGA8與PC通信，編碼串口無線發(fā)送模塊無線接收模塊無線模塊上位機ATMEGA16對接收到的信息解碼控制繼電器開關(guān)檢測電流(壓)7路繼電器控制各路開關(guān)電流量-電壓量轉(zhuǎn)換模塊電壓檢測模塊圖2.1 各模塊關(guān)系框圖電腦上機位電路下位機電路部分過壓，過流檢測模塊第三章：單元電路設計第一節(jié)：人機交互及串口通信電腦上的人機交互部分需要反映每個用電器的使用情況，還有對每個用電器的操作按鈕。基本操作有“打開”，“關(guān)閉”，“定時”，我們增加的操作有“群開機”，“群關(guān)機”，可以對所有的開關(guān)按給定順序依次打開和關(guān)閉。按鈕和串口程序相連接，按下開關(guān)，相應的信息就被用串口發(fā)送出去。串口使用的波特率為2400。并沒有使用過高的波特率是由于：發(fā)送的信息量比較小，對實時性要求并不高，較低的波特率可以使通信更穩(wěn)定，制約整個系統(tǒng)的瓶頸在于無線模塊的傳輸速率，使用太高的波特率也不會明顯地提高系統(tǒng)的實時性。 人機交互界面如下：圖3.1 人機交互界面圖3.1 人機交互界面 實現(xiàn)串口通信的電路圖如下：圖3.2 串口通信電路圖3.2 串口通信電路MAX232實現(xiàn)電平的轉(zhuǎn)化，TTL電平與RS—232電平相互轉(zhuǎn)換。是一個常用的串口通信元件。這樣，電腦界面上用戶輸入的信息就被傳輸?shù)缴衔粰C上了。第二節(jié)：無線信號收發(fā)模塊此模塊硬件上使用了一個工業(yè)上通用的技術(shù)比較成熟的無線遙控器。由于模塊發(fā)送部分工作電壓為12V，上位機引腳的輸出的5V電平無法直接驅(qū)動，使其工作，因而在上位機與無線發(fā)送模塊之間加了一個多路模擬開關(guān)（CD4051），實現(xiàn)用單片機電平控制12V電路的開關(guān)。其電路圖如下：圖3.3 上位機控制無線發(fā)送模塊電路圖 圖3.3 上位機控制無線發(fā)送模塊電路圖發(fā)送模塊本身可以傳送12路信息。由于使用了CD4051，限制了最大發(fā)送信息量。另外作品要實現(xiàn)7路的開關(guān)，每個開關(guān)有兩種狀態(tài)信息，所以要傳輸?shù)男畔⒖偭坑?×2=14種，于是需要對要傳輸?shù)男畔⑦M行編碼。另外，使用的模塊本身沒有定義通信協(xié)議，所以我們需要定義通信協(xié)議和在上位機種完成編碼，下位機按照協(xié)議解碼和校驗。我們定義的通信協(xié)議如下：數(shù)據(jù)頭(8位)數(shù)據(jù)頭(8位)數(shù)據(jù)體開關(guān)號開關(guān)狀態(tài)結(jié)束位(8bit)一個數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)包(一)數(shù)據(jù)包(二)數(shù)據(jù)包(三)三個相同的數(shù)據(jù)包,構(gòu)成一個數(shù)據(jù)體發(fā)送以數(shù)據(jù)體為單位,三個數(shù)據(jù)包供下位機校驗圖3.4 通信協(xié)議示意框圖通過以上步驟，下位機ATMEGA16就可以接收到并理解所發(fā)送的信息。利用通信協(xié)議可以使無線模塊工作更穩(wěn)定，具有更好的容錯能力。第三節(jié)：開關(guān)控制模塊下位機的一個重要的作用是要控制7路220V目標電路的打開和關(guān)閉。通過弱電來控制強電，有以下幾中可選方案：方案一、使用固態(tài)繼電器。固態(tài)繼電器具有響應速度快、無觸點，但是固態(tài)繼電器有漏電流、容量小和價格昂貴等缺點。方案二、使用可控硅?？煽毓杈哂幸子诳刂?、無觸點的優(yōu)點，但價格昂貴、不易于購買，且局限性比較大。