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關鍵詞：通信工程專業；課程體系；模塊化
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）49-0059-02
隨著科學技術的發展，社會經濟體制的轉型，地方高等院校對于專業和課程設置等建設也正在進一步變革。通信工程作為理工科大學的一個重要專業，截止2006年6月，我國設有通信工程本科專業的學校達到246所，年招生人數達三萬人左右，就業競爭激烈，這給地方院校的通信工程專業學生的培養也帶來了一些新的變化和挑戰。加強課程體系建設，對提高高等教育教學質量，增強社會競爭能力是十分重要的課題。本文針對地方高校通信工程專業在課程體系建設中，如何體現專業特色，培養符合社會需求的應用型人才，提高大學生的就業競爭力進行探討。
一、通信工程專業的人才培養
1.通信工程專業的培養目標。通信工程專業的培養目標為：本專業培養能為社會主義現代化建設服務，德智體美全面發展，具有較高文化素質修養、敬業精神和社會責任感，掌握通信工程及相關專業的基本理論知識，能在通信領域中從事設備研發、設計、維護、運營和管理的高級工程技術人才。對于不同類型的學校，在滿足本規范的基本要求的前提下，應根據自身的辦學定位，體現各自的辦學特色。
2.通信工程專業的基本專業知識體系結構。在構建通信專業知識體系過程中，要努力做到六個統籌考慮：①知識體系與培養目標、培養手段和認知規律統籌考慮；②專業知識與人文素質教育統籌考慮；③強化基礎理論、拓寬專業知識面與整合更新教學內容統籌考慮；④理論課程與實踐課程統籌考慮；⑤必修課程與選修課程統籌考慮；⑥應用能力、創新知識與綜合素質培養統籌考慮。通信工程專業的學科基礎知識體系主要涵蓋四大知識領域，分別是電路與電子學知識領域、信號系統與控制知識領域、計算機知識領域、電磁場知識領域。
二、課程體系改革措施
在厚基礎、寬口徑、強能力、高素質的人才培養基本思想指導下，結合地方高校發展的實際，具體措施主要體現在以下幾方面。
1.加強學科基礎課程的教學，以課程的整體優化來指導局部的教學改革。電路理論、模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子技術、信號與系統、數字信號處理、電磁場與電磁波等課程構成了學科基礎課的核心。為了使學生在知識結構上具有“基礎扎實、適應面廣、實踐能力強”的特點，我們對課程內容進行整合更新，優化理論課程體系，改進課堂教學。例如：數字信號處理課程與信號與系統課程的知識合理分配。數字電子技術中，EDA知識與專業課中FPGA的應用知識的整合；電磁場與電磁波和微波技術、天線技術的知識體系優化；信息論與通信原理內容合理分配等等。另一方面，我校通信工程專業在自治區內是從高考一本線以上招生，學生素質相對較好，其中有一部分學生面臨考取研究生的需求，針對電子信息類考研的課程，突出重點，加強這方面的理論教學。既滿足了學生進一步深造的需求，也實現了厚基礎、寬口徑的培養理念。
2.增加通信工程專業導論課。開設通信工程專業導論課，是為了使通信工程專業的同學在大學一年級時，就能領先一步了解自己所學專業的重要現實意義，以及應用環境。進而在大學四年的學習中能有針對性地對組成通信框架的各個部分的具體細節做深入的學習和理解，從而避免學習的盲目性和一二年級時的迷茫心理。
3.面向社會需求、改進專業課程教學。通信領域是當今技術更新最快的領域之一，各種通信技術層出不窮，對人才的需求呈現出新的特點：一是3G已進入商用，各大運營商要完成3G網絡的建設，GSM和3G網絡優化人才需求急劇擴大；二是通信設備制造商近年來發展迅速，對從事研發和生產類的技術性人才需求旺盛，尤其是具有掌握通信理論，電子設計能力人才需求呈現較大缺口；三是集通信網絡、軟件設計一體的科技公司對人才的需求旺盛，基于3G平臺的應用開發將是目前的急需人才。因此，在總體把握“夯實基礎、拓寬口徑、強化個性、善于創新”的基礎上，推進人才培養的分類指導，在專業課教學方面，采用模塊化教學，以適應社會需求的多樣性和通信技術的飛速發展。根據社會需求，我們對畢業生就業情況的調查，主要就業領域分布在①GSM和3G網絡優化、通信網的設計、施工等領域；②在通信設備制造商從事售前、售中、售后等技術服務；③通信運營企業，從事電信運營、管理；④有線電視公司以及其他專用通信部門，如民航、部隊等。為此，根據專業方向，設置相應的專業選修課模塊。通信網絡與交換方向。該專業培養在現代通信網與交換等多個層面上，進行現代通信技術應用、工程設計、設備制造和網絡運營的高級技術人才。培養目標是熟悉通信設備和系統的基本原理與性能，掌握通信系統構架與組網技術。具有網絡設計與建設、管理與運維等操作能力，同時掌握通信基本理論，具有較為深厚的專業系統知識。適應通信領域內網絡、系統、設備及信息交換、傳輸、處理方面的應用、安調與維護工作。主要專業課程有：計算機通信與網絡基礎，現代交換技術，光纖通信、微波與天線、移動通信、現代通信網絡、現代通信工程設計等。就業方向：通信設備生產企業、電信運營商、公安、民航、廣電等特定行業需求的人才。計算機通信（寬帶數據通信方向）。本專業培養從事計算機網絡及寬帶數據通信系統設備進行現場安裝、配置、調試、管理與維護第一線的高素質技能型人才。培養目標是：掌握數據通信、網絡通信的基本原理，計算機軟硬件基本操作，寬帶接入、數據庫開發與維護等技術。具有較強的網絡設計、施工、維護等基本能力，并具有跟蹤寬帶數據通信的新技術、新發展的能力。主干課程：計算機通信與網絡基礎、數據庫及其應用、操作系統、JAVA語言及其應用、交換機與路由器配置技術、光纖通信技術、移動通信技術、現代程控交換技術、寬帶接入網技術等。就業方向：面向通信企事業單位從事計算機通信和數據通信等相關工作，也可到各類網絡公司從事網絡通信技術工作。
4.適應社會的畢業設計、畢業實習的指導方式。根據教學計劃，畢業設計和畢業實習基本都安排在第八學期。這期間，許多用人單位的崗前培訓、見習期也都安排在這期間進行。這往往造成學生投入畢業設計的時間和精力的不足，達不到預期效果。因此，畢業設計可以分兩大類，一類是學生在校內選做校內指導教師的題目；另一類是在校外，根據學生在見習單位的實習情況，指導學生選擇好結合崗位、生產實際的畢業設計題目，并與企業協商，聘請有經驗的現場工程技術人員進行聯合指導，共同完成指導學生畢業設計工作。這樣，既完成了畢業設計、畢業實習的教學環節，提高了學生的實踐創新能力，又滿足了用人單位的實際需求，使學生較快地進入工作角色，也進一步提高了學生的就業競爭力。
三、問題與思考
盡管經過幾年的改革與建設，通過采取上述一系列措施，使得我們地方院校的通信工程專業的課程體系方面，更加符合我校的實際情況。但我們也清醒地認識到，專業建設的發展與經濟社會快速發展對高等教育的要求還有很大差距。主要表現在：①實驗室硬件的建設，在同類院校中具有絕對優勢的亮點項目不多；②師資隊伍中缺乏具有較高水平的學術帶頭人；③產學研合作雖取得了顯著的進展，但是形式單一；④畢業生就業率持續走高，受到社會的好評，但是在重要的技術崗位或關鍵崗位的人數還不多。因此，我們根據地方院校的特點，從課程體系調整、課堂教學改進等方面對應用型人才培養模式進行探討，目的就是更好地培養具有自己專業特色的適應社會需要的有用人才。
參考文獻：
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[5]陳正宇.應用型本科院校通信工程特色專業建設的思考[J].科技信息，2008，（4）.
