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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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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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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。
【基于项目的高职院校思想政治理论课教学设计】相关
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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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《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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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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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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网站开发是制作一些专业性强的网站,比如说动态网页。ASP、PHP、JSP网页。而且网站开发一般是原创,网站制作可以用别人的模板。网站开发字面意思比制作有更深层次的进步,它不仅仅是网站美工和内容,它可能涉及到域名注册查询、网站的一些功能的开发。对于较大的组织和企业,网站开发团队可以由数以百计的人(web开发者)组成。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于ASP.NET技术的网站开发与设计技术分析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
浅谈基于ASP.NET技术的网站开发与设计技术分析全文如下:
随生活水平的不断提高,人们对旅游的意识也在不断增强,而目前,旅行社组织游客的主要方式为组团旅游,其特点是旅游路线固定,时间段固定。对旅行社业务进行支持的计算机软件系统也都停留在这方面的管理上。利用网络平台提供给用户自由行的旅游服务是一种观念和行动的变革。
网站应具有向用户提供旅游信息服务,用户注册信息,员工协助用户自由行后的工作情况汇报及留言功能。由此网站被规划为景点介绍,主题旅行,信息注册,员工工作情况汇报和微博模块。
3.1 技术选用
ASP.NET 是.NET Framework 的一部分,是一项微软公司的技术,是一种使嵌入网页中的脚本可由因特网服务器执行的服务器端脚本技术,它可以在通过HTTP 请求文档时再在Web服务器上动态创建它们。设计中使用asp net 的内置控件HTML控件 (HTML control) 和用户控件 (User control) 以及外置控件来完成功能。在使用外置控件前,需要将其添加到Visual Studio.NET 环境中。然后就可以通过启动一个新项目来使用新的控件。
选用C# 作为.NET 开发的语言,VS 环境中可以使用的脚本语言有C#,VBT 和J#。C# 是微软公司专门为.NET 量身定做的面向对向的编程语言。具备面向对象程序设计语言的一切特性,如封装,继承,多态等。
ASP.NET 采用ADO.NET 技术实现对数据库的访问使用ADO.NET 作为数据库访问的工具, 实现了.NET 程序员方便实现对后台数据库表的增、删、改、查操作。可以用数据集代替传统的ADO 中无连接的记录集。并提供了丰富的数据绑定控件,操作起来简单便捷。
JavaScript 是一种属于网络的脚本语言, 已经被广泛用于Web 应用开发, 常用来为网页添加各式各样的动态功能, 为用户提供更流畅美观的浏览效果。JavaScript 脚本是通过嵌入在HTML 中来实现自身的功能的。
3.2 开发环境
Windows 7 操作系统,在Microsoft visual studio 2008 集成开发环境中采用C# 语言进行开发。配置 IIS7(Internet InformationServer)服务。采用数据库SQL2008 存储数据。
在网站的开发中有数据处理和将现有成熟页面转换为需求页面提高开发效率两个方面的技术关键。
4.1 数据库操作
在网站的开发中,动态网页体现于系统对用户要求的灵活处理。用户对数据处理的要求必然要经过系统对数据库的访问,因此页面对数据库的操作尤为重要,是整个系统的核心处理单元。
ADO.NET 就是.NET Framework 类库中用于实现对数据库中的数据进行操作的一些类的集合。它分为DataSet 对象和数据提供者两个部分。DataSet 对象是内存中以“表格的形式”保存一批批的数据,也可以理解为若干张数据表(DataTable)的集合,每张数据表也有自己的“表名”;数据提供者包含许多针对数据源的组件,应用程序主要是通过这些组件来完成针对指定数据源的连接、提取数据、操作数据、执行数据命令。这些组件主要包括Connection、Command、DataReader 和DataAdapter。利用这些元素完成网页对数据库的操作,实现既定功能。
4.1.1 查询数据代码
try
{
conn = new SqlConnection(ConnectionString);
dataset = new DataSet();
DataAdapter = new SqlDataAdapter(“SQL 语句”,conn);
DataAdapter.Fill(dataset, “相关数据表”);
GridView1.DataSource = dataset;
GridView1.DataMember = “相关数据表”;
GridView1.DataBind();
}
catch (Exception ex)
{
Response.Write(“语法错误:” + ex.Message);
Response.End();
}
finally
{
if (conn != null) conn.Dispose();
if (dataset != null) dataset.Dispose();
}
4.1.2 数据增删改代码
conn = new SqlConnection(ConnectionString);
Command = new SqlCommand(strSQL, conn);
conn.Open();
int n = Command.ExecuteNonQuery();
Response.Write(“ ”);
4.2 静态HTML 网页转换为aspx 页面
开发中将成熟的HTML 页面转换为aspx 页面可以提高开发效率,但是也带来了一些问题,通过以下技术得以解决。
https://HTML 页面的head
https://HTML 页面的body
在为旅游公司开发网站的过程中,由于很好地解决了数据处理和将现有成熟页面转换为需求页面提高开发效率两个方面的问题,使开发工作顺利完成。开发的系统能够符合需求分析既定的目标。
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uC/OS-III(Micro C OS Three 微型的C 语言编写的操作系统第3版)是一个可升级的,可固化的,基于优先级的实时内核。它对任务的个数无限制。uC/OS-III 是一个第3 代的系统内核,支持现代的实时内核所期待的大部分功能。例如资源管理,同步,任务间的通信等等。然而,uC/OS-III 提供的特色功能在其它的实时内核中是找不到的,比如说完备的运行时间测量性能,直接地发送信号或者消息到任务,任务可以同时等待多个内核对象等。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈基于STM32的μCOS-Ⅲ系统移植的设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着人类社会经济的不断发展,科研领域不断的拓宽,嵌入式系统产品渐渐完善,并在全世界各行业得到广泛应用。通过移植嵌入式操作系统,计算机可以更好的管理内存,并且在很大程度上实现了系统的实时性。μCOS-Ⅲ作为一个微型实时操作系统,包括了一个操作系统最基本的特性,使用汇编语言和C 语言编写的μCOS-Ⅲ的构思巧妙,结构简洁精炼,可读性很强,作为一个源码开放的嵌入式操作系统,用户只要做很少的工作就可以把它进行移植和维护。
