智能变送器的设计方案
基于压力补偿的高精度智能变送器的设计
传 感 器 世 界 ２ １ ．０ ０ １１
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化 之 后 的 数 据 。具 体 流 程 如 图 ３所 示 。
１ 、读取 环境大 气压力和 温度值 ＭＰ １Ａ２ 采 集 环 境 大 气 压 力 和 温 度 ， Ｌ１５ ＭＳ ４ ０ ２ ７ Ｐ ３ Ｆ ２ ４通 过 Ｉ 接 口读 出其采集 的数据 。利用初 ２ Ｃ 始化 时读取 的补偿 参数 ，ＭＳ ４ ０ ２ ７ Ｐ ３ Ｆ ２ ４对采集 到的环境
的效果 。
二 、 系 统 结 构 框 图
系 统结构 框 图如 图 １ 示 。整 所 个 系统 由热 式差 压传感 器 、压 力补 偿放 大器模 块 、变送器 输 出模 块组
成 。热式 差压传 感器采 集工 业现场 的 差 压 信 号 ，输 出 差 分 小 信 号 ；压 图 １系统结 构框 图
出，具有 １ ０位 步进精度 。ＭＳ ４ ０ ２ ７ Ｐ ３ Ｆ ２ ４通过 ３线 Ｓ Ｉ Ｐ 接 口写 １ ０位数据 到 ＭＡＸ５ ８ ４ ４内部 寄存器 ，改变其输 出 阻值 。输 出的 电阻值 ：
孙学 飞 申群太
黄 永锋
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引 言
传 统的热式 差压传 感器输 出易受 环境 大气压 力的影 响， 固定 差压信 号的 电信 号输 出与环境大 气压力 成 正 比，造 成在变 送输 出端 出现信 号输 出误差 。为 了保证在 固定 差压信 号 的作 用下 ，变送输 出端 的信号 不 受环境大气 压力 的影 响，本文 提 出了一种在传 统差压 传感器 的基础 上复合一 个绝压传 感器 的设计方法 ， 使用 单片机 进行 数据 处理 ，补偿差 压传 感器 的输 出，达 到固定差 压信 号的变送 输 出不受环境 大气 压影响
基于MAX1464的智能压力变送器设计
（ ． ｏ ｔｗ ｓＵｎｖ ｒｉ ，Ｃ ｏ ｇ ｉｇ４０ １ ，Ｃ ｉ ￣２ Ｔａｊ ｒ ｕｔｒｌ ｉｅｓｙ ｉ ｊ ０ ３ ４ ｈｎ ） １ Ｓ ｕｈ ｅｔ ｉｅｓ ｙ ｈ ｎ ｑｎ ０ ７ ５ ｈｎ ｔ ａ ． ｉ ｉ Ａｇｉ ｌ ａＵｎｖｒｉ ，Ｔａ ｉ ３０ ８ ，Ｃ ｉａ许多工业设备 中用 以监测压力变化的重要元件， 一般采用二线制 ４ Ｏ Ａ标准信号 ～２ ｍ 输 出。二线制传输 电路的专用集成芯片品种很多，具有代表性 的是 Ａ Ｉ公司的 Ａ ６３ Ｍ 公司的 Ｄ Ｄ ９ 、Ａ
Ａ ０ Ｍ４ ２以及 Ｔ 公司的 Ｘ Ｒ Ｘ Ｉ Ｔ １ Ｘ系列。 Ｄ ９ Ａ ６３是集信号放大、非线性补偿、 ／变换等功 能为一体的单 ＶＩ 片集成 电路 ；Ａ ０ 是用于处理差分电桥信号，并以电流形式输出的专用集成 电路 ；Ｘ Ｒ Ｘ Ｍ４ ２ Ｔ １ Ｘ系列也
器和 Ａ Ｃ Ａ 转 换电路可使智能压力变送器的体积减小 ，成本降低 。压力 、温度信 号经 Ａ Ｃ Ｄ 、Ｄ Ｃ Ｄ 转换成数字信 号，通过对芯 片的编程实现 了信 号的温度补 偿，最终压力 以 ４ ０ ～２ ｍＡ标准 电流信 号
输 出。
关键词 ：ＭＡ ４４ Ｘ１６ ；智能；压力变送器
增加了成本 。 本设计采用的控制核心芯片 ＭＡ ４４是美国 Ｍａｉ 公司的产品，该芯片内含有温度传感器口 Ｘ１６ ｘ ｍ Ｊ 和 Ａ Ｃ Ａ Ｄ 、Ｄ Ｃ转换电路，它可使得智能压力变送器 的体积减小，降低成本，增强了系统 的可靠性。
基于HART6的智能压力变送器设计
对通信 功能做 了进 一步 改善 ， 幅扩展 了仪 表 的智能 大
性 。 目前 国产 的智 能 仪表 主 要采 用 Ｈ Ｒ Ａ Ｔ第 ５版 规 范， 我们设计 了符合 Ｈ Ｒ Ａ Ｔ６的智能压力变送器 。
车运行 以后 ， 并未充分利用 Ｈ Ｒ Ａ Ｔ的数字通信 ， 仍然使 用传统 的 ４～ ０ｍ ２ Ａ进 行 信号 的传递 和 控制 。Ｈ Ｒ ＡＴ
