導語：如何才能寫好一篇移動電源的設計與制作，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：移動電源；鋰電池；安全性

中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A

收錄日期：2014年5月9日

隨著移動設備的不斷發展，移動電源逐漸成為人們生活中必不可少的設備之一，但是，隨著其應用范圍的逐漸擴大以及單個電池的容量越來越大，移動電源的安全性問題也越來越被人們所重視。影響移動電源的安全性主要有三方面：1、PCB板設計的合理性；2、移動電源內部電芯的選擇及使用規范；3、人為操作的正確性。其中PCB板的設計要根據選擇的電芯以及充放電要求進行合理設計，同時還要實現電壓、電流的控制以及保護電路等設置。如果實現了PCB板的保護設置一般情況下人為操作不會出現安全事故。所以本文主要針對移動電源電芯的安全性問題進行了綜述。市面上比較常見的移動電源的電芯有兩種，一種是鋰離子電池，一種是聚合物鋰離子電池。下面是關于影響兩種電芯安全性的簡要概述：

一、移動電源使用鋰離子電池電芯

（一）影響鋰離子電池安全性的內部因素

1、材料。（1）正極材料的熱穩定性及其與電解液反應活性。大部分正極材料處于放電狀態時具有良好的熱穩定性，在充電狀態時表現出熱不穩定性。在沒有與電解液接觸時，充電態正極材料放熱的原因主要由于晶型的轉變，與有機電解液接觸后，充電態正極與電解液反應，使電解液被氧化從而放出大量的熱。（2）負極材料的安全性。負極材料應該具有良好的化學穩定性，能夠與電解質形成SEI膜并且不與電解液等發生反應，否則反應產生的大量熱量可能會導致電池爆炸。（3）電解液的組成。電解液在電池內部正、負極之間承擔傳遞電荷的作用，要求導電率高，而且電解液的化學性質必須穩定，使儲存期間電解液與活性物質界面之間電化學反應速率最小，這樣電池的自放電容量損失就小。目前鋰電池電解液中會含一定量的酸性物質HF，正極材料有被溶解侵蝕的可能，正極材料溶解，電池的內阻會增加，熱穩定性差容易引發安全隱患。（4）隔膜的選擇。當電芯內溫度接近聚合物隔膜的熔點時，聚合物基體離子傳導聚合物膜熔化，孔洞會因此被阻塞，變成了無孔的絕緣層，電池內阻急速上升，通過電池的電流受到限制；當溫度繼續升高至超過聚合物膜的熔點時，聚合物膜進一步熔化，導致正負極直接相通，發生內部短路，最終引起電池爆炸。所以，在隔膜的選擇上應考慮隔膜的熔點、厚度、孔隙率等問題。

2、電池結構設計的合理性。鋰離子電池通常采用在電池上設置安全閥、熱敏電阻、設計保護電路等對其進行安全保護。保護電路是多種電子元器件組成的PCB電路，控制電池充放電過程，防止電池過充放，其中的各個元器件都存在失效的可能性，一旦保護電路失效，電芯出現事故的幾率就會大大增加。

3、制作工藝。制作工藝上有很多值得注意的細節，這些細節很容易造成安全隱患，譬如：極片毛刺、極粉脫落等會使刺穿隔膜導致內部短路；電芯極耳過長與極片或與外殼接觸造成短路；極耳壓迫卷芯，導致正負極短路，引起電芯發燙，嚴重時會導致爆炸；在制作過程中正負極用料量不合適會造成析鋰，刺破隔膜容易導致內部短路等。同時，應避免使用二次電池，以免發生短路等安全事故。

（二）影響鋰離子電池安全性的外部因素。一是過充電、過放電。過充電或者過放電容易導致鋰離子電池中的正負極材料或電解液分解釋放出氣體和熱量，從而導致電池鼓脹，內壓急劇升高，嚴重的話甚至會冒煙起火發生爆炸；二是外部短路。外部短路由于操作不當或者保護線路板失效造成正負極短路，短路時電池放電電流很大，使電芯發熱，高溫會使電芯內部的隔膜收縮或完全損壞，造成電池內部短路，因而產生爆炸；三是過溫。外部溫度過高可能會導致金屬外殼變形、電芯內部隔膜熔化、正負極材料或電解液分解等，這些情況都容易導致電芯短路。

二、移動電源使用聚合物電池電芯

聚合物電池相比鋰電池安全性更好。聚合物的電池的外包裝一般是鋁塑膜的，在發生短路或者其他異常時，內部就會氣脹，沖破熱熔邊泄氣，一般不會發生爆炸事故，但是當電池內部嚴重短路時會產生起火冒煙現象，所以電池本身并沒有爆炸，爆炸是因為電池的燃燒引起了其他部件的爆炸。

（一）影響聚合物電池安全性的內部因素。聚合物鋰離子電池內部短路有兩種形式：一種是由電芯在層壓和軟包裝過程中，陰陽極的集流體突破電解質隔膜，發生物理接觸而形成短路，稱為物理短路；另一種是電芯在充放電循環過程中，由于電極活性材料和電解質隔膜材料自身起了化學變化而引起的局部電子導通，稱為化學短路。

（二）影響聚合物電池安全性的外部因素。一是過充電、過放電。充電器與移動電源不匹配很容易造成電池過充，聚合物鋰離子電池發生的膨脹的可能性就會加大。當電池充放電時，電池內部持續升溫，活化過程中所產生的氣體膨脹，電池內壓加大，壓力達到一定程度，如外殼有傷痕，即會破裂，引起起火，甚至爆炸；二是封邊保護。封邊面的鋁塑復合膜外包裝材料的夾層是由純鋁構成，具有良好的導電性能，使用時必須采取可靠的絕緣隔離措施，防止其與外部元器件構成短路，很有可能造成電芯內腐蝕、脹氣；三是外部短路。電芯的正極（或負極）與電芯的外包裝鋁塑復合膜材料中的鋁層相短路。

隨著移動電源的應用越來越廣泛，人們對移動電源的容量及安全性的要求也越來越高。如何在保證移動電源容量的情況下又保證移動電源的安全性，也成為設計者們的問題。相信隨著材料技術的進步和人們對移動電源設計、制造和使用等方面要求的認識不斷加深，未來的大容量移動電源會變得更加安全。

篇2

能量棒

羅技UE BOOM

羅技總是能在產品的設計上獨樹一幟，UE BOOM就是擁有獨特外觀設計的產品，羅技針對UE BOOM采用了非傳統音頻設計外觀。音箱箱體呈圓柱體，除開縱貫箱體類皮膚質感的橡膠涂層，主體均采用類特質的尼龍與塑料線混合編制而成的音頻單元保護罩，這樣的設計也讓UE BOOM同時具有360°環繞的全方位音效以及一定的防水性能。

當UE BOOM擁有防水能力后，便有條件將其定義為戶外音頻設備，特別是箱體底部是可拆卸“D”型環，可以直接將音箱和登山扣相結合，使用的時候可掛于腰間，亦可掛于背包，方便平時出行或者登山徒步遠行使用。UE BOOM的出現重新定義了藍牙音頻設備，出色的做工以及配套的APP使它與普通的藍牙音箱有很大的區別，唯一阻礙它進入消費者手中的便是它過高的售價。

魔磚

雷柏A500

雷柏A500算是國內藍牙音箱中最精美的一款，暗金與白的組合構成了音箱的主旋律，金屬質感的音頻單元保護罩與斜切面處理提升了音箱的質感，以此我們能清晰地感受到雷柏對金屬質感的推崇。將雷柏A500在手中把玩時，并沒有感到電子產品的冰冷觸感，音箱箱體并不是一個規則的形狀，采用了特殊線條的切割手段，不會造成箱體過于傾斜，并且放置在桌面上有著良好的視覺感受。箱體頂部有設有一體式的實體按鈕設計，弧形處理的三個按鈕雖說擁有不錯的觸感，但過短的鍵程使得A500并沒有出色的按鍵手感。

