測控與傳感論文范文

測控與傳感論文范文第一篇測控與傳感論文范文第一篇1基于組件的軟件復用技術

目前制定實現(xiàn)規(guī)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(tǒng)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(jié)構(gòu)特點,采用“搭積本”的方式生產(chǎn)軟件，大大提高軟件開發(fā)效率。

2基于組件技術的實時測控軟件開發(fā)

軟件架構(gòu)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(gòu)，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?qū)M件進行二次開發(fā)。而基于組件建立的軟件架構(gòu)和應用開發(fā)，其最大優(yōu)點在于可以復用的應用結(jié)構(gòu)和軟件單元。實時測控軟件主要是對實時測控數(shù)據(jù)的處理、評估和顯示，而測控數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果評估等四個部分，針對以上4種數(shù)據(jù)類型，在基于組件技術思想下，其處理架構(gòu)可統(tǒng)一進行設計，如圖1所示。針對靶場測控系統(tǒng)中光測、雷測、遙測及GPS測量等數(shù)據(jù)處理應用，通過將數(shù)據(jù)采集組件、數(shù)據(jù)解析組件、數(shù)據(jù)處理組件、結(jié)果評估組件替換成相應功能的組件，即可實現(xiàn)在保持軟件架構(gòu)不變的前提下開發(fā)出不同的應用系統(tǒng)。

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(xiàn)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(tǒng)中的組件用新的組件替換，以隨時進行系統(tǒng)升級維護。下面以實時測控數(shù)據(jù)處理軟件中的雷測數(shù)據(jù)處理應用為例，其軟件的架構(gòu)如圖2所示。當需要對系統(tǒng)進行升級維護時，在軟件架構(gòu)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(tǒng)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(xiàn)系統(tǒng)的升級維護。

利用組件復用技術實現(xiàn)軟件功能擴展

組件復用是利用已有組件創(chuàng)建新組件，即通過第三方產(chǎn)品來構(gòu)建自己產(chǎn)品。組件復用是通過包容和聚合來實現(xiàn)的，包容時外部組件包含內(nèi)部組件的接口，它由外部組件接收此調(diào)用請求再交由內(nèi)部組件來處理，聚合時外部組件直接調(diào)用內(nèi)部組件的接口，它讓內(nèi)部組件直接處理該調(diào)用請求。在C++語言，通過在外部組件中增加內(nèi)部組件接口，并把調(diào)用請求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部組件即可實現(xiàn)包容，對于聚合，在內(nèi)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(nèi)部組件接口提出的查詢接口請求由一個委托接口轉(zhuǎn)發(fā)至外部組件，再由外部組件接口查詢內(nèi)部組件。這樣就可以實現(xiàn)一致的訪問，即不管是通過外部組件的接口，還是內(nèi)部組件的接口，都可以查詢到內(nèi)外組件所支持的接口集合。在實際應用中，軟件開發(fā)不僅有大量的、功能強大的商業(yè)化組件可以使用，而且有應用廣泛的、成熟的靶場測控系統(tǒng)專用組件可以使用，如組件化的數(shù)據(jù)接收、量綱復用、坐標轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的軟件功能，對于靶場測控系統(tǒng)建設具有重要的現(xiàn)實意義。

3結(jié)束語

基于組件技術的實時測控數(shù)據(jù)處理軟件開發(fā)可以大大提高軟件開發(fā)效率，大幅度降低系統(tǒng)的開發(fā)費用，有效解決靶場測控數(shù)據(jù)種類多、規(guī)模大、復雜性高的難題，為靶場測控手段的不斷發(fā)展提供了技術支持。

測控與傳感論文范文第二篇1測控系統(tǒng)設計分析

1．1試驗臺結(jié)構(gòu)設計

測試系統(tǒng)的作用是控制機械部件進行運作，其中，驅(qū)動部件帶動試驗臺面部件，使其能夠在床身上進行往復的運動;加載部件能夠?qū)Ρ粶y導軌進行正確的加載，并且可以調(diào)節(jié)力的大小，從而使試驗裝置進行模擬加載跑合試驗;并對相關壽命試驗參數(shù)進行監(jiān)測和采集。這些功能的實現(xiàn)需要搭建完善的測控硬件系統(tǒng)，并且根據(jù)所需要實現(xiàn)的功能，編制完善的試驗控制軟件、測試軟件、數(shù)據(jù)分析軟件等，使試驗臺能夠按照預計的方案進行試驗，并能夠獲得導軌副相關參數(shù)如:型號、載荷、震動等相對工作時間的變化曲線。本試驗臺主要由測控系統(tǒng)、加載力控制系統(tǒng)、驅(qū)動電機控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。

1．2加載力控制系統(tǒng)

1．2．1試驗的加載力分析

我國目前的壽命試驗臺可以進行單條導軌的試驗，然而加載力不能變化，加載方式單一，不能提供高加載。為了提高試驗效率，試驗臺面上表面設置相互平行的三條被測導軌副轉(zhuǎn)接板，每條被測導軌副轉(zhuǎn)接板上均設置一條被測導軌副，被測導軌副轉(zhuǎn)接板可以根據(jù)被測導軌副型號的不同進行更換，保證了試驗裝置的通用性，因此需要三組加載力裝置分別對三條被測導軌進行加載，實現(xiàn)被測導軌可以分別加載或是同時加載;由于工作時，導軌所承受的載荷是變化的，因此加載力的調(diào)節(jié)范圍需要較大，并且現(xiàn)在廠家所使用的導軌最大承載可達到30t，根據(jù)以上要求，選擇液壓加載的方式，液壓加載可以提供高壓力(30t)，并且其傳動平穩(wěn)，可以實現(xiàn)自動過載保護，具有使用壽命長、體積小、重量輕等優(yōu)點，滿足本試驗臺的需求。因此加載部件主要由龍門和三個液壓缸組成，三個液壓缸并排安裝在龍門頂部，可分別對三條被測導軌副進行加載，并且可以根據(jù)實際加載要求更換不同上下加載工裝。

