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论文关键词 知识产权心理学 外观设计相同相似性判断 认知混淆分值表
一、问题的提出
2011年中旬,中国最高法院公布了2010年中国知识产权保护十大案件,其中包括一件申请再审行政案件。在该案件中,申请再审人为日本的本田技研工业株式会社,被申请再审人为中国国家知识产权局专利复审委员会,原审第三人为石家庄双环汽车股份有限公司和河北新凯汽车制造有限公司。
该案件的基本案情是:本田株式会社是01319523.9号“汽车”外观设计专利权(简称本专利)的专利权人。双环公司于2003年12月24日、新凯公司于2004年12月10日分别就本专利向专利复审委员会提出无效宣告请求。专利复审委员会将上述两无效宣告请求案合案审查,于2005年3月28日进行了口头审理。2006年3月7日,专利复审委员会做出第8105号无效宣告请求审查决定(简称第8105号决定),宣告本专利无效。该决定认为:“…将本专利与日本国外观设计公报jp1004783(简称证据1)进行比较可以看出…但是,本专利与证据1的产品在外观上的上述区别均属于局部的差别,根据整体观察、综合判断的原则,上述差别对于汽车的整体视觉形状和风格来说属于较细微的差别,不足以使普通消费者产生明显不同的视觉效果而将两者认定为具有不同款式的产品,而两者的主体部分的相同之处却使普通消费者易于将两者混同。”
本田株式会社不服专利复审委员会做出的第8105号决定,向北京市第一中级人民法院提起诉讼。北京市第一中级人民法院维持专利复审委员会做出的第8105号决定。
本田株式会社不服一审判决,向北京市高级人民法院提起上诉。北京市高级人民法院二审认为,本案中,判断的主体应当是对“汽车”这一类产品有常识性了解的人,其对外观设计产品之间在形状、图案上的差别具有一定的分辨力,但不会注意到产品的形状、图案的微小变化。“…本专利与证据1所存在的差别属于局部的差别,一般消费者需要施以特别的关注、反复比对才能区别开来,这样的差别对整体视觉效果不具有显著的影响。…”据此判决:驳回上诉,维持原判。
本田株式会社仍然不服,随后申请了再审。中国最高法院经审理认为:“基于被比设计产品的一般消费者的知识水平和认知能力,对被比设计与在先设计进行整体观察,综合判断两者的差别对于产品外观设计的视觉效果是否具有显著影响,是《专利审查指南》规定的判断外观设计是否相同或者相近似的基本方法。根据《专利审查指南》的规定,一般消费者的特点是,对被比设计产品的同类或者相近类产品的外观设计状况具有常识性的了解,对外观设计产品之间在形状、图案以及色彩上的差别具有一定的分辨力,但不会注意到产品的形状、图案以及色彩的微小变化。据此得出结论:“这些差别对于本案诉争类型汽车的一般消费者而言是显而易见的,足以使其将本专利图片所示汽车外观设计与证据1所示汽车外观设计的整体视觉效果区别开来。因此,上述差别对于本专利与证据1汽车外观设计的整体视觉效果具有显著的影响,二者不属于相相似的外观设计。”至此,该案“盖棺论定” 。
由于最高法院是中国的最高级别的司法审理机关,其对于此案的再审审理结果无可更改,是中国对于这起行政纠纷所涉及的全部问题的最终答复,是被理解为正确的、中肯的和全面的终极裁决,应该说本已没有质疑和思考的余地。然而,如果我们对此案的审理全过程做进一步考察,不难发现此案仍然遗留了一个关于如何判断外观设计相同相似性的核心问题,即:确定一个“判断主体”的知识水平和认知能力的客观标准是什么?
众所周知,对于一个客观事物进行性状判断,在一个特定的时空域内主要有三方面因素介入到判断过程之中:判断主体、判断客体和判断方法。表面看来,中国的法律法规在如何判断外观设计相同相似性方面,对于这三个方面的因素似已规范得十分细致和周详。比如,《审查指南》第四部分第五章之4就对“判断主体”规范为“一般消费者”,而且是根据适用外观设计的产品种类的不同,具有“对涉案专利申请日之前相同种类或者相近种类产品的外观设计及其常用设计手法具有常识性的了解。”以及“对外观设计产品之间在形状、图案以及色彩上的区别具有一定的分辨力,但不会注意到产品形状、图案以及色彩的微小变化。”等能力的不同消费者群体。中国最高法院在其并于2010年1月1日起施行的《最高人民法院关于审理侵犯专利权纠纷案件应用法律若干问题的解释》第十条中也对“判断主体”相应地规范了:“应当以外观设计专利产品的一般消费者的知识水平和认知能力,判断外观设计是否相同或者近似。”然而,在司法实践中,上述规范并非被落实成原所设计或预期的那样周详和严谨,事实上,作为判断主体的“一般消费者”及其“知识水平和认知能力”的概念和程度并未形成相对统一的共识和实施。笔者根据“北大法宝”对近两年来中国法院的外观设计专利诉讼案件做了粗略的检索和核查,发现中国不同法院以及国家知识产权局复审委员会对于“一般消费者”及其“知识水平和认知能力”具有不同的认识和判断,比如:
1.在云南省昆明市中级人民法院(2010)昆知民初字第302号民事判决中,法院认为:“普通消费者施以一般注意力,容易产生两者整体美感相近似的印象。”
2.在北京市第一中级人民法院的(2011)一中知行初字第482号行政判决书中,法院认为:“参照2006年版《审查指南》第四部分第五章第4节规定,(该款规定判断主体是‘一般消费者’-笔者)…但从整体观察、综合判断的角度而言,本专利与附件1的整体形状近似,前述方面的差异仅属于外观设计局部的细微差别,不足以对两外观设计的整体视觉效果产生显著影响。”。而在同一案件中,被告专利复审委认为:“一般消费者在观察本专利电炖盅和附件1电炖盅整体外观效果时,会注意到二者之间在控制装置和控制面板部位存在明显区别而不易混淆。”
3.在广东省广州市中级人民法院的(2010)穗中法民三初字第115号民事判决书中,法院认为:“经对比,被控侵权产品与原告外观设计专利各面视图相比两者的整体视觉效果基本相同。”
上述案例“1”中,法院把《审查指南》以及最高法院规范的对外观设计相同相似性做判断的“一般消费者”认定为“普通消费者”,而且把最高法院明确地在司法解释中规范的“整体视觉效果上无差异”诠释为“两者整体美感相相似”(见“被诉侵权设计与授权外观设计在整体视觉效果上无差异的,人民法院应当认定两者相同;在整体视觉效果上无实质性差异的,应当认定两者近似。”-《最高人民法院关于审理侵犯专利权纠纷案件应用法律若干问题的解释》第十一条)。可见该案法院与最高院对于判断主体的“一般消费者”及其“知识水平和认知能力”的概念和程度是有差异的。如果说一般消费者里的“一般”与普通消费者里的“普通”属于同义词并可互释,则作为丈量“一般消费者”及其“知识水平和认知能力”尺度的“整体视觉效果上无差异”一语与“整体美感相近似”则相去甚远了。在上述案例“2”里,复审委的“会注意到”和法院的“不足以”在一般消费者的知识水平和认知能力的判断上或称拟制程度上以及掌握的尺度上呈现出直白的对立或对抗。在上述案例“3”中,三地法院虽然都在判断主体上采用了一般消费者的概念,但在以判断结果作为尺度对于判断主体的判断能力的认定,则产生出不甚相同的判定:最高法院对于外观设计判断的“整体视觉效果上无差异”或“无实质性差异”的规范,在三地法院的诠释下成为了“整体视觉效果基本相同”、“整体视觉效果上的近似”和“显著的视觉差异”。
从上面引述的案例和对比中不难看出,即便有了相对明确的规范,目前施行的外观设计相同相似性的判断仍呈现为一种客观依据较差、主观意识较强的人类对于客观事物的认知过程。对待“一般消费者”是否“根本不存在显著的视觉差异”,还是“会注意到二者之间…存在明显区别而不易混淆。”这一问题,在进行判断的时候仍然存在有很大的主观性,因而造成公众/当事人对于外观设计相同相似性判断结果难以预判或使判决结果难以达到更趋合理的判决公平和公正度。
同样的情况也发生在中国青年旅行总社cyts商标与中国国际旅行社cits商标的驳回复审案件等案件上。我们是否可以对外观设计相同相似性的判断摸索出一个较为行之有效的方法来?
只有掌握了客观的、人类认识、分析和判断事物的规律,才能够对人们会不会在“相关公众不会混淆或误认”或“相关公众会混淆或误认”的问题上得出正确的结论,才能够有可能达到或尽最大限度地接近社会公众、法制建设所需求的公正和公平乃至正义。
二、心理学和外观设计的判断
所谓心理学,目前取得比较一致性的观点是:研究人类和动物的心理过程和行为的科学。根据研究目的、对象和方法等等的不同,将心理学大致可分为普通心理学、法律心理学、认知心理学、审美心理学、等数十个心理学分支学科。与知识产权联系相对比较密切的,当属法律心理学。然而,正如某心理学家所言,心理学家在法律问题上开展的研究“过分犯罪化”了。应当说,法律心理学应当除对与法律具有紧密联系的、立法心理、普法教育心理、司法心理、劳动改造心理和民事诉讼心理等部分的研究外,还应当包括对侦查心理、预审心理、审判心理、犯罪人心理、受害人心理、侵权人心理、证人心理、法官心理等之外的、知识产权诉讼中涉及的对于两种以上事物的感知心理、联想以及错觉心理等内容。可以说,涉及知识产权的心理学应当是随人类社会和科学技术的发展需要而应当确立起来的一个新兴心理学学科,它当归属于法律心理学的一个部门学科。它是将法律心理学的研究范围和对象从上述刑事司法审判过程中的心理现象扩展到在涉及知识产权的法律环境中相关社会公众和/或消费者对事物的认知心理现象和规律上的学科。
同样道理,外观设计的相同相似性判断,如上所述实质上是一个心理学上的对客观事物的认知过程,它服从于客观存在的人类认知心理规律。面对外观设计的各类组成要素,如形状、线条、色彩等,做相同相似性判断,人们就是进行了感觉、知觉、记忆、表象、想象和思维等心理活动。因此,为了使外观设计的相同相似性判断更加科学化和实用化,将人类的对事物感觉和知觉以至思维过程中产生的此类认知和误差规律适用到知识产权法律实践当中去,就成为了解决外观设计相同相似性判断的一个较为行之有效的方法。
三、知识产权法律心理学适用设想
将心理学研究成果、方法和人的心理规律结合到知识产权法律实施的实践之中去,实际上是研究、掌握和运用人们是否会根据一个外观设计连带想起另一外观设计并进一步将两者混同起来的心理学中“联想”以及“错觉”等等这种人类认识事物的心理规律的问题。
事实上,尽管存在有人的知识层次和社会生活实践的不同以及思维能力的差异,但造成人对两个以上的外观设计产生混淆的心理过程都具有符合上述心理学的联想和错觉的规律:它以被感知事物的各个特征,即由人的感知器官如视觉、嗅觉、听觉和触觉得到的特征信息为基础,在感知一事物过程中,引发出与其在各个特征相接近、相关联的它事物的回忆,进而在知觉的过程中,将此与它事物误认为相同。
就外观设计而言,使人就一外观设计联想起在其知识和经验中的另一外观设计,甚至造成两者相混淆(相同或相似)的心理过程在很大程度上取决于该外观设计的基础特征信息,即:该外观设计的基本构成要素以及其构成方式。一个外观设计的基本构成要素以及其构成方式可以拆分成各个不同形态的元素。根据《审查指南》第一部分第三章之7.2款的规范:“构成外观设计的是外观设计要素或要素的结合,其中包括形状、图案或者其结合以及色彩与形状、图案的结合。”同理,两个商标的联想以及混淆的心理构成过程也是取决于商标基础特征信息,即商标构成要素及其方式。根据商标法的规定:“第八条任何能够将自然人、法人或者其他组织的商品与他人的商品区别开的可视性标志,包括文字、图形、字母、数字、三维标志和颜色组合,以及上述要素的组合,均可以作为商标申请注册。”这里可以看到,法律对商标构成要素规定了文字、图形、字母、数字三维标志或颜色等项内容。然而,对这些元素做进一步分析可以看到,一个商标的基础特征信息事实上应当由下列元素所组成:点、线、颜色、点线组合构成的发声(文字发声)、点线组合构成的符号含义(文字含义)、点线面组合而成的三维物体形态(方形、长形、圆柱形、菱形、球形…)、上述要素的组合方式以及排列顺序。
从上述规范和分析中不难看出,构成外观设计和商标的基本要素,无非是点、线(条),颜色(呼叫)及其组合。而这些能为人们所感知的视觉和听觉客观要素,是造成人们联想和错觉的基本素材或基础。心理学告诉我们,由于人类生理结构的限制,人们通过视觉或听觉感知这些基本要素的某些时候,必然会产生认知结果与客观实际相符或不相符合的心理现象。因此,我们可以设想,如果把这些自然(生理)现象或规律加以采集、整理、归纳并抽象出来若干规律或定律,然后应用到外观设计和商标的相同相似性判断的行政和司法实践中,则可以制订出科学的和客观的相同相似性判断准则、尺度和标准,这不仅会大大提高判决的公信度、公平公正度和广大公众的认可,而且在实践中是完全可能的。因此,如何将其适用到实际审理实践中,是一个将心理学上的有关外观设计异同的辨识规律与传统方法相结合的过程。
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关键词:有线电视,网络整改
三网融合启动在即,作为省网络公司下县级分公司,无论是网络传输水平还是用户规模与电信部门相比都有相当的差距,而数字用户的整转数量还很小。数字电视整体转换工作的启动与逐步实施,进行数字化网络改造工作已成为各网络公司工作的重中之重。只有一个科学的,先进,的合理的有线网络才可以完成数字电视以及综合数据业务信号的传输。即要使网络更可靠稳定,能支撑将来的多功能业务,又要根据公司的经济实力,依靠当前运行的网络进行整改,逐步达到双向传输的要求,实现广播电视业务和交互业务。
我们县是一个人口不到三十万的小县,拥有有线用户三万户。我们的有线网络分城区和农村两部分。城区网络采用光纤同轴混合网,是一个以前端为中心、光纤延伸到小区并以光节点为终点的光纤星形布局,同时,以一个星树型同轴电缆网络从光节点延伸覆盖用户。网络拓扑是一个星一树形结构。主城区建有地埋管道,实现了光缆入地,老城区采用电力杆路架空。分区布局光节点,共22个。农村是租借联通光纤,依托联通机房,杆路建设的光纤同轴混合网。对城区网络采用的是模数混传,85-550mhz为87-550mhz为普通广播电视业务,安排36个频道的模拟电视节目。550-750mhz为下行数字通信信道,用于传输数字广播电视,采用qpsk调制。远远满足不了人们的精神文化需要。
我们在2005年进行了网络升级,更换了所有的线路器材,实现了光缆入地以及光节点的重新规划。但只是采用前端是普通光发,单个光纤单向传输模数混合信号。每个光点覆盖500用户,延长放大器的级联2至四级,电缆网是750的单向放大器,和分支分配器构成的星树形拓扑结构覆盖用户。而hfc接入网,真正实现信号的双向传输,是采用空分复用,频分复用和时分复用技术。在器材使用上,不仅在前端构建数字信号源,前端cmts,反向回传光发,双向放大器和用户端的cable mode。在从光节点至前端(或骨干网的分前端)的光纤传输链路中,上下行信号采用空分复用,即上下信号分别使用不同的光纤传输。为确保信号安全稳定传输,每个光点的光纤数量至少应为4至8根。从光节点到用户的电缆网中,上下行信号采用频分复用,合理规划频道,充分利用资源。5-65为上行通道,87-1000为下行通道。博士论文,网络整改。数据传输采用时分复用。博士论文,网络整改。在hfc的网络中,反向通道的汇集噪声是影响双向数据传输的主要问题。解决的办法主要是每个光接点严格控制在300户以内,且放大器级连不超过三级。
