時間：2022-06-10 00:43:37
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篇傳感器技術(shù)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步。
在通信中沒有穩(wěn)定通道，且在路由方面會出現(xiàn)極高延遲，無法保證網(wǎng)絡(luò)通信中的安全問題，例如一些重要信息可能會被攔截并對其泄露，因此網(wǎng)絡(luò)通信的安全性不夠強，則不能夠有效的保證信息安全的傳輸。
2.1破撞攻擊。在發(fā)包作用處于正常的節(jié)點中時，破壞方則會附帶的將另一個數(shù)據(jù)包進行發(fā)送，使得破壞的數(shù)據(jù)由于出現(xiàn)數(shù)據(jù)的疊加無法有效的被分離開，從而嚴重的阻礙了正常情況下的網(wǎng)絡(luò)通信，并且破壞了網(wǎng)絡(luò)通信的安全性，即為碰撞攻擊。建立監(jiān)聽系統(tǒng)則是最好的防卸方法，它是利用糾錯系統(tǒng)來查找數(shù)據(jù)包的疊加狀況，并及時的對其進行清除，從而確保數(shù)據(jù)安全的傳輸。
2.2擁塞攻擊。擁塞攻擊指就是破換方對網(wǎng)絡(luò)通信的頻率進行深入的了解之后，通過通信頻率附近的區(qū)域的得知，來發(fā)射相應(yīng)的無線電波，從而進行一步對干擾予以加大。對于這種狀況，則需要采用科學(xué)合理的預(yù)防方式，來將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點裝換成另一個頻率，才能進行正常的通信。
3加強無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的相關(guān)措施分析
3.1密鑰管理技術(shù)。通常在密鑰的管理中，密鑰從生成到完畢的這一過程所存在的不同問題在整個加密系統(tǒng)中是極其薄弱的一個環(huán)節(jié)，信息的泄漏問題尤為頻繁。目前我國對密鑰管理技術(shù)上最根本的管理是對稱密鑰機制的管理，其中包括非預(yù)共享的密鑰模式、預(yù)共享密鑰模式、概率性分配模式以及確定性分配模式。確定性分配模式為一個共享的密碼鑰匙，處于兩個需要進行交換的數(shù)據(jù)節(jié)點間，且為一種非常確定的方式。而概率性分配則是將密碼鑰匙的共享得以實現(xiàn)，則要根據(jù)能夠進行計算的合理概率，從而使得分配模式予以提出。
3.2安全路由技術(shù)。路由技術(shù)的實施就是想節(jié)省無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點所擁有能量，并最大程度體現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。但由于傳播的范圍較大，因此在傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息時常常不同程度的遭受攻擊，例如DD路由中最根本的協(xié)議，一些惡意的消息通過泛洪攻擊方式進行攔截及獲取，并利用網(wǎng)絡(luò)將類似虛擬IP地址、hello時間以及保持時間這樣的HSRP信息的HSRP協(xié)議數(shù)據(jù)單元進行寄發(fā)的方式，來對正常情況下的傳輸實行阻礙，使得網(wǎng)絡(luò)無法進行正常且順利的通信流程。但通過HSRP協(xié)議和TESLA協(xié)議進行有效結(jié)合所形成的SPINS協(xié)議，則可以有效的緩解且減少信息泄露的情況的出現(xiàn)，同時進一步加強了對攻擊進行預(yù)防的能力，從而保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)整體的系統(tǒng)具有安全性。
3.3安全數(shù)據(jù)相融合。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是通過豐富且復(fù)雜的數(shù)據(jù)所形成的一種網(wǎng)絡(luò)，其中的相關(guān)數(shù)據(jù)會利用融合以及剔除，來對數(shù)據(jù)信息進行傳送，因此在此過程中，必須謹慎仔細的對數(shù)據(jù)融合的安全性問題予以重視。同時數(shù)據(jù)融合節(jié)點的過程中，必須將數(shù)據(jù)具體的融合通過安全節(jié)點進行開展，并且在融合之后，將一些有效的數(shù)據(jù)通過供基站予以傳送，才能進一步對監(jiān)測的評價進行開展，從而保證融合的結(jié)果具有真實性以及安全性。
3.4密碼技術(shù)。針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一些極其不安全的特性，可通過密碼設(shè)置、科學(xué)化的密碼技術(shù)，從而進一步保證網(wǎng)絡(luò)通信能夠安全的進行。同時通過加大密碼中相關(guān)代碼以及數(shù)據(jù)的長度，來大大降低信息泄露的情況，從而可以有效的保證通信數(shù)據(jù)的安全性。由于出現(xiàn)的密鑰算法無法達到對稱性，其中所具備的保護因素較大，并且擁有簡單方便的密碼設(shè)置，從而廣泛、普遍的被人們運用到日常生活中。而在應(yīng)用不同的通信設(shè)備時，則需要將相應(yīng)的密碼技術(shù)進行使用。
4結(jié)束語
Proceedings of the 10th
Italian Conference Sensors
and Microsystems
2008, 674pp.
Hardcover
ISBN 9789812833525
A G Mignani等著
本書精心收集了2006年2月15-17日在意大利Firenze市舉行的第10屆傳感器與微系統(tǒng)會議上的論文。這次會議由意大利傳感器與微系統(tǒng)協(xié)會(AISEM)和費拉拉大學(xué)應(yīng)用物理系組織,整個會議由9個口頭宣讀分組會和2個書面張貼分組會組成,它在意大利為物理、化學(xué)、生物、工程、材料科學(xué)等領(lǐng)域的專業(yè)人士提供了一個獨特的跨學(xué)科的交流平臺。傳感器與微系統(tǒng)會議論文集自第一版出版以來,為傳感器與執(zhí)行器、材料與工藝技術(shù)、信號的監(jiān)控、獲取和控制、數(shù)據(jù)處理、圖像識別技術(shù)、微系統(tǒng)、微機械等與傳感器相關(guān)學(xué)科的關(guān)鍵研究領(lǐng)域做出了突出的貢獻。
傳感器與微系統(tǒng)是一門多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科,它涉及到科學(xué)技術(shù)的各個領(lǐng)域。本書收錄的109篇論文被分成10個部分介紹,1.應(yīng)邀演講報告,包括計算機屏幕上的圖像輔助技術(shù):原理和應(yīng)用等4篇文章;2.生物傳感器,包括基于納米材料的GOD生物傳感器的制備與表征等7篇文章;3.生命功能監(jiān)測,包含了導(dǎo)管..導(dǎo)管內(nèi)的伽瑪射線探測儀、用于移動醫(yī)療的基于紅外線的心率監(jiān)測10篇文章;4.氣體傳感器,包含了氣敏氧化錫納米帶的發(fā)光特性、納米結(jié)構(gòu)的三氧化鎢(WO3)氣敏材料的高溫沉積等30篇文章;5.液相化學(xué)傳感器,包含了基于二氧化錫光學(xué)傳感器的水中氨的檢測、用光纖探針和低成本分光度計對水中Cr(VI)含量的在線全自動測量等6篇文章;6.化學(xué)傳感器陣列,包含了用于酒質(zhì)量監(jiān)測的具有線性溫度特性的氣體傳感器陣列的發(fā)展等8篇文章;7.微制造與微系統(tǒng),包含了溫度對MEMS振蕩器影響的仿真與建模等13篇文章;8.光學(xué)傳感器,包含了帶有微加熱器和熱電堆的CH4紅外傳感系統(tǒng)等10篇文章;9.物理傳感器,包含了一種基于有機場效應(yīng)晶體管的應(yīng)力計量傳感器等15篇文章;10.系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和電子接口,包括一種集成的帶有分離振蕩器的寬范圍的阻抗/時間轉(zhuǎn)換器等6篇文章。
本書內(nèi)容豐富新穎,幾乎涵蓋了傳感器的各個領(lǐng)域,介紹了傳感器在各個領(lǐng)域的新發(fā)展、新成果和新應(yīng)用,適合于從事不同傳感器及其相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和工程師們參考閱讀。
孫方敏,
博士生
(中國科學(xué)院電子學(xué)研究所)
關(guān)鍵詞：雙軸加速度傳感器，ADXL210E，三維鼠標
一、引言
ADXL210E是美國模擬器件公司生產(chǎn)的含有用多晶硅表面微機械加工技術(shù)制作的傳感器的兩坐標軸加速度計單片集成電路。論文寫作，ADXL210E。ADXL210E是一種低成本，低功耗，完整2軸加速度傳感器，該電路可以測量諸如振動這樣的動態(tài)加速度和重力之類的靜態(tài)加速度，測量范圍為±10g。ADXL210E的占空因數(shù)輸出在沒有A/D轉(zhuǎn)換器或膠著邏輯（Gluelogic）的情況下，可通過微處理器直接測量。論文寫作，ADXL210E。事實上，器件的占空因數(shù)（即脈沖寬度與周期之比值）正比于加速度。論文寫作，ADXL210E。ADXL210E常用于兩軸傾斜傳感器、信息家電、報警和移動探測器及汽車安全等領(lǐng)域。
其性能特點如下：
（1）利用3V～5.25V的單電源工作，電源電流低于0.6mA；
（2）集成了兩坐標軸采用多晶硅精細機械加工技術(shù)制作的傳感器；
（3）經(jīng)占空因數(shù)輸出端可直接與低成本的微控制器接口；
（4）加速度計的帶寬可由引腳XFILT和引腳YFILT上的電容器（CX、CY）設(shè)定；（5）滿度測量范圍為±10g，在60Hz下的分辨力是2mg；
（6）占空因數(shù)周期T2由引腳2上的電阻器RSET設(shè)定（T2=RXET（Ω）/125MΩ）。（7）有專門設(shè)計的數(shù)字輸出，通過占空因數(shù)濾波或者利用引腳XFILT與引腳YFILT輸出，也可提供模擬輸出。
二、基本結(jié)構(gòu)與原理
ADXL210E采用尺寸為5mm×5mm×2mm的8引腳LCC型封裝，引腳排列如圖1所示。各個引腳的功能見表1。
圖1 ADXL210E引腳排列圖
表1 ADXL210E的引腳功能
本書為第11屆意大利傳感器與微系統(tǒng)會議的論文集，其中精選了具有代表性的會議論文。這次會議展示了在傳感器與微系統(tǒng)領(lǐng)域的理論模擬與實際應(yīng)用的最新成果。傳感器與微系統(tǒng)是一個新興的交叉學(xué)科，其涉及到物理、化學(xué)、材料科學(xué)以及生命科學(xué)等領(lǐng)域。
