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关键词 2FSK;MATALB;调制解调
中图分类号:TN915 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)01-0048-02
数字调制解调技术是现代通信的重要技术之一。对于数字通信系统而言,因为所传送的基带数字信号中包含的是低频部分,不适用于远距离传输。如果需要进行远距离的传输,例如对于有限带宽的高频无线信道、光纤信道等传输时,就需要对基带数字信号进行载波调制后再进行传输。因此,数字调制是指将基带数字信号的频谱搬移到较高的载波频谱。数字调制包括移幅键控(ASK)、移频键控(FSK)、移相键控(PSK)等调制方式。其中,频移键控是一种易于实现,方法简单的技术,另外,在解调时不需要恢复本地载波,能够实现异步传输。此外,频移键控的抗噪声能力和抗衰落性能力也比较强。因此,频移键控调制技术得到了广泛地应用。本论文主要研究二进制频移键控(2FSK)调制解调系统的实现,仿真完成对数字信号的调制及解调。
1 二进制移频键控(2FSK)原理
频移键控容易实现,但其主要的缺点是占用频带较宽,其频带利用率低。故频移键控一般主要应用在低、中速数据的传输,以及频带较宽的信道与衰落信道。
频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。二进制频移键控(2FSK),是指载波的频率随二进制基带信号的变化,在两个频率点f1和f2之间变化。表达式如下:
发送1时
发送0时
产生2FSK信号的方法一般主要有两种。一种是直接调频法,即可以采用模拟电路来实现。另一种是采用键控法。键控法是在二进制基带矩形脉冲序列的控制下,通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选择,使其在每一个码元期间输出f1和f2两个载波之一。
解调与调制是一个相反的过程,其原理是将一个2FSK信号分解为上下两路2ASK信号,再对两路2ASK信号分别进行解调,然后再做判决。这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小。2FSK信号的常用解调方法包括非相干解调(包络检波)和相干解调。
2 2FSK调制解调的仿真分析
通过MATLAB仿真设计程序,实现2FSK信号的调制解调的程序仿真。误码率是衡量一个数字通信系统性能的重要指标,又由于ASK与FSK均具有相干和非相干解调方法,所以将相干ASK、非相干ASK、相干FSK以及非相干FSK与PSK的误码率进行预测对比。
仿真:产生一个二进制数作为随机信号源,如图1所示;分别用两个频率的余弦函数作为载波;对该信号进行制2FSK调制;模拟加入一个高斯白噪声;然后对调制信号进行解调,通过低通滤波器和判别器产生接收信号。2FSK的调制波形如图2所示,2FSK的解调过程如图1所示。
图1 二进行随机序列
图2 2FSK调制波形
图3 相干解调后的信号与原序列比较
图4 非相干解调后的信号与原序列比较
分析:通过调制信号的时域波形图,可知原信号经过2FSK调制,再经过解调后的信号与原信号大体一致。仿真结果的分析说明该2FSK仿真模型是成功的、符合理论的。
3 误码率仿真分析
我们假设同一幅度的信号,分别经过2ASK相干解调、2ASK非相干解调、2FSK相干解调、2FSK非相干解调、2PSK解调后根据小表比较信噪比和误码率的关系。
分析:随着信噪比的增大,各种方式的误码率都会减少。而对同一调制方式而言,相干解调方式的误码率要低于非相干解调方式的误码率。在信噪比较大时,2FSK系统的相干解调和非相干解调差距减少。在误码率相同的情况下,所需要的信噪比2ASK最高,2FSK其次,2PSK最小;反过来,若信噪比一定时,2PSK系统的误码率比2FSK的小,2FSK系统误码率比2PSK的小。
图5 误码率曲线
4 结束语
本论文设计运用了MATLAB实现了2FSK调制解调过程的仿真,在调制解调过程中观察了各个环节时域和频域的波形,并对比了2ASK、2FSK、2PSK三种误码率情况。从仿真结果与理论结果的对比,从而得出此次仿真的可靠性。
参考文献
[1]张鑫龙,周胜源.基于软件无线电的2FSK相干解调[J].电子设计工程,2010.