ｓｒ ｍｅ ｔ ｔｕ ｎｓ，ｉｔｌｇ ｎ ｒ ｓｕ ｅ ｔａ ｍｉｔｒｍｅ ｔ ｇ ＨＡＲＴ ６ ｓ ｃｆｃ ｔｏ ｓ ｄ ｓｇ ｄ ｂ ｄ ｐｔ ｇ ｓ ｌ－ ｅ ｅｏ ｅ ｏｔ ｒ ｔｔ ｃ ｉ ｄ ｌ ｎｅｌ ｅ ｔｐ ｅ ｓ ｒ ｒｎｓ ｔ ｅｉ ｉ ｅ ｎ ｐｅ ｉ ａｉｎ ｉ ｅ ｉｎｅ ｙ ａ ｏ ｉ ｅｆｄ ｖ ｌｐ ｄ ｓ ｆｗａｅ ｓａｅ ｍａ ｈｎｅ ｍｏ ｅ ｉ ｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｅ ｈ ｏｏ ｙ；ａ ｄ ｔｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ｅ ｉｅｆ ｍｉ ｏ ｎ ｒ ｓｕ ｅ ｄ ｖｃ ａ ｌ ｃ ｍｍａ ｓａｅ ｓ ｐ ｏｔ ｄ ｈ ｙ ｎｄ ｒ ｕ ｐ ｒｅ ．
王 缢 叶 端 活
（ 海 工业 自动化仪 表研 究所 ， 海 上 上 ２０３ ） ０２３
摘
要 ：作 为一 种现 场总 线 ， Ａ Ｔ协议 及相 关 设备 被 广 泛地 应 用 在工 业 过 程控 制 系 统 中 。Ｈ Ｒ Ｈ Ｒ Ａ Ｔ协 议 自身也 在 不 断 发 展 ， 别 是 特
的下一个高速发展 阶段是 什么？Ｈ Ｆ给 了我们 答案 ， Ｃ Ｈ Ｒ Ａ Ｔ协议的生命周 期如图 １ 所示 。 Ｈ Ｒ Ａ Ｔ当前和下一 步 发展 的重点 ， 系统 的整合 是 应用 （ 如图 １ 中标 号 ２所示 ） 即在 系统 正常运行 的过 ，
１ ＨＡ Ｔ第 ６版简 介 Ｒ
基于智能电量变送器的电力参数测试系统设计
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ Ａｎ ｅｌ ｅｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｐ ｏｗｅ ｒ ｐａｒ ａｍｅ ｔ ｅ ｒ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅｍ ｂａ ｓ ｅｄ ｏｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇｅｎ ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａｌ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｄｕ ｃ ｅｒ ｉ ｓ ｄ ｅｓ ｉ ｇｎ ｅ ｄ， ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ａｌ ｉ ｚ ｅ ｑ ｕｉ ｃｋ ａｎ ｄ
ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏｃ ｏｌ
基于单片机控制的智能压力变送器设计与实现
主要 作 用 是 根 据 检 测 状 态 的 环 境 温 度 变 化 、被 过 ７８０５将 电压控 制在 ５Ｖ左 右 ，从 而 既保 证 了输
测 介 质 温 度 变 化 和 工 作 环 境 大 气 压 的 变 化 ，自 人 电压 接 口的通 用性 ，又 能提供 低 功耗 、高稳 定 的
动修 正 与 补 偿 由于 温 度 变 化 和 环 境 压 力 带 来 的 输 出 电 压 。 基 准 电 压 则 通 过 两 个 ＬＭ３８５Ｂ２５，每
ｃＰＩ』初 始 化
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中 断设 定
表 １ 压 力与输 出电流 、输 出电压 关 系
压力 ／ＭＰａ
输 出 电流 ／ｍＡ
输 出 电 压／Ｖ
３
２
２
２
压 力 值 单 位转 换 子 程 序
压 力 串行 数 据 发送 子 程 序