本書共分為六部分，第一部分為化學(xué)傳感器，主要介紹了：可調(diào)諧二極管激光光譜儀原位測量平流層微量氣體；四苯基卟啉在高有序熱解石墨上的組裝：前所未有的吸附壓縮驅(qū)動的雙層模式組裝；一種室溫下的基于鉑／氧化銥復(fù)合物的氧氣傳感器；聚合物涂層的長周期光柵作為高靈敏度化學(xué)傳感器；用于低溫下檢測氫氣的光纖傳感器；溶劑對復(fù)合薄膜形貌和傳感特性的影響；納米鈦對氣體的傳感性質(zhì)；基于二元金屬的碳水化合物傳感裝置；一種快速檢測牛奶中M1黃曲霉素的便攜式熒光計；利用光學(xué)傳感器檢測橄欖油的質(zhì)量；質(zhì)量標準體系在計劃、設(shè)計和實現(xiàn)厚膜氣體檢測器中的應(yīng)用；基于單壁碳納米管的光纖傳感器；合成且表征用于二氧化氮檢測的納米材料；鉑金元素作為覆蓋層的P型一氧化鈦薄膜用于對氫氣的檢測；包含銀納米簇的氟化聚亞酰胺納米復(fù)合薄膜用于對有機氣體的光學(xué)檢測等等。第二部分為物理傳感器，主要介紹了荒蕪環(huán)境中的固體定位風(fēng)速計；一種具有濺射內(nèi)核的二維平面磁通量閥門；一種用于探測RF電場的光學(xué)探針；通過拉曼散射來測量多孔硅結(jié)構(gòu)的應(yīng)力；對熱傳感器的一種十分有效的計算機模擬模型；對硅化鉻應(yīng)力傳感器的認識。第三部分為生物傳感器，主要介紹了基于不定型硅基器件檢測DNA分子；抑制酪氨酸酶的有機相酶傳感器；用于人瘤病毒檢測的DNA壓電生物傳感器；用于檢測硬質(zhì)小麥安全型的用戶友好的電化學(xué)手持設(shè)備；采用SPR成像技術(shù)來研究DNA―DNA生物分子的相互作用。第四部分為微米納米技術(shù)，主要介紹了實驗室芯片技術(shù)對基因進行分析；利用硅基玻璃芯片對化學(xué)物質(zhì)進行快速光學(xué)檢測；采用不同導(dǎo)電納米顆粒來控制復(fù)合材料聚合物的傳感性質(zhì)；采用電化學(xué)刻蝕硅片的方法制備嵌入式微通道；采用超聲束沉積方式制備具有氣體傳感的金屬氧化物／有機物雜化材料；聚焦離子束刻蝕用于氣體傳感技術(shù)；一種模擬IPMC傳感器的軟件工具；對印跡二氧化鈦納米粒子的合成與表征；機車安全與舒適度測量；懸臂梁的強制型阻尼振動。第五部分為傳感器陣列和多重傳感系統(tǒng)，主要介紹了整合型微重力化學(xué)物質(zhì)檢測裝置；采用雜化電子鼻原位檢測硫質(zhì)噴氣孔火山口噴發(fā)的火山氣體；對主要公路旁的漂浮粒子和氧化氮化合物的檢測；多傳感器布局在敵對環(huán)境中的機器人。第六部分為傳感器網(wǎng)絡(luò)和對傳感器的數(shù)據(jù)分析，主要介紹了對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概覽：對ZGIGBEE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一瞥；動態(tài)場景下塵埃傳感器網(wǎng)絡(luò)：在城市環(huán)境中普遍應(yīng)用性能的研究；一種配置了IEEE 802.15.4的移動設(shè)備的便攜式軟件工具；一種神經(jīng)光譜分類的光學(xué)傳感器；對城市環(huán)境污染檢測無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計；應(yīng)用多傳感器微型化系統(tǒng)對橄欖油進行評價。
本書幾乎涵蓋了傳感器方面的所有方向，包括化學(xué)、物理、生物以及傳感器構(gòu)架等等。相信從事任何傳感器研究方向的科研人員都會在本書中找到有參考價值的內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：智能車輛；環(huán)境感知；傳感器；多傳感器信息融合
中圖分類號：E91 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 14-0026-01
一、前言
隨著社會的進步，汽車成為人們出行必不可少的交通工具，車輛堵塞、交通事故等問題也日益顯現(xiàn)。汽車數(shù)量的快速增長造成了公共交通效率低下、交通事故頻發(fā)。建立起現(xiàn)代化的智能交通系統(tǒng)便被提到日程上來。智能車輛（Intelligent Vehicles， IV）作為智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation Systems，ITS）的重要組成部分，也是系統(tǒng)的運行主體，能夠提高駕駛安全性，大幅改善公路交通效率，降低能源消耗量，由于眾多優(yōu)點，該技術(shù)的研究日益受到國內(nèi)外相關(guān)機構(gòu)的關(guān)注。
智能交通系統(tǒng)能夠有效緩解交通壓力，合理調(diào)配公共交通資源和道路資源。基于機器傳感技術(shù)和控制技術(shù)，駕駛系統(tǒng)采用信息傳輸技術(shù)和計算機視覺技術(shù)監(jiān)測道路路面、交通標志、其他車輛、行人以及交通事故等道路環(huán)境狀況，有效保證智能車輛在各種路況下的安全行駛，并能對一些異常狀況進行及時處理。在過去的10多年里，相關(guān)技術(shù)取得了很大的進步，有些國家已經(jīng)成功開發(fā)了一些基于視覺的道路識別和跟蹤系統(tǒng)。其中，具有代表性的系統(tǒng)有：LOIS系統(tǒng)、GOLD系統(tǒng)、RALPH系統(tǒng)、SCARF 系統(tǒng)和ALVINN系統(tǒng)等。從這些先進技術(shù)的應(yīng)用便可看出，感知外部環(huán)境模塊是智能車輛的核心技術(shù)。
二、環(huán)境感知傳感器在智能車輛上的應(yīng)用現(xiàn)狀
智能車輛在道路上暢行離不開相應(yīng)的傳感技術(shù)，其中最重要的是道路環(huán)境感知模塊，該模塊將先進的通訊技術(shù)、信息傳感技術(shù)、計算機控制技術(shù)結(jié)合起來系統(tǒng)利用。智能車輛系統(tǒng)主要有環(huán)境感知模塊、分析模塊、控制模塊等部分組成。環(huán)境感知傳感系統(tǒng)主要由機器視覺識別系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)、超聲波傳感器和紅外線傳感器組成。
（一）機器視覺識別系統(tǒng)
機器視覺識別系統(tǒng)是指智能車輛利用CCD等成像元件從不同角度全方位拍攝車外環(huán)境，根據(jù)搜集到的視覺信息，識別近距離內(nèi)的車輛、行人、交通標志等。機器視覺也有其弱點，容易受到環(huán)境的影響，在能見度較低時效果不理想，因此，在傳感器類別中屬于被動型。與雷達系統(tǒng)相比較，視覺識別系統(tǒng)價格低廉，一輛車上可以安裝多處，監(jiān)測范圍更大，搜集道路信息更為全面，通過對其所得的圖像進行處理可以識別、檢測周圍路況，這些也是主動型傳感器無法替代的。所以越來越多的人對利用機器視覺感知車輛行駛環(huán)境產(chǎn)生很大的興趣，該系統(tǒng)在現(xiàn)實生活中隨處可見，普及率最高，機器視覺在智能車輛研究領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用， 成為最受歡迎的傳感器之一。
（二）雷達系統(tǒng)
雷達系統(tǒng)是一種主動型傳感器，利用微電磁波探測目標距離、速度、方位等。雷達不需要復(fù)雜的設(shè)計與繁復(fù)的計算。雷達系統(tǒng)的使用不受光線、天氣等因素干擾，無論是白天還是黑夜，晴天或者下雨，雷達系統(tǒng)都能夠正常運轉(zhuǎn)。由于雷達是靠電磁波反射原理來工作的，這會導(dǎo)致相近的不同雷達間電磁波相互干擾而影響工作效能。但是，瑕不掩瑜，由于雷達在準確提供遠距離的車輛和障礙物信息方面有著得天獨厚的優(yōu)勢，因此在車輛的防碰撞系統(tǒng)中有著廣闊的應(yīng)用前景。
（三）超聲波傳感器
顧名思義，超聲波傳感器是指利用超聲波為檢測方法的傳感器。使用超聲波探測得來的的數(shù)據(jù)處理簡單、快速，超聲波傳感器可以發(fā)射定向長生波，能夠在較小范圍內(nèi)檢測到物置。這種技術(shù)在醫(yī)學(xué)應(yīng)用上比較廣泛和成熟。汽車工業(yè)上的利用首見于在歐洲銷售的的BMW 車上的超聲波停車裝置。這種系統(tǒng)利用一片單片機進行控制，超聲波遇到障礙反射回傳后，根據(jù)傳感器探測距離發(fā)出不同的提示音。
（四）紅外線傳感器
紅外線傳感器是利用紅外線來進行測量工作的傳感器，技術(shù)更加先進。紅外線傳感器不受黑暗、風(fēng)、沙、雨、雪、霧的阻擋，環(huán)境適應(yīng)性好，且功耗低。這些特點使它遠超其他傳感器。與超聲波傳感器相比，反應(yīng)速度更快，探測范圍更廣，由于其探測視角小，方向性和測量精度有所提高。與機器視覺結(jié)合使用，紅外線傳感器可以增強機器視覺識別的可靠性，使黑夜如同白晝，因此常被用于智能汽車中的夜視系統(tǒng)中。
三、多傳感器的綜合利用
在復(fù)雜的路況環(huán)境下，單一傳感器都有其局限性，僅僅安裝單一傳感器難以提供路況環(huán)境的全面描述，因此設(shè)計智能車輛必須配置多種傳感器。例如夜間行駛時紅外線傳感器是必不可少的；而停車、倒車時主要使用超聲波、雷達探測周邊障礙物的遠近；機器視覺除日常應(yīng)用外與其他傳感器結(jié)合起來可以使得智能車輛駕駛安全性更加可靠。
隨著計算機信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)和電子技術(shù)的進步，智能車輛技術(shù)研究中多傳感器信息融合技術(shù)的應(yīng)用取得了許多令人振奮的成果。如車載系統(tǒng)互聯(lián)技術(shù)、歐洲的Peugeo系統(tǒng)、美國的IVHS系統(tǒng)等。Tsai-Hong Hong等利用激光傳感器采集圖像獲得車輛前方的距離信息，在正常的路況環(huán)境下，采用彩色攝像機與激光傳感器聯(lián)合感知道路表面和定位道路邊界。這些技術(shù)經(jīng)過不斷改進，相信在不久的將來引起汽車工業(yè)的革命。
四、結(jié)語
在智能車輛的環(huán)境感知模塊技術(shù)研究中，傳感器是智能車輛控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。如何使傳感器技術(shù)更好的應(yīng)用到汽車行業(yè)上來，未來將成為傳感器技術(shù)研究領(lǐng)域的一個發(fā)展方向。
整合各種類型的傳感器技術(shù)，使其為智能車輛提供更加真實可靠的路況環(huán)境信息，對智能汽車技術(shù)的發(fā)展來說是至關(guān)重要的。由于實際的應(yīng)用環(huán)境所得到信息大多數(shù)都是不確定信息，傳感器回饋信息融合還原真實路況還有很大的困難。
縱觀全球，我國的智能車輛研究工作還處于起步階段，同歐美日等相比還很落后。但隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，汽車保有量不斷膨脹，嚴峻的交通現(xiàn)狀迫使我們把發(fā)展智能交通盡早提到日程上來，只要我們勇于創(chuàng)新，結(jié)合我國具體國情，不斷進行深入、細致的研究，我國智能化交通必能早日實現(xiàn)。
參考文獻：
[論文摘要]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究具有重大的科學(xué)意義及應(yīng)用前景。協(xié)作技術(shù)是其重要組成部分。通過介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)作技術(shù)，對協(xié)作技術(shù)研究中的一些熱點問題進行分析，展望無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)作技術(shù)研究中一些很有前景的研究方向。
一、引言
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）包含大量智能傳感節(jié)點，分布在大范圍地理區(qū)域內(nèi)，近似實時地監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測對象的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理，獲得詳盡準確的信息傳送給用戶。WSN以其監(jiān)測精度高、布設(shè)靈活性強、造價低廉等特點，在軍事偵察、工業(yè)控制、交通監(jiān)管、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景[1]。
由于單個傳感器節(jié)點的通信、處理和感知能力有限，無法處理大規(guī)模復(fù)雜問題，多數(shù)情況下不能獲取網(wǎng)絡(luò)全局信息，傳感節(jié)點要求具有協(xié)同通信功能。WSN的協(xié)同主要是指資源的協(xié)同、任務(wù)的協(xié)同、信號與信息的協(xié)同。資源的協(xié)同和信號與信息的協(xié)同從根本上是為任務(wù)協(xié)同服務(wù)的[2]。本文通過對協(xié)作技術(shù)研究中的一些熱點問題進行分析，展望無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)作技術(shù)研究中一些很有前景的研究方向。
