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摘要：以智能手機(jī)為標(biāo)志的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，正對(duì)傳統(tǒng)的課堂教學(xué)構(gòu)成嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文從實(shí)踐教學(xué)與課堂教學(xué)兩方面闡述了智能手機(jī)輔助光電子技術(shù)教學(xué)的一些運(yùn)用策略，實(shí)踐結(jié)果表明，將智能手機(jī)與教學(xué)改革相結(jié)合可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，收到了較好的效果。

關(guān)鍵詞：智能手機(jī)；光電子；教學(xué)輔助；大學(xué)生；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）49-0004-02

一、引言

在智能手機(jī)迅速普及的時(shí)代，大學(xué)生作為新興的一代，無疑是使用手機(jī)頻度最高的社會(huì)群體之一。如今的大學(xué)校園中，幾乎每名學(xué)生都擁有一部甚至多部智能手機(jī)。之所以智能手機(jī)在青年學(xué)生中能有如此之高的普及率，與其可以作為互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)終端@一突出特點(diǎn)是密不可分的。采用智能手機(jī)上網(wǎng)對(duì)于絕大部分的網(wǎng)民來說非常普遍。同時(shí)，各種APP軟件在智能手機(jī)中的安裝使用，極大地拓展了手機(jī)的功能。如今的手機(jī)已經(jīng)不再簡(jiǎn)單地作為一種通話的工具，而成為一個(gè)集通信、娛樂、學(xué)習(xí)、交流于一體的移動(dòng)智能終端。移動(dòng)QQ、微信、微博、WPS、支付寶等APP成為智能手機(jī)中的標(biāo)配軟件。智能手機(jī)給我們的生活方式帶來了巨大的變化，但與此同時(shí)也給大學(xué)的課堂教學(xué)帶來了前所未有的沖擊和挑戰(zhàn)。

放眼整個(gè)大學(xué)校園，食堂、路上、自習(xí)室，“低頭族”隨處可見。而且，幾乎每個(gè)學(xué)生都會(huì)手機(jī)不離身，在課堂上發(fā)短信、上網(wǎng)、購(gòu)物和玩游戲等情形時(shí)有發(fā)生。大學(xué)生上課玩手機(jī)的現(xiàn)象似乎愈演愈烈，對(duì)教師課堂教學(xué)效果和學(xué)生的聽課注意力產(chǎn)生了較大程度的干擾，嚴(yán)重影響了高校課堂教學(xué)秩序和效果，成為令老師、家長(zhǎng)和學(xué)生們自己倍感頭痛的事。

面對(duì)手機(jī)對(duì)大學(xué)課堂的“入侵”，很多高校都想盡了辦法來防止這個(gè)勢(shì)頭的蔓延。有的高校創(chuàng)設(shè)“無手機(jī)課堂”，上課前讓學(xué)生將手機(jī)放到教室里的手機(jī)袋中。中南大學(xué)軟件學(xué)院就規(guī)定大一新生上課之前交出手機(jī)；揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院購(gòu)置手機(jī)屏蔽器屏蔽信號(hào)。然而，僅僅靠“堵截”方式并不能從根本上遏制手機(jī)對(duì)大學(xué)課堂的入侵，處理不好反而容易引起學(xué)生的逆反心理。也有些老師采用了相反的方式，例如開設(shè)微信公眾號(hào)，用微信點(diǎn)名讓學(xué)生回答問題，發(fā)送漂流瓶，或鼓勵(lì)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)送課堂照片和內(nèi)容，計(jì)入平時(shí)分等。

新形勢(shì)下可以采用新的教學(xué)方法，在光電子技術(shù)課程的具體實(shí)踐中，嘗試采用大禹治水一樣的“疏導(dǎo)”的方式，將學(xué)生的注意力引導(dǎo)到教學(xué)上來。

二、實(shí)踐應(yīng)用

（一）智能手機(jī)在光電子學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

智能手機(jī)從硬件角度來看，是一個(gè)微電子與光電子緊密結(jié)合的產(chǎn)品，同時(shí)自身集成眾多的傳感器，比如溫度、壓強(qiáng)、光強(qiáng)、磁場(chǎng)等等。利用這些特點(diǎn)，可以設(shè)計(jì)并完成一些實(shí)驗(yàn)。

1.硅光電池特性曲線測(cè)量：實(shí)驗(yàn)中分別采用了光照度計(jì)、三星手機(jī)、小米手機(jī)作為光照度的測(cè)量工具，測(cè)試了硅光電池在不同光照度下的開路電壓和短路電流，如圖1所示。從三組實(shí)驗(yàn)曲線中可以看出，短路電流隨光照度的增加而呈線性的增加，開路電壓隨光照度增加，在小照度呈現(xiàn)快速增大，而后出現(xiàn)飽和趨勢(shì)。雖然從絕對(duì)數(shù)值上來看，采用手機(jī)的光照度傳感器作為度量工具與照度計(jì)并不能完全一致，但是卻可以得出同樣的結(jié)論，而這正達(dá)到了本實(shí)驗(yàn)的目的。由此，也可以推廣到其他需要照度計(jì)的實(shí)驗(yàn)中。

學(xué)校的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)有限，有時(shí)并不能保證每名同學(xué)人手一臺(tái)測(cè)量?jī)x器，這時(shí)就必須采用分組的方式，對(duì)于本實(shí)驗(yàn)，完全可以利用同學(xué)手中的智能手機(jī)作為實(shí)驗(yàn)儀器，這樣既可以實(shí)現(xiàn)人手一臺(tái)儀器，又可以激勵(lì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探索能力、鍛煉學(xué)生開發(fā)利用身邊工具的能力和動(dòng)手能力。

2.光的三原色：在講解光的加色法原理時(shí)，可見光譜中的大部分顏色可以由三種基本色光按不同的比例混合而成，這三種基本色光的顏色就是紅（Red）、綠（Green）、藍(lán)（Blue）三原色光。這三種光以相同的比例混合、且達(dá)到一定的強(qiáng)度，就呈現(xiàn)白光。不同品牌，不同型號(hào)的手機(jī)可能會(huì)采用不同的手機(jī)屏幕，因此像素點(diǎn)的排列組合顯微集成結(jié)構(gòu)也會(huì)隨之而不同。圖2分別為三種不同手機(jī)屏幕的50倍放大顯微鏡照片。

3.此外在實(shí)驗(yàn)中，手機(jī)的拍照功能用來記錄實(shí)驗(yàn)操作過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；秒表功能可以用來計(jì)時(shí)。

（二）智能手機(jī)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

隨著網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的加快，大部分學(xué)校都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了wifi對(duì)教學(xué)樓、寢室、食堂等公共場(chǎng)所的全覆蓋，因此，基于高速網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)成為了可能。移動(dòng)QQ屬于智能手機(jī)的標(biāo)配應(yīng)用，組建課程QQ群來進(jìn)行答疑、布置作業(yè)早已為很多老師所采用，QQ軟件里面的一些其他功能可以作為輔助教學(xué)的工具。

1.群投票功能輔助教學(xué)，可以將一些重要的知識(shí)點(diǎn)編寫成為選擇題或判斷題，在課前或課中以群投票的形式限時(shí)答題，通過點(diǎn)擊選項(xiàng)還可以查看具體投票人，如圖3所示。一方面可以借此了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，并作為平時(shí)成績(jī)的一項(xiàng)依據(jù)，另一方面可以由投票人數(shù)了解學(xué)生出勤情況。

2.群視頻功能輔助教學(xué)，在課堂教學(xué)過程中，有時(shí)會(huì)有演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解，兩班型的課堂不能保證所有同學(xué)都近距離觀看到老師的操作和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象。這時(shí)可以采用群視頻功能，讓一名同學(xué)做現(xiàn)場(chǎng)直播，其他距離較遠(yuǎn)的同學(xué)觀看直播。相較于多媒體播放視頻的形式，這種直播可以全角度、多方位對(duì)過程進(jìn)行展現(xiàn)，配合老師的現(xiàn)場(chǎng)說明，更容易理解。

3.二維碼輔助教學(xué)，在備課過程中，將一些擴(kuò)展內(nèi)容以二維碼的形式插入課程當(dāng)中。在上課過程中讓學(xué)生掃描二維碼，進(jìn)行相關(guān)擴(kuò)展內(nèi)容的瀏覽。

（三）教學(xué)中引入智能手機(jī)的滿意度調(diào)查

針對(duì)本學(xué)期在課堂教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入智能手機(jī)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行了滿意度調(diào)查，結(jié)果如圖4所示。從調(diào)查結(jié)果來看，絕大部分同學(xué)對(duì)智能手機(jī)引入課堂和實(shí)踐環(huán)節(jié)都相對(duì)滿意。

三、結(jié)論及展望

綜上所述，智能手機(jī)已經(jīng)逐漸成為當(dāng)代大學(xué)生身體上的一個(gè)“器官”，如何處理教學(xué)和手機(jī)之間的關(guān)系，是每位高校教師必須面對(duì)的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。在這樣的新形式下，將智能手機(jī)變成輔助教學(xué)的工具，能帶給學(xué)生更加容易接受的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，達(dá)到改善教學(xué)效果的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]王迪.占全球1/4國(guó)內(nèi)智能機(jī)去年銷售4.17億臺(tái)[DB/OL] .cn.2016，2，17.