图 ４ 压 力 变送 器程 序 流 程 数 据 处 理 子 程序 主 要 实 现数 字 滤 波 、过采 样 处 理 、查 表及 按 键 处 理 等 功 能 … 。程 序 数 据 处理 原 理 为 ：考虑 到传 感器 的输 出并 非理 想线 性 变化 ， 这必 将 导致 差 压 值 与 Ａ／Ｄ转 换 结 果 也 为非 线 性
１８．４５０ １６．８０９ １５．２３２ １３．６１２ １２．Ｏ１６ １０ ４３２ ８．８３０ ７．２２Ｏ ５．６ｌ２ ３．９９６
第 ５期
袁 锡 明 等 ．基 于 单 片 机控 制 的 智 能 压 力 变 送 器 设 计 与 实 现
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图 ６ 压 力 与 输 出 电压 、输 出 电 流 的 线 性 关 系 设 压力 Ｐ＝ 、输 出电流 为 Ｙ，设 其输 出电压 。
智能变送器的低功耗设计
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智 能 变 送 器 的 低 功 耗 设 计
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动 势 。 由于 Ｃ Ｓ 入端 都 ＭＯ 输 有 保护 电路 ，感应 电 路势 不
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引脚 电位 在 ０— １ 的过 度 区
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沟 Ｏ 串 成， 生电 道Ｍ Ｓ 联而 感
动使沟和 沟两 势 Ｐ道 Ｎ 道 个
审 ｊ效耗 增因 电 使用 的 反相 器的输 入 ０９ 端 均通 过上 拉 电阻接 在 ＋
固 ｉ智 能 变送器 原理 圈
Ｈ ＲＴ调 制 解 调 器 ＨＨＴ ０ ２ ￣． ２ Ｃ１
参考文献
使用
４
２ Ｃｌ的一个重要问题是它需要外界提供一 ０ ２
基于C8051F330的智能多电量变送器设计
５ ）从而 实现 电参 数 的采 集 与 Ｖ
传递 。结构 框 图如右 ： 说 明 ：左 侧 Ｐ （ Ｔ 电压 互
的定义 我们 也很 容易连 接实 际 电路 。 此 外我 们 还可 以根据 需要 采用 不 同颜 色 的Ｌ Ｄ Ｅ 指示 灯来 显示 系 统工 作
状态 。
感器 ） ，Ｃ 电流 互感 器 ）； 中间为 Ｃ０ １３０ Ｔ ８ ５Ｆ ３ ＝右 侧为 键盘 输入和 一些信 息
输 出接 口。 ＝ 、电量变 送 矗的基 本原 理设 计 上 图左侧 构成 了系统 的采样 部分 ，它将采 集 到的三 相交 流信 号整流 滤 波后 进行 衰 减再 送 ￣Ｃ ０ １３０ ８５ ｆ３ 中做 进 一步 处理 ， 同时将 Ａ 电压输 入到 内 相 部 的 比较 器 进 行 频 率测 量 。我 们 可 以根 据 需 要来 使 用 单 片机 处 理 过 的数
四、系 统主要 技术 实现 采 用Ｃ ０１３ ０ 片机 主要 完成 以下工 作 ： ８５ Ｆ３单 １ ．接 收采 样板 的 模拟 信 号并 送入 内置Ａ 转换 器进 行转 换 及其 频 率的 Ｄ
测量 。２ ．处 理数 据 ，根 据 需要 由单片 机 计 算 出 电压 ，电流 ，功率 因 数 ，
内完 成 ，运算 速度 显 著提 高 。
该 变 送 器 采 用 Ｃ ０ １ ３ ０ 主 ８ ５Ｆ ３为
Ｐ ． ）值得 我们 注 意 的是这 个 单片机 还 必须 在Ｘ Ａ Ｉ Ｔ Ｌ￣脚 之 间并接 ０３ ＴＬ 和Ｘ Ａ２ Ｉ Ｊ
一
控 Ｃ Ｏ 通 过 对 电流 或 者 是 电 Ｐ，
个 １ 兆欧 的 电阻。 Ｏ （ ）显 示模 块 实现 。采用 １０ 液 晶显示 屏 ，它 可 以显 示２ １个 字 三 ６２ 行 ６
智能温度变送器设计
内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：智能温度变送器设计学生姓名：郭龙文学号：0705112338专业：测控技术与仪器班级：测控07-3班指导教师：李文涛教授智能温度变送器设计摘要温度变送器作为一种现场设备被广泛应用在工业过程控制系统中。