方案三、電磁繼電器。它通過線圈產(chǎn)生磁場，吸引觸點彈片，實現(xiàn)開關(guān)動作。當沒有電流流過線圈時觸點自動放開，電路被關(guān)閉。這種繼電器價格低廉、易于購買，容量大、且易于控制。我們在作品中使用方案三中的電磁繼電器作為開關(guān)控制模塊的核心元件。要實現(xiàn)下位機對它的控制，首先要解決的問題就是驅(qū)動和隔離。我們不能直接用單片機的某個引腳去連接繼電器控制端，一是單片機引腳驅(qū)動能力有限，二是當電路斷開的時候，繼電器線圈會把單片機引腳電壓拉高到+12V，超出引腳所能承受的電壓范圍，會燒壞單片機。在實現(xiàn)該單元電路時，我們在引腳接了個三級管（9013）來實現(xiàn)驅(qū)動和隔離。另外由于電磁繼電器是感性器件，在斷開瞬間，會產(chǎn)生很大的反向電壓，這一尖峰電壓會損壞其他電路，尤其是脆弱的單片機；所以我們在繼電器線圈兩端接了一個二極管，來吸收反向尖峰電壓，保護了電路，降低了噪聲。設計的單元電路圖如下：圖3.5 下位機控制繼電器開關(guān)單元電路圖3.5 下位機控制繼電器開關(guān)單元電路圖中控制端接的是下位機某個輸出引腳。繼電器的+12V電壓由220V—±12V的變壓器提供。圖中顯示了所使用的繼電器內(nèi)部為雙刀開關(guān)，這樣可以把零線，火線都斷開，不會產(chǎn)生用電危險。第四節(jié)：過壓過流保護模塊過壓過流保護是一個非常重要的模塊，通過它確保用電器工作在正常的電壓電流范圍內(nèi)，不致出現(xiàn)燒毀用電器的危險。如何來檢測電路的電流信息，我們有兩種被選方案：方案一、電阻分壓。探測端直接與高電壓大電流端相接觸，如果可以精確地知道分壓電阻的阻值，依據(jù)歐姆定律可以很精確地知道流過的電流大小，但是這樣容易產(chǎn)生漏電，并且電阻消耗功率較大，噪聲難于控制。方案二、電流互感器。它通過互感線圈的電流關(guān)系，把高電壓大電流轉(zhuǎn)化成電壓參考點懸浮的電流量。這種方法測量范圍寬，測量端與探測端完全隔離，不會引入噪聲；所以在作品中我們采取此種方案。電流互感器的原理在下圖中描繪的很清楚：圖中標出了原線圈與副線圈的匝數(shù)比為1：100，則采集到的電流I1與目標電路電流I2比例關(guān)系為 （公式3.1）用電電路中的電流在10A以內(nèi)，于是可得采集到的電流范圍在0.1A以內(nèi)。圖3.6 電流采集,及轉(zhuǎn)化電路電流——電壓轉(zhuǎn)換過程也在圖3.5中畫出來了：使用運算放大器LM358組成一個負反饋回路，這樣可以保證放大器2，3兩腳的電壓相等，3腳的電壓是由一個基準電壓源給出，準確而穩(wěn)定，可以作為參照電壓。另外使用2.5的參考電壓還有一個目的：由于電流I2是交流電，有負電流部分，會使輸出有負電壓，會燒壞單片機，將I2拉高2.5V以后就不會出現(xiàn)這個問題。由于放大器工作在線性區(qū)，電流I2全部電阻R，從而各個參量有如下關(guān)系：圖3.6 電流采集,及轉(zhuǎn)化電路 （公式3.2）就可以直接由下位機ATMEGA16內(nèi)置的AD轉(zhuǎn)換器來測量。當?shù)姆逯颠_到4.9V時，就說明I1已經(jīng)達到10A的峰值電流，這是單片機將控制該路的繼電器斷開電路。以上便是過流保護過程。電路中使用的兩個三級管是為了解決LM358輸出電流小的缺點，通過電流放大作用保證I2可以達到正常探測電流范圍。電壓的探測過程相對要簡單一些：直接在變壓器輸出的12V與地之間接分壓電阻，用下位機的AD轉(zhuǎn)換器檢測其變化，確定其是否超過規(guī)定，其原理與前面的類似，不再累述。第五節(jié)：電源模塊由于在下位機部分需要的電源有LM358所需要的±12V電壓，繼電器的+12V電壓，單片機+5V電壓，以及作為電流檢測使用到的2.5V參考電壓。