时间：2023-03-16 16:27:14
序论：在您撰写数据通信毕业论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
关键词：通信工程专业；课程体系；模块化
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）49-0059-02
随着科学技术的发展，社会经济体制的转型，地方高等院校对于专业和课程设置等建设也正在进一步变革。通信工程作为理工科大学的一个重要专业，截止2006年6月，我国设有通信工程本科专业的学校达到246所，年招生人数达三万人左右，就业竞争激烈，这给地方院校的通信工程专业学生的培养也带来了一些新的变化和挑战。加强课程体系建设，对提高高等教育教学质量，增强社会竞争能力是十分重要的课题。本文针对地方高校通信工程专业在课程体系建设中，如何体现专业特色，培养符合社会需求的应用型人才，提高大学生的就业竞争力进行探讨。
一、通信工程专业的人才培养
1.通信工程专业的培养目标。通信工程专业的培养目标为：本专业培养能为社会主义现代化建设服务，德智体美全面发展，具有较高文化素质修养、敬业精神和社会责任感，掌握通信工程及相关专业的基本理论知识，能在通信领域中从事设备研发、设计、维护、运营和管理的高级工程技术人才。对于不同类型的学校，在满足本规范的基本要求的前提下，应根据自身的办学定位，体现各自的办学特色。
2.通信工程专业的基本专业知识体系结构。在构建通信专业知识体系过程中，要努力做到六个统筹考虑：①知识体系与培养目标、培养手段和认知规律统筹考虑；②专业知识与人文素质教育统筹考虑；③强化基础理论、拓宽专业知识面与整合更新教学内容统筹考虑；④理论课程与实践课程统筹考虑；⑤必修课程与选修课程统筹考虑；⑥应用能力、创新知识与综合素质培养统筹考虑。通信工程专业的学科基础知识体系主要涵盖四大知识领域，分别是电路与电子学知识领域、信号系统与控制知识领域、计算机知识领域、电磁场知识领域。
二、课程体系改革措施
在厚基础、宽口径、强能力、高素质的人才培养基本思想指导下，结合地方高校发展的实际，具体措施主要体现在以下几方面。
1.加强学科基础课程的教学，以课程的整体优化来指导局部的教学改革。电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、信号与系统、数字信号处理、电磁场与电磁波等课程构成了学科基础课的核心。为了使学生在知识结构上具有“基础扎实、适应面广、实践能力强”的特点，我们对课程内容进行整合更新，优化理论课程体系，改进课堂教学。例如：数字信号处理课程与信号与系统课程的知识合理分配。数字电子技术中，EDA知识与专业课中FPGA的应用知识的整合；电磁场与电磁波和微波技术、天线技术的知识体系优化；信息论与通信原理内容合理分配等等。另一方面，我校通信工程专业在自治区内是从高考一本线以上招生，学生素质相对较好，其中有一部分学生面临考取研究生的需求，针对电子信息类考研的课程，突出重点，加强这方面的理论教学。既满足了学生进一步深造的需求，也实现了厚基础、宽口径的培养理念。
2.增加通信工程专业导论课。开设通信工程专业导论课，是为了使通信工程专业的同学在大学一年级时，就能领先一步了解自己所学专业的重要现实意义，以及应用环境。进而在大学四年的学习中能有针对性地对组成通信框架的各个部分的具体细节做深入的学习和理解，从而避免学习的盲目性和一二年级时的迷茫心理。
3.面向社会需求、改进专业课程教学。通信领域是当今技术更新最快的领域之一，各种通信技术层出不穷，对人才的需求呈现出新的特点：一是3G已进入商用，各大运营商要完成3G网络的建设，GSM和3G网络优化人才需求急剧扩大；二是通信设备制造商近年来发展迅速，对从事研发和生产类的技术性人才需求旺盛，尤其是具有掌握通信理论，电子设计能力人才需求呈现较大缺口；三是集通信网络、软件设计一体的科技公司对人才的需求旺盛，基于3G平台的应用开发将是目前的急需人才。因此，在总体把握“夯实基础、拓宽口径、强化个性、善于创新”的基础上，推进人才培养的分类指导，在专业课教学方面，采用模块化教学，以适应社会需求的多样性和通信技术的飞速发展。根据社会需求，我们对毕业生就业情况的调查，主要就业领域分布在①GSM和3G网络优化、通信网的设计、施工等领域；②在通信设备制造商从事售前、售中、售后等技术服务；③通信运营企业，从事电信运营、管理；④有线电视公司以及其他专用通信部门，如民航、部队等。为此，根据专业方向，设置相应的专业选修课模块。通信网络与交换方向。该专业培养在现代通信网与交换等多个层面上，进行现代通信技术应用、工程设计、设备制造和网络运营的高级技术人才。培养目标是熟悉通信设备和系统的基本原理与性能，掌握通信系统构架与组网技术。具有网络设计与建设、管理与运维等操作能力，同时掌握通信基本理论，具有较为深厚的专业系统知识。适应通信领域内网络、系统、设备及信息交换、传输、处理方面的应用、安调与维护工作。主要专业课程有：计算机通信与网络基础，现代交换技术，光纤通信、微波与天线、移动通信、现代通信网络、现代通信工程设计等。就业方向：通信设备生产企业、电信运营商、公安、民航、广电等特定行业需求的人才。计算机通信（宽带数据通信方向）。本专业培养从事计算机网络及宽带数据通信系统设备进行现场安装、配置、调试、管理与维护第一线的高素质技能型人才。培养目标是：掌握数据通信、网络通信的基本原理，计算机软硬件基本操作，宽带接入、数据库开发与维护等技术。具有较强的网络设计、施工、维护等基本能力，并具有跟踪宽带数据通信的新技术、新发展的能力。主干课程：计算机通信与网络基础、数据库及其应用、操作系统、JAVA语言及其应用、交换机与路由器配置技术、光纤通信技术、移动通信技术、现代程控交换技术、宽带接入网技术等。就业方向：面向通信企事业单位从事计算机通信和数据通信等相关工作，也可到各类网络公司从事网络通信技术工作。
4.适应社会的毕业设计、毕业实习的指导方式。根据教学计划，毕业设计和毕业实习基本都安排在第八学期。这期间，许多用人单位的岗前培训、见习期也都安排在这期间进行。这往往造成学生投入毕业设计的时间和精力的不足，达不到预期效果。因此，毕业设计可以分两大类，一类是学生在校内选做校内指导教师的题目；另一类是在校外，根据学生在见习单位的实习情况，指导学生选择好结合岗位、生产实际的毕业设计题目，并与企业协商，聘请有经验的现场工程技术人员进行联合指导，共同完成指导学生毕业设计工作。这样，既完成了毕业设计、毕业实习的教学环节，提高了学生的实践创新能力，又满足了用人单位的实际需求，使学生较快地进入工作角色，也进一步提高了学生的就业竞争力。
三、问题与思考
尽管经过几年的改革与建设，通过采取上述一系列措施，使得我们地方院校的通信工程专业的课程体系方面，更加符合我校的实际情况。但我们也清醒地认识到，专业建设的发展与经济社会快速发展对高等教育的要求还有很大差距。主要表现在：①实验室硬件的建设，在同类院校中具有绝对优势的亮点项目不多；②师资队伍中缺乏具有较高水平的学术带头人；③产学研合作虽取得了显著的进展，但是形式单一；④毕业生就业率持续走高，受到社会的好评，但是在重要的技术岗位或关键岗位的人数还不多。因此，我们根据地方院校的特点，从课程体系调整、课堂教学改进等方面对应用型人才培养模式进行探讨，目的就是更好地培养具有自己专业特色的适应社会需要的有用人才。
参考文献：
[1]孙云山，刘婷，张立毅.我国通信工程专业的发展现状[J].太原理工大学学报，2006，（24）：85-86.
