时间：2023-03-14 15:20:00
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论文关键词:计算机电力系统网络安全
1概述
随着计算机技术的发展和应用范围的扩大，电力信息化的不断深人，计算机在电力系统中已从简单数据计算为主发展到数据库处理、实时控制和信息管理等应用领域，并在OA系统、电能电量计费系统、电力营销系统、电力ISP业务、经营财务系统、人力资源系统中得到广泛的应用。在电力系统内，它已经成为各项工作必不可少的基础条件，发挥着不可替代的作用。同时，由于各单位、各部门之间的现存的计算机网络硬件设备与操作系统千差万别，应用水平也参差不齐，因此，在计算机网络覆盖全球，计算机技术迅猛发展的今天，讨论和研究电力系统计算机的应用及安全性则显得尤为重要。
2电力系统的计算机网络应用和管理
电力系统的计算机网络应用是十分广泛的，并且将随着技术的发展而不断发展。这里从Interanet方面讨论电力系统的应用。首先各个单位应该申请工nternet国际域名和注册地址，建立省电力系统WWW服务。将各个部门的公用信息和数据进行WWW，使所有的具有不同计算机水平的员工都可以用浏览器对文档方便地进行调用、查询、浏览和维护，并且建立面对Inter-net的WWW主页服务，不仅宣传企业形象，而且可以将各种电力信息与产品进行工nternet，为了安全可以设立独立的服务器。建立电力系统的E-mail服务，使所有部门和员工拥有自己的电子信箱，不受时间和地域的限制接收电子信件。建立电力系统的FTP服务，使计算机文件方便地在Intranet和Internet上传递。建立电力系统的BBS服务，使所有分布在全省各个地区的员工在开设的不同交谈站进行实时交流。建立电力系统的服务，对系统内的新闻进行播放，同时开辟NEWS讨论主题，给所有员工发表自己见解的机会与场所，群策群力讨论企业的发展与建议。
电力系统的计算机网络管理应对各方面管理进行集成，来管理带宽、安全、通讯量、存储和内容。同时进行数据信息标准化和数据资源共享，保证系统的完整性和灵活性，适应不断变化的要求，满足系统多层次的不同应用，使系统的开放性符合国家标准和规范，保证应用软件和数据资源有较长的生命期，并具有良好的可靠性、安全性和可扩充性，体现集中与分布式的管理原则。
(1)集中就是由省局统一规划全省的计
算机网络结构，统一对全省的计算机网络应用进行协调;对已有的局域网进行论证分析，使其从结构上与总网相适应，对建立的新网进行指导与监督;对网络的通讯建设统一规划管理。建立一个范围广泛的工ntranet，应使用广域网网管，提供与工nternet的出口并进行防火墙技术安全管理，对于在系统内有广泛共性的工作要进行统一的开发与推广。
(2)分布式管理就是体现基层部门的内部管理，各个不同部门在其内部进行网络应用管理，基层部门与省局联系时进行统一的协议管理，保持全省通讯与应用协调一致，又根据单位性质的不同，开发不同特点的Intranete。
3电力系统计算机应用的现状及问题
计算机安全是指计算机信息系统的安全。计算机危害主要指计算机信息系统的软硬件资源遭到破坏、更改或泄露，系统不能正常运行。要保障计算机系统安全就必须治理(即清除、控制或预防)计算机危害。计算机系统的安全与不安全是从多方面反映的，从目前使用和发现的情况看，系统运行不稳定、内部资料外泄、网络利用率低等是主要常见的现象。
通过计算机网络使得电力系统的工作效率提高了，管理范围扩大了，工作人员的办事能力增强了，但计算机系统网络安全问题也随之变得更加严重了。例如:通过电子邮件感染病毒，电力系统管理网络互联接口的防火墙只配置了包过滤规则，提供的安全保证很低，容易受到基于IP欺骗的攻击，泄露企业机密，有些局域网没有进行虚拟网络VLAN划分和管理，造成网络阻塞，使工作效率减低。绝大多数操作系统是非正版软件，或网上下载免费软件，不能够做到及时补丁(PATCH)系统，造成系统漏洞，给攻击者留下木马后门;绝大多数工作站没有关闭不必要的通讯端口，使得计算机易受远程攻击病毒可以长驱直人，等等。
4解决问题的措施和方法
安全性是电力系统计算机网络最重要的部分。安全性既包括网络设施本身的安全，也包括信息的安全;既要防止外界有害信息的侵入和散布，又要保证自身信息的保密性、完整性和可用性。笔者觉得可以从以下几方面人手，提高网络的安全性:
(I)提高网络操作系统的可靠性。操作系统是计算机网络的核心，应选用运行稳定、具有完善的访问控制和系统设计的操作系统，若有多个版本供选择，应选用用户少的版本。在目前条件许可的情况下，可选用UN工X或LINUX。不论选用何种操作系，均应及时安装最新的补丁程序，提高操作系的安全性。
(2)防病毒。防病毒分为单机和网络两种。随着网络技术的快速发展，网络病毒的危害越来越大，因此，必须采用单机和网络防毒结合的防毒体系。单机防毒程序安装在工作站上，保护工作站免受病毒侵扰。主机防护程序安装在主机上，主机的操作系统可以是WINDOWS,UN工X,LINUX等。群件防毒程序安装在Exchange,Lotus等群件服务器中。防病毒墙安装在网关处，及时查杀企图进人内网的网络病毒。防毒控管中心安装在某台网络的机器上，监控整个网络的病毒情况，防毒控管中心可以主动升级，并把升级包通过网络分发给各个机器，完成整个网络的升级。
(3)合理地使用防火墙。防火墙可以阻断非法的数据包，屏蔽针对网络的非法攻击，阻断黑客人侵。一般情况下，防火墙设置会导致信息传输的明显延时，因此，在需要考虑实时性要求的系统，建议采用实时系统专用的防火墙组件，以降低通用防火墙软件延时带来的影响。
(4)对重要网络采用和MIS网物理隔离的方法保证安全。物理隔离是在物理线路上进行隔离，是一种最安全的防护技术。
1．自觉向民族传统文化回归
中国的现代艺术设计需要建立在民族文化、民族风格的基础上，因此必须重视向民间艺术学习，坚信中华民族文化传统的主流在民间。所以在城市空间设计中，要通过对环境的理解，对传统的认知，自觉地借鉴，而不是直接挪用。中国传统民间艺术形式变化万千、风格种类异彩纷呈，凝聚了中华民族几千年的智慧精华，也传承了中华民族特有的艺术精神，值得当代城市设计师深入学习和研究。设计师在设计实践中，通过元素剥离、创意整合和情感传达，特别是与新技术巧妙融合，就能创造出独具中国特色的现代艺术设计作品。当然，这需要一个过程，要靠城市设计师与民间艺术大师、民间艺术教育人才的融合。所以说，城市设计师必须以民间艺术为基础，重视向传统民间艺术学习，只有亲身体会这笔文化遗产的魅力所在，了解传统民间艺术中所蕴含的深厚的民族本源文化、本源哲学、本源艺术的基因，以及多姿多彩的具有生命活力的民族语言形态，才会对它加以自觉应用［2］。
2．传统民间艺术语言
