數(shù)字電視技術論文范文

時間:2023-03-21 02:05:41

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數(shù)字電視技術論文

篇1

關鍵詞:數(shù)字電視模擬電視編碼調制標準

1數(shù)字電視概念

1.1數(shù)字電視定義

數(shù)字電視是電視數(shù)字化和網絡化后的產物。數(shù)字電視是一個系統(tǒng),是指從電視節(jié)目采集、制作、編輯、播出、傳輸、用戶端接收、顯示等全過程的數(shù)字化,換句話說就是系統(tǒng)所有過程信號全是由O、1組成的數(shù)字流。

數(shù)字電視已不僅僅是傳統(tǒng)意義上的電視,而是能提供包括圖像、數(shù)據、語音等全方位的服務,是3C融合的一個典范,是計算機、傳輸平臺、消費電子三個環(huán)節(jié)的聚焦點。

1.2數(shù)字電視與模擬電視的對比

數(shù)字電視采用的技術與原模擬電視有著很大的不同。其技術比較見下表。

1.3數(shù)字電視的優(yōu)勢

1)現(xiàn)有模擬電視頻道帶寬為8MHz,只能傳送一套普通的模擬電視節(jié)目。采用數(shù)字電視后一個頻道內就傳送1—8套數(shù)字電視節(jié)目(隨著編碼技術的改進,傳送數(shù)量還會進一步提高),電視頻道利用率大大提高。

數(shù)字電視與模擬電視的技術比較

模擬電視

數(shù)字電視

描述

采用模擬信號傳輸電視圖像、伴音、

附加功能等信號

采用數(shù)字信號傳輸電視圖像、伴音、附加功能等信號

信源編解碼

因為信號數(shù)據量不大。所以不存在信息編碼壓縮問題

電視信號數(shù)字化后,其信號的數(shù)據傳輸率很高。須具有良好的數(shù)據編碼壓縮技術

復用

無夏用器,視頻、音頻信號分別傳輸

將編碼后的視頻、音頻、輔助數(shù)據信號分別打包后復合成單路串行的比特流,使數(shù)字電視具備了可擴展性、分級性、交互性、與網絡的互通性

信道編解碼調制解調

圖像信號按行、場排列,并具有行、

場同步信號、前后均衡脈沖等,并對

視頻信號有補償處理。調制方式一般采用調頻或調幅

有壓縮及復用,傳送時的信號不再有模擬電視場、行標志及概念。通過

糾錯、均衡來提高信號抗干擾能力,調鍘采用QAM、COFDM等新方法。

且隨著調制方法技術的改進。傳輸效率會進一步提高

特點

信號數(shù)據量少,技術成熟.價格便宜

信號不易在傳輸中失真,清晰度高,占用頻帶窄。數(shù)字電視信號可方便地在數(shù)字網絡中傳輸,與計算機具有良好接口。

2)清晰度高、音頻效果好、抗干擾能力強。在同樣覆蓋范圍內,數(shù)字電視的發(fā)射功率要比模擬電視小一個數(shù)量級。

3)可以實現(xiàn)移動接收、便攜接收及各種數(shù)據增值業(yè)務,實現(xiàn)視頻點播等各種互動電視業(yè)務,實現(xiàn)加密/解密和加擾/解擾功能,保證通信的隱秘性及收費業(yè)務。

4)系統(tǒng)采用了開放的中間件技術,能實現(xiàn)各種交互式應用,可與計算機網絡及互聯(lián)網等的互通互連。

5)易于實現(xiàn)信號存儲,而且存儲時間與信號的特性無關,易于開展多種增值業(yè)務。

6)由于保留了現(xiàn)有模擬電視視頻格式,用戶端僅需加裝數(shù)字電視機頂盒即可接收數(shù)字電視節(jié)目,利于系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡,減少消費者的經濟負擔。

1.4數(shù)字電視的應用范圍

1)基本業(yè)務:只要節(jié)目源許可,用戶可以收看數(shù)百套數(shù)字電視節(jié)目,以及幾十套調頻廣播節(jié)目和數(shù)字音頻廣播(DAB)節(jié)目。

2)擴展業(yè)務:可提供如圖文電視、電視會議、數(shù)據信息廣播、加密電視、視頻點播等。

3)增值業(yè)務:可通過雙向傳輸系統(tǒng)進行交互式的多功能應用,如互聯(lián)網接入、遠程教學、遠程醫(yī)療、電子郵件、計算機聯(lián)網、數(shù)據通訊、家庭保安監(jiān)控等多媒體信息服務。

1.5數(shù)字電視的弱點

數(shù)字電視并不是完美無缺的,它同樣存在著一些弱點。例如在取樣的過程、量化誤差、壓縮編碼所帶來的信號損傷,在節(jié)目制作及傳輸過程中貫通延遲。有些損傷可以修復,并不影響圖像的最終質量,而有些損傷只能通過一些補償措施削弱它的影響,但這并不能影響電視領域向數(shù)字化的轉變。與電視信號數(shù)字化后所帶來的好處相比,這些影響往往會被忽略。

2數(shù)字電視分類

2.1按信號傳輸方式可分為:地面無線傳輸數(shù)字電視(地面數(shù)字電視);衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視(衛(wèi)星數(shù)字電視);有線傳輸數(shù)字電視(有線數(shù)字電視)。

2.2按圖像清晰度可分為三大類

1)數(shù)字高清晰度電視(HDTV):需至少720線逐行或1080線隔行掃描、屏幕寬高比應為16:9、采用杜比數(shù)字音響,能將高清晰格式轉化為其他格式并能接收并顯示較低格式的信號,圖像質量可達到或接近35mm寬銀幕電影的水平。

2)數(shù)字標準清晰度電視(SDTV):必須達到480線逐行掃描,能將720逐行、1080隔行等格式變?yōu)?80逐行輸出,采用杜比數(shù)字音響。對應現(xiàn)有電視的分辨率,其圖像質量為演播室水平。

3)數(shù)字普通清晰度電視(LDTV):顯示掃描格式低于標準清晰度電視,即低于480線逐行掃描的標準。對應現(xiàn)有VCD的分辨率。

2.3按照產品類型可分為

數(shù)字電視顯示器、數(shù)字電視機頂盒和一體化數(shù)字電視接收機;

2.4按顯示屏幕幅型比分類

數(shù)字電視可分為4:3和16:9幅型比兩種類型。

3數(shù)字電視技術

數(shù)字電視的實現(xiàn),以下幾項技術是關鍵:

3.1數(shù)字電視的信源(視頻、音頻)編解碼技術在1920x1080顯示格式下,數(shù)字化后信號的數(shù)碼率在傳輸中高達995Mbit/s,這比現(xiàn)行模擬電視的傳輸信息量大得多,因此必須去除圖像信號中的多余信息,將數(shù)碼率壓縮到能在一個8MHz模擬電視信道中傳送。視頻編碼技術主要功能是完成圖像的壓縮,使數(shù)字電視的信號傳輸量由995Mbit/s減少為20Mbit/s~30Mbit/s。國際組織已經制定了對圖像進行壓縮編碼的標準有JPEG(靜態(tài)圖像壓縮編碼標準)、MPEG-2(運動圖像壓縮編碼標準)等。音頻編解碼主要功能是完成聲音信息的壓縮。對伴音進行壓縮編碼標準有MPEG伴音壓縮編碼標準、AC-3等。

3.2數(shù)字電視的復用系統(tǒng)

數(shù)字電視的復用系統(tǒng)從發(fā)送端信息的流向來看,它將視頻、音頻、輔助數(shù)據等編碼器送來的數(shù)據比特流,經處理復合成單路串行的比特流,送給信遭編碼及調制。接受端與此過程相反。在HDTV復用傳輸標準方面,美國、歐洲、日本都采用了MPEG-2標準。

3.3數(shù)字電視的信道編解碼及調制解調

為了提高傳輸?shù)念l帶利用率,通過調制把傳輸信號放在載波或脈沖串上,為發(fā)射做好準備。數(shù)字電視采用多進制調制方法,例如:殘留邊帶調制(VSB);正交振幅調制(QAM);四相相移鍵控調制(QPSK);差動四相相移鍵控調制(DQPSK);編碼正交頻分復用調制(COFDM)等。

為了提高數(shù)字電視傳輸?shù)目煽啃裕ㄟ^糾錯編碼、網格編碼、均衡等技術,提高信號的抗干擾能力,方法如:里德一索羅門碼、卷積碼、交織、格狀編碼調制等。美國、歐洲、日本數(shù)字電視的制式、標準不統(tǒng)一,主要是指在該方面的不同。

數(shù)字電視標準

數(shù)字電視標準是指數(shù)字電視采用的視音頻采樣、壓縮格式、傳輸方式和服務信息格式等的規(guī)定。目前投入使用的有三種:

美國的ATSC(先進電視系統(tǒng)委員會);歐洲的DVB(數(shù)字視頻廣播);日本的ISDB(綜合服務數(shù)字廣播)。

每一種標準對于信源的處理、畫面格式及傳輸方式等方面均有一些差別。每一種數(shù)字電視標準又可分為衛(wèi)星傳輸、電纜傳輸和地面?zhèn)鬏敺绞健?/p>

4.1美國ATSC標準

ATSC標準由四個層級組成,最高為圖像層,確定圖像的形式,包括象素陣列、幅型比和幀頻。接著是圖像壓縮層。再下來是系統(tǒng)復用層,特定的數(shù)據被納入不同的壓縮包中。最后是傳輸層,確定數(shù)據傳輸?shù)恼{制和信道編碼方案。下面兩層共同承擔普通數(shù)據的傳輸。上面兩層確定在普通數(shù)據傳輸基礎上運行的特定配置,如HDTV或SDTV;還確定ATSC標準支持的具體圖像格式。

另外,ATSC還開發(fā)并通過了可為采用50Hz幀頻的國家使用的另行標準。

ATSC成員30個,其中有美國國內成員20個、來自阿根廷、法國、韓國等7個國家的成員10個,中國的廣播科學研究院也參加了ATSC組織。

4.2歐洲DVB標準

支持室內接收、移動接收等需求,包括4個系統(tǒng)。

1)DVB傳輸系統(tǒng):涉及衛(wèi)星、有線電視、地面、SMATV、MMDS等所有傳輸媒體。

DVB-S數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)標準。衛(wèi)星傳輸具有覆蓋面廣、節(jié)目容量大等特點。

