導(dǎo)語：如何才能寫好一篇移動(dòng)電源的設(shè)計(jì)與制作，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：移動(dòng)電源；鋰電池；安全性

中圖分類號(hào)：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

收錄日期：2014年5月9日

隨著移動(dòng)設(shè)備的不斷發(fā)展，移動(dòng)電源逐漸成為人們生活中必不可少的設(shè)備之一，但是，隨著其應(yīng)用范圍的逐漸擴(kuò)大以及單個(gè)電池的容量越來越大，移動(dòng)電源的安全性問題也越來越被人們所重視。影響移動(dòng)電源的安全性主要有三方面：1、PCB板設(shè)計(jì)的合理性；2、移動(dòng)電源內(nèi)部電芯的選擇及使用規(guī)范；3、人為操作的正確性。其中PCB板的設(shè)計(jì)要根據(jù)選擇的電芯以及充放電要求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)電壓、電流的控制以及保護(hù)電路等設(shè)置。如果實(shí)現(xiàn)了PCB板的保護(hù)設(shè)置一般情況下人為操作不會(huì)出現(xiàn)安全事故。所以本文主要針對(duì)移動(dòng)電源電芯的安全性問題進(jìn)行了綜述。市面上比較常見的移動(dòng)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(guān)于影響兩種電芯安全性的簡(jiǎn)要概述：

一、移動(dòng)電源使用鋰離子電池電芯

（一）影響鋰離子電池安全性的內(nèi)部因素

1、材料。（1）正極材料的熱穩(wěn)定性及其與電解液反應(yīng)活性。大部分正極材料處于放電狀態(tài)時(shí)具有良好的熱穩(wěn)定性，在充電狀態(tài)時(shí)表現(xiàn)出熱不穩(wěn)定性。在沒有與電解液接觸時(shí)，充電態(tài)正極材料放熱的原因主要由于晶型的轉(zhuǎn)變，與有機(jī)電解液接觸后，充電態(tài)正極與電解液反應(yīng)，使電解液被氧化從而放出大量的熱。（2）負(fù)極材料的安全性。負(fù)極材料應(yīng)該具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠與電解質(zhì)形成SEI膜并且不與電解液等發(fā)生反應(yīng)，否則反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱量可能會(huì)導(dǎo)致電池爆炸。（3）電解液的組成。電解液在電池內(nèi)部正、負(fù)極之間承擔(dān)傳遞電荷的作用，要求導(dǎo)電率高，而且電解液的化學(xué)性質(zhì)必須穩(wěn)定，使儲(chǔ)存期間電解液與活性物質(zhì)界面之間電化學(xué)反應(yīng)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(huì)含一定量的酸性物質(zhì)HF，正極材料有被溶解侵蝕的可能，正極材料溶解，電池的內(nèi)阻會(huì)增加，熱穩(wěn)定性差容易引發(fā)安全隱患。（4）隔膜的選擇。當(dāng)電芯內(nèi)溫度接近聚合物隔膜的熔點(diǎn)時(shí)，聚合物基體離子傳導(dǎo)聚合物膜熔化，孔洞會(huì)因此被阻塞，變成了無孔的絕緣層，電池內(nèi)阻急速上升，通過電池的電流受到限制；當(dāng)溫度繼續(xù)升高至超過聚合物膜的熔點(diǎn)時(shí)，聚合物膜進(jìn)一步熔化，導(dǎo)致正負(fù)極直接相通，發(fā)生內(nèi)部短路，最終引起電池爆炸。所以，在隔膜的選擇上應(yīng)考慮隔膜的熔點(diǎn)、厚度、孔隙率等問題。

2、電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。鋰離子電池通常采用在電池上設(shè)置安全閥、熱敏電阻、設(shè)計(jì)保護(hù)電路等對(duì)其進(jìn)行安全保護(hù)。保護(hù)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(gè)元器件都存在失效的可能性，一旦保護(hù)電路失效，電芯出現(xiàn)事故的幾率就會(huì)大大增加。

3、制作工藝。制作工藝上有很多值得注意的細(xì)節(jié)，這些細(xì)節(jié)很容易造成安全隱患，譬如：極片毛刺、極粉脫落等會(huì)使刺穿隔膜導(dǎo)致內(nèi)部短路；電芯極耳過長(zhǎng)與極片或與外殼接觸造成短路；極耳壓迫卷芯，導(dǎo)致正負(fù)極短路，引起電芯發(fā)燙，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致爆炸；在制作過程中正負(fù)極用料量不合適會(huì)造成析鋰，刺破隔膜容易導(dǎo)致內(nèi)部短路等。同時(shí)，應(yīng)避免使用二次電池，以免發(fā)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(dǎo)致鋰離子電池中的正負(fù)極材料或電解液分解釋放出氣體和熱量，從而導(dǎo)致電池鼓脹，內(nèi)壓急劇升高，嚴(yán)重的話甚至?xí)盁熎鸹鸢l(fā)生爆炸；二是外部短路。外部短路由于操作不當(dāng)或者保護(hù)線路板失效造成正負(fù)極短路，短路時(shí)電池放電電流很大，使電芯發(fā)熱，高溫會(huì)使電芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全損壞，造成電池內(nèi)部短路，因而產(chǎn)生爆炸；三是過溫。外部溫度過高可能會(huì)導(dǎo)致金屬外殼變形、電芯內(nèi)部隔膜熔化、正負(fù)極材料或電解液分解等，這些情況都容易導(dǎo)致電芯短路。

二、移動(dòng)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(fā)生短路或者其他異常時(shí)，內(nèi)部就會(huì)氣脹，沖破熱熔邊泄氣，一般不會(huì)發(fā)生爆炸事故，但是當(dāng)電池內(nèi)部嚴(yán)重短路時(shí)會(huì)產(chǎn)生起火冒煙現(xiàn)象，所以電池本身并沒有爆炸，爆炸是因?yàn)殡姵氐娜紵鹆似渌考谋ā?/p>