在充分调查研究的基础上,我认为网络改造必须根据公司的总体规划,分批分片分主次,轻重缓急进行从而达到整改目的。对线路长用户多的片点,要重新规划设计,光节点。特别是楼群加设光站,保证用户容量低于500户,延长放大器最多为3级。根据网络改造的实际情况,原有的网络质量可以,进行整理,使其更合理、更可靠。如果网络质量确实达不到要求,线路又老化严重的话,我们就进行更换,以达到网络的需要。因为资金的关系,可以暂不进行双向设备的更替,主要进线路的整改升级。如果说良好的设计是网络可靠的关键,那么,施工工艺则是网络可靠的保证。网络整改上花大力气严把工艺流程关,有线电视主要是接头工程,光缆的熔接,接线盒的挂放倒要做到规范,做好防水和防雷工作。以及选用优质的线缆器材。保证改造一处,信号达标一处。设计,施工,验收要分步进行,根据技术规范严格实施。
农村是一个大的市场,我们在改造城区的同时积蓄能量,就是攒钱,加大投入建设自己的路由,同网通合作,除技术束缚自己进行新业务的开展,如宽带,电话等,因他的光纤老化,故障频发,停信号的次数频发。博士论文,网络整改。博士论文,网络整改。受人家机房位置影响,农村干线五级以上的村有20多个,信号质量随着电缆的老化也一步一步恶化,CSO,CTO指标严重恶化,电的不同步问题至今困扰这我们的维护人员。博士论文,网络整改。基于现状,建立自己的HFC农网显得犹为重要,目标,主干线采用星型结构到乡镇,分支树形到村,保证大村1或2个光点,小村一个光点,每个光点四芯,1550光主线传输,1330分支,最远处1550二此放大。博士论文,网络整改。路由以公路为坐标,架设线杆,架空钢绳,每公里造价2万元。供电采用集中供电,中心乡镇建设机房,UPS 不间断电源保证信号的畅通。机房处一定要做好地线防雷接地。每个光点采用室外接收机,减少了电缆的使用,提高了信号质量也节省了电费,符合光进铜退的时展。对农村用户来说,提高收视费可能很难,增加节目后,可以适当提高一点。同时降低工程费,达到与非法卫星天线抢夺用户的优势,一优良的服务,及清晰的电视节目,使用户自动的缴费,以达到事业发展的目的。在管理上,进一步加大奖罚力度,保证一线人员的工资待遇,付出同回报成正比,使人们气顺工作干劲高。
有线电视数字化是大势所趋,进行双向网络改造,是实现信息化的必备条件,HFTT+LAN模式是近几年各地成功的经验,我们的目标是不仅是让用户观看丰富多彩的电视节目,而且实现信息互动,冲浪上网等多彩的内容。我相信,在我们广大县级有线电视工作者的努力工作下,一定会建设一个优良的,科学的,先进的数字化网络。
1、余雨晴
指导教师评语
余雨晴的论文《高频电子线路精品课程网站建设》,基本完成了高频电子线路精品课程网站的设计,论文介绍了设计思想、制作过程,并设计了基本的网站雏形。阅读指导教师指定的参考资料、文献,开题报告有实施方案,并按要求完成外文翻译,设计基本合理,对网站建设提出了个人见解,作者基本掌握了网站建设的基础理论。论文撰写规范,符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加学位论文答辩。
评阅教师评语
余雨晴的论文《高频电子线路精品课程网站建设》,基本完成了高频电子线路精品课程网站的设计,论文介绍了设计思想、制作过程,并设计了基本的网站雏形。网站设计基本上合理、科学,表明作者基本上掌握了相关专业知识。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对余雨晴的论文《高频电子线路精品课程网站建设》的审核,认为该论文选题具有研究价值,基本上完成了网站的设计任务,设计基本上合理、科学。该生基本完成了毕业论文任务书所规定的内容,论文撰写基本符合规范,答辩时能基本正确地回答问题。
经答辩小组讨论,答辩成绩定为及格。
2、杨婷
指导教师评语
杨婷同学的论文《PLL技术及其应用》,较好地完成任务书规定的设计任务。论文在详细分析PLLIC电路的基础上,利用锁相集成电路设计了红外自动控制水龙头。红外自动控制水龙头运用LM音频锁相环芯片设计,同时结合定时器芯片和三端集成稳压器等组合而成,设计合理。该生除全部阅读指导教师指定的参考资料、文献外,还能阅读一些自选资料,并提出较合理的开题报告实施方案,按要求按时完成外文翻译,译文质量较好。对对研究的问题能正确分析,反映出作者较好地掌握了电科专业基础理论与专业知识,论文撰写规范,符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加学位论文答辩。
评阅教师评语
杨婷同学的论文《PLL技术及其应用》选题具有实际意义,较好地完成了规定的任务,论文在详细分析PLLIC电路的基础上,利用锁相集成电路设计了红外自动控制水龙头,红外自动控制水龙头是运用了LM音频锁相环芯片设计,同时结合定时器芯片和三端集成稳压器等组合而成的电路。设计合理,表明作者比较好的掌握了电科专业相关的知识。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对杨婷同学的论文《PLL技术及其应用》的审核,认为该论文选题具有研究价值,论文利用锁相集成电路设计了红外自动控制水龙头电路,设计合理,表明作者比较好的掌握了相关专业知识,设计的产品具有一定的使用和参考价值。该生认真完成了毕业论文任务书所规定的内容,论文撰写符合规范,答辩时能正确地回答问题。
经答辩小组讨论,答辩成绩定为良好。
3、王锐
指导教师评语
王锐同学的论文《基于FPGA技术的电子密码锁》,完成了任务书所规定地研究(设计)任务。论文采用EDA技术通过自顶向下的设计方法对数字密码锁进行了设计,描述了数字密码锁的总体结构、主要功能、设计流程、模块划分及总体和各模块的VHDL源程序,并且给出了数字密码锁设计的仿真结果。外语资料翻译尚可,论文格式基本规范,论述基本准确,达到了预期的要求,符合学士学位论文答辩的要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
王锐同学的论文《基于FPGA技术的电子密码锁》选题具有一定的实际意义,基本上完成了规定的任务,主要工作包括用EDA技术通过自顶向下的设计方法对数字密码锁进行了设计,描述了数字密码锁的总体结构、主要功能、设计流程、模块划分及总体和各模块的VHDL源程序,并且给出了数字密码锁设计的仿真结果,存在的不足主要是没有具体实现。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求,同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对王锐同学的论文《基于FPGA技术的电子密码锁》的审核,认为该论文选题具有一定的研究价值,作者具有一定的阅读参考资料的能力,认为完成了毕业论文任务书所规定的内容,行文基本流畅,答辩时能较比较正确地回答问题。本文尚存在全篇结构不够合理、没有完全实现等缺陷。
经答辩小组讨论,答辩成绩定为中等。
4、周洋
指导教师评语
周洋同学的论文《纯音听力计的设计与实现》,较好地完成了任务书所规定地研究任务。论文从听力计的发展趋势和面临现状出发,基于对系统结构和功能要求的分析,论述了仪器的工作原理,软、硬件设计方法和纯音信号与噪声信号的实现过程。外语资料翻译尚可,论文格式基本规范,论述基本准确,达到了预期的要求,符合学士学位论文答辩的要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
周洋同学的论文《纯音听力计的设计与实现》选题具有一定的实际意义,基本上完成了规定的任务,从听力计的发展趋势和面临现状出发,基于对系统结构和功能要求的分析,论述了仪器的工作原理、软、硬件设计方法和纯音信号与噪声信号的实现过程,设计基本合理。毕业论文撰写基本符合规范要求,论文基本上达到了本科毕业论文的要求,同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对周洋同学的论文《纯音听力计的设计与实现》的审核,认为该论文选题具有一定的研究价值,作者具有一定的阅读参考资料的能力,基本完成了毕业论文任务书所规定的内容,行文基本流畅,答辩时能较比较正确地回答问题。本文尚存在全篇结构不够合理、设计没有完全实现等缺陷。
经答辩小组讨论,答辩成绩定为中等。
5、李思静
指导教师评语
李思静同学的论文《调频电路及其设计》,很好地完成任务书规定的设计任务。论文采利用导频制调频立体声发射接收技术及高性能的专用发射与接收集成电路,设计了一套基于BA和CXA的小型无线调频立体声系统。该生除全部阅读指导教师指定的参考资料、文献外,还能阅读较多的自选资料,较好地理解课题任务并提出开题报告实施方案,能出色完成外文资料的翻译,对研究的问题能较深刻分析,反映出作者很好地掌握了有关基础理论与专业知识,论文撰写规范,符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
李思静同学的论文《调频电路及其设计》选题具有实际意义,完成了规定的任务,论文采利用导频制调频立体声发射接收技术及高性能的专用发射与接收集成电路,设计了一套基于BA和CXA的小型无线调频立体声系统,表明作者很好的掌握了调频通信方面的知识。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对李思静同学的论文《调频电路及其设计》的审核,认为该论文选题具有研究价值,作者设计了一套基于BA和CXA的小型无线调频立体声系统,作者很好的掌握了调频通信方面的知识。具有很好的阅读参考资料的能力,认真完成了毕业论文任务书所规定的内容,行文流畅,论文撰写符合规范,答辩时能正确地回答问题。
经答辩小组讨论,答辩成绩定为优秀。
6、王莉
指导教师评语
王莉同学的论文《无线电遥控系统设计》,较好地完成任务书规定的设计任务。论文设计了一种无线电遥控系统,包括发射电路的设计和接收电路的设计,实现了远程遥控功能。该生除全部阅读指导教师指定的参考资料、文献外,还能阅读一些自选资料,并提出较合理的开题报告实施方案,按要求按时完成外文翻译,译文质量较好。对对研究的问题能正确分析,反映出作者较好地掌握了有关基础理论与专业知识,论文撰写规范,符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加学位论文答辩。
评阅教师评语
王莉同学的论文《无线电遥控系统设计》选题具有实际意义,较好地完成了规定的任务,论文设计了一种无线电遥控系统,包括发射电路的设计和接收电路的设计,实现了远程遥控功能。设计合理,表明作者比较好的掌握了相关专业知识。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对王莉同学的论文《无线电遥控系统设计》的审核,认为该论文选题具有研究价值,论文设计了一种无线电遥控系统,包括发射电路的设计和接收电路的设计,实现了远程遥控功能。设计合理,表明作者比较好的掌握了相关专业知识,设计的产品具有一定的使用和参考价值。该生认真完成了毕业论文任务书所规定的内容,行文流畅,论文撰写符合规范,答辩时能正确地回答问题。
经答辩小组讨论,答辩成绩定为良好。
7、赵霞
指导教师评语
赵霞同学的论文《电子信息科学与技术专业网站设计》,较好地完成电子信息科学与技术专业网站设计,完成了总体方案设计及留言板模块和新闻管理功能模块的结构设计与编程。本设计由两位同学合作完成,赵霞同学负责新闻管理功能模块的设计,其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。该生除全部阅读指导教师指定的参考资料、文献外,还能阅读一些自选资料,并提出较合理的开题报告实施方案,按要求按时完成外文翻译,译文质量较好。论文撰写规范,符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加学位论文答辩。
评阅教师评语
赵霞同学的论文《电子信息科学与技术专业网站设计》选题具有实际意义,较好地完成了新闻管理功能模块的设计,其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。网站设计合理、科学,表明作者比较好的掌握了相关专业知识。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对赵霞同学的论文《电子信息科学与技术专业网站设计》的审核,认为该论文选题具有研究价值,较好地完成了新闻管理功能模块的设计,其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面,设计合理、科学。该生认真完成了毕业论文任务书所规定的内容论文撰写符合规范,答辩时能正确地回答问题。
经答辩小组讨论,答辩成绩定为良好。
8、周星
指导教师评语
周星同学的论文《电子信息科学与技术专业网站设计》,较好地完成电子信息科学与技术专业网站设计,完成了总体方案设计及留言板模块和新闻管理功能模块的结构设计与编程。本设计由两位同学合作完成,周星同学负责网站页面的设计和留言板系统的设计。该生除全部阅读指导教师指定的参考资料、文献外,还能阅读一些自选资料,并提出较合理的开题报告实施方案,按要求按时完成外文翻译,译文质量较好。论文撰写规范,符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加学位论文答辩。
评阅教师评语
周星同学的论文《电子信息科学与技术专业网站设计》选题具有实际意义,较好地完成了新闻管理功能模块的设计,其开发主要包括网站页面的设计和留言板系统的设计。网站设计合理、科学,表明作者比较好的掌握了相关专业知识。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对周星同学的论文《电子信息科学与技术专业网站设计》的审核,认为该论文选题具有研究价值,较好地完成了网站页面的设计和留言板系统的设计,设计合理、科学。该生认真完成了毕业论文任务书所规定的内容论文撰写符合规范,答辩时能正确地回答问题。
经答辩小组讨论,答辩成绩定为良好。
9、蔡凌云
指导教师评语
