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当前高职学生的英语作业存在许多问题,不能有效地促进英语学习。多元智能理论倡导因材施教的教学观,给学生多样化的选择,因为,每个学生都有自己的优势智能领域,有自己的学习类型和方法。因此,以多元智能理论为基础,对高职英语作业进行设计和研究,充分发挥学生的潜能,可以达到较好的英语教学效果。以下是读文网小编为大家精心准备的:基于多元智能理论的中小学英语课外作业设计研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】英语课外作业是中小学英语课堂教学的延伸和补充,对于提高英语教学质量有着举足轻重的作用。为了解决当前中小学英语课外作业设计中存在的问题,本研究将多元智力理论引入到中小学英语课外作业设计中,并以语言智能和音乐-节奏智能为例设计中小学英语课外作业以促进课外作业设计进行改革。
【关键词】多元智能理论 中小学英语 英语课外作业设计
英语课外作业设计是课堂教学的延伸和补充,是理解、巩固和运用课堂所学知识必不可少的途径,是中小学英语教学过程中必不可少的一个环节,对于提高英语教学质量有着举足轻重的作用。然而当前中小学英语课外作业现状不容乐观,具体表现在以下几个方面:课外作业形式及内容单一、课外作业量太大、课外作业无层次性、课外作业设计缺乏系统性、课外作业功能单调等等,这导致学生对英语课外作业失去兴趣,达不到预期的教学效果,进而影响英语学习。同时,中小学学生本来学习压力就大,课外作业设计的不科学性更增加了学生的学业负担,这不仅无助于学生的学习和成长,也失去了课外作业原本应有的意义。因此,如何科学有效地设计课外作业、减轻学生课业负担、走出课外作业困境就成了一个急需解决的问题。为了解决当前中小学英语课外作业设计中存在的种种问题,也为了弥补当前研究的不足,本研究将多元智力理论引入到中小学英语课外作业设计中,基于多元智能理论设计课外作业,树立个性化作业观,根据不同学生的特点设计作业,关注和重视学生的个体差异,使学生课外作业的完成过程成为学生自我展示,自我升华的过程,以达到学生多元智能全面协调发展的目的。
多元智能理论是20世纪80年代中期以来风靡全球的教育理念。它是由美国当代著名心理学家和教育学家霍华德?加德纳于1983年在专著《智能的结构:多元智能理论》一书中提出的,并在后来的研究中得到不断发展和完善。加德纳认为人类至少存在八种以上的思维方式,据此他提出了人的八种智能即语言智能、逻辑-数理智能、视觉-空间智能、音乐-节奏智能、身体-运动智能、人际交往智能、自我认知智能和自然观察者智能。多元智能理论自提出以来,一直受到国内外学者的关注,并在研究中不断完善和发展。在笔者的研究过程中,多元智能理论发挥了很大的作用,与课外作业设计的结合运用,使得笔者能够针对课外作业设计中存在的问题找到合理的解决方法。
3.1基于逻辑-数理智能的英语课外作业设计
在传统意义上,逻辑-数理智能好象在理科中强调的比较多,与英语教学没有太大关系。其实不是这样的,在英语教学中对文章大意的理解、对于篇章结构的分析、寻找文章的时间线索、逻辑线索等方面就需要用到这种智能。英语教学对这一智能的利用和发展首先体现在进行听、说训练上,教师指导学生利用必要的语音、语调、语法、词汇等语言知识及已有的背景知识进行思考、假设、揣摩意义,或预测内容的发展等思维活动。因此,教师可以设计如联词猜词等形式的课外作业来培养学生的逻辑-数理智能。
对于小学生,教师可以设计以下课外作业:
(1)在学习了动物后,教师可设计一些根据提供的线索猜测单词的课外作业;
Its an small animal,living in the sky,and it can fly.Im a/an.(bird)
Its an small animal,living in water and on land,it can swim in water and jump on land,its green and it has a big mouth.Im a/an.(frog)
Its a small animal,living in the night,can run very fast,and it doesnt like cats.Im a/an.(mouse)
Its a cute and small animal,living in the holes(洞),can jump,likes grass and its eyes are red.Im a/an.(rabbit)
(2)在学习了数字后,教师可设计一些简单的计算问题,如:“How many students in our class?”“How many girls and boys?”等,要求学生写出算式并回答,以此来锻炼学生的逻辑-数理智能。对于中学生,教师可以设计以下课外作业:
(1)让学生根据课本内容续写课本故事的结局或根据最近看的电影续写结局;
(2)在英语教学过程中运用趣味数学的方式培养学生的逻辑-数理智能,可以设计一些简单的应用类课外作业,如There are one thousand eight hundred and fifty apple trees and banana trees,two thousand eight hundred and fifty apple trees and pear trees,two thousand nine hundred and twenty banana trees and pear trees.Which tree is the fewest?And which tree is the most?
基于逻辑-数理智能的课外作业设计对学生来说是非常必要的,它不仅可以促进学生的英语学习,还可以培养学生分析问题、解决问题的能力,以及利用现有条件推理判断的能力,促进他们逻辑-数理智能的发展。
3.2基于视觉-空间智能的英语课外作业设计
视觉-空间智能强的人对色彩的感觉很敏锐,喜欢想象、设计及随手画,喜欢看书中的插图。这一类的人在学习时是用意象及图像来思考。因此,教师应当顺其势,扬其长,在英语课外作业设计过程中教师可以设计基于视觉-空间智能的课外作业发展学生的视觉-空间智能,例如布置一些绘画的作业等等。
对于小学生,教师可以设计以下课外作业:如学习了“Meet My Family”这一课时之后,教师可以设计以下课外作业供学生选择完成,并让学生下次在课堂上评出最佳作品,展出于教室的学习园地。
(1)画一张全家福,用英语标出家庭成员并标出他们最喜欢吃的水果;
(2)设计一棵Family tree,用英语标出家庭成员并标出他们最喜欢的颜色;
对于中学生,教师可以设计以下课外作业:如学习了人教版八年级上册“Unit 4 Whats the best movie theater?”这一课时之后,教师可以按照课程要求组织学生看一次英文电影,看完后设计以下课外作业让学生完成。
总之,在中小学英语课外作业设计中,教师应当掌握多元智能的理论,领会多元智能理论的意义,愿意去深入了解每一位学生的智能发展倾向和学习风格,改变自己以往传统的课外作业设计方式,尽可能以多元方式呈现不同的课外作业。同时,对于八种不同的智能领域给予公平的对待,基于八种智能设计课外作业以适应不同学生的需要,提供学生更多探索的机会,让学生完成课外作业的同时充分发挥自己的特长,开发自己的智能,体验到成功和快乐,让英语课外作业真正成为放飞学生才能的舞台,真正地做到“一切为了学生”“为了一切学生”和“为了学生一切”。因此,笔者认为基于多元智能理论的中小学英语课外作业设计应该成为一种新型的英语课外作业设计理念,以推动中小学英语课外作业设计进行改革。
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采用C51单片机,根据节能环保的思想,利用光敏二极管电路来判断光线的强弱,来控制LED射灯亮与灭;通过控制PWM波的占空比来达到控制LED灯亮度变化的效果;经过测试,整个电路结构简单、工作稳定。以下是读文网小编为大家精心准备的:论基于51单片机控制的智能LED灯相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:本文中的基于51单片机控制的智能LED灯利用光感技术检测周围光的强度信号,同时热释电红外传感器采集了人体热释电传感信号,将信号传送到处理器,同时再利用单片机的功能来实现控制LED灯的开关调节。
【关键词】: 单片机 闭环回路控制 智能led灯
随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高,照明在能耗中所占的比例日益增加,照明也早已成为我们生活的不可或缺的一部分。在当今社会中,比较普遍使用的有通过声音、触摸、光感等来控制的照明灯具。然而这些都有一定的局限性,不能得到最大化的利用。
LED灯寿命比较长、省电、比较环保,正式由于这些优点的存在以及等下对LED灯的大力研究,因而LED灯走上了历史的舞台。采用LED灯作为我们社会的首选照明用具,肯定可以节约很多电能,节电的意义非凡,不但减少发电过程中的污染,还能为我们的后代留下财富。因此节电是件利国、利民、利己的好事。而本设计能最大限度的节省日常照明所消耗的电能,有着巨大的经济环境效用。
1.1控制板
控制板主要由以下几个部分组成:
MCS-51单片机、8位的微处理器、片内为128个字节,片外最多可外扩至64k字节数据存储器、程序存储器、5个中断源,2级中断优先权的中断系统、2个16位的定时器/计数器、1个全双工的串行口、4个并行8位I/O口、21个特殊功能寄存器。
1.2光照检测
方案一、采用光敏二极管或三极管等光传感器件把环境亮度转换成相应的数字电平,然后直接接入单片机IO引脚。
方案二、采用光敏电阻把环境亮度转换成相应的电压值(模拟值),然后通过运放后给单片机输入一个标准的数字信号。由于光敏电阻属于纯阻性器件,所以采用方案一。
1.3人体检测
人体检测主要通过菲涅尔透镜来完成,当人进入感应范围,人体释放的红外光透过镜片被聚集在某个同心环上,然后生成一个光信号,再通过探头将光信号转换成电信号来工作。
1.4热释电传感器
热释电红外线传感器用于检测人体辐射的红外线,然后通过一定的方式转换成电压信号,将电压信号投入到工作中。
人体热释电检测电路图如下:
检测对象—菲涅尔透镜—热释电红外传感器—信号处理电路—Vm
1.5照明设备驱动
方案一、采用可控硅控制。可控硅又称晶闸管,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件。其具有体积小、结构相对简单、功能强等特点,是比较常用的半导体器件之一。
方案二、采用继电器控制。继电器是一种当输入电、磁、声、光、热等达到一定值时,输出量发生跳跃式变化的自动控制器件。其动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小,所以广泛应用于运动、遥控、电力保护、自动化、测量和通信等装置中。根据不同的结构,可以将其分为电磁继电器、热敏干簧继电器、固态继电器、磁簧继电器、光继电器等。由于电磁继电器简单易用,开关状态极其容易判断,所以本设计采用电磁继电器来控制。
首先光照射到LED灯系统上,软件系统会对光照进行检测以及做出相应的反应。亮度调节分为三个阶段,当周围光强信号高于设定值时所有LED灯关闭。当周围光强度信号低于设定值时控制器打开一部分LED灯,光强信号低于更小的设定值时在打开一部分LED灯,光强信号低于最小的设定值时全部LED灯打开。进入深夜则会自动变暗减少能耗,检测周围有人时根据此时光强情况调节亮度,达到最大限度的节约电能和却不影响正常照明的目标。
3.1工作电压低,能耗低的LED灯构成照明设备
相对于普通的led灯,我们的led灯有以下优点:
1)全自动光敏开关,节能省电;
2)天亮自动关闭,天黑会自动开灯,从此,孩子睡觉不再怕黑,同时告别晚上睡醒时强光对眼睛的刺激;