雷柏A500在藍牙4.0技術與NFC雙鏈接技術支持下，能獲得更低的功耗、更穩定的鏈接以及更加新奇的開啟模式，再加上生物振膜帶來的聲效體驗，就構成了出色的雷柏A500藍牙音箱。

黑精靈

奮達天鵝

初看奮達天鵝，定會發現它與傳統的音頻產品有著很大的區別，開放式單元與鏤空設計展示出了奮達天鵝的獨到之處，這樣的設計不僅為了美觀，同時也保證了360°開放式聲學結構——敞盆式設計可令聲音360度傳播，避免了傳統音響對于聽音位置的硬性要求，再加上藍牙4.0技術的運用以及獨特的觸控面板操作，為用戶帶來不錯的體驗。

土豪金

雷柏3920p

土豪金系列中的雷柏3920p作為雷柏3920p激光無線鼠的復刻版，在功能與外觀設計上有著良好的繼承，鼠標在外觀設計上沿用了前作小巧的造型，白色與香檳色的組合讓鼠標擁有不錯的視覺感官。

鼠標左右按鍵采用了一體化設計，白色烤漆帶來了不錯的觸感，鼠標左右兩側裙邊采用類膚質材質制成，擁有不錯的握持感，滿足了用戶長時間使用需求，鼠標頂部的鋁合金材質的香檳色裝飾條讓鼠標的質感到達了極致。雷柏3920p鼠標將“surfree無界激光技術”收入囊中，保證了鼠標擁有強大的適應能力，即便是玻璃表面也能正常的使用。

藍色魅影

宜博眼鏡蛇特別版

宜博眼鏡蛇特別版的外觀設計延續了宜博外設的鮮明特點，耳機在線條與造型上依舊出彩，除了擁有科幻的線條外還將擁有棱角分明模塊化設計，純黑色配色輔以極具現代感的藍色LED燈讓宜博眼鏡蛇特別版擁有不錯的賣相。

耳機采用自適應式頭梁設計，柔軟的頭梁結構以及足夠的空間為耳機帶來了舒適佩戴感，頭梁兩側的尼龍線設計在佩戴時能讓用戶更加自由的調節頭梁與耳罩位置，在佩戴幾乎不會產生壓迫感。出于舒適性的的考慮，耳機耳罩內的面料采用柔軟皮質制作而成，雖然這樣處理損失了一定的透氣性，柔軟材質上的透氣孔在一定程度上彌補了這一點，在得益于大尺寸全罩式頭戴結構，使得宜博眼鏡蛇特別版能夠與耳部完美貼合，耳罩的舒適性與透氣性達到了良好的統一。特別是左側耳罩上的熱泳管包裹耳麥設計，可讓用戶將耳麥放置在自己習慣的位置上，將耳機的溝通性提升到了一個不錯的高度，特別是在游戲時，充分滿足了用戶與隊友間溝通的需求。

比目魚

漫語MY30D

篇3

【關鍵詞】GPS；自主設計；示教板

0 前言

近年來，隨著汽車產業的飛速發展，汽車服務市場對汽車專業的人才需求量加大，對學生素質也有了更高的要求，不僅要求學生理論知識豐富，同時也要求學生實踐能力過硬，上手能力強。為了培養學生的實踐動手能力和職業操作技能，提高教學質量，各類職業院校紛紛在實訓環節加重比例，開設汽車仿真實訓室，購買各種仿真臺架（如汽車發動機臺架、汽車電控臺架、自動變速器臺架、整車電器臺架等），以彌補學生實車操作少，看到的都是理論上的“死物”，不能看到完整的結構、工作過程和工作原理的缺憾。

然而，采購設備的使用，存在種種不便：一是設備購買費用高，普通的設備裝上臺架后動輒要價成千上萬，負擔較重；二是，使用過程中，廠家對于設備使用的培訓簡單，后期使用中還需要自己摸索；三是，設備的定期維護麻煩，特別是電路方面，拆解后蓋后，線路冗雜，需要請專人維護，也是一筆不小的開支。

筆者認為，作為一名專業老師，自己制作教學臺架，不僅可以節約成本，還可以培養實踐能力，更是對理論教學的一種檢驗。

1 示教板的組成

本示教板主要由可移動框架和面板、蓄電池構成。

面板正面裝配：汽車定位器、汽車GPS導航儀、倒車雷達顯示屏、倒車雷達控制器、倒車雷達探頭（超聲波傳感器）、倒車后視攝像頭、電源開關、倒車開關、倒車燈、電源燈及相關接線。

面板背面包括：布線、點煙器電源布置、各探頭接線。

可移動框架：用鋁合金焊接，類似于活動黑板，裝萬向輪。

2 示教板的功能

本課題組制作的汽車GPS定位后視系統示教板，將汽車GPS導航、倒車雷達、后視攝像頭、汽車定位器按照實車安裝特點集成到一個示教板上，在示教板上可以演示GPS導航系統的地圖查詢、路線規劃、自動導航功能，為了彌補防盜功能的缺陷，安裝了汽車定位器，通過短信定位汽車所在位置，還可演示汽車倒車雷達的功能，在倒車同時通過倒車攝像頭將倒車影像返回到GPS的顯示屏上。

在整個制作安裝過程中，遵循實車安裝的特點，能夠更好地向學生講解安裝注意事項，也能夠更好的模擬相關故障，具有很好的演示功能。

3 示教板的設計

3.1 要求

根據系統的不同，將具體系統的主要部件有序的安裝在面板上，同時遵循實車安裝過程中的技術要求；通過線束將該系統的電路連接形成電路圖，同時在關鍵部位安裝開關、保險等裝置，只要給示教板通電，通過控制相關開關就可以完成功能的演示。

3.2 特點

線束的可見性較好，冗余的線通過暗盒固定，露出首尾，可以利用萬用表進行檢測，也可以進行故障的模擬。

3.3 原理

3.3.1 倒車雷達

由超聲波傳感器（俗稱探頭）及其防錯式安裝支架，控制器和顯示器或蜂鳴器等部分組成。

倒車雷達一般采用超聲波測距原理，在倒車時，超聲波傳感器（即探頭）在控制器的控制下發射超聲波信號，當遇到障礙時，產生回波信號傳感器接收到回波信號后，經控制器進行數據處理，并判斷出障礙物的位置，根據位置的遠近不同，內部處理后，以不同頻率和不同符號圖通過蜂鳴器和液晶屏提示駕駛員，使駕駛員作出反應，從而達到安全泊車的目的

3.3.2 后視攝像頭

由后視攝像頭、in線，配帶AVIN導航儀用。

在車輛倒車時，將倒車影像投影到導航儀的顯示屏上。

3.3.3 GPS導航儀

GPS導航儀通過地圖顯示和語音提示兩種方式引導用戶行至目的地。

3.3.4 汽車定位器

目前很多家軟件制作商可以提供汽車跟蹤器的定位平臺，一般平臺內都內置了國內一些知名的電子地圖和GOOGLE的衛星地圖。用戶只需要用他們提供的端號和密碼登錄進平臺就可以實現對汽車定位器的遠程控制和在平臺上看到汽車定位器目前所在的位置。