[6]成強，張奇惠.電子信息專業本科畢業論文改革實踐[J].紹興文理學院學報，2010，30（7）：84-87.
關鍵詞：單片機；串行通信；總線；計算機；接口
隨著自動化技術、計算機技術和網絡通信技術的飛速發展和廣泛應用，論文工業過程的智能化、自動化監測與控制系統的應用日益廣泛．單片機系統由于其抗干擾性能較好被大量應用到工業過程控制的各個領域。因為工業現場環境較惡劣，單片機系統在使用過程中通常會出現一些設計時想不到的新情況、新問題，這就需要進一步修改和完善．因此，有必要設計一套單片機綜合實驗系統，根據工業現場反饋的各種問題，隨時對系統中的功能模塊進行實驗研究和分析，解決工程實際問題．本文設計的這套單片機綜合實驗系統具有自動采集多路模擬量、對采集的數據進行處理和顯示、根據設定的參數自動調節和控制輸出、與計算機進行遠距離數據通信等功能．
1系統組成及工作原理
綜合實驗系統主要由以下幾部分組成：89C51單片機及其仿真系統，溫度、壓力等模擬量傳感器及其接口電路，A／D轉換模塊，數據存儲模塊，按鍵控制模塊，日歷時鐘模塊，看門狗電路模塊，FP—GA模塊，液晶顯示模塊，通信模塊及上位計算機，其組成框圖如圖1所示．系統采用89C51單片機作為主控芯片，A／D轉換模塊將多路模擬信號轉換為數字信號；外部數據存儲模塊為該系統采集的數據提供存儲空間；按鍵控制模塊向CPU傳回鍵值，用來設置和調節系統參數；日歷時鐘芯片不僅可以給系統提供準確的時間，而且為系統提供掉電保護功能；看門狗電路模塊為系統提供了精確復位和低電壓監控功能，一旦系統出現故障或程序跑飛，它就可以在超時周期之后使CPU復位，提高系統的整體可靠性和抗干擾能力．FPGA模塊是現場可編程邏輯門陣列，通過編程可將它作為多種數字邏輯器件使用；LCD液晶顯示模塊可以同時顯示多行字符及自造圖形，主要用來顯示采集到的數據、系統時間等；兼容RS485和RS232兩種協議的全雙工串行通信接口，可以與上位計算機進行遠(約1200m)近(約15m)距離的數據通信[1]；上位計算機將接收的數據進行存儲、顯示、繪制模擬曲線、打印曲線和數據文件，按照用戶的具體要求作進一步的數據分析和處理，同時發送控制參數，對被測對象的溫度、壓力等進行控制和調節．
2系統硬件設計
2．1單片機仿真系統
單片機仿真系統可以模擬CPU在仿真機上運行用戶程序(程序和數據存儲器借用仿真機的)，也可以連接外部電路來實現動態監測與控制功能．仿真機一般都具有單片機的基本功能部件，如CPU、RAM、用戶程序存儲區、鍵盤等；具有單步、設置斷點(以便隨時觀察內部各RAM、特殊功能寄存器的數據變化)、連續運行用戶程序的功能[2]．
監控程序放置在仿真機內，要仿真的CPU器件位于仿真機外仿真線的端頭，畢業論文更換不同的仿真頭和CPU，該機可以仿真8031、89C2051、89C51等類型的單片機，該機的調試軟件可以直接編輯匯編源程序．通過仿真機進行編程和調試減少了對芯片的頻繁寫人、擦除和修改操作，只有當程序調試順利通過才將程序寫入芯片，編程方便且節省時間．
2．2傳感器的選擇及信號變送電路的設計
傳感器作為系統的感知器件，直接影響著系統的精度和穩定性．本實驗系統中，溫度傳感器選用精度高，線性度好，使用方便的LM335傳感器；壓力傳感器選用標準應變式壓力傳感器，它具有精度高、響應速度快、分辨率高等特點．傳感器接El電路的設計采用了模塊化設計方法，設計了溫度、壓力等專門接口電路，直接與上述各種傳感器相連．由于從傳感器輸出的模擬電信號非常微弱，需對這些模擬信號進行放大，同時為了確保信號不失真，選用了線性度好、抗干擾能力強的高精度運放OP07，其特點是輸入失調電壓較高、溫漂較小、開環電壓增益較高、共模抑制比較大，它輸出的模擬信號經10位A／D轉換器TLC1543轉換成數字信號后，送人89C51進行處理．
2．3通信模塊的設計
計算機(PC)串行通信端口是RS232負邏輯電平，該實驗系統上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通過RS232總線進行點對點通信，也可以通過RS485總線進行多機通信_3]，RS485總線上最多可掛接32個綜合實驗系統，總體布局如圖2所示．所以實現計算機和該實驗系統之間的近距離通信，通過RS232接口即可；若要實現計算機和該實驗系統之間的遠距離通信，則必須將RS232電平轉換為RS485電平后，才可將實驗系統掛接在RS485總線上．RS232-RS485電平轉換原理如圖3所示，通過MAX485的差動輸入(A、B)與RS485總線相連進行信號的收／發，由于RS485總線上只能進行半雙工通信，所以MAX232和MAX485之間除了接收和發送線外，還有一個信號線來控制MAX485的接收使能(RE)和發送使能(DE)，在PC與RS232相連的這一側，通過PC的請求發送(RTS)來控制．
2．4串行總線I*2C
I*2C總線是PHILIPS公司開發的一種簡單、雙向二線制串行總線[4]．它只需兩根線(串行時鐘線SCL和串行數據線SDA)就能完成掛接在總線上的若干個IC器件與微處理器之問的數據交換．該實驗系統采用具有IC總線接口的看門狗芯片CATll61和可編程實時時鐘芯片PCF8563，由于單片機89C51自身沒有IC總線接口，所以采用軟件合成IC總線與它們相接．
IC串行總線與并行總線的最大區別在于：并行總線有地址總線，CPU通過地址總線訪問從器件；而IC總線利用數據傳送中的前幾個字節傳送地址信息，所以占用CPU的口線大大減少[5]．隨著智能化測控儀器日趨小型化和集成化，IC串行總線正在逐步取代傳統的并行總線．．5抗干擾設計
工業監控現場工作環境一般較差，干擾較嚴重，為了保證系統可靠工作，必須解決抗干擾問題．針對工業監控現場可能產生的干擾、干擾來源、傳播途徑等，采用了軟硬件方法對系統進行抗干擾設計．硬件抗干擾設計主要包括：對電源噪聲進行濾波、大功率驅動電路接口進行光電隔離、集成電路芯片的VCC與地之間并連電容、優化電路板的布線、看門狗監控等；軟件抗干擾設計主要包括：軟件陷阱、軟件自恢復、數字濾波、求平均值等．
對于數據輸入通道的干擾，采用軟硬件結合的方法進行濾波．當存在隨機干擾而使被測信號中混入了無用成分時，碩士論文首先經過一個時間連續的RC濾波電路，再經A／D變換成二進制數字量后，進行數字濾波．因為硬件濾波能很好地抑制高頻干擾，而對低頻干擾的濾波效果卻較差；而軟件數字濾波算法對低頻干擾具有較好的抑制能力．