3)智能感应:当有人、车进入产品的探测范围后,智能感应器工作打开灯具,离开探测范围后自动熄灭;
4)智能延时:智能感应灯以检测到的最后一次活动物体的时间为起始点,自动延时熄灭,不会造成中途熄灭的情况;
5)工作方式:感应开关接通后,在延时时间段内,如有物体活动开关将持续接通,直到活动物体离开;
6)亮度调节:根据外界的光线强度,自动识别白天黑夜,控制开关是否工作,并且可通过51单片机控制led灯的驱动电路来调节其亮度,达到节能的效果;
7)发光效率高,消耗的能量较同光效的白炽灯较少80%,较荧光灯减少50%;
3.2利用MCS-51单片机进行控制MCS-51单片机具有以下几个优点:
1)可靠性高;
2)控制功能强。具有丰富的控制指令;
3)实用性好。体积小,功耗低,价格便宜,易于产品化;
3.3多个led灯并联集成在一起控制亮度
通过光敏电阻检测外部光亮,然后通过51单片机控制led灯的亮灭个数,从而达到亮度控制。
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单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:基于16位单片机的语音电子门锁系统相关论文,内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:介绍采用声纹识别技术、在凌阳SPCE061A单片机上实现的一种语音电子门锁身份认证系统。实验结果表明,系统性能稳定,识别效果好,可以推广使用。
关键词:声纹识别 基于周期 线性预测 模式匹配 DTW
生物识别技术是利用人体生物特征进行身份认证的一种技术,是目前公认的最为方便与安全的识别技术。由于每个人的生物特征具有与其他人不同的唯一和在一定时期内不变的稳定性,不易伪造和假冒,所以利用牲识别和技术进行身份认证,安全、准确、可靠。
在生物识别领域中,声纹识别,也称为说话人识别,以其独特的方便性、经济性和准确性等优势受到世人瞩目,并且益成为人们日常生活和工作中重要且普遍的安全认证方式。声纹识别是一种根据说话人语音波形中反映说话人生理和行为特征的语音参数,自动识别说明人身份的技术。
声纹识技术可分为两类,即说话人辨认和说话人确认。前者用以判断某段语音是若干人中的哪一个所说的,是多选一的问题;而后者用以确认某段语音是若干人中的哪一个所说的,是多选一的问题;而后者用以确认某段语音是否是指定的某个人所说的,是一对一判别的问题。从另一方面,声纹识别又有与文本有关和与文本无关两种,根据特定的任务和应用,应用范围不同。与文本有关的声纹识别系统要求用户按照规定的内容发音,每个人的声纹模型逐个被精确地建立,而识别时也必须按规定的内容发音,因此可以达到较好的识别效果;而与文本无关的识别系统则不规定说话人的发音内容,模型建立相对困难,但用户使用方便,应用范围较宽。
本文介绍的语音电子门锁是一种在凌阳16位单片机SPCE061A上实现的与文本有关的说话人确认系统。该系统主要由说话人识别模块、门锁控制电机以及门锁等部分组成。在训练时,说话人的声音通过麦克风进入说话人语音信号采集前端电路,由语音信号处理电路对采集的语音信号进行特征化和语音处理,提取说话人的个性特征参数并进行存储,形成说话人特征参数数据库。在识别时,将待识别语音与说话人特征参数数据库进行匹配,通过输出电路控制门锁电机,最终实现对门锁的控制。
说话人识别算法原理框图如图1所示。
1.1 预处理
(1)去噪
对麦克风输入的模拟语音信号进行量化和采样,获得数字化的语音信号;再将含噪的语音信号通过去噪处理,得到干净的语音信号后并通过预加重技术滤除低频干扰,尤其是50Hz或60Hz的工频干扰,提升语音信号的高频部分,而且它还可以起到消除直流漂移、抑制随机噪声和提升清音部分能量的作用。
(2)端点检测
本系统采用语音信号的短时能量和短时过零率进行端点检测。语音信号的采样频率为8kHz,每帧数据为20ms,共计160个采样点。每隔20ms计算一次短时能量和短时过零率。通过对语音信号的短时能量和短时过零率检测可以剔除掉静默帧、白噪声帧和清音帧,最后保留对求取基音、LPCC等特征参数非常有用的浊音信号。
1.2 特征提取
在语音信号预处理后,接着是特征参数的提取。特征提取的任务就是提取语音信号中表征人的基本特征。
1.2.1 特征参数的选取
特征必须能够有效地区分不同的说话人,且对同一说话人的变化保持相对稳定,同时要求特征参数计算简便,最好有高效快速算法,以保证识别的实时性。
说话人特征大体可归为下述几类:
(1)基于发声器官如声门、声道和鼻腔的生理结构而提取的参数。如谱包络、基音、共振峰等。其中基音能够很好地刻画说话人的声带特征,在很大程度上反映了人的个性特征。
(2)基于声道特征模型,通过线性预测分析得到的参数。包括线性预测系数(LPC)以及由线性预测导出的各种参数,如线性预测倒谱系数(LPCC)、部分相关系数、反射系数、对数面积比、LSP线谱对、线性预测残差等。根据前人的工作成果和实际测试比较,LPCC参数不但能较好地反馈声道的共振峰特性,具有较好地识别效果,而且可以用比较简单的运算和较快的速度求得。
(3)基于人耳的听觉机理,反映听觉特性,模拟人耳对声音频率感知的特征参数。如美国尔倒谱系数(MFCC)等。MFCC参数与基于线性预测的倒谱分析相比,突出的优点是不依赖全极点语音产生模型的假定,在与广西无关的说话人识别系统中MFCC参数能够比LPCC参数更好地提高系统的识别性能。
此外,人们还通过对不同特征参数量的组合来提高实际系统的性能。当各组合参量间相关性不大时,会有较好的效果,因为它们分别反映了语音信号的不同特征。
在计算机平台的仿真实验中,通过各种参数的实际比较,采用MFCC参数比采用LPCC参数有更好的识别效果。但在SPCE061A平台上做实时处理时,与LPCC系统相比,MFCC系数计算有两个缺点:一是计算时间长;二是精度难以保证。由于MFCC系统的计算需要FFT变换和对数操作,影响了计算的动态范围;要保证系统识别的实时性,就只有牺牲参数精度。而LPCC参数的计算有递推公式,速度和精度都可以保证,识别效果也满足实际需要。
本系统采用了基音周期和线性预测倒谱系数(LPCC)共同作为说话人识别的特征参数。
1.2.2 LPCC参数的提取
基于线性预测分析的倒谱参数LPCC可以通过简单的递推公式由线性预测系数求得。递推公式如下:
其中p为LPC模型的阶数,也是模型的极点个数。
(1)LPC模型阶数p的确定
为使模型假定更好地符合语音产生模型,应该使LPC模型的阶数p与共振峰个数相吻合,其次是考虑声门脉冲形状和口唇辐射影响的补偿。通常一对极点对应一个共振峰,10kHz采样的语音信号通常有5个共振峰,取p=10,对于8kHz采样的语音信号可取p=8。此外为了弥补鼻音中存在的零点以及其他因素引起的偏差,通常在上述阶数的基础上再增加两个极点,即分别是p=12和p10。实验表明,选择LPC分析阶数p=12,对绝大多数语音信号的声道模型可以足够近似地逼近。P值选得过大虽然可以略微改善逼近效果,但也带来一些负作用,一方面是加大了计算量,另一方面有可能增添一些不必要的细节。
(2)线性预测系数的求取
自相关解法主要有杜宾(Durbin)算法、格型(Lattice)算法和舒尔(Schur)算法等几种递推算法。其中在杜宾算法是目前最常用的算法,而且在求取LPC系数时计算量也量小,本系统采用该递推算法。
1.2.3 基音参数的提取
基音估计的方法很多,主要有基于短时自相关函数和基于短时平均幅度差函数(AMDF)等基音估计方法。
(1)基于短时自相关函数的基音估计
短时自相关函数在基音周期的整数倍位置存在较大的峰值,只要找出第一最大峰值的位置就可以估计出基音周期。
(2)基于短时平均幅度差函数(AMDF)的基音估计
基于短时平均幅度差函数(AMDF)在基音周期的整数倍位置存在较大的谷值,找到第一最大谷值的位置就可以估计出基音周期。这种方法的缺点是当语音信号的幅度快速变化时,AMFD函数的谷值深度会减小,从而影响基音估计的精度。
实际上第一最大峰(谷)值点的位置有时并不能与基音周期吻合,第一最大峰(谷)值点的位置与短时窗的长度有关且会受到共振峰的干扰。一般窗长至少应大于两个基音周期,才可能获得较好的估计效果。语音中最长基音周期值约为20ms,本系统在估计基音周期时窗长选择40ms。为了减小共振峰的影响,首先对语音进行频率范围为[60,900]Hz的带通滤波。因为最高基音频率为450Hz,所以将上限频率设为900Hz可以保留语音的一、二次谐波,下降频率为60Hz是为了滤除50Hz的电源干扰。
以上两种方法都是对语音信号本身求相应的函数。本系统采用的基音估计方法是:首先对带通滤波后的短时语音信号进行线性预测,求取预测残差;再对残差信号求自相关函数,找出第一最大峰值点的位置,即得到该段语音的基音估计值。实验表明,通过残差求取的基音轨迹比直接通过语音求取的基音轨迹效果更好,如图2所示。图2中横坐标为语音帧数,纵坐标为8000/f,其中f为基音频率。
1.3 模式匹配
目前针对各种特征参数提出的模式匹配方法的研究越来越深入。典型的方法有:矢量量化方法、高斯混合模型方法、隐马尔可夫模型方法、动态时间规整(DTW)方法和人工神经网络方法。
这些方法都有各自的优点和缺点。其中DTW算法对于较长语音的识别,模板匹配运算量太大,但对短语音(有效语音长度低于3s)的识别既简单又有效,而且并不比其他方法识别率低,特别适用于短语音、与文本有关的说话人识别系统。本系统采用端点松驰两点的(DTW)算法,端点松驰引起的计算量增加并不大,还可以放松对端点检测的精度要求。
动态时间规整(DTW)算法基于动态规划的思想,解决了说话人不同时期发音长短、语速不一样的匹配问题。DTW算法用于计算两个长度不同的模板之间的相似程度,用失真距离表示。假设测试模板和参考模板分别用T和R表示,按时间顺序含有N帧和M帧的语音参数(本系统为12维LPCC参数),失真距离越小,表示T、R越接近。把测试模板的各个帧号n=1~N在一个二维直角坐标系中的横轴上标出,把参考模板的各帧号m=1~M在纵轴上标出,如图3所示。通过这些表示帧号的整数坐标画出纵横线即形成网络,网格中的每一个交叉点(n,m)表示测试模板中某一帧与参考模式中某一帧的交会点,对应两个向量的欧氏距离。DTW算法可以归结为寻找一条通过此网格中若干交叉点的路径,使得该路径上节点的距离和(即失真距离)为最小。对于端点松弛的情况,路径搜索原理相同,只是增加了搜索路径。
语音电子门锁系统的核心是说话人识别模块。包括按键输入、语音信号采集、语音信号处理、FLASH存储扩展、扬声器输出、控制输出以及LCD模组等。说话人识别模型的原理框图如图4所示。其核心为语音信号处理,本系统选用特别适用于数字语音识别领域的凌阳16位单片机SPCE061A,并通过SPCE061A实现对其他各组成部分的编程控制。
SPCE061A是凌阳公司开发的一种性价比非常高的16位单片机。在2.6V~3.6V工作电压范围内,工作频率范围为0.32MHz~49.152Mhz,较高的处理速度使其能够非常容易、快速地处理复杂的数字信号;中断系统支持10个中断向量以及14个可来自系统时钟、定时器/计数器、时间基准发生器、外部中断、键唤醒、通用异步串行通信及软件中断的中断源,非常适合实时应用领域;内嵌2K字的SRAM和32K字的FLASH,具有32位可编程的多功能I/O端口;包含有7通道10位通用A/D转换器和内置麦克风放大器与自动增益控制AGC功能的单通道声音A/D转换器,以及具有音频输出功能的双通道10位D/A转换器;SPCE061A采用CMOS制造工艺,同时增加了软件激发的弱振方式、空闲方式和掉电方式,系统处于备用状态下(时钟处于停止状态),耗电仅为2μA3.6V,极大地降低了其功耗;另外,μ’nSPTM的指令系统还提供具有较高运算速度的16位×16位的乘法运算指令和内积运算指令,为其应用增添了DSP功能,在复杂的数字信号处理方面既非常便利,又比专用的DSP芯片便宜得多.
