導語：如何才能寫好一篇智能光電技術，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。

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摘要：以智能手機為標志的移動互聯網，正對傳統的課堂教學構成嚴峻的挑戰。本文從實踐教學與課堂教學兩方面闡述了智能手機輔助光電子技術教學的一些運用策略，實踐結果表明，將智能手機與教學改革相結合可以激發學生的學習興趣，培養學生創新實踐能力，收到了較好的效果。

關鍵詞：智能手機；光電子；教學輔助；大學生；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）49-0004-02

一、引言

在智能手機迅速普及的時代，大學生作為新興的一代，無疑是使用手機頻度最高的社會群體之一。如今的大學校園中，幾乎每名學生都擁有一部甚至多部智能手機。之所以智能手機在青年學生中能有如此之高的普及率，與其可以作為互聯網的網絡終端@一突出特點是密不可分的。采用智能手機上網對于絕大部分的網民來說非常普遍。同時，各種APP軟件在智能手機中的安裝使用，極大地拓展了手機的功能。如今的手機已經不再簡單地作為一種通話的工具，而成為一個集通信、娛樂、學習、交流于一體的移動智能終端。移動QQ、微信、微博、WPS、支付寶等APP成為智能手機中的標配軟件。智能手機給我們的生活方式帶來了巨大的變化，但與此同時也給大學的課堂教學帶來了前所未有的沖擊和挑戰。

放眼整個大學校園，食堂、路上、自習室，“低頭族”隨處可見。而且，幾乎每個學生都會手機不離身，在課堂上發短信、上網、購物和玩游戲等情形時有發生。大學生上課玩手機的現象似乎愈演愈烈，對教師課堂教學效果和學生的聽課注意力產生了較大程度的干擾，嚴重影響了高校課堂教學秩序和效果，成為令老師、家長和學生們自己倍感頭痛的事。

面對手機對大學課堂的“入侵”，很多高校都想盡了辦法來防止這個勢頭的蔓延。有的高校創設“無手機課堂”，上課前讓學生將手機放到教室里的手機袋中。中南大學軟件學院就規定大一新生上課之前交出手機；揚州大學動物科學與技術學院購置手機屏蔽器屏蔽信號。然而，僅僅靠“堵截”方式并不能從根本上遏制手機對大學課堂的入侵，處理不好反而容易引起學生的逆反心理。也有些老師采用了相反的方式，例如開設微信公眾號，用微信點名讓學生回答問題，發送漂流瓶，或鼓勵學生在網絡平臺發送課堂照片和內容，計入平時分等。

新形勢下可以采用新的教學方法，在光電子技術課程的具體實踐中，嘗試采用大禹治水一樣的“疏導”的方式，將學生的注意力引導到教學上來。

二、實踐應用

（一）智能手機在光電子學相關實驗中的應用

智能手機從硬件角度來看，是一個微電子與光電子緊密結合的產品，同時自身集成眾多的傳感器，比如溫度、壓強、光強、磁場等等。利用這些特點，可以設計并完成一些實驗。

1.硅光電池特性曲線測量：實驗中分別采用了光照度計、三星手機、小米手機作為光照度的測量工具，測試了硅光電池在不同光照度下的開路電壓和短路電流，如圖1所示。從三組實驗曲線中可以看出，短路電流隨光照度的增加而呈線性的增加，開路電壓隨光照度增加，在小照度呈現快速增大，而后出現飽和趨勢。雖然從絕對數值上來看，采用手機的光照度傳感器作為度量工具與照度計并不能完全一致，但是卻可以得出同樣的結論，而這正達到了本實驗的目的。由此，也可以推廣到其他需要照度計的實驗中。

學校的實驗經費有限，有時并不能保證每名同學人手一臺測量儀器，這時就必須采用分組的方式，對于本實驗，完全可以利用同學手中的智能手機作為實驗儀器，這樣既可以實現人手一臺儀器，又可以激勵學生的實驗探索能力、鍛煉學生開發利用身邊工具的能力和動手能力。

2.光的三原色：在講解光的加色法原理時，可見光譜中的大部分顏色可以由三種基本色光按不同的比例混合而成，這三種基本色光的顏色就是紅（Red）、綠（Green）、藍（Blue）三原色光。這三種光以相同的比例混合、且達到一定的強度，就呈現白光。不同品牌，不同型號的手機可能會采用不同的手機屏幕，因此像素點的排列組合顯微集成結構也會隨之而不同。圖2分別為三種不同手機屏幕的50倍放大顯微鏡照片。

3.此外在實驗中，手機的拍照功能用來記錄實驗操作過程和實驗現象；秒表功能可以用來計時。

（二）智能手機在課堂教學中的應用

隨著網絡化進程的加快，大部分學校都已經實現了wifi對教學樓、寢室、食堂等公共場所的全覆蓋，因此，基于高速網絡的教學成為了可能。移動QQ屬于智能手機的標配應用，組建課程QQ群來進行答疑、布置作業早已為很多老師所采用，QQ軟件里面的一些其他功能可以作為輔助教學的工具。

1.群投票功能輔助教學，可以將一些重要的知識點編寫成為選擇題或判斷題，在課前或課中以群投票的形式限時答題，通過點擊選項還可以查看具體投票人，如圖3所示。一方面可以借此了解學生對知識的掌握情況，并作為平時成績的一項依據，另一方面可以由投票人數了解學生出勤情況。

2.群視頻功能輔助教學，在課堂教學過程中，有時會有演示實驗進行講解，兩班型的課堂不能保證所有同學都近距離觀看到老師的操作和實現現象。這時可以采用群視頻功能，讓一名同學做現場直播，其他距離較遠的同學觀看直播。相較于多媒體播放視頻的形式，這種直播可以全角度、多方位對過程進行展現，配合老師的現場說明，更容易理解。

3.二維碼輔助教學，在備課過程中，將一些擴展內容以二維碼的形式插入課程當中。在上課過程中讓學生掃描二維碼，進行相關擴展內容的瀏覽。

（三）教學中引入智能手機的滿意度調查

針對本學期在課堂教學及實驗教學中引入智能手機，對學生進行了滿意度調查，結果如圖4所示。從調查結果來看，絕大部分同學對智能手機引入課堂和實踐環節都相對滿意。

三、結論及展望

綜上所述，智能手機已經逐漸成為當代大學生身體上的一個“器官”，如何處理教學和手機之間的關系，是每位高校教師必須面對的一個現實問題。在這樣的新形式下，將智能手機變成輔助教學的工具，能帶給學生更加容易接受的學習體驗，達到改善教學效果的目的。

參考文獻：

[1]王迪.占全球1/4國內智能機去年銷售4.17億臺[DB/OL] .cn.2016，2，17.

[2]王兵.論手機上網對高校大課堂教學的影響[J].北京郵電大學學報（社會科學版），2010，（05）：7-9，14.

