鑽削裝置結構設計開題報告

⑴ 畢業設計開題報告該怎麼寫

如何寫開題報告

一、 開題報告要講些什麼
1. 題目(題目中不要有字母、符號)
2. 指明研究對象或研究范疇
3. 指明研究內容(對研究對象的什麼進行研究。每一個研究內容都要清楚詳實)。要指明難點和前人尚沒解決的問題。難點、難題是體現水平和前沿性的地方。
4. 研究方法有哪些
5. 要涉及的設備和儀器有哪些。在什麼研究工作中要用到哪個要逐一說明，不要籠統大略。
6. 整個題目所指工作具體實施的技術路線或研究方案。經費和進展如何。

二、 開題報告應注意哪些問題
1. 針對以上6個方面的內容，都要搞清歷史和現狀。如，誰是第一人？誰是有功之人，在什麼上有功？科學難點在哪兒？沒解決的問題是什麼？我能解決什麼？關鍵問題是哪些？
2. 開題報告是科研工作之始，「創新」要貫穿一切。要把注意力放在針對以上6個內容的「改進」、「發展」、「完善」和「填補空白」上。
3. 開題報告的內容在以上6個內容的文字份量要均衡，避免出現講「概論」多，講自己工作安排少的情況。邏輯上要有層次。寫的時候要有承上啟下的提示。
4. 要做好投影片。要反復修改投影片上的內容。編排要美觀大方。要事先確定好每一個投影片投出時，同時要講的話。
5. 「實驗」要講可操作的具體實驗。每個實驗都要同時註明要達到的目的或期望的結果，要指出做一個實驗所需的時間，樣品量、重復量等。
6. 在講到以上6個內容時，要多採用把參考文獻直接寫到投影片上的辦法。參考文獻要用有份量的。
7. 要提供「基本背景讀物」類的專著和書藉。
8. 要多採用科學語言，如圖、表、公式、實物照片、攝象片段、符號(要交代含義)。
9. 要介紹「文獻檢索」的結果。開題報告要有一份文獻調研總結作為附件。
10. 要提供一份「Poster」圖樣。

⑵ 畢業設計的開題報告怎麼寫急！！！

開題報告

一、設計題目
卧式加工中心的機械手升降機構

二、課題研究的目的、意義
在機械工業中，應用機械手的意義可以概括如下：
1）以提高生產過程中的自動化程度
應用機械手有利於實現材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化的程度，從而可以提高勞動生產率和降低生產成本。
2）以改善勞動條件，避免人身事故
在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、雜訊、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的，而應用機械手即可部分或全部代替人安全的完成作業，使勞動條件得以改善。
在一些簡單、重復，特別是較笨重的操作中，以機械手代替人進行工作，可以避免由於操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。
3）可以減輕人力，並便於有節奏的生產
應用機械手代替人進行工作，這是直接減少人力的一個側面，同時由於應用機械手可以連續的工作，這是減少人力的另一個側面。因此，在自動化機床的綜合加工自動線上，目前幾乎都沒有機械手，以減少人力和更准確的控制生產的節拍，便於有節奏的進行工作生產。
綜上所述，有效的應用機械手，是發展機械工業的必然趨勢。