條件：

1）GPS接收設備（負責接收衛星信號）

2）網絡平臺（顯示你要觀察的人或事物的位置）

3）網絡運營商的支持（網絡平臺的信息是通過網絡運營商的基站傳達和反應的）

4 面板的制作

面板布置需要考慮以下四個方面：1）硬件的布置；2）線束的連接；3）實車的安裝要求；4）電路圖的預留。

硬件的安裝：

1）在面板上劃線，控制好硬件距離。（面板可用2米左右木板或鋁合金板）。

2）將GPS導航底座、倒車雷達控制器、倒車雷達顯示器、汽車定位器安裝在面板上，用螺釘固結。

3）打孔安裝倒車雷達：up朝上。

用螺絲等配件固定安裝倒車攝像頭，將無線發射模塊的AV/電源接口分別與攝像頭的AV/電源接口連接。

4）電路的統一布置：安裝電源線、電源開關、電源燈，倒車燈、倒車開關、一拖三點煙器。

一拖三點煙器直接連接電源開關，GPS導航、定位器電源共用點煙器電源。

5 示教板測試

1）線路的檢測

用萬用表檢測各端口是否導通，接通電源，檢測倒車燈、電源燈是否亮起。

2）使用GPS“模擬導航”，查看GPS功能是否正常。

3）按下倒車開關，觀察GPS影像是否切換到倒車影像，影響是否清晰，視角是否合適。

4）倒車雷達測評程序

（1）預警距離測試：將一個板凳擺在探頭的正后方，由遠到近緩慢倒車，分別在遠、近兩端測量板凳到車尾的實際距離，并和車內倒車雷達顯示的障礙物距離相比較。

（2）障礙物方位顯示測試：分別用一到三個板凳擺放到車尾的左、中、右側，測試倒車雷達探測顯示障礙物方位是否精確。

（3）探測死角測試：將板凳中心頂偏離探頭中心，測試倒車雷達是否能發現。

5）定位器檢測

通過手機發送短信代碼“DW”到定位器SIM卡，看其回復的短信位置是否正確。

6 課題的意義

在本次課題研究的過程中，整個團隊能夠深入到實踐中去，發現問題，提出解決問題的對策和建議，完成整個示教板面板的設計、調試，說明書的編寫，科研能力不斷提高。一方面增強了對示教板功能的開發，熟悉了其功能和作用，在制作過程中，對故障點能夠很好把握；另一方面，鍛煉了師生共同的創新能力，對整個實訓室的建設起到補充作用。

【參考文獻】

篇4

【關鍵詞】防盜電子鎖；微處理器；GSM

1.引言

學校宿舍經常發生被盜事件，而學校從學生隱私考慮，并未在宿舍安裝監視攝像頭來消除安全隱患。宿舍安裝的普通機械鎖結構簡單，容易被撬開。為了增加安全保障，提出了一款基于GSM遠程控制報警防盜器的設計方案。本方案以S12芯片為核心控制器，結合了TC35GSM模塊、步進電機驅動模塊和蜂鳴器報警模塊，設計制作了新結構的防盜電子鎖。該防盜電子鎖由機械結構和控制系統組成。在使用之前需要使用防盜器專用設置軟件向控制器里面寫入需要的電話號碼，以及開門指令，假設使用者在外地使用設置好的手機向GSM里面寫入開門指令，GSM接收到信號向單片機發送開門信號，單片機控制驅動器，帶動步進電機轉動，從而打開門。

2.機械結構設計

機械結構如圖1所示。裝置的報警功能通過如下步驟實現：防盜裝置開啟，當宿舍被非法入侵時，小偷撬開門鎖或者自己開門，無論何種方式宿舍門被打開的話，一律視為非法入侵。小偷開門的同時，裝置上的紅外線被阻擋，裝置內的單片機開始運作，首先響起蜂鳴器，同時單片機上的gsm模塊開始運行，向預先設置的手機號碼上發送短信，提示報警。把手卡盤②卡在鎖的把手上面，當短信發過來之后，信號控制電機的轉動，使其按照要求實現不同頻率的轉動，移動螺母③隨電機的運動進行前后的移動并用軟鋼絲與把手卡盤②連接，拉動把手轉動，實現門的打開和關閉。安裝時，外殼⑥可以從右側面卸下，先卸下外殼，裝上螺母導軌⑦，再將移動螺母③裝配上，固定住電機擋板⑤。然后組合上外殼⑥的右側。最后將自攻螺釘通過固定螺孔⑧固定在門上。

3.硬件電路設計

硬件電路包括：電源，單片機，GSM模塊，步進電機驅動模塊和蜂鳴器報警模塊。電路設計結構如圖2所示。

在使用之前需要使用防盜器專用設置軟件向控制器里面寫入需要的電話號碼，以及開門指令，假設使用者在外地使用設置好的手機向GSM里面寫入開門指令，GSM接收到信號向單片機發送開門信號，單片機控制驅動器，帶動步進電機轉動，從而打開門。

3.1 電源

電源是系統的基礎，電源的選擇對整個方案至關重要。本設計用電源220V，步進電機采用12V電壓，單片機模塊和GSM模塊為5V電壓。為此，選用輸入電源170～264VAC，輸出電壓為12V，5V的電源，該電源外接220V交流電，輸出12V電壓為步進電機供電，輸出5V為單片機和GSM模塊供電。

3.2 單片機

設計選擇的單片機型號為MC9S12XS128。該機有16個AD通道，可以配置8、10、12位精度；8路PWM；2路SCI接口；1路SPI接口；1個TIM模塊，可以配置8個輸入捕捉或輸出比較通道；4路周期中斷定時器（PIT）通道；1個CAN模塊；及其豐富的IO口，方便外部設備的接入。設計中使用SCI和上位機通訊。單片機如圖3所示。

3.3 GSM模塊

TC35是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM模塊，該模塊從3.3V到5.5V電源供電，工作頻段GSM900MHZ和DCS1800MHZ，發射功率2W。設計中采用TC35進行短信的接收與發射，實現報警與遠程開門的功能。

3.4 步進電機驅動器

步進電機的控制器采用高性能步進電機控制器2HD8080A，該控制器采用32bit數字處理器，引入控制理論中實時電流跟蹤控制，實現電流閉環。8路獨立的同相PWM無差拍輸出，獨立控制全橋的上下臂，電流控制更精確。同時加入200K的基頻，徹底消除次諧波，并加入電子阻尼技術以及實時矢量合成后的PWM輸出。使得電機的低頻、倍頻共振、高頻自激振動、電磁噪音較傳統開環驅動器有很大的改善。本系統中，采用2HD8080A控制器控制步進電機實現開鎖的功能。

3.5 報警喇叭

報警喇叭用于在非正常開門時，發出報警信號。采用了報警鈴聲的模塊，并用三極管9014對其信號進行放大，來驅動喇叭。電路如圖4所示。

4.控制系統軟件設計

4.1 上位機軟件設計

上位機功能是進行門禁卡號的設置，短信號碼的設置，發送短信和顯示接收的短信。上位機的軟件基于labview編寫，通過串口修改GSM中的電話號碼，發送的短信內容和指令動作。界面如圖5所示。

4.2 下位機軟件設計

本系統控制軟件使用CodeWarrior5.0，并用BDM作為調試工具。系統程序設計由單片機初始化模塊，GSM初始化模塊和初始化模塊組成。程序流程如圖6所示。

程序啟動時對單片機硬件初始化，對GSM模塊初始化，然后一直判斷是否有開門指令，串口通訊指令和門正常打開指令，如檢測到相關指令，進入相應的處理程序。

5.結束語

基于GSM網絡通信和單片機的控制功能，實現了宿舍防盜電子鎖的設計與制作，通過使用GSM模塊實現遠程控制及報警。該設計具有實現簡單、成本低廉、專用性強等優點，具有一定的實用性。

參考文獻

[1]樓苗然，李光飛.單片機課程設計指導[M].北京：北京航空航天大學出版社，2007.

[2]清源科技.Protel 2004電路原理及PCB設計[M].北京：清華大學出版社，2005.