现代化现代城市空间越来越相似，传统特色逐渐消褪，因此如何保持城市的独特气质就成为十分迫切的问题。传统民间艺术语言体现了独特的审美传统，蕴含着深厚的精神文化内涵，将其作为城市空间设计的思想源泉，在城市空间中直接或间接地运用，对强调和延续历史文脉有着重要意义。但是，源于自然崇拜的原始文化的民间艺术，所代表的是不同于现代文化的农耕文明，它虽有着特定的社会基础，但其中也有不适合现代生活方式、不符合现代审美、伦理观的地方，这样就限制了其在当代城市设计中的广泛应用。有些民间艺术图式如果不经过调整、创新，就很难为现代社会所接受，因而应用时不能简单、机械地复制、拼贴，而应该在理解其文化含义的基础上，取其精髓，去其糟粕，使其艺术语言现代化，为当代大众所认同并接受。中国传统民间艺术的很多内容和形式有相对的稳定性及程式化特征，在艺术认知上有更为直接的优势，因而是可以应用到城市空间设计中的。其应用方式有两种，第一种是物品本身、题材、造型及艺术手法的直接运用;第二种是间接运用，即可以从民间艺术的形、色、质等方面着手，进行形的简化与再造、色彩的沿用与重组以及材料的选用与更新等，来再现或表现民间艺术。在城市空间设计中，设计师要将传统文化经过现代设计思维的选择与消化，融入到现代设计之中，这样，民间艺术元素才可能真正发挥它的艺术价值，作为一种新的视觉传递语言，在现代设计中重现生机。
3．在社会场域上的对接虽然城市空间设计
一直以来都以较快的速度发展，但在当代，与公众联系紧密的传统民间艺术才逐渐走进人们的生活之中。民间艺术形式以合理、合情的方式融于城市开放空间中，其较大的辐射面和难以抗拒的视觉冲击力，使与它发生接触的人都会或多或少地接受它传达的信息，从而在心中产生一种熟悉的、能产生共鸣的集体性的感受。为城市居民营造一种心理归属感，满足社会心理情感的需要，可以使城市居民对城市产生心理依赖感，对环境产生身份认同、心理认同，直至文化认同。另外，当代城市空间设计追求绿色生存空间，提倡低碳设计。传统民间艺术如陶艺、编织等，其原生态性契合了当代城市设计的需求。在设计中，对民间艺术中传统的工艺、材料和形式的毫无偏见的借鉴，体现出了强烈的环境保护意识，同时也体现出了一种社会的进步，因而是一种设计伦理和设计道德的体现。传统民间艺术一旦融入城市空间艺术中，就会逐渐走进人们的生活，其审美对象就会直指社会公众，就会以公众的精神需要为目的，以公众的审美评价为借鉴，生存于公众之间。这就使得公众对自己生活的公共空间艺术享有话语权，同时享有艺术创作的参与权，从而提高了社区居民的和谐氛围，促进了社会和谐。
二、传统民间艺术在城市空间设计中的具体应用
1．城市空间墙面艺术与传统民间艺术
传统民间艺术的民间性和贴近生活的特点，迎合了城市特色营造的需要。城市空间的墙面围合成居民生活的空间，在城市空间的墙面上揉进诸多传统民间图式元素，可以体现城市的独特个性和其融合性。同时，利用民间艺术形式改造城市建筑墙面，可以增加建筑的历史、艺术价值，也将提升整个城市的艺术品位。墙面艺术的丰富多彩使城市居民在街道上除了广告外，有可看的内容，也可彰显该城市与其它城市的差异。同时，融入传统民间艺术的城市墙面，除提升城市形象外，也能满足城市公众的精神需求。如高雄驳二艺术特区中的墙面设计借鉴了民间皮影和乡土绘画，使原本废弃的墙面换上了新妆，焕发了新的生命。同时，建筑室内墙面设计也常常采用民间艺术元素来活跃空间氛围，提升空间亲和力。譬如大连甘井子实验小学的教学楼设计，局部采用了民间艺术元素，将传统红灯笼悬挂在大门入口的过厅天花板上，每盏灯笼上面都有不同的两个字，比如“幽默”、“温柔”、“爱笑”、“漂亮”、“耐心”、“善良”、“公平”等。这种设计既体现了艺术文化特色，又具有亲切感和历史厚重性，深得家长、老师、孩子们的喜爱。
2．当代建筑设计与传统民间艺术
文献信息资源建设的总体目标是提高文献信息资源保障率。长期以来，这一观念一直在文献信息资源建设理论研究与事业建设领域得到贯彻。遵循这一目标，努力丰富馆藏以满足社会对文献信息的需求，就成为各图书馆资源建设的指导思想，也直接导致了各图书馆的“大而全”、“小而全”的建设模式。然而，各图书馆以一己之力，始终无法解决信息资源建设能力的有限性与用户信息需求的无限性之间的矛盾，特别是在图书馆事业还相对落后的情况下。造成的结果，一方面是群体图书馆的资源重复建设；另一方面则是个体图书馆的资源严重漏藏。
基于此种形势，文献信息资源共建共享的理念开始树立，而且在资源建设的实践中得到落实，图书馆界积极开展了资源整体布局的研究，也采取了诸如文献联合采购，统一编目，出版联合目录和实行馆际互借等一些具体的资源共建共享方式。然而在传统条件下，信息必须依赖于一定的物质载体而存在，文献信息内容与文献载体不可分割，资源建设过程中信息的共享问题实际转化为物质载体的共享问题，信息的可共享性得不到充分体现：一个单元的文献不能同时满足两个以上用户的信息需求，另外还存在文献信息传输等诸多障碍。因此，文献信息资源建设还多是立足个馆，各图书馆只能围绕自身的用户群进行资源建设，共建共享在传统条件下得不到最有效的实施。在这种情况下，信息资源建设理论不能突破传统文献资源建设理论的桎梏，无法发生质的变化，只能继续强调个馆满足自身用户信息需求的能力。
资源的数字化建设使文献信息摆脱了载体的约束，信息能够实现跨时空的存取，真正做到一方建设、多方利用，信息的可共享性得以充分体现。数字技术和网络环境不但提供了资源共享的全新发展环境，而且提出了重构资源建设理论的迫切要求。重新审视资源建设理论，我们不难发现，信息资源数字化并不等同于资源的共建共享，如不努力创新资源建设的理论研究，数字化建设实际上是“大而全”、“小而全”建设模式的再现。那么，基于共建共享的资源建设理论与传统的文献信息建设理论是何种关系？是继承还是颠覆？本文将研究共建共享对传统文献信息资源建设理论的影响。
2 共建共享理论与传统文献信息资源建设理论的总体比较
文献信息资源建设是指一定范围内的文献信息机构对文献信息资源进行有计划的积累和合理布局，以满足、保障社会发展和国家建设需要的全部活动。文献信息资源建设包括微观和宏观两个方面，宏观文献信息资源建设是指根据一个地区、一个国家乃至国际间的需要而进行全局的文献信息资源布局和协调发展工作；而微观文献信息资源建设是指各个文献信息机构对文献信息的收集、组织、管理、贮存等工作。
共建共享是指在信息资源建设和服务过程中，文献信息机构建立广泛的合作、协作、协调关系，宏观布局和科学规划文献信息资源，利用各种技术、方法和途径，共同揭示、建设、开发和利用信息资源，追求对文献信息资源的完备保障，以最大限度地满足用户信息需求的全部活动。
共建共享理论同传统文献信息资源建设理论一样，也分为宏观建设和微观建设两个层面。不同的是，传统的文献信息资源微观建设即馆藏建设可以独立于宏观建设而存在，而资源共建中的微观建设如脱离宏观建设就失去了共建的意义；传统的文献信息资源建设是在微观建设的基础上进行宏观建设，而资源共建是在宏观建设的指导下开展微观建设。可以认为，传统文献信息资源建设是微观建设决定宏观建设，而资源共建是宏观建设决定微观建设。因此，传统文献信息资源建设与资源共享在建设范围和服务范围两个方面存在不同的效果。（如图1、图2、图3、图4所示）
图1和图2分别反映传统文献信息资源建设和资源共建所产生的不同建设效果。在图1中，由于传统文献信息资源建设是在微观建设的基础上开展宏观建设，因此各个图书馆所建设的资源不可避免地存在重复现象，甚至有部分资源重复现象十分严重（如图中交叠部分所示），重复建设就意味着资源覆盖范围的缩小，因而不利于提高文献信息资源保障率；在图2中，由于资源共建是在宏观布局和科学规划的基础上进行的，避免了资源的重复建设，能最大限度地提高文献信息资源保障率。