[2]高等学校电子信息科学与工程类本科指导性专业规范[M].北京：高等教育出版社，2010.
[3]于慧敏，黄爱萍.信息与通信工程特色专业教学改革[J].电气电子教学学报，2010，32（6）：96-98.
[4]张毅，郭亚利.通信工程（专业）概论[M].武汉：武汉理工大学出版社，2007.
[5]陈正宇.应用型本科院校通信工程特色专业建设的思考[J].科技信息，2008，（4）.
[6]成强，张奇惠.电子信息专业本科毕业论文改革实践[J].绍兴文理学院学报，2010，30（7）：84-87.
关键词：单片机；串行通信；总线；计算机；接口
随着自动化技术、计算机技术和网络通信技术的飞速发展和广泛应用，论文工业过程的智能化、自动化监测与控制系统的应用日益广泛．单片机系统由于其抗干扰性能较好被大量应用到工业过程控制的各个领域。因为工业现场环境较恶劣，单片机系统在使用过程中通常会出现一些设计时想不到的新情况、新问题，这就需要进一步修改和完善．因此，有必要设计一套单片机综合实验系统，根据工业现场反馈的各种问题，随时对系统中的功能模块进行实验研究和分析，解决工程实际问题．本文设计的这套单片机综合实验系统具有自动采集多路模拟量、对采集的数据进行处理和显示、根据设定的参数自动调节和控制输出、与计算机进行远距离数据通信等功能．
1系统组成及工作原理
综合实验系统主要由以下几部分组成：89C51单片机及其仿真系统，温度、压力等模拟量传感器及其接口电路，A／D转换模块，数据存储模块，按键控制模块，日历时钟模块，看门狗电路模块，FP—GA模块，液晶显示模块，通信模块及上位计算机，其组成框图如图1所示．系统采用89C51单片机作为主控芯片，A／D转换模块将多路模拟信号转换为数字信号；外部数据存储模块为该系统采集的数据提供存储空间；按键控制模块向CPU传回键值，用来设置和调节系统参数；日历时钟芯片不仅可以给系统提供准确的时间，而且为系统提供掉电保护功能；看门狗电路模块为系统提供了精确复位和低电压监控功能，一旦系统出现故障或程序跑飞，它就可以在超时周期之后使CPU复位，提高系统的整体可靠性和抗干扰能力．FPGA模块是现场可编程逻辑门阵列，通过编程可将它作为多种数字逻辑器件使用；LCD液晶显示模块可以同时显示多行字符及自造图形，主要用来显示采集到的数据、系统时间等；兼容RS485和RS232两种协议的全双工串行通信接口，可以与上位计算机进行远(约1200m)近(约15m)距离的数据通信[1]；上位计算机将接收的数据进行存储、显示、绘制模拟曲线、打印曲线和数据文件，按照用户的具体要求作进一步的数据分析和处理，同时发送控制参数，对被测对象的温度、压力等进行控制和调节．
2系统硬件设计
2．1单片机仿真系统
单片机仿真系统可以模拟CPU在仿真机上运行用户程序(程序和数据存储器借用仿真机的)，也可以连接外部电路来实现动态监测与控制功能．仿真机一般都具有单片机的基本功能部件，如CPU、RAM、用户程序存储区、键盘等；具有单步、设置断点(以便随时观察内部各RAM、特殊功能寄存器的数据变化)、连续运行用户程序的功能[2]．
监控程序放置在仿真机内，要仿真的CPU器件位于仿真机外仿真线的端头，毕业论文更换不同的仿真头和CPU，该机可以仿真8031、89C2051、89C51等类型的单片机，该机的调试软件可以直接编辑汇编源程序．通过仿真机进行编程和调试减少了对芯片的频繁写人、擦除和修改操作，只有当程序调试顺利通过才将程序写入芯片，编程方便且节省时间．
2．2传感器的选择及信号变送电路的设计
传感器作为系统的感知器件，直接影响着系统的精度和稳定性．本实验系统中，温度传感器选用精度高，线性度好，使用方便的LM335传感器；压力传感器选用标准应变式压力传感器，它具有精度高、响应速度快、分辨率高等特点．传感器接El电路的设计采用了模块化设计方法，设计了温度、压力等专门接口电路，直接与上述各种传感器相连．由于从传感器输出的模拟电信号非常微弱，需对这些模拟信号进行放大，同时为了确保信号不失真，选用了线性度好、抗干扰能力强的高精度运放OP07，其特点是输入失调电压较高、温漂较小、开环电压增益较高、共模抑制比较大，它输出的模拟信号经10位A／D转换器TLC1543转换成数字信号后，送人89C51进行处理．
2．3通信模块的设计
计算机(PC)串行通信端口是RS232负逻辑电平，该实验系统上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通过RS232总线进行点对点通信，也可以通过RS485总线进行多机通信_3]，RS485总线上最多可挂接32个综合实验系统，总体布局如图2所示．所以实现计算机和该实验系统之间的近距离通信，通过RS232接口即可；若要实现计算机和该实验系统之间的远距离通信，则必须将RS232电平转换为RS485电平后，才可将实验系统挂接在RS485总线上．RS232-RS485电平转换原理如图3所示，通过MAX485的差动输入(A、B)与RS485总线相连进行信号的收／发，由于RS485总线上只能进行半双工通信，所以MAX232和MAX485之间除了接收和发送线外，还有一个信号线来控制MAX485的接收使能(RE)和发送使能(DE)，在PC与RS232相连的这一侧，通过PC的请求发送(RTS)来控制．
2．4串行总线I*2C
I*2C总线是PHILIPS公司开发的一种简单、双向二线制串行总线[4]．它只需两根线(串行时钟线SCL和串行数据线SDA)就能完成挂接在总线上的若干个IC器件与微处理器之问的数据交换．该实验系统采用具有IC总线接口的看门狗芯片CATll61和可编程实时时钟芯片PCF8563，由于单片机89C51自身没有IC总线接口，所以采用软件合成IC总线与它们相接．
IC串行总线与并行总线的最大区别在于：并行总线有地址总线，CPU通过地址总线访问从器件；而IC总线利用数据传送中的前几个字节传送地址信息，所以占用CPU的口线大大减少[5]．随着智能化测控仪器日趋小型化和集成化，IC串行总线正在逐步取代传统的并行总线．．5抗干扰设计
工业监控现场工作环境一般较差，干扰较严重，为了保证系统可靠工作，必须解决抗干扰问题．针对工业监控现场可能产生的干扰、干扰来源、传播途径等，采用了软硬件方法对系统进行抗干扰设计．硬件抗干扰设计主要包括：对电源噪声进行滤波、大功率驱动电路接口进行光电隔离、集成电路芯片的VCC与地之间并连电容、优化电路板的布线、看门狗监控等；软件抗干扰设计主要包括：软件陷阱、软件自恢复、数字滤波、求平均值等．