在控制強電設備的開關量輸出通道中，為防止現場強電磁干擾或工頻電壓通過輸出通道反串到監控系統，采用了光電隔離技術．因為光信號的傳輸不受電場、磁場的干擾，可有效地防止干擾信號因耦合而進入系統，達到電氣隔離的效果．
3系統軟件設計
系統軟件包括單片機軟件和PC機軟件．單片機軟件采用模塊化結構，利用MCS一51匯編語言編寫．根據要實現的功能，該軟件由主程序以及數據采集、A／D轉換、數據通信、日歷時鐘編程、鍵盤中斷調控、液晶顯示、D／A轉換、數碼管顯示等程序模塊組成．下面以加熱爐的爐溫控制為例，給出系統程序流程圖如圖4所示．
PC機軟件的主要功能是對單片機系統采集的數據進行存儲、處理、動態模擬顯示、報表繪制、打印輸出等．PC機軟件采用VisualBasic6．0編寫，醫學論文PC機與單片機之間的實時通信程序主要是通過計算機的串行通訊口進行數據的實時采集和雙向通信，此外，PC機程序還將單片機采集過來的數據按照用戶的具體要求進行動態顯示、數據統計、生成報表和數據文件等，并對不同情況下得到的數據進行對比分析，總結出變化規律．
4實驗結果與分析
為了測試該系統的實時性，將5臺綜合實驗系統與工業計算機組成分布式多機通信系統，單片機串口工作方式1(傳送一幀信息10位)，波特率2400bps，一幀數據采用5個字節(其中數據占2個字節是因為A／D轉換結果是10位)的格式，如表1所示．5臺實驗系統各采集一次數據給PC機傳送時，理論上連續發送速率為2400／(10*5*5)===9．6次／s．經過測試發現，計算機在120ms后收到了5臺綜合實驗系統發送的共250位數據，實際發送速率約為8次／s，這是因為有狀態轉換和等待時間；為了測試系統的可靠性和穩定性，將調試好的程序寫入單片機芯片，使系統連續運行，120h后觀察系統仍然在按設定的流程工作，沒有出現死機現象．該系統經過多次改進和實驗驗證后，據此設計了工業加熱爐爐溫控制系統并在工業現場安裝使用，結果系統能連續正常工作(工業計算機故障除外)，測量隨機誤差為±0．01℃，控制結果滿
足了實際要求．
5結論
該綜合實驗系統不僅能為以單片機為核心的系統前期探索研究提供一種方便的實驗裝置，而且能在遠離工業現場的實驗室解決工業應用中的實際問題．實驗結果表明該系統可以將許多分散的實驗項目整合在一起進行研究和分析，節約資源，降低成本；實驗數據正確率高，通信實時性強，系統工作可靠；單片機串行網絡構成的分布式通訊系統靈活性強，易于擴充，其基本原理適用于工業現場的分布式數據采集、檢測及控制系統，具有很大的實用價值．
參考文獻：
[1]李朝青．PC機及單片機數據通信技術[M]．北京：北京航空航天大學出版，2001．
LIChao-qing．DataCommunicationTechnologyofPCandSCM[M]．Beijing：BeijingUniversityofAero—nauticsandSpaceflightPress，2001．(inChinese)
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YANGWen—long．PrincipleandApplicationofSCM[M]．Xi’an：Xi’anUniversityofElectronicsTechnol-ogyPress，1993．(inChinese)
[3]高紅紅．礦區專用鐵路調度監督系統的研制[J]．現代電子技術，2005，21：84．GAOHong-hong．ResearchandDevelopmentofDis—patchandSupervisionSystemofMineRailway[J]．ModernElectronicsTechnique，2005，21：84．(inChinese)
關鍵詞：單片機；串行通信；總線；計算機；接口
隨著自動化技術、計算機技術和網絡通信技術的飛速發展和廣泛應用， 工業過程的智能化、自動化監測與控制系統的應用日益廣泛．單片機系統由于其抗干擾性能較好被大量應用到工業過程控制的各個領域。因為工業現場環境較惡劣，單片機系統在使用過程中通常會出現一些設計時想不到的新情況、新問題，這就需要進一步修改和完善．因此，有必要設計一套單片機綜合實驗系統，根據工業現場反饋的各種問題，隨時對系統中的功能模塊進行實驗研究和分析，解決工程實際問題．本文設計的這套單片機綜合實驗系統具有自動采集多路模擬量、對采集的數據進行處理和顯示、根據設定的參數自動調節和控制輸出、與計算機進行遠距離數據通信等功能．
1 系統組成及工作原理
綜合實驗系統主要由以下幾部分組成：89C51單片機及其仿真系統，溫度、壓力等模擬量傳感器及其接口電路，A／D轉換模塊，數據存儲模塊，按鍵控制模塊，日歷時鐘模塊，看門狗電路模塊，FP—GA模塊，液晶顯示模塊，通信模塊及上位計算機，其組成框圖如圖1所示．系統采用89C51單片機作為主控芯片，A／D轉換模塊將多路模擬信號轉換為數字信號；外部數據存儲模塊為該系統采集的數據提供存儲空間；按鍵控制模塊向CPU傳回鍵值，用來設置和調節系統參數；日歷時鐘芯片不僅可以給系統提供準確的時間，而且為系統提供掉電保護功能；看門狗電路模塊為系統提供了精確復位和低電壓監控功能，一旦系統出現故障或程序跑飛，它就可以在超時周期之后使CPU復位，提高系統的整體可靠性和抗干擾能力．FPGA模塊是現場可編程邏輯門陣列，通過編程可將它作為多種數字邏輯器件使用；LCD液晶顯示模塊可以同時顯示多行字符及自造圖形，主要用來顯示采集到的數據、系統時間等；兼容RS485和RS232兩種協議的全雙工串行通信接口，可以與上位計算機進行遠(約1 200 m)近(約15 m)距離的數據通信[1] ；上位計算機將接收的數據進行存儲、顯示、繪制模擬曲線、打印曲線和數據文件，按照用戶的具體要求作進一步的數據分析和處理，同時發送控制參數，對被測對象的溫度、壓力等進行控制和調節．
2 系統硬件設計
2．1 單片機仿真系統
單片機仿真系統可以模擬CPU在仿真機上運行用戶程序(程序和數據存儲器借用仿真機的)，也可以連接外部電路來實現動態監測與控制功能．仿真機一般都具有單片機的基本功能部件，如CPU、RAM、用戶程序存儲區、鍵盤等；具有單步、設置斷點(以便隨時觀察內部各RAM、特殊功能寄存器的數據變化)、連續運行用戶程序的功能[2]．