附图
图1 传统建设的多馆文献信息资源覆盖范围
附图
图2 共建共享的多馆文献信息资源覆盖范围
图3和图4分别反映传统文献信息资源建设和资源共建共享的不同服务范围。在图3中，由于各图书馆是在微观建设的基础上开展宏观建设，因此个体资源的服务范围之间存在交叉重复，使整体资源的服务范围小于个体资源服务范围之和，只有图中交叠部分所示的用户才能在一定程度上共享资源；在图4中，由于各图书馆在合作协调的基础上共同发展用户群，因此服务范围得到最大扩展，并且可共享资源的用户范围就等同于全体用户。
附图
图3 传统建设的多馆文献信息资源服务范围
附图
图4 共建共享的多馆文献信息资源服务范围
由此可见，资源建设过程中是否将系统布局和科学规划放在首位，是资源共建与传统文献信息资源建设的根本区别。传统文献信息资源建设立足个馆，强调依赖个馆的资源建设来满足特定用户信息需求，从而不能在根本上放弃“大而全”、“小而全”的建设理念。资源共建以系统布局和科学规划为出发点，强调以整体的资源建设来实现对信息资源的完备保障，以满足社会对信息资源的需求（包括潜在需求），资源建设的广度（覆盖范围）由整个共建系统来保障，而资源建设的专深度则由各图书馆来保障。
3 信息资源共建共享对文献信息资源建设理论的具体影响
共建共享对传统文献信息资源建设理论中的建设原则、结构理论、资源补充、资源组织、资源评价等方面都产生了巨大影响。
3.1 对建设原则的影响
在传统文献信息资源建设理论中，被普遍接受的建设原则有：实用性原则，系统性原则，特色化与协调性原则。下文将就共建共享对这三条原则所产生的影响做具体分析。
3.1.1 对实用性原则的影响
实用性原则要求，根据图书馆的服务任务和服务对象的需求来建设文献信息资源。而资源共建共享理论要求，每个图书馆在所负责的建设范围之内，不再强调文献信息资源的实用性而更加注重文献信息资源的完整性。因此，实用性原则应该调整为完整性原则。
关键词：VHDL，电路系统，数据选择器
1 引言
VHDL (Very HighSpeed Integrated Circuit Hardware Description Language)是美国国防部在20世纪80年代中期开始推出的一种通用的硬件描述语言。作为IEEE的工业标准硬件描述语言，又得到众多EDA公司的支持，VHDL语言在电子工程领域已成为事实上的通用硬件描述语言。VHDL为设计者提供了一种全新的数字系统的设计途径。使用VHDL语言不只是意味着代码的编写，更是为了便于建立层次结构和元件结构的设计，利用VHDL编写的电路模块可被重复利用。故可以简化设计者的设计工作，大大缩短设计时间，减少硬件设计成本，提高工作效率。
2 VHDL的优点
VHDL主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口。应用VHDL进行工程设计的优点是多方面的：
（1）具有更强的行为描述能力，是系统设计领域最佳的硬件描述语言。
（2）具有丰富的仿真语句和库函数，使得在任何大系统的设计早期就能查验设计系统的功能可行性，随时可对设计进行仿真模拟。
（3）VHDL语句的行为描述能力和程序结构决定了它具有支持大规模设计的分解和已有设计的再利用功能。该功能能满足市场大规模系统高效、高速的需要，可替代多人甚至多个组共同工作。
VHDL的许多优点给硬件设计者带来了极大的方便， 自然被广大用户接受， 得到众多厂商的大力支持。使用VHDL设计数字系统已成为当今电子设计技术的必然趋势[4 ] 。
3 “自顶向下”( Top-Down) 的设计方法
随着数字系统设计规模的急剧加大，“自顶向下”的设计方法成为现代EDA设计的趋势。论文参考。传统的系统硬件设计方法是采用自下而上的设计方法。即系统硬件的设计是从选择具体元器件开始的，并用这些元器件进行逻辑电路设计，完成系统各独立功能模块设计，然后再将各功能模块连接起来，完成整个系统的硬件设计。而在VHDL的设计中，采用“自顶向下”( Top-Down) 的设计方法，设计常用流程图如图1所示，系统被分解为各个模块的集合后，可以对设计的每个独立模块指派不同的工作小组，这些小组可以工作在不同地点，甚至可以分属不同的单位，最后将不同的模块集成为最终的系统模型，并对其进行综合测试和评价。论文参考。“自顶向下”设计的基本步骤为:
(1) 分析系统的内部结构并进行系统划分，确定各个模块的功能和接口;
(2) 编写程序，输入VHDL代码，并将其编译成标准的VHDL文件;
(3) VHDL 源代码进行综合优化处理;
(4) 配置，即加载设计规定的编程数据到一个或多个LCA器件中的运行过程，以定义器件内的逻辑功能块和其互连的功能。
(5) 下载验证，通过编程器或下载电缆载入将步骤(4) 得到的器件编程文件下载到目标芯片中，以验证设计的正确性。
图1 VHDL工程设计流程图
Fig.1 The design flow based on VHDL
4 VHDL的设计举例
下面以4选1数据选择器为例说明使用VHDL的设计过程。4选1数据选择器框图如图2所示。论文参考。
该数据选择器的VHDL描述如下：
entity sel is
port(a,b,c,d,sel_1:IN bit;
out_1:OUT bit);
end sel;
architectureexample of sel is
begin图2 4选1数据选择器
process((a,b,c,d, sel_0, sel_1) Fig.2 The one-in-four selector
begin
if sel_0=‘0’andsel_1=‘0’then
out_1<=a;
elsef sel_0=‘0’andsel_1=‘1’then
out_1<=b;
elsef sel_0=‘1’andsel_1=‘0’then
out_1<=c;
else
out_1<=d;
end if;
end process;
end example;
利用VHDL强大的仿真功能，经过编译后运行仿真，之后可以产生信号波形，用以分析仿真结果。本例中产生波形如图3所示。仿真结果符合设计功能的要求。
图3 仿真结果
Fig.3The waveform of simulation
5 结束语
本文以4选1数据选择器设计为例，说明利用VHDL设计电路系统的基本方法和过程。用VHDL语言实现电路的设计过程，是一个以软件设计为主，器件配置相结合的过程。这种软件设计与硬件设计的结合，以一片器件代替由多片小规模集成数字电路组成的电路，其优势已经越来越明显。在进行系统设计时，如果系统比较复杂，所需器件数目多，并要求体积小、速度快、功耗低时，首先应该考虑使用VHDL进行芯片设计，然后再进行整体设计。
参考文献
[1] Stafan Sjoholm，Lennart Lindh. 边计年,薛宏熙译. 用VHDL设计电子线路[M]. 北京:清华大学出版社,1999.