二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)作技術(shù)研究熱點
（一）協(xié)作任務(wù)描述
任務(wù)描述是任務(wù)協(xié)同的基礎(chǔ)，任務(wù)描述能力直接影響任務(wù)分配系統(tǒng)的復(fù)雜性。WSN的任務(wù)描述涉及兩方面的內(nèi)容，即對任務(wù)功能進行描述和對參與任務(wù)的節(jié)點進行描述。根據(jù)WSN的特點，感知任務(wù)可以從面向應(yīng)用和面向任務(wù)分配兩個角度加以描述。
文獻[3]分析比較了當前具有代表性的幾種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)描述方式，如有向無環(huán)圖、抽象任務(wù)圖、基于角色的任務(wù)圖、類SQL查詢語言描述等。目前并沒有一種任務(wù)描述方式能同時從兩個角度出發(fā)有效地對任務(wù)進行描述。
（二）協(xié)作信號處理
協(xié)作信號信息處理協(xié)作信號信息處理（collaborative signal and informasion processing，CSIP）技術(shù)。文獻[4]描述了CSIP針對WSN網(wǎng)絡(luò)的特點，在數(shù)據(jù)表達、存儲、傳輸和處理等方面研究新的方法和算法來滿足應(yīng)用對信息精度、網(wǎng)絡(luò)節(jié)能、低延遲、可擴展和高可靠的要求。
文獻[5]分析WSN的特點和CSIP的需求，討論它的一般流程和主要處理模式，接著結(jié)合功能框架，歸納并總結(jié)目前已有的主要方法。CSIP基于節(jié)點間的協(xié)商和合作，選擇合適的傳感節(jié)點參與協(xié)作，平衡節(jié)點個體和網(wǎng)絡(luò)整體在協(xié)作過程中的信息收益和資源代價，解決網(wǎng)絡(luò)信息處理中的驅(qū)動機制、節(jié)點選擇、處理地點、時機和算法等問題。
（三）協(xié)作時間同步
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用通常需要一個適應(yīng)性比較好的時間同步服務(wù)，以保證數(shù)據(jù)的一致性和協(xié)調(diào)性。時間同步是同步分布式數(shù)據(jù)感知和控制所必需的。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)、通信、安全、電源管理和分布式登陸等，都依賴于現(xiàn)有的全局時間。
文獻[6]提出了協(xié)作時間同步同步的概念。協(xié)作同步原理如下：如果時間基準節(jié)點按照相等的時間問隔發(fā)出多個同步脈沖，其周圍單跳節(jié)點接收后依據(jù)這一系列個脈沖的發(fā)送時刻估算出時間基準節(jié)點的下一個脈沖發(fā)送時刻，并在該時刻同時發(fā)出同步脈沖。此脈沖信號會擴散至周圍單跳節(jié)點。如此重復(fù)下去，最終網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點都會同時發(fā)出同步脈沖，即達到了同步狀態(tài)。
（四）MAS協(xié)作
多Agent系統(tǒng)（Multi-agent System，MAS）是分布式人工智能的重要研究領(lǐng)域，agent可以定義為具有目標、知識和能力的軟件或硬件實體，能力包括感知、行動、推理、學(xué)習(xí)、通信和協(xié)作等。
agent利用局部信息進行自主規(guī)劃，通過規(guī)劃推理解決局部沖突以實現(xiàn)協(xié)作，進而實現(xiàn)系統(tǒng)整體目標。Agent體系結(jié)構(gòu)、交互語言、協(xié)商策略研究較為成熟，并且與WSN具有很多相似性。因此，可以考慮在WSN協(xié)作中引入agent。
文獻[7]提出了一種WSN中基于P2P的多agent數(shù)據(jù)傳輸和匯總系統(tǒng)架構(gòu)。此構(gòu)架包括接口agent、查詢agent、路由agent及數(shù)據(jù)采集agent。接口agent與用戶交互，路由agent負責(zé)能源效率的數(shù)據(jù)傳輸。查詢agent為agent與路由agent之間的協(xié)作提供便利的接口，并負責(zé)建立優(yōu)化計劃，以實現(xiàn)其預(yù)定目標。接口agent和查詢agent放置在資源豐富的基站，因為它們需要計算密集操作。數(shù)據(jù)采集agent負責(zé)采集，篩選和格式化傳感器的數(shù)據(jù)。提供MAS架構(gòu)和設(shè)計，使它們在WSNs中能夠協(xié)調(diào)和溝通，彼此之間相互傳輸和匯總數(shù)據(jù)。
三、總結(jié)與展望
隨著WSN商業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，WSN研究面臨的挑戰(zhàn)也日益嚴峻。單個的能源、功率、功能均受限的傳感器節(jié)點需要協(xié)作完成任務(wù)。針對傳感器間的協(xié)作技術(shù)的研究也日益受到重視。目前的協(xié)作研究僅僅局限在一些具體問題上，尚未形成通用方法。本文分析WSN協(xié)作研究還是很有前景的。
參考文獻：
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【關(guān)鍵詞】壓力傳感器；電磁敏感性；電磁兼容；模擬退火算法；仿真軟件分析
電磁兼容是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力[1-2]。電磁敏感性是指存在電磁騷擾的情況下，裝置、設(shè)備或系統(tǒng)能夠避免性能降低的能力。在具體論文研究中，將針對傳感器的電磁兼容問題，提出優(yōu)化設(shè)計方案，確保提升傳感器的電磁敏感性。
1.提高傳感器電磁敏感性原因
傳感器在運行過程中需具有有一定的抗電磁干擾性[3]，電磁干擾除影響傳感器的正常工作外，對人體健康也會造成有害的影響，這樣的傳感器在實際使用中是不安全的[4-5]，所以需要提高傳感器的電磁敏感性，使傳感器符合電磁兼容要求。文中所指的傳感器，對外界的電磁影響可以忽略不計，故只需要研究傳感器的抗電磁干擾性，并提高傳感器的電磁敏感性。
2.影響傳感器電磁敏感性主要因素
2.1電磁干擾源因素。在傳感器運行過程中，由于會受到來自外界的無線電發(fā)射裝備、高速數(shù)字電子設(shè)備、整機電氣設(shè)備的靜電放電、接觸噪聲、電路的過度現(xiàn)象、電磁波反射現(xiàn)象等的影響，產(chǎn)生電磁干擾，從而降低傳感器的電磁敏感性[6]。2.2電磁耦合途徑因素。在傳感器設(shè)計中，其電路板上的引線、元器件都會產(chǎn)生電流，也都有電位，因此會在電路板上產(chǎn)生電磁場，若是傳感器的電路布線和元器件的布置不合理時，會對傳感器正常運行產(chǎn)生寄生耦合干擾，外界介質(zhì)按電磁場的規(guī)律向傳感器周圍空間發(fā)射電磁干擾，也會降低傳感器的電磁敏感性[7]。
3.傳感器電磁敏感性優(yōu)化設(shè)計
3.1運用模擬退火算法優(yōu)化
傳感器電磁兼容通常需要滿足GJBl5lA-1997標準，若是僅運用傳感器單層外殼屏蔽的方式并不能滿足電磁兼容要求，因此可運用模擬退火算法，原理圖見圖1，不僅能夠避免受到初始條件的約束，也可以找出能夠解決電磁干擾的最佳方案，從而提高壓力傳感器的電磁敏感性。圖1模擬退火算法原理圖1）初始溫度t0的選取t0要選取的足夠大，Johnson等建議通過計算若干次隨機便換目標函數(shù)平均增量的方法來確定t0的值。其中，為上述平均增量，x0為初始接收率，一般取0.8～1之間的數(shù)。2）溫度衰減函數(shù)的選取一個常用的溫度衰減函數(shù)是其中，α取0.5～0.99之間的數(shù)，固定控制參數(shù)值的衰減步數(shù)K，把區(qū)間[0,t0]劃分為K個小區(qū)間，把溫度衰減函數(shù)取為：3）Markov鏈的長度Lk的選取固定長度：Lk通常取為問題規(guī)模n的一個多項式函數(shù)。有接受和拒絕的比率來控制Lk：當溫度很高時，Lk應(yīng)盡量小，隨著溫度的漸漸下降，Lk逐步增大。4）終止溫度tf（停止準則）的選取用循環(huán)總數(shù)控制法、接收概率控制法等進行選取。
3.2運用仿真軟件分析優(yōu)化
運用Protues（英國LabCenterElectronics公司出版的EDA工具軟件）軟件進行傳感器電磁兼容仿真，仿真分析傳感器的電磁敏感性薄弱環(huán)節(jié)，從而有針對性的進行相應(yīng)優(yōu)化，在優(yōu)化設(shè)計后明顯縮小了磁場的聚集點范圍，大大削弱電磁干擾強度，傳感器的電磁敏感性得到了提高，仿真圖見圖2。
3.3提高電磁敏感性的其它方法
3.3.1電磁屏蔽用屏蔽體將干擾源包封起來，或用屏蔽體將傳感器包封，使傳感器免受外界空間電磁場的影響。屏蔽技術(shù)雖然能有效地阻斷電磁干擾的傳播通道，但又會使傳感器維修不便，并導(dǎo)致重量、體積和成本的增加，所以應(yīng)采用合理的措施。3.3.2優(yōu)化信號設(shè)計傳輸信息的電信號需要占用一定的頻譜。為盡量減小電磁干擾，對有用信號應(yīng)規(guī)定必要的最小占用帶寬，這有賴于優(yōu)化信號波形。3.3.3完善線路設(shè)計應(yīng)設(shè)計和選用自身發(fā)射小、抗干擾能力強的電阻線路作為傳感器的單元電路。3.3.4合理布局合理布局包括系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)各單元之間的相對位置和電纜走線等，其基本原則是使感受器和干擾源盡可能遠離，輸入與輸出端口妥善分隔，高電平電纜及脈沖引線與低電平電纜分別敷設(shè)，通過合理布局能使干擾減小到最小程度。3.3.5濾波濾波是借助抑制元件將有用信號頻譜以外不希望通過的能量加以抑制，它既可以抑制干擾源的發(fā)射，又可以抑制干擾源頻譜分量對敏感設(shè)備、電路或元件的影響，濾波能十分有效地抑制傳導(dǎo)干擾。3.3.6接地與搭接不管是否與大地有實際連接，只要為電源和信號電流提供了回路和基準電位，就通稱為接地。電子設(shè)備接地是抑制噪聲和防止干擾的重要措施之一。設(shè)計中如能周密設(shè)計地線系統(tǒng)，使用接地、濾波和屏蔽等措施，能有效提高傳感器的電磁敏感性。
4.實例仿真分析解決電磁干擾
取三只傳感器，按GJBl51A、GJBl52A條件進行試驗，分析比較傳感器在優(yōu)化設(shè)計前和試驗中的零位輸出值，相關(guān)數(shù)據(jù)見表1。由表1可以看出，優(yōu)化設(shè)計后的傳感器其電磁敏感性得到了很大的提高。
5.結(jié)論
綜上所述，傳感器由于受到電磁干擾的影響，會降低傳感器的電磁敏感性，因此需要對傳感器進行優(yōu)化設(shè)計，可運用模擬退火優(yōu)化算法和仿真軟件分析來預(yù)測傳感器頻能量分布的聚集點與畸變點，合理調(diào)整傳感器設(shè)計方案，并對傳感器做好電磁屏蔽、優(yōu)化信號設(shè)計、完善線路設(shè)計、合理布局、濾波、接地與搭接等，對提高傳感器的電磁敏感性，解決傳感器的電磁干擾，能發(fā)揮積極的應(yīng)用價值。
作者:雷鋼 王長虹 齊虹 劉亞娟 劉濤 單位:中國電子科技集團公司第四十九研究所
參考文獻
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[5]李彥芳,楊曉斌,鄭璐等.一種高精度壓力傳感器的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子設(shè)計工程,2016.
