時(shí)間：2023-03-16 16:27:14
序論：在您撰寫數(shù)據(jù)通信畢業(yè)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：通信工程專業(yè)；課程體系；模塊化
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）49-0059-02
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會經(jīng)濟(jì)體制的轉(zhuǎn)型，地方高等院校對于專業(yè)和課程設(shè)置等建設(shè)也正在進(jìn)一步變革。通信工程作為理工科大學(xué)的一個(gè)重要專業(yè)，截止2006年6月，我國設(shè)有通信工程本科專業(yè)的學(xué)校達(dá)到246所，年招生人數(shù)達(dá)三萬人左右，就業(yè)競爭激烈，這給地方院校的通信工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)也帶來了一些新的變化和挑戰(zhàn)。加強(qiáng)課程體系建設(shè)，對提高高等教育教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)社會競爭能力是十分重要的課題。本文針對地方高校通信工程專業(yè)在課程體系建設(shè)中，如何體現(xiàn)專業(yè)特色，培養(yǎng)符合社會需求的應(yīng)用型人才，提高大學(xué)生的就業(yè)競爭力進(jìn)行探討。
一、通信工程專業(yè)的人才培養(yǎng)
1.通信工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。通信工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為：本專業(yè)培養(yǎng)能為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)，德智體美全面發(fā)展，具有較高文化素質(zhì)修養(yǎng)、敬業(yè)精神和社會責(zé)任感，掌握通信工程及相關(guān)專業(yè)的基本理論知識，能在通信領(lǐng)域中從事設(shè)備研發(fā)、設(shè)計(jì)、維護(hù)、運(yùn)營和管理的高級工程技術(shù)人才。對于不同類型的學(xué)校，在滿足本規(guī)范的基本要求的前提下，應(yīng)根據(jù)自身的辦學(xué)定位，體現(xiàn)各自的辦學(xué)特色。
2.通信工程專業(yè)的基本專業(yè)知識體系結(jié)構(gòu)。在構(gòu)建通信專業(yè)知識體系過程中，要努力做到六個(gè)統(tǒng)籌考慮：①知識體系與培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)手段和認(rèn)知規(guī)律統(tǒng)籌考慮；②專業(yè)知識與人文素質(zhì)教育統(tǒng)籌考慮；③強(qiáng)化基礎(chǔ)理論、拓寬專業(yè)知識面與整合更新教學(xué)內(nèi)容統(tǒng)籌考慮；④理論課程與實(shí)踐課程統(tǒng)籌考慮；⑤必修課程與選修課程統(tǒng)籌考慮；⑥應(yīng)用能力、創(chuàng)新知識與綜合素質(zhì)培養(yǎng)統(tǒng)籌考慮。通信工程專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)知識體系主要涵蓋四大知識領(lǐng)域，分別是電路與電子學(xué)知識領(lǐng)域、信號系統(tǒng)與控制知識領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)知識領(lǐng)域、電磁場知識領(lǐng)域。
二、課程體系改革措施
在厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)的人才培養(yǎng)基本思想指導(dǎo)下，結(jié)合地方高校發(fā)展的實(shí)際，具體措施主要體現(xiàn)在以下幾方面。
1.加強(qiáng)學(xué)科基礎(chǔ)課程的教學(xué)，以課程的整體優(yōu)化來指導(dǎo)局部的教學(xué)改革。電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、電磁場與電磁波等課程構(gòu)成了學(xué)科基礎(chǔ)課的核心。為了使學(xué)生在知識結(jié)構(gòu)上具有“基礎(chǔ)扎實(shí)、適應(yīng)面廣、實(shí)踐能力強(qiáng)”的特點(diǎn)，我們對課程內(nèi)容進(jìn)行整合更新，優(yōu)化理論課程體系，改進(jìn)課堂教學(xué)。例如：數(shù)字信號處理課程與信號與系統(tǒng)課程的知識合理分配。數(shù)字電子技術(shù)中，EDA知識與專業(yè)課中FPGA的應(yīng)用知識的整合；電磁場與電磁波和微波技術(shù)、天線技術(shù)的知識體系優(yōu)化；信息論與通信原理內(nèi)容合理分配等等。另一方面，我校通信工程專業(yè)在自治區(qū)內(nèi)是從高考一本線以上招生，學(xué)生素質(zhì)相對較好，其中有一部分學(xué)生面臨考取研究生的需求，針對電子信息類考研的課程，突出重點(diǎn)，加強(qiáng)這方面的理論教學(xué)。既滿足了學(xué)生進(jìn)一步深造的需求，也實(shí)現(xiàn)了厚基礎(chǔ)、寬口徑的培養(yǎng)理念。
2.增加通信工程專業(yè)導(dǎo)論課。開設(shè)通信工程專業(yè)導(dǎo)論課，是為了使通信工程專業(yè)的同學(xué)在大學(xué)一年級時(shí)，就能領(lǐng)先一步了解自己所學(xué)專業(yè)的重要現(xiàn)實(shí)意義，以及應(yīng)用環(huán)境。進(jìn)而在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)中能有針對性地對組成通信框架的各個(gè)部分的具體細(xì)節(jié)做深入的學(xué)習(xí)和理解，從而避免學(xué)習(xí)的盲目性和一二年級時(shí)的迷茫心理。
3.面向社會需求、改進(jìn)專業(yè)課程教學(xué)。通信領(lǐng)域是當(dāng)今技術(shù)更新最快的領(lǐng)域之一，各種通信技術(shù)層出不窮，對人才的需求呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)：一是3G已進(jìn)入商用，各大運(yùn)營商要完成3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，GSM和3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人才需求急劇擴(kuò)大；二是通信設(shè)備制造商近年來發(fā)展迅速，對從事研發(fā)和生產(chǎn)類的技術(shù)性人才需求旺盛，尤其是具有掌握通信理論，電子設(shè)計(jì)能力人才需求呈現(xiàn)較大缺口；三是集通信網(wǎng)絡(luò)、軟件設(shè)計(jì)一體的科技公司對人才的需求旺盛，基于3G平臺的應(yīng)用開發(fā)將是目前的急需人才。因此，在總體把握“夯實(shí)基礎(chǔ)、拓寬口徑、強(qiáng)化個(gè)性、善于創(chuàng)新”的基礎(chǔ)上，推進(jìn)人才培養(yǎng)的分類指導(dǎo)，在專業(yè)課教學(xué)方面，采用模塊化教學(xué)，以適應(yīng)社會需求的多樣性和通信技術(shù)的飛速發(fā)展。根據(jù)社會需求，我們對畢業(yè)生就業(yè)情況的調(diào)查，主要就業(yè)領(lǐng)域分布在①GSM和3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、通信網(wǎng)的設(shè)計(jì)、施工等領(lǐng)域；②在通信設(shè)備制造商從事售前、售中、售后等技術(shù)服務(wù)；③通信運(yùn)營企業(yè)，從事電信運(yùn)營、管理；④有線電視公司以及其他專用通信部門，如民航、部隊(duì)等。為此，根據(jù)專業(yè)方向，設(shè)置相應(yīng)的專業(yè)選修課模塊。通信網(wǎng)絡(luò)與交換方向。該專業(yè)培養(yǎng)在現(xiàn)代通信網(wǎng)與交換等多個(gè)層面上，進(jìn)行現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用、工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的高級技術(shù)人才。培養(yǎng)目標(biāo)是熟悉通信設(shè)備和系統(tǒng)的基本原理與性能，掌握通信系統(tǒng)構(gòu)架與組網(wǎng)技術(shù)。具有網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與建設(shè)、管理與運(yùn)維等操作能力，同時(shí)掌握通信基本理論，具有較為深厚的專業(yè)系統(tǒng)知識。適應(yīng)通信領(lǐng)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、設(shè)備及信息交換、傳輸、處理方面的應(yīng)用、安調(diào)與維護(hù)工作。主要專業(yè)課程有：計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，現(xiàn)代交換技術(shù)，光纖通信、微波與天線、移動(dòng)通信、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)等。就業(yè)方向：通信設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)、電信運(yùn)營商、公安、民航、廣電等特定行業(yè)需求的人才。計(jì)算機(jī)通信（寬帶數(shù)據(jù)通信方向）。本專業(yè)培養(yǎng)從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及寬帶數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場安裝、配置、調(diào)試、管理與維護(hù)第一線的高素質(zhì)技能型人才。培養(yǎng)目標(biāo)是：掌握數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)通信的基本原理，計(jì)算機(jī)軟硬件基本操作，寬帶接入、數(shù)據(jù)庫開發(fā)與維護(hù)等技術(shù)。具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等基本能力，并具有跟蹤寬帶數(shù)據(jù)通信的新技術(shù)、新發(fā)展的能力。主干課程：計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用、操作系統(tǒng)、JAVA語言及其應(yīng)用、交換機(jī)與路由器配置技術(shù)、光纖通信技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、現(xiàn)代程控交換技術(shù)、寬帶接入網(wǎng)技術(shù)等。就業(yè)方向：面向通信企事業(yè)單位從事計(jì)算機(jī)通信和數(shù)據(jù)通信等相關(guān)工作，也可到各類網(wǎng)絡(luò)公司從事網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)工作。
4.適應(yīng)社會的畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)的指導(dǎo)方式。根據(jù)教學(xué)計(jì)劃，畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)實(shí)習(xí)基本都安排在第八學(xué)期。這期間，許多用人單位的崗前培訓(xùn)、見習(xí)期也都安排在這期間進(jìn)行。這往往造成學(xué)生投入畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間和精力的不足，達(dá)不到預(yù)期效果。因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)可以分兩大類，一類是學(xué)生在校內(nèi)選做校內(nèi)指導(dǎo)教師的題目；另一類是在校外，根據(jù)學(xué)生在見習(xí)單位的實(shí)習(xí)情況，指導(dǎo)學(xué)生選擇好結(jié)合崗位、生產(chǎn)實(shí)際的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，并與企業(yè)協(xié)商，聘請有經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)場工程技術(shù)人員進(jìn)行聯(lián)合指導(dǎo)，共同完成指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。這樣，既完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)的教學(xué)環(huán)節(jié)，提高了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，又滿足了用人單位的實(shí)際需求，使學(xué)生較快地進(jìn)入工作角色，也進(jìn)一步提高了學(xué)生的就業(yè)競爭力。
三、問題與思考
盡管經(jīng)過幾年的改革與建設(shè)，通過采取上述一系列措施，使得我們地方院校的通信工程專業(yè)的課程體系方面，更加符合我校的實(shí)際情況。但我們也清醒地認(rèn)識到，專業(yè)建設(shè)的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展對高等教育的要求還有很大差距。主要表現(xiàn)在：①實(shí)驗(yàn)室硬件的建設(shè)，在同類院校中具有絕對優(yōu)勢的亮點(diǎn)項(xiàng)目不多；②師資隊(duì)伍中缺乏具有較高水平的學(xué)術(shù)帶頭人；③產(chǎn)學(xué)研合作雖取得了顯著的進(jìn)展，但是形式單一；④畢業(yè)生就業(yè)率持續(xù)走高，受到社會的好評，但是在重要的技術(shù)崗位或關(guān)鍵崗位的人數(shù)還不多。因此，我們根據(jù)地方院校的特點(diǎn)，從課程體系調(diào)整、課堂教學(xué)改進(jìn)等方面對應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行探討，目的就是更好地培養(yǎng)具有自己專業(yè)特色的適應(yīng)社會需要的有用人才。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫云山，劉婷，張立毅.我國通信工程專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，（24）：85-86.
