導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇遠(yuǎn)程控制系論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：視頻檢測(cè)PCI總線PPP協(xié)議

引言

隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)以及圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)視覺(jué)和視頻檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、智能交通、設(shè)備制造等很多領(lǐng)域。傳統(tǒng)的視頻檢測(cè)往往采用工控機(jī)作為其視頻處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。這種方法往往由于工控機(jī)處理速度的問(wèn)題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)不同方向同時(shí)進(jìn)行視頻檢測(cè)，而且由于視頻檢測(cè)處理過(guò)程需要占用大量的處理時(shí)間，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程控制功能。

目前在遠(yuǎn)程控制和通信方面，基于DOS和Windows操作系統(tǒng)的通信平臺(tái)得到普遍的引用，但是DOS操作系統(tǒng)作為單任務(wù)操作系統(tǒng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多任務(wù)功能和實(shí)時(shí)處理的要求；而Windows操作系統(tǒng)作為視窗操作系統(tǒng)，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性也無(wú)法與實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式操作相比擬。

本文提出一種以DSP作為視頻檢測(cè)處理芯片，以Linux為操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)主要包括視頻檢測(cè)卡和x86通信平臺(tái)的設(shè)計(jì)2個(gè)部分。視頻檢測(cè)卡主要包括模擬圖像采集、轉(zhuǎn)換、DSP視頻檢測(cè)3個(gè)部分，每塊交換參數(shù)檢測(cè)卡擴(kuò)充PCI總線接口，插在通信開(kāi)發(fā)平臺(tái)的PCI總線插口上，通過(guò)PCI總線同通信平臺(tái)交換數(shù)據(jù)。通信平臺(tái)處理多塊交通參數(shù)檢測(cè)卡的通信問(wèn)題，將視頻檢測(cè)卡通過(guò)PCI總線傳送過(guò)來(lái)的視頻檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給控制中心。系統(tǒng)的功能方框圖如圖1所示。

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，視頻檢測(cè)卡功能主要分為：模擬圖像采集、模擬圖像A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩存以及DSP視頻檢測(cè)5個(gè)部分。視頻檢測(cè)卡流程如圖2所示。

本系統(tǒng)采用Philips公司的SAA7111A來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬圖像A/D轉(zhuǎn)換。該芯片可實(shí)現(xiàn)多路選通、鎖相與時(shí)序、時(shí)鐘產(chǎn)生與測(cè)試、ADC、亮色分離等功能。其輸出可以具有如下格式：YUV4：1：1（12bit）、YUV4：2：2（16bit）、YUV4：2：2(CCIR-656)（8bit）等。由于DSP處理芯片和SA7111A的時(shí)序不同，可以通過(guò)CPLD進(jìn)行邏輯控制FIFO來(lái)完成數(shù)據(jù)緩存的功能。

DSP是實(shí)時(shí)信號(hào)處理的核心。本系統(tǒng)采用TI公司DSP芯片——TMS320C6211。該芯片屬C6000的定點(diǎn)系列，C6211在這個(gè)系列中是性價(jià)比最高的一種。C6211處理器由3個(gè)主要部分組成：CPU內(nèi)核、存儲(chǔ)器和外設(shè)。集成外設(shè)包括EDMA控制器、外存儲(chǔ)器接口（EMIF）、主機(jī)口（HPI）、多通道緩沖接口（McBSP）、定時(shí)器、中斷選擇子、JTAG接口、PowerDown邏輯以及PLL時(shí)鐘發(fā)生器。通過(guò)EMIF接口擴(kuò)充SDRAM，而PCI總線控制芯片的擴(kuò)展通過(guò)HPI接口。

PCI總線的接口芯片PCI9050，主要包括PCI總線信號(hào)接口和本地總線（LOCALBUS）信號(hào)。在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，只需將本地總線信號(hào)的接口通過(guò)電平轉(zhuǎn)換連接到DSP的HPI接口，同時(shí)擴(kuò)展PCI接口就可以完成其硬件電路設(shè)計(jì)。

2通信開(kāi)發(fā)平臺(tái)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通信開(kāi)發(fā)平臺(tái)以x86為核心器件，擴(kuò)充PCI總線，通過(guò)Modem撥號(hào)，實(shí)現(xiàn)x86與Internet的連接。

2.1PCI總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)

PCI設(shè)備有3種物理空間：配置空間、存儲(chǔ)器空間和I/O空間。配置空間是長(zhǎng)度為256字節(jié)的一段連接空間，空間的定義如圖3所示。在配置空間中只讀空間有設(shè)備標(biāo)識(shí)、供應(yīng)商代碼、修改版本、分類代碼以及頭標(biāo)類型。其中供應(yīng)商代碼用來(lái)標(biāo)識(shí)設(shè)備供應(yīng)商的代碼；設(shè)備標(biāo)識(shí)用來(lái)標(biāo)識(shí)某一特殊的設(shè)備；修改版本標(biāo)識(shí)設(shè)備的版本號(hào)；分類代碼用來(lái)標(biāo)識(shí)設(shè)備的種類；頭標(biāo)類型用來(lái)標(biāo)識(shí)頭類型以及是否為多功能設(shè)備。除供應(yīng)商代碼之外，其它字段的值由供應(yīng)商分配。

命令字段寄存器用來(lái)提供設(shè)備響應(yīng)的控制命令字；狀態(tài)字段用來(lái)記錄PCI總線相關(guān)事件（詳細(xì)的命令控制和狀態(tài)讀取方法見(jiàn)參考文獻(xiàn)4）。

基地址寄存器最重要的功能是分配PCI設(shè)備的系統(tǒng)地址空間。在基地址寄存器中，bit0用來(lái)標(biāo)識(shí)是存儲(chǔ)器空間還是I/O地址空間。基地址寄存器映射到存儲(chǔ)器空間時(shí)bit0為“0”，映射到I/O地址空間時(shí)bit0為“1”。基地址空間中其它一些內(nèi)容用來(lái)表示PCI設(shè)備地址空間映射到系統(tǒng)空間的起始物理地址。地址空間大小通過(guò)向基地址寄存器寫(xiě)全“1”，然后讀取其基地址的值來(lái)得到。

PCI設(shè)備的驅(qū)動(dòng)過(guò)程主要包括下面幾個(gè)步驟。

首先，PCI設(shè)備的查找。在嵌入式操作系統(tǒng)中一般提供相應(yīng)的API函數(shù)，在Linux操作系統(tǒng)中通過(guò)函數(shù)pcibios_find_device(PCI_VENDOR_ID,PCI_DEVICE,index,&bus,&devfn)可以找到供應(yīng)商代碼為PCI-ID，設(shè)備標(biāo)識(shí)為PCI-DEVICE的第n(index+1)個(gè)設(shè)備，并且返回總線號(hào)和功能號(hào)，分別保存于bus和devfn中。

第2步，PCI設(shè)備的配置。通過(guò)操作系統(tǒng)提供的API函數(shù)訪問(wèn)PCI設(shè)備的配置空間，配置PCI設(shè)備基址寄存器的配置、中斷配置、ROM基地址寄存器的配置等，這樣可以得到PCI的存儲(chǔ)器空間和I/O地址空閑映射，設(shè)備的中斷號(hào)等。在Linux操作系統(tǒng)中，訪問(wèn)PCI設(shè)備配置空間的API函數(shù)有pcibios_write_config_byte、pcibios_read_config_byte等，它們分別完成對(duì)PCI設(shè)備配置空間的讀寫(xiě)操作。

第3步，根據(jù)PCI設(shè)備的配置參數(shù)，對(duì)不同的設(shè)備編寫(xiě)初始化程序、中斷服務(wù)程序以及對(duì)PCI設(shè)備存儲(chǔ)空間的訪問(wèn)程序。

2.2遠(yuǎn)程控制與通信鏈路的建立

與Internet連接的數(shù)據(jù)鏈路方式主要有Ethernet方式和串行通信方式。Ethernet連接方式是一種局域網(wǎng)的連接方式，廣泛應(yīng)用于本地計(jì)算機(jī)的連接。通過(guò)Modem進(jìn)行撥號(hào)連接的串行通信方式，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信，下面詳細(xì)介紹串行通信接口協(xié)議方式。

串行通信協(xié)議有SLIP、CSLIP以及PPP通信協(xié)議。SLIP和CSLIP提供一種簡(jiǎn)單的通過(guò)串行通信實(shí)現(xiàn)IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝方式，通過(guò)RS232串行接口和調(diào)試解調(diào)器接入Internet。但是這種簡(jiǎn)單的連接方式有很多缺陷，如每一端無(wú)法知道對(duì)方IP地址；數(shù)據(jù)幀中沒(méi)有類型字段，也就是1條串行線路用于SLIP就不能同時(shí)使用其它協(xié)議；SLIP沒(méi)有在數(shù)據(jù)幀中加上檢驗(yàn)和，當(dāng)SLIP傳輸?shù)膱?bào)文被線路噪聲影響發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，無(wú)法在數(shù)據(jù)鏈路層檢測(cè)出來(lái)，只能通過(guò)上層協(xié)議發(fā)現(xiàn)。

PPP（PointtoPointProtocal，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議）修改了SLIP協(xié)議中的缺陷。PPP中包含3個(gè)部分：在串行鏈路上封裝IP數(shù)據(jù)報(bào)的方法；建立、配置及測(cè)試數(shù)據(jù)鏈路的鏈路控制協(xié)議（LCP）；不同網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議（NCP）。PPP相對(duì)于SLIP來(lái)說(shuō)具有很多優(yōu)勢(shì)；支持循環(huán)冗余檢測(cè)、支持通信雙方進(jìn)行IP地址動(dòng)態(tài)協(xié)商、對(duì)TCP和IP報(bào)文進(jìn)行壓縮、認(rèn)證協(xié)議支持（CHAP和PAP）等。圖4為PPP數(shù)據(jù)幀的格式。

PPP的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)2個(gè)后臺(tái)任務(wù)來(lái)完成。協(xié)議控制任務(wù)和寫(xiě)任務(wù)。協(xié)議控制任務(wù)控制各種PPP的控制協(xié)議，包括LCP、NCP、CHAP和PAP。它用來(lái)處理連接的建立、連接方式的協(xié)商、連接用戶的認(rèn)證以及連接中止。寫(xiě)任務(wù)用來(lái)控制PPP設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送。數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送過(guò)程，就是通過(guò)寫(xiě)任務(wù)往串行接口設(shè)備寫(xiě)數(shù)據(jù)的過(guò)程，當(dāng)有數(shù)據(jù)報(bào)準(zhǔn)備就緒，PPP驅(qū)動(dòng)通過(guò)信號(hào)燈激活寫(xiě)任務(wù)，使之完成對(duì)串行接口設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程。PPP接收端程序通過(guò)在串行通信設(shè)備驅(qū)動(dòng)中加入“hook”程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。在串行通信設(shè)備接收到1個(gè)數(shù)據(jù)之后，中行設(shè)備的中斷服務(wù)程序（ISR）調(diào)用PPP的ISR。當(dāng)1個(gè)正確的PPP數(shù)據(jù)幀接收之后，PPP的ISR通過(guò)調(diào)度程序調(diào)用PPP輸入程序，然后PPP輸入程序從串行設(shè)備的數(shù)據(jù)緩存中將整個(gè)PPP數(shù)據(jù)幀讀出，根據(jù)PPP的數(shù)據(jù)幀規(guī)則進(jìn)行處理，也就是分別放入IP輸入隊(duì)列或者協(xié)議控制任務(wù)的輸入隊(duì)列。

PPP現(xiàn)在已經(jīng)廣泛為各種ISP（InternetSeverProvider）接受，而Linux操作系統(tǒng)下完全支持PPP協(xié)議。在Linux下網(wǎng)絡(luò)配置過(guò)程中，通過(guò)1個(gè)Modem建立與ISP的物理上的連接，然后在控制面板（ControlPanel）里面選擇NetowrksConfiguration。在接口（Interface）里面加入PPP設(shè)備，填入ISP電話號(hào)碼、用戶以及密碼，同時(shí)將本地IP和遠(yuǎn)端IP設(shè)置為0.0.0.0，修改/ETC/PPP/OPTION，加上DEFAULTROUE，由ISP提供缺省路由，這樣就完成了設(shè)備的PPP數(shù)據(jù)鏈路設(shè)置過(guò)程，可以通過(guò)Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

結(jié)束語(yǔ)

該設(shè)計(jì)方法已成功應(yīng)用于智能交換系統(tǒng)的交通參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)中。在該系統(tǒng)中，采用4塊DSP視頻檢測(cè)卡實(shí)現(xiàn)4個(gè)不同路面區(qū)域的交通參數(shù)檢測(cè)，同時(shí)采用Linux作為通信平臺(tái)的操作系統(tǒng)；通過(guò)PPP協(xié)議建立與監(jiān)控中心的連接，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對(duì)各個(gè)視頻檢測(cè)卡的遠(yuǎn)程控制。

篇2

【關(guān)鍵詞】建筑材料；參與型演示實(shí)驗(yàn)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件

【中圖分類號(hào)】G420　【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A　【論文編號(hào)】1009－8097(2012)09－0116－04

引言

國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革與發(fā)展規(guī)劃中，明確提出高等教育要“強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)”，現(xiàn)代遠(yuǎn)程高等教育作為我國(guó)高等教育的重要組成部分，無(wú)疑也應(yīng)將此作為教育改革的一個(gè)重點(diǎn)。現(xiàn)代遠(yuǎn)程高等教育主要定位于應(yīng)用型人才培養(yǎng)，學(xué)生大多為在職從業(yè)人員，本身都在隨崗實(shí)踐，但隨崗實(shí)踐不能取代實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)作為現(xiàn)代遠(yuǎn)程高等教育實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，不僅能使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的基本方法和基本技能，提高實(shí)際操作能力，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、分析能力及創(chuàng)新能力，使學(xué)生的實(shí)踐綜合素質(zhì)得到普遍的提高。實(shí)驗(yàn)教學(xué)還可幫助學(xué)生理解和鞏固所學(xué)知識(shí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和探究問(wèn)題的科學(xué)方法都具有重要意義。