（一）影響聚合物電池安全性的內(nèi)部因素。聚合物鋰離子電池內(nèi)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(zhì)隔膜，發(fā)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(huán)過程中，由于電極活性材料和電解質(zhì)隔膜材料自身起了化學(xué)變化而引起的局部電子導(dǎo)通，稱為化學(xué)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(dòng)電源不匹配很容易造成電池過充，聚合物鋰離子電池發(fā)生的膨脹的可能性就會(huì)加大。當(dāng)電池充放電時(shí)，電池內(nèi)部持續(xù)升溫，活化過程中所產(chǎn)生的氣體膨脹，電池內(nèi)壓加大，壓力達(dá)到一定程度，如外殼有傷痕，即會(huì)破裂，引起起火，甚至爆炸；二是封邊保護(hù)。封邊面的鋁塑復(fù)合膜外包裝材料的夾層是由純鋁構(gòu)成，具有良好的導(dǎo)電性能，使用時(shí)必須采取可靠的絕緣隔離措施，防止其與外部元器件構(gòu)成短路，很有可能造成電芯內(nèi)腐蝕、脹氣；三是外部短路。電芯的正極（或負(fù)極）與電芯的外包裝鋁塑復(fù)合膜材料中的鋁層相短路。

隨著移動(dòng)電源的應(yīng)用越來越廣泛，人們對(duì)移動(dòng)電源的容量及安全性的要求也越來越高。如何在保證移動(dòng)電源容量的情況下又保證移動(dòng)電源的安全性，也成為設(shè)計(jì)者們的問題。相信隨著材料技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)移動(dòng)電源設(shè)計(jì)、制造和使用等方面要求的認(rèn)識(shí)不斷加深，未來的大容量移動(dòng)電源會(huì)變得更加安全。

篇2

能量棒

羅技UE BOOM

羅技總是能在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上獨(dú)樹一幟，UE BOOM就是擁有獨(dú)特外觀設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，羅技針對(duì)UE BOOM采用了非傳統(tǒng)音頻設(shè)計(jì)外觀。音箱箱體呈圓柱體，除開縱貫箱體類皮膚質(zhì)感的橡膠涂層，主體均采用類特質(zhì)的尼龍與塑料線混合編制而成的音頻單元保護(hù)罩，這樣的設(shè)計(jì)也讓UE BOOM同時(shí)具有360°環(huán)繞的全方位音效以及一定的防水性能。

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

魔磚

雷柏A500

雷柏A500算是國內(nèi)藍(lán)牙音箱中最精美的一款，暗金與白的組合構(gòu)成了音箱的主旋律，金屬質(zhì)感的音頻單元保護(hù)罩與斜切面處理提升了音箱的質(zhì)感，以此我們能清晰地感受到雷柏對(duì)金屬質(zhì)感的推崇。將雷柏A500在手中把玩時(shí)，并沒有感到電子產(chǎn)品的冰冷觸感，音箱箱體并不是一個(gè)規(guī)則的形狀，采用了特殊線條的切割手段，不會(huì)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(shè)有一體式的實(shí)體按鈕設(shè)計(jì)，弧形處理的三個(gè)按鈕雖說擁有不錯(cuò)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(lán)牙4.0技術(shù)與NFC雙鏈接技術(shù)支持下，能獲得更低的功耗、更穩(wěn)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(yàn)，就構(gòu)成了出色的雷柏A500藍(lán)牙音箱。

黑精靈

奮達(dá)天鵝

初看奮達(dá)天鵝，定會(huì)發(fā)現(xiàn)它與傳統(tǒng)的音頻產(chǎn)品有著很大的區(qū)別，開放式單元與鏤空設(shè)計(jì)展示出了奮達(dá)天鵝的獨(dú)到之處，這樣的設(shè)計(jì)不僅為了美觀，同時(shí)也保證了360°開放式聲學(xué)結(jié)構(gòu)——敞盆式設(shè)計(jì)可令聲音360度傳播，避免了傳統(tǒng)音響對(duì)于聽音位置的硬性要求，再加上藍(lán)牙4.0技術(shù)的運(yùn)用以及獨(dú)特的觸控面板操作，為用戶帶來不錯(cuò)的體驗(yàn)。

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(fù)刻版，在功能與外觀設(shè)計(jì)上有著良好的繼承，鼠標(biāo)在外觀設(shè)計(jì)上沿用了前作小巧的造型，白色與香檳色的組合讓鼠標(biāo)擁有不錯(cuò)的視覺感官。

鼠標(biāo)左右按鍵采用了一體化設(shè)計(jì)，白色烤漆帶來了不錯(cuò)的觸感，鼠標(biāo)左右兩側(cè)裙邊采用類膚質(zhì)材質(zhì)制成，擁有不錯(cuò)的握持感，滿足了用戶長(zhǎng)時(shí)間使用需求，鼠標(biāo)頂部的鋁合金材質(zhì)的香檳色裝飾條讓鼠標(biāo)的質(zhì)感到達(dá)了極致。雷柏3920p鼠標(biāo)將“surfree無界激光技術(shù)”收入囊中，保證了鼠標(biāo)擁有強(qiáng)大的適應(yīng)能力，即便是玻璃表面也能正常的使用。

藍(lán)色魅影

宜博眼鏡蛇特別版

宜博眼鏡蛇特別版的外觀設(shè)計(jì)延續(xù)了宜博外設(shè)的鮮明特點(diǎn)，耳機(jī)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(shè)計(jì)，純黑色配色輔以極具現(xiàn)代感的藍(lán)色LED燈讓宜博眼鏡蛇特別版擁有不錯(cuò)的賣相。

耳機(jī)采用自適應(yīng)式頭梁設(shè)計(jì)，柔軟的頭梁結(jié)構(gòu)以及足夠的空間為耳機(jī)帶來了舒適佩戴感，頭梁兩側(cè)的尼龍線設(shè)計(jì)在佩戴時(shí)能讓用戶更加自由的調(diào)節(jié)頭梁與耳罩位置，在佩戴幾乎不會(huì)產(chǎn)生壓迫感。出于舒適性的的考慮，耳機(jī)耳罩內(nèi)的面料采用柔軟皮質(zhì)制作而成，雖然這樣處理損失了一定的透氣性，柔軟材質(zhì)上的透氣孔在一定程度上彌補(bǔ)了這一點(diǎn)，在得益于大尺寸全罩式頭戴結(jié)構(gòu)，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(dá)到了良好的統(tǒng)一。特別是左側(cè)耳罩上的熱泳管包裹耳麥設(shè)計(jì)，可讓用戶將耳麥放置在自己習(xí)慣的位置上，將耳機(jī)的溝通性提升到了一個(gè)不錯(cuò)的高度，特別是在游戲時(shí)，充分滿足了用戶與隊(duì)友間溝通的需求。