[2]高等學(xué)校電子信息科學(xué)與工程類本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范[M].北京：高等教育出版社，2010.
[3]于慧敏，黃愛萍.信息與通信工程特色專業(yè)教學(xué)改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32（6）：96-98.
[4]張毅，郭亞利.通信工程（專業(yè)）概論[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2007.
[5]陳正宇.應(yīng)用型本科院校通信工程特色專業(yè)建設(shè)的思考[J].科技信息，2008，（4）.
[6]成強(qiáng)，張奇惠.電子信息專業(yè)本科畢業(yè)論文改革實(shí)踐[J].紹興文理學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，30（7）：84-87.
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；串行通信；總線；計(jì)算機(jī)；接口
隨著自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，論文工業(yè)過程的智能化、自動(dòng)化監(jiān)測與控制系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛．單片機(jī)系統(tǒng)由于其抗干擾性能較好被大量應(yīng)用到工業(yè)過程控制的各個(gè)領(lǐng)域。因?yàn)楣I(yè)現(xiàn)場環(huán)境較惡劣，單片機(jī)系統(tǒng)在使用過程中通常會出現(xiàn)一些設(shè)計(jì)時(shí)想不到的新情況、新問題，這就需要進(jìn)一步修改和完善．因此，有必要設(shè)計(jì)一套單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場反饋的各種問題，隨時(shí)對系統(tǒng)中的功能模塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和分析，解決工程實(shí)際問題．本文設(shè)計(jì)的這套單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有自動(dòng)采集多路模擬量、對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示、根據(jù)設(shè)定的參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制輸出、與計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信等功能．
1系統(tǒng)組成及工作原理
綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：89C51單片機(jī)及其仿真系統(tǒng)，溫度、壓力等模擬量傳感器及其接口電路，A／D轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊，按鍵控制模塊，日歷時(shí)鐘模塊，看門狗電路模塊，F(xiàn)P—GA模塊，液晶顯示模塊，通信模塊及上位計(jì)算機(jī)，其組成框圖如圖1所示．系統(tǒng)采用89C51單片機(jī)作為主控芯片，A／D轉(zhuǎn)換模塊將多路模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；外部數(shù)據(jù)存儲模塊為該系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)提供存儲空間；按鍵控制模塊向CPU傳回鍵值，用來設(shè)置和調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)；日歷時(shí)鐘芯片不僅可以給系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的時(shí)間，而且為系統(tǒng)提供掉電保護(hù)功能；看門狗電路模塊為系統(tǒng)提供了精確復(fù)位和低電壓監(jiān)控功能，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障或程序跑飛，它就可以在超時(shí)周期之后使CPU復(fù)位，提高系統(tǒng)的整體可靠性和抗干擾能力．FPGA模塊是現(xiàn)場可編程邏輯門陣列，通過編程可將它作為多種數(shù)字邏輯器件使用；LCD液晶顯示模塊可以同時(shí)顯示多行字符及自造圖形，主要用來顯示采集到的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)時(shí)間等；兼容RS485和RS232兩種協(xié)議的全雙工串行通信接口，可以與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)(約1200m)近(約15m)距離的數(shù)據(jù)通信[1]；上位計(jì)算機(jī)將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、顯示、繪制模擬曲線、打印曲線和數(shù)據(jù)文件，按照用戶的具體要求作進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析和處理，同時(shí)發(fā)送控制參數(shù)，對被測對象的溫度、壓力等進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)．
2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2．1單片機(jī)仿真系統(tǒng)
單片機(jī)仿真系統(tǒng)可以模擬CPU在仿真機(jī)上運(yùn)行用戶程序(程序和數(shù)據(jù)存儲器借用仿真機(jī)的)，也可以連接外部電路來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測與控制功能．仿真機(jī)一般都具有單片機(jī)的基本功能部件，如CPU、RAM、用戶程序存儲區(qū)、鍵盤等；具有單步、設(shè)置斷點(diǎn)(以便隨時(shí)觀察內(nèi)部各RAM、特殊功能寄存器的數(shù)據(jù)變化)、連續(xù)運(yùn)行用戶程序的功能[2]．
監(jiān)控程序放置在仿真機(jī)內(nèi)，要仿真的CPU器件位于仿真機(jī)外仿真線的端頭，畢業(yè)論文更換不同的仿真頭和CPU，該機(jī)可以仿真8031、89C2051、89C51等類型的單片機(jī)，該機(jī)的調(diào)試軟件可以直接編輯匯編源程序．通過仿真機(jī)進(jìn)行編程和調(diào)試減少了對芯片的頻繁寫人、擦除和修改操作，只有當(dāng)程序調(diào)試順利通過才將程序?qū)懭胄酒?，編程方便且?jié)省時(shí)間．
2．2傳感器的選擇及信號變送電路的設(shè)計(jì)
傳感器作為系統(tǒng)的感知器件，直接影響著系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性．本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，溫度傳感器選用精度高，線性度好，使用方便的LM335傳感器；壓力傳感器選用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變式壓力傳感器，它具有精度高、響應(yīng)速度快、分辨率高等特點(diǎn)．傳感器接El電路的設(shè)計(jì)采用了模塊化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了溫度、壓力等專門接口電路，直接與上述各種傳感器相連．由于從傳感器輸出的模擬電信號非常微弱，需對這些模擬信號進(jìn)行放大，同時(shí)為了確保信號不失真，選用了線性度好、抗干擾能力強(qiáng)的高精度運(yùn)放OP07，其特點(diǎn)是輸入失調(diào)電壓較高、溫漂較小、開環(huán)電壓增益較高、共模抑制比較大，它輸出的模擬信號經(jīng)10位A／D轉(zhuǎn)換器TLC1543轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，送人89C51進(jìn)行處理．
2．3通信模塊的設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)(PC)串行通信端口是RS232負(fù)邏輯電平，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通過RS232總線進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信，也可以通過RS485總線進(jìn)行多機(jī)通信_3]，RS485總線上最多可掛接32個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，總體布局如圖2所示．所以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)之間的近距離通信，通過RS232接口即可；若要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)之間的遠(yuǎn)距離通信，則必須將RS232電平轉(zhuǎn)換為RS485電平后，才可將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)掛接在RS485總線上．RS232-RS485電平轉(zhuǎn)換原理如圖3所示，通過MAX485的差動(dòng)輸入(A、B)與RS485總線相連進(jìn)行信號的收／發(fā)，由于RS485總線上只能進(jìn)行半雙工通信，所以MAX232和MAX485之間除了接收和發(fā)送線外，還有一個(gè)信號線來控制MAX485的接收使能(RE)和發(fā)送使能(DE)，在PC與RS232相連的這一側(cè)，通過PC的請求發(fā)送(RTS)來控制．
2．4串行總線I*2C
I*2C總線是PHILIPS公司開發(fā)的一種簡單、雙向二線制串行總線[4]．它只需兩根線(串行時(shí)鐘線SCL和串行數(shù)據(jù)線SDA)就能完成掛接在總線上的若干個(gè)IC器件與微處理器之問的數(shù)據(jù)交換．該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用具有IC總線接口的看門狗芯片CATll61和可編程實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片PCF8563，由于單片機(jī)89C51自身沒有IC總線接口，所以采用軟件合成IC總線與它們相接．
IC串行總線與并行總線的最大區(qū)別在于：并行總線有地址總線，CPU通過地址總線訪問從器件；而IC總線利用數(shù)據(jù)傳送中的前幾個(gè)字節(jié)傳送地址信息，所以占用CPU的口線大大減少[5]．隨著智能化測控儀器日趨小型化和集成化，IC串行總線正在逐步取代傳統(tǒng)的并行總線．．5抗干擾設(shè)計(jì)
工業(yè)監(jiān)控現(xiàn)場工作環(huán)境一般較差，干擾較嚴(yán)重，為了保證系統(tǒng)可靠工作，必須解決抗干擾問題．針對工業(yè)監(jiān)控現(xiàn)場可能產(chǎn)生的干擾、干擾來源、傳播途徑等，采用了軟硬件方法對系統(tǒng)進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)．硬件抗干擾設(shè)計(jì)主要包括：對電源噪聲進(jìn)行濾波、大功率驅(qū)動(dòng)電路接口進(jìn)行光電隔離、集成電路芯片的VCC與地之間并連電容、優(yōu)化電路板的布線、看門狗監(jiān)控等；軟件抗干擾設(shè)計(jì)主要包括：軟件陷阱、軟件自恢復(fù)、數(shù)字濾波、求平均值等．
對于數(shù)據(jù)輸入通道的干擾，采用軟硬件結(jié)合的方法進(jìn)行濾波．當(dāng)存在隨機(jī)干擾而使被測信號中混入了無用成分時(shí)，碩士論文首先經(jīng)過一個(gè)時(shí)間連續(xù)的RC濾波電路，再經(jīng)A／D變換成二進(jìn)制數(shù)字量后，進(jìn)行數(shù)字濾波．因?yàn)橛布V波能很好地抑制高頻干擾，而對低頻干擾的濾波效果卻較差；而軟件數(shù)字濾波算法對低頻干擾具有較好的抑制能力．
在控制強(qiáng)電設(shè)備的開關(guān)量輸出通道中，為防止現(xiàn)場強(qiáng)電磁干擾或工頻電壓通過輸出通道反串到監(jiān)控系統(tǒng)，采用了光電隔離技術(shù)．因?yàn)楣庑盘柕膫鬏敳皇茈妶觥⒋艌龅母蓴_，可有效地防止干擾信號因耦合而進(jìn)入系統(tǒng)，達(dá)到電氣隔離的效果．