然而，現(xiàn)代遠(yuǎn)程高等教育開(kāi)辦多年來(lái)，工科教學(xué)一直存在瓶頸，主要原因就在于實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)難以落實(shí)。目前，大多數(shù)高校的現(xiàn)代遠(yuǎn)程高等教育避免開(kāi)設(shè)實(shí)踐要求強(qiáng)的工科專業(yè)，少數(shù)在現(xiàn)代遠(yuǎn)程高等教育開(kāi)設(shè)工科專業(yè)的高校，帶有實(shí)驗(yàn)功能的遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)極少，且開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)種類和實(shí)驗(yàn)深度都不及普通高校。由于現(xiàn)代遠(yuǎn)程高等教育師生在時(shí)間和空間上相分離，學(xué)生分散在全國(guó)各地，量大面廣，再加上工學(xué)矛盾，將所有學(xué)生全部集中到高校實(shí)驗(yàn)室來(lái)完成真實(shí)實(shí)驗(yàn)不太現(xiàn)實(shí)，而很多校外學(xué)習(xí)中心因場(chǎng)所或儀器設(shè)備缺乏不能提供真實(shí)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)條件，導(dǎo)致現(xiàn)代遠(yuǎn)程高等教育照搬傳統(tǒng)真實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在難以實(shí)施的困難，實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)疑成了現(xiàn)代遠(yuǎn)程高等教育的薄弱環(huán)節(jié)。為此，迫切需要開(kāi)發(fā)適用于現(xiàn)代遠(yuǎn)程高等教育的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。

一　網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的主要形式及特點(diǎn)

現(xiàn)代遠(yuǎn)程高等教育網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)常見(jiàn)的形式主要包括演示實(shí)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)與遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)，與之相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源包括演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。

1、演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件

演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件是指將真實(shí)環(huán)境中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程拍攝成錄像后制作的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件。這樣的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件，既有教師講解，又有教師對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的演示操作過(guò)程，效果直觀形象，同學(xué)們可以在網(wǎng)上學(xué)習(xí)演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件，并按照實(shí)驗(yàn)要求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。如此使學(xué)生掌握整個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容、步驟以及操作過(guò)程，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，特別演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件還可以展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室中難以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及與之相應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用，擴(kuò)大了學(xué)生的視野，開(kāi)闊了學(xué)生的思路，能夠取得真實(shí)實(shí)驗(yàn)不能取得的一些功效。演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件投入成本低，制作周期短，雖然缺乏學(xué)生親自操作實(shí)驗(yàn)與讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過(guò)程，無(wú)法達(dá)到和真實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相同的效果，但還是能夠?yàn)閷W(xué)生提供如同在實(shí)驗(yàn)室觀看實(shí)驗(yàn)一般身臨其境的感受，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)全面的了解與認(rèn)識(shí)，因此可以作為目前現(xiàn)代遠(yuǎn)程高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種非常重要的教學(xué)資源。

2、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)

虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等在計(jì)算機(jī)上建立虛擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，提供可操作的虛擬實(shí)驗(yàn)儀器，使學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上通過(guò)接近真實(shí)的人機(jī)交互界面完成實(shí)驗(yàn)，同時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一體化管理功能。如北京郵電大學(xué)已開(kāi)發(fā)出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)與系統(tǒng)、電路分析、數(shù)字電路、模擬電路、高頻電子線路、Linux操作系統(tǒng)等虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)一方面允許網(wǎng)絡(luò)學(xué)生同時(shí)在線操作實(shí)驗(yàn)，另一方面可以將復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過(guò)程抽象化，將實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)單化，大大提高了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的可操作性。但是虛擬實(shí)驗(yàn)本身存在一定問(wèn)題：一，虛擬實(shí)驗(yàn)只能模擬出驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)，所得到的數(shù)據(jù)多為預(yù)先設(shè)計(jì)好的；二，無(wú)論采取哪種技術(shù)都將不同程度的面對(duì)交互性不足、控件下載或開(kāi)發(fā)維護(hù)費(fèi)用高等難題；三，難以完成大量實(shí)驗(yàn)的快速更新和修復(fù)，加大了現(xiàn)代遠(yuǎn)程高等教育網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)費(fèi)用。

3、遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)

遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和通訊技術(shù)，將異地實(shí)驗(yàn)室真實(shí)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換成圖像、聲音、狀態(tài)等，并通過(guò)多種媒介方式傳輸?shù)綄W(xué)生計(jì)算機(jī)中，參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生可以在自己的計(jì)算機(jī)中按規(guī)則控制操作遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，而實(shí)驗(yàn)設(shè)備執(zhí)行操作的過(guò)程和結(jié)果又實(shí)時(shí)地回傳給學(xué)生，使參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生如同身臨其境，取得和親自到實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)做實(shí)驗(yàn)相同的效果，這可實(shí)現(xiàn)各高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備最優(yōu)化的組合，做到資源共享。如大連理工大學(xué)電工教研室與麻省理工大學(xué)合作，與之建立了遠(yuǎn)程網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)基地。在大連理工大學(xué)校內(nèi)設(shè)置服務(wù)器與麻省理工實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)驗(yàn)室相連。每位學(xué)生可以在任意一個(gè)計(jì)算機(jī)終端登錄校內(nèi)服務(wù)器，訪問(wèn)麻省實(shí)驗(yàn)室。同學(xué)們可以在終端設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制麻省理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)儀器。實(shí)驗(yàn)室完成操作后會(huì)在短時(shí)間內(nèi)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)返回至該學(xué)生所使用的終端。但遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)對(duì)傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有著比較高的要求，比如要求全部實(shí)驗(yàn)儀器的電氣化以及較高的可控性，普通的工科網(wǎng)絡(luò)教育實(shí)驗(yàn)很難達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，且一個(gè)實(shí)驗(yàn)室無(wú)法同時(shí)接受多組學(xué)員在線操作，為應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，必須建設(shè)多個(gè)實(shí)驗(yàn)室。這些都是限制遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育體系下發(fā)展的瓶頸。

篇3

揭秘HOU

Hands-On Universe(HOU)是由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的Carlton R. Pennypacker 博士倡議發(fā)起的，它是基于國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)，以動(dòng)手實(shí)踐為特色的天文教學(xué)活動(dòng)。20世紀(jì)90年代，加州大學(xué)伯克利分校天文系的大學(xué)預(yù)科必須先修基礎(chǔ)天文課程。這些課程開(kāi)始是在課堂里由老師按書(shū)本講義授課，后來(lái)逐步發(fā)展為老師把講義放在網(wǎng)上由學(xué)生自學(xué)，老師定期給學(xué)生面授或解答問(wèn)題，再后來(lái)為了方便學(xué)生實(shí)習(xí)，他們就與大學(xué)的天文臺(tái)合作，把望遠(yuǎn)鏡連接到互聯(lián)網(wǎng)上，提供學(xué)生從網(wǎng)上操作使用，進(jìn)行觀測(cè)并提交結(jié)果。經(jīng)過(guò)近10年的發(fā)展，這種基于互聯(lián)網(wǎng)的，集成了各種教學(xué)資源（教材、實(shí)踐指導(dǎo)、軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、望遠(yuǎn)鏡、終端設(shè)備等）的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式逐步完善并被廣泛采用，因?yàn)樗粌H能讓學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用各種天文專業(yè)資源，讓學(xué)生在實(shí)踐中提高對(duì)科學(xué)的興趣和理解，而且節(jié)約了人力、物力，同時(shí)也使天文教育得到最大限度的普及。

以上種種原因都使這種新穎的教學(xué)方式得到大大的推廣，也引起了教育界廣泛的關(guān)注，慢慢從大學(xué)擴(kuò)展到中學(xué)，而這種教學(xué)形式也被命名為Hands-On Universe。

美國(guó)人稱一個(gè)“Hands-On”的人意思是說(shuō)他是一個(gè)“工作者”，也就是說(shuō)，他通過(guò)動(dòng)手去“做”某件事來(lái)了解和認(rèn)識(shí)事物的本事。那么Hands-On Universe的意思也就是說(shuō)學(xué)習(xí)者通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，親自去操作、觀測(cè)、獲得數(shù)據(jù)、處理結(jié)果等（做天文學(xué)家同樣的事情），了解天文知識(shí)，理解科學(xué)概念。這種學(xué)習(xí)方式使學(xué)習(xí)不再是一件枯燥的事情，而是一件輕松愉快的事情，不僅大大激發(fā)了學(xué)習(xí)者的興趣和求知欲，而且可以大大發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。

為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，HOU通過(guò)一整套形式多樣的教學(xué)節(jié)目（包括教師、教材、教學(xué)軟件、基于互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)平臺(tái)和操作真實(shí)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)等），使具有初級(jí)文化程度的學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)課程、動(dòng)手操作（遠(yuǎn)程望遠(yuǎn)鏡）、進(jìn)行觀測(cè)、獲取觀測(cè)結(jié)果、利用共享軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理、完成作業(yè)或提交論文等過(guò)程，達(dá)到學(xué)習(xí)天文知識(shí)，研究天文問(wèn)題，理解天文科學(xué)的目的。

在過(guò)去的十年里，在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）、國(guó)防部和能源部等基金的資助下，HOU不斷發(fā)展并完善?，F(xiàn)在HOU擁有遍布全球的遠(yuǎn)程控制望遠(yuǎn)鏡設(shè)備，并可利用虛擬天文臺(tái)的大量豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)資源。這些網(wǎng)絡(luò)資源都可以通過(guò)國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)在該組織內(nèi)部共享。HOU也積累了大量的系統(tǒng)內(nèi)部的觀測(cè)資料和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，目前，HOU的教學(xué)方式已經(jīng)推廣和發(fā)展成可以供天文研究者、教師或?qū)W生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，操作網(wǎng)上開(kāi)放的專業(yè)天文望遠(yuǎn)鏡，進(jìn)行實(shí)際觀測(cè)，并對(duì)取得的數(shù)據(jù)、圖像等資料進(jìn)行分析研究的科研教育平臺(tái)。學(xué)生可以把從望遠(yuǎn)鏡獲得的觀測(cè)圖像下載到教室里的計(jì)算機(jī)上，再使用強(qiáng)有力的HOU圖像數(shù)據(jù)處理軟件，來(lái)觀察分析這些資料，從而獲得比書(shū)本上更生動(dòng)有趣的知識(shí)和概念。

HOU走進(jìn)中國(guó)

受GHOU組織的委托，國(guó)家天文臺(tái)代表中國(guó)成功申辦了2005年GHOU 國(guó)際研討會(huì)。這得到中國(guó)天文界，特別是北京天文學(xué)會(huì)、國(guó)家天文臺(tái)、北京天文館、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)、中國(guó)天文學(xué)會(huì)普及委員會(huì)、天好者雜志社等單位的大力支持。

2005年GHOU國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議主要內(nèi)容為: 介紹可用于天文教學(xué)和遠(yuǎn)程操作的大型天文設(shè)施（望遠(yuǎn)鏡等），交流基于互聯(lián)網(wǎng)的天文教學(xué)與培訓(xùn)環(huán)境的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)演示遠(yuǎn)程觀測(cè)、網(wǎng)絡(luò)教育資源平臺(tái)的使用等，為發(fā)展我國(guó)網(wǎng)絡(luò)天文研究與教學(xué)環(huán)境建設(shè)，遠(yuǎn)程教學(xué)與觀測(cè)等技術(shù)，提供了良好的機(jī)遇。

2006年HOU的國(guó)際研討會(huì)在法國(guó)普羅旺斯天文臺(tái)舉行，中國(guó)派出了天文和教育代表團(tuán)參加會(huì)議并討論在中國(guó)引入HOU的教學(xué)方式，共享全球HOU的教學(xué)資源，發(fā)展中國(guó)HOU的具體方案。鑒于中國(guó)HOU和遠(yuǎn)程天文教學(xué)的迅速發(fā)展，國(guó)際HOU組織決定于2007年7月（下一屆GHOU國(guó)際研討會(huì)之前）在中國(guó)召開(kāi)環(huán)太平洋地區(qū)HOU教師培訓(xùn)國(guó)際會(huì)議，旨在探討HOU師資的培訓(xùn)和資源的共享利用。

遠(yuǎn)程天文教育工作方案

由國(guó)家天文臺(tái)牽頭的中國(guó)HOU計(jì)劃得到了北京教委遠(yuǎn)程教育網(wǎng)的重視和支持， 2006年6月6日，新成立的遠(yuǎn)程教育專業(yè)委員會(huì)率先在北京遠(yuǎn)程教育網(wǎng)上開(kāi)展了遠(yuǎn)程教學(xué)天文臺(tái)試點(diǎn)教學(xué)工作。該項(xiàng)計(jì)劃將按國(guó)際HOU標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建能夠與國(guó)內(nèi)國(guó)外共享的硬件和軟件教學(xué)資源和環(huán)境平臺(tái)，從北京遠(yuǎn)程教育網(wǎng)輻射到全國(guó)的網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)，最大限度地拓寬和延伸接受天文遠(yuǎn)程教育的受益群體。

過(guò)去由于條件限制，只能利用簡(jiǎn)陋的儀器和場(chǎng)地進(jìn)行普及教育中的實(shí)踐活動(dòng)，現(xiàn)在利用強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以充分集成國(guó)際國(guó)內(nèi)（專業(yè)與業(yè)余）的望遠(yuǎn)鏡和軟件數(shù)據(jù)信息等資源，為社會(huì)公眾和學(xué)生及廣大愛(ài)好者提供豐富多采形式多樣的天文知識(shí)與親臨其境動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，也能為學(xué)習(xí)實(shí)踐者提供切實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)和幫助。

中國(guó)HOU組織通過(guò)利用連接在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)上國(guó)內(nèi)外的望遠(yuǎn)鏡、教學(xué)、軟件、數(shù)據(jù)、信息等資源，以及國(guó)內(nèi)社會(huì)上（各學(xué)校、場(chǎng)館）尚沒(méi)有有效利用的各種資源，組成了一個(gè)基于北京教委遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)的天文普及教學(xué)平臺(tái)。利用這個(gè)平臺(tái)開(kāi)展天文普及教育，提高受益群體的科學(xué)素質(zhì)和對(duì)天文學(xué)的興趣愛(ài)好。

從北京輻射到全國(guó)，使有條件的大中小學(xué)校學(xué)生，經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)程天文教育，獲得系統(tǒng)、全面、新穎、實(shí)用的學(xué)習(xí)、培訓(xùn)和指導(dǎo)，能夠掌握天文基礎(chǔ)知識(shí)、了解到國(guó)內(nèi)國(guó)外天文發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀、擁有實(shí)際儀器的操作經(jīng)驗(yàn)和技能、獲得實(shí)際的天文觀測(cè)結(jié)果，從而提高科學(xué)素質(zhì)和對(duì)天文知識(shí)的興趣愛(ài)好。

具體操作方案如下:

建立遠(yuǎn)程天文教育網(wǎng)上資源共享平臺(tái)。

利用國(guó)際HOU系統(tǒng)的共享網(wǎng)絡(luò)資源（望遠(yuǎn)鏡、終端儀器、計(jì)算機(jī)、教材、軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)等）和國(guó)內(nèi)各大中小學(xué)校的教學(xué)設(shè)備（望遠(yuǎn)鏡，配套儀器），配和在網(wǎng)上從事實(shí)踐教學(xué)的，針對(duì)不同層次受眾的培訓(xùn)指導(dǎo)課程，使全國(guó)各地的小型望遠(yuǎn)鏡即可獨(dú)立使用，也可聯(lián)網(wǎng)使用，實(shí)現(xiàn)真正意義的資源共享。