汽車維修論文格式
一、概述
在現(xiàn)代汽車上，電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，今天的汽車已經(jīng)逐步進入了電腦控制的時代。車身電器與電子設(shè)備是汽車的重要組成部分，其性能的好壞將直接影響到汽車的動力性、經(jīng)濟性、可靠性、安全性、排氣凈化及舒適性。計算機技術(shù)與電子技術(shù)廣泛地應(yīng)用于汽車，幾乎已經(jīng)深入到汽車所有的系統(tǒng)，大大推動了汽車工業(yè)的發(fā)展。
目前，國際汽車巨頭紛紛將更多的電子信息技術(shù)設(shè)備裝備到其整車中，在國外，中高檔轎車采用的電子信息設(shè)備已經(jīng)達到30%～50%，在一些高檔車上，這個比率還要高。在電子信息技術(shù)設(shè)備供應(yīng)商方面，也紛紛將下一個經(jīng)濟增長點定位在汽車電子產(chǎn)業(yè)上。摩托羅拉、英特爾、微軟、德州儀器、飛利浦、西門子等這些過去為其他行業(yè)和產(chǎn)品提供技術(shù)支持的廠商，早已經(jīng)做好了準備，有些產(chǎn)品已經(jīng)為汽車提供了新的“動力”。
二、電子技術(shù)的應(yīng)用
(一).電子技術(shù)在發(fā)動機上的應(yīng)用
發(fā)動機電控技術(shù)可分為電控汽油噴射、電子點火、怠速控制、廢氣再循環(huán)控制、增壓控制、故障自診斷、安全保險、備用控制以及其他控制技術(shù)。
1.電子控制噴油裝置
在現(xiàn)代汽車上，機械式或機電混合式燃油噴射系統(tǒng)已趨于淘汰，電控燃油噴射裝置因其性能優(yōu)越而得到了日益普及。。電子控制燃油噴射系統(tǒng)是以空燃比作為主要的控制目標。通過電子控制器對各種不同傳感器送來的數(shù)據(jù)進行判斷和計算來控制噴油器以一定的油壓，正確、迅速地把汽油直接噴入發(fā)動機汽缸。電子控制器主要是根據(jù)進氣量的多少來控制噴油量的。電子控制燃油噴射系統(tǒng)按噴油器的噴射位置不同可以分為單點噴射系統(tǒng)(SPI)和多點噴射系統(tǒng)(MPI)兩種。多點噴射系統(tǒng)是每個汽缸安裝一個噴油器，而單點噴射系統(tǒng)是整個系統(tǒng)中只有一個或兩個噴油器，安裝在節(jié)氣門的上方。與傳統(tǒng)的化油器相比，電子控制燃油噴射裝置的最大特點是，在獲得最大功率的同時，最大限度地節(jié)油和凈化排氣，因此是節(jié)約能源，降低排污的有效措施。
2.電子點火裝置
微機控制的電子點火系統(tǒng)主要由與點火有關(guān)的各種傳感器、電子控制器(ECU)、點火電子組件、點火線圈、配電器、火花塞等組成。
其中傳感器用來不斷地收集與點火有關(guān)的發(fā)動機工作狀況信息，并將收集到的數(shù)據(jù)輸入電子控制器，作為運算和控制點火時刻的依據(jù)。電子點火系統(tǒng)中所用的傳感器主要有曲軸轉(zhuǎn)角傳感器、曲軸轉(zhuǎn)速傳感器、曲軸基準位置傳感器、進氣管負壓傳感器、爆震傳感器、空氣流量及進氣溫度傳感器等。其中前兩種傳感器是用來檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號的，而發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號是微機用來確定點火提前角的最主要依據(jù)。由其他傳感器檢測得到的數(shù)據(jù)主要用于對點火提前角和點火時刻進行修正。
圖1-1某車型電子點火系統(tǒng)
電子控制器也叫微機控制器，它是電子點火系統(tǒng)的中樞，用來接收傳感器收集到的信號，并且在按照一定的程序進行判斷、計算后，給電子點火組件輸出最佳點火時刻和初級電路導(dǎo)通時間的控制信號。微機控制的電子點火系統(tǒng)則可使發(fā)動機在任何工況下都處于最佳的點火時刻，從而更進一步改善發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性，降低排氣污染。
3.怠速控制裝置
怠速控制系統(tǒng)是電控發(fā)動機的一個子系統(tǒng)，主要由傳感器，ECU及執(zhí)行機構(gòu)組成。怠速控制均采用發(fā)動機轉(zhuǎn)速反饋法的閉環(huán)控制方式，即發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器將發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速和目標轉(zhuǎn)速進行比較，根據(jù)比較的差值確定使發(fā)動機達到目標值的控制量，并通過執(zhí)行機構(gòu)對發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速進行校正。
圖1-2某車型怠速控制裝置
車速傳感器信號和節(jié)氣門位置傳感器信號用于判斷發(fā)動機是否處于怠速工況，ECU便確認發(fā)動機處于怠速工況，并啟動怠速控制系統(tǒng)實施怠速控制。冷卻液溫度傳感器信號，空調(diào)壓縮機接通信號，自動變速器檔位信號，蓄電池電壓等信號用來確定發(fā)動機怠速時的目標轉(zhuǎn)速.不同怠速條件下的目標轉(zhuǎn)速值已預(yù)先存儲在ECU的存儲器中.發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號作為怠速控制系統(tǒng)反饋信號，用來計算控制量的大小。ECU一般不單獨設(shè)置，是由燃油噴射系統(tǒng)，點火系統(tǒng)等共用一個，這使系統(tǒng)簡單化，提高控制精度。執(zhí)行機構(gòu)的作用是調(diào)節(jié)發(fā)動機進氣量，實現(xiàn)怠速控制.
4.廢氣再循環(huán)控制裝置
汽車發(fā)動機作為一個大氣污染源，應(yīng)該采取各種有效措施予以治理和改造。關(guān)于汽車發(fā)動機排氣的控制和凈化問題，各國都進行了大量研究工作，研制了不少的技術(shù)措施。這些方法大致可分為發(fā)動機本身的改進和增加排放凈化裝置。而由于發(fā)動機本身的改進，較難滿足日益嚴格的排放法規(guī)和降低成本的要求，因此現(xiàn)代汽車采取了多種排放控制措施來減少汽車的排氣污染，如三元催化轉(zhuǎn)換、廢氣在循環(huán)(EGR)、活性碳罐蒸發(fā)控制系統(tǒng)等。廢氣在循環(huán)簡稱為EGR(ExhaustGasRecirculation)系統(tǒng)，是目前用于降低NOx排放的一種有效措施。
圖1-3某車型廢氣再循環(huán)控制裝置
它是將一部分排氣引入近期關(guān)于新混合氣混合后進入汽缸燃燒，從而實現(xiàn)在循環(huán)，并對送入進氣系統(tǒng)的排氣進行最佳控制。普通電子式廢氣在循環(huán)(EGR)控制系統(tǒng)由廢氣再循環(huán)電磁閥、節(jié)氣們位置傳感器、廢氣再循環(huán)控制閥、曲軸位置傳感器、發(fā)動機ECU、冷卻液溫度傳感器、啟動信號等組成。
5.增壓控制裝置
發(fā)動機中增壓系統(tǒng)的安裝日漸增多，其目的是為了提高進氣效率。電控增壓系統(tǒng)的研制開發(fā)是增壓技術(shù)又跨上一個臺階。目前，應(yīng)用較普遍的是電控廢氣渦輪增壓系統(tǒng)，其由切換閥、動作器、空氣冷卻器、空氣濾清器、ECU、釋壓電磁閥組成。通常增壓器是為了與發(fā)動機的低速小負荷工況相匹配的而設(shè)計的，當發(fā)動機大負荷運行時容易導(dǎo)致增壓器超速運行而損壞，為此電控廢氣渦輪增壓系統(tǒng)專門在排氣管中廢氣渦輪使出增加了一旁通氣道，由ECU對切換閥的開度大小進行調(diào)整。
6.故障自診斷系統(tǒng)
現(xiàn)代轎車發(fā)動機的電控系統(tǒng)中，ECU一般都帶有故障自診斷系統(tǒng)，自行檢測、診斷發(fā)動機控制系統(tǒng)各部分的故障。對于傳感器，可通過檢測器信號是否超出規(guī)定范圍來直接進行判斷；對于執(zhí)行器，則在起初是電路中增設(shè)專門回路來實現(xiàn)監(jiān)測，對于ECU本身，也有專用程序進行診斷。故障自診斷系統(tǒng)一般由電子控制器(ECU)中的識別故障及故障運行控制軟件、故障監(jiān)測電路和故障運行后被電路等組成。
7.安全保險裝置
如果ECM的輸入信號不正常，他將按照內(nèi)存中存儲的固定噴油持續(xù)時間和固定點火提前角控制發(fā)動機，使發(fā)動機能夠繼續(xù)維持工作。ECM本身出故障時，裝有備用控制系統(tǒng)的發(fā)動機能繼續(xù)對噴油和點火進行控制，使車輛繼續(xù)行駛。
8.發(fā)動機傳感器
發(fā)動機傳感器是指在發(fā)動機上使用的傳感器。由于電子技術(shù)特別是微型計算機的發(fā)展，促進了傳感器在發(fā)動機上的應(yīng)用，從而也使發(fā)動機的整機性能有了極大的提高。發(fā)動機電子控制用傳感器主要有空氣流量傳感器、曲軸位置/凸輪軸位置傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、爆震傳感器進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、氧傳感器等。發(fā)動機電子控制技術(shù)的發(fā)展與傳感器技術(shù)的發(fā)展是密不可分的。目前發(fā)動機傳感器的種類越來越多，可靠性和凈度不斷提高，并向集成化、數(shù)字化和智能化方向發(fā)展。
二.電子技術(shù)在底盤上的應(yīng)用
1.電控自動變速器
電控自動變速器可以根據(jù)發(fā)動機的載荷、轉(zhuǎn)速、車速、制動器工作狀態(tài)及駕駛員所控制的各種參數(shù)，經(jīng)過計算機的計算、判斷后自動改變變速桿的位置，從而實現(xiàn)變速器換檔的最佳控，即可得到最佳擋位和最佳換擋時間。
圖1-4奧迪A4自動變速器
它的優(yōu)點是加速性能好、靈敏度高、能準確反映行駛負荷和道路條件等。傳動系統(tǒng)的電子控制裝置，能自動適應(yīng)瞬時工況變化，保持發(fā)動機以盡可能低的轉(zhuǎn)速工作。電子氣動換擋裝置是利用電子裝置取代機械換擋桿及其與變速機構(gòu)間的連接，并通過電磁閥及氣動伺服閥汽缸來執(zhí)行。它不僅能明顯地簡化汽車操縱，而且能實現(xiàn)最佳的行駛動力性和安全性汽車維修畢業(yè)論文格式汽車維修畢業(yè)論文格式。
2.防抱死制動系統(tǒng)(ABS)
該系統(tǒng)是一種開發(fā)時間最早、推廣應(yīng)用最為迅速的重要安全性部件。它通過控制防止汽車制動時車輪的抱死來保證車輪與地面達到最佳滑移(15%~20%)，從而使汽車在各種路面上制動時，車輪與地面都能達到縱向的峰值附著系數(shù)和較大的側(cè)向附著系統(tǒng)，以保證車輛制動時不發(fā)生抱死拖滑、失去轉(zhuǎn)向能力等不安全狀況，提高汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性，減小制動距離。驅(qū)動防滑系統(tǒng)(ARS)也叫牽引力控制系統(tǒng)(TCS或TRC)是ABS的完善和補充，它可以防止啟動和加速時的驅(qū)動輪打滑，既有助于提高汽車加速時的牽引性能，又能改善其操縱穩(wěn)定性。
現(xiàn)代ABS盡管采用的控制方式、方法以及結(jié)構(gòu)形式各不相同，但除原有的傳統(tǒng)的常規(guī)制動裝置外，一般ABS都是由傳感器、電子控制器和執(zhí)行器三大部分組成。其中傳感器主要是車輪轉(zhuǎn)速傳感器，執(zhí)行器主要指制動壓力調(diào)節(jié)器。
1、車輪轉(zhuǎn)速傳感器
車輪轉(zhuǎn)速傳感器是ABS中最主要的一個傳感器。車輪轉(zhuǎn)速傳感器常簡稱為輪速傳感器，其作用是對車輪的運動狀態(tài)進行檢測，獲得車輪轉(zhuǎn)速(速度)信號。
2.電子控制器
ABS的電子控制器(ElectronicControlUnit)，常用ECU表示，簡稱ABS電腦。它的主要作用是接收輪速傳感器等輸入信號，計算出輪速、參考車速、車輪減速度功、滑移率等，并進行判斷、輸出控制指令，控制制動壓力調(diào)節(jié)器等進行工作。另外，ABS電腦還有監(jiān)測等功能，如有故障時會使ABS停止工作并將ABS警示燈點亮。
3.制動壓力調(diào)節(jié)器
制動壓力調(diào)節(jié)器是ABS中的主要執(zhí)行器。其作用是接受ABS電腦的指令，驅(qū)動調(diào)節(jié)器中的電磁閥動作(或電機轉(zhuǎn)動等)，調(diào)節(jié)制動系的壓力，使之增大、保持或減小，實現(xiàn)制動系壓力的控制功能。
由于ABS是在原來傳統(tǒng)制動系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加一套控制裝置形成的，因此ABS也是建立在傳統(tǒng)的常規(guī)制動過程的基礎(chǔ)上進行工作的。在制動過程中，車輪還沒有趨于拖死時，其制動過程與常規(guī)制動過程完全相同；只有車輪趨于抱死時，ABS才會對趨于抱死的車輪的制動壓力進行調(diào)節(jié)。
通常，ABS只有在汽車速度達到一定程度(如5km/h或8km/h)時，才會對制動過程中趨于抱死的車輪的制動壓力進行調(diào)節(jié)。當汽車速度降到一定程度時，因為車速很低，車輪制動抱死對汽車制動性能的不利影響很小，為了使汽車盡快制動停車，ABS就會自動終止防抱死制動壓力調(diào)節(jié)，其車輪仍可能被制動抱死。
在制動過程中，如果常規(guī)制動系統(tǒng)發(fā)生故障，ABS會隨之失去控制作用。若只是ABS發(fā)生故障、常規(guī)制動系統(tǒng)正常時，汽車制動過程仍像常規(guī)制動過程一樣照常進行，只是失去防抱死控制作用。現(xiàn)代ABS一般都能對系統(tǒng)的工作情況進行監(jiān)測，具有失效保護和自診斷功能，一旦發(fā)現(xiàn)影響ABS正常工作的故障時，將自動關(guān)掉ABS，恢復(fù)常規(guī)制動，并將ABS警示燈點亮，向駕駛員發(fā)出警示信號，提醒駕駛員及時進行修理。
圖1-5ABS系統(tǒng)圖
ABS系統(tǒng)制動過程中，ABS電控單元(ECU)3不斷地從傳感器1和5獲取車輪速度信號，并加以處理，分析是否有車輪即將抱死拖滑。如果沒有車輪即將抱死拖滑，制動壓力調(diào)節(jié)裝置2不參與工作，制動主缸7和各制動輪缸9相通，制動輪缸中的壓力繼續(xù)增大，此即ABS制動過程中的增壓狀態(tài)。如果電控單元判斷出某個車輪(假設(shè)為左前輪)即將抱死拖滑，它即向制動壓力調(diào)節(jié)裝置發(fā)出命令，關(guān)閉制動主缸與左前制動輪缸的通道，使左前制動輪缸的壓力不再增大，此即ABS制動過程中的保壓狀態(tài)。若電控單元判斷出左前輪仍趨于抱死拖滑狀態(tài)，它即向制動壓力調(diào)節(jié)裝置發(fā)出命令，打開左前制動輪缸與儲液室或儲能器(圖中未畫出)的通道，使左前制動輪缸中的油壓降低，此即ABS制動過程中的減壓狀態(tài)。ABS系統(tǒng)就是如此循環(huán)進行制動的.