关键词:石油销售企业,加油站,成品油,损耗控制
1石油销售企业成品油损耗产生的过程
目前,我国石油销售企业经营成品油的方式主要是采用自有自营的加油站连锁经营模式,统一品牌,统一经营,统一管理,统一调配油品。成品油从炼油厂经过一次配送到达油库,然后从油库经过二次配送批发给客户或配送到加油站,再由加油站零售给客户,成品油的损耗基本上在这些环节都会发生
1.1在一次配送环节上出现的成品油损耗
在一次配送进油环节上,目前我国铁路油罐车、汽车油罐车、油船存在着大量的“大呼吸”损耗,目前我国以铁路罐车为主,且运输距离长,蒸发损耗和内壁黏附损耗很大,目前我国仍普遍利用真空泵辅助抽气克服气阻来实现油罐车上卸作业,这种工艺油气排放及油品损耗特别大。本文主要讨论二次配送环节油品损耗。论文参考网。
1.2在二次配送环节上出现的成品油损耗问题
1.2.1二次配送进油环节
二次配送进油环节中油罐车需测量两次空高,一次是在油库,另一次是在加油站。油库计量员对出库的每车油品的空高测量是否到位直接影响二次配送运输环节的损耗控制。目前,“进油核对单”上的空高是该油罐车加额定量的油所对应的额定空高,而不是计量员实际测量的空高,如果空高显示多发油了,那么司机途中放掉一些油,加油站计量员在接油时对空高的测量,只要是在油品额定损耗范围内,加油站就必须接油,这样无形中放大了油品损耗。
1.2.2二次配送运油环节
二次配送运油环节发生的成品油损耗问题较为突出。一方面,我国成品油二次运输大多以公路运输为主,加上成品油销售企业又各自为战,不能跨公司跨区配送,无法做到运输距离最短,造成更多的运输损耗。论文参考网。另一方面,这一环节由于管理的漏洞,存在着大量油品非正常损耗,主要是因为牵涉到第三方承运。第三方承运的管理水平、人员素质、运输设备是否先进直接影响本环节的油品损耗。表现在:(1)油罐车容积表不准确。某些油罐车容积表的值越做越大。(2)油罐车司机中途盗油。如果油库计量员测量空高显示多发油了,那么司机途中放掉一些油,甚至半路卖油。(3)某些油罐车的油罐与油箱之间有根细管连通,油罐车在加油站通过检查后开始卸油时通过红外线遥控打开细管的控制阀门,油在不知不觉中加满了油罐车的油箱。(4)在油罐里装海棉。被油浸湿的海棉不仅视觉上能逃过检查,而且也不影响空高的测量,但直接影响到卸入加油站油罐的油品数量,海棉所带出的油品数量也颇为可观。(5)不按时交货。不少油罐车司机还以各种借口不按时交货,严重违反了油品配送制度。
1.2.3二次配送收油环节
运输油罐车将油品送到加油站后,加油站需检验送货凭证,应进行数量、品种、感官检验和校对,经验收合格后方可安排接卸。计量员的工作是此环节的重点。此环节的问题表现在:(1)油高、水高、油温和密度存在测量误差。(2)油品没有卸净。(3)送油时间不科学。
1.2.4加油站发油环节
加油站发油环节的油品损耗主要存在于两方面:由于操作不规范,导致冒油、跑油;由于粗心大意,发生混油事故。
2石油销售企业成品油损耗控制现状
2.1成品油损耗控制的硬件设备不完善
2.1.1油气回收系统未能普及
油气回收系统是油料收发和运输过程中防止挥发性碳氢化合物进入大气的技术方法和设备的总称。油气回收系统造价太高,目前还未在国内普及。
2.1.2液位仪计量没得到全面实施
目前,国内仍广泛采用人工测量,采用高精度的探尺、温度计、密度计等测量工具分别测量油位高度、油品温度、视温度及密度等参数,然后查表算出标准密度、标准体积等。而液位仪的应用还处在起步阶段,主要用于替代人工检尺,少部分地区可实现站级进销存管理,测漏与检测传感器的应用就更少了。
2.1.3网络智能化建设滞后
目前,我国成品油销售企业整体信息化程度不高,大部分作业方式还处在手工作业和计算机技术并用阶段,很多计算机仍停留在静态数据统计和文字处理初级阶段。
2.2成品油损耗内部控制不到位
2.2.1损耗控制流程不畅通,关键控制点不清晰
由于成品油流转涉及的环节多,牵涉的部门多,各部门之间缺乏相互协调配合,各环节关键控制点不明确,导致成品油损耗控制的效果不显著。
2.2.2与第三方承运权责不清
二次配送运油环节发生的成品油损耗问题如此突出,实则是因为石油销售企业与第三方承运权责不清。成品油销售企业与第三方承运商的合作是基于社会分工基础上的专业化合作,第三方物流根据契约规定的要求,提供多功能直至全方位一体化物流服务,并以契约来管理所有物流服务及其过程。
3加强成品油损耗控制的建议及对策
3.1引进新技术新设备,完善硬件设备
3.1.1安装油气回收系统减少蒸发损失
自20世纪90年代起,发达国家就开始对油气排放进行控制并加以回收利用,取得了良好的社会经济和环境效益。
3.1.2安装液位仪体提高计量的准确度
油罐测量有人工测量和采用油罐液位仪测量两种方法。安装液位仪是从硬件上解决加油站油品超耗问题的关键措施,液位仪能大大提高加油站收发油品的计量精度,只有计量准确才能有力地提升油品损溢的管理水平。
3.1.3加快网络智能化建设,实现数字流程可视化
通过油站智能远程管理系统对加油机和油罐进行在线实时测量、监控,堵塞油品数量、质量管理上的漏洞。数字流程主要包括:为各加油站提供联网功能及数据库服务;实现油站的进、销、存的智能管理;实现在线实时测量、监控;实现油站数据的智能管理与处理功能;实现各加油站间及各加油站与上级公司通讯。论文参考网。
3.2加强内部控制,杜绝油品非正常损耗
如何加强内部控制,杜绝油品的非正常损耗,石油公司应结合自身的情况制定相应的内部控制措施。
3.2.1确定损耗控制流程
控制流程是指依次贯穿于某项业务活动始终的基本控制步骤及相应环节。石油销售公司应在确定控制点的情况下,同成品油销售业务流程相结合,制定出各项业务活动的基本控制步骤及相应环节,以解决其目前普遍存在的内部控制流程不通畅的问题。
3.2.2确定损耗关键控制环节