蔡凌云同学的论文《数字调频发射机的设计》,较好地完成了任务书所规定地研究任务。论文主要采用数字信号处理(DSP)和直接数字频率合成(DDS)技术,实现了数字调频发射机的设计。本设计由两位同学完成,该生主要负责数字调频发射机的数字调频调制模块部分的设计。外语资料翻译尚可,论文格式基本规范,论述基本准确,达到了预期的要求,符合学士学位论文答辩的要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
蔡凌云同学的论文《数字调频发射机的设计》,较好地完成了任务书所规定地研究任务。论文主要采用数字信号处理(DSP)和直接数字频率合成(DDS)技术,实现了数字调频发射机的设计。本设计由两位同学完成,该生主要负责数字调频发射机的数字调频调制模块部分的设计,设计基本合理。毕业论文撰写基本符合规范要求,论文基本上达到了本科毕业论文的要求,同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对蔡凌云同学的论文《数字调频发射机的设计》的审核,认为该论文选题具有一定的研究价值,数字调频发射机的数字调频调制模块部分的设计基本合理。作者具有一定的阅读参考资料的能力,基本完成了毕业论文任务书所规定的内容,答辩时能较比较正确地回答问题。
经答辩小组讨论,答辩成绩定为中等。
10、张佳富
指导教师评语
张佳富同学的论文《高频功率放大器及其设计》,基本地完成了任务书所规定地研究任务。论文对高频功率放大器的发展以及应用做了介绍,设计了基本合理的高频功率放大器电路。外语资料翻译尚可,论文格式基本规范,论述基本准确,基本达到了预期的要求,符合学士学位论文答辩的要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
张佳富同学的论文《高频功率放大器及其设计》,基本地完成了任务书所规定地研究任务。论文对高频功率放大器的发展以及应用做了介绍,设计了基本合理的高频功率放大器电路,设计基本合理。毕业论文撰写基本符合规范要求,论文基本上达到了本科毕业论文的要求,同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对佳富同学的论文《高频功率放大器及其设计》的审核,认为该论文选题具有一定的研究价值,高频功率放大器电路的设计基本合理。作者具有一定的阅读参考资料的能力,基本完成了毕业论文任务书所规定的内容,答辩时能较比较正确地回答问题。
经答辩小组讨论,答辩成绩定为中等。
11、李薇
指导教师评语
李薇同学的论文《数字调频发射机的设计》,较好地完成了任务书所规定地研究任务。论文主要采用数字信号处理(DSP)和直接数字频率合成(DDS)技术,实现了数字调频发射机的设计。本设计由两位同学完成,该生主要负责系统在DSP方面的设计。外语资料翻译尚可,论文格式基本规范,论述基本准确,达到了预期的要求,符合学士学位论文答辩的要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
李薇同学的论文《数字调频发射机的设计》,较好地完成了任务书所规定地研究任务。论文主要采用数字信号处理(DSP)和直接数字频率合成(DDS)技术,实现了数字调频发射机的设计。本设计由两位同学完成,该生主要负责系统在DSP方面的设计,设计基本合理。毕业论文撰写基本符合规范要求,论文基本上达到了本科毕业论文的要求,同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对李薇同学的论文《数字调频发射机的设计》的审核,认为该论文选题具有一定的研究价值,系统在DSP方面的设计基本合理。作者具有一定的阅读参考资料的能力,基本完成了毕业论文任务书所规定的内容,答辩时能较比较正确地回答问题。
经答辩小组讨论,答辩成绩定为中等。
12、宋治桦
指导教师评语
宋治桦同学的论文《射频功率放大器》,完成了任务书所规定地设计任务。论文通过图例和对比进行分析,阐述了射频功放的基本理论;在研究了射频功放的工作状态、负载和调谐等外部特性的基础上设计了一种射频功率放大器。外语资料翻译尚可,论文格式基本规范,论述基本准确,达到了预期的要求,符合学士学位论文答辩的要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
宋治桦同学的论文《射频功率放大器》选题具有一定的实际意义,基本上完成了规定的任务,在研究了射频功放的工作状态、负载和调谐等外部特性的基础上设计了一种射频功率放大器,设计基本合理。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
答辩小组通过对宋治桦同学的论文《射频功率放大器》的审核,认为该论文选题具有一定的研究价值,作者具有一定的阅读参考资料的能力,认为完成了毕业论文任务书所规定的内容,答辩时能较比较正确地回答问题。
经答辩小组讨论,答辩成绩定为中等。
13、邹元杰
指导教师评语
邹元杰同学的论文《基于单片机STCCLED点阵显示》,很好地完成任务书规定的设计任务。系统以STCC单片机为主控芯片,利用温度测量,实时时钟芯片和数据存储技术并配合软件,实现了温度的测量、时间、数据掉电不丢失等功能,最终很好地完成了规定任务。该生对研究的问题能较深刻分析,反映出作者很好地掌握了有关基础理论与专业知识,实际动手能力强,论文撰写规范,符合学位论文答辩要求。
同意该同学参加毕业论文答辩。
评阅教师评语
邹元杰同学的论文《基于单片机STCCLED点阵显示》,选题具有实际意义,完成了规定的任务。系统以STCC单片机为主控芯片,利用温度测量,实时时钟芯片和数据存储技术并配合软件,实现了温度的测量、时间、数据掉电不丢失等功能,最终很好地完成了规定任务。毕业论文撰写符合规范要求,论文达到了本科毕业论文的要求。
同意该生参加学位论文答辩。
答辩委员会评语
毕业综合训练开题报告
题 目 新生登记管理系统
学生姓名 xxxx学 号 xxxxxxxxx
系 别 xxxxxxxxxxxxxxx程系 年级专业 xxxxxxxx工 程
指导教师 xxxxxxxxx导师职称 讲师
教务处制表
年 月 日
一、学生在开题前的准备工作
(分条目简要列出学生自接受毕业综合训练任务以来已开展的前期工作,包括但不限于课题要求的实习/实验准备情况、开展情况,调研或社会调查情况,相关知识/技能的学习情况,中外文献查询情况等)
1.进行了对新生登记管理系统的需求调查
我发现随着学校的规模不断扩大,学生数量急剧增加,学生报道时的填表工作量也随之增加。面对庞大的工作量,就需要有新生登记管理系统来提高学生管理工作的效率。通过这样的系统,可以做到信息的简单录入,对信息科学快速的查询,从而减少管理方面的工作量。尤其对于复杂的信息管理,系统能够充分发挥它的优越性,体现大学中计算机的特色。
2.准备工作
学习java语言相关知识
学习MYSQL相关知识
学习jdbc相关知识
学习前端相关知识
3.查询中外文献
4.设计新生登记管理系统大概框架
二、学生对课题的综合理解
(一)课题目的及意义(含国内外的研究现状分析)
通过观察发现,很多学校在各系新生登记仍然以手写填表的方式登记,然后班委整理信息上报的形式进行新生登记,没有效率,也浪费了大量人力物力,我认为,开发一个新生登记管理系统有助于提高学校的工作效率和办学水平,实现现代化大学的运行机制和高水平的管理,用计算机来管理新生报到可以避免不必要的资源浪费,也减轻了班级班干部和辅导员的工作强度,大大减少了提前去做新生的相关统计工作。
新生登记管理系统主要用在新生报道时的登记阶段,旨在通过电子录入新生信息,查询缴费情况,协助管理员对班级学生进行有效管理和查询,将班级真正登记的新生人数录入学生表,实现新生信息的有效存储和查询,节约人力物力。
(二)课题研究的主要内容
1.新生登记管理系统的可行性分析
2.数据库的设计
3.通过JDBC实现数据库和后台的交互
4.通过后台和前端的交互,实现对新生信息的增删改查。
(三)拟解决的主要问题和最终目标
1.数据库中数据的输入、存储
2.数据库与页面的链接实现
3.页面布局的实现
4.数据库在页面的显示实现
最终目的是完成一个主页与功能页面的交互实现,实现对新生信息的增删改查四个功能。
实现数据库与web的链接。
(四)拟采用的研究方法或技术方案
整个设计主要分为三个主要部分:即网页设计、数据库建立、java后端。页面设计主要拟采用HTML5来设计网页结构,采用CSS3来设计样式,JavaScript完成行为的实现。后台数据库的建立拟采用MySQL数据库存储数据。用JDBC技术实现数据库与页面的连接功能。
在整个设计中主要技术将会是:HTML5、CSS3、JavaScript、java、JDBC、MySQL
(五)课题预期结论或过程中的特色、创新点
实现新生入学登记,分配寝室,专业班级,查看是否缴费等功能的过程中,进一步体会面向对象的设计思想,深入学习前后端的交互。
(六)论文撰写提纲
题目:新生登记管理系统
摘要
目录
第一章:绪论
1.1 系统背景
1.2 管理系统应用状况
1.3 新生登记管理系统总功能概述
第二章 可行性分析
2.1 技术可行性分析
2.2 面向高校前景
2.3 操作可行性分析
第三章 需求分析
第四章 设计概要
4.1系统运行流程
4.2 系统主体结构
第五章 数据库设计
5.1 管理员数据库
5.2 学生信息库
第六章 详细设计与分析
6.1 设计环境
6.2 前端页面设计
6.3 后端逻辑设计
总结
参考文献
特别鸣谢
三、开题后工作进度安排
第一阶段:2019年10月21日至11月6日,选题,接受任务书。
第二阶段:2019年11月7日至2020上期开学,完成任务书、资料查询、程序设计
第三阶段:2020上期开校第一月,检测程序功能及漏洞,完成论文报告。
第四阶段:2020上期开校第二月,完成论文报告修改。
第五阶段:查漏补缺。
四、指导教师意见
(根据学生接受任务以来所做的工作,以及学生对课题的综合理解等,评价是否达到了开题的要求,并明确写明是否同意开题)
同意,工作内容可行。
指导教师(签名): 年 月 日
五、专业负责人审查意见
专业负责人(签名): 年 月 日
关键词:六端口;功分器;耦合器;接收机
六端口技术最初应用于微波和毫米波测量以及网络分析仪。1972年,美国国家标准局Hoer等人提出六端口电路的概念并将它用于微波网络分析。他们利用定向耦合器和功率分配器等具有特殊性能的微波分支元件组成六端口电路,并将信号源和负载接入6个端口中的2个端口,结果发现通过测量4个输出端口上的电压幅度或功率,便可得到输入信号的幅度和相位信息。这种电路结构简单,造价低,同时还具有多功能、宽频段、高精度、高速度和自动测量的优点。Engen从对称性角度出发,给出了六端口系统最佳条件经验准则,即要使六端口系统能准确地测量复反射系数,最好使3个用来确定反射系数的圆的圆心120°对称地分布在反射系数平面上,且其矢径在1~2之间。但由于定向耦合器很难实现宽带的60°相移,所以六端口结构无法完全符合最佳条件经验准则,但是只要近似符合经验准则仍可以得到很高的测量精度。因此,可以在最佳条件经验准则的指导下,运用定向耦合器、功率分配器等微波元器件组成不同的六端口结构,而其中最常见的形式就是由1个功率分配器和3个定向耦合器所构成Engen的准理想六端口电路。
1设计目的
六端口测量技术是根据矢量分析原理,采用幅度测量代替相位测量来测量复反射系数的幅度和相位。利用六端口测量技术可以精确测量反射系数的相位这一特点,将其应用于接收机,认为接收信号是发射信号的反射波,测量接收信号与发射信号的相位关系,进而得到接收信号所包含的回波或通信信息。
本课题来源于某横向合作项目,主要任务是完成某测相接收机的射频前端的整体设计。该微波前端既有一般直接变频接收机的优点又改善了它的弱势。第一,它的电路结构非常简洁,不存在镜频干扰,也就避免使用昂贵的高性能的滤波器和镜频抑制混频器。第二,六端口的隔离度很好,有效抑制了直接变频时的本振泄露。第三,检波输出的基带信号要通过差分运放电路处理,这有效的降低了由自混频引起的直流偏置的干扰。
2 设计思路
文中设计了由一个mini公司的GP2X+型功分器和三个mini公司的QCS-722+型耦合器构成的六端口电路,采用平方率检波器作检波电路。原理如图1所示。
易知,这种六端口结的理想S参数为
[S]=0 0 0 0 -j +j 0 0 0 0 +1 +j 0 0 0 0 +1 +j 0 0 0 0 -j -1-j +1 +1 -j 0 0+j +j +1 -1 0 0(1)
可知
bi=a1・s1i+a2・s2i,i=3,4,5,6(2)
而理想平方率检波器的输出与输入信号成正比关系
Vi=K・|bi|2,i=3,4,5,6(3)
其中K为常数,设f1=f2,φ仅为两输入信号相位差,所以
于是,图1所示的四个检波器输出具有如下关系
V5-V6=α・K・α2・cosφV4-V3=α・K・α2・sinφ(8)
这样,高频信号就转换为基带信号,又通过ADC被数字化后,再送到DSP信号处理单元。通过一些数字计算处理,就可以计算出两路信号的相位差φ。
3 相关电路
文中设计了一个功分器和三个耦合器构成六端口,采用平方率检波器作检波电路。出于六端口电路的对称性和测试结果的准确性考虑,由于左右输入端微带线形状不同,借助于HFSS软件仿真,求当电气长度一样时,两输入端微带线物理长度分别应为多少。选用Rogers RO4003板材作为基板,其相对介电常数为3.55,厚度为0.508mm。如图2所示。
文中功分器选用mini公司的GP2X+型号芯片,带宽宽(2.8-7.2GHz)、体积小、幅度不平衡性优异(0.1dB)、相位不平衡性好(3°)。耦合器选用也是mini公司的QCS-722+型号芯片,频率范围4-7.2GHz,高功率,低不平衡性(0.2dB和2°),在体积和带宽方面都居于行业领先。
4实物图
经过加工后我们得到了实物,各端口采用SMA接头连接,在匹配端接入匹配负载,使用矢量网络分析仪进行测试。实物图如图3、图4所示。
5结束语
端口5和3、端口6和4之间的相位差在一定频率范围内可以被认为是一常数,那么六端口对信号相位的影响可以通过数字校准来补偿掉,这是对于提高精度是关键的一点,也是六端口技术的重要优势。根据式(8)可以判断出六端口本身对两路输入信号相位差的影响很小。因此证明可以采用这种六端口结进行信号相位差的测量。?笮
参考文献
[1] 杨健,刘发林.六端口技术在雷达中的应用[J].雷达科学与技术,2005,3(2):71-76.
[2] 吴乔.Ka波段六端口直接变频接收机前端及宽频带MMIC功放的设计:[硕士学位论文]. 成都:电子科技大学,2008.
[3] 王建辉.雷达频综模块和中频接收模块的设计与实现:[硕士学位论文]. 成都:电子科技大学,2008 .
[4] 仝仲彬.基于六端口技术的直接变频接收前端:[硕士学位论文]. 成都:电子科技大学,2008.
[5] 吴乔,杨涛,杨自强,等.Ka频段六端口直接变频接收机.2007年全国微波毫米波会议论文集.2007年10月,1414-1417.
