測控技術論文范文

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第1篇

由于歷史原因，各高校的專

業基礎和行業背景存在較大差異，測控技術與儀器專業通常隸屬于電氣工程學院、機械工程學院、儀器科學學院、光電工程學院等單位。這給測控技術與儀器專業認證標準的制定帶來了不少困難和問題。2013年8月和2014年8月，教育部儀器學科教育指導委員會暨教學研討會分別在上海和西安召開，會上專家們對中國工程教育認證協會的通用標準進行了詳細解讀，并對照通用標準，制定了適合于測控技術與儀器專業特殊背景的專業標準。2014年8月，教學指導委員會主任、天津大學曾周末教授做了題為《把握認證理念，推進專業教學改革》的報告，教學指導委員會委員、重慶大學王代華教授做了題為《儀器類專業認證標準解讀》的報告，這兩個報告從認證專家角度介紹了工程教育專業認證的意義和認證準備工作的要點。目前，已有少數高校通過了測控技術與儀器專業認證，如天津大學、合肥工業大學等；有很多高校已提交了認證申請，正在積極準備參與專業認證，如桂林電子科技大學、西安理工大學等。越來越多的高校認識到專業認證的重要性和緊迫性，以專業認證為契機，持續穩步發展專業建設，提高人才培養質量和水平，增強畢業生的就業競爭力成為各高校專業負責人的共識。

二、省屬高校測控技術與儀器專業培養模式探索與思考

針對目前國際、國內經濟環境、工程教育的現狀和發展趨勢，在國際工程教育專業認證背景下，省屬高等院校測控技術與儀器專業人才培養模式應做出怎樣的改變和探索？這是各個省屬高等院校面臨的亟須解決的一個難題。下面以西華大學為例，結合我校實際情況，對國際工程教育專業認證背景下，測控技術與儀器專業本科人才培養模式的幾點思考進行簡要分析。

（一）西華大學測控技術與儀器專業概況

西華大學是四川省省屬重點大學，我校的測控技術與儀器專業隸屬于電氣信息學院，是在整合已有的電氣工程與自動化、信息工程、自動化等專業建設的基礎上申報的新專業，于2002年成立，以電子類測控為主。其主要專業方向為測控技術和智能儀器，具體領域為工業化信息領域的檢測與控制技術等。經過10多年的建設，截止到2014年，已畢業本科學生近700人，在校生400余人，省內生源和省外生源比例約為8：2。

（二）西華大學測控技術與儀器專業發展現狀

近年來，全國開設測控技術與儀器專業的高等院校越來越多，畢業生就業競爭壓力日益增加。如何基于學校地域、師資隊伍、生源質量等具體情況制定合理的培養計劃和方案，如何凝練專業特色及方向顯得日益重要，這也成為我校測控技術與儀器專業面臨的熱點及難點問題。這具體體現在以下幾方面：1.第一志愿報考率偏低，特別是省外第一志愿，多數為調劑生源；2.專業方向和特色還需進一步提煉；3.本科教學實踐基地建設有待加強。

（三）西華大學測控技術與儀器專業本科學生培養模式探索

在國際工程教育專業認證的大背景下，基于我校自身的特點，探索出一條合適的測控技術與儀器專業本科學生培養模式顯得尤為重要。針對上述問題，我們認為可以在以下幾個方面進行探索和嘗試。

1.積極修訂本科學生培養方案

工程教育專業認證對“目標導向”提出了較高要求。社會對教育的需求和社會環境在不斷變化，本科學生培養方案也必須發生相應變化，必須將學生的要求及其培養目標放在重要的位置，用培養目標和方案來引導學生。應在現有專業課程體系的基礎上，本著系統性、主體性、先進性、特色性的原則，進一步優化課程體系，修訂培養方案。修訂時務必具體、明確、可量化，每一門課程的開設都必須完成一個或幾個培養目標，任課教師也必須承擔相應的培養責任。

2.凝練專業特色，突出學校辦學的自主性

工程教育專業認證是鼓勵學校辦學自主性的，它鼓勵各高等院校根據自身特色和優勢，結合所在區域經濟社會地位及人才培養方案，制定培養目標，體現特色。合理有效地解決這個問題，可增強畢業生的動手能力、創造能力、就業競爭力等。與此同時，這對增強該專業在省內、外的聲譽也有較大好處，有利于提高第一志愿報考率和生源質量。