实现控制目标,主要是控制容易发生偏差的业务环节。成品油在流转过程中的关键控制环节为:油库发油环节、二次配送运输环节和加油站收油环节。
3.2.3完善损耗内部控制
针对成品油损耗控制环节不清、控制措施不健全的问题,在确定了目标,明确了控制环节后,必须制定相应的措施加以防范,以便在发生损失时明确责任,包括失控责任追究。
参考文献:
[1]天屹. 油品“蒸发”拷问库存管理. 中国石油化工,2005
[2]檀大水. 石化行业供应库存管理问题探讨. 中国物流与采购,2004
[3]李鑫,陈大恩,贺春. 存储论在油品库存管理中的应用. 国际石油经济,2005
关键词:EGPRS,PDPWAP,FTP,对比
EGPRS是介于2.5G网络GPRS与3G网络之间的一种技术,通常也被称为2.75G,可支持3倍于GPRS的数据速率。EGPRS提供了一个从GPRS到第三代移动通信的过渡性方案,从而使现有的网络运营商可以最大限度地利用现有的无线网络设备,在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。EGPRS于GPRS有着千丝万缕的联系,同时在很多技术参数上也有很大区别和改进。
比如,EGPRS相对于GPRS在调制方式和编码方式均得以改进。相对于GPRS技术的单一调制方式GMSK(高斯最小频移键控),EGPRS技术支持两种调制方式:GMSK和8PSK(8相相移键控)。GMSK在每一个符号(symbol)调制一个比特,而8PSK在每一个符号(symbol)上调制了三个比特,提高了数据传输速率。EGPRS中提供了MCS-1~MCS-9共9种编码方式,采用了链路自适应LA和增加冗余重传功能。以上技术的采用使得EGPRS在上网速率上得以提高。就两种不同模式的上网速率的对比,笔者在实际中做了测试。
测试方法:共进行4项测试:PDP激活、WAP网站登陆测试、FTP下载测试、MMS测试,测试分为3种:GPRS单独测试、EGPRS单独测试、 GPRS与EGPRS同时测试,共产生4种测试结果。EGPRS与GPRS同时测试的测试记录标注为:multi-E-GPRS,multi- GPRS。
测试环境:微蜂窝小区,高C/I,NOKIA设备,小区采用EGPRS与GPRS混合配置,共有6个PDCH信道,其中1个静态信道,5个动态信道。
测试仪表:CDS4.0,OT290手机(测试GPRS,支持3个下行信道)、OT490手机(测试EGPRS,支持4个下行信道)。
测试时间:周日下午14:00~15:00,话音信道、GPRS信道都比较空闲的时段,但是并不能保证绝对没有其他用户使用,客观地模拟用户的真实使用环境。
1 PDP激活对比测试
PDP 激活对比测试中,在测试仪表的Layer3消息和GPRS RLC/MAC消息中,GPRS表现出一步接入信令流程,而EGPRS则表现出两步接入信令流程。从现网测试结果来看,E-GPRS与GPRS的PDP 激活时间几乎相同,EGPRS略快,可见EGPRS的两步接入流程对TBF建立时延几乎没有影响。GPRS与EGPRS同时测试时,PDP激活时间 都略有增大,参见表2。
表2 E-GPRS与GPRS的PDP激活对比测试结果
关键词:扩展频谱通信;跳频通信;Matlab
中图分类号:TN914.43 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)11(a)-0000-00
1 对跳频通信进行数学模型建立及对系统原理进行描述
对于跳频扩频通信,它的基本理论依据主要是根据信息论中的Shannon公式来的[4],下式为它的具体公式描述:
c Blb(1 P / N)
在上式中,对于参数c、B、P及N,它们所代表的含义分别如下。其中,N,表示为噪声功率;c,代表系统的信道容量(bits/s);P,表示为信号的平均功率;对于B,则表示为系统的信道带宽(Hz)。通过上式可以很明确、很清晰的知道,当满足一定条件(如在一定的信道容量之条件下),可以采用增加信道带宽的办法、或者通过减少发送信号功率的办法等,来对信道的带宽进行减少、或者采取一定的方式来对信道的容量进行提高,这样就能够增加发送信号方面的功率,更进一步,使得信道的容量发生变化,并且不断的得到提高 [5]。
对于跳频系统,由于它的载波频率是在不断发生变化的,如果想要在接收机中对载波相位进行跟踪,很明显,要实现该种情况是比较困难的,所以,在一般情况之下,我们是选择可非相干解调方式作为跳频扩频通信系统的调制方式,并且,该种调制方式所具有的优势是其它调制方式不能够相比的,而频移键控FSK调制则是经常采用的方式。对于数据载波为a(t),以及数据速度Ra,对它们的取值分别为+1和-1,当进行移频键控调制(即频率偏差为Δf)后,它所输出的等效低通信号为b(t)[6],具体的表达式如下式1-1所示:
b(t) exp( j2πa(t )f ) (1-1)
在跳频扩频通信系统中,我们把伪随机序列控制下的瞬时频率定义为f(t)[7],它会随着时间的不断改变,而对应的瞬时频率f(t)的取值在频率点fi,i=1,2,3,4…,N上也会发生改变[8]。那么,对于跳频载波信号,它的等效低通信号C(t)如下式:
c(t) exp(j2f (t)) (1-2)
对于跳频扩频通信系统,它主要是以跳频载波来实现对数据调制信号的频率进行搬移的一个过程[9],通过这样一个过程,则跳频扩频通信系统所输出的等效低频信号d(t)如下式1-3所示;
d(t) b(t)c (t)
exp(j2(a(t)f f (t))) (1-3)
在跳频扩频系统的接收端,采用同步伪随机码控制的频率、以及伪随机变化的载波和接收信号作为混频,在这样的条件下,所得到的系统输出信号为bxj,它的表达式如下式1-4所示: bsj (d(t) N(t) I(t))c (t)
exp(2 ja(t)f ) (N (t)
I(t))exp( j2f (t)) , (1-4)