关键词:网络通信;网络监控;服务监控
中图分类号:F626.5 文献标识码:A
1 概述
随着网络规模的不断扩大,网络上的流量不断升级,网络带宽不断拓宽,网络中的服务内容越来越多,而毕竟网络资源是有限的,有限的网络资源跟不上网络服务内容及数据流量的快速发展,在这样的背景下,就有必要对网络实施网络管理了。网络管理是一个新兴的网络服务内容,通过专用的设备,实现对网络带宽的分配,网络流量的整形,网络服务内容的审查等等,能够确保网络服务的质量。
本文主要针对网络主机及网络服务,设计研究网络服务监控的系统,以期能够实现对网络主机及服务的流量监控与管理,从而能够实现网络服务质量的提高,并以此和广大同行分享。
2 网络主机及服务监控系统总体设计
2.1 主机服务监控系统架构及原理
从统一管理的角度出发,主机及服务的监控与审计系统采用多极构架组成,其基本架构及工作原理描述如下:
第一层为计算机端,通过安装的主机监控与审计系统的端软件,根据网络主机及服务监控的需求和审计策略要求,对硬件设备的使用进行控制,对用户的操作行为进行数据采集,并将采集到的各类数据上传到服务器。在系统管理员授权的情况下可通过IE对数据进行查询。
第二层为各子系统的数据管理层,负责对各网络节点的数据端进行管理、数据收集及数据的统计、查询、分析。
第三层为服务器端管理层,可对下属网络的各节点与计算机端进行审计策略的设置与控制,对数据进行统计、查询、分析,从而实现整个网络主机及服务监控的功能需求。
2.2 系统结构构成分析
网络主机监控与服务监控审计系统是对计算机及网络的各种事件及行为实行信息采集、监测、控制和审计的应用系统。整个系统主要由客户端和服务器端组成,下面逐一分析。
2.2.1 客户端
客户端主要由BA、PA两部分组成:
BA(Base Agent)基本:指在计算机中驻留的基本模块,负责基本信息的采集及发送、存活状态信息的发送、其他的加载和卸载等功能实现的软件。
PA(Policy Agent)策略:指按照计算机实际情况制定的策略生成的模块,它通过基本进行加载和卸载,并和基本进行安全认证,保证端软件自身安全性。
2.2.2 服务器端
服务器端即CMC(Control and Manager Center)控制管理中心,是安装于中心控制台的软件,它收集各发送的采集信息,根据报警策略产生报警,并推荐响应控制建议,管理各个计算机(组)策略并生成策略,产生审计报表等。
3 网络主机及服务监控系统的关键技术实现分析
3.1 网络主机数据采集及监控功能的实现
3.1.1 前端信号采集处理部分
信号采集部分处于系统最前端,属于系统底层部分。由各种传感器构成,传感器直接对设备进行信号采集。传感器采用精密元器件设计,能够充分保证系统的稳定、正常的运行。
前端信号采集模块可分为:音视频采集模块,模拟变量采集模块、报警信号采集模块、数字量采集模块、信号转换模块等。能够实现对各种不同信号的采集和转换。
3.1.2 信号汇总和传输部分
采用相关的综合监控主机,作为机房监控系统的数据汇总和传输部分设备。目前的网络视频服务器采用服务器级配置,保证了系统的稳定性。设备本身提供视频连接接口,提供多串口传输,可以将前端采集设备采集到的模拟变量、数字变量、报警信号的开关量都转化为网络信号进行传输。
3.1.3 后台控制(监控中心)部分
在监控中心采用无人值守综合监控软件平台,可以实现一套软件控制前端所有设备。实现机房监控系统的音视频监控、温湿度实时监测,UPS工作状态实时监测,配电系统实时监测并且报警联动视频,漏水检测定位检测,空调运行状态监测,机房出入控制,门禁管理。机房防火、防盗报警能功能,报警时还可以联动短信发送。
以上所有的功能都可以在一套系统软件平台上实现,系统支持网络浏览功能。
3.2 网络服务控制功能的实现
为了保证网络上的计算机数据安全,以及相关网络服务的私密性,防止泄密事件的发生,要禁止用户在未经许可的情况下私自将文件拷出,禁止进入不安全的网络,防止被他人恶意攻击,窃取文件。因此必须要对网络服务进行审查和控制,在对网络服务文件进行审计的同时,要对文件的出口加以控制。为了保证数据的有效性,对系统的关键数据的修改权利也加以控制。
具体来说,控制功能包括两部分设备使用的控制和操作系统参数设置的控制。
3.2.1 设备包括本机已有设备和设备两部分,控制主要指对设备的可用性进行控制,分为启用和禁用两种状态,设备启用时用户可以对设备正常使用,禁用时用户将无法使用该设备,如果用户采用其他技术手段改变了CMC对设备的控制属性,端检测到后将依据CMC对设备的使用权重新进行设置,并产生报警信息,通知CMC。要进行控制的设备包括光驱、软驱、USB设备、USB存储设备、串、并口、打印机、拨号上网、无线网卡上网以及网络共享服务等。
3.2.2 操作系统部分功能使用的控制权
IP/MAC地址的更改:为了保证数据的有效性,同时有效防止非法内联事件的发生,在未经审批、管理员授权的情况下禁止修改IP/MAC地址。
通过网络的文件、打印和命名管道共享:为了保证计算机上的数据安全,防止他人的恶意窃取,严禁共享功能。
结语
随着网络信息化的高速推进,人类社会的行为与活动已经和网络系统紧密联系起来。网络信息系统将人类传统的工作、管理模式“映射”到网络环境中,极大地提高了研究、工作和管理效率。本论文以网络主机和服务为具体研究对象,详细深入探讨了网络服务监控系统的设计与实现,给出了具体的方案,对于提高网络监控系统的应用具有较好的理论指导和实践指导的双重意义。当然,本论文对于网络服务监控的探讨只是一次粗浅的尝试,更多的有关网络服务监控系统的设计与实现及其技术问题,还有赖于广大网络技术工作人员的共同努力,才能够最终实现网络服务监控的智能化和自动化应用的目的。
参考文献
[1]李隆艾.网络管理技术发展及应用[J].网络世界,2007,(05):55-57.
[2]卓月明.SNMP和CMIP集成管理技术的探讨[J].吉首大学学报(自然科学版),2005,(01): 18-19.
该平台要充分考虑新疆少数民族学生和教师的实际困难,通过设计合理的结构、齐全的功能以及简单的操作,来减轻各学院的分管院长、指导教师、学生及教学秘书的工作负担,从而大幅度提高工作效率。同时,系统设置的统计功能,为相关领导掌控实习进度、了解实习完成情况、组织毕业答辩、汇总统计数据等提供了便利的操作,从而有效提高管理效率。除此之外,系统设置的格式化打印功能,将方便教学秘书对毕业实习、毕业设计(论文)的纸质文档的规范化管理,大大减轻工作强度。
2平台构建
2.1业务流程
毕业实习毕业设计在线管理平台需要实现毕业实习、毕业设计(论文)工作中论文题目申报、题目选择、任务书下达、中期检查、论文提交、答辩、评优、查询统计等业务的网络化管理[3],主要业务流程如图1所示:
2.2系统功能
针对新疆高校毕业实习、毕业设计(论文)工作各环节的特点以及业务流程要求,该平台包含以下功能:(1)论文题目申报指导教师通过此功能模块可提交论文题目基本信息,主要包括名称、类型、研究内容、适用专业、对学生知识和技能的要求、难度等。专业负责人会审核这些信息,以确认题目是否满足本专业培养目标的要求。审核通过后,学生可以浏览并选择题目。(2)论文题目选择学生可以浏览适用于本专业的所有论文题目信息,每人只可选择一个题目,同时,教师也会选择合适的学生来完成指定的题目。当指导教师拒绝了选择题目的学生时,学生可以在剩余题目中进行再次选择。论文题目选择分为盲选和指定两种方式。大部分题目采用盲选方式,而对于前期已与指导教师联系或继续攻读该教师研究生的学生,指导教师可以选择直接指定的方式选择学生,该学生不需要进行盲选。(3)论文评阅指导教师审阅完学生的文献综述、论文并录入评语和成绩后,专业负责人在系统中为每位学生分配论文二审教师。二审教师在系统中在线审阅学生论文并录入评语和成绩。(4)答辩与成绩管理由答辩秘书和专业负责人划分答辩小组,指定答辩小组组长、组员及答辩秘书。答辩秘书录入学生的答辩成绩和评语,系统自动按比例计算出总评分,并转换成等级。(5)过程监控[4]在毕业实习、毕业设计(论文)工作前期,指导教师申报题目按期完成,学生选题后,教师要及时下达任务书,学生根据任务书进度要求,提交文献综述和外文翻译。指导教师审阅通过后,学生方可进入论文实施阶段。在毕业实习、毕业设计(论文)工作中期,学生要提交中期报告,指导教师提交中期检查表。系统会实时反馈教师指导情况和学生进展情况,从而及时发现毕业实习、毕业设计(论文)工作中出现的问题,可及时采取措施解决问题。在毕业设计工作后期,系统会实时反馈学生是否按时提交了论文,指导教师和二审教师是否完成了评分,答辩分组情况以及论文成绩是否符合正态分布等。(6)查询统计平台可自动统计指导教师申报的论文题目数量、学生选题情况、教师指导学生数、评阅论文数、学生成绩等数据。平台还具有常用的查询功能,如指导教师信息、指定类型的题目信息、中期检查结果、论文评阅结果、答辩结果等,这是的管理工作更加便捷、高效。(7)评优教务管理人员设置各学院推荐优秀毕业设计名额,各答辩小组根据限额推荐优秀论文,教学秘书将推荐名单提交校教务处。校教务处选择评审专家,系统自动将优秀论文发送给专家,专家评阅后最终确定校优秀论文。
3平台实现
新疆高校毕业实习毕业设计管理平台按照毕业实习、毕业设计(论文)的工作流程,为不同用户提供了完整工作流程的在线管理,支持信息、教师拟定论文题目、学生选题、各类文档的提交和查收、统计以及在线打印等功能。该平台以Apache为Web服务器,以MySQL作为后台数据库,使用PHP语言进行程序开发以实现与数据库的连接和前端浏览器的控制。软件体系结构采用Browser/Server三层体系架构,主要包括数据库系统、应用服务器、客户浏览器三部分。平台最终的实现效果如图2所示:
4平台建设及应用推广的思考
【关键词】人脸识别 职能门禁 OpenCV
随着经济的发展,人口流动性日益增大,安全入口控制应用的需求快速增长,生物统计识别技术得到了广泛研究开发,智能门禁系统作为安全防护系统中重要的组成部分,受到了研发人员的重视。生物特征具有唯一、稳定和普遍等特性,应用较多的生物特征有人脸、指纹、虹膜和视网膜等。其中,人脸的采集与识别相对于其他生物特征来说,具有采集方便、直接、安全和快捷等特点,适合应用于智能自动控制的场所。
人脸作为人类最重要的表达器官,可以向我们提供重要的信息,如性别、种族、情绪、年龄和性格等等,因此人脸识别技术也就必然成为人机交互的重要手段。人脸识别技术是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。利用人脸生物特征对人体进行识别的技术,能够很好地应用在智能门禁系统中。文中基于人脸识别的智能门禁控制系统设计,主要包括门禁系统设计和人脸采集检测识别部分。
1 职能门禁系统总体设计
基于人脸识别的智能门禁控制系统由前端采集控制系统和后台人脸采集检测识别系统组成。前端采集控制系统实现前端的信息采集及人脸身份识别后的控制与语音报警处理;后台人脸采集检测识别系统实现人脸图像的采集、定位与识别,并通过串口发送控制信息给前端系统。系统框图如图所示。
热释电红外传感器检测大门口是否有人靠近;当有人靠近大门口时,光敏电阻检测是否需要开灯为人脸采集进行补光;通过串口发送信号给后台人脸采集检测识别系统,后台接收到信号后,驱动影像采集设备采集图像,经过预处理、检测、识别,判断人员的身份是否合法。对于无权限入内的人员,前端采集控制系统通过串口发送控制信号控制语音模块进行语音提示,对于合法的人员,前端采集控制系统发送信息控制继电器打开大门。
2 人脸采集检测识别系统算法
2.1 图像预处理
图像采集设备采集到的人脸图像,因图像的采集设备、光照条件、人脸姿态位置等因素存在差异,所以采集到的图像可能会有各式各样的噪声,获取的图像若不经过处理,将干扰人脸识别的效果。因此,为了准确稳定地获取人脸特征,必须对图像进行规范化处理,消除噪声,修正失真。
人脸图像预处理主要包括:几何规范化及灰度规范化。几何规范化是指通过把两眼瞳孔之间的距离作为系数比对整个图像进行平移、旋转、缩放,形成符合训练集的人脸图像标准。灰度规范化是改善图像质量,并将其灰度统一到给定的标准,一般包括灰度变换、直方图均衡化两个步骤。
2.2 人脸检测
AdaBoost是典型的集成机器学习方法。是针对同一个训练集训练不同的弱分类器,弱分类器识别率好于随机猜测的学习算法,所有迭代得到的弱分类器,并按照―定的权值叠加起来,得到一个强分类器。将多个强分类器连接起来,得到Adaboost级联分类器。通过一组样本的学习后,能够达到理想的识别率的学习算法。其算法本身是通过改变数据分布来实现的,它根据每次训练集之中每个样本的分类是否正确,以及上次的总体分类的准确率,来确定每个样本的权值。将修改过权值的新数据集送给下层分类器进行训练,最后将每次训练得到的分类器最后融合起来,作为最后的决策分类器。
2.3 人脸识别
主成分分析法(Principal Component Analysis PCA)是一种常用的基于变量协方差矩阵对信息进行处理、压缩和抽提的有效算法。PCA算法在降维和特征提取方面优势突出,在人脸识别领域得到了广泛的应用。
PCA算法的原理是利用K-L变换抽取人脸的主要成分,构成特征脸空间,识别时将测试图像投影到此空间,得到一组投影系数,通过与各个人脸图像比较进行识别。利用特征脸法进行人脸识别的过程由训练阶段和识别阶段两个阶段组成。
2.4 OpenCV的应用
OpenCV的设计目的是执行速度尽量快,主要关注实时应用。它构建了一个简单易用的计算机视觉框架,帮助开发人员更便捷地设计更复杂的计算机视觉相关应用程序。它采用了优化的C代码编写,能够充分利用多核处理器的优势。OpenCV提供了 MLL(Machine Learning Library)机器学习库。MLL机器学习库侧重于统计方面的模式识别。MLL除了用在视觉识别相关的任务中,还可以方便地应用于其他的机器学习场合。
OpenCV主体分为四个模块,OpenCV的CV模块包含基本的图像处理函数和高级的计算机视觉算法。ML是机器学习库,包含一些基于统计的分类和聚类工具。HighGUI包含图像和视频输入、输出函数,CXCore包含OpenCV的一些基本数据结构和相关函数。
3 人脸检测识别门禁系统的实现
人脸检测识别门禁系统包括主界面程序模块、New User模块、User模块、Records模块、Help模块、Exit模块组成,其中New User模块、Authenticate模块均用到了OpenCV库中的一些变量和函数接口。
进入 New User 程序子模块,即调用recognizeFromCam()函数,首先通过运行loadTrainingData()函数判断facedata.xml 数据库中有无人脸图像数据,如果facedata.xml数据库中已有人脸图像数据则从数据库中读取之前保存在数据库中的训练集的人的名字、人的个数、训练脸的个数、特征脸的个数、特征向量、特征脸、平均脸等数据;如果facedata.xml数据库中没有人脸图像数据,则说明系统是第一次开启,还未进行人脸检测和识别。ecords 模块后调用recordview函数,输出训练图像的个数、识别可信度、检测用时、摄像头分辨率等信息。
论文对基于OpenCV的人脸识别算法进行了分析,并基于ARM芯片完成了 ARM 的移植,成功应用于智能门禁系统中。系统前端以单片机为中心实现了信息采集及人脸身份识别后的控制与语音报警处理;通过摄像头采集人脸信息,借助几何规范和灰度规范实现人脸的规范化处理。通过Adaboost级联分类器实现人脸检测,采用改进的PCA算法进行人脸识别,用人脸作为身份识别控制门的开关;对不合法的来访者发出声音报警。经过测试证明,该具有人脸识别检测功能的门禁系统可以有效的减少非法闯入事件的发生,确保了智能家居的安全性。论文设计的基于 OpenCV 的智能门禁系统具有硬件配置简单,系统占用资源较少等优势,此系统在智能家居上的应用中具有良好的发展前景。
参考文献
[1]王红锐.智能门禁系统中人脸识别技术的研究[D].武汉:武汉理工大学,2013.
