智能仪器课程设计论文
智能仪器课程设计论文
对能正常显示的波都能测频率,如果显示的波有周期性,那么相邻两个波峰或者波谷之间的间隔乘上你所选择的扫描周期(单位间隔的时间,通常是横轴)就是波的周期,再取一个倒数就是波的频率。
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为了配合自动化学科专业发展战略研究,高等学校自动化专业教学指导分委员会分别对“研究主导型”本科自动化专业、“工程研究应用型”本科自动化专业、“应用技术主导型”本科自动化专业、“技术技能型”专科自动化专业的发展状况以及企事业单位对自动化专业人才培养意见与建议开展了相关的调研工作,撰写了五篇调研报告。本刊将选登有关内容。
1.1 研究主导型自动化专业学科概况
自动化技术的应用范围涉及工业、农业、交通、能源、国防等众多领域,具有广阔的发展前景。目前,全国开办自动化本科专业的高等院校有239所,其中设置有研究生院且有一个及一个以上“控制科学与工程”所属二级学科博士点的高等院校有29所。这29所高校,我们在这里称其为具有研究主导型自动化学科专业的高等院校。此次调研,共收集到其中的17所院校的自动化学科专业的现状材料。这些大学既有教育部直属的重点院校,也有国防科工委下属的重点院校,以及其他部委所属的重点院校。从地域上来看,遍布了我国的各大区域。
17所研究主导型大学中,学校均具有国家重点学科或省部级重点学科,或省部级重点实验室,或国家工程中心,能够从学科建设、博士生—硕士生—本科生一体化培养角度来建设高质量的本科教育。研究主导型大学均以培养具有高素质的人才为己任,以“综合性、研究型、开放式、国际化”为办学模式,以“高素质、厚基础、宽口径、创造性、重应用”的高层次人才为培养目标,以建立高水平的科学技术研究—教学研究基地、建成“国内一流、国际知名” 的研究型大学为奋进目标。
1.2“研究主导型”自动化专业的培养目标与定位
自动化专业是一个通识教育基础上的宽口径专业,自动化专业面对各种人造系统和自然对象,进行信息获取、处理和利用,特别着重于对其行为的干涉和控制,以达到人们期望的目的。适应数字化、综合化和智能化的发展趋势,“研究主导型”自动化学科专业培养自动控制、电气工程、机电一体化、信息技术等领域的专门技术人才,培养具有电工、电子技术、运动控制、过程控制、控制理论、智能控制理论、模式识别与智能机器人、自动检测与仪表、计算机技术与应用、信息工程/网络技术等与自动化相关的领域从事系统分析、设计、仿真、运行、研究、开发、管理决策的高级工程技术人才。利用计算机、网络通信和电气、电子等学科的交叉优势,培养学生能在自动化系统、计算机与网络技术、先进制造技术、系统工程等宽广领域从事设计、研究、开发、运行和管理工作。
“研究主导型”自动化学科专业的毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
(1)具有扎实宽厚的自然科学基础,较好的人文社会科学基础。
(2)掌握本专业领域必需的宽广的技术基础理论知识,主要包括电路理论、电子技术、控制理论、信息处理、计算机软硬件基础及应用等。
(3)较好地掌握运动控制、过程控制、自动化仪表、电力电子技术、计算机应用及信息处理、复杂系统的建模与仿真等方面的知识,具有本专业领域1~2个专业方向的专业知识和技能,较深入地了解本学科专业的前沿和发展趋势以及工程应用的总体态势。
(4)获得良好的系统分析、系统设计及系统开发方面的工程实践训练。
(5)在本专业及相近专业领域内具备一定的科学
(6)具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力以及具有较强的创新意识和精神,具备一定的社会活动能力,具有环境保护和工程经济观点,受到工程设计方法和科学研究方法的初步训练。
(7)掌握一门外国语,能够较熟练地阅读本专业的外文书刊和外语初步交流能力。
1.3“研究主导型”本科自动化专业教育教学现状
在17所研究主导型自动化专业所在学校中,已经有6所高校通过了教育部本科教学优秀评估,故从整体水平上来看,研究主导型自动化专业在师资、教材、实验室、实习基地、教学经费等方面有很好的基础。
1.3.1 理论教学体系教学现状
研究主导型本科自动化专业按照“宽专业、厚基础、重能力、高素质”的基本原则,根据“拓宽基础、淡化专业、强化实践、因材施教、分类培养”的基本要求制 定适合学分制要求的培养计划。把思想政治素质、文化素质、业务素质和身体心理素质的培养结合起来,把传授知识、培养能力、提高素质结合起来,培养基础扎实、知识面宽、具有创新意识和精神的高质量、高素质人才。
