時(shí)間：2022-06-10 00:43:37
開(kāi)篇：寫(xiě)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(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
在通信中沒(méi)有穩(wěn)定通道，且在路由方面會(huì)出現(xiàn)極高延遲，無(wú)法保證網(wǎng)絡(luò)通信中的安全問(wèn)題，例如一些重要信息可能會(huì)被攔截并對(duì)其泄露，因此網(wǎng)絡(luò)通信的安全性不夠強(qiáng)，則不能夠有效的保證信息安全的傳輸。
2對(duì)無(wú)線傳感器的安全技術(shù)造成破壞的因素
2.1破撞攻擊。在發(fā)包作用處于正常的節(jié)點(diǎn)中時(shí)，破壞方則會(huì)附帶的將另一個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)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(wú)法有效的被分離開(kāi)，從而嚴(yán)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(tīng)系統(tǒng)則是最好的防卸方法，它是利用糾錯(cuò)系統(tǒng)來(lái)查找數(shù)據(jù)包的疊加狀況，并及時(shí)的對(duì)其進(jìn)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(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的頻率進(jìn)行深入的了解之后，通過(guò)通信頻率附近的區(qū)域的得知，來(lái)發(fā)射相應(yīng)的無(wú)線電波，從而進(jìn)行一步對(duì)干擾予以加大。對(duì)于這種狀況，則需要采用科學(xué)合理的預(yù)防方式，來(lái)將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)裝換成另一個(gè)頻率，才能進(jìn)行正常的通信。
3加強(qiáng)無(wú)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(guò)程所存在的不同問(wèn)題在整個(gè)加密系統(tǒng)中是極其薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)，信息的泄漏問(wèn)題尤為頻繁。目前我國(guó)對(duì)密鑰管理技術(shù)上最根本的管理是對(duì)稱(chēng)密鑰機(jī)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(gè)共享的密碼鑰匙，處于兩個(gè)需要進(jìn)行交換的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)，則要根據(jù)能夠進(jìn)行計(jì)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(shí)施就是想節(jié)省無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)所擁有能量，并最大程度體現(xiàn)無(wú)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(shí)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(guò)泛洪攻擊方式進(jìn)行攔截及獲取，并利用網(wǎng)絡(luò)將類(lèi)似虛擬IP地址、hello時(shí)間以及保持時(shí)間這樣的HSRP信息的HSRP協(xié)議數(shù)據(jù)單元進(jìn)行寄發(fā)的方式，來(lái)對(duì)正常情況下的傳輸實(shí)行阻礙，使得網(wǎng)絡(luò)無(wú)法進(jìn)行正常且順利的通信流程。但通過(guò)HSRP協(xié)議和TESLA協(xié)議進(jìn)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(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)攻擊進(jìn)行預(yù)防的能力，從而保證無(wú)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是通過(guò)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(huì)利用融合以及剔除，來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳送，因此在此過(guò)程中，必須謹(jǐn)慎仔細(xì)的對(duì)數(shù)據(jù)融合的安全性問(wèn)題予以重視。同時(shí)數(shù)據(jù)融合節(jié)點(diǎn)的過(guò)程中，必須將數(shù)據(jù)具體的融合通過(guò)安全節(jié)點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)展，并且在融合之后，將一些有效的數(shù)據(jù)通過(guò)供基站予以傳送，才能進(jìn)一步對(duì)監(jiān)測(cè)的評(píng)價(jià)進(jìn)行開(kāi)展，從而保證融合的結(jié)果具有真實(shí)性以及安全性。
3.4密碼技術(shù)。針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一些極其不安全的特性，可通過(guò)密碼設(shè)置、科學(xué)化的密碼技術(shù)，從而進(jìn)一步保證網(wǎng)絡(luò)通信能夠安全的進(jìn)行。同時(shí)通過(guò)加大密碼中相關(guān)代碼以及數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，來(lái)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(wú)法達(dá)到對(duì)稱(chēng)性，其中所具備的保護(hù)因素較大，并且擁有簡(jiǎn)單方便的密碼設(shè)置，從而廣泛、普遍的被人們運(yùn)用到日常生活中。而在應(yīng)用不同的通信設(shè)備時(shí)，則需要將相應(yīng)的密碼技術(shù)進(jìn)行使用。
4結(jié)束語(yǔ)
Proceedings of the 10th
Italian Conference Sensors
and Microsystems
2008, 674pp.
Hardcover
ISBN 9789812833525
A G Mignani等著
本書(shū)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(huì)議上的論文。這次會(huì)議由意大利傳感器與微系統(tǒng)協(xié)會(huì)(AISEM)和費(fèi)拉拉大學(xué)應(yīng)用物理系組織,整個(gè)會(huì)議由9個(gè)口頭宣讀分組會(huì)和2個(gè)書(shū)面張貼分組會(huì)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(zhuān)業(yè)人士提供了一個(gè)獨(dú)特的跨學(xué)科的交流平臺(tái)。傳感器與微系統(tǒng)會(huì)議論文集自第一版出版以來(lái),為傳感器與執(zhí)行器、材料與工藝技術(shù)、信號(hào)的監(jiān)控、獲取和控制、數(shù)據(jù)處理、圖像識(shí)別技術(shù)、微系統(tǒng)、微機(jī)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(xiàn)。
傳感器與微系統(tǒng)是一門(mén)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(gè)領(lǐng)域。本書(shū)收錄的109篇論文被分成10個(gè)部分介紹,1.應(yīng)邀演講報(bào)告,包括計(jì)算機(jī)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(cè),包含了導(dǎo)管..導(dǎo)管內(nèi)的伽瑪射線探測(cè)儀、用于移動(dòng)醫(yī)療的基于紅外線的心率監(jiān)測(cè)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(cè)、用光纖探針和低成本分光度計(jì)對(duì)水中Cr(VI)含量的在線全自動(dòng)測(cè)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(cè)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(duì)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(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的應(yīng)力計(jì)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(shí)間轉(zhuǎn)換器等6篇文章。
本書(shū)內(nèi)容豐富新穎,幾乎涵蓋了傳感器的各個(gè)領(lǐng)域,介紹了傳感器在各個(gè)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(guó)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(biāo)
一、引言
ADXL210E是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的含有用多晶硅表面微機(jī)械加工技術(shù)制作的傳感器的兩坐標(biāo)軸加速度計(jì)單片集成電路。論文寫(xiě)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(cè)量諸如振動(dòng)這樣的動(dòng)態(tài)加速度和重力之類(lèi)的靜態(tài)加速度，測(cè)量范圍為±10g。ADXL210E的占空因數(shù)輸出在沒(méi)有A/D轉(zhuǎn)換器或膠著邏輯（Gluelogic）的情況下，可通過(guò)微處理器直接測(cè)量。論文寫(xiě)作，ADXL210E。事實(shí)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(xiě)作，ADXL210E。ADXL210E常用于兩軸傾斜傳感器、信息家電、報(bào)警和移動(dòng)探測(cè)器及汽車(chē)安全等領(lǐng)域。
其性能特點(diǎn)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(biāo)軸采用多晶硅精細(xì)機(jī)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(jì)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(cè)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(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的數(shù)字輸出，通過(guò)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(gè)引腳的功能見(jiàn)表1。
圖1 ADXL210E引腳排列圖
表1 ADXL210E的引腳功能
本書(shū)為第11屆意大利傳感器與微系統(tǒng)會(huì)議的論文集，其中精選了具有代表性的會(huì)議論文。這次會(huì)議展示了在傳感器與微系統(tǒng)領(lǐng)域的理論模擬與實(shí)際應(yīng)用的最新成果。傳感器與微系統(tǒng)是一個(gè)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(shū)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(cè)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(dòng)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(zhǎng)周期光柵作為高靈敏度化學(xué)傳感器；用于低溫下檢測(cè)氫氣的光纖傳感器；溶劑對(duì)復(fù)合薄膜形貌和傳感特性的影響；納米鈦對(duì)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(cè)牛奶中M1黃曲霉素的便攜式熒光計(jì)；利用光學(xué)傳感器檢測(cè)橄欖油的質(zhì)量；質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系在計(jì)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)厚膜氣體檢測(cè)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(cè)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(duì)氫氣的檢測(cè)；包含銀納米簇的氟化聚亞酰胺納米復(fù)合薄膜用于對(duì)有機(jī)氣體的光學(xué)檢測(cè)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(jì)；一種具有濺射內(nèi)核的二維平面磁通量閥門(mén)；一種用于探測(cè)RF電場(chǎng)的光學(xué)探針；通過(guò)拉曼散射來(lái)測(cè)量多孔硅結(jié)構(gòu)的應(yīng)力；對(duì)熱傳感器的一種十分有效的計(jì)算機(jī)模擬模型；對(duì)硅化鉻應(yīng)力傳感器的認(rèn)識(shí)。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(cè)DNA分子；抑制酪氨酸酶的有機(jī)相酶?jìng)鞲衅?；用于人瘤病毒檢測(cè)的DNA壓電生物傳感器；用于檢測(cè)硬質(zhì)小麥安全型的用戶(hù)友好的電化學(xué)手持設(shè)備；采用SPR成像技術(shù)來(lái)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(shí)驗(yàn)室芯片技術(shù)對(duì)基因進(jìn)行分析；利用硅基玻璃芯片對(duì)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行快速光學(xué)檢測(cè)；采用不同導(dǎo)電納米顆粒來(lái)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(jī)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(duì)印跡二氧化鈦納米粒子的合成與表征；機(jī)車(chē)安全與舒適度測(cè)量；懸臂梁的強(qiáng)制型阻尼振動(dòng)。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(cè)裝置；采用雜化電子鼻原位檢測(cè)硫質(zhì)噴氣孔火山口噴發(fā)的火山氣體；對(duì)主要公路旁的漂浮粒子和氧化氮化合物的檢測(cè)；多傳感器布局在敵對(duì)環(huán)境中的機(jī)器人。第六部分為傳感器網(wǎng)絡(luò)和對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)分析，主要介紹了對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概覽：對(duì)ZGIGBEE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一瞥；動(dòng)態(tài)場(chǎng)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(dòng)設(shè)備的便攜式軟件工具；一種神經(jīng)光譜分類(lèi)的光學(xué)傳感器；對(duì)城市環(huán)境污染檢測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計(jì)；應(yīng)用多傳感器微型化系統(tǒng)對(duì)橄欖油進(jìn)行評(píng)價(jià)。
本書(shū)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(huì)在本書(shū)中找到有參考價(jià)值的內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：智能車(chē)輛；環(huán)境感知；傳感器；多傳感器信息融合