3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件包括單片機(jī)軟件和PC機(jī)軟件．單片機(jī)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，利用MCS一51匯編語言編寫．根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能，該軟件由主程序以及數(shù)據(jù)采集、A／D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)通信、日歷時(shí)鐘編程、鍵盤中斷調(diào)控、液晶顯示、D／A轉(zhuǎn)換、數(shù)碼管顯示等程序模塊組成．下面以加熱爐的爐溫控制為例，給出系統(tǒng)程序流程圖如圖4所示．
PC機(jī)軟件的主要功能是對單片機(jī)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理、動(dòng)態(tài)模擬顯示、報(bào)表繪制、打印輸出等．PC機(jī)軟件采用VisualBasic6．0編寫，醫(yī)學(xué)論文PC機(jī)與單片機(jī)之間的實(shí)時(shí)通信程序主要是通過計(jì)算機(jī)的串行通訊口進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和雙向通信，此外，PC機(jī)程序還將單片機(jī)采集過來的數(shù)據(jù)按照用戶的具體要求進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、生成報(bào)表和數(shù)據(jù)文件等，并對不同情況下得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，總結(jié)出變化規(guī)律．
4實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
為了測試該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，將5臺綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與工業(yè)計(jì)算機(jī)組成分布式多機(jī)通信系統(tǒng)，單片機(jī)串口工作方式1(傳送一幀信息10位)，波特率2400bps，一幀數(shù)據(jù)采用5個(gè)字節(jié)(其中數(shù)據(jù)占2個(gè)字節(jié)是因?yàn)锳／D轉(zhuǎn)換結(jié)果是10位)的格式，如表1所示．5臺實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)各采集一次數(shù)據(jù)給PC機(jī)傳送時(shí)，理論上連續(xù)發(fā)送速率為2400／(10*5*5)===9．6次／s．經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)在120ms后收到了5臺綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)送的共250位數(shù)據(jù)，實(shí)際發(fā)送速率約為8次／s，這是因?yàn)橛袪顟B(tài)轉(zhuǎn)換和等待時(shí)間；為了測試系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，將調(diào)試好的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)芯片，使系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，120h后觀察系統(tǒng)仍然在按設(shè)定的流程工作，沒有出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象．該系統(tǒng)經(jīng)過多次改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，據(jù)此設(shè)計(jì)了工業(yè)加熱爐爐溫控制系統(tǒng)并在工業(yè)現(xiàn)場安裝使用，結(jié)果系統(tǒng)能連續(xù)正常工作(工業(yè)計(jì)算機(jī)故障除外)，測量隨機(jī)誤差為±0．01℃，控制結(jié)果滿
足了實(shí)際要求．
5結(jié)論
該綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不僅能為以單片機(jī)為核心的系統(tǒng)前期探索研究提供一種方便的實(shí)驗(yàn)裝置，而且能在遠(yuǎn)離工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)室解決工業(yè)應(yīng)用中的實(shí)際問題．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)可以將許多分散的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目整合在一起進(jìn)行研究和分析，節(jié)約資源，降低成本；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)正確率高，通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，系統(tǒng)工作可靠；單片機(jī)串行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的分布式通訊系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，易于擴(kuò)充，其基本原理適用于工業(yè)現(xiàn)場的分布式數(shù)據(jù)采集、檢測及控制系統(tǒng)，具有很大的實(shí)用價(jià)值．
參考文獻(xiàn)：
[1]李朝青．PC機(jī)及單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版，2001．
LIChao-qing．DataCommunicationTechnologyofPCandSCM[M]．Beijing：BeijingUniversityofAero—nauticsandSpaceflightPress，2001．(inChinese)
[2]楊文龍．單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1993．
YANGWen—long．PrincipleandApplicationofSCM[M]．Xi’an：Xi’anUniversityofElectronicsTechnol-ogyPress，1993．(inChinese)
[3]高紅紅．礦區(qū)專用鐵路調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的研制[J]．現(xiàn)代電子技術(shù)，2005，21：84．GAOHong-hong．ResearchandDevelopmentofDis—patchandSupervisionSystemofMineRailway[J]．ModernElectronicsTechnique，2005，21：84．(inChinese)
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；串行通信；總線；計(jì)算機(jī)；接口
隨著自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用， 工業(yè)過程的智能化、自動(dòng)化監(jiān)測與控制系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛．單片機(jī)系統(tǒng)由于其抗干擾性能較好被大量應(yīng)用到工業(yè)過程控制的各個(gè)領(lǐng)域。因?yàn)楣I(yè)現(xiàn)場環(huán)境較惡劣，單片機(jī)系統(tǒng)在使用過程中通常會出現(xiàn)一些設(shè)計(jì)時(shí)想不到的新情況、新問題，這就需要進(jìn)一步修改和完善．因此，有必要設(shè)計(jì)一套單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場反饋的各種問題，隨時(shí)對系統(tǒng)中的功能模塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和分析，解決工程實(shí)際問題．本文設(shè)計(jì)的這套單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有自動(dòng)采集多路模擬量、對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示、根據(jù)設(shè)定的參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制輸出、與計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信等功能．
1 系統(tǒng)組成及工作原理
綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：89C51單片機(jī)及其仿真系統(tǒng)，溫度、壓力等模擬量傳感器及其接口電路，A／D轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊，按鍵控制模塊，日歷時(shí)鐘模塊，看門狗電路模塊，F(xiàn)P—GA模塊，液晶顯示模塊，通信模塊及上位計(jì)算機(jī)，其組成框圖如圖1所示．系統(tǒng)采用89C51單片機(jī)作為主控芯片，A／D轉(zhuǎn)換模塊將多路模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；外部數(shù)據(jù)存儲模塊為該系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)提供存儲空間；按鍵控制模塊向CPU傳回鍵值，用來設(shè)置和調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)；日歷時(shí)鐘芯片不僅可以給系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的時(shí)間，而且為系統(tǒng)提供掉電保護(hù)功能；看門狗電路模塊為系統(tǒng)提供了精確復(fù)位和低電壓監(jiān)控功能，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障或程序跑飛，它就可以在超時(shí)周期之后使CPU復(fù)位，提高系統(tǒng)的整體可靠性和抗干擾能力．FPGA模塊是現(xiàn)場可編程邏輯門陣列，通過編程可將它作為多種數(shù)字邏輯器件使用；LCD液晶顯示模塊可以同時(shí)顯示多行字符及自造圖形，主要用來顯示采集到的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)時(shí)間等；兼容RS485和RS232兩種協(xié)議的全雙工串行通信接口，可以與上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)(約1 200 m)近(約15 m)距離的數(shù)據(jù)通信[1] ；上位計(jì)算機(jī)將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、顯示、繪制模擬曲線、打印曲線和數(shù)據(jù)文件，按照用戶的具體要求作進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析和處理，同時(shí)發(fā)送控制參數(shù)，對被測對象的溫度、壓力等進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)．
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2．1 單片機(jī)仿真系統(tǒng)
單片機(jī)仿真系統(tǒng)可以模擬CPU在仿真機(jī)上運(yùn)行用戶程序(程序和數(shù)據(jù)存儲器借用仿真機(jī)的)，也可以連接外部電路來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測與控制功能．仿真機(jī)一般都具有單片機(jī)的基本功能部件，如CPU、RAM、用戶程序存儲區(qū)、鍵盤等；具有單步、設(shè)置斷點(diǎn)(以便隨時(shí)觀察內(nèi)部各RAM、特殊功能寄存器的數(shù)據(jù)變化)、連續(xù)運(yùn)行用戶程序的功能[2]．
監(jiān)控程序放置在仿真機(jī)內(nèi)，要仿真的CPU器件位于仿真機(jī)外仿真線的端頭，畢業(yè)論文 更換不同的仿真頭和CPU，該機(jī)可以仿真8031、89C2051、89C51等類型的單片機(jī)，該機(jī)的調(diào)試軟件可以直接編輯匯編源程序．通過仿真機(jī)進(jìn)行編程和調(diào)試減少了對芯片的頻繁寫人、擦除和修改操作，只有當(dāng)程序調(diào)試順利通過才將程序?qū)懭胄酒?，編程方便且?jié)省時(shí)間．