三、國內外現狀和發展趨勢
工業機械手是近幾十年發展起來的一種高科技自動化生產設備。工業機械手的是工業機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優點，尤其體現了人的智能和適應性。機械手作業的准確性和各種環境中完成作業的能力，在國民經濟各領域有著廣闊的發展前景。
機械手是在機械化，自動化生產過程中發展起來的一種新型裝置。在現代生產過程中，機械手被廣泛的運用於自動生產線中，機械人的研製和生產已成為高技術鄰域內，迅速發殿起來的一門新興的技術，它更加促進了機械手的發展，使得機械手能更好地實現與機械化和自動化的有機結合。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，並越來越廣泛地得到了應用
自動換刀裝置是數控加工中心在工件的一次裝夾中實現多道工序加工不可缺少的裝置, 主要由刀庫、機械手和驅動裝置幾部分組成。機械手和驅動裝置是兩個關鍵部分, 根據驅動裝置的不同, 自動換刀裝置可分為凸輪式、液壓式、齒輪式、連桿式及各種機構復合式, 其中以凸輪式用得較多。發達國家數控加工中心的立式自動換刀機械手主要採用凸輪式, 我國加工中心技術起步較晚, 對自動換刀機械手研究較少。進入20 世紀90 年代後, 北京機床研究所、大連組合機床研究所、濟南第一機床廠、青海機床廠以及陝西省的秦川機床廠都對立式自動換刀機械手進行了研究和開發。迄今為止, 我國製造的加工中心配置的自動換刀機械手大多數是進口的。其主要原因: 一是國內生產的換刀機械手質量較差, 成本也不低; 二是進口換刀機械手價格雖然較高, 但在整個加工中心中所佔份額不大。作為加工中心的配套技術, 自動換刀機械手的研究和開發將直接影響到我國自動化生產水平的提高, 從經濟上、技術上考慮都是十分必要的。
立式換刀機械手和卧式換刀機械手已得到廣泛應用20 世紀90 年代以來, 數控加工技術得到迅速的普及和發展, 數控機床在製造業得到了越來越廣泛的應用。帶有自動換刀系統的數控加工中心在現代先進製造業中起著愈來愈重要的作用, 它能縮短產品的製造周期, 提高產品的加工精度, 適合柔性加工。加工中心是數控機床中較為復雜的加工設備, 由於其具有多種加工能力而得到廣泛的應用, 其強大的加工能力和效率得益於其配置的自動換刀裝置(A u2tomat ic Too l Changer)。換刀裝置作為加工中心的重要組成部分, 其主要作用在於減少加工過程中的非切削時間, 提高生產率, 降低生產成本, 進而提升機床乃至整個生產線的生產力。加工中心自動換刀裝置是實現多工序連續加工的重要裝置, 其結構設計及其控制是實現加工中心設計製造的關鍵。加工中心的換刀過程較為復雜, 動作多, 動作間的相互協調關系多, 因而自動換刀系統性能的好壞直接影響加工效率的高低。

四、研究內容及方案擬定
各已知的參數和要求如下：
①機械手裝置的行程：1260mm；
②機械手重：m1=40kg；
③刀具的最大質量：m2=10kg；
④機械手的回轉及裝卸刀具裝置質量：m3=200kg；
⑤換刀時間：t1=3s；
⑥刀具的升降時間：t2=6s。

機械手基本形式的選擇：
常見的工業機械手根據手臂的動作形態,按坐標形式大致可以分為以下4種:
(1)直角坐標型機械手;
(2)圓柱坐標型機械手;
(3)球坐標(極坐標)型機械手;
(4)多關節型機械手。其中圓柱坐標型機械手結構簡單緊湊,定位精度較高,佔地面積小,能夠較容易地實現凸輪軸加工機床的運動要求。
（5）機械手主要由執行機構、驅動機構和控制系統三大部分組成。
（6） 機械手的工藝流程: 機械手原位→機械手前伸→機械手上升→機械手抓取並夾緊→機械手後退→機械手前進（小車）→小車停止→機械手左轉90°→機械手前伸→機械手鬆開→機械手後退（小車）→機械手下降→機械手右轉90°→小車後退→退至原位