DVB-C數(shù)字有線電視廣播系統(tǒng)標準。系統(tǒng)前端可從衛(wèi)星和地面發(fā)射獲得信號。

pWB-T數(shù)字地面電視廣播系統(tǒng)標準。本地區(qū)覆蓋最好。傳輸質量高,但接收費用也高。

DVB-SMATV是數(shù)字衛(wèi)星共用天線電視(SMATV)廣播系統(tǒng)標準。

DVB-MS高于10GHz的數(shù)字廣播MMDS分配系統(tǒng)標準。

DVB-MC低于10GHz的數(shù)字廣播MMDS分配系統(tǒng)標準。

2)DVB基帶附加信息系統(tǒng):可傳送接收IRD調諧、節(jié)目指南及圖文、字幕、圖標等信息。

DVB標準定義的畫面格式

DVB-SI數(shù)字廣播業(yè)務信息系統(tǒng)標準。

DVB-TXT數(shù)字圖文廣播系統(tǒng)標準,用于固定格式圖文電視的傳送。

DVB-SUB為數(shù)字廣播字幕系統(tǒng)標準,用于字幕及圖標的傳送。

3)DVB交互業(yè)務服務:對應標準有:DVB—NIP、DVB-R.CC和DVB-R.CT。

4)DVB條件接收及接口標準:條件接收是付費電視廣播的基本部分。DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)與其他電信網絡(如SDH、ATM等)連接,可實現(xiàn)DVB向電信網絡的過渡。標準包括:DVB-C11DVB-PDH,DVB-SDH,DVB—ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。

DVB成員已經達到265個(來自35個國家和地區(qū)),主要集中在歐洲并遍及世界各地,我國的廣播科學研究院和TCL電子集團也在其中。

4.3日本ISDB標準

日本數(shù)字電視首先考慮的是衛(wèi)星信道,采用QPSK調制。并在1999年了數(shù)字電視的標準--ISDB。ISDB是日本的DIBEG(數(shù)字廣播專家組)制訂的數(shù)字廣播系統(tǒng)標準,它利用一種已經標準化的復用方案在一個普通的傳輸信道上發(fā)送各種不同種類的信號,同時已經復用的信號也可以通過各種不同的傳輸信道發(fā)送出去。ISDB具有柔軟性、擴展性、共通性等特點,可以靈活地集成和發(fā)送多節(jié)目的電視和其它數(shù)據業(yè)務。

ISDB籌劃指導委員會委員17個,其他成員23個,其成員均為日本國內電子公司和廣播ISDB標準定義的畫面格式三種數(shù)字電視標準對比機構。

4.4三種數(shù)字電視標準的對比

無論哪一種制式,它們的視頻壓縮技術都采用了MPEG-2標準,但是由于美國和歐洲等在模擬電視的制式的差別,為了兼容性,它們的視頻采樣格式也存在差別,主要體現(xiàn)在行和列的分辨率及場頻等。

在數(shù)字電視信號的傳輸中,衛(wèi)星傳輸一般采用QPSK調制技術,電纜傳輸一般采用QAM調制技術,但地面?zhèn)鬏敳捎玫募夹g則在不同的制式中存在很大差別,如美國的ATSC采用的是VSB調制技術,而歐洲的DVB和日本的ISDB則使用oFDM調制技術。

服務信息是指在數(shù)字電視中開展增值服務所用的數(shù)據,美國ATSC制式中的PSIP部分和歐洲DVB制式中的SI部分分別規(guī)定了各自數(shù)字電視中的服務信息格式。

ATScATV優(yōu)點:頻譜效率高、功率峰均比低,明顯地減少了脈沖干擾。可將與原模擬NTSC信號的同頻和鄰頻干擾減至最小。缺點是不能抵抗多徑干擾,不支持移動接收。

DVB-T優(yōu)點:在基于大量小功率、工作在同一頻道的眾多發(fā)射機,每一個均覆蓋一個較小的區(qū)域的這樣一種單頻網絡來說,DVB是一三種標準數(shù)字地面廣播系統(tǒng)的比較

種最佳選擇。同時提供了良好的移動接收性能。缺點是:其載/噪比低于8-VBS,并且限制了信號的有效傳輸距離,對來自于電機的脈沖干擾較敏感,較高的峰/均值比,并且需要較高功率的發(fā)射機,保護間隔降低了頻譜效率并明顯減少帶寬的比特/赫茲率。

ISDB-T和DVB-T非常類似,根據分層和窄帶接收同時實現(xiàn)固定、移動和便攜接收,是日本制式的特點;與DVB-T相比,ISDB-T增加了部分接收和分層傳輸功能。

5中國的數(shù)字電視

早在1996年,我國便開始了數(shù)字電視的研究工作,數(shù)字電視被列人原國家科委“八五”重大科技產業(yè)工程項目,并成立了數(shù)字高清晰度電視的總體組。1999年10月,高清晰度方案被成功用于國慶50周年大典的數(shù)字電視現(xiàn)場直播。后國家將數(shù)字電視發(fā)展計劃納入“十五”高新技術的12個重大專項之列,數(shù)字電視研究工作全面啟動。

5.1中國數(shù)字電視標準

1)信源編碼技術標準:

中國的數(shù)字音視頻編解碼標準工作組制定了面向數(shù)字電視和高清激光視盤播放機的AVS標準。該標準與MPEG-2標準完全兼容,也可以兼容MPEG-4AVC/H.264國際標準基本層,其壓縮水平可達MPEG-2標準的2-3倍。

2)信道傳輸技術標準

中國的衛(wèi)星數(shù)字電視標準采用歐洲DVB—S標準。

中國有線數(shù)字電視的標準還在報批過程中,大中型城市有線電視臺多采用歐洲的DVB-T標準在試播。

中國的地面數(shù)字電視標準方案目前還在制定過程之中。

3)條件接收系統(tǒng)標準(CA)、用戶管理系統(tǒng)(SMC)已制定完成。

5.2數(shù)字電視現(xiàn)狀及發(fā)展:

1)中國數(shù)字電視規(guī)劃:

國家廣電總局制定了《我國有線電視向數(shù)字化過渡時間表>。

2003年數(shù)字電視標準出臺(未按期實現(xiàn))。

2005年進行數(shù)字電視的商業(yè)播出,有線數(shù)字電視用戶超過3000萬戶,直轄市、東部地區(qū)地(市)級以上城市、中部地區(qū)省會市和部分地(市)級城市、西部地區(qū)部分省會市的有線電視完成向數(shù)字化過渡。

2008年用數(shù)字電視轉播奧運會,東部地區(qū)縣以上城市、中部地區(qū)地(市)級城市和大分縣級城市、西部地區(qū)部分地(市)級以上城市和少數(shù)縣級城市的有線電視基本完成向數(shù)字化過渡。

2010年全面實現(xiàn)數(shù)字廣播電視,中部地區(qū)縣級城市、西部地區(qū)大部分縣以上城市的有線電視基本完成向數(shù)字化過渡。

2015年停播模擬信號,西部地區(qū)縣級城市的有線電視基本完成向數(shù)字化過渡。

2)數(shù)字電視現(xiàn)實的困難:

要發(fā)展數(shù)字電視面臨的問題還很多。一是原先電視臺設備的更換,節(jié)目的制作成本高于模擬電視。這直接造成數(shù)字電視初期節(jié)目源緊張。二是數(shù)字電視的基礎是雙向電視網絡,現(xiàn)有網絡由單向改為雙向改造成本較高,難度很大。三是我國數(shù)字電視標準的不確定也影響了數(shù)字電視的進程。

篇2

1.1基帶預失真技術基帶預失真技術作為數(shù)字電視發(fā)射機技術中的關鍵性技術,因為有時發(fā)射機的功率放大器會出現(xiàn)問題,從而造成發(fā)射機的非線性失真,那么基帶預失真技術就能夠提高發(fā)射機功率放大器的使用效率。與此同時,還可以通過校正多工器的幅度和末級帶的通濾波器來提高調制發(fā)射機的誤差比。因為數(shù)字電視的信號是一種寬頻譜的信號,所以在實際的使用過程中,在非線性的區(qū)域中使用功率放大器時就會產生干擾,導致較差的輸出信號,甚至不能正常地接受輸出信號。而如果功率放大器只是在A類線性區(qū)使用,那么數(shù)字電視發(fā)射機就會出現(xiàn)較大的功率消耗,而且運轉的效率不高。這種情況會嚴重影響到數(shù)字電視發(fā)射機的可靠性,而且運行的成本也會增加。

以FPGA硬件為基礎的基帶預失真技術就會在基帶的數(shù)字區(qū)域中進行預校正,這樣就能夠補償數(shù)字電視發(fā)射機可能出現(xiàn)的非線性失真。而且這種預校正是與頻率有關的,這樣將對高功率的功能放大器有非常明顯的校正作用。這一技術還可以通過PC機上具備的工具軟件,對現(xiàn)行和非線性的預校正特性進行調節(jié)。

1.2低相噪捷變頻技術在信道編碼的調制過程中,對本振信號相位噪聲有較高的要求,要求必須保持絕對低的相位噪聲和寬頻帶捷變頻,不然就有可能造成調制誤差比降低,使信號不能被正確地接收。要有效地解決以上問題那么使用高中頻變頻技術以及高穩(wěn)定的參考源是一個好的辦法。新型的數(shù)字電視激勵器就采用了2次變頻的方案,滿足了對于捷變頻功能的需求。

1.3功率檢測技術數(shù)字電視發(fā)射機的輸出射頻功率是控制整機的主要參數(shù),所以及時地獲得輸出射頻功率尤為重要,可以通過檢波器對該功率進行檢測。新型的數(shù)字電視激勵器采用了數(shù)字采樣的技術,從而讓有效地解決了輸出射頻功率檢測中的精確性的問題,其中所具備的新的檢測系統(tǒng)能夠對數(shù)字電視發(fā)射機的輸出射頻功率進行精確地檢測,從而對數(shù)字電視發(fā)射機能夠進行準確的控制。