[2]张鹏.高档别墅区智能门禁管理系统设计[D].济南:山东大学,2012.
关键词:教育游戏;研究生;教育技术学;元分析
中图分类号:G40-057 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2014)22-0046-04
一、引言
2003年以来教育游戏作为教育技术学新的研究方向或领域,研究者从不同角度进行了多层面的分析和研究。既有在宏观层面探讨教育游戏的概念、本质、功能、理论基础等,并尝试构建教育游戏设计的框架或模型,提出教育游戏设计策略及方案等;也有对游戏主题设计、学习环境设计、游戏任务设计、关卡设计、参与者角色设计和情感设计等微观细节的研究。作为重要的教育游戏研究群体,教育技术学研究生对教育游戏的研究日益增多,在我国教育科研领域占有一定的地位。对近十年教育技术专业中游戏主题的硕博论文进行元分析,具有重要意义和参考价值。
二、调查方法
对教育技术学专业硕博论文中关于游戏的相关研究状况采用元分析的方法,从全国硕博论文库检索文献。将检索到的论文题录信息包括篇名、作者、学位授予年份、摘要等转换到Excel表中进行处理。在此过程中,笔者对以上数据做了筛选,去除一些与主题不符的文章,筛选出182篇硕博论文。
三、研究现状
1.论文数量呈上升趋势,教育游戏日益成为研究热点
从数量上来看,2003年开始有对该主题的研究,十年来研究成果数量总体上呈上升趋势,尤其在2006年后,研究数量急剧增加。这种现象表明,教育游戏由于巧妙地将教育的知识性和游戏的趣味性融为一体,正在成为教育信息化应用的热点。
2.服务对象针对性较强,多集中于中小学
通过对论文的梳理分析,我国以游戏为主题的教育技术学硕博学位论文研究主要集中于教育领域,在服务对象的类目设计上着重区分不同层次类型的教育,具体数据统计如图 2 所示。
总体上看,一方面我国有27%的硕博学位论文在探讨教育游戏相关问题时,没有设定明确的服务对象,且这部分论文多集中于近十年早期的理论研究。另一方面,73%的论文有明确的针对性,而且这种针对性体现在实例开发的内容选取。我国硕博论文中教育游戏的服务对象覆盖了从学前教育到高等教育的全部阶段,且研究范围日渐从学校教育向其他领域扩展。但目前,研究者较多关注的是中小学教育游戏问题,研究小学、中学教育游戏的论文各有57篇和45篇,分别占总数的31%和25%。
3.研究类型逐渐多样,仍以方法、设计类为主
研究类型能集中反映研究者的研究方法、研究思路;从研究类型上可以大致看出文章的研究过程和研究的结果、形式,所以笔者将硕博论文划分了五种研究类型,如表1所示。
(1)理论探索类
我国研究者对此类论文从以下方面进行了相关的研究。一是理论基础研究。例如,方芳论述教育游戏的理论基础以及现代计算机技术和网络技术对教育游戏的技术支持。[1]二是应用模式研究。例如,余英在相关理论的指导下建构了教育游戏在课堂教学中应用的四种模式,并分别对其理论基础、特点、实践流程进行了阐述。[2]三是设计策略研究。例如,逄博提出了一系列针对教育游戏的设计方法,分别从教育、游戏以及游戏整体开发流程三个角度分别对教育游戏设计提出了相应的设计策略。[3]
(2)调查分析类
此类论文针对当前教育游戏的应用现状展开调查,目的在于通过学习者的综合调查与访谈,收集第一手的资料和数据,通过整理分析所得到的数据,发现其中存在的问题,并针对问题提出相关的策略和解决方案。例如,杜三全和王谊群分别对小学生的游戏素养和大学生游戏应用现状做了调查分析,并针对其具体问题提出了相应的对策。
(3)方法设计类
从技术的两种形态来看,论文可分为两类。一是物化形态的技术,指研究者通过软件开发等技术手段完成教育游戏设计的目的。这种开发既包括基于游戏开发平台设计的大型教育游戏软件,也包括基于flash等软件设计的游戏性课件。例如,罗丽基于J2ME开发技术,阐述了教育手机游戏的开发方法。刘政良设计了针对一线教师的、支持知识竞答式教育游戏创建的教育游戏开发平台。二是智能形态的技术,指对利用教育游戏进行教和学的方法和策略进行设计。例如,崔继振总结了网络教育游戏在信息技术学科教学中的三种应用模式。
(4)应用实践类
应用实践研究者主要通过实验的方式,辅助以问卷、访谈等方法,对已开发教育游戏的各项功能进行实证分析。研究者多集中于教育游戏在促进学习者知识水平提高功能的研究。另外,也有研究验证教育游戏其他方面的功能,例如:在提高学习者兴趣方面,张志宏通过实验得出,[4]教育游戏能够提高小学生学习英语的兴趣,改变原来的学习态度;在促进学习者创新发展方面,邓超采用行动研究法对教育游戏促进创造性思维进行了初步验证,并提出运用策略。[5]
(5)评价管理类
部分研究生对教育游戏整体的评价指标体系和其中部分内容的评价指标进行了探讨。例如,卿小波在分析影响教学游戏软件中交互设计因素的前提下,尝试构建了教学游戏软件中交互设计评价指标体系。赵阳尝试建立一套完备的教育游戏评价指标体系。对教学、学习资源和过程的管理,早在AECT 94 定义中作为教育技术的五大范畴之一就被明确提出。教育游戏作为新的教学和学习资源,理应受到研究者和管理者的重视,但由于教育游戏在我国尚处于起步阶段,博硕论文的内容尚未涉及该领域。
四、研究反思
通过对近年我国教育技术学研究生教育游戏论文的分析,其研究特点还是清晰的,可以梳理作为借鉴。
1.研究服务对象集中于中小学,忽视其他教育
十年来,我国教育技术学研究生关于教育游戏的研究与实践都不约而同地指向中小学教育。由于处于中小学阶段的儿童和青少年与游戏有着天然的联系,教育游戏被率先应用于中小学教育,并且相关研究也多着眼于此。教育技术学研究生对学前教育、高等教育、职业教育和教师教育如何应用教育游戏的研究无论是数量还是类型都相对较少。与学校教育相对的社会教育,则成为教育游戏研究的盲区。
2.研究类型“重”设计开发,“轻”教学应用
学习资源和过程的设计、开发、利用、管理和评价五个范畴中,我国教育技术学研究生关于教育游戏研究涉及除管理以外的四个范畴。但四个范畴的研究数量分布极不均衡。在182篇论文中,有108篇论文着重研究教育游戏的设计、开发的策略、流程,占论文总数的69%。其中仅有22篇设计了与教育游戏相适应的教学应用方法和策略。这种重视开发等“硬”技术轻视方法等“软”技术现象,导致相适应的教学方法和教学策略的缺乏,造成了教育游戏软件、课件的重复开发,以及教育游戏硬件资源的浪费。
3.理论研究不够成熟,未找到教育与游戏的平衡点
目前,我国研究生关于教育游戏研究的理论基础,多是基于学习理论、教学理论、游戏理论以及一些技术理论。但是教育游戏不是教育与游戏的简单相加,仅靠单一视角的理论来指导教育游戏的开发是不合适的。它需要以相关的教育理论为基础,将游戏理论整合于教育理论,并结合心理学、美学、传播学等,最大限度地挖掘教育内容本身的娱乐属性。所以,研究者需要对教学理论、传播理论、文化理论进行综合研究,以建立和完善教育游戏的基础理论[6]。在教育与游戏的融合过程中,如何将二者兼顾,找到其中的平衡点,这是教育游戏的研究者一直探求的问题。但我国研究生针对理论探究的研究较少,大多关注基本理论的介绍和应用模式的设计。
4.数据来源于理论而不是调查实践,调查和分析缺乏科学、规范性方法
根据教育游戏的研发流程来看,前端的需求分析是基础,游戏的整体设计方案是前提,技术实现和教学方法设计是关键,教育游戏的应用是目的,教育游戏的修改与完善是保障。研发的每个环节都影响着教育游戏最后能否取得预期的教学效果。从目前各个环节所使用的研究方法来看,在前端分析和测评环节,虽然部分研究通过已有经验理论和逻辑推演进行分析,但是对学习者的特征分析,认知发展理论、需要层次理论等只能提供处于这个年龄阶段的学习者的认知特征和知识基础等智力因素的普遍共性信息,针对非智力因素,比如,兴趣、学习风格等需要进行调查分析才能获取准确数据。而对于教育游戏测评之后的修改,对游戏的完善、学习者满意度的提高等方面具有重要作用。目前,研究生在教育游戏研究中意识到这一点并在实施修改的是少之又少,深化研究迫在眉睫。
五、研究建议
1.拓展服务对象的范围,关注弱势群体和非学校教育对象群体
教育游戏作为一种新的学习资源或者学习方式,能够为学习者带来沉浸式的学习体验,体会其教育的娱乐性。这种愉悦的学习体验,应该被所有的学习者感知,不应受到年龄、感官和是否在校的限制。这就要求研究生要扩大教育游戏研究服务对象的范围,将处于弱势的感官受损人群和社会上渴望获取知识的人群纳入到服务对象的范围中,使人人共享教育信息化中教育游戏为学习者带来的愉快学习体验,使学生、家长、学校和社会都能够体会到教育游戏所带来的益处。
2.以教学实践应用为导向,注重教育游戏的管理、评价研究
在教学中的推广和使用是教育游戏设计开发的目的。为此,一方面要加强对教育游戏应用的研究,开展应用模式、应用策略的指导性研究,另一方面加强对教育游戏的资源的管理模式和方法的研究,积极构建教育游戏的评价指标体系,为教师、学生选择合适的教育游戏提供参考依据,从而使教育游戏的设计、开发、利用、管理和评价五个研究范畴能够协调发展。
3.树立基于设计的研究理念,增强教育游戏设计、开发的规范性
根据设计的研究理念,教育游戏的研发是通过设计、实施、分析和再设计的持续循环进行开发和研究。在这种研究理念的指导下,研究者要完成五个环节,将整个设计开发过程看作是持续完善、改进的过程。即:①以问卷、访谈为主的调查,分析学生学习需求;②对教育游戏进行教学设计和技术实现;③对游戏软件进行试用和测试,根据反馈信息对游戏进行修改和完善;④根据反复测试和修改,总结游戏设计开发和应用指南;⑤对游戏进行推广应用。在研究过程,要注重数据来源的科学性,而不仅仅通过理论和思辨获取信息。
4.适当设置教育游戏课程,培养专业人才
国内高校教育技术学的课程设置中,依然不见和教育游戏相关的课程。教育游戏是多学科理论与技术交叉的产物,仅靠学习其游戏理论、学习理论、教学理论和相关的开发技术,很难开发出真正意义上的教育游戏;其人才“应兼收并蓄,既能熟练地使用信息技术、又有相当的人文与艺术素养” 。[7] 以现有专业的课程设置来看,均无法满足培养教育游戏专业人才的需求。所以,设置适当的教育游戏的课程,并且为教育游戏研究人员设计合理的培养方案,是培养专业人才的必然选择。
5.合理管理科研成果,促进教育游戏产业发展
目前,我国教育技术学研究生已经设计、开发出67款教育游戏产品,由于知识产权和研究成本的限制,并不能在广大教学课堂中推广、使用,使教育游戏在学位论文完成后就被“束之高阁”,难以发挥其设计、开发的作用。如果能加强对教育游戏科研成果的管理,多方参与合作,学校和科研单位提供设计思想,企业提供技术和资金,从而形成一条设计、研发、应用的产业链。[8] 这样不仅能够加强我国研究生教育游戏研究的应用性和实践性,有利于教育游戏的推广,并且能够为学习者提供优质的教育游戏资源,真正实现教育游戏的产学研结合,促使教育游戏更好地服务教学。
参考文献:
[1]方芳.教育游戏的理论基础及应用模式[D].上海:上海交通大学,2007.
[2]余英.教育游戏在课堂教学中的应用研究[D].武汉:华中师范大学,2007.
[3]逄博.教育游戏设计方法与策略研究[D].武汉:华中师范大学,2011.
[4]张志宏.教育游戏在小学英语词汇教学应用中的研究[D].西安:陕西师范大学,2010.
[5]邓超.教育游戏对培养中学生创造性思维的应用研究[D].开封:河南大学,2011.
[6]杨晓宏,李鸿科.对我国教育游戏研究现状的思考――基于 “娱教” 理念的信息化教学研究[J].中国电化教育,2010,(10):7.