3.電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)
電子轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)是用一部直流電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓助力缸，用蓄電池和電動機提供動力。這種微機控制的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓助力系比起來具有部件少、體積小、質(zhì)量輕的特點，最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向作用力、轉(zhuǎn)向回正特性，提高了汽車的轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性，增加了汽車低速時的機動性以及調(diào)整行駛時的穩(wěn)定性。
4.自適應(yīng)懸掛系統(tǒng)
自適應(yīng)懸掛系統(tǒng)能根據(jù)懸掛裝置的瞬時負荷，自動適時調(diào)節(jié)懸架彈簧的剛度和減震器的阻尼特性，以適應(yīng)當時的負荷，保持懸掛的既定高度。這樣就能夠極大地改進車輛行駛的穩(wěn)定性、操縱性和乘坐的舒適性。
圖1-6奧迪A4自適應(yīng)懸掛系統(tǒng)
在自適應(yīng)懸掛控制系統(tǒng)配置中，懸架置于車輪和車體之間。此系統(tǒng)不采用氣動膜盒，而代之以盤簧和液壓缸。液壓系統(tǒng)由電子裝置控制，該裝置對傳感器在汽車運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的各種信號進行分析。主動懸掛控制系統(tǒng)配有一個能自動測量高度及根據(jù)速度調(diào)整的裝置，當汽車以高速行駛時能緩慢地減低其速度汽車維修畢業(yè)論文格式文章汽車維修畢業(yè)論文格式出自http：//gkstk.com/article/wk-78500001092730.html，轉(zhuǎn)載請保留此鏈接！。汽車的水平高度也可通過按鈕分兩次手動調(diào)節(jié)。
5.定速巡航自動控制系統(tǒng)
在高速長途行駛時，可采用定速巡航自動控制系統(tǒng)，恒速行駛裝置將根據(jù)行車阻力自動調(diào)整節(jié)氣門開度，駕駛員不必經(jīng)常踏油門已調(diào)整車速。若遇爬坡，車速有下降趨勢，微機控制系統(tǒng)則自動加大節(jié)氣門開度；在下坡時，又自動關(guān)小節(jié)氣門開度，以調(diào)節(jié)發(fā)動機功率達到一定的轉(zhuǎn)速。當駕駛員換低速檔或制動時，這種控制系統(tǒng)則會自動斷開。
6.驅(qū)動防滑/牽引力控制系統(tǒng)(ASR/TCS)
目前安裝ABS的轎車已經(jīng)相當普遍，但隨著對汽車安全性能的要求越來越高，出現(xiàn)了驅(qū)動防滑系統(tǒng)(ASR，AccelerationSlipRegulation)，驅(qū)動防滑系統(tǒng)又稱牽引力控制系統(tǒng)(TCS，TractionControlSystem)，它的作用是當汽車加速時將滑動率控制在一定的范圍內(nèi)，從而防止驅(qū)動輪快速滑動。
汽車“打滑”可分為兩種情況：一是汽車制動時車輪的滑移，前面已經(jīng)分析過；二是汽車驅(qū)動時車輪的滑轉(zhuǎn)。所謂汽車驅(qū)動時車輪的滑轉(zhuǎn)，就當是汽車起步時，盡管驅(qū)動輪不停轉(zhuǎn)動，汽車卻原地不動的現(xiàn)象。驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)有可能引起汽車的側(cè)滑，且損失了發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩。為了防止驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)，人們在職動防抱死的基礎(chǔ)上研制了驅(qū)動防滑系統(tǒng)。他的功能為：一是提高牽引力；二是保持汽車的行駛穩(wěn)定。
7.減震適應(yīng)系統(tǒng)
減震適應(yīng)系統(tǒng)是一種全自控系統(tǒng)，可隨每個車輪的減震動進行自動調(diào)整，以達到各種行駛狀態(tài)下調(diào)順車身的運動。路面狀況、汽車本身，以及駕駛方式等都在監(jiān)控之下，以隨時獨立調(diào)節(jié)各個車輪的減震器設(shè)置值，保證最高的舒適性。駕駛?cè)丝赏ㄟ^按鈕手動選擇以舒適為主或以跑車操縱性為主。另一種作為選項的減震適應(yīng)系統(tǒng)帶有電子自動測量高度的懸掛功能，可在高速狀態(tài)下把汽車自動調(diào)低15毫米?？刂崎_關(guān)則允許駕駛?cè)艘允謩臃绞椒謨杉壵{(diào)低車身水平。減震適應(yīng)系統(tǒng)的使用，保證開車過程中獲得最大的穩(wěn)定性和安全性，提供最高駕駛舒適性并改善駕駛動感，最大程度減少翻車和側(cè)傾危險，作為選項的自動找平系統(tǒng)可在惡劣路面開車時減少對車身下部的損傷危險，提高穩(wěn)定性，減少燃耗。
三.車身電子控制技術(shù)
1.電動座椅
現(xiàn)代轎車的駕駛者和前部乘員座椅多是電動可調(diào)的，所以又稱電動座椅。座椅是與人接觸最密切的部件，人們對轎車平順性的評價多是通過座椅的感受作出的。因此電動座椅也是直接影響轎車質(zhì)量的關(guān)鍵部件之一。
轎車電動座椅以駕駛者的座椅為主。從服務(wù)對象出發(fā)電動座椅必須要滿足便利性和舒適性兩大要求，也就是說駕駛者通過鍵鈕操縱，既可以將座椅調(diào)整到最佳的位置上，使得駕駛者獲得最好的視野，得到易于操縱方向盤、踏板、變速桿等操縱件的便利，還可以獲得最舒適和最習(xí)慣的乘坐角度。
圖1-8奧迪A4電動座椅
現(xiàn)代轎車的電動座椅是由坐墊、坐背、坐枕、骨架、懸掛和調(diào)節(jié)機構(gòu)等組成。其中調(diào)節(jié)機構(gòu)由控制器、可逆性直流電動機和傳動部件組成，是電動座椅中最復(fù)雜和最關(guān)鍵的部分。自動座椅電子控制系統(tǒng)由座椅位置傳感器、電子控制器ECU和執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動電機三大部分組成。位置傳感器部分包括座椅位置傳感器、后視鏡位置傳感器、安全帶扣環(huán)傳感器以及方向盤傾斜傳感器等；ECU包括輸入接口、微機CPU和輸出處理電路等；執(zhí)行機構(gòu)主要包括執(zhí)行座椅調(diào)整、后視鏡調(diào)整、安全帶扣環(huán)以及方向盤傾斜調(diào)整等微電機，而且這些電機均可靈活進行正、反轉(zhuǎn)，以執(zhí)行各種裝置的調(diào)整功能。另外，該系統(tǒng)還備有手動開關(guān)，當手動操作此開關(guān)時，各驅(qū)動電機電路也可接通，輸出轉(zhuǎn)矩而進行各種調(diào)整動作。
2.安全氣囊
安全氣囊系統(tǒng)稱為SRS，相對于安全帶，安全氣囊只是一個輔助保護設(shè)備。
圖1-9奧迪A4安全氣囊系統(tǒng)
安全氣囊是用帶橡膠襯里的特種織物尼龍制成，工作時用無害的氦氣填充。此系統(tǒng)由一個傳感器激活，該傳感器用于監(jiān)視碰撞中汽車速度減小的程度。在碰撞發(fā)生的早期，安全氣囊開始充氣，安全充氣大約需要0.03秒。安全氣囊可以非常快的速度充氣十分重要，這能確保當乘客的身體被安全帶束縛不動而頭部仍然向前行進時，安全氣囊能及時到位。在頭部碰到安全氣囊時，安全氣囊通過氣囊表面的氣孔開始排氣。氣體的排出有一定的速率，確保讓人的身體部位緩慢地減速。由于安全氣囊彈開充氣的速度可高達320公里/小時，碰撞時如果人的乘坐姿勢不正確，將給人帶來嚴重的傷害。
3.電動門窗
電動門窗是指以電為動力是門窗玻璃自動升降的門窗。它是由駕駛員或乘員操縱開關(guān)接通門窗升降電動機的電路，電動機產(chǎn)生動力通過一系列的機械傳動，使門窗玻璃按要求進行升降。其優(yōu)點是操作簡便，有利于行車安全。
電動門窗主要有升降控制開關(guān)、電動機(雙向轉(zhuǎn)動永磁電動機)、升降器、繼電器等組成，其中電動機一般采用雙向轉(zhuǎn)動永磁電動機，通過控制電流方向，使其正反向轉(zhuǎn)動，達到車窗升降功能。
圖2-1奧迪A4電動門窗
4.輔助關(guān)門系統(tǒng)
輔助關(guān)門系統(tǒng)由氣動裝置、車門傳感器組成。裝在每個車門鎖的傳感器會監(jiān)察車門開合運動的方向。當某個車門手動關(guān)閉到車門鎖的第一卡合位或稍微超出時，氣動輔助關(guān)閉裝置即被觸發(fā)，自動將車門拉合到鎖定位。減少車門關(guān)閉所需的力量，減少車門關(guān)閉時產(chǎn)生的噪音，保證車門始終關(guān)緊(即使此車門只被關(guān)合到門鎖的第一卡合位)。
5.自動恒溫控制系統(tǒng)/空調(diào)
自動恒溫控制系統(tǒng)/空調(diào)由壓縮機、冷凝器、輔助電風(fēng)扇或入口風(fēng)扇蒸發(fā)器、溫度傳感器、不含氯氟烴的冷卻劑、儲蓄罐、溫度控制裝置、空氣內(nèi)循環(huán)開關(guān)、循環(huán)泵、余熱開關(guān)等組成。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)及空調(diào)系統(tǒng)工作時，冷卻空氣由鼓風(fēng)機以選定的速度和溫度送入。與加熱系統(tǒng)一樣，左側(cè)和右側(cè)的溫度可分別調(diào)節(jié)。如果空調(diào)和加熱系統(tǒng)同時打開，由于輸入的空氣已經(jīng)過除濕并冷卻，車窗上不會產(chǎn)生水霧。在這種再加熱模式下，空氣首先經(jīng)過冷卻(因此成為干燥空氣)，然后再加熱。在發(fā)動機關(guān)閉后，發(fā)動機余熱利用系統(tǒng)(REST)啟動，把熱發(fā)動機的冷卻劑抽入熱交換器，從而自動控制空氣流動和分配。余熱利用系統(tǒng)在約30分鐘后自動關(guān)閉，或者在蓄電池充電量過低時關(guān)閉?？照{(diào)系統(tǒng)降低車內(nèi)溫度并減少濕度，從而提供舒適的車內(nèi)環(huán)境，又能防止車窗水霧，提高駕駛安全。如果撥到空氣循環(huán)工作模式，系統(tǒng)可防止有味氣體進入車內(nèi)汽車維修畢業(yè)論文格式論文。動機余熱利用系統(tǒng)允許加熱過程中不含發(fā)動機噪音和廢排氣，因此不消耗燃料并可在發(fā)動機關(guān)閉后繼續(xù)工作。
圖2-2奧迪A4空調(diào)系統(tǒng)
6.電子防盜系統(tǒng)
電子防盜系統(tǒng)是為了防止汽車本身火車上的物品被盜所設(shè)的系統(tǒng)，它有電子控制的遙控器或鑰匙、電子控制電路、報警裝置和執(zhí)行機構(gòu)等組成。
圖2-3奧迪A4防盜裝置
汽車防盜裝置按其發(fā)展過程可分為機械鎖防盜裝置、機電式防盜裝置和電子防盜裝置三個階段。電子式防盜報警器是目前使用較為廣泛。它主要靠鎖定點火或啟動來達到防盜的目的，同時具有防盜和聲音報警功能。電子防盜報警器共有四種功能：一是服務(wù)功能，包括遙控車門、遙控啟動、阻和等；二是警惕提示功能，能觸發(fā)報警記錄(提示車輛從被人打開過車門)；三是報警提示功能，即當有人動車時發(fā)出警報；四是防盜功能，即當防盜器處于警戒狀態(tài)時，切斷汽車上的啟動電路。
7.汽車衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
汽車電子導(dǎo)航系統(tǒng)是在全球定位系統(tǒng)(GPS)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型汽車駕駛輔助設(shè)備，是為了解決道路交通的堵塞和擁擠問題而產(chǎn)生的，是一種能接收定位衛(wèi)星信號，經(jīng)過微處理器計算出汽車所在精確經(jīng)度和緯度以及汽車速度和方向，并在顯示器上顯示出來的一種裝置。
圖2-4奧迪A4導(dǎo)航系統(tǒng)
駕駛者只要將目的地輸入汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，系統(tǒng)就會根據(jù)電子地圖自動計算出最合適的路線，并在車輛行駛過程中提醒駕駛員按照計算的路線行駛。在整個行駛過程中，駕駛者根本不用考慮該走哪條線路就能快捷的到達目的地。
當前的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)包括兩部分：全球定位系統(tǒng)和車輛自動導(dǎo)航系統(tǒng)。汽車導(dǎo)航設(shè)備一般是由GPS天線、集成了顯示屏幕和功能按鍵的主機以及語音輸出設(shè)備(一般利用汽車音響系統(tǒng)輸出語音提示信息)構(gòu)成的。受車內(nèi)安裝位置的限制，一般汽車導(dǎo)航設(shè)備和汽車視像音響合成在一起，因此，一些汽車導(dǎo)航系統(tǒng)又稱為DVD導(dǎo)航系統(tǒng)。
四.電子技術(shù)在汽車工業(yè)上的的發(fā)展趨勢