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關(guān)鍵詞 廣電 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 智能化小區(qū) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN943. 6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1綜述

智能小區(qū)的概念是由智能建筑演變而來的。所謂智能小區(qū)，就是在現(xiàn)代化的城鄉(xiāng)住宅小區(qū)內(nèi)綜合采用國(guó)際上最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通訊網(wǎng)絡(luò)及智慧卡等技術(shù)，在住宅小區(qū)內(nèi)建立一個(gè)由物業(yè)管理、信息網(wǎng)絡(luò)及安全防范等系統(tǒng)組成的小區(qū)服務(wù)與管理集成系統(tǒng)，從而能為小區(qū)與每個(gè)家庭提供一個(gè)安全、舒適、便利和溫馨的生活環(huán)境。

智能化小區(qū)是將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)融合在一起，能有效提高小區(qū)的自動(dòng)化程度和綜合服務(wù)水平，使住戶的居住環(huán)境更加舒適和便利。并且可以通過整體的防護(hù)策略，大大提高物業(yè)服務(wù)效率，降低服務(wù)風(fēng)險(xiǎn)以及服務(wù)成本。智能化小區(qū)的發(fā)展只有在廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下才能更好地服務(wù)于廣大用戶，廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能化小區(qū)中的應(yīng)用，是推動(dòng)小區(qū)技術(shù)性能和使用功能的重要技術(shù)基礎(chǔ)。

2廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能化小區(qū)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能化小區(qū)中的應(yīng)用，進(jìn)一步提高了小區(qū)的智能化水平?；趶V電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能化小區(qū)，需要住戶在家庭內(nèi)部安裝一個(gè)數(shù)字電視機(jī)頂盒，將其作為家庭網(wǎng)關(guān)來連接住宅內(nèi)外，通過頂盒裝置與后端廣電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)及云平臺(tái)對(duì)接在一起，更加全面、綜合地采集各種傳感器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，通過對(duì)各種數(shù)據(jù)信息的處理和儲(chǔ)存，對(duì)其進(jìn)行傳輸和綜合分析，完成相應(yīng)的操作，為住戶提供更加多樣的家居生活和小區(qū)服務(wù)。

廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能化小區(qū)中的應(yīng)用具有良好的用戶體驗(yàn)，目前數(shù)字機(jī)頂盒已經(jīng)遍布到各個(gè)家庭中，將這種設(shè)備作為家庭網(wǎng)關(guān)來連接家庭內(nèi)外網(wǎng)，通過終端顯示設(shè)備即電視屏幕來顯示出各種服務(wù)信息，受到廣大用戶的認(rèn)可，良好的受眾基礎(chǔ)和用戶體驗(yàn)是進(jìn)一步推動(dòng)智能化小區(qū)建設(shè)的最好前提。

廣電網(wǎng)絡(luò)擁有完善的服務(wù)體系，無論是網(wǎng)上營(yíng)業(yè)廳、實(shí)體營(yíng)業(yè)廳還是聲訊服務(wù)熱線，都擁有很高的知名度，能支撐廣電網(wǎng)絡(luò)將各種服務(wù)方式有效結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)多種服務(wù)同步進(jìn)行。完善的服務(wù)管理體系為廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用提供了有力的保障。

總之，廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能化小區(qū)中具有很多的前提優(yōu)勢(shì)，它對(duì)于智能化小區(qū)的發(fā)展有著很大的推動(dòng)作用，在廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上建設(shè)智能化小區(qū)，必定會(huì)進(jìn)一步提高小區(qū)的綜合服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)智能化小區(qū)全方位的安全防護(hù)和全面管理，形成健全的應(yīng)用服務(wù)體系，為人們提供更多的智能化服務(wù)。

3廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能化小區(qū)應(yīng)用的系統(tǒng)架構(gòu)

在智能化小區(qū)中應(yīng)用廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，要遵循統(tǒng)一性的系統(tǒng)架構(gòu)原則，確保技術(shù)規(guī)范、技術(shù)框架以及交換標(biāo)準(zhǔn)等的統(tǒng)一，為系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)范性和擴(kuò)展性提供良好的基礎(chǔ)。根據(jù)功能的區(qū)別，可以將系統(tǒng)架構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和業(yè)務(wù)層四層平臺(tái)。

3.1感知層

系統(tǒng)架構(gòu)中，智能家庭網(wǎng)關(guān)與前端多種傳感終端構(gòu)成感知層，它相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的功能，用來感知體征監(jiān)測(cè)設(shè)備、活動(dòng)跟蹤設(shè)備以及環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備等。

3.2網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層用于遠(yuǎn)程傳輸感知層采集的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)如廣電網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)的相互操作，作為感知層與業(yè)務(wù)層的互通橋梁，便于各層平臺(tái)準(zhǔn)確獲取感知數(shù)據(jù)來進(jìn)行后續(xù)處理工作。

3.3平臺(tái)層

平臺(tái)層的組成部分包括廣電網(wǎng)、云平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)以及第三方功能業(yè)務(wù)平臺(tái)，用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合與智能分析處理，為小區(qū)住戶提供諸多云存儲(chǔ)技術(shù)支持，方便住戶存儲(chǔ)個(gè)人信息、音頻文件等，為整個(gè)系統(tǒng)提供技術(shù)支持。

4廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能化小區(qū)中的應(yīng)用

首先，隨著廣電網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的不斷完善，雙向HFC電纜調(diào)制解調(diào)器接入技術(shù)逐漸成熟，目前已經(jīng)應(yīng)用到遠(yuǎn)程教育、會(huì)議電視、視頻點(diǎn)播以及Internet接入等領(lǐng)域中，雙向HFC電纜調(diào)制解調(diào)器接入技術(shù)主要工作原理為通過電纜調(diào)制解調(diào)器能夠在混合光纖通州網(wǎng)中傳送高達(dá)34Mbps的下行數(shù)據(jù)。這種接入技術(shù)的最大特點(diǎn)是方便覆蓋范圍內(nèi)的用戶的信息溝通與交流共享。這種接入技術(shù)支持多種溝通信息形式，例如語音、簡(jiǎn)訊、文件等，這對(duì)于企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)資源共享、提高工作效率具有極大的意義。

其次，廣電網(wǎng)絡(luò)通信接入技術(shù)中內(nèi)含數(shù)字電視通信技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，我國(guó)數(shù)字電視已以及基本普及，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)中處于全新的地位，具有非常廣闊的發(fā)展前景。但是與世界先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)的數(shù)字電視發(fā)展還存在著一定的差距，我們應(yīng)重視數(shù)字信息的利用率，充分利用多樣化傳播形式帶來的擴(kuò)展值。數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)不僅可以提供必要的電視節(jié)目，而且還能夠提供眾多多媒體信息傳輸服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃升民，丁俊杰.中國(guó)廣電媒介集團(tuán)化研究[M].北京：中國(guó)物價(jià)出版社，2001.

篇3

[關(guān)鍵詞]分布式光纖測(cè)溫技術(shù)；電纜溫度；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；光纖傳感

中圖分類號(hào)：TP109 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）08-0278-01

隨著電網(wǎng)的飛速發(fā)展和城網(wǎng)改造進(jìn)程的加快，電纜在電網(wǎng)中所占的比例顯著的升高，而電纜的火災(zāi)事故發(fā)生的頻率也在不斷的升高。傳統(tǒng)的電纜防火方法是在電纜的部分加裝防火槽盒等，但這些方式十分的被動(dòng)，且效果不是很明顯，無法對(duì)電纜溫度的情況進(jìn)行及時(shí)的了解，在預(yù)防火災(zāi)事故上效果不佳。因此為了有效地預(yù)防電纜火災(zāi)事故的發(fā)生，需要設(shè)計(jì)出一種智能的光纖測(cè)溫系統(tǒng)，對(duì)電纜的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。分布式光纖測(cè)溫技術(shù)是目前電纜測(cè)溫效果比較好的一項(xiàng)技術(shù)，在我國(guó)得到了廣闊的應(yīng)用前景。

一、分布式光纖測(cè)溫技術(shù)概述

分布式光纖測(cè)溫技術(shù)是一項(xiàng)實(shí)時(shí)、在線和多點(diǎn)光纖溫度測(cè)量技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)空間溫度場(chǎng)，在工業(yè)過程控制中廣泛應(yīng)用的一種新型的智能化的電纜溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)。分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在電纜溫度測(cè)量中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖沿線的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)的實(shí)時(shí)測(cè)量，在1-30千米范圍內(nèi)都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量，空間定位精確到0.5米以內(nèi)，溫度分辨率高達(dá)0.5℃，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電纜溫度的實(shí)時(shí)、連續(xù)、自動(dòng)化測(cè)量，并且在大范圍多點(diǎn)測(cè)量中應(yīng)用效果比較佳。分布式光纖測(cè)溫技術(shù)主要應(yīng)用光纖的光時(shí)域反射原理以及光纖的后拉曼散射溫效應(yīng)。分布式光纖測(cè)溫技術(shù)作為一種智能化、新型的溫度測(cè)量技術(shù)，具有多方面的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。分布式光纖測(cè)溫技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍、多點(diǎn)的溫度測(cè)量，精確度較高，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的測(cè)量，為電纜絕緣在線檢測(cè)提供了可靠的技術(shù)支撐。