監控程序放置在仿真機內，要仿真的CPU器件位于仿真機外仿真線的端頭，畢業論文 更換不同的仿真頭和CPU，該機可以仿真8031、89C2051、89C51等類型的單片機，該機的調試軟件可以直接編輯匯編源程序．通過仿真機進行編程和調試減少了對芯片的頻繁寫人、擦除和修改操作，只有當程序調試順利通過才將程序寫入芯片，編程方便且節省時間．
2．2 傳感器的選擇及信號變送電路的設計
傳感器作為系統的感知器件，直接影響著系統的精度和穩定性．本實驗系統中，溫度傳感器選用精度高，線性度好，使用方便的LM335傳感器；壓力傳感器選用標準應變式壓力傳感器，它具有精度高、響應速度快、分辨率高等特點．傳感器接El電路的設計采用了模塊化設計方法，設計了溫度、壓力等專門接口電路，直接與上述各種傳感器相連．由于從傳感器輸出的模擬電信號非常微弱，需對這些模擬信號進行放大，同時為了確保信號不失真，選用了線性度好、抗干擾能力強的高精度運放OP07，其特點是輸入失調電壓較高、溫漂較小、開環電壓增益較高、共模抑制比較大，它輸出的模擬信號經10位A／D轉換器TLC1543轉換成數字信號后，送人89C51進行處理．
2．3 通信模塊的設計
計算機(PC)串行通信端口是RS232負邏輯電平，該實驗系統上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通過RS232總線進行點對點通信，也可以通過RS485總線進行多機通信_3]，RS485總線上最多可掛接32個綜合實驗系統，總體布局如圖2所示．所以實現計算機和該實驗系統之間的近距離通信，通過RS232接口即可；若要實現計算機和該實驗系統之間的遠距離通信，則必須將RS232電平轉換為RS485電平后，才可將實驗系統掛接在RS485總線上．RS232-RS485電平轉換原理如圖3所示，通過MAX485的差動輸入(A、B)與RS485總線相連進行信號的收／發，由于RS485總線上只能進行半雙工通信，所以MAX232和MAX485之間除了接收和發送線外，還有一個信號線來控制MAX485的接收使能(RE)和發送使能(DE)，在PC與RS232相連的這一側，通過PC的請求發送(RTS)來控制．
2．4 串行總線I*2C
I*2C總線是PHILIPS公司開發的一種簡單、雙向二線制串行總線[4]．它只需兩根線(串行時鐘線SCL和串行數據線SDA)就能完成掛接在總線上的若干個I C器件與微處理器之問的數據交換．該實驗系統采用具有I C總線接口的看門狗芯片CATll61和可編程實時時鐘芯片PCF8563，由于單片機89C51自身沒有I C總線接口，所以采用軟件合成I C總線與它們相接．
I C串行總線與并行總線的最大區別在于：并行總線有地址總線，CPU通過地址總線訪問從器件；而I C總線利用數據傳送中的前幾個字節傳送地址信息，所以占用CPU的口線大大減少[5]．隨著智能化測控儀器日趨小型化和集成化，I C串行總線正在逐步取代傳統的并行總線．
轉貼于 2．5 抗干擾設計
工業監控現場工作環境一般較差，干擾較嚴重，為了保證系統可靠工作，必須解決抗干擾問題．針對工業監控現場可能產生的干擾、干擾來源、傳播途徑等，采用了軟硬件方法對系統進行抗干擾設計．硬件抗干擾設計主要包括：對電源噪聲進行濾波、大功率驅動電路接口進行光電隔離、集成電路芯片的VCC與地之間并連電容、優化電路板的布線、看門狗監控等；軟件抗干擾設計主要包括：軟件陷阱、軟件自恢復、數字濾波、求平均值等．
對于數據輸入通道的干擾，采用軟硬件結合的方法進行濾波．當存在隨機干擾而使被測信號中混入了無用成分時，碩士論文首先經過一個時間連續的RC濾波電路，再經A／D變換成二進制數字量后，進行數字濾波．因為硬件濾波能很好地抑制高頻干擾，而對低頻干擾的濾波效果卻較差；而軟件數字濾波算法對低頻干擾具有較好的抑制能力．
在控制強電設備的開關量輸出通道中，為防止現場強電磁干擾或工頻電壓通過輸出通道反串到監控系統，采用了光電隔離技術．因為光信號的傳輸不受電場、磁場的干擾，可有效地防止干擾信號因耦合而進入系統，達到電氣隔離的效果．
3 系統軟件設計
系統軟件包括單片機軟件和PC機軟件．單片機軟件采用模塊化結構，利用MCS一51匯編語言編寫．根據要實現的功能，該軟件由主程序以及數據采集、A／D轉換、數據通信、日歷時鐘編程、鍵盤中斷調控、液晶顯示、D／A轉換、數碼管顯示等程序模塊組成．下面以加熱爐的爐溫控制為例，給出系統程序流程圖如圖4所示．
PC機軟件的主要功能是對單片機系統采集的數據進行存儲、處理、動態模擬顯示、報表繪制、打印輸出等．PC機軟件采用Visual Basic 6．0編寫，醫學論文 PC機與單片機之間的實時通信程序主要是通過計算機的串行通訊口進行數據的實時采集和雙向通信，此外，PC機程序還將單片機采集過來的數據按照用戶的具體要求進行動態顯示、數據統計、生成報表和數據文件等，并對不同情況下得到的數據進行對比分析，總結出變化規律．
4 實驗結果與分析
為了測試該系統的實時性，將5臺綜合實驗系統與工業計算機組成分布式多機通信系統，單片機串口工作方式1(傳送一幀信息10位)，波特率2 400 bps，一幀數據采用5個字節(其中數據占2個字節是因為A／D轉換結果是10位)的格式，如表1所示．5臺實驗系統各采集一次數據給PC機傳送時，理論上連續發送速率為2 400／(10*5*5)= = =9．6次／s．經過測試發現，計算機在120 ms后收到了5臺綜合實驗系統發送的共250位數據，實際發送速率約為8次／s，這是因為有狀態轉換和等待時間；為了測試系統的可靠性和穩定性，將調試好的程序寫入單片機芯片，使系統連續運行，120 h后觀察系統仍然在按設定的流程工作，沒有出現死機現象．該系統經過多次改進和實驗驗證后，據此設計了工業加熱爐爐溫控制系統并在工業現場安裝使用，結果系統能連續正常工作(工業計算機故障除外)，測量隨機誤差為±0．01℃，控制結果滿
足了實際要求．
5 結論
