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北京联合大学 禅 翔 郭焕萍
1.研究背景
随着技术的发展，许多领域都在应用推动物体定位技术，比如仓储系统中就运用到了推动物体定位技术，但是仓储系统的物体定位只是基于一个固定的轨迹去对物体进行推动定位，它并不能将任意位置的物体推动到一个固定位置。目前，将任意位置的物体进行一个推动定位的技术还不够成熟。因此，我希望能在这方面做出研究来为推动任意位置的物体定位技术做出贡献。
2.市场调研
关于系统的设计，我们在前期做了一些调研，发现由于单片机具有高性能、低成本、操作简单、便于维护的特点，使得这一技术快速的发展，并崛起于各个行业。随着单片机技术的发展，利用单片机控制步进电机的控制系统具有了广阔的研究和应用前景。而Arduino 作为单片机的二次开发产物，更是受到了广大电子爱好者的喜爱。因此，我们将准备利用Arduino 控制板和步进电机搭建一个控制物体定位的系统。Arduino 是一个开放原始代码的软硬件平台，它包括软件和硬件两部分。硬件部分可以用来做其他硬件控制的主控板，同时也是电路连接的电路板，相当于人类的大脑，通过运行上传的控制程序，从步进电机接受数据，进行分析判断，然后输出信号，控制步进电机作出反应。Arduino 控制板具有14个数字引脚和6个模拟输入引脚。其中有6个数字引脚还具备PWM 功能；软件部分是Arduino IDE ，所有的程序代码在该软件中编程，并将程序上传到Arduino UNO 控制板中。 3.方案设计
项目应用快速原型法和Triz 理论中创新方法（如组合法），在市场现有的技术产品基础上，重点完成步进电机对物体的推动定位功能。
首先利用Arduino 主板和A4988步进电机驱动器控制步进电机带动X 轴与Y
轴的拨杆将任意物体推夹到指定的位置，实现物体的准确定位。
图1
步进电动机是一种将脉冲信号变换成相应的角位移(或线位移)的电磁装置，步进电动机有定位和运转两种基本状态，当有脉冲输入时步进电动机一步一步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。A4988是一款带转换器和过流保护的微步进电机驱动器。A4988应用简单，只要在“STEP ”引脚输入一个脉冲，便可驱动电动机产生微步。通过对A4988的控制编程，可以准确控制X 或Y 拨杆的移动距离。X 轴拨杆和Y 轴拨杆初始位置为物体推动平台的边缘，使得物体有足够的矫
正空间，然后通过X 轴拨杆和Y 轴拨杆的移动，推移物体到指定位置。Arduino 、A4988和步进电机的工作原理图如图1所示。
4.具体实施
步进电机是定位系统中关键的一部分。首先对步进电机及步进电机的控制原理进行了了解。步进电机与其它控制用途电机的一个最为明显的区别是：步进电机自己本身就是完成数字模式转化的元件。它能接收数字控制信号，并且可以将该信号转化成与之相对应的位移（直线位移或角位移）。并且它具有输入一个信号就得到一个规定的位置增量的优点。步进电机功率小，负载能力低，控制相对复杂。
对于步进电机的转速控制，一般采用脉宽调制（PWM ）办法，控制电机的时候，电源并不是连续向电机供电，而是在一个特定的频率下以方波脉冲的形式提供电能。
步进电机的控制如下：
本项目中步进电机使用全步进模式，步进电机走一步是1.8度，一圈就是200步。通过控制脉冲个数来控制步进电机角位移量，从而达到准确定位的目的。A4988步进电机驱动器的DIR 引脚用于控制正反转。高电平正转，低电平反转。STEP 引脚连接PWM ，每个脉冲转换成一个角度。
在选材中，由于Arduino 控制板的工作电压是5V ，所以对步进电机进行了多次的挑选，目的是让Arduino 控制板直接对步进电机供电。使用Arduino IDE 编程软件进行程序的编写并上传到Arduino 控制板中，Arduino 控制步进电机的简单程序如下：
void setup(){
pinMode(6,OUTPUT); // Enable pinMode(5,OUTPUT); // Step pinMode(4,OUTPUT); // Dir
digitalWrite(6,LOW); // Set Enable low }
void loop(){
digitalWrite(4,HIGH); // 步进电机正传、前进
for(x = 0; x < 200; x++) // 步进电机转一圈 {
digitalWrite(5,HIGH); delayMicroseconds(800); digitalWrite(5,LOW); delayMicroseconds(800); }
delay(500);
digitalWrite(4,LOW); //反转、后退
for(x = 0; x < 200; x++) // 步进电机转一圈 {
digitalWrite(5,HIGH); delayMicroseconds(800); digitalWrite(5,LOW);
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delayMicroseconds(800);
}
delay(500);
}
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}
通过调整步进电机的步数，确定出精准移动XY轴的距离。