2比較國外數(shù)字電視發(fā)射機和國內數(shù)字電視發(fā)射機各自的優(yōu)勢

數(shù)字電視發(fā)射機在國外的研究和生產已經有多年的歷史了,不管是在技術上還是在制造上各方面都趨向了成熟。就目前來看,國外的數(shù)字電視發(fā)射機主要具備了以下幾種優(yōu)勢:水冷發(fā)射機、數(shù)字激勵器以及縫隙的填充器。數(shù)字電視發(fā)射機在我國的開發(fā)是從2002年開始的,但是當時因為國外封鎖了數(shù)字電視發(fā)射機的核心技術,而單頻網適配器以及數(shù)字激勵器等數(shù)字電視發(fā)射機的關鍵部件只能夠依靠進口,嚴重影響了我國數(shù)字電視的開發(fā)和研究。但是因為有多年的模擬發(fā)射機的生產技術的積累,所以我國的數(shù)字電視發(fā)射機的生產技術也發(fā)展迅速,在上述的關鍵技術被突破的基礎上,我國的數(shù)字電視發(fā)射機進入了產業(yè)化發(fā)展,目前而言我國的設備在技術水平方面已經與國外相當。

國產的設備因為配合了我國的國標,所以在推廣時占有相當明顯的優(yōu)勢,而且發(fā)射機的生產廠家由于與國標的相關單位進行合作和實驗,所以已經掌握了覆蓋測試參數(shù)、單頻網技術等最新的技術??梢韵胍?,數(shù)字電視的覆蓋在進行前期的設計和規(guī)劃時因為要結合地區(qū)的實際情況和條件來進行,所以這個系統(tǒng)工程并不存在統(tǒng)一的模式,那么運用國外的產品就無法更好地施行“因地制宜”,而且在技術支持方面和售后的服務方面國外的數(shù)字電視發(fā)射機由于存在的空間和地區(qū)差異,所以并不占優(yōu)勢。相反,國內的數(shù)字電視發(fā)射機由于技術的進步目前占有較大的優(yōu)勢。

3結束語

篇3

嵌入式技術融合了先進的集成電路技術、通信技術和計算機軟硬件技術,設計學科眾多,具有很強的實用性和專業(yè)性,是一個技術密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。由于涉及多個學科的交叉,嵌入式技術課程除了包含傳統(tǒng)的應用電子技術專業(yè)課程外還涵括了一些正處在發(fā)展中的新興的技術課程。嵌入式技術教學體系主要體現(xiàn)以下4個特點:①知識涉及面廣。嵌入式技術的理論和實踐幾乎涵蓋了計算機科學與技術、電子信息工程、通信工程等多個專業(yè)的基礎知識,知識體系要求比較全面。所以嵌入式技術涉及多學科專業(yè)的相互融合,而且大多為較為先進的新技術,知識內容較為龐大。②課程綜合性強。嵌入式技術不像方向只側重于某一點的其他一些專業(yè)學科,其集軟硬件技術于一體,需要在課程學習的同時,進行軟硬件協(xié)同設計。③課程實踐性要求高。嵌入式技術的相關課程實踐學時比例較大,通過動手實踐來解除學生對理論知識的深澀難懂,通過實例驗證來加深對課程內容的理解。實踐學時的增添,培養(yǎng)了學生的實踐應用能力,同時也為省級或國家級技能大賽的嵌入式方向賽題及課外第二課堂及創(chuàng)新小組進行知識儲備。④新興領域多,內容較前沿。嵌入式技術的相關原理、基本技術雖然近些年內沒有根本性改變,但是研究和應用往往牽涉到社會生活的新興領域和科技研究的最新成果,需要不斷補充新的內容。

二嵌入式技術課程門類建設

鑒于嵌入式技術課程授課內容概括性強,講授難度大;同時高職學生的理解能力又有限,對領會此類課程難度更大,教與學都存在一定的問題,所以在高職學生的培養(yǎng)過程中,需要與本科學生有很大的不同,每門課程都要強調實踐,注重理論與實際緊密結合。課程講授過程中注重知識的前沿性,以適應嵌入式技術的快速更新。

1嵌入式系統(tǒng)處理器及應用

本課程結合典型的ARM芯片,通過講授ARM的內部架構、ARM的指令系統(tǒng)、ARM匯編程序設計、ARM存儲系統(tǒng)、ARM內部資源的C語言編程以及簡單的嵌入式系統(tǒng)的設計等知識,使學生熟悉ARM嵌入式處理器結構與簡單應用,掌握ARM系統(tǒng)的軟硬件構成,具備基于ARM體系架構的應用處理器為核心進行系統(tǒng)設計及相關應用的能力。

2嵌入式系統(tǒng)設計與開發(fā)

本課程通過實際的嵌入式應用項目的案例分析,講授嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程和方法,使學生掌握幾種常用的嵌入式應用開發(fā)方法,如嵌入式圖形系統(tǒng)、嵌入式數(shù)據庫、嵌入式Web服務器、GSM、GPRS等,熟悉嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境、嵌入式實時操作系統(tǒng),培養(yǎng)學生從事嵌入式系統(tǒng)設計與開發(fā)的能力。

3智能家居系統(tǒng)

本課程通過兩室兩廳智能家居電子系統(tǒng)設計項目的學習,使學生掌握智能燈光控制、智能電器控制、智能溫度控制、智能窗戶控制、智能窗簾控制、智能安防控制、智能遙控控制、智能定時控制、智能網絡控制、智能遠程控制、智能場景控制等智能家居系統(tǒng)組成與控制工作原理,使學生初步具備根據客戶要求設計制定智能家居控制系統(tǒng)方案的能力。

4物聯(lián)網技術

本課程主要內容包括射頻識別、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按物物與互聯(lián)網連接起來,及物聯(lián)網在各個領域的典型應用。讓學生學生理解物聯(lián)網的概念,開闊學術視野,啟發(fā)學習興趣。

5教學機器人組裝與調試

本課程通過具體的教學機器人制作項目讓學生了解機器人的結構、種類、工作原理,使學生熟悉教學機器人的制作及控制調試過程,讓學生在掌握機器人的核心技術的基本知識基礎上,具備組裝、控制、調試和維護機器人的能力。

三嵌入式技術課程實施方法

在進行嵌入式技術授課時,教師可以引入一些實際的嵌入式電子產品,并進行實例分析,分解產品加工特點,進而倒推出整個產品的開發(fā)過程。這種教學方法即為實例剖析教學法。實例剖析教學法包含了產品到部件的整個過程。這種教學方法便于學生更好地了解和把握各章節(jié)內容的內在聯(lián)系,從而有效提升其解決實際開發(fā)問題的能力。教師可以在具體的學習過程中適當安排一些嵌入式技術學習任務,并劃分學習小組,引導和鼓勵學生單獨完成相應的產品設計和開發(fā)工作。同時,在課程結束后,教師還可以單獨開設一些綜合實訓項目,使學生從整體上把握嵌入式產品開發(fā)的規(guī)律和方法,提升其職業(yè)能力,使其更好地適應企業(yè)的崗位需求,實現(xiàn)學校到企業(yè)的良好過渡。通過三個實踐教學環(huán)節(jié),學生的專業(yè)能力水平得到了極大的提升,并逐漸具備單獨完成嵌入式項目開發(fā)的能力。這三個環(huán)節(jié)即章節(jié)實驗環(huán)節(jié)、課程設計環(huán)節(jié)、綜合實訓環(huán)節(jié)。其中,章節(jié)實驗環(huán)節(jié)主要通過實驗的方式進行內容分解,并將章節(jié)知識融入實驗當中,實現(xiàn)了理論和實踐的有機結合。課程設計環(huán)節(jié)則側重課程內容的組織和安排,旨在通過課程的優(yōu)化設計提升學生的專業(yè)能力。綜合實訓過程的實踐性較強。在此環(huán)節(jié)中,學生的主要任務為設計出嵌入式產品雛形,并明確其功能和性能,并制定出具體的改進方案。

四結束語

篇4

[摘要]電子技術在現(xiàn)代汽車上應用越來越廣泛,電子技術的應用對于改進汽車性能、提高行駛安全、降低污染、節(jié)約能源有著非常重要的作用。文章就現(xiàn)代汽車電子技術的應用、發(fā)展趨勢及應用前景進行了綜述。

[關鍵詞]電子技術微處理器電子控制裝置汽車傳感器

隨著微電子技術的不斷發(fā)展,車輛中的電子自動化程度越來越高。可以說,機械技術構成了現(xiàn)代車輛的筋骨,電子技術則構成了現(xiàn)代車輛的神經中樞。汽車電子化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標志,是用來開發(fā)新車型,改進汽車性能最重要的技術措施。增加汽車電子設備的數(shù)量、促進汽車電子化是汽車制造商奪取未來汽車市場的重要的有效手段。

汽車電子技術主要包括硬件和軟件方面的內容:硬件包括微處理器及其接口、執(zhí)行部件、傳感器等;軟件主要是以匯編語言及其他高級語言編制的各種數(shù)據采集、計算判斷、報警、程控、優(yōu)化控制、監(jiān)控、自診斷系統(tǒng)等程序。

特別是微處理器的出現(xiàn)給汽車的電子自動化程度帶來了革命性的變化,車輛上微處理器的使用數(shù)量激增,電子裝置在整個汽車制造成本中所占的比例越來越大。例如,一些豪華轎車上,使用單片微型計算機的數(shù)量已經達到50個左右,電子產品占到整車成本的50%以上,微處理機將更廣泛地應用于汽車安全、環(huán)保、發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、速度控制和故障診斷中,目前電子技術的應用幾乎已經深入到汽車所有的系統(tǒng)。

一、電子技術在現(xiàn)代汽車中的應用

按照對汽車行駛性能作用的影響劃分,可以把汽車電子產品歸納為兩類:一類是汽車電子控制裝置,汽車電子控制裝置要和車上機械系統(tǒng)進行配合使用,即所謂“機電結合”的汽車電子裝置;它們包括發(fā)動機、底盤、車身電子控制。例如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死控制、防滑控制、牽引力控制、電子控制懸架、電子控制自動變速器、電子動力轉向等,另一類是車載汽車電子裝置,車載汽車電子裝置是在汽車環(huán)境下能夠獨立使用的電子裝置,它和汽車本身的性能并無直接關系。它們包括汽車信息系統(tǒng)(行車電腦)、導航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、上網設備等。