1．2．2加載力控制系統(tǒng)設計

液壓缸加載的控制分為加載動作的控制和加載力大小的控制。加載動作即為液壓缸的伸出和縮回，可以通過三位四通電磁換向閥來控制;加載力的大小通過減壓閥來控制。根據(jù)試驗要求，現(xiàn)設計加載力控制的液動原理圖，當液壓站本身通路正常時，三個減壓閥8接收到AO電壓信號后，輸出相應的壓力，壓力變送器可以監(jiān)測減壓閥輸出壓力的大小，換向閥10接收到減壓閥給的壓力信號后，可以給油缸11相應的液壓力，換向閥的左右電磁鐵的通斷，可以控制油缸流量進入的方向，從而控制油缸的伸出和縮回動作，蓄能器7的作用是保壓，可以避免電機長期連續(xù)工作。減壓閥的控制信號AO要求可以通過程序提供0～10V的電壓信號，工控機給輸出卡信號，使板卡輸出相應的模擬電壓信號給減壓閥，經(jīng)分析PCI-1720是一款具有4路模擬量輸出口的輸出卡，可以提供0～10V范圍的電壓，滿足試驗需求。結(jié)合所選板卡及試驗要求，設計加載力大小控制接線，工控機控制采集卡PCI-1720輸出0～10V的電壓信號，板卡VO口輸出的電壓信號發(fā)送給相應的減壓閥，減壓閥為液壓缸的運動提供壓力。電磁閥的控制信號DO要求所選的控制板卡可以給出六位的數(shù)字信號，每兩位高低信號控制一個電磁閥，，當電磁閥右電磁鐵為高信號，左電磁鐵為低信號時，油缸的活塞向下運動，實現(xiàn)伸出動作;當電磁閥左電磁鐵為高信號，右電磁鐵為低信號時，油缸的活塞向上運動，實現(xiàn)縮回動作。經(jīng)分析PCI-7260可以提供8通道大功率繼電器輸出，并且可以單獨控制，滿足試驗需求。結(jié)合所選板卡及試驗要求，設計電磁閥的控制接線，工控機控制板卡PCI-7260的NO和COM口向電磁閥發(fā)送數(shù)字信號，六個DO口分別控制三個液壓缸的伸出與縮回動作。由于電磁閥里有磁鐵線圈，當斷電時，它會產(chǎn)生電感電流，其中與電磁閥并聯(lián)的二極管就是為了釋放這些電感電流，防止這些電流加在板卡的端口，影響板卡的性能。

1．3驅(qū)動電機控制系統(tǒng)

1．3．1電機控制的分析

，本試驗臺的運動通過在試驗臺面的一側(cè)安裝齒條，齒條與驅(qū)動部件中的齒輪嚙合，在驅(qū)動部件的帶動下實現(xiàn)試驗臺面部件往復運動的功能。驅(qū)動部件主要是由電機與減速器組成，電機的轉(zhuǎn)速及其正反轉(zhuǎn)一般是由變頻器［9］控制的，變頻器根據(jù)工控機輸入的電壓量，來控制電機的轉(zhuǎn)速，從而控制試驗臺面的移動速度，并且變頻器通過接受相應的數(shù)字信號可以控制電機的啟動和停止;電機要實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，將其電源的相序中任意兩相對調(diào)即可，當試驗臺面運動到最大試驗位置時，變頻器會接收到相應的數(shù)字信號，并且可以輸出信號給電機來改變轉(zhuǎn)向。同時，由于電機的控制程序有出錯的可能，使電機不能正常的正反轉(zhuǎn)，所以還要設計一個急停開關，可以通過人工控制使機床瞬停。

1．3．2電機控制系統(tǒng)設計

變頻器接收到的電壓量和數(shù)字信號都可以由工控機的板卡提供，電機的啟動、停止和正反轉(zhuǎn)要求所選的控制板卡可以給出三位的數(shù)字信號，并可單獨控制，經(jīng)分析PCI-1716可以提供16位數(shù)字量輸入/輸出通道，并且可以提供0～10V的模擬輸出，由于變頻器輸出的電流量比較高，但是板卡輸出的的較小電流信號，因此選用繼電器用于電機的控制系統(tǒng)中，起到電控開關的作用，根據(jù)所選板卡、電器元件及試驗要求，設計使用五個繼電器分別控制電機的停止、啟動和正/反轉(zhuǎn)信號開關以及正向到位和反向到位開關，當繼電器的輸入端接受到板卡PCI-1716相應DO口發(fā)出的數(shù)字信號后，繼電器便處于接通狀態(tài)，變頻器的端口接受到信號后，在輸出信號控制電機的電機的停止、啟動和正/反轉(zhuǎn);正向到位和反向到位信號時要通過光電開關控制的，光電開關安裝在試驗臺面試驗范圍的最遠端，試驗臺面運動到最大試驗距離時，會遮擋光電開關，光電開關給PCI-1716相應DI口的發(fā)出信號，通過工控機中所編程序控制反饋給電機正反轉(zhuǎn)開關，改變電機的轉(zhuǎn)向，從而實現(xiàn)試驗臺面的往復運動。正極限和反極限開關是由兩個限位開關實現(xiàn)的，兩個限位開關安裝在試驗臺運動的最遠端，串聯(lián)接在變頻器的急停端口處，一旦試驗臺接觸或是人工觸碰到任意限位開關，試驗臺都會當即停止，防止試驗臺沖出床身，造成事故。

1．4數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1．4．1數(shù)據(jù)采集分析

試驗臺往復運行時，被測導軌的振動狀態(tài)可以體現(xiàn)導軌的使用壽命狀況，通過監(jiān)測振動量相對工作時間的變化曲線，可以分析導軌的磨損狀況;同時，加載力也要實時監(jiān)測，確保被測導軌所承受的載荷是按預設的大小施加的;，由于液壓系統(tǒng)中的油缸及油路管道對于減壓閥輸出的壓強有損耗，所以減壓閥的輸出壓強也需要進行監(jiān)測。

1．4．2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計

振動量、加載力及液壓力的采集都可以通過板卡采集，并傳送給工控機中顯示出來，經(jīng)分析PCI-1716可以提供16路單端模擬量輸入，滿足試驗需求，傳感器將采集的信號傳送到板卡的AI口，板卡將接收到信號傳送給工控機，工控機將信號的變化曲線顯示在電腦界面上，實現(xiàn)了實時監(jiān)控被測導軌參數(shù)的目的。試驗臺進行壽命試驗時，工控機通過輸出卡PCI1716給變頻器信號，變頻器控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速，使試驗臺按預計的速度運行，當試驗臺接觸到光電開關時，光電開關給變頻器信號，實現(xiàn)試驗臺的正反轉(zhuǎn)，當試驗臺運行超過設計范圍時，限位開關起到急停作用，工控機還可以通過控制采集卡的數(shù)字輸出，來控制泵的使用，對被測導軌進行;試驗臺正常運行時，需要對被測導軌進行加載，PCI1720輸出卡給減壓閥相應的電壓信號，使液壓缸輸出預計的壓力，電磁閥接受PCI7260輸出卡的數(shù)字信號，來控制液壓缸的動作，液壓力計記錄液壓缸的內(nèi)部輸出壓強，力傳感器監(jiān)控被測導軌所受的加載力，幫助液壓缸提供符合試驗要求的加載力;試驗臺正常加載運行時，振動傳感器不斷的將采集到的三條導軌的機械振動量轉(zhuǎn)化成電信號，電信號通過調(diào)理儀的分析轉(zhuǎn)化，傳送給采集卡PCI1716，從而可以在工控機的記錄儀里觀測到振動的變化曲線，記錄試驗臺不同運行速度和不同加載力情況下的被測導軌振動變化曲線，從而來分析導軌的壽命。