建立遠(yuǎn)程天文教育網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)。

該平臺(tái)則提供天文知識(shí)庫(kù)、實(shí)踐觀測(cè)指導(dǎo)、數(shù)據(jù)處理指導(dǎo)、組織示范課程等功能。

快速瀏覽：HOU的全球機(jī)構(gòu)

篇4

【關(guān)鍵詞】GSM短消息；單片機(jī)；數(shù)據(jù)采集；遠(yuǎn)程監(jiān)控

1.引言

目前手機(jī)GSM網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋全國(guó)，且手機(jī)收發(fā)短消息的費(fèi)用低廉，因此，為利用GSM手機(jī)的短消息收發(fā)功能實(shí)現(xiàn)多路遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)收集帶來(lái)了便利。本系統(tǒng)就是利用基于GSM系統(tǒng)的移動(dòng)平臺(tái)之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短信息業(yè)務(wù)，將移動(dòng)通信與數(shù)據(jù)收集和數(shù)字傳送功能能結(jié)合起來(lái)。

通過(guò)野外多個(gè)工程機(jī)械的單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，再利用移動(dòng)通信GMS網(wǎng)絡(luò)的短信息功能完成對(duì)主控機(jī)的數(shù)據(jù)傳送。這樣使得施工單位，能夠及時(shí)掌握前方的實(shí)時(shí)信息，對(duì)于配送原料的預(yù)測(cè)，工程進(jìn)度監(jiān)控，數(shù)據(jù)收集表格形成帶來(lái)便利。

短信息的方式發(fā)送是移動(dòng)通信系統(tǒng)增值服務(wù)的一種開(kāi)發(fā)利用。其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是在單片機(jī)控制系統(tǒng)上添加，基于GSM系統(tǒng)的AT指令的開(kāi)發(fā)來(lái)完成和移動(dòng)通信模塊之間的通信編程的。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

工程GSM短消息遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，由西門(mén)子的GSM通信模塊TC35，單片機(jī)控制系統(tǒng)電路，由傳感器將采集到的信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換送至自帶的大容量RAM中存放，然后可以由人工操作完成設(shè)置、顯示、打印、上傳數(shù)據(jù)傳輸?shù)认鄳?yīng)功能。在數(shù)傳過(guò)程中，單片機(jī)通過(guò)判斷按下的功能鍵，將存儲(chǔ)在RAM中的數(shù)據(jù)塊，按照運(yùn)行時(shí)間、設(shè)備編號(hào)、數(shù)據(jù)組塊、通過(guò)預(yù)設(shè)程序轉(zhuǎn)換成ASCII碼，再經(jīng)過(guò)單片機(jī)TXD，RXD串口轉(zhuǎn)換成RS232總線方式發(fā)送到TC35-GMS移動(dòng)通信模塊在施工主管方辦公室接收主機(jī)又利用GSM-TC35模塊將數(shù)據(jù)接收下來(lái)，將短信中的ASCII碼還原成數(shù)值碼，且調(diào)用預(yù)先設(shè)計(jì)好的報(bào)表格式保存起來(lái)。主管人員可以隨時(shí)調(diào)閱查看或打印輸出前方施工設(shè)施的所有信息，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)收集管理等功能。

GSM通信模塊TC35短消息的收發(fā)，有兩種方式，一種PDU格式，另一種TXT文本格式，由于數(shù)據(jù)采樣不涉及到中文，因此本系統(tǒng)采樣了TXT格式，其優(yōu)點(diǎn)是傳送數(shù)據(jù)信息量大（140字符/條），收發(fā)格式簡(jiǎn)單，命令操作靈活。

模塊TC35與設(shè)備接口有三種方式：GSM-PC2、MCU-PC3、GSM-MCU。

我的系統(tǒng)中，前級(jí)采樣端由于有232/485接口，采用了GSM-PC方式主機(jī)接收端：由設(shè)計(jì)的電路板為單片機(jī)串口收發(fā)TXD-RXD，所以采用了GSM-MCU方式。由于現(xiàn)場(chǎng)干擾強(qiáng)，因此采用了2400的波特率保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴SM通信模塊收發(fā)均安裝的是中國(guó)移動(dòng)SIM卡，手機(jī)號(hào)碼即是本系統(tǒng)的號(hào)碼。

GSM-TC35常用AT命令介紹：本系統(tǒng)所用的功能AT命令如下表1所示。

3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

硬件系統(tǒng)主控模塊采用51系列的SST 89E516RD為CPU，西門(mén)子GSM通信模塊TC 35i、串行AD 654、和128KEEPROM DS1245，DS12887時(shí)鐘提供系統(tǒng)時(shí)鐘，MAX813作看門(mén)狗。MAX485與2級(jí)通信設(shè)備互聯(lián)，同時(shí)也與GSM通信模塊TC35i完成數(shù)據(jù)傳輸。MAX232與串口打印機(jī)相連。另外擴(kuò)展專用12位液晶數(shù)顯屏，和6位按鍵。

這就是用戶數(shù)據(jù)采集的遠(yuǎn)程控制的全部硬件構(gòu)成。

4.軟件設(shè)計(jì)

軟件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，單片機(jī)電路與模塊的通信采用傳統(tǒng)的主從式通信。軟件的關(guān)鍵是做好GSM通信模塊與單片機(jī)的接口以及可靠的數(shù)據(jù)采集。同時(shí)也可根據(jù)需要做出PC機(jī)的多路監(jiān)控接收程序，數(shù)據(jù)的采集狀況。以下是部分?jǐn)?shù)傳匯編程序：

MOV DPTR，#BPS；發(fā)送波特率2400

MOV R2，#12

LCALL S_GMS；串口發(fā)送程序

MOV DPTR，#Text；置文本格式

MOV R2，#10

LCALL S_GMS

L_B：MOV DPTR，#PHONG；發(fā)電話號(hào)碼

MOV R2，#22

LCALL S_GMS

JNB RI，$

CLR RI

MOV A，SBUF

CJNE A，#">"，L_B

MOV DPTR，#0100H；發(fā)短信內(nèi)容地址0100H

MOV R2，#80H

LCALL S_GMSX；外RAM串口發(fā)送程序SETB EA；

=== GSM命令表========

Bps：DB”AT+IPR=2400”，0DH；2400波特率

Text：DB”AT+CMFG=1”，0DH；TEXT模式Read：DB”AT+CMGR=”；//讀信息

Erase：DB”AT+CMGD=”；//刪除信息

PHONG：DB'AT+CMGS=”15102778052”，0DH；接收的電話號(hào)碼

5.程序調(diào)試

可以先用串口調(diào)試工具軟件測(cè)試TC35短信收發(fā)功能，然后編寫(xiě)程序，固化芯片。TC35在實(shí)際數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)一定要有足夠等待時(shí)間，否則工作時(shí)會(huì)有丟失短消息的現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

[1]姜志海.單片計(jì)原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010，1.

[2]黃顯澍.工程GSM短消息遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)[J].微處理機(jī)，2010（3）.

篇5

論文摘要:以浙江經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院多媒體教學(xué)設(shè)備的實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，利用現(xiàn)有的校園網(wǎng)資源，建立新型的多媒體教學(xué)設(shè)備信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可充分發(fā)揮多媒體教學(xué)設(shè)備在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用。

高等職業(yè)教育是培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才的園地，充分利用多媒體教學(xué)設(shè)備來(lái)創(chuàng)造生產(chǎn)性仿真教學(xué)環(huán)境是一大趨勢(shì)。近年來(lái)，各高校投人大量的資金用于多媒體教室的建設(shè)，其數(shù)量在快速地增長(zhǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，浙江省屬本科高等院校平均有多媒體教室約300個(gè)，高職高專院校約有200個(gè)。面對(duì)眾多分布在不同校區(qū)和樓宇內(nèi)的多媒體教室，多媒體教學(xué)設(shè)備的使用管理與維護(hù)問(wèn)題已經(jīng)突顯出來(lái)。許多高校缺乏對(duì)多媒體教學(xué)設(shè)備的現(xiàn)代化管理，從而影響到設(shè)備的利用率、完好率與使用效果。

當(dāng)前絕大多數(shù)高校已完成校園網(wǎng)的基礎(chǔ)建設(shè)，對(duì)多媒體教學(xué)設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的管理勢(shì)在必行。本文探討了多媒體教學(xué)設(shè)備的信息化管理模式，并設(shè)計(jì)了一款基于局域網(wǎng)的多媒體設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化管理與智能維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)地提出高校多媒體教學(xué)設(shè)備信息管理平臺(tái)。

1傳統(tǒng)多媒體教室使用和管理中存在的問(wèn)題

1.1管理方式落后，教室資源緊張

目前許多高校的多媒體教室管理模式仍然落后，需要教師借用鑰匙來(lái)開(kāi)關(guān)多媒體設(shè)備，借用過(guò)程非常繁瑣。另外，隨著多媒體教室的建設(shè)，貴重設(shè)備也在不斷地增加。為了防止人為破壞和加強(qiáng)防盜措施，多媒體教室采取封閉式管理，使得教室資源得不到充分的利用。

1.2配置參差不齊，難以統(tǒng)一管理

大部分學(xué)校由于資金、教學(xué)需求等原因，多媒體教室的建設(shè)都不會(huì)一次完成，而要經(jīng)過(guò)多次配置才得以完成，因而多媒體設(shè)備的品牌、型號(hào)都有很大的不同。同時(shí)，在手工管理方式下，設(shè)備使用和維修沒(méi)有詳盡的跟蹤記錄，相關(guān)職能部門(mén)無(wú)法對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)配，從而導(dǎo)致設(shè)備的利用率較低，也無(wú)法為領(lǐng)導(dǎo)的決策提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。

1.3多媒體設(shè)備使用繁瑣

多媒體教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)備通常包括投影機(jī)、計(jì)算機(jī)、視頻展臺(tái)、影碟機(jī)、音響等，整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)、關(guān)必須分別操作，使用過(guò)程十分繁瑣。經(jīng)過(guò)多人多次使用后，設(shè)備原有的設(shè)置難免會(huì)被改動(dòng)，給后期的維護(hù)和管理帶來(lái)很多麻煩。

1.4因報(bào)修不及時(shí)而影響教學(xué)

多媒體設(shè)備在使用過(guò)程中，難免出現(xiàn)不可預(yù)料的故障。如果在教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)故障，教師就需要到管理員辦公室找人排除，浪費(fèi)了寶貴的上課時(shí)間，影響教學(xué)的正常進(jìn)行。然而在使用設(shè)備中出現(xiàn)的設(shè)備故障，一般是因使用不當(dāng)造成的，只需技術(shù)人員口頭指導(dǎo)即可解決。

2基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體教學(xué)設(shè)備中央控制系統(tǒng)解決方案

基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體中央控制系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)中央控制器、中控軟件、中控主機(jī)等組成。

網(wǎng)絡(luò)中央控器集成了視頻/音頻切換矩陣、IR/單向RS232控制接口、VGA信號(hào)切換、MIC輸人/輸出電子音控、投影機(jī)開(kāi)關(guān)檢測(cè)等功能模塊，對(duì)計(jì)算機(jī)開(kāi)/關(guān)、投影機(jī)開(kāi)/關(guān)、電動(dòng)幕升/降、講臺(tái)電控鎖開(kāi)/關(guān)、設(shè)備切換、話筒音量調(diào)節(jié)等進(jìn)行集中控制。通過(guò)內(nèi)置TCP/IP網(wǎng)絡(luò)模塊，可直接連到校園網(wǎng)。

聯(lián)網(wǎng)的中控主機(jī)可對(duì)多媒體設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控、監(jiān)測(cè)、設(shè)置參數(shù)等，滿足遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理的需求。系統(tǒng)內(nèi)置語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)模塊，可以使教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)IP電話與管理員實(shí)時(shí)通話解決問(wèn)題;系統(tǒng)加人了防盜探觸點(diǎn)，當(dāng)投影機(jī)被盜時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向總控室報(bào)警。

網(wǎng)絡(luò)中央控制系統(tǒng)將多媒體教學(xué)設(shè)備集成為一個(gè)整體，進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)、監(jiān)控和管理。網(wǎng)絡(luò)中央控制器聯(lián)接示意圖如圖1所示。

3多媒體教學(xué)設(shè)備管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)中央控制系統(tǒng)的應(yīng)用有效解決了教室分散、管理困難的問(wèn)題，但仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)多媒體設(shè)備的信息化管理，例如無(wú)法統(tǒng)計(jì)設(shè)備使用情況、跟蹤設(shè)備的維修記錄、統(tǒng)計(jì)投影機(jī)燈泡使用時(shí)間等。在應(yīng)用該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，筆者根據(jù)浙江經(jīng)濟(jì)技術(shù)學(xué)院的實(shí)際情況提出了基于B/S<瀏覽器/服務(wù)器)模式的多媒體教學(xué)設(shè)備信息管理系統(tǒng)，通過(guò)校園局域網(wǎng)對(duì)校園內(nèi)大量多媒體設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制和自動(dòng)化管理。

3.1系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

多媒體教學(xué)設(shè)備管理系統(tǒng)主要由日常巡檢系統(tǒng)等6大模塊組成，如圖2所示。

(1)日常巡檢模塊。采用教室IP綁定，負(fù)責(zé)巡檢的學(xué)生根據(jù)系統(tǒng)管理員設(shè)置的巡檢項(xiàng)目逐一檢查教室并錄人相關(guān)檢查結(jié)果。通過(guò)模糊查詢功能，管理員可以實(shí)時(shí)查看巡檢記錄;

(2)設(shè)備管理系統(tǒng)。由管理人員將多媒體教室中的設(shè)備名稱、型號(hào)、建成時(shí)間、改建時(shí)間等輸人到數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行備案。如某設(shè)備出現(xiàn)故障需報(bào)修，管理人員可登錄維修登記界面，輸人故障情況。檢修結(jié)束后管理人員調(diào)用報(bào)修單輸人相應(yīng)的檢修日期、檢修情況、檢修人等相關(guān)信息即可。相關(guān)部門(mén)可以通過(guò)登錄維修管理界面，實(shí)時(shí)跟蹤設(shè)備的使用更換情況和維修情況;