二、分布式光纖測(cè)溫技術(shù)的應(yīng)用

以某大學(xué)生城220KV 1、2號(hào)線電纜隧道環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)環(huán)境為220KV 1、2號(hào)線架空線與電纜線混合的線路，電纜段在整條線路中間的一段。電纜的程度為1.7千米，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)掌握，以及編程邏輯控制器（PLC）以及分布式光纖電纜測(cè)溫系統(tǒng)構(gòu)成，對(duì)電纜的溫度、隧道的積水情況、可燃性氣體等電纜環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過計(jì)算機(jī)軟件和PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并對(duì)出現(xiàn)的情況進(jìn)行分析，對(duì)電纜隧道潛在的危險(xiǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警信息。該系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)、光纖通訊、傳感器等，由主機(jī)、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)等組成。

（一）分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的布置

整個(gè)電纜測(cè)溫光纜的長(zhǎng)度為4.2千米，將光纜兩芯作為通信通道，溫度信息接入到供電公司的局域網(wǎng)中，并配置相應(yīng)的設(shè)備，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（二）分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)功能

使用PLC帶485總線形式連接測(cè)溫系統(tǒng)的主機(jī)和各路傳感器，把各個(gè)測(cè)量單元，測(cè)溫主機(jī)和測(cè)溫控制層連接成一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中的測(cè)量，報(bào)警信息集中顯示，達(dá)到集中管理和控制的效果。

分布式光纖測(cè)溫技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、連續(xù)性、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握控制區(qū)域內(nèi)電纜的溫度變化情況，并能夠針對(duì)各種危險(xiǎn)信息及時(shí)發(fā)出預(yù)警。主機(jī)放置在室內(nèi)工作站，感溫電纜與主機(jī)相連接，并在電纜上沿線鋪設(shè)，每隔0.5米設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測(cè)，從而全面了解電纜的工作狀況，并將監(jiān)控點(diǎn)的電纜信息及時(shí)的傳遞到監(jiān)測(cè)控制站中，顯示出監(jiān)控到的信息，例如報(bào)警數(shù)據(jù)、事故報(bào)警數(shù)據(jù)、電纜溫度異常的情況和電纜每天每月的平均溫度數(shù)據(jù)等。溫度傳感器具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)、機(jī)械化等特性，既能傳遞溫度信號(hào)，又是信號(hào)的傳輸通道，能夠得到光纜內(nèi)不同位置光纖發(fā)射的信號(hào)，接收到溫度信息，能夠在各種復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行電纜溫度監(jiān)測(cè)。

光信道轉(zhuǎn)換多路開關(guān)是一種控制光路的器件，起著切換光路的作用，不受外界波長(zhǎng)等因素的影響，測(cè)量的精確度比較高，能夠與測(cè)溫的主機(jī)相連接，進(jìn)行功能的切換。選擇開始通道和結(jié)束通道，并由光開關(guān)來進(jìn)行自由的切換，主界面可以顯示出當(dāng)前電纜的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度變化情況。

測(cè)溫系統(tǒng)如果發(fā)現(xiàn)電纜的溫度出現(xiàn)異常，那么首先會(huì)進(jìn)行異常溫度數(shù)據(jù)和具置信息的記錄，將異常數(shù)據(jù)分析分類，及時(shí)的發(fā)出報(bào)警信息。其次通過繼電器傳輸出聲、光等報(bào)警信息，通過以太網(wǎng)傳遞出報(bào)警信息并傳送到制定的地址當(dāng)中，通過COM端口及時(shí)的將報(bào)警信息傳遞到工作控制站中。在對(duì)報(bào)警信息的處理過程中能夠?qū)﹄娎|溫度的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)能夠及時(shí)的獲得任何復(fù)雜環(huán)境中的電纜溫度信息和變化情況。測(cè)溫系統(tǒng)能夠設(shè)定一個(gè)或者多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和報(bào)警溫度點(diǎn)，如果環(huán)境下的電纜溫度出現(xiàn)任何異常的情況，電纜的溫度出現(xiàn)不正常的變化時(shí)，如果電纜的溫度達(dá)到設(shè)定溫度或者超過設(shè)定的溫度時(shí)，電纜的溫度曲線會(huì)在工作站的系統(tǒng)中顯示，并且測(cè)溫系統(tǒng)會(huì)隨時(shí)發(fā)出報(bào)警信息傳送到PLC上。PLC接收到各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)來的指令后，內(nèi)部程序能夠根據(jù)設(shè)定的溫度數(shù)據(jù)對(duì)電纜的環(huán)境進(jìn)行控制，可以打開排風(fēng)系統(tǒng)，自動(dòng)關(guān)閉防火門，防止火災(zāi)發(fā)生蔓延，保障整個(gè)系統(tǒng)處于一種安全控操控的環(huán)境中。

總結(jié)：分布式光纖電纜溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)以先進(jìn)的DTS技術(shù)為支撐，在電纜沿線鋪設(shè)探測(cè)光纜，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電纜沿線每一個(gè)溫度信息的連續(xù)性監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握電纜的動(dòng)態(tài)信息和溫度變化，對(duì)于優(yōu)化配置電纜具有重要的價(jià)值。分布式光纖電纜溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、在線監(jiān)測(cè)電纜溫度的變化，同時(shí)可以設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的預(yù)警信息，防止危險(xiǎn)事故的發(fā)生。根據(jù)電纜的溫度能夠確定電纜的負(fù)荷變化情況，優(yōu)化配置電纜的負(fù)荷，有效地提高電纜的容量，提高電纜的使用效率。分布式光纖電纜溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)以智能化的控制技術(shù)完善了傳統(tǒng)技術(shù)的不足，提高了我國(guó)電纜的運(yùn)行水平，降低了電纜事故的發(fā)生率。

參考文獻(xiàn)

[1] 郝學(xué)磊，陳鵬，王鯤鵬，呂琨. 基于分布式光纖測(cè)溫的電纜溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 通信電源技術(shù)，2013，（02）：59-60.

篇4

關(guān)鍵詞：可回收；地面太陽能光伏電站；支架組件；施工技術(shù)

隨著能源問題和環(huán)境污染問題的日漸突出，可再生清潔能源的開發(fā)也引起了人們的重視。而利用太陽能光伏發(fā)電，則能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而有效實(shí)現(xiàn)對(duì)可再生清潔能源的開發(fā)和利用。但就目前來看，在地面太陽能光伏電站建設(shè)施工過程中，支架組件施工容易給環(huán)境帶來傷害，并且存在施工效率低、耐久性差和質(zhì)量控制難等問題。因此，還應(yīng)加強(qiáng)可回收式支架組件的研究，從而更好的推動(dòng)光伏電站的建設(shè)發(fā)展。

1 可回收式地面太陽能光伏電站支架組件的結(jié)構(gòu)分析

在地面太陽能光伏電站設(shè)計(jì)建設(shè)的過程中，通常需要采用混凝土灌注樁、混凝土預(yù)制方樁等基礎(chǔ)形式進(jìn)行支架組件的安裝。相比較而言，對(duì)生態(tài)破壞最小的為長(zhǎng)螺旋鋼管地錨樁施工，所以在進(jìn)行可回收支架組件設(shè)計(jì)時(shí)可以采用該種樁型結(jié)構(gòu)。從支架組件組成上來看，需要利用法蘭連接地錨樁和支架鋼管柱，并采用可調(diào)式連接方法進(jìn)行支架梁和主要受力柱的連接，同時(shí)采用螺栓頂絲連接和固定節(jié)點(diǎn)管與支架柱。在前后斜撐節(jié)點(diǎn)處，則要在節(jié)點(diǎn)管上下側(cè)完成節(jié)點(diǎn)管的設(shè)置，從而使樁頂標(biāo)高偏差通過上下調(diào)節(jié)得到消除[1]。分析該種結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)可以發(fā)現(xiàn)，則風(fēng)載荷和支架荷載的共同作用下，節(jié)點(diǎn)管上會(huì)產(chǎn)生偏心力矩，從而導(dǎo)致支架柱與節(jié)點(diǎn)管發(fā)生中心線偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過增強(qiáng)支架柱與節(jié)點(diǎn)管間摩擦力有效預(yù)防節(jié)點(diǎn)管出現(xiàn)下墜問題。所以采用該種結(jié)構(gòu)，能夠使過去光伏電站支架組件施工遭遇的樁垂直度與水平度偏差控制難的問題得到解決，在實(shí)際進(jìn)行上部支架安裝時(shí)無需進(jìn)行水平板和連接柱的多次調(diào)整，因此能夠?yàn)橹Ъ馨惭b找平工作的開展提供便利。

2 可回收式地面太陽能光伏電站支架組件的施工技術(shù)