在今后的十幾年內(nèi)，推動汽車電子產(chǎn)品發(fā)展的動力仍將是汽車安全、節(jié)能、環(huán)保等的需要。汽車電子系統(tǒng)的發(fā)展將主要集中在汽車用局域網(wǎng)系統(tǒng)LANS和處理器CPUS、發(fā)動機控制、機-電接口、ABS和行駛控制、電子控制傳動系統(tǒng)、抬頭顯示系統(tǒng)HUDS、聲音識別技術(shù)、行車導(dǎo)駛系統(tǒng)及多媒體技術(shù)和撞擊傳感技術(shù)等方面。
車載局域網(wǎng)將逐步替代單獨控制器；車載計算機的處理能力將有顯著提高。多媒體顯示系統(tǒng)將為駕駛者提供更多的有關(guān)信息，包括圖像信息。聲音識別技術(shù)可望在5年內(nèi)有重大突破，并應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。比CD-ROM存儲量大6-7倍的DVD-ROM，將大量用于汽車的導(dǎo)駛系統(tǒng)和多媒體系統(tǒng)。汽車電子系統(tǒng)的成本將進一步大幅下降。
利用總線技術(shù)將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表等聯(lián)接起來，從而構(gòu)成汽車內(nèi)部局域網(wǎng)，實現(xiàn)各系統(tǒng)間的信息資源共享。根據(jù)側(cè)重功能的不同，SAE將總線劃分為A、B、C三大類：A類是面向傳感器和執(zhí)行器的一種低速網(wǎng)絡(luò)，主要用于后視鏡調(diào)整、燈光照明控制、電動車窗等控制等，目前A類的主流是LIN；B類是應(yīng)用于獨立模塊間的數(shù)據(jù)共享中速網(wǎng)絡(luò)，主要用于汽車舒適性、故障診斷、儀表顯示及四門中央控制等，其目前主流是低速CAN(又稱動力CAN)；C類是面向高速、實時閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要用于發(fā)動機、ABS和自動變速器、安全氣囊等的控制，目前C類主流是高速CAN(又稱動力CAN)，但是隨著下一代高速、具有容錯能力的時間觸發(fā)方式的“XbyWire”線控技術(shù)的發(fā)展，將逐漸代替高速CAN在C類網(wǎng)中的位置，力求在未來5—10年之內(nèi)使傳統(tǒng)的汽車機械系統(tǒng)變成通過高速容錯通訊總線與高性能CPU相連的百分之百的電控系統(tǒng)，完全不需要后備機械系統(tǒng)的支持，其主要代表有TTP/C和FlexRay.
隨著第3代移動通訊技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來汽車正朝著移動力、公室、家庭影院方向發(fā)展，為司機和乘客提供進行中的實時通訊和娛樂信息，并把汽車和道路及其它遠程服務(wù)系統(tǒng)結(jié)合起來，構(gòu)建未來的智能交通系統(tǒng)(1TS)。具體功能：①提供豐富的多媒體設(shè)施環(huán)境，利用GPS、GSM網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)導(dǎo)航、行車指南、無線因特網(wǎng)以及汽車與家庭等外部環(huán)境的互動
②具備遠程汽車診斷功能，緊急時能夠引導(dǎo)救援服務(wù)機構(gòu)趕到故障或事故地點。
結(jié)束語：
汽車電子化已成為當前的熱點，電子信息技術(shù)和汽車制造技術(shù)逐步走向融合，電子技術(shù)不斷把音響視頻、網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)、信息引入汽車內(nèi)。隨著未來汽車市場的快速發(fā)展和汽車電子價值含量的迅速提高，我國汽車電子產(chǎn)業(yè)將形成巨大經(jīng)濟規(guī)模效應(yīng)，成為支持汽車工業(yè)發(fā)展的一門相對獨立新興支柱產(chǎn)業(yè)。
可以預(yù)料，隨著我國汽車技術(shù)的進步，汽車電子新技術(shù)必將會得到越來越廣泛的應(yīng)用，國產(chǎn)汽車積極采用電子裝置指日可待。雖然要趕上國際汽車的最高水平還有一段路要走，但將來在世界汽車技術(shù)尤其是汽車電子技術(shù)應(yīng)用這一領(lǐng)域，我國必定占有一席之地。
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【關(guān)鍵詞】光纖光柵傳感器 數(shù)據(jù)采集 光纖布拉格光柵
光纖傳感器是通過檢測光信號來測量環(huán)境中參量變化（生物量、物理量或化學(xué)量），這些參量變化會引起光的傳輸特性變化。光纖傳感器有很多種類，按照傳感機理它可以分為強度型、干涉型和光纖布拉格光柵型這三種。這其中光纖布拉格光柵不僅具有強度型和干涉型的優(yōu)點，并且具有波長分離能力強、靈敏度高、傳感精度好、抗干擾能力強等優(yōu)勢。光纖光柵傳感器有著很大的發(fā)展前途，它可以在需要精確定位或者是絕對數(shù)字測量時，可以構(gòu)成多光柵空間分布單一光纖傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
本文研究的基于光纖光柵的數(shù)據(jù)采集，光纖光柵傳感器即采用的是光纖布拉格光柵，光纖光柵的原理如圖1所示。
光纖布拉格光柵的中心波長隨著外界環(huán)境參量的變化而隨之變化，它廣泛應(yīng)用于壓力、溫度、應(yīng)變等參數(shù)的測量。
一、基于光纖光柵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成
（一）光纖光柵傳感系統(tǒng)
該系統(tǒng)通過光纖光柵傳感器采集數(shù)據(jù)，這是該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的前提條件。不同功能的光纖光柵傳感器能夠?qū)⒉煌奈锢韰⒘咳鐪囟?、壓力、?yīng)變和加速度等調(diào)制為相對應(yīng)的光柵波長。光纖光柵傳感器輸出光波以后直接通過光纜便可以進行遠距離傳送。
（二）光纖光柵網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)
該系統(tǒng)作用是將光纖光柵傳感器采集的光信號經(jīng)光纜的遠程傳輸后，將光信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量并以物理參量的方式在計算機終端記錄、顯示或存入數(shù)據(jù)庫中。
該系統(tǒng)主要由光開關(guān)、光纖光柵解調(diào)儀及光纖跳線組成。光纖光柵解調(diào)儀的作用是將光纖光柵中心波長解調(diào)為數(shù)字信號。光開關(guān)的主要作用是將多路光信號一起或是分別進入光纖光柵解調(diào)儀，這樣就克服了光纖光柵通道數(shù)不能滿足工程應(yīng)用的缺點。
（三）光纖通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)
該系統(tǒng)由光纜和光纖適配器等組成。光纜是光信號傳輸?shù)耐ǖ溃饫w適配器連接光纜且損耗很低，這樣就可以避免工程現(xiàn)場的光纖熔接。單橋監(jiān)控室采用光纜以低損耗方式接連光纜，將遠距離采集的光信號引入中心監(jiān)控室的數(shù)據(jù)處理及分析系統(tǒng)上。
（四）數(shù)據(jù)處理及分析系統(tǒng)
該系統(tǒng)是對采集后的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理且分析，為后續(xù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)是由軟件系統(tǒng)組成，在現(xiàn)場工控機上運行，為專家評估系統(tǒng)奠定堅實的基礎(chǔ)平臺，是后續(xù)工作提供可靠的依據(jù)。
二、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計
在光纖數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，首先運用了多線程技術(shù)，以保證數(shù)據(jù)采集、實時顯示界面和數(shù)據(jù)存儲同時進行；其次，運用數(shù)據(jù)安全隊列來保護線程之間數(shù)據(jù)安全傳遞的同時，還要使采集到得數(shù)據(jù)可以在最快的時間內(nèi)得到顯示，最后在VS平臺下實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程序，由于VS庫函數(shù)和空間豐富，編程環(huán)境界面友好，使得軟件不僅界面漂亮，而且開發(fā)難度大大的降低。數(shù)據(jù)采集的流程圖3-5所示。
在基于光纖光柵數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，為了使數(shù)據(jù)采集、儲存和實時顯示同時進行，必須采用多線程技術(shù)。此外，還可以采用數(shù)據(jù)安全隊列使采集到的數(shù)據(jù)能夠在最快時間實現(xiàn)顯示并能夠保護線程之間數(shù)據(jù)的安全傳遞。由于VS平臺下庫函數(shù)和空間豐富、界面友好，采用VS平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程序可以使開發(fā)難度大大降低且軟件界面漂亮。數(shù)據(jù)采集的流程圖如圖2所示。
三、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的程序?qū)崿F(xiàn)
隨著社會的發(fā)展，大型橋梁的安全問題越來越受到人們的重視，為了保證橋梁運行的安全性、可靠性及耐久性等，研究表明，得到科學(xué)管理的橋梁有著更好的安全性以及耐用性，橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)是橋梁建設(shè)中不可少的一部分，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)則是整個監(jiān)測系統(tǒng)的基石。對于橋梁健康監(jiān)測來說，傳感器具有數(shù)量大、種類多，信號采集的儲存實時性高等要求，這樣對于數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)有較高要求。本文以武漢某大型斜拉橋為例，研究基于光纖光柵的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計及具體實現(xiàn)。
根據(jù)要求，傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠提供監(jiān)測數(shù)據(jù)。以某斜拉橋為例的健康監(jiān)測系統(tǒng)中，系統(tǒng)采用光纖光柵應(yīng)力傳感器、光纖光柵溫度傳感器、光纖光柵位移傳感器、壓電式低頻加速度傳感器等等監(jiān)測斜拉橋應(yīng)力、溫度等參數(shù)。本文主要針對的是光纖光柵型傳感器，將采集到的光信號通過光纜傳輸后經(jīng)過解調(diào)儀解調(diào)，最后通過網(wǎng)口對解調(diào)儀采集到數(shù)字信號存入數(shù)據(jù)庫中，為后續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)做準備。
光纖光柵解調(diào)儀具有以太網(wǎng)接口，根據(jù)實際需要進行網(wǎng)絡(luò)編程，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)程序有很多種方式，Windows Socket是其中比較簡單的方法。本系統(tǒng)監(jiān)測對象比較多并且要求系統(tǒng)實時性高，多線程技術(shù)可以滿足系統(tǒng)要求，它支持系統(tǒng)一個進程中執(zhí)行多個線程，多個操作可以在不同線程中同時進行。光信號經(jīng)解調(diào)儀傳輸后是字節(jié)流，可以使用memmove函數(shù)對字節(jié)流進行分解處理。
（一）光纖光柵傳感器的配置
數(shù)據(jù)采集方案的確定和傳輸方式的選擇一般是根據(jù)傳感器空間分布情況確定的。斜拉橋的跨度比較大，一般為幾百米到幾千米，橋上敷設(shè)的傳感器的數(shù)量種類也特別多，這個時候為了減少信號在傳輸中受到干擾、衰減失真等情況，首先要對傳感器進行配置，再選擇合適的數(shù)據(jù)采集方案和傳輸方式。
數(shù)據(jù)采集之前要確定傳感器的總數(shù)、解調(diào)儀的數(shù)量、所需通道數(shù)、采樣頻率和存儲頻率等各方面信息。傳感器的總數(shù)決定了數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的數(shù)量和數(shù)據(jù)的傳輸方式。傳感器的采樣頻率是由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的要求以及數(shù)據(jù)本身的動態(tài)特性決定的。在進行傳感器配置的時，采取四層結(jié)構(gòu)，采用樹形控件，應(yīng)用如圖3所示。第一層是光纖光柵系統(tǒng)，第二層是光纖光柵解調(diào)儀，第三層是通道，第四層是傳感器。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)首次運行時要進行初始配置，這樣才能提高系統(tǒng)的運行速率。傳感器配置有兩種方式，一種是在界面進行配置，第二種是修改配置文件的內(nèi)容。開始配置時首先將配置信息顯示在界面上，對界面進行配置，然后將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫。