控制系統的選擇：1.考慮到機械手的通用性，同時使用點位控制，因此我們採用可編程序控制器(PLC)對機械手進行控制.
2.國際上生產可編程序控制器的廠家很多，如日本三菱公司的F系列PC,德國西門子公司的SIMATIC N5系列PC、日本OMRON(立石)公司的C型、P型PC等。考慮到本機械手的輸入輸出點不多，工作流程較簡單，同時考慮到製造成本，因此在本次設計中選擇了OMRON公司的C28P型可編程序控制器。
3.氣動機械手的工作流程如下：
（1） 當按下機械手啟動按鈕之後，首先立柱右轉電磁閥通電，機械手右轉，至右限位開關動作。
（2） 立柱上升電磁閥通電，立柱上升，至上限位開關動作。
（3） 手臂伸長電磁閥通電，手臂開始伸長，至限位開關動作。
（4） 手腕逆時針轉電磁閥通電，手腕逆時針轉動，至逆時針轉限位開關動作。
（5） 立柱下降電磁閥通電，立柱下降，至下限位開關動作。
（6） 手爪抓緊電磁閥通電，手爪抓緊，至限位開關動作。
（7） 立柱上升電磁閥通電，立柱上升，至上限位開關動作。
（8） 手腕逆時針轉電磁閥通電，手腕逆時針轉動，至逆時針轉限位開關動作。
（9） 手腕收縮電磁閥通電，手腕收縮，至限位開關動作。
（10） 立柱左轉電磁閥通電，機械手左轉，至左限位開關動作。
（11） 手臂伸長電磁閥通電，手臂開始伸長，至限位開關動作。
（12） 手腕逆時針轉電磁閥通電，手腕逆時針轉動，至逆時針轉限位開關動作。
（13） 立柱下降電磁閥通電，立柱下降，至下限位開關動作。
（14） 手爪松開電磁閥通電，手爪松開，至限位開關動作。
（15） 手腕收縮電磁閥通電，手腕收縮，至限位開關動作。完成一次循環，然後重復以上循環動作。
按下停止按鈕或停電時，機械手停止在現行的工步上，重新啟動時，機械手按上一工步繼續工作。

電動機的選擇：
本系統採用110BF 反應式步進電機為執行元件, 其步距角為每步0.75o , 整個控制系統硬體組成如圖：

步進電機是一種將電脈沖信號轉換成直線位移或角位移的執行元件, 廣泛應用於工業控制系統中。其機械角位移和轉速分別與輸入電機繞組的脈沖個數和脈沖頻率成比例, 通過改變電脈沖頻率可在大范圍內進行調速; 同時, 該電機還能快速啟動、制動、反轉和自鎖; 此外, 步進電機易於實現與計算機或其它數字元件介面, 適用於數字控制系統。
步進電機通電相序的方向控制以軟體代替環形脈沖分配器, 實現對相序的直接控制, 各相脈沖輸出由並行口直接控制, 將控制字(步進電機各相通斷電順序) 從內存中讀出, 然後送到單片機並行口中輸出, 從而實現步進電機的正、反轉。使用這種方案不僅簡化了系統的硬體線路, 降低了成本,而且還可以根據控制系統的需要, 靈活地改變步進電機的運行方式。採用三相六拍步進電機, 電機正轉時通電順序為:A - AB- B- BC- C- CA - A; 反轉時的通電順序為:A - AC- C- CB- B- BA - A。此外, 控制進給脈沖的頻率, 改變單片機輸出埠狀態代碼(輸出字) 之間的間隔時間, 即可調整電機的轉速, 實現刀盤的加速-恆速- 減速之間的轉換, 從而縮短換刀時間, 提高換刀效率。

應收集的資料及參考文獻:
⑴金屬切削機床與數控機床 張俊生主編 1994年8月第一版
⑵數控機床的結構與傳動 北京航空學院機械加工教研室編 1977年9月第一版
⑶數字控制技術與數控機床 楊有君主編 1999年10月
⑷實用數控機床技術手冊 1993年8月第一版
⑸現代數控機床結構設計 王愛玲主編 1999年9月
⑹現代數控機床 畢承恩 丁乃建等 1991年12月第一版
⑺試談數控機床加工中心的結構設計 機械製造出版社 1994年1月