1.在發(fā)動機上的應用

現(xiàn)代汽車發(fā)動機的基本功能沒有根本變化,但引入了大量的電子控制裝置,極大地改進了車輛的排放性能、燃油經濟性和耐用性。發(fā)動機電子控制系統(tǒng)包括很多電子控制裝置,電子燃油噴射和點火裝置是其重要組成部分,除此外,還有自適應控制裝置、智能控制裝置及自診斷操作裝置等。

現(xiàn)代汽車上,電子控制燃油噴射裝置,因其優(yōu)越的性能,已得到普及。這種新型燃油噴射裝置可以自動保證發(fā)動機始終工作在最佳狀態(tài);電子點火裝置(ElectronicSparkAdvance,ESA)由計算機、傳感器及其接口、執(zhí)行機構等部分構成。該裝置可根據傳感器送來的發(fā)動機各種參數(shù)進行運算、判斷,然后進行點火時刻調節(jié)。在輸出一定功率的條件下最大限度地節(jié)約燃油和凈化空氣。

各公司相繼研制成功了多種新技術,并且投入了使用,取得了很好的效果。例如,由RobertBosch公司制造的計算機控制系統(tǒng)使用嵌入式微處理器技術實時監(jiān)測發(fā)動機運轉情況,確保噴射燃油量恰到好處,使燃油噴射量剛好滿足要求,對清潔這些發(fā)動機大有幫助。

特別是電控直接噴射和共軌燃油系統(tǒng)兩項技術的突破,催生了具有優(yōu)良性能的新型柴油機的出現(xiàn)。這些新型柴油機電控、加速性良好、氣味不濃也不產生煙塵、行程大并且耐用。

在通常的柴油機中,噴油泵在同一時間射出所有燃油,其結果就是產生柴油機標志性的乓乓的敲擊聲。在直接噴射時,燃料射入之前先有一小部分先行射入,這樣當燃料射入時產生的敲擊聲會變得柔和。與此同時也可以降低燃燒溫度,減少NOx(氮氧化物)的排放量。

共軌燃油系統(tǒng)的作用則在于它可以更好地控制燃油數(shù)量和噴射定時。共軌系統(tǒng)有一個高壓泵,當噴油嘴開啟時,高壓使燃油產生很好的薄霧使得燃燒更加充分,同時還減少了尾氣排放。

現(xiàn)代汽車的各種性能(燃油經濟性、排放、駕駛性能和功率等)越來越好,而使這一切成為現(xiàn)實的正是電子技術與計算機輔助設計的結合。

2.在底盤上的應用

底盤電子控制系統(tǒng)包括很多電子控制裝置,電子控制自動變速器(Electronic-C0ntrolledAutomaticTransmission,ECAT)是其重要組成部分?,F(xiàn)在許多轎車的自動變速器是電子控制的,電子控制也就是微處理器控制。

自動變速器主要由液力變矩器和行星齒輪變速器組成,微處理器根據傳感器輸入信號和開關信號,通過電磁閥控制換檔和變矩器鎖止這兩個工作過程,達到自動變檔的最佳控制精度。發(fā)動機曲軸與變矩器渦輪之間通過離合器接合的裝置也稱為變矩器鎖止,其作用是減輕變矩器渦輪與葉輪之間的打滑現(xiàn)象,改善燃油經濟性。ECAT優(yōu)點是加速性能好、靈敏度高、能準確地反映車輛行駛負荷和道路條件等。

自動變速器的電子控制裝置是由信號輸入系統(tǒng)、計算系統(tǒng)和控制信號輸出系統(tǒng)這三部分組成。信號輸入系統(tǒng)有:變速器輸入速度傳感器、變速器輸出速度傳感器、發(fā)動機冷卻溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機曲軸轉速傳感器、油溫度傳感器、歧管壓力開關、制動開關等信號。這些信號反饋到ECU(在通用汽車上稱為PCM-動力傳動控制組件),在ECU進行計算然后輸出控制信號,通過換檔電磁閥、離合器電磁閥等控制換檔和鎖止動作。微處理器接到傳感器反饋信號后,根據程序計算的結果發(fā)出控制信號接通變矩器的離合器電磁閥電源,驅使電磁閥啟動,使離合器接合;如果切斷離合器電磁閥電源則離合器分離。ECU是根據汽車行駛狀態(tài)來操縱電磁閥通電開關開啟或關閉的。當汽車速度比較慢或停止時,ECU不啟動電磁閥,當汽車速度達到一定值時,ECU就會啟動電磁閥使離合器接合。微處理器接到傳感器反饋信號后,根據汽車車速、發(fā)動機轉速及工作溫度、節(jié)氣門位置、歧管真空度、選檔位置等輸入信號參數(shù)選擇換檔。ECU根據即時變速桿的位置,對照參數(shù)計算選擇最佳的檔位位置,發(fā)出控制信號驅動換檔電磁閥,令變速器換檔。

通用、福特、豐田等等大廠商采用的自動變速器電子控制系統(tǒng),根據與其連接的變速器和發(fā)動機的不同型號而不同,每個系統(tǒng)中的元件和系統(tǒng)的工作過程也隨著不同的變速器而有所變化,但其基本的工作方式及基本部件還是一樣的。

除此外,還有電子穩(wěn)定智能控制裝置(ElectronicStabilitvPro-gram,ESP)、電控懸架操作裝置等。ESP將多種功能整合在一起,并在此基礎上進行了擴展。與其他牽引力控制系統(tǒng)比較,電子穩(wěn)定控制程序不但控制汽車驅動輪,而且可控制從動輪。通過安裝在車輛上的輪速傳感器、側向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器,電子穩(wěn)定控制程序能對車輛的狀態(tài)進行實時監(jiān)控,當感應到輪胎與地面失去附著力,車輛存在側滑危險時,電子穩(wěn)定控制程序會快速而有選擇地對需要制動的車輪實施獨立操作或降低發(fā)動機輸出,以使車輛行駛方向盡可能保持與駕駛員的預期相一致,從而提升車輛在各種工況下的方向穩(wěn)定性及可控性。

目前電控懸架,汽車的懸架系統(tǒng)一般是彈簧剛度和減振器阻尼特性不能改變的被動懸架,它不能根據使用工況和路面輸入的變化進行控制和調整,故難以滿足平順性和操縱穩(wěn)定性的更高要求5近年來,隨著電控和隨動液壓技術的發(fā)展,彈簧剛度和減振器阻尼特性參數(shù)可調的電控主動和半主動懸架,在汽車上逐步得到應用和發(fā)展。

3.整車控制技術

整車控制技術包括車身電子控制、駕駛電子控制等系統(tǒng)。汽車車身電子控制技術所涉及的內容很多,主要包括對汽車照明燈和轉向信號燈的電子控制、對電動座椅、電動門窗、電動門鎖、自動雨刮等的電子控制以及多媒體系統(tǒng)等。目的是保證視野性、方便性、舒適性、娛樂性、通信功能等。目前車身電控技術呈現(xiàn)如下的發(fā)展趨勢:進一步滿足用戶個性化的需求;先進的駕駛和乘坐信息系統(tǒng),如車輛遙控檢測、智能型防盜、乘座適應性控制、42V電子系統(tǒng)、環(huán)保設計系統(tǒng)等等。

傳統(tǒng)的機械和液力駕駛控制系統(tǒng)由于結構的原因(間隙、運動慣量等),從控制指令發(fā)出到指令執(zhí)行會有一定的延遲,這在極限情況下是不能允許的。電控駕駛控制系統(tǒng)是沒有機械和液力后備系統(tǒng)的,電控駕駛控制系統(tǒng)主要由三部分組成:控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)的功能是根據駕駛員的意圖和車輛行駛狀況,對執(zhí)行器給出執(zhí)行的設定值。執(zhí)行系統(tǒng)的功能是在控制系統(tǒng)的控制下,完成具體的執(zhí)行動作(轉向、制動等)。駕駛電子控制技術在現(xiàn)代汽車中,已大量使用,完全取代傳統(tǒng)的機械和液力駕駛控制系統(tǒng)是必然趨勢。

4.主被動安全系統(tǒng)

汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性是衡量汽車性能的重要指標。電子控制技術的引入為汽車的穩(wěn)定性和安全性提供了保障。

提高汽車的操縱穩(wěn)定性,過去一直局限于通過改進輪胎、懸架、轉向與傳動系的性能來實現(xiàn)。隨著計算機、傳感器和執(zhí)行機構的迅速發(fā)展,研發(fā)了各種顯著改善操縱穩(wěn)定性和安全性的電子控制系統(tǒng)如防抱死制動系統(tǒng)(Anti-LockBrakingSystem,簡稱ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TractionControlSystem,簡稱TCS,也稱ASR)、四輪轉向系統(tǒng)(4WS)、車輛動力學控制系統(tǒng)(VehicleDynamicControl,簡稱VDC,也稱VSC、ESP)。其中,VDC是在ABS和TCS的基礎上,增加轉向行駛時橫擺運動的角速度傳感器,通過ECU控制各個車輪的驅動力和制動力,確保汽車行駛的橫向穩(wěn)定性,防止轉向時車輛被推離彎道或從彎道甩出。

輪胎壓力檢測系統(tǒng)(TirePressureM0nit0ringSystem,簡稱TPMS)是在每一個輪眙上安裝高靈敏度的傳感器,在行車狀態(tài)下實時監(jiān)視輪胎的各種數(shù)據,通過無線方式發(fā)射到接收器,并在顯示器上顯示各種數(shù)據,任何原因(如鐵針扎入輪胎、氣門芯漏氣)等導致的輪胎漏氣、溫度升高,系統(tǒng)都會自動報警,從而確保行駛中的安全,延長輪胎的使用壽命。

為了保證行車安全,安全氣囊和座椅安全帶控制系統(tǒng)是必不可少的。安全氣囊的合理觸發(fā)以及座椅安全帶的及時束緊,需要安全系統(tǒng)對行駛狀況的及時監(jiān)測和判斷。安全氣囊和座椅安全帶控制系統(tǒng)將采用越來越多的先進電子傳感器、控制芯片以及電子控制裝置。