烷基叔丁基醚Arduino可以利用6个兼具PWM功能的数字引脚对步进电机进行调速来控制X,Y轴的移动速度。程序定义了数字引脚，通过命令使得步进电机带动皮带的转动，X,Y轴进行移动，X,Y轴上的挡板将物体推动。
其次是对系统进行了组装和调试，按照设计的电路图对系统进行了组装，对步进电机和Arduino进行了连接通讯，实现了Arduino控制步进电机移动。同时了解红外模块和超声波模块的原理，让各个传感器和Arduino建立联系，让Arduino主控板控制各个传感器工作。
5.测试结果
目前，飞行器技术以进入一个成熟阶段，空中加油技术也在逐渐趋于完美。随着科技的发展，电子无人飞行器也出现在了人们的生活中，民用无人机的一些要求比如悬停、垂直起降只有多旋翼飞行器可以做到，无人机应用也大多为四轴飞行器，电动四轴飞行器的原理决定了它必须用电机，而电池能量密度有限，导致当前续航缺陷难以克服。因此，在无人机自主续航系统中，需要一个高效、稳定、易维护的电池夹取装置。而换取电池的首要任务是对无人机降落到停机坪后进行推动定位操作。所以系统组装完成后，我们将该定位系统首先运用到了无人机降落到停机坪的定位操作中，在测试中发现刚开始采用的无人机定位系统只能对固定大小的无人机进行定位，如果更换不同大小的无人机，需要重新定义X轴与Y轴的移动步数。图2是定位设备的工作照片。
第一步：XY轴拨杆初始在停机坪边缘处，留出最大停机空
间，飞机落入停机坪。
图2 图3
第二步：移动Y拨杆，使得飞机达到Y轴定位。
第三步：移动X轴拨杆，使得飞机达到X轴的定位。
在测试过程中发现，该系统有时无法将物体准确的推入到固定位置，经过检查发现是由程序的不稳定性造成的，因此我们对程序进行了改进，减小了误差。但是总体来说该系统是成功的，该系统可以利用Arduino主控板控制步进电机带动X轴和Y轴的拨杆将任意位置的物体推夹到具体位置。并且系统具有快速、精准的特点。
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6.结语
我们对“基于Arduino系统控制物体定位”技术做了详细的市场调研，提出了基于Arduino和各种传感器对操作平台区域进行判断的方法。该系统具有很高的实用价值和重要的学术研究意义。目前该系统已经可以完成各种物体在位置的推动定位，但是由于时间和精力的有限，系统还是需要进一步完善。今后我们还会对该系统进行改进，希望能在这方面做出一定的贡献。
（上接第197页）
非安全与安全区域的划分，用户如果是安全正常的情况，DNS服务器会依据用户情况自动划分至安全区域，如果用户出现异常情况，DNS服务器将会进行有效识别，并划分至非安全区域，同时自动限制其对网络的下一步访问。DNS重定向功能可以将屏蔽用户跳转至所指定的URL，使非法用户不能实现域名解析访问网络，只可以对桌面终端安全系统设定访问。
（二）心跳程序实现
桌面终端安全系统在客户端设计编写了登陆验证脚本，这样就赋予了客户端的验证功能，如果用户在登陆管理客户端程序时没有输入密码，就会激发DNS服务器的重定向，将客户引入到一个静态页面，要求用户必须依据设计程序输入账号密码。同时，在登陆系统的过程中，客户端程序会定时发送信号到EDP服务器
表明在线状态。这样应用服务器就会主动丢客户端状态进行询问，针对客户端在线信号展开被动的接受，如果心跳包列表是空.就会防止线程不够用提高CPU利用率。
（三）登陆认证实现
桌面终端安全系统登录认证实现，要充分考虑成本情况，设计过程中利用SSO系统的账号验证功能，对客户端程序进行加密，发送至Auth服务器并利用WEBSERVICE接口将数据发送至SSO对数据进行认证，如果匹配不成功将会显示认证失败，如果匹配成功将会告知用户登录成功，Auth功能主要对认证请求进行转发，从而使认证服务器更具有安全性。在设置过程中，设置认证Auth组合成双链路，利用Auth登录认证服务器时，要确保5ms请求的通过，这样就就可以保证每秒可以处理200登录请求，整个系统在设计过程中设置了延迟判断机制，当登录请求没有被处理的情况下，则会安排至下一台服务器。Auth认证服务器主要是通过心跳程序判断处理机制，保证了用户网络连通性不受影响。
（四）补丁升级技术的实现冷却塔布水器
桌面终端安全系统通过客户端软件对补丁信息收集，对未装、已装、补丁以及SP包等信息进行搜集整理，并将获取的各类补丁信息反馈给DNS服务器，同时，服务器依据用户终端情况对补丁进行管理，实现定时定期的自动安装，从而有效补充和完善系统漏洞，对系统的安全防护提供帮助。
（五）探测及接入阻断的实现
桌面终端安全系统设计过程中，采用ARP技术的主动探测，可以主动对网络拓扑信息进行收集，并通过计算形成完整安全管理系统，ARP探测技术的具体流程是，首先会向目标发送广播包，协议类型也会被设置为ARP协议，其它主机会想对探测主机响应。而ARP接入阻断技术，则是基于ARP协议模仿ARP欺骗，在内网对没有安装客户端的主机似乎是阻断拦截，确保只有安装客户端后的用户才可以轻松访问内网，进而有效实现探测及接入阻断目的。
五、结语
准入控制系统>mum-147
综上所述，本文以上主要叙述的是，基于DNS技术的桌面终端安全管理系统设计和实现，通过分析可以看出，桌面终端安全管理系统的设计，保障了客户信息安全，尤其是改善了非法接入内网以及设备滥用等问题情况，基于DNS准入控制技术，桌面终端安全管理系统的设计实现，实现了高效统一安全管理，可以对系统进程以及终端用户身份进行有效管理，充分满足了用户对信息安全的需求。
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