時間：2022-08-29 14:01:28
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇控制軟件設(shè)計論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：DSP，DDS，無線電引信，干擾波形
1 引言
隨著引信技術(shù)的發(fā)展，引信體制也在不斷豐富，引信信號的波形也從最簡單的單頻連續(xù)波，到調(diào)頻信號和脈沖信號，再到偽隨機(jī)碼調(diào)制信號經(jīng)歷了重大變化。無線電引信干擾波形發(fā)生器的功能就是模擬各種引信信號的波形。論文參考網(wǎng)。本文的設(shè)計就是在這個研究背景下提出的。以DSP芯片和DDS芯片為核心所設(shè)計的干擾波形發(fā)生器，具有實(shí)時性好、波形豐富、易于控制等特點(diǎn)。
2 DSP、DDS芯片簡介
2.1 AD9854芯片
AD9854是AD公司推出的一種專用直接數(shù)字合成（DDS）電路，它自帶單頻、CHIRP、FSK、BPSK等五種工作模式，在此基礎(chǔ)上借助片上高速比較電路和高速數(shù)控電路，可以產(chǎn)生目前引信使用大多數(shù)引信信號波形。AD9854的內(nèi)部功能方框圖如圖1所示，它的主要特點(diǎn)如下：
l內(nèi)部集成兩個高性能12位D/A變換器、兩個48位頻率寄存器、兩個14位相位寄存器、12位幅度調(diào)制數(shù)字乘法器、超高速比較器和4到20倍參考時鐘乘法器；
l3.3V單電源供電、多重低功耗處理、最高300MHz系統(tǒng)時鐘頻率、窄帶雜散83dB、寬帶雜散56dB（寬帶雜散隨著頻率增高而降低）；
l內(nèi)置單頻、FSK、RAMPED FSK、CHIRP、BPSK五種工作方式，支持幅度調(diào)制和成形開關(guān)鍵控功能。
圖1 AD9854內(nèi)部功能方框圖
2.2TMS320F2812芯片
TMS320F2812是工業(yè)界首批32位的控制專用、內(nèi)含閃存以及高達(dá)150MIPS的數(shù)字信號處理器，具有強(qiáng)大的控制和信號處理能力，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制算法。TMS320F2812片上整合了Flash存儲器、快速的A/D轉(zhuǎn)換器、增強(qiáng)的CAN模塊、事件管理器、正交編碼電路接口、多通道緩沖串口等外設(shè)，使用戶可以以最便宜的價格開發(fā)高性能數(shù)字控制系統(tǒng)。TMS320F2812功能和資源相當(dāng)豐富，其特點(diǎn)可以歸納如下：
l采用高性能的靜態(tài)CMOS技術(shù)；
l先進(jìn)的仿真調(diào)試功能；
l豐富的片上存儲器資源；
l靈活的時鐘和系統(tǒng)控制；
l功能強(qiáng)大的片上外設(shè)；
l12位數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊（D/A）；
l高達(dá)56個可配置通用目的I/O引腳，保留通用外部標(biāo)志XF；
l三個外部中斷，外設(shè)中斷擴(kuò)展模塊（PIE）支持45個外設(shè)中斷。
3 干擾波形發(fā)生器的硬件設(shè)計
采用TMS320F2812芯片作為本系統(tǒng)的主控制器，用該芯片實(shí)現(xiàn)對AD9854的控制，產(chǎn)生所需信號波形。以TMS320F2812和AD9854為核心，構(gòu)建的系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。論文參考網(wǎng)。信號的參數(shù)由PC機(jī)設(shè)置，通過串口發(fā)送到TMS320F2812中，TMS320F2812收到參數(shù)后控制AD9854輸出干擾波形，經(jīng)過濾波器后輸出。
圖2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖
本設(shè)計中AD9854采用并口形式訪問。TMS320F2812與AD9854的接口示意圖如圖3所示。
圖3 TMS320F2812與AD9854的接口
4 干擾波形發(fā)生器的軟件設(shè)計
4.1系統(tǒng)軟件設(shè)計
本系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計采用目前國際上流行的、通用高級程序設(shè)計語言—C語言；系統(tǒng)軟件的開工具主要采用CCS 2000。本系統(tǒng)的軟件的構(gòu)成如圖4所示。主要由系統(tǒng)軟件、PC機(jī)控制軟件和波形產(chǎn)生軟件三部分組成。系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)的初始化程序及所有硬件設(shè)備的驅(qū)動程序兩部分；PC機(jī)控制軟件的任務(wù)是接收用戶輸入的波形參數(shù)，轉(zhuǎn)換成AD9854的控制字形式，然后傳送給DSP；波形產(chǎn)生軟件包括DSP控制相關(guān)硬件產(chǎn)生所需波形的程序和DSP產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)并控制DA產(chǎn)生波形的軟件兩部分。
圖4 無線電引信干擾波形生成系統(tǒng)軟件系統(tǒng)構(gòu)成
軟件系統(tǒng)的工作流程如圖5所示，具體工作過程是：上電后首先完成DSP的復(fù)位，DSP發(fā)出控制信號初始化DDS芯片，同時對LCD進(jìn)行初始化。論文參考網(wǎng)。然后查詢主控PC機(jī)是否發(fā)出有參數(shù)設(shè)置信息的指令信號，如果沒有則繼續(xù)查詢；如果有則接收指令信號，并判斷需要產(chǎn)生信號的類型，DSP據(jù)此將主控PC設(shè)置的參數(shù)信息發(fā)送到DDS芯片中或調(diào)用DSP程序，同時DSP運(yùn)行數(shù)據(jù)信息在液晶顯示器上顯示出來。最后，DSP的計算數(shù)據(jù)經(jīng)DDS的可控DAC后的輸出或DDS的輸出，經(jīng)過濾波器后產(chǎn)生需要的引信干擾波形。
圖5系統(tǒng)軟件工作流程
4.2 三角波調(diào)頻信號波形的產(chǎn)生程序設(shè)計及調(diào)試結(jié)果
在產(chǎn)生三角波調(diào)頻信號的過程中，AD9854選擇控制RAMPED FSK工作模式,DSP對AD9854的控制流程如圖6所示。
對DSP控制AD9854產(chǎn)生三角波調(diào)頻波形軟件進(jìn)行調(diào)試，產(chǎn)生的波形比較理想。圖7是三角波調(diào)頻信號在10MHz-30MHz的頻譜，圖中顯示的頻譜穩(wěn)定，說明所設(shè)計的系統(tǒng)能很好的實(shí)現(xiàn)三角波調(diào)頻。
圖7 三角波調(diào)頻信號頻譜
5 結(jié)束語
本文所設(shè)計的無線電引信干擾波形發(fā)生器，在通用的硬件平臺中，應(yīng)用不同軟件模塊，能產(chǎn)生形式多樣、波形復(fù)雜的干擾波形，所設(shè)計的無線電引信干擾波形發(fā)生器不僅能干擾多種體制的無線電引信，而且在引信研制生產(chǎn)的過程中，可以利用該系統(tǒng)作為試驗(yàn)設(shè)備，來檢驗(yàn)引信的性能指標(biāo)是否滿足要求。因此，該設(shè)備具有較大的生產(chǎn)應(yīng)用價值。
參考文獻(xiàn)
[1]TMS320x281xSystem Control and Interrupts Reference Guide (Rev.B)．Texas Instruments，05 Nov 2004
[2] AD98584 datasheet．Analog Devices Inc，2003
[3]劉和平,王維俊.TMS320LF240X DSP C語言開發(fā)應(yīng)用[M]．北京航空航天 大學(xué)出版社，2003
[4]李青鵬，路軍，李俊杰．基于單片機(jī)和DDS高精度頻率信號實(shí)現(xiàn)[J]．電子工程師，2002，28(9)：50～53
[5] 汪安民,程昱.DSP應(yīng)用開發(fā)子程序[M]．人民郵電出版社，2005
本文基于OPC技術(shù)，通過VB 結(jié)合sql server等相關(guān)軟件完成了一套工業(yè)現(xiàn)場異構(gòu)系統(tǒng)集成軟件的開發(fā)。通過本軟件可以有效的將工業(yè)現(xiàn)場中不同的OPC server設(shè)備間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)庫中，從而實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場之間異構(gòu)系統(tǒng)的集成。利用本軟件可以有效的降低企業(yè)異構(gòu)系統(tǒng)集成的成本，提高了企業(yè)的工作效率，同時為將來工業(yè)現(xiàn)場遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了一個很好的平臺。
【關(guān)鍵詞】異構(gòu)系統(tǒng) 集成 OPC VB SQL Server
1 引言
隨著計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，在工業(yè)現(xiàn)場領(lǐng)域，一套工業(yè)控制系統(tǒng)可能會選用很多不同公司的控制設(shè)備來集成一個系統(tǒng)，但由于標(biāo)準(zhǔn)不同，開發(fā)者必須對系統(tǒng)的所有設(shè)備都編寫對應(yīng)的驅(qū)動，這無疑加大了開發(fā)的難度，同時由于驅(qū)動程序不同，使得不同設(shè)備之間通訊的時候容易造成數(shù)據(jù)擁堵，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
而OPC技術(shù)的出現(xiàn)可以有效的解決存在這些問題。OPC技術(shù)為各種軟硬件廠商之間提供了明確的分工，軟件廠商只需針對相應(yīng)的接口進(jìn)行編程，就可連接不同的設(shè)備。同時硬件設(shè)備廠商只需在設(shè)備中提供符合OPC規(guī)范的接口即可。這樣極大提高了設(shè)備之間的互操作性。有效的解決了工業(yè)現(xiàn)場異構(gòu)系統(tǒng)的集成問題。
2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
為了解決工業(yè)現(xiàn)場異構(gòu)系統(tǒng)的集成，本文利用VB 6.0 開發(fā)了一套基于OPC技術(shù)的工業(yè)現(xiàn)場異構(gòu)系統(tǒng)集成軟件，該系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，通過VB編寫的客戶端軟件，可以將符合OPC規(guī)范的不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)都存儲到數(shù)據(jù)庫中，從而有效的完成了工業(yè)現(xiàn)場異構(gòu)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)的集成。
3 軟件的設(shè)計及實(shí)現(xiàn)
3.1 軟件的設(shè)計
本軟件設(shè)計的重點(diǎn)是如何利用VB來實(shí)現(xiàn)讀取OPC server中的數(shù)據(jù)，并將讀取到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)庫中。
3.2 軟件的實(shí)現(xiàn)
3.2.1 OPC 技術(shù)原理
本軟件設(shè)計主要是開發(fā)OPC 客戶端軟件，而OPC 服務(wù)器端一般通過相應(yīng)的組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)。對于OPC服務(wù)器通常有兩種訪問接口，一種是OPC自定義接口，一種是OPC自動化接口。OPC自定義接口一般用c或者c++等程序來編寫。而OPC自動化接口主要采用VB或dephi等軟件來編寫。實(shí)際應(yīng)用中，并不是所有的OPC服務(wù)器都提供自動化接口，如果要采用自動化接口，需要對自定義接口進(jìn)行進(jìn)一步的封裝，使其成為自動化接口，本次軟件設(shè)計中，采用的是OPC自動化接口完成對OPC Server的訪問。
3.2.2 利用VB 編寫OPC 客戶端的原理和代碼
使用VB編寫OPC客戶端的原理主要是通過創(chuàng)建OPC服務(wù)器對象，然后進(jìn)行連接。進(jìn)而創(chuàng)建OPC的組對象，在組對象中添加OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)標(biāo)簽，在OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)標(biāo)簽中進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫。
其中對數(shù)據(jù)項(xiàng)標(biāo)簽的讀寫又分為異步和同步兩種方式。在本次軟件設(shè)計中，由于為了提高效率，因此采用同步的方式來讀取數(shù)據(jù)。
相關(guān)代碼的實(shí)現(xiàn)：
（1）連接OPC服務(wù)器。
Dim MyOPCServer As OPCServer ‘定義服務(wù)器對象變量MyOPCServer
Dim MyOPCGroup As OPCGroup ‘定義OPC組對象變量MyOPCGroup
Set MyOPCServer = New OPCServer
MyOPCServer.Connect " OPCServer.WinCC.1" ‘連接OPC服務(wù)器
（2）添加OPC組對象。
Set MyOPCGroup="MyOPCServer".OPCGroups.Add（"Group1"）
‘添加OPC組對象
MyOPCGroup.IsSubscribed= True‘設(shè)置該組數(shù)據(jù)為后臺刷新
MyOPCGroup.IsActive = True‘設(shè)置該組為激活狀態(tài)
MyOPCGroup.UpdateRate=1000‘設(shè)置數(shù)據(jù)刷新時間為1000
（3）添加數(shù)據(jù)項(xiàng)。
Dim ItemIDs（） As String
Dim ClientHandles（） As Long‘客戶端句柄
Dim ServerHandles（） As Long‘服務(wù)器端句柄
Dim Errors（） As Long
Dim i As Long
ItemCount=4
ClientHandles（i） = I
…………………..
