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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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MIDI音乐是Windows下的一种合成音乐,由于它通过记错的方式来记录一段音乐,因此与wave音乐相比,它可以极大地减少存储容量。
今天读文网小编要与大家分享的是:基于PLD技术的MIDI音乐播放控制系统设计相关论文。具体内容如下,欢迎参考阅读:
基于PLD技术的MIDI音乐播放控制系统设计
系统的设计是依据MIDI音乐基本原理,结合PLD技术,采用ALTERA公司的可编程逻辑器件CPLDEPM240T100C5作为控制单元来实现。系统的核心是运用VHDL语言进行编程,在CPLD内部设计出音调发生器、音乐编码器、彩灯闪烁控制三个模块。外围可配时钟、彩灯、开关、扬声器等设备,从而实现音乐选择控制播放、彩灯随音乐节奏闪烁变化等功能的PLD应用系统。
如图1所示,是系统组成的原理框图。其核心模块为CPLD芯片,内部有音调发生器、音乐编码器和彩灯闪烁控制器三个模块。音乐编码器内储存着预先设定的歌曲编码,通过改变音乐选择开关的状态可以决定当前要播放哪首音乐。音乐编码器控制着音调发生器和彩灯闪烁控制器,每当音乐节奏时钟送给音乐编码器一个时钟脉冲时,音乐编码器就当前要播放的音符的编码送给音调发生器和彩灯闪烁控制器。音调发生器根据编码对应的分频系数将基准时钟分频,得到当前要播放的音符所对应频率的脉冲,再用这个脉冲去激励扬声器,就可以得到这个音符的声音。彩灯闪烁控制器根据编码将当前要播放的音符对应的彩灯亮灭状态发送给彩灯。核心部分CPLD利用VHDL语言来完成,其他部分通过外围电路实现。
图1 系统组成原理框图
MIDI音乐是Windows下的一种合成音乐,由于它通过记错的方式来记录一段音乐,因此与wave音乐相比,它可以极大地减少存储容量。MIDI音乐的基本原理为:组成乐曲的每一个音符的频率值及持续的时间是乐曲能连续演奏的两个基本数据,因此只要控制输出到扬声器的激励信号频率的高低和每一个频率信号的持续时间,就可以使扬声器发生连续的乐曲。如图2所示,为CPLD内部芯片设计原理图。
图2 CPLD芯片设计原理图
3.1 音乐编码器模块设计
此模块包括节拍控制电路和音符产生电路。节拍控制电路以乐曲中最短音符的节拍为基准,产生乐曲所需要的全部节拍。将1/16音符设置为计数器的一个数,对应的1/4音符则是四个计数。在设计中为了让歌曲循环播放,计数器设定计满自动清零计数的功能,只要不断电,不关开关,歌曲就可以自动循环播放。
3.2 音调发生模块设计
此模块包括预置数产生电路和频率发生器。预置数产生电路采用查找表形式,按照音符的频率要求产生相应的预置数。根据可变模值计数器的设计原理及音符的分频系数,可算出乐曲中各音符的预置数。
频率发生器由可变模值计数器实现。由于系数要求产生出的信号频率较高,因此选用4MHz高频率脉冲作为可变模值计数器的计数脉冲,而为了减少输出的偶次谐波分量,最后输出到扬声器的波形应为应为对称方波,因此在到达扬声器之前,有一个2分频的分频器。
3.3 彩灯闪烁控制模块设计
彩灯闪烁控制电路主要是控制灯的亮和灭,此电路输出高低电平信号,就可以直接驱动发光二极管。在彩模块,设计为不同音符,对应不同的亮灭,这样,当音乐演奏起来的时候,随着音符的变化,彩灯也因为不同的音符闪烁起来。
3.4 开关选择模块设计
采用case语句,对外部电路输入的一个音符串进行判断,芯片内部处理这个字符串,从而判断选择的是哪首歌曲的播放。
3.5 顶层模块设计
采用VHDL语言进行顶层模块设计,如图3,将上述所提到的所有模块,利用component语句进行集合,然后利用管脚映射的方法,将所有输入输出连接在一起,这样就设计出了一个完整的MIDI音乐播放芯片,只需要再接入外围电路即可进行演示。
图3 顶层模块原理图
将各设计模块在 Quartus II 软件平台上进行仿真调试校验,设计系统顶层模块的仿真波形图如图4所示。
图4 顶层模块的仿真波形图
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全球移动通信系统Global System for Mobile Communication就是众所周知的GSM,是当前应用最为广泛的移动电话标准。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:一种基于GSM网络的通用短信息控制系统设计修改论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
一种基于GSM网络的通用短信息控制系统设计全文如下:
[摘 要]文章分析了基于GSM网络的通用短信息控制系统工作的基本原理,简介了该系统中应用的主要技术,阐述了基于GSM网络的短信息控制系统的基本组成,并提出了该系统的硬件和软件设计方法,最后,对该系统的工程应用作了评价和讨论。
