单片机理论论文精品(七篇)

时间：2023-01-03 19:29:51

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇单片机理论论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

单片机理论论文

篇(1)

【关键词】创新能力；单片机教学；改革

中图分类号：TP368.1-4

随着知识经济的不断发展，企业对于综合型人才的需求更加的迫切，培养高素质的创新型人才已被确定为我国高等教育发展的根本目标。单片机课程是电子类专业的一门核心课程，具有很强的综合性与实践性特征，该课程不仅为后续课程的学习奠定基础，并且也提供了一种培养创新能力的良好手段。传统的单片机课程教学在提升学生创新能力培养方面还存在很大的欠缺性，因此，为了在单片机课程教学中强化创新能力培养，必须对传统单片机课程的教学模式进行改革。

1.教学与实践改革存在的问题

1.1教学方式有待改进

在单片机的教学过程中不少教师常常以单片机理论为教学的重中之重，实验常安排一些与实践结合不紧密的基础实验，从而难以与实践紧密结合起来；再加上一些教师强调笔试的重要性，势必造成学生失去学习的兴趣和积极性，将更多精力用于考试过关，而难以使理论知识得到实践和应用。例如循环左移和右移指令的讲解，只做理论上的推导，很难加深学生的印象，若能引入适当的EDA技术将这个循环左移和右移过程形象地展示出来，既能加深学生的印象还能提高其学习兴趣[1]。

1.2传统教学的内容问题

由于单片机教材与实际应用有一定的差距，教材中提到的理论与实物已经是几年前的市场产品或者是面临淘汰的产品，这样就会使学生接触到一些过时的知识却没有看到新的改进，从而在一定程度上影响了学生的知识面和实践能力。实验课程体系验证性实验过多、综合性、启发性实验太少，没有大型设计性和综合性实验，基本没有对学生动手实践能力达到提高和训练[2]。

1.3学生对实践和动手缺乏积极性

不少学生对单片机的实践性缺少认识，不主动参与实践和设计，他们宁愿将时间放在英语考试或计算机等级考试上，却对单片机技术的实践和操作缺少兴趣，因此培养和调动学生积极性显得尤为重要。

2.教学实践改革中的有效建议

2.1教学项目的创新设计

教学项目是课程教学内容的载体，教学项目设计的好坏直接关系到单片机课程的教学效果。为了培养学生的创新能力，笔者设计了一些创新性的教学项目，旨在为学生提供更大的创新设计空间。比如：设计智能打铃器、盆栽自动灌溉装置、自动避障小车等。这些教学项目不仅可以锻炼学生的单片机开发能力，也可以为学生提供很大的创新空间。学生在完成这些项目的基本功能后，还可以根据自己的想象力对其进行改进，使其功能更加完善。

2.2n程题目的创新设计

单片机课程设计是单片机教学的一个重要检验环节，其题目的设计对于培养和考核学生的创新能力非常重要。题目的设计和选取可以从以下几个方面入手：借鉴历届电子设计大赛的题目；从日常生活中寻找与们课堂教学相关的资源，将其改良为可行性课题；以在研的教师科研课题为蓝本，将部分研究内容作为设计制作的题目供学生练习，培养其创新能力。比如，笔者根据自己的日常生活经验，设计了智能水杯题目，不限定水杯的具体功能，要求学生充分发挥自己的想象力和创新能力，分组设计出不同功能的智能水杯。各个小组完成了不同的创新设计，有的小组设计了具有自动显示水温功能的水杯，有的小组设计了具有定时提醒喝水功能的水杯，有的小组设计了具有音乐播放功能的水杯，等等。

2.3开发单片机创新实验装置

传统的单片机实验箱内部电路固定，学生只能按照实验指导书的步骤，机械地做一遍验证性实验，无法进行创新性设计。针对传统单片机实验箱的缺点，笔者开发了一套灵活性和扩展性强、易于升级的单片机创新实验装置。其设计思路是将搭建各种不同功能单片机系统所必需的组成电路分离，设计出各个独立的功能模块，在该装置上学生可自主选择功能模块，完成创新性单片机系统的设计。另外，利用Proteus与Keil软件整合构建单片机创新虚拟仿真实验室，它可为学生提供丰富的虚拟仪器和元器件资源，为学生提供良好的创新平台。