2控制系統(tǒng)軟件設計

根據(jù)試驗的需求，系統(tǒng)的軟件設計包括試驗控制軟件、測試軟件、數(shù)據(jù)分析軟件，針對本試驗臺所要實現(xiàn)的功能，控制軟件主要是電機的控制、液壓缸的加載及泵的控制，測試軟件主要是液壓缸壓強、被測導軌加載力及振動變化曲線的監(jiān)測，數(shù)據(jù)分析軟件的功能主要是對于試驗數(shù)據(jù)的分析、記錄、調(diào)用及輸出打印等。

2．1系統(tǒng)主程序流程圖

系統(tǒng)主程序流程圖，試驗開始時，首先要確定被測滾動直線導軌副的型號和加載力大小及其試驗環(huán)境，數(shù)據(jù)處理軟件記錄這些參數(shù)的設置，接著把被測件安裝在被測導軌副轉(zhuǎn)接板上，通過按鍵控制開啟系統(tǒng)，為試驗的進行做準備;接下來，啟動加載液壓缸對被測導軌副進行加載(先空轉(zhuǎn)，然后逐步加載)，通過控制伺服閥以及壓力傳感器的監(jiān)測將載荷加至指定值，并保持載荷不變，來模擬導軌實際工況;然后，啟動振動傳感器，在線監(jiān)測振動量的變化情況，啟動電機控制系統(tǒng)，使工作臺面按試驗計劃往復運作。在測試軟件里，可以對振動量實時監(jiān)測顯示，試驗者通過觀察振動變化曲線來分析導軌使用壽命的狀況。當變化曲線有異樣時，需要觀測被測導軌是否有點蝕，如果有的話，并且導軌的行程沒有達到額定值，說明此產(chǎn)品不合格，數(shù)據(jù)處理軟件記錄下此不合格導軌的信息;若被測導軌沒有發(fā)生點蝕現(xiàn)象并且行程達到額定值，則說明導軌的壽命合格，數(shù)據(jù)處理軟件同樣也記錄下此合格導軌的信息，如此完成導軌的壽命試驗。

2．2試驗臺程序主界面

程序的主界面是利用VisualBasic6．0編寫的，程序的主界面，界面上包含了參數(shù)的設置、壽命試驗的實施、加載力及振動的監(jiān)測、板卡及電機的測試和被測導軌數(shù)據(jù)的分析，數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢及數(shù)據(jù)的輸出報表等功能。

2．3壽命試驗程序界面

壽命試驗運行的程序界面，可以控制試驗臺往復運行以及加載力的控制。

2．4參數(shù)監(jiān)測界面

，可以實時觀測加載力的變化，振動變化曲線是通過iocomp控件來繪制的，縱坐標為板卡所收集到的傳感器測得的信號。

2．5數(shù)據(jù)處理軟件

本測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理軟件是采用VisualBasic6．0編寫，并結(jié)合Access數(shù)據(jù)庫設計了導軌副壽命測量信息數(shù)據(jù)庫、人員及測量標準數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)庫管理軟件，用于保存導軌副參數(shù)信息，壽命測量原始數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)結(jié)果等，能夠很好地滿足工廠的實際生產(chǎn)測量需要。

3試驗臺設計成果

為滾動直線導軌壽命試驗臺實物圖，在已經(jīng)設計好的試驗臺機械結(jié)構(gòu)的基礎上，運用上文所分析設計的測控系統(tǒng)，試驗臺面已經(jīng)可以模擬工況的往復運行，并且液壓加載系統(tǒng)可以為三根被測導軌提供0～30t的加載力，在加載力為30t時，試驗臺面可以最高速度正常運行，振動傳感器所收集到的信號可以在參數(shù)監(jiān)測界面進行監(jiān)測，同時試驗數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)處理軟件保存在數(shù)據(jù)庫中，隨時可以被調(diào)用分析。

4結(jié)束語

本文針對滾動直線導軌副試驗臺所需實現(xiàn)的功能問題，對其測控系統(tǒng)進行了研究。結(jié)合滾動直線導軌副壽命試驗裝置，提出了試驗臺測控系統(tǒng)的設計方案，用以實現(xiàn)模擬被測導軌在工況下的運行、導軌的加載以及參數(shù)的監(jiān)測功能。本文提出的滾動直線導軌副試驗臺測控系統(tǒng)的設計方案，可為滾動直線導軌副試驗臺的研制提供參考，有助于提高國產(chǎn)滾動直線導軌副的性能。為滾動直線導軌副壽命參數(shù)的分析提供了試驗基礎。

測控與傳感論文范文第三篇一、測控技術與儀器專業(yè)認證的現(xiàn)狀

1997年，教育部進行高等院校本科專業(yè)調(diào)整，將原來的10個儀器儀表類本科專業(yè)調(diào)整為一個集光、機、電、算為一體的寬口徑、電類專業(yè)，即測控技術與儀器專業(yè)。[1]截止到2014年，全國共有300所左右高等院校開設測控技術與儀器專業(yè)。由于歷史原因，各高校的專業(yè)基礎和行業(yè)背景存在較大差異，測控技術與儀器專業(yè)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(yè)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(xié)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(yè)特殊背景的專業(yè)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(yè)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(yè)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(yè)認證的意義和認證準備工作的要點。目前，已有少數(shù)高校通過了測控技術與儀器專業(yè)認證，如天津大學、合肥工業(yè)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(yè)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(yè)認證的重要性和緊迫性，以專業(yè)認證為契機，持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展專業(yè)建設，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和水平，增強畢業(yè)生的就業(yè)競爭力成為各高校專業(yè)負責人的共識。