所以將電源模塊單獨拿出來描述?？偟碾娫从勺儔浩魈峁?jīng)過整流橋，濾波電容，使用78，79系列三端穩(wěn)壓器得到穩(wěn)定的±12V電壓和+5V電壓。電路圖如下：圖3.7 接收部分電源模塊圖3.7 接收部分電源模塊2.5V基準電壓源電路所使用的核心元件是TL431精密可調(diào)穩(wěn)壓器。使用的三極管8050擴大輸出電流，9012擴大吸收電流其電路圖如圖3.8圖3.8 2.5V基準電壓源電路圖3.8 2.5V基準電壓源電路第四章：單元電路測試人機交互，串口通信，無線信號收發(fā)模塊，開關(guān)控制模塊可以一起進行檢測：在電腦上，試驗各個路的“打開”，“關(guān)閉”，“定時”，“群打開”，“群關(guān)閉”操作，在接收電路板上的繼電器會做出相應的動作，實現(xiàn)了對電路的控制。電流檢測模塊的測試：測試時使用THDM-1型數(shù)電模電實驗箱提供4V，6V，10V的交流電源，測量交流電流使用的是DT-9208型3又1/2位萬用表，使用GOS-620型示波器監(jiān)視輸出電壓得到的三組試驗數(shù)據(jù)如下：表4.1 電流檢測模塊測試數(shù)據(jù)從表中可以看出：實際測得電壓數(shù)據(jù)于通過公式3.2計算得到的結(jié)果相差很小，再加上萬用表和電阻的誤差，標中所出現(xiàn)的誤差在允許范圍內(nèi)，可以接受?；鶞孰妷簻y量：使用DT-9208型3又1/2位萬用表測得如下數(shù)據(jù)。輸出電壓：2.49V電壓測試模塊數(shù)據(jù)：使用DT-9208型3又1/2位萬用表測得如下數(shù)據(jù)。輸入電壓：219V 輸出電壓：1.60V說明輸出電壓值在單片機可探測的范圍內(nèi)，并且可以根據(jù)此電壓值做出相應的響應，電壓測量模塊工作正常，可以實現(xiàn)過壓保護。第五章：整體測試將下位機所在電路板加上220V電壓，測試無線遙控開關(guān)的功能，所有路的開關(guān)，定時功能都能正常工作。經(jīng)過多次試驗發(fā)現(xiàn)仍然有小概率的出錯事件。這是由于空間電磁噪聲，導致接收不到正確的數(shù)據(jù)。已經(jīng)基本滿足了設計要求.第六章：結(jié)論針對無線控制過程中出現(xiàn)的誤碼現(xiàn)象，我們認為，在電路方面還可以作如下改進：使用協(xié)議更完善的數(shù)字傳輸模塊。主要是為了能夠給發(fā)送方提供反饋，讓其能夠判斷接受到的數(shù)據(jù)是否正確?，F(xiàn)在的作品還只能通過電腦控制對象電路的開關(guān)，無法從下位機那里獲取各用電電路的狀態(tài)信息，如果可以做到雙向通信，就可以解決上述問題，實現(xiàn)在電腦上對各用電電路的監(jiān)視。參考文獻[1]陳冬云.單片機原理與開發(fā)指導.北京：機械工業(yè)出版社，2021.[2]雙龍電子.ICCAVRC編譯器的使用.廣州：雙龍電子，2021.[3]趙文博.新型常用集成電路速查手冊.北京：人民郵電出版社，2021[4]ATMEL.具有16KB系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash的8位微控制器ATmega16/ATmega16L[5]ATMEL.具有8KB系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash的8位微控制器ATmega8/ATmega8L