2.1 組件防腐處理

在過去進(jìn)行光伏電站支架組件安裝時(shí)，通常需要采用涂抹覆蓋防腐技術(shù)進(jìn)行組件的防腐處理，以確保支架結(jié)構(gòu)安全。但采用該種技術(shù)需定期完成支架的維護(hù)，所以將導(dǎo)致電站的運(yùn)行維護(hù)成本增加。針對(duì)這種情況，可以采用環(huán)氧粉末覆蓋防腐技術(shù)進(jìn)行上部支架的處理，即在鋼管地錨樁出廠前利用環(huán)氧粉末完成結(jié)構(gòu)的滲鋅處理，從而使結(jié)構(gòu)安全得到保證[2]。在樁身周圍，則要完成犧牲陽極體的固定，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樁身的電化學(xué)防腐保護(hù)。而采用的犧牲陽極應(yīng)該為半套環(huán)裝，并根據(jù)鋼樁外徑確定環(huán)的內(nèi)徑。在實(shí)際進(jìn)行該種環(huán)裝的使用時(shí)，應(yīng)在鋼樁頭上將兩個(gè)半套環(huán)相扣，并在陽極體周圍進(jìn)行鋼帶加強(qiáng)筋的安裝。

2.2 地錨樁的施工

太陽能光伏電站需完成較多電池板的安裝，進(jìn)行地錨樁施工則能使過去施工存在的占地面積大和電站拆遷處理麻煩等問題得到解決，從而使電站建設(shè)給生態(tài)環(huán)境帶來的破壞得到減少。在實(shí)際進(jìn)行地錨樁施工時(shí)，還要完成旋轉(zhuǎn)樁架的改造，即利用履帶式挖掘機(jī)進(jìn)行樁架改造，并為樁架配備自動(dòng)找直系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)樁架的準(zhǔn)確定位。在此基礎(chǔ)上，則要利用水平尺進(jìn)行測(cè)量，并利用液壓撐桿完成樁架角度的調(diào)整，進(jìn)而使樁身的垂直度要求得到滿足。而考慮到地錨樁的抗拔能力取決于螺旋葉片距地高度，所以還要加強(qiáng)樁頂標(biāo)高控制，確保其與地面標(biāo)高相接近。根據(jù)節(jié)點(diǎn)管的位置，則能完成上部支架的標(biāo)高調(diào)節(jié)，進(jìn)而使同組光伏陣列保持水平關(guān)系。完成樁的放線定位后，還要利用水將樁位的土壤浸濕，從而為地錨樁后續(xù)施工提供便利。在樁的四周，需完成抗傾覆翼板的安裝，以減少風(fēng)振給設(shè)備帶來的損害，并使支架的抗L能力得到提高。

2.3 犧牲陽極的安裝

在安裝犧牲陽極時(shí)，還要遵循均勻分布的原則，為每20根樁配置一組犧牲陽極，從而發(fā)揮結(jié)合電連效應(yīng)。由于樁基上部為鋼支架，所以可以利用電線進(jìn)行支架斷開處的連接，從而完成整體回路的構(gòu)建。由于鋼樁擁有良好的導(dǎo)電性，所以還要采用非焊接的方式進(jìn)行陽極安裝，從而為防腐層提供保護(hù)。具體來講，就是將兩個(gè)半圓形犧牲陽極采用對(duì)扣的方式緊裹在樁身上，然后利用不銹鋼螺絲進(jìn)行外伸鐵芯的緊固。為確定安裝效果，還要在各保護(hù)系統(tǒng)中進(jìn)行長(zhǎng)效硫酸銅參比電極的埋設(shè)，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)點(diǎn)位的測(cè)量[3]。在日常維護(hù)時(shí)，則可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行支架維護(hù)。此外，利用參比電極也可以作為信號(hào)源，從而為電位自動(dòng)控制提供支持。在實(shí)際埋設(shè)參比電極前，還要利用淡水或蒸餾水進(jìn)行電極浸泡，時(shí)間至少12小時(shí)，以確保硫酸銅能夠達(dá)到吸水飽和狀態(tài)。在安裝電極時(shí)，則要與地錨樁一同旋轉(zhuǎn)進(jìn)入地下，并在節(jié)點(diǎn)管的位置固定導(dǎo)線。在對(duì)樁的參比信號(hào)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，該導(dǎo)線則為信號(hào)端。完成支架組件安裝后，還要每隔半年進(jìn)行一次保護(hù)電位的測(cè)定，測(cè)試樁則為樁身都是鋼的螺旋樁基。

2.4 鋼支架及組件安裝

在安裝鋼支架及組件時(shí)，還要提前做好螺栓的清點(diǎn)和分類，在樁行間進(jìn)行按照不同類型進(jìn)行構(gòu)件的有序擺放。而在這些構(gòu)件中，節(jié)點(diǎn)樁可用于確定標(biāo)高，所以還要先進(jìn)行單行周末樁的節(jié)點(diǎn)管標(biāo)高的測(cè)定，并利用頂絲進(jìn)行節(jié)點(diǎn)管的固定，然后進(jìn)行尼龍線的拉設(shè)，從而利用該基準(zhǔn)線進(jìn)行中間樁的標(biāo)高控制。完成節(jié)點(diǎn)管的安裝，還要進(jìn)行拉桿和斜梁的安裝。在安裝過程中，還應(yīng)按照先首末后中間的順序進(jìn)行安裝，并確定斜梁上電池組件的安裝角度。為使電池板的抗風(fēng)能力得到增強(qiáng)，還要在組件邊緣完成雙碟形或單蝶形扣件的使用，從而利用扣件將電池板緊固在檁條上緣。在樁頂與檁條之間，則要進(jìn)行抗風(fēng)緩沖片的安裝，以減輕風(fēng)對(duì)支架的影響[4]?？紤]到檁條容易受樁間距的影響，所以還要利用其上的螺栓孔實(shí)現(xiàn)間距偏差的調(diào)整，確保樁身偏差能夠得到適度補(bǔ)償。在抗風(fēng)翼板安裝時(shí)，則要先進(jìn)行上部螺栓的佩戴，然后將板錘入地下，最后進(jìn)行螺栓緊固。在安裝電池組件時(shí)，還應(yīng)兩人同時(shí)進(jìn)行安裝，并且分別負(fù)責(zé)調(diào)整電池板位置和緊固螺栓。在緊固螺栓過程中，還應(yīng)分兩次進(jìn)行緊固，第一次應(yīng)緊固70%，確保電池板不會(huì)掉落，然后進(jìn)行電池板間距及位置的調(diào)整。第二次要緊固100%，并確認(rèn)電池板不會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)或松脫等問題。最后，需在電池板邊緣完成防風(fēng)扣件的安裝。

3 結(jié)論

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，采用可回收式光伏電站支架組件進(jìn)行太陽能光伏電站的建設(shè)，不僅能夠減少工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的破壞，還能有效提高支架組件抗風(fēng)能力和施工效率，進(jìn)而使支架組件的安裝質(zhì)量得到保證。因此，相信隨著相關(guān)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，該種施工技術(shù)也能在光伏電站建設(shè)中獲得良好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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[2]許建軍. 格爾木200MWp并網(wǎng)光伏電站組件支架基礎(chǔ)的選擇[J]. 陜西水利，2013，02：142-143.

[3]孟濤. 獨(dú)立基礎(chǔ)在共和光伏電站支架基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用[J]. 科技信息，2012，33：822.

篇5

吳 偉

（上海水務(wù)建設(shè)工程有限公司，中國(guó) 上海 200072）

【摘 要】本文分析了光電式計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)及其工作原理，然后介紹了光電管在智能水表中的運(yùn)用，集中介紹了光電直讀計(jì)數(shù)器的組成、光電直讀計(jì)算器編碼原理、數(shù)據(jù)讀取與上傳等方面內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】光電管；智能水表；編碼；數(shù)據(jù)上傳

Application of Photoelectric Sensor in the Intelligent Water Meter

WU Wei

（Shanghai Water Construction & engineering Co.， Ltd.， Shanghai 200072， China）

【Abstract】This article analyses the characteristics of opto-electronic counter and how it works， Then introduced the application of photoelectric cell in intelligent water meter， Composition focuses on direct-reading counter， photoelectric direct-reading calculator， such as coding， data read and upload content.

【Key words】Photoelectric cell； Intelligent water meter； Encode； Data upload

1 智能水表

1.1 智能水表概述

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，現(xiàn)代通訊技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能化建筑在發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)運(yùn)而生。近年來，智能化住宅小區(qū)建設(shè)在我國(guó)發(fā)展的很快，自來水遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)正是智能化住宅小區(qū)的必備系統(tǒng)。目前我國(guó)城鄉(xiāng)居民用戶水表抄表一般采用人工抄表方式。這種方式需要消耗大量的人力、物力，采集數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度大、采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度低，同時(shí)給用戶帶來很多麻煩，甚至帶來不安全的因素。為了有效解決入戶抄表收費(fèi)存在的諸多弊端，提高效率，避免入戶抄表引發(fā)的不安全因素和杜絕拖欠費(fèi)用等情況，遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)得到了大力推廣。遠(yuǎn)程抄表是一種便民系統(tǒng)，作為現(xiàn)代化管理系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用。