1.1 实时操作系统μCOS-Ⅲ
μCOS-Ⅲ的前身是由美国嵌入式系统专家Jean J.Labrosse 于1992 年推出的嵌入式操作系统μCOS,经过了不断的完善和扩充,形成现在的μCOS-Ⅲ。
μCOS-Ⅲ是一个可以基于ROM 运行的、可裁减的、抢占式、实时多任务内核,具有高度可移植性。所谓的移植,在一个平台环境能够成功运行的程序,将它搬运到另一个平台环境,并且使其成功运行。发展至今的μCOS-Ⅲ,特别适合于微处理器和控制器,并且已经移植到近40 多种处理器体系上,涵盖了从8 位到64 位的各种CPU。
μCOS-Ⅲ源码可分为:与应用程序相关的文件、与计算机硬件相关的文件和系统内核的各种服务文件。用户在移植时,需要对与计算机硬件相关的文件进行修改:如OS_CPU.H 文件,OS_CPU_A.ASM 文件和OS_CPU_C.C 文件。而系统内核的各种文件,如:OS_CORE.C、OS_FLAG.C、OS_MBOX.C、OS_MUTEX.C 等,与应用程序相关的文件: INCLUDES.H 和OS_CFG.H 则不需要修改。
1.2 STM32 处理器
STM32 系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3 内核。我们所采用的STM32F103 型,其内核为ARM32 位Cortex -M3 CPU, 最高工作频率72MHz,1.25DMIPS/MHz。ECOPACK 封装,最多高达112 个的快速I/O 端口,最多多达11 个定时器,最多多达13 个通信接口,具有3 种模式:休眠,停止,待机模式的低功耗,可以使其广泛的应用于工业控制、医疗系统、访问控制等。
ST 公司针对STM32 提供了STM32 库作为函数接口,使得开发人员得以脱离最底层的寄存器操作,有开发快速、易于阅读、维护成本低等优点。
2.1 修改OS_CPU.H 文件
μCOS-Ⅲ的内核使用一个周期时钟中断,以计算任务延时时间和进行任务调度,在STM32 中,这样的时钟中断正适合由SysTick来提供。因为OS_CPU_SysTickHandler()函数与STM32 库所提供的stm32F10x_it.c 文件中的SycTick_Handler()函数功能一样,都是使用SysTick 的中断处理,所以我们采用SycTick_Handler()函数。因此,相应的对于OS_CPU.H 文件的操作是:注释掉OS_CPU_SysTickHandler()和OS_SysTickInit()函数的声明。
2.2 修改OS_CPU_C.C
OS_CPU_SysTickHandler()和OS_CPU_SysTickInit()函数的定义在OS_CPU_C.C 文件中,由于我们采用了STM32 官方库提供的函数来对SysTick 进行中断处理,所以我们要把OS_CPU_C.C 的OS_CPU_SysTickHandler()和OS_CPU_SysTickInit()这两个函数注释掉。
2.3 修改OS_CPU_A.ASM 文件
我们下载的μCOS-Ⅲ移植工程是在官方的IAR 编译环境下建立的,IAR 在汇编的语法方面和我们使用的MDK 编译器有一点区别,所有我们对汇编文件的部分指令做如下修改:在OS_CPU_A.ASM 文件中,将原来的PUBLIC 指令改为EXPORT,它们是等价的。
2.4 修改CPU_A.ASM 文件
在CPU_A.ASM 汇编文件中,仍有因编译环境的不同而引起的错误,修改的方法同修改OS_CPU_A.ASM 文件一样,将原来的PUBLIC 指令改为EXPORT。除此之外,在CPU_A.ASM 文件中某些标号带有冒号,如“CPU_CntLeadZeros:”、“CPU_RevBits:”、“CPU_WaitForInt:”和“CPU_WaitForExpect:”,为了适应编译环境,需要将其中的冒号去掉。
2.5 修改STM32F10X_IT.C 文件
为了实现和完成完整的中断,我们需要将STM32F10X_IT.C 文件原有的PendSV_Handler 空函数注释掉,同时编写SysTick 中断服务函数。
我们可以看到,在SysTick 的函数中调用了3 个函数,它们都是μCOS 源码定义的函数,其基本功能如下:
(1)OSIntEnter () 函数, 对用于表示中断嵌套层的变量OSIntNesting 加1,它与OSIntExit()函数成对出现,在进入中断服务函数时,都应该包含这两个函数,中断服务的内容位于这两个函数之间。
(2)OSIntExit()函数,除了对嵌套层数OSIntNesting 减1 表示退出中断外,还具有任务调度功能。
(3)OSTimeTick()函数主要工作是对系统统计事件的变量OSTime加1,另外,它还会遍历所有任务,对延时任务的时间减1。
至此,我们对μCOS 的源码针对编译环境做了修改,将SysTick中断修改到STM32 所提供的STM32F10X_IT.C 文件后,就基本完成了μCOS 的移植了。
我们现在需要对移植好的代码做一个简单的测试,通过编写流水灯任务来验证移植的成功。流水灯任务的部分代码如表3:运行后我们发现实验板的流水灯按照循环的方式一直闪烁,验证了μCOS-Ⅲ在STM32 处理器核上的成功移植。
作为一个成熟的嵌入式操作系统,μCOS-Ⅲ已经被广泛移植于各种体系的微型处理器上了。在嵌入式技术高速发展的今天,基于ARM 为内核的微处理器凭借ARM 优秀的体系结构被运用于各种行业。通过研究μCOS-Ⅲ的移植,可以使得它在更广泛的平台得到应用,更促进嵌入式技术的发展。
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信息抽取技术对于从大量的文档中抽取需要的特定事实来说是非常有用的。互联网上就存在着这么一个文档库。在网上,同一主题的信息通常分散存放在不同网站上,表现的形式也各不相同。若能将这些信息收集在一起,用结构化形式储存,那将是有益的。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:基于XPath的新闻信息抽取系统设计与实现相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要:随着互联网技术的迅猛发展,因特网成为目前新闻信息最丰富最主要的来源。本文在分析新闻网页的基础上,并分析了目前现有的信息抽取技术和XML技术,提出了一个基于XML技术的Web新闻抽取系统。本文主要是充分运用XML中的XPath技术在数据定位方面的优势,并提出一种基于DOM树的XPath生成算法,使用XSLT语言用于描述抽取规则,并使用路径表达式XPath定位待抽取的信息点。
关键词:数据挖掘;信息抽取;新闻抽取系统;XPath
Abstract:With the rapid development of Internet technology, the Internet is now the main source of the most abundant information. On the basis of the analysis of news Web pages, and analysis of the current existing information extraction technology and XML technology,the paper presents a Web news extraction system based on XML technology. This paper mainly uses the XPath XML technology in data location advantages, and puts forward a DOM tree based XPath generation algorithm, using XSLT language to describe the selection rules, and the path expression XPath to extract information point.