MyOPCGroup.OPCItems.AddItems ItemCount， ItemIDs， ClientHandles， ServerHandles， Errors‘添加數(shù)據(jù)項(xiàng)操作
（4）同步數(shù)據(jù)讀寫。
……………………
MyOPCGroup.SyncRead OPCCache， ItemCount， ServerHandles， ReadValue， Errors‘同步讀數(shù)據(jù)
MyOPCGroup.SyncWrite ItemCount， ServerHandles， valuess， Errors‘同步寫數(shù)據(jù)
（5）斷開OPC服務(wù)器。
MyOPCServer.OPCGroups.RemoveAll‘移除所有OPC Group
Set MyOPCGroup = Nothing
MyOPCServer.Disconnect‘?dāng)嚅_連接
3.2.3 利用vb的ADO技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存
在VB 6.0主要利用ADO技術(shù)來完成對數(shù)據(jù)庫的訪問，在VB 中如果想使用ADO技術(shù)首先應(yīng)該創(chuàng)建該對象，然后通過對相關(guān)控件屬性的設(shè)置即可進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的連接。相關(guān)的核心代碼為：
Private Sub Command7_Click（）
Dim Value1 As Variant， Quality As Variant， TimeStamp As Variant
……………………………………
Form7.Adodc1.Recordset.Fields（"采集值1"） = Value1
Form7.Adodc1.Recordset.Fields（"采集值2"） = Value2
Form7.Adodc1.Recordset.Fields（"采集值3"） = Value3
Form7.Adodc1.Recordset.Fields（"采集值4"） = Value4
Form7.Adodc1.Recordset.Fields（"采集時間"） = TimeStamp4
Form7.Adodc1.Recordset.Update
Form7.Adodc1.Refresh
………………………………..
End Sub
4 結(jié)論
在工業(yè)現(xiàn)場領(lǐng)域中，OPC的作用已經(jīng)越來越重要。它給硬件和軟件提供商提供了一套標(biāo)準(zhǔn)，本次軟件的設(shè)計正是基于這一標(biāo)準(zhǔn)，成功的利用vb開發(fā)一套OPC客戶端軟件，可以有效的將不同系統(tǒng)中OPC服務(wù)端的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)庫中，從而為工業(yè)現(xiàn)場異構(gòu)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)集成提供了可能。
眾所周知，工業(yè)現(xiàn)場正在向信息化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，而企業(yè)對工業(yè)現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)控的需求越來越多，而本次軟件的設(shè)計，已經(jīng)將異構(gòu)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)很好的轉(zhuǎn)存到了數(shù)據(jù)庫中，這就為將來工業(yè)現(xiàn)場異構(gòu)系統(tǒng)之間的遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了一個很好的平臺。
參考文獻(xiàn)
[1]王德康，蘇宏業(yè)，褚健.基于OPC技術(shù)的先進(jìn)控制軟件設(shè)計與研究[J].化工自動化及儀表，2000，27（4）：27-30.
[2]王，袁中凡.OPC接口技術(shù)在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國測試技術(shù)，2005，31（1）：95-97.
[3]吳曉蕾，李逸，胡國軍，劉渤，張細(xì)蘭.通過OPC實(shí)現(xiàn)VB訪問WINCC數(shù)據(jù)[J].電氣傳動，2009，39（12）：63-66.
[4]劉偉，田雨.OPC技術(shù)在檢測控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子設(shè)計工程，2009，17（8）：100-106.
[5]吳連杰.實(shí)時通信技術(shù)在廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用[D].（碩博學(xué)位論文），2009.
[6]Xu H.An Extendable Data Engine Based on OPC Specification[J].Computer Standards and Interfaces，2008，26 （6）：515-525.
[7]W.F.Chang，Y.C.Wu，C.W.Chiu.Development of a web-based remote load supervision and control system Electrical Power & Energy Systems[J]，2007，8：pp.386-395.
[8]Z-Word Inc.Dynamic C premier for semiconductor microprocessor integrated C development system user's manual[M].Califomia：Z-Word Corporation，1999.
作者單位
摘要： 針對單晶等徑生長過程中主要是對系統(tǒng)的溫度和晶體測徑環(huán)節(jié)的控制，介紹了一種基于模糊控制與PID算法的CZ法單晶等徑生長控制系統(tǒng)。詳細(xì)闡述系統(tǒng)的組成，重點(diǎn)介紹系統(tǒng)采用雙閉環(huán)串級控制。最后通過仿真測試，結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有對現(xiàn)場溫度、單晶直徑等參數(shù)的合理控制和調(diào)節(jié)功能，能夠有效地改善系統(tǒng)控制性能。
關(guān)鍵詞： 直拉法（CZ法）；等徑生長；模糊PID ；仿真
0引言
CZ法即直拉法，是目前制備晶體人們普遍采用的一種方法。由于單晶等徑生長控制的關(guān)鍵是單晶棒，所以當(dāng)忽略一些干擾因素時，單晶等徑生長主要受到溫度和單晶生長速度影響。系統(tǒng)若處于恒溫狀態(tài)下時，只通過單晶生長速度控制單晶直徑，單晶外形能夠保證，但晶體生長速度的變化就會影響單晶微觀質(zhì)量。反之，系統(tǒng)處于恒速狀態(tài)下時，如果只通過溫度調(diào)節(jié)來控制單晶直徑，此時系統(tǒng)就變?yōu)橐粋€緩慢時變、帶有隨機(jī)擾動的非最小相位系統(tǒng)，系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)自動控徑。本文介紹一種將模糊控制和PID控制算法相結(jié)合，采用串級雙閉環(huán)回路，實(shí)現(xiàn)對晶體生長過程的溫度與單晶直徑的控制，其系統(tǒng)簡單、可靠，易于控制。
1控制系統(tǒng)方案及構(gòu)成
1.1 控制系統(tǒng)方案模糊控制是通過模仿人的思維方式和控制經(jīng)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)控制的一種新的控制方法。它不依賴于控制對象的數(shù)學(xué)模型，通過對模糊信息的處理可以對復(fù)雜的控制對象實(shí)施良好的控制，而且模糊控制具有良好的魯棒性，即當(dāng)對象的參數(shù)或結(jié)構(gòu)有一定程度變化時仍然可以保持較好的控制性，它最適合用于非線性系統(tǒng)或當(dāng)輸入及操作描述存在著不確定性關(guān)系的系統(tǒng)。而PID控制是目前應(yīng)用最為廣泛的控制規(guī)律，根據(jù)偏差的比例（P）、積分（I）、微分控制（D）進(jìn)行控制。在實(shí)際運(yùn)用和理論上分析都表明，運(yùn)用這種控制規(guī)律對許多工業(yè)過程進(jìn)行控制時，都能得到滿意的效果。
由于CZ法單晶等徑生長系統(tǒng)中影響晶體等徑生長的因素較多，例如：坩堝的溫度、提拉速度等，這些因素之間的關(guān)系是模糊的、不確定的，若單純采用模糊控制，實(shí)驗(yàn)證明在線辨識結(jié)果不一定有效；若采用PID控制，實(shí)驗(yàn)得出不僅控溫精度低，而且系統(tǒng)自適應(yīng)能力較差。為了達(dá)到較高的精度，必須將模糊控制與PID控制算法相結(jié)合，綜合二者優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)選用模糊PID控制器。
1.2 基本構(gòu)成本文論述CZ法單晶等徑生長模糊控制系統(tǒng)由直徑調(diào)節(jié)器、溫度調(diào)節(jié)器以及稱重測徑系統(tǒng)三部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。其中直徑調(diào)節(jié)器是系統(tǒng)的控制核心，它可按用戶需求直接設(shè)定單晶直徑，并通過人機(jī)界面進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)視，方便用戶操作；溫度調(diào)節(jié)器又稱控溫儀，采用歐陸818P溫度控制器，該控制器內(nèi)部為一智能的PID調(diào)節(jié)，與熱電偶配合使用進(jìn)行測溫，測得的數(shù)據(jù)通過A/D轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并利用系統(tǒng)軟件對其進(jìn)行處理，同時輸出控制指令和數(shù)顯指令，完成整個測控系統(tǒng)的中央處理功能；稱重測徑系統(tǒng)具有獨(dú)立數(shù)據(jù)采集功能，采用簡單模糊控制器，利用單片機(jī)結(jié)合現(xiàn)場采集的直徑數(shù)據(jù)與用戶設(shè)定的直徑比較，產(chǎn)生偏差按照模糊PID控制算法計算出實(shí)時控制量即輸出量，再以此控制量通過D/A轉(zhuǎn)換電路改變輸出驅(qū)動信號調(diào)節(jié)晶體的提拉速度與堝升速度，使單晶直徑逐步達(dá)到用戶設(shè)定的直徑值。
2控制系統(tǒng)設(shè)計
2.1 控制回路組成CZ法單晶等徑生長控制系統(tǒng)中采用雙閉環(huán)串級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如圖2所示。系統(tǒng)設(shè)計為雙閉環(huán)回路中主控制回路由直徑調(diào)節(jié)器、副控制回路、晶體、測徑單元組成；副控制回路由溫度調(diào)節(jié)器、加熱器、單晶爐、測溫單元組成。其中把單晶直徑作為主被控對象，單晶爐溫度作為副被控對象；直徑調(diào)節(jié)器作為主調(diào)節(jié)器，溫度調(diào)節(jié)器作為副調(diào)節(jié)器。
2.2 控溫回路CZ法單晶等徑生長過程主要考慮因素之一是溫度控制，基本原理是由所測溫度與設(shè)定溫度校正曲線的溫度比較產(chǎn)生偏差信號作為模糊PID控制器的輸入，根據(jù)不同時刻的采樣點(diǎn)得到的偏差或偏差變化作為輸入變量，對系統(tǒng)被控對象參數(shù)K，T，?子，進(jìn)行在線整定，輸出值可改變單晶爐溫度達(dá)到控徑的目的，同時也限制了單晶提拉速度的引起大范圍波動與變化，用來補(bǔ)償由于單晶長度生長變化而引起單晶爐中固、液體交界面熱穩(wěn)態(tài)發(fā)生的變化。
在系統(tǒng)設(shè)計過程中將副控制回路設(shè)計成一個控溫系統(tǒng)，此時輸入就作為直徑調(diào)節(jié)器的輸出，而輸出的單晶爐溫度將對主被控對象單晶直徑產(chǎn)生直接作用。如圖3所示。在副控制回路中，對于單晶爐的溫度結(jié)構(gòu)參數(shù)易變不易確定，通過純理論計算過程較為復(fù)雜，但采用仿真實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測試就顯得比較方便。實(shí)驗(yàn)時把單位階躍電壓信號即給定信號作為單晶爐的輸入，相當(dāng)于單晶爐溫度突然變化的情況，通過仿真軟件測出單晶爐輸出溫度變化的過渡曲線。
3軟件設(shè)計
本系統(tǒng)邏輯控制軟件主要由單片機(jī)選用Intel公司的16位單片機(jī)80C196KC實(shí)現(xiàn)，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計。系統(tǒng)程序包括主程序和中斷子程序。其中主程序由初始化程序、A／D采樣子程序、鍵盤掃描子程序、模糊PID控制子程序等部分組成。系統(tǒng)主程序流程圖如圖3所示。初始化主要完成晶體輻射及熱傳導(dǎo)過程中系統(tǒng)各部件的初始化和自檢。鍵盤掃描和控制算法等子程序利用80C196KC豐富的中斷資源，在外部中斷和定時器溢出中斷子程序中完成溫度和直徑控制。與上位機(jī)的串行通信采用80C196KC自帶的UART硬件傳輸中斷，以滿足數(shù)據(jù)雙向傳輸?shù)漠惒叫院蛯?shí)時性要求。
模糊控制PID算法子程序包括輸入量的模糊化、模糊化計算、輸出量的解模糊化三部分。由于模糊集采用非線性分類，所以對輸出量KP、TI、TD進(jìn)行線性劃分。系統(tǒng)對具體參數(shù)設(shè)置后，形成PID控制器的參數(shù)KP、TI、TD的調(diào)整規(guī)則表，并對其進(jìn)行在線調(diào)整。最后使用加權(quán)平均法對在線已經(jīng)調(diào)整好的這三個參數(shù)進(jìn)行解模糊。（圖4）
4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
系統(tǒng)通過強(qiáng)大功能的仿真軟件MATLAB實(shí)驗(yàn)測試，在Simulink的環(huán)境下搭建非線性模塊，當(dāng)搭建好后再對系統(tǒng)進(jìn)行直接仿真，測試表明：該控制系統(tǒng)將晶體單晶等徑生長過程的溫度控制與晶體提拉速度完美結(jié)合，所生長出的單晶直徑達(dá)到用戶要求，而且單晶的等徑控制精度可達(dá)±1mm、±1.2mm等等。系統(tǒng)不僅穩(wěn)態(tài)精度明顯提高，而且具有良好的動態(tài)性能和靈活性。