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關鍵詞 廣電 網絡技術 智能化小區 應用

中圖分類號：TN943. 6 文獻標識碼：A

1綜述

智能小區的概念是由智能建筑演變而來的。所謂智能小區，就是在現代化的城鄉住宅小區內綜合采用國際上最先進的計算機、自動控制、通訊網絡及智慧卡等技術，在住宅小區內建立一個由物業管理、信息網絡及安全防范等系統組成的小區服務與管理集成系統，從而能為小區與每個家庭提供一個安全、舒適、便利和溫馨的生活環境。

智能化小區是將現代計算機技術、通訊技術以及自動控制技術等先進技術融合在一起，能有效提高小區的自動化程度和綜合服務水平，使住戶的居住環境更加舒適和便利。并且可以通過整體的防護策略，大大提高物業服務效率，降低服務風險以及服務成本。智能化小區的發展只有在廣電網絡技術的支持下才能更好地服務于廣大用戶，廣電網絡技術在智能化小區中的應用，是推動小區技術性能和使用功能的重要技術基礎。

2廣電網絡技術在智能化小區的應用優勢

廣電網絡技術在智能化小區中的應用，進一步提高了小區的智能化水平。基于廣電網絡技術的智能化小區，需要住戶在家庭內部安裝一個數字電視機頂盒，將其作為家庭網關來連接住宅內外，通過頂盒裝置與后端廣電網、物聯網及云平臺對接在一起，更加全面、綜合地采集各種傳感器的狀態和數據，通過對各種數據信息的處理和儲存，對其進行傳輸和綜合分析，完成相應的操作，為住戶提供更加多樣的家居生活和小區服務。

廣電網絡技術在智能化小區中的應用具有良好的用戶體驗，目前數字機頂盒已經遍布到各個家庭中，將這種設備作為家庭網關來連接家庭內外網，通過終端顯示設備即電視屏幕來顯示出各種服務信息，受到廣大用戶的認可，良好的受眾基礎和用戶體驗是進一步推動智能化小區建設的最好前提。

廣電網絡擁有完善的服務體系，無論是網上營業廳、實體營業廳還是聲訊服務熱線，都擁有很高的知名度，能支撐廣電網絡將各種服務方式有效結合在一起，實現多種服務同步進行。完善的服務管理體系為廣電網絡技術的應用提供了有力的保障。

總之，廣電網絡技術在智能化小區中具有很多的前提優勢，它對于智能化小區的發展有著很大的推動作用，在廣電網絡技術基礎上建設智能化小區，必定會進一步提高小區的綜合服務質量，實現智能化小區全方位的安全防護和全面管理，形成健全的應用服務體系，為人們提供更多的智能化服務。

3廣電網絡技術在智能化小區應用的系統架構

在智能化小區中應用廣電網絡技術，要遵循統一性的系統架構原則，確保技術規范、技術框架以及交換標準等的統一，為系統建設的規范性和擴展性提供良好的基礎。根據功能的區別，可以將系統架構分為感知層、網絡層、平臺層和業務層四層平臺。

3.1感知層

系統架構中，智能家庭網關與前端多種傳感終端構成感知層，它相當于物聯網的神經末梢，實現采集數據的功能，用來感知體征監測設備、活動跟蹤設備以及環境監測設備等。

3.2網絡層

網絡層用于遠程傳輸感知層采集的數據，實現異構網絡如廣電網絡、互聯網和通信網的相互操作，作為感知層與業務層的互通橋梁，便于各層平臺準確獲取感知數據來進行后續處理工作。

3.3平臺層

平臺層的組成部分包括廣電網、云平臺、物聯網以及第三方功能業務平臺，用來實現數據的融合與智能分析處理，為小區住戶提供諸多云存儲技術支持，方便住戶存儲個人信息、音頻文件等，為整個系統提供技術支持。

4廣電網絡技術在智能化小區中的應用

首先，隨著廣電網絡接入技術的不斷完善，雙向HFC電纜調制解調器接入技術逐漸成熟，目前已經應用到遠程教育、會議電視、視頻點播以及Internet接入等領域中，雙向HFC電纜調制解調器接入技術主要工作原理為通過電纜調制解調器能夠在混合光纖通州網中傳送高達34Mbps的下行數據。這種接入技術的最大特點是方便覆蓋范圍內的用戶的信息溝通與交流共享。這種接入技術支持多種溝通信息形式，例如語音、簡訊、文件等，這對于企業內部實現資源共享、提高工作效率具有極大的意義。

其次，廣電網絡通信接入技術中內含數字電視通信技術。隨著科技的發展，我國數字電視已以及基本普及，在國家經濟中處于全新的地位，具有非常廣闊的發展前景。但是與世界先進國家相比，我國的數字電視發展還存在著一定的差距，我們應重視數字信息的利用率，充分利用多樣化傳播形式帶來的擴展值。數字電視廣播網絡不僅可以提供必要的電視節目，而且還能夠提供眾多多媒體信息傳輸服務。

參考文獻

[1] 黃升民，丁俊杰.中國廣電媒介集團化研究[M].北京：中國物價出版社，2001.

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[關鍵詞]分布式光纖測溫技術；電纜溫度；實時監測；光纖傳感

中圖分類號：TP109 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）08-0278-01

隨著電網的飛速發展和城網改造進程的加快，電纜在電網中所占的比例顯著的升高，而電纜的火災事故發生的頻率也在不斷的升高。傳統的電纜防火方法是在電纜的部分加裝防火槽盒等，但這些方式十分的被動，且效果不是很明顯，無法對電纜溫度的情況進行及時的了解，在預防火災事故上效果不佳。因此為了有效地預防電纜火災事故的發生，需要設計出一種智能的光纖測溫系統，對電纜的溫度進行實時的監測。分布式光纖測溫技術是目前電纜測溫效果比較好的一項技術，在我國得到了廣闊的應用前景。

一、分布式光纖測溫技術概述

分布式光纖測溫技術是一項實時、在線和多點光纖溫度測量技術，能夠實時監測空間溫度場，在工業過程控制中廣泛應用的一種新型的智能化的電纜溫度監測技術。分布式光纖測溫技術在電纜溫度測量中可以實現對光纖沿線的測量點進行連續的實時測量，在1-30千米范圍內都可以實現對電纜溫度的實時測量，空間定位精確到0.5米以內，溫度分辨率高達0.5℃，能夠實現對電纜溫度的實時、連續、自動化測量，并且在大范圍多點測量中應用效果比較佳。分布式光纖測溫技術主要應用光纖的光時域反射原理以及光纖的后拉曼散射溫效應。分布式光纖測溫技術作為一種智能化、新型的溫度測量技術，具有多方面的優勢和特點。分布式光纖測溫技術能夠實現大范圍、多點的溫度測量，精確度較高，能夠實現自動化的測量，為電纜絕緣在線檢測提供了可靠的技術支撐。