引力波的實驗探測給我們的啟示摘要：引力理論的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)百年，從牛頓到愛因斯坦，從萬有引力定律到廣義相對論。在這過程中，科學家們引力波的預言質(zhì)疑不休、爭論不止。而引力波的實驗探測無疑證明了一切。引力波的發(fā)現(xiàn)，彌補了愛因斯坦的廣義相對論的漏洞，也確定了他的理論的正確。這是人類史上出現(xiàn)的又一契機，它將為人類社會帶來重大變革?！捌莆濉笔侵袊鴤鹘y(tǒng)迎財神的日子。2016年的這一天，卻一個讓全世界物理學界沸騰的日子，甚至許多的物理學家為之痛哭流涕——被預言已經(jīng)百年的引力波，終于被探測到了。引力是什么？在今天人們所知道的物質(zhì)的四種基本相互作用中，引力作用為最弱。四種相互作用按作用強度比例順序是：強相互作用(1),電磁相互作用(10),弱相互作用(10),引力相互作用(10)。因此，在研究基本粒子的運動時，引力一般略去不計。但在天文學領(lǐng)域內(nèi)，由于涉及的對象的質(zhì)量極其巨大，引力就成為不僅支配著天體的運動，而且往往是天體的結(jié)構(gòu)和演化的決定因素。引力并不是一種所謂的“力”，而是一種屬性。牛頓在1687年出版的《自然哲學的數(shù)學原理》一書中首次提出萬有引力定律，基于此，他結(jié)識了彗星的運動軌道和地球上的潮汐現(xiàn)象，并根據(jù)萬有引力定律成功地預言并發(fā)現(xiàn)了海王星。萬有引力定律出現(xiàn)后，才正式把研究天體的運動建立在力學理論的基礎(chǔ)上，從而創(chuàng)立了天體力學。簡單的說，質(zhì)量越大的東西產(chǎn)生的引力越大，地球的質(zhì)量產(chǎn)生的引力足夠把地球上的東西全部抓牢。1905年，愛因斯坦提出狹義相對論，突破了絕對時間和絕對空間的概念，否定了瞬時超距作用，從根本上動搖了建立在這些舊觀念基礎(chǔ)上的牛頓引力理論。經(jīng)過十年的探索后，愛因斯坦于1915年提出了迄今為止最成功的近代引力理論——廣義相對論。廣義相對論中，引力被歸咎于時空的彎曲。這種彎曲是由物質(zhì)造成的，物質(zhì)的質(zhì)量越大，所形成的扭曲也就越嚴重。但是這種彎曲，對于人類來說根本感知不到，一是因為人類伴隨這種彎曲一起彎曲了，而是由于這種彎曲太微小。大質(zhì)量物體發(fā)生的扭曲引起了震動，而這種震動，就是引力波?？茖W家們通過探測這種時空震蕩，來證實引力波的存在。早在1916年，愛因斯坦在廣義相對論中就預言了引力波的存在。而科學家們普遍認為，這次LIGO這一發(fā)現(xiàn)是愛因斯坦相對論實驗驗證中最后一塊缺失的“拼圖”，證實了愛因斯坦廣義相對論的正確性，彌補了愛因斯坦的廣義相對論的漏洞，驗證了已故科學家愛因斯坦的預言。探測的儀器叫做邁克爾遜干涉儀，或是LIGO。LIGO的“兩條腿”都有4千米長，最近的一次升級就花去了幾十億美元。LIGO的原理是什么？簡單來說是利用光速不變，在同樣的直線路程里測試耗時，而通過時間的偏差（盡最大可能排除誤差，也是耗資巨大的原因）來判定空間確實存在震動。這樣的實驗設置基于愛因斯坦的假設：光速不變，是因為以光的視角看，它沿途經(jīng)過的空間發(fā)生了折疊伸縮?？赡艿囊Σㄌ綔y源包括致密雙星系統(tǒng)（白矮星，中子星和黑洞）。在2016年2月11日，LIGO科學合作組織和Virgo合作團隊宣布他們已經(jīng)利用高級LIGO探測器，首次探測到了來自于雙黑洞合并的引力波信號。在過去的數(shù)十年里，許多物理學家和天文學家為證明引力波的存在進行了大量研究。其中，泰勒和赫爾斯由于第一次得到引力波存在的間接證據(jù)榮獲1993年諾貝爾物理學獎。到目前為止，類似的雙中子星系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了近十個，但是雙黑洞系統(tǒng)卻是首次。在實驗方面，第一個對直接探測引力波作偉大嘗試的人是韋伯。