3.突出實踐教學的重要性，積極拓展實習基地建設

工程教育專業認證重視培養學生的動手能力和對工業企業的適應能力，這就要求我們在制定培養目標和計劃時，必須將實踐性環節放在十分重要的位置。雖然目前培養計劃里有很多實踐環節，但大多缺乏過程監管，落實不到位，效果不明顯。因學校經費投入有限，我校本科教學實踐基地的建設一直滯后，每年都在換公司或企業，沒有長期穩定的實習基地。在制定實踐性環節培養計劃過程中，應盡可能地參考用人單位的意見，并定期跟蹤社會需求變化情況，積極拓展實習基地的建設。

4.增強學生創新能力的培養

工程教育認證重視創新能力的培養。培養創新能力主要有以下幾個途徑：（1）在制定培養計劃時，預留2－3學分作為創新學分，鼓勵學生積極參與各種創新競賽；（2）將本科生實驗室免費、長期開放，鼓勵學生長期泡在實驗室，自主動手設計一些小實驗，完成一些小制作，不能僅滿足于課堂上簡單的驗證性實驗；（3）將部分優秀本科生帶入碩士生導師的團隊，接觸本領域的前沿技術和方法，增長其見識，培養其思維。

5.突出學生的主體地位，變自我評價為社會評價

工程教育認證突出以學生為中心，把絕大多數學生真正學到什么作為衡量人才質量的評價標準。只有每個學生都很好地滿足本校本專業的培養目標，才符合工程教育認證的要求。對人才培養目標的評價應以社會評價為主，主要體現在畢業生到工作單位后的適應度，及用人單位對畢業生的滿意度。同時定期回訪，持續改進，而不是像以前那樣單純追求就業率，部分學生就業單位跟所學專業毫無關系，且實行“一錘子買賣”，畢業后就跟學校無關。這就要求我們建立定期的回訪機制，不斷完善培養計劃，從而獲得較高的社會評價。

三、結論

第2篇

目前制定實現規范并比較適用于復用的組件模型有CORBA/ORB、COM/ActiveX、JavaBean以及.NET等。通過對以上組件模型的研究與對比，本系統選定.NET中的WindowsForms作為本實時測控軟件的組件模型，使用.NETFramework的公共語言運行時，組件都建立在一個共同的底層基礎上，不再定義使用復雜的管道接口，對象可以直接交互訪問，有利于組件的自由配置，同時，利用.NET技術的分層結構特點,采用“搭積本”的方式生產軟件，大大提高軟件開發效率。

2基于組件技術的實時測控軟件開發

2.1軟件架構設計

在組件技術中，一個組件就是一個接口集，它通過接口對功能進行封裝。因此，對于同一個應用程序架構，只要其使用的接口集合不變，即可通過更換支持同樣接口集的組件來獲得不同應用，也可重復利用同一個組件或對組件進行二次開發。而基于組件建立的軟件架構和應用開發，其最大優點在于可以復用的應用結構和軟件單元。實時測控軟件主要是對實時測控數據的處理、評估和顯示，而測控數據主要包括光測、雷測、遙測及GPS測量等類型，其處理過程通常包括數據采集、數據解析、數據處理和結果評估等四個部分，針對以上4種數據類型，在基于組件技術思想下，其處理架構可統一進行設計，如圖1所示。針對靶場測控系統中光測、雷測、遙測及GPS測量等數據處理應用，通過將數據采集組件、數據解析組件、數據處理組件、結果評估組件替換成相應功能的組件，即可實現在保持軟件架構不變的前提下開發出不同的應用系統。

2.2基于組件技術的軟件升級維護

組件接口是對某一功能的一套抽象描述，具有封裝性，它通過接口與其功能實現分離開了，并以接口作為客戶與組件（或組件之間）交互的唯一方式，因此，只要保持接口不變，就可以將系統中的組件用新的組件替換，以隨時進行系統升級維護。下面以實時測控數據處理軟件中的雷測數據處理應用為例，其軟件的架構如圖2所示。當需要對系統進行升級維護時，在軟件架構完全保持不變的前提下，對具體的組件進行替換，只要保持接口不變，程序無需重新編譯鏈接，系統即可通過使用更新后組件中的新接口來獲得新特性，從而實現系統的升級維護。