中圖分類(lèi)號(hào)：E91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2012） 14-0026-01
一、前言
隨著社會(huì)的進(jìn)步，汽車(chē)成為人們出行必不可少的交通工具，車(chē)輛堵塞、交通事故等問(wèn)題也日益顯現(xiàn)。汽車(chē)數(shù)量的快速增長(zhǎng)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(lái)。智能車(chē)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(yùn)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(diǎn)，該技術(shù)的研究日益受到國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)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?；跈C(jī)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(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)監(jiān)測(cè)道路路面、交通標(biāo)志、其他車(chē)輛、行人以及交通事故等道路環(huán)境狀況，有效保證智能車(chē)輛在各種路況下的安全行駛，并能對(duì)一些異常狀況進(jìn)行及時(shí)處理。在過(guò)去的10多年里，相關(guān)技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，有些國(guó)家已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)了一些基于視覺(jué)的道路識(shí)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(jìn)技術(shù)的應(yīng)用便可看出，感知外部環(huán)境模塊是智能車(chē)輛的核心技術(shù)。
二、環(huán)境感知傳感器在智能車(chē)輛上的應(yīng)用現(xiàn)狀
智能車(chē)輛在道路上暢行離不開(kāi)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(jìn)的通訊技術(shù)、信息傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)結(jié)合起來(lái)系統(tǒng)利用。智能車(chē)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(jī)器視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、超聲波傳感器和紅外線傳感器組成。
（一）機(jī)器視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)
機(jī)器視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)是指智能車(chē)輛利用CCD等成像元件從不同角度全方位拍攝車(chē)外環(huán)境，根據(jù)搜集到的視覺(jué)信息，識(shí)別近距離內(nèi)的車(chē)輛、行人、交通標(biāo)志等。機(jī)器視覺(jué)也有其弱點(diǎn)，容易受到環(huán)境的影響，在能見(jiàn)度較低時(shí)效果不理想，因此，在傳感器類(lèi)別中屬于被動(dòng)型。與雷達(dá)系統(tǒng)相比較，視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)價(jià)格低廉，一輛車(chē)上可以安裝多處，監(jiān)測(cè)范圍更大，搜集道路信息更為全面，通過(guò)對(duì)其所得的圖像進(jìn)行處理可以識(shí)別、檢測(cè)周?chē)窙r，這些也是主動(dòng)型傳感器無(wú)法替代的。所以越來(lái)越多的人對(duì)利用機(jī)器視覺(jué)感知車(chē)輛行駛環(huán)境產(chǎn)生很大的興趣，該系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)生活中隨處可見(jiàn)，普及率最高，機(jī)器視覺(jué)在智能車(chē)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(dá)系統(tǒng)
雷達(dá)系統(tǒng)是一種主動(dòng)型傳感器，利用微電磁波探測(cè)目標(biāo)距離、速度、方位等。雷達(dá)不需要復(fù)雜的設(shè)計(jì)與繁復(fù)的計(jì)算。雷達(dá)系統(tǒng)的使用不受光線、天氣等因素干擾，無(wú)論是白天還是黑夜，晴天或者下雨，雷達(dá)系統(tǒng)都能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于雷達(dá)是靠電磁波反射原理來(lái)工作的，這會(huì)導(dǎo)致相近的不同雷達(dá)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(dá)在準(zhǔn)確提供遠(yuǎn)距離的車(chē)輛和障礙物信息方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，因此在車(chē)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(cè)方法的傳感器。使用超聲波探測(cè)得來(lái)的的數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單、快速，超聲波傳感器可以發(fā)射定向長(zhǎng)生波，能夠在較小范圍內(nèi)檢測(cè)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(chē)工業(yè)上的利用首見(jiàn)于在歐洲銷(xiāo)售的的BMW 車(chē)上的超聲波停車(chē)裝置。這種系統(tǒng)利用一片單片機(jī)進(jìn)行控制，超聲波遇到障礙反射回傳后，根據(jù)傳感器探測(cè)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(lái)進(jìn)行測(cè)量工作的傳感器，技術(shù)更加先進(jìn)。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(diǎn)使它遠(yuǎn)超其他傳感器。與超聲波傳感器相比，反應(yīng)速度更快，探測(cè)范圍更廣，由于其探測(cè)視角小，方向性和測(cè)量精度有所提高。與機(jī)器視覺(jué)結(jié)合使用，紅外線傳感器可以增強(qiáng)機(jī)器視覺(jué)識(shí)別的可靠性，使黑夜如同白晝，因此常被用于智能汽車(chē)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(jì)智能車(chē)輛必須配置多種傳感器。例如夜間行駛時(shí)紅外線傳感器是必不可少的；而停車(chē)、倒車(chē)時(shí)主要使用超聲波、雷達(dá)探測(cè)周邊障礙物的遠(yuǎn)近；機(jī)器視覺(jué)除日常應(yīng)用外與其他傳感器結(jié)合起來(lái)可以使得智能車(chē)輛駕駛安全性更加可靠。
隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)和電子技術(shù)的進(jìn)步，智能車(chē)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(chē)載系統(tǒng)互聯(lián)技術(shù)、歐洲的Peugeo系統(tǒng)、美國(guó)的IVHS系統(tǒng)等。Tsai-Hong Hong等利用激光傳感器采集圖像獲得車(chē)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(jī)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(guò)不斷改進(jìn)，相信在不久的將來(lái)引起汽車(chē)工業(yè)的革命。
四、結(jié)語(yǔ)
在智能車(chē)輛的環(huán)境感知模塊技術(shù)研究中，傳感器是智能車(chē)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(chē)行業(yè)上來(lái)，未來(lái)將成為傳感器技術(shù)研究領(lǐng)域的一個(gè)發(fā)展方向。
整合各種類(lèi)型的傳感器技術(shù)，使其為智能車(chē)輛提供更加真實(shí)可靠的路況環(huán)境信息，對(duì)智能汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。由于實(shí)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(shí)路況還有很大的困難。
縱觀全球，我國(guó)的智能車(chē)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(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)保有量不斷膨脹，嚴(yán)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(lái)，只要我們勇于創(chuàng)新，結(jié)合我國(guó)具體國(guó)情，不斷進(jìn)行深入、細(xì)致的研究，我國(guó)智能化交通必能早日實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
[論文摘要]無(wú)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(guò)介紹無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)作技術(shù)，對(duì)協(xié)作技術(shù)研究中的一些熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行分析，展望無(wú)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）包含大量智能傳感節(jié)點(diǎn)，分布在大范圍地理區(qū)域內(nèi)，近似實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)、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(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得詳盡準(zhǔn)確的信息傳送給用戶(hù)。WSN以其監(jiān)測(cè)精度高、布設(shè)靈活性強(qiáng)、造價(jià)低廉等特點(diǎn)，在軍事偵察、工業(yè)控制、交通監(jiān)管、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景[1]。
由于單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的通信、處理和感知能力有限，無(wú)法處理大規(guī)模復(fù)雜問(wèn)題，多數(shù)情況下不能獲取網(wǎng)絡(luò)全局信息，傳感節(jié)點(diǎn)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(hào)與信息的協(xié)同。資源的協(xié)同和信號(hào)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(guò)對(duì)協(xié)作技術(shù)研究中的一些熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行分析，展望無(wú)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)作技術(shù)研究熱點(diǎn)
（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(duì)任務(wù)功能進(jìn)行描述和對(duì)參與任務(wù)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行描述。根據(jù)WSN的特點(diǎn)，感知任務(wù)可以從面向應(yīng)用和面向任務(wù)分配兩個(gè)角度加以描述。
文獻(xiàn)[3]分析比較了當(dāng)前具有代表性的幾種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)描述方式，如有向無(wú)環(huán)圖、抽象任務(wù)圖、基于角色的任務(wù)圖、類(lèi)SQL查詢(xún)語(yǔ)言描述等。目前并沒(méi)有一種任務(wù)描述方式能同時(shí)從兩個(gè)角度出發(fā)有效地對(duì)任務(wù)進(jìn)行描述。
（二）協(xié)作信號(hào)處理
協(xié)作信號(hào)信息處理協(xié)作信號(hào)信息處理（collaborative signal and informasion processing，CSIP）技術(shù)。文獻(xiàn)[4]描述了CSIP針對(duì)WSN網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)表達(dá)、存儲(chǔ)、傳輸和處理等方面研究新的方法和算法來(lái)滿足應(yīng)用對(duì)信息精度、網(wǎng)絡(luò)節(jié)能、低延遲、可擴(kuò)展和高可靠的要求。
文獻(xiàn)[5]分析WSN的特點(diǎn)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(diǎn)間的協(xié)商和合作，選擇合適的傳感節(jié)點(diǎn)參與協(xié)作，平衡節(jié)點(diǎn)個(gè)體和網(wǎng)絡(luò)整體在協(xié)作過(guò)程中的信息收益和資源代價(jià)，解決網(wǎng)絡(luò)信息處理中的驅(qū)動(dòng)機(jī)制、節(jié)點(diǎn)選擇、處理地點(diǎn)、時(shí)機(jī)和算法等問(wèn)題。
（三）協(xié)作時(shí)間同步
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用通常需要一個(gè)適應(yīng)性比較好的時(shí)間同步服務(wù)，以保證數(shù)據(jù)的一致性和協(xié)調(diào)性。時(shí)間同步是同步分布式數(shù)據(jù)感知和控制所必需的。在無(wú)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(lài)于現(xiàn)有的全局時(shí)間。
文獻(xiàn)[6]提出了協(xié)作時(shí)間同步同步的概念。協(xié)作同步原理如下：如果時(shí)間基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)按照相等的時(shí)間問(wèn)隔發(fā)出多個(gè)同步脈沖，其周?chē)鷨翁?jié)點(diǎn)接收后依據(jù)這一系列個(gè)脈沖的發(fā)送時(shí)刻估算出時(shí)間基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)脈沖發(fā)送時(shí)刻，并在該時(shí)刻同時(shí)發(fā)出同步脈沖。此脈沖信號(hào)會(huì)擴(kuò)散至周?chē)鷨翁?jié)點(diǎn)。如此重復(fù)下去，最終網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)同時(shí)發(fā)出同步脈沖，即達(dá)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(biāo)、知識(shí)和能力的軟件或硬件實(shí)體，能力包括感知、行動(dòng)、推理、學(xué)習(xí)、通信和協(xié)作等。