对于上式1-4,它的参数N(t)、I(t)所代表的含义如下:N(t),它表示噪声;I(t),它则表示干扰信号。通过采用同步跳变的本地恢复载波来实现对接收信号进行混频后,在这样的情况下,就能得到解跳后的宽带干扰信号、窄带信号b(t)、以及信号噪声等。
2 跳频的主要技术指标及关键技术
对于一个跳频扩频通信系统而言,它所包括的技术指标主要有:①跳频频率的数目;②跳频的带宽;③跳频码的周期;④跳频的速率;⑤跳频系统的同步时间。对于这些技术指标,它们所代表的含义分别如下:①跳频频率的数目。在一般情况下,通过对跳频信号的处理增益 ,这样就能够得到相等的跳频点数。②跳频的带宽。在通常情况之下,跳频的带宽是与抗部分频带的干扰能力存在一定关系的。③跳频码的周期。倘若跳频图案的延续时间越长,那么,这样就会使敌方破译变得更加的困难,因此,其抗截获 的能力就越强。④跳频的速率。顾名思义,就是指每秒钟频率跳变的次数,决定跳频图案延续时间的长度。⑤跳频系统的同步时间。针对该同步时间的相关定义是非常多的,但这里主要是指对于跳频图案,要使其系统收发双方的时间达到一致,即完全同步,并且,对于通信所需要的相关时间也要进行建立。
3 对系统进行仿真模型的建立
3.1 对Simulink仿真工具进行概述
在本论文的研究过程中,采用的仿真工具是基于MATLAB提供的仿真平台Simulink。另外,采用Simulink仿真平台来建模是很方便的,它所带有的软件包是能够对相关的稻萁行仿真、进行分析的,是一个动态系统。它能够支持的系统也是非常多的,如连续系统、线性系统等。
3.2 模型建立
在基于Simulink仿真软件的基础上面建立起来的跳频扩频通信系统仿真模型,通常情况之下,它能够对跳频扩频通信系统的整个工作过程进行实时监控及反映相关的问题,对于系统扩频前后的频谱,通过该仿真软件能够实时的观测。
4 对仿真结果进行分析
为了更加准确、更加合理的得到本论文研究的跳频扩频通信系统的仿真精确结果,所设定的相关仿真条件如下:对于所采用的跳频载频,它是采用伪随机整数方面的信号控制系统来进行实现的;对跳频点数设定为64个;对于跳频的频率间隔,是把它设定为50跳/秒;数据调制采用FSK,并且频率的间隔为200HZ;对于每个符号,它的采样点数为120。我们把本次系统仿真实验的时间设定为1000s。
5 结束语
本论文首先对跳频扩频通信系统的数学建模进行了简单介绍,然后对跳频通信的系统工作原理进行了概述,对跳频的主要技术指标及关键技术进行了介绍,接着,对Simulink仿真工具进行概述及对其进行相关模型的建立,最后,就是采用Simulink仿真软件对跳频扩频通信系统进行模型的建立,并进行了仿真研究。在进行仿真实验前,设定了相关的仿真条件,如跳频点数、采样点数、跳频频率间隔等相关条件,这样设定的目的是为了保证仿真的实验结果更加准确。
参考文献
[1] 陈高平等.扩频通信技术在CDMA中的应用[J].通信技术,2012,(07):54-59.
关键词:单片机;串行通信;总线;计算机;接口
随着自动化技术、计算机技术和网络通信技术的飞速发展和广泛应用, 工业过程的智能化、自动化监测与控制系统的应用日益广泛.单片机系统由于其抗干扰性能较好被大量应用到工业过程控制的各个领域。因为工业现场环境较恶劣,单片机系统在使用过程中通常会出现一些设计时想不到的新情况、新问题,这就需要进一步修改和完善.因此,有必要设计一套单片机综合实验系统,根据工业现场反馈的各种问题,随时对系统中的功能模块进行实验研究和分析,解决工程实际问题.本文设计的这套单片机综合实验系统具有自动采集多路模拟量、对采集的数据进行处理和显示、根据设定的参数自动调节和控制输出、与计算机进行远距离数据通信等功能.
1 系统组成及工作原理
综合实验系统主要由以下几部分组成:89C51单片机及其仿真系统,温度、压力等模拟量传感器及其接口电路,A/D转换模块,数据存储模块,按键控制模块,日历时钟模块,看门狗电路模块,FP—GA模块,液晶显示模块,通信模块及上位计算机,其组成框图如图1所示.系统采用89C51单片机作为主控芯片,A/D转换模块将多路模拟信号转换为数字信号;外部数据存储模块为该系统采集的数据提供存储空间;按键控制模块向CPU传回键值,用来设置和调节系统参数;日历时钟芯片不仅可以给系统提供准确的时间,而且为系统提供掉电保护功能;看门狗电路模块为系统提供了精确复位和低电压监控功能,一旦系统出现故障或程序跑飞,它就可以在超时周期之后使CPU复位,提高系统的整体可靠性和抗干扰能力.FPGA模块是现场可编程逻辑门阵列,通过编程可将它作为多种数字逻辑器件使用;LCD液晶显示模块可以同时显示多行字符及自造图形,主要用来显示采集到的数据、系统时间等;兼容RS485和RS232两种协议的全双工串行通信接口,可以与上位计算机进行远(约1 200 m)近(约15 m)距离的数据通信[1] ;上位计算机将接收的数据进行存储、显示、绘制模拟曲线、打印曲线和数据文件,按照用户的具体要求作进一步的数据分析和处理,同时发送控制参数,对被测对象的温度、压力等进行控制和调节.
2 系统硬件设计
2.1 单片机仿真系统
单片机仿真系统可以模拟CPU在仿真机上运行用户程序(程序和数据存储器借用仿真机的),也可以连接外部电路来实现动态监测与控制功能.仿真机一般都具有单片机的基本功能部件,如CPU、RAM、用户程序存储区、键盘等;具有单步、设置断点(以便随时观察内部各RAM、特殊功能寄存器的数据变化)、连续运行用户程序的功能[2].
监控程序放置在仿真机内,要仿真的CPU器件位于仿真机外仿真线的端头,毕业论文 更换不同的仿真头和CPU,该机可以仿真8031、89C2051、89C51等类型的单片机,该机的调试软件可以直接编辑汇编源程序.通过仿真机进行编程和调试减少了对芯片的频繁写人、擦除和修改操作,只有当程序调试顺利通过才将程序写入芯片,编程方便且节省时间.