雖然他的共振棒探測器最后沒能找到引力波，但是韋伯開創(chuàng)了引力波實驗科學的先河，為如今的碩果打下了基礎(chǔ)。因為在地面上很容易受到干擾，所以物理學家們也在向太空進軍。歐洲的空間引力波項目eLISA（演化激光干涉空間天線）。eLISA將由三個相同的探測器構(gòu)成為一個邊長為五百萬公里的等邊三角形，同樣使用激光干涉法來探測引力波。此項目已經(jīng)歐洲空間局通過批準，正式立項，目前處于設計階段，計劃于2034年發(fā)射運行。作為先導項目，兩顆測試衛(wèi)星已經(jīng)于2015年12月3日發(fā)射成功，目前正在調(diào)試之中。中國的科研人員，在積極參與目前的國際合作之外之外，也在籌建自己的引力波探測項目。引力波的實驗探測引起了世界范圍的轟動，這些探測極其不易，宇宙中發(fā)生爆炸性的大事件時產(chǎn)生的引力波，才相對容易探測到，例如黑洞合并、星系合并、超新星爆炸等。100年前，愛因斯坦在預言引力波存在時就曾說：“這些數(shù)值是如此微小，她們不會對任何的東西產(chǎn)生顯著的作用，沒人能夠去測量它們?！辈桃环蚪o出解釋：“時間發(fā)生得越早，距離越遠，越會在宇宙中傳播期間被紅移。紅移指的是由于宇宙本身的膨脹將所有的波動的波長拉直拉平，這樣其波動性就難以被探測到。例如，這次LIGO探測到的引力波，是13億年以前兩個大約30個太陽質(zhì)量的黑洞并合所產(chǎn)生的引力波，振幅之小，是在原子核尺寸的千分之一的尺度。能探測到真的是非常不容易，LIGO實驗組的科學家們也是在幾十年里經(jīng)歷多次挫折，不斷調(diào)整方案，改進儀器，才最終探測到的?！彼运某晒μ綔y也標志著在這個領(lǐng)域人類的技術(shù)進步到了前所未有的水平。而它所具有的里程碑意義不止在科學情感上，更在于能夠打開人類的一個新的世界——每個人都對它滿懷期待。如果電磁波探測是人類的眼睛，那么人類又多了一雙聆聽外界的耳朵。馬克斯·普朗克引力物理研究所說：“在《星際穿越》和《三體》中，都不約而同地將引力波選為了未來科技發(fā)達的人類的通訊手段，這也許只能是美好的幻想，但對于天文研究而言，引力波的確開啟了一扇新的窗口。吹進來的第一縷清風，就帶來了一個重大的信息：極重的恒星級雙黑洞系統(tǒng)存在并可以在足夠短的時間（10億年）內(nèi)并合。這是讓我們始料未及的。誰能知道在將來的更多的探測中，LIGO和一眾引力波探測器能帶給我們什么樣的驚喜呢？”引力波有兩個非常重要而且比較獨特的性質(zhì)。第一：不需要任何的物質(zhì)存在于引力波源周圍。這時就不會有電磁輻射產(chǎn)生。第二：引力波能夠幾乎不受阻擋的穿過行進途中的天體。比如，來自于遙遠恒星的光會被星際介質(zhì)所遮擋，引力波能夠不受阻礙的穿過。對于天文學家來說，這兩個特征允許引力波攜帶有更多的之前從未被觀測過的天文現(xiàn)象信息，而每一個電磁波譜的打開，都會為我們帶來前所未有的發(fā)現(xiàn)。天文學家們同樣期望引力波也是如此。而引力波本身的性質(zhì)也可能對基礎(chǔ)物理學產(chǎn)生巨大的影響。另外，引力波蘊含的，很可能是宇宙誕生的畫面。我們從小都被告知一個最著名的猜想——宇宙是在一場爆炸中誕生的。這意味著，在時空的開始，宇宙又一次最為劇烈的震動。引力波就能讓我們還原這個震動——它是否存在？有多大規(guī)模？不僅如此，引力波還能傳遞信息——我們看不到的宇宙空間在發(fā)生什么？據(jù)科學家解釋，這次的引力波就是在遙遠的距離上巨大的黑洞變化引起的。而這一結(jié)果也證明了黑洞真實存在——至少是廣義相對論預測的由純凈、真空、扭曲時空組成的完美圓形物體。并且，引力波傳遞的信息可以讓科學家更精確地估計宇宙膨脹的速度?？偠灾粋€新的重大科學發(fā)現(xiàn)，總會給人類社會帶來無法預估的發(fā)展。