对于数据输入通道的干扰，采用软硬件结合的方法进行滤波．当存在随机干扰而使被测信号中混入了无用成分时，硕士论文首先经过一个时间连续的RC滤波电路，再经A／D变换成二进制数字量后，进行数字滤波．因为硬件滤波能很好地抑制高频干扰，而对低频干扰的滤波效果却较差；而软件数字滤波算法对低频干扰具有较好的抑制能力．
在控制强电设备的开关量输出通道中，为防止现场强电磁干扰或工频电压通过输出通道反串到监控系统，采用了光电隔离技术．因为光信号的传输不受电场、磁场的干扰，可有效地防止干扰信号因耦合而进入系统，达到电气隔离的效果．
3系统软件设计
系统软件包括单片机软件和PC机软件．单片机软件采用模块化结构，利用MCS一51汇编语言编写．根据要实现的功能，该软件由主程序以及数据采集、A／D转换、数据通信、日历时钟编程、键盘中断调控、液晶显示、D／A转换、数码管显示等程序模块组成．下面以加热炉的炉温控制为例，给出系统程序流程图如图4所示．
PC机软件的主要功能是对单片机系统采集的数据进行存储、处理、动态模拟显示、报表绘制、打印输出等．PC机软件采用VisualBasic6．0编写，医学论文PC机与单片机之间的实时通信程序主要是通过计算机的串行通讯口进行数据的实时采集和双向通信，此外，PC机程序还将单片机采集过来的数据按照用户的具体要求进行动态显示、数据统计、生成报表和数据文件等，并对不同情况下得到的数据进行对比分析，总结出变化规律．
4实验结果与分析
为了测试该系统的实时性，将5台综合实验系统与工业计算机组成分布式多机通信系统，单片机串口工作方式1(传送一帧信息10位)，波特率2400bps，一帧数据采用5个字节(其中数据占2个字节是因为A／D转换结果是10位)的格式，如表1所示．5台实验系统各采集一次数据给PC机传送时，理论上连续发送速率为2400／(10*5*5)===9．6次／s．经过测试发现，计算机在120ms后收到了5台综合实验系统发送的共250位数据，实际发送速率约为8次／s，这是因为有状态转换和等待时间；为了测试系统的可靠性和稳定性，将调试好的程序写入单片机芯片，使系统连续运行，120h后观察系统仍然在按设定的流程工作，没有出现死机现象．该系统经过多次改进和实验验证后，据此设计了工业加热炉炉温控制系统并在工业现场安装使用，结果系统能连续正常工作(工业计算机故障除外)，测量随机误差为±0．01℃，控制结果满
足了实际要求．
5结论
该综合实验系统不仅能为以单片机为核心的系统前期探索研究提供一种方便的实验装置，而且能在远离工业现场的实验室解决工业应用中的实际问题．实验结果表明该系统可以将许多分散的实验项目整合在一起进行研究和分析，节约资源，降低成本；实验数据正确率高，通信实时性强，系统工作可靠；单片机串行网络构成的分布式通讯系统灵活性强，易于扩充，其基本原理适用于工业现场的分布式数据采集、检测及控制系统，具有很大的实用价值．
参考文献：
[1]李朝青．PC机及单片机数据通信技术[M]．北京：北京航空航天大学出版，2001．
LIChao-qing．DataCommunicationTechnologyofPCandSCM[M]．Beijing：BeijingUniversityofAero—nauticsandSpaceflightPress，2001．(inChinese)
[2]杨文龙．单片机原理及应用[M]．西安：西安电子科技大学出版社，1993．
YANGWen—long．PrincipleandApplicationofSCM[M]．Xi’an：Xi’anUniversityofElectronicsTechnol-ogyPress，1993．(inChinese)
[3]高红红．矿区专用铁路调度监督系统的研制[J]．现代电子技术，2005，21：84．GAOHong-hong．ResearchandDevelopmentofDis—patchandSupervisionSystemofMineRailway[J]．ModernElectronicsTechnique，2005，21：84．(inChinese)
关键词：单片机；串行通信；总线；计算机；接口
随着自动化技术、计算机技术和网络通信技术的飞速发展和广泛应用， 工业过程的智能化、自动化监测与控制系统的应用日益广泛．单片机系统由于其抗干扰性能较好被大量应用到工业过程控制的各个领域。因为工业现场环境较恶劣，单片机系统在使用过程中通常会出现一些设计时想不到的新情况、新问题，这就需要进一步修改和完善．因此，有必要设计一套单片机综合实验系统，根据工业现场反馈的各种问题，随时对系统中的功能模块进行实验研究和分析，解决工程实际问题．本文设计的这套单片机综合实验系统具有自动采集多路模拟量、对采集的数据进行处理和显示、根据设定的参数自动调节和控制输出、与计算机进行远距离数据通信等功能．
1 系统组成及工作原理
综合实验系统主要由以下几部分组成：89C51单片机及其仿真系统，温度、压力等模拟量传感器及其接口电路，A／D转换模块，数据存储模块，按键控制模块，日历时钟模块，看门狗电路模块，FP—GA模块，液晶显示模块，通信模块及上位计算机，其组成框图如图1所示．系统采用89C51单片机作为主控芯片，A／D转换模块将多路模拟信号转换为数字信号；外部数据存储模块为该系统采集的数据提供存储空间；按键控制模块向CPU传回键值，用来设置和调节系统参数；日历时钟芯片不仅可以给系统提供准确的时间，而且为系统提供掉电保护功能；看门狗电路模块为系统提供了精确复位和低电压监控功能，一旦系统出现故障或程序跑飞，它就可以在超时周期之后使CPU复位，提高系统的整体可靠性和抗干扰能力．FPGA模块是现场可编程逻辑门阵列，通过编程可将它作为多种数字逻辑器件使用；LCD液晶显示模块可以同时显示多行字符及自造图形，主要用来显示采集到的数据、系统时间等；兼容RS485和RS232两种协议的全双工串行通信接口，可以与上位计算机进行远(约1 200 m)近(约15 m)距离的数据通信[1] ；上位计算机将接收的数据进行存储、显示、绘制模拟曲线、打印曲线和数据文件，按照用户的具体要求作进一步的数据分析和处理，同时发送控制参数，对被测对象的温度、压力等进行控制和调节．
2 系统硬件设计
2．1 单片机仿真系统
单片机仿真系统可以模拟CPU在仿真机上运行用户程序(程序和数据存储器借用仿真机的)，也可以连接外部电路来实现动态监测与控制功能．仿真机一般都具有单片机的基本功能部件，如CPU、RAM、用户程序存储区、键盘等；具有单步、设置断点(以便随时观察内部各RAM、特殊功能寄存器的数据变化)、连续运行用户程序的功能[2]．
监控程序放置在仿真机内，要仿真的CPU器件位于仿真机外仿真线的端头，毕业论文 更换不同的仿真头和CPU，该机可以仿真8031、89C2051、89C51等类型的单片机，该机的调试软件可以直接编辑汇编源程序．通过仿真机进行编程和调试减少了对芯片的频繁写人、擦除和修改操作，只有当程序调试顺利通过才将程序写入芯片，编程方便且节省时间．