Keywords:Data Mining;Information Extraction;News and Information Extraction System; XPath
随着时代发展,高校信息化建设成为影响学校发展的重要因素。目前高校主要活动由党委宣传部集中报道并及时发布门户网站,其他信息则由宣传部下属各二级单位信息员提供,或是宣传部采集二级网站新闻来进行获取。但网站在为学校教职工提供大量丰富信息的同时,却也为如何获得更加高效实用信息带来了巨大挑战,具体来说主要包括两个方面。一方面,随着学校的发展,各系部处室工作内容的增加,Web信息呈现爆炸式地增长,这就需要耗费信息采集员大量的时间、精力去搜集信息,但该种方式仍然还是会出现信息遗漏或新闻失去时效性等众多问题。另一方面,虽然二级网站存在本站搜索引擎,但是并没能给信息获取带来便捷。针对这一状况,并且随着对于信息获取要求的提高,用户已然趋向于更加精细、便捷的信息抽取方式。
Web信息抽取的主要信息源就是互联网。互联网的Web页上散布着隐含在HTML页面中的信息点,信息抽取的目的就是将用户需要查询和利用的信息从网页上提取出来[1],并转换成具有清晰语义的结构化文档形式,再反馈给用户。
从20世纪80年代开始,信息抽取技术即已成为IT行业的研究热点之一。随着互联网的普及,Web信息抽取方面的研究逐渐兴起,研究人员开发了多种算法和系统。目前在世界上最为著名的“Web挖掘”项目就是卡耐基?梅隆大学的“自动学习和发现中心”[2]。这个项目的主要实现目标就是通过大型数据库存储自动从Web中提取的用户所需信息。国内一些单位对信息抽取方面也已开展了大量研究。例如中科院软件所研究的“基于DOM的信息抽取”[3],其抽取规则主要是通过归纳学习法半自动化算法生成。数据源包装器中的类就是由抽取规则而产生及实现的。
2.1 抽取方法概述
抽取规则生成是信息抽取的核心任务,而抽取规则实际上就是定位用户感兴趣的信息数据。若要定位Web文档中的数据,就必须从头至尾遍历网页。但这一方式却会严重影响信息抽取效率。在此,为了减小信息抽取的搜索空间,本文采用了Xpath的抽取方法。基于XPath规则的信息抽取过程则如图1所示。
基于XPath的抽取方法主要包括如下三步:
(1)首先需进行数据清洗。系统可从互联网下载用户所需的Web文档,将其转化成规范的XML文档。这一步骤的主要工作就是使用规范化的DOM树表示清洗后的网页;
(2)将用户感兴趣的数据项使用节点位置进行标识,并生成XPath表达式。在此步骤中XPath定位信息可由归纳学习各个样本的页面来挖掘和生成[4]。该方法获取用户感兴趣的数据定位信息,同时使用XML文档表示抽取规则;
(3)将归纳学习所得的规则生成抽取规则库。用户进行实际信息抽取时,便能应用该抽取规则。
综上所述,可知其实现过程就是:从一个指定抽取或训练的Web页面开始,清洗该页面数据得到DOM树结构,然后就是生成抽取规则,即通过XPath定位抽取信息的路径,这也是该技术过程的核心所在。最终的抽取结果信息点则可通过XPath执行引擎而相应获得。 2.2 基于XPath的信息抽取模型整体框架
基于XPath信息抽取系统的整体框架如图2所示。
由图2可知,给予信息抽取流程,整个系统可划分为三大部分,具体描述如下:
(1)网页解析
该模块就是将HTML网页转换成规范的XHTML网页,再解析XHTML网页生成DOM树。为了提高用户使用频度,目前浏览器均已具备较高的容错能力,即能自动过滤甚至是忽略HTML文档中的错误。但XPath对于HTML文档的适用性却又很高要求,因而将无法直接应用于该类文档,为此网页解析的重要性则不言而喻。
(2)生成规则
这个模块主要是通过人机交互,系统获取用户感兴趣的信息点,并对信息点与抽取结果之间的映射关系进行定义。在系统内部完成的处理任务是,使用XPath表达式表示获取的对应信息点,并与抽取结果的字段相匹配,也就是完成规则定义的映射,其后即用XML格式文档表示抽取规则,若规则发生错误则可进行人工修改。
(3)规则执行
在这一模块中完成了信息抽取。首先,从规则库中读取已定义的抽取规则,然后抽取得到用户所需的信息点,最后再将结果存入数据库中。
2.3 抽取规则描述
抽取规则主要描述了语义模式和页面中所对应的信息块间的映射关系。以XPath表示的抽取规则,其描述特征的主要依据分别来自于待抽取的HTML文档中的结构、位置、视觉和语义等内容。
以台职院新闻网页中的其中一条XPath的路径规则来看:“/html[1]/body[1]/table[4]/tr[2]/td[3]/div[1]”。
通过对路径规则的特征分析,可以看出在抽取规则中结构特征具有较强的覆盖力,可作为生成抽取规则的主要依据。而位置、视觉、语义这些特征可用来辅助结构特征提高抽取规则的约束与区分能力。因此为设立一个健壮的抽取规则,在注重增加DOM结构性的同时,需尽量减少语义、视觉等特征对结构的依赖性。
2.4 抽取规则优化
2.4.1 基于JTree的DOM树优化
JTree是Java语言中的GUI组件之一。JTree表示节点及其之间关系的方式有些类似目录树。JTree树直观性很强,并可随意折叠或伸展,因此就能清楚地显示XML文档的树型结构数据及数据间的层次关系,让用户能明确标识出感兴趣的信息点[5]。
JTree树显示XML DOM文档树结构的基本方法是:首先解析XML文档转化成XML DOM树;然后获取该DOM树的根节点root,作为JTree树的根节点;接着通过使用深度优先遍历算法遍历DOM树,获取XML文档中所有准确的子节点;最后再将这些节点加载到JTree树的根节点中[5],并将相对应的节点添加到树中。遍历XML DOM树后构造JTree的算法流程图如图3所示。
2.4.2 信息定位优化