五、進度安排
1、2010.3.1～3.14 畢業設計調研，完成科技譯文及開題報告；
(科技譯文不少於3000漢字)
2、2010.3.15～6.6 完成總體設計、零部件設計、控制電路設計等；
（完成4張零號圖，要求CAD出圖；具體落實到每個人內容
有所不同，時間段相同）
3、2010.6.7～6.20 完成設計（論文）說明書
（40～60頁，要求列印）；
4、2010.6.21～6.25 評審、答辯。
（給出成績及評語，注意答辯時間2010年6月15——20日，
請在15日前完成所有任務）
六、參考文獻
1.《機械設計手冊》（1-5卷） 徐灝 主編 機械工業出版社
2．《簡明實用機械手冊》（第二版） 上海市機械工程學會 編機械工業出版社
3.《汽車構造（下冊）》陳家瑞主編 機械工業出版社
4．《機械設計圖冊》 成大先 主編 化學工業出版社
5．《機械設計》（第六版）西北工業大學濮良貴、紀名剛 主編 高等教育出版社
6．《機械製造裝備設計》 馮辛安 主編 機械工業出版社
7．《現代機構手冊》（上、下冊）孟憲源 主編 機械工業出版社
8．《機械設計常用元器件手冊》（上、下冊） 劉仁家等編 機械工業出版社
9．《機床課程設計指導書》吉林工業大學機床教研室 宋在明 陶永蘭 編 1997.2
10.《幾何量公差與檢測》（第三版）甘永立 主編 上海科學技術出版社
11.《新編液壓工程手冊(上,下冊)》 雷天覺 北京理工大學出版社

⑶ 畢業設計開題報告

1.畢業設計開題報告

隨著信息技術迅猛發展，計算機的更新換代越來越快，一些「不起眼」的計算機外設也得到了很好的發展，如現在很熱的光電滑鼠就是一個很好的例子，它的核心是一個光電式感測器，光電式感測器是以光電器件作為轉換元件的感測器，它可以用於檢測能轉換成光電變化的其它非電量，如零件直徑，表面粗糙度，應變力，位移，振動，速度，加速度，以及物體的形狀，工作狀態的識別等，也可用於檢測直接引起光電變化的非電量，如光強，光照度，輻射測溫，氣體成分分析等。光電式感測器具有非接觸響應快，性能可靠等特點（當然用它做成的光電滑鼠也具有這些特點）。

光電感測器是通過把光強度的變化轉換成電信號的變化來實現控制辯培的。光電感測器及其特殊性能再很多場合得到了廣泛的應用。而且應用光電感測器設計出的產品比普通產品更有可靠的靈活性和方便性。所以本可以在研究光電滑鼠工作原理的基礎上討論光電感測器在實際當中的應用很有必要。

2、研究現狀

滑鼠自從誕生到今天，已經有38個年頭了，這38年來，滑鼠無論在性能還是工作原理上都有了許多變化。「mouse」換代發展反映了計算機技術的普及和應用電子技術的突飛猛進。同時也證明了一個結論：原創+科技進步=產品的生命。

曾經獲得計算機界最權威的「圖靈獎」的道格拉斯？恩格爾巴特（DouglasEnglebart）博士於1968年12月9日在IEEE會議上展示了世界上第一個滑鼠。如圖所示：一個木質的小盒子，盒子下面有兩個互相垂直的輪子，每個輪子帶動一個機械變阻器獲得X、Y軸上的位移，在盒子的上面則有一個按鈕開關提供連通信號。滑鼠的這款鼻祖與今天的滑鼠結構大不相同，甚至還需要外置電源給他供電才能正常工作。然而他卻引領了一個科技領域的幾次革命，帶給計算機工作者一次次的歡欣鼓舞。

1983年蘋果公司受到仙童公司STAR計算機的啟發，在當年推出的Iisa電腦上第一次使用了滑鼠作為GUI（Graphicaluserinterface）界面操作工具。這款電腦雖然不成功，但它為轉年推出的Macintosh以及MACOS操作系統提供了經驗，滑鼠的黃金年代來臨了。這個時候的滑鼠還是老式的機械式滑鼠，但是對於最初的產品已經有了新的改良，滑鼠球取代了不靈活的單滾球，單鍵設計被更加靈活的雙鍵/三鍵所取代，可供電的標准RS232串列口設計取代了早期的獨立介面，現代滑鼠的基本結構已經成型。1982年羅技公司發明的世界第一款光機滑鼠，光機結構是滑鼠發展的發明。也就是這個時候現在滑鼠的結構設計基本成熟，光機滑鼠統治了滑鼠市場達2019年之久。