课程知识体系可分为自然科学类课程、人文社会科学类课程、学科基础与专业基础类课程、专业选修类课程、科学实践与社会实践和全校公共选修类课程六个模块。自然科学类课程所占比重约为20%,人文社会科学类课程所占比重约为23%,学科基础与专业基础类课程所占比重约为25%,专业选修类课程所占比重约为5%,科学实践与社会实践所占比重约为22%,全校公共选修类课程所占比重约为5%。总学分为200分左右,总学时为2500小时左右。通识教育类课程约占总学时/学分的50%。
专业主干学科为控制科学与工程、电气工程、计算机科学与技术。主要专业基础类课程包括:电路原理(电路分析基础)、电子技术基础、微机原理及应用(微机原理与接口技术)、自动控制原理、信号分析与处理、软件工程、计算机网络与通讯等。专业方向与特色类课程主要包括:现代控制理论、机器人控制技术、运动控制、计算机控制技术、电气传动控制基础、流体控制系统、自动控制元件等。
在教材建设方面,研究主导型自动化专业都比较重视教材的建设、强调教材的更新率、强调教材的先进性,提倡双语教学、强调教学与国际接轨。目前,自动化类技术基础课与专业课程中自编教材所占比例平均为32.4%,其余为选用国内外先进教材,其中选用国外先进教材比例平均为8.87%。研究主导型自动化专业在自编教材数量/比例上差别也较大,自编教材数量多的学校,如清华大学,自编教材所占比例为83.3%;自编教材数量少的学校,自编教材所占比例不足10%。
表1 研究主导型自动化专业技术基础和专业教材建设与使用情况
类型
自编教材
选用国内先进教材
选用国外先进教材
比例
32.4%
59.06%
8.54%
1.3.2 实践教学体系教学现状
在实践教学环节方面,研究主导型自动化专业依托学科建设经费充足、科学研究成果众多、教学经费较充足的优势,故实验设备较先进、手段方法多样。
近五年研究主导型自动化专业的大学在自动化专业实践教学上投入相对比较大,根据13所学校提供的数据,实验条件建设经费基本都在200万元以上,平均建设经费为492万,建设经费在500万元以上的学校有7所;实验条件建设经费最高达到1260万元,最低为120万元。
在各学校开设的教学实验中,研究主导型自动化专业注重电子类实验、控制基础实验、专业类实验数的综合性,综合性实验平均可达到50%~70%的水平,确实使学生通过实验提升了动手能力、创新能力和工程能力。课程设计与专业综合实验、生产实习学时充裕,种类多,使学生得到综合培养和锻炼。有些学校尝试了自主式生产实习,充分调动学生的自主性与积极性,使生产实习内容充实、任务饱满,学生不仅可以学以致用,而且培养了学生的综合素质。但近几年自主式生产实习出现了生产实习单位联系难、单位管理不正规、生产实习受考研影响比较大等情况。研究主导型自动化专业实践教学的平均情况见表2。
表2 研究主导型自动化专业实践教学情况
项目
综合性电子类实验(%)
综合性控制基础实验 (%)
综合性专业类实验 (%)
加工工艺实习均周数
课程设计与专业综合实验均周数
生产实习均周数
毕业设计均周数
平均情况
52.39%
69.15%
55.3%
3.6
10.27
3.31
16.24
研究主导型自动化专业毕业设计选材广泛,采取校企挂钩、与学科建设/科研项目结合的方法,提高本科毕业设计的水平与实用性,全方位提高学生的创新能力、动手能力和工程实践能力。
1.3.3 素质、能力教育现状
研究主导型自动化专业以培养自动化学术研究型、技术应用复合型人才为主,并在工程实践中培养学术与应用复合型、高层次人才。研究主导型自动化专业的本科是以通识为主的专业教育。
研究主导型自动化专业普遍重视素质、能力教育,重视创新、创业意识与综合素质培养,尤其是人文素质、工程实践能力的培养。实行“边学习、边研究、边实践”的教育方式,培养学生的实践、研究与认知能力,创新意识和创造能力,提高综合素质。
研究主导型自动化专业通过建立创业教育基地,建立有开放实验室,结合学生的兴趣和专长,指导其设计、制作、调试有实组织学生参与创业实践,着力培养学生的创业素质和创业能力;广泛组织学生结合专业开展小发明、小创造和小制作活动,组织学生参与项目开发、科技成果推广和社会服务,让学生接触新知识、掌握新技术、探索新领域,鼓励学生文明、创造、实践,着力培养学生的创新精神和创新能力。
学生在校期间思维活跃,勤于思考,动手能力强。本专业学生积极参加大学生物理竞赛、数学竞赛,全国大学生电子设计竞赛,省级、全国大学生“挑战杯”课外科技作品竞赛,各类单片机设计应用大奖赛,国内、国际计算机程序大赛。
研究主导型自动化专业注重因材施教,注重培养模式的与时俱进。如南理工开办的电类联合班,从电类专业选拔优秀学生参加,三年可考研,自动化专业每年都有10多名学生进入电类联合班学习。另外,开办3+2(3年主修原专业,2年修读贸易或管理专业,毕业时可获双学位),本专业每年都有十名左右学生进入修读。西安交通大学目前正在研讨试行的2+3+X的培养模式是更大范围的因材施教模式。