二、分布式光纖測溫技術的應用

以某大學生城220KV 1、2號線電纜隧道環境監控系統為例，該系統環境為220KV 1、2號線架空線與電纜線混合的線路，電纜段在整條線路中間的一段。電纜的程度為1.7千米，整個監控系統由計算機掌握，以及編程邏輯控制器（PLC）以及分布式光纖電纜測溫系統構成，對電纜的溫度、隧道的積水情況、可燃性氣體等電纜環境進行監測，通過計算機軟件和PLC進行實時的遠程監控，并對出現的情況進行分析，對電纜隧道潛在的危險進行遠程報警信息。該系統主要包括計算機、光纖通訊、傳感器等，由主機、多路轉換開關等組成。

（一）分布式光纖測溫系統的布置

整個電纜測溫光纜的長度為4.2千米，將光纜兩芯作為通信通道，溫度信息接入到供電公司的局域網中，并配置相應的設備，具體結構如圖1所示。

（二）分布式光纖測溫系統的實現功能

使用PLC帶485總線形式連接測溫系統的主機和各路傳感器，把各個測量單元，測溫主機和測溫控制層連接成一個完整的網絡系統，實現集中的測量，報警信息集中顯示，達到集中管理和控制的效果。

分布式光纖測溫技術能夠實現自動化、連續性、實時的監測，及時掌握控制區域內電纜的溫度變化情況，并能夠針對各種危險信息及時發出預警。主機放置在室內工作站，感溫電纜與主機相連接，并在電纜上沿線鋪設，每隔0.5米設置一個監測點，進行連續的監測，從而全面了解電纜的工作狀況，并將監控點的電纜信息及時的傳遞到監測控制站中，顯示出監控到的信息，例如報警數據、事故報警數據、電纜溫度異常的情況和電纜每天每月的平均溫度數據等。溫度傳感器具有優良的熱傳導、機械化等特性，既能傳遞溫度信號，又是信號的傳輸通道，能夠得到光纜內不同位置光纖發射的信號，接收到溫度信息，能夠在各種復雜的環境中進行電纜溫度監測。

光信道轉換多路開關是一種控制光路的器件，起著切換光路的作用，不受外界波長等因素的影響，測量的精確度比較高，能夠與測溫的主機相連接，進行功能的切換。選擇開始通道和結束通道，并由光開關來進行自由的切換，主界面可以顯示出當前電纜的實時監測溫度變化情況。

測溫系統如果發現電纜的溫度出現異常，那么首先會進行異常溫度數據和具置信息的記錄，將異常數據分析分類，及時的發出報警信息。其次通過繼電器傳輸出聲、光等報警信息，通過以太網傳遞出報警信息并傳送到制定的地址當中，通過COM端口及時的將報警信息傳遞到工作控制站中。在對報警信息的處理過程中能夠對電纜溫度的測量數據進行分析。

分布式光纖測溫系統能夠及時的獲得任何復雜環境中的電纜溫度信息和變化情況。測溫系統能夠設定一個或者多個監測點和報警溫度點，如果環境下的電纜溫度出現任何異常的情況，電纜的溫度出現不正常的變化時，如果電纜的溫度達到設定溫度或者超過設定的溫度時，電纜的溫度曲線會在工作站的系統中顯示，并且測溫系統會隨時發出報警信息傳送到PLC上。PLC接收到各個監測點發來的指令后，內部程序能夠根據設定的溫度數據對電纜的環境進行控制，可以打開排風系統，自動關閉防火門，防止火災發生蔓延，保障整個系統處于一種安全控操控的環境中。

總結：分布式光纖電纜溫度監測技術以先進的DTS技術為支撐，在電纜沿線鋪設探測光纜，能夠實現對電纜沿線每一個溫度信息的連續性監測，實時掌握電纜的動態信息和溫度變化，對于優化配置電纜具有重要的價值。分布式光纖電纜溫度監測技術還能夠實現實時、在線監測電纜溫度的變化，同時可以設置多個監測點的預警信息，防止危險事故的發生。根據電纜的溫度能夠確定電纜的負荷變化情況，優化配置電纜的負荷，有效地提高電纜的容量，提高電纜的使用效率。分布式光纖電纜溫度監測技術以智能化的控制技術完善了傳統技術的不足，提高了我國電纜的運行水平，降低了電纜事故的發生率。

參考文獻

[1] 郝學磊，陳鵬，王鯤鵬，呂琨. 基于分布式光纖測溫的電纜溫度在線監測系統設計與應用[J]. 通信電源技術，2013，（02）：59-60.

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關鍵詞：可回收；地面太陽能光伏電站；支架組件；施工技術

隨著能源問題和環境污染問題的日漸突出，可再生清潔能源的開發也引起了人們的重視。而利用太陽能光伏發電，則能將太陽能轉化為電能，進而有效實現對可再生清潔能源的開發和利用。但就目前來看，在地面太陽能光伏電站建設施工過程中，支架組件施工容易給環境帶來傷害，并且存在施工效率低、耐久性差和質量控制難等問題。因此，還應加強可回收式支架組件的研究，從而更好的推動光伏電站的建設發展。

1 可回收式地面太陽能光伏電站支架組件的結構分析

在地面太陽能光伏電站設計建設的過程中，通常需要采用混凝土灌注樁、混凝土預制方樁等基礎形式進行支架組件的安裝。相比較而言，對生態破壞最小的為長螺旋鋼管地錨樁施工，所以在進行可回收支架組件設計時可以采用該種樁型結構。從支架組件組成上來看，需要利用法蘭連接地錨樁和支架鋼管柱，并采用可調式連接方法進行支架梁和主要受力柱的連接，同時采用螺栓頂絲連接和固定節點管與支架柱。在前后斜撐節點處，則要在節點管上下側完成節點管的設置，從而使樁頂標高偏差通過上下調節得到消除[1]。分析該種結構的受力狀態可以發現，則風載荷和支架荷載的共同作用下，節點管上會產生偏心力矩，從而導致支架柱與節點管發生中心線偏轉，進而通過增強支架柱與節點管間摩擦力有效預防節點管出現下墜問題。所以采用該種結構，能夠使過去光伏電站支架組件施工遭遇的樁垂直度與水平度偏差控制難的問題得到解決，在實際進行上部支架安裝時無需進行水平板和連接柱的多次調整，因此能夠為支架安裝找平工作的開展提供便利。

2 可回收式地面太陽能光伏電站支架組件的施工技術

2.1 組件防腐處理

在過去進行光伏電站支架組件安裝時，通常需要采用涂抹覆蓋防腐技術進行組件的防腐處理，以確保支架結構安全。但采用該種技術需定期完成支架的維護，所以將導致電站的運行維護成本增加。針對這種情況，可以采用環氧粉末覆蓋防腐技術進行上部支架的處理，即在鋼管地錨樁出廠前利用環氧粉末完成結構的滲鋅處理，從而使結構安全得到保證[2]。在樁身周圍，則要完成犧牲陽極體的固定，從而實現對樁身的電化學防腐保護。而采用的犧牲陽極應該為半套環裝，并根據鋼樁外徑確定環的內徑。在實際進行該種環裝的使用時，應在鋼樁頭上將兩個半套環相扣，并在陽極體周圍進行鋼帶加強筋的安裝。