2.4请高校研究生作有趣易懂的产品设计报告

以往常有教师向院上提出应该多请专家给学生作专题报告以拓展学生的知识面，尽管学院作出了一定的努力，然而许多国内专家总是忙于手头工作，或者因为路程问题最后不能完成这一愿望，即便有的专家过来作完报告，却也难以收到预期的效果，一些学生往往反映太过深奥，或者难于理解或者与所学知识关联不大。对此我们可以请来高校一些发表过优秀论文的研究生，利用周末过来讲解和展示他们的设计成果这些研究生往往非常乐意奉献自己的论文成果，因此讲解得较为详细具体，并且可以做到浅显易懂而本科生在具有一定理论基础情况下都能听懂。

2.5 考核方法的创新设计

通常来说考核就是对教师教学效果的检验和学生水平的测试，同时也是督促和激发学生认真学习的原因和动力。在单片机的教学与实践改革过程中，我们提出了一种注重实践能力和应用能力培养的考核方式，课堂考勤占10%，平时成绩占30%期末考试占60%。这种考核方式突出的特点是平时成绩比例较高，同时对其考核将一半的分值设定为实验成绩，并对学生在实验中的具体表现从实验态度、完成实验的情况、实践动手能力和课程设计等几方面进行量化。

3.结语

单片机技术是电子类专业的核心课程，有较强的实践性，因此学生只有在单片机开发实践中才能真正掌握其开发方法、锻炼创新能力。但加强学生的实践应用能力和创新能力并不是一件容易的事情，需要教师首先转变教学的观念，从教学的教学项目、课程题目上大胆创新，并在实验装置上下功夫，做出创新，并通过产品设计报告、以及考核方法创新的辅助，全面的提升学生的创新能力，相信在坚持不断的推进、实践和努力中，一定能在学生单片机应用及创新能力提升上有所收获。

参考文献：

篇(2)

【关键词】模块化教学；项目驱动；教学改革

“单片机技术”课程在本科院校里是电子信息类专业的必修课程，这门课程是以电子技术基础，编程语言，计算机理论等知识为基础的一门专业性和应用性很强的综合性课程。基于以上特点，对于初学者来说对单片机的理论知识的正确把握往往感觉比较吃力，给初学者造成学习困难。但是经过我们多年的教学经验，这类有很强的应用性和实用性的课程，以项目式教学更能推动学生的学习兴趣，同时模块化的教学设计更能降低初学者入门的门槛。两者相结合教学方法的采用对本门课程的教学效果提升明显.

1单片机项目驱动教学法

以往的单片机教学模式是以教师为中心，老师在课堂上按照教材，或者教学大纲按部就班的讲授理论原理和知识点；以课堂教学为中心，学生学习为被动接受，由于知识点综合性比较强，理论太深奥使得学生往往学习兴趣不高,同时缺乏动手实践机会，教学效果一般不够理想。以项目驱动的教学法是学生为主体，教师为主导，以实践应用为根本目标，围绕具体的项目构建教学内容体系，通过师生共同参与完成一个具体的项目而展开的教学活动。注重的不是最终的结果，而是项目完成的过程，在项目的教学实施过程中，学生按需学习，亲身实践，学生在项目的实践过程中，理解知识和掌握技能，学习成为一个参与的创造实践活动，培养分析和解决问题的能力。引进单片机项目教学方式打破了原有的教学组织安排，以项目的开发步骤作为教学内容，将课程的内容分解为一个个小项目，从项目引入到项目解析再到任务分解然后到知识点讲解最后知识点应用，将原教学方案里单片机的知识点穿插到具体项目开发的过程中[2]。这里面包含了软、硬平台搭建到项目展开再到项目完成的一系列教学活动，使学生从被动学习变为主动学习，按照这种方法我们将以往教学体系中的知识内容变化为若干个工程项目（见表1），然后围绕着这些工程项目任务的展开同时开展教学，让学生以具体工作目标的展开来进行教学环节的工作。有利于激发学生的学习积极性和创新能力，调动了学生的学习积极性。在这整个过程中，学生能很好的把握课程的知识要求，在体验创新与探索的过程中，又培养了学生们的分析解决问题的能力及团队协作能力等。