2．2 傳感器的選擇及信號變送電路的設(shè)計(jì)
傳感器作為系統(tǒng)的感知器件，直接影響著系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性．本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，溫度傳感器選用精度高，線性度好，使用方便的LM335傳感器；壓力傳感器選用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變式壓力傳感器，它具有精度高、響應(yīng)速度快、分辨率高等特點(diǎn)．傳感器接El電路的設(shè)計(jì)采用了模塊化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了溫度、壓力等專門接口電路，直接與上述各種傳感器相連．由于從傳感器輸出的模擬電信號非常微弱，需對這些模擬信號進(jìn)行放大，同時(shí)為了確保信號不失真，選用了線性度好、抗干擾能力強(qiáng)的高精度運(yùn)放OP07，其特點(diǎn)是輸入失調(diào)電壓較高、溫漂較小、開環(huán)電壓增益較高、共模抑制比較大，它輸出的模擬信號經(jīng)10位A／D轉(zhuǎn)換器TLC1543轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，送人89C51進(jìn)行處理．
2．3 通信模塊的設(shè)計(jì)
計(jì)算機(jī)(PC)串行通信端口是RS232負(fù)邏輯電平，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通過RS232總線進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信，也可以通過RS485總線進(jìn)行多機(jī)通信_3]，RS485總線上最多可掛接32個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，總體布局如圖2所示．所以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)之間的近距離通信，通過RS232接口即可；若要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)之間的遠(yuǎn)距離通信，則必須將RS232電平轉(zhuǎn)換為RS485電平后，才可將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)掛接在RS485總線上．RS232-RS485電平轉(zhuǎn)換原理如圖3所示，通過MAX485的差動(dòng)輸入(A、B)與RS485總線相連進(jìn)行信號的收／發(fā)，由于RS485總線上只能進(jìn)行半雙工通信，所以MAX232和MAX485之間除了接收和發(fā)送線外，還有一個(gè)信號線來控制MAX485的接收使能(RE)和發(fā)送使能(DE)，在PC與RS232相連的這一側(cè)，通過PC的請求發(fā)送(RTS)來控制．
2．4 串行總線I*2C
I*2C總線是PHILIPS公司開發(fā)的一種簡單、雙向二線制串行總線[4]．它只需兩根線(串行時(shí)鐘線SCL和串行數(shù)據(jù)線SDA)就能完成掛接在總線上的若干個(gè)I C器件與微處理器之問的數(shù)據(jù)交換．該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用具有I C總線接口的看門狗芯片CATll61和可編程實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片PCF8563，由于單片機(jī)89C51自身沒有I C總線接口，所以采用軟件合成I C總線與它們相接．
I C串行總線與并行總線的最大區(qū)別在于：并行總線有地址總線，CPU通過地址總線訪問從器件；而I C總線利用數(shù)據(jù)傳送中的前幾個(gè)字節(jié)傳送地址信息，所以占用CPU的口線大大減少[5]．隨著智能化測控儀器日趨小型化和集成化，I C串行總線正在逐步取代傳統(tǒng)的并行總線．
轉(zhuǎn)貼于 2．5 抗干擾設(shè)計(jì)
工業(yè)監(jiān)控現(xiàn)場工作環(huán)境一般較差，干擾較嚴(yán)重，為了保證系統(tǒng)可靠工作，必須解決抗干擾問題．針對工業(yè)監(jiān)控現(xiàn)場可能產(chǎn)生的干擾、干擾來源、傳播途徑等，采用了軟硬件方法對系統(tǒng)進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)．硬件抗干擾設(shè)計(jì)主要包括：對電源噪聲進(jìn)行濾波、大功率驅(qū)動(dòng)電路接口進(jìn)行光電隔離、集成電路芯片的VCC與地之間并連電容、優(yōu)化電路板的布線、看門狗監(jiān)控等；軟件抗干擾設(shè)計(jì)主要包括：軟件陷阱、軟件自恢復(fù)、數(shù)字濾波、求平均值等．
對于數(shù)據(jù)輸入通道的干擾，采用軟硬件結(jié)合的方法進(jìn)行濾波．當(dāng)存在隨機(jī)干擾而使被測信號中混入了無用成分時(shí)，碩士論文首先經(jīng)過一個(gè)時(shí)間連續(xù)的RC濾波電路，再經(jīng)A／D變換成二進(jìn)制數(shù)字量后，進(jìn)行數(shù)字濾波．因?yàn)橛布V波能很好地抑制高頻干擾，而對低頻干擾的濾波效果卻較差；而軟件數(shù)字濾波算法對低頻干擾具有較好的抑制能力．
在控制強(qiáng)電設(shè)備的開關(guān)量輸出通道中，為防止現(xiàn)場強(qiáng)電磁干擾或工頻電壓通過輸出通道反串到監(jiān)控系統(tǒng)，采用了光電隔離技術(shù)．因?yàn)楣庑盘柕膫鬏敳皇茈妶?、磁場的干擾，可有效地防止干擾信號因耦合而進(jìn)入系統(tǒng)，達(dá)到電氣隔離的效果．
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件包括單片機(jī)軟件和PC機(jī)軟件．單片機(jī)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，利用MCS一51匯編語言編寫．根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能，該軟件由主程序以及數(shù)據(jù)采集、A／D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)通信、日歷時(shí)鐘編程、鍵盤中斷調(diào)控、液晶顯示、D／A轉(zhuǎn)換、數(shù)碼管顯示等程序模塊組成．下面以加熱爐的爐溫控制為例，給出系統(tǒng)程序流程圖如圖4所示．
PC機(jī)軟件的主要功能是對單片機(jī)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理、動(dòng)態(tài)模擬顯示、報(bào)表繪制、打印輸出等．PC機(jī)軟件采用Visual Basic 6．0編寫，醫(yī)學(xué)論文 PC機(jī)與單片機(jī)之間的實(shí)時(shí)通信程序主要是通過計(jì)算機(jī)的串行通訊口進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和雙向通信，此外，PC機(jī)程序還將單片機(jī)采集過來的數(shù)據(jù)按照用戶的具體要求進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、生成報(bào)表和數(shù)據(jù)文件等，并對不同情況下得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，總結(jié)出變化規(guī)律．
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
為了測試該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，將5臺綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與工業(yè)計(jì)算機(jī)組成分布式多機(jī)通信系統(tǒng)，單片機(jī)串口工作方式1(傳送一幀信息10位)，波特率2 400 bps，一幀數(shù)據(jù)采用5個(gè)字節(jié)(其中數(shù)據(jù)占2個(gè)字節(jié)是因?yàn)锳／D轉(zhuǎn)換結(jié)果是10位)的格式，如表1所示．5臺實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)各采集一次數(shù)據(jù)給PC機(jī)傳送時(shí)，理論上連續(xù)發(fā)送速率為2 400／(10*5*5)= = =9．6次／s．經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)在120 ms后收到了5臺綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)送的共250位數(shù)據(jù)，實(shí)際發(fā)送速率約為8次／s，這是因?yàn)橛袪顟B(tài)轉(zhuǎn)換和等待時(shí)間；為了測試系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，將調(diào)試好的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)芯片，使系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，120 h后觀察系統(tǒng)仍然在按設(shè)定的流程工作，沒有出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象．該系統(tǒng)經(jīng)過多次改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，據(jù)此設(shè)計(jì)了工業(yè)加熱爐爐溫控制系統(tǒng)并在工業(yè)現(xiàn)場安裝使用，結(jié)果系統(tǒng)能連續(xù)正常工作(工業(yè)計(jì)算機(jī)故障除外)，測量隨機(jī)誤差為±0．01℃，控制結(jié)果滿
足了實(shí)際要求．
5 結(jié)論
該綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不僅能為以單片機(jī)為核心的系統(tǒng)前期探索研究提供一種方便的實(shí)驗(yàn)裝置，而且能在遠(yuǎn)離工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)室解決工業(yè)應(yīng)用中的實(shí)際問題．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)可以將許多分散的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目整合在一起進(jìn)行研究和分析，節(jié)約資源，降低成本；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)正確率高，通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，系統(tǒng)工作可靠；單片機(jī)串行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的分布式通訊系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，易于擴(kuò)充，其基本原理適用于工業(yè)現(xiàn)場的分布式數(shù)據(jù)采集、檢測及控制系統(tǒng)，具有很大的實(shí)用價(jià)值．
參考文獻(xiàn)
[1]李朝青．PC機(jī)及單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)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]楊文龍．單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]．西安：西安電子科技大學(xué)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]高紅紅．礦區(qū)專用鐵路調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的研制[J]．現(xiàn)代電子技術(shù)，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)
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；高職院校；人才培養(yǎng)；思路
中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）09-0081-02