[关键词]GSM;短信息;控制
GSM的英文全称是Global System for Mobile Communications,其中文含义是“全球移动通信系统”。GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计,并在蜂窝系统的基础上发展而成。我国1994年开始建设GSM网,目前全国GSM用户约有1.6亿。而作为GSM服务中一项重要的远程业务,SMS(Short Message Severs)能够在移动用户及外部系统(比如电子邮件、页面调度以及声音邮件系统)之间传送包括文字与数字的短信息。其独特的快捷性,方便性,易用性,已经使其在诸如E-Mail、娱乐,GPS定位等领域得到了越来越广泛的应用。目前已经有许多厂商开发了具有单独短信息收发功能的功能模块,GSM短信息收发功能模块的广泛应用,为GSM短信息在自动控制领域的应用注入了新的活力。
本设计选用YK-2 GSM短信模块和上位机构成基于GSM网络的通用短信息控制系统,以利用手机终端收发短信息实现对被控对象的远程控制。
系统采取经典的单通道开环控制结构,选用IBM-PC作为上位机,YK-2 GSM短信模块通过RS232口与上位机进行硬件连接,分析接收的短信息和生成发送短信息的工作由事先在上位机上编制好的软件实现,从而实现系统的运行,系统工作原理结构图如下:
图1 基于GSM网络的短信息控制系统基本结构
3.1 YK-2 GSM短信模块简介
YK-2 GSM模块是目前比较常用的GSM短信息收发模块,其高达 1条/6秒的发送速度,对中文70汉字,英文160字符短信息的支持,以及对GSM双频1800MHZ和单频900MHZ网络的适应能力,使其具有良好的通用性和移植性。YK-2 GSM模块支持硬件RS232接口,能够方便与PC上位机通讯。
3.2 短信息收发控件Smscom.ocx简介
Smscom.ocx是目前IBM-PC机常用的短信息收发ActiveX控件,可以在Visual Basic等可视化开发工具中直接调用。它采用串口或者红外端口作为短信息的输出通道,支持包括Nokia、Siemens、Motorol等a在内支持GSM0705短信息收发协议的手机终端。对部分基于GSM网络的调制借条器也有很好的支持。支持PDU短信息模式,具有初始化InitDevice、发送短信息SendSms、查询事件GetEvent、接收信息SmsEvent和发送完成OnEvent等基本事件。
4.1 K-2 GSM模块与上位机连接硬件实现
YK-2 GSM模块采用DB-9的连接器与上位机连接,结合RS-232C的各根数据线和MAX232芯片各个引脚的定义, 模块的TXD和RXD端通过MAX232分别与上位机的TXD和RXD端直接连接,组成最简单的通讯电路。同时考虑到现场干扰等情况,可以采取滤波电容灯抗干扰措施。
4.2 YK-2 GSM模块与上位机连接软件实现
软件开发工具选用Windows下的可视化开发工具Visual Basic,软件一方面接收移动终端发送过来的短信息,加以分析,输出控制信号到被控对象,另一方面将从检测与转换设备收过来控制结果的信息整理,发送到移动终端。软件基本原理如下:
SMS接口
SMS应用软件
GSM设备
软件的关键代码如下:
Private Sub Init_Click()
Dim ret As Integer
ret = Smscom1.InitDevice(3, 19200, 0) ‘初始化设备
If ret = 0 Then MsgBox “YK-2 GSM模块初始化成功!”
End Sub
Private Sub Send_Click()
Dim ret As Integer
ret = Smscom1.SendMsg(“13852035375”, “水位”) ’发送
If ret = 0 Then MsgBox “YK-2 GSM模块正在发送信息,请等待!”
End Sub
Private Sub Close_Click()
Smscom1.CloseDevice ’关闭设备
MsgBox “YK-2 GSM模块已经被关闭!”
End Sub
’事件通知
Private Sub Smscom1_SmsEvent(ByVal nID As Integer, ByVal szPhone As String, ByVal szText As String, ByVal szTime As String)
EventID.Text = nID
Select Case nID
Case 1 ’发送成功
MsgBox “信息发送成功!”
Case 2’发送失败
MsgBox “信息发送失败!”
Case 3 ’接收到信息
MsgBox“接收到信息”
Phone.Text = szPhone ’Phone
Message.Text = szText ’Text
Time.Text = szTime’Time
Case 4’保留
MsgBox “空信息!”
Case 5’出错
MsgBox “信息出错!”