虽然研究主导型自动化专业具有国家投入大、师资力量强等优势,但目前大部分研究主导型自动化专业也还是受到教育资源的限制,还做不到大范围的因材施教,尤其是实践类培养环节,还不能保证所有学生有充裕的时间、充分的设备进行自主、创新性实验或进行科技创新活动。由于大部分研究主导型自动化专业免试推荐研究生比例在10%左右,所以大部分学生还将考研,因此对生产实习、本科毕业设计等教学环节的质量带来较大冲击,同时专业培养方案上也无法彻底实现本—硕、本—博一体化。
1.3.4 师资队伍结构现状
研究主导型自动化专业的师资队伍中,以教授为主导,以副教授为骨干,以讲师为基础;教授负责大部分课程的建设工作,副教授和讲师承担大部分课程的授课工作。目前,研究主导型自动化专业的教师队伍中,教授所占比重为29.76%,副教授所占比重为41.34%,教师中具有博士学位的教师所占比重为40.58%,教师中具有硕士学位的教师所占比重为40.26%。从数据中看出,目前教授数量少于副教授,但由于具有博士学位教师数量大,所以近几年内教授数量还会增多,而且年轻化。研究主导型自动化专业师资队伍的平均情况见表3。
目前,这17所大学自动化专业的平均本科生生师比为13.15:1,还是比较好的。但是考虑到这些大学今后大力发展研究生教育的发展趋势,13.15:1的本科生生师比数据还是不够让人满意的,尚需进一步加大师资力量的建设。目前这些大学的本科生招生规模基本不变、维持现有水平,少数学校到2005年的在校学生人数比现在会略有增加,也有少数学校削减了在校规模数。
表3 研究主导型自动化专业师资队伍情况
项目
教授比例
副教授比例
讲师比例
助教比例
博士学位教师比例
硕士学位教师比例
教学验人员比例
生师比
平均
29.76%
41.34%
24.13%
12.23%
40.58%
40.26%
20.89%
13.15:1
1.3.5 就业情况现状
自动化专业的毕业生能在电子信息、生物工程、通信、计算机、电子商务、电力、交通、金融、机械以及轻纺等广泛领域从事技术和管理工作。毕业生进一步深造,除了攻读本专业硕士研究生以外,还可以攻读其他相关学科,如计算机、电子信息、通信、仪器仪表、管理、生物医学工程等专业的硕士研究生,深受培养单位欢迎。
据人事部最近发布的网上求职信息表明:与计算机总体需求量位列第一相对应,计算机求职人数高居榜首,而自动化及其相关专业总体需求量平均列前10位之内,但求职人数平均排名在第10位之后。这说明自动化及其相关专业目前暂时处在供略微小于需求的良性状态。仅就业率而言,以2000年为例,据《中国青年报》报道,2000年全国自动化专业仅初次就业率就高达92%以上。最新信息表明:自动化专业就业率仍在保持相当良好的上升态势。
17所研究主导型自动化专业的院校中,有15所提供了自动化专业本科生近三年一次就业率的情况。其中,本科生一次就业率在96%~100%之间的学校有10所,占15所学校中的66.67%;一次就业率在90%~95%之间的学校有3所,占15所学校中的20%;一次就业率在85%~89%之间的学校有2所,占15所学校中的13.33%。这些学校的自动化专业中,认为本专业与本校其他专业相比,本科生一次就业率情况好的学校数为10所,占学校总数的66.67%;认为本专业与本校其他专业相比,本科生一次就业率情况为中上水平的学校数为5所,占学校总数的33.33%。此次调查数据与上述人事部评述相符合。
表4 研究主导型自动化专业本科毕业生一次就业率情况
就业率
96%~100%
90%~95%
85%~89%
84%以下
学校数量
10
3
2
0
学校百分比
66.67%
20%
13.33%
0
注:“中南大学”、“西安交通大学”两所学校未列入统计(表格中无数据)。
表5 研究主导型自动化专业本科毕业生就业情况与本校其他专业的比较
就业率级别
好
中上
中下
差
学校数量
10
5
0
0
学校百分比
66.67%
33.33%
0
0
注:缺“中南大学”、“西安交通大学”、“大连理工大学”的数据。
研究主导型自动化专业本科毕业生的去向情况大体分布在读研究生、国有大中企业、政府、军队机关、科研院(所)、民营企业、个体户、出国学习等方面。但各个学校各类毕业生占总毕业生的比例情况却差别较大,从中也能体现出研究主导型自动化专业的高校之间也有较大差距。以应届本科生读研究生的比率为例,最高的为清华大学, 读研率为74.5%;读研率在40%~50%之间的学校有3所;读研率在30%~40%之间的学校有0所;读研率在20%~30%之间的学校有6所;读研率在10%~20%之间的学校有4所。