18世紀面熟電磁波的麥克斯韋理論確認的時候，也沒人知道會給人類帶來什么，但是現(xiàn)在不管是電視機還是移動電話，都與電磁現(xiàn)象有關(guān)。引力波的發(fā)現(xiàn)類似當年的發(fā)現(xiàn)X光一樣，是一種工具。有了這個工具，我們可以利用引力波的觀察，去觀察遙遠的宇宙的現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)、時空穿梭等等才是有可能實現(xiàn)的事情。如果沒有引力波，以我們現(xiàn)有的技術(shù)是做不到這些科幻世界才有的事情的。“既然引力波是存在的，基于引力波的科研思路可信性就大大提高了。就好像走一條未知的路，走到半路，有人懷疑不對，結(jié)果證實是對的，那么就可以加快步伐了?！碧K萌說。世界各國都加大了探測研究引力波的力度，我國也緊跟探索引力波的步伐?！疤烨儆媱潯眳⑴c者、中山大學天文與空間科學研究院院長李淼教授介紹，“天琴計劃”是我國自主開展空間引力波探測的可行方案，發(fā)射三顆衛(wèi)星探測引力波，該計劃預期執(zhí)行期為2016~2035年，分四階段實施。項目還將挖山洞，建觀測站以及建設綜合研究大樓。預計擬投三億啟動。天琴計劃預期執(zhí)行期為2016-2035年，分四階段實施：（1）2016-2020年：完成月球/深空衛(wèi)星激光測距、空間等效原理檢驗實驗和下一代重力衛(wèi)星實驗所需關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。主要研發(fā)成果包括：新一代月球激光測距反射器、月球激光測距臺站、高精度加速度計、無拖曳控制（包含微推進器）、高精度星載激光干涉儀、星間激光測距技術(shù)等；（2）2021-2025年：完成空間等效原理檢驗實驗和下一代重力衛(wèi)星實驗工程樣機，并成功發(fā)射下一代重力衛(wèi)星和空間等效原理實驗衛(wèi)星。主要研發(fā)成果包含：超靜衛(wèi)星平臺、高精度大型激光陀螺儀以及進一步提高加速度計、無拖曳控制、高精度星載激光干涉儀、星間激光測距等技術(shù)；（3）2026-2030年：完成空間引力波探測關(guān)鍵技術(shù)，完成衛(wèi)星載荷工程樣機；（4）2031-2035年：進行衛(wèi)星系統(tǒng)整機聯(lián)調(diào)測試、系統(tǒng)組裝，發(fā)射空間引力波探測衛(wèi)星。李淼介紹，“天琴計劃”的出發(fā)點是切實根據(jù)我國的技術(shù)能力實際和未來幾十年的發(fā)展前景，提出我國自主開展空間引力波探測的可行方案。在目前討論的初步概念中，天琴將采用三顆全同的衛(wèi)星構(gòu)成一個等邊三角形陣列，每顆衛(wèi)星內(nèi)部都包含一個或兩個極其小心懸浮起來的檢驗質(zhì)量。衛(wèi)星上將安裝推力可以精細調(diào)節(jié)的微牛級推進器，實時調(diào)節(jié)衛(wèi)星的運動姿態(tài)，使得檢驗質(zhì)量始終保持與周圍的保護容器互不接觸的狀態(tài)。這樣檢驗質(zhì)量將只在引力的作用下運動，而來自太陽風或太陽光壓等細微的非引力擾動將被衛(wèi)星外殼屏蔽掉。高精度的激光干涉測距技術(shù)將被用來記錄由引力波引起的、不同衛(wèi)星上檢驗質(zhì)量之間的細微距離變化，從而獲得有關(guān)引力波的信息。“天琴”的衛(wèi)星將在以地球為中心、高度約10萬公里的軌道上運行，針對確定的引力波源進行探測。這樣的選擇能夠避免測到引力波信號卻無法確定引力波源的問題。中國科學院也于2016年2月16日公布了空間引力波探測與研究的“空間太極計劃”。按照這一計劃，我國將在2030年前后發(fā)射由位于等邊三角形頂端三顆衛(wèi)星組成的引力波探測星組，用激光干涉方法進行中低頻波段引力波的直接探測。