时间:2022-10-02 08:56:36
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电子通信工程论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:计算机网络;电子信息工程;应用科技
高速发展的今天,社会不断进步,人们生活水平不断提高,现在是信息社会,人们的生活、学习与工作离不开计算机网络,尤其Internet网络的普及应用,促使计算机网络技术快速发展。计算机网络技术应用范围比较广,促使其它领域快速发展,电子信息工程技术就是在计算机网络技术高速发展的产物,对计算机网络发展的完好补充。人们生活改变,加快了计算机网络向更高层面发展,其广泛应用促使其技术不断更新,符合社会发展需要。
1计算机网络技术
1.1计算机的发展
自从1946年第一台电子计算机诞生,加快我国电子产业的快速发展。计算机经历大约70年的发展,从第一代晶体管计算机产生,到现在超大规模的电子管计算机,无论计算机速度,计算机容量等都发生了很大变化。未来计算机发展的方向是巨型化,智能化。计算机快速发展,促使计算机智能机器人的产生,这也符合计算机智能化方向发展导航。计算机技术快速发展,促使计算机网络技术、通信技术的快速发展,加快科学技术水平不断创新,对提高科技创新提供技术支持,对经济建设起到技术保障。
1.2计算机网络技术
进行信息时代,人们对计算机网络要求越来越高,因此计算机网络成为焦点,如何加快网络速度,保障网络安全是很多学者研究的主题。计算机网络技术的构成如图1所示。
2电子信息工程
2.1电子信息工程的概念
电子信息工程是一项比较复杂的工程,其依托于计算机网络技术,,其涵盖了计算机网络技术、通信技术及信息技术等.电子信息工程技术广泛应用社会各领域,并推动了社会、经济的发展.如手机、网络等,这些都是利用电子信息工程技术而获取信息的,为人们的生活提供了便利,且提高了人们的生活水平。电子信息工程的产生与计算机网络技术的快速发展是密不可分的,电子信息工程应用领域比较广,基于电子信息工程的系统,提高其行业的工作效率,提高了企业的利润,具有一定的应用空间,其发展前景比较好。
2.2电子信息工程的特点
电子信息工程技术应用比较广泛,其主要有以下特点:首先,覆盖范围大.电子信息工程涉及的技术种类多、涵盖的内容广泛,且普遍存在于生活及生产当中。其次,通信速度快.电子信息工程传递信息主要是依靠无线电磁波及光纤,其速度快、传递的信息量大。最后,发展迅速.现计算机网络迅速发展,尤其是无线网络的发展,因此基于计算机网络技术而发展起来的电子信息工程必然也地迅速发展。电子信息工程技术的广泛应用,加强了科技创新力量,对提高企业利润,加强我国经济建设起到积极作用。
3计算机网络在电子信息工程中的应用
3.1计算机网络在电子通信工程中的应用
电子通信工程应用比较广泛,对需要依靠计算机网络,计算机网络是电子通信工程基础,没有足够的网络,计算机通信就无法正常完成,计算机网络在电子通信工程中的应用,促进了科技的革新,对企业提高工作效率,节约成本都有现实意义。信息的处理是电子信息工程的重要组成部分,电子信息工程所处理的信息量非常大,信息的处理不仅要保证其及时性,而且要保持其处理的准确性.将电子信息工程与网络系统相连接之后,电子信息工程必然会受到网络系统的冲击,由于网络系统的复杂性,来自互联网的外部攻击也是层出不穷,电子信息工程主要用于处理信息,这样信息处理的安全性必然受到影响,为此需借助计算机网络技术为电子信息工程进行信息的处理提供相应的空间,利用计算机网络技术所拥有的安全技术来对信息处理进行约束。网络安全在电子通信工程中有重要要求,数据通信过程中,要保证信息安全,电子通信工程主要任务就是信息处理,如何保障数据安全,是很多学者研究的焦点,利用密钥技术,防火墙技术等提高计算机网络安全,网络安全人们关注度越来越高,安全只能提高,但不能杜绝。
3.2计算机网络在电子设备中的应用
借助计算机网络技术可建立一个信息共享的网络环境,研究者或开发者将所获得的有关于电子设备的信息在系统内进行共享,不仅有利于内部人员进行沟通,而且还可方便研究者或开发者随时查询所需信息并投入试验当中,实现了信息的完善交互,以免因信息不足而影响电子设备的研究和开发。
参考文献
[1]钟高强.简述电子信息工程的现代化技术[J].福建质量管理,2016(1).