网页内容是不断变化的,尤其是高校的二级网站,汇集了教学、科研、学生等各类信息,几乎每天都在变化,在数月内网页模板至少也会变化一次。网页一旦变化就会影响抽取规则的修改甚至需要重新定制。因此,抽取规则的健壮程度是目前最重要的工作。
本文的抽取模型采用了Anchor-Hop模式,同时尽量避免这种树路径的定位缺陷。这种模型的最大优点是选择网页中一些较为固定的文本信息,并能根据网页结合相对路径和文本搜索进行数据定位。Anchor-Hop定位模式如图4所示。
下面则结合实际例子,解释Anchor-Hop定位模式的定位方法及路径表达方法。
通过图5分析,标签
是主要的上级节点。而且https://table[start-with(normalize-space(.),’Computer-Programming Java’)]
其他标签信息作为Hop信息点,XPath表达式为:
千年一叹:https://table[start-with(normalize-space(.),’Computer-Programming Java’)]/tr[2]/td[2]/text()
福尔摩斯探案全集:https://table[start-with(normalize-space(.),’Computer-Programming Java’)] /tr[3]/td[2]/ text()
由于XPath表达式是基于相对路径的,因此网页变化影响不会很大。
2.4.3 编写XSL模板规则
本文信息使用XML作为描述语言,因此抽取规则的描述基于逻辑模型DOM树,并通过XSLT来表示。由于XSL技术易于理解和修改[6],在XML中又能访问任意节点中的数据,并且大部分的开发工具均会支持这种技术,因此在本文使用XSLT描述抽取规则。
在信息抽取过程中,XSLT的作用是首先转换XML文档;其次通过路径表达式XPath和抽取指令生成抽取规则,这种方式生成的规则易于修改和信息抽取;而后又使用XSLT与XPath结合生成xsl格式的规则文件[7]。XSLT的特点是实现XML文档的格式转换。
根据本文提供的抽取规则,为了新闻抽取系统能便于用户的快速使用及日后维护,组成系统的模块力求简洁明了。台职院新闻抽取系统主要由四大模块组成:用户交互接口、抽取规则定制、新闻抽取、新闻信息编辑。除此之外,指定网站的抽取规则、抽取结果及用户信息等数据存入关系型数据库中,模型图如图6所示。
为提高信息抽取的准确率,本系统定制抽取规则采用了人机交互的方式,这种方式的最大优点是系统可以定时批量抽取信息。但是这种方式没有实现完全自动化,需要人工监控与干预,影响了系统的工作效率。随着信息需求的不断增长,信息抽取是目前信息技术处理中研究的热点,因此也设计了大量技术、算法用于解决更多抽取问题,信息抽取的准确率也将更加精确、高效。
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CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分,它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品,并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于CATIA的方程曲线设计建模研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
在航空、航天等领域,产品设计中包含大量重要的特殊曲线。这些特殊曲线往往是为了满足设计要求,通过理论设计和计算推导得出,具有明确的方程表达式。CATIA 作为当代主流的CAD/CAE/CAM 一体化软件,已经在航空、航天领域广泛应用。CATIA 软件提供诸如圆、椭圆、抛物线、双曲线、二次曲线、螺线、螺旋线等常规曲线建模工具栏命令,可以通过工具栏命令直接进行这些曲线的设计建模,其它曲线则没有直接的建模工具栏命令。因此,实现一般方程曲线在CATIA 软件中的设计建模显得尤为重要。
专门针对CATIA 方程曲线设计建模的国内文献较少。涉及、相关的文献大多集中在渐开线,其它方程曲线较少。在渐开线设计建模方面:徐锐良等[1]在CATIA 环境中利用渐开线的直角坐标参数方程得到一组渐开线上的离散点,使用样条线将这些离散的点连接起来,完成了渐开线的设计建模;周厚建等[2]依据渐开线生成的几何原理,使用CATIA 相关模块工具命令完成了渐开线的设计建模;朱明一等[3]根据渐开线的直角坐标系参数方程,使用CATIA 知识工程工具栏建立法则曲线,结合相关曲线工具栏命令完成了渐开线的设计建模。这三种方法是目前典型的渐开线设计建模的三类方法。
结合方程曲线对比分析以上三种方法:
(1) 通过样条线连接从曲线方程得到一组离散点来实现方程曲线设计建模的方法实际上是用样条线对方程曲线的一种近似,特点是直观、简单,但方程曲线的设计建模精度无法有效保证;
(2) 依据曲线生成的几何原理进行曲线设计建模的方法可以获得CATIA 软件系统支持精度的曲线模型,曲线模型精度可以得到有效保证,但对于没有明确几何原理的方程曲线该方法则无法完成,具有很大局限性,同时该方法需要把曲线生成的几何原理转换成CATIA 软件支持的工具栏命令,是基于CATIA 工具命令的对曲线生成几何原理进行的二次设计定义,设计建模过程复杂,建模思想晦涩、不易理解;
(3)使用曲线方程建立法则曲线同时结合相关曲线工具栏命令实现方程曲线设计建模的方法具可以保证方程曲线设计建模精度,同时相比较而言,设计建模思想简洁、直观。通过以上对比分析,结合实际工作经验,对于方程曲线的设计建模作者认为法则曲线结合相关曲线工具命令的方法在三种方法中最为理想。