本項目來自上海大學生科創項目（編號：2011SCX27）。

作者簡介：

王景夏（1990—），男，山東濟寧人，現就讀于上海電機學院機械電子專業。

付睿云（1991—），男，上海人，現就讀于上海電機學院機械制造及其自動化專業。

篇5

關鍵詞 物聯網；監控；傳感器

中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）89-0223-02

0 引言

物聯網技術是一個近年來新型的技術，此次把傳感器作為設計的基礎，就是想讓普通的防盜報警技術與新型技術相關聯，開發出更為強大的防盜報警系統。該技術可應用范圍廣，從安裝到運用無需大量人力物力，僅需在保險箱等防盜物件內部或外部安裝傳感器，和采集信息的模塊（如智能捕捉攝像頭、全球定位系統和信號發射器等），所以這種防盜報警系統很適合家庭、企業、收藏愛好者等使用。而我們只需保持手機或相關接收工具的暢通，就可及時得到家中保險報警系統的異常信息。也可以直接設置為把信息傳輸到警方等相關部門。

1 系統工作原理

此報警系統主要是由感知系統、啟動控制、信息發射、終端處理、信息傳達組成。

物聯網技術是現今最新最熱門的技術，我們受到這種技術的啟發，想利用傳感器，設計一種監控報警系統。該系統啟動后，將開啟相關的傳感器（根據需要可使用光敏，聲敏，氣敏，化學等傳感器），當發生外界異常入侵，傳感器會立即把感知的信號轉化為電信號（或數字信號），傳輸至終端處理器，再利用物聯網，由終端處理器輸出至信號發射器，把信號發射至事先設定好的相關終端，再由終端的持有人立刻做出相應對的處理，或事先設定好處理方案，在異常情況發生時可以自動啟動。

由此可見，此系統從觸發到反饋處理，用時短，消耗少，可真正做到“早感知，早判斷，早尋回，少損失”。這項技術在文物保護、機密文件保存、精密儀器維護方面都可有廣泛的應用。

2 系統控制模塊的設計

此系統與一般系統有一不一樣的地方就在于它不再像傳統報警裝置一般，只是在觸發時發出警報，其實有時候警報聲偏會使盜賊加快盜竊速度，做出更加瘋狂的事情來。而此系統的特別之處則在于，一旦觸發既可以及時傳輸罪犯信息，又可以避免打草驚蛇，不用再發出警鳴讓人心惶惶，把損失減到最小。

觸發裝置也可以是更加全面，可針對保存的物件變換傳感裝置。比如除了使用紅外監控來感知周圍情況外，在保存金銀制品時要注意溫度和濕度，以防氧化，所以可使用濕度和溫度傳感器，再由信息接收終端控制空間的相關數據即可。

該系統屬于監控系統，主要是由傳感器作為啟動控制，所以面對外界變化時一定要敏銳，并且該系統嵌入相應零件芯片要相對隱蔽，應為一般人很難發現的零部件。還有重要的一點，當發生異常情況的物體被轉移時就要有地面定位系統，來感知此物件的移動方向，并盡快追回。但維持這類系統就需要能源，這時相對獨立的內部電源能夠提供很好的保障，因為當物件被移動后，外接電源將不再供電，這時電源就要支撐起此系統，并且當外界有意無意切斷電源時也可以做獨立支撐。

有些家庭的保險裝置是嵌入墻壁內的，盜賊如果無法移動保險箱就只能把財務盜走，這時內部的人像采集系統就起到了作用，每次開箱都會給開箱人拍照，并通過傳感器轉換后發射至當事人的移動終端上，由當事人辨認，如若認識就無事，如若不認識就要立即報警，迅速展開追捕行動。所以這也是為日后追回財務的一條明路。

此采集系統還能夠用紅外線感應人的準確體型，還有眼球捕捉功能，類似于指紋識別，因為每個人的眼球構造都不同，所以如果拍到盜賊的眼球特征，那么這個人的基本信息就可以確定了。而相對獨立的電源也可在外部電源被切斷的情況下執行信息采集與發送。這項系統必定可以幫助方便警方快速、及時的偵破案件。

3 系統模塊的硬件軟件設計

此監控報警系統中，智能化的特點和傳感器控制系統的應用要求是設計的主要依據。監控報警系統有關設備是集成的、標準的、易于操作并與智能控制系統形成一個整體。所選的硬件與軟件都是在相關領域有投運業績、成熟可靠的硬件和軟件，且監控報警系統的硬件、軟件配置及功能與裝置規模和控制要求相適應。

該設計包括硬件和軟件設計兩個部分。模塊劃分為：數據采集、控制、報警和顯示等模塊。電路結構劃分為：紅外傳感器。智能報警器、傳感器控制電路及相關的控制管理軟件組成。 處理器終端完成信息采集、處理、數據傳送、功能設定、報警等功能。

整個系統是在系統軟件控制下工作的。設置在監測點上的感知到的模擬信號轉換成電信號（或數字信號），經識別判斷后發送到反饋系統，再由處理器終端處理后，將報警信號發送到相關部門和個人終端。從而實現報警。當警情消除后，可人工手動解除報警信號，或在報警10s鐘后有定時器實現自動消除報警。

本系統主要采用紅外傳感器，其制作簡單、成本低、安裝方便，且防盜性能穩定，抗干擾能力強、靈敏度高、安全可靠，是一種新穎的被動式監控報警系統，便于多用戶統一管理。隨著現代人們安全意識的增強以及科學技術的快速發展，相信報警器必將在更廣闊的領域得到更深層次的應用。

4 結論

本文提出了一種基于物聯網的監控報警系統的設計方案，采用了傳感器作為主控芯片，加上物聯網技術，紅外傳感器作為檢測元件，完成了智能監控報警系統的硬件制作及軟件設計，成功實現了智能報警。新興技術的運用使社會更加進步，也會有更多的技術被研發、被應用，科學技術不愧為發展的第一生產力。

參考文獻

[1]黃玉蘭.射頻識別（RFID）核心技術詳解[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[2]吳功宜.智慧的物聯網--感知中國和世界的技術[M].北京：機械工業出版社，2010.

篇6

一、宏基特色軟件應用集錦

1.音頻管理：Acer eAudio Management

這是Acer為筆記本開發的筆記本音頻管理軟件，其提供了電影、音樂、游戲三種音效模式，用戶只需根據需求點一下對應的按鈕，然后就可以快速切換不同的音效模式，同時還提供環繞立體聲功能，用戶可以通過點“環繞立體聲”按鈕就可以開啟或關閉該功能，此外在“音樂”模式下，還提供了搖滾樂、流行樂、古典樂等幾種音效模式（如圖1），以滿足用戶欣賞不同風格音樂的需求。

2.電源管理：Acer ePower Management

這是Acer為筆記本開發的電源管理軟件，該軟件可以調節CPU速度、LCD亮度、顯卡電源模式等功能（如圖2），從而實現節能的目的，運行軟件后，在主界面就可以進行節能設置，譬如在“電源計劃”中選擇“節能程序”，系統就會自動進入節能狀態，同時還提供了無線LAN、1394的開關，如果有更多的節能需要，還可以進入“電源計劃”選項，然后根據需要創建自己的電源計劃。

3.網絡管理：Acer eNet Management

這是Acer為筆記本開發的網絡管理軟件，用戶可以設置不同的配置文件，通過有線或無線連接，從不同的環境連接到網絡，運行軟件后，進入“配置文件管理器”窗口，然后可以新建、編輯、刪除、導入、導出各種網絡配置文件，用戶可以根據需要配置不同的網絡接入環境，譬如“POPOE”用于設置ADSL寬帶撥號；“共享文件夾”用戶路由器局域網進行配置；而“WLAN設置”適合無線網絡（如圖3），設置完畢后點“自動切換網絡”即可。

4.分辨率輸出：Acer ePresentation Management

這是Acer為筆記本設計的輸出分辨率調節軟件，它方便用戶快速切換不同環境下的顯示分辨率，同時還預定義了兩個常用投影機分辨率，對移動商務辦公用戶非常實用，譬如要將筆記本與投影機連接使用時，當接上投影儀后，只需啟動這個軟件，然后按下其中一個投影儀分辨率（如圖4），就可以通過投影儀輸出筆記本畫面，使用起來相當方便快捷。