該綜合實驗系統不僅能為以單片機為核心的系統前期探索研究提供一種方便的實驗裝置，而且能在遠離工業現場的實驗室解決工業應用中的實際問題．實驗結果表明該系統可以將許多分散的實驗項目整合在一起進行研究和分析，節約資源，降低成本；實驗數據正確率高，通信實時性強，系統工作可靠；單片機串行網絡構成的分布式通訊系統靈活性強，易于擴充，其基本原理適用于工業現場的分布式數據采集、檢測及控制系統，具有很大的實用價值．
參考文獻
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關鍵詞：物聯網；高職院校；人才培養；思路
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）09-0081-02
0 引 言
物聯網的英文名稱叫“the Internet of things”，就是“物物相連的互聯網”。有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物體與物體之間，進行信息交換和通信。
自2009年8月總理在無錫考察期間提出“感知中國”以來，物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一。物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中，即把感應器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將物聯網與現有的互聯網整合起來，實現人類社會與物理系統的整合。物聯網技術將會發展成為一個上萬億元規模的高科技市場。
1 高職院校物聯網人才培養之路
科技發展，人才是基石，物聯網這個信息化社會發展的重要引擎也需要方方面面的人才去為它創造和服務。2010年年初，教育部下達了高校設置物聯網專業申報通知，眾多高校爭相申報。目前有100多所高校院系獲批了包括物聯網工程、傳感網技術和智能電網三個物聯網相關的專業。全國物聯網相關人才缺口量在18萬以上，所以物聯網工程、傳感信息工程專業的畢業生就業前景廣闊。
1.1 物聯網企業人才需求分析
按照圖1所示的物聯網三層體系結構，可以將感知、傳輸、應用按物聯網產業分為感知產品制造業、傳輸產品制造業、應用產品制造業和系統集成四大類。
對應的具體企業大致有如下四個子產業：一是傳感器與RFID 的生產制造與測試；二是傳感器節點與嵌入式軟硬件無線網關設計、生產與測試；三是物聯網應用軟件設計與測試；四是物聯網系統集成與網絡服務。
圖1 物聯網的三層體系結構
支撐企業的崗位需求大致有以下五類：
（1）集成電路制造業，包括物聯網電子產品集成電路的PCB板的輔助設計、電子產品的生產、工藝、封裝、測試與管理和生產設備的管理維護等崗位；
（2）電子產品制造業，包括電子元器件的輔助設計、生產、工藝、封裝、測試與管理、貼片機等設備的管理維護；
（3）網絡通信產品的生產和服務，包括3G和4G通信服務、無線通信技術服務（WiFi、GPRS、Zigbee等）、有線網絡通信服務、GPS或北斗衛星通信服務；
（4）數據庫/中間件服務業，包括物聯網數據庫/中間件的安裝、調試、維護與管理工作；
（5）軟件服務外包業，包括物聯網傳輸層通信軟件開發、物聯網應用層軟件開發等。
1.2 物聯網企業對高職院畢業生的要求
根據無錫職業技術學院周志德教授的物聯網企業調研分析數據可以看出，物聯網企業在大專高職院校的學生需求主要集中在產品生產、測試、運維、銷售和項目管理等崗位。表1所列是物聯網企業工作崗位與人才需求分析表。
2 物聯網專業群建設
物聯網技術不是一個全新的技術，它是計算機、通信和網絡技術的綜合體。所以物聯網技術專業也不是一種專業技術所能覆蓋，而必定是一個專業群才能支撐。物聯網技術是現有計算機應用技術、應用電子技術、電子信息工程技術、通信技術和軟件技術等專業的交叉結合技術。筆者考查了無錫職業技術學院物聯網學院的專業建設和機構設置，覺得很有創新價值和指導意義。表2所列是無錫職業技術學院的物聯網專業機構設置。
這種設置通過將計算機技術系和電子信息系合并，從而實現了教師、實驗實訓室的共享，打破了教師資源、硬件資源的分割，解決了硬件資源重復建設的浪費問題。集中力量打造出拿得出、叫得響的拳頭專業。
3 以項目為導向、實踐為綱的培養模型
高職辦學的生命就是職業技能教育，培養物聯網技術人才就是要培養為物聯網企業和行業服務的技術型或技能型人才。這兩樣人才的培養需要進行大量的項目實踐鍛煉，所以高職院校不可能走脫離實際、只講書本理論的老路，必須在基本理論夠用、適用的情況下有大量的實訓實踐項目做支撐。
以物聯網市場需求為導向，因此，實訓實踐項目的開展就要圍繞以下幾個方面：
（1）物聯網設備安裝、調試、維護，工程項目施工管理；
（2）傳感器等感知元件輔助設計、生產工藝、封裝、測試、維護和管理；
（3）嵌入式應用網關等產品輔助設計、生產制造、封裝、測試、維護和管理；
（4）物聯網應用軟件編寫、文檔書寫、軟件測試、軟件維護與數據庫管理；
（5）智能樓宇弱電項目施工管理，弱電設備與自控設備的安裝、調試、檢測、驗收與維護。
所以，開展的實訓可以分為基礎模塊實訓和綜合模塊實訓。基礎模塊實訓如電子工藝實訓、PCB實訓、電子產品制作實訓、物聯網項目綜合布線實訓、傳感節點實訓、數據通信實訓、應用程序實訓等。綜合模塊實訓如物聯網項目綜合實訓、物聯網項目規劃實施實訓等。
在基礎模塊實訓注重一步步圍繞專業技能打下良好的動手基礎，并且進一步鞏固所學基礎知識點。在綜合模塊要模擬工廠環境或者研發企業環境，從熟悉工程項目招投標、預決算、設備采購到編制項目實施計劃，協調資源并按計劃推進項目實施。這些角色由項目經理負責協調指揮。硬件小組負責硬件原理圖繪制、PCB圖設計、元器件選型、焊接測試。軟件小組負責底層開發、應用層開發等。最后，項目所有成員進行統調測試，編寫項目技術要求書、需求規格說明書等技術性文檔。
4 結 語
在校企合作上，最好是企業能夠向學生提供實習崗位，提供企業中的實際問題作為論文研究的題目或設計任務完成畢業論文或設計，教師參與企業的科技攻關項目等。這樣，教師通過合作科研、提供咨詢、參與產品或解決方案的開發，服務于企業；學生通過實習、實踐項目，完成畢業論文。通過多形式、全方位、立體式的校企合作，使物聯網這樣的朝陽產業在人才培養上不斷檔、不斷層，最終學校和企業都能夠良性互動，可持續發展。
參 考 文 獻