2．2 传感器的选择及信号变送电路的设计
传感器作为系统的感知器件，直接影响着系统的精度和稳定性．本实验系统中，温度传感器选用精度高，线性度好，使用方便的LM335传感器；压力传感器选用标准应变式压力传感器，它具有精度高、响应速度快、分辨率高等特点．传感器接El电路的设计采用了模块化设计方法，设计了温度、压力等专门接口电路，直接与上述各种传感器相连．由于从传感器输出的模拟电信号非常微弱，需对这些模拟信号进行放大，同时为了确保信号不失真，选用了线性度好、抗干扰能力强的高精度运放OP07，其特点是输入失调电压较高、温漂较小、开环电压增益较高、共模抑制比较大，它输出的模拟信号经10位A／D转换器TLC1543转换成数字信号后，送人89C51进行处理．
2．3 通信模块的设计
计算机(PC)串行通信端口是RS232负逻辑电平，该实验系统上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通过RS232总线进行点对点通信，也可以通过RS485总线进行多机通信_3]，RS485总线上最多可挂接32个综合实验系统，总体布局如图2所示．所以实现计算机和该实验系统之间的近距离通信，通过RS232接口即可；若要实现计算机和该实验系统之间的远距离通信，则必须将RS232电平转换为RS485电平后，才可将实验系统挂接在RS485总线上．RS232-RS485电平转换原理如图3所示，通过MAX485的差动输入(A、B)与RS485总线相连进行信号的收／发，由于RS485总线上只能进行半双工通信，所以MAX232和MAX485之间除了接收和发送线外，还有一个信号线来控制MAX485的接收使能(RE)和发送使能(DE)，在PC与RS232相连的这一侧，通过PC的请求发送(RTS)来控制．
2．4 串行总线I*2C
I*2C总线是PHILIPS公司开发的一种简单、双向二线制串行总线[4]．它只需两根线(串行时钟线SCL和串行数据线SDA)就能完成挂接在总线上的若干个I C器件与微处理器之问的数据交换．该实验系统采用具有I C总线接口的看门狗芯片CATll61和可编程实时时钟芯片PCF8563，由于单片机89C51自身没有I C总线接口，所以采用软件合成I C总线与它们相接．
I C串行总线与并行总线的最大区别在于：并行总线有地址总线，CPU通过地址总线访问从器件；而I C总线利用数据传送中的前几个字节传送地址信息，所以占用CPU的口线大大减少[5]．随着智能化测控仪器日趋小型化和集成化，I C串行总线正在逐步取代传统的并行总线．
转贴于 2．5 抗干扰设计
工业监控现场工作环境一般较差，干扰较严重，为了保证系统可靠工作，必须解决抗干扰问题．针对工业监控现场可能产生的干扰、干扰来源、传播途径等，采用了软硬件方法对系统进行抗干扰设计．硬件抗干扰设计主要包括：对电源噪声进行滤波、大功率驱动电路接口进行光电隔离、集成电路芯片的VCC与地之间并连电容、优化电路板的布线、看门狗监控等；软件抗干扰设计主要包括：软件陷阱、软件自恢复、数字滤波、求平均值等．
对于数据输入通道的干扰，采用软硬件结合的方法进行滤波．当存在随机干扰而使被测信号中混入了无用成分时，硕士论文首先经过一个时间连续的RC滤波电路，再经A／D变换成二进制数字量后，进行数字滤波．因为硬件滤波能很好地抑制高频干扰，而对低频干扰的滤波效果却较差；而软件数字滤波算法对低频干扰具有较好的抑制能力．
在控制强电设备的开关量输出通道中，为防止现场强电磁干扰或工频电压通过输出通道反串到监控系统，采用了光电隔离技术．因为光信号的传输不受电场、磁场的干扰，可有效地防止干扰信号因耦合而进入系统，达到电气隔离的效果．
3 系统软件设计
系统软件包括单片机软件和PC机软件．单片机软件采用模块化结构，利用MCS一51汇编语言编写．根据要实现的功能，该软件由主程序以及数据采集、A／D转换、数据通信、日历时钟编程、键盘中断调控、液晶显示、D／A转换、数码管显示等程序模块组成．下面以加热炉的炉温控制为例，给出系统程序流程图如图4所示．
PC机软件的主要功能是对单片机系统采集的数据进行存储、处理、动态模拟显示、报表绘制、打印输出等．PC机软件采用Visual Basic 6．0编写，医学论文 PC机与单片机之间的实时通信程序主要是通过计算机的串行通讯口进行数据的实时采集和双向通信，此外，PC机程序还将单片机采集过来的数据按照用户的具体要求进行动态显示、数据统计、生成报表和数据文件等，并对不同情况下得到的数据进行对比分析，总结出变化规律．
4 实验结果与分析
为了测试该系统的实时性，将5台综合实验系统与工业计算机组成分布式多机通信系统，单片机串口工作方式1(传送一帧信息10位)，波特率2 400 bps，一帧数据采用5个字节(其中数据占2个字节是因为A／D转换结果是10位)的格式，如表1所示．5台实验系统各采集一次数据给PC机传送时，理论上连续发送速率为2 400／(10*5*5)= = =9．6次／s．经过测试发现，计算机在120 ms后收到了5台综合实验系统发送的共250位数据，实际发送速率约为8次／s，这是因为有状态转换和等待时间；为了测试系统的可靠性和稳定性，将调试好的程序写入单片机芯片，使系统连续运行，120 h后观察系统仍然在按设定的流程工作，没有出现死机现象．该系统经过多次改进和实验验证后，据此设计了工业加热炉炉温控制系统并在工业现场安装使用，结果系统能连续正常工作(工业计算机故障除外)，测量随机误差为±0．01℃，控制结果满
足了实际要求．
5 结论
该综合实验系统不仅能为以单片机为核心的系统前期探索研究提供一种方便的实验装置，而且能在远离工业现场的实验室解决工业应用中的实际问题．实验结果表明该系统可以将许多分散的实验项目整合在一起进行研究和分析，节约资源，降低成本；实验数据正确率高，通信实时性强，系统工作可靠；单片机串行网络构成的分布式通讯系统灵活性强，易于扩充，其基本原理适用于工业现场的分布式数据采集、检测及控制系统，具有很大的实用价值．
参考文献
[1]李朝青．PC机及单片机数据通信技术[M]．北京：北京航空航天大学出版，2001．
LI Chao-qing．Data Communication Technology of PC and SCM[M]．Beijing：Beijing University of Aero—nautics and Spaceflight Press，2001．(in Chinese)
[2]杨文龙．单片机原理及应用[M]．西安：西安电子科技大学出版社，1993．