二、省屬高校測控技術與儀器專業(yè)培養(yǎng)模式探索與思考

針對目前國際、國內(nèi)經(jīng)濟環(huán)境、工程教育的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，在國際工程教育專業(yè)認證背景下，省屬高等院校測控技術與儀器專業(yè)人才培養(yǎng)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(jié)合我校實際情況，對國際工程教育專業(yè)認證背景下，測控技術與儀器專業(yè)本科人才培養(yǎng)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(yè)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(yè)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(yè)建設的基礎上申報的新專業(yè)，于2002年成立，以電子類測控為主。其主要專業(yè)方向為測控技術和智能儀器，具體領域為工業(yè)化信息領域的檢測與控制技術等。經(jīng)過10多年的建設，截止到2014年，已畢業(yè)本科學生近700人，在校生400余人，省內(nèi)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(yè)發(fā)展現(xiàn)狀近年來，全國開設測控技術與儀器專業(yè)的高等院校越來越多，畢業(yè)生就業(yè)競爭壓力日益增加。如何基于學校地域、師資隊伍、生源質(zhì)量等具體情況制定合理的培養(yǎng)計劃和方案，如何凝練專業(yè)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(yè)面臨的熱點及難點問題。這具體體現(xiàn)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(shù)為調(diào)劑生源；2.專業(yè)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(yè)本科學生培養(yǎng)模式探索在國際工程教育專業(yè)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(yè)本科學生培養(yǎng)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(yǎng)方案工程教育專業(yè)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(huán)境在不斷變化，本科學生培養(yǎng)方案也必須發(fā)生相應變化，必須將學生的要求及其培養(yǎng)目標放在重要的位置，用培養(yǎng)目標和方案來引導學生。應在現(xiàn)有專業(yè)課程體系的基礎上，本著系統(tǒng)性、主體性、先進性、特色性的原則，進一步優(yōu)化課程體系，修訂培養(yǎng)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(yǎng)目標，任課教師也必須承擔相應的培養(yǎng)責任。2.凝練專業(yè)特色，突出學校辦學的自主性工程教育專業(yè)認證是鼓勵學校辦學自主性的，它鼓勵各高等院校根據(jù)自身特色和優(yōu)勢，結(jié)合所在區(qū)域經(jīng)濟社會地位及人才培養(yǎng)方案，制定培養(yǎng)目標，體現(xiàn)特色。[4]合理有效地解決這個問題，可增強畢業(yè)生的動手能力、創(chuàng)造能力、就業(yè)競爭力等。與此同時，這對增強該專業(yè)在省內(nèi)、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(zhì)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(yè)認證重視培養(yǎng)學生的動手能力和對工業(yè)企業(yè)的適應能力，這就要求我們在制定培養(yǎng)目標和計劃時，必須將實踐性環(huán)節(jié)放在十分重要的位置。[5]雖然目前培養(yǎng)計劃里有很多實踐環(huán)節(jié)，但大多缺乏過程監(jiān)管，落實不到位，效果不明顯。因?qū)W校經(jīng)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(yè)，沒有長期穩(wěn)定的實習基地。在制定實踐性環(huán)節(jié)培養(yǎng)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(chuàng)新能力的培養(yǎng)工程教育認證重視創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。培養(yǎng)創(chuàng)新能力主要有以下幾個途徑：（1）在制定培養(yǎng)計劃時，預留2－3學分作為創(chuàng)新學分，鼓勵學生積極參與各種創(chuàng)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(yōu)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(yǎng)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(shù)學生真正學到什么作為衡量人才質(zhì)量的評價標準。只有每個學生都很好地滿足本校本專業(yè)的培養(yǎng)目標，才符合工程教育認證的要求。對人才培養(yǎng)目標的評價應以社會評價為主，主要體現(xiàn)在畢業(yè)生到工作單位后的適應度，及用人單位對畢業(yè)生的滿意度。同時定期回訪，持續(xù)改進，而不是像以前那樣單純追求就業(yè)率，部分學生就業(yè)單位跟所學專業(yè)毫無關系，且實行“一錘子買賣”，畢業(yè)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(yǎng)計劃，從而獲得較高的社會評價。

三、結(jié)論

測控技術與儀器專業(yè)的工程教育認證已拉開帷幕，各高校都在積極認真準備，爭取通過專業(yè)認證。在國際工程教育認證背景下，省屬高校應該如何做？筆者認為一個動態(tài)的反饋和改進體系非常重要，要對培養(yǎng)目標、培養(yǎng)內(nèi)容、畢業(yè)要求和教學活動實施等環(huán)節(jié)實施持續(xù)有效的監(jiān)管、反饋和改進。專業(yè)認證不是目的，而是一種促進和激勵手段，省屬高校更應以專業(yè)認證為契機，提升本科教育質(zhì)量和水平，爭取建立有鮮明特色的測控技術與儀器專業(yè)人才培養(yǎng)模式。

測控與傳感論文范文第四篇摘要：本研究主要采用問卷調(diào)查法，通過自編問卷對遼寧省大連、丹東、沈陽等地的112名中小學校長職業(yè)道德現(xiàn)狀進行調(diào)查，以分析和諧社會背景下中小學校長職業(yè)道德的和諧狀況。分析調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當前中小學校長由于受自身因素和社會因素的影響，存在職業(yè)道德失范現(xiàn)象，本研究對此提出一些相應控制對策：完善道德制度建設；加強校長道德自律；推進教育體制變革；改善社會道德風尚。

關鍵詞：中小學校長；職業(yè)道德；和諧社會

近年來，隨著社會變革的不斷深入和由此帶來的社會矛盾的日益加深，構(gòu)建和諧社會被日漸提上日程，并受到社會各界的廣泛關注和高度重視。一個社會是否和諧，很大程度上取決于社會成員的思想道德素質(zhì)、共同的理想信念和道德規(guī)范，可以說道德是衡量社會和諧的價值標尺，也是構(gòu)建和諧社會的重要精神動力。而職業(yè)道德作為道德的一種，它是由經(jīng)濟基礎決定的特殊的社會意識形態(tài)，是通過社會輿論、傳統(tǒng)習俗和內(nèi)心信念來維系的，對人們職業(yè)行為進行善惡評價的原則規(guī)范和行為活動的總和。當代社會最需要的是道德領導，學校作為一種重要的社會道德規(guī)范化機構(gòu)，尤其如此。中小學校長在學校管理中處于核心地位，是黨和國家教育方針的直接貫徹者、實施者，其必須德才兼?zhèn)?，憑借自己符合道德規(guī)范的工作才能成為學校的核心領導力量。長期以來，中小學校長作為一個獨立性的專業(yè)群體，其具有專業(yè)性特征的職業(yè)道德規(guī)范體系的構(gòu)建并沒有引起廣泛關注，這種明確職業(yè)道德引導的缺乏對中小學校長的教育管理活動和應有的社會地位都帶來了不良影響。