[2]刘能源.浅析电子信息工程的发展[J].科技创新与应用,2016(5).
[3]姜雷,雷鸣.电子信息工程的现状及发展措施探讨[J].建材与装饰,2015(50).
[4]张乃丰,滕海宇,杨保林.我国电子信息工程发展现状与对策研究[J].科技传播,2016(2).
[5]李程.浅析电子信息工程技术对我国国民经济发展的作用[J].特区经济,2016(2).
关键词:CDIO;工程教育;人才培养;通信工程
作者简介:王晨光(1981-),男,黑龙江鹤岗人,中北大学信息与通信工程学院,讲师;赵冬娥(1970-),女,山西侯马人,中北大学信息与通信工程学院,教授。(山西 太原 030051)
基金项目:本文系2011年山西省研究生教改项目“电子与通信工程全日制专业学位研究生培养模式改革与实践”(项目编号:20112041)、2012年山西省教改项目“通信工程专业人才培养模式改革与实践项目”(项目编号:J2012057)、2012年中北大学教学改革项目“通信工程专业实训实验室建设与改革”的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0073-03
通信信息技术的发展,使得高校通信工程专业人才培养面临新的挑战,不仅需要学生通信基础知识过硬,更要求学生具备较强的实践动手能力和工程创新意识。然而,我国现行高校通信工程专业人才培养模式的制定,一直缺乏企业与通信行业的参与。企业界对于通信毕业生的知识水平、能力标准、综合素质要求与现行人才培养方案存在偏差,使得工程教育从培养目标到培养过程乃至培养结果偏离工程教育的本意,导致学生的就业形势依然严峻。[1]
究其原因,我国大部分普通本科院校在学生工程实践能力培养方面存在诸多问题,例如培养模式陈旧(教育学术化、重理论轻实践)、课程体系僵化(专业设置口径窄)、教学手段单一、评价和激励机制不合理、缺乏创新环境等。[2]高校通信工程毕业生普遍基础理论扎实但实践动手能力缺乏,也没有接受产品开发与生产制造的实习锻炼,导致得不到用人单位的认可,学生就业率偏低。可见,如何改革高校通信人才培养模式,解决理论知识学习与实践能力培养之间的矛盾,提高学生就业率已成为高校通信工程专业人才培养的重要研究课题。鉴于此,本文提出以国际先进的CDIO工程教育理念为指导思想,积极探索CDIO工程教育理念在通信工程专业中的应用,提高学生的综合素质和工程实践能力,为学生走入社会奠定良好的基础。
一、CDIO工程教育理念及特点
CDIO工程教育模式是构思、设计、实施、运作(conceive、design、implement、operate)四个单词的缩写,[3]它是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究机构经过四年的探索研究得到的创新研究成果。“C”是指根据客户的需求,考虑技术、企业战略等方面的因素,不断改进概念、技术和商业计划;“D”是指对研究方案进行创新性的思考、论证和优化;“I”是指任务的实现,要把设计转化为成果;“O”是指成果的展示、验证和评估。它是“做中学”(learning by doing)和“基于项目教育和学习”的抽象概括,它以产品从研发到运作的生命周期为教育背景,以工程实践为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习,充分体现了“以学生为中心”的教学理念。它的培养大纲以构思、设计、实现、运行为主线,综合考虑了专业基础知识、个人技能、团队协作与沟通的人际技能,以及在整个企业和社会环境下进行CDIO的过程。[4-5]这种理念及特点对高校如何改革高校通信人才培养模式,解决理论知识学习与实践能力培养之间的矛盾,提高学生就业率具有很好的启示与借鉴价值。