(3)中控管理系統(tǒng)。與網(wǎng)絡(luò)中央控制系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合，對(duì)多媒體教室實(shí)施遠(yuǎn)程管理，包括監(jiān)控管理和語(yǔ)音對(duì)講。管理員通過(guò)登錄監(jiān)控管理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)查看每個(gè)教室多媒體設(shè)備的使用狀態(tài)，并可以遠(yuǎn)程控制教室的多媒體設(shè)備，實(shí)現(xiàn)如投影機(jī)開(kāi)關(guān)、幕布升降、音量調(diào)節(jié)、視頻設(shè)備切換等所有操作功能，如圖3所示。教師在使用過(guò)程中遇到問(wèn)題，可按網(wǎng)絡(luò)呼叫按鈕，管理員使用對(duì)講設(shè)備即可與教師通話指導(dǎo)解決設(shè)備問(wèn)題;

(4)查詢統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。管理人員可以按日期段對(duì)教室使用情況進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、匯總，并以報(bào)表的形式打印，如教室利用率、設(shè)備維修信息、故障解決情況、投影機(jī)燈泡使用時(shí)間統(tǒng)計(jì)等;

(5)排課系統(tǒng)。系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際排課情況對(duì)教室進(jìn)行自動(dòng)控制。如:根據(jù)課表，某教室有課，管理系統(tǒng)可以自動(dòng)在上課前5min打開(kāi)該教室的中控，使教室設(shè)備處于預(yù)備狀態(tài)，若下一節(jié)沒(méi)有課，管理系統(tǒng)可以在下一節(jié)上課5min后關(guān)閉中控和多媒體設(shè)備;

(6)系統(tǒng)管理。該模塊作為系統(tǒng)后臺(tái)，系統(tǒng)各模塊都與其都有密切的聯(lián)系，只有系統(tǒng)管理員才具有訪問(wèn)權(quán)限，包括用戶權(quán)限設(shè)置、用戶賬號(hào)管理、多媒體教室信息管理、巡檢項(xiàng)目管理、故障現(xiàn)象管理、數(shù)據(jù)備份等。

3.2數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)

根據(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)了名稱為DMT的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)由多個(gè)表格組成，每個(gè)表格表示數(shù)據(jù)庫(kù)中的一張表。部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)表信息如下:

(1)教室信息表:教室編碼、所屬樓宇、計(jì)算機(jī)IP地址、計(jì)算機(jī)名、中控IP地址、還原保護(hù)卡型號(hào);

(2)多媒體設(shè)備信息表:設(shè)備編碼、教室編碼、設(shè)備名稱、型號(hào)規(guī)格、購(gòu)人時(shí)間;

(3)設(shè)備更換信息表:ID地址、教室編碼、原設(shè)備編碼、現(xiàn)設(shè)備編碼、具體描述、更換日期、負(fù)責(zé)人;

(4)設(shè)備維修信息表:ID地址、設(shè)備編碼、維修內(nèi)容、維修時(shí)間、維修人員。

3.3系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)建

目前的信息平臺(tái)，主要有C/S(客戶/服務(wù)器)和B/5這兩種結(jié)構(gòu)模式。B/S模式把傳統(tǒng)C/S模式中的服務(wù)器部分分解為1個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和1個(gè)或多個(gè)應(yīng)用服務(wù)器(Web服務(wù)器)，從而構(gòu)成了一個(gè)3層結(jié)構(gòu)的客戶服務(wù)器體系。多媒體教學(xué)設(shè)備信息管理系統(tǒng)主要用于各個(gè)教室和管理員辦公室，設(shè)計(jì)數(shù)量較多，故采用B/S模式作為軟件開(kāi)發(fā)模式，用ASP腳本語(yǔ)言編程。數(shù)據(jù)庫(kù)采用MicrosoftAccess，雖然Access不適合作為大型網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫(kù)，但是對(duì)于該設(shè)計(jì)中的信息量，已經(jīng)完全滿足要求?？蛻舳藷o(wú)須任何配置工作，通過(guò)IE瀏覽器即能以頁(yè)面的形式訪問(wèn)Web服務(wù)器。系統(tǒng)平臺(tái)如圖4所示。

3.4系統(tǒng)權(quán)限設(shè)置

浙江經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院多媒體教學(xué)設(shè)備管理信息系統(tǒng)主要的使用人員是校內(nèi)專職管理工作人員及負(fù)責(zé)檢查的勤工儉學(xué)學(xué)生，因此設(shè)計(jì)為具有訪問(wèn)權(quán)限的人員才能進(jìn)行系統(tǒng)訪問(wèn)。初始狀態(tài)下由“系統(tǒng)管理員”在系統(tǒng)管理模塊中進(jìn)行權(quán)限分配和設(shè)置。根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際使用情況，目前設(shè)置4類訪問(wèn)權(quán)限:

(1)系統(tǒng)管理員:具有系統(tǒng)全部訪問(wèn)權(quán)限;

(2)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo):具有系統(tǒng)全部查詢權(quán)限;

(3)管理員:具有日常巡檢系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、中控系統(tǒng)及數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)4個(gè)模塊的訪問(wèn)權(quán)限;

(4)巡檢學(xué)生:只具有日常巡檢系統(tǒng)中“巡檢登記”權(quán)限。

4使用情況和效果

浙江經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院目前共有119個(gè)多媒體教室投人教學(xué)使用，均采用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和遠(yuǎn)程集中管理的方式，實(shí)現(xiàn)“開(kāi)門(mén)即用，關(guān)門(mén)即走”。中控室根據(jù)課表安排，遠(yuǎn)程啟動(dòng)多媒體教室，電控門(mén)鎖自動(dòng)打開(kāi)，教師進(jìn)人教室后不需要逐個(gè)開(kāi)啟設(shè)備，只需推開(kāi)講臺(tái)柜門(mén)即可使用已在預(yù)備狀態(tài)的多媒體設(shè)備。使用完畢后也不需要逐一關(guān)閉設(shè)備，直接關(guān)閉講臺(tái)，所有設(shè)備將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。教室實(shí)行開(kāi)放式管理，所有教室在不授課時(shí)間，向?qū)W生全面開(kāi)放。

當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障或進(jìn)行維修，要求管理人員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)登錄多媒體教學(xué)設(shè)備管理信息系統(tǒng)，及時(shí)填寫(xiě)設(shè)備維修記錄單，錄人故障情況和檢修情況等。如有設(shè)備更換，應(yīng)根據(jù)變化結(jié)果修改這些設(shè)備的數(shù)據(jù)信息。不同教學(xué)樓或不同的管理員只能錄人和修改自己管理權(quán)限的設(shè)備，不能越權(quán)錄人。管理人員可以實(shí)時(shí)查看到各個(gè)多媒體教室設(shè)備的使用率和維護(hù)記錄，及時(shí)掌握各設(shè)備使用狀態(tài)，特別是投影機(jī)燈泡的使用時(shí)間，使管理員能及時(shí)更換已到使用期限的燈泡，保證正常的教學(xué)秩序。

通過(guò)對(duì)本學(xué)院100位教師的問(wèn)卷調(diào)查，對(duì)多媒體教室使用情況和管理模式的滿意率高達(dá)95%

篇6

【論文摘要】：機(jī)電一體化是一種復(fù)合技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機(jī)電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文簡(jiǎn)述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應(yīng)用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢(shì)。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

（一）機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）傳感技術(shù)

傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。

（三）信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備（特別是微型計(jì)算機(jī)）的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。

（四）驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問(wèn)題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件-傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。

（五）接口技術(shù)

為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前，技術(shù)人員正致力于開(kāi)發(fā)低成本、高速串行的接口，來(lái)解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題。

（六）軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開(kāi)放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車(chē)間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。

4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、能實(shí)現(xiàn)多過(guò)程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門(mén)之間的界線，以制造為基干來(lái)控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤(pán)、自動(dòng)搬運(yùn)小車(chē)和自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門(mén)的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機(jī)器人

第1代機(jī)器人亦稱示教再現(xiàn)機(jī)器人，它們只能根據(jù)示教進(jìn)行重復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化缺乏適應(yīng)性和靈活性；第2代機(jī)器人帶有各種先進(jìn)的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對(duì)象的簡(jiǎn)單信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、分析，做出一定的判斷，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行反饋控制，表現(xiàn)出低級(jí)智能，已開(kāi)始走向?qū)嵱没?；?代機(jī)器人即智能機(jī)器人，具有多種感知功能，可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨(dú)立行動(dòng)，與第5代計(jì)算機(jī)關(guān)系密切。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（一）智能化

智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。

（二）系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）微型化

微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個(gè)新的發(fā)展方向。國(guó)外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過(guò)1cm3，并正向微米、納米級(jí)方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動(dòng)靈活等特點(diǎn)，可進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國(guó)防等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。

（四）模塊化

模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的事，它需要制訂一系列標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)機(jī)電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

（六）綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染，于是綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或危害極小，資源利用率極高。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢時(shí)能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開(kāi)辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

【參考文獻(xiàn)】：

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篇7

【關(guān)鍵詞】 射頻指標(biāo) 儀器通信 自動(dòng)化測(cè)試

一、引言

隨著通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品系列的多樣化，組網(wǎng)的復(fù)雜性，以及用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)備測(cè)試的重要性愈發(fā)凸顯。

傳統(tǒng)射頻指標(biāo)測(cè)試，質(zhì)檢和測(cè)試人員對(duì)系統(tǒng)（設(shè)備）的測(cè)試只能使用頻譜儀、信號(hào)源及輔助工具進(jìn)行手動(dòng)測(cè)試，對(duì)測(cè)試結(jié)果的判斷完全憑借肉眼讀取儀表上的顯示結(jié)果，對(duì)設(shè)備參數(shù)的調(diào)整往往是使用設(shè)備軟件工具手動(dòng)調(diào)整。在設(shè)備量產(chǎn)時(shí)需要進(jìn)行大量的重復(fù)性工作，測(cè)試結(jié)果也僅憑借手工記錄，工作壓力陡增。

測(cè)試速度慢、精度差、效率低，而且對(duì)于儀表的占用率非常高，在一定程度上造成儀表資源的相對(duì)缺乏，人力投入的增加。

射頻指標(biāo)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)對(duì)通信覆蓋系統(tǒng)（產(chǎn)品）和模塊射頻指標(biāo)進(jìn)行全面的測(cè)試，提高測(cè)試效率、節(jié)約測(cè)試設(shè)備和人力資源的投入、規(guī)范了測(cè)試流程、提高測(cè)試效率和測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

該系統(tǒng)將測(cè)試過(guò)程中大量重復(fù)、復(fù)雜性高的人工操作集合提取出來(lái)由程序模擬，在PC端使用VISA儀器控制驅(qū)動(dòng)及SCPI命令控制儀器，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)源、頻譜儀的遠(yuǎn)程控制以及對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)控。

二、通信設(shè)備現(xiàn)狀

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜

現(xiàn)代移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商為了實(shí)現(xiàn)對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景靈活組網(wǎng)，往往采用多級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。比較常見(jiàn)的移動(dòng)通信覆蓋網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括信號(hào)接入單元、組網(wǎng)交換單元及覆蓋單元。在人工測(cè)試的時(shí)，需要手動(dòng)調(diào)節(jié)測(cè)試每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各種射頻參數(shù)，操作復(fù)雜，工序繁瑣且準(zhǔn)確性差。

2.2 產(chǎn)品質(zhì)量控制難

通常，為了保證設(shè)備能夠正常入網(wǎng)，通信設(shè)備生產(chǎn)商在交付產(chǎn)品之前，都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)。

通信系統(tǒng)射頻指標(biāo)項(xiàng)目繁多，一般涉及系統(tǒng)輸出功率、增益、衰減、ALC、帶內(nèi)波動(dòng)、帶外抑制、雜散等幾十種測(cè)試項(xiàng)目。每個(gè)射頻指標(biāo)參數(shù)的優(yōu)劣會(huì)影響整個(gè)通信系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，往往需要多次調(diào)節(jié)參數(shù)信息來(lái)保證產(chǎn)品在系統(tǒng)應(yīng)用中達(dá)到最佳狀態(tài)。

在質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中，如此龐大的工作量，精細(xì)的調(diào)節(jié)工作倘若只依靠人工來(lái)完成將很難保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

本文結(jié)合通信覆蓋類產(chǎn)品射頻指標(biāo)測(cè)試的實(shí)際需求，搭建自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，其物理結(jié)構(gòu)如下圖1所示。射頻自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、頻譜儀、信號(hào)源、設(shè)備（被測(cè)系統(tǒng)）、路由器（或交換機(jī)）、網(wǎng)線、射頻線纜組成。

通過(guò)LAN口、串口以及RF接口將PC、儀器（頻譜儀和信號(hào)源被測(cè)設(shè)備（或模塊）組成三維一體的物理結(jié)構(gòu)。其中，信號(hào)源實(shí)現(xiàn)被測(cè)設(shè)備對(duì)應(yīng)信源信號(hào)的輸入；頻譜儀完成進(jìn)由被測(cè)設(shè)備輸出信號(hào)的測(cè)量工作，并將測(cè)量數(shù)據(jù)交由PC機(jī)處理，PC機(jī)提供用戶操作平臺(tái)，完成測(cè)試數(shù)據(jù)分析判斷和被測(cè)設(shè)備的參數(shù)調(diào)整、結(jié)果保存等工作。

3.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

射頻指標(biāo)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)圖如下圖2所示。系統(tǒng)由表示層、控制層、數(shù)據(jù)層、及通信層四部分組成。表示層實(shí)現(xiàn)與用戶的交互，控制層進(jìn)行具體運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和命令打包，數(shù)據(jù)層完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通信層則實(shí)現(xiàn)PC機(jī)（自動(dòng)化測(cè)試軟件運(yùn)行平臺(tái)）與儀器設(shè)備之間的信息傳輸。

自動(dòng)化測(cè)試應(yīng)用軟件是唯一人機(jī)交互接口，考慮到界面的可操作性，信息顯示的直觀性，設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)用了JavaFX客戶端開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。自動(dòng)化測(cè)試軟件主要包括設(shè)備參數(shù)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)和執(zhí)行測(cè)試模塊兩部分組成。其中設(shè)備參數(shù)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)主要包括測(cè)試指標(biāo)顯示與定制，結(jié)果顯示和數(shù)據(jù)導(dǎo)出，設(shè)備校正，系統(tǒng)設(shè)置及PF先衰減補(bǔ)償?shù)裙δ?；?zhí)行測(cè)試模塊主要包括數(shù)據(jù)獲取和分析、設(shè)備參數(shù)校準(zhǔn)，儀器命令組包、設(shè)備參數(shù)組包等功能。

數(shù)據(jù)庫(kù)的主要功能是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息，供應(yīng)用程序調(diào)用。由于產(chǎn)品調(diào)試過(guò)程中系統(tǒng)參數(shù)修改頻繁，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)調(diào)用的便捷，數(shù)據(jù)庫(kù)采用XML數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，便于數(shù)據(jù)信息查詢和修改，以及承載用例標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)源、測(cè)試結(jié)果、SCPI指令集、系統(tǒng)配置參數(shù)等應(yīng)用數(shù)據(jù)。