二、ThinkPad特色軟件應用集錦

1.網絡管理：Access Connections

這是ThinkPad為移動用戶設計的網絡管理軟件，這對于在多個地方上網的用戶非常實用，譬如在家里用ADSL撥號上網，而在公司用無線局域網，每次都需要重新設置網絡，此時可以運行該軟件后，然后在“位置概要文件”下配置在家中、公司的不同網絡（如圖5），然后就可以進行快速切換使用。此外，該軟件還提供了對等社區功能，它可以讓多臺ThinkPad筆記本建立小型對等網，不但可以即時聊天，還可以進行文件傳輸。

2.外設管理：EasyEject

盡管系統可以停用可熱插拔設備，但無法自動重啟它們，用戶不得不手動將這些設備從筆記本上拆下，然后再安裝使用，這樣非常麻煩，而EasyEject軟件可以讓用戶快速啟用可熱插拔的設備，譬如USB設備、端口復制器、迷你擴展塢等，這非常方便用戶使用，實際使用時，運行EasyEject軟件后，用戶只需點“配置EasyEject操作”（如圖6），然后就可以快速開啟被停用的外設，避免了頻繁插拔外設造成的損壞。

3.顯示設置：Presentation Director

對于移動商務用戶而言，有時需要經常讓筆記本連接投影儀、液晶電視進行PPT演示，該軟件就提供了對應的顯示設置功能，用戶可以根據實際情況靈活設置顯示輸出，運行軟件后，在“顯示方案名稱”加入需要設置的顯示設備，然后點“編輯”按鈕即可進行顯示輸出設置（如圖7），設置完畢后，日后可以通過點“立即應用本顯示方案”進行顯示輸出。

4.系統維護：Maintenance Manager

該軟件提供了全面的系統維護功能，運行軟件后，在“配置”窗口可以選擇需要的維護工具，然后單擊“立即運行任務”按鈕進行維護工作（如圖8）。在“經濟方式”窗口下，用戶可以在運行系統維護時擠出一部分系統資源供其他軟件使用，系統資源可以通過調節滑塊進行改變，而且會顯示CPU的使用情況，這方便用戶進行直觀的資源分配。

三、戴爾特色軟件應用集錦

1.系統管理：Dell QuickSet

與其他筆記本不同，戴爾筆記本將大部分管理工具都集中在QuickSet中，運行軟件后，可以看到具有“位置配置程序”、“電池表”、“熱鍵”、“系統信息”四大模塊（如圖9），它們包括了顯示亮度、電池狀態、無線網絡、外接顯示器、同步、演示設置等功能，譬如進入“位置配置程序”可以配置無線網絡，而“電池表”用于對電池進行管理，用戶利用自定義電源管理方案可實現節能目的。

2.鼠標設置：Dell QuickTort

不少戴爾筆記本都搭配了其專門推出的多功能鼠標，與普通鼠標大不相同的是，這種鼠標可以讓用戶額外為其追加自定義功能，這對于游戲玩家或進行復雜商務辦公的用戶非常實用，為了實現戴爾多功能鼠標的各種功能，戴爾筆記本內置了Dell QuickTort配套工具，運行軟件后，在主界面點“功能與任務”按鈕，然后就可以進行自定義按鍵設置（如圖10）。

四、索尼特色軟件應用集錦

為了滿足影音娛樂需要，在索尼VAIO筆記本上，一般預裝了Click to DVD軟件，它是一款以視頻采集、編輯并制作成DVD的軟件，運行軟件后選擇編輯模式，其提供了Video Mode、VR Mode、HD Mode三個模式，其中Video Mode模式主要用于DVD式DV刻錄，支持DVD-RW和DVD-RAM兩種光盤刻錄格式，用戶在創建菜單或導入照片視頻后，點“創建DVD”即可快速刻錄一張DVD光盤（如圖11）。

2.系統恢復：VAIO Recovery Utility

針對筆記本系統的安全問題，索尼VAIO筆記本內置了一款VAIO Recovery Utility軟件，它一款集合恢復光盤刻錄、數據備份、系統恢復等功能的系統恢復軟件，運行軟件后，在主界面選擇“創建”備份系統數據，或者將備份數據刻錄成一張系統恢復盤，一旦系統遇到故障，可以使用該軟件直接恢復計算機系統（如圖12），如果系統崩潰了，只需使用恢復盤還原系統就可以。

3.電池節能: VAIO電源管理瀏覽器

為了便于用戶進行電源管理設置，索尼為VAIO筆記本開發了一款電源管理瀏覽器，其提供了七組預設電源使用方案（如圖13），用戶可以根據需要選擇對應的節能模式，并針對每一種電源管理方案的細節進行設置，以實現電池的最大化節能效果。而且內置了電池保養功能，用戶可以根據需要設置電池保養級別，其原理是通過將電池充電量設置為更低，以此預防電池性能下降的風險。

五、惠普特色軟件應用集錦

1.系統管理：HP Help and Support

與戴爾筆記本類似，惠普筆記本也將系統管理功能整合在一起，那就是HP Help and Support，惠普主流Vista筆記本一般都預裝了該軟件，它提供了使用幫助與系統管理功能，運行軟件后，入門級用戶可以通過“Get Help”幫助自己實現快速上手，而在右側的提供了幾款實用軟件（如圖14），譬如驅動程序和BIOS更新、恢復出廠設置可以解決用戶的故障煩擾，如果筆記本內置了安全芯片或指紋系統，對于的軟件也可以在這里找到。

2.影像管理：HP Photosmart

篇7

OBV-2800配置洋銘最新研發并于此次展會首次亮相的SE-2800 高標清兼容切換臺，集合自主研發的錄像系統、監視器、內部通話、調音臺、波監矢量測試儀及電源供應器，形成一套完整的解決方案。同時在三網融合不斷推進、現場活動應用需求不斷增加的情況下，洋銘新款移動演播室MS-2800成為大、中型活動的理想選擇。

帶著讀者對洋銘始終如一的關注，《大眾DV》報道組來到洋銘展位，直接感受洋銘匯集各類創新技術元素的多樣解決方案，并采訪到洋銘科技的董事長林鴻銘先生，提出讀者最為關心的問題，讓更多的人能夠了解洋銘，并在今后實際的工作中應用到洋銘的產品和方案。

在展區內，洋銘的轉播車很是吸引人，您能不能介紹一下洋銘的轉播車？

林鴻銘：洋銘第一次在展會上正式展出自己集成的轉播車，以前都是協助經銷商集成。洋銘這次自己提出這個范例，最主要的是它里面很多創新元素。這個跟過去的導播車有很大不同，它的創意在于，首先這個車型是零改裝，一處都不改動就可以做成堅固的導播車，利用國產車來改裝導播車也很方便，我們堅持零改裝或是低改裝。第二個創意在于一車兩用，因為我們的導播桌每臺不超過70公斤，并且是移動式，所以需要的話放到車上，不需要的話就可以留在演播室，所以平時車子可以當商務車使用。第三個創意在于導播桌可以一套三用，因為它是可移動的，可以在演播室用，可以出外景在導播車上用，可以把導播桌搬到現場用。

咱們的導播車可以搭載洋銘的哪些產品呢？

林鴻銘：除了攝像機之外，基本上都是洋銘的產品，所以它的兼容性強。這些設備有一些重要功能，如供電，直流供電所以低耗能，它的特色在于供電系統。同時因為里面的供電都是直流12V，所以我們又提供一個電源供應中心，這個中心不但可以穩定電源環境，還可以濾掉大部分噪訊。同時里面帶有不斷電設備，只要外掛一個電池就可以做備份。所以它的供電不但穩定，而且低耗能。