然而CDIO工程教育理念是一种通用模式,在实际应用中需要结合各高校办学特色加以实施改进,否则必将出现新的人才培养偏差,同时也违背了CDIO真正主旨。因此,本文在深入理解CDIO基础上,根据中北大学通信专业的人才培养目标与办学特色,从人才培养方案、课程体系和实践教学体系建设、学生评价机制建设等方面进行探讨。
二、CDIO工程教育理念在通信工程专业的具体应用
1.修订人才培养方案
人才培养方案是培养学生的指挥棒,必须深入理解CDIO工程教育理念,根据课程教学大纲与能力培养的关系,结合通信工程专业方向特点和培养条件的实际情况实施人才培养方案的修订,优化制定满足专业知识、实践能力和人文素质的培养目标。[6]因此,我们根据专业培养的特色,基于CDIO的人才培养目标主要突出在三个方面:系统地掌握电子及通信领域内的基本理论和知识;培养学生具备初步设计、调试、应用通信系统和通信网的基本能力;锻炼学生参与团队协作与沟通的人际技能。
2011年,本专业基于CDIO工程教育理念修订了培养方案,并于2012年2月获教育部批准成为卓越工程师教育培养计划高校学科专业。多年来,我们通过走访调研,邀请行业专家教授和用人部门共同对本专业知识、能力和素质结构进行优化研究,认真听取专业教师以及校外合作企业的意见,分析通信专业原有方案的不足,与时俱进,理顺通识教育课程与专业技术课程、理论教学与实践教学之间的关系,合理规划培养计划中的学习年限、课程组合和时间安排等内容,精心设置体现CDIO工程教育理念的实训项目,为学生提供自主选择的空间,适应学生个性化发展的需求,全方位、多角度优化人才培养方案。
2.建立基于CDIO的课程体系[7]
CDIO工程教育理念的实质在于加强工程教育,改变原有理论知识传授与实践能力培养相脱离、在实施过程中联系不够紧密的培养模式。本专业根据培养目标,尝试借鉴CDIO理念来优化完善课程体系和教学目标要求。新的课程体系以工程技术实践为主线,以培养学生工程意识、工程素质(包括工程实践能力和探索创新能力)、团结协作精神为主要目标,以社会和行业需求为导向,科学合理进行课程安排,促进学生综合素质全面提升。
新的课程体系按CDIO工程教育理念进行设置,体系以通信工程专业导论为起点,6大专业能力拓展提高锻炼项目为支撑,毕业实习、毕业设计为综合运用,全面提升学生综合素质,此为第一层次。专业导论通过入学专业认知教育、通识基础教育、专业基础教育等相关课程的学习,为学生奠定扎实的人文社科与专业基础知识。通信信号处理、电子线路与系统设计、通信电子仿真与设计、软件设计实践、通信综合设计、创新设计等项目为第二层次,通过对应主干课程和专业方向课程的学习锻炼,支撑学生多专业方向的能力培养。
通信工程新的课程体系如图1所示。
(1)第一层次的项目要求贯穿于整个本科培养阶段始终,使学生从构思、设计、实施、运作等方面得到系统的综合训练,可以分为初级和高级两个阶段。
初级阶段在大一至大三学年完成。主要任务是:课程教学融入CIO-CDIO理念,以产品开发案例为原型,了解其工作原理及相关核心技术,使学生对课程所传授的理论知识增加感性认识,理解本专业课程与产品开发所使用技术的内在联系,从而以未来职业规划为目标,从入学就一直目标明确地学习;同时深入剖析产品研发的过程,使学生体会创新思维在产品形成过程中的体现,以便深入体会本专业培养方案的整体性与科学性。