[2] 潘松，黄继业. EDA技术实用教程[M]. 科学出版社，2002.
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[4] 赵晨光等. VHDL语言在电子设计实践中的应用. 沈阳航空工业学院学报[J]. 2004，21（1）：57-59.
[5] 张利萍, 胡玉兰. 硬件描述语言VHDL应用设计及实例[J]. 沈阳工业学院学报，2002，21（2）：70-73.
论文关键词：MPXV53GC6U，MSP430F149，单片机，便携式，电子血压计
0引言
血压是人体重要的生理参数之一，对其进行精确测量，有利于早期发现和鉴别高血压类型医学检验论文，提出合理的治疗建议。目前，临床上对普通病人主要采用无创检测的方法，它大致分为人工柯氏音法和示波法两类，人工柯氏音法虽然比较准确，但操作困难，受主观因素影响较大，而示波法虽然操作简单医学检验论文，但稳定性和个体适应性都比较差，不利于其在临床应用上的普及和推广。本文在示波法的基础上，从硬件实现和软件设计两个方面，改进了原来的测量方法，并进行了比对测试
在研究国内外已有产品或设计构思的基础上，使用先进的信号处理技术与智能控 制技术，尽量消除脉搏提取处理中的噪声干扰与非线性失真医学检验论文，提高血压测量的准确性与稳定性，并提高了测量的自动化和智能化论文开题报告。
1系统的硬件设计
本设计采用Motorola公司的MPXV53GC6U硅压式 传感器和TI公司MSP430F149单片机为主要器件， 构成电子血压计，系统构成如图1。系统由MCU、 传感器、LCD液晶显示器、操作面板、充放气控制电路、气泵和气阀、蜂鸣器、存贮器、电源等部分构成。
【关键词】温度 at89s52 nrf9e5
1 引言
由于在局部的温度通常具有不一致性，因此在检测环境温度时，传统的单一测点测量温度的方法并不能够准确说明实际的温度信息。在同一环境中，对多点进行温度测量，能够有效解决这一问题，使得温度测量更加准确。但是多点温度测量的温度测量点比较分散，如果使用传统的有线布线方式的话，则系统设计复杂，十分麻烦。本论文设计了一种基于无线传输的温度采集系统，采用了nrf9e5无线芯片，主控芯片采用的是at89s52单片机，温度测量的传感器为ds18b20[1]。
本论文首先介绍系统整体设计方案，然后分别简要介绍硬件电路设计以及部分软件程序设计。
2 系统方案
无线数据传输按照传输方式的不同，可以分为：点对点、点对多点以及多点对多点。本论文所设计的系统由主控芯片51单片机、主接收器以及多个测量终端组成。每个测量终端都是通过无线传输模块nrf9e5传递数据，进而形成无线传输的温度采集系统。系统框图如图1所示。
将相应的温度传感器分布在所要测量环境的不同位置，就能够精确评估环境温度。然后再将这些测量得到的温度经过无线通信模块发送到主控芯片上，主控芯片对数据进行处理和显示。
3 硬件电路设计
3.1 无线数据传输模块
nrf9e5具有和8051相互兼容的微控制器，但是时序和指令都与其有些差别。nrf9e5与cpu的数据交换是通过串口来进行的。
nrf9e5和其他模块通信主要是通过自身内部的并行口和内部的spi口。nrf9e5与nrf905等具有一样的功能。收发器在与微控制器进行数据交换的过程中，主要是通过片内的spi和并行口。在要传输通信的数据准备好之后，就能够产生中断，供微控制器使用。
3.2 温度测量电路
温度检测的方法有很多，比如采用热电偶等。但是本论文采用的是ds18b20温度传感器。该温度传感器采用的是one-wire总线，即只采用一根信号线与单片机进行连接。该测温传感器能够测量零下55度到125摄氏度的温度范围，同时分辨率能够达到0.5摄氏度。工作电压范围很宽，一般为3.0至5.5v。
3.3 主控芯片
本论文设计的数据采集器使用的主控芯片是at89s52单片机。msc-51单片机是八位的非常实用的单片机。本论文所使用的at89s52单片机就是基于这款单片机的。msc-51单片机的基本架构被atmel公司购买，继而在其基本内核的基础上加入了许多新的功能，同时扩展了芯片的容量以及加入flash闪存等等。51内核的单片机具有很多优点，因此无论是在工业上还是在一些电子产品上应用都很多。全球也有许多大公司对其进行扩展，加入新的功能。即使是在今天，51单片机仍然在控制系统中占据很大市场。
下面对本论文所使用的单片机作简要介绍。这款单片机具有最大能够支持的64k外部存储扩展，同时还具有8k字节的flash空间。该单片机具有4组i/o口，分别是从p0到p3，同时每组端口具有8个引脚。每个引脚除了能够作为普通的输入和输出端口外，还具有其它功能，也就是我们通常所说的引脚复用。其还具有断电保护、看门口、计时器和定时器。51单片机一般的工作电压是5v。
4 软件设计
4.1 通信协议
本系统为单点对多点的无线通信，主接收器在可靠通信范围内分别与每个数据终端通信。主接收器与每个数据终端都有一个唯一的地址，因此在通信过程中必须明确接收方的地址。系统通信协议定制如表1所示。
4.2 温度测量程序
本论文采用的温度传感器是one-wire总线的器件，与主控芯片进行一根数据线连接，就能够同时实现数据和时钟信号的双向传输。但是这样就要求主控芯片的时序必须具有严格的要求。在出厂之前，每个器件的rom上都光刻上64位的编码，这个编码地址序列是唯一的，我们可以通过这个编码地址序列来进行多
点的组网。但是本论文所设计的温度采集系统，在每一个结点只是用一个温度传感器，因此在程序中并不需要读取其rom编码。
5 总结
在实际的温度测量过程中，测量单点的温度往往并不能够准确反映实际温度信息，需要对同一环境进行多次测量，同时要对多个温度节点进行测量。但是多点温度测量的温度测量点比较分散，如果使用传统的有线布线方式的话，则系统设计复杂，十分麻烦。本论文设计了一种基于无线传输的温度采集系统，采用了nrf9e5无线芯片，主控芯片采用的是at89s52单片机，温度测量的传感器为ds18b20。本论文首先介绍系统整体设计方案，然后分别简要介绍硬件电路设计以及部分软件程序设计。
参考文献
[1]马祖长，孙怡宁，梅涛.无线传感器网络综述[j].北京：通信学报，2004，25（4）：15-17.