主要科學目標是觀測雙黑洞并合和極大質(zhì)量比天體并合時產(chǎn)生的引力波輻射，以及其他的宇宙引力波輻射過程。中科院力學研究所胡文瑞院士表示，“我國目前的技術(shù)能力與國際先進水平還有一定的差距，這種差距可以通過良好的國際合作得到一定的彌補。”胡文瑞說，“空間太極計劃”是一個中歐合作的國際合作計劃，目前有兩個方案：方案一是參加歐洲空間局的eLISA雙邊合作計劃；方案二是發(fā)射一組中國的引力波探測衛(wèi)星組，與2035年左右發(fā)射的eLISA衛(wèi)星組同時遨游太空，進行低頻引力波探測。據(jù)介紹，空間引力波探測被列入中科院制訂的空間2050年規(guī)劃。2008年由中科院發(fā)起，中科院多個研究所及院外高校科研單位共同參與。引力波的發(fā)現(xiàn)是感人至深的，它印證了一位物理學大師的睿智偉大，為年富力強的物理學家們增添了信心和安慰。在理性上，引力波的發(fā)現(xiàn)更是激動人心的，人類的歷史將會改寫，一切都是未知，未知也許會更加美好。參考文獻：[1].柏格曼著，周奇、郝蘋譯：《相對論引論》，高等教育出版社，北京，1961。(P.G.Bergmann,IntroductiontotheTheoryofRelativity,Butterworths,London,1958.)[2].溫伯格著，鄒振隆譯：《引力和宇宙論》，科學出版社，北京，1979。(S.Weinberg,GravitationandCosmology,JohnWileyandSons,NewYork,1972.)[3].北京:科學出版社,1977.J·韋伯著,陳鳳至,張大衛(wèi).《廣義相對論與引力波》[4].《引力波與引力波探測》李芳昱、張顯洪[5].《引力、引力波和引力波的探測》薛鳳家，《大學物理》[6].《空間時間引力》（美）沃爾德史新奎金麗莉[7].《自然哲學的數(shù)學原理》艾薩克牛頓1687[8].《原理》艾薩克牛頓[9].《論引力波》愛因斯塔1918[10].《廣義相對論》劉遼，趙崢-2004[11].《廣義相對論與現(xiàn)代宇宙學》須重明-南京師范大學出版社-1999[12].《廣義相對論引論》俞允強-北京大學出版社-1987[13].《廣義相對論基礎(chǔ)》趙崢-清華大學出版社-2010[14].《引力波探測》胡恩科-《物理》[15].《引力波、引力波源和引力波探測實驗》唐孟希，李芳昱，趙鵬飛《天文研究與技術(shù)》

公司信息化工作總結(jié)XXX公司成立伊始，公司領(lǐng)導就非常注重信息化建設工作，提出了“3I”管理思想，即制度管理（Institution）、國際質(zhì)量環(huán)境管理（ISO）、信息化管理（Information）。公司逐步建立起信息化工作平臺，為公司蓬勃發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。目前，公司通過加快信息化建設，改進和強化了公司物資流、資金流、人才流及信息流的集成管理，公司的經(jīng)營思想和管理模式帶來了根本性的變革。而信息技術(shù)與公司管理的發(fā)展與融合，又使公司競爭戰(zhàn)略管理不斷創(chuàng)新，提高了企業(yè)的核心競爭力。一、企業(yè)信息化建設對企業(yè)至關(guān)重要信息技術(shù)、信息系統(tǒng)甚至信息作為一種資源，已不再是僅僅支撐企業(yè)戰(zhàn)略，而且還有助于決定企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略。公司在戰(zhàn)略規(guī)劃中把企業(yè)管理信息化建設作為企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的