测控技术论文范文
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第1篇
目前制定实现规范并比较适用于复用的组件模型有CORBA/ORB、COM/ActiveX、JavaBean以及.NET等。通过对以上组件模型的研究与对比，本系统选定.NET中的WindowsForms作为本实时测控软件的组件模型，使用.NETFramework的公共语言运行时，组件都建立在一个共同的底层基础上，不再定义使用复杂的管道接口，对象可以直接交互访问，有利于组件的自由配置，同时，利用.NET技术的分层结构特点,采用“搭积本”的方式生产软件，大大提高软件开发效率。
2基于组件技术的实时测控软件开发
2.1软件架构设计
在组件技术中，一个组件就是一个接口集，它通过接口对功能进行封装。因此，对于同一个应用程序架构，只要其使用的接口集合不变，即可通过更换支持同样接口集的组件来获得不同应用，也可重复利用同一个组件或对组件进行二次开发。而基于组件建立的软件架构和应用开发，其最大优点在于可以复用的应用结构和软件单元。实时测控软件主要是对实时测控数据的处理、评估和显示，而测控数据主要包括光测、雷测、遥测及GPS测量等类型，其处理过程通常包括数据采集、数据解析、数据处理和结果评估等四个部分，针对以上4种数据类型，在基于组件技术思想下，其处理架构可统一进行设计，如图1所示。针对靶场测控系统中光测、雷测、遥测及GPS测量等数据处理应用，通过将数据采集组件、数据解析组件、数据处理组件、结果评估组件替换成相应功能的组件，即可实现在保持软件架构不变的前提下开发出不同的应用系统。
2.2基于组件技术的软件升级维护
组件接口是对某一功能的一套抽象描述，具有封装性，它通过接口与其功能实现分离开了，并以接口作为客户与组件（或组件之间）交互的唯一方式，因此，只要保持接口不变，就可以将系统中的组件用新的组件替换，以随时进行系统升级维护。下面以实时测控数据处理软件中的雷测数据处理应用为例，其软件的架构如图2所示。当需要对系统进行升级维护时，在软件架构完全保持不变的前提下，对具体的组件进行替换，只要保持接口不变，程序无需重新编译链接，系统即可通过使用更新后组件中的新接口来获得新特性，从而实现系统的升级维护。
2.3利用组件复用技术实现软件功能扩展
组件复用是利用已有组件创建新组件，即通过第三方产品来构建自己产品。组件复用是通过包容和聚合来实现的，包容时外部组件包含内部组件的接口，它由外部组件接收此调用请求再交由内部组件来处理，聚合时外部组件直接调用内部组件的接口，它让内部组件直接处理该调用请求。在C++语言，通过在外部组件中增加内部组件接口，并把调用请求转发给内部组件即可实现包容，对于聚合，在内部组件中维护一个外部组件接口指针（如m_pUnknownOuter），通过委托机制，让内部组件接口提出的查询接口请求由一个委托接口转发至外部组件，再由外部组件接口查询内部组件。这样就可以实现一致的访问，即不管是通过外部组件的接口，还是内部组件的接口，都可以查询到内外组件所支持的接口集合。在实际应用中，软件开发不仅有大量的、功能强大的商业化组件可以使用，而且有应用广泛的、成熟的靶场测控系统专用组件可以使用，如组件化的数据接收、量纲复用、坐标转换、滤波平滑、精度评估等功能模块。因此，利用好组件复用技术可以有效扩展靶场测控数据处理系统的软件功能，对于靶场测控系统建设具有重要的现实意义。
3结束语
第2篇
由于历史原因，各高校的专