YANG W en—long．Principle and Application of SCM[M]．Xi’an：Xi’an University of Electronics Technol-ogy Press，1993．(in Chinese)
[3]高红红．矿区专用铁路调度监督系统的研制[J]．现代电子技术，2005，21：84．GAO Hong-hong．Research and Development of Dis—patch and Supervision System of Mine Railway[J]．Modern Electronics Technique，2005，21：84．(in Chinese)
关键词：物联网；高职院校；人才培养；思路
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）09-0081-02
0 引 言
物联网的英文名称叫“the Internet of things”，就是“物物相连的互联网”。有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。
自2009年8月总理在无锡考察期间提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，即把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将物联网与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。物联网技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场。
1 高职院校物联网人才培养之路
科技发展，人才是基石，物联网这个信息化社会发展的重要引擎也需要方方面面的人才去为它创造和服务。2010年年初，教育部下达了高校设置物联网专业申报通知，众多高校争相申报。目前有100多所高校院系获批了包括物联网工程、传感网技术和智能电网三个物联网相关的专业。全国物联网相关人才缺口量在18万以上，所以物联网工程、传感信息工程专业的毕业生就业前景广阔。
1.1 物联网企业人才需求分析
按照图1所示的物联网三层体系结构，可以将感知、传输、应用按物联网产业分为感知产品制造业、传输产品制造业、应用产品制造业和系统集成四大类。
对应的具体企业大致有如下四个子产业：一是传感器与RFID 的生产制造与测试；二是传感器节点与嵌入式软硬件无线网关设计、生产与测试；三是物联网应用软件设计与测试；四是物联网系统集成与网络服务。
图1 物联网的三层体系结构
支撑企业的岗位需求大致有以下五类：
（1）集成电路制造业，包括物联网电子产品集成电路的PCB板的辅助设计、电子产品的生产、工艺、封装、测试与管理和生产设备的管理维护等岗位；
（2）电子产品制造业，包括电子元器件的辅助设计、生产、工艺、封装、测试与管理、贴片机等设备的管理维护；
（3）网络通信产品的生产和服务，包括3G和4G通信服务、无线通信技术服务（WiFi、GPRS、Zigbee等）、有线网络通信服务、GPS或北斗卫星通信服务；
（4）数据库/中间件服务业，包括物联网数据库/中间件的安装、调试、维护与管理工作；
（5）软件服务外包业，包括物联网传输层通信软件开发、物联网应用层软件开发等。
1.2 物联网企业对高职院毕业生的要求
根据无锡职业技术学院周志德教授的物联网企业调研分析数据可以看出，物联网企业在大专高职院校的学生需求主要集中在产品生产、测试、运维、销售和项目管理等岗位。表1所列是物联网企业工作岗位与人才需求分析表。
2 物联网专业群建设
物联网技术不是一个全新的技术，它是计算机、通信和网络技术的综合体。所以物联网技术专业也不是一种专业技术所能覆盖，而必定是一个专业群才能支撑。物联网技术是现有计算机应用技术、应用电子技术、电子信息工程技术、通信技术和软件技术等专业的交叉结合技术。笔者考查了无锡职业技术学院物联网学院的专业建设和机构设置，觉得很有创新价值和指导意义。表2所列是无锡职业技术学院的物联网专业机构设置。
这种设置通过将计算机技术系和电子信息系合并，从而实现了教师、实验实训室的共享，打破了教师资源、硬件资源的分割，解决了硬件资源重复建设的浪费问题。集中力量打造出拿得出、叫得响的拳头专业。
3 以项目为导向、实践为纲的培养模型
高职办学的生命就是职业技能教育，培养物联网技术人才就是要培养为物联网企业和行业服务的技术型或技能型人才。这两样人才的培养需要进行大量的项目实践锻炼，所以高职院校不可能走脱离实际、只讲书本理论的老路，必须在基本理论够用、适用的情况下有大量的实训实践项目做支撑。
以物联网市场需求为导向，因此，实训实践项目的开展就要围绕以下几个方面：
（1）物联网设备安装、调试、维护，工程项目施工管理；
（2）传感器等感知元件辅助设计、生产工艺、封装、测试、维护和管理；
（3）嵌入式应用网关等产品辅助设计、生产制造、封装、测试、维护和管理；
（4）物联网应用软件编写、文档书写、软件测试、软件维护与数据库管理；
（5）智能楼宇弱电项目施工管理，弱电设备与自控设备的安装、调试、检测、验收与维护。
所以，开展的实训可以分为基础模块实训和综合模块实训。基础模块实训如电子工艺实训、PCB实训、电子产品制作实训、物联网项目综合布线实训、传感节点实训、数据通信实训、应用程序实训等。综合模块实训如物联网项目综合实训、物联网项目规划实施实训等。
在基础模块实训注重一步步围绕专业技能打下良好的动手基础，并且进一步巩固所学基础知识点。在综合模块要模拟工厂环境或者研发企业环境，从熟悉工程项目招投标、预决算、设备采购到编制项目实施计划，协调资源并按计划推进项目实施。这些角色由项目经理负责协调指挥。硬件小组负责硬件原理图绘制、PCB图设计、元器件选型、焊接测试。软件小组负责底层开发、应用层开发等。最后，项目所有成员进行统调测试，编写项目技术要求书、需求规格说明书等技术性文档。
4 结 语
在校企合作上，最好是企业能够向学生提供实习岗位，提供企业中的实际问题作为论文研究的题目或设计任务完成毕业论文或设计，教师参与企业的科技攻关项目等。这样，教师通过合作科研、提供咨询、参与产品或解决方案的开发，服务于企业；学生通过实习、实践项目，完成毕业论文。通过多形式、全方位、立体式的校企合作，使物联网这样的朝阳产业在人才培养上不断档、不断层，最终学校和企业都能够良性互动，可持续发展。
参 考 文 献
[1]郑小发. 物联网工程专业中高职院校教学课程实验体系研究[J]. 物联网技术， 2012，2（2）： 83-85.