研究主导型自动化专业本科毕业生的去向情况见表6。从表中数据可以看出,研究主导型大学自动化专业本科毕业生大部分流向研究生深造、国有大中企业与科研院所,所占比重在2/3以上。研究生的平均比例30%以上,也体现出这类大学的特点。
通过上述数据,可得到结论:自动化专业是一门横跨众多应用学科的、偏基础性的工科专业,在广大的工业领域有需求。同时由于研究主导型自动化专业有很好的社会声誉,所以本专业的学生就业较理想。
表6 研究主导型自动化学科专业2001-2003年毕业生就业去向
就业种类
研究生
国有大中企业
政府、军队机关
科研院(所)
民营
企业
个体户
出国
学习
待 业
平均比例
30.38%
20.99%
4.71%
17.21%
17%
0.28%
4.77%
4.66%
1.4 专业特色现状
自动化学科的历史沿革中一直具有很强的实际背景,航天、航空、交通、电力、生产制造等行业的需求是自动化学科的诞生和发展的主要动力。因此,本学科的发展必须坚持需求牵引。目前, 以“信息化带动工业化”、以“信息化改造传统产业”已经成为我国的基本国策,自动化技术是信息技术在传统产业应用的重要接口和切入点,自动化学科应该也能够为实现国家战略目标和国民经济的跨越式发展发挥重要作用。
与国内同类学科相比,研究主导型自动化学科专业具有显著的研究特色与较高的理论和实验技术水平,在智能控制理论及应用技术、模式识别与智能信息融合处理、智能仪器与多传感器信息处理等研究方向上形成了鲜明的特色和优势,研究成果突出。各学校专业拥有实力雄厚的科研队伍和优秀的学术带头人,学术思想活跃,学术素质优秀 ,在国内享有很高的学术地位,有许多人担任国际国内重要学术期刊的顾问、编委。在人才培养方面,形成了博士、硕士、学士系列化的学位和非学位教育体系,培养了大批优秀的自动化专业工程技术人才,毕业生素质高,受到了用人单位的一致好评,多年来学生一次就业率一直居于相关专业前列。
研究主导型自动化学科专业在本科生培养中,始终坚持“厚基础、宽口径、重能力、高素质”的原则,专业办学上强调宽口径,有较强的基础理论教学,注重实施素质教育、加强实践环节、突出创新能力和计算机系统的开发与应用能力的培养;注重发挥学科优势,教学、科研和学科建设互相渗透,注重科研成果转化为教学实验装置,本科教育与研究生培养互相衔接。
研究主导型自动化学科专业设有工业(企业)自动化、楼宇自动化、电机与电器、电力系统及其自动化、飞行控制等专业方向。学生受到在电工电子、信息控制、计算机技术应用等方面的基本工程训练。以电为主,集机、电、液、控制和计算机为一体,突出分析计算、强弱电并举、系统与元件相结合、软硬件相结合的特色,使学生在本专业领域内具有解决专业工程技术问题的能力。
研究主导型院校的自动化学科专业,具有一定的行业特色,如武器、冶金、航天、航空、交通、能源与电力、制造等,因此各院校的专业培养方案与课程设置上也体现出了各自的培养特色。各院校的自然科学基础、人文社会科学基础、专业基础课程、实践环节方面基本一致,在专业方向类课程设置方面,则体现出各校的特色,特色课程包括:工业自动化网络技术、电气照明、数控机床、计算机仿真、CIMS系统导论、流体传动及控制、飞行控制、导航系统、热力设备、流体力学、泵与风机、热工理论基础等。
1.5 调查结论
通过对17所研究主导型大学的自动化专业的培养目标、专业定位、理论教学体系、实践教学体系、素质能力教育、师资队伍结构、学生就业情况以及专业特色等现状进行调查分析,基本可得出以下结论:
(1)培养目标明确,定位起点高,以培养具有厚基础、宽口径、高素质、创造型的高层次自动化专业人才为己任。
(2)以“综合性、研究型、重应用、开放式、国际化”的办学模式组织教学;以建成“国内一流、国际知名的研究主导型自动化专业”为奋进目标。
(3)理论教学、实践教学、素质能力教育相统一,各类课程与知识结构比重设置合理,知识体系与课程体系体现出自动化专业的明显特点与特有的办学模式。理论教学充分体现出厚基础、宽口径;实践教学具有明显的重应用、创造性训练特点;素质能力教育贯穿于自动化专业培养教学的各个阶段于环节之中。
(4)研究主导型自动化专业名师大家云集,师资队伍雄厚,最近几年表现出博士学位教师比重逐年上升,教师队伍年龄逐年下降,基本呈现出向高学历、年轻化的方向发展。
(5)多年来,研究主导型自动化专业本科生就业相对其他专业,在各学校均处于中上水平,并保持良好的上升态势。其中有1/3以上读研继续深造。就业去向依次为攻读研究生、国有大中型企业、政府部门、军队机关、科研院所、民营企业、个体户和出国学习,其中攻读研究生和进入国有大中型企业与科研院所的从业比例2/3强,充分体现出研究主导型自动化专业的优势和特点。