界面的配置步驟為：光纖系統(tǒng)總配置、光纖光柵解調(diào)儀配置、通道配置、傳感器配置。將每一個配置的傳感器編號，通過傳感器編號可以查詢具體信息。比如：傳感器的名稱、類別、位置、初始應(yīng)變、報警上限、報警下限、標定系數(shù)、標定斜率、是否要溫度補償、基準波長、標定波長、所屬的解調(diào)儀和通道數(shù)等信息。
（二）網(wǎng)口采集
武漢某斜拉橋健康監(jiān)測系統(tǒng)需采集的信號數(shù)量大、實時性高、處理較復(fù)雜。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負責(zé)將光纖光柵解調(diào)儀的信號通過網(wǎng)口以后，進行數(shù)據(jù)的采集、分析、轉(zhuǎn)化為相應(yīng)數(shù)據(jù)儲存，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析處理以及安全評估提供可靠地實時數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)是采用開放式Windows系統(tǒng)平臺，軟件開發(fā)環(huán)境為Visual Studio 2005，把任務(wù)分成幾個獨立的線程，使用多線程方式，這樣就能夠保證數(shù)據(jù)采集的實時性，用戶其他操作也能及時響應(yīng)，這樣提高了利用率和程序的運行效率。
光纖光柵解調(diào)儀主要作用是把光纖光柵中心波長解調(diào)出來，解調(diào)的機理有很多，本系統(tǒng)采用的解調(diào)原理是基于F―P濾波器的原理，基于網(wǎng)口的數(shù)據(jù)采集技術(shù)較成熟，解調(diào)儀的通信協(xié)議為UDP協(xié)議，傳輸速率要求能夠完全滿足系統(tǒng)要求。
對于UDP無連接的數(shù)據(jù)報服務(wù)，客戶機給服務(wù)機發(fā)送一個含有地址的數(shù)據(jù)報，客戶機和服務(wù)器并沒有建立連接。服務(wù)器是通過調(diào)用Recvfrom（）等待客戶端數(shù)據(jù)。基于UDP的socket編程思路為：首先創(chuàng)建套接字（socket），然后將套接字綁定到一個本地端口和地址上，等待接收的數(shù)據(jù)，最后關(guān)閉socket。
根據(jù)實際情況開發(fā)服務(wù)端軟件基于UDP的，UDP能夠提供端口機制便于UDP用戶使用。UDP長度中包括UDP本身長度、源端口、目的端口、用戶數(shù)據(jù)和UDP校驗等。實際開發(fā)，端口號為5000，首先使用“ping”命令判斷測試網(wǎng)絡(luò)是否連通，原理為發(fā)送UDP數(shù)據(jù)包給對方主機，對方主機回復(fù)是否收到數(shù)據(jù)報，如果回復(fù)及時，則網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)連接，軟件流程如下圖4所示。
四、小結(jié)
光纖光柵傳感器使用越來越普遍，本文介紹基于光纖光柵傳感器的數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)的組成，對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行軟件設(shè)計和介紹基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵技術(shù)，最后對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行實例應(yīng)用。
參考文獻：
[1]柳旭.基于光纖傳感技術(shù)的橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)序系統(tǒng)研究：[工學(xué)碩士論文].武漢：武漢理工大學(xué)，2006
論文摘要:介紹變電站內(nèi)存在的各種干擾和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使用的直接序列擴頻技術(shù)，并對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于變電站中這種高電磁干擾環(huán)境中可行性進行論證。
0引言
目前，變電站系統(tǒng)自動化正成為一種不可改變的趨勢，其監(jiān)控和通信系統(tǒng)的重要性日益凸顯。變電站現(xiàn)有測控系統(tǒng)多采用有線通信方式，但是，有線通信的弊端是顯而易見的，例如傳輸線鋪設(shè)復(fù)雜、不易檢修和維護，長距離傳輸線易受電磁千擾的影響等等。而無線通信則具有運行可靠、安裝靈活。成本低廉等優(yōu)點，尤其是在需要實時監(jiān)控變電站信息的情況下，無線通信更是具有極大的優(yōu)勢。
現(xiàn)有無線通信方式主要有ieee802.11b/g、藍牙、zigbee. gprs/gsm等。而zigbee技術(shù)更是以安全性高、響應(yīng)時間快、占用系統(tǒng)資源低、成本低以及能耗低等諸多優(yōu)點成為變電站實時監(jiān)控系統(tǒng)中首選的無線通信技術(shù)。zigbee技術(shù)是專門針對無線傳感器開發(fā)的，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站中的應(yīng)用研究尚處于起步階段，其研究重點主要放在配電網(wǎng)自動化以及溫度、電能在線監(jiān)測方面，然而，變電站高強電磁環(huán)境對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的影響的研究還相對缺失。因此本文對變電站的干擾和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制技術(shù)進行研究，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站中的應(yīng)用的可行性進行論證。
1變電站中的電盛千擾
變電站內(nèi)部具有復(fù)雜的電磁環(huán)境，因此必須對各種典型的電磁干擾源進行詳細的分析。變電站存在的典型的電磁干擾源有:50hz工頻電磁場;設(shè)備出口短路引起的脈沖磁場;電暈放電;靜電放電;局部放電;空氣擊穿燃弧;sf6間隙擊穿燃弧;真空間隙擊穿燃弧等。其中工頻電磁場和脈沖磁場對無線信號基本不會產(chǎn)影響。
1. 1靜電放電和局部放電
兩個具有不同靜定電位的物體，由于直接接觸或靜電場感應(yīng)引起兩物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移。靜電電場的能量達到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進行放電的現(xiàn)象就是靜電放電。當外加電壓在電氣設(shè)備中產(chǎn)生的場強，足以使絕緣區(qū)域發(fā)生放電，但在放電區(qū)域內(nèi)未形成固定放電通道的這種放電現(xiàn)象，稱為局部放電。兩者都是小絕緣間隙、小能量放電的擊穿。
這兩種放電產(chǎn)生輻射干擾在幾百khz以內(nèi)，且能量低，衰減快，因此對無線通信不會造成影響。
1.2電暈放電和空氣擊穿放電
電力導(dǎo)線在高壓強電場作用下，可能對周圍空間產(chǎn)生游離放電的電暈。導(dǎo)線表面的機械損傷、污染微?；蛘邔?dǎo)線附近的水滴、灰塵等，都會引起導(dǎo)線表面曲率變化，從而使得點位梯度達到空氣介質(zhì)的擊穿介質(zhì)。因此，在電力系統(tǒng)的實際運行中電暈的產(chǎn)生幾乎是不可避免的。
由圖1可見電暈放電的輻射信號主要集中在78mhz和180mhz附近的兩個包絡(luò)內(nèi)，并且最大信號強度僅為一40dbmw。
由圖2可知空氣間隙擊穿產(chǎn)生的電磁場帶寬較寬，主要集中在600mhz以下，并且干擾信號的強度很小，即使在580:mhz頻率附近也只有-35dbmw。
1.3開關(guān)操作干擾
變電站內(nèi)斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備在投切操作或開關(guān)故障電流時，由于感性負載的存在，開關(guān)觸頭開斷時，產(chǎn)生的電弧的熄滅和重燃可能在母線或線路上引起含有多個頻率分量的衰減振蕩波，通過母線或設(shè)備間的連線將暫態(tài)電磁場的能量向周圍空間輻射，形成輻射脈沖電磁場。設(shè)備操作干擾主要有sf6間隙擊穿和真空間隙擊穿所產(chǎn)生的輻射信號。
圖3. 4可知sf6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電所產(chǎn)生的干擾信號覆蓋頻段很寬，且在整個頻帶范圍內(nèi)電磁信號的強度比較強，在2. 4ghz頻段，電磁信號的強度約為一40dbmw。
2無線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的擴頻技術(shù)
2.1 zigbee協(xié)議
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的zigbee協(xié)議的框架是建立在ieee802. 15. 4標準之上，ieee802. 15. 4定義}zigbee的物理層和媒體訪問層。ieee802. 15. 4定義了兩個物理層標準，分別是2. 4ghz物理層和868月i5mhz物理層。兩個物理層都基于直接序列擴頻(dsss)技術(shù)，主要完成能量檢測、鏈路質(zhì)量指示、信道選擇以及數(shù)據(jù)發(fā)送和接收等功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)輸出2.4ghzism頻段直接序列擴頻信號，輸出功率大于一17dbm，工作頻段2. 405^2. 480ghz 。
2. 2直接序列擴頻技術(shù)
擴頻是利用與信息無關(guān)的為隨機碼，通過調(diào)制的方法將己調(diào)制的頻譜寬度擴展到比原調(diào)制信號的帶寬寬得多的過程。常用的擴頻技術(shù)有調(diào)頻、混合擴頻和直接序列擴頻等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用直接序列擴頻技術(shù)。
直接序列擴頻系統(tǒng)就是用具有高碼率的偽隨機(pn)序列，在發(fā)送端擴展信號的頻譜，在接受端用相同的pn序列對信號進行解擴，還原出原始信號。
3變電站干擾對傳感器網(wǎng)絡(luò)的形晌
變電站的電磁干擾主要分為兩部分:0~300mhz低頻部分、2. 4~2. 5ghz同頻帶寬。
1)電暈放電和空氣擊穿所產(chǎn)生的低頻干擾的頻帶離無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作頻段2. 4ghz很遠，并且強度小于一40dbmw，可以通過低通濾波器進行處理，因此對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線通信基本沒有影響。
2) sf6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電所產(chǎn)生的電磁干擾在2. 405ghz~2. 485ghz頻帶內(nèi)也有較強的信號存在，在間隙擊穿電壓為i5kv左右時電磁強度達到一40dbmv。變電站現(xiàn)場的擊穿電壓可能會更高，電磁強度也就更高，因此對無線通信會有一定的影響。但是同頻干擾對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的影響是很小的，這可以通過兩方面說明:
①無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的直接序列擴頻技術(shù)，直接序列擴頻技術(shù)的抗干擾能力是由于接收機將擴頻后的信號再次與擴頻碼相乘還原出原始信號，同時干擾信號也在接收端與擴頻碼相乘從而將其頻帶展寬，干擾信號能量也就分散到很寬的頻帶上，這樣2. 405ghz~2. 485ghz頻帶內(nèi)只有很小部分干擾信號能量，因此同頻噪聲對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信干擾是微乎其微的。
②sf6間隙擊穿放電和真空間隙擊穿放電產(chǎn)生瞬態(tài)電磁千擾，這種干擾只能持續(xù)很短的時間，因此對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的干擾也是瞬間的，瞬態(tài)電磁干擾結(jié)束，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也恢復(fù)正常。