说话人识别模块各组成部分完成的功能如下:
(1)按键输入部分:共有数字键、训练键、删除键、确认键和取消键等16个按键,用于密码输入和工作模式选择。采用4×4矩阵式键盘输入,只使用具有键唤醒功能IOA的低8位,可以合理利用硬件资源,且编程灵活。
(2)语音信号采集部分:通过SPCE061A内置麦克风放大器与自动增益控制AGC功能的单通道声音A/D转换器完成8kHz语音信号采集。
(3)FLASH存储扩展部分:用于存储说话人的个性特征参数参考模板。
(4)扬声器输出部分:通过SPCE061A具有音频输出功能的双通道10位D/A转换器完成用户训练、识别等各种操作的语音提示。
(5)控制输出部分:通过SPCE061A的可编程I/O口控制门锁控制电机。
(6)LCD模组部分:用以显示系统的工作状态,该部分根据成本和实际需要可选。
(7)SPCE061A:说话人的语音信号处理以及各部分的编程控制均由SPCE061A完成。
说话人识别模块有三种工作模式:训练模式、认证模式和密码模式,这三种模式都可通过工作模式按键选择。
(1)训练模式,说话人的声音通过麦克风进入语音信号采集前端电路。第一次语音输入时,由16位单片机SPCE061A对采集的语音信号进行处理,提取说话人的个性特征参数,并存储到外扩的FLASH内,形成说话人特征参数模板。可以进行三次训练,第二语音输入时,提取的个数特征参数与由第一次语音输入形成的特征参数模板进行匹配,在匹配距离小于模板更新阈值时,将说话人特征参数模板更新为两次特征参数的平均值。第三次语音输入时,提取的个性特征参数与由第一、二次语音输入形成的特征参数模板进行匹配,在匹配距离小于模板更新阈值时,将说话人特征参数模板更新为三次特征参数的平均值,形成最后的该说话人的特征参数模板。
(2)认证模式,同样通过麦克风录入说话人的声音,再由SPCE061A对采集的语音信号进行处理,将提取的说话人特征参数与存储在外扩FLASH内的特征参数模板进行匹配,匹配距离小于认证阈值时,通过认证;然后再判断匹配距离是否小于认证模式下的模板更新阈值,决定是否对模板进行更新。
(3)密码工作模式,在说话人感冒或其他使其声音发生暂时改变的情况下,可以采用长密码方式进行认证,以免因为非常原因被拒之门外。
另外,每个用户都有一个短密码(用户可自行修改),无论在训练模式还是认证模式都要输入此密码,以形成或找到与该用户相对应的特征参数模板。系统还设置一个具有长密码的超级管理员用户,可以通过键盘对用户模板进行添加或删除。
3 实验结果
对于说话人确认系统,表征其性能的最重要的两个参量是拒识率和误识率。前者是拒绝真实的说话人而造成的错误,后者是接受假冒者而造成的错误,二者与匹配阈值的设定相关。匹配阈值的设定与语音锁系统的应用场合、功能侧重有关,对于家庭、宾馆等门锁用户,要求误识率尽可能低,甚至为零;若用于公司员工考勤等同类功能,就不能有太高的拒识率。表1是对以下每种情况各进行100次实时匹配的结果,其中设定的阈值适合门锁用户。
表1 100次实时匹配结果
由以上实验结果可知,对于同一个人相同发送的拒识率为8%;对于同一个人相似发音情况,因为系统是对说话的人进行判别,对于这种情况,无论拒绝或接受都是合理的;对于同一个人不同发音和不同人发音的情况,误识率为零。使用录音机进行多次实验,通过认证的次数为零。对于门锁用户,这个结果十分理想的。若用于考勤等同类功能,可通过修改匹配阈值值实现。
声纹识别与其他生物识别技术相比,除具有不会遗失和忘记、不需记忆、使用方便等优点外,还具有以下特性:用户接受程度高,由于不涉及隐私问题,用户无任何心理障碍;声音输入设备造价低廉,而其他生特识别技术的输入设备通常造价昂贵。与利用虹膜、指纹和人脸等技术的门锁相比,基于SPCE061A构建的语音电子门锁系统具有成本低、使用方便、保密性好等优点。经大量实验测试表明,该系统性能稳定、识别效果好。下一步将进行小批量的试用,以发现问题并加以完善。但是,在环境噪声或干扰信号高于语音信号时,该系统将无法进行正确的语音识别,在背景噪声处理及其工程实际上还要进一步改进。
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21世纪水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源,水资源问题已不仅仅是资源问题,更是关系到国家经济、社会可持续发展和长治久安的重大战略问题。基于此,采用节水、节能的灌溉方法已成为全世界灌溉技术发展的总趋势,推广节水灌溉也已成为世界各国为缓解水资源危机和实现农业现代化的必然选择。以下是读文网小编为大家精心准备的:基于物联网Android平台的远程智能节水灌溉系统设计分析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
基于物联网Android平台的远程智能节水灌溉系统设计分析全文如下:
【摘要】:针对农业灌溉中的水资源浪费问题和灌溉远程控制问题,对物联网相关技术进行研究,设计了基于物联网Android平台的农业远程智能节水灌溉系统,实现了对多传感器节点(空气温湿度、光照、土壤湿度、电磁阀、变频器等)远程采集和控制,以及对多个控制器节点的远程监测与控制。系统不受时间地域限制,用户可以通过Android移动终端实现对智能节水灌溉系统的监测和控制。系统采用CC2 5 3 0作为无线传感器芯片、OK6 4 1 0作为控制器节点芯片。实测结果验证了该设计的可行性和有效性,可为远程智能节水灌溉提供平台支持,能够满足农业节水灌溉的需要。
【关键词】: 节水灌溉 远程 智能 物联网 Android
我国是一个干旱缺水严重的国家,淡水资源总量为2. 8 万亿m3 ,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第4 位; 但人均只有0. 22 万m3 ,仅为世界平均水平的1 /4,是全球13 个人均水资源最贫乏的国家之一。淡水资源中灌溉用水总量约占全国总用水量的1 /2 以上,而且灌溉用水效率相当低,平均灌溉水利用率仅约40%,发展节水灌溉是缓解我国水资源紧缺和促进农业可持续发展的关键所在。农业要发展,水利要先行,我国水资源缺乏,有效合理地利用水资源就必须要大力发展节水灌溉,同时节水灌溉也是农业现代化的一个标志,其增产增效、节约劳动力和提高土地的利用率等诸多的优越性决定了它是未来发展的必然趋势。
物联网就是通过条码与二维码、射频标签( RFID) 、全球定位系统( GPS) 、红外感应器、激光扫描器及传感器网络等自动标识与信息传感设备及系统,按照约定的通信协议,通过各种局域网、接入网、互联网将物与物、人与物、人与人连接起来,进行信息交换与通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。
随着我国国民经济的迅速发展,农业生产必将采用各种各样先进的技术,以提高农作物产量,节约资源。本研究针对传统灌溉和灌溉控制方式的各种缺点,通过WCDMA 技术和无线传感器网络技术的结合,实现了利用Android 移动终端对灌溉系统的远程控制,并通过基于土壤湿度的控制方式实现对农田进行自动适时适量的灌溉。
智能节水灌溉系统中分布多个环境传感器节点、电磁阀控制节点和变频器控制节点。土壤环境、空气环境参数由环境传感器节点采集,滴灌管道由电磁阀控制节点实施开关控制。为了确保灌溉供水的稳定性和可靠性,达到节水目的,设置一个变频器控制节点来实现全自动变频恒压供水。控制器节点通过Zig-Bee 网络采集环境传感器节点、电磁阀控制节点和变频器控制节点信息,控制电磁阀控制节点和变频器控节点状态; 现场采集的信息通过移动互联网络和Internet互联网由控制器节点负责发送到远程监控中心,Android 移动终端接收远程监控中心传送过来的采集信息,可对智能节水灌溉系统进行实时的监控。远程智能节水灌溉系统的结构组成为: 无线环境传感器节点、无线电磁阀控制节点、无线变频器控制节点、控制器节点、远程监控中心及Android 移动终端。
为了解决智能节水灌溉系统的供电技术问题,系统采用太阳能供电方式对环境传感器节点、电磁阀控制节点、变频器控制节点、控制器节点进行供电。无线传感器模块选用ZigBee 技术的新一代SOC 芯片CC2530。该模块主要负责对空气温度、空气湿度、光照和土壤湿度等环境参数的实时采集,使用ZigBee 协议将采集到的数据发送到控制器节点ZigBee 模块,同时接收来自控制器节点ZigBee 模块的控制命令。土壤湿度传感器采用锦州利诚LC - TS2 型FDR 土壤湿度传感器。控制器节点主要用于收发ZigBee 模块数据并通过Internet 和移动互联网络与远程监控中心进行网络通信。Android 移动终端主要完成同远程监控中心的数据交互及网络通信等功能。
控制器节点作为物联网应用系统网关,功能比较复杂,因此主控芯片采用高性能的ARM11 内核的嵌入式处理器S3C6410。为减低系统设计的复杂性,选用飞凌嵌入式技术有限公司的OK6410 嵌入式模块,该模块已经集成了S3C6410 最小系统以及相应的NOR Flash、NAND Flash、SDRAM、RS232 及USB 接口等常用模块。WCDMA 通信模块选用中兴通讯生产的MG3732 模块,该模块是一款WCDMA/GSM 双模移动互联网通信模块,支持上下行非对称数据传输,MG3732 模块在通信接口上具有比以往无线通信模块更加灵活的特性,可以支持异步串口( UART) 和通用串行总线接口( USB) 两种通信接口,以满足不同主控设备的特性要求。另外,模块内部还集成了标准的TCP / IP 协议栈,支持TCP 协议和UDP 协议传输,可以很方便地连接到Internet 进行网络传输。控制器节点是无线传感器网络的汇聚节点,负责管理节水灌溉系统现场的ZigBee 网络,同时还作为现场的一个主控单元,配有相应的液晶屏和触摸屏,可实时展示节水灌溉系统中的相关信息以及对现场的电磁阀进行控制。
远程监控中心由1 台移动终端可以直接访问的联网微机组成,通过Internet 互联网和移动互联网与现场控制器节点中的WCDMA 模块建立连接进行通信。远程监控中心把现场采集的信息存入数据库中,以便以后分析处理。同时,还能根据需要对现场中的电磁阀进行控制,具有手动和自动两种灌溉控制方式。自动灌溉控制基于土壤湿度,当土壤湿度达到湿度下线自动启动灌溉系统。监控中心软件采用Java语言编写,它是完全面向对象的编程语言。数据库选用MySQL5. 0。远程监控中心的软件包括两部分:WebService 服务器端监控程序和基于Java Web 的智能节水灌溉系统演示网站。
4. 1 Android 客户端功能架构
Android 是美国Google 公司开发的基于Linux 平台的开源嵌入式操作系统,包括操作系统、用户界面和应用程序。该系统采用客户机/ 服务器模式,服务端部分用Java 开发的WebService 和Socket 编程技术来实现,客户端部分是采用基于Socket 通信方式的Android Java 开发技术实现; 编译最终生成在任何Android移动终端都可以运行的APK 文件,直接安装后就可以在Android 移动终端上使用。相比传统的远程节水灌溉系统,该系统不受时间、环境、地理位置等因素限制,在用户移动终端上设计控制界面,操作方便、灵活。
4. 2 Android 客户端界面设计
Android 系统采用XML 可扩展标记语言完成界面设计,本系统主要包含登录界面、主功能界面和主控制界面。在主功能界面中,可以点击进入各级主控制界面。1 号节点的主控制界面如图3 所示。在该控制界面可以实时接收1 号节点的空气温度、湿度、光照、土壤湿度等环境参数并显示,还可以设置自动灌溉和手动灌溉模式。
Fig. 3 1 node main control interface
4. 3 Android 客户端功能设计
Android 客户端系统测试采用联想A750 手机,Android4. 0. 3 版本,内核Linux3. 0. 8 版本; 开发环境为ADT Bundle + Java JDK7,服务器可以同时与多个Android 手机客户端进行通信,为每个客户端分配1个端口号; 用户合法登录进入系统之后首先进入主功能界面,在主功能界面选择某控制节点进入控制节点界面。
本系统主要包含4 个Activity,Activity 与Activity之间通过Intent 进行通信和变量的数据传递,每个文件的属性及权限在全局配置文件manifest. xml 中定义。
4. 3. 1 Socket 网络通信功能
Socket 通信是指双方采用Socket 机制交换数据,常用的通信协议有TCP 和UDP 两种。TCP 协议是可靠的、面向连接的协议; 而UDP 数据报协议是不可靠的、无连接的协议。本文网络编程采用的是UDP 通信协议,通过UDP 协议向远程监控中心发送控制信息。
4. 3. 2 灌溉模式处理模块
主控制界面可以通过按钮设置自动灌溉和手动灌溉模式。自动灌溉控制基于土壤湿度,当土壤湿度达到湿度下线自动启动灌溉系统; 手动灌溉控制由用户通过Android 移动终端进行设置。节水灌溉系统工作模式关键代码如下:
if ( event. getAction( ) = = MotionEvent. ACTION_DOWN) {
if ( v. getId( ) = = ManualButton. getId( ) ) { / /手动灌溉模式
com. riwis. utils. Configuration. isDefend = false; ;
}
if ( v. getId( ) = = AutoButton. getId( ) ) { / / 自动灌溉模式
com. riwis. utils. Configuration. isDefend =
true;}}
为了能有效提高农业灌溉用水的资源利用率、科学实施农业灌溉,开发了基于物联网Android 平台的远程智能节水灌溉系统。同时,介绍了系统总体架构,设计了无线传感器节点、控制器节点的硬件、远程监控中心、Android 客户端。在Android 移动终端上实现了远程智能节水灌溉,具有硬件成本低、性价比高、智能化、低功耗等特点,为精细高效农业信息采集和节水灌溉智能控制提供有效的技术手段。该系统在济源农业科学院进行了原型试验,结果表明: 系统运行效果良好,操作界面人性化,控制方便,实时性好,具有一定的推广价值。
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与常规的充电器相比,多能源手机充电器有着明显的优势。以下是读文网小编为大家精心准备的:基于单片机的多能源手机充电器设计与研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:与常规的充电器相比,太阳能充电器有着明显的优势。文章介绍一种多用太阳能手机充电器,该设计利用单片机控制,用软件完成绝大部分任务,辅以简单的外围电路,实现软件和硬件的结合,便于手机的使用和能源的利用。
【关键词】:太阳能电池板 控制 单片机 DCDC变换器