(6)自动化专业学科已形成了完整的理论体系和有着宽广的实际应用背景,在面对自然对象和各种人造系统进行信息获取、信息处理和信息利用时,有丰富的理论支撑和广泛的应用领域,特别在以“信息化带动工业化”、“信息化改造传统产业”进程中,自动化将起到不可替代的桥梁纽带作用。在人才培养方面,形成了学士、硕士、博士系列化的学位教育体系。在本科教育阶段,为进一步发挥学生的潜能,因材施教,在实行教改班的基础上,部分院校分别实行了三年可考研的电类联合班,三年主修自动化专业、两年复修贸易或管理专业的双学位模式。目前,正在研讨试行2+3+X的本—硕—博贯通的培养模式,将在更大范围发挥学生潜能和研究主导型大学的资源优势。开展校际、省级和全国“电子设计竞赛”、“挑战杯竞赛”、“课外科技作品竞赛”等活动,激发学生的学习兴趣爱好和培养他们的科学创造力。
研究主导型自动化专业优势明显,特点突出,但也存在某些不足和值得改进提高的方面。
(1)学生受考研、就业与评价标准等因素影响,实践环节、毕业设计大打折扣,实践能力,特别是动手能力训练受到削弱。
(2)由于受经费、教学条件和考核标准等因素影响,有重视软件、轻视硬件训练的倾向,造成学生硬件实际动手能力下降。
(3)引用国外先进教材比例偏低,国内具有高水平和突出特色的教材偏少,办学模式单一,缺乏各自的特点和多样化风格。
(4)由于选修课程开出率低,课程选择灵活性差,学生接受反映新技术、新方法、新理论的课程内容机会偏少。
测控技术论文2000字
测控技术可以提高建造的效率与建设成本,进而提高人们的生活质量,这是我为大家整理的2000字的测控技术论文,仅供参考!
智能测控仪表技术探析
【摘要】分析了现场总线特点,提出了智能测控仪表系统的CAN总线通信方案,阐述了智能仪表中通用CAN通信接口的硬件设计与软件实现框图。
【关键词】智能;测控仪表
1 引言
现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网,是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字化、多点通信的低层控制网络,是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。由于它适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向,在减少系统线缆,简化系统安装、维护和管理,降低系统的投资和运行成本,增强系统性能等方面的优越性,它一经产生便成为全球工业自动化技术的热点,受到全世界的普遍关注。
自20世纪80年代末以来,有几种类型的现场总线技术己经发展成热并且广泛应用于特定的领域。这些现场总线技术各具特点,有的已经逐渐形成自己的产品系列,占有相当大的市场份额。几种比较典型的现场总线有CAN总线、LonWorks总线、PROFIBUS总线等。CAN(ControlArea Network)总线是山德国BOSCII公司为实现汽车内部测量与执行部件之间的数据通信而设计的现场总线。与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性,使其应用范围不再局限于几汽车工业,而向机械工业、过程工业等领域发展,更适合现场级工业监控设备的互联。CAN总线规范已经成为国际标准,被公认为几种最有发展前途的现场总线之一。具体来说,CAN具有以下特点:结构简单,只有两根线与外部相连;通信方式灵活,以多主方式下作而不分主从,可以点对点、点对多点及全局广播方式发送和接收数据;废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码;采用短帧格式,每帧数据长度最多为8个字节,可满足工业控制领域的一般要求。同时8个字节不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性;采用非破坏性总线仲裁技术;采用CRC检验并提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性;CAN节点具有自动关闭功能,在节点错误严重的情况时自动切断与总线的联系,这样可不影响总线正常工作。
2 智能测控仪表的系统结构
一个典型的基于CAN总线的智能测控仪表的系统结构,系统主要由两部分组成:上位机和智能测控仪表,测控仪表的主要任务是接收来自上位机的命令完成工业现场的各种模拟量的采集和实现对各种生产设备的控制,而上位机则负责对整个智能测控系统进行监控和管理,其任务包括CAN节点状态消息的显示及报警、向CAN节点发送命令及控制参数、接收CAN节点数抓、曲线显示、存储打印等。这些功能可利用现代微机丰富的资源和强大的功能实现,除此之外,通过对采集数据的后台处理,还可实现诸如数字滤波PFT变换等智能化功能,CAN通信采用两线接口,要进行通信的各节点的控制器通过CAN驱动器连接到CAN总线上,各节点在CAN通信中没有物理地址,而是采用软件ID辨识的方式对在总线上广播的信息进行过滤,以及当多个节点需要同时信息传送时决定信息传送的优先级。