2.3利用組件復用技術實現軟件功能擴展

組件復用是利用已有組件創建新組件，即通過第三方產品來構建自己產品。組件復用是通過包容和聚合來實現的，包容時外部組件包含內部組件的接口，它由外部組件接收此調用請求再交由內部組件來處理，聚合時外部組件直接調用內部組件的接口，它讓內部組件直接處理該調用請求。在C++語言，通過在外部組件中增加內部組件接口，并把調用請求轉發給內部組件即可實現包容，對于聚合，在內部組件中維護一個外部組件接口指針（如m_pUnknownOuter），通過委托機制，讓內部組件接口提出的查詢接口請求由一個委托接口轉發至外部組件，再由外部組件接口查詢內部組件。這樣就可以實現一致的訪問，即不管是通過外部組件的接口，還是內部組件的接口，都可以查詢到內外組件所支持的接口集合。在實際應用中，軟件開發不僅有大量的、功能強大的商業化組件可以使用，而且有應用廣泛的、成熟的靶場測控系統專用組件可以使用，如組件化的數據接收、量綱復用、坐標轉換、濾波平滑、精度評估等功能模塊。因此，利用好組件復用技術可以有效擴展靶場測控數據處理系統的軟件功能，對于靶場測控系統建設具有重要的現實意義。

3結束語

第3篇

關鍵詞：軟件無線電數字信號處理調制解調TMS320C6701

軟件無線電是隨著計算機技術、高速數字處理技術的迅速發展而發展起來的，其基本思想就是將寬帶A/D/A變換器盡可能地靠近天線，將電臺的各種功能盡量在一個開放性、模塊化的平臺上由軟件來確定和實現。該平臺的調制方式、碼速率、載波頻率、指令數據格式、調制碼型等系統工作參數具有完全的可編程性。

傳統的衛星測控平臺存在著性能不完善，調制方式、副載波、碼速率組態不靈活，體積偏大等問題。研制和開發通用化、綜合化、智能化的測控平臺，通過注入不同的軟件，實現對調制載頻、調制方式、傳輸碼速率等參數的改變，應用于各種軌道衛星平臺的遙測遙控任務。數字信號處理器（DSP）是整個軟件無線電方案的靈魂和核心所在。通用平臺的靈活性、開妻性、通用性等特點主要是通過以數字信號處理器為中心通用硬件平臺及DSP軟件來實現的。經過比較，我們采用TI公司的TMS320C6000系列DSP芯片和匹配的芯片形成一套實時的DSP系統。

圖1TMS320C6701結構框圖

1軟件無線電通用平臺的DSP技術

1.1TMS320C6701DSP芯片介紹

TMS320C6701是TI公司的高性能DSP芯片，具結構框圖如圖1所示。

TMS320C6701的主要特點為：

*單指令字長為32位，8個指令組成一個指令包，總字長為256位，引腳與TMS320C6201系列的引腳兼容。

*體系結構采用甚長指令字（VLIW）結構；

*硬件支持IEEE標準的單精度和雙精度指令集，支持字節尋址獲得8位/16位/32位數據，指令集中有位操作指令（包括位域抽取、設置、清除以及位計數、歸一化等）；

*1Mb(位)的片內存儲空間，其中程序存儲空間和數據存儲空間各512Kb；

*32b外部存儲器接口（EMIF），有52MB的外部存儲器尋址能力；

＊四通道自加載DMA協處理器，可用于數據的DMA傳輸；

*16位宿主機接口（HPI）；

*兩個多通道緩沖串口（McBSPs）；

*兩個32位通用定時器；

＊靈活的鎖相環路（PLL）時鐘產生器，可以對輸入時鐘進行不同的倍頻處理；

*芯片內部有IEEE1149.1標準邊界掃描仿真器（JTAG），可用于芯片的自檢和開發；

*芯片共352腳采用BGA封裝，以獲得好的高頻電氣性能，并使芯片尺寸變小；

*采用0.18μm工藝，則五層金屬組成，輸入輸出接口電壓為3.3V，核心電壓1.8V(167MHz時為1.9V)。

1.2DSP技術在軟件平臺中的應用

每套測控平臺含雙機備份的遙控調制器與遙控解調器，雙機分別由獨立電源供電。系統總體框圖如圖2所示。調制器與解調器分別通過不同的RS232串口與遙控處理計算機通信，完成對調制解調器的控制及其帶數據的收發。