[2]陈志峰，施连敏. 高职院校物联网技术专业特色资源库建设实践[J] 中国教育信息化，2011（9）：31-33.
[3]程远东 . 物联网发展趋势与高职院校人才培养思考[J]. 物联网技术， 2012，1（2）： 47-49.
最终使粉体质量满足要求，并且把误差控制在极小的范围内。
长期以来，粉体的计量装置及控制系统在化工"制药"食品行业!以及军事工业等领域都有着广泛的应用，由于实际情况的不同!对计量及加料装置的精密程度的要求也不相同，例如在制药业中!出于对病人生命安全的考虑!对药量的控制非常严格!这就要求有一套非常精密而且可靠的系统!来完成药粉的添加和计量，在军事工业。
并能在输送过程中起到掺和拌匀物料的作用!因此应用在本系统中是非常适合的，在本设计中传统的螺杆经过改造!镂空了原有的螺杆!只留下类似弹簧状的螺棱!这样做的好处是避免了由于加料的不均!在狭窄的螺槽中可能带来的粉末被挤压成块状!导致粉末输送的不均匀性，其基本组成，电控部分采用为核心。驱动步进电机转动，利用带输出接口的电子天平测量粉体质量!并实时反馈给以调节步进电机的转速!当粉体的质量达到要求时!步进电机暂停，完成粉体质量的输送，各部分装置如下采用型为主机，其特点是外形小巧，功能强大可根据本系统的要求添加，通信板与电子天平进行通信电子天平采用上海精天电子仪器有限公司型精密电子天平主要参数如下，称量范围精度输出接口电源，称盘尺寸步进电机采用型两相混合式步进电机，其驱动电压为，既可以与专门的驱动器配合使用。
计量加料装置也可以作为弹药装填控制系统的一部分!精密控制火药的用量$本设计正是考虑到了精密计量这一关键问题!采用先进的，控制手段!配合精密的螺旋输送设备，力求达到最小的误差!最佳的效果，系统组成及工作原理本系统的基本组成如图，所示，下面从机械和电控两方面进行阐述，机械部分以螺旋输送器为主体!螺旋输送是固体物料输送的一种重要方式!它主要依靠螺杆自身的旋转将物料输送出去!由于螺旋是连续的!故可实现输送的连续性，螺旋输送器可以输送粮食饲料铁粉等颗粒或粉状物料!推荐阅读：计算机应用型教育教学方法研究毕业论文
步进电机的输出为两相四线，我们采用半步工作方式所以绕组的通电顺序为正转反转，对于驱动步进电机所需的时钟脉冲"可以采用定时器产生并控制脉冲的频率，也可以利用内部的特殊辅助继电器产生时钟脉冲比如的时钟脉冲。
也可以直接接在，的输出端，利用软件编程分配脉冲的方法来直接驱动步进电机，电控部分接线图及部分程序利用软件编程分配脉冲的方法来直接驱动步进电机的接线。
用于的通信板=可连接到系列可编程控制器的主单元，并可在设备之间进行数据传输，本系统就是通过在电子天平与之间进行数据通信的关于控制系统的流程图和部分程序图。
结束语
关键词：校园网络；网络安全；网络监听
中图分类号：TP393.18 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 10-0118-01
一、引言
随着全球计算机信息网络的产生和发展，信息传递速度大大提高，根本上加强信息交流、资源共享、科学计算和科研合作的能力，促进了国家教育和科研事业的迅速发展。与其它网络一样，校园网的网络安全问题也是当前各高校面临的一个主要问题而如何维护并加强校园网的网络安全成为则成为一个值得人们关注的焦点问题。
二、网络监听与网络安全
（一）网络监听技术的原理
截获网络中的通信数据是网络监听的最终目的，其方法是对网络协议进行分析，分析网络监听的能够实现的功能是：在网络中不同计算机之间相互进行数据交换时，所有连接在一起的计算机主机都能够接受发送的数据包，在包头中含有目标主机的正确地址，所有，只有与发送的数据包中目标地址相同的计算机主机才能够正确接收到数据包，而其他的计算机主机都会丢弃数据包，但是如果计算机主机在监听模式的时候，主机都会将接收到的数据包保存下来，而不再对数据包中的目标地址进行分析，然后人们可以对数据包进行分析，最终得到网络通信中的数据内容。
（二）网络监听的优点和缺点
1.网络监听的优点
（1）成本低廉：能够在较少的监测点上进行相关配置，就可以监听到网络中发生的任何入侵行为。
（2）功能强大：能够监测主机入侵检测系统所监测不到的特殊性的网络攻击，例如拒绝服务攻击(DOS Teardrop)等等。
（3）独立性强：基于网络的入侵检测系统与其相对应的计算机主机的操作系统无关，而计算机主机的入侵检测系统必须运行在指定的操作系统中。
2.网络监听的缺点
（1）网络监听只是对系统漏洞进行检测的作用，其本身不能起到维护网络安全的作用，必须与防火墙等软件联合使用，其在维护网络安全中只是一个辅助的作用。
（2）针对本工程来说，只是可以对所有数据都进行监听或者某一个端口、某一个IP、某一种协议进行简单的有限制监听。如：不能同时对指定的某两个端口进行监听，也不能同时对指定的某两个IP进行监听。
（三）非法网络监听的防范
网络监听常常要保存大量的信息，对收集的信息进行大量的整理工作，因此，正在进行监听的机器对用户的请求响应很慢。所以可以通过以下几点来防范非法监听。
1.网络分段。网络分段不仅仅是控制网络广播风暴的一种基本方法，同时也是保证网络安全的必要措施，网络分段是将网络资源与非法用户相互隔离开来，从而达到防止非法监听的目的。
2.数据加密。网络通信数据经过加密之后，虽然通过网络监听仍然可以得到传输的数据信息，但却无法正确显示，但是使用数据加密会使得网络传输的速度下降，而且如果加密技术比较简单，也很容易被攻破，所以，计算机管理者和操作者即要考虑网络的安全问题，也要考虑网络传输的速度问题。
3.使用虚拟局域网。使用虚拟局域网(VLAN)技术，将以太网数据通信转换成为点到点的数据通信，能够防止多数基于网络监听的非法入侵。
三、安全策略在校园网络中的应用
（一）网络监听策略。校园网面临的安全问题来自多方面，主要存在于校园网的网络外部和内部，而来自校园网内部的攻击应该占主要地位。校园网中大部分是正在学习知识的学生，他们人数众多，求知欲强，好奇心更强，而且有些同学的网络知识水平也很高。这样就使得他们成为了校园网中潜在的威胁。
网络监听技术可以对校园网络进行故障诊断和分析，首先通过监听收集网络通信中传输的所有数据，然后对这些数据进行详细分析，可以解决在多协议、多拓扑的网络上的各种问题，并且能够排除网络故障，从而能够得到报表等形式的数据分析结果，对于网络的良好运行是强大的支持。
网络监听技术可以对校园网络进行安全分析，及时发现各种侵害校园网络安全的行为，达到维护校园网络安全的目的。例如：可以分析网络监听到的数据信息，截获发送不法信息的IP地址，找到网络威胁的源头，再设置防火墙拒绝非法IP的访问。