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱叫“the Internet of things”，就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信。
自2009年8月總理在無錫考察期間提出“感知中國”以來，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。物聯(lián)網(wǎng)把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用在各行各業(yè)之中，即把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，然后將物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)整合起來，實(shí)現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會發(fā)展成為一個(gè)上萬億元規(guī)模的高科技市場。
1 高職院校物聯(lián)網(wǎng)人才培養(yǎng)之路
科技發(fā)展，人才是基石，物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)信息化社會發(fā)展的重要引擎也需要方方面面的人才去為它創(chuàng)造和服務(wù)。2010年年初，教育部下達(dá)了高校設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)申報(bào)通知，眾多高校爭相申報(bào)。目前有100多所高校院系獲批了包括物聯(lián)網(wǎng)工程、傳感網(wǎng)技術(shù)和智能電網(wǎng)三個(gè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的專業(yè)。全國物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)人才缺口量在18萬以上，所以物聯(lián)網(wǎng)工程、傳感信息工程專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)前景廣闊。
1.1 物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)人才需求分析
按照圖1所示的物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)，可以將感知、傳輸、應(yīng)用按物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)分為感知產(chǎn)品制造業(yè)、傳輸產(chǎn)品制造業(yè)、應(yīng)用產(chǎn)品制造業(yè)和系統(tǒng)集成四大類。
對應(yīng)的具體企業(yè)大致有如下四個(gè)子產(chǎn)業(yè)：一是傳感器與RFID 的生產(chǎn)制造與測試；二是傳感器節(jié)點(diǎn)與嵌入式軟硬件無線網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與測試；三是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與測試；四是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
圖1 物聯(lián)網(wǎng)的三層體系結(jié)構(gòu)
支撐企業(yè)的崗位需求大致有以下五類：
（1）集成電路制造業(yè)，包括物聯(lián)網(wǎng)電子產(chǎn)品集成電路的PCB板的輔助設(shè)計(jì)、電子產(chǎn)品的生產(chǎn)、工藝、封裝、測試與管理和生產(chǎn)設(shè)備的管理維護(hù)等崗位；
（2）電子產(chǎn)品制造業(yè)，包括電子元器件的輔助設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、工藝、封裝、測試與管理、貼片機(jī)等設(shè)備的管理維護(hù)；
（3）網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)品的生產(chǎn)和服務(wù)，包括3G和4G通信服務(wù)、無線通信技術(shù)服務(wù)（WiFi、GPRS、Zigbee等）、有線網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)、GPS或北斗衛(wèi)星通信服務(wù)；
（4）數(shù)據(jù)庫/中間件服務(wù)業(yè)，包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫/中間件的安裝、調(diào)試、維護(hù)與管理工作；
（5）軟件服務(wù)外包業(yè)，包括物聯(lián)網(wǎng)傳輸層通信軟件開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層軟件開發(fā)等。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對高職院畢業(yè)生的要求
根據(jù)無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院周志德教授的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)調(diào)研分析數(shù)據(jù)可以看出，物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在大專高職院校的學(xué)生需求主要集中在產(chǎn)品生產(chǎn)、測試、運(yùn)維、銷售和項(xiàng)目管理等崗位。表1所列是物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)工作崗位與人才需求分析表。
2 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)群建設(shè)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不是一個(gè)全新的技術(shù)，它是計(jì)算機(jī)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合體。所以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)也不是一種專業(yè)技術(shù)所能覆蓋，而必定是一個(gè)專業(yè)群才能支撐。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)有計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、電子信息工程技術(shù)、通信技術(shù)和軟件技術(shù)等專業(yè)的交叉結(jié)合技術(shù)。筆者考查了無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院的專業(yè)建設(shè)和機(jī)構(gòu)設(shè)置，覺得很有創(chuàng)新價(jià)值和指導(dǎo)意義。表2所列是無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)機(jī)構(gòu)設(shè)置。
這種設(shè)置通過將計(jì)算機(jī)技術(shù)系和電子信息系合并，從而實(shí)現(xiàn)了教師、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室的共享，打破了教師資源、硬件資源的分割，解決了硬件資源重復(fù)建設(shè)的浪費(fèi)問題。集中力量打造出拿得出、叫得響的拳頭專業(yè)。
3 以項(xiàng)目為導(dǎo)向、實(shí)踐為綱的培養(yǎng)模型
高職辦學(xué)的生命就是職業(yè)技能教育，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才就是要培養(yǎng)為物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和行業(yè)服務(wù)的技術(shù)型或技能型人才。這兩樣人才的培養(yǎng)需要進(jìn)行大量的項(xiàng)目實(shí)踐鍛煉，所以高職院校不可能走脫離實(shí)際、只講書本理論的老路，必須在基本理論夠用、適用的情況下有大量的實(shí)訓(xùn)實(shí)踐項(xiàng)目做支撐。
以物聯(lián)網(wǎng)市場需求為導(dǎo)向，因此，實(shí)訓(xùn)實(shí)踐項(xiàng)目的開展就要圍繞以下幾個(gè)方面：
（1）物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝、調(diào)試、維護(hù)，工程項(xiàng)目施工管理；
（2）傳感器等感知元件輔助設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、封裝、測試、維護(hù)和管理；
（3）嵌入式應(yīng)用網(wǎng)關(guān)等產(chǎn)品輔助設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、封裝、測試、維護(hù)和管理；
（4）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件編寫、文檔書寫、軟件測試、軟件維護(hù)與數(shù)據(jù)庫管理；
（5）智能樓宇弱電項(xiàng)目施工管理，弱電設(shè)備與自控設(shè)備的安裝、調(diào)試、檢測、驗(yàn)收與維護(hù)。
所以，開展的實(shí)訓(xùn)可以分為基礎(chǔ)模塊實(shí)訓(xùn)和綜合模塊實(shí)訓(xùn)。基礎(chǔ)模塊實(shí)訓(xùn)如電子工藝實(shí)訓(xùn)、PCB實(shí)訓(xùn)、電子產(chǎn)品制作實(shí)訓(xùn)、物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目綜合布線實(shí)訓(xùn)、傳感節(jié)點(diǎn)實(shí)訓(xùn)、數(shù)據(jù)通信實(shí)訓(xùn)、應(yīng)用程序?qū)嵱?xùn)等。綜合模塊實(shí)訓(xùn)如物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目綜合實(shí)訓(xùn)、物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目規(guī)劃實(shí)施實(shí)訓(xùn)等。
在基礎(chǔ)模塊實(shí)訓(xùn)注重一步步圍繞專業(yè)技能打下良好的動(dòng)手基礎(chǔ)，并且進(jìn)一步鞏固所學(xué)基礎(chǔ)知識點(diǎn)。在綜合模塊要模擬工廠環(huán)境或者研發(fā)企業(yè)環(huán)境，從熟悉工程項(xiàng)目招投標(biāo)、預(yù)決算、設(shè)備采購到編制項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃，協(xié)調(diào)資源并按計(jì)劃推進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施。這些角色由項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)指揮。硬件小組負(fù)責(zé)硬件原理圖繪制、PCB圖設(shè)計(jì)、元器件選型、焊接測試。軟件小組負(fù)責(zé)底層開發(fā)、應(yīng)用層開發(fā)等。最后，項(xiàng)目所有成員進(jìn)行統(tǒng)調(diào)測試，編寫項(xiàng)目技術(shù)要求書、需求規(guī)格說明書等技術(shù)性文檔。
4 結(jié) 語
在校企合作上，最好是企業(yè)能夠向?qū)W生提供實(shí)習(xí)崗位，提供企業(yè)中的實(shí)際問題作為論文研究的題目或設(shè)計(jì)任務(wù)完成畢業(yè)論文或設(shè)計(jì)，教師參與企業(yè)的科技攻關(guān)項(xiàng)目等。這樣，教師通過合作科研、提供咨詢、參與產(chǎn)品或解決方案的開發(fā)，服務(wù)于企業(yè)；學(xué)生通過實(shí)習(xí)、實(shí)踐項(xiàng)目，完成畢業(yè)論文。通過多形式、全方位、立體式的校企合作，使物聯(lián)網(wǎng)這樣的朝陽產(chǎn)業(yè)在人才培養(yǎng)上不斷檔、不斷層，最終學(xué)校和企業(yè)都能夠良性互動(dòng)，可持續(xù)發(fā)展。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]鄭小發(fā). 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)中高職院校教學(xué)課程實(shí)驗(yàn)體系研究[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 2012，2（2）： 83-85.