比目魚

漫語MY30D

篇3

【關(guān)鍵詞】GPS；自主設(shè)計(jì)；示教板

0 前言

近年來，隨著汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，汽車服務(wù)市場(chǎng)對(duì)汽車專業(yè)的人才需求量加大，對(duì)學(xué)生素質(zhì)也有了更高的要求，不僅要求學(xué)生理論知識(shí)豐富，同時(shí)也要求學(xué)生實(shí)踐能力過硬，上手能力強(qiáng)。為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和職業(yè)操作技能，提高教學(xué)質(zhì)量，各類職業(yè)院校紛紛在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)加重比例，開設(shè)汽車仿真實(shí)訓(xùn)室，購買各種仿真臺(tái)架（如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架、汽車電控臺(tái)架、自動(dòng)變速器臺(tái)架、整車電器臺(tái)架等），以彌補(bǔ)學(xué)生實(shí)車操作少，看到的都是理論上的“死物”，不能看到完整的結(jié)構(gòu)、工作過程和工作原理的缺憾。

然而，采購設(shè)備的使用，存在種種不便：一是設(shè)備購買費(fèi)用高，普通的設(shè)備裝上臺(tái)架后動(dòng)輒要價(jià)成千上萬，負(fù)擔(dān)較重；二是，使用過程中，廠家對(duì)于設(shè)備使用的培訓(xùn)簡(jiǎn)單，后期使用中還需要自己摸索；三是，設(shè)備的定期維護(hù)麻煩，特別是電路方面，拆解后蓋后，線路冗雜，需要請(qǐng)專人維護(hù)，也是一筆不小的開支。

筆者認(rèn)為，作為一名專業(yè)老師，自己制作教學(xué)臺(tái)架，不僅可以節(jié)約成本，還可以培養(yǎng)實(shí)踐能力，更是對(duì)理論教學(xué)的一種檢驗(yàn)。

1 示教板的組成

本示教板主要由可移動(dòng)框架和面板、蓄電池構(gòu)成。

面板正面裝配：汽車定位器、汽車GPS導(dǎo)航儀、倒車?yán)走_(dá)顯示屏、倒車?yán)走_(dá)控制器、倒車?yán)走_(dá)探頭（超聲波傳感器）、倒車后視攝像頭、電源開關(guān)、倒車開關(guān)、倒車燈、電源燈及相關(guān)接線。

面板背面包括：布線、點(diǎn)煙器電源布置、各探頭接線。

可移動(dòng)框架：用鋁合金焊接，類似于活動(dòng)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(tǒng)示教板，將汽車GPS導(dǎo)航、倒車?yán)走_(dá)、后視攝像頭、汽車定位器按照實(shí)車安裝特點(diǎn)集成到一個(gè)示教板上，在示教板上可以演示GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的地圖查詢、路線規(guī)劃、自動(dòng)導(dǎo)航功能，為了彌補(bǔ)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?yán)走_(dá)的功能，在倒車同時(shí)通過倒車攝像頭將倒車影像返回到GPS的顯示屏上。

在整個(gè)制作安裝過程中，遵循實(shí)車安裝的特點(diǎn)，能夠更好地向?qū)W生講解安裝注意事項(xiàng)，也能夠更好的模擬相關(guān)故障，具有很好的演示功能。

3 示教板的設(shè)計(jì)

3.1 要求

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

3.2 特點(diǎn)

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(jìn)行檢測(cè)，也可以進(jìn)行故障的模擬。

3.3 原理

3.3.1 倒車?yán)走_(dá)

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

倒車?yán)走_(dá)一般采用超聲波測(cè)距原理，在倒車時(shí)，超聲波傳感器（即探頭）在控制器的控制下發(fā)射超聲波信號(hào)，當(dāng)遇到障礙時(shí)，產(chǎn)生回波信號(hào)傳感器接收到回波信號(hào)后，經(jīng)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并判斷出障礙物的位置，根據(jù)位置的遠(yuǎn)近不同，內(nèi)部處理后，以不同頻率和不同符號(hào)圖通過蜂鳴器和液晶屏提示駕駛員，使駕駛員作出反應(yīng)，從而達(dá)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(dǎo)航儀用。

在車輛倒車時(shí)，將倒車影像投影到導(dǎo)航儀的顯示屏上。

3.3.3 GPS導(dǎo)航儀

GPS導(dǎo)航儀通過地圖顯示和語音提示兩種方式引導(dǎo)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(tái)，一般平臺(tái)內(nèi)都內(nèi)置了國內(nèi)一些知名的電子地圖和GOOGLE的衛(wèi)星地圖。用戶只需要用他們提供的端號(hào)和密碼登錄進(jìn)平臺(tái)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車定位器的遠(yuǎn)程控制和在平臺(tái)上看到汽車定位器目前所在的位置。

條件：

1）GPS接收設(shè)備（負(fù)責(zé)接收衛(wèi)星信號(hào)）

2）網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（顯示你要觀察的人或事物的位置）

3）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的支持（網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的信息是通過網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的基站傳達(dá)和反應(yīng)的）

4 面板的制作

面板布置需要考慮以下四個(gè)方面：1）硬件的布置；2）線束的連接；3）實(shí)車的安裝要求；4）電路圖的預(yù)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(dǎo)航底座、倒車?yán)走_(dá)控制器、倒車?yán)走_(dá)顯示器、汽車定位器安裝在面板上，用螺釘固結(jié)。