具体时间安排:在大一学年第一学期进行1╱4(专业认知导论),大二学年完成1╱2(产品案例分析讲解),并分别安排在两个学期进行,大三学年完成最后1╱4(学生具有一定知识背景下的综合设计应用)。整个实施过程都伴有2周的实践教学环节,并由本专业具有丰富工程实践经验的资深教授团队授课,同时产品开发案例的剖析及实践训练环节安排在学校工程训练中心进行,并聘请校外合作企业的高级工程师配合指导完成。
高级阶段在大四学年的毕业设计和毕业实习环节完成。主要任务是:学生经历三年的专业课程学习与相关实训项目锻炼后,已经具备一定的专业基础与工程素质,就可以以产品设计为目标,从产品设计需求开始经历构思、方案设计、具体实现、运行测试等方面,系统地完成一次工程实践过程,使学生从解决实际工程问题的角度综合运用专业知识,体验并掌握工程中的科学思维与团队协作意识,积累学习兴趣。
(2)第二层次项目以专业核心课程群和与培养特色为基础,通过项目驱动的方式进行教学实践,项目一般由多名学生合作完成,通过这种方式培养学生综合应用相关知识的能力,培养团队合作意识与沟通交流能力,锻炼创新思维与独立解决工程技术问题的能力。
(3)第三层次项目为独立的具体课程,课程中也可以根据CDIO教育理念设置一些充分体现本课程的实践项目,通过基础课程与实践环节的学习锻炼,加深学生对本课程内容的理解与应用。这种把工程问题和课堂教学相结合的模式,可以充分调动学生的积极性及主动性,培养学生的创新意识。
总之,这种基于CDIO的课程体系以第一层次项目为主线,第二层次项目为支撑,第三层次项目与专业课程为基础,将专业认知与课程传授紧密结合,项目训练与学生个性培养相结合,全面培养学生的工程意识、工程素质、团队协作能力与自学能力,使学生更加主动地、有针对性地进行学习,教学质量将得到大幅提高。
3.改革实践教学体系,更加体现CDIO的工程教育理念
本专业通过引入CDIO理念,改革和完善原有实践教学体系。本体系遵循从基本到复杂的认知能力及工程型人才的培养规律,从知识结构、实践能力、工程教育等方面出发,突破实验教学依附于理论教学的传统观念,对实验课程进行了全面整合与重建。在保持实验教学与理论教学有机结合的基础上,根据学生在不同学习阶段知识面的掌握程度和通信类专业知识模块,对实验教学体系和内容进行了分模块、分层次、分类别的创新性改革,构建了体现实验技能系统训练与科学研究能力培养相结合的基础型实验—提高型实验—创新型实验三个层次的实验教学新体系。每个层次均从点、面两方面入手,对现有的实验项目和内容做出相应的调整和改革,增加设计型实验和综合创新型实验,切实加强学生动手能力、分析问题、解决问题能力和创新能力培养。
同时,为便于组织实验教学,我们还根据实验课程的类别,结合以项目为主线的模式,重视学生综合素质和实践能力的培养,把CDIO教育理念贯穿于实验教学的全过程,培养与他人合作的团队精神,不断探索工程技术人才培养的新途径。为学生了解和适应现代企业的管理体制,确立优秀的职业道德素养打下了坚实的基础。
此外,本专业建设了实践创新能力培养平台,成为学生工程实践训练的基地和学生课外科技活动的园地,为学生开展大学生训练计划SRT、大学生电子设计竞赛、挑战杯科技竞赛等提供了保障。同时,学校重视产学研相结合,不断投入资金建立校外实习基地,进一步强化学生定岗实习锻炼,更加有效培养社会应用型技术人才。
4.基于CDIO教学理念,形成新的学生评价机制
为了保证CDIO教学理念的实施效果,改革传统以考试为中心、以死记硬背为基础的评价制度势在必行。在CDIO教学理念的实施过程中,合理评价学生学习效果是保障教学效果的重要环节。只有将CDIO人才培养所体现的思维、知识、能力、个性等方面的要素全面纳入评价体系,才能形成一种以项目驱动为引导、充分激发学生潜能,培养学生综合素质的科学评价体系。因此,应采取形式多样的方式来进行考评,例如:传统笔试、项目总结方案报告、产品等级评定、学生互评等。