基于這樣一種研究現(xiàn)狀和社會大背景，本研究力圖結(jié)合和諧社會建設過程中道德建設的應有之義，從新時期中小學校長職業(yè)道德現(xiàn)狀出發(fā)，分析其存在問題的原因，并提出一些相應的控制對策，以期為中小學校長職業(yè)道德建設輸入符合時展的內(nèi)涵。

一、中小學校長職業(yè)道德現(xiàn)狀本研究

采用問卷調(diào)查法，通過自編《關于中小學校長職業(yè)道德現(xiàn)狀調(diào)查問卷》對中小學校長職業(yè)道德現(xiàn)狀進行調(diào)查研究。在遼寧省大連、丹東、沈陽等地共發(fā)放問卷120份，回收有效問卷112份，回收有效率為。問卷分為四個維度，每個維度14道題，共56道題，其中1-14題為道德認知維度，15-28題為道德情感維度，29-42題為道德意志維度，道德行為維度越高代表與實際情況越相符。最后將所得有效數(shù)據(jù)資料錄入到統(tǒng)計軟件包中進行數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計。

各個因素的總體分析基金項目：本文為遼寧省教育廳人文社科項目建構(gòu)和諧社會背景下中小學校長職業(yè)道德的研究成果之一。項目批號為：2009GH44。

表1知情意行四因素的平均數(shù)與標準差（n=112）根據(jù)對樣本全體的調(diào)查結(jié)果，中小學校長在職業(yè)道德認知、道德情感、道德意志、道德行為四方面的平均分都在4-5分之間，略高于4分，四項得分按由高到低依次為：道德情感、道德認知、道德意志、道德行為。這說明：從總體上看，當前中小學校長職業(yè)道德較高，但也存在不足之處，問題主要體現(xiàn)在職業(yè)道德行為方面。

從總體差異矩陣可以看出，20-35歲與36-49歲兩個年齡段校長的職業(yè)道德差異顯著（P=.028），而20-35歲與50歲以上兩個年齡段差異（P=.090）、36-49歲與50歲以上歲兩個年齡段差異(P=.125)則不顯著。

二、中小學校長職業(yè)道德失范的原因分析

校長自身因素

道德意識淡薄職業(yè)道德不僅僅是外在的行為規(guī)范要求，更重要的是道德主體內(nèi)在的職業(yè)道德觀念意識及其所表現(xiàn)出來的職業(yè)道德行為品質(zhì)。行道，有得于心，謂之德，這說明從道德規(guī)范到道德意識，再到道德行為品質(zhì)，道德主體的內(nèi)化和踐行是提高道德修養(yǎng)不可或缺的必要條件。

受社會大環(huán)境的影響，當前部分中小學校長自身職業(yè)道德意識較為淡薄，表現(xiàn)為沒有真正認識和體會到職業(yè)道德的重要性、不夠重視自身職業(yè)道德修養(yǎng)的提高和職業(yè)道德行為的內(nèi)控等，這些職業(yè)道德意識的欠缺會直接導致一些職業(yè)道德失范現(xiàn)象的出現(xiàn)。可見，缺少將外在的道德規(guī)范內(nèi)化為自身道德信念的意識是職業(yè)道德失范的重要原因之一，應該引起中小學校長的高度重視。

不同職齡校長在職業(yè)道德意志方面存在差異，其中任職3年以下校長道德意志平均分最高為，任職4-6年校長平均分最低為。新任校長多數(shù)對事業(yè)抱有一腔熱情，面對職業(yè)角色轉(zhuǎn)變過程中一些工作上的新困難，多數(shù)校長能以堅定的意志去克服，較注重自身職業(yè)道德修養(yǎng)的提高和強化，而隨著工作中問題的增多，其困惑可能也會隨之增大，從而部分校長也就會出現(xiàn)意志動搖現(xiàn)象，任職4-6的校長可能更注重去基礎教育解決工作中的實際問題，如升學率問題、學校資金問題，自身科研任務問題等等，從而弱化了職業(yè)道德中本該堅持的東西，因此，職業(yè)道德意識淡薄會成為校長職業(yè)道德失范的一個影響因素。

道德觀念偏失校長道德觀念偏失主要指校長的價值觀念、教育觀念與社會主流價值觀、教育觀有失一致，從而造成道德失范行為。隨著社會的不斷進步和教育改革的不斷深入，傳統(tǒng)的教育觀念越來越成為影響職業(yè)道德發(fā)展的制約因素。應試教育忽視人的主體性和全面發(fā)展，勢必造成校長以分取人、只關心學生的學習，不關心其他方面，注重效率忽視公平等職業(yè)道德失范現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計報表4：小學校長和中學校長相比，小學校長職業(yè)道德行為平均分高于中學校長平均分，且二者差異顯著，此外，小學校長職業(yè)道德總體平均分也高于中學校長平均分，且差異顯著。這說明小學校長職業(yè)道德行為相對中學校長要好一些，其中傳統(tǒng)教育觀念下的升學率壓力是造成這種現(xiàn)象不可忽視的原因之一，中學校長由于面臨中、高考的升學率壓力，往往較重視成績而忽視了學生其它方面的發(fā)展，而小學校長相對較重視培養(yǎng)全面發(fā)展的學生，雖然也存在校際之間成績的競爭，但小學更注重總體優(yōu)勢和特色優(yōu)勢的比較。

此外，在社會轉(zhuǎn)型中，任何事物都呈現(xiàn)出變化性和瞬息性，價值觀念亦如此。在新的價值觀念和道德觀念替代舊觀念的過程中，舊觀念的約束性逐漸減弱，新觀念的約束力又不能一時被人們普遍接受而發(fā)生效應，這樣就會導致衡量價值觀念的是非標準或優(yōu)劣尺度模糊不清，導致社會成員感到困惑和迷惘，出現(xiàn)價值觀念多元化現(xiàn)象，因而在職業(yè)道德觀念和行為中，難免出現(xiàn)一些混亂、無序和失范狀況。調(diào)查顯示，部分中小學校長在校內(nèi)理財?shù)赖?、職業(yè)交往道德、學術道德方面得分較低，說明現(xiàn)實中存在，權錢交易的腐敗現(xiàn)象，摻雜物質(zhì)因素的職業(yè)交往現(xiàn)象，為追逐地位、聲望而不顧一切的學術造假現(xiàn)象以及在校內(nèi)資金使用上的鋪張浪費現(xiàn)象等等。在多種價值觀并存的局面下，一些中小學校長追逐功利至上的價值目標，并為達到目的而不擇手段，由此引發(fā)其道德觀念與主流價值觀的偏失是造成以上現(xiàn)象不可回避的原因之一。