由于化石燃料的燃烧,导致了全球环境污染和能源短缺,不可再生能源已经是进入紧急状态,能源危机越来越制约着国际社会经济发展,全球能源日益紧张并且环境污染越来越严重,我们必须开发使用清洁、可再生能源。目前使用最广泛的是太阳能、风能,同样温差能也开始受到广泛关注。
太阳能是一种可再生且无污染的自然资源。越来越多的国家已经使太阳能资源成为了各国经济发展的新动力。太阳能电池通过使用太阳发出的光能和材料相互作用产生电,来避免环境污染的可再生能源。这对改善生态环境,缓解温室气体等方面具有重要的意义。
风能,是一种公认的廉价环保且资源丰富的可再生能源。风能的储量非常丰富,并且是持续产生的。对于风力发电的技术相对成熟且开发成本较低,很适合大规模开发利用。由于风能具有该优点,所以得到了各国的高度重视和大力开发使用。
温差发电器是能将热能直接转化成电能的固态装置。美国科学家汤姆逊在研究鲨鱼鼻子时发现,鲨鱼将外界环境温差转换成电信号,传输给大脑来掌握海洋温度。并通过大量实验研究,发现了汤姆逊效应。基于该理论开发而成具有将温差转换成电压的半导体发电片。由于温差发电的转换效率低,造价高,仅在必要条件下才会使用,其开发潜力仍不小。
目前,采用单一的新能源技术充电,极易受到受环境影响,而达不到预期的发电效果。太阳能和风能两种资源都是取自自然环境,而自然环境又是瞬息万变的,所以采用单一的发电技术,很显然会存在不稳定的弊端,难以长期提供连续的电能。为了避免采用相当大的储电装置,对资金浪费,同时占用大量的场地。在此情况下,采用多种发电方式进行互补是必要的。根据我国所处气候区,该气候具有很强的互补性。例如冬天,太阳能辐射的强度较弱,风力较大;夏季,风力较小,太阳能辐射强度高。同时,白天风力较小,太阳能辐射强度大;黑天太阳能辐射强度接近为零,风力较大。因此,太阳能和风能具有极强的互补性。
2.1 系统整体结构设计
在全球能源危机越发显著的当下,开发和使用新能源已是大势所趋。为此,本课题在太阳能、风能、温差能方面,进行深度研究,提出并设计一套基于上述三种新能源技术的充电器,具体设计如下:硬件方面:新能源充电器主要由如下几部分组成:单片机模块、模数转换模块、液晶显示模块、降压稳压模块等。
系统由STC89C51 控制,模数转换芯片PCF8591 采集太阳能电池板输出电压电流、风力发电机输出电压,显示在液晶屏中;太阳能产生的电压,经降压稳压电路转换输出5V 电压,实现手机充电。温差能发电量较小,所以仅留出接口,方便采用万用表测量。
2.2 单片机系统电路设计
本设计中,微处理器选用STC89C51 单片机。51 单片机设计电源电路、复位电路、时钟电路,才可以使STC89C51 单片机稳定可靠地运行。设计中电源电路选用AOZ1016 降压稳压芯片,经过降压得到5.3V 电压,该电压可以满足单片机的正常工作。复位电路采用上电复位,实现上电后即复位。
时钟源电路采用无源晶振设计的,选用11.0592M 晶振作为系统的时钟源。此外,单片机直接驱动1602 液晶屏,显示电压信息。
2.3 降压稳压电路设计
本设计采用典型的BUCK 型电源芯片-AOZ1016 芯片作为降压稳压芯片。该芯片采用SO-8 封装设计而成,内部集成P 沟道场效应管和肖特基二极管,使外围电路非常简单。
2.4 A/D 转换电路设计
PCF8591 是具有IIC 总线接口的8 位A/D 及D/A 转换器。有4路A/D 转换输入,1路D/A 模拟输出。这就是说,它既可以作A/D 转换也可以作D/A 转换。A/D 转换为逐次比较型。电源电压典型值为5V。引脚功能如下:
PCF8591 芯片的模拟通道0 检测手机手机充电电压,模拟通道1 检测风能发电的电压,模拟通道2 检测太阳能电池板发电电压,模拟通道3 检测手机充电电流。
2.5 充电控制电路设计
在实际应用中,为了保护手机免收过高的电压冲击而烧坏,本系统设计了充电控制电路。结合A/D 转换电路,如果电压超过5.5V,则断开充电电路,从而保护手机。同时,也设计了按键控制充电回路通断的功能。
本设计的基本过程是从太阳能电池板获取太阳能后,进行电压的降压供系统供电和手机充电。而PCF8591 随时进行数模转换,将风能产生的电量、太阳能电池板发电电压、手机充电电压和电流等数据进行实时采集,然后进行LCD 液晶显示屏显示。另外,手机是否充电,以及充满电后,均通过单片机控制充电电路的通断。
本手机充电器系统的设计分为硬件电路设计和程序设计两个部分,硬件电路设计属于电路设计工作,通过对方案和可行性的分析,确定由89C51 单片机完成主电路的控制和测量,首先展开对主要电路与控制硬件电路设计,硬件电路的设计主要是设计电路原理图和原件,芯片参数的确定。在硬件电路设计上遇到不少麻烦,最初稳压电路想用LM7805,但后来发现设计要求中要求只利用升压,而LM7805 涉及降压,因此改换aoz1016 芯片来升压,再将电压输入usb 接口进行控制充电。并且在后期换掉了ADC0809 改用PCF8591这个四路的AD 进行数模转换。考虑到太阳能电池板输出电压随时波动,所以采用AOZ1016 降压稳压芯片,产生5.3V 的稳定电压,实现手机充电,并给单片机系统提供电源。采用51 单片机以及A/D 转换芯片,采集手机充电的电压值,并且显示在1602 液晶屏上。
本设计首先进行硬件设计和加工制作,在完成硬件加工,进行软件编程。最后得到完整的实物。通过对实物的功能测试,发现整个设计可以满足将太阳能为主要能源转换成电能,并直接给手机充电。在测试过程中,功能达到要求,符合设计需求,具有实际应用价值。
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单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词——“智能型”,如智能型洗衣机等。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈基于单片机的数控直流电流源设计与仿真相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
在现代测控技术中普遍使用数控电源,由于普通电源在工作时会产生的误差,系统的精确度受到了影响。数控电源主要的发展方向,是针对上述缺点不断加以升级。微型单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了很好的发展条件,数控直流电流源是一种普遍使用的电子仪器,广泛应用于现代的教学实验和科学研究等领域。
数控直流电源设计采用单片机作为核心控制,基本原理简单,实现比较方便,电源的电流值也可以调整到较精确的数值,同样的也是采用LCD 进行显示。此方案采用保持电阻恒定而改变输入电压的方法来改变电流的大小。利用高精度D/A 转换器在单片机程序控制下提供可变的高精度的基准电压,该基准电压经过V/I 转换电路得到电流,再通过A/D 转换器将输出电流反馈至单片机进行比较,调整D/A 的输入电压,从而达到数控的目的。该方案的难点在于稳定恒流源的设计和高精度电流检测电路的设计。特点是可精确的控制电流的步进量,负载变化对电流输出的影响较小。
2.1单片机最小系统
(1) AT89S52 单片机。AT89S52 单片机是系统的核心部件,它是一种带8KB 可擦除只读存储器的低电压,高性能的单片机。AT89S52 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。此单片机共有4 个8 位的并行双向I/O 口,分别记作P0、P1、P2、P3。在本设计中P1 口只作为通用数据I/O 口使用,所以在电路结构上与P0 口有些不同。P2 口地址为A0H, 位地址为A0H~A7H。P2 口既可以作为系统高位地址线使用,也可以为通用I/O 口使用,所以P2 口电路逻辑与P0 口类似。这里面使用的是P3的第二功能信号。
(2)键盘模块。键盘模块使用的是4×4 键盘,这种键盘是行列扫描方式,它具有当按键较多时可降低占用单片机的I/O 口数目等优点,而且可以做到不必步进就能直接输入电流值。本方案的设计要求是按键的次数比较多结合该按键的优点,所以采用此种键盘,它可以对0 ~ 9 数字输入、“+”、“-”、“OK”、“SET”、“DEL”、“RESET/ON”等功能的实施。
(3)显示模块。使用LCD 液晶显示,LCD 具有轻薄短小,可视面积大,方便的显示数字,分辨率高,抗干扰能力强,功耗小,且设计简单等特点,芯片名称是 LM016L,该模块采用HD44780 作为驱动器驱动。
3.1输出电流范围的仿真
该方案的程序设计电流输出范围上限为20 ~ 2000mA,电压值限定了小于10V, 如果给定值在量程内时显示“OK!”;当给定值超过量程时将显示“ERROR! RESET!”。仿真时,如果在范围内,则可以任意输入4 位数字,若不在范围里,则系统显示“ERROR!RESET!”报警。
3.2步进调整仿真
在步进调整仿真,通过加减按钮进行1mA 步进调整,可观察到显示器的显示结果。通过键盘DEL 键可以修改上一步输错的数字。
3.3输出电流仿真
仿真最低电流200mA 负载电阻为2.0 时的状态,根据显示器显示内容可知,设定输出电流值为200mA,实测电流值为201mA,输出电压为0.400V,负载电阻为2.0,都满足设计要求。
这款数控直流电流源是以单片机系统为核心而设计制造出来的,具有电路简单,结构紧凑,价格低廉,可靠性高等优点,而且单片机具有精确的计算和控制功能,从而能够减少和排除各种误差的产生,高效的提高稳压电源输出电压精度。利用仿真技术可以在设计中调试电路,这样就为做成实物提供了很大的便利,同时节约了开发成本。经过实验证明本设计是可行的,并能够做成实物。
【浅谈基于单片机的数控直流电流源设计与仿真】相关
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STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:关于STC89C52单片机的宿舍智能防火报警系统设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
该智能防火系统以STC89C52 单片机为核心模块进行智能控制。该系统的总体构成主要包括以下几个部分:
1 主控的STC89C52 单片机2GSM 移动通信模块3 无线传输模块的设计4实时时钟电路5 防火信息采集与处理模块6 温湿度检测模块与键盘显示模块。该系统的设计是以单片机为核心, 并将其与通信技术和电子检测技术相结合, 从而形成一个稳定的智能化的防火报警系统。
GSM 移动通信模块主要提供无线短信和数据传输的功能。STC89C52 单片机通过依照GSM 通信模块的通信协议对其进行通信并控制, 从而进行短信智能收发。本系统以STC89C52 单片机电路为核心, 控制连接在各子模块上。通过STC89C52 单片机, 可监测室内温度, 湿度, 以及室内可燃气体和烟雾的浓度, 在数据异常时, 可通过控制GSM 移动通信模块, 向预留的号码进行短信报警。
在学生宿舍内部安装信息采集分析模块。当宿舍发生火灾时, 与之相对应的防火报警探测器无线发射电路启动发射无线接收模块在接收到无线信号后, 向主控单片机发送中断请求。主控单片机响应中断后, 读出发送信号的报警器编码比确定是哪个报警器发生异常, 由GSM 通信模块对预先设定好的号码进行短信报警, 短信内容也可预先设定, 说明具体的地址及联系人信息等。
(1)STC89C52 单片机的说明
STC89C52 是一种带8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能COMOS8 的微处理器。STC89C52 主要功能包括兼容MCS51 指令系统,8K 可反复擦写FlashROM,32个双向I/O 口,256x8bit 内部RAM,3 个16 位可编程定时计数器,6 个中断源, 其中直接提供外部中断处理可使用P3.2(INT0)或P3.3(INT1);1 个全双工可编程标准串行口, 其引脚为P3.0(RXD) 和P3.1(TXD);时钟频率0-24MHz2 个串行中断, 可编程UART 串行通道,3 级加密位, 低功耗空闲和掉电模式, 软件设置睡眠和唤醒功能等。该单片机对于程序烧写输入非常方便,故用其作为主控系统。
(2)GSM 短信模块的简介
GSM 短信的远程控制系统, 能够接收远端预定义的短信息指令来控制8 路控制开关, 同时检测4 路按键开关量并通过单片机译码, 由GSM 短信模块传送到远端。郑凌燕. 葛万成(2006)针对GSM 具有实时, 方便, 快捷等优点对GSM 短信远程控制系统进行了描述。当单片机向GSM 短信模块发送信息时, 由4 路按键开关输入信息, 由单片机将单片机指令转换成AT 指令后传输给GSM 短信模块, 由GSM 短信模块将信息发送给预留号码, 实现远程信息传输控制的目的。本系统电路主要由四部分组成:GSM 短信模块, 单片机, 控制电路, 显示窗口。
(3) 无线传输模块设计
避开传统有线连接系统的局限弊端, 本系统采用无线传输方式。无线模块是利用无线技术进行无线传输的一种模块,主要由发射器,接收器和控制器组成。它的工作频率:315MHZ/433MHZ( 本设计选用315MHZ), 其发射功率:≤ 500MW, 静态电流:≤ 0.1UA, 发射电流:3 ~ 50MA, 它的工作电压:DC3 ~ 12V。当工作电压为3V 时, 在空旷地传输时距离约40 至50M, 当工作电压为12V 时, 达到最优工作电压, 空旷地传输距离约700-800M。除开无线发射模块外, 还有无线接收模块。平时未接收到发射出的信号时, 输出的只是杂乱的信号; 当无线接收模块接收到发射信号时, 经放大,变频, 滤波等处理后输出控制信号, 送到相应的解码芯片进行解码, 解码有效端口Vt也输出高电平经过一个非门转换送给单片机的外部中断0 接口。单片机在接到外部中断请求后, 执行外部中断服务子程序,读出数据码, 确定发出信号的传感器, 并进行短信报警。
(4) 温湿度测量电路设计
本系统中温湿度传感器采用新型温湿度传感器。这款温湿度传感器可给出全校准相对湿度及温度值输出,具有卓越的长期稳定性,湿度值输出分辨率为14 位,温度值输出分辨率为12位,并可编程为12 位和8 位。其中,两线制的串口设计,使外围系统变得快速简单,能耗低,体积小,不仅节省了资源,也简化了单片机的编程,提高了精度。徐会东(2005)指出,在将STH11 与单片机串口相连后, 初始化传输时, 应首先发出”传输开始”命令, 该命令可在SCK 为高时DATA 由高电平变为低电平, 并在下一个SCK 为高时将DATA 升高。接下来的命令顺序包含三个地址位( 目前只支持”000”) 和5 个命令位, 当DATA 脚的ack 位处于地电位时, 表示SHT11 正确收到命令。