[2]陳志峰，施連敏. 高職院校物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)特色資源庫建設(shè)實(shí)踐[J] 中國教育信息化，2011（9）：31-33.
[3]程遠(yuǎn)東 . 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢與高職院校人才培養(yǎng)思考[J]. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 2012，1（2）： 47-49.
最終使粉體質(zhì)量滿足要求，并且把誤差控制在極小的范圍內(nèi)。
長期以來，粉體的計(jì)量裝置及控制系統(tǒng)在化工"制藥"食品行業(yè)!以及軍事工業(yè)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，由于實(shí)際情況的不同!對計(jì)量及加料裝置的精密程度的要求也不相同，例如在制藥業(yè)中!出于對病人生命安全的考慮!對藥量的控制非常嚴(yán)格!這就要求有一套非常精密而且可靠的系統(tǒng)!來完成藥粉的添加和計(jì)量，在軍事工業(yè)。
并能在輸送過程中起到摻和拌勻物料的作用!因此應(yīng)用在本系統(tǒng)中是非常適合的，在本設(shè)計(jì)中傳統(tǒng)的螺桿經(jīng)過改造!鏤空了原有的螺桿!只留下類似彈簧狀的螺棱!這樣做的好處是避免了由于加料的不均!在狹窄的螺槽中可能帶來的粉末被擠壓成塊狀!導(dǎo)致粉末輸送的不均勻性，其基本組成，電控部分采用為核心。驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，利用帶輸出接口的電子天平測量粉體質(zhì)量!并實(shí)時(shí)反饋給以調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速!當(dāng)粉體的質(zhì)量達(dá)到要求時(shí)!步進(jìn)電機(jī)暫停，完成粉體質(zhì)量的輸送，各部分裝置如下采用型為主機(jī)，其特點(diǎn)是外形小巧，功能強(qiáng)大可根據(jù)本系統(tǒng)的要求添加，通信板與電子天平進(jìn)行通信電子天平采用上海精天電子儀器有限公司型精密電子天平主要參數(shù)如下，稱量范圍精度輸出接口電源，稱盤尺寸步進(jìn)電機(jī)采用型兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，其驅(qū)動(dòng)電壓為，既可以與專門的驅(qū)動(dòng)器配合使用。
計(jì)量加料裝置也可以作為彈藥裝填控制系統(tǒng)的一部分!精密控制火藥的用量$本設(shè)計(jì)正是考慮到了精密計(jì)量這一關(guān)鍵問題!采用先進(jìn)的，控制手段!配合精密的螺旋輸送設(shè)備，力求達(dá)到最小的誤差!最佳的效果，系統(tǒng)組成及工作原理本系統(tǒng)的基本組成如圖，所示，下面從機(jī)械和電控兩方面進(jìn)行闡述，機(jī)械部分以螺旋輸送器為主體!螺旋輸送是固體物料輸送的一種重要方式!它主要依靠螺桿自身的旋轉(zhuǎn)將物料輸送出去!由于螺旋是連續(xù)的!故可實(shí)現(xiàn)輸送的連續(xù)性，螺旋輸送器可以輸送糧食飼料鐵粉等顆?；蚍蹱钗锪?推薦閱讀：計(jì)算機(jī)應(yīng)用型教育教學(xué)方法研究畢業(yè)論文
步進(jìn)電機(jī)的輸出為兩相四線，我們采用半步工作方式所以繞組的通電順序?yàn)檎D(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，對于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)所需的時(shí)鐘脈沖"可以采用定時(shí)器產(chǎn)生并控制脈沖的頻率，也可以利用內(nèi)部的特殊輔助繼電器產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖比如的時(shí)鐘脈沖。
也可以直接接在，的輸出端，利用軟件編程分配脈沖的方法來直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，電控部分接線圖及部分程序利用軟件編程分配脈沖的方法來直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的接線。
用于的通信板=可連接到系列可編程控制器的主單元，并可在設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，本系統(tǒng)就是通過在電子天平與之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的關(guān)于控制系統(tǒng)的流程圖和部分程序圖。
結(jié)束語
關(guān)鍵詞：校園網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)安全；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽
中圖分類號：TP393.18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 10-0118-01
一、引言
隨著全球計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展，信息傳遞速度大大提高，根本上加強(qiáng)信息交流、資源共享、科學(xué)計(jì)算和科研合作的能力，促進(jìn)了國家教育和科研事業(yè)的迅速發(fā)展。與其它網(wǎng)絡(luò)一樣，校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全問題也是當(dāng)前各高校面臨的一個(gè)主要問題而如何維護(hù)并加強(qiáng)校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全成為則成為一個(gè)值得人們關(guān)注的焦點(diǎn)問題。
二、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽與網(wǎng)絡(luò)安全
（一）網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽技術(shù)的原理
截獲網(wǎng)絡(luò)中的通信數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽的最終目的，其方法是對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行分析，分析網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽的能夠?qū)崿F(xiàn)的功能是：在網(wǎng)絡(luò)中不同計(jì)算機(jī)之間相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，所有連接在一起的計(jì)算機(jī)主機(jī)都能夠接受發(fā)送的數(shù)據(jù)包，在包頭中含有目標(biāo)主機(jī)的正確地址，所有，只有與發(fā)送的數(shù)據(jù)包中目標(biāo)地址相同的計(jì)算機(jī)主機(jī)才能夠正確接收到數(shù)據(jù)包，而其他的計(jì)算機(jī)主機(jī)都會丟棄數(shù)據(jù)包，但是如果計(jì)算機(jī)主機(jī)在監(jiān)聽模式的時(shí)候，主機(jī)都會將接收到的數(shù)據(jù)包保存下來，而不再對數(shù)據(jù)包中的目標(biāo)地址進(jìn)行分析，然后人們可以對數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，最終得到網(wǎng)絡(luò)通信中的數(shù)據(jù)內(nèi)容。
（二）網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
1.網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽的優(yōu)點(diǎn)
（1）成本低廉：能夠在較少的監(jiān)測點(diǎn)上進(jìn)行相關(guān)配置，就可以監(jiān)聽到網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的任何入侵行為。
（2）功能強(qiáng)大：能夠監(jiān)測主機(jī)入侵檢測系統(tǒng)所監(jiān)測不到的特殊性的網(wǎng)絡(luò)攻擊，例如拒絕服務(wù)攻擊(DOS Teardrop)等等。
（3）獨(dú)立性強(qiáng)：基于網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測系統(tǒng)與其相對應(yīng)的計(jì)算機(jī)主機(jī)的操作系統(tǒng)無關(guān)，而計(jì)算機(jī)主機(jī)的入侵檢測系統(tǒng)必須運(yùn)行在指定的操作系統(tǒng)中。
2.網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽的缺點(diǎn)
（1）網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽只是對系統(tǒng)漏洞進(jìn)行檢測的作用，其本身不能起到維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全的作用，必須與防火墻等軟件聯(lián)合使用，其在維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全中只是一個(gè)輔助的作用。
（2）針對本工程來說，只是可以對所有數(shù)據(jù)都進(jìn)行監(jiān)聽或者某一個(gè)端口、某一個(gè)IP、某一種協(xié)議進(jìn)行簡單的有限制監(jiān)聽。如：不能同時(shí)對指定的某兩個(gè)端口進(jìn)行監(jiān)聽，也不能同時(shí)對指定的某兩個(gè)IP進(jìn)行監(jiān)聽。
（三）非法網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽的防范
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽常常要保存大量的信息，對收集的信息進(jìn)行大量的整理工作，因此，正在進(jìn)行監(jiān)聽的機(jī)器對用戶的請求響應(yīng)很慢。所以可以通過以下幾點(diǎn)來防范非法監(jiān)聽。
1.網(wǎng)絡(luò)分段。網(wǎng)絡(luò)分段不僅僅是控制網(wǎng)絡(luò)廣播風(fēng)暴的一種基本方法，同時(shí)也是保證網(wǎng)絡(luò)安全的必要措施，網(wǎng)絡(luò)分段是將網(wǎng)絡(luò)資源與非法用戶相互隔離開來，從而達(dá)到防止非法監(jiān)聽的目的。
2.數(shù)據(jù)加密。網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)經(jīng)過加密之后，雖然通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽仍然可以得到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，但卻無法正確顯示，但是使用數(shù)據(jù)加密會使得網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣认陆?，而且如果加密技術(shù)比較簡單，也很容易被攻破，所以，計(jì)算機(jī)管理者和操作者即要考慮網(wǎng)絡(luò)的安全問題，也要考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣葐栴}。
3.使用虛擬局域網(wǎng)。使用虛擬局域網(wǎng)(VLAN)技術(shù)，將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換成為點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信，能夠防止多數(shù)基于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽的非法入侵。
三、安全策略在校園網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