道德情感淡漠心理學認為：情感是動力系統(tǒng)，樂觀、熱情等積極情感是正動力，抑郁、冷漠等消極情感是負動力。情感是認識轉(zhuǎn)化為行為的聯(lián)接點，也是開啟人的心扉教師職稱的鑰匙。中小學校長是一所學校的領導核心，既是教育者，又是管理者，既要管理校內(nèi)事務，又要協(xié)調(diào)同社會不同階層之間的關系，因此工作中不可避免會遇到方方面面的壓力，比如：社會對校長期望值過高；工資待遇偏低；工作負擔太重；學校管理不盡如人意；還有由于教育改革和社會轉(zhuǎn)型帶來了太多的不確定性，使得比較單純的管理問題變得較為復雜等等。職業(yè)壓力的情緒反應是焦慮、恐懼、憤怒、冷漠，而行為上則表現(xiàn)為：逃避、退化、無助、攻擊等。以上職業(yè)壓力帶來的校長職業(yè)道德情感淡漠往往會導致校長在例行公事時出現(xiàn)職業(yè)道德偏頗，如校長在與上下級的交往中有失熱情、平等，對待教職員工工作上的錯誤缺少容人所短的胸懷等。統(tǒng)計報表3-1顯示，在職業(yè)道德情感方面，不同年齡段中小學校長存在顯著差異，其中36-49歲校長職業(yè)道德情感平均分最高為，50歲以上校長次之，平均分為，20-35歲校長平均分較低為，且與前兩個年齡段差異較大。分析其原因，年輕校長由于從業(yè)時間相對較短，經(jīng)驗不夠豐厚，對職業(yè)壓力缺乏有效的自身情感調(diào)節(jié)，對校長這一職業(yè)情感投入相對較少，因此道德情感淡漠是導致職業(yè)道德道德失范的主觀因素。

社會因素

外在約束制度的缺陷校長職業(yè)道德是社會道德的一種，其存在問題必然有著深刻的社會根源。社會學家普遍認為，在社會轉(zhuǎn)型過程中必然要經(jīng)歷體制混變和觀念混變階段。在社會轉(zhuǎn)型時期，社會的基本控制力量--制度和體制的不完善、不健全，是導致社會道德失范的根本原因。這種社會制度和體制的不健全、不完善，主要表現(xiàn)在兩個方面：一是缺少制度，二是有制度，但不科學、不合理。體制的混變使校長在面臨與解決特定問題時陷入無章可循、有章難依或隨意擇章的境地，結(jié)果產(chǎn)生職業(yè)道德失范行為。

不良社會風氣的誘惑一個社會制度化程度低，必然導致對外部環(huán)境反映的僵化，不能有效地迎接各種面臨的挑戰(zhàn)，不能進行有效的社會整合，并容易為外界勢力所左右。商品經(jīng)濟使人產(chǎn)生強烈的謀利動力，這種利益驅(qū)動雖然在一定程度上是社會進步的動因，但它的過分膨脹卻不可避免地帶來一系列的負面效應，導致道德失范行為的產(chǎn)生。在價值多元化的今天，由于受不良社會風氣的影響，一些校長與不同階層之間的交往較為經(jīng)常地、普遍地表現(xiàn)為一種經(jīng)濟交往，情感、友誼的因素有所弱化。具體體現(xiàn)在職業(yè)行為上如：上下級之間收受賄賂、人事安排上，校內(nèi)資金使用上鋪張浪費等等。正如迪爾凱姆指出:社會生活的劇烈變化也自然而然地使欲望迅速高等教育增長。繁榮愈盛，欲望愈烈。就在傳統(tǒng)約束失去權威的同時，可望得到的報酬越厚，刺激越大脫緩野馬般的激情就更加劇了這種無規(guī)則的混亂狀況。道德失范正是這種混亂狀態(tài)的必然產(chǎn)物。

應試評價機制的牽制目前，雖然國家大力推行素質(zhì)教育，但是應試教育仍沒有得到根本性扭轉(zhuǎn)，單純以升學率評價學校和校長功績的現(xiàn)象還較為常見，這一點在中學體現(xiàn)的更為明顯。應試教育形成了重業(yè)績，輕品德的評價觀，校長面對校際之間激烈的學業(yè)競爭，在學校管理中便會形成片面追求升學率的觀念，改變以培養(yǎng)全面協(xié)調(diào)發(fā)展的人為辦學宗旨這一初衷，最終形成以分取人的學生評價觀。

從統(tǒng)計報表4來看，小學校長職業(yè)道德行為平均分高于中學校長平均分，小學校長職業(yè)道德總體平均分也高于中學校長平均分，且二者差異顯著。這說明小學校長職業(yè)道德總體上較中學校長高一些，受制于應試教育評價機制，小學校長在實際管理活動中更注重學生多方面能力的綜合發(fā)展，而中學校長面臨升學率壓力，教育教學管理過程中應試教育的成分更多一些，應試教育評價機制導致中學校長職業(yè)道德總體上較小學校長低一些，這在育人、理財、交往等職業(yè)道德方面表現(xiàn)得較為明顯。

三、中小學校長職業(yè)道德失范的控制對策

完善道德規(guī)范建設每個人的道德意志都有其薄弱的一面，尤其是在各種新舊道德觀念并存、是非善惡界限模糊的社會轉(zhuǎn)型期尤其如此。為強化那些尚不具備足夠道德自覺性的個體在面對外部誘惑時的道德意志，社會需要揭示職業(yè)道德所蘊涵的公正、平等等意蘊，建立一整套明確的、穩(wěn)定的、可操作的校長職業(yè)道德規(guī)范體系，告訴教育者什么行為是善的或惡的；什么行為是被鼓勵的、允許的或被反對的、禁止的，以協(xié)助中小學校長建立明確的道德價值觀和道德價值導向。通過職業(yè)道德規(guī)范的外在監(jiān)控，提高中小學校長的道德認識，堅定其道德觀念、道德意志，最終實現(xiàn)從他律走向自律。此外，任何規(guī)范都不是完滿無缺的，總是存在著某種先天內(nèi)在缺陷，同時規(guī)范本身也不是萬能的，在社會結(jié)構(gòu)和社會生活激烈變更的時代，需要對道德規(guī)范本身加以調(diào)整和完善。