agent利用局部信息進(jìn)行自主規(guī)劃，通過(guò)規(guī)劃推理解決局部沖突以實(shí)現(xiàn)協(xié)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體目標(biāo)。Agent體系結(jié)構(gòu)、交互語(yǔ)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(xiàn)[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(xún)agent、路由agent及數(shù)據(jù)采集agent。接口agent與用戶(hù)交互，路由agent負(fù)責(zé)能源效率的數(shù)據(jù)傳輸。查詢(xún)agent為agent與路由agent之間的協(xié)作提供便利的接口，并負(fù)責(zé)建立優(yōu)化計(jì)劃，以實(shí)現(xiàn)其預(yù)定目標(biāo)。接口agent和查詢(xún)agent放置在資源豐富的基站，因?yàn)樗鼈冃枰?jì)算密集操作。數(shù)據(jù)采集agent負(fù)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(jì)，使它們?cè)赪SNs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(lái)越廣泛，WSN研究面臨的挑戰(zhàn)也日益嚴(yán)峻。單個(gè)的能源、功率、功能均受限的傳感器節(jié)點(diǎn)需要協(xié)作完成任務(wù)。針對(duì)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?jī)H僅局限在一些具體問(wèn)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。
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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(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)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(duì)傳感器的電磁兼容問(wèn)題，提出優(yōu)化設(shè)計(jì)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(yùn)行過(guò)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(duì)人體健康也會(huì)造成有害的影響，這樣的傳感器在實(shí)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(duì)外界的電磁影響可以忽略不計(jì)，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(yùn)行過(guò)程中，由于會(huì)受到來(lái)自外界的無(wú)線電發(fā)射裝備、高速數(shù)字電子設(shè)備、整機(jī)電氣設(shè)備的靜電放電、接觸噪聲、電路的過(guò)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(jì)中，其電路板上的引線、元器件都會(huì)產(chǎn)生電流，也都有電位，因此會(huì)在電路板上產(chǎn)生電磁場(chǎng)，若是傳感器的電路布線和元器件的布置不合理時(shí)，會(huì)對(duì)傳感器正常運(yùn)行產(chǎn)生寄生耦合干擾，外界介質(zhì)按電磁場(chǎng)的規(guī)律向傳感器周?chē)臻g發(fā)射電磁干擾，也會(huì)降低傳感器的電磁敏感性[7]。
3.傳感器電磁敏感性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)
3.1運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)，若是僅運(yùn)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(yùn)用模擬退火算法，原理圖見(jiàn)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(guò)計(jì)算若干次隨機(jī)便換目標(biāo)函數(shù)平均增量的方法來(lái)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(gè)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(gè)小區(qū)間，把溫度衰減函數(shù)取為：3）Markov鏈的長(zhǎng)度Lk的選取固定長(zhǎng)度：Lk通常取為問(wèn)題規(guī)模n的一個(gè)多項(xiàng)式函數(shù)。有接受和拒絕的比率來(lái)控制Lk：當(dāng)溫度很高時(shí)，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(zhǔn)則）的選取用循環(huán)總數(shù)控制法、接收概率控制法等進(jìn)行選取。
3.2運(yùn)用仿真軟件分析優(yōu)化
運(yùn)用Protues（英國(guó)LabCenterElectronics公司出版的EDA工具軟件）軟件進(jìn)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(duì)性的進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化，在優(yōu)化設(shè)計(jì)后明顯縮小了磁場(chǎng)的聚集點(diǎn)范圍，大大削弱電磁干擾強(qiáng)度，傳感器的電磁敏感性得到了提高，仿真圖見(jiàn)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(lái)，或用屏蔽體將傳感器包封，使傳感器免受外界空間電磁場(chǎng)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(huì)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(hào)設(shè)計(jì)傳輸信息的電信號(hào)需要占用一定的頻譜。為盡量減小電磁干擾，對(duì)有用信號(hào)應(yīng)規(guī)定必要的最小占用帶寬，這有賴(lài)于優(yōu)化信號(hào)波形。3.3.3完善線路設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)計(jì)和選用自身發(fā)射小、抗干擾能力強(qiáng)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(duì)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(yuǎn)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(guò)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(hào)頻譜以外不希望通過(guò)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(duì)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(shí)際連接，只要為電源和信號(hào)電流提供了回路和基準(zhǔn)電位，就通稱(chēng)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(jì)中如能周密設(shè)計(jì)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(shí)例仿真分析解決電磁干擾
取三只傳感器，按GJBl51A、GJBl52A條件進(jìn)行試驗(yàn)，分析比較傳感器在優(yōu)化設(shè)計(jì)前和試驗(yàn)中的零位輸出值，相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。由表1可以看出，優(yōu)化設(shè)計(jì)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(huì)降低傳感器的電磁敏感性，因此需要對(duì)傳感器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可運(yùn)用模擬退火優(yōu)化算法和仿真軟件分析來(lái)預(yù)測(cè)傳感器頻能量分布的聚集點(diǎn)與畸變點(diǎn)，合理調(diào)整傳感器設(shè)計(jì)方案，并對(duì)傳感器做好電磁屏蔽、優(yōu)化信號(hào)設(shè)計(jì)、完善線路設(shè)計(jì)、合理布局、濾波、接地與搭接等，對(duì)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(jià)值。
作者:雷鋼 王長(zhǎng)虹 齊虹 劉亞娟 劉濤 單位:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十九研究所
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汽車(chē)維修論文格式
一、概述
在現(xiàn)代汽車(chē)上，電子技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。隨著汽車(chē)工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，今天的汽車(chē)已經(jīng)逐步進(jìn)入了電腦控制的時(shí)代。車(chē)身電器與電子設(shè)備是汽車(chē)的重要組成部分，其性能的好壞將直接影響到汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性、排氣凈化及舒適性。計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子技術(shù)廣泛地應(yīng)用于汽車(chē)，幾乎已經(jīng)深入到汽車(chē)所有的系統(tǒng)，大大推動(dòng)了汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展。
目前，國(guó)際汽車(chē)巨頭紛紛將更多的電子信息技術(shù)設(shè)備裝備到其整車(chē)中，在國(guó)外，中高檔轎車(chē)采用的電子信息設(shè)備已經(jīng)達(dá)到30%～50%，在一些高檔車(chē)上，這個(gè)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(gè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)定位在汽車(chē)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(mén)子等這些過(guò)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(zhǔn)備，有些產(chǎn)品已經(jīng)為汽車(chē)提供了新的“動(dòng)力”。
二、電子技術(shù)的應(yīng)用
(一).電子技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用
發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)可分為電控汽油噴射、電子點(diǎn)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(xiǎn)、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(chē)上，機(jī)械式或機(jī)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(biāo)。通過(guò)電子控制器對(duì)各種不同傳感器送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和計(jì)算來(lái)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(dòng)機(jī)汽缸。電子控制器主要是根據(jù)進(jìn)氣量的多少來(lái)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(diǎn)噴射系統(tǒng)(SPI)和多點(diǎn)噴射系統(tǒng)(MPI)兩種。多點(diǎn)噴射系統(tǒng)是每個(gè)汽缸安裝一個(gè)噴油器，而單點(diǎn)噴射系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)中只有一個(gè)或兩個(gè)噴油器，安裝在節(jié)氣門(mén)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(diǎn)是，在獲得最大功率的同時(shí)，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(diǎn)火裝置
微機(jī)控制的電子點(diǎn)火系統(tǒng)主要由與點(diǎn)火有關(guān)的各種傳感器、電子控制器(ECU)、點(diǎn)火電子組件、點(diǎn)火線圈、配電器、火花塞等組成。
其中傳感器用來(lái)不斷地收集與點(diǎn)火有關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)算和控制點(diǎn)火時(shí)刻的依據(jù)。電子點(diǎn)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(zhǔn)位置傳感器、進(jìn)氣管負(fù)壓傳感器、爆震傳感器、空氣流量及進(jìn)氣溫度傳感器等。其中前兩種傳感器是用來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的，而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)是微機(jī)用來(lái)確定點(diǎn)火提前角的最主要依據(jù)。由其他傳感器檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)主要用于對(duì)點(diǎn)火提前角和點(diǎn)火時(shí)刻進(jìn)行修正。
圖1-1某車(chē)型電子點(diǎn)火系統(tǒng)
電子控制器也叫微機(jī)控制器，它是電子點(diǎn)火系統(tǒng)的中樞，用來(lái)接收傳感器收集到的信號(hào)，并且在按照一定的程序進(jìn)行判斷、計(jì)算后，給電子點(diǎn)火組件輸出最佳點(diǎn)火時(shí)刻和初級(jí)電路導(dǎo)通時(shí)間的控制信號(hào)。微機(jī)控制的電子點(diǎn)火系統(tǒng)則可使發(fā)動(dòng)機(jī)在任何工況下都處于最佳的點(diǎn)火時(shí)刻，從而更進(jìn)一步改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)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(dòng)機(jī)的一個(gè)子系統(tǒng)，主要由傳感器，ECU及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。怠速控制均采用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速反饋法的閉環(huán)控制方式，即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，根據(jù)比較的差值確定使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到目標(biāo)值的控制量，并通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速進(jìn)行校正。
圖1-2某車(chē)型怠速控制裝置
車(chē)速傳感器信號(hào)和節(jié)氣門(mén)位置傳感器信號(hào)用于判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于怠速工況，ECU便確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況，并啟動(dòng)怠速控制系統(tǒng)實(shí)施怠速控制。冷卻液溫度傳感器信號(hào)，空調(diào)壓縮機(jī)接通信號(hào)，自動(dòng)變速器檔位信號(hào)，蓄電池電壓等信號(hào)用來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速.不同怠速條件下的目標(biāo)轉(zhuǎn)速值已預(yù)先存儲(chǔ)在ECU的存儲(chǔ)器中.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)作為怠速控制系統(tǒng)反饋信號(hào)，用來(lái)計(jì)算控制量的大小。ECU一般不單獨(dú)設(shè)置，是由燃油噴射系統(tǒng)，點(diǎn)火系統(tǒng)等共用一個(gè)，這使系統(tǒng)簡(jiǎn)單化，提高控制精度。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用是調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，實(shí)現(xiàn)怠速控制.