5結(jié)語
本文針對單晶等徑生長過程，分析了影響單晶生長的因素，控制策略是結(jié)合模糊控制與PID控制的優(yōu)缺點(diǎn)，并確定系統(tǒng)選用模糊PID算法，設(shè)計了一個模糊控制與PID控制算法相結(jié)合的單晶等徑生長控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用雙閉環(huán)串級控制其控制是在常用單回路的基礎(chǔ)上增加了由溫度調(diào)節(jié)器、坩堝加熱器以及測溫單元組成的副控制回路，并且通過實(shí)驗(yàn)測試，可有效地實(shí)現(xiàn)了單晶等徑生長控制，系統(tǒng)能夠達(dá)到較高的穩(wěn)態(tài)精度。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉曙光，魏俊民等．模糊控制技術(shù)[M]．北京：中國紡織出版社，2001：165.
[2]王巖．CZ法晶體生長建模與控制研究[D]．西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.
[3]于海生．微型計算機(jī)控制技術(shù)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2001.
開題報告填寫要求
1.開題報告(含“文獻(xiàn)綜述” )作為畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委 員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指 導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(論文)工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽 署意見及所在專業(yè)審查后生效。 2.開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標(biāo) 準(zhǔn)格式(可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載)打印，禁止打印在其它紙上后剪 貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見。 3. “文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫(或打印) 在本開題報告第一欄目內(nèi)， 學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于 10 篇(不包括辭典、手冊) ，其中至少應(yīng)包括 1 篇外文資料;對于重 要的參考文獻(xiàn)應(yīng)附原件復(fù)印件，作為附件裝訂在開題報告的最后。 4.統(tǒng)一用 A4 紙，并裝訂單獨(dú)成冊，隨《畢業(yè)設(shè)計(論文)說 明書》等資料裝入文件袋中。
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)開 題 報 告
1.文獻(xiàn)綜述： 結(jié)合畢業(yè)設(shè)計 (論文) 課題情況， 根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料， 每人撰寫 2500 字以上的文獻(xiàn)綜述，文后應(yīng)列出所查閱的文獻(xiàn)資料。 軟件項(xiàng)目開發(fā)管理系統(tǒng)
進(jìn)入二十一世紀(jì)這個信息爆炸的時代，人們的各種觀念開始發(fā)生驚天巨變，各行 業(yè)也開始轉(zhuǎn)向信息化。而隨著Internet的普及與發(fā)展、隨著電腦及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大范圍 應(yīng)用，信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等都在不同領(lǐng)域得到了飛速的發(fā)展。隨著IT 產(chǎn)業(yè)的不斷膨脹，各種各樣的軟件項(xiàng)目被飛快的開發(fā)出來。各種應(yīng)用軟件，各類實(shí)施 項(xiàng)目不斷被推出，在世界高速發(fā)展的今天，在各類軟件項(xiàng)目層出不窮的今天，如何規(guī) 范的，系統(tǒng)的，安全的，高效的管理好各類軟件項(xiàng)目，成為了當(dāng)前各軟件項(xiàng)目開發(fā)公 司的最大難題。要想去逐步解決這些問題，則需要應(yīng)用到軟件項(xiàng)目開發(fā)管理系統(tǒng)。 軟件項(xiàng)目開發(fā)是一件非常復(fù)雜的工作，他需要各種軟件開發(fā)人員投入到這個開發(fā) 大軍來，相互協(xié)調(diào)配合，相互提升。而對眾多的軟件公司或開發(fā)團(tuán)隊(duì)來說，有效的管 理和控制軟件項(xiàng)目是非常重要的。為了給這一復(fù)雜而重要的工程帶來可操作性的簡便 和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。Software Projects Exploitation Management System就是為著 這一目的開發(fā)出來的。 軟件項(xiàng)目管理系統(tǒng)主要用來幫助軟件公司架構(gòu)規(guī)范的軟件項(xiàng)目開發(fā)管理過程(項(xiàng) 目計劃管理、監(jiān)督與跟蹤、需求管理、測試管理、缺陷管理…)包括： 1、幫助軟件公司進(jìn)行有效的項(xiàng)目數(shù)據(jù)度量管理(針對SEI CMM3/CMMI3的標(biāo)準(zhǔn)) ; 2、幫助各軟件公司長效實(shí)施組織過程體系規(guī)范(ISO9001、SEI CMM/CMMI) ; 3、幫助軟件公司建立項(xiàng)目過程數(shù)據(jù)庫和知識庫等。故本綜述分別從基于B/S模式 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計方法、分析，設(shè)計對軟件項(xiàng)目管理系統(tǒng)進(jìn)行綜述。 4、提高過程透明度，加強(qiáng)對項(xiàng)目的監(jiān)督和管理(針對項(xiàng)目的進(jìn)度、成本、質(zhì)量、 資源、活動等) ; 5、支持軟件公司的多級管理模式，包括：企業(yè)高層、質(zhì)量部、項(xiàng)目經(jīng)理、程序員; 6、支持項(xiàng)目組內(nèi)、異地的開發(fā)組間、異地的客戶與組間的協(xié)同工作模式，突破地 域障礙; 關(guān)健詞：數(shù)據(jù)庫軟件、軟件工程、C/S模式、B/S模式、JAVA 關(guān)健詞
數(shù)據(jù)庫技術(shù)是數(shù)據(jù)管理的技術(shù)，是計算機(jī)科學(xué)的重要組成部分。最近幾年來，數(shù) 據(jù)庫技術(shù)發(fā)展越來越快，在多種應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)管理的需求越來越多，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的 重要性已不斷的被更多的人所熟知。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是數(shù)據(jù)管理的技術(shù)，它也是計算機(jī)科 學(xué)的重要組成部分目前，不僅在大、中、小、微各種機(jī)型上都配有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)， 各行各業(yè)的信息系統(tǒng)，甚至是國際互聯(lián)網(wǎng)上的信息系統(tǒng)都離不開數(shù)據(jù)庫的支持。因此， 數(shù)據(jù)庫已成為信息社會的重要基礎(chǔ)設(shè)施。 從計算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫的發(fā)展過程來看，計算環(huán)境和數(shù)據(jù)庫技術(shù)基本保持著一種 同步發(fā)展的狀態(tài)。現(xiàn)階段最具有發(fā)展?jié)摿Φ木褪腔?B/S 模式或者基于 C/S 模式的數(shù) 據(jù)庫. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)可以定義為:“ 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是用于管理數(shù)據(jù)的計算 機(jī)軟件。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使用戶能方便地定義和操縱數(shù)據(jù)，維護(hù)數(shù)據(jù)的安全性和完整 性，以及進(jìn)行多用戶下的并發(fā)控制和恢復(fù)數(shù)據(jù)庫。隨著 B/S 模式與 C/S 模式數(shù)據(jù)庫的 發(fā)展，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也出現(xiàn)了嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。嵌入式移動數(shù)據(jù)庫 可以定義為：嵌入式移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是支持移動計算或某種特定計算模式的數(shù)據(jù)庫管 理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與操作系統(tǒng)、具體應(yīng)用集成在一起，運(yùn)行在各種智能型嵌入設(shè)備 或移動設(shè)備上。目前這已經(jīng)成為一個十分活躍的研究和應(yīng)用領(lǐng)域——嵌入式移動數(shù)據(jù) 庫或簡稱為移動數(shù)據(jù)庫(EMDBS) 。 其中 C/S(客戶機(jī)/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)，即大家熟知的客戶機(jī)和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。它是 軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，通過它可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢，將任務(wù)合理分配到 Client 端和 Server 端來實(shí)現(xiàn)。實(shí)質(zhì)就是客戶端運(yùn)行應(yīng)用程序，并向服務(wù)器數(shù)據(jù)庫發(fā) 送 SQL 請求及取回結(jié)果;服務(wù)器數(shù)據(jù)庫偵聽基于 TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)，響應(yīng)請求并返回 處理結(jié)果。兩層結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。 一個良好的軟件項(xiàng)目開發(fā)系統(tǒng)對 C/S 結(jié)構(gòu)需要完成以下功能： a) 數(shù)據(jù)庫的維護(hù)功能包括數(shù)據(jù)的備份、恢復(fù)等功能 b) 權(quán)限分配管理功能。 c) d) 基本數(shù)據(jù)的維護(hù)。基本數(shù)據(jù)指的是軟件項(xiàng)目的基本信息。 動態(tài)數(shù)據(jù)錄入、編輯、修改、查詢等。動態(tài)數(shù)據(jù)指的是檢測到的信息及其改造 后的一些相關(guān)的信息。
B/S(瀏覽器/服務(wù)器)模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。是 WEB 興起后的一種模式，WEB 瀏覽器是客戶端最主要的應(yīng)用軟件。這種模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核 心部分集中到服務(wù)器上，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和使用。三層結(jié)構(gòu)是把應(yīng)用邏輯 劃分為三個部分：第一層是用戶界面(User Interface) ，提供用戶與系統(tǒng)的友好 交互。第二層是應(yīng)用服務(wù)器，專司業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)。第三層是數(shù)據(jù)服務(wù)器，負(fù)責(zé)數(shù) 據(jù)信息的存儲、訪問及其優(yōu)化。 基于上述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點(diǎn)，軟件項(xiàng)目管理系統(tǒng)是在 WINDOWS 環(huán)境下，采用 C/S 模式，使用 JAVA+SQL Server 語言設(shè)計。其優(yōu)越性體現(xiàn)在： (1) 非過程化語言 SQL 是高級的非過程化編程語言，允許用戶在高層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上工作。它不要 求用戶指定對數(shù)據(jù)的存放方法， 也不需要用戶了解具體的數(shù)據(jù)存放方式， 所以具有 完全不同底層結(jié)構(gòu)的不同數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以使用相同的 SQL 語言作為數(shù)據(jù)輸入與 管理的接口 SQL 以記錄集合作為操作對象，所有 SQL 語句接受集合作為輸入，返回集 合作為輸出， 這種集合特性允許一條 SQL 語句的輸出作為另一條 SQL 語句的輸 入，所以 SQL 語句可以嵌套，這使他具有極大的靈活性和強(qiáng)大的功能。 SQL 不要求用戶指定對數(shù)據(jù)的存放方法，這個特點(diǎn)使用戶更易注重于要得到的 結(jié)果;所有 SQL 語句使用查詢優(yōu)化器，它是 RDBMS 的一部分，由它決定對指定數(shù)據(jù) 存取的最快速度的手段，查詢優(yōu)化器知道存在什么索引，在哪兒使用索引合適，而 用戶則從不需要知道表是否有索引、有什么類型的索引。 (2)是所有關(guān)系數(shù)據(jù)庫的公共語言 由于所有主要的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都支持 SQL 語言，用戶可將使用 SQL 的技 所有用 SQL 編寫的程序都是可 能從一個 RDBMS(關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))轉(zhuǎn)到另一個， 以移植的 (3)統(tǒng)一的語言 以前的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為上述各類操作提供單獨(dú)的語言， SQL 將全部任務(wù)統(tǒng) 而