如果与SHT11 传感器的通讯中断, 下列信号顺序会使串口复位: 即当DATA 线处于高电平时, 触发SCK9 次以上( 含9 次), 此后应再发一个”传输开始”命令。SHT11 利用两只传感器分别产生相对湿度, 温度的信号然后经过放大, 分别送至A/D 转换器进行模/ 数转换, 校准和纠错。最后通过二线串行接口将相对湿度及温度的数据送至单片机处理, 单片机对处理数据后进行数字显示并作相应的控制。王海宁(2008)针对控制对象的特点, 在系统辨识的基础上对系统的控制算法进行了仿真研究, 最后针对温控系统进行了实验, 通过对实验数据的分析表明本文所述的基于单片机的温度控制系统的设计的合理性和有效性。
(5) 可燃气体浓度探测器的设计
传感器电路中最主要的期间就是QM-N10 气敏半导体传感器,该器件在洁净空气中的阻值大约有几十kΩ,接触到可燃气体时,电导率增大,电阻值急剧下降,下降幅度与瓦斯浓度在0.5% 以下成正比。一旦QM - N10 敏感到可燃气体时,IC1A 的脚处于高电位,此时IC1A 的脚变为低电平,经IC1B 反相后变为高电平,多谐振荡器起振工作,三极管VT2 周期地导通与截止,于是由VT1、T2、C4、HTD 等构成的正反馈振荡器间歇工作,发出报警声。与此同时,发光二极管LED1 闪烁。从而达到可燃气体泄漏告警的目的。
本系统的重点为单片机与短信模块串口通信的设计, 因为它承担着自动运行以及向外报警的功能。本系统采用异步通讯方式, 异步串行通讯规定了字符数据的传递方式, 即每个数据以相同的帧格式传递, 每一帧信息由起始位, 数据位, 奇偶校验位和停止位组成。STC89C52 单片机的串口仅占用了单片机的P3.0和P3.1 脚。当非串口方式工作时, 这两根口线还可以作为一般的I/O 口线使用。
宿舍防火智能防火系统为宿舍火灾预防工作提供了一条安全有效的途径, 本系统通过以核心模块STC89C52 单片机展开,与GSM 移动通信模块相结合, 同时与新型温湿度传感器, 可燃气体浓度检测器相结合, 设计了智能防火报警系统。展现了现代科学技术的自动化, 智能化的特点, 在平安校园建设方面起了积极的作用。
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北方地区冬季供暖以集中供热为主,不仅消耗大量的燃煤,而且造成巨大的环保压力,其中存在很大的节能减排空间。集中供热系统普遍存在两大问题,一是不同热需求混网难以兼顾,造成供热效果差和能源浪费大;二是“大流量、小温差”,造成冷热不均和输配能耗大。其根源在于缺乏适当位置的适当调控与适当计量。以下是读文网小编为大家精心准备的:基于单片机的自供电供暖温度智能调控装置研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
【摘要】:设计了一种自供电的供暖调控装置,其主要包括温差供电模块、电路控制模块、水流控制模块。本装置工作时,温差供电模块可利用暖气管道与室温的温差发电,以STC89C52单片机为核心的电路控制模块可实时监测室内温度,并能根据用户设定温度和室内实际温度驱动水流控制模块,以调控供暖管道水流量,从而达到调节室内温度的目的。
【关键词】:温差发电 水流控制 温度调控 单片机
城镇居民的冬季供暖一直是社会关注的焦点,传统的供暖装置既不能根据用户的实际需要来调控室温,也造成了能源浪费。通过本装置居民能够根据实际需求设定室内温度,并且装置本身可以利用暖气管道与室温的温差进行发电,不需要额外的电源,实现了自供电功能。
1. 1 半导体温差发电原理
半导体温差发电是利用塞贝克效应将热能转化为电能,将P 型和N 型两种不同类型的热电材料( P 型是富空穴材料,N 型是富电子材料) 相连形成一个PN 结,一端置于高温状态,另一端置于低温状态,由于热激发作用,P 型材料高温端空穴浓度高于低温端,N 型材料高温端电子浓度高于低温端,在浓度梯度的驱动下,P型材料空穴和N 型材料电子会向低温端扩散,从而形成电动势。
1. 2 DS18B20 温度传感器工作原理
DS18B20 内部结构主要由四部分组成: 64 位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH 和TL、配置寄存器,它能把采集的温度信号直接转化成数值信号输出,并且测温范围为- 55 ~ +125 ℃,精度为±5 ℃。
本装置工作时SP1848 型温差半导体组利用暖气管道与室温的温差进行发电,一部分电能维持装置工作,剩余部分电能储存到锂电池中,作为备用电源。DS18B20 温度传感器可实时监测室内温度,并将数字信号传送给STC89C52 单片机,当温度低于或高于某一设定值时,单片机会向步进电机驱动芯片发送信号,以驱动步进电机的转动,水流控制阀会在步进电机的带动下实现对水流量的控制。
2. 1 温差供电模块结构设计
本模块采用4 块SP1848-27145 半导体温差发电片串联发电,其单片规格为40 mm 长* 40mm 宽* 3. 4 mm 厚,内涵126 对PN 结。HY910导热硅胶具有导热性能好,粘合力强等特点,其蒸发量为0. 001%( 200℃ /24Hours) ,热传导系数大于0. 975 W/m-K,耗散系数小于0. 005,适用于散热片无固定扣具情况下的粘贴导热。半导体片两端都涂抹HY910 导热硅胶后,将热端紧贴在暖气片表面,冷端则和100 mm 长* 100 mm 宽* 40mm 厚的铝合金散热片紧贴在一起,以此来保持半导体两端温差。北方城镇暖气片温度一般为60 ~ 70 ℃,室内实际温度一般为15 ~ 20 ℃,理论上半导体片两端温差可维持在40 ~ 55 ℃之间,由于半导体温差发电片本身的导热,根据实际测量结果应减去8℃的温差损耗,故半导体片两端温差实际可维持在32 ~ 47 ℃之间,发电功率可达到2 W 左右。
2. 2 水流控制模块机械结构设计
水流控制模块机械结构由ULN2003 步进电机和XU8230 直式温控阀组成。ULN2003 步进电机为减速步进电机,直径为28 mm,额定工作电压为5 V,步进角度为5. 625* ( 1 /64) ,其5 线4 相的电路可以用ULN2003 芯片驱动,也可以接成2相使用,为更精确的控制暖气管道水流量,本模块采用ULN2003 芯片驱动。XU8230 直式温控阀公称压力为1. 6 MPa,工作温度为- 10 ℃≤T≤100 ℃,管螺纹符合ISO 228 标准,并配有外加锥型密封圈。将ULN2003 步进电机转子与XU8230直式温控阀调节手轮进行刚性连接,并把步进电机外壳与温控阀固定在一起,这样ULN2003 步进电机就可以带动XU8230 直式温控阀调节手轮转动。
3. 1 温差发电电路
STC89C52 单片机工作电压为5 伏,选LM7805 集成稳压器将SP1848 型温差半导体输出电压稳定在5 V,然后向5 V 锂电池充电,最后由锂电池向装置供电。
3. 2 单片机控制电路
3. 2. 1 温度测量显示电路
STC89C52 单片机是一个低功耗,高性能的51 内核的CMOS 8 位单片机,具有抗干扰性能强、速度快、功耗低和指令代码完全兼容8051 单片机等特点。如图7 在STC89C52 单片机最小系统的基础上,采用DS18B20 型温度传感器采集温度,温度显示采用1602 型液晶显示器,直接通过单片机I /O 接口通信。PO 口作为普通I /O 口使用,在其外部接拉电阻后,与1602 液晶显示器DB0-DB7 数据口相连; DS18B20 型温度传感器信号输出端口直接与P2. 7 口相连。
3. 2. 2 L298N 电机驱动电路
L298N 是专用驱动集成电路,属于H 桥集成电路,最大输出电流为4A,最高工作电压为50 V,用于驱动感性负载,其输入端直接与单片机P2. 0-P2. 3 口相连,可以方便地受单片机控制,实现电机的止转、正转角度与反转角度。
本装置利用温差半导体组为本装置供电,充分利用了二次能源,并且能够根据室温的实际情况,自动调节暖气管道的水流量,避免了能源的浪费,也为居民带来了更舒适的室内环境,具有很好的推广前景。
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网络攻防环境难以构建和管理是一个普遍性的难题。目前已经设计出一种使用虚拟机以及Openstack虚拟化的一种管理技术的网络攻防实验平台,它主要是基于云计算技术的。设计这种基于云计算的网络攻防平台的最根本原因是当前等的构建计算机网络攻防对实际网络环境有着较大的影响,而且成本比较高,不能实现高频率的构建,而这种基于云计算的网络攻防平台能够有效的虚拟网络环境,即不对实际的网络环境造成太大的影响;同时,它的实验成本较低,所以各种各样的网络攻防实验的测试都可以实现,真正的方便了需要使用网络攻防实验平台的企业以及各高校。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈基于Openstack的网络攻防实验平台设计与实现相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
近年来,随着多起安全相关事件在互联网上曝光,网络安全成为当前技术研究热点,网络安全课程和网络安全竞赛也得到了更多的重视。
我们在网络安全课程的学习和网络安全竞赛的训练过程中,做了大量网络攻防方面的实验,比较深切地感受到现有的网络攻防实验手段的不足。
考虑到网络攻防相关实验往往都带有一定的破坏性,在真实网络环境里进行攻防实验还会遇到法律授权方面的麻烦,一般都是通过安装VMware、Virtualbox 等模拟软件构建虚拟网络环境去进行攻防实验。
在自己计算机上架设虚拟机构建网络攻防环境方式的优点是简单、廉价和灵活。但我们在练习过程中也发现,随着学习内容和人数的增多,会出现比较严重的管理问题,例如出现越来越多的虚拟机镜像和快照文件、越来越多的文档资料等,时间一长就容易遗忘,要搜索、准备很长时间才能进行实验操作;另外,人数多了,还牵涉到文档、软件、攻防系统镜像的分发和同步的问题。很多网络攻防实验的关键步骤其实并不多, 却往往要耗费大量的时间和精力做准备和排错工作,大大降低了效率,更不容易进行共享和更新工作。
经考虑,我们准备借助云计算技术来构建网络攻防实验平台。云计算技术可以灵活地按需提供虚拟化、并行计算、网络存储和负载均衡等服务,因此如果能把网络攻防所需的各种工具软件、攻击机和靶机镜像、操作指南等文档资料统一安放到云平台中,则可以极大地改进管理工作。例如,可以省去本地安装配置工作,只要有网络随时能用注册账号登录到云平台上做有操作权限的网络攻防实验;所有的技术文档、操作指南等统一存储在云平台,非常容易检索;在攻防实验平台的存储空间、CPU 性能出现瓶颈时,也非常容易进行扩充升级。
Openstack 是一个美国国家航空航天局和Rack space 合作研发的, 旨在为公共及私有云的建设与管理提供软件的开源项目。
Openstack 正处于高速发展和推广应用过程中, 目前已经是各种公有云和私有云建设的主流方案。
基于Openstack 的云平台部署非常灵活, 既可以只装在单节点服务器上,也可以部署到大规模集群服务器组,经综合考量,我们使用两台服务器去实现网络攻防实验用云平台,其中一台服务器部署为控制节点,另一台部署为计算节点,这也是目前广泛使用的方案,足以应付通常的实验,以后如果有需求,可以再添加计算节点以提高性能。服务器可以只放在私有局域网中,也可以接入校园网提高公开服务,因此每台服务器都装上双网卡,一块连接到外网,另一块连接内网。
设计的云平台服务器使用操作系统CentOS Linux 6.4 版, 下载OpenStack 的Icehouse 版本进行安装配置, 根据Openstack 的官方安装指导,在控制节点先后安装并配置Mysql、RabbitMQ、keystone、Nova、Neutron、Cinder、Glance、Horizon 和Apache 等服务项目,而在计算节点上只需安装配置Nova 和Neutron。
Openstack 安装完成后, 借助Dashboard 服务可以通过Web 界面登录后进行管理。
登录进入云平台管理页面后,即可非常便捷地进行各种虚拟机镜像的创建、上传、配置、运行、删除等配置工作。这些虚拟机镜像运行后,借助VNC 等远程控制工具,可以让多人同时通过网络访问,从而充分发挥云平台的作用。
在基于Openstack 的云平台搭建好了以后, 为实现网络攻防实验功能,主要任务就是创建足够有用的攻击机和靶机的虚拟机镜像。
攻击机的镜像相对比较容易解决,我们首先制作了基于Windows操作系统的攻击机镜像,在系统中事先封装了大量网络安全渗透测试用工具,包括各种扫描工具、嗅探工具、加解密工具、远程渗透攻击测试工具、动态调试工具、静态反编译工具等等。其中最常见最有用的一些工具包括Metasploit 开源安全漏洞测试工具、Nmap 扫描器、Wireshark 嗅探器、burpsuite 集成Web 渗透测试工具集、sqlmap 注入工具、Ollydbg 动态调试器、IDA 反编译工具等。
另外, 我们也制作了基于Kali 和Back Track 5 的攻击机系统镜像,它们都是开源的Linux 系统,已经在系统中事先集成了大量有用的网络安全测试工具,可以免去大量工具收集的繁琐工作。
靶机的制作则相对比较麻烦,因为这不是简单安装好操作系统和软件就行了,还经常需要自己在靶机上挖掘出或人为生成需要的某种安全漏洞以供攻击机做网络攻击实验。我们首先自己制作了一些基于Windows 2000、Windows XP、Windows 2003、Windows 2003、Windows 7等操作系统的镜像,都是没有打足补丁留下系统漏洞用于系统攻击测试, 然后我们还在一些Windows 镜像中创建了各种基于ASP、ASP.NET、PHP 和JSP 技术的有已知漏洞的Web 网站用于Web 渗透测试。另外,我们下载了一些开源免费靶机资源,例如OWASP 组织发布的一些靶机镜像资源。
为了更方便地使用和管理实验平台,我们另外编写并部署了一个管理网站,主要就是将云平台中的各种虚拟机资源及各种网络攻防实验所需的学习资料进行了分类组织显示。
事先获取权限的网络攻防练习者登录到这个网站后,可以非常便利地查看学习资料, 更重要的是可以启动云平台上各种虚拟机镜像,从而实际连接到运行中的攻击机和靶机进行各种攻防操作。
例如,在做通过弱密码安全漏洞远程控制实验时,练习者可以登录到管理网站上,通过阅读详细学习资料理解了这个课题的相关背景知识后,按照操作指南,先连接到攻击机上,打开运行Nmap 扫描器,扫描靶机开放的端口服务,并利用扫描脚本和自定义的字典文件扫描是否存在弱口令。
扫描结果是,发现靶机已经开放了3389 远程桌面服务,而且通过字典扫描出了管理员administrator 的弱密码5i9x。
然后在攻击机上用远程登录客户端去连接靶机的远程桌面服务,输入扫描出的账号和密码, 即可以管理员权限轻松进入靶机系统,完成了本次渗透测试实验任务。
其他网络攻防实验任务都可以用上述类似的方法进行理论学习和实际操作练习。
通过在攻防平台上的检测发现, 在同时练习人数不多的情况下,攻击机和靶机的连接速度和运行速度基本能够满足要求。