3）打孔安裝倒車?yán)走_(dá)：up朝上。

用螺絲等配件固定安裝倒車攝像頭，將無線發(fā)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(tǒng)一布置：安裝電源線、電源開關(guān)、電源燈，倒車燈、倒車開關(guān)、一拖三點(diǎn)煙器。

一拖三點(diǎn)煙器直接連接電源開關(guān)，GPS導(dǎo)航、定位器電源共用點(diǎn)煙器電源。

5 示教板測(cè)試

1）線路的檢測(cè)

用萬用表檢測(cè)各端口是否導(dǎo)通，接通電源，檢測(cè)倒車燈、電源燈是否亮起。

2）使用GPS“模擬導(dǎo)航”，查看GPS功能是否正常。

3）按下倒車開關(guān)，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?yán)走_(dá)測(cè)評(píng)程序

（1）預(yù)警距離測(cè)試：將一個(gè)板凳擺在探頭的正后方，由遠(yuǎn)到近緩慢倒車，分別在遠(yuǎn)、近兩端測(cè)量板凳到車尾的實(shí)際距離，并和車內(nèi)倒車?yán)走_(dá)顯示的障礙物距離相比較。

（2）障礙物方位顯示測(cè)試：分別用一到三個(gè)板凳擺放到車尾的左、中、右側(cè)，測(cè)試倒車?yán)走_(dá)探測(cè)顯示障礙物方位是否精確。

（3）探測(cè)死角測(cè)試：將板凳中心頂偏離探頭中心，測(cè)試倒車?yán)走_(dá)是否能發(fā)現(xiàn)。

5）定位器檢測(cè)

通過手機(jī)發(fā)送短信代碼“DW”到定位器SIM卡，看其回復(fù)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(gè)團(tuán)隊(duì)能夠深入到實(shí)踐中去，發(fā)現(xiàn)問題，提出解決問題的對(duì)策和建議，完成整個(gè)示教板面板的設(shè)計(jì)、調(diào)試，說明書的編寫，科研能力不斷提高。一方面增強(qiáng)了對(duì)示教板功能的開發(fā)，熟悉了其功能和作用，在制作過程中，對(duì)故障點(diǎn)能夠很好把握；另一方面，鍛煉了師生共同的創(chuàng)新能力，對(duì)整個(gè)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)起到補(bǔ)充作用。

【參考文獻(xiàn)】

篇4

【關(guān)鍵詞】防盜電子鎖；微處理器；GSM

1.引言

學(xué)校宿舍經(jīng)常發(fā)生被盜事件，而學(xué)校從學(xué)生隱私考慮，并未在宿舍安裝監(jiān)視攝像頭來消除安全隱患。宿舍安裝的普通機(jī)械鎖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易被撬開。為了增加安全保障，提出了一款基于GSM遠(yuǎn)程控制報(bào)警防盜器的設(shè)計(jì)方案。本方案以S12芯片為核心控制器，結(jié)合了TC35GSM模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和蜂鳴器報(bào)警模塊，設(shè)計(jì)制作了新結(jié)構(gòu)的防盜電子鎖。該防盜電子鎖由機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成。在使用之前需要使用防盜器專用設(shè)置軟件向控制器里面寫入需要的電話號(hào)碼，以及開門指令，假設(shè)使用者在外地使用設(shè)置好的手機(jī)向GSM里面寫入開門指令，GSM接收到信號(hào)向單片機(jī)發(fā)送開門信號(hào)，單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器，帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而打開門。

2.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示。裝置的報(bào)警功能通過如下步驟實(shí)現(xiàn)：防盜裝置開啟，當(dāng)宿舍被非法入侵時(shí)，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(shí)，裝置上的紅外線被阻擋，裝置內(nèi)的單片機(jī)開始運(yùn)作，首先響起蜂鳴器，同時(shí)單片機(jī)上的gsm模塊開始運(yùn)行，向預(yù)先設(shè)置的手機(jī)號(hào)碼上發(fā)送短信，提示報(bào)警。把手卡盤②卡在鎖的把手上面，當(dāng)短信發(fā)過來之后，信號(hào)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使其按照要求實(shí)現(xiàn)不同頻率的轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)螺母③隨電機(jī)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行前后的移動(dòng)并用軟鋼絲與把手卡盤②連接，拉動(dòng)把手轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)門的打開和關(guān)閉。安裝時(shí)，外殼⑥可以從右側(cè)面卸下，先卸下外殼，裝上螺母導(dǎo)軌⑦，再將移動(dòng)螺母③裝配上，固定住電機(jī)擋板⑤。然后組合上外殼⑥的右側(cè)。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(shè)計(jì)

硬件電路包括：電源，單片機(jī)，GSM模塊，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和蜂鳴器報(bào)警模塊。電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在使用之前需要使用防盜器專用設(shè)置軟件向控制器里面寫入需要的電話號(hào)碼，以及開門指令，假設(shè)使用者在外地使用設(shè)置好的手機(jī)向GSM里面寫入開門指令，GSM接收到信號(hào)向單片機(jī)發(fā)送開門信號(hào)，單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器，帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而打開門。

3.1 電源

電源是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，電源的選擇對(duì)整個(gè)方案至關(guān)重要。本設(shè)計(jì)用電源220V，步進(jìn)電機(jī)采用12V電壓，單片機(jī)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(jìn)電機(jī)供電，輸出5V為單片機(jī)和GSM模塊供電。

3.2 單片機(jī)

設(shè)計(jì)選擇的單片機(jī)型號(hào)為MC9S12XS128。該機(jī)有16個(gè)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(gè)TIM模塊，可以配置8個(gè)輸入捕捉或輸出比較通道；4路周期中斷定時(shí)器（PIT）通道；1個(gè)CAN模塊；及其豐富的IO口，方便外部設(shè)備的接入。設(shè)計(jì)中使用SCI和上位機(jī)通訊。單片機(jī)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(fā)射功率2W。設(shè)計(jì)中采用TC35進(jìn)行短信的接收與發(fā)射，實(shí)現(xiàn)報(bào)警與遠(yuǎn)程開門的功能。