一在一種語言中。SQL 可用于所有用戶的 DB 活動模型，包括系統(tǒng)管理員、數(shù)據(jù)庫 管理員、應(yīng)用程序員、決策支持系統(tǒng)人員及許多其它類型的終端用戶。。 通過閱讀大量的文獻(xiàn)證明，建立在B/S或C/S模式下的數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(chǔ)之上的軟件 項(xiàng)目開發(fā)管理系統(tǒng)具有穩(wěn)定、高效、可靠的特點(diǎn)，同時擁有良好的可伸縮性，能夠充 分適應(yīng)未來系統(tǒng)的擴(kuò)展需求，出色的可重用性則大大降低了構(gòu)建新系統(tǒng)的成本。
參考文獻(xiàn) 1、 《VB+SQL Server 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)例》 2、 《Visual Basic編程技巧：網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫篇》 3、 《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》 李站懷 著 李曉黎、張巍人民郵電出版社 機(jī)械工業(yè)出版社 西北工業(yè)大學(xué)出版社
4、 《Visual Basic 6 數(shù)據(jù)庫編程大全》 弗洛克維克(美)電子工業(yè)出版社(2000) 5、 《Visual Basic 6 數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計高手》 溫賢發(fā) 科學(xué)出版社(2001) 6、 《Visual Basic 開發(fā)指南：SQL Server 篇》邱仲潘 電子工業(yè)出版社(2000) 7《Visual Basic 編程技巧：網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫篇》 清宏計算機(jī)工作室 版社(2001) 機(jī)械工業(yè)出
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)開 題 報 告
2.開題報告：一、課題的目的與意義;二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望;三、 開題報告： 課題的目的與意義; 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望; 課題主要內(nèi)容和要求; 研究方法、 課題主要內(nèi)容和要求;四、研究方法、步驟和措施 一、 課題的目的與意義
在二十一世紀(jì)信息迅猛發(fā)展的時代， 網(wǎng)絡(luò)的普及使網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)很自然地走到了一 起,而如今通信最杰出功勞之一，則是軟件項(xiàng)目開發(fā)管理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用與飛速發(fā)展。未 來個人或企業(yè)管理可以很方便，快捷，高效的進(jìn)行管理。 隨著 Internet 技術(shù)的發(fā)展，它對我們工作和生活顯得更加重要，尤其是現(xiàn)在項(xiàng)目軟 件，應(yīng)用軟件不斷推陳出新的今天，各企業(yè)對管理不同項(xiàng)目，來應(yīng)用軟件迫切的需要高 效性，規(guī)范性，安全性、及時性。而基于 B/S 模式下的數(shù)據(jù)庫所設(shè)計而成的軟件項(xiàng)目開 發(fā)管理系統(tǒng)剛好提供了這些功能。本系統(tǒng)就是一個能夠讓用戶能及時有效地對軟件項(xiàng)目 開發(fā)管理系統(tǒng)進(jìn)行操控，并且是在安全的前提下進(jìn)行的。在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)對軟件項(xiàng)目的任何 時間，任何地點(diǎn)安全有效的管理這是軟件項(xiàng)目開發(fā)管理系統(tǒng)的發(fā)展方向。
二、 課題的發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望
因特網(wǎng)是一個巨大的全球性的信息服務(wù)中心。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)上交易、電 子商務(wù)的逐漸繁榮，各行各業(yè)的規(guī)模不斷發(fā)展與狀大，這就更需要一個安全的，可靠的， 高效的管理系統(tǒng)來管理，因此，軟件項(xiàng)目開發(fā)管理系統(tǒng)的設(shè)計就變得尤為重要。 各個公司可以根據(jù)自身的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和公司的具體情況提出對應(yīng)用軟件的需求，通 過我們的軟件項(xiàng)目的特定開發(fā)服務(wù)，不但可以解決企業(yè)當(dāng)前面臨的困境，還能夠提高信 息中心的軟件開發(fā)維護(hù)水平，為企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展提供有效的保障。 隨著企業(yè)信息 化水平的提高、網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，已經(jīng)有很多企業(yè)意識到了使用軟件項(xiàng)目管理系統(tǒng)可以 大大提高管理效率、資金使用率、提高員工的工作效率、降低成本、同現(xiàn)有業(yè)務(wù)接軌。 隨著現(xiàn)代社會節(jié)奏不斷加快，各企業(yè)之間的竟?fàn)幰踩找婕ち摇ｋS之也給企業(yè)帶來了 巨大的壓力與挑戰(zhàn)，為了能適應(yīng)殘酷的市場競爭，為了能便捷管理，各軟件項(xiàng)目管理系 統(tǒng)已經(jīng)成為一種當(dāng)前各大企業(yè)不可缺少的一部分了。而要分析設(shè)計出一個實(shí)用簡單，安 全高效的管理軟件，其前提必須在基于 B/S 模式下的數(shù)據(jù)庫設(shè)計與分析。軟件項(xiàng)目開發(fā) 管理系統(tǒng)做為一種新型的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，已經(jīng)越來越受到人們及其各大企業(yè)的重視，它 已經(jīng)成為一家企業(yè)的管理支柱，而隨著越來越多的軟件系統(tǒng)的開發(fā)，如果缺少一個好的
軟件管理系統(tǒng)，則不僅不能讓操控者感覺到安全，方便，高效，而且會帶來資源的浪費(fèi)。 然而，現(xiàn)有的軟件存在嚴(yán)重的功能不足，開發(fā)出一種新型便捷的軟件項(xiàng)目開發(fā)管理系統(tǒng) 已經(jīng)成為一種必然的趨勢。
三、 課題主要內(nèi)容和要求
1、此課題設(shè)計任務(wù)特點(diǎn)及分析主要是通過對該數(shù)據(jù)庫軟件設(shè)計與分析，使學(xué)生能夠 熟練運(yùn)用一門程序設(shè)計語言來掌握 C/S 或 B/S 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的方法和過程，以及為設(shè)計其 它應(yīng)用軟件提供幫助，進(jìn)行提高軟件設(shè)計能力。 2 、課題主要任務(wù)與要求 (1)初步方案：通過查閱資料，首先對我的課題進(jìn)行可行性研究和需求分析，提出 相應(yīng)的設(shè)計方案并進(jìn)行方案論證，然后對該課題進(jìn)行模塊劃分并找出模塊之間的關(guān)聯(lián)關(guān) 系，畫出系統(tǒng)流程圖，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行源代碼編寫和調(diào)試，最后撰寫畢業(yè)論文。 (2)主要任務(wù) a 使用 C/S 或 B/S 模式設(shè)計該系統(tǒng)，并要求系統(tǒng)完成后操作簡單，功能完善，界面美 觀。 b 系統(tǒng)用戶管理模塊：包括文件操作，普通用戶和系統(tǒng)管理員不同身份口令密碼修 改，系統(tǒng)退出等。 c 登錄界面設(shè)計：要根據(jù)不同的用戶設(shè)計不同的口令密碼，并且進(jìn)入系統(tǒng)后，根據(jù) 用戶不同對該軟件使用權(quán)限也不同。 d 項(xiàng)目流程管理模塊：包括項(xiàng)目基本信息的錄入、修改和刪除;申請立項(xiàng);批準(zhǔn)立 項(xiàng);項(xiàng)目工程分配;項(xiàng)目中止等功能。 f 項(xiàng)目實(shí)施管理模塊：包括成立項(xiàng)目組;劃分功能模塊;書寫項(xiàng)目報告等功能。 e 項(xiàng)目文檔管理模塊：包括項(xiàng)目文檔信息的添加、刪除、修改和查詢。 g 項(xiàng)目測試管理模塊：包括測試工程師添加、修改和關(guān)閉報錯記錄;開發(fā)工程師查 看、解決報錯記錄。 h 項(xiàng)目驗(yàn)收管理模塊：包括提請驗(yàn)收項(xiàng)目;測試工程師，質(zhì)量控制工程師，業(yè)務(wù)主 管，項(xiàng)目主管簽字等功能。 i 項(xiàng)目總結(jié)管理模塊：包括項(xiàng)目總結(jié)記錄的添加、修改和刪除等功能。 j 信息打印模塊：能實(shí)現(xiàn)對各種報表的打印
四、可行性分析、研究方法和步驟 可行性分析、
可行性分析： 可行性分析： 選取幾臺中等配置電腦， 在操作系統(tǒng)為 WINDOWS XP 的環(huán)境下， 使用 VFP， DELPHI， VB， JAVA 等程序設(shè)計語言開發(fā)該軟件系統(tǒng)。 C/S(客戶機(jī)/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)，實(shí)質(zhì)就是客戶端運(yùn)行應(yīng)用程序，并向服務(wù)器發(fā)送 SQL 請求 及取回結(jié)果;服務(wù)器偵聽基于 TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)，響應(yīng)請求并返回處理結(jié)果。兩層結(jié)構(gòu)最 大的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。只要把客戶機(jī)和服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)上連通，利用一些快速應(yīng)用 開發(fā)工具，就可以很快地開發(fā)出一些部門級的小規(guī)模應(yīng)用，同時開發(fā)和運(yùn)行的環(huán)境都相 對簡單。 B/S(瀏覽器/服務(wù)器)模式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。就是建立并配置 WEB 服務(wù)器及 PowerBuilder 應(yīng)用服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)通過瀏覽器來訪問數(shù)據(jù)庫。B/S 結(jié)構(gòu)設(shè)計思想的主要目的，就是為 了解決兩層結(jié)構(gòu)中原發(fā)性的問題。其最主要價值在于產(chǎn)生一套切實(shí)可行的解決方案，把 客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)下的應(yīng)用可靠地推廣到企業(yè)級的關(guān)鍵任務(wù)環(huán)境中，并利用這一技術(shù)所 帶來的高效率、多功能與靈活性，增強(qiáng)企業(yè)信息網(wǎng)的性能和擴(kuò)展能力。三層結(jié)構(gòu)是把應(yīng) 用邏輯劃分為三個部分：第一層是用戶界面(User Interface) ，提供用戶與系統(tǒng)的友 好交互。第二層是應(yīng)用服務(wù)器，專司業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)。第三層是數(shù)據(jù)服務(wù)器，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù) 信息的存儲、訪問及其優(yōu)化。 研究方法： 研究方法： 主要采取包括：文獻(xiàn)調(diào)研、課題考察、實(shí)踐總結(jié)、實(shí)驗(yàn)分析、調(diào)查統(tǒng)計等 設(shè)計進(jìn)度安排： 設(shè)計進(jìn)度安排： 1 第 1 周任務(wù)：布置任務(wù)，學(xué)生進(jìn)行資料查詢。 2 第 2 周～第 3 周任務(wù)：軟件需求分析并畫出結(jié)構(gòu)流程圖。 3 第 4 周任務(wù)：系統(tǒng)模塊功能劃分。 4 第 5 周～第 13 周任務(wù)：模塊源代碼編寫及調(diào)試。 5 第 14 周任務(wù)：系統(tǒng)檢測并通過最后測試。 6 第 15 周任務(wù)：畢業(yè)設(shè)計論文編寫。 7 第 16 周任務(wù)：指導(dǎo)老師論文審閱、修改及學(xué)生畢業(yè)答辯。
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)開 題 報 告
指導(dǎo)教師意見： 1.對“文獻(xiàn)綜述”的評語：
2.對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計(論文)結(jié)果的預(yù)測：