1984年羅技的第一款無線滑鼠研製成功，那時候還依靠紅外虧灶帆線作為信號的載體。雖然說這款產品由於性能方面的諸多問題而告失敗，但是羅技在無線方面的創新也給後來的產品帶來了發展的潛能。

1996年銷雹由微軟發明的滑鼠滾輪是滑鼠發展十分重大的發明，今天滾輪已經成為滑鼠的標配之一。現在流行的滾輪設計一般包括兩種，一是機械式滾輪，也就是用滾輪來帶動一個機械電位器以獲得信息，微軟的很多滑鼠都是採用這種結構。它的優點就是滾動比較精準，但是機械結構存在磨損問題。

2.畢業設計開題報告

一、本課題研究現狀、研究目及意義

1研究現狀：

目前，國內對水果分級裝備的研究起步較晚，商品化的水果品質檢測分級設備比較少；但是，隨著機器視覺技術的發展，有越來越多的學者開始對蘋果、柑橘、黃桃等水果的品質特徵進行研究，並研製了部分水果檢測分級裝備。由於國內相關技術的不成熟，現有的檢測分級裝置檢測研究對象多為蘋果、芒果、獼猴桃、柑橘等小型水果，而目前針對哈密瓜的分級研究基本上處在理論層面，還沒有應用到實際生產中，仍需要進行繼續深入的研究。目前，哈密瓜的市場需求量在逐年增加，因此迫切需要一種針對哈密瓜大小分級的設備及技術解決當前的問題。

2研究目的與意義：

哈密瓜是新疆地區的名優特產，素有「瓜中」的美稱，含糖量高，奇香襲人，不僅香甜可口，而且營養成分十分豐富，被譽為「水果皇後」.然而，目前哈密瓜採摘後的檢測方式主要採用人工分揀方法，效率低下，隨意性大，往往帶有人的主觀因素，造成分選不規范，分選精度低；同時分揀時間長，水果腐爛變質及客戶等待時間較長等問題突出，造成資源和時間的雙重浪費，致使經濟效益下降，最終影響了哈密瓜在市場上的競爭力。因此，對哈密瓜進行自動化分級顯得尤為重要。

本研究針對目前新疆哈密瓜主要依靠人工在田間地頭進行分級的現狀，設計了一種翻轉式哈密瓜分級裝置。

二、本課題研究內容

1總體設計

1.1總體結構

本裝置包括機架、進料口、卸料口、傳送系統、承載水果裝置、控制系統和分級執行裝置。傳送系統包含電動機、同步皮帶、主動鏈輪、從動鏈輪和鏈條輸送帶；控制系統包含對射式激光感測器、感測器支撐架、三菱PLC和PLC支撐架；分級執行裝置包含分級執行裝置支撐架、支撐軸、調速電機、凸輪和棘輪。

1.2工作原理

工作時，電動機帶動傳送系統工作，傳送系統帶動承載水果裝置工作，哈密瓜由進料口進入承載水果裝置。當承載水果裝置通過對射式激光感測器區域時，哈密瓜觸發對射式激光感測器，按照所觸發的對射式激光感測器的對數將哈密瓜分為大、中、小3個等級；對射式激光感測器將信號傳給三菱PLC,通過預先設置好的程序使三菱PLC控制相應的調速電機轉動，調速電機控制凸輪轉動；凸輪通過轉動使相應的水果托盤翻轉，進而使哈密瓜進入相應的卸料口，實現哈密瓜的分級；拉伸彈簧拉動水果托盤回到初始位置，凸輪繼續轉動至初始位置後通過與棘輪作用停止轉動，等待下一次轉動。