2模块化的单片机教学方法

任何复杂的系统都是由具有完整基本功能的功能模块电路组成，单片机应用系统也是如此，一般由cpu系统、中断系统、I/O口等。同时任何复杂的电路系统都可以分解为多个具备单一功能的模块电路，按照这个思路，学习单片机系统我们也可以从单片机的功能模块电路入手，我们根据学生的认知规律,和学习单片的一般原理的方法，机将单片机教学模块分成几个部分，这里面每个部分有自己的专用模块[3]。比如程序功能部分、硬件部分；在对硬件电路设计部分进行模块化设计，将单片机的各个功能模块以独立的原理图形式出现，我们把单片机个硬件按功能分为了键盘模块、数码管显示模块、传感器控制模块、模数转换模块、显示模块、通信模块等几大模块，如图1。各个模块通过面包板上预留的连接器与系统主板进行连接,然后用排线组合成所需要的系统。在教学过程中，要不断收集遇到的各种硬件功能模块电路，弄清它们的工作原理、性能及特性、特定的功能及使用方法，把系统化整为零，建立起自己的硬件模块库。指导学生学会搜集、分析别人的设计案例、论文和相关书籍中的功能模块电路，不断地充实自己的功能模块电路库，日积月累，学生就会觉得自己的单片机系统设计能力越来越强。最后在进行模块分解时，各模块功能尽可能专一，联系尽可能简单，使模块独立性强，方便教学实用的模块。

3总结

新兴本院校定位应用型教学型高校，以培应用型、创新型人才为目标[4]。在此基础上的以项目驱动法教学和模块化教学为主线，以实际应用为培养为目标的“单片机技术”课程教学改革思路，按照这个方式能使学生在项目模块化的环节中一步一个台阶。此教学法脱离了枯燥无味的说教模式，使学生在具体的设计项目的工作环境里轻松自在的状态来投入到学习中，思维能力、动手能力、学习能力以及团队协作能力都有了明显提高，模块化学习过程中所积累的各种电路系统模块也促进构建成学生进行科技创新实践、参加大学生创新创业训练的重要模块库，激发了学生学习的主动性和成就感。法国文化教育学家斯普朗格曾言：教育的最终目的不是传授已有的东西，而是要把人的创造力量诱导出来[5]。本课程的教学改革正是朝着这个方向前进。

参考文献

[1]胡敬朋,王聪.单片机项目教学研究及实践[J].南京:电气电子教学学报,2009(5).

[2]冯冬菊,虹,等.基于项目驱动的机械制图教学改革[J].实验室科学,2012,15(3):25-27.

[3]唐鸿儒,夏扬,黄亚忠.单片机课程的实践教学探索[J].南京:电气电子教学学报,2009(1).

[4]王京港,张翠平.基于项目驱动及proteus仿真的单片机教学改革探索[J].中国电力教育,2013(22).