同时,应更加强化实践教学过程管理,保障实践教学能力的有效提高。例如:“基础性实践教学”采取包含实验预习、实验操作、实验记录审签与器材检查、撰写实验报告、实验考核等环节的“五环过程管理”;“提高性实践教学”采取包含课题布置与要求、方案论证与设计、原理电路仿真与改进、实际电路安装与调试、学生作品验收与研讨、总结报告写作与评阅等环节的“六环过程管理”;“研究创新性实践教学”采取包含毕设布置、课题论证、开题报告、每周交流、中期检查、限期整改、实物验收、论文答辩、成绩评定、毕设评优等环节的“十环过程管理”。
总之,我们将CDIO工程教育理念贯穿整个学生培养环节,融传授知识、培养能力和提高素质为一体,融人文精神、工程素养和创新能力培养为一体,全面提升学生素质。
三、结束语
CDIO工程教育模式的推出,有效地解决了传统理论教学与实践教学相脱节的核心问题。本专业探索性将CDIO工程教育理念融入专业人才培养模式改革中,修订完善了基于CDIO工程教育理念下的培养方案、课程体系、实践教学体系及质量评价体系,它有助于通信工程专业学生工程实践能力的培养和提高,也为CDIO在电子信息类专业的推广提供了参考。CDIO工程教育模式必将成为培养创新型工程人才的有效途径。
参考文献:
[1]查建中.面向经济全球化的工程教育改革战略——产学合作与国际化[J].高等工程教育研究,2008,(1):33-45.
[2]赵晓闻,林健.工程人才培养模式的国际比较研究[J].高等工程教育研究,2011,(2):33-41.
[3]王丽娜,杨裕亮,金波.基于CDIO理念的生产实习教学改革[J].中国现代教育装备,2012,(1):114-116.
[4]王玉忠.面向全面工程教育的CDIO教育探讨[J].中国电力教育,2009,(11):11-13.
[5]马文姝,白凤臣.基于CDIO理念的创新型工程人才培养模式改革[J].职业技术,2012,(1):34-36.
【关键词】高精度;数据采集;USB总线
1.引言
数据采集在现代工业生产及科学研究中的重要地位日益突出,并且对实时高速数据采集的要求也不断提高。在信号测量、图像处理、音频信号处理等一些高速、高精度的测量中,都需要进行高速数据采集。基于计算机和嵌入式的分布式数据采集系统架构以其开发成本低、开放性、运算能力、通讯能力强、易于使用,逐渐成为设计应用的主流[1],而目前在微机系统中,外设与CPU的连接存在接口标准各自独立、互不兼容、无法共享的问题,并且安装、配置亦很麻烦,而通用串行总线(USB)的优良特性对此提供了极佳的解决方案[1]。
2.系统硬件设计
如图1,系统的工作方式为,模拟信号输入部分实现采样多路信号的选择,同时对输入的模拟信号进行调理后送入A/D采样,而利用FPGA作为逻辑控制器实现系统内器件逻辑控制信号的产生,并且控制A/D的采样频率。在FPGA内部配置双口RAM实现数据缓冲。嵌入式处理器负责读取数据,并通过USB总线传输到计算机,嵌入式处理器还负责整个系统的协调工作[2]。
2.1 模拟输入和调理电路
信号输入通道为多通道输入,系统可以采用ADG608高速多路模拟开关组成,由1条片选线和3条地址线实现从8路单端信号中选择其中一路,送入后级电路处理。同时,在高速数据采集系统中,由于现场输入信号大小范围广,因而需要将信号放大或者衰减,满足A/D转换器模拟输入要求(0~5V),并尽可能的使A/D转换后有效位数大。AD8551是一款低漂移,单电源的轨对轨输入/输出运算放大器,可由+2.7~+5V的单电源驱动。它具有极低的失调、漂移和偏置电流[3]。