2.2 地錨樁的施工

太陽能光伏電站需完成較多電池板的安裝，進行地錨樁施工則能使過去施工存在的占地面積大和電站拆遷處理麻煩等問題得到解決，從而使電站建設給生態環境帶來的破壞得到減少。在實際進行地錨樁施工時，還要完成旋轉樁架的改造，即利用履帶式挖掘機進行樁架改造，并為樁架配備自動找直系統，進而實現樁架的準確定位。在此基礎上，則要利用水平尺進行測量，并利用液壓撐桿完成樁架角度的調整，進而使樁身的垂直度要求得到滿足。而考慮到地錨樁的抗拔能力取決于螺旋葉片距地高度，所以還要加強樁頂標高控制，確保其與地面標高相接近。根據節點管的位置，則能完成上部支架的標高調節，進而使同組光伏陣列保持水平關系。完成樁的放線定位后，還要利用水將樁位的土壤浸濕，從而為地錨樁后續施工提供便利。在樁的四周，需完成抗傾覆翼板的安裝，以減少風振給設備帶來的損害，并使支架的抗L能力得到提高。

2.3 犧牲陽極的安裝

在安裝犧牲陽極時，還要遵循均勻分布的原則，為每20根樁配置一組犧牲陽極，從而發揮結合電連效應。由于樁基上部為鋼支架，所以可以利用電線進行支架斷開處的連接，從而完成整體回路的構建。由于鋼樁擁有良好的導電性，所以還要采用非焊接的方式進行陽極安裝，從而為防腐層提供保護。具體來講，就是將兩個半圓形犧牲陽極采用對扣的方式緊裹在樁身上，然后利用不銹鋼螺絲進行外伸鐵芯的緊固。為確定安裝效果，還要在各保護系統中進行長效硫酸銅參比電極的埋設，以實現保護點位的測量[3]。在日常維護時，則可以根據測量結果進行支架維護。此外，利用參比電極也可以作為信號源，從而為電位自動控制提供支持。在實際埋設參比電極前，還要利用淡水或蒸餾水進行電極浸泡，時間至少12小時，以確保硫酸銅能夠達到吸水飽和狀態。在安裝電極時，則要與地錨樁一同旋轉進入地下，并在節點管的位置固定導線。在對樁的參比信號進行測試時，該導線則為信號端。完成支架組件安裝后，還要每隔半年進行一次保護電位的測定，測試樁則為樁身都是鋼的螺旋樁基。

2.4 鋼支架及組件安裝

在安裝鋼支架及組件時，還要提前做好螺栓的清點和分類，在樁行間進行按照不同類型進行構件的有序擺放。而在這些構件中，節點樁可用于確定標高，所以還要先進行單行周末樁的節點管標高的測定，并利用頂絲進行節點管的固定，然后進行尼龍線的拉設，從而利用該基準線進行中間樁的標高控制。完成節點管的安裝，還要進行拉桿和斜梁的安裝。在安裝過程中，還應按照先首末后中間的順序進行安裝，并確定斜梁上電池組件的安裝角度。為使電池板的抗風能力得到增強，還要在組件邊緣完成雙碟形或單蝶形扣件的使用，從而利用扣件將電池板緊固在檁條上緣。在樁頂與檁條之間，則要進行抗風緩沖片的安裝，以減輕風對支架的影響[4]。考慮到檁條容易受樁間距的影響，所以還要利用其上的螺栓孔實現間距偏差的調整，確保樁身偏差能夠得到適度補償。在抗風翼板安裝時，則要先進行上部螺栓的佩戴，然后將板錘入地下，最后進行螺栓緊固。在安裝電池組件時，還應兩人同時進行安裝，并且分別負責調整電池板位置和緊固螺栓。在緊固螺栓過程中，還應分兩次進行緊固，第一次應緊固70%，確保電池板不會掉落，然后進行電池板間距及位置的調整。第二次要緊固100%，并確認電池板不會出現晃動或松脫等問題。最后，需在電池板邊緣完成防風扣件的安裝。

3 結論

通過分析可以發現，采用可回收式光伏電站支架組件進行太陽能光伏電站的建設，不僅能夠減少工程建設對環境的破壞，還能有效提高支架組件抗風能力和施工效率，進而使支架組件的安裝質量得到保證。因此，相信隨著相關技術及標準的不斷完善，該種施工技術也能在光伏電站建設中獲得良好的應用前景。

參考文獻：

[1]鐘天宇，劉慶超，楊明. 并網光伏電站光伏組件支架最佳傾角設計研究[J]. 發電與空調，2013，01：5-7.

[2]許建軍. 格爾木200MWp并網光伏電站組件支架基礎的選擇[J]. 陜西水利，2013，02：142-143.

[3]孟濤. 獨立基礎在共和光伏電站支架基礎施工中的應用[J]. 科技信息，2012，33：822.

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吳 偉

（上海水務建設工程有限公司，中國 上海 200072）

【摘 要】本文分析了光電式計數器的特點及其工作原理，然后介紹了光電管在智能水表中的運用，集中介紹了光電直讀計數器的組成、光電直讀計算器編碼原理、數據讀取與上傳等方面內容。

【關鍵詞】光電管；智能水表；編碼；數據上傳

Application of Photoelectric Sensor in the Intelligent Water Meter

WU Wei

（Shanghai Water Construction & engineering Co.， Ltd.， Shanghai 200072， China）

【Abstract】This article analyses the characteristics of opto-electronic counter and how it works， Then introduced the application of photoelectric cell in intelligent water meter， Composition focuses on direct-reading counter， photoelectric direct-reading calculator， such as coding， data read and upload content.

【Key words】Photoelectric cell； Intelligent water meter； Encode； Data upload

1 智能水表

1.1 智能水表概述

隨著計算機技術，現代通訊技術和自動化技術的迅猛發展，智能化建筑在發達國家應運而生。近年來，智能化住宅小區建設在我國發展的很快，自來水遠程抄表系統正是智能化住宅小區的必備系統。目前我國城鄉居民用戶水表抄表一般采用人工抄表方式。這種方式需要消耗大量的人力、物力，采集數據的時間跨度大、采集數據的準確度低，同時給用戶帶來很多麻煩，甚至帶來不安全的因素。為了有效解決入戶抄表收費存在的諸多弊端，提高效率，避免入戶抄表引發的不安全因素和杜絕拖欠費用等情況，遠傳抄表系統得到了大力推廣。遠程抄表是一種便民系統，作為現代化管理系統的重要組成部分，該系統發揮了重要作用。