除電磁干擾外，變電站內(nèi)還存在不可忽略的多徑干擾.由于變電站中大量的金屬設(shè)備和柱狀物容易反射射頻信號，使得接收端接收到的信號包括了多個不同傳輸路徑的折射或反射信號，從而造成多徑干擾。多徑會導(dǎo)致信號的衰落、相移和分解，這對以信號能量為判斷標準的無線系統(tǒng)必將產(chǎn)生很大的影響。但是直接序列擴頻技術(shù)對于抗多徑干擾有很大的優(yōu)勢，其中很大程度上取決于擴頻通信中所采用的偽隨機序列的周期相關(guān)特性，因為隨機序列具有類似白噪聲一般的尖銳自相關(guān)性，在接收端解擴是可以有效地抑制多徑信號的干擾，達到提高信噪比和通信質(zhì)量的目的。標準dsss接收機通過較佳的相關(guān)器自動選擇幅度最大的波形信號，比與之鎖定同步，從而降低多徑干擾。因此無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的直接序列擴頻技術(shù)可以很好的抑制多徑干擾。
關(guān)鍵詞： 高職《傳感器原理》 教學(xué)實踐 教學(xué)改革
1.引言
我國的高等職業(yè)教育起步于上世紀80年代初期，90年代末期得到迅速發(fā)展。其區(qū)別于普通高等教育的比較流行的說法是，以職業(yè)崗位（或崗位群）的應(yīng)職應(yīng)崗能力為目標制訂教學(xué)計劃，并實施教學(xué)；且有別于普通高校重視理論教學(xué)，而更重視實踐技術(shù)或技能培訓(xùn)，是以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型專門人才為目標的，其培養(yǎng)模式以能力為中心。高職高專傳感器原理課程是一門實踐性很強的應(yīng)用技術(shù)專業(yè)學(xué)科。各種傳感器及傳感技術(shù)，是人們正確獲取各種信息，解決工程、生產(chǎn)及科研中遇到的各種具體問題的手段，該課程是應(yīng)用電子、工業(yè)自動化、機電一體化、計算機應(yīng)用等專業(yè)的專業(yè)課，教學(xué)方式有理論教學(xué)和實踐教學(xué)（實驗、課程設(shè)計）。如何分配兩者的教學(xué)時數(shù)，將理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機結(jié)合起來，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。
2.加強師資隊伍建設(shè)，提高教師的實踐教學(xué)能力
有位學(xué)者說：“教師要向?qū)W生釋放知識的能量，首先自己要有豐富的寶藏；要撒布陽光到人心里，自己心中必須先有一輪太陽。”高職課程教育的特點，要求專業(yè)教師既有教學(xué)能力，又有該專業(yè)的實際工作經(jīng)驗。由于目前很多高職都是由原來的職業(yè)高中、中專、技校合并升格而成的，造成大多學(xué)校基礎(chǔ)課老師多，專業(yè)課老師少，尤其是“雙師型”教師奇缺，解決這個問題的主要途徑有：一是從企事業(yè)單位選調(diào)符合要求的人員到學(xué)校任教；二是聘請“雙師型”教師兼職教師；三是選派部分專職教師分批到企業(yè)生產(chǎn)一線鍛煉或到條件好的實訓(xùn)基地進修；四是在高職教學(xué)的改革與實踐中，注意培養(yǎng)和造就一批“雙師型”、創(chuàng)新型、高素質(zhì)的優(yōu)秀教師?；诂F(xiàn)今高職的情況，我認為采取后兩種途徑較為實際。并且通過我校的實踐得到很好的體現(xiàn)。
3.加強課程建設(shè)，優(yōu)化理論教學(xué)
《傳感器原理》是一門理論性和實踐性都很強的綜合性課程，本課程系統(tǒng)地闡述了傳感器的基本原理及有關(guān)信號測量電路，內(nèi)容豐富、新穎，既有應(yīng)用廣泛的結(jié)構(gòu)性傳感器，又有正在發(fā)展的物性傳感器和光導(dǎo)纖維傳感器等。學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，可以獲得比較全面而系統(tǒng)的傳感器知識，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。為了上好一門課，根據(jù)高職教學(xué)目標，首先要選好教材。近年來隨著高等職業(yè)教育的進一步發(fā)展，適合高職教學(xué)的教材得到飛速發(fā)展，根據(jù)多年的教學(xué)實踐，我們選擇梁森等主編的《自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)》。興趣是最好的老師。因此我非常重視每一堂課從內(nèi)容到形式的設(shè)計，往往先選擇合適的傳感器實物導(dǎo)入，首先把該類傳感器的工作原理介紹清楚，而后針對實物進行結(jié)構(gòu)介紹，由同學(xué)們來完成對傳感器實物的原理的敘述，最后作總結(jié)、補充。任何教材的編寫因為要照顧到各個層面，其內(nèi)容注重全而精。高職培養(yǎng)目標主要是為本省和當?shù)氐慕?jīng)濟建設(shè)服務(wù)，所以要求我們圍繞這一培養(yǎng)目標，要有所側(cè)重。浙江省是自動化、儀表制作大省，而本地汽車、摩托車儀表生產(chǎn)企業(yè)較多，汽車、摩托車儀表中所用傳感器為磁電、光電、霍爾傳感器、流量、電容等。根據(jù)這個特點，在教學(xué)的安排上加強這方面所用到傳感器的介紹，如磁電、光電、霍爾傳感器，甚至加強磁、光物理知識的介紹，達到學(xué)生的理解和學(xué)習(xí)。
4.實踐性教學(xué)形式多樣，方法靈活
4.1實驗室儀器的教學(xué)
實驗是《傳感器原理》的基礎(chǔ)，也是實踐性教學(xué)最常用的形式。在整個教學(xué)過程中其具有舉足輕重的作用。其實驗內(nèi)容應(yīng)是綜合性和設(shè)計性的，首先通過綜合性實驗了解各種傳感器的工作原理和特性，掌握各種傳感器的參數(shù)的測試方法，加深對課本理論知識的理解；其次通過設(shè)計性實驗達到電路方案的分析比較、設(shè)計計算、元件選擇、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡單傳感器電路的分析方法和工程設(shè)計方法。從元器件選擇、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)考慮，我們選擇光電傳感器實驗為設(shè)計性實驗內(nèi)容，通過實驗讓學(xué)生掌握常用的光電器件及其基本的應(yīng)用電路的設(shè)計和工作原理。
4.2參觀教學(xué)與生產(chǎn)實踐
根據(jù)當?shù)仄髽I(yè)生產(chǎn)傳感器的情況，在學(xué)習(xí)完某類傳感器的工作原理后，選擇一次參觀教學(xué)很有必要，參觀教學(xué)也是一種學(xué)習(xí)，通過參觀進一步了解傳感器的工作原理和在實踐中的應(yīng)用，同時通過參觀學(xué)習(xí)，既了解傳感器的生產(chǎn)工藝和過程，安裝調(diào)試的感性知識，又提高同學(xué)們學(xué)習(xí)傳感器的興趣。條件允許的話，還可讓同學(xué)親手安裝調(diào)試，體驗生產(chǎn)實踐的操作過程。
4.3課程設(shè)計
為了更好地突出課程的應(yīng)用性特點， 我們安排一周時間進行課程設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容，它是綜合利用所學(xué)傳感器知識完成一個傳感器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計并在實驗室實現(xiàn)。
其主要目標：
4.3.1通過解決一兩個實際問題，鞏固和加深對常用傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、特性的認識和基本知識的理解，提高綜合運用課程所學(xué)知識的能力。
4.3.2培養(yǎng)根據(jù)課題需要選學(xué)參考書籍，查閱手冊、圖表和文獻資料的自學(xué)能力。通過獨立思考，深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會自己分析解決問題的方法。
4.3.3通過實際電路方案的分析比較、設(shè)計計算、元件選擇、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡單傳感器電路的分析方法和工程設(shè)計方法。
4.3.4掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會簡單傳感器控制電路的實驗調(diào)試和整機指標測試方法，提高動手能力。能在教師的指導(dǎo)下，完成課題任務(wù)。
4.3.5了解與課題有關(guān)的電子線路及元器件工程規(guī)范，按課程設(shè)計任務(wù)書的要求編寫設(shè)計說明書，正確反映設(shè)計和實驗成果，正確繪制電路圖等。
4.3.6培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度。通過課程設(shè)計實踐，逐步建立正確的生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟觀點和全局觀點，獲得初步的應(yīng)用經(jīng)驗，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。其成績評定按以下標準執(zhí)行：理論設(shè)計方案，演示所設(shè)計的系統(tǒng)，總成績40%；設(shè)計報告，占總成績20%；回答教師所提出的問題，占總成績的30%；考勤情況，占總成績的10%；考核成績分為優(yōu)、良、中、及格和不及格。
5.改革現(xiàn)行考核辦法，樹立全面考試觀
考試是教育效果測量的主要形式，也是教學(xué)達標的重要環(huán)節(jié)。同時其結(jié)果對教師的組織教學(xué)工作起重要的作用。
5.1在考試考核方法選擇方面
常規(guī)的考試方法是教師出題或建立試題庫，采用閉卷形式，而且所考的內(nèi)容往往是記憶的理論知識點，學(xué)生只要死記硬背住，就能獲得較高的分數(shù)。造成同學(xué)平時學(xué)習(xí)不用功，考前臨時抱佛腳，其結(jié)果使得很多高職高專學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)枯燥乏味。針對傳感器原理課程是一門應(yīng)用型課程，其考核也應(yīng)體現(xiàn)這一特點。我們采用其一，開卷筆試（期中考試、期末考試），其考核內(nèi)容為分析一些含傳感器的實際應(yīng)用電路，要求分析其工作原理；或采用學(xué)過傳感器原理畫出設(shè)置圖，畫出設(shè)計應(yīng)用電路原理框圖，簡要說明檢測、控制系統(tǒng)的工作原理。其二，采取論文、設(shè)計、調(diào)研報告與答辯相結(jié)合等方法實現(xiàn)對學(xué)生的考核（沒有課程設(shè)計）。
5.2學(xué)生課程成績的評判
根據(jù)以上的考核辦法，成績的組成也應(yīng)充分體現(xiàn)考核方法的多樣化，并合理分配各考核方法所占比例，組成傳感器原理課程的最后成績?nèi)缦卤怼?/p>
注：對于已安排課程設(shè)計的，論文、調(diào)研報告可以實驗操作形式考核定成績。
6.結(jié)語
經(jīng)過對2008、2009、2010屆高職學(xué)生《傳感器原理》課程的教學(xué)實踐，可以看到學(xué)生對學(xué)習(xí)該課程的興趣提高了，課堂教學(xué)不再是枯燥乏味的，教與學(xué)的互動性提高了，而且學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的大多選有關(guān)傳感器內(nèi)容的，更重要的是畢業(yè)生畢業(yè)后能較快適應(yīng)角色，受到用人單位的好評。
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英文名稱：Instrument Technique and Sensor
主管單位：沈陽儀表科學(xué)研究院
主辦單位：沈陽儀器儀表工藝研究所
出版周期：月刊
出版地址：遼寧省沈陽市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1002-1841
國內(nèi)刊號：21-1154/TH
郵發(fā)代號：8-69
發(fā)行范圍：
創(chuàng)刊時間：1964
期刊收錄：
SA 科學(xué)文摘(英)(2009)
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻速報(日)(2009)
中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
Caj-cd規(guī)范獲獎期刊
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