信号调理电路如图2,AIN为模拟输入信号,AO信号输出。第一级放大倍数N1=1+R2/R1,第二级放大倍数N2=1+R3/R4,总的放大倍数N=N1×N2,通过R1、R2、R3和R4的不同取值,可实现不同倍数放大或衰减。
滤波部分包括信号滤波和电源滤波,主要是减少噪声的干扰。电容C3和C4为电源去耦电容,对电源进行滤波。信号滤波共有4级,滤波器均采用RC滤波器。其中R6和C6组成第一级信号滤波;R2和C1组成第二级信号滤波;R5和C5组成第三级信号滤波;R4和C2组成第四级信号滤波。RC滤波器的计算方法:f=1/(2πRC)。其中f为截止频率,也就是说大于f的频率的信号通过RC滤波器以后都会有较大的衰减抑制。
2.2 嵌入式处理器
本系统选用ATMEL公司的AT91RM9200。AT91RM9200是完全围绕ARM920T ARM Thumb处理器构建的ARM系统,AT91RM9200集成了许多标准接口,其中包括USB2.0(全速)的主机和设备端口,USB2.0全速(12Mb/s)主机端口含片上收发器(208引脚PQFP封装中仅为一个)和集成的FIFO及专用的DMA通道;USB2.0全速(12Mb/s)器件端口含片上收发器,2K字节可配置的集成FIFO。
3.软件设计
3.1 主程序设计
如图3所示,主程序首先完成硬件初始化,初始化内容包括初始化嵌入式处理器的I/O口状态、中断寄存器以及定时器/计数器的寄存器等等。然后进入一个循环体,在此循环中通过检测USB接口中的电源端)输入到嵌入式处理器I/O口上的电平高低来判断USB设备是否插入到主机设备中,如果USB设备插入到主机设备中,USB接口中的电源端输入到嵌入式处理器I/O口电平为高,程序进入到USB设备端点枚举过程,完成USB设备枚举后,进入采样服务程序,等待上位PC机的命令,设置采样状态,开始数据采集。主程序将AD转换采样后得到的数据写到USB端点缓冲区中,等待上位PC机发送命令读取USB端点缓冲区中的数据;如果主程序已经工作在USB设备插入到主机设备中的状态下,而将USB设备从主机设备中拨出,主程序会跳到本循环体的入口处检测电平的高低;如果嵌入式处理器I/O口上的电平保持为低,主程序将停留在这个循环体中,等待USB设备插入到主机设备中,嵌入式处理器I/O电平发生变化后进入数据采集和传输工作状态。
3.2 USB固件程序的设计
固件程序包含在主程序中,如图4所示,作为主程序的一个子程序,USB设备在正常使用之前,必须由主机完成USB设备的配置。主机一般会从USB设备获取配置信息后再确定此设备有哪些功能。作为配置操作的一部分,主机会设置设备的配置值,如果必要的话会选择合适的接口备选设备。在发出连接USB命令后,主机先读取设备描述符,然后发出设置USB地址SETUP包,设置USB地址后,进行主机客户驱动与设备初始化,其余端点依此类推。
4.结论
本文设计采用USB总线传输数据,USB总线具有USB总线传输具有速度快、支持热插拔和即插即用、使用灵活和易于扩展,能够采用USB总线供电方式,无需外部电源,更好的适用于室外场合的数据采集。该系统能够外置于计算机,避免了传统内置式集卡需要插入计算机内部插槽才能采集数据,能与便携式计算机配合使用,提高系统的便携性。
参考文献
[1]周俊蓉.高速数据采集系统[J].通信与信息技术, 2004, 10:32—35.
[2]马凯,刘要文.高速数据采集卡的设计[J].计算机工程.2004,24(30):180—182.