篇(3)

教学目标以往的教材都注重对电机的理论分析。而本课程教学则会从学校实际出发，以培养应用型人才为宗旨，着重从应用角度出发，分析直流电机、变压器、异步电机和微特电机等的基本结构、工作原理、电磁关系和运行特性，重点掌握各种电机的外特性，为掌握本专业和学习后续课程打下基础。

在专业课程体系中的定位《电机应用技术》是浙江大学城市学院自动化专业的专业方向课程，该课程的学习将为后续《电气控制与PLC应用》《交直流调速技术》和毕业设计等课程环节建立必要的基础，是自动化专业承上启下的重要专业课程。

在专业能力培养中的定位该课程定位于让学生树立以交直流电机为控制对象的完整的自动控制系统的概念，结合已学过的电路原理、数字电子技术基础、模拟电子技术基础、单片机、电力电子技术等课程，搭建以电机为控制对象的闭环控制系统，并完成对电机性能的调试和控制。

与核心课程群中其他课程在知识体系与能力培养上的整体设计《电机应用技术》与自动化专业的其他核心课程之间的关系，如下图所示。在一个完整的闭环控制系统中，《计算机控制》《单片机》《PLC》是控制手段，《电力电子技术》《数电》《模电》提供电机的驱动电路，《电机应用技术》构成系统的控制对象，《运动控制技术》和《控制系统设计》提供系统的理论概念和分析方法，《自动控制理论》《系统建模与仿真》《智能控制》偏重原理性地介绍和理论的分析，主要定位培养学生的系统概念和理论分析能力。

基础知识要求要求掌握直流电机的结构和基本工作原理、直流电动机的电力拖动、变压器基本工作原理和变压器组别判断、交流电机的结构和基本工作原理、三相异步电动机的电力拖动、同步电机、微特电机以及电动机的容量选择等。知识点：电力拖动系统的运动方程式;直流电机的工作原理、内部结构、用途、运行特性以及他励直流电机的起动、调速和制动;变压器的结构和工作原理、变压器空载运行和负载运行特性、变压器的接线组别判断;三相异步电动机的工作原理、内部结构、用途、工作特性、参数的测定、运行特性、三相异步电动机的起动、制动和调速问题;了解伺服电机、步进电机、测速发电机、无刷直流电动机的结构和基本工作原理。

能力培养要求培养学生了解直流电机、变压器、交流电机的运行特性分析，同时结合已经学习过的电路原理、数字电子技术基础、模拟电子技术基础、单片机、电力电子技术等课程，搭建以电机为控制对象的闭环系统，树立闭环反馈系统的整体概念，完成对电机的性能分析和控制。技能点：能够搭建以电机为控制对象的闭环控制系统，并对电机性能进行分析，同时借助单片机等控制手段完成对电机的智能控制，能够独立完成闭环系统硬件搭建和调试，掌握PID等经典控制算法在实际系统中的应用。

实践教学要求利用课外时间以三四人的小组为单位，搭建直流电机的闭环控制系统，要求完成硬件系统搭建、软件程序编写与调试以及报告的撰写。通过本次设计，增加学生对电机理论知识的感性认识，完成理论到实践的转换。

作业要求随堂课后作业、课外引导性项目实践设计、网上在线测试。随堂与课堂讲授知识点匹配的作业要求跟随进度完成;课外引导性项目实践设计分6周完成，完成硬件系统搭建、软件程序编写与调试以及报告的撰写，实施分组进行。

考核要求在理论考试中，加强基础、强调应用、注重引导、形式多样。充分利用试题的设计与收集，合理设计试题，着重考查学生对基本概念的理解掌握及应用所学知识的能力，淡化理论的推导和复杂的数学计算，着重考察学生综合应用电机及拖动知识的能力。调动学生积极性，结合教学互动，让学生参与到理论教学中来。开学初让学生组成学习小组，人数限定在2人或3人，指定组长，上一节课会将下节重要内容布置下去，每节课都预留部分时间，让学生对本节重点内容进行讲解。评价比例为：期末考试成绩占40%，平时成绩占60%，其中平时作业加到课率15%、课堂情况10%、平时测试15%、综合性设计（注重学生的个性化发展）20%。

篇(4)

关键词：电机矢量控制；永磁同步电机；电流采样；数字滤波

引言

20世纪70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制电机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对电机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制电机转矩的目的。