2.2 传感器的选择及信号变送电路的设计
传感器作为系统的感知器件,直接影响着系统的精度和稳定性.本实验系统中,温度传感器选用精度高,线性度好,使用方便的LM335传感器;压力传感器选用标准应变式压力传感器,它具有精度高、响应速度快、分辨率高等特点.传感器接El电路的设计采用了模块化设计方法,设计了温度、压力等专门接口电路,直接与上述各种传感器相连.由于从传感器输出的模拟电信号非常微弱,需对这些模拟信号进行放大,同时为了确保信号不失真,选用了线性度好、抗干扰能力强的高精度运放OP07,其特点是输入失调电压较高、温漂较小、开环电压增益较高、共模抑制比较大,它输出的模拟信号经10位A/D转换器TLC1543转换成数字信号后,送人89C51进行处理.
2.3 通信模块的设计
计算机(PC)串行通信端口是RS232负逻辑电平,该实验系统上既有RS232接El,又有RS485接口,可以通过RS232总线进行点对点通信,也可以通过RS485总线进行多机通信_3],RS485总线上最多可挂接32个综合实验系统,总体布局如图2所示.所以实现计算机和该实验系统之间的近距离通信,通过RS232接口即可;若要实现计算机和该实验系统之间的远距离通信,则必须将RS232电平转换为RS485电平后,才可将实验系统挂接在RS485总线上.RS232-RS485电平转换原理如图3所示,通过MAX485的差动输入(A、B)与RS485总线相连进行信号的收/发,由于RS485总线上只能进行半双工通信,所以MAX232和MAX485之间除了接收和发送线外,还有一个信号线来控制MAX485的接收使能(RE)和发送使能(DE),在PC与RS232相连的这一侧,通过PC的请求发送(RTS)来控制.
2.4 串行总线I*2C
I*2C总线是PHILIPS公司开发的一种简单、双向二线制串行总线[4].它只需两根线(串行时钟线SCL和串行数据线SDA)就能完成挂接在总线上的若干个I C器件与微处理器之问的数据交换.该实验系统采用具有I C总线接口的看门狗芯片CATll61和可编程实时时钟芯片PCF8563,由于单片机89C51自身没有I C总线接口,所以采用软件合成I C总线与它们相接.
I C串行总线与并行总线的最大区别在于:并行总线有地址总线,CPU通过地址总线访问从器件;而I C总线利用数据传送中的前几个字节传送地址信息,所以占用CPU的口线大大减少[5].随着智能化测控仪器日趋小型化和集成化,I C串行总线正在逐步取代传统的并行总线.
转贴于 2.5 抗干扰设计
工业监控现场工作环境一般较差,干扰较严重,为了保证系统可靠工作,必须解决抗干扰问题.针对工业监控现场可能产生的干扰、干扰来源、传播途径等,采用了软硬件方法对系统进行抗干扰设计.硬件抗干扰设计主要包括:对电源噪声进行滤波、大功率驱动电路接口进行光电隔离、集成电路芯片的VCC与地之间并连电容、优化电路板的布线、看门狗监控等;软件抗干扰设计主要包括:软件陷阱、软件自恢复、数字滤波、求平均值等.
对于数据输入通道的干扰,采用软硬件结合的方法进行滤波.当存在随机干扰而使被测信号中混入了无用成分时,硕士论文首先经过一个时间连续的RC滤波电路,再经A/D变换成二进制数字量后,进行数字滤波.因为硬件滤波能很好地抑制高频干扰,而对低频干扰的滤波效果却较差;而软件数字滤波算法对低频干扰具有较好的抑制能力.
在控制强电设备的开关量输出通道中,为防止现场强电磁干扰或工频电压通过输出通道反串到监控系统,采用了光电隔离技术.因为光信号的传输不受电场、磁场的干扰,可有效地防止干扰信号因耦合而进入系统,达到电气隔离的效果.
3 系统软件设计
系统软件包括单片机软件和PC机软件.单片机软件采用模块化结构,利用MCS一51汇编语言编写.根据要实现的功能,该软件由主程序以及数据采集、A/D转换、数据通信、日历时钟编程、键盘中断调控、液晶显示、D/A转换、数码管显示等程序模块组成.下面以加热炉的炉温控制为例,给出系统程序流程图如图4所示.
PC机软件的主要功能是对单片机系统采集的数据进行存储、处理、动态模拟显示、报表绘制、打印输出等.PC机软件采用Visual Basic 6.0编写,医学论文 PC机与单片机之间的实时通信程序主要是通过计算机的串行通讯口进行数据的实时采集和双向通信,此外,PC机程序还将单片机采集过来的数据按照用户的具体要求进行动态显示、数据统计、生成报表和数据文件等,并对不同情况下得到的数据进行对比分析,总结出变化规律.
4 实验结果与分析
为了测试该系统的实时性,将5台综合实验系统与工业计算机组成分布式多机通信系统,单片机串口工作方式1(传送一帧信息10位),波特率2 400 bps,一帧数据采用5个字节(其中数据占2个字节是因为A/D转换结果是10位)的格式,如表1所示.5台实验系统各采集一次数据给PC机传送时,理论上连续发送速率为2 400/(10*5*5)= = =9.6次/s.经过测试发现,计算机在120 ms后收到了5台综合实验系统发送的共250位数据,实际发送速率约为8次/s,这是因为有状态转换和等待时间;为了测试系统的可靠性和稳定性,将调试好的程序写入单片机芯片,使系统连续运行,120 h后观察系统仍然在按设定的流程工作,没有出现死机现象.该系统经过多次改进和实验验证后,据此设计了工业加热炉炉温控制系统并在工业现场安装使用,结果系统能连续正常工作(工业计算机故障除外),测量随机误差为±0.01℃,控制结果满
足了实际要求.