4.廢氣再循環(huán)控制裝置
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)作為一個(gè)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(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的控制和凈化問(wèn)題，各國(guó)都進(jìn)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(dòng)機(jī)本身的改進(jìn)和增加排放凈化裝置。而由于發(fā)動(dòng)機(jī)本身的改進(jìn)，較難滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)和降低成本的要求，因此現(xiàn)代汽車(chē)采取了多種排放控制措施來(lái)減少汽車(chē)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(jiǎn)稱(chēng)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(chē)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(jìn)入汽缸燃燒，從而實(shí)現(xiàn)在循環(huán)，并對(duì)送入進(jìn)氣系統(tǒng)的排氣進(jìn)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(dòng)機(jī)ECU、冷卻液溫度傳感器、啟動(dòng)信號(hào)等組成。
5.增壓控制裝置
發(fā)動(dòng)機(jī)中增壓系統(tǒng)的安裝日漸增多，其目的是為了提高進(jìn)氣效率。電控增壓系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)是增壓技術(shù)又跨上一個(gè)臺(tái)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(dòng)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(dòng)機(jī)的低速小負(fù)荷工況相匹配的而設(shè)計(jì)的，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)容易導(dǎo)致增壓器超速運(yùn)行而損壞，為此電控廢氣渦輪增壓系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)在排氣管中廢氣渦輪使出增加了一旁通氣道，由ECU對(duì)切換閥的開(kāi)度大小進(jìn)行調(diào)整。
6.故障自診斷系統(tǒng)
現(xiàn)代轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)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(cè)、診斷發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)各部分的故障。對(duì)于傳感器，可通過(guò)檢測(cè)器信號(hào)是否超出規(guī)定范圍來(lái)直接進(jìn)行判斷；對(duì)于執(zhí)行器，則在起初是電路中增設(shè)專(zhuān)門(mén)回路來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，對(duì)于ECU本身，也有專(zhuān)用程序進(jìn)行診斷。故障自診斷系統(tǒng)一般由電子控制器(ECU)中的識(shí)別故障及故障運(yùn)行控制軟件、故障監(jiān)測(cè)電路和故障運(yùn)行后被電路等組成。
7.安全保險(xiǎn)裝置
如果ECM的輸入信號(hào)不正常，他將按照內(nèi)存中存儲(chǔ)的固定噴油持續(xù)時(shí)間和固定點(diǎn)火提前角控制發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠繼續(xù)維持工作。ECM本身出故障時(shí)，裝有備用控制系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)能繼續(xù)對(duì)噴油和點(diǎn)火進(jìn)行控制，使車(chē)輛繼續(xù)行駛。
8.發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器
發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器是指在發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的傳感器。由于電子技術(shù)特別是微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，促進(jìn)了傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用，從而也使發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)性能有了極大的提高。發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、爆震傳感器進(jìn)氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、氧傳感器等。發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)傳感器的種類(lèi)越來(lái)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(pán)上的應(yīng)用
1.電控自動(dòng)變速器
電控自動(dòng)變速器可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷、轉(zhuǎn)速、車(chē)速、制動(dòng)器工作狀態(tài)及駕駛員所控制的各種參數(shù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的計(jì)算、判斷后自動(dòng)改變變速桿的位置，從而實(shí)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(shí)間。
圖1-4奧迪A4自動(dòng)變速器
它的優(yōu)點(diǎn)是加速性能好、靈敏度高、能準(zhǔn)確反映行駛負(fù)荷和道路條件等。傳動(dòng)系統(tǒng)的電子控制裝置，能自動(dòng)適應(yīng)瞬時(shí)工況變化，保持發(fā)動(dòng)機(jī)以盡可能低的轉(zhuǎn)速工作。電子氣動(dòng)換擋裝置是利用電子裝置取代機(jī)械換擋桿及其與變速機(jī)構(gòu)間的連接，并通過(guò)電磁閥及氣動(dòng)伺服閥汽缸來(lái)執(zhí)行。它不僅能明顯地簡(jiǎn)化汽車(chē)操縱，而且能實(shí)現(xiàn)最佳的行駛動(dòng)力性和安全性汽車(chē)維修畢業(yè)論文格式汽車(chē)維修畢業(yè)論文格式。
2.防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)
該系統(tǒng)是一種開(kāi)發(fā)時(shí)間最早、推廣應(yīng)用最為迅速的重要安全性部件。它通過(guò)控制防止汽車(chē)制動(dòng)時(shí)車(chē)輪的抱死來(lái)保證車(chē)輪與地面達(dá)到最佳滑移(15%~20%)，從而使汽車(chē)在各種路面上制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪與地面都能達(dá)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(chē)輛制動(dòng)時(shí)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(chē)的操縱穩(wěn)定性和安全性，減小制動(dòng)距離。驅(qū)動(dòng)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(bǔ)充，它可以防止啟動(dòng)和加速時(shí)的驅(qū)動(dòng)輪打滑，既有助于提高汽車(chē)加速時(shí)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(dòng)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(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器，執(zhí)行器主要指制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器。
1、車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器
車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器是ABS中最主要的一個(gè)傳感器。車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器常簡(jiǎn)稱(chēng)為輪速傳感器，其作用是對(duì)車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，獲得車(chē)輪轉(zhuǎn)速(速度)信號(hào)。
2.電子控制器
ABS的電子控制器(ElectronicControlUnit)，常用ECU表示，簡(jiǎn)稱(chēng)ABS電腦。它的主要作用是接收輪速傳感器等輸入信號(hào)，計(jì)算出輪速、參考車(chē)速、車(chē)輪減速度功、滑移率等，并進(jìn)行判斷、輸出控制指令，控制制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器等進(jìn)行工作。另外，ABS電腦還有監(jiān)測(cè)等功能，如有故障時(shí)會(huì)使ABS停止工作并將ABS警示燈點(diǎn)亮。
3.制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器
制動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)器中的電磁閥動(dòng)作(或電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)等)，調(diào)節(jié)制動(dòng)系的壓力，使之增大、保持或減小，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)系壓力的控制功能。
由于ABS是在原來(lái)傳統(tǒng)制動(dòng)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(dòng)過(guò)程的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作的。在制動(dòng)過(guò)程中，車(chē)輪還沒(méi)有趨于拖死時(shí)，其制動(dòng)過(guò)程與常規(guī)制動(dòng)過(guò)程完全相同；只有車(chē)輪趨于抱死時(shí)，ABS才會(huì)對(duì)趨于抱死的車(chē)輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。
通常，ABS只有在汽車(chē)速度達(dá)到一定程度(如5km/h或8km/h)時(shí)，才會(huì)對(duì)制動(dòng)過(guò)程中趨于抱死的車(chē)輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)汽車(chē)速度降到一定程度時(shí)，因?yàn)檐?chē)速很低，車(chē)輪制動(dòng)抱死對(duì)汽車(chē)制動(dòng)性能的不利影響很小，為了使汽車(chē)盡快制動(dòng)停車(chē)，ABS就會(huì)自動(dòng)終止防抱死制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)，其車(chē)輪仍可能被制動(dòng)抱死。
在制動(dòng)過(guò)程中，如果常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障，ABS會(huì)隨之失去控制作用。若只是ABS發(fā)生故障、常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)正常時(shí)，汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程仍像常規(guī)制動(dòng)過(guò)程一樣照常進(jìn)行，只是失去防抱死控制作用?，F(xiàn)代ABS一般都能對(duì)系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具有失效保護(hù)和自診斷功能，一旦發(fā)現(xiàn)影響ABS正常工作的故障時(shí)，將自動(dòng)關(guān)掉ABS，恢復(fù)常規(guī)制動(dòng)，并將ABS警示燈點(diǎn)亮，向駕駛員發(fā)出警示信號(hào)，提醒駕駛員及時(shí)進(jìn)行修理。
圖1-5ABS系統(tǒng)圖
ABS系統(tǒng)制動(dòng)過(guò)程中，ABS電控單元(ECU)3不斷地從傳感器1和5獲取車(chē)輪速度信號(hào)，并加以處理，分析是否有車(chē)輪即將抱死拖滑。如果沒(méi)有車(chē)輪即將抱死拖滑，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置2不參與工作，制動(dòng)主缸7和各制動(dòng)輪缸9相通，制動(dòng)輪缸中的壓力繼續(xù)增大，此即ABS制動(dòng)過(guò)程中的增壓狀態(tài)。如果電控單元判斷出某個(gè)車(chē)輪(假設(shè)為左前輪)即將抱死拖滑，它即向制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置發(fā)出命令，關(guān)閉制動(dòng)主缸與左前制動(dòng)輪缸的通道，使左前制動(dòng)輪缸的壓力不再增大，此即ABS制動(dòng)過(guò)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(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置發(fā)出命令，打開(kāi)左前制動(dòng)輪缸與儲(chǔ)液室或儲(chǔ)能器(圖中未畫(huà)出)的通道，使左前制動(dòng)輪缸中的油壓降低，此即ABS制動(dòng)過(guò)程中的減壓狀態(tài)。ABS系統(tǒng)就是如此循環(huán)進(jìn)行制動(dòng)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(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓助力缸，用蓄電池和電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。這種微機(jī)控制的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓助力系比起來(lái)具有部件少、體積小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)，最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向作用力、轉(zhuǎn)向回正特性，提高了汽車(chē)的轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性，增加了汽車(chē)低速時(shí)的機(jī)動(dòng)性以及調(diào)整行駛時(shí)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(shí)負(fù)荷，自動(dòng)適時(shí)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(dāng)時(shí)的負(fù)荷，保持懸掛的既定高度。這樣就能夠極大地改進(jìn)車(chē)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(chē)輪和車(chē)體之間。此系統(tǒng)不采用氣動(dòng)膜盒，而代之以盤(pán)簧和液壓缸。液壓系統(tǒng)由電子裝置控制，該裝置對(duì)傳感器在汽車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種信號(hào)進(jìn)行分析。主動(dòng)懸掛控制系統(tǒng)配有一個(gè)能自動(dòng)測(cè)量高度及根據(jù)速度調(diào)整的裝置，當(dāng)汽車(chē)以高速行駛時(shí)能緩慢地減低其速度汽車(chē)維修畢業(yè)論文格式文章汽車(chē)維修畢業(yè)論文格式出自http：//gkstk.com/article/wk-78500001092730.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留此鏈接！。汽車(chē)的水平高度也可通過(guò)按鈕分兩次手動(dòng)調(diào)節(jié)。