在交流电机矢量控制策略中，相电流采样性能是一个重要的指标。在对成本要求高的应用场合，如何低成本地获得好的电流采样性能成为关键问题。

电流检测通常有以下几种方式：（1）电阻采样；（2）霍尔电流传感器；（3）电流互感器。电阻采样通过测量电阻上的压降来计算电流大小，适合于被测电流较小的场合。霍尔电流传感器测量精度高、线性度好、响应快、使用简单，但价格比较昂贵。电流互感器体积较大，造价昂贵，适合于被测电流大的场合。对于小功率的伺服驱动器适合采用电阻采样方式，文章以双电阻电流采样方式[1]展开分析。

1 双电阻相电流的采样原理

双电阻采样方式的典型电路如图1所示，微处理器对某两相电流通过采样电阻进行采样，再根据iu、iv、iw的矢量和为零，即：iu+iv+iw=0的理论推算出第三相电流的值。从采样电阻上获取的电压信号，经过电压偏置和放大[2]后，输入到微处理器的A/D单元。双电阻采样的逻辑如图2所示，电流采样时刻是在三相上桥臂都截止的时刻进行的，因为只有在这个时刻才能保证采样电阻上均有反映该相电流的电流流过，只是此时可能采样得到的电流是续流电流，不过续流电流也可以真实的反映相电流的值。由此可见，双电阻采样方法也可以实现三相定子电流的重构。

根据以上分析，双电阻采样方法可以实现三相定子电流的重构，不过由图2可见该方案也存在电流采样盲区问题，就是当电流采样相为电压最大相时，如果该相占空比比较高的时候，电流可采样的区间（电压最大相下桥臂开通区间）就变得狭窄，考虑到IGBT刚切换时会有比较大的电流震荡的问题，使得电流采样误差比较大。目前解决的办法是限制电压最大占空比，通用限制在95%以下。这里采样电阻的选取很关键，负载一定时，如果采样电阻的阻值小，则压降小，在电机回路中不会产生很大的影响；如果采样电阻的阻值过大，会引起电压损耗，减小能量效率，且较大的阻值还会使负载电压发生偏移，产生电磁干扰，产生系统对噪声敏感等问题；此外选取采样电阻时，还要考虑电阻的稳定性能和阻值误差[3]。

2 相电流的滤波

由于永磁同步电机的宽范围调速及高速特性，在电机设计时不易获得理想的正弦气隙磁场[4]，同时电力电子装置的非线性特性，导致在系统控制时采样的相电流含有不规则的高次谐波和随机干扰。再加上电流采样电路的稳定性及A/D转换单元偏差的存在，更是加大了实际采样到的电流波动。另外，在系统电路中采用的开关电源、大功率电磁铁等电路，可能还会引起很大干扰。

可见，永磁同步电动机相电流中，含有各种高次、随机的谐波。其中包含PWM斩波引起的高频谐波，有因电机非正弦反电势引起的低次谐波，还有电力电子线路因干扰出现的随机脉冲。因此，在系统控制中，需要采用不同的硬件和数字滤波方法。硬件滤波是在电流采样电路上增加LC滤波电路，用于去除逆变器的功率开关斩波引起的干扰。软件滤波用于去除随时脉冲干扰和由低次谐波引起的噪声。

采用550W伺服驱动器（载波频率16KHz），配4极15槽永磁同步电机进行测试。在3500rpm轻负载下，用示波器分时测得U、V相电流如图3所示，相电流波形除了由于斩波引起的高次谐波外，还由于电机反电势、齿槽等影响，使相电流呈现的不是正弦波。

从处理器A/D转换后，获取的相电流数值如图4所示，相电流又增加了由于A/D电路引起的随机电流尖峰。

2.1 程序判断滤波

对于随机电流尖峰，通常采用限幅滤波法或限速滤波法[5]来实现消除。电机相电流是个动态的信号，既要考虑采样值的实时性，又要顾及采样值的连续性。文章实际采用如下滤波算法：设顺序采样时刻t1，t2，t3的采样值分别为Y（1），Y（2），Y（3），ΔY1和ΔY2为根据现场情况确定的门限值，其中ΔY1