法则曲线结合曲线工具栏命令的方程曲线设计建模方法具有诸多优点,该方法建模过程一般包含由以下三个步骤:(1)建立法则曲线;(2)建立平行曲线;(3)平行曲线的混合、投影等。下面结合具体实例,对法则曲线结合曲线工具栏命令的曲线设计建模过程进行说明。
2.1 建立法则曲线
CATIA 法则曲线使用的曲线方程为直角坐标方程,同时要求曲线方程可以转化为函数表达式,或者直角坐标参数方程。在CATIA知识工程工具栏中打开法则曲线编辑器,创建名称rule.y 法则曲线,在规则编辑器中输入y 关于t 的函数关系。同理,依据x 关于t 的函数关系建立rule.x 法则曲线。
2.2 建立平行曲线
在CATIA 软件中沿Z 轴方向建立一直线段,作为平行曲线命令操作对象,直线段的长度限定了参数方程中以t 为自变量的函数曲线的建模范围。选择平行曲线命令,以直线段为对象,ZX 平面为支持面,建立法则曲线rule.x 的平行曲线)。同理,以ZX 平面为支持面,建立法则曲线rule.y 的平行曲线。
2.3 平行曲线的混合、投影
选择混合命令,建立两条平行曲线的混合曲。将混合曲线向XY 平面投影,得到的投影曲线即为要求的方程曲线。混合、投影对于可以写成函数表达式y=f(x)的简单曲线方程,只需按照函数表达式建立法则曲线,创建法则曲线的平行曲线即为所需的方程曲线,而无需进行平行曲线混合、投影。
文章对CATIA 环境下一般方程曲线设计建模方法进行了探讨和研究,通过实例对基于法则曲线的方程曲线建模方法进行了论述和说明,对方程曲线设计建模工作有很好的借鉴和指导意义。
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Java是未来的主流开发技术,具有很多优势。JSP则是Java在Internet/Intranet Web上的重要应用技术,得到了广泛的支持和承认,它可以和各种Java技术完好地结合在一起,从而实现非常复杂的应用。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:基于JSP网页自动生成工具的设计与实现相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
基于JSP网页自动生成工具的设计与实现全文如下:
摘要:Web开发技术是Internet应用的一个重要方面,而JSP又是Web开发的最先进的技术,是当前Web开发人员的首选技术。但是由于JSP对Web开发人员要求较高,所以许多一般的Web开发人员还不能够使用这一项先进的技术。讨论基于模板和标签库的JSP网页自动生成工具的设计和实现,提出具体的设计思想和实现方法。
关键词:JSP;自动生成;Web开发;标签;标签库;模板
引言…………………………………………………………………..2
1 系统设计目标和使用的主要技术……………………………….4
1.1 设计目标………………………………………………………4
1.2 主要技术………………………………………………………4
1.2.1 模板技术………………………………………………….4
1.2.2 标签库技术……………………………………………….4
2 系统的组成和实现……………………………………………….6
2.1 系统组成………………………………………………………6
2.2 系统的实现……………………………………………………7
2.2.1 模板库和标签库的实现………………………………….7
2.2.2 系统开发环境…………………………………………….11
3 结束语…………………………………………………………….11
随着WWW(World Wide Web)的普及,动态网页技术也急速发展。从原来的CGI(Common Gateway In-terface)到ASP(Active Server Page),都从某种程度上满足了网页开发人员对动态网页开发技术的需求。但是不管是CGI还是ASP都存在一定的局限性,如CGI对服务器资源的耗费,ASP只能同Microsoft IIS一起使用等,这些都限制了这些技术的使用范围,极大地阻碍了它们的推广。广大的页面开发人员都热切地盼望一种统一的页面开发技术,该技术应该具有的特点:①与操作平台无关,能够在任何Web或应用程序服务器上运行;②将应用程序逻辑和页面显示分离;③提供代码重用,简化开发基于Web的交互式应用程序的过程。
JSP(Java Server Page)技术就是被设计用来满足这样的要求的。JSP是由Sun MicroSystem公司于1999年6月推出的新的网页开发技术,它是基于Java Serv-let以及整个Java体系的Web开发技术,是Servlet2.1API的扩展。利用这一技术,可以建立先进、安全和跨平台的动态网站。
Java是未来的主流开发技术,具有很多优势。JSP则是Java在Internet/Intranet Web上的重要应用技术,得到了广泛的支持和承认,它可以和各种Java技术完好地结合在一起,从而实现非常复杂的应用。
作为一种基于文本的、以显示为中心的开发技术,JSP提供了Java Servlet的所有好处。为了做到逻辑功能和显示功能分开,JSP已经可以和JavaBeans、Enterprise JavaBeans(EJB)和Servlet一起工作。JSP的开发人员可以通过使用JavaBeans、EJB和Servlet来完成大部分与网站逻辑相关的工作,而仅仅把显示的工作交给JSP页面来完成。内容和显示逻辑分开的好处在于,更新页面外观的人员不必懂得Java代码,而更新Java类的人员也不必是设计网页的行家。这就可以用带Java类的JSP页面来定义Web模板,以建立一个具有相似外观的页面组成的网站。Java类完成数据提供,在模板中就没有Java代码,这意味着这些模板可以由一个HTML编写人员来维护。