（二）入侵检测策略。入侵检测(IDS)是主动保护自身不受到攻击和威胁的一种网络安全技术，它是网络防火墙之后的第二道安全防线，能够对防火墙的安全措施进行相应补充，管理员可以在计算机网络系统中设置关键点，入侵检测系统从这些关键点收集数据信息，对这些数据信息进行分析，从而判断网络中是否有遭到入侵的情况和违反安全策略的行为，一旦入侵检测系统发现出现攻击时，会启动防火墙禁止这些IP地址访问，时刻保护内部和外部的网络攻击，这种结合的方式集成了防火墙和入侵检测系统的所有，不但能够对网络攻击进行实时监控，还能够提高网络信息安全结构的完整性，从而降低网络非法入侵造成的损失。
（三）防火墙策略。防火墙是由软件和硬件共同组合而成的，是在网络层面上构造的一道保护屏障，通过对刘静的网络通信数据进行实时扫描，禁止某些网络攻击，从而避免在这些攻击在计算机上继续执行。防火墙不但可以对不使用的端口进行关闭，还能够禁止制定端口的数据流出，封锁病毒的侵入，通过对特殊站点设置访问禁止，来禁用不明入侵者的所有通信数据。
四、总结
计算机网络安全问题是当今最令人头疼的问题。通过对校园网的网络系统面临的安全问题的分析与研究。
对于校园网这个大的局域网来说，无论是运用防火墙技术，还是利用入侵检测系统，要做的就是分析在网内传输的（包括发自网内的和发送到网内的）数据中，哪些信息是安全的，是有利的，哪些是不安全的，是有破坏作用的。
要维护网络的安全，仅仅依靠被动地检测是远远不够，我们需要主动地防御恶意的攻击，并且要做好长期而充分的准备去迎接挑战。
参考文献
[1]赵.校园网络安全的改进[D].重庆大学硕士毕业论文,2006:14-16
[2]杨守君.黑客技术和网络安全[M].北京:中国对外翻译出版社,2000:115-118
[3]谢希仁.计算机网络（第四版）[M]．大连：大连理工大学出版社，2003:2-6
[4]吴玉,李岚.基于网络数据获取技术的网络监听的检测和防范[J].信息技术,2007,8:142-144
[5]韩红宇.面向校园网的网络监听技术研究[J].中国科技信息,2005,24:12
1 总体设计方案 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT
本设计采用CAN总线作为数据采集与系统控制的通信方式，以ATMEL公司生产的AT91SAM9263 ARM芯片为主控单元，结合A/D转换技术、故障诊断专家系统实现某型火箭炮随动系统的故障检测。总体设计框图如图1所示。
数据采集单元由信号调理模块和A/D转换模块组成，其中信号调理模块用于模拟信号的放大、滤波和提高电路负载能力，A/D转换器完成模拟信号向数字信号的转换，ARM主控单元实现系统控制与故障诊断，数据采集单元与ARM系统控制与故障诊断模块之间以CAN 总线的方式进行通信，工作人员通过操作触摸屏显示界面完成故障检测。
2 系统硬件设计
2.1 数据采集单元
数据采集单元由信号调理电路和A/D转换模块组成，用于采集某型号火箭炮随动系统液压泵、高平机等被测部件的液压或气压的状态信号，其结构图如图2所示。
信号调理电路如图3所示，采用OP27运算放大器进行设计，它的作用是把传感器输入的信号进行放大，同时利用其输入阻抗高、输出阻抗小的特点以满足A/D转换芯片对驱动源阻抗的要求。
A/D转换电路将经过信号调理模块调理后的模拟信号转换为数字信号，文中选用TLC2543CN和STC89C52分别作为A/D采样芯片和微控制器[3]，其设计如图4所示。TLC2543CN是TI公司生产的12位串行模/数转换器，使用电容开关逐次逼近技术，12位分辨率，10 μs的转换时间，11路模拟输入，输出数据长度可通过编程调整[4]。A/D转换模块与51单片机之间以I2C总线的方式进行通信，只需要一条串行数据线SDA（DATA_OUT）和一条串行时钟线SCL（CLOCK），具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。 经信号调理后的11路模拟量数据分别通过端口NO0?NO10进入TLC2543CN进行A/D转换，TLC2543CN通过[CS]，DATA_INPUT，DATA_OUT，MEOC，I/O CLOCK这5个引脚与STC89C52单片机进行通信。为了减小外界环境及器件本身引入的噪声和扰动，提高系统的稳定性，在这5个信号与单片机之间进行光电耦合隔离处理。由于光信号的传送不需要共地，所以可将光耦器件两侧的地加以隔离，达到提高系统信噪比的作用，光耦隔离器件选用Avago Technologies 生产的6N137，电路如图5所示。需要注意的是，电路板中6N137两端的电源不能共用，否则起不到隔离的作用。
2.2 CAN总线通信模块
数据采集单元和ARM系统控制与故障诊断模块之间以CAN总线的方式进行数据通信和控制。CAN总线具有可靠性高、实时性强、较强的抗电磁干扰能力、传输距离远等特点，尤其适用于随动系统传感器多、各检测点信息交换频繁和干扰源复杂的情况。CAN总线通信模块的实现有2种解决方案[5]：一类是采用带有片上CAN的微处理器，如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等；另一类是采用独立的CAN控制器，如Philips的SJA1000。考虑到应用的灵活性，本文采用独立的CAN控制器SJA1000。CAN总线通信模块结构框图如图6所示，选用STC89C52单片机作为CAN总线通信模块的微控制器，CAN总线控制器和收发器分别选用Philips公司生产的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN总线规范采用三层结构模型，STC89C52单片机用以实现应用层的功能，SJA1000和PCA82C250则分别对应于数据链路层和物理层。为了增强CAN总线通信模块的抗干扰能力，在CAN控制器与CAN收发器之间进行光电耦合隔离处理，与数据采集单元一样，本文也选用6N137进行处理。