2哈密瓜承載裝置設計

2.1材料與方法

本次試驗材料選用品種為「金皇後（欣源蜜6號）」的成熟哈密瓜樣本，樣本個數為100個，產地為新疆兵團農六師103團哈密瓜種植基地。根據當地瓜農的經驗和哈密瓜的全生育期（85~110天左右），在哈密瓜成熟期對此種哈密瓜進行兩批次採收，每次均採收50個，且採收時間間隔不能超過3天，共得到100組有效試驗數據。

2.2水果托盤曲線確定

通過對哈密瓜球度的計算，可以看出「金皇後（欣源蜜6號）」品種哈密瓜形狀規則，接近於球形，因此需要設計一種類球形的水果托盤。選取哈密瓜理論平均縱徑做為橢圓的長軸r1,哈密瓜理論平均橫徑做為橢圓的短軸r2,並選定用於設計水果托盤的曲線。

2.3承載水果裝置設計

承載水果裝置由轉動軸、減震彈簧、水果托盤支撐座、水果托盤緩沖墊、裝置支撐座、拉伸彈簧和水果托盤組成。其中，裝置支撐座與鏈條長銷軸相聯，減震彈簧固定在水果托盤支撐座和裝置支撐座之間；水果托盤通過轉動軸與水果托盤支撐座聯接，其緩沖墊固定在水果托盤支撐座上，拉伸彈簧用於聯接水果托盤和水果托盤支撐座。承載水果裝置是哈密瓜分級裝置中的關鍵部件，該裝置中水果托盤的主要作用是實現哈密瓜承載傳送和翻轉；減震彈簧和水果托盤緩沖墊主要作用是當哈密瓜由進料口傳送至水果托盤時實現減震和緩沖，避免哈密瓜出現損傷；拉伸彈簧的主要作用是當水果托盤翻轉後將水果托盤拉回原位置。

3分級系統設計

3.1分級執行裝置設計

分級執行裝置由凸輪、棘輪、支撐軸和調速電機組成。其中，支撐軸固定在分級執行裝置支撐架上，棘輪固定在支撐軸上，凸輪繞支撐軸轉動。通過固定在分級執行裝置支撐架上的調速電機

帶動凸輪繞支撐軸轉動，凸輪在轉動過程中通過與水果托盤作用，驅動水果托盤翻轉，進而使哈密瓜翻轉並實現哈密瓜的分級；凸輪每次工作後都回到初始位置，通過與棘輪的作用實現凸輪靜止。

3.2分級控制系統工作原理

分級控制系統由多對對射式光電感測器、三菱PLC和調速電機組成。首先，通過試驗獲取哈密瓜相關數據建立哈密瓜質量-縱徑數學模型，根據所建立的數學模型確定對射式光電感測器的安裝位置，並確定哈密瓜經過感測器時觸發感測器個數與哈密瓜質

量的關系；然後，PLC通過獲取感測器被觸發個數的信息間接獲取哈密瓜的等級信息，並根據間接獲取的哈密瓜等級信息控制相應的調速電機轉動；調速電機控制凸輪旋轉並驅動水果托盤翻轉，最後完成哈密瓜的分級。

三、實施方案

1哈密瓜表面清理及編號。對所採收的哈密瓜使用干毛巾進行表面清洗，用小刀切除果梗，並對哈密瓜進行編號，將編號為1~100的記號紙貼在哈密瓜果梗處。

2哈密瓜外形尺寸測量。對已經編號的哈密瓜樣本，使用高度劃線游標卡尺測量哈密瓜樣本縱向長軸的長度a、橫向短軸的兩個長度b和c.其中，短軸的兩個長度b、c測量方式是短軸處相互垂直的兩個位置進行測量，通過公式（1）求出哈密瓜的球度.在測量哈密瓜縱徑時需要人工將哈密瓜豎立，由於豎立過程人工參與，可能存在一定的偏差，故此處均採取多次測量取平均值的方法。每個哈密瓜樣本的尺寸數據測量3次並詳細記錄每次所測量的數據，將每個哈密瓜樣本的3組試驗數據取平均值作為哈密瓜的尺寸數據，並最終以100個哈密瓜的平均橫縱經值做為哈密瓜的理論橫縱經值。