JSP作为当前主流的网页开发技术,具有如下特点。
1)将内容的生成和显示进行分离:使用JSP技术,Web页面开发人员可以使用HTML或者XML标识来设计和格式化最终的页面。使用JSP标识或者小脚本来生成页面上的动态内容(内容是根据请求来变化的)。生成内容的逻辑被封装在标识和JavaBeans组件中,并且捆绑在小脚本中,所有的脚本在服务器端运行。如果核心逻辑被封装在标识和JavaBeans中,那么其他人,如Web管理人员和页面设计者,能够编辑和使用JSP页面,而不影响内容的生成。
2)强调可重用的组件:绝大多数JSP页面依赖于可重用的、跨平台的组件来完成应用程序所要求的更为复杂的处理。得益于Java的操作平台无关性,开发人员能够很方便共享和交流执行普通操作的组件,或者使得这些组件为更多的使用者所使用。基于组件的方法加速了总体的开发过程,极大地提高了项目整体开发的效率。
虽然JSP功能强大,但是它要求网页开发人员对Java要相当熟悉。而现在Java程序员还比较少,对一般的网页开发人员来说,JSP的语法还是比较难于掌握的。所以,就需要有一种网页开发工具,为一般的网页开发人员提供常用的JSP应用,让只懂得一般页面开发技术(HTML)的开发人员也能够使用JSP的强大功能。
1.1设计目标
本系统的设计目标是为只懂得HTML但完全不了解JSP的一般网页开发人员提供一个网页开发工具,使他们能够根据系统文档,通过标签使用JSP的常用功能,最后生成一个只包含静态HTML和JSP标签的动态JSP网页。
1.2主要技术
本系统在设计时,主要考虑使用模板和JSP标签的技术来实现。
1.2.1模板技术
模板技术被广泛地应用于各种开发和应用系统中。它预先生成一些常用的框架结构,使用户可以根据自己的需要方便地从模板库中选择模板,而不用自己重新去搭建,节省了用户的开发时间,方便了用户的使用。在本系统中,将页面按照功能类型进行分类,归纳出常用的页面类型,生成模板库。
1.2.2标签库技术
在JSP中,动作是可以创造与访问程序语言对象和影响输出流的元素。JSP定义了六个标准的动作。除了这六个标准动作以外,用户可以定义自己的动作来完成特定的功能。这些动作被称为客户化动作,它们是可重用的程序模块。通过这些动作,程序员就可以在JSP页面中把页面的显示功能也部分地封装起来,使整个页面更加简洁和易于维护。在一个JSP页面中,这些客户化动作是通过客户化标签来调用的。而标签库(Tag Library)就是客户化标签的集合。
JSP标签库是一种通过JavaBeans生成基于XML的脚本的方法。它是JSP的最大特点之一。通过标签库,能够无限制地扩展JSP应用,完成任何复杂的应用需求。
JSP标签库具有以下特点。
1)易于使用:JSP中的标签和一般的HTML标记外表上是完全一样的,使用起来和普通的HTML标记一样方便。
2)易于代码重用:标签库中的每一个标签都能完成一定的功能。一旦定义好了一个标签库,只需要把这个标签库包装成一个Jar文件,那么以后只要在别的系统中使用这个标签库就行了,而不用重新开发代码,极大地提高了系统开发效率,降低了开发成本。
3)易于代码维护:所有的应用逻辑都封装在标签处理器和JavaBeans中,所有的标签都集中在一个标签库中。如果需要更新代码或者需要修改一个网页上的功能,只需要修改相应的标签即可。通过这种统一维护方式,不用在每个网页上去作修改,极大地减少了维护的工作量,节约了维护成本。
4)易于系统扩充:如果需要向系统中添加新的功能,只需要定义一个新的标签来完成这一功能即可,无需对系统的其它方面作任何改动。标签库可以继承JSP规范各方面的特性。这样就可以无限制地扩展和增加JSP的功能,而不需要等待下一版本JSP的出现。
2.1系统组成
本系统主要由四个部分组成,见图1。
1)数据库连接部分:本系统支持常用的几个数据库,包括Oracle、Sybase、MSSQLServer、MySQL和DB2,根据用户选择的数据库类型和用户提供的数据库名称、用户名、密码使用JDBC同数据库相连。
2)系统基本表生成部分:和数据库连接以后,根据同数据库相连的用户名生成两个系统基本表TC-Tables和TC-Columns,TC-Tables表包含在该数据库中属于该用户的所有的表的英文名称、中文名称和一些属性,如是否可修改、是否可查询等;TC-Columns表包含在该数据库中属于该用户的所有的表的所有列的中英文名称和其它一些属性。如是否可显示、是否可查询等。这两个系统基本表在整个系统的开发过程中提供用户所使用数据库的基本信息。
3)模板选择和网页生成部分:该部分是系统的核心部分。它包含了两个子模块。
①模板选择部分:系统为用户提供模板选择界面,让用户根据需要从模板库中选择所要使用的模板。
②模板处理部分:根据用户选择的模板,系统调用指定的模板处理模块对这个模板进行处理。当处理程序遇到模板中的标签时,就为用户提供交互界面,让用户为指定的标签输入参数,并由系统验证用户输入的标签的有效性。最后由系统完成JSP页面的生成。
4)网页预览和修改部分:网页生成出来以后,系统为用户提供了一个网页预览窗口和代码查看修改窗口。通过这个预览窗口,用户可以预览一下生成出来的JSP页面的效果。如果用户对页面的静态方面的效果不太满意,用户可以通过代码查看修改窗口修改代码中的HTML代码。如果用户对页面的静态效果有进一步的要求,系统还为用户提供了一个调用DreamWeaver编辑器的接口,用户可以使用它来对生成出来的JSP页面的静态效果进行进一步的修改和完善。
2.2系统的实现
2.2.1模板库和标签库的实现
标签库的规划和设计在整个系统设计中至关重要,它关系到了代码重用的程度和系统运行的效率。它的规划应该遵循以下原则。
1)在标签中应该尽量少的包含静态的HTML。对于一般用户来说,标签是透明的。用户不能够查看和修改标签。如果在标签中包含了过多的静态HT-ML语句,将影响用户对页面的静态效果的修改和完善,限制标签的使用。