[2]郑启忠，耿四军，朱宏辉.射频socnrf9e5及无线数据传输系统的实现[j].单片机与嵌入式系统应用，2004（8）：51-54.
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上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：周烨斐日期：2007年1月25日
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变频调速协调控制系统设计摘要新型粗纱机在机械结构、系统传动以及电气控制方面都有较大的改变，它除去了传统粗纱机中的上、下锥轮，差速器，龙筋升降传动部件和成型机构，机械结构变得大为简化。新型粗纱机采用PLC控制四台变频器，分别独立驱动锭翼、罗拉、筒管和龙筋的电机来实现高效高质纺纱。机械结构的简化虽然可以在很多方面提高粗纱机的性能和稳定性，但是罗拉、锭翼、筒管、龙筋四个电机的同步控制成了整个控制系统设计的难点，从而粗纱的张力控制也成了最需要解决的问题。如何设计一个全新的控制系统来代替原先机械传动部分，实现和超越其功能是新型四电机粗纱机设计的关键和核心部分。张力控制的好坏决定着新型粗纱机能够开发成功。针对以上的关键和难点，本文从硬件和软件系统两方面来阐述解决方案，并且着重对张力控制系统的设计进行详细的分析。在硬件系统的设计方面，本文首先对整个控制系统的机械结构做了个简要说明；在电气系统方案方面，我们选择了由工控机、PLC、矢量
变频基础传动、光电传感器组成的系统，其中，工控机为综合监控系统，人机界面采用WINCC来设置纺织工艺参数，监控整车的运行和故障状态，它通过MPI网络协议和PLC进行通讯；PLC是实时控制的核心，获取粗纱位置光电传感器的检测值，并通过PROFIBUS-DP总线和四台矢量变频器进行通信，读取矢量变频器中各电机的速度，计算出各个电机的理论速度，然后向矢量变频器发送指令，设置各变频电机的速度，从而控制电机的运转。由于变频器对整个系统的重要性，本文又对变频器的选择以及其与PLC的通讯作了一个详细的描述。在硬件结构搭建完毕的基础上，本文在对控制对象分析后提出了张力控制方案。张力控制方案主要包括两方面：一、张力软测量模型。该模型的主要作用就是取代原先机械锥轮，根据实时的径向线密度调整卷绕直径，从而调整四电机的速度，改善其同步性。并且该模型具有自学的功能，使得该模型能够适应多种不同的机型，从而超越了机械锥轮的功能，有着更加广泛的应用。二、张力控制算法。该算法建立在软测量模型的基础上，通过优化过的闭环控制算法，不断地调整径向线密度，并且使其趋于稳定。这两方面相辅相成，从而使张力控制达到最优化。最后本文对整个软件系统作了分析，对软件的主要模块分开剖析，概述了模块与模块之间的关系，并且对最为复杂的几个模块进行仔细阐述，使得本系统的设计思路跃然纸上。通过合理的硬件系统，周详的软件系统和创新的张力控制方案，新
型四电机粗纱机在测试阶段运行良好，为其研发成功奠定了基础。关键词：同步控制，张力控制，变频器，软测量模型
Design of Coordinated Control SystemBased On Frequency ConversionAbstractThe new type of roving machine has undergone a great change in mechanical structure，systematictransmission and electrical control.It eliminated the up and down cone drums，differential device，railsdrive assembly and forming device，which simplified the mechanical architecture a lot.Inthis design，PLC controlled four frequency converters to separately drive four motors tomake flyer，roller，bobbin and rails run in a synchronized way.Thus，the roving machinecould product roving of high quality efficiently.Although simplification of mechanical architecture could enhance the performanceand the stability of the roving machine in many fields，it became difficult to execute asynchronized control over the four motors of roller，flyer，bobbin and rails in the wholedesign，which also made the tension control of rove become the key problem to be solved.The core of the design of the new type of machine is how to invent a brand-new controlsystem to substitute the traditional mechanical parts and to realize or even surpass theoriginal functions.Whether this new type of machine can be developed or not just dependson the performance of the tension control.According to the key problems and the most difficulties，this thesis expatiates on the solutionsfrom two aspects，hardware and software.Moreover，it emphasizes on the control system of the tensioncontrol in details.In the design of hardware，the thesis gives an overall view on its mechanical design.Then，in the
electrical design，we choose industrial computer，PLC，frequency converters，photo-electricitysensors.The industrial computer works HMI，it communicated with PLC via MPI;thePLC is the center of real-time control，it get the signal of roving height fromphoto-electricity sensors，communicates with frequency converter via PROFIBUS-DP，read the speed of four motors from frequency converter，compute the preset speed of fourmotors，then send commands to frequency to control the speed of motors.Due to theimportance of frequency converters in the whole system，the thesis gives a detailedpresentation on how to choose the frequency converters and its communication with PLC.On the basis of hardware system and the analysis of the control objects，the thesisputs forward the scenario of tension control，which consists of two programs.Firstly，it’sthe tension measuring model.The major function of this model is to substitute thetraditional mechanical cone drums to adjust the winding diameter in terms of the real-timeradial density and then accordingly to adjust the speed of the four motors to improve thesynchronization.Besides，this model has the self-teaching ability to adapt to various kindsof machines.It surpassed the mechanical cone drums and therefore has a more extensiveapplication.Secondly，it’s the algorithm of tension control.The algorithm is based on themeasuring model to adjust the radial density to a stable value through the optimizedclosed-loop methods.These two programs supplement each other to achieve theoptimization of the tension control.In the end，the thesis analyzes the whole software system，anatomizes the majorblocks and gives a profile of the relations among the blocks.In addition，it expatiates onthe most complicated blocks carefully to present a clear picture of the design.By our building a reasonable hardware system and a comprehensive software systemand inventing the tension control scenario，this new type of four-motor roving machineoperated well in the testing phases，which has placed a solid foundation of its successfuldevelopment.