关键词:管式干燥机;中心轴制造;激光四点找正;不填丝自动钨极氩弧焊
引言
大唐国际多伦煤化工项目是我国“十二五”规划重大化工项目之一,它横跨气化、变换、低温甲醇洗、甲醇压缩合成四大工段,涵盖三项世界之最,项目从2008年开始建设。然而,进行前述工序的前提就是将褐煤干燥。通过国外调研,发现德国ZEMAG(泽玛克)的管式干燥机运行安全可靠,干燥程度深,在褐煤气化中广泛应用,遂决定采用管式干燥机。由于管式干燥机进口费用大(是国产费用的3倍),我厂在大唐国际的应邀下从2006年开始研发设计管式干燥机。管式干燥机是一个倾斜的多管式回转圆筒,筒体外径5.3m,长度8.0m,倾角12°,干燥管数量1548根,干燥管通过前后端管板固定,整体重量达225t。筒体中心由长约10.3m的轴支撑在两端的轴承座上,大齿圈安装在干燥机前端,电机通过减速器带动小齿轮,小齿轮和大齿轮啮合传动,干燥机额定转速8rad/min,下图为管式干燥机结构外形图。根据输煤车间设计布置,干燥机前端安装在11m钢梁平台,后端安装在9m平台[1]。
图1 管式干燥机结构外形图
1-进料口 2-进汽管路 3-进料端轴承箱 4-大齿圈 5-传动装置 6-筒体
7-带螺旋片的换热管 8-载湿气体出口 9-出汽管路 10-出料端轴承箱 11-出料口 12-轴
1.干燥机组装方案的确定
由于干燥机单机重量大,整体直径达5.3m,若在制造厂内组装后再运输到现场能节省不少现场安装费用,并且组装工器具较为齐全,但是整体直径加运输车体高度达6m,超过我国公路运输限高的要求。经过开会讨论决定干燥机分中心轴、干燥管、管板、筒体(分三段)、进出料装置、进出汽管路、传动装置七部分厂内加工好,运输到现场再组装。[2]
1.1中心轴组装方案选择[3]
根据受力分析,干燥机载荷全部传递到干燥机中心轴前后端,中心轴组装好坏直接关系到干燥机的平稳运行。关于中心轴的组装主要有两种工法,第一种:将中心轴制造成一根整轴进行热处理和机加工,这样能保证干燥机轴颈有较好的同轴度。根据国外干燥机制造调研,就是将中心轴做成一根整轴,它要求制造厂具备大型轴类设备机加工能力。但是,此方案造成孔板同轴的环焊缝为立焊,增加了操作难度,消除焊接应力难度较大。第二种,通过干燥机受力分析,得知干燥机荷载主要集中在中心轴前后端轴颈,这样将中心轴分为三段制造,再现场组焊。前端轴颈、后端轴颈采用ZG35GrMo高合金钢制造。此种方案中心轴同轴度的调整、空心轴内外焊接消除应力是关键控制工序。根据我厂目前加工能力不够、现场组装情况决定采用第二种方法将中心轴进行组装。
图2 中心轴组装划分
1.2管板组装方案选择[3]
管板的制造和组装也是干燥机安装重大工序。在一个5.3m直径,厚90mm的16MnR钢板上如何加工出1548个孔成为关键问题。最初方案拟采用三块120°料进行拼接。后根据受力分析,干燥机在转动时,转矩通过管板传递到干燥管上,干燥管数量多,所以转动力矩也大,采用此方法,会引起管板强度下降。通过讨论最终决定采用一块长方形板,宽大于1.4m(在中间开出φ1400的圆),另外用两块钢板补缺,拼成整圆。然后通过车床采用模具定位加工出1548个小孔,然后再阔孔到设计尺寸。这样加工复杂,但保证了管板的整体性。
图3 管板组装方案对比
1.3干燥机组装流程[4]
干燥机前端横梁安装中心轴组装管板焊接、组装对中、校准同轴度焊接筒体穿管焊接出汽管路组装水压试验安装前后端轴承箱、轴承座干燥机运输、吊装干燥机后端横梁安装调标高及倾斜度安装驱动装置对中、校准传动部件安装干燥机进、出料装置安装进汽管路安装保温层
2.干燥机吊装方案
干燥机吊装属于超过一定重量的分部分项工程,所以施工前进行了吊装专项方案的论证。根据在国外考察管式干燥机时,看到在每台干燥机下面有一小车,后经分析得知此小车是用来托起干燥机,检修干燥机轴承的。对此技术人员提出采用“拖排”就位干燥机的方案[5]。根据厂房设计,干燥机安装在厂房B列到D列之间,进料端标高11.0m,出料端标高9.0m。吊装步骤如下:
(1)支撑架基础设计时应根据总的吊装荷载设计,不小于360t;运输滑道总荷载按310t考虑。
(2)根据设备尺寸及厂房结构制作专用于干燥机吊装的支撑架、行走架、吊装扁担、运输滑道等工具,准备4台100t液压提升装置及钢绞线、猫爪等附属工具,准备1台10t卷扬机和1对30t滑轮组。
(3)安装液压提升装置及其支撑架、行走架、运输滑道,穿钢绞线,采用钢丝绳进行连接吊装扁担与干燥机、运输滑道与支撑架。
(4)15台干燥机组装后运输至现场,采用1台500t履带吊将干燥机起吊至9.5m,然后用一台30t汽车吊斜拉其进入厂房内,平稳安放在支撑架上。
(5)采用卷扬机拖动行走架至厂房内干燥机就位位置,采用4台100t液压提升装置调整干燥机位置,安装支撑梁后落下干燥机就位。
3.干燥机组装
3.1中心轴、管板组装
将分为三段的中心轴对准后进行焊接,然后整体加工到设计尺寸,这样保证了轴的同轴度。然后将孔板装在两个胎具上和中心轴组装在一起,用胎具保证孔板和中心轴的垂直度和同轴度,用螺栓和钢管将胎具和中心轴锁固,使中心轴和两块管板牢牢连接在一起。焊接环焊缝,再焊接筒体。
3.2 筒体卧式组对及找正工装
(1)直线度测量[6]
筒体环缝采用卧式组对,为方便筒体组对,可制作外夹胎具,如图4。将外胎具放在自制的平台上,利用外胎具控制筒体的整体组对后直线度Δδ≤4mm。筒节0°、90°、180°、270°四个方向焊上定位块,定位块要经过加工。用0.5 mm钢丝绳进行测量钢丝绳放在90度直角槽中,靠M10的螺丝孔来拉紧钢丝。
图4 筒体直线度测量示意图
(2)激光四点找正[6]
筒体组对质量是整个设备能否正常运转的关键,它包括所有附件为同步加工,它们的同轴度应具有一致性。采用四点激光透光找准的方法来保证机身的同轴度,可在筒体4个胀圈中焊接固定环,固定环的内圆与筒体外圆同心。固定环的内圆在加工筒节坡口时同时进行,保证同心度不大于0.2 mm。在固定环的中间套上一个定位快,定位快的中心加工1 mm的穿透孔,利用激光直线传播的特点,保证四个定位快的中心孔在同一直线上。如此来保证筒体的直线度、同心度,找正示意图如图5。
图5 激光四点找正示意图
(3)干燥机穿管焊接[7、8]
根据在国外考察,管式干燥机干燥管同管板是采用胀接连接的,但我国目前胀接技术落后,难以保证连接强度(干燥管是在管板带动下转动的),只能采用焊接。由于干燥管数量较多,人工焊接耗时大,焊接质量难以保证。经过讨论提出采用不填丝自动钨极氩弧焊工艺,电源采用直流正接,较高且持续时间较短的脉冲(峰值电流)和较小的基值电流(维弧电流),这样稳定了电弧也减少了焊缝夹钨缺陷。
图6 干燥管、管板焊接
4.干燥机水压试验
管式干燥机属于低压容器,根据压力容器设计规范,在使用前应对其进行水压试验。由于工期紧张,现场组装量大,干燥机安装决定着下一工序。针对此局面有人建议:将干燥机组装、吊装就位后,再进行水压试验。由于此方法试验时,干燥机以12°安装在钢架上,进行水压试验需向筒体内注水约60t。这样增加了干燥机轴承受力,干燥机弯曲挠度增加,影响干燥机同轴度[9],轴同轴承箱密封间隙增大,使其运行时轴承箱漏油增大。最终决定将干燥机组装后,在地面对其进行水压试验,筒体两端安放在与筒体相同弧度的凹槽内。试压过程如下:
(1)干燥机筒体中充满水、筒体内的气体排净,筒体外表面保持干燥,当筒体壁温与水温接近时,缓慢升压至设计压力0.5MPaG,确认无漏后继续升压至试验压力0.625MPaG,稳压30分钟,然后降到0.5MPa,保压足够时间进行检查。检查期间压力应保持不变,不得采用连续加压来维持试验压力不变。
(2)设定安全溢流阀压力值为0.625MPa。
(3)检查中若无破裂、变形及漏水现象,则视水压试验合格。
(4)试压过程中如出现漏点,先做好标记,视情况决定是否需要立即停止加压,但不得带压处理和带水处理,消缺后重新进行试压。
(5)在试压过程中,记录表1、表2的压力值,读数以压力表2为准。
图7 水压试验示意图
1-带阀门的排气管 2-盲法兰 3-丝堵 4-托架 5-水箱
6-打压水泵 7-带孔法兰 8-装有压力表的丝堵 9-带出气阀的法兰
5.结论
通过对大唐国际多伦煤化工管式干燥机组装分析,得出了管式干燥机主要安装注意事项:
(1)干燥机荷载主要集中在中心轴前后端轴颈,将中心轴分为三段(前端轴颈、后端轴颈采用ZG35GrMo高合金钢,中心采用16Mn)制造,再现场组焊;解决了不具备大长轴加工能力的问题。
(2)筒体采用卧式组对,通过制作外夹胎具控制筒体的直线度Δδ≤4mm,采用四点激光透光找准的方法来保证机身的同轴度
(3)干燥管同管板焊接采用不填丝自动钨极氩弧焊工艺,通过试焊对焊接参数进行调整,保证了干燥机整体性强度。
(4)干燥机吊装采用主吊和辅吊(斜拉作用),先吊至预定的拖排支撑架上,采用卷扬机拖动行走架至厂房内干燥机就位位置。
(5)干燥机水压试验时,要采用与筒体具有相同弧度的支撑稳定干燥机,不可将干燥机吊装后在空中进行试压。
【关键词】网页设计;前端工程师;工作过程;实训模式
为了适应社会进步所带来的人才需求变化和提升教学效果,高等职业院校不断尝试结合专业和课程的特点,引入多种课程开发方法,深入进行课程建设和改革。目前,基于工作过程导向的课程教学改革正逐渐成为高职教育改革的重要探索领域。网页设计课程是高等职业院校电子商务专业和计算机类专业开设的职业核心课程。所以,网页设计课程的教学质量直接决定了学生的实践能力和就业能力。
1.网页设计课程存在的问题
网页设计课程的相关岗位包括:前端工程师、网站管理、网络编辑等,其中前端工程师是最主要的岗位。前端工程师是Web前端开发工程师的简称,是一种高端技能型人才。很多高职院校的相关专业开设了网页设计课程,但培养出的学生很多都达不到企业关于前端工程师岗位的用人需求,所以依然存在很大的人才需求缺口。
网页设计课程存在的问题主要包括以下几个方面。(1)知识体系相对滞后。学生在学校学到的table表格布局等相关知识在企业已经基本不用。学生对企业用人需求描述中的专业术语和知识比较陌生,没有用过企业要求的知识体系,这是造成学生不敢在前端工程师岗位竞聘的主要原因。(2)注重单个知识点的掌握,不注重综合能力培养。调研发现网页设计课程的教学组织大多采用案例教学等方法,注重单个知识点的掌握,学生掌握了一个个知识点,比较有成就感,但面对企业的工作任务却无从下手,感觉都不是自己学过的知识。这种注重单个知识点,忽略综合能力培养的教学方式,虽然短期能够得到学生的认可,但并没有达到良好的教学效果,相应地也不能实现教学目标。
这引起了很多专家学者的关注,但很多研究仅仅是简单地将某一种教学方法应用于课程的实训教学,或者侧重于项目驱动、任务导向的教学过程设计,都不够系统,不够贴近前端工程师的职业能力需要,所以很难达到满意的教学效果,也很难满足学生的就业需求。因此,结合高职学生的实际情况和职业需求,对“网页设计”课程实施基于工作过程的实训模式改革。
2.课程改革思路
工作过程是企业为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整过程。生产复杂产品、完成重大项目都可能需要多个工作过程,从而构成该产品、该项目的工作过程系统。基于工作过程即工作过程导向,是一种课程开发方法,是2002年德国劳耐尔(Rauner)教授带领下的不来梅大学技术与教育研究所与大众汽车公司合作开发的一种职业教育课程开发方法。
网页设计课程面向的岗位群中最主要最具代表性的是前端工程师。所以在网页设计课程的开发过程中依托前端工程师岗位展开。课题在研究过程中将通过走访企业、校内交流、理论应用研究、调查问卷等方法对网页设计人才需求情况和课程开展情况展开分析。根据调查研究中所发现的网页设计课程教学过程中所存在的问题,结合企业对网页设计人才能力的需求,对网页设计师的工作过程进行分析,分解出典型工作任务,分析各个环节的能力要求。再基于网页设计师的工作过程,构建网页设计课程的实训教学模式,其中包括实训内容、实训方法、考核方案等。并将构建的实训教学模式应用于教学实践,借以激发学生的学习兴趣和学习热情,改进教学效果。
3.前端工程师典型工作任务分解
通过调研,我们发现前端工程师的主要工作内容是基于XHTML+CSS架构根据网站策划图实现网站前端界面开发,所采用的技术目前主要是HTML4+CSS2,但也有部分前端工程师为了达到更好的设计效果已经升级到HTML5+CSS3。为了兼顾目前的主流技术,课程设计以HTML4+CSS2为主要教学内容。但为了学生将来的技术升级和可持续发展,课程简单涉及到HTML5+CSS3的特点。
将前端工程师的主要工作内容进行分析整理,结合前端工程师应具备的能力和素质,我们将前端工程师的典型工作过程分解为以下八个部分:网站规划、页面布局、简单元素添加、导航栏设计、图文列表设计、特效脚本应用、系统设计、兼容性测试。一个网站是由一个个网页所组成的。任何一个网页都要经过除了网站规划之外的七个步骤才能完成,每一个网页的设计完成需要用到的知识基本类似,所以这里我们以单个网页的设计完成为主要目标。前端工程师岗位的工作内容在技术方面涉及到Photoshop、Flash等网页设计图形设计软件的使用以及JavaScript特效脚本的应用,这些都是网页设计课程的前导课程或同期课程的讲授内容,所以在此只涉及到应用,并不深入讲解。
4.重新构建教学体系
4.1 实训内容设计
网页设计课程是以实践为基础的核心课程,所有理论知识必须在技能训练过程中得以掌握和运用,所以必须注重培养学生理论知识的灵活运用能力和网页制作实训能力。网页设计课程的实训内容设计重点体现在以下几个方面:
(1)以工作过程分解为依据。网页设计课程以前端工程师的典型工作过程分解为依据,将实训内容设计为包括局部设计、界面设计、兼容性测试、案例实训四个大的模块,贴近前端工程师的工作过程,满足前端工程师的岗位能力需求,使整个教学过程更加具有针对性。局部设计又由常用XHTML标签、DIV布局、CSS样式美化、JavaScript页面特效组成。局部模块设计即兼顾网页设计课程知识体系的系统性,又结合前端工程师的工作过程,即有利于加深学生对个别知识点的理解,又有利于学生网页设计知识体系的构建。
(2)基础知识与综合实训并重。实训内容的前三个模块属于基础知识学习部分,最后一个案例实训模块属于综合实训。在整个课程设计中,综合实训课时占整个课程课时的1/3以上。课程教学方式也从前期的讲练结合,转变为实训辅导为主;授课对象从前期的面向整体为主,转为面向个体为主。通过对综合实训课时比例的增加,培养学生对知识点的综合运用能力,进而无缝衔接前端工程师的岗位能力。
(3)化整为零、小小案例。前端工程师的工作过程是一个系统性非常强的、复杂的工程,由很多小的知识点组成,需要对知识点进行综合、灵活的应用。针对知识点的案例往往并不适用于整体网页设计,这就造成了知识点的学习与综合实训的脱节,容易给学生造成一种无所适从感。课程实训设计将分布于综合实训中的局部功能分解为基础知识点的学习案例,一个个局部功能分解为一个个小小案例。这种方法也使得学生在做综合实训时有一种亲切感,方便学生知识体系从局部到整体的构建。
4.2 实训方法设计
课程实训方法设计结合实训内容特点,采用“教、学、做”一体化的教学方法。局部设计主要采用理论实践一体化的项目教学法和任务驱动教学法,强调知识点在小案例中的应用。综合实训主要采用分组教学法和真实案例教学法,强调小组协作能力和综合实训能力。