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最終使粉體質量滿足要求，并且把誤差控制在極小的范圍內。
長期以來，粉體的計量裝置及控制系統在化工"制藥"食品行業!以及軍事工業等領域都有著廣泛的應用，由于實際情況的不同!對計量及加料裝置的精密程度的要求也不相同，例如在制藥業中!出于對病人生命安全的考慮!對藥量的控制非常嚴格!這就要求有一套非常精密而且可靠的系統!來完成藥粉的添加和計量，在軍事工業。
并能在輸送過程中起到摻和拌勻物料的作用!因此應用在本系統中是非常適合的，在本設計中傳統的螺桿經過改造!鏤空了原有的螺桿!只留下類似彈簧狀的螺棱!這樣做的好處是避免了由于加料的不均!在狹窄的螺槽中可能帶來的粉末被擠壓成塊狀!導致粉末輸送的不均勻性，其基本組成，電控部分采用為核心。驅動步進電機轉動，利用帶輸出接口的電子天平測量粉體質量!并實時反饋給以調節步進電機的轉速!當粉體的質量達到要求時!步進電機暫停，完成粉體質量的輸送，各部分裝置如下采用型為主機，其特點是外形小巧，功能強大可根據本系統的要求添加，通信板與電子天平進行通信電子天平采用上海精天電子儀器有限公司型精密電子天平主要參數如下，稱量范圍精度輸出接口電源，稱盤尺寸步進電機采用型兩相混合式步進電機，其驅動電壓為，既可以與專門的驅動器配合使用。
計量加料裝置也可以作為彈藥裝填控制系統的一部分!精密控制火藥的用量$本設計正是考慮到了精密計量這一關鍵問題!采用先進的，控制手段!配合精密的螺旋輸送設備，力求達到最小的誤差!最佳的效果，系統組成及工作原理本系統的基本組成如圖，所示，下面從機械和電控兩方面進行闡述，機械部分以螺旋輸送器為主體!螺旋輸送是固體物料輸送的一種重要方式!它主要依靠螺桿自身的旋轉將物料輸送出去!由于螺旋是連續的!故可實現輸送的連續性，螺旋輸送器可以輸送糧食飼料鐵粉等顆粒或粉狀物料!推薦閱讀：計算機應用型教育教學方法研究畢業論文
步進電機的輸出為兩相四線，我們采用半步工作方式所以繞組的通電順序為正轉反轉，對于驅動步進電機所需的時鐘脈沖"可以采用定時器產生并控制脈沖的頻率，也可以利用內部的特殊輔助繼電器產生時鐘脈沖比如的時鐘脈沖。
也可以直接接在，的輸出端，利用軟件編程分配脈沖的方法來直接驅動步進電機，電控部分接線圖及部分程序利用軟件編程分配脈沖的方法來直接驅動步進電機的接線。
用于的通信板=可連接到系列可編程控制器的主單元，并可在設備之間進行數據傳輸，本系統就是通過在電子天平與之間進行數據通信的關于控制系統的流程圖和部分程序圖。
結束語
關鍵詞：校園網絡；網絡安全；網絡監聽
中圖分類號：TP393.18 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 10-0118-01
一、引言
隨著全球計算機信息網絡的產生和發展，信息傳遞速度大大提高，根本上加強信息交流、資源共享、科學計算和科研合作的能力，促進了國家教育和科研事業的迅速發展。與其它網絡一樣，校園網的網絡安全問題也是當前各高校面臨的一個主要問題而如何維護并加強校園網的網絡安全成為則成為一個值得人們關注的焦點問題。
二、網絡監聽與網絡安全
（一）網絡監聽技術的原理
截獲網絡中的通信數據是網絡監聽的最終目的，其方法是對網絡協議進行分析，分析網絡監聽的能夠實現的功能是：在網絡中不同計算機之間相互進行數據交換時，所有連接在一起的計算機主機都能夠接受發送的數據包，在包頭中含有目標主機的正確地址，所有，只有與發送的數據包中目標地址相同的計算機主機才能夠正確接收到數據包，而其他的計算機主機都會丟棄數據包，但是如果計算機主機在監聽模式的時候，主機都會將接收到的數據包保存下來，而不再對數據包中的目標地址進行分析，然后人們可以對數據包進行分析，最終得到網絡通信中的數據內容。
（二）網絡監聽的優點和缺點
1.網絡監聽的優點
（1）成本低廉：能夠在較少的監測點上進行相關配置，就可以監聽到網絡中發生的任何入侵行為。
（2）功能強大：能夠監測主機入侵檢測系統所監測不到的特殊性的網絡攻擊，例如拒絕服務攻擊(DOS Teardrop)等等。
（3）獨立性強：基于網絡的入侵檢測系統與其相對應的計算機主機的操作系統無關，而計算機主機的入侵檢測系統必須運行在指定的操作系統中。
2.網絡監聽的缺點
（1）網絡監聽只是對系統漏洞進行檢測的作用，其本身不能起到維護網絡安全的作用，必須與防火墻等軟件聯合使用，其在維護網絡安全中只是一個輔助的作用。
（2）針對本工程來說，只是可以對所有數據都進行監聽或者某一個端口、某一個IP、某一種協議進行簡單的有限制監聽。如：不能同時對指定的某兩個端口進行監聽，也不能同時對指定的某兩個IP進行監聽。
（三）非法網絡監聽的防范
網絡監聽常常要保存大量的信息，對收集的信息進行大量的整理工作，因此，正在進行監聽的機器對用戶的請求響應很慢。所以可以通過以下幾點來防范非法監聽。
1.網絡分段。網絡分段不僅僅是控制網絡廣播風暴的一種基本方法，同時也是保證網絡安全的必要措施，網絡分段是將網絡資源與非法用戶相互隔離開來，從而達到防止非法監聽的目的。
2.數據加密。網絡通信數據經過加密之后，雖然通過網絡監聽仍然可以得到傳輸的數據信息，但卻無法正確顯示，但是使用數據加密會使得網絡傳輸的速度下降，而且如果加密技術比較簡單，也很容易被攻破，所以，計算機管理者和操作者即要考慮網絡的安全問題，也要考慮網絡傳輸的速度問題。
3.使用虛擬局域網。使用虛擬局域網(VLAN)技術，將以太網數據通信轉換成為點到點的數據通信，能夠防止多數基于網絡監聽的非法入侵。
三、安全策略在校園網絡中的應用
（一）網絡監聽策略。校園網面臨的安全問題來自多方面，主要存在于校園網的網絡外部和內部，而來自校園網內部的攻擊應該占主要地位。校園網中大部分是正在學習知識的學生，他們人數眾多，求知欲強，好奇心更強，而且有些同學的網絡知識水平也很高。這樣就使得他們成為了校園網中潛在的威脅。
網絡監聽技術可以對校園網絡進行故障診斷和分析，首先通過監聽收集網絡通信中傳輸的所有數據，然后對這些數據進行詳細分析，可以解決在多協議、多拓撲的網絡上的各種問題，并且能夠排除網絡故障，從而能夠得到報表等形式的數據分析結果，對于網絡的良好運行是強大的支持。
網絡監聽技術可以對校園網絡進行安全分析，及時發現各種侵害校園網絡安全的行為，達到維護校園網絡安全的目的。例如：可以分析網絡監聽到的數據信息，截獲發送不法信息的IP地址，找到網絡威脅的源頭，再設置防火墻拒絕非法IP的訪問。