加強校長道德自律任何事物的發(fā)展都是外因和內(nèi)因共同作用的結(jié)果。中小學校長職業(yè)道德的形成既需要外部的職業(yè)道德教育和強制性的監(jiān)督保障機制，更需要校長自身的職業(yè)道德內(nèi)控。因為中小學校長職業(yè)道德品質(zhì)的培養(yǎng)與完善是一個循序漸進的過程，其道德素質(zhì)的提高，歸根到底要靠自律，即依靠內(nèi)心信念來約束自己，并逐步實現(xiàn)從他律向自律升華。德國古典哲學家康德是道德自律理論的集大成者，他曾提出道德之第一目的，在養(yǎng)成品格。品格之養(yǎng)成，端在行為悉本諸道德律。美國著名哲學家羅爾斯也提到過：人應當具有自覺不利用制度缺陷的義務，當人們具備了這種自律精神與義務感，那么，制度的缺陷就會在一定程度上得到有效矯正。這些都強調(diào)道德自律的重要性。

筆者認為，中小學校長在具體的教育管理過程中實現(xiàn)道德自律應主要從兩方面做起：一方面，中小學校長應自覺提高道德認知水平，自主地、有選擇地學習社會公共道德規(guī)范和要求，并將其轉(zhuǎn)化為自己的道德準則和價值觀念，做到言行一致、表里如一，使自己的道德符合一定的職業(yè)道德規(guī)范。另一方面中小學校長應自覺實踐職業(yè)道德準則，通過反省和檢查自己履行義務與職責的情況，適時地調(diào)整自己的道德行為方向。如校長應克服自身無限制的物質(zhì)欲望、樹立正確的價值觀等。

推進評價機制變革建立科學合理的教育

評價機制是中小學校長職業(yè)道德建設的一個重要環(huán)節(jié)。校長的職業(yè)道德一方面受自身的工作、學習、生活狀況影響而出現(xiàn)波動，另一方面受外界壓力的影響也比較大，其中應試教育的評價機制就是中小學校長職業(yè)道德失范行為的誘導因素之一。以應試為中心的傳統(tǒng)教育體制，把升學率作為評價學校辦學質(zhì)量的唯一標準，這種教育評價觀忽視學生德、智、體、美、勞各方面的協(xié)調(diào)發(fā)展，導致教學任務單一化，即讓學生掌握知識越多越好，這會使校長在實際的教育教學管理過程中出現(xiàn)育人單一化、職業(yè)交往淡漠化、功利化等職業(yè)道德失范行為。因此，必須對由應試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)換這個大背景中的教育評價體制進行徹底變革，變單一的以成績定功績的校長評價觀為培養(yǎng)全面發(fā)展的學生這一教育理念，為校長的教育管理活動設立一個相對寬松的環(huán)境，使他們能夠走出過分追求升學率壓力的陰影，相對自由寬松的辦學，這才是從根本上控制校長職業(yè)道德失范行為的良方。

優(yōu)化校園道德環(huán)境校長職業(yè)道德

作為學校這一特定環(huán)境中的觀念形態(tài)，必然要受到學校道德氛圍的影響和制約，因此優(yōu)化校園道德環(huán)境是完善校長職業(yè)道德的有效途徑。勞倫斯科爾伯格提出的公正團體學校理論就著重強調(diào)了道德行動的環(huán)境，弗雷德紐曼也提出道德教育的社會行動模式，他把重點放在公民行動上，強調(diào)每個公民都有對公共事務施加影響的權利。這些環(huán)境影響道德理論指導我們應該積極優(yōu)化校園道德環(huán)境，從根本上為中小學校長職業(yè)道德的完善創(chuàng)造一種積極健康的氛圍。

首先，建設有校園特色的先進文化。校園文化是校長職業(yè)成長與發(fā)展的環(huán)境因素，中小學校應該把握和挖掘中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化蘊含的精神資源，實現(xiàn)傳統(tǒng)文化向現(xiàn)代校園文化的創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化，營造積極向上的人文環(huán)境和育人氛圍，充分發(fā)揮校園文化在職業(yè)道德建設中的導向、凝聚和激勵作用。這樣中小學校長就會在不知不覺中接受學校文化氛圍的滲透，隨之調(diào)整自己的行為，改變自己的思想意識和價值觀念，完善自身的職業(yè)道德。這一過程可以通過各種途徑，開展形式多樣的活動，引導和啟迪全校師生正確觀察世界，認識社會，選擇人生，確立共同理想和堅定信念。如:通過組織學術科研活動，培養(yǎng)團隊合作和創(chuàng)新精神；通過開展文化藝術活動，提高人文素養(yǎng)；通過民主管理與決策，增強師生使命感、責任感等。

其次，改善學校教職工成長的外部環(huán)境。職業(yè)道德作為一種一定社會關系下的觀念形態(tài)，必然要受到社會環(huán)境、社會條件等諸多因素的影響和制約，當前，由于一些本屬于經(jīng)濟領域的運作方式和法則不適當?shù)剡\用到學校這個文化知識的領域，致使校園倫理環(huán)境受到較大的沖擊。因此，應該利用一切宣傳工具統(tǒng)一思想、正面灌輸、系統(tǒng)教育，堅持廉政建設，消除社會生活中的各種腐敗現(xiàn)象，此外，還應當在全社會進一步形成一種尊師重教的良好氛圍。

呼吁社會尊重知識、尊重人才、尊重教育、尊重教師，使中小學校長在在承擔工作壓力的同時也能時刻感受到自身的價值，通過外部環(huán)境的滲透，時刻調(diào)整自己的行為。總之，通過凈化大環(huán)境來改善小環(huán)境的道德氛圍也是完善中小學校長職業(yè)道德建設的有效途徑。

總體上看，中小學校長職業(yè)道德普遍較高，其存在的問題主要體現(xiàn)在職業(yè)道德行為上，這需要校長自身職業(yè)道德意識和修養(yǎng)的提高、外在道德規(guī)范的約束、應試教育評價機制的變革及校長生活的校園小環(huán)境的優(yōu)化等多方面共同作用，這樣中小學校長的行為才能更好地符合職業(yè)道德規(guī)范要求，進而成為職業(yè)道德高尚的人。