二、電子技術在現(xiàn)代汽車中的發(fā)展趨勢

隨著高性能傳感器、微處理器的研制成功以及網絡、總線技術的完善,汽車電子技術將向集中綜合控制和網絡化方向發(fā)展。

1.集中綜合控制

目前汽車電子技術向集中綜合控制方向發(fā)展。例如,將發(fā)動機管理系統(tǒng)和自動變速器控制系統(tǒng),集成為動力傳動系統(tǒng)的綜合控制(PCM);將制動防抱死控制系統(tǒng)(ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)和驅動防滑控制系統(tǒng)(ASR)綜合在一起進行制動控制;通過中央底盤控制器,將制動、懸架、轉向、動力傳動等控制系統(tǒng)通過總線進行連接。控制器通過復雜的控制運算,對各子系統(tǒng)進行協(xié)調,將車輛行駛性能控制到最佳水平,形成一體化底盤控制系統(tǒng)(UCC)。汽車的機械結構還將發(fā)生重大的變化,汽車的各種操縱系統(tǒng)向電子化和電動化發(fā)展,實現(xiàn)“線操控”。用導線代替原來的機械傳動機構,例如“導線制動”、“導線轉向”、“電子油門”等。

隨著汽車電子裝置越來越多,消耗的電能正在大幅度地增加?,F(xiàn)有的12伏動力電源,已滿足不了汽車上所有電氣系統(tǒng)的需要,汽車12伏供電系統(tǒng)需向42伏轉化。今后將采用集成起動機-發(fā)電機42伏供電系統(tǒng),發(fā)電機最大輸出功率將會由目前的1千瓦提高到8千瓦左右,發(fā)電效率將會達到80%以上。42伏汽車電氣系統(tǒng)新標準的實施,將會使汽車電器零部件的設計和結構發(fā)生重大的變革,機械式的繼電器、熔絲式保護電路將被淘汰。

2.網絡化

汽車上的電子電器裝置數(shù)量急劇增多,為了減少連接導線的數(shù)量和重量,網絡、總線技術十分重要。集中綜合控制要求有一個龐大而復雜的信息交換與控制系統(tǒng),車用計算機的容量要求更大,計算速度要求更高。采用高速數(shù)據傳輸網絡日益顯得必要。光導纖維可為此傳輸網絡提供傳輸介質,以解決電子控制系統(tǒng)防電磁干擾的問題。通訊線將各種汽車電子裝置連接成為一個網絡,通過數(shù)據總線發(fā)送和接收信息。電子裝置除了獨立完成各自的控制功能外,還可以為其他控制裝置提供數(shù)據服務。由于使用了網絡化的設計,簡化了布線,減少了電氣節(jié)點的數(shù)量和導線的用量,使裝配工作更為簡化,同時也增加了信息傳送的可靠性。通過數(shù)據總線可以訪問任何一個電子控制裝置,讀取故障碼對其進行故障診斷,使整車維修工作變得更為簡單。

三、結束語

汽車電子技術的應用將使汽車更加智能化和舒適。智能汽車裝備有多種傳感器,能夠充分感知駕車者和乘客的狀況,交通設施和周邊環(huán)境的信息,判斷乘員是否處于最佳狀態(tài),車輛和人是否會發(fā)生危險,并及時采取對應措施。今天,社會進入了信息網絡時代,汽車已不僅僅是一種代步工具,人們已可以在汽車上收聽廣播,打電話,上互聯(lián)網,處理工作。隨著數(shù)字技術的進步,具有信息處理、通訊、導航、防盜、語言識別、圖像顯示和娛樂等功能的車載計算機多媒體系統(tǒng)的開發(fā),汽車也將步入多媒體時代??梢灶A見到的將來,汽車裝置自動導航和輔助駕駛系統(tǒng),駕駛員可把行車的目的地輸入到汽車電腦中,汽車就會沿著最佳行車路線行駛到達目的地。人們可以通過語言識別系統(tǒng)操縱著車內的各種設施,一邊駕駛著汽車,一邊欣賞著音樂電視,還可上網預定飯桌、機票等。

[參考文獻]

[1]魏萬云:《淺談當代電子技術的發(fā)展》,《中國科技信息》2005年第5期。

[2]張凡、殷承良:《現(xiàn)代汽車電子技術及奠在儀表中的應用》,《客車技術與研究》2006年。

[3]劉艷梅:《電子技術在現(xiàn)代汽車上的發(fā)展與應用》,《中國科技信息》2006年第1期。

篇5

首先,廣播電視技術呈高速發(fā)展趨勢。廣播電視屬于電子信息技術的科學分支,隨著電纜電視、光纖通信技術的日益更新,用戶即可獲取豐富電視節(jié)目、廣播節(jié)目,利用網絡互動方式,提出自身要求,或向外界傳送節(jié)目,現(xiàn)代廣播電視呈靈活性、針對性特點。某些單位雖然經濟實力小,仍可成為廣播電視信息傳播者。可以說,信息傳播者、信息受眾之間的界限趨向模糊化,受眾按照自身能力、需求,可掌握傳播工具。然而,我們必須確?,F(xiàn)實社會、科學技術的有效統(tǒng)一,在廣播電視事業(yè)發(fā)展進程中,注重現(xiàn)代技術概念、傳統(tǒng)技術概念的有效統(tǒng)一,重視精神結合物質。其次,通過廣播電視技術,有效促進社會其它領域改革,進而提升技術社會價值。近些年來,廣播電視技術發(fā)展十分迅速,人們文化需求進一步滿足,城鄉(xiāng)之間的信息差別逐漸縮小,廣播電視技術對人們文化價值觀、生活方式具有重要影響。針對廣播電視技術,部分人認為社會道德觀念在逐漸衰退,政治危機進一步加深,廣播電視上花費較多財力、時間,傳統(tǒng)思維方式、方式被改變。部分人認為廣播電視對文學發(fā)展,造成了嚴重阻礙,許多青少年不再重視文學美欣賞,無法以邏輯思維,表達自身思想。同時,大多數(shù)認為,通過現(xiàn)代廣播電視技術,人們進入了新信息時代,人們生活水平進一步提高,社會聯(lián)系越來越緊密,進而促進社會民主、社會安定。不管是積極影響、消極看法,現(xiàn)代廣播技術正在日益發(fā)展,從未停止前進步伐。廣播電視技術可看作雙刃劍,一方面又積極效益,同時也有危害一面,現(xiàn)代廣播技術的運用,必須做到揚長避短、趨利避害。

2現(xiàn)代廣播電視技術的發(fā)展展望

首先,促進現(xiàn)代廣播電視技術的進一步發(fā)展。目前,通過現(xiàn)代廣播電視技術,有效推進廣播電視事業(yè)繁榮發(fā)展。因噪擾不斷積累,信號失真逐漸累積,進而導致質量低劣問題出現(xiàn)。按照現(xiàn)階段技術水平,還很難解決這些問題,即使近些年從未停止改良、完善,因制式制約,未能實現(xiàn)質的飛躍。而衛(wèi)星技術、計算機技術與微電子技術的有效運用,使廣播電視技術有了希望,即將開創(chuàng)廣播電視技術革新時代。其次,數(shù)字化水平進一步提高。對于廣播電視而言,接收、傳輸模擬信號時,極易噪聲干擾、噪雜,使原信號混淆,嚴重影響信號質量。通過數(shù)字化技術,全面提升實用水平,在信號傳輸環(huán)節(jié),對噪擾與失真問題,實施整形恢復,進而獲取原始信號。通過數(shù)字化技術,提高信號處理、加工便捷性,增強抗干擾能力,有利于電路的集成。因此,提高數(shù)字化水平,對廣播電視技術具有重大作用。第三,衛(wèi)星技術進一步發(fā)展。在國際上,先進國家早就開始使用衛(wèi)星技術,使國民信息需求得到有效滿足。然而,我國啟用衛(wèi)星電視技術較晚,一直到1990年才普及推廣,大量衛(wèi)星電視生產企業(yè)、經驗企業(yè)增多。然而受到生產與技術約束,國外廣播電視產品沖擊,外國企業(yè)基本占據了我國衛(wèi)星接收市場。隨著改革開放進一步深化,我國衛(wèi)星技術水平明顯提升,然而過度依賴國外技術。近些年來,衛(wèi)星信道調解芯片逐漸實現(xiàn)國產化,然而國外企業(yè)壟斷了解碼芯片市場,我國電視產品進口依賴度較高,自主產品研發(fā)力度不高。一直到2012年,國產直播解碼芯片研發(fā)成功,使用戶基礎條件得到有效擴大,對于直播衛(wèi)星服務,正在大力推進戶戶通工程,開拓了我國廣播電視新領域。因此,我國要想發(fā)展廣播電視技術,必須不斷加強衛(wèi)星技術研發(fā),提高衛(wèi)星芯片產品質量,進一步發(fā)展衛(wèi)星技術。

3結論

篇6

在改進汽車電工電子實驗的基礎上,進一步實行開放式實驗教學,可更好地提高學生的創(chuàng)新能力和培養(yǎng)創(chuàng)新精神??刹扇∽寣W生自愿報名的方法進行預約,讓學生利用業(yè)余時間,自己擬定題目,經老師同意后,從原理設計、元件采購、印刷電路板設計與制作、產品的組裝調試、故障排除等所有的環(huán)節(jié)均由學生去完成。教師只需在實驗過程中給出必要的指導就可以了。最后根據學生的產品給出成績,這樣可以大大調動和激發(fā)學生學習的創(chuàng)造性和主動性。在開放實驗過程中,注意培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,培養(yǎng)有想象能力及科技素質的人才,強調發(fā)展學生的個性,強調在著力培養(yǎng)學生綜合素質的基礎上,突出創(chuàng)新意識。要合理選擇實驗教材,或自編教材,使實驗教學內容符合汽車專業(yè)需求,讓學生在實驗教學過程中有較大的思維空間和活動空間。要使開放式實驗教學收到較好的效果,必須具備以下條件:

(1)要有一支高素質的師資隊伍,教師要向雙師型轉化,在實驗過程中才能更好地幫助學生提高工程實踐能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