1.2 傳感器在智能水表中應用

目前，實現遠程抄表有很多技術，例如藍牙技術、無線局域網技術等，現有的各種轉換方式如采用單、雙干簧管傳感器、攝像直讀傳感器或霍爾元件，都在不同方面存在缺陷或不足。從實際的運行的情況來看，表現不盡如人意，存在兩大問題：（1）必須不間斷供電，當電源斷電時間過長或信號線路需要維修時，遠傳讀數部分停止計量，機械讀數照常運轉。因此恢復供電或維修完畢后需重讀水表的機械讀數，再對遠傳部分重新設置底數。（2）運行中會產生累積誤差，水表機械讀數與電子讀數不完全一致，總存在一定誤差。尤其是“單、雙干簧管表”因為臨界點顫動誤發信號無法克服，誤差非常大。由于這些問題如果不能得到妥善解決，上述傳感器在市場上難以成為主流產品。針對上述的難以克服的缺陷，人們將研究目光投向光電直讀，本文在此介紹的是一種直讀式遠傳水表，其最大特點是平時不需要電源，只有在抄表的瞬間才需要電源，擺脫了脈沖等遠傳水表離開電源便無法工作的難題，并且使水表的機械讀數與電子讀數完全一致。

2 光電直讀計數器的應用

光電直讀表是在普通水表的計數器字輪印刷0-9位置的外緣印刷特定標記，在其固定光電傳感器及相關電路。外部供電讀表時，通過光電傳感器判斷特定標記“有”和“無“的狀態，通過組合編碼判斷以獲得字輪的讀數（表計的窗口值）。

2.1 光電直讀計數器的組成

光電直讀計數器包括殼體、驅動輪、進位齒輪、數字輪、信號采集板、光電傳感器等。

2.2 光電直讀計數器概述

光電直讀計數器有若干個同軸數字輪，最低位數字輪與驅動輪連接，該數字輪端面的兩個半徑圓周上分別開有若干個弧形透光孔，同時數字輪上印有0-9共10個數碼，每個數碼的間隔被3等分；進位輪與數字輪嚙合，位于最右邊的低位數字輪每轉一圈，就帶動與它相連的進位齒輪走一個齒，進而帶動位于左邊的高位數字輪走一個數字，實現進位；信號采集板，位于數字輪兩側，其上設置若干對光電傳感器，每對光電傳感器包含一個發射管和一個接收管。

2.3 光電直讀計算器編碼原理

2.3.1 數字輪設計

數字字輪的柱面被30等分，整個柱面平均分為0-9共10等分，然后，每個數字間隔之間的扇面再3等分，因此整個數字輪的柱面被30等分。自此，數字輪上的每個數就具有“上格”“正格”“下格”之分。例如：數字“8”就有“8上格”“8正格”“8下格”。當讀數在“8上格”“8正格”“8下格”時，均讀為“8”，這就避免了進位時的誤讀。

2.3.2 光電傳感器設置

在光電直讀計算器中，信號采集板上安裝6對紅外發射管和紅外接收管，發射管和接收管構成的紅外對管光路與數字輪的轉動軸線平行，同一個同心圓的半個圓周上分布5對光電傳感器，其作用是抄報數字輪的讀書，在另一個同心圓的圓周上設置1個光電傳感器，稱為進位傳感器，其作用是校驗進位輪的進位狀態。

2.3.3 碼道分布及其編碼方法

數字輪的端面上分別開有3個弧形透光槽，作為編碼的碼道。每一個數字輪的端面上分布有3個圓弧孔，其中三個圓弧孔是位于同心圓上的，該同心圓的半徑與5個光電傳感器所位于的同心圓的半徑相同，當圓弧孔轉到5個光電傳感器中的任何一個時，均可通過圓弧孔透光，從而使接收管能夠接收到發射管所發射的光線，起到抄報數字輪讀數的作用。其中一個圓弧孔比另外兩個圓弧孔更寬一些，覆蓋到進位校驗傳感器所處的同心圓中，這樣，當此圓弧孔轉動到進位校驗傳感器時，接收管可以接收到發射管所發射的光線，起到進位校驗作用。

2.3.4 數據讀取與上傳

上述編碼方式讀取的數據通過程序方式存入單片機，抄表時，由外部供電，通過光電傳感器讀取字輪編碼傳遞給單片機，單片機按照電路邏輯關系，將數據上傳給區域集中器，再由集中器將所抄表具讀數上傳給上位機管理軟件。

3 應用

經過多年從理論到實踐經過多次研究，對設計方案進行了修改和實際產品驗證，實踐證明在結構和裝配誤差要求范圍內，確定此方案可以做到準確讀取字輪數據。

4 結束語

隨著現代計量技術、傳感技術、計算機信息技術等的日益發展，智能水表的智能性也得到日益提高。利用智能水表具有經濟、實時、數據共享等優點，將會越來越多地應用于社會發展的各個方面，并實現人類和水資源的和諧相處。光電直讀式計算器由于既有機械式計數器的無需帶電工作的優點，又可采用光電直讀方式讀取計算值，可用于集中管理。可見，光電直讀計數器的合理廣泛應用對于大力發展智能水表具有非常重要的作用和意義。

【參考文獻】

[1]董健，常正躍.智能水表及遠程集中抄表的現狀及發展趨勢[J].中國住宅設施，2003（02）.

[2]施志剛.傳感器技術對智能水表的質量至關重要[J].中國計量，2004（07）.

篇6

自年初以來一路高歌猛進的股票價格，以及新鮮出爐的第一季度凈利潤4.81億元，同比增長573.37%，讓TCL再次成為業內的焦點。

TCL利潤大幅提升，歸功于TCL多媒體-華星光電液晶產業一體化優勢帶動業績提升。涉足電視上游面板產業收獲頗豐后，李東生有了新打算，提前兌現回購華星光電股份的承諾。

5月2日，TCL公告受讓深超投（深圳國資委下屬企業）持有的華星光電30%的股權。交易完成后TCL集團將持有華星85%的股權，另外15%由三星持有。

2009年，TCL與深超投聯合成立華星光電，之后，TCL、深超投和三星電子分別持有華星光電55%、30%、15%的股份。華星光電成立之初，以政府出資人身份出現的深超投約定，投產后5年內由TCL回購所持股份。

李東生對提前回購的說法是“現在華星光電經營不錯，我們提前履行承諾。”他指的經營不錯，其實對華星光電的業績有些輕描淡寫。TCL第一季度報表顯示，華星光電實現銷售收入33.63億元，實現凈利潤4.08億元。去年，華星光電50%的產能由TCL消化，TCL電視銷量達1553萬臺，同比增長43%。

曾經，中國電視廠商處處受制于外資面板企業，此番，克服重重困難推進的華星光電業務，不僅保障了TCL的面板供給，還讓企業獲得真金白銀的回報，更證實了李東生全產業鏈布局的成效。

李東生是恢復高考后的第一批大學生，TCL春風得意時，他拒絕了當副市長的政治前途；國際化導致企業巨虧時，他想過離開，想過通過房地產救急，但最終他堅守家電業，讓鷹重生。久經“沙場”、拼殺多年的李東生總結出，沒有全產業鏈的掌控能力，就無法在國際市場上和日韓企業一較高下。華星光電是TCL全產業鏈布局的一次努力，也是打通產業鏈的第一步。

篇7

關鍵詞：智能車；光電管；路徑識別

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2011)35-pppp-0c

Design of Intelligent Vehicle Path Identification System Based on Phototube

HUANG Xian

(School of Internet of Things, Wuxi Professional College of Science and Technology, Wuxi 214028, China)

Abstract: Path identification is a key technology in the application of intelligent vehicles. It directly determines the running quality of intelligent vehicles. In this paper, we have developed an intelligent vehicle with advanced path identification algorithm. The embedded system is based on Freescale’s 16-bit MCU, MC9S12XS128.Phototubes are used to collect image samples of monochrome road. Then the discrete recognition algorithm is introduced to extract road black-lines, through which the direction and speed of the intelligent vehicle is controlled. It is proved by experiments that our embedded system fulfills the path recognition task as an intelligent vehicle.