随着自动化技术的发展，对温度变送器有了更高的要求。
传统的模拟式温度变送器所具有的固有缺点已不能满足控制系统的要求。
本论文主要阐述了智能温度变送器的发展现状，针对热电偶和热电阻的输出特性，设计了一种基于单片机的智能温度变送器。
该智能温度变送器以STC89C52单片机为核心，针对温度传感器输出的信号不同，设计了由集成仪表放大器AD623和数控电位器X9241组成的增益放大环节，可以根据传感器的类型，由程序来控制放大器的放大倍数。
将传感器的输出信号放大到0~5V，接入A/D转换器PCF8591T，使得采集的模拟信号转换为数字信号，再由单片机进行数字滤波、线性化以及标度变换等数据处理后，通过LCD 进行显示，并经D/A转换器PCF8591T及V/I转换器转换为4~20mA DC信号输出。
设计主要围绕硬件设计和软件编程来进行。
Proteus仿真及调试结果表明，该智能温度变送器使用方便，性能稳定，达到了预期的设计目标。
关键词：热电偶；热电阻；变送器；单片机Design of Intelligent Temperature TransmitterAbstractTemperature transmitter is widely used in control system of industrial process as one kind of field instrument. Because traditional analog temperature transmitter can no longer meet the new demand owing to its inherent shortcoming, the development of automation technology requires higher demand for temperature transmitters.This thesis analyzes general development of intelligent temperature transmitter and designs intelligent temperature transmitter which is based on SCM according the thermocouple and RTD. The core of temperature transmitter is STC89C52 based on SCM. According to the output signal range of the sensor, the system sets the gain of amplification link which is composed of AD623 and X9241 by way of program. As the temperature transmitter amplifies the weak signal to DC 0～5V, access A/D converter PCF8591T, digital converter will change the analog signals into digital signals. Digital signals output as 4 ~ 20mA DC, by the single-chip digital filtering, linearization, scaling transform data processing, carried through the LCD display, the D/A converter PCF8591T and V/I converter.The main work includes hardware designing and software compiling. The Proteus