嵌入式结构是随单片机、计算机技术发展而形成的一种新型技术结构，近年来发展极为迅速，目前尚无统一的定义，具有以下的几个特征：

    （1）嵌入式结构由内核与外围部件构成，内核与外围部件之间通过接口相连，形成星形的物理拓扑。信号处理系统、控制系统等均被集成在内核当中；（2）内核由硬件和软件组成，硬件包括核心处理器和系统资源。核心处理器如单片机、嵌入式单片机、计算机等，系统资源至少包括存储器。软件包括系统软件和应用程序，系统软件如单片机的多任务控制程序、嵌入武操作系统、常规操作系统等，应用软件包括整机引导程序、工作控制程序、信号处理程序等；（3）内核通过多种形式、不同层次的接口与外围部件通讯。根据接口的层次分为扩展接口和外围接口，根据接口的物理特点分为强电接口、弱电接口、光电接口等，根据接口的信号特点分为模拟接口、逻辑接口、数字接口等，根据接口的协议分为自定义接口、标准接口、网络接口等；（4）应用程序独占系统资源，对于常规的操作系统来说，意味着不允许打补丁、安装反病毒软件等；（5）嵌入式系统具有高度的实时性，由内核协调各个外围部件的工作，因此说嵌入式系统是同步的系统；（6）内核中存在一个整机状态的完整映像，设备外围系统上的任何变化均会映射到内核的存储器当中。目前常用的X射线机已经普遍采用嵌入式结构，在行业中也称为PC平台结构。虚拟式结构是随着笔记本电脑的普及而迅速发展起来的一种新型技术结构，笔记本电脑充当了设备的信号处理系统、控制系统和人机界面。使用时通过标准l／O口（串口、USB口）与探测源、探测器等部件相连，启动电脑中的应用程序，即可进入虚拟的操作界面并操纵设备实施检查。目前常见有小型便携式的X射线机采用这种结构。

    网络式结构通过网络资源将大量的设备或物理界面（探头）连接起来，形成一个在较大范围内实现资源、信息共享并起到优化岗位设置等作用系统。使用网络式结构的系统包括周界人侵报警系统、电视监控系统、民航交运行李检查系统等。网络系统结构的模型包括结构拓扑、传输协议等内容。

    四、模型化方法的应用

    这里以探测类设备性能分析方法和故障分析方法为例，介绍模型化方法的应用。

    安检设备可以分为分析类设备和探测类设备，前者如X射线机，它通过显示器输出大量的信息，检查的效果主要取决于操作人员的经验。后者的输出只有报警或不报警两种状态（1bit信息），检查的效果主要取决于设备漏报警和误报警的性能。这两类设备的关键差异在于信号处理系统。分析类设备的信号处理系统内部含有分析处理器和显示信号产生器两个子系统。分析处理器是这类设备信号处理系统的核心，它力图以最小的信息损失，使设备的显示逼真地反映检查对象的细节，内部含有放大、滤波、编码等线性和非线性处理单元。显示信号产生器生成显示驱动信号。在探测类设备的信号处理系统中，增加了由信号模型库和比较器构成的自动识别算法部分。比较器根据待识别信号与标准信号之间差异的大小产生比对结果。自动识别算法的基本原理就是通过比较器判断识别信号“像不像”标准信号，若它认为“像”就会报警。当危险物质的总量较少，致使持识别信号的关键值过低时，可导致设备产生漏报警；当某种物质生成的信号与标准信号相似时，可导致设备产生误报警。除此之外，物理界面及分析处理器日噪声、误差的影响致使信号失真，则既可能导致误报警，也可能导致漏报警。根据自动识别技术的原理，安检设备以错误识别的结果所导致的损失最小为比较原则，也就是日常所说的“宁可信其有、不可信其无”。为了避免各种噪声、误差叠加在待识别信号上可能导致的漏报警，比较器必然要放宽比对界限，因此与一般探测设备相比，安检设备的误报警率会高一些。

    近年来，大量的探测设备采用了本征谱检测技术，本征谱是微观物质在运动中释放出具有特定能量的粒子形成的信号，是物质系统遵从量子力学规律，发生本征态跃迁的结果。不同物质的本征谱具有唯一性，可以作为识别的标志，因此在商业宣传中被称为“指纹谱”。从前面的分析可知，“可作为识别的标志”与“设备能够识别”是两个不同的概念。就像生活中遇到双胞胎，尽管两个人的相貌有差别，但我们还是无法分辨。对于这类设备的检测性能，必须具体问题具体分析。

    故障分析是设备管理中的重要过程，任何安检设备都会发生故障，能够快速地找到故障点，有效地排除故障是技术人员的基本技能。在故障分析过程中，采用模型化方法比经验方法更为理性，适于处理罕见、疑难的故障。这种方法的指导思想是一步步地压缩故障范围，最终找到故障点。过程本身可以分为模型变换、信道测试、压缩范围等步骤。

    模型变换是按照系统输入与输出的关系，将其折分为基本信道。基本信道的类型有直线信道、分支信道、汇合信道、闭环信道。信道测试是向信道的输入端注入正确的信号，并测量其输出端的响应，从而判断信道是否正常。安检设备的复杂性决定了维修中涉及信号的类型非常多，大致可以分为物理学信号、电子学信号、设备专业信号等。物理学信号如射线强度、电磁场强度、运动速度、温度、压强、流量等，电子学信号如电流、电压、逻辑信号、模拟和数字信号的波形等，IT类信号如硬件驱动测试信号、网络通讯测试信号等，设备专业信号如光栅测试信号、探测器测试信号等。压缩范围是根据信道测试的结果，从相应模型中剔出无故障的部分。常用的判断原则有：（1）当某个输出端能够正确地响应输入信号时，它前方的信道是正常的；（2）针对存在故障的直线信道，宜从中间（B、C上间）拆分为两个较短的直线信道；之后再分段测试；（3）针对存在故障的分支信道，若OI、OZ中有一路是正常的，则该支路中的子系统与E是正常的。若OI．OZ均异常，则子系统E存在故障的可能性最大；（4）针对存在故障的汇合信道，直从汇合节点K的两个输入端进行折分；再分别测试子信道；（5）针对存在故障的闭环信道，若信道规模较小，则适宜将其作为一个整体来处理。若规模较大，则应选择适当的破环点，将其转变为开环信道来处理。

    作者单位：北京首都机场航空安保有限公司