2)尽量提高代码的重用度。在对JSP应用进行分类是尽量把公用的JSP应用提取出来,形成标签。而不用在每个标签中都重复实现该应用。这样在以后要对该应用进行修改和完善时,只需对这一个标签进行修改即可,易于代码的维护。
3)方便用户的使用。在设计标签库时,应该充分考虑到用户的使用情况,使用户能够很容易和方便地理解和使用标签。
①标签库的定义:定义一个标签库,必须首先定义一个标签库描述文件(TLD)。这是一个基于XML的脚本文件,在这个文件中定义了XML的版本、所使用的编码、标签库的版本、所使用的JSP的版本、标签库的名称和这个库中所包含的所有的标签的定义和参数描述,包括标签的名称,标签所对应的Java类,标签的描述信息等。
②标签的实现:一个标签就是一个特殊的Java
类,这个类必须继承TagSupport类,这个类是在javax.servlet.jsp.tagext包中定义的。在标签类中,包含了这个标签的参数初始化方法(Set/Get)、标签的主体处理方法(Handler)以及供下一级标签调用的方法等。
③模板的实现:一个模板就是一个含有标签引用的JSP文件。为了在模板中引用所定义的标签,必须首先引入标签库。
其中uri指定标签库描述文件的路径;prefix指定引用标签时所使用的前缀。
在模板中引用指定的标签时,使用引入标签库时所指定的前缀,指定标签的名称;为标签的参数赋值。
2.2.2系统开发环境
本系统主体程序开发使用的是Borland公司的JBuilder 6.0,模板开发使用是Microsoft公司的Front-Page2000,标签库开发使用的是UltraEdit编辑器,JDK采用的是JDK1.4。系统测试环境是JRun3.0。
Java是未来开发语言的主流,而Java在Web上的主要应用JSP也必将成为未来Web开发的主流技术。本系统采用了JSP的最大特点之一的标签库,使一般的Web开发人员也能够方便地使用JSP强大的动态页面功能,开发出技术先进的JSP动态Web页面。由于本系统采用Java语言进行开发,所以可以在任何支持图形化界面的操作系统下运行,实现了完全的与平台无关。本系统易于扩充和完善。在以后可以考虑为用户提供接口,使用户可以自己扩充模板库和标签库,进一步增强系统的功能。
[1]Cay S.Horstmann,Gary Cornell.Java 2核心技术(CoreJava 2)[M].北京:机械工业出版社.
[2]Bruce Eckel.Java编程思想(Thinking in Java)[M].北京:机械工业出版社.
[3]Joseph L.Weber.Java 2编程详解(Using Java 2)[M].北京:电子工业出版社.
[4]Borland公司.Building Applications with JBuilder.
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信息系统是一个由人、计算机及其他外围设备等组成的能进行信息的收集、传递、存贮、加工、维护和使用的系统。是由计算机硬件、网络和通讯设备、计算机软件、信息资源、信息用户和规章制度组成的以处理信息流为目的的人机一体化系统。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈基于功能分析的驾驶培训信息系统的设计相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
随着我国经济的发展,人民生活水平的提高,社会汽车保有量的迅猛增长,促进了驾驶培训行业的快速发展,对驾驶培训信息化提出了更高要求。
为满足驾培行业管理需要,从2005 年开始,机动车驾驶员培训信息化系统在驾驶培训行业得到应用,系统提供学员报名、培训监督和学时审核等功能,在一定程度上提升行业信息化水平、提高驾驶培训质量。
2006 年,秦勃等基于系统仿真阐述了驾培系统中的场景管理及汽车建模。2008 年,辛玉青基于指纹IC 卡设计与实现了驾驶员培训管理系统。2010 年,范韬基于指纹IC 卡设计了驾驶培训管理系统车载设备。2013 年,王艳琴通过收集分析用户需求,概述了驾驶培训管理系统的功能。2014 年,李红艳提出依托电子科技加强对驾培市场管理、提升驾校质量;吴汉迪研究了基于Android 平台的驾校便捷系统,并分析了其的关键技术;赵晓林利用空间信息技术、传感检测技术、惯性导航技术、IT 技术等研发了机动车驾驶培训和考试服务系统。
但随着学驾人数的增加、现代网络技术的发展和社会对驾培要求的提高,现有系统已不能满足社会公众服务和驾培管理工作的需求。
驾驶培训服务应满足管理部门、驾培机构、学员、社会公众的要求,相应的驾驶培训信息系统应提供以下功能。
2.1 管理部门要求的功能
2012 年1 月7 日,《江苏省机动车驾驶人培训管理办法》(江苏省人民政府令第76 号) 第十二条要求驾培经营者应当按照批准的经营范围、经营区域、教练场地等许可事项开展培训经营活动;第十六条规定机动车驾驶培训实行学时制,培训费用由理论培训学时费、驾驶操作培训学时费、驾驶模拟操作学时费等组成;第三十四条要求道路运输管理机构、公安机关交通管理部门应当运用现代化技术手段,实现机动车驾驶证考试系统与驾驶培训智能化信息系统的对接,保障机动车驾驶人培训、考试信息畅通。