(1)项目教学法。项目教学法时一种由项目引入进而展开知识点的教学方法,一边分析讲解、一边操作演示,讲练结合,激发学生学习兴趣,提高学生分析问题、解决问题的实际能力,轻松达到教学目标。
(2)任务驱动教学法。将实训内容设计为一个个独立任务,充分调动学生的学习积极性和主动性。任务也分为三种类型:局部功能任务、整体设计任务、真实企业任务。任务的实施也是从简单的局部功能任务到整体设计任务,再到灵活运用的真实企业任务的过程,逐步进阶。任务驱动贯穿整个实训环节设计,有利于训练学生的职业态度,也有利于提高学生的知识应用能力和创新能力。
(3)分组教学法。综合实训阶段的任务相对复杂,单个同学实现有一定的难度,所以采用分组教学的方法,有利于形成小组内探讨解决问题的氛围,也有利于加深对知识点的理解,能有效培养学生的团队意识。为充分发挥每个成员的潜能,形成足够量的成员任务,在设计小组时人数不宜太多,一般以2-3人为宜。
(4)真实案例教学法。将企业真实案例引入教学过程,能有效拉近课程教学与岗位能力需求之间的距离,充分激发学生的学习热情,即能让学生对岗位能力需求有更深刻的理解,也能增加学生的自我认同感和成就感,进而达到培养岗位人才的目的。
4.3 考核方案设计
本课程的最终目的是要求学生应用所学知识,根据网站策划图完成网站设计。前端工程师是一个注重实际能力的岗位,传统的理论知识考试方式不能充分评价学生的学习成绩和能力水平,对于学生实践能力的提高,以及就业能力的提高是没有多少益处的。也有部分研究者将考核形式改为考核学生完成网站作品制作的形式。这种考核方式相对理论知识考试有了很大的进步,更加注重实践能力的考核,但很多时候教师考核给出的网站策划作品比较滞后,内容相对简单,所有同学完成一样的网站设计,难免存在抄袭的嫌疑。这就造成了很多同学觉得自己对课程内知识掌握的不错,但看到企业复杂的网站策划图,依然不敢面试前端工程师岗位。
因此课题组对考核方案进行了大胆的改革,期末总评学习成绩由三部分组成:过程考核(平时到课考勤、上课回答问题和随堂作品)占20%、技能考核(课内分模块作品以及综合设计作品)占30%和项目考核(期末综合作品)占50%。这种方式较为客观的反应了学生的学习情况和能力水平,主要特点包括:
(1)真题真做。将企业一线的多个真实案例拿来供学生选择,作为项目考核题目。多种作业选择能在一定程度上减少学生作业抄袭的情况。来自企业一线的真实案例与岗位能力要求高度契合,增强学生就业能力和自信心。
(2)注重过程考核。期末考核只占期末总评成绩的50%,其余两部分都是教学过程中完成的,属于过程考核。这样的考核方案设计能有效避免学生过分注重短时间的期末考核,能使学生更加重视知识技能积累的学习过程。
5.小结
基于工作过程的网页设计课程实训模式开发,以前端工程师的典型工作过程分解为依据,从简单到复杂,从局部到整体,符合学生的认知学习规律。实践内容以来自企业一线的真实案例为基础,真题真做,培养和提高学生的实践动手能力和综合运用能力,拉近课程培养与企业用人需求之间的距离,提高学生的就业能力和核心竞争力,实现技术技能型人才的培养目标。
参考文献
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[3]沈玲.基于工作过程的高职课程建设研究[D].湖南师范大学论文,2012.6:20-27.
关键词: 电工技师论文 工艺性 标准化
一、专业项目论文的工作观
技师技能考核或鉴定首先应注重的是工作者专业素质――岗位工作能力水平的评价。写作和提交论文是申报鉴定者应对技能考核鉴定的准备过程,同时是个人技能水平的展示过程。
技术工人的专业工作目的一般要求是:保证生产质量、提高生产率、降低物质消耗――有效益价值核算或向好性预期。凭借论文关于专业工作项目立论确定、技术路线解析、工艺方法选择、调试过程记录等的描述,充分显示工作者的能力水平――专业规范把握、主流技术运用、工艺方法适当、工序工步明晰。
技师论文应该强调较高级工艺性内容,应该是工作技艺和业绩展示、以专业文献范式表述的文章,并不一定要用某效益指标来显示工作价值。如工艺改进型课题论文,突出的是专业技巧水平;又如新技术应用型课题论文,突出的是对工程新技术或复杂工艺的理解和驾驭能力。
1.强调论文项目的工艺性价值。技能,应理解为专业工作的技能工艺能力。也许是简称,总易误认为技能偏指技术能力,而忽视工艺能力。技术一般是指工业过程的方法论,即一般是可行性确定后在标准化设计前提下选材、加工手段、加工流程以尽可能的高效率获得目标产品的方法。而工艺,可以理解为加工的“艺术”,强调工作过程中获得目标产品的技巧性、保障性和完美性。技术工艺能力,可以理解为技术与工艺互渗而形成的知识型、技巧型、成熟型的生产力。
较高级的专业技能型人员的工作,应能体现技术工艺引人入胜的技巧性,工作项目论文也理所当然要求显示出工艺性价值――论文应显示出写作者关于工作项目的基本技术理解能力和工艺质量层次。基本技术能力包括专业理论的引用或引证,工艺质量则涵括改进能力、工作技巧、专业理论与实际的连接和补足能力、安全防护构思能力、提高工作对象商品化的能力。工艺质量直接决定了目标产品的实用性、适用性和市场性。
2.注重专业性表述的标准化概念。技师的基本技术理论理解力是其工作的重要基础之一,但其工作的方式、目标往往约束了专业理论的扩充速度和应用空间。许多长期在特殊电气工程岗位工作、工艺经验丰富的技艺型人员理论水平并不高,但他们的本职工作很出色,工作质量的工艺价值突现。一般认为长期的专职工作经验中积累着较高的专业工艺悟性。应该看到,高专业工艺性主要表现为相对行业标准、生产规范有很强的理解力,对生产流程有很强的连接、补足、改进的能力。正是高的专业悟性使得技艺型人员与技术设计人员的工作配合相得益彰。
3.把握过程分析的理论深度。一些技师工作项目论文中,用大量篇幅阐述理论的依据――数理公式推导过程或教科书式论说,然后绘出基本原理图,最后给出相当肯定的可行性结论。必须注意,这种论文往往是有缺陷的――项目的实施有效性没有表达―作者的操作工艺技能水平得不到显示。缺少相关工程经验公式或者经验系数(理论公式受客观实际过程条件的约束),易使得项目实施性这一关键工艺环节受到鉴定评价者质疑。这类论文的缺陷在论文大辩的有限时间里难以弥补。
4.妥当运用“技术进步手段”、“技术创新理念”、“精湛工艺过程”。机电工程岗位特征――专业智能成分较多,技巧思维保持,非连续性非周期性的操作。视下述工作能力为工艺能力;把握专业标准和规范的运用方法、流畅的专业语言(术语,编程,工程图,解析图表等)表述、撰适用的工程文档、规划工作技巧和效率。
技术进步:在产业规范约束下,采用现代的、主流的专业技术成果。
技术工艺创新:在产业规范约束下的工作能够在去除隐患、操作便捷、安全可靠、形式优化、节能提效、减污去噪、降低维护成本、智能化诊断运行等某些方面有显明的特色成果。
基本完备和适配的资料:是指可以作为施工提纲或设备的档案基本资料。
二、电学原理在工程运用中的本征性理解
机电技术中的电工技术是关于电能量分配和智能控制的技术,应用电工技术的基础原理是欧姆定律和麦克斯韦电磁方程组。
1.本征性理解。客观导电材料上的电量分析应划分为以电压(电动势能信息)为主量的“信息变换及传递系统”和以电流为主量的“能量传输电路”。控制信息传递系统的第一要素是“保证信息的准确”,控制系统传递信息不一定依赖固形材料(例如可通过空间电磁场感应传递)。
使用电动机为电能耗用终端的设备继电器线路形式控制电路主要形成运动控制“逻辑、时间、顺序”机制,自保、互锁、延时、中继等都是形成控制信息的电路。
采用集成运放器为核心的信号电压调节器主要解决比例(信号放大)、微分(信号即时变化率)、积分(信号的时间积累效应),而整流、检波、限幅、隔离、跟随、调零、保护等都是附加电路。
电能量传输的第一要素是电路成为回路,依赖有形的导电材料,再者就是能量规模(大小)和传输时间可控。因此,控制电路的关键功能是信息“变换(如电压放大器)”和“调节”。
主电路的关键功能是能量的“被控”和“驱动”,而反馈电路则是对于完成基本运转功能的、由基本控制器和驱动器(主电路)组成的开环系统输出量检测并形成修正信号的“智能化”部件。
现时的机电“主流技术”指由集成PID运算器件、逻辑运算器件(CPU)及大容量数据存储器件为核心的控制器运用技术、由可高频全控大功率无触点开关元件为核心的驱动器运用技术及由新型传感器为核心的传感信号接收变换电路技术。
2.机电能量转换技术离不开磁材料技术,也离不开磁路分析技术;传统的磁路材料由于磁传导敏感于温度和介质成分,其电气特性检定比较困难。但是近些年来,新型合成磁性材料技术迅猛发展,其运用空间(特别是在机电技术领域)急速扩展。
再者,材料科学技术和信息技术是工业技术发展的双引擎,感知设备运动状态和形成系统信息的传感器技术是智能系统的前端。
从对于控制方式本质的理解判断机电控制技术的发展方向:以一个四端电路(网络)为例,若以改变激励能够实现相应响应,则控制方式可分为:a.电流控制电流(控制机制参数体现为电流放大系数),b.电压控制电流(控制机制参数体现为转移电导(跨导)),c.电压控制电压(控制机制参数体现为电压放大倍数),d.电流控制电压(控制机制参数体现为转移电阻(跨阻)),实现电能利用的机电设备的电路多以电流为被控量,所以上述a,b两种控制方式是驱动器电路,c是信息处理电路,d不是机电设备电路优选形式(能量控制信号)。
上述a、b方式分别代表着两个时代的电能传输电路(主电路、驱动器)形式。
a方式中,电流控制电流的中心技术是:实现小电流控制大电流、一路电流控制多路电流。代表器件有三极管和继电器。
三极管,响应速度高,无动作触点,但控制电路与被控电路有公共支路,控制量与被控量的高次谐波相互影响或制约,而且可承受功率在瓦特级,一般不符合机电设备功率规模要求。
继电器(接触器),以电-磁-力形式驱动开关触点动作,实现电流的小控大和一控多。但触点动作时间不准、电弧现象、线圈断电反电动势高并形成高频干扰源、体积大等固有弱点,长期以来被视为“非理想器件”。
b方式是经典控制技术体系中理想的控制方式――信息控制能量。
上世纪后半期,业界使用大功率半控型电子器件晶闸管加之PWM技术的移相触发器实现有缺陷的“信息控制能量”方式于机电设备能量控制――主要是直流电动机的荷载调速。
上世纪末期大功率全控型电子器件IGBT(一种增强型绝缘栅场效应管器件)的商品化普及,机电设备用全控型的信息控制能量方式成为现实,例如在结构简单价格低廉的交流电动机实现宽范围荷载的变频调速。
3.电气主流技术发展的瞻望。机电设备机械构件的技术进步程度受制于材料技术发展及其成果的商品化程度。通用机电电工技术范畴的技术开发重点有:
电力电子技术:利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术,是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科成果。器件以半导体为基本材料,根据器件的特点和电能转换的要求,开发电能转换电路,包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及电路。
电动机技术:强磁材料与低温环境技术。
虚拟现实技术:软件型传感系统分析与仪表。
机电液智能控制技术:机械、液压、电子融合控制技术使得机器的效率、性能、品质、可靠性等大大提升,如大型工程机械设备、深海或隧道的巨力液压控制系统。
微机电系统技术:常规电气系统元器件微型化组件化甚至实现“叠层组件―集成化”,即把微型化的敏感元器件、微处理器、执行器、各种机械构件、电动机、能源、光学系统等都集成于一个极小的几何空间内,并且能像集成电路一样大批量、廉价地生产。
电致流体相变技术:电场作用下电流变液(ERF,electrorheological fluid)可在“固”―“液”两相之间转换,转换过程可控而且可逆,转换时间为ms级,利用其电控力学行为,可以预期得到较之传统力学元件更为理想的(机―电能量转换控制的)响应指标。
磁致流体相变技术:磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体。在零磁场条件下呈现出低黏度的牛顿流体特性;而在强磁场作用下,则呈现出高黏度、低流动性。磁流变液在磁场作用下的流变是瞬间的、可逆的,而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系。
硅胶导电与绝缘的智能化控制技术;作为可以在电磁场发挥“柔性”功能的新型器件必将影响机电设备电路构造技术。导电硅胶是具备导电性能的硅胶制品,用于一些电子硅胶产品上发挥开关接通的作用,现时应用于一些电子设备、家用设备、办公设备中,比如导电硅胶按键、电线连接管、影印机滚轴、电缆插头、连接器衬垫等。
三、要强调通用电学知识与电工新技术运用衔接的工艺能力
机电设备技术标准(国家标准、国际电工委员会文件、超级公司企业标准)的意志和执行能力。标准化是机电设备可靠性的保障。国家标准中对机床的控制方式、接地方式、抗干扰、容错、机械连锁、危险部件防护等,作了较完善规定,有效保障了机床的安全可靠运转。经验证明,符合标准的机床,故障率较低,反之故障率则高,可靠的保护措施是防止器件和装置损坏的重要方面。
当前的国家职业技能鉴定技师和高级技师考评体系强调了标准化水平是素质和技术能力的体现。如技术资料规范化编整能力、微机控制应用程序解析能力、逆向工程能力(逆向于在确定材料条件下设计制造的路径对产品拆解―解析技术工艺特征,提交改进或改性方案,以期获得结构或功能更优化的产品)、工程数学与物理运动现实的映射解释能力。
四、提高论文的精致程度和新技术含量的着眼点
维修电工岗位工作的技术工艺核心领域(空间范围,对象)。
关键词:专用集成电路设计;创新;教学;探讨
中图分类号:G424文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)04-0920-02
Discussing about How to Teach the "Design of Application-Specific Integrated Circuit" Course
WU Yu-hua
(Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)
Abstract: "Design of Application-Specific Integrated Circuit" is an important specialty course. In this paper, we will discuss the teaching technique about this course of non-micro-electronics specialty. Combining the teaching practice, several teaching experiences about "Design of Application-Specific Integrated Circuit" course are summarized.