5 结论
该综合实验系统不仅能为以单片机为核心的系统前期探索研究提供一种方便的实验装置,而且能在远离工业现场的实验室解决工业应用中的实际问题.实验结果表明该系统可以将许多分散的实验项目整合在一起进行研究和分析,节约资源,降低成本;实验数据正确率高,通信实时性强,系统工作可靠;单片机串行网络构成的分布式通讯系统灵活性强,易于扩充,其基本原理适用于工业现场的分布式数据采集、检测及控制系统,具有很大的实用价值.
参考文献
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论文摘要:在分析了绿色壁垒对农业生产和农产品国际贸易的正反两方面影响的基础上.就我国如何应对绿色壁垒提出若干建议措施。
当今世界贸易中,贸易自由化与贸易保护主义并存。随着世界经济一体化的加深和各国对环境保护问题的日益重视,一种新的贸易保护措施—绿色壁垒应运而生,并对世界经济贸易产生重大的影响。所谓绿色壁垒,是现代国际贸易中商品进口国以保护人类健康和环境为名,通过颁布、实施严格的环保法规和苛刻的环保技术标准,以限制国外产品进口的贸易保护措施,其特点是形式上具合法性,名义上更具合理性。
一、绿色壁垒对农业生产和农产品国际贸易的影响
农产品与人类和动植物的生命健康以及环境息息相关,加之农业历来是各国尤其是发达国家的保护重点,因此国际贸易中的绿色壁垒的出现首当其冲地会对各国农产品生产和农产品贸易产生影响。当然.作为环境保护和进口限制的共同手段,绿色壁垒对农业生产和农产品贸易既有有利的一面,又有不利的一面,可以说是利弊共存。绿色壁垒其初衷是保护环境和人类健康,各国通过制定、实施绿色保护法规和技术标准,客观上可以防止不符合环境保护和危害人类健康的商品进口,从而有利于维护动植物和人类自身的安全与健康以及环境的改善;同时,绿色壁垒所采用的技术标准通常是以先进的环保技术为基础,通过绿色璧垒的实施,可以促进各国提高农业技术水平和农产品质量,加快农业生产发展。例如国外对我国农产品的严格要求,在某种程度上促进了我国农产品安全水平的提高和农产品标准化体系的建立。但绿色壁垒对农业和农产品贸易的冲击是非常大的,尤其是对于发展中国家。
(一)发展中国家在世界农产品贸易中处于受控地位。众所周知,由于发达国家和发展中国家的科技发展水平不同和在环保标准方面的差异,目前只有经济发达国家才有可能凭借其技术优势对进口商品制定苛刻的环保标准从而达到限制进口的目的,这将进一步强化发达国家对世界农产品贸易的控制地位,这是绿色壁垒带给发展中国家的最大、最直接的利益损害。如美国从1997年开始,强制性地实施水产品危害分析关键控制点认证( HAGCP),这一措施使我国对美国的虾类产品出口大大减少。据海关统计资料,1997年我国对美国的冻龙虾出n额由1996年的I 203.9万美元减少到56.7万美元,冻鳌虾出口额由23.8万元下降到2.4万元。
(二)绿色壁垒强化了农业环保技术标准,削弱了发展中国家传统出口农产品的优势,阻碍了发展中国家比较优势的发挥。发达国家对农产品质量标准的要求越来越高,对农产品中化学物质的限量苛刻,农业技术欠发达国家很难达到其要求,从而大大地削弱了农业欠发达国家传统出口农产品资源型、生产成本低廉的优势。如花生是我国主要的油料作物和传统的出口农产品,其总产、单产和出口量居世界首位,与美国、阿根廷并称为三大花生出口国,199b年我国的花生出口创汇达到3亿美元,而近些年来虽然生产量每年增长,但出口量却严重下滑,出日创汇额徘徊在2亿美元左右,其重要原因在于我国出口花生在安全卫生检疫中的关键性指标—黄曲霉毒素的含量达不到国外标准的要求。我国的传统出口农产品中的茶叶、蜂蜜等,近些年来同样由于产品中农药残留量超标,失去了优势地位。自2000年7月1日起,欧盟对进口茶叶实行新的农药残留标准,限制和禁止使用的农药从原来的29种增至62种,部分农药残留标准比原有标准提高了100倍以上,使我国茶叶出口近年来对欧盟出口逐年萎缩。
(三)绿色壁垒增高了农产品国际贸易的门槛,加大了农产品国际市场开拓的难度。实行绿色壁垒的国家和地区,不仅制定了严格的环境保护法规和苛刻的绿色技术标准,而且实行严格而又繁琐的进口检疫制度。比如,美国在进口管理上,除了坚持实行原有的注册认证制度外,近年来又实行IS09000系列质量认证和水产品危害分析关键控制点认证制度,许多指标数据要求精确到小数点后二三位,技术欠发达国家很难达到其要求。又如日本,对进口大米的检测有一百多道程序。程序的增加和检验费用的增大提高了产品的成本,降低了国外大米在日本市场的竟争力。
二、我国应对绿色壁垒应采取的对策
我国已于2001年加入世贸组织,国外限制我国农产品进口的传统手段将逐渐减少,绿色壁垒将或正在成为限制我国农产品出口的重要手段,近年来,我国农产品出口面对的绿色壁垒有增无减已证明这一点。面对挑战,我们必须积极采取应对措施。
(一)加快我国农产品质量标准体系的建设和完善。实施农业标准化,既可提高农业科技成果的转化率,推动农业增长方式转变,又可以促进农产品优质化,增强农产品的国际竞争能力。除了要大力加强农业标准化工作之外,应加强对国际农业标准的研究,根据农产品国际市场的需要,不断更新农业标准,并使农产品品质标准与安全卫生、分级、包装、运输标准国配套,通过逐步完善,形成与国际标准接轨的农产品质量标准体系。