1.2 傳感器在智能水表中應(yīng)用

目前，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表有很多技術(shù)，例如藍(lán)牙技術(shù)、無線局域網(wǎng)技術(shù)等，現(xiàn)有的各種轉(zhuǎn)換方式如采用單、雙干簧管傳感器、攝像直讀傳感器或霍爾元件，都在不同方面存在缺陷或不足。從實(shí)際的運(yùn)行的情況來看，表現(xiàn)不盡如人意，存在兩大問題：（1）必須不間斷供電，當(dāng)電源斷電時(shí)間過長(zhǎng)或信號(hào)線路需要維修時(shí)，遠(yuǎn)傳讀數(shù)部分停止計(jì)量，機(jī)械讀數(shù)照常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此恢復(fù)供電或維修完畢后需重讀水表的機(jī)械讀數(shù)，再對(duì)遠(yuǎn)傳部分重新設(shè)置底數(shù)。（2）運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生累積誤差，水表機(jī)械讀數(shù)與電子讀數(shù)不完全一致，總存在一定誤差。尤其是“單、雙干簧管表”因?yàn)榕R界點(diǎn)顫動(dòng)誤發(fā)信號(hào)無法克服，誤差非常大。由于這些問題如果不能得到妥善解決，上述傳感器在市場(chǎng)上難以成為主流產(chǎn)品。針對(duì)上述的難以克服的缺陷，人們將研究目光投向光電直讀，本文在此介紹的是一種直讀式遠(yuǎn)傳水表，其最大特點(diǎn)是平時(shí)不需要電源，只有在抄表的瞬間才需要電源，擺脫了脈沖等遠(yuǎn)傳水表離開電源便無法工作的難題，并且使水表的機(jī)械讀數(shù)與電子讀數(shù)完全一致。

2 光電直讀計(jì)數(shù)器的應(yīng)用

光電直讀表是在普通水表的計(jì)數(shù)器字輪印刷0-9位置的外緣印刷特定標(biāo)記，在其固定光電傳感器及相關(guān)電路。外部供電讀表時(shí)，通過光電傳感器判斷特定標(biāo)記“有”和“無“的狀態(tài)，通過組合編碼判斷以獲得字輪的讀數(shù)（表計(jì)的窗口值）。

2.1 光電直讀計(jì)數(shù)器的組成

光電直讀計(jì)數(shù)器包括殼體、驅(qū)動(dòng)輪、進(jìn)位齒輪、數(shù)字輪、信號(hào)采集板、光電傳感器等。

2.2 光電直讀計(jì)數(shù)器概述

光電直讀計(jì)數(shù)器有若干個(gè)同軸數(shù)字輪，最低位數(shù)字輪與驅(qū)動(dòng)輪連接，該數(shù)字輪端面的兩個(gè)半徑圓周上分別開有若干個(gè)弧形透光孔，同時(shí)數(shù)字輪上印有0-9共10個(gè)數(shù)碼，每個(gè)數(shù)碼的間隔被3等分；進(jìn)位輪與數(shù)字輪嚙合，位于最右邊的低位數(shù)字輪每轉(zhuǎn)一圈，就帶動(dòng)與它相連的進(jìn)位齒輪走一個(gè)齒，進(jìn)而帶動(dòng)位于左邊的高位數(shù)字輪走一個(gè)數(shù)字，實(shí)現(xiàn)進(jìn)位；信號(hào)采集板，位于數(shù)字輪兩側(cè)，其上設(shè)置若干對(duì)光電傳感器，每對(duì)光電傳感器包含一個(gè)發(fā)射管和一個(gè)接收管。

2.3 光電直讀計(jì)算器編碼原理

2.3.1 數(shù)字輪設(shè)計(jì)

數(shù)字字輪的柱面被30等分，整個(gè)柱面平均分為0-9共10等分，然后，每個(gè)數(shù)字間隔之間的扇面再3等分，因此整個(gè)數(shù)字輪的柱面被30等分。自此，數(shù)字輪上的每個(gè)數(shù)就具有“上格”“正格”“下格”之分。例如：數(shù)字“8”就有“8上格”“8正格”“8下格”。當(dāng)讀數(shù)在“8上格”“8正格”“8下格”時(shí)，均讀為“8”，這就避免了進(jìn)位時(shí)的誤讀。

2.3.2 光電傳感器設(shè)置

在光電直讀計(jì)算器中，信號(hào)采集板上安裝6對(duì)紅外發(fā)射管和紅外接收管，發(fā)射管和接收管構(gòu)成的紅外對(duì)管光路與數(shù)字輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行，同一個(gè)同心圓的半個(gè)圓周上分布5對(duì)光電傳感器，其作用是抄報(bào)數(shù)字輪的讀書，在另一個(gè)同心圓的圓周上設(shè)置1個(gè)光電傳感器，稱為進(jìn)位傳感器，其作用是校驗(yàn)進(jìn)位輪的進(jìn)位狀態(tài)。

2.3.3 碼道分布及其編碼方法

數(shù)字輪的端面上分別開有3個(gè)弧形透光槽，作為編碼的碼道。每一個(gè)數(shù)字輪的端面上分布有3個(gè)圓弧孔，其中三個(gè)圓弧孔是位于同心圓上的，該同心圓的半徑與5個(gè)光電傳感器所位于的同心圓的半徑相同，當(dāng)圓弧孔轉(zhuǎn)到5個(gè)光電傳感器中的任何一個(gè)時(shí)，均可通過圓弧孔透光，從而使接收管能夠接收到發(fā)射管所發(fā)射的光線，起到抄報(bào)數(shù)字輪讀數(shù)的作用。其中一個(gè)圓弧孔比另外兩個(gè)圓弧孔更寬一些，覆蓋到進(jìn)位校驗(yàn)傳感器所處的同心圓中，這樣，當(dāng)此圓弧孔轉(zhuǎn)動(dòng)到進(jìn)位校驗(yàn)傳感器時(shí)，接收管可以接收到發(fā)射管所發(fā)射的光線，起到進(jìn)位校驗(yàn)作用。

2.3.4 數(shù)據(jù)讀取與上傳

上述編碼方式讀取的數(shù)據(jù)通過程序方式存入單片機(jī)，抄表時(shí)，由外部供電，通過光電傳感器讀取字輪編碼傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)按照電路邏輯關(guān)系，將數(shù)據(jù)上傳給區(qū)域集中器，再由集中器將所抄表具讀數(shù)上傳給上位機(jī)管理軟件。

3 應(yīng)用

經(jīng)過多年從理論到實(shí)踐經(jīng)過多次研究，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了修改和實(shí)際產(chǎn)品驗(yàn)證，實(shí)踐證明在結(jié)構(gòu)和裝配誤差要求范圍內(nèi)，確定此方案可以做到準(zhǔn)確讀取字輪數(shù)據(jù)。

4 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代計(jì)量技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等的日益發(fā)展，智能水表的智能性也得到日益提高。利用智能水表具有經(jīng)濟(jì)、實(shí)時(shí)、數(shù)據(jù)共享等優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)越來越多地應(yīng)用于社會(huì)發(fā)展的各個(gè)方面，并實(shí)現(xiàn)人類和水資源的和諧相處。光電直讀式計(jì)算器由于既有機(jī)械式計(jì)數(shù)器的無需帶電工作的優(yōu)點(diǎn)，又可采用光電直讀方式讀取計(jì)算值，可用于集中管理?？梢?，光電直讀計(jì)數(shù)器的合理廣泛應(yīng)用對(duì)于大力發(fā)展智能水表具有非常重要的作用和意義。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]施志剛.傳感器技術(shù)對(duì)智能水表的質(zhì)量至關(guān)重要[J].中國(guó)計(jì)量，2004（07）.

篇6

自年初以來一路高歌猛進(jìn)的股票價(jià)格，以及新鮮出爐的第一季度凈利潤(rùn)4.81億元，同比增長(zhǎng)573.37%，讓TCL再次成為業(yè)內(nèi)的焦點(diǎn)。

TCL利潤(rùn)大幅提升，歸功于TCL多媒體-華星光電液晶產(chǎn)業(yè)一體化優(yōu)勢(shì)帶動(dòng)業(yè)績(jī)提升。涉足電視上游面板產(chǎn)業(yè)收獲頗豐后，李東生有了新打算，提前兌現(xiàn)回購(gòu)華星光電股份的承諾。

5月2日，TCL公告受讓深超投（深圳國(guó)資委下屬企業(yè)）持有的華星光電30%的股權(quán)。交易完成后TCL集團(tuán)將持有華星85%的股權(quán)，另外15%由三星持有。

2009年，TCL與深超投聯(lián)合成立華星光電，之后，TCL、深超投和三星電子分別持有華星光電55%、30%、15%的股份。華星光電成立之初，以政府出資人身份出現(xiàn)的深超投約定，投產(chǎn)后5年內(nèi)由TCL回購(gòu)所持股份。

李東生對(duì)提前回購(gòu)的說法是“現(xiàn)在華星光電經(jīng)營(yíng)不錯(cuò)，我們提前履行承諾?！彼傅慕?jīng)營(yíng)不錯(cuò)，其實(shí)對(duì)華星光電的業(yè)績(jī)有些輕描淡寫。TCL第一季度報(bào)表顯示，華星光電實(shí)現(xiàn)銷售收入33.63億元，實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)4.08億元。去年，華星光電50%的產(chǎn)能由TCL消化，TCL電視銷量達(dá)1553萬臺(tái)，同比增長(zhǎng)43%。

曾經(jīng)，中國(guó)電視廠商處處受制于外資面板企業(yè)，此番，克服重重困難推進(jìn)的華星光電業(yè)務(wù)，不僅保障了TCL的面板供給，還讓企業(yè)獲得真金白銀的回報(bào)，更證實(shí)了李東生全產(chǎn)業(yè)鏈布局的成效。