采用程序判断滤波后，消除了随机的电流尖峰，如图5所示。

2.2 算术平均值法

图5所示的相电流波形中还存在着低次谐波，由于它在时间域的频率是不确定的，这里采用平均值滤波法[7]来处理，具体算法如式（2）所示。

算术平均值法对信号的平滑滤波程度完全取决于n。

当n较大时，平滑度高，但灵敏度低，即外界信号的变化对测量计算结果Y的影响小；当n较小时，平滑度低，但灵敏度高。电机相电流是个动态的信号，应视具体情况选取n。采用算术平均值法滤波后，消除了图5波形中的大部分低次谐波，如图6所示。经过两次滤波后，相电流的波形得到了显著的优化。

3 系统的实验结果

采用上述550W伺服驱动器和电机，在测功机上进行相电流滤波前后的对比测试，结果如下：（1）电机3500rpm恒速运行，测功机不加载时：控制器输入功率由滤波前的73.47W下降到滤波后的55.01W。（2）电机3500rpm恒速运行，测功机加1.3Nm扭矩进行定点测试时：控制器的效率由滤波前的81.35%上升到滤波后的82.51%。

由上述结果可以看出，采用了相电流滤波的伺服系统，减少了功耗，提升了系统的效率。

4 结束语

由以上分析及实验结果可以看出，在采用双电阻相电流采样的伺服控制系统中，通过复合数字滤波方法能够将由PWM斩波引起的高频谐波、电机非正弦反电势引起的低次谐波、电力电子线路因干扰出现的随机脉冲等因素引起的相电流噪声得到有效的抑制，提高了电机运行的平稳性，有效改善了系统的效率。

参考文献

[1]张兰红，郑慧丽.异步电机SVM-DTC系统中的相电流检测研究[J].电测与仪表，2014，51（21）：84-89.

[2]高振开，郭立新.电机控制系统中的电流检测技术[J].机电工程技术，2012，41（8）：148-150.

[3]Jim Lepkowski. Motor Control Sensor Feedback Circuits[Z].America：Microchip Technology Inc.，2003.

[4]唐任远.现代永磁电机理论与设计[M].北京：机械工业出版社，2005.

[5]任克强，刘晖.微机控制系统的数字滤波算法[J].现代电子技术，2003，146（3）：15-18.

[6]牛余朋，成曙.单片机数字滤波算法研究[J].中国测试技术，2005，31（6）：97-99.

[7]宋寿鹏.数字滤波器设计及工程应用[M].江苏：江苏大学出版社，2009.

[8]王晓明.电动机的DSC控制――微芯公司dsPIC应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009.

[9]王小明，王玲.电动机的DSP控制[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

篇(5)

关键词：物联网；信息提取；决策支持；RFID

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）25-6019-03

Based on Internet of Things at Information Extraction and Research on the Decision Support

ZHANG Jing

（Dongchang College of Liaocheng University， Liaocheng 252000，China）

Abstract： In recent years， Internet of things and related technology in promoting economic growth and promote the respect such as technical development shows great potential. The Chinese government on the Internet of things is also very seriously， be classified as our future focus on the development of five new technology in the field of. This paper discusses “the Twelfth Five-Year Plan Project" in Shandong Province Based on Internet of things take the letter and decision support of research program. Aimed at the Internet application layer information intelligent processing technology for transformation and innovation， solve the interconnection of information extraction and decision support problem.