Key words: design of application-specific integrated circuit; innovate; teaching; discuss
《专用集成电路设计》是电气信息类专业开设的一门比较重要的专业课。为了培养宽口径、基础扎实的集成电路设计人才,满足IC行业对人才的大量需求,无论是在微电子专业,还是在相关的其他电气信息类专业,不少重点高等院校都已经开设了本门课程。在学生已经掌握了模拟电子技术、数字电子技术和一定的晶体管原理知识的基础上,通过学习《专用集成电路设计》课,进行ASIC设计理论的学习和实践的强化,进一步掌握集成电路和电路系统的设计知识,提高集成电路设计能力,增长集成电路设计经验;通过理论教学和实践教学,来加强电气信息类专业学生的电路设计基础、版图设计基础以及集成电路设计各环节的验证知识等,培养学生在集成电路设计方面的研究兴趣,为后续课程的学习和进一步的深造打好基础。
由于专业建设和人才培养的需要,北京电子科技学院同样开设了《专用集成电路设计》的专业选修课,授课对象是电子信息工程专业的本科生,由于非微电子的专业背景原因,他们并不具备足够的半导体物理、晶体管原理等知识,因此在本课程的教学过程中,必然要针对具体对象,调整教学内容,创新教学思路,加强教学研究,找到一种适合于非微电子专业本科生的教学思想和教学方法。通过教学实践,学生对于课程组在这一课程中的创新、探索和具体的教学方法比较认可。这里把我们在《专用集成电路设计》课教学实践中的初步探索做一些总结,希望与大家分享。
1 结合实际合理设置授课内容,以学生能够接受为目标
电子信息工程专业的学生在学习《专用集成电路设计》课程之前,已经系统地学习了《电路分析》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《EDA技术》等有关电子技术和电路系统的课程,对于电路系统的设计已经有了一定的理解,并进行过比较系统的动手实践训练,为进一步学习《专用集成电路设计》课程打下了比较坚实的知识基础和实践基础。但是由于专业背景的原因,该专业不太可能只是为了《专用集成电路设计》课而专门开设《半导体物理》、《晶体管原理》等这些在微电子专业才有的课程,因此,与微电子专业相比,电子信息工程专业的本科生欠缺有关晶体管原理和半导体工艺等方面的必要知识。在设置授课内容时,必然要考虑到这一点,总的原则应当是以学生能够接受、但又不应该过于轻松接受为目标,而且要尽量避免与《EDA技术》等课程的知识重复。
根据我们的课程内容设置原则,将《专用集成电路设计》课的讲授内容分为以下几章:第一章:ASIC设计概述;第二章:CMOS逻辑;第三章:ASIC库设计;第四章:ASIC的前端设计;第五章:ASIC的后端设计;第六章:可测性设计技术;第七章:SOC设计技术简介。在各章的讲授中,占用课时较多的分别是第二章、第三章和第五章。在讲授时强调培养学生的系统设计能力,使学生对专用集成电路的设计、制造、测试等一整套流程有一般性、整体性的了解,建立专用集成电路的基本概念和方法,了解IC领域的最新发展趋势,激发学生潜在的对集成电路前、后端设计的兴趣。为了配合理论教学,提升教学效果,还设置了合适的实验教学内容。
2 注重实验教学效果,以培养动手实践能力为目标
集成电路设计类课程除了理论教学以外,实验教学尤为重要,因为这类课程对学生的训练重点正是在于动手实验,提前接触到未来在进一步的研究和工作中可能会应用到的一些软件工具、设计流程以及设计技巧等,这样才能促进学生理论与实践相结合,真正帮助学生掌握ASIC设计技术。因此本课程要更加注重实验教学效果,着力培养学生的动手实践能力,进而使学生能够更加准确、具体和形象地掌握在课堂上学到的理论知识。根据这一原则,经过试用修订,我们专门编印了《专用集成电路设计实验指导书》,根据大纲的变化,使用工具版本的提高,目前已经编印了2007版和2009版的实验指导书,共设计了五个实验,具体是:实验一:IC设计工具的使用;实验二:单元电路的前端设计;实验三:标准单元的版图绘制与验证;实验四:四位加法器和减法器ASIC的设计;实验五:计数器ASIC的设计。每个实验3学时,其中实验二、实验四和实验五为综合性、设计性实验。
选用一种合适的集成电路设计工具是顺利进行实践教学的关键。我们选用了美国Tanner Research公司开发的一种优秀集成电路设计工具――Tanner Tools Pro,它虽然在功能上不如Cadence、Synopsys等大型工具强大,但它的最大优点是成本低,可以在PC机上使用,而且图形处理速度快,编辑功能强,便于学习,使用方便,特别适用于高校进行相关的教学和科研工作。Tanner Pro工具在美国和台湾的很多大学中早已被广泛应用,台湾不少IC设计企业也在使用Tanner Pro工具。该工具较新版本为Tanner Tools Pro 13.0,主要包含了S-EDIT(原理图编辑)、L-EDIT(版图编辑)、T-SPICE(电路仿真)、W-EDIT(波形观察)和LVS(版图与原理图比对)等几个功能不同的子工具,满足了集成电路设计从前端到后端、设计验证的一系列过程的需要,完全可以适用于《专用集成电路设计》课程的实践教学。通过我们在课程实验、毕业设计等实践教学环节的使用,发现学生对这个工具上手快、掌握熟,对于以后使用其他的IC设计工具也有一定的帮助,而且培养了他们将来涉足IC设计领域的兴趣和信心。图1是学生在实践教学中得到的一个版图设计结果。
3 适当讲授最新技术进展,以让学生跟上行业发展脚步为目标
我们都知道,集成电路设计技术、制造工艺等的发展速度飞快,遵循着集成电路最小特征尺寸以每三年减小70%的速度下降、集成度每年翻一番和价格每两年下降一半的著名的摩尔定律,集成电路的设计和制造技术发展日新月异。因此,在《专用集成电路设计》的教学过程中,必须要根据教学大纲的要求,在系统讲授已经设置好的教学内容的前提下,结合具体授课内容,适当讲授最新技术进展,以期让学生跟上集成电路设计行业发展的脚步,并不断将这些新技术、新进展、新方法、新工具、新工艺融入到授课内容中,做到授课内容常讲常新。其实这除了让学生可以接受到最新的知识和了解到该领域最新进展之外,同时也是一个教学相长的过程,对于教师的教学和相关科研也是一种无形的促进,可以督促教师不断地跟踪与IC设计、制造相关的最新研究成果,并进行精心的组织,将这些成果有机融入到课程教学中,做到授课内容的不断更新,而且这样也才能够避免一份讲稿多年重复使用,保证教师在教学中的激情,增强教学效果。
在这里仅仅举一个具体例子。在一次讲授到集成电路工艺的内容时,作者为同学们讲授了不断发展的集成电路工艺水平,以及所遇到的工艺发展瓶颈对于摩尔定律的挑战,还具体讲到了Intel公司新推出的0.45nm工艺的CPU,它采用了大大不同于以往的工艺方法,这次工艺变革可以称得上是“拯救摩尔定律”的一大技术进展。本次课后,不少同学纷纷通过互联网等来查阅这一最新工艺的具体情形,表现出了浓厚的学习兴趣。
4 创新课程考查方式,以激发学生进一步的研究兴趣为目标
一门课程的考查方式如何,对于这门课程能不能按照教师的预想,达到既定的最终教学目的,有着比较重要的作用。传统的一张试卷去“考”出学生学习效果的方式虽然比较简单省事,但却过于单调,虽然从某种程度上能够考查出学生对这门课程知识的掌握程度,但是对于激发学生在学完这门课程之后,对本学科、本领域进行进一步研究的兴趣却作用不大。由于自从接受学校教育以来经历了无数次的考试,不少学生厌烦考试的情绪比较严重,恨不得考完后把教材、作业、笔记等都马上丢弃,这是现实存在的、我们必须得承认的事实。从某种意义上说,通过考试来考查学生的学习,有时对最终教学目标的实现会起到一定的反作用。而且单纯考试的方式也很难发现学生对于这门课、这个领域、这个行业的独特想法和创新思路。
作者在《专用集成电路设计》教学过程中,结合课程的专业特点,积极探索并实践了采用提交论文和现场答辩相结合的课程考查方式,即在课程讲授到二分之一左右时,布置给学生论文题目,对于论文的范围、参考文献的篇数、论文的格式和字数等做出明确而具体的规范,要求学生在最后一次课之前提交自己的论文,做好答辩ppt,并利用专门的时间集中进行答辩,每位学生对自己准备的论文,进行5分钟左右的讲解,并接受教师和其他学生的提问。通过创新课程考查方式,提交论文和现场答辩相结合,让学生在准备论文和答辩材料的过程中对专用集成电路设计的有关内容和工艺、方法等有了更加深刻的理解,并有了一个系统的知识梳理过程,现场答辩的方式也更能够展现学生对于集成电路设计的一些独特的思路和创新性的理解,学生在经历这一过程时,也促使自己积极思考,主动研究,努力去探索和集成电路、微电子学有关的一些研究方法和最新进展,激发自己在完成本门课程的学习后、甚至是大学毕业后进行进一步研究的兴趣和信心;另外还在这个过程中提升了学生的论文写作能力、科学研究能力。
5 结束语
《专用集成电路设计》课(或者其他名称的类似课程)在不少设有微电子学专业的重点大学中开设较为普遍,但在没有微电子学专业的高校特别是非重点高校中开设并不多,对于该课程教学实践中的一些具体的方法研究和探讨需要更加深入。作者在教学实践中,紧密围绕本校、本专业的培养目标,以授课对象为主体,遵循课程的教学规律和科学研究规律,选择合适的授课内容和教学方法,并且不断地对此进行探索和研究,收到了初步的教学效果。当然,教学创新永无止境,教学方法的研究和探讨不能止步,作为一名年轻教师,在今后的教学实践中,作者将在加强学习以及与同行交流的前提下,进一步拓宽和创新教学思路,探索和完善教学模式,研究和更新教学内容,学习和探讨教学技巧,敢于创新,善于创新,真正做到教好书,育好人。
参考文献:
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关键词:联机分析处理,浏览器/服务器架构,扩展标记语言
传统的关系型数据库应用系统主要是面向业务操作设计的,无论是查询、统计,还是生成报表,都是对指定的数据进行增、删、改、查等事务处理操作以及简单的统计汇总。为提高分析和决策的效率及有效性,有必要将分析型数据从事务处理环境中抽取出来。
联机分析处理(OnlineAnalytical Processing,简称OLAP)应用是目前数据仓库上的重要应用之一,是决策分析的关键,是整个数据仓库解决方案中不可缺少的一部分。人们提出了一种对OLAP更简单明确的定义,即共享多维信息的快速分析。
一、传统OLAP系统的特点
传统的OLAP系统一般都是捆绑在数据库应用系统中,作为解决方案的一部分提供给用户使用的,这种形式的解决方案就决定了传统OLAP工具的一些特点:
(1) 建立数据仓库的标准不统一。各个OLAP系统的数据接口没有通用的工业标准,用户在选择OLAP前端展现工具的灵活性受到了制约,受到数据库类型的制约,系统的扩展性和集成性不理想。
(2) 传统的OLAP工具一般都需要安装体积庞大的客户端应用程序,采用客户端/服务器(C/S)架构,提供了优秀的用户体验,可以提供复杂的分析功能。目前越来越多的企业应用系统建立在J2EE(Java 2 Enterprise Edition)框架下,采用的是浏览器/服务器(B/S)架构,传统的工具明显无法满足要求。
(3) 对工具使用者的要求太高,传统OLAP系统的界面风格、操作流程等用户体验过于专业,企业决策者和管理者不易使用的工具没有发挥应有的价值,反而成为企业应用系统开发和使用中的负担。
二、 目前OLAP系统的发展方向
为了解决传统OLAP系统的不利因素,业界OLAP系统向着以下方向发展:
(1) 数据格式应用XML(eXtensible Markup Language的缩写,可扩展标记语言),由于XML的结构化特性和可扩展性,系统开发中从分析模板的定义,数据的组织,结果的展现,均采用XML格式。论文格式。
(2) 标准数据接口的使用。论文格式。由于企业应用系统变的越来越复杂,能跨操作系统,跨数据库的运行成为系统开发的重要需求,为了方便系统间集成,各大厂商开始采用统一的数据接口。尤其是Web服务(Web Service)的出现,为客户端与数据提供者之间提供了一种可行的交互方式。
(3) 可视化组件的应用。以图形的方式观察和认识客观事物,是人类最便捷的认知方式。可视化技术包括科学计算可视化和数据可视化。在数据的可视化方面,以各种不同的呈现形式展现给用户,这又被称为“前端展示”。数据可视化在OLAP开发中起着重要的作用。
(4) 基于Web的开发逐渐成为趋势。论文格式。企业应用大量建立在基于Web方式的B/S架构上,具有①易于访问;②与平台无关;③较低的创建和维护成本3个优点。
原来普遍认为的基于B/S的应用程序用户体验较差的缺点,正在不断的发生改变,尤其是Web 2.0标准的,更强调了用户体验的增强,目前开发的基于Web的应用程序已经达到或超过了传统单机程序的易用性。
[1] 彭木亘.数据仓库技术与实现.北京:电子工业出版社,2002.
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