另外，一個主角是切換臺，這個切換臺是用我們最新的SE-2800切換臺所組成的。這個新的切換臺今年5月會正式大量供貨，目前只是少量供貨。這個新的切換臺本身可以提供12通道，而且高清標清兼容，跟一般專業切換臺的功能一樣，還有兩組輔助輸出和雙組畫中畫，適合很多節目使用。還有一個重要突破是，我們設計出的VS-100示波器，也放在轉播車上。同時里面還有聲音的延遲器和調音臺，讓聲音的準位、監看以及延遲的校正得到完美同步。

有了轉播臺，那洋銘下一步會不會推出CCU控制器？

林鴻銘：會的。在去年BIRTV我們就宣布要做CCU，后來為了提高它的檔次，不僅是控制便攜式攝像機，而且可以控制大型攝像機。現在松下和索尼的中小型攝像機也提供EFP接口，這種改變讓洋銘有條件做更高檔次的CCU。今年6月份在新加坡我們會推出這個大幅度提升的MCU。一般索尼叫RCU、松下叫ECU，加上轉換盒一臺可以調整到三四臺，這就是MCU。我們把CCU-100改名成MCU-100。真正的CCU我們也會在年底前推出，它集合洋銘所有的技術于一身，同時用光纖傳輸。目前這些都是最佳設備，不會影響集成。目前攝像機通過洋銘的波形矢量表統一校正，再分散到每個角落去拍攝，同樣能達到效果。機位定位后再校正等到今年6月份甚至年底會完成方案。

針對3D的EFP，洋銘有沒有什么打算？

林鴻銘：這個牽涉到另外一種需求。因為洋銘美國公司曾經嘗試涉入3D，后來發現3D比較特殊。切換臺目前又在考慮，但目前覺得市場時機未到，目前處于計劃中，還沒有確切日期與大家分享。

您怎么看待2012年的廣電發展？

林鴻銘：洋銘也是第一次嘗試在戶外跟客戶直接面對面，今年展會人數之多，讓我驚訝。展會人數跟播出頻道越來越豐富有很大關系，制作視頻的人數也會越來越多，三網融合后的制作公司也會越來越多，我相信未來會有很好的發展。

篇8

便攜式空氣質量檢測裝置由 PM2.5傳感器，甲醛傳感器，溫濕度檢測傳感器，MSP430，藍牙數據傳輸模塊等組成，小巧，節能，可隨身攜帶，采用藍牙傳輸數據，值得推廣應用。

【關鍵詞】空氣質量檢測儀 便攜式 PM2.5傳感器

1 系統結構及特點

此便攜式空氣質量檢測裝置由 PM2.5 傳感器，甲醛傳感器，溫濕度檢測傳感器， MSP430，藍牙數據傳輸模塊等組成，其中 PM2.5 傳感器，甲醛傳感器和溫濕度傳感器通過串口通訊與 MSP430 相連接并進行數據的處理，實現設備與手機間的數據傳輸。

在該裝置中，PM2.5 傳感器為自行設計制作，負責檢測空氣中顆粒物的濃度，具有可以檢測 0.8um 以上的微粒，尺寸超小，便于內置，價格低，使用靈活，模擬/數字信號可選，測量準確率很高。甲醛傳感器負責檢測空氣中甲醛、苯等 VOCVOC 氣體的濃度，具有極高的靈敏度和穩定性，能夠偵測 0.1ppm 以上的氣體，適用于檢測空氣中的甲醛、苯、二甲苯等多種有機揮發成分，同時具有體積小巧、價格便宜、響應速度快等特點。溫濕度傳感器負責檢測空氣中的溫度和濕度，具有不受光線的影響，體積小，功耗低的特點。

2 系統設計

2.1 硬件電路的設計與實現

本系統硬件部分主要包括PM2.5傳感器模塊、甲醛傳感器模塊、溫濕度傳感器模塊、電源模塊、藍牙模塊等。MSP430系列單片機的超低功耗、較高功能集成度、混合信號處理等優勢恰好符合本設計的需求，采用 MSP430 系列單片機可以減小電源系統的體積、簡化電路設計的工作量。

2.1.1 PM2.5傳感器設計

PM2.5傳感器的設計采用了光的衍射原理來測量空氣中細小顆粒物的濃度。在傳感器內部通過紅外發生管將發射器電路上的電流轉換為紅外線，同時接收器上裝有光電二極管來接收發射器所發射的紅外線，當空氣從傳感器的通風口進入后，紅外發射管發射的紅外線會穿過空氣，與空氣中的細小顆粒物發生衍射。而接收器上的光電二極管將接收的紅外線轉化為電信號。

2.1.2 傳感器硬件電路設計

在甲醛傳感器的電路中，放大芯片采用的是LM358，該芯片內部包括有兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的雙運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。甲醛傳感器將收集到的信號，通過硬件電路最終以A/D轉換的方式傳給MCU。溫濕度傳感器則是以IIC的方式將信號傳給MCU。PM2.5 傳感器以UART的方式與MCU進行通信。

2.1.3 電源模塊設計

在進行電源模塊電路的設計時，根據實際情況選擇低功耗的 CMOS 器件來保證檢測儀較小的體積和較低的功耗。一方面可從器件的工作電流和靜態電流來判斷是否有降低功耗的作用；另一方面可選擇靜態電流較低的器件；也可選擇具有多種輸出電流的電源芯片，微處理器根據電流情況控制在多種模式下的切換；另外，也可以降低其工作電流來達到降低功耗的目的，如盡量選擇小功率消耗器件；或者在布線時減小線路板的負載等其次，需要考慮電池的體積大小。便攜、可長時間穩定工作且易操作和維護的檢測儀更受客戶的青睞；如果將充電電路加進設計中，那么普通電池就可以滿足系統對電能的需求。實現移動式的關鍵是采用可充電電池實現自由使用，可充電電池的種類較多，本次設計采用鎳氫充電電源和USB供電電路。

2.1.4 藍牙模塊設計

藍牙芯片采用的是低功耗、高性能的 HC-05，芯片的面積略微偏大，因此我們為藍牙模塊單獨設計了一個小電路板，緊貼在

MCU主板的下面，以節省空間。

2.2 MCU層面的程序設計

MSP430 系列的單片機在進行軟件編程時，使用的是IDE用集成開發環境中CCS軟件。程序設計主要包括 PM2.5傳感器模塊、甲醛傳感器模塊、溫濕度傳感器模塊和藍牙模塊等。

主程序的流程為：當給整個系統上電，則系統的時鐘、端口、定時器等部分將進行初始化；然后采用I2C的通信方式對溫濕度傳感器進行數據采集，接著采用A/D轉換的方式甲醛傳感器進行數據的采集。然后通過 UART 串口通信對 PM2.5 傳感器進行讀寫操作。將傳感器的數據采集完后，msp430通過藍牙模塊，將相應的數據信息傳遞到手機上，手機相應的客戶端APP會顯示相應的甲醛濃度、PM2.5濃度和溫濕度的情況，并將這些信息通過無線網上傳到云端。

3 系統測試

第一步首先進行程序的初步調試。利用現有的PM2.5傳感器，甲醛傳感器，溫度傳感器樣品，通過采用TI公司的MSP430開發板分別寫程序進行單獨的連接調試，并通過液晶顯示數據。當各個模塊調試成功后，將三個傳感器連接在一起進行調試，但是由于開發板資源有限制，我們便通自己畫了板子，找相關廠家做出來，然后進行整合調試，最后成功，液晶顯示屏成功的顯示了測試時室內的PM2.5濃度、甲醛濃度和溫濕度。

在第一步確認程序無誤后，我們進一步將電路板和傳感器電路小型化，利用 3D 打印技術打印出了小型化空氣質量檢測儀的外殼，組裝好后將寫好的程序移植到小型化的空氣質量監測裝置上，并上電。打開手機的藍牙后，手機成功的實現了與空氣質量監測裝置的通信，并在客戶端APP上顯示了PM2.5濃度、甲醛濃度和溫度、濕度等動態信息。

由上述結果可知，本系統的設計完成了預期的目標。

4 結論

本文設計的便攜式空氣質量檢測設備可以在用戶移動的情況下監測周圍的甲醛、PM2.5濃度和空氣的溫濕度，并將這些數據通過藍牙模塊傳遞到用戶的手機上，用戶可以從自己手機客戶端app上看到自己周圍的空氣質量。所以，本文設計的系統可以很好的滿足空氣檢測方面的需求。

參考文獻

[1] 張澤，崔光琦：室內空氣檢測的行業見證者[J].環境，2005（10）.