业基础和行业背景存在较大差异，测控技术与仪器专业通常隶属于电气工程学院、机械工程学院、仪器科学学院、光电工程学院等单位。这给测控技术与仪器专业认证标准的制定带来了不少困难和问题。2013年8月和2014年8月，教育部仪器学科教育指导委员会暨教学研讨会分别在上海和西安召开，会上专家们对中国工程教育认证协会的通用标准进行了详细解读，并对照通用标准，制定了适合于测控技术与仪器专业特殊背景的专业标准。2014年8月，教学指导委员会主任、天津大学曾周末教授做了题为《把握认证理念，推进专业教学改革》的报告，教学指导委员会委员、重庆大学王代华教授做了题为《仪器类专业认证标准解读》的报告，这两个报告从认证专家角度介绍了工程教育专业认证的意义和认证准备工作的要点。目前，已有少数高校通过了测控技术与仪器专业认证，如天津大学、合肥工业大学等；有很多高校已提交了认证申请，正在积极准备参与专业认证，如桂林电子科技大学、西安理工大学等。越来越多的高校认识到专业认证的重要性和紧迫性，以专业认证为契机，持续稳步发展专业建设，提高人才培养质量和水平，增强毕业生的就业竞争力成为各高校专业负责人的共识。
二、省属高校测控技术与仪器专业培养模式探索与思考
针对目前国际、国内经济环境、工程教育的现状和发展趋势，在国际工程教育专业认证背景下，省属高等院校测控技术与仪器专业人才培养模式应做出怎样的改变和探索？这是各个省属高等院校面临的亟须解决的一个难题。下面以西华大学为例，结合我校实际情况，对国际工程教育专业认证背景下，测控技术与仪器专业本科人才培养模式的几点思考进行简要分析。
（一）西华大学测控技术与仪器专业概况
西华大学是四川省省属重点大学，我校的测控技术与仪器专业隶属于电气信息学院，是在整合已有的电气工程与自动化、信息工程、自动化等专业建设的基础上申报的新专业，于2002年成立，以电子类测控为主。其主要专业方向为测控技术和智能仪器，具体领域为工业化信息领域的检测与控制技术等。经过10多年的建设，截止到2014年，已毕业本科学生近700人，在校生400余人，省内生源和省外生源比例约为8：2。
（二）西华大学测控技术与仪器专业发展现状
近年来，全国开设测控技术与仪器专业的高等院校越来越多，毕业生就业竞争压力日益增加。如何基于学校地域、师资队伍、生源质量等具体情况制定合理的培养计划和方案，如何凝练专业特色及方向显得日益重要，这也成为我校测控技术与仪器专业面临的热点及难点问题。这具体体现在以下几方面：1.第一志愿报考率偏低，特别是省外第一志愿，多数为调剂生源；2.专业方向和特色还需进一步提炼；3.本科教学实践基地建设有待加强。
（三）西华大学测控技术与仪器专业本科学生培养模式探索
在国际工程教育专业认证的大背景下，基于我校自身的特点，探索出一条合适的测控技术与仪器专业本科学生培养模式显得尤为重要。针对上述问题，我们认为可以在以下几个方面进行探索和尝试。
1.积极修订本科学生培养方案
工程教育专业认证对“目标导向”提出了较高要求。社会对教育的需求和社会环境在不断变化，本科学生培养方案也必须发生相应变化，必须将学生的要求及其培养目标放在重要的位置，用培养目标和方案来引导学生。应在现有专业课程体系的基础上，本着系统性、主体性、先进性、特色性的原则，进一步优化课程体系，修订培养方案。修订时务必具体、明确、可量化，每一门课程的开设都必须完成一个或几个培养目标，任课教师也必须承担相应的培养责任。
2.凝练专业特色，突出学校办学的自主性
工程教育专业认证是鼓励学校办学自主性的，它鼓励各高等院校根据自身特色和优势，结合所在区域经济社会地位及人才培养方案，制定培养目标，体现特色。合理有效地解决这个问题，可增强毕业生的动手能力、创造能力、就业竞争力等。与此同时，这对增强该专业在省内、外的声誉也有较大好处，有利于提高第一志愿报考率和生源质量。
3.突出实践教学的重要性，积极拓展实习基地建设
工程教育专业认证重视培养学生的动手能力和对工业企业的适应能力，这就要求我们在制定培养目标和计划时，必须将实践性环节放在十分重要的位置。虽然目前培养计划里有很多实践环节，但大多缺乏过程监管，落实不到位，效果不明显。因学校经费投入有限，我校本科教学实践基地的建设一直滞后，每年都在换公司或企业，没有长期稳定的实习基地。在制定实践性环节培养计划过程中，应尽可能地参考用人单位的意见，并定期跟踪社会需求变化情况，积极拓展实习基地的建设。