李東生是恢復(fù)高考后的第一批大學(xué)生，TCL春風(fēng)得意時(shí)，他拒絕了當(dāng)副市長(zhǎng)的政治前途；國(guó)際化導(dǎo)致企業(yè)巨虧時(shí)，他想過離開，想過通過房地產(chǎn)救急，但最終他堅(jiān)守家電業(yè)，讓鷹重生。久經(jīng)“沙場(chǎng)”、拼殺多年的李東生總結(jié)出，沒有全產(chǎn)業(yè)鏈的掌控能力，就無法在國(guó)際市場(chǎng)上和日韓企業(yè)一較高下。華星光電是TCL全產(chǎn)業(yè)鏈布局的一次努力，也是打通產(chǎn)業(yè)鏈的第一步。

篇7

關(guān)鍵詞：智能車；光電管；路徑識(shí)別

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044(2011)35-pppp-0c

Design of Intelligent Vehicle Path Identification System Based on Phototube

HUANG Xian

(School of Internet of Things, Wuxi Professional College of Science and Technology, Wuxi 214028, China)

Abstract: Path identification is a key technology in the application of intelligent vehicles. It directly determines the running quality of intelligent vehicles. In this paper, we have developed an intelligent vehicle with advanced path identification algorithm. The embedded system is based on Freescale’s 16-bit MCU, MC9S12XS128.Phototubes are used to collect image samples of monochrome road. Then the discrete recognition algorithm is introduced to extract road black-lines, through which the direction and speed of the intelligent vehicle is controlled. It is proved by experiments that our embedded system fulfills the path recognition task as an intelligent vehicle.

Key words: intelligent vehicles, phototubes, image samples, path recognition

1 智能車整體方案設(shè)計(jì)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，智能交通也進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)代，無人駕駛智能汽車的研究正是其中的一個(gè)重要方向。

本智能車系統(tǒng)共包括六大部分，如圖1所示。由freescale 16位單片機(jī)MC9S12XS128為核心控制單元，由路徑識(shí)別模塊和速度檢測(cè)模塊分別將采集到的路徑信息，和實(shí)時(shí)速度值輸入單片機(jī)，由其處理后，形成合適的控制量來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并控制舵機(jī)轉(zhuǎn)向，從而使小車自動(dòng)沿著一條任意給定的黑色帶狀引導(dǎo)線行駛。[10]。

2 路徑識(shí)別器件的選擇

智能車路徑識(shí)別模塊是智能車系統(tǒng)中的關(guān)鍵模塊之一，它的好壞直接決定了智能車的性能。因此選擇合適的路徑識(shí)別器件是確定整體方案的關(guān)鍵。路徑識(shí)別方案有CCD/CMOS攝像頭、光電和電磁[19]三種。

方案一：采用CCD/CMOS攝像頭，CCD/CMOS攝像頭的優(yōu)點(diǎn)是前瞻距離大、檢測(cè)范圍寬、檢測(cè)道路參數(shù)多；缺點(diǎn)是電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，需要視頻信號(hào)同步分離，且工作電壓高于電池電壓，需要升壓電路，加大了電源的損耗，增加車身重量，而且本系統(tǒng)采用的處理器是25MHZ的單片機(jī)，處理速度有限，并且CCD采集一幀圖像的時(shí)間最快為50ms，對(duì)于一個(gè)速度要求很高的系統(tǒng)，采集時(shí)間過長(zhǎng)，還易受外界干擾，軟件計(jì)算量大。

方案二：使用光電傳感器，光電傳感器的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，且電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，檢測(cè)信息快，最重要的是單片機(jī)易于處理。但這種方法對(duì)道路參數(shù)檢測(cè)精度低，易受到外界光線的干擾，且檢測(cè)距離有限。并且獲取的信息量有限，難以獲得較大的前瞻距離；

方案三：電磁是缺點(diǎn)是前瞻太小，且無資料可參考。

綜合各種方案的利弊，本設(shè)計(jì)如圖2所示采用光電傳感器（激光管+紅外光電管）作為循跡方案。并且采用雙排光電管設(shè)計(jì)，下排紅外管用于識(shí)別起跑線、坡度等并進(jìn)行輔助路徑識(shí)別；上排激光管主要用于小車轉(zhuǎn)向控制以及車速控制。相應(yīng)的傳感器狀態(tài)為1時(shí)表示檢測(cè)到黑線，否則就為0.

3 路徑檢測(cè)算法

要使模型車能夠在智能車控制系統(tǒng)的作用下沿跑道快速穩(wěn)定的運(yùn)行，路徑的精確識(shí)別是關(guān)鍵。

3.1 路徑識(shí)別分析

傳感器直線排列的控制策略較為簡(jiǎn)單，應(yīng)用成熟，檢測(cè)效果良好，故本系統(tǒng)采用光電管“一”字型直線布局的排列方式。模型車在賽道上可能出現(xiàn)的狀態(tài)有：普通直道處、彎道處、起點(diǎn)處、十字交叉處等情況，如圖3所示，圓點(diǎn)代表傳感器，黑色為路徑。

每個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)是否在黑線上的標(biāo)志位，相應(yīng)在黑線上為1，不在黑線上為0，從而通過對(duì)任一時(shí)刻傳感器標(biāo)志的識(shí)別，判斷模型車的狀態(tài)，進(jìn)而進(jìn)行賽道記憶和速度控制。

為了精確地識(shí)別起跑線和十字交叉線，在程序中，通過統(tǒng)計(jì)檢測(cè)到黑線的傳感器的個(gè)數(shù)及狀態(tài)來區(qū)分兩者。例如，在十字交叉線時(shí)，有大于4個(gè)傳感器檢測(cè)到黑線，且這些檢測(cè)到黑線的傳感器是連續(xù)的，中間沒有間隔，這樣就認(rèn)為是十字交叉線；在起跑線時(shí)，有大于4個(gè)傳感器檢測(cè)到黑線，且這些檢測(cè)到黑線按的傳感器之間有間隔，這樣就認(rèn)為檢測(cè)到的為起跑線。在實(shí)踐中，只有當(dāng)模型車位置偏差過于大時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)判斷失誤，此種方法有較高的成功率，在經(jīng)過大量的統(tǒng)計(jì)和調(diào)節(jié)模型車的狀態(tài)，最終采用了這種方法。

3.2 路徑識(shí)別算法的設(shè)計(jì)

路徑識(shí)別算法大致分為兩種，即連續(xù)識(shí)別算法和離散識(shí)別算法。兩者最大區(qū)別在于路徑探測(cè)信息通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后，連續(xù)識(shí)別算法中得到的是連續(xù)的信息，或者說是通過AD轉(zhuǎn)換后得到的相當(dāng)于灰度值一樣的信息，然后通過插值計(jì)算可以得到非常精確的路徑信息，但連續(xù)識(shí)別信息量大，處理有一定延時(shí)。

路徑離散識(shí)別算法是通過普通IO端口將激光接收管的電壓值讀入微控制器，根據(jù)端口輸入的高、低邏輯電平來判斷該傳感器是否處于黑色引導(dǎo)線上方，再篩選出所有處于引導(dǎo)線上方的傳感器，便可以大致判斷出此時(shí)車身相對(duì)道路的位置，確定出路徑信息。算法簡(jiǎn)單易行且信息采集更新速率快，因?yàn)檩斎肓繛殚_關(guān)量，所以對(duì)硬件及算法的要求都比較低，但離散識(shí)別算法中得到是數(shù)字量，中間缺少過度，得到的路徑信息是基于間隔排布的傳感器的離散值，對(duì)于兩個(gè)相鄰傳感器之間的“盲區(qū)”無法提供有效的距離信息，因此其識(shí)別路徑的精度極大的受限于傳感器的間距但在傳感器數(shù)目較多的情況下也可以實(shí)現(xiàn)較高的識(shí)別準(zhǔn)確性[3]。

針對(duì)離散識(shí)別算法的弊端，一方面，設(shè)計(jì)前瞻板時(shí)，在兼顧檢測(cè)范圍的情況下注意盡量減少傳感器的距離；另一方面，通過記憶算法細(xì)化檢測(cè)信息，即在兩個(gè)傳感器的檢測(cè)“盲區(qū)”時(shí)，軟件上通過記憶上個(gè)時(shí)刻檢測(cè)到黑線的傳感器的編號(hào)和前一段時(shí)間前瞻板的移動(dòng)方向，就可以預(yù)測(cè)下個(gè)時(shí)刻黑線出現(xiàn)的位置。通過這樣的處理過程后，就能得到一個(gè)比較連續(xù)的路徑信息，并將此路徑信息應(yīng)用到轉(zhuǎn)向和車速控制策略中，轉(zhuǎn)向和車速調(diào)節(jié)比較平滑，在2m/s~3m/s的范圍內(nèi)，舵機(jī)響應(yīng)及時(shí)，可以滿足智能車的控制需求，并沒有出現(xiàn)因?yàn)槎鏅C(jī)響應(yīng)不及時(shí)而造成控制失效的情況。