通信層主要由路由器（或者交換機(jī)）及各種線纜為系統(tǒng)與儀表設(shè)備之間通信提供物理鏈路， VISA（Virtual Instrument System Architecture，虛擬儀器系統(tǒng)框架）驅(qū)動(dòng)函數(shù)庫(kù)也屬于通信層，它是基于可編程儀器設(shè)備的I/o接口庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了儀器控制命令開(kāi)發(fā)，使得測(cè)試設(shè)備可與PC機(jī)可通過(guò)SCPI控制指令實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。

3.3 系統(tǒng)執(zhí)行流程

1、系統(tǒng)功能

射頻指標(biāo)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)為用戶提供了友好操作界面。操作界面實(shí)現(xiàn)功能有：配置管理、儀器校準(zhǔn)、上下行指標(biāo)自動(dòng)化測(cè)試、測(cè)試結(jié)果處理、設(shè)備出廠參數(shù)的導(dǎo)出備份。配置信息主要包括串口波特率的選擇、頻譜儀和信號(hào)源的IP地址、被測(cè)系統(tǒng)（設(shè)備）的測(cè)試項(xiàng)目配置。RF線校準(zhǔn)完成信號(hào)源信號(hào)輸出射頻線衰減補(bǔ)償和頻譜儀信號(hào)輸入射頻線衰減補(bǔ)償。

2、操作流程

自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)在本地計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)儀器的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制、測(cè)試結(jié)果的自動(dòng)化分析、設(shè)備參數(shù)的自動(dòng)化調(diào)整。具體實(shí)現(xiàn)步驟如圖3所示。

在PC機(jī)啟動(dòng)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，用戶在窗口界面中設(shè)置串口、波特率、儀器及設(shè)備IP后，選擇待測(cè)試設(shè)備所屬通信制式并加載該制式的測(cè)試用例。PC機(jī)根據(jù)用戶設(shè)置參數(shù)發(fā)出SCPI指令來(lái)設(shè)置信號(hào)源，信號(hào)源將相應(yīng)信號(hào)傳送到待測(cè)設(shè)備。待信號(hào)源加載射頻信號(hào)完成后，頻譜儀截取待測(cè)設(shè)備輸出信號(hào)并將數(shù)據(jù)回傳給PC機(jī)，PC機(jī)對(duì)回傳數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷測(cè)試值是否滿足相應(yīng)指標(biāo)要求，若不滿足，則通過(guò)與產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)和模塊通信協(xié)議進(jìn)行調(diào)整，并循環(huán)進(jìn)行判斷、調(diào)整，直到符合相應(yīng)要求。若待測(cè)項(xiàng)目在可控范圍內(nèi)不能調(diào)整到正確的值，說(shuō)明是非軟件設(shè)置導(dǎo)致射頻指標(biāo)參數(shù)錯(cuò)誤，需要檢查該產(chǎn)品的硬件模塊或電路元器件。

3.4 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

射頻指標(biāo)自動(dòng)化測(cè)試系通過(guò)簡(jiǎn)化設(shè)備測(cè)試操作工序，用智能化的檢測(cè)系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工作測(cè)試，有效地縮短人工勞作時(shí)長(zhǎng)，降低設(shè)備制造成本。此外，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)具有友好的人機(jī)交互界面，質(zhì)檢和測(cè)試人員容易上手，且自動(dòng)化測(cè)試軟件提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)參數(shù)，能夠有效的減少人為誤差，能夠保證測(cè)試準(zhǔn)確度、效率及產(chǎn)品質(zhì)量。

四、結(jié)束語(yǔ)

射頻指標(biāo)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的引入大大提高了測(cè)試效率，測(cè)試時(shí)間大幅度縮短，并減少了人為引入的誤差。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路具有一定的代表性，同樣適用于其它通信設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)，具有很高的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。

參 考 文 獻(xiàn)

篇8

論文提要：隨著國(guó)際、國(guó)內(nèi)油氣工業(yè)的快速發(fā)展，特別是天然氣工業(yè)的飛速發(fā)展，用于天然氣增壓的往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)組被越來(lái)越多的使用，本文通過(guò)對(duì)L7044GSI/JGD4型往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)組的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，簡(jiǎn)單介紹了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與控制功能的實(shí)現(xiàn)。

前言

隨著國(guó)際、國(guó)內(nèi)油氣工業(yè)的快速發(fā)展，特別是天然氣工業(yè)的飛速發(fā)展，一種用于天然氣增壓的往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)組（簡(jiǎn)稱機(jī)組）被越來(lái)越多的用在長(zhǎng)輸管道增壓輸送，地下儲(chǔ)氣庫(kù)高壓注氣，油田氣舉采油，油田天然氣回注，煤層氣處理，天然氣發(fā)電，油氣處理廠等場(chǎng)合，雖然不同應(yīng)用場(chǎng)合下的機(jī)組的控制系統(tǒng)略有不同，本文通過(guò)對(duì)哈薩克斯坦KAM油田使用的美國(guó)HANOVER公司成撬的L7044GSI/JGD4型往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)組控制系統(tǒng)WAHLECONTROLSYSTEMS進(jìn)行分析，簡(jiǎn)單介紹了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與控制功能的實(shí)現(xiàn)。

1.機(jī)組控制系統(tǒng)概述

機(jī)組控制系統(tǒng)（UnitControlSystem，簡(jiǎn)稱UCS）或稱機(jī)組就地控制系統(tǒng)（UnitLocalControlSystem，簡(jiǎn)稱LCS）通常以就地控制柜的形式安裝在機(jī)組主撬上或機(jī)組主撬附近，由機(jī)組供應(yīng)商成套提供。

機(jī)組控制系統(tǒng)主要由過(guò)程控制單元、操作員工作站、數(shù)據(jù)通信接口等構(gòu)成，通常，過(guò)程控制單元采用可編程序邏輯控制器(PLC)，做為人機(jī)界面的操作員工作站采用帶觸摸屏的計(jì)算機(jī)。因此，機(jī)組控制系統(tǒng)實(shí)際上是一套以PLC為控制核心，用于機(jī)組邏輯順序控制，PID控制，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，報(bào)警停機(jī)保護(hù)，聯(lián)網(wǎng)通訊的自動(dòng)控制系統(tǒng)，可完成單臺(tái)機(jī)組及其輔助系統(tǒng)（空冷器系統(tǒng)、儀表氣系統(tǒng)等）的控制。機(jī)組控制系統(tǒng)自成體系，獨(dú)立于站控系統(tǒng)（SCS）以外。

UCS自動(dòng)、連續(xù)地監(jiān)視和控制壓縮機(jī)組及其輔助系統(tǒng)的運(yùn)行，保證人身和設(shè)備安全。具體來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)至少滿足以下性能：根據(jù)命令或條件，按預(yù)定程序自動(dòng)完成機(jī)組的啟動(dòng)、加載、卸載和停機(jī)/緊急停機(jī)等操作；在所有工況下執(zhí)行對(duì)機(jī)組的保護(hù)；在系統(tǒng)故障或誤操作的情況下避免不安全的因素發(fā)生；在觸摸屏上顯示各種工藝變量及其它有關(guān)參數(shù)；提供聲光報(bào)警；與SCS交換信息；接受SCS的操作命令。

UCS可實(shí)現(xiàn)多種操作方式選擇，各種操作控制方式之間的切換無(wú)擾動(dòng)且不會(huì)導(dǎo)致不安全的因素發(fā)生。因此，UCS可實(shí)現(xiàn)以下操作方式：就地（LOCAL）人工或自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程(REMOTE)自動(dòng)控制(SCS或調(diào)度控制中心操作模式)、停機(jī)（OFF）。操作方式由安裝在UCP上的LOCAL/REMOTE/OFF選擇開(kāi)關(guān)確定。就地控制方式優(yōu)先于遠(yuǎn)程控制方式。處于停機(jī)模式時(shí)，不能啟動(dòng)機(jī)組，但各種變量/參數(shù)仍處于UCS的監(jiān)視之下。在就地控制時(shí)，UCS不接受SCS或調(diào)度控制中心的命令，但各種變量/參數(shù)仍處于SCS或調(diào)度控制中心的監(jiān)視之下。

ESD（緊急停機(jī)）控制命令優(yōu)先于任何操作方式。無(wú)論ESD命令從何處下達(dá)及UCS處于何種操作方式，ESD控制命令均能被立即按預(yù)定的順序執(zhí)行。所有ESD系統(tǒng)的動(dòng)作將發(fā)出閉鎖信號(hào)，使機(jī)組在未接到人工復(fù)位的命令前不能再次啟動(dòng)。ESD系統(tǒng)和各種保護(hù)系統(tǒng)均設(shè)計(jì)為故障安全型。

UCS全自動(dòng)的完成對(duì)機(jī)組及其輔助系統(tǒng)和相關(guān)聯(lián)部分的監(jiān)控，如（但不局限于此）：?jiǎn)?dòng)/停機(jī)順序控制（包括各個(gè)閥門(mén)的順序控制）；負(fù)荷控制；動(dòng)力源控制（如電源等）；速度控制及保護(hù)停機(jī)；機(jī)組機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)及保護(hù)停機(jī)；緊急停機(jī)（ESD）；輔助系統(tǒng)控制及保護(hù)；超溫、過(guò)壓控制及保護(hù)停機(jī)。

2．機(jī)組控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

UCS的硬件組成主要包括可編程控制器（PLC）、就地控制柜（LCP）、就地檢測(cè)儀表、控制閥門(mén)、控制開(kāi)關(guān)、ESD系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)等。

2.1就地控制柜

就地控制柜通常包括觸摸屏、開(kāi)關(guān)、按鈕、指示燈、24VDC電源等。就地控制柜選用鋼質(zhì)雙門(mén)或單門(mén)標(biāo)準(zhǔn)尺寸柜，門(mén)上帶安全鎖?？刂乒衽鋫渖嵬L(fēng)、照明等設(shè)施?？刂乒竦脑O(shè)計(jì)充分考慮了機(jī)柜內(nèi)部和外部電線/電纜的布線空間。柜內(nèi)機(jī)架與端子排的布置考慮了擴(kuò)展余地且方便維護(hù)、檢修，柜內(nèi)布線全部通過(guò)匯線槽，柜下端安裝接地母線?？刂乒駶M足所處環(huán)境的防爆等級(jí)要求。

2.1.1危險(xiǎn)區(qū)域劃分與正壓通風(fēng)

通常情況下，控制柜危險(xiǎn)區(qū)域劃分屬于：1類，2區(qū)，D組?？刂乒駜?nèi)的部件和控制柜本身的結(jié)構(gòu)也必須符合1類，2區(qū)，D組的危險(xiǎn)區(qū)域的要求?？刂乒駷槲⒄龎菏?，用儀表風(fēng)吹掃，用于減輕現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)柜內(nèi)部件的損害，用戶負(fù)責(zé)向控制柜提供一個(gè)儀表風(fēng)供氣點(diǎn)。

2.1.2控制系統(tǒng)電源需求

用戶負(fù)責(zé)向控制柜提供符合要求的電源：220VAC，1Ph，50Hz。供應(yīng)商提供24VDC備用蓄電池。蓄電池安裝在控制柜內(nèi)。就地控制柜負(fù)責(zé)向發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)提供21.6-30VDC（最大尖峰電壓2V，最小電流12Amps），用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制和點(diǎn)火。同時(shí)，向控制面板和末端設(shè)備提供16Amps電流，向成套撬裝電磁閥提供24VDC。

2.1.3盤(pán)裝開(kāi)關(guān)、按鈕和指示燈

控制柜前面板上安裝的開(kāi)關(guān)、按鈕和指示燈主要有：控制盤(pán)電源開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)按鈕、停機(jī)按鈕、指示燈測(cè)試/復(fù)位按鈕、空冷器風(fēng)扇電機(jī)HOA開(kāi)關(guān)、控制盤(pán)電源指示燈、機(jī)組運(yùn)行指示燈、準(zhǔn)備加載指示燈、測(cè)試模式指示燈、預(yù)指示燈、空冷器風(fēng)扇運(yùn)行指示燈等。

2.2現(xiàn)場(chǎng)儀表

2.2.1成撬安裝壓力表

成撬安裝壓力表符合以下要求：用于工藝氣的表盤(pán)尺寸為4.5″,用于輔助設(shè)備的表盤(pán)尺寸為2.5″,實(shí)體表面，開(kāi)關(guān)表，不銹鋼彈簧管、承孔和移動(dòng)件，雙單位顯示，鋼制脈動(dòng)緩沖器，1/2″NPT接口。

2.1.2成撬安裝溫度表

成撬安裝溫度表符合以下要求：雙金屬,不銹鋼構(gòu)件，壓封，表面調(diào)整，鋼化玻璃，硅樹(shù)脂涂層發(fā)條，雙單位顯示，全量程精度1%，3″表盤(pán)，1/2″NPT接口。

2.3PLC

2.3.1PLC組成

PLC安裝于就地控制柜內(nèi)，WAHLECONTROLSYSTEMS使用AB公司的SLC500PLC作為控制核心，主要由CPU模塊、I/O模塊、通訊模塊、電源模塊、安裝附件等構(gòu)成，采用模塊式結(jié)構(gòu)，圖1為模塊式PLC結(jié)構(gòu)示意圖。為保證系統(tǒng)的可靠性，PLC的處理器按熱備設(shè)計(jì)。PLC所選用的模塊為帶電可插拔型模塊，且每塊模塊帶有自診斷功能。PLC系統(tǒng)能夠滿足所需的熱備冗余配置要求。對(duì)硬件的地址分配設(shè)置、I/O的量化等采用組態(tài)的方式完成。

WAHLECONTROLSYSTEMS采用的SLC500PLC主要由1個(gè)CPU模塊、1個(gè)10槽機(jī)架、1個(gè)7槽機(jī)架、2個(gè)電源模塊、3個(gè)16-PT輸入模塊、2個(gè)16-PT輸出模塊、1個(gè)8-PT模擬輸入模塊、1個(gè)4-PT模擬輸出模塊、1個(gè)4-PT模擬輸入模塊、2個(gè)8-PTRTD輸入模塊、3個(gè)8-PTTC輸入模塊、1個(gè)通訊模塊、1條通訊電纜等組成。

作為控制系統(tǒng)的核心，SLC500通過(guò)專用通訊電纜與MMI（人機(jī)界面——觸摸屏控制面板）通訊，實(shí)現(xiàn)機(jī)組的實(shí)時(shí)監(jiān)控、參數(shù)調(diào)整、數(shù)據(jù)處理等，技術(shù)人員還可以通過(guò)工程師工作站與SLC500進(jìn)行通訊，進(jìn)行相應(yīng)權(quán)限內(nèi)的操作。