（一）網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽策略。校園網(wǎng)面臨的安全問題來自多方面，主要存在于校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)外部和內(nèi)部，而來自校園網(wǎng)內(nèi)部的攻擊應(yīng)該占主要地位。校園網(wǎng)中大部分是正在學(xué)習(xí)知識的學(xué)生，他們?nèi)藬?shù)眾多，求知欲強(qiáng)，好奇心更強(qiáng)，而且有些同學(xué)的網(wǎng)絡(luò)知識水平也很高。這樣就使得他們成為了校園網(wǎng)中潛在的威脅。
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽技術(shù)可以對校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷和分析，首先通過監(jiān)聽收集網(wǎng)絡(luò)通信中傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)，然后對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，可以解決在多協(xié)議、多拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)上的各種問題，并且能夠排除網(wǎng)絡(luò)故障，從而能夠得到報(bào)表等形式的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，對于網(wǎng)絡(luò)的良好運(yùn)行是強(qiáng)大的支持。
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽技術(shù)可以對校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種侵害校園網(wǎng)絡(luò)安全的行為，達(dá)到維護(hù)校園網(wǎng)絡(luò)安全的目的。例如：可以分析網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽到的數(shù)據(jù)信息，截獲發(fā)送不法信息的IP地址，找到網(wǎng)絡(luò)威脅的源頭，再設(shè)置防火墻拒絕非法IP的訪問。
（二）入侵檢測策略。入侵檢測(IDS)是主動(dòng)保護(hù)自身不受到攻擊和威脅的一種網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，它是網(wǎng)絡(luò)防火墻之后的第二道安全防線，能夠?qū)Ψ阑饓Φ陌踩胧┻M(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)充，管理員可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中設(shè)置關(guān)鍵點(diǎn)，入侵檢測系統(tǒng)從這些關(guān)鍵點(diǎn)收集數(shù)據(jù)信息，對這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，從而判斷網(wǎng)絡(luò)中是否有遭到入侵的情況和違反安全策略的行為，一旦入侵檢測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)攻擊時(shí)，會啟動(dòng)防火墻禁止這些IP地址訪問，時(shí)刻保護(hù)內(nèi)部和外部的網(wǎng)絡(luò)攻擊，這種結(jié)合的方式集成了防火墻和入侵檢測系統(tǒng)的所有，不但能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)攻擊進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，還能夠提高網(wǎng)絡(luò)信息安全結(jié)構(gòu)的完整性，從而降低網(wǎng)絡(luò)非法入侵造成的損失。
（三）防火墻策略。防火墻是由軟件和硬件共同組合而成的，是在網(wǎng)絡(luò)層面上構(gòu)造的一道保護(hù)屏障，通過對劉靜的網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描，禁止某些網(wǎng)絡(luò)攻擊，從而避免在這些攻擊在計(jì)算機(jī)上繼續(xù)執(zhí)行。防火墻不但可以對不使用的端口進(jìn)行關(guān)閉，還能夠禁止制定端口的數(shù)據(jù)流出，封鎖病毒的侵入，通過對特殊站點(diǎn)設(shè)置訪問禁止，來禁用不明入侵者的所有通信數(shù)據(jù)。
四、總結(jié)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全問題是當(dāng)今最令人頭疼的問題。通過對校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)面臨的安全問題的分析與研究。
對于校園網(wǎng)這個(gè)大的局域網(wǎng)來說，無論是運(yùn)用防火墻技術(shù)，還是利用入侵檢測系統(tǒng)，要做的就是分析在網(wǎng)內(nèi)傳輸?shù)模òòl(fā)自網(wǎng)內(nèi)的和發(fā)送到網(wǎng)內(nèi)的）數(shù)據(jù)中，哪些信息是安全的，是有利的，哪些是不安全的，是有破壞作用的。
要維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的安全，僅僅依靠被動(dòng)地檢測是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，我們需要主動(dòng)地防御惡意的攻擊，并且要做好長期而充分的準(zhǔn)備去迎接挑戰(zhàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]趙.校園網(wǎng)絡(luò)安全的改進(jìn)[D].重慶大學(xué)碩士畢業(yè)論文,2006:14-16
[2]楊守君.黑客技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全[M].北京:中國對外翻譯出版社,2000:115-118
[3]謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第四版）[M]．大連：大連理工大學(xué)出版社，2003:2-6
[4]吳玉,李嵐.基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽的檢測和防范[J].信息技術(shù),2007,8:142-144
[5]韓紅宇.面向校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽技術(shù)研究[J].中國科技信息,2005,24:12
1 總體設(shè)計(jì)方案 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網(wǎng)專業(yè)寫作教育教學(xué)論文和畢業(yè)論文以及服務(wù)，歡迎光臨DyLW.neT
本設(shè)計(jì)采用CAN總線作為數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)控制的通信方式，以ATMEL公司生產(chǎn)的AT91SAM9263 ARM芯片為主控單元，結(jié)合A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)、故障診斷專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)某型火箭炮隨動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測?？傮w設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。
數(shù)據(jù)采集單元由信號調(diào)理模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊組成，其中信號調(diào)理模塊用于模擬信號的放大、濾波和提高電路負(fù)載能力，A/D轉(zhuǎn)換器完成模擬信號向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，ARM主控單元實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制與故障診斷，數(shù)據(jù)采集單元與ARM系統(tǒng)控制與故障診斷模塊之間以CAN 總線的方式進(jìn)行通信，工作人員通過操作觸摸屏顯示界面完成故障檢測。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1 數(shù)據(jù)采集單元
數(shù)據(jù)采集單元由信號調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換模塊組成，用于采集某型號火箭炮隨動(dòng)系統(tǒng)液壓泵、高平機(jī)等被測部件的液壓或氣壓的狀態(tài)信號，其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
信號調(diào)理電路如圖3所示，采用OP27運(yùn)算放大器進(jìn)行設(shè)計(jì)，它的作用是把傳感器輸入的信號進(jìn)行放大，同時(shí)利用其輸入阻抗高、輸出阻抗小的特點(diǎn)以滿足A/D轉(zhuǎn)換芯片對驅(qū)動(dòng)源阻抗的要求。
A/D轉(zhuǎn)換電路將經(jīng)過信號調(diào)理模塊調(diào)理后的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，文中選用TLC2543CN和STC89C52分別作為A/D采樣芯片和微控制器[3]，其設(shè)計(jì)如圖4所示。TLC2543CN是TI公司生產(chǎn)的12位串行模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，使用電容開關(guān)逐次逼近技術(shù)，12位分辨率，10 μs的轉(zhuǎn)換時(shí)間，11路模擬輸入，輸出數(shù)據(jù)長度可通過編程調(diào)整[4]。A/D轉(zhuǎn)換模塊與51單片機(jī)之間以I2C總線的方式進(jìn)行通信，只需要一條串行數(shù)據(jù)線SDA（DATA_OUT）和一條串行時(shí)鐘線SCL（CLOCK），具有接口線少，控制方式簡單，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。 經(jīng)信號調(diào)理后的11路模擬量數(shù)據(jù)分別通過端口NO0?NO10進(jìn)入TLC2543CN進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，TLC2543CN通過[CS]，DATA_INPUT，DATA_OUT，MEOC，I/O CLOCK這5個(gè)引腳與STC89C52單片機(jī)進(jìn)行通信。為了減小外界環(huán)境及器件本身引入的噪聲和擾動(dòng)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在這5個(gè)信號與單片機(jī)之間進(jìn)行光電耦合隔離處理。由于光信號的傳送不需要共地，所以可將光耦器件兩側(cè)的地加以隔離，達(dá)到提高系統(tǒng)信噪比的作用，光耦隔離器件選用Avago Technologies 生產(chǎn)的6N137，電路如圖5所示。需要注意的是，電路板中6N137兩端的電源不能共用，否則起不到隔離的作用。
2.2 CAN總線通信模塊
數(shù)據(jù)采集單元和ARM系統(tǒng)控制與故障診斷模塊之間以CAN總線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和控制。CAN總線具有可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、較強(qiáng)的抗電磁干擾能力、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，尤其適用于隨動(dòng)系統(tǒng)傳感器多、各檢測點(diǎn)信息交換頻繁和干擾源復(fù)雜的情況。CAN總線通信模塊的實(shí)現(xiàn)有2種解決方案[5]：一類是采用帶有片上CAN的微處理器，如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等；另一類是采用獨(dú)立的CAN控制器，如Philips的SJA1000?？紤]到應(yīng)用的靈活性，本文采用獨(dú)立的CAN控制器SJA1000。CAN總線通信模塊結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示，選用STC89C52單片機(jī)作為CAN總線通信模塊的微控制器，CAN總線控制器和收發(fā)器分別選用Philips公司生產(chǎn)的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN總線規(guī)范采用三層結(jié)構(gòu)模型，STC89C52單片機(jī)用以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層的功能，SJA1000和PCA82C250則分別對應(yīng)于數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。為了增強(qiáng)CAN總線通信模塊的抗干擾能力，在CAN控制器與CAN收發(fā)器之間進(jìn)行光電耦合隔離處理，與數(shù)據(jù)采集單元一樣，本文也選用6N137進(jìn)行處理。