對(duì)采集到的道路信息還需要進(jìn)行數(shù)字濾波。由于在智能車運(yùn)行過程當(dāng)中難免會(huì)因?yàn)橘惖涝蚧蛘哂布蛞敫蓴_因素，表現(xiàn)為檢測(cè)到離散的黑點(diǎn)，但是這些黑點(diǎn)等干擾因素有一個(gè)共同的特點(diǎn)：持續(xù)時(shí)間短、沒有規(guī)律。所以采取的措施就是當(dāng)發(fā)現(xiàn)有賽道跳變時(shí)，丟棄這次采集到的路徑數(shù)據(jù)，而是使用上一次采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行打舵和調(diào)速?zèng)Q策。但是當(dāng)連續(xù)多次發(fā)現(xiàn)賽道的跳變時(shí)，就說明原來的循跡跟蹤有誤，采用新的路徑信息進(jìn)行打舵和調(diào)速?zèng)Q策。路徑檢測(cè)流程圖如圖4所示。

4 結(jié)束語

本智能車用飛思卡爾16位單片機(jī)MC9S12XS128做核心控制單元，用光電管采集黑白路徑信息，單片機(jī)通過對(duì)采集圖像的分析與計(jì)算，自動(dòng)控制小車的運(yùn)行方向和速度，從而實(shí)現(xiàn)智能車快速穩(wěn)定的沿黑線行駛。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，該光電管電路工作穩(wěn)定，可靠性高，能很好的識(shí)別出路徑信息。

參考文獻(xiàn):

[1]梁昆,王韜,丁丁,楊明,等.上海交通大學(xué)SmartStar隊(duì)技術(shù)報(bào)告(節(jié)選) [J].電子產(chǎn)品世界,2010,17(1):54-55

篇8

【關(guān)鍵詞】變電站；智能壓板；光電檢測(cè)技術(shù)；繼電保護(hù)；電力設(shè)備

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，電力資源的需求量越來越大，變電站承擔(dān)著保障電力供應(yīng)與推進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)的重要使命，其基礎(chǔ)性地位十分重要。在變電站日常的工作中，繼電保護(hù)是一項(xiàng)極為重要的工作，事關(guān)變電站設(shè)備的安全，也事關(guān)變電站的正常運(yùn)行。壓板是維系變電站繼電保護(hù)裝置與短路設(shè)備的重要“橋梁”，一般通過人工操作來實(shí)現(xiàn)工作。以智能壓板技術(shù)尤其是檢測(cè)技術(shù)來開展繼電保護(hù)工作，是當(dāng)下業(yè)界研究的熱點(diǎn)，也是工作的難點(diǎn)所在，必須引起重視。

1 變電站智能壓板檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用及背景分析

眾所周知，繼電保護(hù)是變電站的核心工作之一，也是維系變電站電力設(shè)備穩(wěn)定與安全運(yùn)行的重要抓手。智能壓板是變電站繼電保護(hù)的有效舉措，一般都由技術(shù)人員負(fù)責(zé)操作。然而受困于很多變電站操作人員的責(zé)任意識(shí)不足、技術(shù)能力低下以及其他方面的因素，壓板操作很容易出現(xiàn)問題，導(dǎo)致出錯(cuò)率攀升，進(jìn)而影響到整個(gè)繼電保護(hù)工作。因此，智能壓板及應(yīng)用技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，而且在繼電保護(hù)中發(fā)揮了突出的作用。智能壓板可以解決人工投退的很多問題，避免了壓板的出錯(cuò)幾率，對(duì)于提升變電站繼電保護(hù)及整體的管理水平都有積極的促進(jìn)作用。因此，引入更加科學(xué)、新型的智能壓板檢測(cè)技術(shù)就顯得尤為重要了。一方面，有效的檢測(cè)技術(shù)利于智能壓板操作的推進(jìn)，進(jìn)一步提升智能壓板的效能；另一方面，檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)智能壓板投退狀態(tài)的實(shí)施監(jiān)控，并且為即時(shí)的壓板操作提供數(shù)據(jù)和依據(jù)，是壓板操作必不可少的一部分。所以嗎，智能壓板檢測(cè)技術(shù)的引入、應(yīng)用及創(chuàng)新是智能壓板工作的題中之義，必須引起工作人員的高度重視。

所以，智能壓板的應(yīng)用必須與相關(guān)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用相匹配，這樣才是完成的操作系統(tǒng)，才能確保變電站繼電保護(hù)工作的質(zhì)量。開展智能壓板的檢測(cè)需要新技術(shù)，而智能壓板技術(shù)本身也有一些要求。如，智能壓板保護(hù)測(cè)控屏上壓板數(shù)量眾多，并且非常集中，因此智能壓板結(jié)構(gòu)必須小巧。其次，智能壓板的常規(guī)功能部件必須與傳統(tǒng)壓板兼容，比如有可視斷點(diǎn)、方便操作、顏色區(qū)分等。除此之外，現(xiàn)在的很多智能壓板對(duì)外有標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，能將檢測(cè)到的壓板投退狀態(tài)上送給其它智能設(shè)備或上位機(jī)。所以，智能壓板檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用必須符合上述要求，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求。

當(dāng)前，我國(guó)的變電站使用智能壓板的過程中大都配套采用了基于廣電技術(shù)的檢測(cè)技術(shù)，可以很好的實(shí)現(xiàn)變電站智能壓板投退狀態(tài)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有利于工作人員及時(shí)發(fā)送投退狀況的異常并據(jù)此做出應(yīng)對(duì)判斷。此外，智能壓板的光電檢測(cè)技術(shù)與變電站的微機(jī)閉鎖防誤系統(tǒng)的結(jié)合可以促進(jìn)變電站壓板誤操作問題的解決，對(duì)于繼電保護(hù)乃至變電站全網(wǎng)的安全工作都是大有好處的。借助智能壓板控制器，通過光電檢測(cè)技術(shù)對(duì)壓板信息的監(jiān)測(cè)及反饋，能夠?qū)崿F(xiàn)防誤操作，大大提升了壓板操作的效能?？傊?，類似的檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)很多的的變電站中都得到了普遍的應(yīng)用，也產(chǎn)生了不錯(cuò)的實(shí)踐效果，對(duì)于提升智能壓板的應(yīng)用效率、維護(hù)變電站運(yùn)行安全都是大有裨益的。

2 智能壓板檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用特性及功能

前面已經(jīng)提到，智能壓板在變電站中得到了較為普及的應(yīng)用，但是也存在一下問題和困難，集中表現(xiàn)為檢測(cè)技術(shù)的滯后?；诠怆姍z測(cè)技術(shù)的智能壓板可以突破傳統(tǒng)壓板的操作誤區(qū)，而且大大提升壓板的應(yīng)用效能。從此類檢測(cè)技術(shù)的功能上來看，此技術(shù)可以采用非電量接觸原理進(jìn)行壓板的投退狀態(tài)及投入到位檢測(cè)，十分的便利快捷。其次，此技術(shù)能夠接收智能壓板控制器的操作指令，控制壓板狀態(tài)指示燈的閃爍即操作智能壓板時(shí)，燈常亮。所以，開展在線監(jiān)測(cè)并及時(shí)做出操作判斷都是可行的。因此，智能壓板的光電檢測(cè)技術(shù)能夠提升智能壓板的操作效能，是實(shí)踐中可行的技術(shù)。

此外，智能壓板檢測(cè)技術(shù)與微機(jī)防誤系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合能夠?yàn)樽冸娬纠^電保護(hù)及設(shè)備監(jiān)測(cè)提供全新的思路和方法，應(yīng)用意義重大。例如，與微機(jī)防誤系統(tǒng)結(jié)合的智能壓板檢測(cè)技術(shù)可以提供手動(dòng)檢測(cè)接口，而且壓板具有明顯的可視斷開點(diǎn)，十分便于技術(shù)人員的分析和判斷。當(dāng)投入壓板時(shí)，若沒有投到位則壓板控制器報(bào)警，壓板狀態(tài)指示燈閃爍，提醒操作人員注意。還有就是，該類檢測(cè)技術(shù)與綜自系統(tǒng)的配合起到了很大的監(jiān)測(cè)作用，即智能壓板控制器采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約，可以作為一個(gè)間隔層的設(shè)備接入到綜自系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)軟壓板和硬壓板的全面監(jiān)視。因此，此類監(jiān)測(cè)是變電站推進(jìn)運(yùn)轉(zhuǎn)工作所必需的。

綜上所述，新時(shí)期變電站智能壓板的檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用是基于壓板操作的實(shí)際與變電站日常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求，這是變電站技術(shù)創(chuàng)新的體現(xiàn)，也是維持變電站快速發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?/p>

參考文獻(xiàn)：

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[2]吳小勇，劉春艷，李健，童小寒，胡蓉，陳湘波.繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置壓板回路遠(yuǎn)方控制技術(shù)與應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008（15）

篇9

摘 要：傳感器課是航空電子專業(yè)的一門重要課程。本文探討如何將智能小車作為實(shí)訓(xùn)任務(wù)應(yīng)用于傳感器理實(shí)一體化教學(xué)，改革傳統(tǒng)教學(xué)方式，以培養(yǎng)應(yīng)用型技能人才。

關(guān)鍵詞 ：智能小車 傳感器 實(shí)訓(xùn)教學(xué)