四、進度安排

第1-4周實習調研、收集資料。

第5周完成開題報告。

第6-7周完成總體方案設計。

第8-11周完成機械結構、驅動系統、控制系統設計計算。

第12-15周繪制裝配機總裝配圖、零件圖；並繪制驅動系統原理圖、控制系統原理圖。

第16周整理文檔圖紙完成畢業設計說明書。

第17周校對所有設計內容參加畢業設計論文答辯。

五、已查閱主要參考文獻

3.畢業設計開題報告

隨著企業信息化和網路技術的迅猛發展，越來越多的企事業單位都建立了自己的信息系統。由於這些信息系統在不同階段不同環境下開發，而且大都建立在面向各自部門內部業務處理的基礎之上，因此每個系統有各自的運行環境和數據存儲方式。同時在信息組織上面，往往各個部門之間又存在交叉信息。而這些交叉信息的組織無疑導致了大量的重復勞動；甚至，由於獲取信息的渠道、時間等的差異，而導致表徵相同信息的數據出現歧義，無法確定信息的正確版本。為了更好地實現資源共享，提高資源管理效率，迫切需要建立1個公共的集成環境，對用戶提供統1和透明的訪問界面。

在打破各信息系統間的彼此封閉，實現數據交換和共享的努力中，往往會遇到以下這些問題：

（1）資料庫建立的時候沒有考慮到數據共享的問題。

（2）不同的資料庫採用了不同的DBMS，甚至是不同的操作系統。

（3）不同資料庫中表徵相同信息的表或表徵相同屬性的欄位可能命名各異。

（4）各資料庫可能不在同1個網路中。

為解決上述數據共享問題，我們在此提出在統1安全框架下，面向各自信息描述、分布式異構數據環境下數據集成的概念。通過數據的標准化，相關分布式異構數據源得以共享數據資源，並保持實時同步更新。

在數據集成環境下，當某個數據源數據有變動時，必須把數據變動信息及時傳遞給相關目標數據源。這就需要為每個數據源分別建立1個叫數據源伺服器的組件來實現異構數據源間的同步通信。具體來說數據源伺服器負責異構數據差異監控信息的保存、異構數據源同步客戶端用戶的信息維護、實時安全的更新信息的主動式同步分發，以及接收更新信息後向本地數據源的數據同步。可見數據源伺服器在異構數據集成中是必不可少的，這正是設計研究它的意義所在。

2、國內外同類設計的概況綜述

數據集成是指1種中間件（Middle-Ware或Mediator），它屏蔽了各種異構數據間的差異，提供1個訪問異構數據的統1介面。能夠使應用程序以統1的方式訪問各種分布的、結構各異的數據源，就如同訪問單1數據源1樣。並能為數據和內容源提供實時的讀和寫，能變換這些數據以進行商業分析和數據交換。

集成平台與集成框架技術是在20世紀80年代末90年代初，隨著企業信息集成與系統集成復雜度的提高，採用常規的集成方法已難以適應集成的要求，於是作為先進的應用集成工具，集成平台與集成框架技術就應運而生。

目前常用的數據集成方法有：聯邦系統、數據倉庫和Mediated系統。

（1）聯邦系統

將所有數據源統1到1個單1的集成系統中。該方法比較簡單，集成系統有統1的模式，不用考慮分布數據的轉化和統1。但是，構造這樣的集成系統需要很長的開發時間，要求高性能的主機設備，實現代價較高。