(二)重视发展环保农业,实施农业的可持续发展战略。环保农业以及相类似的生态农业、节能农业、立体农业等农业模式,是农业可持续发展思想的具体体现。其特点:一是重视生态环境建设,建立良性循环的农业生态环境系统;二是重视对种植业、养殖业和农产品加工业进行全面规划,合理配置、节约利用能源,保护自然资源;三是重视采用有机农业技术,实行合理轮作、间作套作。精耕细作和施用有机肥。这对于开发我国出口农产品货源、提高出口农产品质量具有十分重要的作用。因此应该把发展环保农业作为一项重要的战略措施,充分利用已有基础,建立环保农业基地,促进我国无公害食品、绿色食品和有机食品的生产开发。
(三)加强对各国环保法规、环境标志制度等的研究和搜集,建立农产品技术标准的信息系统,为出日企业和外贸部门提供充分、及时的信息,通过企业引导农户按照环保标准组织生产,避免不必要的损失。
关键词:地方高校;工科类;培养模式;优秀专业人才
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)08-0120-02
人才培养模式,被认为是为实现一定的人才培养目标的整个管理活动的组织构建方式。本科培养模式的改革涉及本科教育的多个方面,包括专业定位、培养目标、课程体系和教学管理体系等。近十年来,地方工科类高校经过资源整合、扩大规模,取得了较大的发展,如何结合专业特点和地方社会经济发展的需要,在原有更加平均化的本科人才培养模式的基础上,进一步建立更加高效的本科优秀专业人才培养模式是一个值得探讨的问题。
一、课堂教学
近几年,地方院校随着本科生数量的大幅度增加,加上一大批年轻教师走上讲台,承担了更大比例的教学任务;而多数地方高校对教学的重视程度和投入力度较低,致使部分青年教师的工作重心放在了科研上,而对教学的投入精力很少。因此,地方院校的本科生教学质量层次不齐,甚至有明显的滑坡现象。基于此,首先,青年教师应该对本科教学工作有高度的责任感;其次,高校教务管理部门应该加大教学投入成本,加大对青年教师担任教学任务的支持或奖励力度。对于授课教师而言,除了抓好课前准备过程外,应着重抓好下面两个环节。
1.课堂讲授过程。(1)专题讲座式教学法,为了让学生能够在更加丰富多样的教学方式中获取专业知识,更准确、深刻理解较难懂的专业名词,同时,也为了让学生在学习专业课的过程中拓宽专业知识面,增加对专业领域的深层次理解,从而调动学生对专业课学习的积极性,在每一章的教学中适当穿插专题讲座的形式提高专业课的课堂教学效果。(2)小组学习法,以“材料科学与工程”专业为例,其教学过程可包括以下内容。①专题设计。首先,任课教师应该提出与教学大纲相关的具有研究价值或者产业化前景的专题,对涉及的主要内容、理论难点、热点、创新点,以及与生产相关的问题进行概括和引导,由学习小组根据自己的兴趣和实际情况确定选题;其次,在讲授中,应注意理清专题的框架结构和逻辑线索,重点解决难点问题,多给学生留下思考和拓展的空间。例如,围绕与《材料力学性能》专业课第一章中材料的强度(硬度)、塑性和韧性相关的研究方向――“硬质纳米复合材料的研究”,可以分组设计如下专题:a.TiN系列硬质纳米复合薄膜的力学性能;b.CrN系列硬质纳米复合薄膜的力学性能;c.TiN/MeN多层复合薄膜的综合力学性能等。这个研究方向中重点研究复合材料的力学性能,尤其是硬度和塑性的协调性,对于目前的高端刀具和模具涂层产业化应用具有很强的指导意义。在讲授中,应让学生抓住主要问题讨论,比如在这些专题中需要使用的硬度和塑韧性的评价方法及之间的关系;此外,对这方面的应用感兴趣的小组也可以做些市场调研,了解不同系列硬质纳米复合薄膜的适用场合和实现产业化遇到的主要问题,从而通过下面“问题体验”环节的调研文献和“交流与展示”环节的讨论过程,得到任课教师的指导。②问题体验。包括资料搜集过程,即图书馆查阅相关资料,在互联网上搜索相关科技论文,咨询相关企业技术人员等。分析研究过程是对收集到的资料进行消化吸收、观点整合,对现实生产中的问题进行调研、思考,形成一定的观点或研发思路。学习小组可就本组形成的基本观点与教师沟通,教师对学生的相关问题进行指导。③交流与展示。专门安排讨论会,每个学习小组都有机会在本专业展示自己的研究报告,同时回答同学们提出的相关问题。每次交流之后,教师都要对每个学习小组认真点评总结,并为以后的专题设计提供经验。
2.课后实习过程。目前,大多数地方高校工科专业都设置“认识实习”和“生产实习”环节,然而,两个阶段的实习教学内容的质量亟待提高。以安徽工业大学材料科学与工程专业的实习为例,主要存在如下问题。(1)本专业学生人数较多,本年度四年级参加生产实习的人数多达175人,从而为集中带队实习带来了较多的问题,如接收实习的相关企业不太愿意,集中住宿地点较难选择和安全因素等。(2)由于人数较多,相关企业为了不影响正常生产进度,“生产实习”亦为参观实习,因此,“生产实习”环节的教学内容几乎与“认识实习”模式相同。(3)由于时间集中和学生人数多,实习厂家只能联系较传统的国企,实习地点往往是工艺和生产技术较落后的车间。本文提出如下整改措施。(1)从原有集中时间、集中学生的生产实习过程调整为某个学期分组、分阶段的形式。(2)改变原有一个老师带一个班级的教学方式,由教研室根据现有教师的横向合作企业及学校教务处联系的本科生实践企业名单,分小方向,然后在学生选择的基础上分组安排每个方向对应的厂家、带队教师以及实习时间。这种形式的一个明显优势是能够利用本专业老师产学研课题的合作关系联系相关的实习企业,尤其对于“材料科学与工程”专业而言,越来越多的老师和新型的高科技企业建立合作关系,这也是资源充分利用的一个机会。(3)改进原有的通过学生递交生产实习报告的考核形式,可以结合分组讨论和口头报告的形式进行考核。