一、教學(xué)內(nèi)容改革

筆者學(xué)院采用《傳感器與檢測(cè)技術(shù)（第2版）》(工業(yè)和信息化高職高?！笆濉币?guī)劃教材立項(xiàng)項(xiàng)目)作為教材，配合THQC-2型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)儀作為傳感器理實(shí)一體化教學(xué)內(nèi)容。 傳統(tǒng)教學(xué)中，教師遵循教材內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從傳感器基礎(chǔ)知識(shí)、工作原理到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，耗費(fèi)大量課時(shí)，學(xué)生疲于應(yīng)對(duì)不同類型的傳感器，沒有真正理解什么是傳感器、如何選擇和使用不同類型的傳感器；教學(xué)過程不夠直觀生動(dòng)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)缺乏吸引力，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想，并影響到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。

智能小車是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的新發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)顯示時(shí)間、速度，具備自動(dòng)尋跡、尋光、避障功能，變速行駛、準(zhǔn)確定位停車、聲控和遠(yuǎn)程傳輸圖像等功能，運(yùn)用到光電傳感器、避障傳感器、光線傳感器、紅外檢測(cè)傳感器、加速度和陀螺儀傳感器、熱電偶傳感器、超聲波測(cè)距傳感器、視覺傳感器、數(shù)字溫度傳感器和火焰?zhèn)鞲衅鞯阮愋偷膫鞲衅?。把智能小車設(shè)計(jì)成任務(wù)模塊，貫穿整個(gè)傳感器實(shí)訓(xùn)教學(xué)，可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題能力、自學(xué)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。

二、教學(xué)過程改革

傳感器理實(shí)一體化教學(xué)采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，把智能小車作為實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，根據(jù)課時(shí)數(shù)合理設(shè)計(jì)遞進(jìn)的任務(wù)模塊（見表1），以學(xué)生為中心，通過小組相互協(xié)作，主動(dòng)探索解決問題，獲得成就感，激發(fā)學(xué)生的求知欲，形成良性循環(huán)。

現(xiàn)以智能小車的避障傳感器模塊為例，介紹任務(wù)驅(qū)動(dòng)對(duì)教學(xué)過程的改革。

1.布置任務(wù)

智能小車在前進(jìn)過程中如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避讓障礙物？要求學(xué)習(xí)光電式傳感器內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)智能小車在距離障礙物20cm時(shí)剎車減速的功能。任務(wù)明確，激發(fā)學(xué)生的求知欲，有目標(biāo)地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.確定設(shè)計(jì)方案

學(xué)習(xí)光電式傳感器的知識(shí)，認(rèn)識(shí)能夠把光通量轉(zhuǎn)換為電量的光電管、光敏電阻等光電元件。分小組結(jié)合已學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)避障方案，經(jīng)過集體討論和教師引導(dǎo)，選用紅外避障傳感器模塊，電路設(shè)計(jì)如圖1所示。

3.模塊組裝和調(diào)試

學(xué)校統(tǒng)一采購(gòu)教學(xué)用的智能小車和傳感器模塊，學(xué)生根據(jù)確定的設(shè)計(jì)方案，通過小組協(xié)作，正確識(shí)別元器件，分析電路圖，完成模塊的組裝焊接（見圖2）。在教師的指導(dǎo)下，配合智能小車進(jìn)行模塊功能的調(diào)試，實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求。

4.考核和總結(jié)

教師根據(jù)各組設(shè)計(jì)的方案、組裝調(diào)試和最終成品，進(jìn)行綜合評(píng)分。組織小組討論，歸納過程中的困難與問題，總結(jié)解決的方案，吸取教訓(xùn)，分享成果。

5.智能小車技能競(jìng)賽

學(xué)生通過傳感器理實(shí)一體化的實(shí)踐訓(xùn)練，努力攻克一個(gè)又一個(gè)任務(wù)模塊，掌握智能小車的控制系統(tǒng)，獲得成就感，提高自信心。學(xué)生積極參加學(xué)院每年科技節(jié)的智能小車技能競(jìng)賽，在比賽中靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，勇于挑戰(zhàn)自我，完成更高難度的智能小車，努力獲得優(yōu)秀成果。

三、小結(jié)

篇10

關(guān)鍵詞：ATmega16;智能AGV小車;循跡傳感器

0 引言

科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，人工智能系統(tǒng)開發(fā)研究受到廣泛關(guān)注。智能AGV小車在倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)、制造業(yè)、危險(xiǎn)場(chǎng)所和特種行業(yè)有廣泛的應(yīng)用前景。譬如在一些汽車領(lǐng)域，如雪佛蘭、豐田等汽車廠配線上有廣泛的應(yīng)用，經(jīng)過使用了AVG作為載運(yùn)工具裝配線后，減少裝配時(shí)間和故障率。本系統(tǒng)基于AVR單片機(jī)智能AGV小車控制系統(tǒng)研究，能夠自動(dòng)識(shí)別前方道路、障礙物檢測(cè)等功能。

1 控制系統(tǒng)總體構(gòu)成

通過循跡傳感器確定小車按照規(guī)定的軌跡行駛，光電傳感器檢測(cè)前方道路障礙物，超聲波傳感器測(cè)量小車行駛的距離，通過傳感器檢測(cè)到的數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)，單片機(jī)通過處理電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)智能小車的左右，前進(jìn)，并進(jìn)行前方障礙物檢測(cè)和測(cè)量行駛距離，結(jié)果會(huì)顯示在智能小車上。

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圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2 控制系統(tǒng)硬件組成與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)主控制模塊

該芯片不僅功耗低，性能也高，運(yùn)行速度快，而且擁有8位AVR微處理器，32個(gè)8位通用工作寄存器，16KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash，內(nèi)存量大，還擁有上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測(cè)功能，支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試功能，32個(gè)可編程I/O口，而且功耗小。

2.2 系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片主要對(duì)智能AGV小車速度和方向起到一個(gè)控制的作用，速度控制采用ATmega16單片機(jī)定時(shí)中斷法產(chǎn)生PWM方波控制速度，方向采用H橋式電路進(jìn)行電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)控制。速度和方向同時(shí)控制采用專用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，例如L298N、L297N、AQMH2407等電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，電路具有抗干擾能力的問題，于是我們?cè)诳紤]芯片鏈接、驅(qū)動(dòng)等問題就可以迎刃而解。

2.3 系統(tǒng)輸入模塊

2.3.1 循跡傳感器

智能AGV小車的行進(jìn)軌跡的檢測(cè)是采用循跡傳感器，采用TCRT5000反射式傳感器的紅外發(fā)射二極管不斷發(fā)射紅外線，紅外接收管在發(fā)出的紅外線沒有被反射回來或者反射強(qiáng)度不夠大時(shí)候，它會(huì)一直處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)輸出的模塊為高電平，二極管會(huì)一直處于熄滅狀態(tài);紅外線被反射回來且強(qiáng)度足夠大，紅外接收管飽和，此時(shí)模塊輸出端為低電平，二極管被點(diǎn)亮。

2.3.2 光電傳感器

系統(tǒng)采用光電傳感器也叫光電開關(guān)來檢測(cè)智能AGV小車行進(jìn)軌跡上的障礙物，光電開關(guān)上三根不同顏色的線，紅色接4.5-5V電源，黃色接單片機(jī)。

2.3.3 超聲波傳感器

針對(duì)檢測(cè)AVG小車的形式距離，我們采用的是超聲波傳感器來檢測(cè)。HC-SR04超聲波檢測(cè)行駛距離精度可達(dá)3mm。我們采用IO口TRIG測(cè)距，給最少10us的高電平信號(hào)，通過檢測(cè)是否有信號(hào)返回，如果有信號(hào)返回，則可以通過輸出的一個(gè)高電平信號(hào)，信號(hào)持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)說明超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間越長(zhǎng)。

3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)通過C語言編程，完成檢測(cè)信息的處理和分析，并發(fā)出相應(yīng)的控制指令，改變智能AGV小車的行進(jìn)方向，其控制流程如下：

首先，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)流程，利用ATmega16定時(shí)1中斷法產(chǎn)生PWM方波，利用PB0、PB1、PB2、PB3控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而可以控制智能AGV小車的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)。

其次，初始化系統(tǒng)，小車行駛過程中是否有障礙物，檢測(cè)有障礙物時(shí)，PD7口輸出低電平，單片機(jī)檢測(cè)到信號(hào)之后判斷左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)，無障礙物時(shí)保持原來速度繼續(xù)前進(jìn)。

最后，利用三塊循跡傳感器放在小車的前下方，尋找小車的行進(jìn)軌跡，單片機(jī)檢測(cè)到小車信號(hào)為111，小車前進(jìn);檢測(cè)到信號(hào)為110，小車右轉(zhuǎn);檢測(cè)到信號(hào)為011，小車左轉(zhuǎn)。

4 結(jié)論

本文主要是基于AVR單片機(jī)和傳感器技術(shù)原理，以ATmega16單片機(jī)為主控芯片，采用L298N為驅(qū)動(dòng)元件，通過硬件設(shè)計(jì)和軟件編程制作了一套完整、功能模塊化、反應(yīng)較為靈敏的智能AGV小車控制系統(tǒng)。經(jīng)過對(duì)該智能AGV小車進(jìn)行檢測(cè)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該智能AGV小車能很好完成循線、避障、測(cè)距功能。

參考文獻(xiàn)：