單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。傳統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計實(shí)驗(yàn)教學(xué),具有:①實(shí)驗(yàn)應(yīng)用機(jī)會少;②缺乏具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和完善的考試、考核方法;③驗(yàn)證性多,創(chuàng)新性少;④實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)的弊端。這樣的教學(xué)模式和方法,很難讓學(xué)生完全掌握單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的基本原理和開發(fā)方法,更不用說培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此,為了培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生具備獨(dú)立設(shè)計簡單的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、編寫系統(tǒng)控制程序的能力和技能,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力,我校在學(xué)生完成了《單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計》的理論課和匯編程序設(shè)計、七段數(shù)碼顯示、鍵盤掃描、AD轉(zhuǎn)換、串行通訊等實(shí)驗(yàn)教學(xué)后,特開設(shè)了為期2周的綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。此教學(xué)環(huán)節(jié)讓學(xué)生完成一個單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試的完整過程,整個綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)完成后,學(xué)生對單片機(jī)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用興趣更濃了,而且具備了自行設(shè)計、開發(fā)簡單的單片機(jī)系統(tǒng)的能力。
2任務(wù)與要求
利用偉福Lab6000系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成簡單實(shí)用的單片機(jī)系統(tǒng),要求如下:
(1)充分應(yīng)用MCS-51系列微處理器和偉福Lab6000系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所提供的硬件資源,自由選題實(shí)現(xiàn)一個簡單實(shí)用的單片機(jī)系統(tǒng)。
(2)要求具備必需的人機(jī)接口。
(3)可以選用匯編或C51語言進(jìn)行控制程序開發(fā)。
設(shè)計的系統(tǒng)性能如下:
(1)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,具有一定的抗干擾和故障自測能力。
(2)系統(tǒng)設(shè)計安全可靠,具有出錯報警和應(yīng)急關(guān)閉能力。
(3)系統(tǒng)精度達(dá)到一般民用品的基本要求。
(4)人機(jī)接口界面友好、直觀、操作簡單。
另外,我們提供了一些選題供學(xué)生拓展思路,主要有:
(1)出租車計價器。
(2)溫度控制系統(tǒng)。
(3)可編程交通燈系統(tǒng)。
(4)PWM電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。
(5)數(shù)字溫度計。
(6)數(shù)字頻率計。
3設(shè)計范例
3.1PWM電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)
PWM電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)包含電機(jī)驅(qū)動電路和測速電路,兩者構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。電機(jī)驅(qū)動采用脈寬PWM調(diào)壓電路,測速電路的核心部件是霍爾元件。霍爾元件是一種磁傳感器。用它可以檢測磁場及其變化,可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用。在外磁場的作用下,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過霍爾元件導(dǎo)通閾值BOP時,霍爾元件輸出管導(dǎo)通,輸出低電平。若外加磁場的B值降低到BRP時,輸出管截止,輸出高電平。在直流電機(jī)的轉(zhuǎn)盤上粘貼著一枚小磁鐵,霍爾元件安裝在轉(zhuǎn)盤附近,每當(dāng)磁鐵靠近霍爾元件時霍爾元件導(dǎo)通,輸出低電平,遠(yuǎn)離時霍爾元件截至,輸出高電平。這樣,直流電機(jī)轉(zhuǎn)動一圈,霍爾元件就會輸出一個脈沖,通過這個原理能夠測出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
PWM是單片機(jī)系統(tǒng)中常用的模擬量輸出方法,通過外接的轉(zhuǎn)換電路,可以將脈沖的占空比轉(zhuǎn)化成電壓。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和驅(qū)動電壓呈近似線形關(guān)系,改變脈沖的占空比,就可以改變直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，閉環(huán)工作時,測速電路測得的轉(zhuǎn)速和給定的轉(zhuǎn)速相減獲得差值e,根據(jù)差值e運(yùn)用PID增量控制算法獲得控制量,即占空比,通過MCS-51的口線輸出給定占空比的脈沖,再通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化成電壓來驅(qū)動直流電機(jī)。系統(tǒng)控制算法采用增量型PID控制算法,如果k時刻電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速是y(k),給定轉(zhuǎn)速是r(k),PID控制器輸入信號為e(k),輸出信號為u(k)。
3.2數(shù)字溫度計
數(shù)字溫度計的核心電路——溫度傳感器調(diào)理電路如圖3所示,溫度傳感器采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(NTC),NTC的阻值隨著溫度的上升而非線性下降,具體溫度-阻值特性為式中,RT 、 RT0是溫度分別為T、T0 時的電阻值;B為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的材料常數(shù)。固定電阻和NTC組成的電阻橋輸出電壓隨NTC阻值的變化而變化,這種變化經(jīng)過差動放大器的放大后送給AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,具體轉(zhuǎn)換遵循以下公式一般情況下,會事先根據(jù)NTC的溫度-阻值特性計算出一張溫度-阻值對應(yīng)表。根據(jù)AD轉(zhuǎn)換的數(shù)字值逆運(yùn)算獲得當(dāng)前NTC的阻值,再根據(jù)NTC的溫度特性表運(yùn)用分段查表和表項(xiàng)間線性運(yùn)算就可以獲得當(dāng)前溫度值,把當(dāng)前溫度在輸出設(shè)備(如七段數(shù)碼管、LCD)上顯示出來就構(gòu)成了完整的數(shù)字溫度計。本范例也可在其他溫度測量的系統(tǒng)中應(yīng)用。
3.3出租車計價器
出租車計價器是一個較實(shí)用的設(shè)計范例。出租車計價器包含里程測量電路、實(shí)時時鐘電路和人機(jī)接口，出租車計價器里程測量的核心部件是霍爾元件,具體電路和圖1的測速電路一樣。在輪胎的轉(zhuǎn)軸上粘貼了6個小磁鐵,輪胎轉(zhuǎn)動一圈,霍爾元件就會輸出6個脈沖,對脈沖進(jìn)行計數(shù)就可以獲得輪胎轉(zhuǎn)動的圈數(shù),圈數(shù)乘以輪胎的周長就可以獲得車輛行駛的里程數(shù)。
一般情況下,出租車白天和晚上的里程單價并不一樣,因此需要一個實(shí)時時鐘來獲得當(dāng)前時間。DS1307是一個I2C總線的實(shí)時時鐘(RTC),在外部電池的供電下,它能提供高精度的年月日時分秒BCD碼時間。另外,它還包含56字節(jié)的非易失性SRAM(NV SRAM),可以用來保存系統(tǒng)的設(shè)置信息。顯示設(shè)備可以采用七段數(shù)碼管或LCD,用來顯示當(dāng)前時間、行駛里程數(shù)、里程單價、和行駛里程價格等信息。還需要少量的按鍵或矩陣式鍵盤用于輸入里程單價、開始計價、清零、時間設(shè)置等操作。
4實(shí)施過程
4.1根據(jù)任務(wù)與要求進(jìn)行總體規(guī)劃與設(shè)計
這個過程包括:
⑴ 課題選擇。
⑵ 硬件模塊的選擇和設(shè)計。
⑶ 軟件整體流程的設(shè)計。
⑷ 查找各種所需資料。
綜合實(shí)踐課題題目是不是新穎,是不是能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和好奇心,直接影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性,有的學(xué)生覺得做實(shí)驗(yàn)非常無聊,就是因?yàn)樗麄兊暮闷嫘暮蜔崆闆]有被激發(fā)起來。而集知識性、趣味性、創(chuàng)造性于一體,能應(yīng)用所學(xué)知識解決具體問題的綜合實(shí)踐課題,是本綜合實(shí)踐的最大亮點(diǎn),也是本教學(xué)環(huán)節(jié)區(qū)別于其他教學(xué)環(huán)節(jié)的標(biāo)志。我們要求學(xué)生思考在實(shí)際生活中能應(yīng)用單片機(jī)系統(tǒng)技術(shù)能解決的具體問題,并且考慮偉福Lab6000系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所能提供的硬件資源,選擇一個有自己特色、能在兩周內(nèi)獨(dú)立完成的題目,題目要求新穎,鼓勵創(chuàng)造性的思維,并且能解決實(shí)際生活中的具體問題。
受限于實(shí)驗(yàn)條件,硬件設(shè)計無法完全按照單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的一般方法和標(biāo)準(zhǔn)步驟來實(shí)施。在教學(xué)過程中,我們要求學(xué)生可以根據(jù)偉福Lab6000系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所提供的硬件資源自主地完成硬件部分的理論設(shè)計,也可以不完全局限于此實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行理論設(shè)計。理論設(shè)計完全遵循單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的一般流程,學(xué)生自己查閱資料,設(shè)計硬件電路圖。指導(dǎo)老師對硬件部分的理論設(shè)計進(jìn)行評審后,再根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)平臺指導(dǎo)學(xué)生完成課題。
軟件設(shè)計可以采用匯編語言或Keil C51高級語言開發(fā)環(huán)境來實(shí)現(xiàn),這兩種軟件開發(fā)環(huán)境是當(dāng)前MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的主流環(huán)境。根據(jù)學(xué)生選題的特點(diǎn),指導(dǎo)學(xué)生選擇較為容易實(shí)現(xiàn)的開發(fā)環(huán)境。
4.2根據(jù)總體規(guī)劃實(shí)施軟硬件的開發(fā)與設(shè)計
這個過程包括:
⑴ 硬件連接。
⑵ 軟件編程。
⑶ 軟硬件聯(lián)調(diào)。
在這一過程中主要培養(yǎng)學(xué)生的硬件設(shè)計能力、編程能力和積累軟硬件調(diào)試經(jīng)驗(yàn),熟練掌握單片機(jī)系統(tǒng)中人機(jī)接口的設(shè)計、控制算法設(shè)計、硬件驅(qū)動程序設(shè)計,體會理論與實(shí)踐之間的差別,對單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)由理性認(rèn)識轉(zhuǎn)化為感性認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生的求知欲望,鍛煉學(xué)生克服困難解決問題的能力。
4.3交流總結(jié)
在2周的綜合實(shí)踐中抽出一天時間讓能力較強(qiáng)的學(xué)生陳述他的設(shè)計思想和設(shè)計過程、設(shè)計中的難題和解決方法以及自己的心得體會。讓進(jìn)展不順的學(xué)生提出他在設(shè)計中沒能解決的難題,全班同學(xué)共同討論,集思廣益,找到解決問題的方法。這樣可以使學(xué)生互相學(xué)習(xí),取長補(bǔ)短,拓寬知識面,活躍思維,能在以后的工作和學(xué)習(xí)中更好地完成任務(wù)。
4.4完成實(shí)踐報告及驗(yàn)收評分
最后兩天是綜合實(shí)踐報告的完成階段,在進(jìn)行了兩周的綜合實(shí)踐以后有必要好好地總結(jié)一下,把自己在綜合實(shí)踐中所學(xué)到的知識以文字的形式表述出來,這樣更有助于水平和能力的提高。實(shí)踐報告完全按照畢業(yè)論文要求書寫,包含中英文摘要、設(shè)計任務(wù)與要求、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理、主要單元電路的設(shè)計過程、控制軟件的編寫及調(diào)試、測試數(shù)據(jù)及調(diào)試中故障分析、收獲和體會、參考文獻(xiàn)等部分。要求學(xué)生重點(diǎn)講述清楚故障分析和收獲體會。綜合實(shí)踐成績由平時表現(xiàn)、實(shí)踐報告、設(shè)計成果、創(chuàng)新點(diǎn)4部分組成,成績構(gòu)成比例是2:3:4:1。
5效果
經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐,單片機(jī)系統(tǒng)綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)取得的效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)讓學(xué)生掌握了單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的一般原理及其基本的實(shí)現(xiàn)過程,實(shí)現(xiàn)了從理論向?qū)嶋H的遷移,強(qiáng)化了學(xué)生所學(xué)的知識。