2012 年1 月20 日,公安部、交通运输部《关于进一步加强客货运驾驶人安全管理工作的意见》(公通字〔2012〕5 号)第2 条要求道路运输管理机构要全面推广应用计算机计时培训管理系统,鼓励大中型客货教练车安装应用卫星定位系统。2012 年4 月1 日起,大中型客货车驾驶人培训要全部应用计算机计时管理系统, 2012 年10 月1 日起,其他汽车类驾驶人培训要全部应用计算机计时培训管理系统。计时管理系统要与道路运输管理机构和公安机关交通管理部门相关系统对接,实现信息共享。2012 年7 月22 日,《国务院关于加强道路交通安全工作的意见》(国发〔2012〕30 号)第七条要求加强和改进驾驶人培训工作,推广应用科技评判和监控手段,实行交通事故驾驶人培训质量责任倒查制度;第八条要求加强驾驶人培训质量监督,全面推广应用计算机计时培训管理系统,督促落实培训教学大纲和学时,定期向社会公开驾驶人培训机构的培训质量、考试合格率以及毕业学员的交通违法率和肇事率等,并作为其资质审核的重要参考。
根据以上规章和规范性文件的要求,驾驶培训信息系统应具有卫星定位、分类计时(理论培训学时、驾驶操作培训学时、驾驶模拟操作学时)、违规防范、培训监控、数据存储、信息发布、身份核对及行为控制(驾校、教练员、教练车、学员等)、电子围栏、学时审核等功能,并能与道路运输管理机构和公安机关交通管理部门相关系统对接,实现信息共享。
2.2 驾培机构要求的功能
随着驾培市场竞争的日趋激烈,部分驾校开始通过联合经营等方式走规模化、集约化经营之路,并为学员提供预约培训、先培后付等服务。这就要求驾驶培训信息系统在传统模式的基础上,支持预约培训、先培后付、联合经营等多种新的经营模式。
2.3 学员要求的功能
学员是驾驶培训服务的对象,也是驾驶培训过程的中心,学员需要实时便捷地掌握自己的培训信息(如已培训学时、剩余学时,下次培训时间、地点,各科目考试成绩等)。这就要求驾驶培训信息系统应通过短信平台、网站等方式向学员及时推送有关信息,并提供支付宝等第三方电子支付手段。
2.4 社会要求的功能
驾培机构提供的驾培服务是一种具有社会公共属性的产品,公众对驾培服务要求公开透明且信息对称。因此,驾驶培训信息系统应能通过固定渠道发布驾校、教练员、驾驶培训等信息,支持驾驶培训相关方交流互动,提供公共服务功能。
2.5 信息化发展要求的功能
随着移动通信、物联网技术的飞速发展,智能手机和平板电脑逐渐普及,驾驶培训信息系统应在安全可靠、便于升级、数据同步、功能可扩充、维护快速等的前提下,提供移动终端的接入,方便管理部门、驾培机构、教练员和学员随时随地获取信息并进行有关操作。
此外,随着大数据时代的到来,驾驶培训信息系统在做好数据统计的基础上,应具有海量数据的分析和挖掘、提供辅助决策的功能。
通过以上功能分析,驾驶培训信息系统应通过建立一个便民高效、信息畅通、功能完善、监管科学的信息化平台,实现管理部门、驾培机构、教练员、学员、社会公众等多方的信息共享,全面提高驾培行业的管理能力和服务水平。驾驶培训信息系统应由以下11 个子系统组成。
3.1 计时终端子系统
计时终端是整个系统的基础,负责绝大多数数据的采集、处理和传输,保障培训信息的实时性和准确性。根据培训阶段的不同,计时终端分为理论计时终端、模拟计时终端和车载计程计时终端。计时终端应具有签到签退、图像采集、身份验证、计时、数据显示、语音播报、数据通信、培训记录采集和存储、开机自检等功能,车载计程计时终端还应具有车速和位置信息采集、卫星定位和监控、警示、违规防范等功能。
3.2 基于GIS 的培训监控子系统
通过在电子地图上配置图层、关注点、视角等参数,标注训练场地并关联第二、三阶段训练数据,实现电子围栏、实时监控、教练车在线情况和轨迹回放等功能。
3.3 数据存储子系统
系统产生驾培业务、定位信息、训练状态、图像等多种数据,要求数据库服务器集中部署在电信等第三方机房,支持多服务器、实时监控、异地灾备。
3.4 信息发布子系统
通过驾培网站,为社会公众提供交通法规政策及行业动态、驾校分布、驾校资质、学车指南等信息,为学员提供培训报名、学时查询、网上学习、问卷调查等功能。通过短信平台,点对点地将培训过程的关键信息告知学员。
3.5 运管业务子系统
道路运输管理机构可统一设置及调整驾培参数(如各培训阶段的学时等)和不同角色用户的权限;向平台内所有或部分计时终端发送语音、拍照、点名等指令;根据行政处罚结果控制驾培机构、教练车和教练员的行为;进行开班审核、一般情况下学时自动审核、特殊情况下手工审核。
3.6 驾校经营子系统
既支持定人定车的驾培传统模式,又支持预约培训、先培后付、联合经营、电子支付等新的经营模式,助力驾培机构成功转型。
3.7 移动服务子系统
支持智能手机、平板电脑等移动设备,进行移动查询、评价、投诉、办公等工作。
3.8 统计分析与辅助决策子系统
系统应整合学员报名、开班、理论学习、科目训练、考试预约、考试成绩等信息,提供学员培训过程、教练员考核、服务满意度、培训考试质量等多种培训数据的统计分析。在此基础上,通过数据挖掘、数据融合等技术,提供驾培市场发展前景及影响因素等信息辅助决策。
3.9 信息共享子系统
通过与道路运输管理机构的运输管理业务系统和公安机关交通管理部门的机动车驾驶证考试系统的无缝对接,实现信息共享和业务协同。
3.10 信息安全子系统
在系统的整个生命周期内,采用访问控制、加解密、数字认证、攻击检测、容错、防病毒等技术,保障系统的正常运行。
3.11 运营维护子系统
系统应具备快速、便利的系统维护功能,实现远程维护、远程升级,适应服务地区分散性、业务多样性及复杂性等特点。
在功能分析的基础上,进行驾驶培训信息系统的设计,能够满足不同对象的需求,增强系统的针对性和实用性,对于驾驶培训行业的信息化建设具有一定的推动作用。
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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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