关键词：项目教学；机电系统设计；教学改革；本科教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）01-0087-02
机电系统设计是机械和电子的完美结合的学科，是机械学、信息学、控制理论、执行元件、传感技术和总体设计等诸多方面，在机械专业中占有比较重要的地位。学生在学习工程中，由于实际经验欠缺，加之课程牵涉面广，学习难度比较大，故而在学习过程中不可避免会存在各种各样的问题。因此，要求在教学过程中，教师要想法设法、千方百计地通过不同的教学方式，调动学生的积极性，引导学生充分认识机电系统设计这门课的重要性，从而提高学生的动手能力和实践能力，以及总体素质，从而使学生求职时增加在机电系统设计行业内的选择机会。
项目教学法目前在我国的职业教学实践方面已经有所涉及。但是在本科教学中还很少使用，为了让机械专业的学生通过项目教学直接深入到机电工程领域的实际工程应用，本文提出应用项目教学对机电系统设计课程进行的本科教学改革的崭新思路。
一、项目教学法的本质
关于项目教学法的起源，众说纷纭。我们国家著名教育家陶行知先生所提倡的“在学中做，在做中学”的教育理念与此相似。这种教学模式，将项目教学法贯彻到某课程的教学过程中，通过组织学生真实地参加项目选题、方案设计，管理项目的全过程，在项目实施的过程中完成教学任务、实现教学目的，从而培养学生的实践能力、分析能力及其他关键能力。
项目教学法摈弃了传统的教学以教师讲授为主，学习以课本为主的模式，强调理论联系实际、创新开拓精神和团队合作精神，是一种很新教育模式。该方法可以充分应用课堂理论知识解决生活中、工程中的实际存在的问题，并且通过解决项目加深对理论知识的理解，从而起到了培养学生综合能力的目的。因此，项目教学法完全体现了现代教育“素质教育”的本色。
二、项目教学法的实施步骤
项目教学法主要特点理论与实践相结合，在学习理论知识的基础上，加强学生实践能力的培养。这种方法有利于培养学生的多种能力，如：展示学生的创造性，培养了学生解决实际问题的能力，以及对项目的管理能力。项目教学法的整个教学过程，分为以下几个阶段：
1.项目教学动员阶段。项目教学法开始之前，积极组织学生参加动员大会，由学院相关领导、学科主任、专职教师、实验室教学教师及相关人员参加。会上要注意强调项目教学法此项教学改革的重要性，以及将对学生起到的重要作用，特别是机电系统设计项目教学法将强化学生以前动手能力比较弱的薄弱环节，是学生接触工程和生活中的实际项目的大好机会，也是提前将学生的理论知识和将来的工作相联系的重要环节。并对学生提出希望，希望学生切实发挥自己的主观能动性和创造性。学院和教研室将对学生提供各种指导条件和实验条件，并且帮助指导学生如何保护自己的具有知识产权的作品。
2.题目拟定阶段。学生自主分组或教师给学生分组，要求学生要充分发挥主观能动性，通过广泛查阅资料、主动思考，开拓思维，乃至市场调研拟定本小组的题目。教师在这个过程必须要干预，要求学生选定的题目适合小组各组员的特长和兴趣，并且要求项目既要体现一定的创新性、实用性，并且具备一定的挑战性，而且要成本适中、切实可行、不可好高骛远。对于项目中所用到的新知识新理论，指导教师也要能否准确把握。项目经过教师的指导和学生们的努力在有限的时间内可以顺利完成。
3.可行性论证阶段。此阶段对于项目是否能够真正实施非常重要。项目组必须在广泛的调查研究的基础上撰写项目可行性论证报告、并详细确定项目进程计划。在安排研究进度的时候，最好能够基本上与课堂教学进度并行，即：首先是机械机构、执行机构、然后是计算机、控制系统和传感器系统以及系统综合设计[4]。
教师必须认真检查并核实项目组的可行性分析及方案设计。若项目不可行或者不具备研究基础，教师应该引导学生及时更换题目，重新进行可行性评估和方案设计，这样虽然暂时会影响到项目进程，但是可以保证将来不影响后续工作进一步展开。
4.具体实施阶段。此阶段至关重要，要求学生必须按照计划实施并按照要求做好阶段总结，并及时发现问题。本阶段，学生将碰到很多新的知识，可能没有接触过。教师就要按照需求指导学生进行自学和讲解，以培养学生的学习能力和解决实际问题的能力、从而进一步提高学生的创造性思维。需要学生学习的内容，指导教师要合理把握，只要能够基本达到项目的研究需要就可以了。项目的实施过程中，学生将有大部分工作需要在实验室中完成，一定要强调学生要注意安全。对于需要设计加工的项目，指导教师要着重指导学生按照机电系统设计设计手册进行合理设计，从而可以顺利完成设计和加工的任务。
在此过程中，由于学生面对的是解决项目所需要面对的各种各样的问题，最能增强学生综合素质。教师在项目教学法的实施过程中，要非常注意培养学生自己发现问题、自己分析问题和自己解决问题的能力，引导学生自己去解决问题，充分推动学生的主动研究、主动思考的水平和能力。
5.成果汇报阶段。成果汇报的形式可以多种多样，希望每一组的同学能以研究总结报告、学术论文或者其他形式的文本呈现本小组的研究成果。写作的过程中要求学生按照正式的项目报告和学术论文形式进行撰写。另外，要求学生在写作时需要体现项目完成过程中的管理过程。报告或学术论文中要体现项目的先进性以及所存在的不足。
6.成绩考评阶段。以每个项目小组为单位，根据学生递交的成果，教师应认真考核学生完成项目的情况。针对机电系统设计项目的各系统的设计、实现方式、功能、软硬件设计以及最终的项目报告等分别进行考评，并且最终给出小组的综合考评成绩。然后，在此基础上根据项目中的分工合作情况，给出单个学生的考评成绩。考评中要特别注意学生在完成项目的过程中出现或提出的问题，以及如何分析和解决这些问题的。
7.项目拓展阶段。对于考评成绩优秀的小组可以组织学生以学术论文的形式向会议或者期刊投稿、申报专利、参加竞赛的形式进一步进行项目拓展。对于确实优秀、具备创新性并且具有一定市场的优秀项目可以由学校出面进行项目推介，让项目走向市场。
三、项目教学法需要注意的问题
1.关键在于教师素质。在机电系统设计课程的本科教学中实施项目教学法对指导教师提出了非常高的要求。要求教师非常熟悉机电系统设计产品的设计管理流程，具备机电系统设计的产品设计经验，对设计过程中各个步骤、环节以及有可能会碰到的问题做到心中有数。要求教师善于调动学生的积极性和创造性，并且本身同样具备敏锐的思维方式，善于发现问题、分析问题和解决问题。
2.需要实验室软硬件支持。项目的实施过程中，学生们需要在实验室中完成大部分工作，因此，需要现有的实验室在软硬件配备方面还要适当加强，使得实验室的条件足以支撑各个项目的完成。
3.需要经费支持。项目在实施过程中，硬件的采购，电路设计与加工、机械部件设计与加工、系统的调试等环节均需要一定的经费支持。
四、结论
本文提出应用项目教学法对机电系统设计课程本科教学进行教学改革的方案，该法将理论与实践相结合，激发学生学习兴趣和热情，培养学生开拓性思维，使学生能够以项目的形式深入机电系统设计产品设计及项目管理，着重培养学生在机电系统设计产品设计中的自己发现问题、自己分析问题和自己解决问题的能力。学生在项目教学法中所得到的成果，有可能成为机电行业的敲门砖。项目教学法将在提高学生素质、拓宽知识面和就业广度等方面有所建树。
参考文献：
[1]张建民.机电系统设计系统设计[M].北京理工大学出版社，2006.