用基于Openstack 技术构建的云平台可以显著提高网络安全,尤其是网络攻防操作的学习效率,可以作为课程学习及竞赛培训的有益助手。当然,目前云平台上的网络攻防系统远不够成熟,存在标准不统一、界面不够友好、制作繁琐、很难支持大规模应用等缺点,有待技术的进一步发展和更多的开发工作
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访问控制是几乎所有系统(包括计算机系统和非计算机系统)都需要用到的一种技术。它是按用户身份及其所归属的某项定义组来限制用户对某些信息项的访问,或限制对某些控制功能的使用的一种技术,如UniNAC网络准入控制系统的原理就是基于此技术之上。访问控制通常用于系统管理员控制用户对服务器、目录、文件等网络资源的访问。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于的Windows Azure平台下的访问控制模型的设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着互联网中的云计算应用越来越广泛,微软,谷歌等IT业巨头都在不断的扩建自己的云计算平台,但是伴随着云计算应用范围的不断增大,信息安全已经成为了制约与计算平台发展的重要原因之一,一些涉及到网络安全的技术逐步被人重视,Window Azure平台是微软2008年开发的一款云计算平台,其主要作用是通过Internet平台为其他运行的应用程序服务,最大可能的保证性能不降低。如何能够最大限度的利用Win⁃dows Azure平台的数据存储安全技术,从而能够保证云计算平台具有开发的安全性和灵活性是目前研究的重点。目前访问控制技术是元计算平台领域中一种非常重要的技术,它的思想是采用一定的策略,首先对主体进行验证,然后对客体的访问权限进行设置,可以很好地保证云计算环境中的访问权限的的安全性,从而保证云计算机节点的资源能够合理的被使用,从而避免来自系统内部的破坏。
访问控制是一种重要的技术,是保证云计算平台的信息机密性和完整性的重要组成部分。本文针对在Windows Azure 云计算模型的基础上,针对现有的任务-角色访问控制模型,提出一种新的访问控制模型。该模型可以在一定程度上有效地减少资源调度的耗时以及数据访问控制的安全性。
在云计算平台的环境中,由于云端客户的数量逐渐增多,这就要求Windows Azure云计算服务商提供的安全性的资源也在逐渐提高。由于云计算环境中对资源的保护和限制访问的要求比较高,云计算资源的云端用户的种类层次不一,自身的安全性等级不一,自身存在一定的风险。因此在这样的背景下,需要制定更加详细的策略来进行控制,从而来保证系统安全的正常运转。
在Windows Azure 模型中,访问控制最关键的就是如何进行授权即授权策略的制度,在进行授权策略下,能够得到授权的用户就是合法用户,无法得到授权的就是非法客户。在WindowsAzure中,需要了解访问主体能够对哪些客体在什么样的条件下进行授权访问,通常访问控制模型由主体、访问、客体三个主要部分组成。
2.1 基于角色的访问控制
基于角色的访问控制(RBAC)的研究是上个世纪提出的一种访问控制技术,它通过在用户和访问权限中加入了角色这个概念,从而将用户与访问权限进行了有效的分离,同时最大限度的保证了用户和权限之间的分离,这种分离的优点就是可以让用户与角色之间达成1∶N的角色分配,同时保证角色与访问权限之间也是1∶N的联系方式。RBAC模型的优点是在一定程度上实现了用户与访问权限的分离,在一定程度上保证了动态的访问约束,系统实用性比较强,缺点如下:(1)权限粒度约束不够细化,导致用户权限过宽;(2)权限授予过程复杂;(3)功能和数据权限始终都在一起,无法分离;(4)缺少对客体特征的描述,特别是在云计算环境中的分布式的应用非常频繁,但是每一次过程都需要通过角色来转变,无法面对Windows Azure云计算下的任务流的控制执行。
2.2 基于任务的访问控制
基于任务的访问控制模型(TBAC)是一种新的安全模型,主要是采用了任务工作流的特性,将任务概念引入到访问控制模型中,从而将访问控制中的任务进行动态的管理。通过平台中的任务来对权限进行划分,在TBAC中,主要能对不同的工作流中的不同任务进行访问控制,优点是适合云计算环境下的分布式计算。缺点是没有对客体进行管理,不支持被动访问控制,存在任务分配复杂等问题,从而降低了效率。
3.1 云计算现状
云计算技术的快速发展已经涉及到计算机的众多领域,传统的安全保护手段已经无法适应这些变化。在Windows Azaue云计算模型中,服务商提供数据的计算和存储,面对云端的众多用户,这些多用户通过Windows Azaue平台可以将自身的相关私有数据放置到服务器上进行存储和管理,在一定程度上降低了用户的成本,但同时对Windows Azaue服务商提出了一定的要求。如何保障多用户下的数据进行管理,防止涉及安全问题的发生,这是目前Windows Azaue云计算服务商面临的主要的问题。
3.2 多用户访问控制模型
本文在的基础上,将面向多用户的访问控制模型分为用户层和平台层,用户层主要是用来管理用户-角色-任务-权限之间的使用关系,平台层主要是分配权限,角色和任务之间的关系。为了更好地描述多用户的访问控制模型,本文在任务-角色模型的基础上,对模型中涉及到的一些概念进行描述:
(1)角色:云计算中担任访问能力的主体。
(2)任务:云计算中用来完成用户提出的具有一定功能的最小单位内容。
(3)权限:云计算中具有访问资格的描述
(4)权限分类:云计算中用户访问要求不同,导致受到访问的资格不同
(5)会话:云计算中的用户与角色之间建立映射的过程,实际上过程是用户与系统之间交互的过程。
(6)会话交互:云计算中用户访问云计算服务商提供服务的过程。
(7)会话的角色集合:云计算中参与会话过程中的角色映射。
(8)角色继承:云计算中为了满足不同的角色需要访问多种不同的资源的要求,在角色的属性和方法的设置中,通过角色继承来进行完成,从而可以避免重复设置。
(9)任务关系:云计算中根据任务之间的分配关系可以分为一对一,一对多,多对多的分配关系。
3.2.1用户层模型
在Windows Azaue 多用户的用户层中,为了能够更好地方便用户-角色-任务和权限之间的关系,本文采用层次化的结构模型,通过按照角色和权限从高到低来进行设置用户的级别,在设置过程中,根据Windows Azaue云计算资源平台中对于多用户分配的资源要求,在层次化结构模型中,通过对用户分配权限,粒度从小到大。
定义1:用户定义User: =( User_ID∈U_ID, User_name∈U_name, User_Role∈U_Roleset,User_Task∈U_Task)。
定义2:角色定义Role: =( role_ID∈Role_id,Role_name∈Role_N,role_roleList∈Role_L)
定义3:权限定义:Premission:=( Premission_ID∈Premission_ID, Premission_name∈Premission_n, Premission_role∈Premission_R)
定义4:任务定义Task:=< Task_ID∈User_ID∩role_ID∩Permis⁃sion_ID,Task_name∈Task_N,Task_role∈Task_R >
3.3.2平台层模型
在Windows Azaue多用户平台中,将权限和角色的进行合理的映射,在每一个角色节点中,需要进行管理和控制角色与权限的创建与分配,其中,每一个管理节点需要创建或者修改操作权限,在该平台模型中对于角色和权限的管理进行合理的配置。
定义5:管理角色定义Administrator_Role ex⁃tends 角色定义Role: =( Administrator_IDAdministrator_id,Administrator_Rolename∈Admin ⁃istrator_Role_N, Administrator _roleList∈Role_L)
定义6:管理用户权限定义Administrator_Per⁃mission extends Permission: =(Administrator_Permis ⁃sion_ID∈Permission_ID, Administrator_name∈Per⁃mission_N, permission_role∈Permission_R).
为了更好地体现出平台层模型的优点,本文在平台层设计上通过组织模型角色的构建方法,将管理角色结构分为了底层平台管理角色权限,中间层平台管理角色权限和用户层平台管理角色权限管理三个部分。底层平台管理角色权限主要是针对平台中所有的基础权限管理,中间层平台管理角色权限主要是针对平台中专有资源权限管理,用户层平台管理角色权限管理主要是针对所有用户的角色管理。
3.3 访问控制模型的实现
为了进一步描述有关访问控制模型的实现,本文以本地学校图书馆服务器作为云计算资源服务器,将处于同一个城市的其他几所学校的客户器作为云端客户,建立树型的组织模型,从而将这种组织模型想访问控制模型转换,在访问控制模型中,主要针对用户登录,权限访问控制以及权限管理三个部分进行描述,用户首先进行身份验证,然后系统为用户加载权限,用户根据权限来获得对应的功能,最后获得相应的功能权限对应的数据对象。
(1)登录验证
登录验证是为了更好的保护用户的合法信息,采用控件chenkUserForm 进行iaoshu,能确保用户输入验证的合法性。
(2)权限访问控制
Windows Azaue模型中的权限访问控制能够在一定程度上保证用户访问权限资源,本文在树型模型的基础上,设计首先向用户加载包含一级节点的初始华,然后通过层层级联加载访问叶子节点,提高了用户访问效率,用户在之前的访问登录获得了用户Userid作为参数,从而获得用户对应的角色所需要的权限。用户通过树型组织结构,点击初始权限树中叶子节点对应的功能权限。在层次加载中,判断用户点击所获得节点加载路径来确定是否能够访问到该节点。
采用了这种加载方式之后,用户可以根据自己的需要来显示相应的功能权限,不需要每次都登录展示整个权限,提高了高效访问控制。
(3)权限管理控制
在用户权限树中设定的Checkbox构造出用户权限管理树,通过点击选中活取消用户权限管理树中的节点,能够非常方便的实现角色权限的授予。
(4)系统验证和分析
为了更好的验证本文模型的具有的时效性,本文采用在酷睿i3,内存为4G的系统中运行,将本人所在学校的图书馆作为云服务端,其他同一个地区的学校的图书馆作为云端访问点,通过CloudSim进行仿真实验,本文假设在云端客户模拟500个访问图书查询要求向云服务端发送查询请求,在云服务端中采用Windows Azaue模型进行服务器的设置,将本文的模型与其他几种模型在访问数量,任务平均完成时间,网络消耗时间上进行了对比。
本文的访问控制模型在一定程度上有效的缩短了访问时间,虽然相差不大,但是由于其他三种算法没有将控制模型安全因素考虑进去,所以,本文的模型具有一定的实际意义。从图2中可以发现伴随着云端客户的访问量增多,本文的模型有效的降低任务完成时间,相比于角色-任务模型已经有了很大的改变。伴随着访问数量的不断增大,网络访问失败率已经有了明显的降低,这在一定程度上说明了本文的算法在云平台模型下的控制在优于传统的访问控制模型。
在微软推出的Windows Azaue 云计算模型中,访问控制安全已经成为了研究的重点,本文在传统的角色-任务模型上,提出了面向多用户的访问控制模型,在模型中采用了用户层和平台层两种表示,在用户层中对角色、任务、权限进行了定义,在平台层中针对用户登录,权限访问控制以及权限管理三个部分进行细分,通过仿真实验,本文的模型相比于传统的角色-任务模型具有一定优越性,但在角色继承,模型冲突等方面需要进一步的研究。
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智能交通控制系统是一个基于现代电子信息技术面向交通运输、车辆控制的服务系统。它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线,为交通参与者提供多样性的服务。说白了就是利用高科技使传统的交通模式变得更加智能化,更加安全、节能、高效率。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈RFID下的智能交通控制系统功能模块的电路设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着城市汽车数量的急剧增加,城市交通拥堵日趋严重,如何快速、准确地采集各种交通数据,合理进行交通诱导,有效缓解城市交通压力,已经成为交通工程领域亟待解决的关键问题。针对上述问题,文章设计了一种基于高频RFID(Radio Frequency Identification)的车辆位置数据采集系统,构建出智能交通控制系统功能模块的电路设计方案。
RFID 技术,即射频识别技术,是一种不需要实际物理接触即可自动完成目标识别的高新技术,具有可靠性高、数据存储量大、抗干扰能力强、响应速度快、标签内容可读写及高性价比等诸多优点,近年来被广泛应用于物流、运输、工业生产和智能交通等领域。该系统的研究与实现将能很好地完善城市交通信息感知体系,有着很显著的社会效益和经济效益。
(1)路侧设备安装简单、部署范围广,不会有应用“死角”的存在;(2) 车载设备只有一张电子标签,不会涉及车辆改装等复杂问题;(3)可以实现车辆定位、车速测量、交通状态判别等多种功能;(4)具有谷歌地图显示、表格显示、文本显示等多样化显示功能;(5)设备成本低、经济效益好。
一个标准的射频识别系统主要由应答器(电子标签或射频卡),阅读器(读写器)和对应的应用系统三部分组成。
2.1 电源模块
控制器主板可使用12/5V 两套供电电源,但AT91RM9200 多工作于3.3V,因而,其他的器件在也应为3.3V。电源系统的变换开关为AC/DC 型,功率为10 瓦,其电压输入在156VCA 至265VCA 之间,开关电源输出+12V、+5V,其他电源电压则通过三端稳压芯片产生,其中,+5V 电源通过两个三端可调稳压芯片LT1085 产生+1.8V和+3.3V,从而为ARM 处理器及相应的外围电路供电。LT1085 芯片通过选择两个合适的电阻能够输出的电压范围为1.2V 至15V,例如+3.3V=1.25V×(1+R322/R323)。
2.2 RTC 模块
在通讯、干线或者区域协调控制中,交通的控制器还要通过对等的时间点进行同步,为了能够确保时间的同步,需要设计RTC 对时间进行校对。RTC 既能够提供可以进行编程的实时时钟,还能够在断电之后立刻启动备用电源。
2.3 复位电路
AT91RM9200 处理器有NRST 以及NTRST 复位信号,这两种复位信号中,前者用于系统的复位,而后者则用于JTAG/ICE 复位,能够对处理器中的ICE TAP 控制器初始化,从而使得连硬件仿真器在进行初期调试时更为便捷。在所有时间段,复位信号仅仅有一个有效的,都能够让ARM 处理复位并且将复位向量指向的地址处开始执行程序。