4.增强学生创新能力的培养
工程教育认证重视创新能力的培养。培养创新能力主要有以下几个途径：（1）在制定培养计划时，预留2－3学分作为创新学分，鼓励学生积极参与各种创新竞赛；（2）将本科生实验室免费、长期开放，鼓励学生长期泡在实验室，自主动手设计一些小实验，完成一些小制作，不能仅满足于课堂上简单的验证性实验；（3）将部分优秀本科生带入硕士生导师的团队，接触本领域的前沿技术和方法，增长其见识，培养其思维。
5.突出学生的主体地位，变自我评价为社会评价
工程教育认证突出以学生为中心，把绝大多数学生真正学到什么作为衡量人才质量的评价标准。只有每个学生都很好地满足本校本专业的培养目标，才符合工程教育认证的要求。对人才培养目标的评价应以社会评价为主，主要体现在毕业生到工作单位后的适应度，及用人单位对毕业生的满意度。同时定期回访，持续改进，而不是像以前那样单纯追求就业率，部分学生就业单位跟所学专业毫无关系，且实行“一锤子买卖”，毕业后就跟学校无关。这就要求我们建立定期的回访机制，不断完善培养计划，从而获得较高的社会评价。
三、结论
第3篇
关键词：软件无线电数字信号处理调制解调TMS320C6701
软件无线电是随着计算机技术、高速数字处理技术的迅速发展而发展起来的，其基本思想就是将宽带A/D/A变换器尽可能地靠近天线，将电台的各种功能尽量在一个开放性、模块化的平台上由软件来确定和实现。该平台的调制方式、码速率、载波频率、指令数据格式、调制码型等系统工作参数具有完全的可编程性。
传统的卫星测控平台存在着性能不完善，调制方式、副载波、码速率组态不灵活，体积偏大等问题。研制和开发通用化、综合化、智能化的测控平台，通过注入不同的软件，实现对调制载频、调制方式、传输码速率等参数的改变，应用于各种轨道卫星平台的遥测遥控任务。数字信号处理器（DSP）是整个软件无线电方案的灵魂和核心所在。通用平台的灵活性、开妻性、通用性等特点主要是通过以数字信号处理器为中心通用硬件平台及DSP软件来实现的。经过比较，我们采用TI公司的TMS320C6000系列DSP芯片和匹配的芯片形成一套实时的DSP系统。
图1TMS320C6701结构框图
1软件无线电通用平台的DSP技术
1.1TMS320C6701DSP芯片介绍
TMS320C6701是TI公司的高性能DSP芯片，具结构框图如图1所示。
TMS320C6701的主要特点为：
*单指令字长为32位，8个指令组成一个指令包，总字长为256位，引脚与TMS320C6201系列的引脚兼容。
*体系结构采用甚长指令字（VLIW）结构；
*硬件支持IEEE标准的单精度和双精度指令集，支持字节寻址获得8位/16位/32位数据，指令集中有位操作指令（包括位域抽取、设置、清除以及位计数、归一化等）；
*1Mb(位)的片内存储空间，其中程序存储空间和数据存储空间各512Kb；
*32b外部存储器接口（EMIF），有52MB的外部存储器寻址能力；
＊四通道自加载DMA协处理器，可用于数据的DMA传输；
*16位宿主机接口（HPI）；
*两个多通道缓冲串口（McBSPs）；
*两个32位通用定时器；
＊灵活的锁相环路（PLL）时钟产生器，可以对输入时钟进行不同的倍频处理；
*芯片内部有IEEE1149.1标准边界扫描仿真器（JTAG），可用于芯片的自检和开发；
*芯片共352脚采用BGA封装，以获得好的高频电气性能，并使芯片尺寸变小；
*采用0.18μm工艺，则五层金属组成，输入输出接口电压为3.3V，核心电压1.8V(167MHz时为1.9V)。
1.2DSP技术在软件平台中的应用