(2)加強實驗室的建設,增加實驗經費,保證實驗室的實驗設備滿足開放實驗的要求。要有有效的實驗室管理方法,可通過計算機或校園網使實驗管理的工作簡化。應適當提高擔任實驗教學的教師待遇。

(3)學生要有學習的自覺性,才能保質保量按時完成實驗,才能取得一定的效果。

二、開展開放式實驗教學的作用

篇7

【摘要】分析我院在電氣工程訓練實踐教學中存在的不足,提出一項教學改進措施,即對原有的實踐教學內容進行提煉和整合,增加有關電子產品制作方面的內容,加強電工電子技術在訓練中的應用,推進實踐教學和現(xiàn)代生產實踐的緊密結合。

【關鍵詞】電工電子技術實踐教學生產實踐

1引言

電氣工程訓練是我院面向工科非電專業(yè)及大文科專業(yè)開設的一門公共實踐課程,學習的主要內容就是安全用電常識和基本的電工電子技術知識及實踐操作技能。

2實踐教學的現(xiàn)狀和改進措施

(1)實踐課程簡介

根據專業(yè)的不同,電氣工程訓練有兩個教學模式。對于工科非電專業(yè),開設電氣工程訓練A,共40學時;圍繞三相籠型異步電動機的控制,訓練工科學生一些簡單的電氣控制方法、控制手段,使之理解電氣控制方面的基本知識和操作技能,了解電氣控制在工程中的應用。對于大文科專業(yè),開設電氣工程訓練B,共40學時;通過室內照明電路的設計、安裝、調試與檢修實踐,讓學生懂得安全用電,學習常用電工工具和儀表的使用,掌握最基本的電工技能。

(2)實踐教學存在的不足之處

從近三年的教學實踐過程看,存在的不足之處有兩點:

第一,教學內容不夠充實,學生做起來前緊后松。為期一周的電工訓練,前三天的實踐內容是理論教學和基礎實踐;后兩天的內容是創(chuàng)新設計,占用時間偏長。

第二,教學實踐內容和現(xiàn)代生產實踐結合度不夠,電工電子技術含量偏低。電氣工程訓練A的實踐內容是交流電動機的交流接觸器控制線路;電氣工程訓練B的實踐內容是照明電路的安裝實踐,在電路中用的是電感式鎮(zhèn)流器。在科技發(fā)展日新月異的今天,這些電路已不是最常用的電路了。

(3)實踐教學改進措施

針對在電氣工程訓練中存在的現(xiàn)狀,對原有的實踐教學內容進行提煉和整合,在電氣工程訓練中增加電子產品制作的內容。對于非電專業(yè)的學生,可以選擇制作一些和已有的實踐項目相關且簡單實用的電氣產品。參加電氣工程訓練A的學生,可以選作PLC控制器;參加電氣工程訓練B的同學,可以選作電子鎮(zhèn)流器。學生在電工實踐過程中,通過對電氣產品的研制、組裝和調試的親身體驗,了解電工電子技術的應用,探知最前沿的科學技術,推進實踐教學和現(xiàn)代生產實踐的緊密結合。

3實踐教學改進后的實施方案

(1)實踐教學內容

電氣工程訓練實踐經過改進后的教學內容可概括為四個教學環(huán)節(jié)、六大教學模塊。四個教學環(huán)節(jié)包括理論教學、基礎實踐、創(chuàng)新設計和產品制作;六大教學模塊包括元器件認識、工具儀表使用、電路原理和電路設計、線路板制作、組裝和配線、調試和檢修。

在教學實踐過程中,六大教學模塊的實施是滲透在四個教學環(huán)節(jié)中完成的??梢钥闯?和電氣工程訓練B相比,電氣工程訓練A的電工電子技術信息含量大、實踐操作難度高。

(2)教學實施方案

教學內容的難易程度以及時間安排不是一成不變的,在教學過程中需要把握三點:

第一,理論與實踐相結合。理論教師在理論教學環(huán)節(jié)主要講解安全用電常識、元器件認識與檢測、電氣原理圖識圖、實踐操作技能四方面知識。脫離實踐操作的理論知識不用講,和實踐操作聯(lián)系不大的理論知識要少講。通過理論教學,學生可以運用掌握的理論知識指導自己的電氣工程實踐,這才是理論教學的真正目的。

第二,因材施教。專業(yè)不同,采用的教學方法和教學手段就不同,講授的教學內容也不同;專業(yè)相同基礎不同,教學內容的側重點就不同,對三表學生要突出應用能力和實踐技能的[培養(yǎng),對素質高、學習能力強的學生要進行精英培養(yǎng)。

第三,課內教學與課外活動相結合。對于參加電氣工程訓練興趣高、產品制作有獨到見解的學生,教師要積極引導,把課內教學內容和學生課外科研活動、素質教育活動有機結合起來,并給予必要的指導。

(3)激發(fā)學生興趣的方法

為了更好地完成教學任務,實現(xiàn)預期的教學目標,要充分調動學生參與實踐的主觀能動性,激發(fā)學生的興趣和培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

第一,確定靈活、直觀的教學方法。在理論和實踐教學過程中,結合板書、多媒體課件及實物展示等教學手段,采用演示教學和漸進式啟發(fā)教學相結合的教學方式,在激發(fā)學生興趣、培養(yǎng)自學和獨立思考能力等方面下功夫,使教學效果不斷提升。對于基礎實踐項目,主要以演示教學為主,通過演示教學,學生把容易理解和接受的感性知識上升為可以指導自己實踐操作的理性知識。對于創(chuàng)新實踐項目,主要以漸進式啟發(fā)教學為主。通過啟發(fā)教學,開闊學生的思路,培養(yǎng)同學們獨立完成實踐項目的能力。

第二,采用不同的考核標準。在教學過程中,要根據不同專業(yè)、不同基礎的學生,調整實踐項目在量和質上的要求,制定相應的考核標準,讓每個學生都能體驗到完成實踐項目的成就感,激發(fā)學生的學習興趣。學生有了興趣,教學目的就容易達到了。

第三,實行多方位的獎勵制度。在基礎實踐環(huán)節(jié),可以把一個班級分成幾組,組和組之間比賽,哪個組完成的又快又好,哪個組就有額外加分,并把名次寫在黑板上。這樣就能激發(fā)學生之間團結合作、協(xié)同作戰(zhàn)的意識和動力。在產品制作實踐環(huán)節(jié),可以把課內教學和課外的素質教育活動相結合,給成績優(yōu)異者頒發(fā)獲獎證書和獎金,鼓勵學生參加科研活動。

篇8

在電子技術應用專業(yè)的傳統(tǒng)模式教學中,知識傳授與技能訓練之間存在著一定的間隔,沒有能夠將其緊密結合起來,導致學生知識與技能素質未能得到協(xié)調發(fā)展。為了培養(yǎng)高素質的實用型技術人才,在電子技術應用專業(yè)教學中,開展一體化技能訓練是突破上述困境的有效途徑,其立足于教學大綱,著眼于提升學生實踐技能,緊扣行業(yè)崗位技能標準與技能鑒定標準,對教學內容進行分層分塊整合,引導學生在學中做、做中學,提升綜合能力。這一教學模式不僅體現(xiàn)了學生知識與能力的綜合發(fā)展,而且與行業(yè)發(fā)展、人才需求結合更為緊密,有助于中職教育與社會發(fā)展的“無縫對接”。

2.一體化技能訓練模式的設計理念

開展電子應用專業(yè)技能訓練一體化模式的研究,首先要對本專業(yè)未來就業(yè)行業(yè)、領域的人才需求進行充分調研,了解電子技術應用專業(yè)崗位的任務、技能要求以及所需掌握的知識等方面狀況,將其細分為電子整機裝配、維修電工以及家電維修等不同的培養(yǎng)方向。其次要對教學內容進行整合,設置為基礎知識和基本技能、專項技能以及綜合技能等三個方面,每一個方面都設置相應的教學目標要求,編寫教學計劃與方案,組織開展教學訓練活動。另外,還要對學生的知識點掌握以及技能訓練要求等方面進行評估,對教學成效開展檢驗。

3.一體化技能訓練模式的實施要點

在電子技術應用專業(yè)一體化技能訓練模式的運用中,教師要注重理念創(chuàng)新與過程優(yōu)化,緊扣實施要點開展教學工作,重點要抓住“四個三”。首先,教師在教學中要對電子技術應用專業(yè)的培養(yǎng)方向進行三個方面的細化,依據實際情況調整為電子整機裝配、維修電工以及家電維修等三個不同側重點的方向。其次,要對不同方向培養(yǎng)內容進行三個版塊的劃分,即:基礎知識與基本技能版塊、專項技能版塊、綜合技能版塊。第三,要將一體化訓練內容劃分為三個不同的要求與層級,最基礎的要求為掌握基本知識與基本技能,獲得畢業(yè)的資格,第二個層面的要求為專業(yè)技能獲得認可,取得專業(yè)技能證書,第三個層面的要求為培養(yǎng)專業(yè)崗位職業(yè)能力,獲得職業(yè)資格證書。另外,教師在這一模式的運用中,要緊扣住“項目引導、任務驅動、互動反饋”這三個基本環(huán)節(jié),這也是整個教學訓練過程中最為重要的環(huán)節(jié)。項目引導是將技能訓練的項目貫穿于整個教學活動的全過程,以項目訓練為載體開展教學訓練。任務驅動是指教學中依據項目要求,將知識點掌握以及技能訓練的目標要求細化為一個個具體的任務,將這樣的學習任務交給學生自己去完成,依靠自己的努力以及相互的合作去突破學習難點?;臃答伿侵冈谡麄€教學訓練過程中,教師指導學生自主完成學習目標任務,同時給予必要的指導與輔導,尤其是思維方式方面的點撥顯得較為重要,并及時搜集學生在自主學習訓練中的各類信息進行分析評估,從而增強教學活動的針對性與實效性。以“直流穩(wěn)壓電源的制作與調試”教學為例,筆者將教學訓練項目設置為8個方面的學習任務:識讀直流穩(wěn)壓電源電路的工作原理、選擇元器件并對其性能進行測試、依照電路圖裝配電路、分析直流穩(wěn)壓電路的工作過程與原理、電路的測試、裝配制作直流穩(wěn)壓電路板、測試調試電路板、制作電路板的實際應用。整個教學訓練的難點要點也在這一組學習任務中有效體現(xiàn)出來,筆者在課堂上向學生揭示出來,要求學生進行獨立思考與相互協(xié)作,以全面完成目標任務。學生在不同學習任務的項目訓練中,依據自己的獨立思考、想和合作,能夠得到全方位的提高。在“識讀直流穩(wěn)壓電源電路的工作原理”任務中,學生對電路圖原理的分析能力能夠得到培養(yǎng);在“選擇元器件并對其性能進行測試”任務中,學生對電子元器件的識別與檢測能力得到了有效訓練;在“依照電路圖裝配電路”任務中,學生的焊接技術及其電路安裝工藝等方面得到了訓練與培養(yǎng);在“分析直流穩(wěn)壓電路的工作過程與原理”任務中,學生對電子電路圖識讀能力有了明顯提高;在“電路的測試”任務中,學生能夠提高電路檢測與分析的能力,熟練掌握各類電子儀表的運用;在“測試調試電路板”的任務中,學生調試與排除電路故障能力以及綜合處理能力得到了有效培養(yǎng);在“制作電路板的實際應用”任務中,學生學以致用和改革創(chuàng)新的能力能夠得到有效培養(yǎng)。