(2)讓學(xué)生掌握了單片機(jī)系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計的基本方法,具備了軟硬件相結(jié)合的系統(tǒng)設(shè)計的基本能力和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：Visual C++ 6.0； 串口通信； 水位測量
中圖分類號 TP391.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）34-7656-03
在工業(yè)冶金、發(fā)電、供曖等行業(yè)，鍋爐是必不可少的能源動力設(shè)備，其中，對鍋爐汽包水位的實(shí)時測量與控制是整個控制系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)。汽包水位過高，將減少蒸汽重力分離行程，破壞汽水分離效果，惡化過熱器的工作條件，嚴(yán)重時會引起汽輪機(jī)沖擊，造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸彎曲等惡性事故；水位過低時，鍋爐水循環(huán)受到影響，爐膛內(nèi)的水冷壁將面臨爆管危險。因此，必須對水位進(jìn)行精準(zhǔn)、實(shí)時、高效的測量與控制。
在以往的系統(tǒng)中，由于安裝工藝，測量設(shè)備和軟件設(shè)計的不足，加上工況欠缺穩(wěn)定，同一鍋爐中汽包不同測量點(diǎn)的水位測量結(jié)果存在較大偏差，無形中加大了工人的勞動強(qiáng)度。在本設(shè)計中，采用雙室平衡容器與差壓變送器的兩者配套使用來測量液位，變送器將傳感器采集的壓力參數(shù)轉(zhuǎn)化為4～20mA的電流信號傳輸至PLC的模擬量輸入模塊，再通過上位機(jī)相關(guān)處理后在顯示器上顯示實(shí)時的水位情況。為實(shí)現(xiàn)汽包水位的自動調(diào)節(jié)，采用前饋串級控制設(shè)計，使用三沖量的調(diào)節(jié)機(jī)制，有效控制鍋爐給水流量、蒸汽流量和爐膛熱負(fù)荷等三要素對汽包水位的影響，防止虛假水位的產(chǎn)生。在本設(shè)計中，采用西門子S7 300的系列的PLC，將工控機(jī)的RS232串口與PLC的編程接口連接起來進(jìn)行通信，在Visual C++ 6.0的基礎(chǔ)上，設(shè)計出在線監(jiān)測的上位機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)對汽包水位的實(shí)時、精準(zhǔn)監(jiān)控，確保汽包上各測量點(diǎn)偏差不超過±30mm。
1 系統(tǒng)整體框架的設(shè)計
系統(tǒng)是一個將測控技術(shù)、通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起的智能測控系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和顯示四部分，如圖1所示。首先，傳感器通過雙室平衡容器正負(fù)壓管采集壓力，并將壓力參數(shù)輸出為差分小信號傳送至智能變送器，變送器則對差分信號進(jìn)行放大和數(shù)字處理，轉(zhuǎn)換并輸出4～20mA的電流信號，而配電隔離器則為變送器提供24V直流電源并隔離信號，消除外界信號的干擾。信號到達(dá)PLC模塊，經(jīng)過PLC模擬量輸入模塊的相關(guān)處理，轉(zhuǎn)換為符合RS232標(biāo)準(zhǔn)電平的數(shù)字信號，PC上位機(jī)通過完全開放的自由口通信模式完成與PLC的串口通信，實(shí)現(xiàn)傳感器到PC機(jī)的數(shù)據(jù)交互，從而完成對水位的實(shí)時測量。
2 上位機(jī)軟件的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)的上位機(jī)監(jiān)測軟件是基于Visual C++6.0的單文檔（SID）的MFC應(yīng)用程序開發(fā)的，系統(tǒng)主要分為通信模塊，數(shù)據(jù)管理模塊，界面設(shè)計模塊等三個模塊。
2.1串口通信設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與S7 300的通信有很多方法，常用的有Prodave通信、串口通信等。Prodave通信采用MPI的通信接口，因?yàn)镸PI口是每塊CPU的編程口，所以PLC不需要另外添加通訊模塊，但MPI的速度是有限的，如果采用普通的PC Adapter連接PC和PLC，最高速度也就38.4kbps。本設(shè)計采用串口通信方式，只需另加CP340或者CP341串口通信模塊，同時在PLC和上位機(jī)中分別對接收報文和發(fā)送報文進(jìn)行相應(yīng)的描述，報文格式相對自由，串口通信使用的數(shù)據(jù)線較少，在遠(yuǎn)距離通信中可以節(jié)約通信成本。
上位機(jī)界面采用Visual C++6.0軟件工具進(jìn)行編寫，利用MSComm控件實(shí)現(xiàn)RS232串口編程。首先，在基于單文檔應(yīng)用程序中創(chuàng)建串口通信控件，若Control工具欄中缺少該控件，可通過菜單Project —> Add to Project —> Components and Control插入即可，再將該控件從工具箱中拉到對話框中。此時，只需要關(guān)心控件提供的對 Windows 通訊驅(qū)動程序的 API 函數(shù)的接口。換句話說，只需要設(shè)置和監(jiān)視MSComm控件的屬性和事件。如果計算機(jī)未安裝VC++，用戶的計算機(jī)沒有注冊MSCOMM32.OCX控件的情況下，用戶是不能使用該控件的。此時，只能通過運(yùn)行命令”regsvr32+控件的完整路徑名”完成控件的注冊，此處輸入”regsvr32 C：＼windows＼system32＼mscomm32.ocx”，點(diǎn)擊確定即可完成注冊。
本文采用事件驅(qū)動法來處理通信，當(dāng)有新字符到達(dá)緩沖區(qū)或端口狀態(tài)發(fā)生變化時，即使有錯誤發(fā)生，都會觸發(fā)若串口的消息處理函數(shù)，進(jìn)而調(diào)用GetCommEvent（）函數(shù)查看是哪類事件，再做出相應(yīng)的處理。這種方法程序能夠響應(yīng)及時，可靠性較高。
2.1.1 MSComm控件類參數(shù)初始化
MSComm控件類初始化時，在視圖類的初始化函數(shù)OnInitUpdate（）中進(jìn)行。其中串口號、波特率、校驗(yàn)方式、數(shù)據(jù)位等相關(guān)參數(shù)可以由用戶按照實(shí)際情況自行設(shè)置。SetCommPort（n），將串口控件與指定的串口號相關(guān)聯(lián)；SetInputMode（），設(shè)置接收數(shù)據(jù)的類型；SetSettings（str），設(shè)置串口的相關(guān)參數(shù)，str字符串內(nèi)包括波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位、停止位等串口參數(shù)信息；SetRThreshold（），設(shè)置是否產(chǎn)生串口事件；SetInputLen（），表示是否全部讀取串口。
同時通過調(diào)用GetPortOpen（）方法判斷串口是否已經(jīng)打開，若處于關(guān)閉狀態(tài)，則調(diào)用SetPortOpen（）方法，將串口打開。
2.1.2 發(fā)送串口數(shù)據(jù)
在發(fā)送數(shù)據(jù)時，需要在程序中調(diào)用串口控件類的成員函數(shù)SetOutput（）進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送操作，數(shù)據(jù)在通過串口進(jìn)行發(fā)送時或接收時，必須將數(shù)據(jù)類型強(qiáng)制統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為COleSafeArray類型，否則，數(shù)據(jù)將不能完整或安全地被發(fā)送或接收，并為發(fā)送數(shù)據(jù)按鈕增加消息處理函數(shù)并添加相關(guān)處理代碼，發(fā)送串口數(shù)據(jù)流程如圖2所示。
2.1.3 接收串口數(shù)據(jù)
在單當(dāng)串口緩沖區(qū)中有數(shù)據(jù)到來時，該串口控件會產(chǎn)生串口事件，調(diào)用GetCommEvent（）函數(shù)獲取當(dāng)前發(fā)生的串口事件 。為接收數(shù)據(jù)按鈕增加相應(yīng)的消息響應(yīng)函數(shù)并添加相關(guān)代碼。
if（mm.GetCommEvent（）==2）//若發(fā)生的串口事件是讀取事件
{
variant =mm.GetInput（）；//則讀取串口緩沖區(qū)
safearray=variant；//轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型
len=safearray.GetOneDimSize（）；//獲取有效數(shù)據(jù)的長度
for（long i=0；i
{ safearray.GetElement（&i，&rxdata[i]）；//將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CHAR型數(shù)組
str.Format（"%c"，rxdata）；//格式化輸出字符串
}
2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
為方便對實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷和歷史分析，該文把系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中。設(shè)計中采用MFC ODBC的方式訪問數(shù)據(jù)庫，Visual C++中提供的MFC ODBC數(shù)據(jù)庫類封裝了ODBC API，這使得利用MFC來創(chuàng)建ODBC應(yīng)用程序非常簡便，避免了直接使用ODBC API要編寫的大量代碼，同時采用SQL Server 2000作為上位機(jī)軟件的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。在運(yùn)行系統(tǒng)前，需添加數(shù)據(jù)源，首先，打開“開始”—“控制面板”—“管理工具”—“數(shù)據(jù)源（ODBC）”，在用戶數(shù)據(jù)源列表的右邊選擇“添加”，出現(xiàn)創(chuàng)建新數(shù)據(jù)源對話框。雙擊SQL Server，打開對話框，輸入數(shù)據(jù)源名稱和選擇SQL Server服務(wù)器，完成數(shù)據(jù)源的創(chuàng)建與配置工作。
2.3 上位機(jī)軟件界面設(shè)計
上位機(jī)軟件是基于MFC的單文檔應(yīng)用程序，注意將該工程視圖類的基類設(shè)置為CFormView類，可以實(shí)現(xiàn)可視化編程，在對話框資源中直接拖拽控件至對話框內(nèi)，減少不必要的程序代碼，簡化工作量。在ResourceView的Dialog中為單文檔添加相關(guān)的標(biāo)簽、按鈕、編輯框等，并為編輯框創(chuàng)建相關(guān)成員變量，為按鈕添加相應(yīng)的消息響應(yīng)函數(shù)，完成相應(yīng)的函數(shù)功能，最后軟件界面如圖3。
3 下位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)
由于使用的是自由口通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與PLC的通信，需要在下位機(jī)軟件SIMATIC STEP7中利用梯形圖編寫相關(guān)的接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的程序，并用中斷來處理發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)之間的狀態(tài)切換。在硬件組態(tài)中，除加入必要的導(dǎo)軌、電源、CPU、輸入輸出模塊外，還需要為PLC添加一塊串行通訊模塊，在S7 300中可以加放CP340或者CP341通訊模塊，實(shí)現(xiàn)串口通信。在軟件組態(tài)中，采用汽包水位三沖量前饋-反饋串級控制系統(tǒng)，調(diào)整電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥門開度，合理調(diào)節(jié)蒸汽流量、鍋爐給水量和爐內(nèi)燃燒量的變化，實(shí)現(xiàn)對水位的自動控制。
4 結(jié)束語
本系統(tǒng)中運(yùn)用VC++設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)與西門子系列PLC的通訊，使用MFC技術(shù)，靈活運(yùn)用ActiveX的MSCOMM控件，實(shí)現(xiàn)了串口通信。同時，將系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，以備歷史查詢。系統(tǒng)充分利用計算機(jī)和PLC本身的資源實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對PLC的實(shí)時監(jiān)控，而PLC作為下位機(jī)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場工況的實(shí)時監(jiān)控和有效控制，從而從最大限度上保證汽包中三個測量點(diǎn)數(shù)據(jù)相差不超過±30mm，確保測量結(jié)果的相對穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了對汽包水位的實(shí)時監(jiān)測和有效控制。本系統(tǒng)而且還可以進(jìn)行擴(kuò)展，與多臺PLC進(jìn)行通信，簡單、實(shí)用，具有較高的可靠性和安全性，降低了工人勞動強(qiáng)度，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 胡超，閆玉寶.由淺入深學(xué)Visual C++：基礎(chǔ)、進(jìn)階與必做300題[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.
[2] 周韌研，商斌.Visual C++串口通信開發(fā)入門與編程實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.