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測控與傳感論文范文第五篇摘要：軟件無線電技術正日益廣泛地應用于現(xiàn)代通信的各個領域。本文介紹以高速DSP芯片為核心實現(xiàn)通用的衛(wèi)星測控平臺。該通用平臺的調(diào)制方式、碼速率、載波頻率、指令數(shù)據(jù)格式、調(diào)制碼型等工作參數(shù)具有完全的可編程性。

關鍵詞：軟件無線電數(shù)字信號處理調(diào)制解調(diào)TMS320C6701

軟件無線電是隨著計算機技術、高速數(shù)字處理技術的迅速發(fā)展而發(fā)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(xiàn)。該平臺的調(diào)制方式、碼速率、載波頻率、指令數(shù)據(jù)格式、調(diào)制碼型等系統(tǒng)工作參數(shù)具有完全的可編程性。

傳統(tǒng)的衛(wèi)星測控平臺存在著性能不完善，調(diào)制方式、副載波、碼速率組態(tài)不靈活，體積偏大等問題。研制和開發(fā)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(xiàn)對調(diào)制載頻、調(diào)制方式、傳輸碼速率等參數(shù)的改變，應用于各種軌道衛(wèi)星平臺的遙測遙控任務。數(shù)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(shù)字信號處理器為中心通用硬件平臺及DSP軟件來實現(xiàn)的。經(jīng)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(tǒng)。

圖1TMS320C6701結(jié)構(gòu)框圖

1軟件無線電通用平臺的DSP技術

芯片介紹

TMS320C6701是TI公司的高性能DSP芯片，具結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)采用甚長指令字（VLIW）結(jié)構(gòu)；

*硬件支持IEEE標準的單精度和雙精度指令集，支持字節(jié)尋址獲得8位/16位/32位數(shù)據(jù)，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(shù)、歸一化等）；

*1Mb(位)的片內(nèi)存儲空間，其中程序存儲空間和數(shù)據(jù)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(xié)處理器，可用于數(shù)據(jù)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(huán)路（PLL）時鐘產(chǎn)生器，可以對輸入時鐘進行不同的倍頻處理；

*芯片內(nèi)部有標準邊界掃描仿真器（JTAG），可用于芯片的自檢和開發(fā)；

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

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(diào)制器與遙控解調(diào)器，雙機分別由獨立電源供電。系統(tǒng)總體框圖如圖2所示。調(diào)制器與解調(diào)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(diào)制解調(diào)器的控制及其帶數(shù)據(jù)的收發(fā)。

用戶在每次任務前通過控制計算機設置調(diào)制方式、調(diào)制參數(shù)及通信連接方式，并調(diào)用算法參數(shù)生成程序產(chǎn)生調(diào)制器和解調(diào)器中算法的預置參數(shù)，并在設備初始化時以批數(shù)據(jù)方式從串口送入DSP芯片，經(jīng)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(shù)據(jù)包在存儲的同時向計算機回傳數(shù)據(jù)信息，計算機一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出錯即轉(zhuǎn)入重傳方式。參數(shù)設置成功后，調(diào)制解調(diào)器根據(jù)協(xié)議發(fā)送和接收遙控指令，并將工作狀態(tài)回送遙控處理計算機，同時在遙控前端機面板上顯示。

調(diào)制器與解調(diào)器硬件結(jié)構(gòu)與功能描述

硬件系統(tǒng)以DSP為核心，電路主要由下述模塊組成：電源模塊、系統(tǒng)時鐘及模式設置模塊、存儲器模塊、系統(tǒng)監(jiān)控模塊、與控制計算機通信模塊、調(diào)制輸出模塊、B碼時鐘接收模塊和顯示控制模塊。在解調(diào)系統(tǒng)中，除解調(diào)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(diào)制系統(tǒng)一致，如圖3所示。

調(diào)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?qū)顟B(tài)顯示監(jiān)控模塊進行參數(shù)初始化設置。在有調(diào)制任務時，首先由控制計算機對DSP進行參數(shù)設置（如濾波器參數(shù)、調(diào)制制式、調(diào)制副載頻、調(diào)制碼速率等），然后發(fā)調(diào)制數(shù)據(jù)給DSP，由DSP的串行通信口接收數(shù)據(jù)，在DSP內(nèi)完成副載頻調(diào)制；調(diào)制數(shù)據(jù)經(jīng)DSP串口發(fā)送給數(shù)模塊轉(zhuǎn)換進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的信號過低通可編程濾波器濾波后輸出。解調(diào)器的工作過程與上類似，在檢測到有已調(diào)副載波進入A/D通道時，啟動解調(diào)模塊進行解調(diào)，將解調(diào)的數(shù)據(jù)送到控制計算機。

2DSP實現(xiàn)信號調(diào)制和解調(diào)

信號調(diào)制

調(diào)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(zhí)行軟件，實現(xiàn)不同載波頻率、調(diào)制方式、傳輸速率和碼型的多制式的通用型調(diào)制器。它將以靈活的重構(gòu)性支持各種通信發(fā)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(shù)字直接合成技術具有數(shù)控靈活、頻率分辨率高、頻率切換快、相位可連續(xù)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(nèi)核，采用軟件DDS技術，實現(xiàn)高精度、高性能的數(shù)字調(diào)制器。調(diào)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(shù)據(jù)的接收、校驗和轉(zhuǎn)發(fā)（向FlashROM送）。在正常工作時，從幀數(shù)據(jù)中分離出調(diào)制參數(shù)及等調(diào)制數(shù)據(jù)，分別送參數(shù)寄存器與數(shù)據(jù)寄存器。

圖5BPSK接收總體框圖

在數(shù)據(jù)格式變換中，完成將輸入的數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)制參數(shù)控制字（如相應調(diào)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(diào)制數(shù)據(jù)，經(jīng)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(diào)制。

信號解調(diào)

對于BPSK接收，我們采用相干解調(diào)方式，如圖5所示。接收信號經(jīng)帶通采樣得到原始信號序列后，首先與本地產(chǎn)生的正弦序列相混頻，然后經(jīng)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(jié)構(gòu)再做0、1判決得到最終的解調(diào)數(shù)據(jù)。解調(diào)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(diào)方法可分為相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩類。由于相干解調(diào)的抗干擾能力較強，本方案采用相干解調(diào)方式。圖6為采用相干解調(diào)時，接收端的解調(diào)總體方案流程框圖。

接收信號首先經(jīng)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(jīng)A/D變換，得到樣值序列，按照工作的不同階段，