Key words: intelligent vehicles, phototubes, image samples, path recognition

1 智能車整體方案設計

隨著物聯網技術的蓬勃發展，智能交通也進入了快速發展的時代，無人駕駛智能汽車的研究正是其中的一個重要方向。

本智能車系統共包括六大部分，如圖1所示。由freescale 16位單片機MC9S12XS128為核心控制單元，由路徑識別模塊和速度檢測模塊分別將采集到的路徑信息，和實時速度值輸入單片機，由其處理后，形成合適的控制量來驅動電機，并控制舵機轉向，從而使小車自動沿著一條任意給定的黑色帶狀引導線行駛。[10]。

2 路徑識別器件的選擇

智能車路徑識別模塊是智能車系統中的關鍵模塊之一，它的好壞直接決定了智能車的性能。因此選擇合適的路徑識別器件是確定整體方案的關鍵。路徑識別方案有CCD/CMOS攝像頭、光電和電磁[19]三種。

方案一：采用CCD/CMOS攝像頭，CCD/CMOS攝像頭的優點是前瞻距離大、檢測范圍寬、檢測道路參數多；缺點是電路設計復雜，需要視頻信號同步分離，且工作電壓高于電池電壓，需要升壓電路，加大了電源的損耗，增加車身重量，而且本系統采用的處理器是25MHZ的單片機，處理速度有限，并且CCD采集一幀圖像的時間最快為50ms，對于一個速度要求很高的系統，采集時間過長，還易受外界干擾，軟件計算量大。

方案二：使用光電傳感器，光電傳感器的優點是具有較高的可靠性和穩定性，且電路設計比較簡單，檢測信息快，最重要的是單片機易于處理。但這種方法對道路參數檢測精度低，易受到外界光線的干擾，且檢測距離有限。并且獲取的信息量有限，難以獲得較大的前瞻距離；

方案三：電磁是缺點是前瞻太小，且無資料可參考。

綜合各種方案的利弊，本設計如圖2所示采用光電傳感器（激光管+紅外光電管）作為循跡方案。并且采用雙排光電管設計，下排紅外管用于識別起跑線、坡度等并進行輔助路徑識別；上排激光管主要用于小車轉向控制以及車速控制。相應的傳感器狀態為1時表示檢測到黑線，否則就為0.

3 路徑檢測算法

要使模型車能夠在智能車控制系統的作用下沿跑道快速穩定的運行，路徑的精確識別是關鍵。

3.1 路徑識別分析

傳感器直線排列的控制策略較為簡單，應用成熟，檢測效果良好，故本系統采用光電管“一”字型直線布局的排列方式。模型車在賽道上可能出現的狀態有：普通直道處、彎道處、起點處、十字交叉處等情況，如圖3所示，圓點代表傳感器，黑色為路徑。

每個傳感器對應是否在黑線上的標志位，相應在黑線上為1，不在黑線上為0，從而通過對任一時刻傳感器標志的識別，判斷模型車的狀態，進而進行賽道記憶和速度控制。

為了精確地識別起跑線和十字交叉線，在程序中，通過統計檢測到黑線的傳感器的個數及狀態來區分兩者。例如，在十字交叉線時，有大于4個傳感器檢測到黑線，且這些檢測到黑線的傳感器是連續的，中間沒有間隔，這樣就認為是十字交叉線；在起跑線時，有大于4個傳感器檢測到黑線，且這些檢測到黑線按的傳感器之間有間隔，這樣就認為檢測到的為起跑線。在實踐中，只有當模型車位置偏差過于大時可能會出現判斷失誤，此種方法有較高的成功率，在經過大量的統計和調節模型車的狀態，最終采用了這種方法。

3.2 路徑識別算法的設計

路徑識別算法大致分為兩種，即連續識別算法和離散識別算法。兩者最大區別在于路徑探測信息通過轉換電路轉換后，連續識別算法中得到的是連續的信息，或者說是通過AD轉換后得到的相當于灰度值一樣的信息，然后通過插值計算可以得到非常精確的路徑信息，但連續識別信息量大，處理有一定延時。

路徑離散識別算法是通過普通IO端口將激光接收管的電壓值讀入微控制器，根據端口輸入的高、低邏輯電平來判斷該傳感器是否處于黑色引導線上方，再篩選出所有處于引導線上方的傳感器，便可以大致判斷出此時車身相對道路的位置，確定出路徑信息。算法簡單易行且信息采集更新速率快，因為輸入量為開關量，所以對硬件及算法的要求都比較低，但離散識別算法中得到是數字量，中間缺少過度，得到的路徑信息是基于間隔排布的傳感器的離散值，對于兩個相鄰傳感器之間的“盲區”無法提供有效的距離信息，因此其識別路徑的精度極大的受限于傳感器的間距但在傳感器數目較多的情況下也可以實現較高的識別準確性[3]。

針對離散識別算法的弊端，一方面，設計前瞻板時，在兼顧檢測范圍的情況下注意盡量減少傳感器的距離；另一方面，通過記憶算法細化檢測信息，即在兩個傳感器的檢測“盲區”時，軟件上通過記憶上個時刻檢測到黑線的傳感器的編號和前一段時間前瞻板的移動方向，就可以預測下個時刻黑線出現的位置。通過這樣的處理過程后，就能得到一個比較連續的路徑信息，并將此路徑信息應用到轉向和車速控制策略中，轉向和車速調節比較平滑，在2m/s~3m/s的范圍內，舵機響應及時，可以滿足智能車的控制需求，并沒有出現因為舵機響應不及時而造成控制失效的情況。

對采集到的道路信息還需要進行數字濾波。由于在智能車運行過程當中難免會因為賽道原因或者硬件原因引入干擾因素，表現為檢測到離散的黑點，但是這些黑點等干擾因素有一個共同的特點：持續時間短、沒有規律。所以采取的措施就是當發現有賽道跳變時，丟棄這次采集到的路徑數據，而是使用上一次采集到的數據進行打舵和調速決策。但是當連續多次發現賽道的跳變時，就說明原來的循跡跟蹤有誤，采用新的路徑信息進行打舵和調速決策。路徑檢測流程圖如圖4所示。