CAN总线通信模块接口电路主要由4部分组成：微控制器STC89C52、独立CAN控制器SJA1000、光电隔离器件6N137和CAN总线收发器PCA82C250。微控制器STC89C52用于数据处理、实现对SJA1000的初始化、通过对SJA1000的控制实现数据接收和发送等通信任务；独立CAN控制器SJA1000和收发器PCA82C250经过简单总线连接可实现数据链路层和物理层的全部功能。STC89C52通过DATA_INPUT向TLC2543CN发送一定格式的指令，在DATA_OUT引脚可获取到A/D转换的数据；由于SJA1000的数据线与地址线是共用的，所以将STC89C52的P0口与AD0?AD7直接连接的同时，还要将地址锁存信号线ALE进行连接，以便区分在同一时刻AD线上传递的是地址还是数据；SJA1000的中断管脚INT连接单片机的外部中断INT0；MODE管脚与高电平VCC连接以选择Intel模式；为了保证上电复位的可靠，复位电路采用IMP708芯片进行智能控制，IMP708芯片集看门狗定时器、掉电检测电路、电源监控电路等于一体，保证SJA1000芯片的可靠运行；RX0和TX0是数据的收发管脚，经光电耦合器件6N137后连接到CAN收发器上，用以电气隔离；PCA82C250有3种工作模式：高速、斜率控制和待机，本文选择斜率控制模式，通过在Rs引脚与地之间接一个100 kΩ的电阻来实现；为了消除在通信电缆中的信号反射，提高网络节点的拓扑能力，需要在CAN总线两端接入两个120 Ω的终端电阻[5]。
2.3 系统控制与故障诊断模块
数据处理与系统控制模块采用ATMEL公司生产的AT91SAM9263 ARM芯片作为主控单元，以触摸屏作为人机交互方式完成系统控制和故障诊断。AT91SAM9263主频 200 MHz；内置CAN总线控制器，全面支持CAN2.0A和CAN2.0B协议；内置TFT/STN LCD控制器，支持3.5～17英寸TFT?LCD 液晶屏，最高分辨率可达2 048×2 048。考虑到系统的可扩展性，本文将系统控制与故障诊断模块单独成板。技术保障人员可以通过操作触摸屏上显示的人机交互界面完成对随动系统的故障检测。
3 系统软件设计
系统软件设计主要分为A/D转换模块、数据 处理模块、CAN总线通信模块和系统控制与故障诊断模块4部分。主流程图如图7所示，首先对STC89C52单片机进行初始化，包括CAN总线工作方式的选择、验收滤波方式的设置、验收屏蔽寄存器和验收代码寄存器的设置、波特率参数设置、中断允许寄存器的设置以及A/D转换模块的初始化等；当单片机接收到故障检测命令时，进行A/D采样，然后由单片机对采集到的数据进行处理，通过量值转换得到实际的工况数据；最后由CAN总线通信模块将数据传输到系统控制与故障诊断模块进行故障检测，诊断结果由触摸屏显示以指导维修人员进行现场维修。
3.1 A/D转换模块软件设计
A/D转换模块程序设计流程图如图8所示。
3.2 数据处理模块软件设计
数据采集过程中难免受到噪声的影响，为了保证采到数据的准确性，可以对其进行一定的算法处理。本文在故障检测时，对同一采样点进行5次采样，然后用快速排序算法对这5个数据进行排序，取中值作为故障检测的有效数据，以减小误差带来的影响。采集到的数据与实际值之间成严格的线性关系，将采集到的数据值乘以系数K即可获得实际的工况数据，其流程图如图9所示。
3.3 CAN总线通信模块软件设计
CAN总线通信模块的程序设计主要分为初始化、数据发送和数据接收3个部分：
（1） 初始化。CAN总线初始化主要是对通信参数进行设置，通过对时钟分频寄存器、验收码寄存器、验收屏蔽寄存器、总线定时寄存器和输出控制寄存器的配置实现对CAN总线工作模式、接收报文的验收码、验收屏蔽码、波特率和输出模式的配置和定义[7]。值得注意的是，这些寄存器的配置需要在复位模式下进行，因此在初始化前应确保系统已进入复位状态。 （2） 数据发送。本文采用查询方式，进行CAN总线的数据发送，首先应将CAN总线的发送中断禁能。发送数据前，主控制器轮询SJA1000状态寄存器的发送缓冲器状态位TBS以检查发送缓冲器是否被锁定，若发送缓冲器被锁定，则CPU等待，直到发送缓冲器被释放，然后将从现场采集到的数据发送到发送缓冲区并置位命令寄存器的发送请求位TR，此时SJA1000将向总线发送数据。数据发送流程图如图10所示。
（3） 数据接收。同数据发送一样，本文采用查询方式进行数据的接收，也应将CAN总线的发送中断禁能。主控制器轮询SJA1000状态寄存器接收缓冲状态标志RBS以检查接收缓冲器是否已满，若未满则主控制器继续当前的任务直到检查到接收缓冲器已满，读出缓冲区中的报文，然后通过置位命令寄存器的RRB位释放接收缓冲器内存空间。数据接收流程图如图11所示。
3.4 系统控制与故障诊断模块软件设计
系统控制与故障诊断模块是在Linux平台下利用Qt SDK开发完成的，数据库采用嵌入式系统中广泛采用关系型数据库SQLite[8]。软件采用模块化设计思想，包括显示界面、系统控制、检测数据库和故障诊断等4部分。系统界面基于QT/GUI开发，用于故障检测结果显示、调取数据库辅助人工诊断等人机交互；系统控制模块用于系统启动与关闭、初始化及多线程处理；检测数据库用于对专家系统中经验知识、故障诊断规则集进行组织、检索和维护，及用于存储系统采集的工况参数；故障诊断模块是该检测装置核心，本文利用故障诊断专家系统对随动系统进行故障诊断，给出诊断结果。考虑到故障诊断的实时性要求，程序采用多线程编程来实现。
图10 CAN总线数据发送程序设计流程图
图11 CAN总线数据接收程序设计流程图
4 结 语
为了测试随动系统故障检测装置在各种情况下的故障检测能力， 本文通过人为制造故障的方式对该系统进行了大量实验。在反复的实验中，该系统均能正确定位故障，充分验证系统的可靠性和稳定性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片为核心基于CAN总线随动系统故障检测装置，可实现对随动系统液压、气压、电压等工况参数的测量，经故障诊断专家系统的推理，实现以自动故障诊断为主、人工诊断为辅的故障检测。文中采用的CAN总线通信方式使整个系统简洁紧凑、具有较强的抗干扰能力和实时性，这种CAN总线通信方案不但可用于随动系统故障检测装置的研发，还可推广至其他模拟量信号的机电设备故障检测，尤其是多机组的分布式状态监测与故障诊断中，具有非常实用的应用前景。
参考文献 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT
. Industrial Electronics， 2000， 47（4） ： 951? 963.
[2] 张立云，宋爱国，钱夔，等.基于CAN总线的侦察机器人控制系统设计[J].测控技术，2013，32（1）：65?68.
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