CAN總線通信模塊接口電路主要由4部分組成：微控制器STC89C52、獨(dú)立CAN控制器SJA1000、光電隔離器件6N137和CAN總線收發(fā)器PCA82C250。微控制器STC89C52用于數(shù)據(jù)處理、實(shí)現(xiàn)對SJA1000的初始化、通過對SJA1000的控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送等通信任務(wù)；獨(dú)立CAN控制器SJA1000和收發(fā)器PCA82C250經(jīng)過簡單總線連接可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的全部功能。STC89C52通過DATA_INPUT向TLC2543CN發(fā)送一定格式的指令，在DATA_OUT引腳可獲取到A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)；由于SJA1000的數(shù)據(jù)線與地址線是共用的，所以將STC89C52的P0口與AD0?AD7直接連接的同時(shí)，還要將地址鎖存信號線ALE進(jìn)行連接，以便區(qū)分在同一時(shí)刻AD線上傳遞的是地址還是數(shù)據(jù)；SJA1000的中斷管腳INT連接單片機(jī)的外部中斷INT0；MODE管腳與高電平VCC連接以選擇Intel模式；為了保證上電復(fù)位的可靠，復(fù)位電路采用IMP708芯片進(jìn)行智能控制，IMP708芯片集看門狗定時(shí)器、掉電檢測電路、電源監(jiān)控電路等于一體，保證SJA1000芯片的可靠運(yùn)行；RX0和TX0是數(shù)據(jù)的收發(fā)管腳，經(jīng)光電耦合器件6N137后連接到CAN收發(fā)器上，用以電氣隔離；PCA82C250有3種工作模式：高速、斜率控制和待機(jī)，本文選擇斜率控制模式，通過在Rs引腳與地之間接一個(gè)100 kΩ的電阻來實(shí)現(xiàn)；為了消除在通信電纜中的信號反射，提高網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的拓?fù)淠芰?，需要在CAN總線兩端接入兩個(gè)120 Ω的終端電阻[5]。
2.3 系統(tǒng)控制與故障診斷模塊
數(shù)據(jù)處理與系統(tǒng)控制模塊采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT91SAM9263 ARM芯片作為主控單元，以觸摸屏作為人機(jī)交互方式完成系統(tǒng)控制和故障診斷。AT91SAM9263主頻 200 MHz；內(nèi)置CAN總線控制器，全面支持CAN2.0A和CAN2.0B協(xié)議；內(nèi)置TFT/STN LCD控制器，支持3.5～17英寸TFT?LCD 液晶屏，最高分辨率可達(dá)2 048×2 048?？紤]到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，本文將系統(tǒng)控制與故障診斷模塊單獨(dú)成板。技術(shù)保障人員可以通過操作觸摸屏上顯示的人機(jī)交互界面完成對隨動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要分為A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù) 處理模塊、CAN總線通信模塊和系統(tǒng)控制與故障診斷模塊4部分。主流程圖如圖7所示，首先對STC89C52單片機(jī)進(jìn)行初始化，包括CAN總線工作方式的選擇、驗(yàn)收濾波方式的設(shè)置、驗(yàn)收屏蔽寄存器和驗(yàn)收代碼寄存器的設(shè)置、波特率參數(shù)設(shè)置、中斷允許寄存器的設(shè)置以及A/D轉(zhuǎn)換模塊的初始化等；當(dāng)單片機(jī)接收到故障檢測命令時(shí)，進(jìn)行A/D采樣，然后由單片機(jī)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過量值轉(zhuǎn)換得到實(shí)際的工況數(shù)據(jù)；最后由CAN總線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)控制與故障診斷模塊進(jìn)行故障檢測，診斷結(jié)果由觸摸屏顯示以指導(dǎo)維修人員進(jìn)行現(xiàn)場維修。
3.1 A/D轉(zhuǎn)換模塊軟件設(shè)計(jì)
A/D轉(zhuǎn)換模塊程序設(shè)計(jì)流程圖如圖8所示。
3.2 數(shù)據(jù)處理模塊軟件設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)采集過程中難免受到噪聲的影響，為了保證采到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可以對其進(jìn)行一定的算法處理。本文在故障檢測時(shí)，對同一采樣點(diǎn)進(jìn)行5次采樣，然后用快速排序算法對這5個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，取中值作為故障檢測的有效數(shù)據(jù)，以減小誤差帶來的影響。采集到的數(shù)據(jù)與實(shí)際值之間成嚴(yán)格的線性關(guān)系，將采集到的數(shù)據(jù)值乘以系數(shù)K即可獲得實(shí)際的工況數(shù)據(jù)，其流程圖如圖9所示。
3.3 CAN總線通信模塊軟件設(shè)計(jì)
CAN總線通信模塊的程序設(shè)計(jì)主要分為初始化、數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收3個(gè)部分：
（1） 初始化。CAN總線初始化主要是對通信參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，通過對時(shí)鐘分頻寄存器、驗(yàn)收碼寄存器、驗(yàn)收屏蔽寄存器、總線定時(shí)寄存器和輸出控制寄存器的配置實(shí)現(xiàn)對CAN總線工作模式、接收報(bào)文的驗(yàn)收碼、驗(yàn)收屏蔽碼、波特率和輸出模式的配置和定義[7]。值得注意的是，這些寄存器的配置需要在復(fù)位模式下進(jìn)行，因此在初始化前應(yīng)確保系統(tǒng)已進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)?！。?） 數(shù)據(jù)發(fā)送。本文采用查詢方式，進(jìn)行CAN總線的數(shù)據(jù)發(fā)送，首先應(yīng)將CAN總線的發(fā)送中斷禁能。發(fā)送數(shù)據(jù)前，主控制器輪詢SJA1000狀態(tài)寄存器的發(fā)送緩沖器狀態(tài)位TBS以檢查發(fā)送緩沖器是否被鎖定，若發(fā)送緩沖器被鎖定，則CPU等待，直到發(fā)送緩沖器被釋放，然后將從現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)送緩沖區(qū)并置位命令寄存器的發(fā)送請求位TR，此時(shí)SJA1000將向總線發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖如圖10所示。
（3） 數(shù)據(jù)接收。同數(shù)據(jù)發(fā)送一樣，本文采用查詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收，也應(yīng)將CAN總線的發(fā)送中斷禁能。主控制器輪詢SJA1000狀態(tài)寄存器接收緩沖狀態(tài)標(biāo)志RBS以檢查接收緩沖器是否已滿，若未滿則主控制器繼續(xù)當(dāng)前的任務(wù)直到檢查到接收緩沖器已滿，讀出緩沖區(qū)中的報(bào)文，然后通過置位命令寄存器的RRB位釋放接收緩沖器內(nèi)存空間。數(shù)據(jù)接收流程圖如圖11所示。
3.4 系統(tǒng)控制與故障診斷模塊軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)控制與故障診斷模塊是在Linux平臺下利用Qt SDK開發(fā)完成的，數(shù)據(jù)庫采用嵌入式系統(tǒng)中廣泛采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫SQLite[8]。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)思想，包括顯示界面、系統(tǒng)控制、檢測數(shù)據(jù)庫和故障診斷等4部分。系統(tǒng)界面基于QT/GUI開發(fā)，用于故障檢測結(jié)果顯示、調(diào)取數(shù)據(jù)庫輔助人工診斷等人機(jī)交互；系統(tǒng)控制模塊用于系統(tǒng)啟動(dòng)與關(guān)閉、初始化及多線程處理；檢測數(shù)據(jù)庫用于對專家系統(tǒng)中經(jīng)驗(yàn)知識、故障診斷規(guī)則集進(jìn)行組織、檢索和維護(hù)，及用于存儲系統(tǒng)采集的工況參數(shù)；故障診斷模塊是該檢測裝置核心，本文利用故障診斷專家系統(tǒng)對隨動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷，給出診斷結(jié)果?？紤]到故障診斷的實(shí)時(shí)性要求，程序采用多線程編程來實(shí)現(xiàn)。
圖10 CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)送程序設(shè)計(jì)流程圖
圖11 CAN總線數(shù)據(jù)接收程序設(shè)計(jì)流程圖
4 結(jié) 語
為了測試隨動(dòng)系統(tǒng)故障檢測裝置在各種情況下的故障檢測能力， 本文通過人為制造故障的方式對該系統(tǒng)進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)。在反復(fù)的實(shí)驗(yàn)中，該系統(tǒng)均能正確定位故障，充分驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片為核心基于CAN總線隨動(dòng)系統(tǒng)故障檢測裝置，可實(shí)現(xiàn)對隨動(dòng)系統(tǒng)液壓、氣壓、電壓等工況參數(shù)的測量，經(jīng)故障診斷專家系統(tǒng)的推理，實(shí)現(xiàn)以自動(dòng)故障診斷為主、人工診斷為輔的故障檢測。文中采用的CAN總線通信方式使整個(gè)系統(tǒng)簡潔緊湊、具有較強(qiáng)的抗干擾能力和實(shí)時(shí)性，這種CAN總線通信方案不但可用于隨動(dòng)系統(tǒng)故障檢測裝置的研發(fā)，還可推廣至其他模擬量信號的機(jī)電設(shè)備故障檢測，尤其是多機(jī)組的分布式狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中，具有非常實(shí)用的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn) 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網(wǎng)專業(yè)寫作教育教學(xué)論文和畢業(yè)論文以及服務(wù)，歡迎光臨DyLW.neT
. Industrial Electronics， 2000， 47（4） ： 951? 963.
[2] 張立云，宋愛國，錢夔，等.基于CAN總線的偵察機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].測控技術(shù)，2013，32（1）：65?68.
[3] 姚遠(yuǎn)，王賽，凌毓?jié)?TLC2543在89C51單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2003，29（9）：37?38.
. Texas： Texas Instruments Incorporated， 1997.