[2]刘志忠，张丽梅，孟凡茂.将科研项目引入机电系统设计课程教学的实践和探讨[J].高教论坛，2009，（5）.
摘要：本文针对“嵌入式系统设计”的教学实践，将“嵌入式系统设计”系列课程实践教学分为三个层面，对课程内容、实践教学方案和实践教学环节等进行探索，确保学生在掌握专业知识的同时，提高自主学习与自主创新的工程实践能力，真正做到学以致用。
关键词：嵌入式系统设计；实践教学；创新
中图分类号：G6420.0 文献标识码：A
嵌入式系统是相对于通用计算机系统提出的“嵌入式计算机系统”，它是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物，是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统，被广泛应用于通信设备、信息家电、工业控制和交通等方面。作为“嵌入式系统设计”的教学应是以应用为中心，结合实践与应用的一系列课程教学，它是本科生在四年学习中进行创新性实践的有力保证。“嵌入式系统设计”需要设计者具有较强的综合理论知识和动手能力，是对设计者综合能力与创新能力的考查。因此，在以“应用型”人才培养为目标的理工科院校的实践教学中应特别重视学生嵌入式系统设计能力的培养，加强实践教学环节，提高学生实践能力、职业技能与就业能力。在此结合地方高校通信工程专业的特点对学生“嵌入式系统设计”能力培养的相关课程内容、实践教学方案和实践教学环节等进行探索，探讨地方高校理工科学生创新型人才培养体系，培养出理论与实践相结合的创新性人才。
1嵌入式系统设计实践教学层面
嵌入式系统设计是复合型的新兴技术[1][2]。基于嵌入式系统设计的课程既与计算机、电子、通信、自动控制技术相关的专业课程有关，又与具体的应用背景有关。理工科各专业需结合专业特点和嵌入式系统在专业中的应用进行嵌入式系统设计的研究与教学，根据专业特色开设先进的、具有深入内容的嵌入式系统设计课程，使学生具备创新能力和解决实际问题的能力，所以在进行嵌入式系统设计人才培养时必须重点把握实践和创新这两个方面，注意科学对技术所起的基础支持作用，要从嵌入式系统设计动态发展出发，开设具有嵌入式系统设计体系的课程，开设有关含有信息论、系统理论及控制理论等基本内容交叉融合的课程，拓宽学生在专业学习中视野与思维的深度和广度，这样才能培养出学生的创新能力。根据嵌入式系统设计的实践可以按照图1所示三个层面进行相关课程的配置。
层面一是培养学生具备能够针对某个具体嵌入式系统软、硬件平台进行二次开发的能力。要求学生掌握应用系统的设计和开发技能，属于嵌入式系统教学的最低层。集中在微处理器(如MCS51系列、TMS320系列、ARM系列)的体系结构及其语言、接口的工作原理；嵌入式应用系统开发工具、开发语言、交叉编译环境和调试工具的使用。在此
方面以单片机芯片及其开发应用、DSP芯片及其开发应用和ARM微处理器及其开发应用展开教学，并在实践环节对学生动手制作自已所期望的单片机、DSP和ARM的应用系统进行作品展示，并将作品作为成绩考核的依据。
层面二是培养学生具备能够进行嵌入式系统平台设计与开发的能力。不仅要求学生掌握硬件系统的设计与开发技能，还应该掌握软件系统的设计与开发技能。促使学生掌握嵌入式系统体系结构后，掌握嵌入式操作系统的原理及其在特定硬件平台上的移植。使学生具备特定硬件平台下的嵌入式系统裁剪、移植，板载资源的初始化与驱动及外设驱动程序的设计和嵌入式数据库系统开发技能，注重嵌入式系统图形界面和网络通信的设计与开发。在层面一的基础上进行嵌入式操作系统及应用软件开发的教学，并在实践环节对学生动手制作自已所期望的具有图形界面操作、外设驱动和数据信息管理等功能的单片机、DSP和ARM应用系统进行作品展示，并将作品作为成绩考核的依据。
层面三是培养学生具备能够进行基于SOPC嵌入式系统IP内核设计和开发的能力。要求学生在掌握前两层面的基础上，让学生能够进行基于FPGA的SOC系统的设计与开发训练，并结合嵌入式系统的发展进行有关计算机体系结构等理论研究。促使学生结合EDA设计、嵌入式系统优化、计算机体系结构理论、微电子等学科知识，将微处理器等以IP内核的方式植入FPGA中，利用FPGA的可编程逻辑资源，按照系统功能需求来添加接口功能模块，既能实现目标系统功能，又能降低系统的成本和功耗。这样就使得FPGA灵活的硬件设计与处理器的强大软件功能有机地结合在一起，高效地实现SOPC嵌入式系统。实践环节以学生参加嵌入式系统设计竞赛、科研创新、发明制作等实践进行作品展示，并将作品作为创新学分修读的依据。
2嵌入式系统设计实践教学方案
(1) 学生实践能力设计
“嵌入式系统设计”系列课程的教学内容应包括嵌入式系统硬件与软件的设计，在以电路与系统集成、计算机信息系统集成及计算机辅助设计与仿真为工程设计基础教学的同时，加强学生在工程设计能力方面的培养，提高学生的电路设计和软件开发能力。因而，通信工程本科专业的实践教学可在基于现代电子技术进行信息的采集、传输、处理、检测、控制和现代通信网工程应用的同时，以信息与通信工程技术为主线，融电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程技术于一体，构建通信与信息系统和信号与信息处理学科方向，使学生实践能力结构如图2所示。
(2) 实践教学方案
在教学中注重理论与实践课程相结合，加强实践与设计课程，设置完善的实践课程体系，强化学生的技能训练，开展工程设计。低年级课程要特别强调基础理论的学习，基本技能的训练；高年级逐步加强技术性，实用性课程，关注信息工业发展的需要。可结合本校学术研究、参与企事业科研及就业市场的方向，分设若干个课程组及专题设计，有利于学生专业化水平的提高，并缩小大学教育与企业要求之间的期望差距。其实践教学具体实施可参考图3进行。
第一学期培养学生认识、发现、探索实践的主动创新思维模式。如通过军事理论的学习，注重介绍通信技术在现代军事中的应用；通过工程制图的学习，以电子CAD为导引学习AutoCAD、Protel等绘图软件的应用；通过认识实习，下企业进行现代通信方式及通信器械的认识学习。