（二）入侵檢測策略。入侵檢測(IDS)是主動保護自身不受到攻擊和威脅的一種網絡安全技術，它是網絡防火墻之后的第二道安全防線，能夠對防火墻的安全措施進行相應補充，管理員可以在計算機網絡系統中設置關鍵點，入侵檢測系統從這些關鍵點收集數據信息，對這些數據信息進行分析，從而判斷網絡中是否有遭到入侵的情況和違反安全策略的行為，一旦入侵檢測系統發現出現攻擊時，會啟動防火墻禁止這些IP地址訪問，時刻保護內部和外部的網絡攻擊，這種結合的方式集成了防火墻和入侵檢測系統的所有，不但能夠對網絡攻擊進行實時監控，還能夠提高網絡信息安全結構的完整性，從而降低網絡非法入侵造成的損失。
（三）防火墻策略。防火墻是由軟件和硬件共同組合而成的，是在網絡層面上構造的一道保護屏障，通過對劉靜的網絡通信數據進行實時掃描，禁止某些網絡攻擊，從而避免在這些攻擊在計算機上繼續執行。防火墻不但可以對不使用的端口進行關閉，還能夠禁止制定端口的數據流出，封鎖病毒的侵入，通過對特殊站點設置訪問禁止，來禁用不明入侵者的所有通信數據。
四、總結
計算機網絡安全問題是當今最令人頭疼的問題。通過對校園網的網絡系統面臨的安全問題的分析與研究。
對于校園網這個大的局域網來說，無論是運用防火墻技術，還是利用入侵檢測系統，要做的就是分析在網內傳輸的（包括發自網內的和發送到網內的）數據中，哪些信息是安全的，是有利的，哪些是不安全的，是有破壞作用的。
要維護網絡的安全，僅僅依靠被動地檢測是遠遠不夠，我們需要主動地防御惡意的攻擊，并且要做好長期而充分的準備去迎接挑戰。
參考文獻
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1 總體設計方案 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網專業寫作教育教學論文和畢業論文以及服務，歡迎光臨DyLW.neT
本設計采用CAN總線作為數據采集與系統控制的通信方式，以ATMEL公司生產的AT91SAM9263 ARM芯片為主控單元，結合A/D轉換技術、故障診斷專家系統實現某型火箭炮隨動系統的故障檢測?？傮w設計框圖如圖1所示。
數據采集單元由信號調理模塊和A/D轉換模塊組成，其中信號調理模塊用于模擬信號的放大、濾波和提高電路負載能力，A/D轉換器完成模擬信號向數字信號的轉換，ARM主控單元實現系統控制與故障診斷，數據采集單元與ARM系統控制與故障診斷模塊之間以CAN 總線的方式進行通信，工作人員通過操作觸摸屏顯示界面完成故障檢測。
2 系統硬件設計
2.1 數據采集單元
數據采集單元由信號調理電路和A/D轉換模塊組成，用于采集某型號火箭炮隨動系統液壓泵、高平機等被測部件的液壓或氣壓的狀態信號，其結構圖如圖2所示。
信號調理電路如圖3所示，采用OP27運算放大器進行設計，它的作用是把傳感器輸入的信號進行放大，同時利用其輸入阻抗高、輸出阻抗小的特點以滿足A/D轉換芯片對驅動源阻抗的要求。
A/D轉換電路將經過信號調理模塊調理后的模擬信號轉換為數字信號，文中選用TLC2543CN和STC89C52分別作為A/D采樣芯片和微控制器[3]，其設計如圖4所示。TLC2543CN是TI公司生產的12位串行模/數轉換器，使用電容開關逐次逼近技術，12位分辨率，10 μs的轉換時間，11路模擬輸入，輸出數據長度可通過編程調整[4]。A/D轉換模塊與51單片機之間以I2C總線的方式進行通信，只需要一條串行數據線SDA（DATA_OUT）和一條串行時鐘線SCL（CLOCK），具有接口線少，控制方式簡單，器件封裝形式小，通信速率較高等優點?！〗浶盘栒{理后的11路模擬量數據分別通過端口NO0?NO10進入TLC2543CN進行A/D轉換，TLC2543CN通過[CS]，DATA_INPUT，DATA_OUT，MEOC，I/O CLOCK這5個引腳與STC89C52單片機進行通信。為了減小外界環境及器件本身引入的噪聲和擾動，提高系統的穩定性，在這5個信號與單片機之間進行光電耦合隔離處理。由于光信號的傳送不需要共地，所以可將光耦器件兩側的地加以隔離，達到提高系統信噪比的作用，光耦隔離器件選用Avago Technologies 生產的6N137，電路如圖5所示。需要注意的是，電路板中6N137兩端的電源不能共用，否則起不到隔離的作用。
2.2 CAN總線通信模塊
數據采集單元和ARM系統控制與故障診斷模塊之間以CAN總線的方式進行數據通信和控制。CAN總線具有可靠性高、實時性強、較強的抗電磁干擾能力、傳輸距離遠等特點，尤其適用于隨動系統傳感器多、各檢測點信息交換頻繁和干擾源復雜的情況。CAN總線通信模塊的實現有2種解決方案[5]：一類是采用帶有片上CAN的微處理器，如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等；另一類是采用獨立的CAN控制器，如Philips的SJA1000?？紤]到應用的靈活性，本文采用獨立的CAN控制器SJA1000。CAN總線通信模塊結構框圖如圖6所示，選用STC89C52單片機作為CAN總線通信模塊的微控制器，CAN總線控制器和收發器分別選用Philips公司生產的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN總線規范采用三層結構模型，STC89C52單片機用以實現應用層的功能，SJA1000和PCA82C250則分別對應于數據鏈路層和物理層。為了增強CAN總線通信模塊的抗干擾能力，在CAN控制器與CAN收發器之間進行光電耦合隔離處理，與數據采集單元一樣，本文也選用6N137進行處理。