[2] 劉永華，韓旭，周森林，張勇.一種基于 AVR 的新型空氣質量檢測儀表的設計[J]. 中國儀器儀表，2009（11）.

篇9

1 知識目標

1.1 知道電動勢的定義.

1.2 理解閉合電路歐姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意義，并能熟練地用來解決有關的電路問題。

1.3 知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，電源的電動勢等于內、外電路上電勢降落之和。

1.4 理解路端電壓與電流（或外電阻）的關系，知道這種關系的公式表達和圖線表達，并能用來分析、計算有關問題。

1.5 理解閉合電路的功率表達式。

1.6 理解閉合電路中能量轉化的情況。

2 能力目標

2.1 培養學生分析解決問題能力，會用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規律。

2.2 理解路端電壓與電流（或外電阻）的關系，知道這種關系的公式表達和圖線表達，并能用來分析、計算有關問題。

2.3 通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規律，培養學生用多種方式分析問題能力。

3 情感目標

3.1 通過外電阻改變引起電流、電壓的變化，樹立學生普遍聯系觀點。

3.2 通過分析外電壓變化原因，了解內因與外因關系。

3.3 通過對閉合電路的分析計算，培養學生能量守恒思想。

3.4 知道用能量的觀點說明電動勢的意義。

教學建議

1 電源電動勢的概念在高中是個難點，是掌握閉合電路歐姆定律的關鍵和基礎，在處理電動勢的概念時，可以根據教材，采用不同的講法.從理論上分析電源中非靜電力做功從電源的負極將正電荷運送到正極，克服電場力做功，非靜電力搬運電荷在兩極之間產生電勢差的大小，反映了電源做功的本領，由此引出電動勢的概念；也可以按本書采取討論閉合電路中電勢升降的方法，給出電動勢等于內、外電路上電勢降落之和的結論.教學中不要求論證這個結論.教材中給出一個比喻（兒童滑梯），幫助學生接受這個結論。

需要強調的是電源的電動勢反映的電源做功的能力，它與外電路無關，是由電源本生的特性決定的。 電動勢是標量，沒有方向，這要給學生說明，如果學生程度較好，可以向學生說明，做為電源，由正負極之分，在電源內部，電流從負極流向正極，為了說明問題方便，也給電動勢一個方向，人們規定電源電動勢的方向為內電路的電流方向，即從負極指向正極。

2 路端電壓與電流（或外電阻）的關系，是一個難點.希望作好演示實驗，使學生有明確的感性認識，然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關系圖線，可以直觀地表示出路端電壓與電流的關系，務必使學生熟悉這個圖線。

學生應該知道，斷路時的路端電壓等于電源的電動勢.因此，用電壓表測出斷路時的路端電壓就可以得到電源的電動勢.在考慮電壓表的內阻時，希望通過第五節的“思考與討論”，讓學生自己解決這個問題。

3 最后講述閉合電路中的功率，得出公式 ， .要從能量轉化的觀點說明，公式左方的 表示單位時間內電源提供的電能.理解了這一點，就容易理解上式的意義：電源提供的電能，一部分消耗在內阻上，其余部分輸出到外電路中。

教學設計方案

閉合電路的歐姆定律

1 教育目標

1.1 知識教學點

1.1.1 初步了解電動勢的物理意義。

1.1.2 了解電動勢與內外電壓的關系。

1.1.3 理解閉合電路歐姆定律及其公式，并能熟練地用來解決有關的電路問題。

1.1.4 理解路端電壓與電流（或外電阻）的關系，知道這種關系的公式表達和圖線表達，并能用來分析、計算有關問題。

1.1.5 理解閉合電路的功率表達式，理解閉合電路中能量的轉化。

1.2 能力訓練點

通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻變化而變化的規律，培養學生用多種方法分析問題的能力。

1.3 德育滲透點[來源：高考資源網]

1.3.1 通過外電阻的改變而引起I、U變化的深入分析，樹立事物之間存在普遍的相互聯系的觀點。

1.3.2 通過對閉合電路的分析計算，培養學生能量守恒的思想。

2 重點、難點、疑點及解決辦法

2.1 重點

①正確理解電動勢的物理意義。[來源：高考資源網]

②對閉合電路歐姆定律的理解和應用。

2.2 難點

路端電壓、電流隨外電阻變化規律。

2.3 疑點

路端電壓變化的原因（內因、外因）。

2.4 解決辦法

制作多媒體課件，采用類比分析、動態畫面、圖像等幫助同學增強感性認識，逐步了解電動勢的含義，推導閉合電路歐姆定律公式，分析各項的意義，使學生有初步整體感知，精選運用閉合電路歐姆定律分析路端電壓隨外電阻改變而改變的規律的典型例題，結合圖像分析突破難點。

3 教學過程設計

引入新課：

教師：同學們都知道，電荷的定向移動形成電流.那么，導體中形成電流的條件是什么呢？（學生答：導體兩端有電勢差）

演示：將小燈泡接在充滿電的電容器兩端，會看到什么現象？（小燈泡閃亮一下就熄滅.）為什么會出現這種現象呢？

分析：當電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢差.當用導線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場力的作用下通過導線產生定向移動而形成電流，但這是一瞬間的電流.因為兩極板上正負電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢差也逐漸減少為零，所以電流減小為零，因此只有電場力的作用是不能形成持續電流的。

教師：為了形成持續的電源，必須有一種本質上完全不同于靜電性的力，能夠不斷地分離正負電荷來補充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢差，從而在導線中維持恒定的電流，能夠提供這種非靜電力的裝置叫電源.電源在維持恒定電流時，電源中的非靜電力將不斷做功，從而把已經流到低電勢處的正電荷不斷地送回到高電勢處.使它的電勢能增加。

4 課時安排[來源：高考資源網][來源：高考資源網]

1課時

5 教具學具準備

不同型號的干電池若干、小燈泡（3.8V）、電容器一個、紐扣電池若干、手搖發電機一臺、可調高內阻蓄電池一個、電路示教板一塊、示教電壓表（0～2.5V）兩臺、10Ω定值電阻一個、滑線變阻器（0～50Ω）一只、開關、導線若干。

6 學生活動設計

學生觀察、動手測電源電動勢，并邊觀察邊思考，逐步推導閉合電路歐姆定律，在教師的啟發下逐漸理解公式含義，引導學生用公式法和圖像法去分析同一問題。

7 教學過程

教師：同學們都知道，電荷的定向移動形成電流。那么，導體中形成電流的條件是什么呢？（學生答：導體兩端有電勢差。）

演示：將小燈泡接在充電后的電容器兩端，會看到什么現象？（小燈泡閃亮一下就熄滅。）為什么會出現這種現象呢？

分析：當電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢差。當用導線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場力作用下沿導線定向移動形成電流，但這是一瞬間的電流。因為兩極板上正負電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢差也逐漸減小為零，所以電流減小為零，因此要得到持續的電流，就必須有持續的電勢差。