2.3.2SLC5/04CPU模塊

SLC5/04CPU模塊前面板由一個(gè)三位選擇開(kāi)關(guān)、三個(gè)通訊接口和六個(gè)指示燈組成，側(cè)面有存儲(chǔ)器模塊、電池、跳線設(shè)定和銘牌等。圖2為SLC5/04CPU模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2SLC5/04CPU模塊結(jié)構(gòu)示意圖

2.3.3I/O模塊

⑴模擬輸入模塊1746-NI8

模/數(shù)轉(zhuǎn)換器為16位,共模抑制比100dB,輸入相互隔離。模擬量輸入模塊上有報(bào)警限位設(shè)定。供給現(xiàn)場(chǎng)兩線制變送器24VDC電源由PLC系統(tǒng)提供。輸入信號(hào)4～20mA或1～5VDC可任選，有源輸入或無(wú)源輸入可任選。

⑵模擬輸出模塊1746-NO4I

數(shù)/模轉(zhuǎn)換器為14位,輸出0～20mA或4～20mA信號(hào)，具有輸出隔離，具有短路保護(hù)和斷路報(bào)警等功能。帶負(fù)載能力不小于500Ω。

⑶熱電阻輸入模塊1746-NR8

接收現(xiàn)場(chǎng)采用的三線制或四線制熱電阻信號(hào)。熱電阻主要技術(shù)特性為：Pt100，α＝0.00385Ω/Ω/℃，100Ω@0℃。

⑷數(shù)字量輸入模塊1746-IB16

數(shù)字量輸入模塊采用光電隔離,工作電壓范圍10-30VDC，額定輸入電流8mA（24VDC），輸入與地隔離?，F(xiàn)場(chǎng)觸點(diǎn)為無(wú)源型。所需24VDC電源由PLC系統(tǒng)提供。

⑸數(shù)字量輸出模塊1746-OW16

1746-OW16模塊電壓范圍5-146VDC&5-265VDC，接點(diǎn)容量：電感電路：0.22amps@125VDC，0.58amps@48VDC；電阻電路：1amp@125VDC，1.5amps@48VDC，輸出有短路保護(hù)且與地隔離。

2.3.4通信模塊3150MCM

SLC500采用MODBUS通信模塊，能完成不同通信協(xié)議間的轉(zhuǎn)換，帶有2個(gè)Modbus通信接口，通信速度可在300～38400bit/s之間任選，1個(gè)TCP/IP接口。

2.3.5電源模塊1746-P3

PLC系統(tǒng)向現(xiàn)場(chǎng)二線制儀表回路、無(wú)源觸點(diǎn)以及繼電器提供符合要求的24VDC電源（冗余）。24VDC電源的配電由供貨商負(fù)責(zé)。為模擬量輸入、模擬量輸出、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出等不同類型的I/O模塊提供獨(dú)立的24VDC供電回路，每個(gè)供電回路應(yīng)設(shè)置雙刀斷路器。

2.3.6安裝附件

用于安裝可編程序邏輯控制器，包括輸入/輸出模塊等設(shè)備的全部安裝附件、機(jī)架、內(nèi)部連接電纜（線）、與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接的端子排等,安裝附件按20%的余量設(shè)計(jì)。

2.4操作員工作站

供貨商為機(jī)組配備1套操作員工作站。操作員工作站即控制柜的控制面板。操作員工作站是操作人員與控制系統(tǒng)的人機(jī)界面，操作員通過(guò)它可詳細(xì)了解運(yùn)行情況，并可下達(dá)操作控制命令，從而完成對(duì)機(jī)組的監(jiān)控和管理。

操作員工作站將直接與PLC交換數(shù)據(jù)，它具有數(shù)據(jù)采集及處理、實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)的管理、動(dòng)態(tài)工藝流程及其他圖形的顯示、報(bào)警/事件管理、報(bào)表生成及打印等功能。在遠(yuǎn)控模式時(shí)，關(guān)閉操作員工作站不對(duì)UCS的信號(hào)傳輸、運(yùn)行有任何影響。

2.5發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)—ESM®

ESM®是發(fā)動(dòng)機(jī)總體管理系統(tǒng)，行使點(diǎn)火控制、速度控制、爆燃檢測(cè)、起?？刂啤⒐收显\斷、故障記錄和報(bào)警停機(jī)等功能。

ESM®控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟停的邏輯框圖如下圖3-圖5：

圖3啟動(dòng)邏輯框圖

圖4停機(jī)邏輯框圖

圖5緊急停機(jī)邏輯框圖

1.5觸摸屏

WAHLECONTROLSYSTEMS采用的觸摸屏為AB公司的PanelView1000+觸摸屏，帶有RS232串口通訊口、USB接口、TCP/IP接口、DH485、DH+等接口。

4．控制系統(tǒng)軟件

為完成機(jī)組控制任務(wù)，機(jī)組控制系統(tǒng)配備了如下軟件：

4.1PLC程序編程軟件

SLC500采用RSLogix500編程軟件。

4.2PLC用戶通訊軟件

SLC500采用RSLinx通訊軟件。

4.3MMI組態(tài)軟件

PanelView1000+采用PanelBuilder32組態(tài)軟件。該軟件具有強(qiáng)大的圖形編輯、顯示功能，具有支持三維圖的編輯、顯示能力。支持多窗口顯示及動(dòng)態(tài)畫(huà)面顯示。具有通信管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、動(dòng)態(tài)和靜態(tài)畫(huà)面編輯、文本編輯、在線幫助、實(shí)時(shí)趨勢(shì)編輯顯示、歷史趨勢(shì)編輯顯示、報(bào)警管理、事件管理、報(bào)告管理、打印等功能模塊。

篇9

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程開(kāi)放教育；工科；畢業(yè)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G728 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

畢業(yè)設(shè)計(jì)是遠(yuǎn)程開(kāi)放教育工科的一個(gè)重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，既是學(xué)習(xí)深化和升華的重要階段，也是學(xué)生向具有較高職業(yè)技能的應(yīng)用型人才轉(zhuǎn)變的重要過(guò)渡階段。近年來(lái)，隨著普通高校持續(xù)擴(kuò)招，遠(yuǎn)程開(kāi)放教育學(xué)生入學(xué)素質(zhì)不斷下降，遠(yuǎn)程開(kāi)放教育工科畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量也呈現(xiàn)出下滑的趨勢(shì)。如何采取有效措施來(lái)提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)于保證和提高遠(yuǎn)程開(kāi)放教育工科的教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

一、影響畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的主要因素

（一）畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題不當(dāng)

選題與學(xué)生的職業(yè)沒(méi)有關(guān)聯(lián)或適用性不強(qiáng)，學(xué)生對(duì)課題研究的目的和用途產(chǎn)生迷茫，從而產(chǎn)生懈怠情緒。選題陳舊或?qū)W生對(duì)選題不感興趣，缺乏研究的主動(dòng)性。課題的難度過(guò)大，學(xué)生感到無(wú)從下手而產(chǎn)生畏難情緒，進(jìn)度難以保證。課題過(guò)于簡(jiǎn)單，難以激發(fā)學(xué)生對(duì)課題進(jìn)行深入研究的興趣，在部分學(xué)生中存在簡(jiǎn)單應(yīng)付或抄襲他人的現(xiàn)象。

（二）教師投入精力不足

部分教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)不重視，責(zé)任心不強(qiáng)，投入的時(shí)間和精力不足，與學(xué)生的溝通缺乏主動(dòng)性，指導(dǎo)走過(guò)場(chǎng)；不重視對(duì)開(kāi)題報(bào)告的指導(dǎo)，學(xué)生的開(kāi)題報(bào)告質(zhì)量不高，設(shè)計(jì)帶有一定的盲目性，設(shè)計(jì)效率低；疏于指導(dǎo)，把畢業(yè)設(shè)計(jì)看作是學(xué)生的任務(wù)，只管開(kāi)題與結(jié)尾，平時(shí)對(duì)學(xué)生要求不嚴(yán)、督促不力，最后，要么敷衍了事，要么簡(jiǎn)單包辦。有的答辯走過(guò)場(chǎng)，沒(méi)有按教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量學(xué)生的學(xué)識(shí)水平，不論答辯情況如何，一律放行。

（三）教師指導(dǎo)不力

有的教師指導(dǎo)缺乏針對(duì)性和啟發(fā)性，難以獲得學(xué)生的有效反饋，師生溝通不暢，學(xué)生無(wú)法自己解決問(wèn)題，只好依賴教師手把手的指導(dǎo)。部分教師未能開(kāi)展切實(shí)有效的遠(yuǎn)程指導(dǎo)，使得部分學(xué)生由于缺少指導(dǎo)而難以提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。有的教師未能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)生出現(xiàn)的錯(cuò)誤，學(xué)生只好將錯(cuò)就錯(cuò)。部分教師專業(yè)素質(zhì)不高，缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生時(shí)，理論上不夠深度，技術(shù)上不夠?qū)嵱谩?/p>

（四）學(xué)生重視不夠

部分學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的作用和意義認(rèn)識(shí)不足，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)不重視，認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)只不過(guò)是練練手，走走形式，混過(guò)去就萬(wàn)事大吉，在遇到問(wèn)題時(shí)不是想辦法去解決，而是消極等待，過(guò)分依賴指導(dǎo)。有的缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力，學(xué)習(xí)熱情不高，主動(dòng)性不強(qiáng)，作風(fēng)拖拉，設(shè)計(jì)進(jìn)度和設(shè)計(jì)質(zhì)量難以保證。

（五）學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)

部分學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，不能把各科知識(shí)融會(huì)貫通，分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力較低；有的對(duì)工程設(shè)計(jì)的基本常識(shí)和方法沒(méi)有很好的掌握，動(dòng)手能力差，上手較慢，設(shè)計(jì)中易走彎路，設(shè)計(jì)效率低；有的論文寫(xiě)作能力較差，論文格式也不規(guī)范，論文質(zhì)量不高。

（六）學(xué)生投入的時(shí)間與精力不足

遠(yuǎn)程開(kāi)放教育的學(xué)生一般為在職人員，由于工作、家庭和生活上的壓力以及學(xué)習(xí)態(tài)度等原因，部分學(xué)生投入畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間和精力不足，使得實(shí)際的設(shè)計(jì)工作量不能滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的需要，畢業(yè)設(shè)計(jì)難以出精品，甚至有的學(xué)生無(wú)法完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

（七）過(guò)程管理不規(guī)范

教學(xué)的時(shí)空分離給監(jiān)控帶來(lái)了一定的難度，指導(dǎo)方式的多元化也給管理帶來(lái)了新的問(wèn)題。設(shè)計(jì)過(guò)程監(jiān)控不力、賞罰不明、管理缺位是畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量難以提高的重要因素。管理制度不完善，師生行為隨意性較大，使得畢業(yè)設(shè)計(jì)的各環(huán)節(jié)及其監(jiān)管形同虛設(shè)，學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)漫不經(jīng)心，教師指導(dǎo)流于形式。

二、提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的應(yīng)對(duì)策略

（一）強(qiáng)化制度保障

制定和完善畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)章制度，為畢業(yè)設(shè)計(jì)提供科學(xué)的行動(dòng)準(zhǔn)則和依據(jù)。用規(guī)范化的文件形式將畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間安排、工作程序、論文格式、指導(dǎo)教師及學(xué)生的任務(wù)、各階段的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以及對(duì)選題、指導(dǎo)、答辯等環(huán)節(jié)的要求做出明確的規(guī)定，同時(shí)，對(duì)過(guò)程管理也予以界定和說(shuō)明。用規(guī)章制度對(duì)師生的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)、激勵(lì)和約束，并明確規(guī)定相關(guān)人員的工作方式方法和職責(zé)，使畢業(yè)設(shè)計(jì)工作制度化、程序化，杜絕了師生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的隨意性，并使相關(guān)人員有目標(biāo)、有壓力、有動(dòng)力，為提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量提供良好的運(yùn)行和管理機(jī)制。

（二）合理選擇指導(dǎo)老師

指導(dǎo)教師應(yīng)由責(zé)任心強(qiáng)、教學(xué)水平高、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)豐富，并具有中級(jí)以上專業(yè)技術(shù)職稱、或具有碩士、博士學(xué)位的教師來(lái)?yè)?dān)任。對(duì)指導(dǎo)教師實(shí)行動(dòng)態(tài)管理，把專業(yè)素質(zhì)高、責(zé)任感和指導(dǎo)能力強(qiáng)的專兼職教師不斷充實(shí)到指導(dǎo)教師隊(duì)伍中，并將不稱職者調(diào)離指導(dǎo)教師崗位。在遠(yuǎn)程開(kāi)放教育工科畢業(yè)設(shè)計(jì)中，那些對(duì)學(xué)生具有愛(ài)心、熱心、耐心、細(xì)心和信心的指導(dǎo)教師，往往能指導(dǎo)學(xué)生做出高質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計(jì)?！拔逍摹苯處熅哂谐绺叩穆殬I(yè)道德和奉獻(xiàn)精神，是大家學(xué)習(xí)的榜樣，也是選擇指導(dǎo)教師的理想標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)教師不斷提高修養(yǎng)、完善自我的追求目標(biāo)。

（三）提前進(jìn)行動(dòng)員和選題

提前一學(xué)期進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)組織動(dòng)員和選題，學(xué)生可提前進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作，使畢業(yè)設(shè)計(jì)有更充足的時(shí)間。畢業(yè)設(shè)計(jì)的成敗在于學(xué)生能否以認(rèn)真、嚴(yán)肅的態(tài)度對(duì)待畢業(yè)設(shè)計(jì)[1]。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)動(dòng)員，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性，了解畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)章制度，并使學(xué)生清楚畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求和工作流程，從而使學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生有勇氣承擔(dān)較高難度的課題，同時(shí)，也使學(xué)習(xí)成績(jī)稍差的學(xué)生能克服畏難情緒，樹(shù)立按時(shí)保質(zhì)保量完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的信心，為畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。

（四）貫徹科學(xué)選題

好的選題是成功的一半[2]。選題要體現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)方向和專業(yè)特點(diǎn)，要有利于學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)（涉及課程須三門(mén)以上），提倡“真題真做”，鼓勵(lì)師生結(jié)合工作崗位實(shí)際選題，使課題緊貼實(shí)際工程需求，并具有一定的實(shí)用價(jià)值；模擬課題應(yīng)具有工程背景和實(shí)際意義，要做到“真題假做”或“假題真做”。教師提出的備選課題應(yīng)多樣化、層次化，便于因材施教。課題難度和工作量要適當(dāng)，應(yīng)使學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)努力能完成全部?jī)?nèi)容。要根據(jù)學(xué)生的興趣和愛(ài)好來(lái)選題，此外要杜絕學(xué)生選題的盲目性和隨意性，使每個(gè)學(xué)生都能選到適合自己的課題。