用戶在每次任務前通過控制計算機設置調制方式、調制參數及通信連接方式，并調用算法參數生成程序產生調制器和解調器中算法的預置參數，并在設備初始化時以批數據方式從串口送入DSP芯片，經校驗后送FlashROM中。為保證程序傳送的可靠性，采用IRQ差錯控制方式，DSP每接收一個數據包在存儲的同時向計算機回傳數據信息，計算機一旦發現數據出錯即轉入重傳方式。參數設置成功后，調制解調器根據協議發送和接收遙控指令，并將工作狀態回送遙控處理計算機，同時在遙控前端機面板上顯示。

1.3調制器與解調器硬件結構與功能描述

硬件系統以DSP為核心，電路主要由下述模塊組成：電源模塊、系統時鐘及模式設置模塊、存儲器模塊、系統監控模塊、與控制計算機通信模塊、調制輸出模塊、B碼時鐘接收模塊和顯示控制模塊。在解調系統中，除解調輸入模塊、解密接口模塊和顯示控制模塊外，其余模塊均與調制系統一致，如圖3所示。

調制器加電時，DSP首先通過外部存儲器模塊完成自加載。自加載完成后，由DSP主程序對狀態顯示監控模塊進行參數初始化設置。在有調制任務時，首先由控制計算機對DSP進行參數設置（如濾波器參數、調制制式、調制副載頻、調制碼速率等），然后發調制數據給DSP，由DSP的串行通信口接收數據，在DSP內完成副載頻調制；調制數據經DSP串口發送給數模塊轉換進行數模轉換，轉換的信號過低通可編程濾波器濾波后輸出。解調器的工作過程與上類似，在檢測到有已調副載波進入A/D通道時，啟動解調模塊進行解調，將解調的數據送到控制計算機。

2DSP實現信號調制和解調

2.1信號調制

調制器的設計目標是在可編程的硬件平臺上，通過注入不同的算法或執行軟件，實現不同載波頻率、調制方式、傳輸速率和碼型的多制式的通用型調制器。它將以靈活的重構性支持各種通信發射機的不同需求，更有利于各通信設備的互連互連。考慮到數字直接合成技術具有數控靈活、頻率分辨率高、頻率切換快、相位可連續線性變化、覆蓋帶寬大、生成的正弦/余弦信號正交性好等特點，我們的設計方案是以DSPs芯片為內核，采用軟件DDS技術，實現高精度、高性能的數字調制器。調制器的總體框圖如圖4所示。

幀分析在設備初始化時完成程序數據的接收、校驗和轉發（向FlashROM送）。在正常工作時，從幀數據中分離出調制參數及等調制數據，分別送參數寄存器與數據寄存器。

圖5BPSK接收總體框圖

在數據格式變換中，完成將輸入的數據分別轉變為調制參數控制字（如相應調制方式下的頻率控制字K、相位控制字φ和副度控制字A）和相應格式的被調制數據，經滾降處理后(對于FSK方式可不用滾降處理)對正弦載波進行調制。

2.2信號解調

對于BPSK接收，我們采用相干解調方式，如圖5所示。接收信號經帶通采樣得到原始信號序列后，首先與本地產生的正弦序列相混頻，然后經低通濾波除高頻分量，得到其帶信號樣值序列（正弦序列的頻率與相位也由此樣值序列獲得）。再對基帶信號樣值序列進行最佳判決點時刻波形估計，估計值送往均衡器做均衡處理，均衡結構再做0、1判決得到最終的解調數據。解調的關鍵點在于本地載波的同步和符號定時誤差的提取。

ASK(FSK)信號的解調方法可分為相干解調和非相干解調兩類。由于相干解調的抗干擾能力較強，本方案采用相干解調方式。圖6為采用相干解調時，接收端的解調總體方案流程框圖。

接收信號首先經低通濾波器，濾除帶外噪聲（此處的低通濾波器由專用器件設計）。然后經A/D變換，得到樣值序列，按照工作的不同階段，分兩路分別與本地相應的相干載波進行解調，主要包括混頻和低通濾波兩過程。解調后的信號經低通濾波器后，恢復出基帶信號。基帶信號進行位定時和碼元判決，得到最終的解調數據。

圖6ASK/FSK相干解調總體流程框圖