5.定速巡航自動(dòng)控制系統(tǒng)
在高速長(zhǎng)途行駛時(shí)，可采用定速巡航自動(dòng)控制系統(tǒng)，恒速行駛裝置將根據(jù)行車(chē)阻力自動(dòng)調(diào)整節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，駕駛員不必經(jīng)常踏油門(mén)已調(diào)整車(chē)速。若遇爬坡，車(chē)速有下降趨勢(shì)，微機(jī)控制系統(tǒng)則自動(dòng)加大節(jié)氣門(mén)開(kāi)度；在下坡時(shí)，又自動(dòng)關(guān)小節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速。當(dāng)駕駛員換低速檔或制動(dòng)時(shí)，這種控制系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)。
6.驅(qū)動(dòng)防滑/牽引力控制系統(tǒng)(ASR/TCS)
目前安裝ABS的轎車(chē)已經(jīng)相當(dāng)普遍，但隨著對(duì)汽車(chē)安全性能的要求越來(lái)越高，出現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)(ASR，AccelerationSlipRegulation)，驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)又稱(chēng)牽引力控制系統(tǒng)(TCS，TractionControlSystem)，它的作用是當(dāng)汽車(chē)加速時(shí)將滑動(dòng)率控制在一定的范圍內(nèi)，從而防止驅(qū)動(dòng)輪快速滑動(dòng)。
汽車(chē)“打滑”可分為兩種情況：一是汽車(chē)制動(dòng)時(shí)車(chē)輪的滑移，前面已經(jīng)分析過(guò)；二是汽車(chē)驅(qū)動(dòng)時(shí)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)。所謂汽車(chē)驅(qū)動(dòng)時(shí)車(chē)輪的滑轉(zhuǎn)，就當(dāng)是汽車(chē)起步時(shí)，盡管驅(qū)動(dòng)輪不停轉(zhuǎn)動(dòng)，汽車(chē)卻原地不動(dòng)的現(xiàn)象。驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)有可能引起汽車(chē)的側(cè)滑，且損失了發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。為了防止驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)，人們?cè)诼殑?dòng)防抱死的基礎(chǔ)上研制了驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)。他的功能為：一是提高牽引力；二是保持汽車(chē)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(gè)車(chē)輪的減震動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，以達(dá)到各種行駛狀態(tài)下調(diào)順車(chē)身的運(yùn)動(dòng)。路面狀況、汽車(chē)本身，以及駕駛方式等都在監(jiān)控之下，以隨時(shí)獨(dú)立調(diào)節(jié)各個(gè)車(chē)輪的減震器設(shè)置值，保證最高的舒適性。駕駛?cè)丝赏ㄟ^(guò)按鈕手動(dòng)選擇以舒適為主或以跑車(chē)操縱性為主。另一種作為選項(xiàng)的減震適應(yīng)系統(tǒng)帶有電子自動(dòng)測(cè)量高度的懸掛功能，可在高速狀態(tài)下把汽車(chē)自動(dòng)調(diào)低15毫米?？刂崎_(kāi)關(guān)則允許駕駛?cè)艘允謩?dòng)方式分兩級(jí)調(diào)低車(chē)身水平。減震適應(yīng)系統(tǒng)的使用，保證開(kāi)車(chē)過(guò)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(dòng)感，最大程度減少翻車(chē)和側(cè)傾危險(xiǎn)，作為選項(xiàng)的自動(dòng)找平系統(tǒng)可在惡劣路面開(kāi)車(chē)時(shí)減少對(duì)車(chē)身下部的損傷危險(xiǎn)，提高穩(wěn)定性，減少燃耗。
三.車(chē)身電子控制技術(shù)
1.電動(dòng)座椅
現(xiàn)代轎車(chē)的駕駛者和前部乘員座椅多是電動(dòng)可調(diào)的，所以又稱(chēng)電動(dòng)座椅。座椅是與人接觸最密切的部件，人們對(duì)轎車(chē)平順性的評(píng)價(jià)多是通過(guò)座椅的感受作出的。因此電動(dòng)座椅也是直接影響轎車(chē)質(zhì)量的關(guān)鍵部件之一。
轎車(chē)電動(dòng)座椅以駕駛者的座椅為主。從服務(wù)對(duì)象出發(fā)電動(dòng)座椅必須要滿足便利性和舒適性?xún)纱笠?，也就是說(shuō)駕駛者通過(guò)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(pán)、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(dòng)座椅
現(xiàn)代轎車(chē)的電動(dòng)座椅是由坐墊、坐背、坐枕、骨架、懸掛和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。其中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由控制器、可逆性直流電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)部件組成，是電動(dòng)座椅中最復(fù)雜和最關(guān)鍵的部分。自動(dòng)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(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(pán)傾斜傳感器等；ECU包括輸入接口、微機(jī)CPU和輸出處理電路等；執(zhí)行機(jī)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(pán)傾斜調(diào)整等微電機(jī)，而且這些電機(jī)均可靈活進(jìn)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(dòng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)手動(dòng)操作此開(kāi)關(guān)時(shí)，各驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路也可接通，輸出轉(zhuǎn)矩而進(jìn)行各種調(diào)整動(dòng)作。
2.安全氣囊
安全氣囊系統(tǒng)稱(chēng)為SRS，相對(duì)于安全帶，安全氣囊只是一個(gè)輔助保護(hù)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(shí)用無(wú)害的氦氣填充。此系統(tǒng)由一個(gè)傳感器激活，該傳感器用于監(jiān)視碰撞中汽車(chē)速度減小的程度。在碰撞發(fā)生的早期，安全氣囊開(kāi)始充氣，安全充氣大約需要0.03秒。安全氣囊可以非?？斓乃俣瘸錃馐种匾?，這能確保當(dāng)乘客的身體被安全帶束縛不動(dòng)而頭部仍然向前行進(jìn)時(shí)，安全氣囊能及時(shí)到位。在頭部碰到安全氣囊時(shí)，安全氣囊通過(guò)氣囊表面的氣孔開(kāi)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(kāi)充氣的速度可高達(dá)320公里/小時(shí)，碰撞時(shí)如果人的乘坐姿勢(shì)不正確，將給人帶來(lái)嚴(yán)重的傷害。
3.電動(dòng)門(mén)窗
電動(dòng)門(mén)窗是指以電為動(dòng)力是門(mén)窗玻璃自動(dòng)升降的門(mén)窗。它是由駕駛員或乘員操縱開(kāi)關(guān)接通門(mén)窗升降電動(dòng)機(jī)的電路，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力通過(guò)一系列的機(jī)械傳動(dòng)，使門(mén)窗玻璃按要求進(jìn)行升降。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，有利于行車(chē)安全。
電動(dòng)門(mén)窗主要有升降控制開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)(雙向轉(zhuǎn)動(dòng)永磁電動(dòng)機(jī))、升降器、繼電器等組成，其中電動(dòng)機(jī)一般采用雙向轉(zhuǎn)動(dòng)永磁電動(dòng)機(jī)，通過(guò)控制電流方向，使其正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到車(chē)窗升降功能。
圖2-1奧迪A4電動(dòng)門(mén)窗
4.輔助關(guān)門(mén)系統(tǒng)
輔助關(guān)門(mén)系統(tǒng)由氣動(dòng)裝置、車(chē)門(mén)傳感器組成。裝在每個(gè)車(chē)門(mén)鎖的傳感器會(huì)監(jiān)察車(chē)門(mén)開(kāi)合運(yùn)動(dòng)的方向。當(dāng)某個(gè)車(chē)門(mén)手動(dòng)關(guān)閉到車(chē)門(mén)鎖的第一卡合位或稍微超出時(shí)，氣動(dòng)輔助關(guān)閉裝置即被觸發(fā)，自動(dòng)將車(chē)門(mén)拉合到鎖定位。減少車(chē)門(mén)關(guān)閉所需的力量，減少車(chē)門(mén)關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生的噪音，保證車(chē)門(mén)始終關(guān)緊(即使此車(chē)門(mén)只被關(guān)合到門(mén)鎖的第一卡合位)。
5.自動(dòng)恒溫控制系統(tǒng)/空調(diào)
自動(dòng)恒溫控制系統(tǒng)/空調(diào)由壓縮機(jī)、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(chǔ)蓄罐、溫度控制裝置、空氣內(nèi)循環(huán)開(kāi)關(guān)、循環(huán)泵、余熱開(kāi)關(guān)等組成。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)及空調(diào)系統(tǒng)工作時(shí)，冷卻空氣由鼓風(fēng)機(jī)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(shí)打開(kāi)，由于輸入的空氣已經(jīng)過(guò)除濕并冷卻，車(chē)窗上不會(huì)產(chǎn)生水霧。在這種再加熱模式下，空氣首先經(jīng)過(guò)冷卻(因此成為干燥空氣)，然后再加熱。在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉后，發(fā)動(dòng)機(jī)余熱利用系統(tǒng)(REST)啟動(dòng)，把熱發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑抽入熱交換器，從而自動(dòng)控制空氣流動(dòng)和分配。余熱利用系統(tǒng)在約30分鐘后自動(dòng)關(guān)閉，或者在蓄電池充電量過(guò)低時(shí)關(guān)閉?？照{(diào)系統(tǒng)降低車(chē)內(nèi)溫度并減少濕度，從而提供舒適的車(chē)內(nèi)環(huán)境，又能防止車(chē)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(jìn)入車(chē)內(nèi)汽車(chē)維修畢業(yè)論文格式論文。動(dòng)機(jī)余熱利用系統(tǒng)允許加熱過(guò)程中不含發(fā)動(dòng)機(jī)噪音和廢排氣，因此不消耗燃料并可在發(fā)動(dòng)機(jī)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(chē)本身火車(chē)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(bào)警裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。
圖2-3奧迪A4防盜裝置
汽車(chē)防盜裝置按其發(fā)展過(guò)程可分為機(jī)械鎖防盜裝置、機(jī)電式防盜裝置和電子防盜裝置三個(gè)階段。電子式防盜報(bào)警器是目前使用較為廣泛。它主要靠鎖定點(diǎn)火或啟動(dòng)來(lái)達(dá)到防盜的目的，同時(shí)具有防盜和聲音報(bào)警功能。電子防盜報(bào)警器共有四種功能：一是服務(wù)功能，包括遙控車(chē)門(mén)、遙控啟動(dòng)、阻和等；二是警惕提示功能，能觸發(fā)報(bào)警記錄(提示車(chē)輛從被人打開(kāi)過(guò)車(chē)門(mén))；三是報(bào)警提示功能，即當(dāng)有人動(dòng)車(chē)時(shí)發(fā)出警報(bào)；四是防盜功能，即當(dāng)防盜器處于警戒狀態(tài)時(shí)，切斷汽車(chē)上的啟動(dòng)電路。
7.汽車(chē)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