2.4 功率驱动电路
功率驱动电路用以进行大功率交通信号灯的驱动,采用了固态继电器(SSR)。额定电流以及额定电压分别为5A 以及400VAC。固态继电器的驱动是直流+5V。外部的C208、R313 组成浪涌吸收电路可用来保护固态继电器不受损害。相比于双向可控性,功率驱动电路集成程度更好,稳定性更好,但相应的优点也使得其造价较高,相对而言,价格更为昂贵。
2.5 射频信息采集模块
无线射频识别(RF1D)交通监管技术是未来实时交通信息采集主要的发展方向,在本设计中,在实时采集交通流量中充分运用射频识别。
相比于传统的采集方法,该方法能够持续获取相应的数据,并能够准确直接反应出实际交通量,无线射频识别能够对车辆进行实时追踪,并将所获取的交通数据以互联网为媒介传输到交通控制中心,而交通控制中心能够将所获取的交通数据进行总结分析得出当前的交通状况,并将相应交通状况通知给行驶在路上的司机,通过电子地图实时显示交通状况,进而引导交通,缓解交通堵塞。
该技术的运用能够在对交通流不影响的前提下进行交通数据的采集,这也大大优化了交通状况。通过射频识别进行交通数据采集的工作原理为:阅读器和应答器以电磁波作为媒介,进行能量的传输与数据通讯。
在整个工作过程中,读卡器首先通过天线传输加密数据载波信号到RFID 汽车标签,之后标签的发射天线工作域被激活,同时将加密的载有目标识别码的高频加密载波信号通过某种调制方式经卡内高频发射模块发射出去,接收天线接收到射频卡发来的载波信号,在读卡器进行处理之后,提取出相应的目标识别码,并将识别码传输到计算机中,从而完成了预设的系统功能和自动识别。
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XML、DOM 把XML文档视为一种树结构,这种树结构被称为节点树。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于DOM 树的信息推广平台设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着“互联网+”时代的到来,信息的来源,可信度,及时度越来越受到人们的关注,但现在大多数的信息都是来自Web 网页,这样的信息多而杂,具网络资料显示,文本信息正以指数型式不断增长。为了节约时间,就有了基于Web 页面挖掘技术的产生。实现信息推送最好的选择就是微信公众平台。微信公众平台是最近几年新出的推送信息的一种新方式,它是腾迅公司在微信的基础上新增的功能模块,通过这一平台,个人和企业都可以打造一个微信的公众号,并实现和特定群体的文字、图片、语音的全方位沟通、互动。
如今Internet 上很多网页都是动态生成的,通过用户填写表单提交信息,动态的生成Deep Web 页面,与此同时用户提交的大量数据信息被保存在网站的后台数据库中。由于页面中数据记录之间的代码具有极高的结构相似性,因此Web 数据记录所对应的标签树之间自然也具有很高的相识性,所以网页往往具有相似的结构和局部代码重复性。因此数据的自动化提取则可以分为以下几个步骤:
(1)输入一些具有相同或相似结构的Web 页面。
(2)对这些Web 页面进行预处理,就是将一些与网页无关的内容进行删除,将代码结构不严谨的HTML 页面转换成结构严谨、易于处理的HTML 页面。
(3)将处理好的页面解析成以标签为队列的线性数据结构,接着利用标签队列的匹配去除页面中的广告,导航栏等。
(4)按照一些页面性质将网页中的标签归类成为一些小集合,然后对这些小集合的有效数据进行自动抽取,并自动生成该类的模版页。
HTML 通过定义一套标签来刻画显示的页面。依据标签的作用可将HTML 的标签分为三类:
(1)规划网页布局的标签。在视觉上,我们都知道网页是由无数的方块嵌套在一起组成,而里面的内容则是由标签规划出来的。常用的标签有:<div> <p> <td> <tr> <table> </table> </tr> </td> </p> </div>等。
(2)描述显示特点的标签。在网页中常看到为了引起我们注意的不同格式文字,它们都是由一些标签规定的,这类标签称为信息标签。常用的有<b> <i> <strong> <h1> <h2> </h2> </h1> </strong> </i> </b>等。
(3)超链接相关的标签:超链接是网页区别于普通文本最明显的特征之一。它表示着网页间的关系,整理出超链接标签可以挖掘出网页间的相关内容。
4.1HTML 的预处理
现在大多数的网站都是以HTML 文档形式向客户展开,每一个页面中的数据和格式都是以一组成对的“始标记”与“结束标记”组成。例如:<br> 和</br>,<body>,</body>和,, 等。在页面中的标签可以相互嵌套使用。为了避免网页不兼容、代码错误的现象可能导致的页面解析失败,我们可以先除去一些无用的标签,如:<from>,<select>,页面中的style 和注释等。
可以把预处理流程归纳为:
(1)获取THML 页面。
(2)将HTML 转换成XHTML。
(3)去除标签和无关脚本。
(4)去除导航栏,广告等无关数据。去除style 和注释可以分别用正则表达式<style (? s) .* ? </style>>( r n)? 和<! - -(? s) . * ? - ->( r n)?。去除广告,导航栏等信息的方法是主要将HTML 页面解析成标签树,在根据标签树中具有相同名称和属性的节点进行分析,判断该父节点及其以下的子节点是否相同,如果相同就从其父节点处删除。
4.2HTML 页面的解析
经过HTML 处理以后生成XHTML,使得Web 结构更加规整化。这样就更方便的判断其节点的类型,如果该节点是开始标签,那么就判断它的属性是否为空,如果不为空,则为开始标签删除其属性,直到仅剩下普通文本。再根据正则表达式提取我们所需要的信息。如果遇到该节点的结束标签,则进行下一个开始标签的分析,直至循环到该页面提取结束。
Web 页面信息提取的过程也就是页面扩展DOM 树的创建过程。简单来说,DOM 树就是根据HTML 页面中标签的含义创建出来的具有层次关系的树状结构,树中的每一个节点都是对应于HTML 的标签,我们通过存取这些标签就能操作文档中的内容。
程序通过操作DOM 树,将众多页面中的客户需要知道的消息提取出来存入数据库,当用户在消息推送的微信公众号上查询想知道的信息时,消息就会从数据库中读出来展现在微信平台上。
选用DOM 树结构为Web 页面信息采集的核心技术,是因为DOM 易用性强,使用时,它可以将XML 文档信息都存于内存中,并且遍历简单,支持XPath,增强了通用性,对于开发软件较为容易。
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思想政治工作必须服从和服务于党的中心工作,具有鲜明的党性、实践性和群众性。它以马列主义、毛泽东思想为指导,用共产主义思想体系教育党员、干部和群众,使人们确立正确的立场、观点,掌握正确的思想方法和工作方法,自觉地为实现党的当前的和长远的革命目标和任务而努力奋斗。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:基于项目的高职院校思想政治理论课教学设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘要:项目教学是高职院校思想政治理论课改革的新方向。从能力本位出发,研究了《毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论》课项目教学的理论基础和设计、实践问题。
关键词:高职 思想政治理论课 项目教学法
随着形势的发展变化和教学需要,思想政治理论课教材分别于去年和今年初进行了修订,特别是《毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论》课章节内容做了较大调整,如何发挥教师主导、学生主体作用,提高思想政治理论课的教学质量“让党放心、让学生满意”是摆在我们面前的现实问题,笔者试图以“任务驱动”的方式对高职院校《毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论》课进行项目化教学设计与实践。
杜威于1986年在芝加哥实验学校尝试使用设计教学法,这就是项目教学的源起。项目教学法主张教学互动,是以学生为本的活动教学法,也被称为“基于项目活动的研究性学习”。支撑项目化教学改革的理论有:(1)建构主义的学习理论。建构主义理论认为,学习者在一定的情境中,通过教师和合作学习者的助力,利用参阅资讯,以意义建构的方式获取知识。因此,项目教学就是立足于建构主义学习理论的研究式的学习模式。(2)实用主义的教育理论。杜威的实用主义教育理论要点:一是强调经验中心论。二是强调儿童中心论。主张教育应以受教育者为中心。三是强调活动中心论,提出“做中学”教育理论。(3)情境学习的理论。
心理学传统的情境学习理论认为,知识是情境化的,意即个体与情景相互作用而建构知识。因此,学习也是情境性的,知识建构应在实践中。项目教学的内容是现实世界的情境任务,学生由此获得岗位职业能力。
1.一般要求。明确教学目标,分为知识目标、素质目标、能力目标。提供每单元的六步详单:资讯单、决策单、计划单、实施单、检查单、评价单。小班授课。运用分组教学法,进行同质分组或异质分组。引入竞争机制,培育团队精神,学会合作、竞争、宣传、组织、策划。项目在多元智能培养中进行,如看、听、说、做、演等。
2.每章应设计出一个情境任务。“项目”是一个具体的实际工作。“项目”的情境就是这件事情的由来、它的工作环境与约束条件。情境任务应是每章(即教学单元)的贯穿线,即围绕本章知识点完成一项任务(做事)。情境任务应是实际社会活动为背景的工作,通过与人交往、与人合作完成一次社会服务或一次社会实践,如进社区进行理论宣讲。情境任务包括正常情境、出错情境、紧急情境、意外情境的任务。情境任务要求是学生在教室能够完成,需要进一步延伸的任务进入第二课堂(课外),由思政部、团委共同成立管理“项目教学理论社团――思政教师工作室”,思政教师项目活动工作室,通过参加理论社团活动完成项目的深度任务。
3.要挖掘整理出一章节(即一个教学单元)的知识点。知识点分要求学生了解、理解、掌握三个层面。要求记忆背诵的要标明,考核要求是能够默写出来。知识点是传统教学方法“教、学”的内容。知识点是课程题库编制的要点,依据知识点设计填空题、选择(单选、多项)题、判断改正题、材料阅读回答问题、核心知识点问题短论题(200~500字)。知识点考核通过平时按章节学生在多媒体教学一体机环境下答题或笔答或期末班级整体在微机房进行网上答题。
4.围绕情境任务,要设计能力点,在做事中体现能力的递进。能力点与知识点结合进行,既先实践后理论,或先理论后实践,理实一体,要精心设计能力训练过程。能力等级包括模仿完成、指导完成、讨论完成、独立完成、协作完成或包括具体技能、具体经验、一般技能、一般知识、社会能力、方法能力、经济法律人际关系等非技术方面技能知识、学会做人建立正确价值观、世界观和人生观。
5.充分体现出学生为主体,体现出学生能力本位,反复在情境中训练。“在做中学”“边做边学”。针对不同学习基础学生准备差别任务进行训练。教师的主导作用是引导和调控,掌控整体学习进度。教师的主导作用体现在知识点讲解,重点突出必须讲授的内容,突出讲授教材的难点内容,重点讲解学生看书看不懂的内容,书上没有写明又需要加以讲授的内容。
《毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论》课新修订教材共12章,项目教学仍以每章为一个单元,紧密结合教材内容并适当加以拓展,联系社会实际,进行整体设计。如第一章《马克思主义中国化两大理论成果》项目设计如下:项目情境之一为演绎红色经典。任务驱动描述为读《毛泽东选集》节选篇目;吟唱红歌红诗;观看《走近毛泽东》等影视作品精彩片段,写出观后感。能力培养是引导其通过读原著、吟唱红歌红诗,观看影视作品等激发兴趣,增进情感体验、促进由信念向信仰的转化。项目情境之二为“实事求事”微调查。任务驱动描述为阅读《改造我们的学习》《人的正确思想是从哪里来的》,对班级的学风等问题进行微调查,并以实事求事的思想路线讲述解决问题的办法和成功案例。能力培养是培养学生优良的马克思主义学风,学会实事求事地开展调查研究,认识规律,顺应规律,把握规律,运用规律,获得自由而全面的发展。
又如,第二章《新民主主义革命理论》项目设计:项目情境之一为角色扮演――“革命的闪客”。任务驱动描述为通过阅读《矛盾论》《中国社会各阶级的分析》等《毛泽东选集》中的有关文献,学会矛盾分析法、阶级分析法研究旧中国国情,在此基础上撰写一篇3~5分钟的演讲稿,以20世纪30年代为时代背景,主要是写明革命的路线、纲领、道路等,在飞行集会上宣讲,担当“革命的闪客”。能力培养是培养运用矛盾分析法、阶级分析法分析国情;培养面对公众运用通俗生动的语言进行理论宣讲鼓动的能力。项目情境之二:自办(或学习小组办)一份“燎原”电子报。
任务驱动描述:通读本章内容,利用网络收集新民主主义革命不同时期的照片,进行图文整理、编辑、设计,自制(或学习小组)一份“燎原”电子报。内容涵盖新民主主义革命的国情分析、重要文献简表、总路线、纲领、道路、经验(法宝)、意义等。能力培养:培养学生对理论知识的梳理、加工能力;通过图片直观了解革命史,培养运用图片直观表达能力;学习初步报纸编辑能力,提高新闻媒体素养。
综上所述,项目化教学给思想政治理论课教学改革带来了新动力,将使课堂教学互动更加充分,使教师教学魅力得以显现,进一步提高思想政治理论课的实效性。
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《机械设计》是高等理工学院机械类专业学生必修的技术基础课程,其教学大纲中规定的主要功能是教授大学生机械设计的基本知识、通用零件设计的基本能力和工程意识培养。除上述功能外,通过机械设计的教学,学生将得到综合运用力学、材料、制图等课程所学基本知识,初步进行机械设计和机械结构性能分析与评价的锻炼,为将来设计机器打下基础。这些对于提高大学生的创新能力,培养大学生的工程意识,有重要意义。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于创新与实践能力培养的机械设计试验教学相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
基础的一门课程,同时也是作为学生在机械设计方面的综合能力,在设计和创新能力以及训练工程意识时都具有非常关键的作用。在进行实践教学的过程当中它对于培养学生的思维,创新意识以及达到怎样的教学目标都起到了非常重要的意义。在当前形势下,实践教学环节是广泛应用的,但是由于落后的测试设备,落后的师资队伍,陈旧的教学方法等方面都影响了实践的发展,学生更不能有效的进行动手和创新,所以,必须要提高教学的实践性,从而才能加强对学生专业的培养,实践能力的提高,开辟出一条新的途径和有效应用。