3.4 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

步進(jìn)電機(jī)的控制器采用高性能步進(jìn)電機(jī)控制器2HD8080A，該控制器采用32bit數(shù)字處理器，引入控制理論中實(shí)時(shí)電流跟蹤控制，實(shí)現(xiàn)電流閉環(huán)。8路獨(dú)立的同相PWM無差拍輸出，獨(dú)立控制全橋的上下臂，電流控制更精確。同時(shí)加入200K的基頻，徹底消除次諧波，并加入電子阻尼技術(shù)以及實(shí)時(shí)矢量合成后的PWM輸出。使得電機(jī)的低頻、倍頻共振、高頻自激振動(dòng)、電磁噪音較傳統(tǒng)開環(huán)驅(qū)動(dòng)器有很大的改善。本系統(tǒng)中，采用2HD8080A控制器控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)開鎖的功能。

3.5 報(bào)警喇叭

報(bào)警喇叭用于在非正常開門時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。采用了報(bào)警鈴聲的模塊，并用三極管9014對(duì)其信號(hào)進(jìn)行放大，來驅(qū)動(dòng)喇叭。電路如圖4所示。

4.控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)功能是進(jìn)行門禁卡號(hào)的設(shè)置，短信號(hào)碼的設(shè)置，發(fā)送短信和顯示接收的短信。上位機(jī)的軟件基于labview編寫，通過串口修改GSM中的電話號(hào)碼，發(fā)送的短信內(nèi)容和指令動(dòng)作。界面如圖5所示。

4.2 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)控制軟件使用CodeWarrior5.0，并用BDM作為調(diào)試工具。系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)由單片機(jī)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(dòng)時(shí)對(duì)單片機(jī)硬件初始化，對(duì)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(cè)到相關(guān)指令，進(jìn)入相應(yīng)的處理程序。

5.結(jié)束語

基于GSM網(wǎng)絡(luò)通信和單片機(jī)的控制功能，實(shí)現(xiàn)了宿舍防盜電子鎖的設(shè)計(jì)與制作，通過使用GSM模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及報(bào)警。該設(shè)計(jì)具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低廉、專用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，具有一定的實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)

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[2]清源科技.Protel 2004電路原理及PCB設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

本項(xiàng)目來自上海大學(xué)生科創(chuàng)項(xiàng)目（編號(hào)：2011SCX27）。

作者簡(jiǎn)介：

王景夏（1990—），男，山東濟(jì)寧人，現(xiàn)就讀于上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械電子專業(yè)。

付睿云（1991—），男，上海人，現(xiàn)就讀于上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)。

篇5

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)；監(jiān)控；傳感器

中圖分類號(hào)TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）89-0223-02

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一個(gè)近年來新型的技術(shù)，此次把傳感器作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，就是想讓普通的防盜報(bào)警技術(shù)與新型技術(shù)相關(guān)聯(lián)，開發(fā)出更為強(qiáng)大的防盜報(bào)警系統(tǒng)。該技術(shù)可應(yīng)用范圍廣，從安裝到運(yùn)用無需大量人力物力，僅需在保險(xiǎn)箱等防盜物件內(nèi)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(tǒng)和信號(hào)發(fā)射器等），所以這種防盜報(bào)警系統(tǒng)很適合家庭、企業(yè)、收藏愛好者等使用。而我們只需保持手機(jī)或相關(guān)接收工具的暢通，就可及時(shí)得到家中保險(xiǎn)報(bào)警系統(tǒng)的異常信息。也可以直接設(shè)置為把信息傳輸?shù)骄降认嚓P(guān)部門。

1 系統(tǒng)工作原理

此報(bào)警系統(tǒng)主要是由感知系統(tǒng)、啟動(dòng)控制、信息發(fā)射、終端處理、信息傳達(dá)組成。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)今最新最熱門的技術(shù)，我們受到這種技術(shù)的啟發(fā)，想利用傳感器，設(shè)計(jì)一種監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)啟動(dòng)后，將開啟相關(guān)的傳感器（根據(jù)需要可使用光敏，聲敏，氣敏，化學(xué)等傳感器），當(dāng)發(fā)生外界異常入侵，傳感器會(huì)立即把感知的信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)（或數(shù)字信號(hào)），傳輸至終端處理器，再利用物聯(lián)網(wǎng)，由終端處理器輸出至信號(hào)發(fā)射器，把信號(hào)發(fā)射至事先設(shè)定好的相關(guān)終端，再由終端的持有人立刻做出相應(yīng)對(duì)的處理，或事先設(shè)定好處理方案，在異常情況發(fā)生時(shí)可以自動(dòng)啟動(dòng)。

由此可見，此系統(tǒng)從觸發(fā)到反饋處理，用時(shí)短，消耗少，可真正做到“早感知，早判斷，早尋回，少損失”。這項(xiàng)技術(shù)在文物保護(hù)、機(jī)密文件保存、精密儀器維護(hù)方面都可有廣泛的應(yīng)用。

2 系統(tǒng)控制模塊的設(shè)計(jì)

此系統(tǒng)與一般系統(tǒng)有一不一樣的地方就在于它不再像傳統(tǒng)報(bào)警裝置一般，只是在觸發(fā)時(shí)發(fā)出警報(bào)，其實(shí)有時(shí)候警報(bào)聲偏會(huì)使盜賊加快盜竊速度，做出更加瘋狂的事情來。而此系統(tǒng)的特別之處則在于，一旦觸發(fā)既可以及時(shí)傳輸罪犯信息，又可以避免打草驚蛇，不用再發(fā)出警鳴讓人心惶惶，把損失減到最小。

觸發(fā)裝置也可以是更加全面，可針對(duì)保存的物件變換傳感裝置。比如除了使用紅外監(jiān)控來感知周圍情況外，在保存金銀制品時(shí)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(guān)數(shù)據(jù)即可。