simulation test and truly showing result tests that the system has advantages such as friendly interface, convenient in using, steady performance. The anticipative design aim is achieved.Keywords: thermocouple; RTD; transmitter; SCM目录摘要 (I)Abstract (II)第一章概述 (1)1.1 选题背景与意义 (1)1.2 变送器的发展历程 (2)1.3 智能温度变送器功能及特点 (3)1.4 本设计的主要工作 (4)第二章智能温度变送器总体设计 (6)2.1 设计要求及内容 (6)2.2 总体方案设计 (7)第三章硬件电路设计 (8)3.1 单片机选择 (8)3.2 测温元件介绍 (10)3.3 输入信号增益调节电路设计 (12)3.4 模/数、数/模转换器选择及设计 (14)3.5 V/I转换电路设计 (16)3.6 LCD显示电路设计 (16)3.7 存储电路设计 (18)3.8 键盘电路设计 (19)3.9热电偶冷端温度补偿 (20)3.10 复位电路设计 (22)3.11 本章小结 (22)第四章软件设计 (24)4.1 主程序设计 (24)4.2 输入信号增益调节子程序 (24)4.3 数据处理子程序 (25)4.3.1复合滤波子程序 (25)4.3.2线性化子程序 (26)4.3.3 DS18B20 采集子程序 (27)4.4 显示子程序 (29)4.5键盘子程序 (29)4.6 本章小结 (31)第五章测试与分析 (32)5.1硬件调试与结果分析 (32)5.2 软件调试与结果分析 (34)5.3本章小结 (34)总结 (36)参考文献 (37)附录A 原理图 (39)附录B 源程序 (40)致谢 (59)第一章概述1.1选题背景与意义在我国测控系统中，虽然温度变送器的研发已相当成熟，几十年形成的标准已被世界所公认，但随着自动化领域和信息技术的飞速发展，温度变送器存在的缺点与不足日益明显，尤其在许多中小型企业中，仍大量的使用传统的模拟温度变送器，越来越满足不了生产的要求。
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（ 四）使 用访 问控 制 和 口令加 密 通 过 对师 生进 行访 问控制 和 口令加 密 ，来 加 强校 园 网网络 的 检 测和 实 现对 授权 的管 理 。 学校 要通 过 口令加 密对 校 园 网服 务器 、 防火墙 、交换 机 、路 由器 等 网络设 备进 行 访 问控制 限定 ，用户 只 有 通过 获 取相 应 口令才 可 以进 行访 问资源 的权 限 。除此 之 外 ，对 校 内网上 传输 文件 进行 只 读 、隐含 等加 密 操作 ，严 格 的记 录 网络 安 全 日志 ，建 立 内部用 户 非法 活动 日志 、网络 服务 器 日志 、交 换
网络 服 访 问。这 样 ，
［ 吴诚 ． 校 园 网络 的 安全 维护 警官 文苑 ， ０， １ ］ 浅谈 ２ ８ ０ ２
［ 庞 云 ， 顺 和 ， 丽 ． 园 网 络 安 全 及 防 范 技 术 Ⅲ． ２ ］ 王 冯 校 华
章 ， ０， ２ ９１ ０ ２ ［ 吕斌 ． 于校 园网络 安 全部 署 的 几点 建 ｉ ］ 江现代 教 育 ３ 】 关 ｚＵ． 浙
机 及路 由器 日志 、网络 主机 登 录 日志等 ，及 时发现 、解 决 网络 的 安 全事 故 ，有 效地 保障 网络 安全 。
（ ）使 用 Ｖ Ａ 技 术 进行 区域 分段 五 ＬＮ