汽車(chē)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(lái)的新型汽車(chē)駕駛輔助設(shè)備，是為了解決道路交通的堵塞和擁擠問(wèn)題而產(chǎn)生的，是一種能接收定位衛(wèi)星信號(hào)，經(jīng)過(guò)微處理器計(jì)算出汽車(chē)所在精確經(jīng)度和緯度以及汽車(chē)速度和方向，并在顯示器上顯示出來(lái)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(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)，系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)電子地圖自動(dòng)計(jì)算出最合適的路線，并在車(chē)輛行駛過(guò)程中提醒駕駛員按照計(jì)算的路線行駛。在整個(gè)行駛過(guò)程中，駕駛者根本不用考慮該走哪條線路就能快捷的到達(dá)目的地。
當(dāng)前的汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)包括兩部分：全球定位系統(tǒng)和車(chē)輛自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)。汽車(chē)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(jī)以及語(yǔ)音輸出設(shè)備(一般利用汽車(chē)音響系統(tǒng)輸出語(yǔ)音提示信息)構(gòu)成的。受車(chē)內(nèi)安裝位置的限制，一般汽車(chē)導(dǎo)航設(shè)備和汽車(chē)視像音響合成在一起，因此，一些汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)又稱(chēng)為DVD導(dǎo)航系統(tǒng)。
四.電子技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)上的的發(fā)展趨勢(shì)
在今后的十幾年內(nèi)，推動(dòng)汽車(chē)電子產(chǎn)品發(fā)展的動(dòng)力仍將是汽車(chē)安全、節(jié)能、環(huán)保等的需要。汽車(chē)電子系統(tǒng)的發(fā)展將主要集中在汽車(chē)用局域網(wǎng)系統(tǒng)LANS和處理器CPUS、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、機(jī)-電接口、ABS和行駛控制、電子控制傳動(dòng)系統(tǒng)、抬頭顯示系統(tǒng)HUDS、聲音識(shí)別技術(shù)、行車(chē)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(chē)載局域網(wǎng)將逐步替代單獨(dú)控制器；車(chē)載計(jì)算機(jī)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(shí)別技術(shù)可望在5年內(nèi)有重大突破，并應(yīng)用于汽車(chē)領(lǐng)域。比CD-ROM存儲(chǔ)量大6-7倍的DVD-ROM，將大量用于汽車(chē)的導(dǎo)駛系統(tǒng)和多媒體系統(tǒng)。汽車(chē)電子系統(tǒng)的成本將進(jìn)一步大幅下降。
利用總線技術(shù)將汽車(chē)中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表等聯(lián)接起來(lái)，從而構(gòu)成汽車(chē)內(nèi)部局域網(wǎng)，實(shí)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(lèi)：A類(lèi)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(dòng)車(chē)窗等控制等，目前A類(lèi)的主流是LIN；B類(lèi)是應(yīng)用于獨(dú)立模塊間的數(shù)據(jù)共享中速網(wǎng)絡(luò)，主要用于汽車(chē)舒適性、故障診斷、儀表顯示及四門(mén)中央控制等，其目前主流是低速CAN(又稱(chēng)動(dòng)力CAN)；C類(lèi)是面向高速、實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的多路傳輸網(wǎng)絡(luò)，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)、ABS和自動(dòng)變速器、安全氣囊等的控制，目前C類(lèi)主流是高速CAN(又稱(chēng)動(dòng)力CAN)，但是隨著下一代高速、具有容錯(cuò)能力的時(shí)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(lèi)網(wǎng)中的位置，力求在未來(lái)5—10年之內(nèi)使傳統(tǒng)的汽車(chē)機(jī)械系統(tǒng)變成通過(guò)高速容錯(cuò)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(jī)械系統(tǒng)的支持，其主要代表有TTP/C和FlexRay.
隨著第3代移動(dòng)通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)汽車(chē)正朝著移動(dòng)力、公室、家庭影院方向發(fā)展，為司機(jī)和乘客提供進(jìn)行中的實(shí)時(shí)通訊和娛樂(lè)信息，并把汽車(chē)和道路及其它遠(yuǎn)程服務(wù)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建未來(lái)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(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、行車(chē)指南、無(wú)線因特網(wǎng)以及汽車(chē)與家庭等外部環(huán)境的互動(dòng)
②具備遠(yuǎn)程汽車(chē)診斷功能，緊急時(shí)能夠引導(dǎo)救援服務(wù)機(jī)構(gòu)趕到故障或事故地點(diǎn)。
結(jié)束語(yǔ)：
汽車(chē)電子化已成為當(dāng)前的熱點(diǎn)，電子信息技術(shù)和汽車(chē)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(chē)內(nèi)。隨著未來(lái)汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展和汽車(chē)電子價(jià)值含量的迅速提高，我國(guó)汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)將形成巨大經(jīng)濟(jì)規(guī)模效應(yīng)，成為支持汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的一門(mén)相對(duì)獨(dú)立新興支柱產(chǎn)業(yè)。
可以預(yù)料，隨著我國(guó)汽車(chē)技術(shù)的進(jìn)步，汽車(chē)電子新技術(shù)必將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，國(guó)產(chǎn)汽車(chē)積極采用電子裝置指日可待。雖然要趕上國(guó)際汽車(chē)的最高水平還有一段路要走，但將來(lái)在世界汽車(chē)技術(shù)尤其是汽車(chē)電子技術(shù)應(yīng)用這一領(lǐng)域，我國(guó)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(guò)檢測(cè)光信號(hào)來(lái)測(cè)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(huì)引起光的傳輸特性變化。光纖傳感器有很多種類(lèi)，按照傳感機(jī)理它可以分為強(qiáng)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(qiáng)度型和干涉型的優(yōu)點(diǎn)，并且具有波長(zhǎng)分離能力強(qiáng)、靈敏度高、傳感精度好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。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(duì)數(shù)字測(cè)量時(shí)，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(zhǎng)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(cè)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(guò)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咳鐪囟取毫Α?yīng)變和加速度等調(diào)制為相對(duì)應(yīng)的光柵波長(zhǎng)。光纖光柵傳感器輸出光波以后直接通過(guò)光纜便可以進(jìn)行遠(yuǎn)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(hào)經(jīng)光纜的遠(yuǎn)程傳輸后，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量并以物理參量的方式在計(jì)算機(jī)終端記錄、顯示或存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。
該系統(tǒng)主要由光開(kāi)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(zhǎng)解調(diào)為數(shù)字信號(hào)。光開(kāi)關(guān)的主要作用是將多路光信號(hào)一起或是分別進(jìn)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(diǎn)。
（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(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，光纖適配器連接光纜且損耗很低，這樣就可以避免工程現(xiàn)場(chǎng)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(yuǎn)距離采集的光信號(hào)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(duì)采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)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(chǎng)工控機(jī)上運(yùn)行，為專(zhuān)家評(píng)估系統(tǒng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)平臺(tái)，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(jì)
在光纖數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，首先運(yùn)用了多線程技術(shù)，以保證數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)顯示界面和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)同時(shí)進(jìn)行；其次，運(yùn)用數(shù)據(jù)安全隊(duì)列來(lái)保護(hù)線程之間數(shù)據(jù)安全傳遞的同時(shí)，還要使采集到得數(shù)據(jù)可以在最快的時(shí)間內(nèi)得到顯示，最后在VS平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程序，由于VS庫(kù)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(kāi)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(chǔ)存和實(shí)時(shí)顯示同時(shí)進(jìn)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(duì)列使采集到的數(shù)據(jù)能夠在最快時(shí)間實(shí)現(xiàn)顯示并能夠保護(hù)線程之間數(shù)據(jù)的安全傳遞。由于VS平臺(tái)下庫(kù)函數(shù)和空間豐富、界面友好，采用VS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)程序可以使開(kāi)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(huì)的發(fā)展，大型橋梁的安全問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視，為了保證橋梁運(yùn)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(cè)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(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基石。對(duì)于橋梁健康監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)，傳感器具有數(shù)量大、種類(lèi)多，信號(hào)采集的儲(chǔ)存實(shí)時(shí)性高等要求，這樣對(duì)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?yàn)槔?，研究基于光纖光柵的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及具體實(shí)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(cè)數(shù)據(jù)。以某斜拉橋?yàn)槔慕】当O(jiān)測(cè)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(cè)斜拉橋應(yīng)力、溫度等參數(shù)。本文主要針對(duì)的是光纖光柵型傳感器，將采集到的光信號(hào)通過(guò)光纜傳輸后經(jīng)過(guò)解調(diào)儀解調(diào)，最后通過(guò)網(wǎng)口對(duì)解調(diào)儀采集到數(shù)字信號(hào)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，為后續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)做準(zhǔn)備。
光纖光柵解調(diào)儀具有以太網(wǎng)接口，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)程序有很多種方式，Windows Socket是其中比較簡(jiǎn)單的方法。本系統(tǒng)監(jiān)測(cè)對(duì)象比較多并且要求系統(tǒng)實(shí)時(shí)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(gè)進(jìn)程中執(zhí)行多個(gè)線程，多個(gè)操作可以在不同線程中同時(shí)進(jìn)行。光信號(hào)經(jīng)解調(diào)儀傳輸后是字節(jié)流，可以使用memmove函數(shù)對(duì)字節(jié)流進(jìn)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(lèi)也特別多，這個(gè)時(shí)候?yàn)榱藴p少信號(hào)在傳輸中受到干擾、衰減失真等情況，首先要對(duì)傳感器進(jìn)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(chǔ)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(duì)數(shù)據(jù)的要求以及數(shù)據(jù)本身的動(dòng)態(tài)特性決定的。在進(jìn)行傳感器配置的時(shí)，采取四層結(jié)構(gòu)，采用樹(shù)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(yùn)行時(shí)要進(jìn)行初始配置，這樣才能提高系統(tǒng)的運(yùn)行速率。傳感器配置有兩種方式，一種是在界面進(jìn)行配置，第二種是修改配置文件的內(nèi)容。開(kāi)始配置時(shí)首先將配置信息顯示在界面上，對(duì)界面進(jìn)行配置，然后將數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)。