芯片与CAN总线的通信通过CAN总线收发器进行,CAN总线收发器是CAN控制器和物理总线间的接口,提供对总线的差动放人和接收功能。要实现PC机与CAN总线的通信,必须借助于PC机的CAN通信卡,这种卡市场上有很多,可根据需要进行选择,亦可自行设计。
3 智能测控仪表的接口设计
CAN总线是一种串行数据通信协议,在CAN总线通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能,可以完成对通信数据的成帧处理。
SJA1000是Philips公司PCA82C200型CAN控制器的后续产品,在软件和引脚上均与PCA82C200兼容,井增加了许多新的功能,性能更佳,尤其适用于对系统优化、诊断和维护要求比较高的场合。SJA1000的功能由以下几部分构成:接口管理逻辑;发送缓冲器,能够存储1个完整的报文事(扩展的或标准的);验收滤波器;接收F1F0;CAN核心模块。
SJA1000的一端与单片机相连,另一端与CAN总线相连。但是,为了提高单片机对CAN总线的驱动能力,可以把82C250作为CAN控制器和物理总线间的接口,以提供对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。
若用SJA1000作为流量计的CAN控制器,与CPU(单片机)相连,再通过PCA82C250组成CAN总线。这种结构很容易实现CAN网络节点中的信息收发,从而实现对现场的控制。
CAN通信协议主要由CAN控制器完成,SJA1000是适用于汽车和一般工收环境控制器局域网(CAN)的高集成度控制器,具有完成高性能通信协议所要求的全部特性,具有简单总线连接的SJA1000可完成物理层和数据链路层的所有功能,应用层功能可由微控制器完成,SJA1000为其提供多用途的接口。
SJA1000操作期间,在上电之前必须配置控制线路(中断、复位、片选等)建立与CAN控制器之间通信的硬件连接。初始化、CAN通信采用中断方式数据发送和接收子程序。
如果在上电后独立CAN控制器在引脚17得到1个复位脉冲(低电平),它就能够进入复位模式。在对SJA1000寄存器设置前,CAN控制器通过读复位模式请求标志来检查是否己进入复位模式,因为要配置信息的寄存器只有在复位模式才能写入,并涉及到对控制寄存器CR、验收码寄存器(ACR)验收屏蔽寄存器(AMR)、总线定时寄存器(BTRO和BTR1)输出控制寄存器(OCR)的初始化编程。时钟分频寄存器可以选择BasicCAN或PeliCAN工作模式,设置CLKOUT引脚使能用来选择频率,设置是否使用旁路CAN输入比较器和是否使用TX1输出用为专门的接收中断输出。验收代码和验收屏蔽寄存器的设置可以过滤信息,为收到的信息定义验收代码;为与验收代码相关位比较定义验收屏蔽代码。
总线定时寄存器定义总线上的位速率。输出控制寄存器定义CAN总线输出引脚TX0和TX1的输出模式,定义TX0和TX1输出引脚配置是悬空、下拉、上拉或推挽以及极性。中断寄存器设置允许识别的中断源。
4 小结
多个智能仪表通过CAN接口与PC连成总线网,其系统运行良好。这种基于现场总线的智能仪表系统抗干扰性强、性能可靠,无论是测量速度、精确度和自动化程序还是性价比都是传统仪表不能比拟的,是今后仪器仪表发展的方向。
现代电子测控技术的应用分析
摘要:现代电子测控技术是基于计算机技术、信息技术、网络技术、电子技术等基础上来实现的,是一项综合性技术,随着现代社会的发展,目前在很多领域中都得到了广泛的应用。本文中主要对现代电子测控技术的应用进行了探讨,对该项技术的发展前景进行了展望。
关键词:电子测控;技术;特点;发展现状
中图分类号:K826文献标识码: A
随着现代社会的发展以及各种需求的不断增长,电子测控技术也得到了快速的发展。该技术是现代高新技术的重要组成部分,是集计算机技术、信息技术、电子技术、网络技术和光电技术等多种高新技术为一体的综合性技术。随着相关技术的更新换代,测控技术也不断走向网络化、信息化和智能化的道路。现代测控技术就是依靠人工将实时监控到的数据录到电脑中去,并结合现代计算机处理技术进行相关数据分析,得到有用的信息。随着现代测控技术的发展,数据信息的速度和准确率上都有较大的提升。现代社会不断发展、人民生活水平的日益提高,现代测控技术更是延伸到人们生活的各个领域,尤其是在国防、航天、电子、农业等重要领域起着不可忽视的作用。
1现代电子测控技术介绍