[3] 梁偉.Visual C++網(wǎng)絡(luò)編程經(jīng)典案例詳解[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.
[4] 吉順平，孫承志，孫書芳，等.西門子現(xiàn)場總線通信原理與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.
[5] 曹衛(wèi)彬.C/C++串口通信典型應(yīng)用實(shí)例編程實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.
[6] 王瑞，于速，張雨，等.Visual C++數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)完全手冊[M].北京：人民郵電出版社，2006.
[7] 胡開明，葛遠(yuǎn)香，傅志堅(jiān).基于PLC與組態(tài)技術(shù)的液位控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].東華理工大學(xué)學(xué)報，2012，35（3）：297-300.
[8] 趙曉明，徐立，邵威，等.基于VC++的上位機(jī)與西門子系列PLC通信的研究[J].機(jī)電工程，2007，24（7）：42-44.
關(guān)鍵詞：創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室；嵌入式系統(tǒng)；開放運(yùn)行管理
作者簡介：張騰飛（1980-），男，河南商丘人，南京郵電大學(xué)自動化學(xué)院，副教授；郭前崗（1960-），男，陜西西安人，南京郵電大學(xué)自動化學(xué)院，教授。（江蘇 南京 210023）
基金項(xiàng)目：本文系南京郵電大學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與設(shè)備管理研究課題重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2011XSG03）的研究成果。
中圖分類號：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）25-0164-03
近年來，隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛普及，其復(fù)雜度也迅速增長，嵌入式領(lǐng)域中對能夠適應(yīng)社會需要的創(chuàng)新型設(shè)計人才的需求日益旺盛。盡管高校大量擴(kuò)招，但整個社會依然缺乏該領(lǐng)域的應(yīng)用型開發(fā)人才，然而畢業(yè)即失業(yè)的大學(xué)生比比皆是，這種就業(yè)難與用人難的自相悖論無疑為我國的高等教育敲響了警鐘，也為嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)及開放運(yùn)行管理模式的探索提供了驅(qū)動力。嵌入式系統(tǒng)是一項(xiàng)應(yīng)用性很強(qiáng)的工程技術(shù)，企業(yè)所需要的嵌入式工程人員，不僅僅要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，更要有豐富的動手實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生要想從事嵌入式技術(shù)工作，只有經(jīng)歷過很多的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，才能夠更好地理解和掌握嵌入式技術(shù)，才會在當(dāng)今就業(yè)難度極大的環(huán)境下走出困境，脫穎而出。
一、嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)背景
“根據(jù)嵌入式系統(tǒng)”的課程特點(diǎn)以及南京郵電大學(xué)（以下簡稱“我校”）電氣信息類專業(yè)的實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)，在前期的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及實(shí)踐教學(xué)改革研究中，已經(jīng)構(gòu)建了從基礎(chǔ)驗(yàn)證性到綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，并與課程設(shè)計、大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃、科技創(chuàng)新競賽、畢業(yè)設(shè)計等實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)相結(jié)合的循序漸進(jìn)的嵌入式實(shí)踐教學(xué)體系，增強(qiáng)了學(xué)生參加各種科技創(chuàng)新實(shí)踐活動的積極性，取得了較好的效果。盡管參與各種科技創(chuàng)新實(shí)踐活動的學(xué)生人數(shù)逐年增加，但涉及的學(xué)生相對較為集中，一組學(xué)生可能同時參與多種競賽活動，而大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)了相關(guān)理論知識完成課內(nèi)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之后，沒有再從工程實(shí)訓(xùn)的角度得到系統(tǒng)的、更為實(shí)用的開發(fā)技術(shù)和技能訓(xùn)練，因此，有必要通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，讓學(xué)生從基礎(chǔ)訓(xùn)練、綜合實(shí)驗(yàn)、科學(xué)訓(xùn)練、研究設(shè)計性實(shí)驗(yàn)、開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、科技創(chuàng)新競賽等多樣化、多層次的開放性科技創(chuàng)新實(shí)踐活動中形成良好的競爭氛圍，系統(tǒng)地掌握嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際開發(fā)技術(shù)。
另外，結(jié)合學(xué)生的科技創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目，將有助于提高嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)涵建設(shè)，促進(jìn)學(xué)科發(fā)展，完善學(xué)生的個性化教育，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
結(jié)合我校電氣信息類專業(yè)的課程建設(shè)以及相關(guān)特色專業(yè)建設(shè)目標(biāo)，依托自動化省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、智能電網(wǎng)信息工程省級綜合訓(xùn)練中心、校企共建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，通過專項(xiàng)資助創(chuàng)立了嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，探索嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，構(gòu)建多樣化、多層次、全面開放的實(shí)踐教學(xué)體系，并進(jìn)行了多樣化的實(shí)踐教學(xué)與模塊化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的建設(shè)探索。
二、嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的平臺建設(shè)
按照個性化教育與開拓創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求，我們將嵌入式課堂理論教學(xué)、課內(nèi)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課外綜合性實(shí)驗(yàn)與嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程設(shè)計、本科畢業(yè)設(shè)計及課外科技創(chuàng)新實(shí)踐活動等環(huán)節(jié)相結(jié)合，在嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)中，構(gòu)建了多樣化的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺，包括80C51、MSP430、ARM、DSP等系統(tǒng)開發(fā)平臺200余套。為便于學(xué)生的科技創(chuàng)新，配備了多套不同規(guī)格的儀器儀表設(shè)備，并建立了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的元器件庫，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺如圖1所示。
另外，在學(xué)校自制實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)的資助下，完成了嵌入式Cortex M3開放實(shí)驗(yàn)?zāi)K化開發(fā)平臺的研制，其模塊化結(jié)構(gòu)如圖2所示。該開發(fā)平臺的研制理念是：同時注重嵌入式技術(shù)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力的提高兩個方面，讓學(xué)生在這個開放的平臺上盡可能多接觸更多、更新的技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，充分利用課余時間完成實(shí)踐與創(chuàng)新。
該平臺具有以下特點(diǎn)：采用較新的Cortex-M3處理器芯片，秉承傳統(tǒng)單片機(jī)廉價、穩(wěn)定、控制資源較多、運(yùn)算資源較少等特性，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單，學(xué)生不用學(xué)習(xí)復(fù)雜的操作系統(tǒng)和各種配置就可以實(shí)現(xiàn)簡單的操作，在此基礎(chǔ)上可以移植μC/OS等操作系統(tǒng)，適用于操作系統(tǒng)知識的學(xué)習(xí)和使用；核心板可以作為單獨(dú)的開發(fā)板使用，可以配合教程分發(fā)給學(xué)生課后燒寫調(diào)試練習(xí)或研發(fā)新項(xiàng)目；核心板完整的擴(kuò)展資源、小巧的體積、大容量的存儲器配備，非常適合二次研發(fā)；模塊化的底板外擴(kuò)資源豐富，設(shè)置外擴(kuò)資源屏蔽開關(guān)，可兼容擴(kuò)展；模塊化的設(shè)計便于今后更新處理器，節(jié)約大量成本。
三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)作和管理
為充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的資源優(yōu)勢，為更多學(xué)生提供自主發(fā)展和實(shí)踐鍛煉的空間，嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室制定了“立體化、模塊化、綜合性、開放性”的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)及管理、運(yùn)行機(jī)制。
1.一體化、模塊化的嵌入式實(shí)踐教學(xué)體系
學(xué)生在學(xué)習(xí)了嵌入式系統(tǒng)相關(guān)理論知識之后，如何能從實(shí)踐的角度更好地掌握實(shí)用的開發(fā)方法和技能，是我們在規(guī)劃、完善嵌入式實(shí)踐教學(xué)體系中重點(diǎn)關(guān)注的問題。從課程體系結(jié)構(gòu)的角度，綜合考慮嵌入式系統(tǒng)與先修課程如計算機(jī)組成原理、模擬數(shù)字電子技術(shù)、操作系統(tǒng)、控制原理等相關(guān)課程的聯(lián)系，通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的知識講座、科協(xié)活動、學(xué)科競賽等各種途徑讓低年級學(xué)生了解整個學(xué)科課程之間的聯(lián)系，為后續(xù)學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從嵌入式處理器的角度，綜合考慮單片機(jī)與ARM、DSP、FPGA等嵌入式微處理器之間的相互聯(lián)系，并將這種聯(lián)系貫穿在嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用開發(fā)這條主線中。如，為便于學(xué)生理解和掌握，我們對單片機(jī)的定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、串行口等模塊深入講解其基本原理及接口的擴(kuò)展技術(shù)；而ARM、DSP等芯片的資源豐富，則重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)其體系結(jié)構(gòu)以及實(shí)用的設(shè)計開發(fā)技術(shù)，并結(jié)合實(shí)例開發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行講解。
結(jié)合電氣信息類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，從學(xué)生的個性化教育出發(fā)，將創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由驗(yàn)證型、提高型向綜合型、設(shè)計開發(fā)型和創(chuàng)新型逐層遞進(jìn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計由單純的教學(xué)型向產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的方向轉(zhuǎn)變；采用工程案例化教學(xué)，突出科技創(chuàng)新在人才培養(yǎng)中的作用。以適應(yīng)社會需求創(chuàng)新型人才為目標(biāo)、以培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力為主線，構(gòu)建了一體化、模塊化的嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系。