4 結束語

本智能車用飛思卡爾16位單片機MC9S12XS128做核心控制單元，用光電管采集黑白路徑信息，單片機通過對采集圖像的分析與計算，自動控制小車的運行方向和速度，從而實現智能車快速穩定的沿黑線行駛。經過實驗證明，該光電管電路工作穩定，可靠性高，能很好的識別出路徑信息。

參考文獻:

[1]梁昆,王韜,丁丁,楊明,等.上海交通大學SmartStar隊技術報告(節選) [J].電子產品世界,2010,17(1):54-55

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【關鍵詞】變電站；智能壓板；光電檢測技術；繼電保護；電力設備

隨著國民經濟建設的持續推進，電力資源的需求量越來越大，變電站承擔著保障電力供應與推進電網建設的重要使命，其基礎性地位十分重要。在變電站日常的工作中，繼電保護是一項極為重要的工作，事關變電站設備的安全，也事關變電站的正常運行。壓板是維系變電站繼電保護裝置與短路設備的重要“橋梁”，一般通過人工操作來實現工作。以智能壓板技術尤其是檢測技術來開展繼電保護工作，是當下業界研究的熱點，也是工作的難點所在，必須引起重視。

1 變電站智能壓板檢測技術的應用及背景分析

眾所周知，繼電保護是變電站的核心工作之一，也是維系變電站電力設備穩定與安全運行的重要抓手。智能壓板是變電站繼電保護的有效舉措，一般都由技術人員負責操作。然而受困于很多變電站操作人員的責任意識不足、技術能力低下以及其他方面的因素，壓板操作很容易出現問題，導致出錯率攀升，進而影響到整個繼電保護工作。因此，智能壓板及應用技術應運而生，而且在繼電保護中發揮了突出的作用。智能壓板可以解決人工投退的很多問題，避免了壓板的出錯幾率，對于提升變電站繼電保護及整體的管理水平都有積極的促進作用。因此，引入更加科學、新型的智能壓板檢測技術就顯得尤為重要了。一方面，有效的檢測技術利于智能壓板操作的推進，進一步提升智能壓板的效能；另一方面，檢測技術的應用可以實現對智能壓板投退狀態的實施監控，并且為即時的壓板操作提供數據和依據，是壓板操作必不可少的一部分。所以嗎，智能壓板檢測技術的引入、應用及創新是智能壓板工作的題中之義，必須引起工作人員的高度重視。

所以，智能壓板的應用必須與相關檢測技術的應用相匹配，這樣才是完成的操作系統，才能確保變電站繼電保護工作的質量。開展智能壓板的檢測需要新技術，而智能壓板技術本身也有一些要求。如，智能壓板保護測控屏上壓板數量眾多，并且非常集中，因此智能壓板結構必須小巧。其次，智能壓板的常規功能部件必須與傳統壓板兼容，比如有可視斷點、方便操作、顏色區分等。除此之外，現在的很多智能壓板對外有標準的通信接口，能將檢測到的壓板投退狀態上送給其它智能設備或上位機。所以，智能壓板檢測技術的應用必須符合上述要求，同時能夠實現實時監測的技術要求。

當前，我國的變電站使用智能壓板的過程中大都配套采用了基于廣電技術的檢測技術，可以很好的實現變電站智能壓板投退狀態的在線實時監測，有利于工作人員及時發送投退狀況的異常并據此做出應對判斷。此外，智能壓板的光電檢測技術與變電站的微機閉鎖防誤系統的結合可以促進變電站壓板誤操作問題的解決，對于繼電保護乃至變電站全網的安全工作都是大有好處的。借助智能壓板控制器，通過光電檢測技術對壓板信息的監測及反饋，能夠實現防誤操作，大大提升了壓板操作的效能。總之，類似的檢測技術在我國很多的的變電站中都得到了普遍的應用，也產生了不錯的實踐效果，對于提升智能壓板的應用效率、維護變電站運行安全都是大有裨益的。

2 智能壓板檢測技術的應用特性及功能

前面已經提到，智能壓板在變電站中得到了較為普及的應用，但是也存在一下問題和困難，集中表現為檢測技術的滯后。基于光電檢測技術的智能壓板可以突破傳統壓板的操作誤區，而且大大提升壓板的應用效能。從此類檢測技術的功能上來看，此技術可以采用非電量接觸原理進行壓板的投退狀態及投入到位檢測，十分的便利快捷。其次，此技術能夠接收智能壓板控制器的操作指令，控制壓板狀態指示燈的閃爍即操作智能壓板時，燈常亮。所以，開展在線監測并及時做出操作判斷都是可行的。因此，智能壓板的光電檢測技術能夠提升智能壓板的操作效能，是實踐中可行的技術。

此外，智能壓板檢測技術與微機防誤系統的有機結合能夠為變電站繼電保護及設備監測提供全新的思路和方法，應用意義重大。例如，與微機防誤系統結合的智能壓板檢測技術可以提供手動檢測接口，而且壓板具有明顯的可視斷開點，十分便于技術人員的分析和判斷。當投入壓板時，若沒有投到位則壓板控制器報警，壓板狀態指示燈閃爍，提醒操作人員注意。還有就是，該類檢測技術與綜自系統的配合起到了很大的監測作用，即智能壓板控制器采用標準規約，可以作為一個間隔層的設備接入到綜自系統中，實現軟壓板和硬壓板的全面監視。因此，此類監測是變電站推進運轉工作所必需的。

綜上所述，新時期變電站智能壓板的檢測技術的應用是基于壓板操作的實際與變電站日常運轉的需求，這是變電站技術創新的體現，也是維持變電站快速發展的重要動力。

參考文獻：

[1]牛志剛，賈騰飛，徐慶錄，王建林，肖昆.智能壓板系統在齊齊哈爾馮屯500kV變電站中的應用[J].電力系統保護與控制，2010（23）.