教師：能夠產生持續電勢差的裝置就是電源。那么，如何描述電源的特性？電源接入電路，組成閉合電路，閉合電路中的電流有什么規律呢？這節課我們就來學習閉合電路歐姆定律。

8 板書設計

8.1 電源電動勢：等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。

8.2 閉合電路歐姆定律。

閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比。

8.3 路端電壓跟負載的關系。

路端電壓隨外電阻增大而增大。

篇10

關鍵詞：三維數控鉆 西門子 伺服電機

中圖分類號：TG527文獻標識碼： A

設備是1996年德國進口，是Peddinghaus公司生產TDK 1000/9G數控三維鉆床，專門用于鋼結構、橋梁、立體停車庫、石油平臺等行業的H型鋼、箱型梁、槽鋼、鋼板的鉆孔加工。是Peddinghaus三維鉆系列中經典的產品。9軸設計、微霧內冷卻系統、智能軸技術、輥輪進給圓盤測量系統、單件20噸的驅動能力、西門子840C控制系統。

一、設備特點

本機的鉆削動力頭，不僅能在垂直于工件送進的方向上數控移動，而且可以在工件送進的方向上數控移動準確定位。所以，當H型鋼翼板和腹板上的孔不處于同一橫截面時，仍可實現上面、左面、右面三個方向同時鉆孔。減少了沉重鋼梁移動的次數，從而提高了生產效率。為保證鉆孔位置不受鋼梁畸形的影響，機器上設有幅高、腹板、翼板檢測裝置。檢測結果反映在數控軟件中，可以修正鉆孔位置。具有支承裝置：當“H”型鋼的板很薄時，為防止鉆孔引起的變形，設有下部自動支承裝置。鉆削主軸轉速無級調節、鉆頭進給速度無級調節。具有快換卡頭，更換鉆頭方便。配有進出料道，可以把鋼梁自動送入和送出機器。

二、 設備的結構：

具有三個獨立運行的鉆削動力頭,即垂直、左、右鉆削頭，每個鉆削動力頭均有兩個數控軸驅動和垂直于工件方向的數字化液壓進給驅動。鉆頭和主軸之間,由快換鉆套聯接，更換鉆頭快捷、準確。各鉆頭既可單獨，又可同時完成其鉆孔作業。在一次自動裝夾后，可完成孔組內（H型鋼上包括腹板和兩翼板）所有孔的加工。工件（H型鋼）送進移動 ，有液壓和機械控制的輥輪驅動，并由檢測輪準確測出實際送進距離傳送給數控系統來確保兩孔群之間的距離精度，另外，該機還具備工件的頭部和尾部端面的光電定位監測系統。工件在機床上移動定位后機床具有可靠的垂直和側向夾緊系統。工件裝夾后，本機備有腹板和翼板變形監測系統，將誤差返饋給計算機自動修正鉆孔位置。各鉆削頭主軸轉速是由變頻器無級調節 ，為提高在大規格輕型H型鋼上的鉆孔效率 ，還具有增強H型鋼腹板剛度的液壓多點支撐裝置。控制系統由計算機、數控系統、伺服電機 、光電編碼器、PLC等構成。只需輸入工件尺寸、自動生成加工程序，可按件號隨時存儲、調用、顯示和通訊。電氣控制，既實現各加工參數單獨的手動調整控制，又可實現全過程自動控制加工

三、改造修復方案

該設備系統采用西門子840C控制系統，該系統是西門子公司在九十年代初推出的高檔系統，功能強大，使用靈活，直流驅動及電機可不更換。該機床使用年限較久，電氣元氣件老化，故障頻繁，部件淘汰難以采購，械磨損較大、精度下降、工作效率低下，給生產帶來很大的影響。為確保生產的正常進行，需要對機床進行技術改造與修復：

電氣部分改造

控制系統改為西門子840D系統，該系統是西門子公司九十年代中期推出的一款純數字的高檔數控系統，與之匹配的驅動及電機也都是數字的。

與840C與840D比較：

(1)840C 即可用模擬量驅動也可用數字量驅動，而840D主要用的是數字量

(2)840C的PLC語言是S5，而840D的PLC語言是S7

(3)840C產品相關配件已停產，電路板以舊換新，維護費用高、維修周期長。840D是西門子機床控制系統主流，備品備件容易購買，且S7比S5更穩定，抗干擾能力更強。

1、機床電氣部分更新改造內容及要求

1．1新系統采用SINUMERIK 840D CNC數控系統，將增強整個系統的可靠性，穩定性而且可根據工藝需要進行靈活的參數和功能修改，從而在長期意義上大大的節約了成本。

1．2 PLC選擇西門子S7-300系列，程序基本沿用原PLC的結構和功能，從而使改造的風險降低到最低。取代原來的S5系列PLC，，S5外接9V直流電池供電，保存程序數據，更換電池時，需要重新向PLC拷貝程序，S7-300程序不容易丟失，程序安全，模塊化程度高，維護費用低，且程序監控容易實現。同時改造后的PLC模塊在國內極為容購買。

1．3主軸伺服電機和交流伺服驅動器原來采用的是西門子611A屬于模擬控制、電機控制器復雜，一但故障，維修維護費用高，并且抗干擾能力差，對周圍環境要求高。改造后選擇西門子數字產品611D，數字系統抗干擾能力遠高于模擬系統，西門子的交流伺服剛性好，技術先進、性能穩定，而且備件便宜，容易采購，國內服務網點多，技術支持強。

1．4新的進給電機采用1FT6 電機，電機的輸出扭矩和速度特性完全超出原1FT5伺服電機；

1．5關于軸徑和法蘭：通過增加過度法蘭、改變皮帶輪、聯軸器或對軸加工等辦法實現。

1.6 24V傳感器控制控制電源與系統24V控制電源分開，提高機床安全系數。

1.7 所有電力電纜采用耐油腐蝕電纜，控制電纜采用耐油耐腐蝕屏蔽電纜。

2新舊替換明細

2．1 去掉原主軸直流電機，用額定攻率為7.5KW的1PH7電機代替，該電機安裝尺寸和原電機基本相似，功率和轉速范圍（最高5000轉）都比原來強;

2．2保留數控的零件加工程序和相關能利用的軟件結構，使改造風險大大降低；

2．3保留以前的驅動器電源模塊和電抗器。

2．4原3個主軸的611A驅動器, 用SIEMENS611D 取代;

2．5去掉原來柜內的7個進給軸的1FT5伺服電機, 和電柜內的611A驅動器;用SIEMENS 611D驅動和1FT6交流伺服電機取代;

2．6去掉原S5 PLC的CPU、輸入、輸出模塊。由先進的西門子 PLC S7-300的輸入、輸出模塊取代;徹底根除因PLC老化產生的故障；

2．7更新原PLC 的控制程序，根據新的控制方式用SETP 7對其重新編寫控制程序，保證可讀性強。

2．8重新制作操作臺，布局合理，新操作臺根據人力工程學設計，使操作人員能更愉快，更輕松的工作。

2．9更換電控柜,更換柜內低壓器件(含配套變壓器、電源、各類電器元件等，主要器件選用西門子、施耐德品牌)

3主要硬件描述：

西門子840D 數控系統一套，帶液晶顯示屏和相關菜單，機床控制鍵盤和面板；

PCU50 和OP12 系統1套

操作面板1塊（薄膜型）

NCU 盒和 NCU 控制單元各 1 塊 驅動和電機控制模塊，以及電源模塊

S7-300 PLC一套

主軸1HP7主軸電機3個進給軸1FT6電機7個

機械部分修復：

參考文獻：

1. 白幸福、韓軍鋒《基于PLC數控型角鋼生產線控制系統設計》 裝備制造技術2009

2．西門子公司 西門子有關PLC編程手冊

3. 三菱公司 三菱有關PLC編程手冊

4.宋伯生 機床電器及電氣控制 中國勞動出版社 1990