4.一體化技能訓練模式的顯著優(yōu)勢

篇9

關鍵詞:移動電子商務;英特網;無線接入技術;3G

引言

英特網(Internet)和移動通信技術的出現(xiàn),改變了人們傳統(tǒng)的生活、工作模式,打破了時間、地域的限制。移動電子商務(M-commerce)是通過移動通信技術與英特網有機結合所進行的電子商務活動。移動電子商務作為一種新型的電子商務方式,充分利用了移動無線網絡的優(yōu)點,是對傳統(tǒng)電子商務的有益的補充,具有非常廣闊的發(fā)展前景。近十年來,推動移動電子商務發(fā)展的技術不斷涌現(xiàn),這些技術主要包括:無線應用協(xié)議(WAP)、移動IP(MobileIP)、藍牙技術(Bluetooth)、無線局域網(WLAN)、通用分組無線業(yè)務(GPRS)和第三代移動通信系統(tǒng)(3G)等。

一、移動電子商務

1.移動電子商務的定義及特點

目前,業(yè)界還沒有對移動電子商務的定義形成權威的、一致的認識,人們從不同的角度提出了不同的見解,這些見解各有不同出發(fā)點和含義。從技術的角度看,移動電子商務可看做電子商務的一個新的發(fā)展分支;但從應用的角度來看,移動電子商務是對有線電子商務的整合與發(fā)展,是電子商務發(fā)展的新形態(tài)。一般而言,移動電子商務的定義應包含“商務活動”、“英特網”和“無線網絡技術”三部分。文獻[1]將移動電子商務定義為:“消費者在支持英特網的無線通信網絡平臺上,借助移動的智能終端設備,完成商品或服務的購買或消費行為的社會經濟活動?!笨梢姡苿与娮由虅湛梢远x為:通過移動的智能終端設備、無線網絡和英特網結合所進行的電子商務活動。

通過移動電子商務,消費者可真正突破“時空限制”,隨時隨地獲取所需的服務、應用、信息和娛樂。和傳統(tǒng)基于英特網的電子商務相比,移動電子商務具有以下幾個顯著的特點:(1)交易不受時間和地點的限制;(2)移動終端擁有者的身份相對固定,可方便的向消費者提供個性化移動交易服務;(3)通過移動定位技術,可以提供與位置相關的交易服務。

2.推動移動電子商務發(fā)展的技術因素

移動電子商務同傳統(tǒng)電子商務的主要區(qū)別就是無線網絡的應用,而正是無線數(shù)據通信技術的快速發(fā)展,推動了移動電子商務的迅猛發(fā)展。從技術的角度看,推動移動電子商務發(fā)展的因素主要有以下三個。

(1)無線應用協(xié)議的推出。如何將英特網的豐富信息及先進的業(yè)務引入到移動電話等無線終端設備當中,是實現(xiàn)移動電子商務需要解決的第一個問題。無線應用協(xié)議(WAP)的出現(xiàn),很好地解決了這個問題。無線應用協(xié)議(WAP)的出現(xiàn)使移動英特網有了一個通行的標準,使移動電話等無線終端設備接入英特網成為了可能。

(2)無線接入技術的快速發(fā)展。早期無線接入技術如GSM、TDMA和CDMA數(shù)據傳輸速率很低,不適于英特網接入。而近年來得到廣泛使用的通用分組無線服務(GPRS)等接入技術,大大提高了無線數(shù)據傳輸速率。目前,世界各國大力推廣的第三代移動通信技術(3G),不僅可以克服傳統(tǒng)無線接入方式傳輸速率方面的缺陷,而且還可以支持寬帶多媒體數(shù)據傳輸,這將縮小有線和無線接入的差距,必將進一步推動移動電子商務的發(fā)展。

(3)移動終端技術的日趨成熟。移動終端技術本質上是一種結合手持硬件、無線寬帶網絡與移動應用軟件的總稱。目前市面上各種個人數(shù)碼助理(PDA)、智能手機(SmartPhone)已經隨處可見,各種移動智能終端設備不斷推陳出新,移動終端用戶也不斷攀升。這不僅給消費者使用移動終端進行電子商務提供可能,而且在數(shù)量上大大超過互聯(lián)網用戶的移動終端用戶更是為移動電子商務提供了巨大的市場。

3.移動電子商務系統(tǒng)組成

移動電子商務系統(tǒng)主要由移動商務應用、移動終端設備、移動中間件和移動網絡設施組成。(1)移動商務應用主要是指移動電子商務為用戶提供的各種商品和服務活動;(2)移動終端設備就是指各種通過無線網絡接入英特網的終端設備,包括手機、個人數(shù)碼助理和筆記本等;(3)移動中間件是指連接電子商務與異構網絡和操作系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)層,如ExpressQ和WAP等,它們屏蔽了分布環(huán)境中異構的操作系統(tǒng)和網絡協(xié)議;(4)移動網絡設施是指支持移動電子商務的無線網絡和設備,包括GSM、GPRS、CDMA和3G等。中國-二、移動電子商務的主要實現(xiàn)技術

1.無線應用協(xié)議(WAP)

無線應用協(xié)議WAP是WirelessApplicationProtocol的縮寫,它是由Motorola、Nokia、Ericsson和Phone.corn公司最早倡導和開發(fā)的,它的提出和發(fā)展是基于在移動中接入英特網的需要。WAP是開展移動電子商務的核心技術之一,它提供了一套開放、統(tǒng)一的技術平臺,使用戶可以通過移動設備很容易的訪問和獲取以統(tǒng)一的內容格式表示的英特網或企業(yè)內部網信息和各種服務。通過WAP,手機可以隨時隨地、方便快捷地接入互聯(lián)網,真正實現(xiàn)不受時間和地域約束的移動電子商務。中國

2.移動IP(MobileIP)

移動IP(MobileIP)是由互聯(lián)網工程任務小組(IETF)在1996年制定的一項開放標準。它的設計目標是能夠使移動用戶在移動自己位置的同時無須中斷正在進行的英特網通信。移動IP現(xiàn)在有兩個版本,分別為MobileIPv4(RFC3344)和MobileIPv6(RFC3775)。目前廣泛使用的仍然是MobileIPv4。目前移動IP主要使用三種隧道技術,即IP的IP封裝、IP的最小封裝和通用路由封裝來解決移動節(jié)點的移動性問題。

3.藍牙(BlueTooth)

藍牙(BlueTooth)是由Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba等公司于1998年5月聯(lián)合推出的一項短程無線聯(lián)接標準。該標準旨在取代有線連接,實現(xiàn)數(shù)字設備間的無線互聯(lián),以便確保大多數(shù)常見的計算機和通信設備之間可方便地進行通信?!八{牙”作為一種低成本、低功率、小范圍的無線通信技術,可以使移動電話、個人電腦、個人數(shù)字助理、便攜式電腦、打印機及其他計算機設備在短距離內無須線纜即可進行通信?!八{牙”支持64kb/s實時話音傳輸和數(shù)據傳輸,傳輸距離為10m~100m,其組網原則采用主從網絡。

4.無線局域網(WLAN)

無線局域網絡WLAN是WirelessLocalAreaNetworks的縮寫,它是一種借助無線技術取代以往有線布線方式構成局域網的新手段,可提供傳統(tǒng)有線局域網的所有功能,它支持較高的傳輸速率。它通常利用射頻無線電或紅外線,借助直接序列擴頻(DSSS)或跳頻擴頻(FHSS)、GMSK、OFDM和UWBT等技術實現(xiàn)固定、半移動及移動的網絡終端對英特網網絡進行較遠距離的高速連接訪問。1997年6月,IEEE推出了802.11標準,開創(chuàng)了WLAN先河;目前,WLAN主要有IEEE802.11x與HiperLAN/x兩種系列標準。

4.通用分組無線業(yè)務(GPRS)

GPRS的英文全稱為GeneralPacketRadioService,中文含義為通用分組無線服務,是歐洲電信標準化組織(ETSI)在GSM系統(tǒng)的基礎上制定的一套移動數(shù)據通信技術標準。它利用“包交換”(Packet-Switched)的概念所發(fā)展出的一套無線傳輸方式。GPRS是2.5代移動通信系統(tǒng)。GPRS具有“數(shù)據傳輸率高”、“永遠在線”和“僅按數(shù)據流量計費”的特點,目前得到較廣泛的使用。

5.第三代移動通信技術(3G)

3G英文全稱為3rdGeneration,中文含義為第三代數(shù)字通信。它是由衛(wèi)星移動通信網和地面移動通信網所組成,支持高速移動環(huán)境,提供語音、數(shù)據和多媒體等多種業(yè)務的先進移動通信網。國際電聯(lián)(ITU)原本是要把世界上的所有無線移動通信標準在公元2000年左右統(tǒng)一為全球統(tǒng)一的技術格式。但是由于各種經濟和政治的原因,最終形成了三個技術標準即歐洲的WCDMA,美國的CDMA2000和中國的TD-SCDMA。TD-SCDMA是由中國大唐移動通信第一次提出并在無線傳輸技術(RTT)的基礎上與國際合作完成的。中文含義為“時分同步碼分多址接入”。相對于其他兩個標準TD-SCDMA具有頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、建網成本低和高效支持數(shù)據業(yè)務等優(yōu)勢。

總結

移動通信和英特網的完美結合造就了移動電子商務。在技術更新與社會需求的交替推動下,移動電子商務已經產生了一個不可阻擋的發(fā)展趨勢,它必將對全球經濟和技術進步產生更加深遠的影響。

參考文獻:

[1]柯新生.電子商務運作與實例[M].北京:清華大學出版社,2007.