第二学期培养学生工程创新中结构设计及可视化界面编写能力。如在以国家级计算机等级考核展开教学的同时，注重学生计算机语言编程基础能力的培养，注重VB、VC、VF、Delphi、Java等编程的导向学习。
第三学期培养学生可视化界面及数据库管理信息系统的开发设计能力，进行有线与无线通信中电子测量仪器设备的使用。
第四学期培养学生基于单片机与EDA的嵌入式系统设计开发能力。在加强电子工艺实践的同时，以数字系统与逻辑设计教学为基础，加强硬件描述语言与电子技术系统级的融合，基本实现计算机软件到硬件的实践创新技能。
第五学期培养学生基于DSP的嵌入式系统设计开发能力，加强生产实践实习。在各专业课程学习的过程中，以计算机硬件与计算机软件设计来体现信息与通信工程学科下通信与信息系统和信号与信息处理学科方向共性的实践操作创新设计。
第六学期培养学生基于ARM的嵌入式系统设计开发能力。以通信与信息系统和信号与信息处理学科方向构建专业综合课程设计。
第七学期培养学生基于SOPC的嵌入式系统设计开发能力。在通信与信息系统学科方向以现代通信网络系统为导向，构建有线通信与无线通信的通信系统课程设计。在信号与信息处理学科方向以语音、图像等多媒体信号与信息为导向，构建语音与图像信号与信息工程应用的通信系统课程设计。
第八学期培养学生综合的嵌入式系统设计开发能力。通过专题进行企事业单位上岗实践，加强毕业设计的理论与实践相结合，为毕业后就能上岗打下基础。
在以上各环节中除了完成课程实践教学外，还要求学生在课外必须参与科技实践及各项竞赛活动或提供自已的创意作品以取得一定的创新学分。因此在“嵌入式系统设计”实践教学与创新型人才培养体系建设中，要综合考虑实验、实习、课程设计、毕业设计及课外科技实践活动等实践环节，统筹实践教学体系，使学生能从课内到课外，充分发挥课外科技活动提高自身工程素质。
3嵌入式系统设计实践教学支持
以嵌入式系统设计为指引，将理论与实践进行有效合理的整合，应用现代教育技术，结合工程实践进行分解，变成可供实际推广操作的学习任务，辅以必要的教育技术支持手段(开发教材、课件、培训计划、教学设计、实验设计、必要的评估手段)强调学生自主学习，在实际工程环境中掌握和内化工程的理念。
(1) 开放实验室
在以“学生是主体，教师是主导” 的基础上，为了使学生在高等教育中获取更多的实用知识和创新技能，开辟与课程配套的网上资源系统，鼓励学生遇到问题后上网查找资料，采用基于Web的开放实践教学管理系统[3]。对实验室教学信息进行综合分析，建立开放式实践教学平台和开放式实践教学管理体系，通过Web页完成学生开放实验的各个环节管理，提高教学质量和办学效益。使学生由实验申请到实验结束完全网络化管理，有利于实验设备的充分利用，也有利于学生思维能力、设计能力、知识综合运用能力和创新能力的培养。
实验室开放的对象为所有在校学生，主要以设计性、综合性及研究创新性的实验项目开放为主，培养学生综合运用所学基础理论和专业知识解决复杂问题的能力。在实验室内部的各实验分室可根据自身特点和教学实际需要，采取定时开放与网上预约开放两种不同的模式向学生开放。
所谓定时开放是根据教学安排，在指定时间内向学生全面开放。理论课教师和实践课教师根据实验室仪器设备情况，结合课程内容，确定教学计划以外的自选实践项目。学生可以根据自己的兴趣爱好对实践项目进行创新设计组合成综合型、设计型实践课题，在课外独立完成自己的课题方案设计并经指导教师审核通过，在实践过程中学生必须独立完成实践并撰写上传实验报告。
所谓网上预约开放是学生提前申请拟做实践项目和所需仪器设备及元器件，由实验室根据学生人数、实践内容和网上预约时间安排实践设备、器材和指导教师。学生根据实验室的仪器设备的条件自行拟定科技活动课题并提供方案，在网上预约相应的实验室与指导教师，开展创新发明、科技制作、论文撰写等实践活动。在实践过程中学生都必须进行独立的思考，查阅相关文献资料，综合多方面的知识和技能，在实践设备和操作环节上不受任何限制的情况下自行分析、设计和调试实践系统，最终得出实践结果并撰写上传实践报告或论文。
(2) 实践教学组织
联系专业提供工程设计课题，结合前面所讲的教学层面与科研、科技竞赛工作开展学生设计性实践项目，激发学生的创新热情，如将行走机器人的制作分解为语音识别、图像识别、高精密电机进给控制等实践项目。强化实践过程，选派具有实践经验的教师参与指导，有助于培养学生的创新能力，如通过提供的对比示例来启发学生，增强学生的自信心。在实验方法与实验措施上实现多元化，使学生在不断改进、反复锻炼中提高分析问题、解决问题的能力，在实践过程中真正做到举一反三。
学生须进行嵌入式系统的软硬件设计，为了使实践内容和教学内容联系得更紧密，可结合前面所讲的教学层面要求学生设计实践核心板与扩展板。核心板提供相对应微处理器的最小系统，包括了处理器、RAM、ROM、寄存器接口等；扩展板提供电源、LCD显示、串口、USB、以太网口等模块。
改革课程考核方式，加强学生动手能力的培养，单片机技术、DSP技术、EDA技术、嵌入式系统、可视化程序设计等技术课程的考核成绩全部采用实践环节，实验占总成绩的40%，课程设计(要求有硬件和软件制作)占总成绩的40%，创意制作占总成绩的20%。学生在完成实验基础上，完成选定题目的课程设计，实验与课程设计题目每年不断更新，学生可以根据自身掌握的程度选择不同难度的题目，分值依据题目难易程度而定。
这样将“嵌入式系统设计”系列课程实践教学融合到地方理工科院校的人才培养体系中。通过加强开放实验与科技制作及科技竞赛等创新学分的管理，改革相关课程考核方式，综合考虑知识、能力和素质三者的关系，统筹实践教学体系，提供丰富的工程设计课题，加强学生对“嵌入式系统设计”的工程训练，促进大学教育的创新性人才培养。
参 考 文 献
[1] 沈连丰,宋铁成,叶芝慧等. 嵌入式系统及其开发应用[M]. 北京：电子工业出版社,2005.