Key words： internet of things； information extraction； decision support

物联网（Internet of Things）的概念是MIT Auto-ID Center在1999年提出来的，即把所有物品通过射频识别等传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。物联网技术被看作是未来信息技术的杰出代表，将对我国未来经济的发展产生持续而深远的影响。

当今社会，全球物联网产业体系正处于建立和完善过程中，虽然具备了初级产业形态，但还没有形成大规模的发展。物联网技术具有强关联性、高度混杂性和非确定性等特征，要实现真正的物物互联，就必须解决海量信息的融合、提取与决策支持等问题。目前，我国海量信息智能处理技术研究和发展相对滞后，只有少数研究单位和企业进行研究，主要以跟随为主，技术水平和影响力相对比较薄弱。

1 本课题所解决的主要问题及关键技术

1.1 本课题解决的主要问题

本课题旨在对物联网的信息智能处理技术进行改造和创新，解决物联网的信息提取与决策支持问题，在物联网技术发展过程中通过应用创新形成新兴业态、开拓新增市场。

本课题在深入研究物联网的基础理论和基本方法的基础上，针对物联网所存在的强关联性、高度混杂性和非确定性等特征，重点解决以下关键的研究问题：

1）研究物联网在信息采集、信息融合和决策控制等方面问题以及在数据关联、数据处理、隐私保护、信息安全等问题；

2）解决混杂条件下信息提取与决策支持问题；

3）解决对多源异构信息进行多层次汇聚、处理、融合和决策等问题；

4）揭示物联网的信息处理、关系融合、关系链挖掘、主动决策与互动控制的一般规律；

5）提出具有可信验证和隐私保护能力的物联网信息提取、主动决策和互动控制方法。

1.2关键技术

1） RFID技术

物联网的关键技术之一是RFID技术。RFID常称为感应式电子晶片或电子标签、电子条码等。RFID是一种非接触式的自动识别技术，主要包括三部分，分别是阅读器（Reader）、标签（Tag）和中间件（应用软件）组成。RFID的工作原理是利用射频信号和空间耦合传输特性，实现对被识别物体的自动识别[3]。如图1所示。

2）决策支持算法

1986年由Quinlan提出了一种串行决策树算法ID3（ Iterative Dichotomiser 3），它运用信息熵理论，在样本集中选择具有最大信息增益的属性作为当前节点的测试属性。

设属性B作为测试属性，设Wij 是子集Wj 中类Ci 的样本数，根据B 划分成子集的熵为：

随着物联网技术的不断发展，针对物联网的感知互动、虚实交融、异构复杂等特性，研究物联网系统资源、服务和决策的耦合机理，通过感知、传输、决策控制等各个层次上的优化及跨层优化调度，设计一整套符合物联网特性的系统优化机制将成为物联网技术的发展趋势。

物联网技术是通过RFID技术、无线传感器技术以及定位技术等自动识别、采集和感知获取物品的标识信息、属性信息和周边环境信息，借助各种信息传输技术将物品相关信息聚合到统一的信息网络中，并利用云计算、模糊识别、数据挖掘以及语义分析等各种智能计算技术对物品相关信息进行分析融合处理，最终实现对物理世界的高度认知和智能化的决策控制。

在本课题中我们将利用物联网信息聚合技术对海量的原始数据进行采集的同时采用合理的数据挖掘技术进行信息处理和计算，从而推导出对于管理平台具有特定意义和参考价值的数据，同时力求降低网络数据传输总量、减少网络拥塞发生、提高网络性能和传输效率。

3 课题研究意义与价值

物联网被看作是全球范围内未来的、万亿级规模的新兴产业之一。随着人们新技术知识的普及和认知能力的提升，物连网（Internet of things）已不再是令人陌生、好奇的新名词。2010年，物联网技术发展已被列入我国国家级重大科技专项，与新能源、绿色制造等并列成为国家五大新兴战略型产业。物联网的核心是信息感知和信息的获取，是将多种传感器信息融合后经过加工处理成“智能”的知识和判断，并对社会的生产和人们的生活带来极大的便利并产生深远的影响。

本课题主要是针对信息在采集和传输过程中需要同时进行智能处理和决策，借鉴主动网络思想，根据物联网终端规模和信息流规模，对信息进行分类提取，并针对物联网的特征对于信息进行汇总后，再进行进一步的分析，旨在对海量数据进行分析提取后能给出有利于物联网特点的决策支持信息。