通过在教学当中,我们可以选用一些以往的学生作品当成教学演示,再应用多媒体教学作为课堂的技术方法,把这些好的作品带进课堂当中,让学生可以更为直观的参观欣赏,让他们不再有一些畏难的心理负担,从而也可以增强他们的积极性,开创性。最后让学生通过这些作品进行分析讨论,分享体会,从而来引导他们可以更为细致的对这些作品进行深入研究,找到创新立意,进而来提高学生的综合能力。
(一)机械设计作为实践综合性非常很强的一门主要课程,在实验教学过程当中则是非常关键的一个环节了,实现教学目标是有着重要意义的。
我们在培养学生机械设计课程时,实践则是一条不可小视的途径,同时也是培养学生分析能力,解决问题,理论实践和创新能力的一种重要途径。学生在掌握机械原理的程度会影响到具体的实践能力。我们都知道,在机械产品当中,主要是由运动机械以及多个零部件组成的,它们都具有不同的应用功能,并且所适用的场合也是不同的,所以必须要充分的了解机械产品的设计以及各个原理才可以更好的运用它的工程实践。
此外,由于机械设计一般包括的体系是非常宽泛的,不仅有理论知识,计算推导,也需要一些图表与公式的配合,才能发挥出它的作用。在这门课程当中,教学的主要目的是让学生可以在短时间内学习有效的知识,但是在现阶段而言,由于学校在多方面都受到了一些限制,不利于学生的全面学习,从客观角度来讲对实践是不利的,所以我们必须要探索出一条更适合的方法,可以在短时间内让学生学到具有创新意义的实践技能,更为科学的与理论相结合。
(二)由于课程设计具有一定的复杂性,也具有一定的重要性,所以我们必须要改革以往的课程目标,重新设计课程内容。
学校一般会安排几名老师作为技术指导,但在新的课程安排当中减少了老师的比例,这样不仅可以减轻老师的负担,也可以让学生在自己动手的过程当中找到创新的能力。在机械类的学科当中,一般包括机械方案的设计以及制作,在这个过程当中一般是为了培养学生的综合知识运用以及培养他们的能力实践创新,从而来提高他们的思维意识,在部分学校当中还会应用团队合作来完成设计实验教学,通过让学生自己做相关的课程设计,这样不仅可以提高了学生的收益,也降低了敷衍设计的比例。
此外,在机械设计课程的学习过程当中,我们也可以让学生应用一些相关的软件作为辅助作图设计,可以更好的构建三维模型,达到传真的效果。我们清楚的可以看到三维软件具有非常强大的一些应用功能,所以在零件的设计上是非常明显直观的,而它的参数多功能也是非常强大的,所以极易修改零件图以及装配图当中错误的特征。而我们在建立整机装配模型时,应进一步的分析设计产品所具有的运动仿真以及干涉检验等问题,对于所发现的问题可以及时的解决,来加强学生在机械设计学习中的创新能力,全面培养他们的创新思维性。
(三)在机械设计课程的试验中,我们所要达到的目的就
是为了让学生可以在短时间内学到最有效的知识,但是在现阶段的学校当中,在很多方面都受到了一些客观限制,这对于学生获取知识是非常不利的,所以,在一些高校当中为了让学生可以学到丰富的知识,便探索出创新的实验教学应用,理论结合于实践,作用比较明显。
在很多高校当中都会应用这种方法,一些老师也对这种方法提出了不错的评价,当教师传授机械理论知识时,可以不受课本当中一些内容的束缚,并且让学生置身在具体的实验操作当中,其目的就是把实验的过程变成学习的过程,从而可以加深对理论知识的掌握,在学生提出疑问时也可以找到更好的方法进行解答,理论实践应用在创新当中,所得到的效果则是非常明显的,而吸收也是较为快速的,在短时间内学到丰富的理论知识,也提高学生的创新能力,通过设计实验不仅巩固了知识也增加了思维的创新意识。
总而言之,对于在培养专业的机械设计人才时,不仅让学生要全面的掌握专业知识,方法以及理论基础,更要提高他们对机械知识的应用,培养他们的创新能力,这才是我们教育改革最重要的目的。在创新能力的培养过程当中,思维开发,意识创新,提高教育的本质思想,这才是最为核心的教学内容。
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RTSP即实时流传输协议,是一种控制实时流传输的应用级协议。RTSP协议控制流媒体数据的传输,此协议主要应用于IPTV(交互式网络电视)系统。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈基于MPLAYER 的RTSP客户端设计与实现相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
近年来,流媒体技术越来越多的被用到诸如视频会议、视频监控等诸多领域。尽管流媒体技术在PC 领域的发展已经较为成熟,但是在嵌入式领域,仍然有着重要的研究意义。
文章在arm-linux 上,通过移植开源库LIVE555 和开源播放器MPLAYER,并将两者联合编译,实现了RTSP 的客户端软件设计。实现通过IP 地址接受服务器端传输过来的RTSP 码流,并解码播放。
RTSP 协议,即实时流传输协议,定义了一对多应用程序如何有效地通过IP 网络传送多媒体数据。RTSP 协议以客户端和服务器方式工作,要实现RTSP 的控制功能,需要有专门的媒体播放器(mediaplayer)和媒体服务器(media server)。媒体服务器与媒体播放器的关系是服务器与客户端的关系。
文章系统针对的是RTSP 客户端软件设计。需要能接收到网络传过来的码流数据,并进行RTP 解包,H264 解码,并实时播放。考虑到实际情况,采用了LIVE555+MPLAYER 的方案。
LIVE555 是一个为流媒体技术提供解决方案的跨平台开源项目,它采用了C/S 架构,能够支持广播、单播和组播等通信模式,同时支持RTP/RTCP,RTSP 等高效流媒体传输协议,它是目前实现rtsp协议最高效的开源代码,能很方便的移植到各种嵌入式系统中,而且该开源项目更新速度很快,所以文章选择了LIVE555 作为解决方案。
本系统在设计时使用LIVE555 的官方源代码live.2015.02.01.tar.gz,下面介绍LIVE555 的配置、安装、移植步骤:
(1)下载LIVE555 源文件live.2015.04.01.tar.gz,并解压到/usr/local/lib/目录中。(2)修改编译器。修改config.armlinux 文件,替换为ARM 版本的编译器,CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-。(3)生成makefile。./genMakefile config.armlinux.(4)Make。可以看到开发包中多了很多新文件,至此,移植完成。编译完成后,找到Test-Progs 文件夹中的文件openrtsp 和testRTSPclient,将其拷贝到ARM中。
ARM 上电后,执行./openrtsp rtsp:https://192.168.1.100/Stream1.h264,可以看到能接收到服务器端发送过来的视频流,并将接收到的视频流的帧率,时间戳等信息打印到了屏幕上。
执行./openRTSP -F microcreat- rtsp:https://192.168.196.100/1.h264,可以看到LIVE555 将接收到的码流以H264 格式将数据保存了下来,此H264 文件是可以直接播放的。
文章选择了用开源播放器对RTSP 码流进行RTP 拆包的设计方案。而作为目前最优秀的播放器之一的MPLAYER,能够播放大部分流行的音视频格式文件,如MP3,WMV,RM,MPEG,VOB,AVI 等,同时支持嵌入式linux 系统,可移植性强,占用资源少,播放效果佳,因此文章选择了MPLAYER 作为解决方案。
本系统在设计时使用Mplayer 最新的官方源代码MPlayer-1.Orc2.tar.bz2,下面介绍Mplayer 的配置、安装、移植步骤:
(1)下载压缩文件,并解压MPlaye:源文件MPlayer-1.Orc2.tar.bz2。
(2)在MPlayer-1.Orc2 文件夹下执行如下配置文件,如下:
./configure-host-cc=gcc-cc=arm-none-linux-gnueabi-gcc-target=arm-linux-enable-static l-disable-dvdnav-disable-libdvdcss-internal-enable-fbdev-enaable-live-enable-x264-prefix==/opt/arm_mplayerdisable-ivtv-codecsdir= /home/mplayer/essential-20071007
其中:-cc=arm-none-linux-gnueabi-gcc 是用来指定编译器的,-target=arm-linux 是用来指出所编译的是目标版本是ARM-LINUX版本的,需要特别指出的是,enable-x264 是用来使能X264 编码库的,如果不使能则不能播放H264 视频,-enaable-live 这个选项是用来使能LIVE555 库的,一定不能少,否则不能接受码流。同时注意查看是否支持LIVE555,如果不支持,则需要执行:
./configure -extracflags=-I
(3)执行命令:make。至此,得到了mplayer 可执行文件。将其拷贝到目标版arm 上即可。
由于mplayer 默认使用fb0 进行播放,而本课题系统标清显示接口所对应的驱动为fb2,所以在运行示例程序前需要告知mplayer使用哪个fb 驱动,执行命令修改fb 默认使用通道,如下:
#export FRAMEBUFFER=/dev/fb2
#./mplayer -vo lbdev <播放文件名> https://播放本地视频文件
#./mplayer -vo lbdev rtsp:https://192.168.196.100/1.h264 https://接收网络码流并播放
通过以上方法,就得到了RTSP 的客户端软件,可以通过以上命令播放本地视频文件。同时也通过url(rtsp:https://192.168.196.100/1.h264)接收网络传过来的码流,并进行RTP 解包播放。
RTSP 的客户端设计有各种各样的方法,但是大部分都是针对不同的平台有着不同的解决方案,而文章所设计的系统具有很强的移植性,所有的ARM-LINUX 均可以采用文章所设计的系统建立RTSP 客户端,为相关应用提供了参考解决方案,有着重要的研究和应用意义。
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智能计算只是一种经验化的计算机思考性程序,是人工智能化体系的一个分支,其是辅助人类去处理各式问题的具有独立思考能力的系统。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于智能计算的计算机网络可靠性分析研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
前言:作为一种计算机的思考性程序,智能计算有效结合人工智能化体系,提高自身的经验来帮助人类处理问题。伴随着信息技术的飞速发展,传统的简单的控制系统框架已经向复杂化转变。在这种情况下,人们越来越致力于智能计算的计算机网络可靠性的研究。
1、网络设备的影响。作为一种终端设备,网络设备能够同使用者进行直接的联系。计算机网络的可靠性将会受到网络设备的严重影响。网络设备较强的交互能力是保证计算机网络极高可靠性的基础。在信息技术不断发展和进步的过程中,这一终端设备不断得到了完善。现阶段,在完善计算机网络设备的过程中我国的发展速度较快,然而在实际的运行过程中,网络设备仍然存在较多问题,这些造成网络设备出现问题的因素导致了计算机网络可靠性的降低。因此,加强对网络设备的完善能够有效提高计算机网络可靠性。
2、传输的交互设备影响。传输的交互设备是计算机网络的重要组成部分之一。有效促进承担着数据信号的连贯接收和传送有助于加强计算机网络的连接顺畅。然而,计算机的网络可靠性受到传输的交互设备的制约并不明显,在日常的运行过程中很难找到有用传输的交换设备造成的计算机网络不稳定现象,同时,要想对其进行彻底的调查,是需要花费大量资金来进行的。
3、网络管理的影响。在基本状况下,构成计算机网络的系统是由相关仪器设备易搭配网络系统的形式最终形成的。分别属于不同公司的开发商将其进行开发和生产制造出了网络系统,这种状况就导致了网络系统的复杂结构。然而,网络在日常的运行过程中是很容易出现信息丢失的现象的,为了避免这种现象的发生,促进信息能够得到准确的传输,及时找到故障发生地是十分重要的,可是这些工作要将强有力的网络管理实际应用到结构复杂且系统庞大的网络当中来进行。在提高计算机网络可靠性的问题上,健全而完善的网络管理是必不可少的。
1、重视合理设计计算机网络容错性。一方面,在这种情况下,网络设计要坚持冗余和并行的原则。在实施有效防护计算机网络安全的时候,要将服务器和用户终端同时连接到两个计算机网络中心当中,这样一来,意外事件发生的概率就会被有效的降低。当突发情况偶然发生时,网络的容错性能够利用两个网络中心的相互配合而实现;另一方面,要想能够保证当某一设备运行出现困难的时候不至于影响其他设备的正常运行,就要将路由器、数据链路和广域网等计算机网络设备通过互联网来进行连接;最后,网络故障的有效防范一定要坚持不断开发和使用先进的技术,将全新的网络技术应用到服务器当中能够达到这一效果,同时,服务器的选择还要多加慎重,将可靠性较高和容错性较好的服务器与新技术相结合,才能够达到更加理想的效果。
2、双网络的冗余设计的实施。在促进计算机网络可靠性提高的过程中一定要注重对于后备设备的有效应用,要想达到这一目的,就要及时实施双网络的冗余设计,这一设计要建立在单个计算机网络的基础之上,要在此之上实施一个备用的计算机网络设计。这种做法能够有效促进双网络的冗余设计的实施。计算机网络要想能够促进信心的有效及时送达,就要将计算机网络结构中全部的网络电逐个连接,这种做法能够促进计算机网络的正常运行,不管是在单一的路网还是双路网之下,都能够保证较高的可靠性存在于计算机网络当中。
3、加强设计计算机网络层次和体系结构。软硬件是计算机网络构成的主要因素,网络设备指的是硬件设施,网络的体系构成和构成层次则属于软件范畴。作为一项无形的计算机网络软件设备,它自身重要的地位和作用是无法在计算机网络运行中被忽略掉的。在这种情况下,只要充分关注计算机网络层次和体系结构的设计,提高设计过程的科学性和可靠性,才能够促进计算机网络可靠性的提高。
伴随着信息技术的不断发展,它对人们的工作和生活产生了重大的影响,在这种情况下,人们越来越重视智能计算的计算机网络可靠性的研究。对网络可靠性进行充分的分析,要建立在大量的实践经验基础之上,在日常的工作过程中,有效运用各种措施,来促进计算机网络系统可靠性的不断提高,建设更加科学和合理的计算机网络。
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