篇10

關鍵詞:數(shù)字化變電站;智能化;信息節(jié)點

Abstract: The development of digital substation on the safety of the whole power system stability produced far-reaching effect to raise the level of automation. However, from the traditional substation to substation put into use will require a transition process, on the one hand is the design and implementation of transformation and excessive scheme, on the other hand is the result of new technology and new equipment put into operation, due to lack of experience, there are some problems in the design and operation. This paper analyzes the problems in the equipment operation, maintenance problems, and put forward relevant proposals

Key words: digital substation; intelligent node;

中圖分類號:S611文獻標識碼:A文章編號:

一、引言

數(shù)字化變電站是智能電網發(fā)展的基礎產物,其建設基于EC61850 標準,利用現(xiàn)代電力電子技術和計算機網絡技術實現(xiàn)變電站內電氣設備的功能優(yōu)化組合,實現(xiàn)互操作性和信息共享。數(shù)字化變電站其主要的特點是一次系統(tǒng)的智能化和二次系統(tǒng)的網絡化,智能化技術的應用增強了電網調度以及輸電和配電的可靠性IED(智能化電氣設備)體積小,數(shù)字化變電站占地面積小,建站投資成本低。隨著智能化水平的提高,現(xiàn)在無人值班變電站也正大力發(fā)展起來,管理與維護成本低。數(shù)字變電站的發(fā)展對整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性,自動化水平的提高都產生了深遠的影響。

二、數(shù)字化變電站的特點

(一)數(shù)據采集的數(shù)字化

數(shù)字化變電站采用的是數(shù)字化的電氣測量系統(tǒng),電氣量的采集、傳輸、處理以及輸出都是將模擬信號數(shù)字化,實現(xiàn)一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)的電氣隔離。

(二)系統(tǒng)結構層次化

數(shù)字化變電站的建設標準 IEC61850 的特點是采用的層次化的結構體系,將變電站的邏輯結構分成三個層次,分別是過程層、間隔層、站控層,各個層次之間通過光纖進行信號的通訊,與傳統(tǒng)的電纜相比,抗電磁干擾的能力更強,接線更加簡化,數(shù)據傳輸速度更快。

(三)智能化的電氣設備

電氣設備的智能化是數(shù)字化變電站的基礎,例如現(xiàn)在研究和應用較廣泛的電子式互感器、新型斷路器等,通過將電子技術與微機技術相結合,能夠對設備進行更加精確的控制。

(四)緊湊的系統(tǒng)結構

由于智能化電氣設備的應用,數(shù)字化變電站的測量控制系統(tǒng)的重量輕,體積小,很方便將其集成在智能控制柜中,進行功能的優(yōu)化組合。 正由于數(shù)字化變電站結合了現(xiàn)代電力電子技術和計算機網絡技術,其數(shù)據處理方式以及通信方式都不同于傳統(tǒng)的變電站,智能化程度更高,投資成本更低,因此得到了推廣,但是,目前技術不成熟,仍然還存在一定的問題。

三、數(shù)字化變電站設計中的問題

數(shù)字化變電站內部設備的設計關系到整個數(shù)字變電站生命周期的工作性能,由于現(xiàn)在生產智能化電氣設備的廠家較多,部分設備的技術不是很成熟,設計缺乏人性化,仍然存在一定不兼容和不合理等方面的問題。

接口兼容問題。數(shù)字化變電站內部的設備來自不同的廠家,接口的類型很多,在實際的運行當中會遇到接口不兼容的問題,從而導致設備之間不能進行有效的信號傳輸與數(shù)據共享,例如GPS 對時接口與接收設備的接口不兼容,此時采用的解決辦法常常是由GPS的廠家更換插件,但是這樣就造成了不必要的時間拖

延與成本的增加。

測控裝置冗余問題。在數(shù)字化變電站中,微機的測量裝置很多,一方面設備的利用率不高,另一方面,增加了運行維護的工作量,并且增加了出現(xiàn)錯誤的幾率。因此在設計和建設階段,可以盡量減少微機的數(shù)目,可以合并的接口應當盡可能合并,避免過多的測量和控制單元,造成資源浪費和不必要的工作量增加。

遙視系統(tǒng)無法生效問題。遙視系統(tǒng)是遠程控制和無人值班變電站中,工作人員的“眼睛” ,能夠將現(xiàn)場的情況通過圖像進行實時傳輸。那么工作人員只需要通過遙視系統(tǒng)就可以了解變電站的運行狀態(tài),大大地提高了工作效率,是數(shù)字化變電站智能化的體現(xiàn)。然而實際工作中,攝像頭的數(shù)目不足,安裝位置不夠,不能獲得足夠的信息,遙視系統(tǒng)的功能沒有完全發(fā)揮。

通信故障問題。信號通信是數(shù)字化變電站的網絡基礎,也是保證信號傳輸工作正常的前提。然而由于其通常由微小的網絡組成,通常沒有得到足夠的重視,但是通信網絡一旦出現(xiàn)故障,那么就會造成很嚴重的影響,通信網絡的防護措施做得不夠,現(xiàn)在很多的通信光纜是埋在地下,沒有鋼鎧進行保護,很容易受到老

鼠或者人為的破壞。在數(shù)字化變電站中,使用的是各個廠家的設備,常常有不兼容的現(xiàn)象出現(xiàn),為了實現(xiàn)信號通信,需要加轉換器等,對信號通信造成了一定的影響。因此,在進行通信網絡建設時應該采用具有保護措施的光纜,盡量采用同一廠家的智能化設備,或者在進行招標時明確規(guī)定設備接口的標準。

設計缺乏人性化?,F(xiàn)在數(shù)字化變電站的建設和設計缺乏人性化,主要是體現(xiàn)在,變電站的設計和施工完成了,基本的功能也具備,但是卻給運行和操作的人員的工作帶來極大的不方便。變電站內很多的設備都安裝在室內,在設計的時候為了美觀,很多時候直接將各種管道埋在地下,而在施工中進行二次光纜或電纜的敷設時非常的麻煩,因此需要運行人員與施工的人員進行溝通,采取合理的線路掩埋方式。

監(jiān)控系統(tǒng)的設計不合理。變電站中后臺的監(jiān)控系統(tǒng)采用的都是單機、單網的設計方式,這樣運行的可靠性有所降低,并影響到變電站的安全運行。然而,現(xiàn)在數(shù)字化變電站中都是通過微機以及相關的軟件對系統(tǒng)的數(shù)據進行處理和控制,而智能化電氣設備的更新?lián)Q代比較快, 軟件有時候針對新的設備難以發(fā)現(xiàn)其缺陷,

監(jiān)控工作難以進行。

由上分析可知,數(shù)字化變電站在設計階段的許多問題對變電站的運行有著關鍵性的影響,在設計中應該按照 IEC61850 的相關技術規(guī)范,采用統(tǒng)一協(xié)議,根據需要采用具有較高性能和具有完善的保護措施的設備。

四、數(shù)字化變電站運行問題

保護裝置由于本身的缺陷誤發(fā)報文,造成斷路器誤動作。由于電力系統(tǒng)或變電站本身的信號抖動,變電站中的保護裝置可能發(fā)出動作信號,斷路器動作,造成供電可靠性降低。可以通過升級全站的保護程序,增加消除抖動的延時,增強抗干擾的能力。

電壓和電流等數(shù)據不準確的問題。在數(shù)字化變電站中進行傳輸?shù)亩际菙?shù)字信號。通過電子互感器采集模擬信號,然后轉化成數(shù)字信號,數(shù)字信號與模擬信號的重要區(qū)別是,數(shù)字信號需要有同步時鐘,而模擬信號不需要。如果有一個間隔的信號丟失,那么將會造成整個間隔層的保護都無法動作。由于設備的缺陷,信

號丟失也很容易發(fā)生,除此之外,如果同種設備之間的數(shù)值轉換的計算方法不同,采用的精度不同,也將造成數(shù)據傳輸錯誤的發(fā)生。解決的辦法是采用精度比較高的設備或者采用放大系統(tǒng)對數(shù)據進行處理,減少誤差。

備用電源的不穩(wěn)定性。變電站內部的備用電源主要是用于故障或者事故情況下對站內的關鍵設備進行供電。在最初,采用的是站內直流和逆變的方式作為變電站的備用電源。但是站內直流不穩(wěn)定,因此故障時通信設備工作不正常,甚至有時候會造成事故相關狀態(tài)信息的丟失。UPS是一種含有儲能裝置,并且以逆變

器作為主要組成部分的恒壓恒頻不間斷電源,主要用于計算機及其網絡或者其他電力電子設備的電力供應,其電壓波形精度高,頻率穩(wěn)定,能夠承受電網的電能波形波動,電能間斷甚至短時的停電,具有低輸出阻抗的特點,因此作為變電站的備用電源,能夠提高變電站在事故之后的通信傳輸效率。

后臺機的運行與維護不到位。現(xiàn)在數(shù)字化變電站內部后臺機的管理措施還不完善,管理缺位,只重視后臺機的病毒防護,然而忽視了其中的散熱和清潔工作。 后臺機是一種常年工作的設備,其放置的環(huán)境往往有很多灰塵,如果不進行及時清理,很多時候會出現(xiàn)藍屏死機等現(xiàn)象。然而后臺機記錄了大量的數(shù)據,因此很

容易造成數(shù)據的丟失,對變電站的工作造成影響,通過采取及時有效的數(shù)據備份措施可以減少損失,但是對后臺機的維護工作仍然非常關鍵。

五、總結