根 据 安全 级别 和应 用 区域对 高 校校 园 网进 行隔 离和 分段 ，这 样 ，对 不 同的 网段 就实 现 了管 理和 控制 ，杜 绝 了 由于某 一 客户 端 的 威胁 而 导致整 个 网络 的瘫 痪 ，很 大程 度 上限制 了非法 用户 任 意 进 入校 园 网的访 问。 目前 ，一般 高 校主 要 分成 如下Ｖ Ａ 区 域 ：行 ＬＮ 政 办公 、教师 、学 生 、后勤 中心 、图 书馆 、学生机 房 、无线 网络 、 网络 服 务器 、 网络 交换 设备 等 。对 于安 全性 要求 高 的行 政办 公 、
技 术， ０ ， ２ ６２ ０
总之 ，保 障校 园 网的稳 定 、安 全 、高 效 ，是一 个极 其复 杂 的 工 程 ，提 高校 园 网的 安全保 障势 必 会造 成 网络 效率 的 降低 以及成 本 投入 的增 加 。 随着科 学技 术 的不 断发 展 ，越 来越 多 的计算 机软 件 、系 统应 用 到 高校校 园 网 ，保 证 了 高校信 息化 的进 程 ，奠 定 了 高校可 持 续发展 的基础 。但 是我 们还 要 在 实践 中进 一步 的探 索和 研 究 ，寻 找确保 高 校校 园 网效率 与 安全 的平 衡 点 ，建 立真 正 适合 高 校校 内网网络 的安全 体系 。 参 考 文献 ：
能力 。
器 系统及 其 它数 据 的备份 ，建立 起 网络 设备档 案 和 网络 资源表 ， 并且 对 网络 中上 各个 工作 站 的维 修记 录 、故 障情 况 、资源 分配 情 况等 一 一记 录在 案 。这也 是一 个保 证 网络 安全 的重 要手 段 。
（ ）使用 入侵 检测 系统 七
入侵 检测 系 统是 有效 的 网络 安全 系统 ，这 一 系统 有效 的补 充 了 防火墙 。它 可 以检 测并 发现 入 侵行 为 ，特别 是 当有 恶意 用户 想 试 图通过 因特 网进入 网络 或计 算 机系 统 时能够 报 警 ，以此 通知 网 络采 取相 应措 施 。入 侵检 测系 统 也能 收集 入侵 者 的相 关信 息并 记 录 ，进而 自动 阻 断通 信 ，重新 设 置路 由和 防火 墙 ，并及 时 发现 以 提 出解决 方案 ， 加强 系 统的 防御 能力 ，以免系 统再 一 次受 到入侵 。 （ ）健 全 学校 规范 管理 制度 、增 强 网络 安全 意识 八 各高 校应 该 根据 实际 情况 ，健 全 学校 规范 管理 制度 、增 强 网 络安 全意 识 。制 定 出相 应 的校 园 网安全 管 理制 度 ，如机 房 工作人 员操 作规 程 、用户 出入 机 房管 理制 度 、 网络操 作规 程等 ；提 高 网 络 管 理人 员和 全体 师 生的 网络 安全 意识 。
计 算机 光 盘软 件 与应用
工 程 技 术 Ｃ ｍ ｕ ｅ Ｄ Ｓ ｆ ｗ ｒ ｎ ｐ ｌｃ ｔ ｏ ｓ ｏ ｐ ｔ ｒ Ｃ ｏ ｔａ ｅａ ｄＡ ｐ ａ ｎ ｉ ｉ ２１ ０ ２年 第 ２期
时 间 、流量 、检 测 网络 的监 视 以及 攻击 状况 等 。通 过高 性能 防 火 墙 的使 用 ，可 以最 大 限度 的减少 恶 意 、非法 网络 地 址 的访 问 ，有 效 阻止 病毒 对计 算机 的攻 击 ， 从而 大大 的保 证校 园网系 统 的安全 。 （ ）通过 杀毒 软件 等 来 防治 网络病 毒 三 计 算机 病毒 是校 园 网最 大 的安全 隐 患 ，所 以 ，建 立 一个 覆盖 整个 校 园 网的 防御病 毒体 系 ，对 病 毒进行 直 接 的监测 、清 除 ，是 防范 安全 最 有效 的方 法 。这 就需 要相 关 网络 管理 人 员形成 一 套 网 络硬 件 、软件 维 护制 度 ，严格 定 期 的对服 务 器 、工作 站进 行彻 底 维护 ，对 网 络系 统软 件 、操作 系 统采 取 安全 、保 密措 施 。为 了杜 绝 计 算机 病 毒在 学校 内网的感 染 与传 播 ，学校 还 应该 在容 易 受到 病 毒 感染 、发 作 的 区域采 取 一定 的 防御措 施 ，如在 工 作站 、各 办 公室 以及 服务 器 上安 装杀 毒软 件 ，定 期对 病 毒扫 描 、检测 并 且修 复漏洞 ，升级 文件 ，查杀 病毒 ，保 障校 园网络 拥有 强 大 的防病 毒