现代测控技术就是依靠人工将实时监控到的数据录到电脑中去,并结合现代计算机处理技术进行相关数据分析,得到有用的信息。现代测控技术主要是在现代测控系统的指导性进行自动化控制,它主要依赖的就是现代计算机处理技术。现代测控系统的组成。现代测控系统主要有控制器、程控设备和仪器、测控应用软件、总线与接口和被测试对象等五大部分组成。控制器是测控系统的控制和指挥中心,主要指的是计算机等;程控设备和仪器包括有各种程控开关及仪器、、存储器件和显示器件等;测控软件有驱动和应用程序等;总线和接口是各种设备和仪器的连接通道,有连接器、插槽等;被测试对象则是根据任务的不同进行确定的。按照结构不同可以把现代测控系统划分为基本型、闭环控制型和标准型三类。
2现代电子测控技术的特点
随着相关技术的更新换代,市场日趋激烈的竞争环境和人们需求的多样化、高要求化,测控技术也在实现自身技术的突破,不断走向网络化、数字化、分布式化和智能化的道路。
2.1网络化
随着网络覆盖面的扩大,计算机技术和现代信息技术的不断发展,测控技术与现代计算机技术、网络技术和通信技术的日益密切,测控技术逐步走向网络化。除此之外,传感器技术在测控系统中的应用也使得现代测控技术使用的更加便捷。现代测控技术的不断更新与发展,其应用范围也在日益深化,逐渐应用到国防、航天、电子、农业等重要领域。
2.2数字化
现代测控技术就是依靠人工将实时监控到的数据录到电脑中去,并结合现代计算机处理技术进行相关数据分析,得到有用的信息。由此可见,使用现代测控技术就是为了有效监测被试对象,以期获得有用的信息。在信息高速发达的社会,数字化技术是现代高新技术发展的必经之路。数字化主要包含有通信数字化、信号数字化了、多媒体数字化等。多媒体数字化主要应用于教学,通信数字化主要使得人们无线交流起来更加便捷。
2.3智能化
智能化是现代信息技术发展的主题,像最基本的手机、电脑都是智能化的产物,机器人同样是智能化发展的结果。随着现代测控技术的发展,数据信息的速度和准确率上都有较大的提升。为了使得技术发展的更加人性化、精确、方便,那么在现代测控系统里使用智能化仪器则成了必然的需求。仪器智能化在人工智能和微电子技术的发展基础上也得到了较快的发展,智能化仪器在工业中的应用必将促进工业的快速发展。
2.4分布式化
分布地点不同的测控设备能够有效地选择最适宜的仪器,测控技术的分布化是基于微型计算机技术以及网络技术的,现代测控系统是由有效的联合分布式设备组建而成的。生产控制分布式仪器的过程是一个集测试、控制、管理为一体的全程自动化过程,这就使得测控成本得到了有效的降低,同时增加了测控效率。分布式即是将测控系统中的五大部分有机的联系起来,利用分布化的结构将整个系统有机的协调起来,实现测控系统的有效运转。现代测控系统的分布式特点能够实现安全可靠,故障部分不会对其他系统部分产生影响;新接口和新功能的开发更加便捷,系统功能得到了增强;同时并行的处理方式具有高速运行的特点;具有灵活的使用方式,能够组建多模块以及单模块系统等[2]。测控系统的分布式管理不仅提高了生产的效率,更是有效节约人工监测成本。借助计算机网络技术为微型计算机技术的发展,分布式测控技术也将不断更新完善。
3现代电子测控技术的发展现状
3.1现状。随着先进科学技术和社会经济的迅猛发展,现代测控技术的应用范围得到了很大的拓展,具有很快的发展速度,同时极大地提高了测控技术水平。但是,仍然存在着很多大大小小的问题,测控技术在我国没有进入高水平的发展阶段,在微型化、数字化以及智能化等方面仍落后于发达国家。所以,我国需要加强先进技术和设备的引进和应用,借鉴国外先进技术和有效的发展模式,尽量与国际技术发展接轨,不断开拓创新,尽量缩小发展差距,达到高水平的现代测控技术。
3.2前景。测控技术的发展逐步面向全球化和网络化等,更加紧密地加强了世界各国的联系,逐步趋近于科学先进的发展态势。社会经济的市场发展很大程度上促进了现代测控技术的不断进步,进而与社会发展融合,带动科学技术的全球化发展。目前,各个产业的发展迅速,也带来了测控技术的飞速发展,分析现代测控技术的发展可以发现,开放化和标准化是其清晰的发展趋势。随着相关技术的更新换代,市场竞争环境日趋激烈化和人们需求的多样化、高要求化,测控技术也在实现自身技术的突破,不断走向网络化、数字化、分布式化和智能化的道路。在信息化高速发展的现代社会,现代测控技术的发展前景依然还是非常广阔的。现代测控技术的应用尤其是在工业发面的应用,逐步推动了社会的发展和进步。
4现代电子测控技术的应用
现代测控技术更是延伸到人们生活的各个领域,尤其是国防、航天、电子、农业等重要领域起着不可忽视的作用。
4.1农业、航天领域
航天飞行过程中飞行目标的控制和测量是通过现代测控技术实现的,它主要可以完成以下几个功能:航天器的物理参数和运动参数测量、宇航员生理信息测量、跟踪测量航天器、控制指挥飞行目标、监视飞行状态等。农业方面也融合了测控技术的应用,比如:对粮食温度进行测量,高温报警,启动通风机进行粮仓的通风。