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(gè)配置的傳感器編號(hào)，通過(guò)傳感器編號(hào)可以查詢(xún)具體信息。比如：傳感器的名稱(chēng)、類(lèi)別、位置、初始應(yīng)變、報(bào)警上限、報(bào)警下限、標(biāo)定系數(shù)、標(biāo)定斜率、是否要溫度補(bǔ)償、基準(zhǔn)波長(zhǎng)、標(biāo)定波長(zhǎng)、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(cè)系統(tǒng)需采集的信號(hào)數(shù)量大、實(shí)時(shí)性高、處理較復(fù)雜。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)將光纖光柵解調(diào)儀的信號(hào)通過(guò)網(wǎng)口以后，進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析、轉(zhuǎn)化為相應(yīng)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析處理以及安全評(píng)估提供可靠地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)是采用開(kāi)放式Windows系統(tǒng)平臺(tái)，軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境為Visual Studio 2005，把任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)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(shí)時(shí)性，用戶(hù)其他操作也能及時(shí)響應(yīng)，這樣提高了利用率和程序的運(yùn)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(zhǎng)解調(diào)出來(lái)，解調(diào)的機(jī)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(duì)于UDP無(wú)連接的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，客戶(hù)機(jī)給服務(wù)機(jī)發(fā)送一個(gè)含有地址的數(shù)據(jù)報(bào)，客戶(hù)機(jī)和服務(wù)器并沒(méi)有建立連接。服務(wù)器是通過(guò)調(diào)用Recvfrom（）等待客戶(hù)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(gè)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(shí)際情況開(kāi)發(fā)服務(wù)端軟件基于UDP的，UDP能夠提供端口機(jī)制便于UDP用戶(hù)使用。UDP長(zhǎng)度中包括UDP本身長(zhǎng)度、源端口、目的端口、用戶(hù)數(shù)據(jù)和UDP校驗(yàn)等。實(shí)際開(kāi)發(fā)，端口號(hào)為5000，首先使用“ping”命令判斷測(cè)試網(wǎng)絡(luò)是否連通，原理為發(fā)送UDP數(shù)據(jù)包給對(duì)方主機(jī)，對(duì)方主機(jī)回復(fù)是否收到數(shù)據(jù)報(bào)，如果回復(fù)及時(shí)，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(lái)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(cè)系統(tǒng)的組成，對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)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(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]柳旭.基于光纖傳感技術(shù)的橋梁健康監(jiān)測(cè)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)使用的直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，并對(duì)無(wú)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(jìn)行論證。
0引言
目前，變電站系統(tǒng)自動(dòng)化正成為一種不可改變的趨勢(shì)，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(cè)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(jiàn)的，例如傳輸線鋪設(shè)復(fù)雜、不易檢修和維護(hù)，長(zhǎng)距離傳輸線易受電磁千擾的影響等等。而無(wú)線通信則具有運(yùn)行可靠、安裝靈活。成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在需要實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站信息的情況下，無(wú)線通信更是具有極大的優(yōu)勢(shì)。
現(xiàn)有無(wú)線通信方式主要有ieee802.11b/g、藍(lán)牙、zigbee. gprs/gsm等。而zigbee技術(shù)更是以安全性高、響應(yīng)時(shí)間快、占用系統(tǒng)資源低、成本低以及能耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)成為變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中首選的無(wú)線通信技術(shù)。zigbee技術(shù)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)無(wú)線傳感器開(kāi)發(fā)的，無(wú)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(diǎn)主要放在配電網(wǎng)自動(dòng)化以及溫度、電能在線監(jiān)測(cè)方面，然而，變電站高強(qiáng)電磁環(huán)境對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的影響的研究還相對(duì)缺失。因此本文對(duì)變電站的干擾和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站中的應(yīng)用的可行性進(jìn)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(duì)各種典型的電磁干擾源進(jìn)行詳細(xì)的分析。變電站存在的典型的電磁干擾源有:50hz工頻電磁場(chǎng);設(shè)備出口短路引起的脈沖磁場(chǎng);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(chǎng)和脈沖磁場(chǎng)對(duì)無(wú)線信號(hào)基本不會(huì)產(chǎn)影響。
1. 1靜電放電和局部放電
兩個(gè)具有不同靜定電位的物體，由于直接接觸或靜電場(chǎng)感應(yīng)引起兩物體間的靜電電荷的轉(zhuǎn)移。靜電電場(chǎng)的能量達(dá)到一定程度后，擊穿其間介質(zhì)而進(jìn)行放電的現(xiàn)象就是靜電放電。當(dāng)外加電壓在電氣設(shè)備中產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，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(chēng)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?xún)?nèi)，且能量低，衰減快，因此對(duì)無(wú)線通信不會(huì)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(qiáng)電場(chǎng)作用下，可能對(duì)周?chē)臻g產(chǎn)生游離放電的電暈。導(dǎo)線表面的機(jī)械損傷、污染微?；蛘邔?dǎo)線附近的水滴、灰塵等，都會(huì)引起導(dǎo)線表面曲率變化，從而使得點(diǎn)位梯度達(dá)到空氣介質(zhì)的擊穿介質(zhì)。因此，在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中電暈的產(chǎn)生幾乎是不可避免的。
由圖1可見(jiàn)電暈放電的輻射信號(hào)主要集中在78mhz和180mhz附近的兩個(gè)包絡(luò)內(nèi)，并且最大信號(hào)強(qiáng)度僅為一40dbmw。
由圖2可知空氣間隙擊穿產(chǎn)生的電磁場(chǎng)帶寬較寬，主要集中在600mhz以下，并且干擾信號(hào)的強(qiáng)度很小，即使在580:mhz頻率附近也只有-35dbmw。
1.3開(kāi)關(guān)操作干擾
變電站內(nèi)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備在投切操作或開(kāi)關(guān)故障電流時(shí)，由于感性負(fù)載的存在，開(kāi)關(guān)觸頭開(kāi)斷時(shí)，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(gè)頻率分量的衰減振蕩波，通過(guò)母線或設(shè)備間的連線將暫態(tài)電磁場(chǎng)的能量向周?chē)臻g輻射，形成輻射脈沖電磁場(chǎng)。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(hào)。
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(hào)覆蓋頻段很寬，且在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)電磁信號(hào)的強(qiáng)度比較強(qiáng)，在2. 4ghz頻段，電磁信號(hào)的強(qiáng)度約為一40dbmw。
2無(wú)線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)頻技術(shù)
2.1 zigbee協(xié)議
無(wú)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(biāo)準(zhǔn)之上，ieee802. 15. 4定義}zigbee的物理層和媒體訪問(wèn)層。ieee802. 15. 4定義了兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別是2. 4ghz物理層和868月i5mhz物理層。兩個(gè)物理層都基于直接序列擴(kuò)頻(dsss)技術(shù)，主要完成能量檢測(cè)、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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)輸出2.4ghzism頻段直接序列擴(kuò)頻信號(hào)，輸出功率大于一17dbm，工作頻段2. 405^2. 480ghz 。
2. 2直接序列擴(kuò)頻技術(shù)
擴(kuò)頻是利用與信息無(wú)關(guān)的為隨機(jī)碼，通過(guò)調(diào)制的方法將己調(diào)制的頻譜寬度擴(kuò)展到比原調(diào)制信號(hào)的帶寬寬得多的過(guò)程。常用的擴(kuò)頻技術(shù)有調(diào)頻、混合擴(kuò)頻和直接序列擴(kuò)頻等。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。
直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)就是用具有高碼率的偽隨機(jī)(pn)序列，在發(fā)送端擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，在接受端用相同的pn序列對(duì)信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，還原出原始信號(hào)。
3變電站干擾對(duì)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作頻段2. 4ghz很遠(yuǎn)，并且強(qiáng)度小于一40dbmw，可以通過(guò)低通濾波器進(jìn)行處理，因此對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信基本沒(méi)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(qiáng)的信號(hào)存在，在間隙擊穿電壓為i5kv左右時(shí)電磁強(qiáng)度達(dá)到一40dbmv。變電站現(xiàn)場(chǎng)的擊穿電壓可能會(huì)更高，電磁強(qiáng)度也就更高，因此對(duì)無(wú)線通信會(huì)有一定的影響。但是同頻干擾對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的影響是很小的，這可以通過(guò)兩方面說(shuō)明:
①無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的抗干擾能力是由于接收機(jī)將擴(kuò)頻后的信號(hào)再次與擴(kuò)頻碼相乘還原出原始信號(hào)，同時(shí)干擾信號(hào)也在接收端與擴(kuò)頻碼相乘從而將其頻帶展寬，干擾信號(hào)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(hào)能量，因此同頻噪聲對(duì)于無(wú)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(shí)間，因此對(duì)無(wú)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(wú)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(hào)，使得接收端接收到的信號(hào)包括了多個(gè)不同傳輸路徑的折射或反射信號(hào)，從而造成多徑干擾。多徑會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的衰落、相移和分解，這對(duì)以信號(hào)能量為判斷標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線系統(tǒng)必將產(chǎn)生很大的影響。但是直接序列擴(kuò)頻技術(shù)對(duì)于抗多徑干擾有很大的優(yōu)勢(shì)，其中很大程度上取決于擴(kuò)頻通信中所采用的偽隨機(jī)序列的周期相關(guān)特性，因?yàn)殡S機(jī)序列具有類(lèi)似白噪聲一般的尖銳自相關(guān)性，在接收端解擴(kuò)是可以有效地抑制多徑信號(hào)的干擾，達(dá)到提高信噪比和通信質(zhì)量的目的。標(biāo)準(zhǔn)dsss接收機(jī)通過(guò)較佳的相關(guān)器自動(dòng)選擇幅度最大的波形信號(hào)，比與之鎖定同步，從而降低多徑干擾。因此無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的直接序列擴(kuò)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(shí)踐 教學(xué)改革