（五）重視開(kāi)題工作

良好的開(kāi)題可使學(xué)生設(shè)計(jì)思路清晰，避免盲目性和消極等待，少走彎路，有效提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。開(kāi)題報(bào)告的質(zhì)量對(duì)于最終成果至關(guān)重要，甚至可以說(shuō)好的開(kāi)題報(bào)告是設(shè)計(jì)(論文)成功的一半，因此教師對(duì)于學(xué)生撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告的指導(dǎo)工作是非常重要的[3]。遠(yuǎn)程開(kāi)放教育的教學(xué)時(shí)空分離和學(xué)生自主學(xué)習(xí)方式，使得畢業(yè)設(shè)計(jì)尤其需要利用開(kāi)題來(lái)對(duì)課題進(jìn)行論證和設(shè)計(jì)。為此，提前一學(xué)期進(jìn)行開(kāi)題，使學(xué)生有較充足的時(shí)間查閱資料和撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。教師要對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案、技術(shù)路線等的可行性、先進(jìn)性以及是否貼近工程實(shí)際等進(jìn)行嚴(yán)格審核把關(guān)，開(kāi)題報(bào)告審核通過(guò)后才能開(kāi)始畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。

（六）注意激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)

學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)是有效地進(jìn)行學(xué)習(xí)的前提[4]，教師應(yīng)采取有效措施來(lái)引發(fā)和形成學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)并不斷加以強(qiáng)化。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)個(gè)人的情況來(lái)選題，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的信心和興趣；要關(guān)心學(xué)生，加強(qiáng)與學(xué)生的情感交流，盡可能滿足學(xué)生的需要，使學(xué)生更加專心于畢業(yè)設(shè)計(jì)；指導(dǎo)要循序漸進(jìn)，由淺入深，對(duì)學(xué)生的進(jìn)步要及時(shí)表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)，不斷增強(qiáng)學(xué)生的成就感和自信心；建立良好的師生關(guān)系，以民主、平等的態(tài)度對(duì)待學(xué)生，良好的師生關(guān)系是教師開(kāi)展教學(xué)指導(dǎo)的基礎(chǔ)，當(dāng)學(xué)生被教師的修養(yǎng)和人格魅力所吸引時(shí)，學(xué)生對(duì)教師的興趣會(huì)遷移到教師所教授的內(nèi)容上，從而提高指導(dǎo)效果和畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（七）加強(qiáng)指導(dǎo)的針對(duì)性和啟發(fā)性

加強(qiáng)指導(dǎo)的針對(duì)性和啟發(fā)性，是提高指導(dǎo)效率和效果的重要途徑，也是提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要手段。由于每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力、設(shè)計(jì)課題和遇到的問(wèn)題均不相同，教師只有根據(jù)學(xué)生的具體情況，進(jìn)行個(gè)性化和針對(duì)性的指導(dǎo)，才能有的放矢，取得好的指導(dǎo)效果。對(duì)于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)相對(duì)較差的學(xué)生，要循循善誘、耐心細(xì)致地去進(jìn)行引導(dǎo)，讓學(xué)生盡快上手，切忌對(duì)學(xué)生急躁和不理睬；對(duì)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好的學(xué)生，要適度拓展學(xué)生的知識(shí)面，加強(qiáng)對(duì)他們創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。要加強(qiáng)設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)，進(jìn)一步提高指導(dǎo)的針對(duì)性。應(yīng)多采用啟發(fā)式的指導(dǎo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自主分析和解決問(wèn)題的能力。

（八）加強(qiáng)遠(yuǎn)程指導(dǎo)

突出遠(yuǎn)程教育特色，加強(qiáng)遠(yuǎn)程指導(dǎo)，是保證畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要手段。與學(xué)習(xí)者建立個(gè)人聯(lián)系，是激發(fā)學(xué)習(xí)者動(dòng)機(jī)和促進(jìn)其進(jìn)行學(xué)習(xí)的前提，這可以通過(guò)非接觸性通信來(lái)實(shí)現(xiàn)[5]。遠(yuǎn)程指導(dǎo)雖說(shuō)沒(méi)有當(dāng)面指導(dǎo)那么直觀方便，但它仍是加強(qiáng)師生交流、彌補(bǔ)面授指導(dǎo)缺失、促進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)順利開(kāi)展的重要手段。此外，工科在計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，有利于遠(yuǎn)程指導(dǎo)的開(kāi)展。所以，指導(dǎo)教師除了要安排定時(shí)的面授指導(dǎo)外，還應(yīng)充分利用現(xiàn)代通信技術(shù)和現(xiàn)代教育技術(shù)來(lái)開(kāi)展切實(shí)有效的遠(yuǎn)程指導(dǎo)。遠(yuǎn)程指導(dǎo)多采用電話、BBS、Email和QQ等方式進(jìn)行。在遠(yuǎn)程指導(dǎo)中，可利用語(yǔ)音對(duì)話、視頻聊天、遠(yuǎn)程控制、截圖、錄屏、數(shù)碼攝影攝像、文件傳送等技術(shù)手段來(lái)增加師生交互的信息量，以便提高遠(yuǎn)程指導(dǎo)的效率和效果。

（九）強(qiáng)化過(guò)程監(jiān)控

1.強(qiáng)化對(duì)教師的監(jiān)控，提升教師的責(zé)任感

組織教師進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)專項(xiàng)培訓(xùn)，提高教師的責(zé)任感和使命感。對(duì)教師的監(jiān)控采取定期、不定期檢查或抽查方式進(jìn)行，檢查內(nèi)容包括檢查設(shè)計(jì)進(jìn)度、查看指導(dǎo)登記表、召開(kāi)學(xué)生座談會(huì)、聽(tīng)取學(xué)生信息員情況匯報(bào)等，并采用量化的過(guò)程檢查評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)教師的指導(dǎo)過(guò)程、師生關(guān)系及指導(dǎo)效果進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取有效措施糾正偏差，促使教師將壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)力，認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作。

2.強(qiáng)化對(duì)學(xué)生的監(jiān)控，提高學(xué)生的主動(dòng)性

對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量影響最大的因素是學(xué)生自身的因素，因?yàn)樗悄軇?dòng)的進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的直接責(zé)任人[6]。指導(dǎo)教師每周檢查一次學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，每月進(jìn)行一次階段性檢查。對(duì)未能到校的學(xué)生要及時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程檢查，督促學(xué)生按進(jìn)度計(jì)劃和質(zhì)量要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，杜絕學(xué)生弄虛作假或抄襲他人。管理人員通過(guò)執(zhí)行各種審核制度以及進(jìn)行定期、不定期抽查的方式來(lái)對(duì)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)一步規(guī)范學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程。

3.強(qiáng)化對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的監(jiān)控，保證畢業(yè)設(shè)計(jì)順利開(kāi)展

認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計(jì)初期、中期和后期3個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的階段性檢查工作，初期重點(diǎn)檢查教學(xué)保障、組織管理、設(shè)計(jì)選題、任務(wù)安排、開(kāi)題質(zhì)量等內(nèi)容；中期重點(diǎn)檢查設(shè)計(jì)進(jìn)度、教風(fēng)、學(xué)風(fēng)等內(nèi)容；后期重點(diǎn)檢查畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和答辯情況等內(nèi)容。對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)的檢查采取指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生檢查，管理人員對(duì)指導(dǎo)教師檢查和對(duì)學(xué)生抽查、專家對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量抽查的方式來(lái)進(jìn)行。指導(dǎo)教師要認(rèn)真檢查、嚴(yán)格要求，管理人員要督察及時(shí)、管理到位。對(duì)于發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題的師生，要進(jìn)行批評(píng)教育，對(duì)于有重大失誤問(wèn)題或有責(zé)任事故的人員，按責(zé)任事故處理制度進(jìn)行處罰。

（十）規(guī)范答辯環(huán)節(jié)

畢業(yè)答辯是保證畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量、給師生施加壓力和動(dòng)力的一個(gè)重要手段。畢業(yè)設(shè)計(jì)的答辯和成績(jī)?cè)u(píng)定是否科學(xué)、嚴(yán)格和公正對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)有著較強(qiáng)的導(dǎo)向作用。為了使答辯和成績(jī)?cè)u(píng)定公平、公正，應(yīng)制定科學(xué)、合理、操作性強(qiáng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范答辯過(guò)程，減少人情分，并用民主的方式確定最終答辯成績(jī)。參加評(píng)優(yōu)的學(xué)生必須進(jìn)行公開(kāi)答辯，其他學(xué)生則參加分組答辯。通過(guò)答辯可以檢驗(yàn)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，考查教師的指導(dǎo)水平，考核學(xué)生的綜合能力，同時(shí)還可杜絕抄襲現(xiàn)象。

三、結(jié)語(yǔ)

畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低是衡量遠(yuǎn)程開(kāi)放教育工科教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)，是學(xué)校辦學(xué)水平和綜合實(shí)力的體現(xiàn)。近年來(lái)，盡管在畢業(yè)設(shè)計(jì)中還存在著一些不利的影響因素，但實(shí)踐證明，只要高度重視畢業(yè)設(shè)計(jì)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，嚴(yán)格遵循遠(yuǎn)程開(kāi)放教育和工科教育的教學(xué)規(guī)律和特點(diǎn)，加強(qiáng)過(guò)程管理和監(jiān)控，有效地調(diào)動(dòng)師生的積極性和主動(dòng)性，就一定能克服不利因素，不斷提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1][2][6]許軍,孫彩敏.影響大學(xué)生畢業(yè)論文質(zhì)量的因素探討[J].防災(zāi)技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2004,(3).

[3]馬敬峰.論本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2007,(6).

篇10

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)資源；網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放；創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G434　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1673-8454(2012)03-0024-04

一、引言

實(shí)驗(yàn)室在培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力、開(kāi)拓創(chuàng)新能力和提高大學(xué)生綜合素質(zhì)等方面起著舉足輕重的作用。實(shí)驗(yàn)室資源作為高等學(xué)校的核心資源之一，不僅是學(xué)校辦學(xué)實(shí)力的標(biāo)志，也是高校教學(xué)水平、科研實(shí)力的重要體現(xiàn)。近年來(lái)，高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的投入、規(guī)模、效益和水平都有顯著提高，但在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)涵建設(shè)上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，實(shí)驗(yàn)室資源建設(shè)也存在很多問(wèn)題。(1)實(shí)驗(yàn)資源尚未形成體系：各個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源分隔，獨(dú)立成塊。沒(méi)有構(gòu)成相互支撐、相互融合的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)資源體系。(2)實(shí)驗(yàn)資源開(kāi)發(fā)深度不夠：多元化高等教育培養(yǎng)模式。對(duì)實(shí)驗(yàn)資源配置提出了多元化、多層次建設(shè)的要求。目前本科教育優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)資源短缺，實(shí)驗(yàn)資源信息化程度不高。實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心網(wǎng)站上的數(shù)字資源不夠豐富、形式單一、交互性實(shí)驗(yàn)偏少。還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代工程教育的要求。信息技術(shù)在數(shù)字實(shí)驗(yàn)資源建設(shè)的應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究。(3)實(shí)驗(yàn)資源的開(kāi)放共享程度不夠：以淺層面的共享居多，具體表現(xiàn)在，觀摩學(xué)習(xí)多，缺少深層次共同研究的交流；共享項(xiàng)目范圍窄，參與學(xué)生人數(shù)較少；實(shí)驗(yàn)資源共享的優(yōu)勢(shì)沒(méi)有完全體現(xiàn)。(4)實(shí)驗(yàn)資源管理水平有待進(jìn)一步提高：目前實(shí)驗(yàn)資源管理主要是針對(duì)本單位、本學(xué)科的發(fā)展需求，對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行管理。隨著實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放共享的需求，各個(gè)單位實(shí)驗(yàn)資源重復(fù)配置及部分實(shí)驗(yàn)資源稀缺的現(xiàn)象同時(shí)存在。

以新一代信息技術(shù)為手段，實(shí)行優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)資源開(kāi)放共享是實(shí)驗(yàn)室管理工作中非常重要的一項(xiàng)，其本質(zhì)是將實(shí)驗(yàn)教學(xué)從以學(xué)校、教師為中心轉(zhuǎn)移到以學(xué)生為中心。進(jìn)行個(gè)性化自主教學(xué)，為培養(yǎng)工程創(chuàng)新人才提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

二、多元一體化優(yōu)質(zhì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)資源體系的設(shè)計(jì)

以“工程化、信息化、多元化、融合創(chuàng)新”為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)理念，以“提高學(xué)生現(xiàn)代工程意識(shí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力”為目標(biāo)，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)資源庫(kù)和虛擬交互實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，構(gòu)建學(xué)校層面優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)資源體系。該體系由優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)資源庫(kù)、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室、學(xué)生創(chuàng)新工作室和實(shí)驗(yàn)成果展示與交流平臺(tái)四個(gè)模塊組成。

如圖1所示，以學(xué)科為線索，以“點(diǎn)”遞進(jìn)到“線”，從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)到綜合實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)循序漸進(jìn)；采用“集束化”策略。即從各學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中提煉支撐專業(yè)的知識(shí)束與支撐工程技術(shù)的知識(shí)整合成知識(shí)鏈，由“線”貫穿成“面”，形成與工程能力直接對(duì)接的校內(nèi)跨學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)資源庫(kù)。精選國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資源和校內(nèi)綜合實(shí)驗(yàn)資源共同構(gòu)成優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)資源庫(kù)。以新一代信息技術(shù)為手段，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，建設(shè)企業(yè)合作平臺(tái)資源以及實(shí)驗(yàn)成果與企業(yè)和市場(chǎng)交流對(duì)接窗口，將“面”構(gòu)筑成“資源豐富、形式多樣、相互支撐、融合創(chuàng)新”的多元一體化實(shí)驗(yàn)資源體系。建立連接校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室、校外實(shí)驗(yàn)室和產(chǎn)業(yè)之間的平臺(tái)。

1.建設(shè)優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)資源庫(kù)

(1)校內(nèi)優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)資源庫(kù)建設(shè)

在學(xué)校2個(gè)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、10個(gè)省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、1個(gè)教育部工程研究和10個(gè)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站基礎(chǔ)上，利用信息化手段，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)資源項(xiàng)目篩選與開(kāi)發(fā)。同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)開(kāi)放共享，為數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室提供支持。主要包含視頻點(diǎn)播系統(tǒng)、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教程、實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用案例、集成化的專業(yè)實(shí)驗(yàn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)等。