[2]吳小勇，劉春艷，李健，童小寒，胡蓉，陳湘波.繼電保護和自動裝置壓板回路遠方控制技術與應用[J].電力系統自動化，2008（15）

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摘 要：傳感器課是航空電子專業的一門重要課程。本文探討如何將智能小車作為實訓任務應用于傳感器理實一體化教學，改革傳統教學方式，以培養應用型技能人才。

關鍵詞 ：智能小車 傳感器 實訓教學

一、教學內容改革

筆者學院采用《傳感器與檢測技術（第2版）》(工業和信息化高職高專“十二五”規劃教材立項項目)作為教材，配合THQC-2型傳感器系統綜合實驗儀作為傳感器理實一體化教學內容。 傳統教學中，教師遵循教材內容和實驗設計，從傳感器基礎知識、工作原理到實驗驗證，耗費大量課時，學生疲于應對不同類型的傳感器，沒有真正理解什么是傳感器、如何選擇和使用不同類型的傳感器；教學過程不夠直觀生動，實驗設計缺乏吸引力，難以調動學生學習的熱情，導致教學效果不理想，并影響到后續課程的學習。

智能小車是現代工業技術的新發展，為實現顯示時間、速度，具備自動尋跡、尋光、避障功能，變速行駛、準確定位停車、聲控和遠程傳輸圖像等功能，運用到光電傳感器、避障傳感器、光線傳感器、紅外檢測傳感器、加速度和陀螺儀傳感器、熱電偶傳感器、超聲波測距傳感器、視覺傳感器、數字溫度傳感器和火焰傳感器等類型的傳感器。把智能小車設計成任務模塊，貫穿整個傳感器實訓教學，可以有效地激發學生的學習興趣，培養學生獨立分析問題、解決問題能力、自學能力和實踐動手能力。

二、教學過程改革

傳感器理實一體化教學采用任務驅動法，把智能小車作為實訓內容，根據課時數合理設計遞進的任務模塊（見表1），以學生為中心，通過小組相互協作，主動探索解決問題，獲得成就感，激發學生的求知欲，形成良性循環。

現以智能小車的避障傳感器模塊為例，介紹任務驅動對教學過程的改革。

1.布置任務

智能小車在前進過程中如何實現自動避讓障礙物？要求學習光電式傳感器內容，實現智能小車在距離障礙物20cm時剎車減速的功能。任務明確，激發學生的求知欲，有目標地進行學習。

2.確定設計方案

學習光電式傳感器的知識，認識能夠把光通量轉換為電量的光電管、光敏電阻等光電元件。分小組結合已學知識，設計避障方案，經過集體討論和教師引導，選用紅外避障傳感器模塊，電路設計如圖1所示。

3.模塊組裝和調試

學校統一采購教學用的智能小車和傳感器模塊，學生根據確定的設計方案，通過小組協作，正確識別元器件，分析電路圖，完成模塊的組裝焊接（見圖2）。在教師的指導下，配合智能小車進行模塊功能的調試，實現任務要求。

4.考核和總結

教師根據各組設計的方案、組裝調試和最終成品，進行綜合評分。組織小組討論，歸納過程中的困難與問題，總結解決的方案，吸取教訓，分享成果。

5.智能小車技能競賽

學生通過傳感器理實一體化的實踐訓練，努力攻克一個又一個任務模塊，掌握智能小車的控制系統，獲得成就感，提高自信心。學生積極參加學院每年科技節的智能小車技能競賽，在比賽中靈活運用所學知識，勇于挑戰自我，完成更高難度的智能小車，努力獲得優秀成果。

三、小結

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關鍵詞：ATmega16;智能AGV小車;循跡傳感器

0 引言

科學技術迅速發展，人工智能系統開發研究受到廣泛關注。智能AGV小車在倉儲業、制造業、危險場所和特種行業有廣泛的應用前景。譬如在一些汽車領域，如雪佛蘭、豐田等汽車廠配線上有廣泛的應用，經過使用了AVG作為載運工具裝配線后，減少裝配時間和故障率。本系統基于AVR單片機智能AGV小車控制系統研究，能夠自動識別前方道路、障礙物檢測等功能。

1 控制系統總體構成

通過循跡傳感器確定小車按照規定的軌跡行駛，光電傳感器檢測前方道路障礙物，超聲波傳感器測量小車行駛的距離，通過傳感器檢測到的數字信號送入單片機，單片機通過處理電機驅動實現智能小車的左右，前進，并進行前方障礙物檢測和測量行駛距離，結果會顯示在智能小車上。

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圖1 系統結構框圖

2 控制系統硬件組成與實現設計

2.1 系統主控制模塊

該芯片不僅功耗低，性能也高，運行速度快，而且擁有8位AVR微處理器，32個8位通用工作寄存器，16KB的系統內可編程Flash，內存量大，還擁有上電復位以及可編程的掉電檢測功能，支持擴展的片內調試功能，32個可編程I/O口，而且功耗小。

2.2 系統電機驅動模塊

電機驅動芯片主要對智能AGV小車速度和方向起到一個控制的作用，速度控制采用ATmega16單片機定時中斷法產生PWM方波控制速度，方向采用H橋式電路進行電機正轉、反轉控制。速度和方向同時控制采用專用的電機驅動芯片，例如L298N、L297N、AQMH2407等電機驅動芯片，電路具有抗干擾能力的問題，于是我們在考慮芯片鏈接、驅動等問題就可以迎刃而解。

2.3 系統輸入模塊

2.3.1 循跡傳感器

智能AGV小車的行進軌跡的檢測是采用循跡傳感器，采用TCRT5000反射式傳感器的紅外發射二極管不斷發射紅外線，紅外接收管在發出的紅外線沒有被反射回來或者反射強度不夠大時候，它會一直處于關閉狀態，此時輸出的模塊為高電平，二極管會一直處于熄滅狀態;紅外線被反射回來且強度足夠大，紅外接收管飽和，此時模塊輸出端為低電平，二極管被點亮。

2.3.2 光電傳感器

系統采用光電傳感器也叫光電開關來檢測智能AGV小車行進軌跡上的障礙物，光電開關上三根不同顏色的線，紅色接4.5-5V電源，黃色接單片機。

2.3.3 超聲波傳感器

針對檢測AVG小車的形式距離，我們采用的是超聲波傳感器來檢測。HC-SR04超聲波檢測行駛距離精度可達3mm。我們采用IO口TRIG測距，給最少10us的高電平信號，通過檢測是否有信號返回，如果有信號返回，則可以通過輸出的一個高電平信號，信號持續的時間越長說明超聲波從發射到返回的時間越長。

3 控制系統軟件設計

軟件設計通過C語言編程，完成檢測信息的處理和分析，并發出相應的控制指令，改變智能AGV小車的行進方向，其控制流程如下：

首先，電機的驅動流程，利用ATmega16定時1中斷法產生PWM方波，利用PB0、PB1、PB2、PB3控制電機的正反轉，從而可以控制智能AGV小車的前進、后退、左轉、右轉。

其次，初始化系統，小車行駛過程中是否有障礙物，檢測有障礙物時，PD7口輸出低電平，單片機檢測到信號之后判斷左轉或者右轉，無障礙物時保持原來速度繼續前進。

最后，利用三塊循跡傳感器放在小車的前下方，尋找小車的行進軌跡，單片機檢測到小車信號為111，小車前進;檢測到信號為110，小車右轉;檢測到信號為011，小車左轉。

4 結論

本文主要是基于AVR單片機和傳感器技術原理，以ATmega16單片機為主控芯片，采用L298N為驅動元件，通過硬件設計和軟件編程制作了一套完整、功能模塊化、反應較為靈敏的智能AGV小車控制系統。經過對該智能AGV小車進行檢測測試，實驗結果證明該智能AGV小車能很好完成循線、避障、測距功能。

參考文獻：