該系統(tǒng)屬于監(jiān)控系統(tǒng)，主要是由傳感器作為啟動(dòng)控制，所以面對(duì)外界變化時(shí)一定要敏銳，并且該系統(tǒng)嵌入相應(yīng)零件芯片要相對(duì)隱蔽，應(yīng)為一般人很難發(fā)現(xiàn)的零部件。還有重要的一點(diǎn)，當(dāng)發(fā)生異常情況的物體被轉(zhuǎn)移時(shí)就要有地面定位系統(tǒng)，來感知此物件的移動(dòng)方向，并盡快追回。但維持這類系統(tǒng)就需要能源，這時(shí)相對(duì)獨(dú)立的內(nèi)部電源能夠提供很好的保障，因?yàn)楫?dāng)物件被移動(dòng)后，外接電源將不再供電，這時(shí)電源就要支撐起此系統(tǒng)，并且當(dāng)外界有意無意切斷電源時(shí)也可以做獨(dú)立支撐。

有些家庭的保險(xiǎn)裝置是嵌入墻壁內(nèi)的，盜賊如果無法移動(dòng)保險(xiǎn)箱就只能把財(cái)務(wù)盜走，這時(shí)內(nèi)部的人像采集系統(tǒng)就起到了作用，每次開箱都會(huì)給開箱人拍照，并通過傳感器轉(zhuǎn)換后發(fā)射至當(dāng)事人的移動(dòng)終端上，由當(dāng)事人辨認(rèn)，如若認(rèn)識(shí)就無事，如若不認(rèn)識(shí)就要立即報(bào)警，迅速展開追捕行動(dòng)。所以這也是為日后追回財(cái)務(wù)的一條明路。

此采集系統(tǒng)還能夠用紅外線感應(yīng)人的準(zhǔn)確體型，還有眼球捕捉功能，類似于指紋識(shí)別，因?yàn)槊總€(gè)人的眼球構(gòu)造都不同，所以如果拍到盜賊的眼球特征，那么這個(gè)人的基本信息就可以確定了。而相對(duì)獨(dú)立的電源也可在外部電源被切斷的情況下執(zhí)行信息采集與發(fā)送。這項(xiàng)系統(tǒng)必定可以幫助方便警方快速、及時(shí)的偵破案件。

3 系統(tǒng)模塊的硬件軟件設(shè)計(jì)

此監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)中，智能化的特點(diǎn)和傳感器控制系統(tǒng)的應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)有關(guān)設(shè)備是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的、易于操作并與智能控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體。所選的硬件與軟件都是在相關(guān)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的硬件和軟件，且監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的硬件、軟件配置及功能與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。

該設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為：數(shù)據(jù)采集、控制、報(bào)警和顯示等模塊。電路結(jié)構(gòu)劃分為：紅外傳感器。智能報(bào)警器、傳感器控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。 處理器終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、報(bào)警等功能。

整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的感知到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（或數(shù)字信號(hào)），經(jīng)識(shí)別判斷后發(fā)送到反饋系統(tǒng)，再由處理器終端處理后，將報(bào)警信號(hào)發(fā)送到相關(guān)部門和個(gè)人終端。從而實(shí)現(xiàn)報(bào)警。當(dāng)警情消除后，可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號(hào)，或在報(bào)警10s鐘后有定時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消除報(bào)警。

本系統(tǒng)主要采用紅外傳感器，其制作簡(jiǎn)單、成本低、安裝方便，且防盜性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠，是一種新穎的被動(dòng)式監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，便于多用戶統(tǒng)一管理。隨著現(xiàn)代人們安全意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相信報(bào)警器必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。

4 結(jié)論

本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，采用了傳感器作為主控芯片，加上物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，紅外傳感器作為檢測(cè)元件，完成了智能監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的硬件制作及軟件設(shè)計(jì)，成功實(shí)現(xiàn)了智能報(bào)警。新興技術(shù)的運(yùn)用使社會(huì)更加進(jìn)步，也會(huì)有更多的技術(shù)被研發(fā)、被應(yīng)用，科學(xué)技術(shù)不愧為發(fā)展的第一生產(chǎn)力。

參考文獻(xiàn)

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篇6

一、宏基特色軟件應(yīng)用集錦

1.音頻管理：Acer eAudio Management

這是Acer為筆記本開發(fā)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(jù)需求點(diǎn)一下對(duì)應(yīng)的按鈕，然后就可以快速切換不同的音效模式，同時(shí)還提供環(huán)繞立體聲功能，用戶可以通過點(diǎn)“環(huán)繞立體聲”按鈕就可以開啟或關(guān)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(fēng)格音樂的需求。

2.電源管理：Acer ePower Management

這是Acer為筆記本開發(fā)的電源管理軟件，該軟件可以調(diào)節(jié)CPU速度、LCD亮度、顯卡電源模式等功能（如圖2），從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，運(yùn)行軟件后，在主界面就可以進(jìn)行節(jié)能設(shè)置，譬如在“電源計(jì)劃”中選擇“節(jié)能程序”，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)，同時(shí)還提供了無線LAN、1394的開關(guān)，如果有更多的節(jié)能需要，還可以進(jìn)入“電源計(jì)劃”選項(xiàng)，然后根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建自己的電源計(jì)劃。

3.網(wǎng)絡(luò)管理：Acer eNet Management

這是Acer為筆記本開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，用戶可以設(shè)置不同的配置文件，通過有線或無線連接，從不同的環(huán)境連接到網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行軟件后，進(jìn)入“配置文件管理器”窗口，然后可以新建、編輯、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出各種網(wǎng)絡(luò)配置文件，用戶可以根據(jù)需要配置不同的網(wǎng)絡(luò)接入環(huán)境，譬如“POPOE”用于設(shè)置ADSL寬帶撥號(hào)；“共享文件夾”用戶路由器局域網(wǎng)進(jìn)行配置；而“WLAN設(shè)置”適合無線網(wǎng)絡(luò)（如圖3），設(shè)置完畢后點(diǎn)“自動(dòng)切換網(wǎng)絡(luò)”即可。

4.分辨率輸出：Acer ePresentation Management

這是Acer為筆記本設(shè)計(jì)的輸出分辨率調(diào)節(jié)軟件，它方便用戶快速切換不同環(huán)境下的顯示分辨率，同時(shí)還預(yù)定義了兩個(gè)常用投影機(jī)分辨率，對(duì)移動(dòng)商務(wù)辦公用戶非常實(shí)用，譬如要將筆記本與投影機(jī)連接使用時(shí)，當(dāng)接上投影儀后，只需啟動(dòng)這個(gè)軟件，然后按下其中一個(gè)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(dāng)方便快捷。