1.引言
我國(guó)的高等職業(yè)教育起步于上世紀(jì)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(shuō)法是，以職業(yè)崗位（或崗位群）的應(yīng)職應(yīng)崗能力為目標(biāo)制訂教學(xué)計(jì)劃，并實(shí)施教學(xué)；且有別于普通高校重視理論教學(xué)，而更重視實(shí)踐技術(shù)或技能培訓(xùn)，是以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)人才為目標(biāo)的，其培養(yǎng)模式以能力為中心。高職高專(zhuān)傳感器原理課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)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(wèn)題的手段，該課程是應(yīng)用電子、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課，教學(xué)方式有理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)（實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)）。如何分配兩者的教學(xué)時(shí)數(shù)，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。
2.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，提高教師的實(shí)踐教學(xué)能力
有位學(xué)者說(shuō)：“教師要向?qū)W生釋放知識(shí)的能量，首先自己要有豐富的寶藏；要撒布陽(yáng)光到人心里，自己心中必須先有一輪太陽(yáng)。”高職課程教育的特點(diǎn)，要求專(zhuān)業(yè)教師既有教學(xué)能力，又有該專(zhuān)業(yè)的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。由于目前很多高職都是由原來(lái)的職業(yè)高中、中專(zhuān)、技校合并升格而成的，造成大多學(xué)?；A(chǔ)課老師多，專(zhuān)業(yè)課老師少，尤其是“雙師型”教師奇缺，解決這個(gè)問(wèn)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(qǐng)“雙師型”教師兼職教師；三是選派部分專(zhuān)職教師分批到企業(yè)生產(chǎn)一線鍛煉或到條件好的實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)修；四是在高職教學(xué)的改革與實(shí)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(rèn)為采取后兩種途徑較為實(shí)際。并且通過(guò)我校的實(shí)踐得到很好的體現(xiàn)。
3.加強(qiáng)課程建設(shè)，優(yōu)化理論教學(xué)
《傳感器原理》是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)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(hào)測(cè)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(guò)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(shí)，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了上好一門(mén)課，根據(jù)高職教學(xué)目標(biāo)，首先要選好教材。近年來(lái)隨著高等職業(yè)教育的進(jìn)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(shí)踐，我們選擇梁森等主編的《自動(dòng)檢測(cè)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(jì)，往往先選擇合適的傳感器實(shí)物導(dǎo)入，首先把該類(lèi)傳感器的工作原理介紹清楚，而后針對(duì)實(shí)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)介紹，由同學(xué)們來(lái)完成對(duì)傳感器實(shí)物的原理的敘述，最后作總結(jié)、補(bǔ)充。任何教材的編寫(xiě)因?yàn)橐疹櫟礁鱾€(gè)層面，其內(nèi)容注重全而精。高職培養(yǎng)目標(biāo)主要是為本省和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，所以要求我們圍繞這一培養(yǎng)目標(biāo)，要有所側(cè)重。浙江省是自動(dòng)化、儀表制作大省，而本地汽車(chē)、摩托車(chē)儀表生產(chǎn)企業(yè)較多，汽車(chē)、摩托車(chē)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(gè)特點(diǎn)，在教學(xué)的安排上加強(qiáng)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(qiáng)磁、光物理知識(shí)的介紹，達(dá)到學(xué)生的理解和學(xué)習(xí)。
4.實(shí)踐性教學(xué)形式多樣，方法靈活
4.1實(shí)驗(yàn)室儀器的教學(xué)
實(shí)驗(yàn)是《傳感器原理》的基礎(chǔ)，也是實(shí)踐性教學(xué)最常用的形式。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中其具有舉足輕重的作用。其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)是綜合性和設(shè)計(jì)性的，首先通過(guò)綜合性實(shí)驗(yàn)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(cè)試方法，加深對(duì)課本理論知識(shí)的理解；其次通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)達(dá)到電路方案的分析比較、設(shè)計(jì)計(jì)算、元件選擇、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡(jiǎn)單傳感器電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(jì)和工作原理。
4.2參觀教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐
根據(jù)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)生產(chǎn)傳感器的情況，在學(xué)習(xí)完某類(lèi)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(guò)參觀進(jìn)一步了解傳感器的工作原理和在實(shí)踐中的應(yīng)用，同時(shí)通過(guò)參觀學(xué)習(xí)，既了解傳感器的生產(chǎn)工藝和過(guò)程，安裝調(diào)試的感性知識(shí)，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(yàn)生產(chǎn)實(shí)踐的操作過(guò)程。
4.3課程設(shè)計(jì)
為了更好地突出課程的應(yīng)用性特點(diǎn)， 我們安排一周時(shí)間進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容，它是綜合利用所學(xué)傳感器知識(shí)完成一個(gè)傳感器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)并在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)。
其主要目標(biāo)：
4.3.1通過(guò)解決一兩個(gè)實(shí)際問(wèn)題，鞏固和加深對(duì)常用傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、特性的認(rèn)識(shí)和基本知識(shí)的理解，提高綜合運(yùn)用課程所學(xué)知識(shí)的能力。
4.3.2培養(yǎng)根據(jù)課題需要選學(xué)參考書(shū)籍，查閱手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。通過(guò)獨(dú)立思考，深入鉆研有關(guān)問(wèn)題，學(xué)會(huì)自己分析解決問(wèn)題的方法。
4.3.3通過(guò)實(shí)際電路方案的分析比較、設(shè)計(jì)計(jì)算、元件選擇、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡(jiǎn)單傳感器電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。
4.3.4掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單傳感器控制電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和整機(jī)指標(biāo)測(cè)試方法，提高動(dòng)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(jì)任務(wù)書(shū)的要求編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，正確繪制電路圖等。
4.3.6培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度。通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步建立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)，獲得初步的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。其成績(jī)?cè)u(píng)定按以下標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：理論設(shè)計(jì)方案，演示所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，總成績(jī)40%；設(shè)計(jì)報(bào)告，占總成績(jī)20%；回答教師所提出的問(wèn)題，占總成績(jī)的30%；考勤情況，占總成績(jī)的10%；考核成績(jī)分為優(yōu)、良、中、及格和不及格。
5.改革現(xiàn)行考核辦法，樹(shù)立全面考試觀
考試是教育效果測(cè)量的主要形式，也是教學(xué)達(dá)標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)其結(jié)果對(duì)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(kù)，采用閉卷形式，而且所考的內(nèi)容往往是記憶的理論知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生只要死記硬背住，就能獲得較高的分?jǐn)?shù)。造成同學(xué)平時(shí)學(xué)習(xí)不用功，考前臨時(shí)抱佛腳，其結(jié)果使得很多高職高專(zhuān)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)枯燥乏味。針對(duì)傳感器原理課程是一門(mén)應(yīng)用型課程，其考核也應(yīng)體現(xiàn)這一特點(diǎn)。我們采用其一，開(kāi)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(shí)際應(yīng)用電路，要求分析其工作原理；或采用學(xué)過(guò)傳感器原理畫(huà)出設(shè)置圖，畫(huà)出設(shè)計(jì)應(yīng)用電路原理框圖，簡(jiǎn)要說(shuō)明檢測(cè)、控制系統(tǒng)的工作原理。其二，采取論文、設(shè)計(jì)、調(diào)研報(bào)告與答辯相結(jié)合等方法實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的考核（沒(méi)有課程設(shè)計(jì)）。
5.2學(xué)生課程成績(jī)的評(píng)判
根據(jù)以上的考核辦法，成績(jī)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(jī)?nèi)缦卤怼?/p>
注：對(duì)于已安排課程設(shè)計(jì)的，論文、調(diào)研報(bào)告可以實(shí)驗(yàn)操作形式考核定成績(jī)。
6.結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)對(duì)2008、2009、2010屆高職學(xué)生《傳感器原理》課程的教學(xué)實(shí)踐，可以看到學(xué)生對(duì)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(dòng)性提高了，而且學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)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(píng)。
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英文名稱(chēng)：Instrument Technique and Sensor
主管單位：沈陽(yáng)儀表科學(xué)研究院
主辦單位：沈陽(yáng)儀器儀表工藝研究所
出版周期：月刊
出版地址：遼寧省沈陽(yáng)市
語(yǔ)
種：中文
開(kāi)
本：大16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào)：1002-1841
國(guó)內(nèi)刊號(hào)：21-1154/TH
郵發(fā)代號(hào)：8-69
發(fā)行范圍：
創(chuàng)刊時(shí)間：1964
期刊收錄：
SA 科學(xué)文摘(英)(2009)
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)
中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
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