二、专业实践与毕业论文
1.分级培养模式。目前本科生的专业培养过程基本可以概括为:基础课(1~4学期)基础专业课和认识实习(4~5学期)专业课和生产实习(5~7学期)毕业论文(8学期),在这个过程中,主要存在下面三个方面的问题:第一,现有生产实习的教学效果非常低,甚至是走马观花,前文中已详细论述;第二,前两年的基础课和基础专业课的学习效果较好,从第五学期开始学生对专业课的学习态度和投入的精力明显降低,而到第七学期,专业课教学效果非常差,最后一学期的毕业论文质量更是逐年下降;第三,本科生培养的全过程需要专业课老师担任班主任工作,在专业课的学习上需要老师的引导,有更多的机会让学生能够了解到专业知识的应用前景,也有助于学生对专业课学习的态度保持与初入校对待基础课学习相当的积极性,而要让专业课老师积极参与本科生的管理,增强班主任的责任心,还需要学校相关部门和学院制定系列有针对性的政策,从而鼓励和调动专业课老师的热情投入对培养本科优秀专业人才的重要环节。从第六学期开始可以对本科生实施分级培养的模式,具体方案如下。①根据学生实际情况和班主任老师的指导,每位同学对自己接下来的职业规划作出初步选择――“就业”或“考研”。②对选择就业的同学从第七学期开始进入本科毕业论文的准备和试验阶段,而这批同学应该结合自己的兴趣首选有横向科研项目的指导老师。③对选择考研的同学进行再分类:国内和国外。选择考研的学生毕业论文的题目最好能够和所报学校专业的意向导师的研究方向接近,尤其是对于报考外校的学生比较重要,从近几年安徽工业大学材料专业报考研究生的录取结果来看,通过各种渠道提前确定意向导师对于复试的成功率有决定性的影响。近几年,国内考研热一直居高不下,而对于工科专业的学生来说,选择国外读研不失为一条更加明智和高效的途径,尤其对于家庭经济负担较重而又对专业研究兴趣浓厚的学生来说,由于国外工科类的研究生绝大多数都会提供较大额度的奖学金,因此选择国外读研比国内读研需要更少的经济投入,当然,无论从科研硬件条件,还是导师和科研环境等方面,国外的多数高校优于国内的整体硕士研究生教育质量。
2.本科毕业论文新模式。结合本校本科论文的现状和已有调研结果,影响工科类本科毕业论文质量的主要因素和整改措施分析如下。①多数学生对毕业论文不够重视,而把主要精力放在了就业和考研上,因此,通过毕业论文动员和指导教师的引导,提高学生对毕业论文重要性的认识是保证论文质量的前提条件。②本科生毕业论文经费投入不足。随着招生规模的增加,导致办学资源不足的矛盾在近几年尤其明显,而学校对教学资源的投入又相对滞后,因此,普通高校一般在本科毕业论文上的投入很少,尤其工科专业更显不足,这一点尤其对没有课题的年轻教师是个障碍。因此,每个专业分配毕业论文学生数的时候应该考虑每个教师的实际情况。③对本科毕业论文的考核制度不严。从本校的本科生论文环节可以发现,参加答辩前提交给评审老师的论文撰写质量普遍较差,主要存在错别字较多,专业术语和科技论文写作格式不规范,图片质量较差,与实验数据相对应的分析文不对题,英文摘要的翻译语病较多等。④毕业论文环节的教学时间应该提前到第七学期,毕业论文写作时间弹性制。对于第六学期计划就业的学生可以在第七学期进入毕业论文试验过程,第八学期开学参加答辩;对于决定参加国内考研的同学可以适当放宽毕业论文过程的时间,可以在毕业前夕参加答辩;对于有志于申请国外读研的学生毕业论文的过程可以从第六学期(或者更早的第五学期)到毕业前夕,其答辩时间可以灵活安排。⑤加强学生论文写作技能的培训。实行低年级课程论文写作训练模块和《学术论文写作指导》课程模块的教学计划,以研究方法及《文献检索与利用》等课程为辅助手段,对工科大学生的科技论文写作能力的培养有重要的作用。在专业课教学过程中,任课教师应该有意识地为学生设计一些小题目,鼓励学生自己查阅相关文献,写一些综述性的专业小论文,培养学生写论文的兴趣、技巧和能力,为日后毕业论文的写作打下坚实的基础。
尽管部分地方高校的本科生源质量有所提高,但是招生数量的急剧增加带来了一些问题,因此,围绕本科优秀专业人才的培养目标,进行分级培养模式的改革尝试应该受到重视,培养综合能力优秀的本科专业人才和具有扎实基础的研究型人才,对于普通高校的可持续发展有一定的推动作用。学校和专业课老师应该密切关注这些专业能力突出的优秀本科毕业生,尤其要与在国外读研的本专业学生加强联系,从而为本专业学生日后的出国学习提供良好的信息渠道和连带效应。
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