二、ThinkPad特色軟件應(yīng)用集錦

1.網(wǎng)絡(luò)管理：Access Connections

這是ThinkPad為移動(dòng)用戶設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，這對(duì)于在多個(gè)地方上網(wǎng)的用戶非常實(shí)用，譬如在家里用ADSL撥號(hào)上網(wǎng)，而在公司用無線局域網(wǎng)，每次都需要重新設(shè)置網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)可以運(yùn)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(wǎng)絡(luò)（如圖5），然后就可以進(jìn)行快速切換使用。此外，該軟件還提供了對(duì)等社區(qū)功能，它可以讓多臺(tái)ThinkPad筆記本建立小型對(duì)等網(wǎng)，不但可以即時(shí)聊天，還可以進(jìn)行文件傳輸。

2.外設(shè)管理：EasyEject

盡管系統(tǒng)可以停用可熱插拔設(shè)備，但無法自動(dòng)重啟它們，用戶不得不手動(dòng)將這些設(shè)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(shè)備，譬如USB設(shè)備、端口復(fù)制器、迷你擴(kuò)展塢等，這非常方便用戶使用，實(shí)際使用時(shí)，運(yùn)行EasyEject軟件后，用戶只需點(diǎn)“配置EasyEject操作”（如圖6），然后就可以快速開啟被停用的外設(shè)，避免了頻繁插拔外設(shè)造成的損壞。

3.顯示設(shè)置：Presentation Director

對(duì)于移動(dòng)商務(wù)用戶而言，有時(shí)需要經(jīng)常讓筆記本連接投影儀、液晶電視進(jìn)行PPT演示，該軟件就提供了對(duì)應(yīng)的顯示設(shè)置功能，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況靈活設(shè)置顯示輸出，運(yùn)行軟件后，在“顯示方案名稱”加入需要設(shè)置的顯示設(shè)備，然后點(diǎn)“編輯”按鈕即可進(jìn)行顯示輸出設(shè)置（如圖7），設(shè)置完畢后，日后可以通過點(diǎn)“立即應(yīng)用本顯示方案”進(jìn)行顯示輸出。

4.系統(tǒng)維護(hù)：Maintenance Manager

該軟件提供了全面的系統(tǒng)維護(hù)功能，運(yùn)行軟件后，在“配置”窗口可以選擇需要的維護(hù)工具，然后單擊“立即運(yùn)行任務(wù)”按鈕進(jìn)行維護(hù)工作（如圖8）。在“經(jīng)濟(jì)方式”窗口下，用戶可以在運(yùn)行系統(tǒng)維護(hù)時(shí)擠出一部分系統(tǒng)資源供其他軟件使用，系統(tǒng)資源可以通過調(diào)節(jié)滑塊進(jìn)行改變，而且會(huì)顯示CPU的使用情況，這方便用戶進(jìn)行直觀的資源分配。

三、戴爾特色軟件應(yīng)用集錦

1.系統(tǒng)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(yùn)行軟件后，可以看到具有“位置配置程序”、“電池表”、“熱鍵”、“系統(tǒng)信息”四大模塊（如圖9），它們包括了顯示亮度、電池狀態(tài)、無線網(wǎng)絡(luò)、外接顯示器、同步、演示設(shè)置等功能，譬如進(jìn)入“位置配置程序”可以配置無線網(wǎng)絡(luò)，而“電池表”用于對(duì)電池進(jìn)行管理，用戶利用自定義電源管理方案可實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。

2.鼠標(biāo)設(shè)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(biāo)，與普通鼠標(biāo)大不相同的是，這種鼠標(biāo)可以讓用戶額外為其追加自定義功能，這對(duì)于游戲玩家或進(jìn)行復(fù)雜商務(wù)辦公的用戶非常實(shí)用，為了實(shí)現(xiàn)戴爾多功能鼠標(biāo)的各種功能，戴爾筆記本內(nèi)置了Dell QuickTort配套工具，運(yùn)行軟件后，在主界面點(diǎn)“功能與任務(wù)”按鈕，然后就可以進(jìn)行自定義按鍵設(shè)置（如圖10）。

四、索尼特色軟件應(yīng)用集錦

為了滿足影音娛樂需要，在索尼VAIO筆記本上，一般預(yù)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(yùn)行軟件后選擇編輯模式，其提供了Video Mode、VR Mode、HD Mode三個(gè)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(chuàng)建菜單或?qū)胝掌曨l后，點(diǎn)“創(chuàng)建DVD”即可快速刻錄一張DVD光盤（如圖11）。

2.系統(tǒng)恢復(fù)：VAIO Recovery Utility

針對(duì)筆記本系統(tǒng)的安全問題，索尼VAIO筆記本內(nèi)置了一款VAIO Recovery Utility軟件，它一款集合恢復(fù)光盤刻錄、數(shù)據(jù)備份、系統(tǒng)恢復(fù)等功能的系統(tǒng)恢復(fù)軟件，運(yùn)行軟件后，在主界面選擇“創(chuàng)建”備份系統(tǒng)數(shù)據(jù)，或者將備份數(shù)據(jù)刻錄成一張系統(tǒng)恢復(fù)盤，一旦系統(tǒng)遇到故障，可以使用該軟件直接恢復(fù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（如圖12），如果系統(tǒng)崩潰了，只需使用恢復(fù)盤還原系統(tǒng)就可以。

3.電池節(jié)能: VAIO電源管理瀏覽器

為了便于用戶進(jìn)行電源管理設(shè)置，索尼為VAIO筆記本開發(fā)了一款電源管理瀏覽器，其提供了七組預(yù)設(shè)電源使用方案（如圖13），用戶可以根據(jù)需要選擇對(duì)應(yīng)的節(jié)能模式，并針對(duì)每一種電源管理方案的細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)電池的最大化節(jié)能效果。而且內(nèi)置了電池保養(yǎng)功能，用戶可以根據(jù)需要設(shè)置電池保養(yǎng)級(jí)別，其原理是通過將電池充電量設(shè)置為更低，以此預(yù)防電池性能下降的風(fēng)險(xiǎn)。