4.2新型传感器技术
新型传感器技术是测控技术的重要方面,能够应用在生活生产的各个领域。例如:监测火车的机车状况、监控心内压系统等均应用了智能传感器;气体微型化传感器主要应用在防伪、国防、机器人、化工、医学、交通等方面;集成传感器的应用领域主要有:视觉测量、压力测量、温度测量等;数字传感器的应用主要集中在环境温度测量以及银行监控等方面。
4.3远程测控
远程测控是现代测控技术的重要内容,主要包括:无线通信、电话网以及专线的远程测控,可以应用在远程监测电网电站以及输送石油的管道和机器人等方面。现代测控技术能够远程控制燃气、水电的自动抄袭以及诊断设备故障等。
5总结
作为新世纪的高新技术,随着现代社会不断发展、人民生活水平的日益提高,现代测控技术更是延伸到人们生活的各个领域,尤其是在国防、航天、电子、农业等重要领域起着不可忽视的作用。随着竞争环境和人们需求的多样化、高要求化,测控技术也在实现自身技术的突破,逐步走向系统化、网络化和智能化之路。
参考文献
[1]陈辉,常江,张连军.测试技术实验教学改革与学生创新能力的培养[J].实验技术与管理,2007(2)
[2]况迎辉,祝学云,陈建元.现代测控技术创新实践平台建设的探索与实践实验[J].技术与管理,2009,26(11)
[3]李欣国.浅谈现代测控技术及其应用[J].实用科技,2010(16)
[4]侯晓婷.测控技术在电子技术方面的应用[J].华东科技,2013(05)
测控技术与仪器专业开设课程设置,课程内容学什么
主干学科,仪器科学与技术。
测控技术与仪器专业主干课程,电工学、电子技术基础、传感器原理及应用、微机原理及应用、控制工程基础、信号与测试系统、智能机械设计、数字化测控技术、精密仪器设计、测控电路设计、智能仪器设计、微机电系统。
测控技术与仪器专业实践教学,包括军训、金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上。
测控技术与仪器专业就业方向,主要就业方向包括以下三个方向:
智能仪器仪表方向
智能仪器仪表方向主要是从事仪器仪表,电子产品的软件,硬件研发,测试,也可以从事仪表自动控制等方面的工作,这是一个偏向于电子的方向,最好要学好C语言,汇编语言,单片机,labview等并有相关的实践开发经验。刚开始工资不会太高,一般就2500到3000(单位不同工资会相差很多)。研究生毕业在不同的地方哪的钱也不一样。在北京应该有3500左右,这是开始,工作一段以后就看你的实力了。
测试计量技术与仪器方向
这个方向主要是从事计量,测试检测,品质检验等的工作,这个方向学术研究的成分比较重一点,一般本科生比较难找到较合适的工作。
计算机测控技术方向
这个方向有一个亮点课程就是图象检测与处理,是一个比较偏向与计算机的方向,与第二个有相类似的地方都是从事的检测测量,只是计算机测控技术方向比较偏向于计算机操作平台的运用。现在的计算机人才是紧缺的,学好了很容易找到一份高薪工作,平均水平大概在4000左右。
测控技术与仪器专业课程有哪些 主要学什么
测控技术与仪器专业课程有精密机械与仪器设计、精密机械制造工程、模拟电子技术基础、数字电子技术基础,微型计算机原理与应用、控制工程基础、信号分析与处理、精密测控与系统等。
测控技术与仪器专业培养学生学习精密仪器的光学、机械与电子学基础理论,测量与控制理论和有关测控仪器的设计方法,受到现代测控技术和仪器应用的训练,具有本专业测控技术及仪器系统的应用及设计开发能力。
测控技术与仪器专业主要课程:
精密机械与仪器设计、精密机械制造工程、模拟电子技术基础、数字电子技术基础,微型计算机原理与应用、控制工程基础、信号分析与处理、精密测控与系统等。
测控技术与仪器专业主干学科:光学工程、仪器科学与技术。
测控技术与仪器专业主要实践性环节:包括军训、金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等。
智能仪器仪表方向主要是从事仪器仪表,电子产品的软件,硬件研发,测试,也可以从事仪表自动控制等方面的工作,这是一个偏向于电子的方向,最好要学好C语言,汇编语言,单片机,labview等并有相关的实践开发经验。
测试计量技术与仪器方向。这个方向主要是从事计量,测试检测,品质检验等的工作,这个方向学术研究的成分比较重一点,一般本科生比较难找到较合适的工作。
计算机测控技术方向。这个方向有一个亮点课程就是图象检测与处理,是一个比较偏向于计算机的方向,与第二个有相类似的地方都是从事的检测测量,只是计算机测控技术方向比较偏向于计算机操作平台的运用。
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