每套测控平台含双机备份的遥控调制器与遥控解调器，双机分别由独立电源供电。系统总体框图如图2所示。调制器与解调器分别通过不同的RS232串口与遥控处理计算机通信，完成对调制解调器的控制及其带数据的收发。
用户在每次任务前通过控制计算机设置调制方式、调制参数及通信连接方式，并调用算法参数生成程序产生调制器和解调器中算法的预置参数，并在设备初始化时以批数据方式从串口送入DSP芯片，经校验后送FlashROM中。为保证程序传送的可靠性，采用IRQ差错控制方式，DSP每接收一个数据包在存储的同时向计算机回传数据信息，计算机一旦发现数据出错即转入重传方式。参数设置成功后，调制解调器根据协议发送和接收遥控指令，并将工作状态回送遥控处理计算机，同时在遥控前端机面板上显示。
1.3调制器与解调器硬件结构与功能描述
硬件系统以DSP为核心，电路主要由下述模块组成：电源模块、系统时钟及模式设置模块、存储器模块、系统监控模块、与控制计算机通信模块、调制输出模块、B码时钟接收模块和显示控制模块。在解调系统中，除解调输入模块、解密接口模块和显示控制模块外，其余模块均与调制系统一致，如图3所示。
调制器加电时，DSP首先通过外部存储器模块完成自加载。自加载完成后，由DSP主程序对状态显示监控模块进行参数初始化设置。在有调制任务时，首先由控制计算机对DSP进行参数设置（如滤波器参数、调制制式、调制副载频、调制码速率等），然后发调制数据给DSP，由DSP的串行通信口接收数据，在DSP内完成副载频调制；调制数据经DSP串口发送给数模块转换进行数模转换，转换的信号过低通可编程滤波器滤波后输出。解调器的工作过程与上类似，在检测到有已调副载波进入A/D通道时，启动解调模块进行解调，将解调的数据送到控制计算机。
2DSP实现信号调制和解调
2.1信号调制
调制器的设计目标是在可编程的硬件平台上，通过注入不同的算法或执行软件，实现不同载波频率、调制方式、传输速率和码型的多制式的通用型调制器。它将以灵活的重构性支持各种通信发射机的不同需求，更有利于各通信设备的互连互连。考虑到数字直接合成技术具有数控灵活、频率分辨率高、频率切换快、相位可连续线性变化、覆盖带宽大、生成的正弦/余弦信号正交性好等特点，我们的设计方案是以DSPs芯片为内核，采用软件DDS技术，实现高精度、高性能的数字调制器。调制器的总体框图如图4所示。
帧分析在设备初始化时完成程序数据的接收、校验和转发（向FlashROM送）。在正常工作时，从帧数据中分离出调制参数及等调制数据，分别送参数寄存器与数据寄存器。
图5BPSK接收总体框图
在数据格式变换中，完成将输入的数据分别转变为调制参数控制字（如相应调制方式下的频率控制字K、相位控制字φ和副度控制字A）和相应格式的被调制数据，经滚降处理后(对于FSK方式可不用滚降处理)对正弦载波进行调制。
2.2信号解调
对于BPSK接收，我们采用相干解调方式，如图5所示。接收信号经带通采样得到原始信号序列后，首先与本地产生的正弦序列相混频，然后经低通滤波除高频分量，得到其带信号样值序列（正弦序列的频率与相位也由此样值序列获得）。再对基带信号样值序列进行最佳判决点时刻波形估计，估计值送往均衡器做均衡处理，均衡结构再做0、1判决得到最终的解调数据。解调的关键点在于本地载波的同步和符号定时误差的提取。
ASK(FSK)信号的解调方法可分为相干解调和非相干解调两类。由于相干解调的抗干扰能力较强，本方案采用相干解调方式。图6为采用相干解调时，接收端的解调总体方案流程框图。
接收信号首先经低通滤波器，滤除带外噪声（此处的低通滤波器由专用器件设计）。然后经A/D变换，得到样值序列，按照工作的不同阶段，分两路分别与本地相应的相干载波进行解调，主要包括混频和低通滤波两过程。解调后的信号经低通滤波器后，恢复出基带信号。基带信号进行位定时和码元判决，得到最终的解调数据。
图6ASK/FSK相干解调总体流程框图