Case Else
MsgBox “”
End Select
End Sub
基于GSM网络的通用短信息控制系统由于结构简单、价格低廉、通用性、实用性强,能够直接或者在稍作改造后用于诸如:工厂、煤矿等需要远程自动控制的场合。该基于GSM网络的通用短信息控制系统能够在提高经济效益,减少工作人员劳动强度方面起到了较大的作用,能使需要该系统的工矿自动化水平提高,具有一定的社会和经济意义。
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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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塔台或称控制塔,是一种设置于机场中的航空运输管制设施,用来监看以及控制飞机起降的地方。世界上大部分的机场都设有塔台,或是使用命令频率,只有少数最忙碌的机场拥有需要设置塔台的航班流量,但也有些机场会在特别活动期间(例如奥旭寇旭航空秀[1])暂时启用塔台。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:关于机场塔台指挥控制系统的设计分析相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
机场塔台发挥着十分重要的作用,可以有效对空指挥引导本机场区域内飞行和本场起飞着陆的飞机,在航空兵作战指挥系统中,占据着十分重要的位置。其中,指挥控制系统的设计效果会直接影响到机场塔台对空指挥引导能力,希望引起人们足够的重视。在战争情况下,敌人最容易攻击的部位就是机场塔台指挥系统。通过调查发现,在如今的航空兵机场塔台指挥系统中,还有诸多的环节需要强化,需要进一步的提高指挥自动化水平,将塔台指挥控制系统的作用给更好的发挥出来。
一是系统组成及功能:系统包括诸多的组成部分,如塔台指挥控制系统、网络管理系统、视频监控系统以及内部通信系统和定位系统等,都是必不可少的内容。指挥控制系统,包括超短波设备组块、短波设备模块以及语音数字化处理等,将嵌入式模块结构给应用了过来,借助于总线技术管理,连接着录音、录时和录像关系,网络管理系统管理着这些分系统。
中央处理器、网络设备以及管理控制软件系统等构成了网络管理系统,它的作用是统一管理塔台指挥控制系统的软硬件,在网络形式方面,主要是结合了局域网和广域网。航管雷达信息、进场雷达信息以及数据传输与接口系统等共同组成了航管及进场、引导雷达系统,在数据信息的传递中,借助于有线、无线以及网络等多种方式来首先,网络管理系统对其统一管理。
飞行终端信息、飞行后勤保障信息、飞行机务信息等组成了飞行信息系统,通过数据系统来连接接口系统,网络管理系统来对其统一管理。有线电缆、卫星通信、微波接力、局域网和广域网等构成了数据传输和接口系统,在协议标准方面,主要采用的是静态路由,它的管理系统是网络管理系统。中国论文网视频监控系统主要包括一些硬件设施,如摄像机、解码器以及显示器等都是其重要的组成部分,连接着录音、录时和录像管理系统,网络管理系统对其统一管理。视频监控系统的主要作用是处理、记录和评判三线视频图像,也可以直接引入于飞行后勤保障系统。
录音录时录像管理系统包括诸多的组成设备,这些设备的功能主要是记录数据、存储数据以及数字化处理语音图像等,时钟设备以及刻录设备也是其非常重要的组成部分。录音录时录像管理系统连接着内部通信系统、视频监控系统和塔台指挥控制系统,依然由网络管理系统进行管理。数字式双DVD光盘驱动器是本系统所具备的,可以扩容到32信道,网络重放功能是其具备的,可以在光盘中实时储存,可以同时进行实时监听、记录和重放功能,话音和摘机功能是录音启动方式。
在内部通信系统方面,主要包括有线调度电话和无线集群调度电话,连接着录音、录时和录像管理系统,中国论文网代写论文网络管理系统对其统一管理。有线调度电话将G.712和G.732协议给应用过来,数字程控调度功能是其所具备的,相较于数字集群调度电话,无线集群调度电话的接口功能是相同的。供电系统则包括电源和地线等组成部分,主要作用是将能源提供给整个系统。
二是系统管理与控制系统。
本软件系统包括两级菜单,网络管理信息、塔台指挥信息、供电系统信息以及定位信息和飞行信息等构成了一级菜单,二级菜单包括三组内容,如超短波塔台总线管理、短波塔台总线管理、进场雷达信息、其他雷达信息以及飞行参数信息、飞行终端信息和飞行机务信息等等。
三是通信软件设计: 我们借助于Visual C++的Mscomm控件,控制中心的PC机就可以有效控制串口,以便对调制解调器进行控制。我们对Mscomm的属性进行了解和掌握之后,就可以有效的编制通信软件。
在程序的初始化阶段内设置参数,将初始化串口和Modem作为重点,涉及到诸多方面的内容,如对通信端口合理选择、对串口波特率科学设置,将串口打开以及将初始化命令输入于Modem等,接着就是拨号,也就是向终端呼叫。如果成功呼叫,就说明已经建立了通信链路,那么和终端的正常通信就可以实现。
综上所述,过去的塔台指挥控制系统在应用实践中,逐渐暴露出来了诸多的问题和不足,影响到塔台指挥控制系统作用的发挥。本文所设计的新型塔台指挥控制系统,可以计算机管理塔台设备,模块化管理总线,维护监控工作可以远程实现,并且还可以自动录入进场雷达以及引导雷达等相关信息,融合数据信息,实时传输和显示飞行参数等,这样将塔台指挥控制系统的作用给充分发挥了出来,航空兵的指挥水平也得到了较大程度的提高。
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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。
【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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