CAN總線通信模塊接口電路主要由4部分組成：微控制器STC89C52、獨立CAN控制器SJA1000、光電隔離器件6N137和CAN總線收發器PCA82C250。微控制器STC89C52用于數據處理、實現對SJA1000的初始化、通過對SJA1000的控制實現數據接收和發送等通信任務；獨立CAN控制器SJA1000和收發器PCA82C250經過簡單總線連接可實現數據鏈路層和物理層的全部功能。STC89C52通過DATA_INPUT向TLC2543CN發送一定格式的指令，在DATA_OUT引腳可獲取到A/D轉換的數據；由于SJA1000的數據線與地址線是共用的，所以將STC89C52的P0口與AD0?AD7直接連接的同時，還要將地址鎖存信號線ALE進行連接，以便區分在同一時刻AD線上傳遞的是地址還是數據；SJA1000的中斷管腳INT連接單片機的外部中斷INT0；MODE管腳與高電平VCC連接以選擇Intel模式；為了保證上電復位的可靠，復位電路采用IMP708芯片進行智能控制，IMP708芯片集看門狗定時器、掉電檢測電路、電源監控電路等于一體，保證SJA1000芯片的可靠運行；RX0和TX0是數據的收發管腳，經光電耦合器件6N137后連接到CAN收發器上，用以電氣隔離；PCA82C250有3種工作模式：高速、斜率控制和待機，本文選擇斜率控制模式，通過在Rs引腳與地之間接一個100 kΩ的電阻來實現；為了消除在通信電纜中的信號反射，提高網絡節點的拓撲能力，需要在CAN總線兩端接入兩個120 Ω的終端電阻[5]。
2.3 系統控制與故障診斷模塊
數據處理與系統控制模塊采用ATMEL公司生產的AT91SAM9263 ARM芯片作為主控單元，以觸摸屏作為人機交互方式完成系統控制和故障診斷。AT91SAM9263主頻 200 MHz；內置CAN總線控制器，全面支持CAN2.0A和CAN2.0B協議；內置TFT/STN LCD控制器，支持3.5～17英寸TFT?LCD 液晶屏，最高分辨率可達2 048×2 048?？紤]到系統的可擴展性，本文將系統控制與故障診斷模塊單獨成板。技術保障人員可以通過操作觸摸屏上顯示的人機交互界面完成對隨動系統的故障檢測。
3 系統軟件設計
系統軟件設計主要分為A/D轉換模塊、數據 處理模塊、CAN總線通信模塊和系統控制與故障診斷模塊4部分。主流程圖如圖7所示，首先對STC89C52單片機進行初始化，包括CAN總線工作方式的選擇、驗收濾波方式的設置、驗收屏蔽寄存器和驗收代碼寄存器的設置、波特率參數設置、中斷允許寄存器的設置以及A/D轉換模塊的初始化等；當單片機接收到故障檢測命令時，進行A/D采樣，然后由單片機對采集到的數據進行處理，通過量值轉換得到實際的工況數據；最后由CAN總線通信模塊將數據傳輸到系統控制與故障診斷模塊進行故障檢測，診斷結果由觸摸屏顯示以指導維修人員進行現場維修。
3.1 A/D轉換模塊軟件設計
A/D轉換模塊程序設計流程圖如圖8所示。
3.2 數據處理模塊軟件設計
數據采集過程中難免受到噪聲的影響，為了保證采到數據的準確性，可以對其進行一定的算法處理。本文在故障檢測時，對同一采樣點進行5次采樣，然后用快速排序算法對這5個數據進行排序，取中值作為故障檢測的有效數據，以減小誤差帶來的影響。采集到的數據與實際值之間成嚴格的線性關系，將采集到的數據值乘以系數K即可獲得實際的工況數據，其流程圖如圖9所示。
3.3 CAN總線通信模塊軟件設計
CAN總線通信模塊的程序設計主要分為初始化、數據發送和數據接收3個部分：
（1） 初始化。CAN總線初始化主要是對通信參數進行設置，通過對時鐘分頻寄存器、驗收碼寄存器、驗收屏蔽寄存器、總線定時寄存器和輸出控制寄存器的配置實現對CAN總線工作模式、接收報文的驗收碼、驗收屏蔽碼、波特率和輸出模式的配置和定義[7]。值得注意的是，這些寄存器的配置需要在復位模式下進行，因此在初始化前應確保系統已進入復位狀態?！。?） 數據發送。本文采用查詢方式，進行CAN總線的數據發送，首先應將CAN總線的發送中斷禁能。發送數據前，主控制器輪詢SJA1000狀態寄存器的發送緩沖器狀態位TBS以檢查發送緩沖器是否被鎖定，若發送緩沖器被鎖定，則CPU等待，直到發送緩沖器被釋放，然后將從現場采集到的數據發送到發送緩沖區并置位命令寄存器的發送請求位TR，此時SJA1000將向總線發送數據。數據發送流程圖如圖10所示。
（3） 數據接收。同數據發送一樣，本文采用查詢方式進行數據的接收，也應將CAN總線的發送中斷禁能。主控制器輪詢SJA1000狀態寄存器接收緩沖狀態標志RBS以檢查接收緩沖器是否已滿，若未滿則主控制器繼續當前的任務直到檢查到接收緩沖器已滿，讀出緩沖區中的報文，然后通過置位命令寄存器的RRB位釋放接收緩沖器內存空間。數據接收流程圖如圖11所示。
3.4 系統控制與故障診斷模塊軟件設計
系統控制與故障診斷模塊是在Linux平臺下利用Qt SDK開發完成的，數據庫采用嵌入式系統中廣泛采用關系型數據庫SQLite[8]。軟件采用模塊化設計思想，包括顯示界面、系統控制、檢測數據庫和故障診斷等4部分。系統界面基于QT/GUI開發，用于故障檢測結果顯示、調取數據庫輔助人工診斷等人機交互；系統控制模塊用于系統啟動與關閉、初始化及多線程處理；檢測數據庫用于對專家系統中經驗知識、故障診斷規則集進行組織、檢索和維護，及用于存儲系統采集的工況參數；故障診斷模塊是該檢測裝置核心，本文利用故障診斷專家系統對隨動系統進行故障診斷，給出診斷結果。考慮到故障診斷的實時性要求，程序采用多線程編程來實現。
圖10 CAN總線數據發送程序設計流程圖
圖11 CAN總線數據接收程序設計流程圖
4 結 語
為了測試隨動系統故障檢測裝置在各種情況下的故障檢測能力， 本文通過人為制造故障的方式對該系統進行了大量實驗。在反復的實驗中，該系統均能正確定位故障，充分驗證系統的可靠性和穩定性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片為核心基于CAN總線隨動系統故障檢測裝置，可實現對隨動系統液壓、氣壓、電壓等工況參數的測量，經故障診斷專家系統的推理，實現以自動故障診斷為主、人工診斷為輔的故障檢測。文中采用的CAN總線通信方式使整個系統簡潔緊湊、具有較強的抗干擾能力和實時性，這種CAN總線通信方案不但可用于隨動系統故障檢測裝置的研發，還可推廣至其他模擬量信號的機電設備故障檢測，尤其是多機組的分布式狀態監測與故障診斷中，具有非常實用的應用前景。
參考文獻 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網專業寫作教育教學論文和畢業論文以及服務，歡迎光臨DyLW.neT
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