4 课题完成的可行性分析

本课题的研究内容、学术思路和技术途径具有良好的可推进性。项目团队多次进行集体学习并深入探讨本课题的科学问题和研究内容，并提出了切实可行的研究思路和技术途径。项目团队具有良好的合作基础，团队成员包括5名硕士研究生，其中3名讲师、2名助教，都是青年学术及教学骨干，5人中3人是计算机专业，2人是电子信息专业，研究队伍组织有序，专业搭配合理，人才队伍优势为项目的实施奠定良好的基础。

项目团队在物联网相关领域具有一定的前期研究积累。本课题主持人张晶老师曾在中文核心期刊上《基于决策树的知识获取方法研究》、《WindSock技术在网络通信中的应用》《基于Adaboost的改进的人脸检测算法》，项目参与人郭良老师曾在省级刊物上《医药连锁店供货方案的决策支持系统》，项目参与人杜宁老师在国家级刊物上《基于信息融合的新的人脸检测算法》；项目团队具有优良的研究条件，具备高配置的网络实验室，为课题的研究和验证提供了良好的环境支持。

综上所述，本项目研究在技术途径、申请团队、前期积累和科研条件方面均具有良好的可行性，为项目的顺利推进和取得重大突破提供了良好的基础。

5 课题研究设计

5.1课题界定与研究依据

本课题研究物联网连接到互联网、无线传感器这一异构型网络的信息融合特性，将终端所采集的各种数据进行分析，提取出能适合于各种物联网应用的信息元，并将各种信息分类汇总进行数据的分析，研究物联网在信息采集、融合和决策控制过程中信息的内在关联，对于多源异构信息进行多层次汇聚、处理、融合和决策，为物联网的应用提供决策支持信息。

本课题主要研究依据有：

1）信息融合技术。信息融合技术的研究已经相当成熟，在军事、民用上也得到了较大的发展，该技术主要表现在降低网络能耗、增强所采集数据的准确性及提高采集数据的效率等方面。

2）决策支持系统。该系统是辅助决策者通过数据、模型和知识，以人机交互方式以及结构化的计算机应用系统，为决策者提供分析问题、建立模型，调用各种信息资源和分析工具，帮助决策者提高决策水平和质量。如图3所示。

5.2 研究内容

具体的研究内容如下：

1）物联网混杂信息融合：研究混杂条件下多源异构数据的分析与提炼；研究面向融合与决策服务的数据挖掘方法；研究面向特定物联网应用的场景分析方法，以及知识库构建。

2）物联网复杂关系链挖掘：研究物联网关系链的建模和表示方法；研究实时交互场景下关系链的挖掘和发现方法。

3）物联网主动决策与互动控制：研究多源异构数据的数据隐藏方法；研究物联网关系链挖掘过程中的隐私保护方法；研究具有不同隐私保护安全级别的数据处理机制和协作计算算法。

5.3研究方法设计

针对信息在采集和传输过程中需要同时进行智能分析和决策，借鉴主动网络思想，根据物联网终端规模和信息流规模，提出基于联邦、多级、主动机制的物联网信息处理系统架构，建立信息融合、处理与决策控制的分层统一语义模型，以及应用多层知识结构与基于语义的方法，建立面向领域的分析模型与基于语义的服务模型。

5.4完成本课题研究任务的保证措施

课题组成员的知识结构合理，有丰富的教育理论知识和教学经验，具有较强的科研能力。大部分成员参与或主持过多项校级或省级科研课题。课题组成员具备吃苦耐劳、勇于创新、精诚合作的团队精神。

课题组成员在物联网相关领域具有一定的前期研究积累。项目团队具有优良的研究条件，具备标准的单片机实验室及网络实验室。为项目的研究和验证提供了良好的支持。

6 结论

本课题主要研究物联网信息融合、复杂关系链挖掘、主动决策与互动控制的一般规律，提出物联网主动决策和互动控制方法，建立满足物联网语义信息融合与决策需求的解析方法。成果形式为在省级或核心期刊上发表研究论文，形成论文集；并写出课题论证报告。