1)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)：主要包括典型實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻點(diǎn)播、儀器操作與應(yīng)用視頻點(diǎn)播和實(shí)驗(yàn)建設(shè)成果介紹等模塊?！暗湫蛯?shí)驗(yàn)教學(xué)視頻點(diǎn)播”根據(jù)典型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容制作教學(xué)視頻，方便學(xué)習(xí)者上課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)等。由于學(xué)習(xí)者經(jīng)過(guò)預(yù)習(xí)已把實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)掌握，方便教師開(kāi)展創(chuàng)新型、個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，大大提高了實(shí)驗(yàn)課堂效率。儀器操作與應(yīng)用視頻點(diǎn)播主要針對(duì)大型儀器操作復(fù)雜，非專業(yè)人士需要經(jīng)過(guò)相關(guān)學(xué)習(xí)才能正確和安全地使用。學(xué)習(xí)者使用共享儀器前通過(guò)該系統(tǒng)可以預(yù)先了解儀器設(shè)備的操作規(guī)程、使用方法和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)案例，在實(shí)驗(yàn)室使用儀器操作過(guò)程中也可隨時(shí)點(diǎn)擊該系統(tǒng)及時(shí)查詢以獲得幫助。實(shí)驗(yàn)建設(shè)成果介紹主要介紹各個(gè)實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)中心的建設(shè)成果。便于外校和企業(yè)了解學(xué)校實(shí)驗(yàn)室情況，也擴(kuò)大了學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的影響力。

2)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教程包括：網(wǎng)絡(luò)教程、電子教案和實(shí)驗(yàn)教材等，學(xué)生可隨時(shí)隨地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，不但可方便學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)課程，豐富的網(wǎng)絡(luò)教程和實(shí)驗(yàn)教材也擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

3)實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用案例：包含儀器設(shè)備的開(kāi)發(fā)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)等案例。如開(kāi)發(fā)無(wú)線通信組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，給高校電子通信類學(xué)生提供一種了解接觸無(wú)線通信核心技術(shù)的實(shí)踐平臺(tái)。通過(guò)計(jì)算機(jī)和該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以簡(jiǎn)易地進(jìn)行節(jié)點(diǎn)功能的配置、節(jié)點(diǎn)工作狀態(tài)查詢、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)查詢、通信速率統(tǒng)計(jì)、無(wú)線中繼傳輸觀測(cè)等功能，利用兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以完成簡(jiǎn)單和較為復(fù)雜的一些通信演示和實(shí)驗(yàn)。同時(shí)利用無(wú)線通信組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，還能夠開(kāi)設(shè)一些開(kāi)放型創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。如無(wú)線段距離遙控實(shí)驗(yàn)、無(wú)線溫濕度監(jiān)控實(shí)驗(yàn)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、無(wú)線MESH組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)和無(wú)線抄表數(shù)傳實(shí)驗(yàn)等。

4)集成化的專業(yè)實(shí)驗(yàn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)：專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)應(yīng)用系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的是集成的專業(yè)實(shí)驗(yàn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)。首先，實(shí)驗(yàn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)具有仿真性。通過(guò)大量基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(單項(xiàng)實(shí)驗(yàn))組合就構(gòu)成了一個(gè)完整的業(yè)務(wù)循環(huán)，能夠反映真實(shí)完整的業(yè)務(wù)過(guò)程。其次。實(shí)驗(yàn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)具有綜合性。在實(shí)驗(yàn)完成后產(chǎn)生大量信息。這些信息可以進(jìn)一步進(jìn)行加工、處理、輸出。而在這個(gè)“深加工”的過(guò)程中，就可以把相關(guān)的知識(shí)融會(huì)貫通。再次。實(shí)驗(yàn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)具有靈活性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)可以根據(jù)不同專業(yè)的模式、方法及新型業(yè)務(wù)層出不窮對(duì)這些單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目適時(shí)更新，可以對(duì)原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，保障實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)際業(yè)務(wù)不脫節(jié)，靈活地適應(yīng)模式及方法的變化。如建立高度集成的會(huì)計(jì)實(shí)驗(yàn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)，即在虛擬服務(wù)器端建立一個(gè)大型的會(huì)計(jì)實(shí)驗(yàn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)不是簡(jiǎn)單的習(xí)題庫(kù)或是案例庫(kù)。而是由大量基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(單項(xiàng)實(shí)驗(yàn))構(gòu)成，這些單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)按照會(huì)計(jì)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，內(nèi)容包括6大會(huì)計(jì)要素(資產(chǎn)、負(fù)債、所有者權(quán)益、收入、費(fèi)用和利潤(rùn))的會(huì)計(jì)處理和會(huì)計(jì)報(bào)表(資產(chǎn)負(fù)債表、利潤(rùn)表、現(xiàn)金流量表)的編制；另外，還包括一些特殊但在實(shí)務(wù)中較為常見(jiàn)的會(huì)計(jì)業(yè)務(wù)。如合并財(cái)務(wù)報(bào)表、外幣業(yè)務(wù)、非

貨幣性資產(chǎn)交換、債務(wù)重組、租賃、衍生金融工具等。

(2)收集國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)資源并進(jìn)行分類建設(shè)。

通過(guò)浙江省高校實(shí)驗(yàn)室工作研究會(huì)和浙江省實(shí)驗(yàn)室建設(shè)指導(dǎo)委員會(huì)與省內(nèi)高校交流實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理經(jīng)驗(yàn)。采集優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資源。通過(guò)國(guó)內(nèi)外考察及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，收集國(guó)內(nèi)、國(guó)際優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)資源，并進(jìn)行分類整理，供校內(nèi)教師學(xué)習(xí)和參考。

2.開(kāi)發(fā)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室。建立遠(yuǎn)程虛擬交互實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室作為實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的完善和補(bǔ)充，一方面可以解決目前教學(xué)經(jīng)費(fèi)緊張、實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足、課程學(xué)時(shí)少和講授內(nèi)容多的矛盾，另一方面可以提高教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。理解和掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在一定程度上可以替代部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，除此之外還有利于各高校之間的教學(xué)資源共享。本課題基于多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)為主要實(shí)驗(yàn)方式，開(kāi)發(fā)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室。主要包括網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)室瀏覽、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)、學(xué)生創(chuàng)新工作室、實(shí)驗(yàn)交流等模塊。虛實(shí)結(jié)合建設(shè)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。

(1)網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)室瀏覽

利用虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，對(duì)學(xué)校部分典型實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行可視化三維虛擬場(chǎng)景的開(kāi)發(fā)，師生點(diǎn)擊該系統(tǒng)猶如身臨其境地參觀瀏覽實(shí)驗(yàn)室。

(2)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

仿真技術(shù)已成為一種國(guó)際公認(rèn)的高效現(xiàn)代化教學(xué)手段。利用仿真技術(shù)和多媒體技術(shù)，開(kāi)發(fā)形象生動(dòng)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。通過(guò)將不同模塊的相似知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地集成在一個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，并建立知識(shí)點(diǎn)之間的有機(jī)聯(lián)系和區(qū)別，加深對(duì)該定理的理解，從而更好更準(zhǔn)確地應(yīng)用知識(shí)、訓(xùn)練思維和鍛煉實(shí)踐能力和工程思維。如通過(guò)具體的實(shí)例開(kāi)發(fā)電路基礎(chǔ)的綜合性虛擬實(shí)驗(yàn)。即在MULTISIM軟件下仿真不同電路分析模塊中(直流電阻電路、正弦穩(wěn)態(tài)交流電路、耦合電感和變壓器電路、信號(hào)調(diào)理電路、通信電路)最大功率傳輸?shù)牟煌瑢?shí)現(xiàn)情況和特點(diǎn)。

(3)遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)

目前國(guó)內(nèi)大部分高校都是讓學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)，規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，如學(xué)生不能完成實(shí)驗(yàn)必須拖延時(shí)間或者留到下次課再接著做，這樣直接影響了教學(xué)效果。雖然有些硬件實(shí)驗(yàn)可以利用軟件仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)。但不適用在實(shí)時(shí)性要求很強(qiáng)的應(yīng)用系統(tǒng)中。另外實(shí)際實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種誤差、元件故障等情況在虛擬實(shí)驗(yàn)中無(wú)法體會(huì)。采用軟件模擬和實(shí)際硬件電路操作相結(jié)合的方法開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，即學(xué)生利用軟件來(lái)對(duì)硬件操作，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)為用戶提供實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)服務(wù)。如搭建單片機(jī)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)采用大規(guī)模集成電路FPGA為實(shí)驗(yàn)核心芯片。以FPGA和CPLD為控制手段免插線，以通用USB接口和JTAG接口相結(jié)合的通信方法，再以網(wǎng)絡(luò)為媒介，利用軟件來(lái)控制硬件，達(dá)到和在硬件設(shè)備上做實(shí)驗(yàn)一樣的效果。并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建完整的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)體系，遵循由易到難、循序漸進(jìn)的方式，逐步引導(dǎo)學(xué)生從按部就班到自主設(shè)計(jì)并鼓勵(lì)創(chuàng)新。

3.建立學(xué)生創(chuàng)新工作室

學(xué)生創(chuàng)新工作室是教學(xué)研究和探索過(guò)程中，對(duì)常規(guī)教學(xué)的引申和延續(xù)，是創(chuàng)新教學(xué)模式的體現(xiàn)?；诰W(wǎng)絡(luò)的學(xué)生創(chuàng)新工作室，作為實(shí)體創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的拓展和補(bǔ)充，為學(xué)生開(kāi)展實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)提供了新的途徑。

(1)創(chuàng)意交流社區(qū)

創(chuàng)意交流社區(qū)經(jīng)常企業(yè)及學(xué)?？蒲许?xiàng)目的信息和學(xué)生實(shí)踐項(xiàng)目的構(gòu)思，企業(yè)、教師、學(xué)生可在該社區(qū)中充分交流。學(xué)生根據(jù)網(wǎng)上的項(xiàng)目信息挑選感興趣的課題，該課題經(jīng)過(guò)不斷修改和完善、學(xué)校專家組評(píng)估通過(guò)后即可立項(xiàng)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。同時(shí)邀請(qǐng)企事業(yè)單位前來(lái)挑選立項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的創(chuàng)意，進(jìn)行校企合作，讓學(xué)校成為企業(yè)的科研場(chǎng)地。社會(huì)創(chuàng)意人才的輸送站。

(2)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目討論區(qū)

經(jīng)過(guò)創(chuàng)意交流立項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，大多都是和企業(yè)社會(huì)項(xiàng)目、教師科研項(xiàng)目等密切相關(guān)的。學(xué)生工作室按照創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分專題設(shè)置虛擬工作室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)交流與討論，包括項(xiàng)目負(fù)責(zé)人網(wǎng)絡(luò)招聘項(xiàng)目組成員，實(shí)驗(yàn)資料上傳和實(shí)驗(yàn)難題討論等，創(chuàng)造了一個(gè)能較好培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、交流溝通能力和創(chuàng)新能力的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐環(huán)境。

(3)開(kāi)源項(xiàng)目社區(qū)

成功的開(kāi)源項(xiàng)目是眾多優(yōu)秀開(kāi)發(fā)人員的智慧結(jié)晶，包含了他們的最佳實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。對(duì)合適的開(kāi)源軟件項(xiàng)目進(jìn)行改造形成教學(xué)項(xiàng)目用于教學(xué)，具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目立項(xiàng)后，可在開(kāi)源社區(qū)招聘研發(fā)團(tuán)隊(duì)，參與開(kāi)源項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。這個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目社區(qū)可以對(duì)所有項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行管理，并可對(duì)學(xué)生進(jìn)行能力考評(píng)。開(kāi)源項(xiàng)目包含開(kāi)源軟件項(xiàng)目和開(kāi)源硬件項(xiàng)目，通常采用的是通用公共許可證協(xié)議，即GPL(General Public License)協(xié)議。開(kāi)源項(xiàng)目由于開(kāi)放項(xiàng)目源代碼、資料為學(xué)習(xí)者提供了廣闊的學(xué)習(xí)和研究空間，為教育提供了極好的先決條件和素材。

4.實(shí)驗(yàn)成果展示與交流平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)成果展示與交流平臺(tái)將及時(shí)學(xué)生優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)成果，建立學(xué)生創(chuàng)作成果與企業(yè)、市場(chǎng)交流對(duì)接窗口。該平臺(tái)一方面邀請(qǐng)企事業(yè)單位前來(lái)挑選人才。為畢業(yè)生提供更多的就業(yè)機(jī)會(huì)；另一方面通過(guò)開(kāi)放辦展回饋社會(huì)，一些企業(yè)人員如看重學(xué)生的作品。則希望與學(xué)生和學(xué)校洽談合作，將學(xué)生的作品投入批量生產(chǎn)，成為產(chǎn)品。

該平臺(tái)將申請(qǐng)專利、軟件著作權(quán)的程序及論文寫(xiě)作指南到平臺(tái)上，鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)作品申請(qǐng)專利、軟件著作權(quán)、等，為學(xué)生的創(chuàng)意“保駕護(hù)航”。

三、基于網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源的開(kāi)放共享

數(shù)字化資源需要通過(guò)基于網(wǎng)絡(luò)的管理系統(tǒng)才能更好地發(fā)揮作用。目前我校實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放共享管理系統(tǒng)已進(jìn)入后期安裝、測(cè)試與完善階段，該管理系統(tǒng)主要由信息實(shí)時(shí)采集硬件系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)組成。利用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，對(duì)實(shí)驗(yàn)室及儀器設(shè)備的使用情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸、統(tǒng)計(jì)和信息化管理，具有實(shí)驗(yàn)室資源信息化管理、產(chǎn)學(xué)研資源集成展示、實(shí)驗(yàn)室與大型儀器任務(wù)管理、實(shí)驗(yàn)室與大型儀器使用過(guò)程管理、實(shí)驗(yàn)室與大型儀器自助收費(fèi)管理、實(shí)驗(yàn)室與大型儀器統(tǒng)計(jì)與報(bào)表等功能模塊，如圖2所示。平臺(tái)技術(shù)體系由學(xué)校、學(xué)院、實(shí)驗(yàn)室三層結(jié)構(gòu)組成。三級(jí)網(wǎng)站結(jié)構(gòu)相似，三層數(shù)據(jù)統(tǒng)一。在共性基礎(chǔ)上發(fā)揮校園網(wǎng)優(yōu)勢(shì)和實(shí)驗(yàn)室每個(gè)獨(dú)立部分的主動(dòng)性。建設(shè)個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)資源，最大限度地體現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享。

目前我校優(yōu)質(zhì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)資源依托實(shí)驗(yàn)室與大型儀器管理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)從學(xué)院測(cè)試進(jìn)入由點(diǎn)到面、由局部到整體的全面實(shí)施階段。對(duì)實(shí)驗(yàn)資源開(kāi)放共享氛圍的形成、開(kāi)放教學(xué)模式的形成及學(xué)生從事實(shí)驗(yàn)活動(dòng)積極性的提高等發(fā)揮了積極作用。

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