2.多樣化、多層次的科技實(shí)踐創(chuàng)新活動
在嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)過程中，遵循實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多層次、實(shí)驗(yàn)設(shè)置多模塊、實(shí)驗(yàn)手段多樣化。構(gòu)建課程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計、開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、大學(xué)生科技創(chuàng)新STITP項(xiàng)目、創(chuàng)新競賽、畢業(yè)設(shè)計、工程實(shí)訓(xùn)等相結(jié)合的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系，如圖3所示。
在創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系中，既有簡單的演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使理論教學(xué)形象化，加深學(xué)生對理論的理解，又有難度較大的設(shè)計性、綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。學(xué)生可根據(jù)學(xué)習(xí)情況自主選擇與實(shí)際能力相符的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
3.開放途徑、模式與運(yùn)行機(jī)制
嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室全開放運(yùn)行。除了課堂實(shí)踐教學(xué)由教師集中管理，其余的課外實(shí)踐主要采取以教師為監(jiān)督指導(dǎo)、由學(xué)生自主管理的運(yùn)行模式。嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的開放性表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室資源面向全校學(xué)生全方位開放，即實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)場所、實(shí)驗(yàn)時間的開放。
創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室鼓勵學(xué)生申報嵌入式系統(tǒng)相關(guān)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在學(xué)院相關(guān)教師申報實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，由創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室對開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行審核，并報學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與設(shè)備管理處，由學(xué)校組織專家對開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行審定，經(jīng)學(xué)校審定批準(zhǔn)的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室組織對學(xué)生開放。
實(shí)驗(yàn)室開放課題要求學(xué)生以課題小組為單位在一個學(xué)期時間內(nèi)協(xié)作完成一個完整的實(shí)際嵌入式課題開發(fā)，近兩年學(xué)生申報完成的典型課題有：“基于指紋識別的智能門鎖系統(tǒng)”、“基于閉環(huán)控制的仿人足球機(jī)器人全向行走”、“基于Cortex M3的Modbus RTU通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)”、“太陽能蓄電池充放電控制電路設(shè)計與實(shí)現(xiàn)”、“嵌入式Cortex M3最小系統(tǒng)板設(shè)計與實(shí)現(xiàn)”、“基于GSM網(wǎng)絡(luò)的老年人身體姿態(tài)檢測系統(tǒng)設(shè)計”等。
實(shí)驗(yàn)室開放課題注重學(xué)生的已有知識體系和認(rèn)知特點(diǎn)，充分考慮不同年級學(xué)生的能力層次和個體差異，由淺入深、由易到難、循序漸進(jìn)，并突出實(shí)踐創(chuàng)新活動的導(dǎo)向性、趣味性、開放性及綜合性，為學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新提供廣闊的思考空間，促進(jìn)學(xué)生的個性化發(fā)展。
學(xué)生通過獨(dú)立查閱資料、設(shè)計方案、硬件設(shè)計、軟件編程及調(diào)試，系統(tǒng)地掌握了嵌入式系統(tǒng)的軟、硬件協(xié)同設(shè)計方法。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，極大激發(fā)了學(xué)生自主探究的興趣，促使學(xué)生創(chuàng)造性思維與解決問題，有效提高了學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新能力。
4.校企合作
通過校企合作等多種途徑，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。目前與美國風(fēng)河公司、德州儀器、北京精儀達(dá)盛、北京博創(chuàng)等多家公司建立了長期合作關(guān)系，為學(xué)生提供了良好的主題創(chuàng)新、實(shí)踐平臺，為教師提供了主題研究方向，為企業(yè)主題產(chǎn)品研發(fā)提供了技術(shù)服務(wù)。
結(jié)合企業(yè)的科研項(xiàng)目，讓學(xué)生參與完成一些子功能模塊的設(shè)計、開發(fā)與調(diào)試過程，已完成的典型課題有：“變電設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)”、“基于DSP的USB2.0通訊模塊的設(shè)計”、“變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)控制軟件設(shè)計”、“基于嵌入式的病蟲調(diào)查統(tǒng)計器”等。通過一些與學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新及實(shí)際工作能力相關(guān)、受益面大的系統(tǒng)設(shè)計課題，使學(xué)生受到了功能相對完整的嵌入式系統(tǒng)實(shí)際工程項(xiàng)目的開發(fā)與調(diào)試過程訓(xùn)練。
5.管理隊(duì)伍建設(shè)
結(jié)合研究生助教和本科生助管制度，形成了實(shí)驗(yàn)室專職教師、專業(yè)教師、研究生、勤工助學(xué)本科生相結(jié)合的嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與開放運(yùn)行管理隊(duì)伍。
強(qiáng)化對在崗實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的培養(yǎng)，通過制定針對性政策及保障措施，鼓勵實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的再培訓(xùn)；制定了相關(guān)政策及獎勵措施鼓勵，督促實(shí)驗(yàn)教師以及專業(yè)教師投入嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)涵建設(shè)實(shí)踐探索，申報相關(guān)研究課題；制定了對實(shí)驗(yàn)教師的多樣化考核機(jī)制，使其更好地融入嵌入式實(shí)踐教學(xué)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。
通過制定較為完備的系列政策，加快推進(jìn)了嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y隊(duì)伍的建設(shè)，提升了嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。
四、建設(shè)成效
在嵌入式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開放實(shí)驗(yàn)平臺的基礎(chǔ)上，以提升學(xué)生的嵌入式實(shí)踐創(chuàng)新能力為核心，從整體出發(fā)，構(gòu)建了循序漸進(jìn)的多層次嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系，目前有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)近30個，設(shè)計性、綜合性實(shí)驗(yàn)近20個，服務(wù)于自動化學(xué)院4個本科專業(yè)及其他學(xué)院的相關(guān)專業(yè)。
以實(shí)際工程需求為導(dǎo)向，構(gòu)建了從開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目到STITP創(chuàng)新項(xiàng)目、各級各類創(chuàng)新競賽、畢業(yè)設(shè)計等實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)相結(jié)合的多層次創(chuàng)新實(shí)踐體系。近三年創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室共獲得校級和省級大學(xué)生STITP創(chuàng)新項(xiàng)目96項(xiàng)，包括2012年立項(xiàng)33項(xiàng)，其中國家級4項(xiàng)，省級5項(xiàng)；2011年立項(xiàng)38項(xiàng)，省級4項(xiàng)，校級重點(diǎn)13項(xiàng)；2010年立項(xiàng)25項(xiàng)，省級4項(xiàng)，校級重點(diǎn)9項(xiàng)。通過增加不同種類設(shè)備模塊，拓展實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，近三年創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室共完成了66項(xiàng)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在畢業(yè)設(shè)計中，多人次獲得優(yōu)秀畢業(yè)論文獎，學(xué)生參與多項(xiàng)嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計與開發(fā)，申請專利十余項(xiàng)，公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文多篇。
近幾年學(xué)生的出國深造、考研率明顯提高，多名學(xué)生被清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等知名高校錄取。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，多名畢業(yè)生陸續(xù)進(jìn)入國電南瑞、南自等大型企業(yè)，為社會輸送了大量優(yōu)秀人才。
依托嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)平臺，課題組完成了“基于問題設(shè)計型引導(dǎo)式教育，構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系”的教學(xué)改革成果，被評為南京郵電大學(xué)教學(xué)成果一等獎，并被學(xué)校推薦申請2013年度江蘇省高等教育教學(xué)成果一等獎。
五、結(jié)束語
結(jié)合我校電氣信息類專業(yè)嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用課程的教學(xué)目標(biāo)，從學(xué)生的個性化教育出發(fā)，探索了嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，構(gòu)建了一體化、模塊化的嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系，討論了實(shí)驗(yàn)室的開放途徑、模式與運(yùn)行機(jī)制，探索了開放運(yùn)行管理、實(shí)驗(yàn)管理師資隊(duì)伍建設(shè)等。經(jīng)過不斷實(shí)踐，取得了較為明顯的效果。
參考文獻(xiàn)：
[1]周曉蘭，陳寅山，張彥定.本科生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與管理[J].福建師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，27（3）：56-58.
[2]郭成操，李剛俊，杜濤.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)模式 培養(yǎng)創(chuàng)新型專門人才[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（6）：195-197.
[3]張騰飛，顧亦然，王瑾.電氣類專業(yè)嵌入式實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與方法的改革探索[J].中國電力教育，2009，（14）：156-158.