（2）數據倉庫（DataWarehouse）

將所有數據源的數據都抽取出來進行預處理，合成1個全局模式，並存儲在單1的數據倉庫中供用戶查詢。數據倉庫支持對歷史數據的訪問，用戶也可以通過數據倉庫提供的統1數據介面進行決策支持的查詢。這種方法查詢處理性能高，但數據可能缺乏時效性，並且創造數據倉庫比較費時費力（數據倉庫中的數據在存儲之前必須經過1定的篩選處理）。

（3）Mediated系統

通過提供所有異構數據源的虛擬試圖來完成數據集成，集成的數據源可以是資料庫、遺產系統和Web數據源等。系統提供用戶1個全局模式，用戶的操作只針對該模式，不必關心數據源的位置、模式和訪問方法。虛擬資料庫不存儲任何自己的數據，而是將用戶的查詢翻譯成1個或多個對數據源的查詢，然後中介器（Mediation）對各個數據源的查詢結果進行綜合處理，將結果返回給用戶。該方法並不將各數據源的數據集中存放，而是通過中介器/包裝器（Mediation/Wrapper）體系結構滿足上層的集成應用需求。Mediation/Wrapper方法解決了數據更新的問題從而彌補了數據倉庫方法的不足。但是，由於針對各個數據源的包裝器（Wrapper）要分別建立，因此異構數據源的Wrapper建立問題又給人們提出了新的挑戰。

通過對以上數據集成方法的分析比較，Mediated系統性價比高，時效性強，是較合理的集成方法。隨著組件技術的發展，還可將組件技術應用到數據集成中。WebServices是1個嶄新的分布式計算模型，利用XML、SOAP、UDDI、WSDL和WSFL等標准構造1個松耦合的分布式計算環境，實現各個異構平台的通訊和數據共享。

在此背景下，本文提出的異構數據集成框架是採用中介器/包裝器體系結構的Mediated系統。該系統基於面向對象的Java和XML技術，以元數據為基礎、WebService為實現手段。Mediated異構數據集成系統主要採用數據源伺服器屏蔽各種數據源的差異，通過1個XML介面引擎作為低層關系資料庫或其他數據源的包裝，在不改變數據源數據類型和結構信息的前提下，完成某種數據類型與系統集成模（XMLSchema）之間的雙向映射，並實現集成模式操作至低層數據源操作的轉換，為用戶提供了對數據源的查詢和更新機制。

3、課題設計的內容

本課題主要研究基於WebServices面向服務的公用異構數據集成平台的搭建、統1安全認證、異構數據共享與安全傳輸。本人側重於數據源伺服器的設計。數據源伺服器完成異構數據差異監控信息的保存、異構數據源同步客戶端用戶的信息維護（包括：更新狀態、在線狀態監控等）、實時安全的更新信息的主動式同步分發，以及接收更新信息後向本地數據源的數據同步。

數據源伺服器包含3個主要功能模塊：數據接收整理模塊、數據差異比較模塊與數據同步更新模塊。數據接收整理模塊對主本數據進行適當的整理和加工，便於後面的模塊功能處理；數據差異比較模塊掃描經過整理的主本數據，通過數據間的比較獲得數據的變化，生成主本數據變動信息；數據同步更新模塊根據主本數據變動信息完成對副本的刷新。

數據伺服器接收主本數據源通過TCP連接傳過來的數據流暫存在緩沖池，經過整理和差異比較後將變動信息通過UDP協議轉發給副本數據源。主本數據變化信息包括變化了的數據以及完成這1變化的數據操作，這些信息保存在"主體數據變動信息"的數據表中。在數據量較大的情況下，可考慮轉化成相應XML格式文檔後經壓縮成jai包再轉發給副本數據源伺服器，完成副本數據源選擇性的數據同步更新。

4、設計方法

4.1研究方法：

（1）採用Java編程技術，通過TCP協議完成變動信息的接收和臨時存儲。

（2）採用Java編程技術，通過UDP協議完成同步客戶端的更新數據高速傳輸。

（3）採用JDBC和XML技術，實現本地數據源選擇性的數據同步。

4.2研究措施：略