五、惠普特色軟件應(yīng)用集錦

1.系統(tǒng)管理：HP Help and Support

與戴爾筆記本類似，惠普筆記本也將系統(tǒng)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(yù)裝了該軟件，它提供了使用幫助與系統(tǒng)管理功能，運(yùn)行軟件后，入門級(jí)用戶可以通過“Get Help”幫助自己實(shí)現(xiàn)快速上手，而在右側(cè)的提供了幾款實(shí)用軟件（如圖14），譬如驅(qū)動(dòng)程序和BIOS更新、恢復(fù)出廠設(shè)置可以解決用戶的故障煩擾，如果筆記本內(nèi)置了安全芯片或指紋系統(tǒng)，對(duì)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(fā)并于此次展會(huì)首次亮相的SE-2800 高標(biāo)清兼容切換臺(tái)，集合自主研發(fā)的錄像系統(tǒng)、監(jiān)視器、內(nèi)部通話、調(diào)音臺(tái)、波監(jiān)矢量測(cè)試儀及電源供應(yīng)器，形成一套完整的解決方案。同時(shí)在三網(wǎng)融合不斷推進(jìn)、現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)應(yīng)用需求不斷增加的情況下，洋銘新款移動(dòng)演播室MS-2800成為大、中型活動(dòng)的理想選擇。

帶著讀者對(duì)洋銘始終如一的關(guān)注，《大眾DV》報(bào)道組來到洋銘展位，直接感受洋銘匯集各類創(chuàng)新技術(shù)元素的多樣解決方案，并采訪到洋銘科技的董事長(zhǎng)林鴻銘先生，提出讀者最為關(guān)心的問題，讓更多的人能夠了解洋銘，并在今后實(shí)際的工作中應(yīng)用到洋銘的產(chǎn)品和方案。

在展區(qū)內(nèi)，洋銘的轉(zhuǎn)播車很是吸引人，您能不能介紹一下洋銘的轉(zhuǎn)播車？

林鴻銘：洋銘第一次在展會(huì)上正式展出自己集成的轉(zhuǎn)播車，以前都是協(xié)助經(jīng)銷商集成。洋銘這次自己提出這個(gè)范例，最主要的是它里面很多創(chuàng)新元素。這個(gè)跟過去的導(dǎo)播車有很大不同，它的創(chuàng)意在于，首先這個(gè)車型是零改裝，一處都不改動(dòng)就可以做成堅(jiān)固的導(dǎo)播車，利用國產(chǎn)車來改裝導(dǎo)播車也很方便，我們堅(jiān)持零改裝或是低改裝。第二個(gè)創(chuàng)意在于一車兩用，因?yàn)槲覀兊膶?dǎo)播桌每臺(tái)不超過70公斤，并且是移動(dòng)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(shí)車子可以當(dāng)商務(wù)車使用。第三個(gè)創(chuàng)意在于導(dǎo)播桌可以一套三用，因?yàn)樗强梢苿?dòng)的，可以在演播室用，可以出外景在導(dǎo)播車上用，可以把導(dǎo)播桌搬到現(xiàn)場(chǎng)用。

咱們的導(dǎo)播車可以搭載洋銘的哪些產(chǎn)品呢？

林鴻銘：除了攝像機(jī)之外，基本上都是洋銘的產(chǎn)品，所以它的兼容性強(qiáng)。這些設(shè)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(tǒng)。同時(shí)因?yàn)槔锩娴墓╇姸际侵绷?2V，所以我們又提供一個(gè)電源供應(yīng)中心，這個(gè)中心不但可以穩(wěn)定電源環(huán)境，還可以濾掉大部分噪訊。同時(shí)里面帶有不斷電設(shè)備，只要外掛一個(gè)電池就可以做備份。所以它的供電不但穩(wěn)定，而且低耗能。

另外，一個(gè)主角是切換臺(tái)，這個(gè)切換臺(tái)是用我們最新的SE-2800切換臺(tái)所組成的。這個(gè)新的切換臺(tái)今年5月會(huì)正式大量供貨，目前只是少量供貨。這個(gè)新的切換臺(tái)本身可以提供12通道，而且高清標(biāo)清兼容，跟一般專業(yè)切換臺(tái)的功能一樣，還有兩組輔助輸出和雙組畫中畫，適合很多節(jié)目使用。還有一個(gè)重要突破是，我們?cè)O(shè)計(jì)出的VS-100示波器，也放在轉(zhuǎn)播車上。同時(shí)里面還有聲音的延遲器和調(diào)音臺(tái)，讓聲音的準(zhǔn)位、監(jiān)看以及延遲的校正得到完美同步。

有了轉(zhuǎn)播臺(tái)，那洋銘下一步會(huì)不會(huì)推出CCU控制器？

林鴻銘：會(huì)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(jī)，而且可以控制大型攝像機(jī)。現(xiàn)在松下和索尼的中小型攝像機(jī)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(huì)推出這個(gè)大幅度提升的MCU。一般索尼叫RCU、松下叫ECU，加上轉(zhuǎn)換盒一臺(tái)可以調(diào)整到三四臺(tái)，這就是MCU。我們把CCU-100改名成MCU-100。真正的CCU我們也會(huì)在年底前推出，它集合洋銘所有的技術(shù)于一身，同時(shí)用光纖傳輸。目前這些都是最佳設(shè)備，不會(huì)影響集成。目前攝像機(jī)通過洋銘的波形矢量表統(tǒng)一校正，再分散到每個(gè)角落去拍攝，同樣能達(dá)到效果。機(jī)位定位后再校正等到今年6月份甚至年底會(huì)完成方案。

針對(duì)3D的EFP，洋銘有沒有什么打算？

林鴻銘：這個(gè)牽涉到另外一種需求。因?yàn)檠筱懨绹驹?jīng)嘗試涉入3D，后來發(fā)現(xiàn)3D比較特殊。切換臺(tái)目前又在考慮，但目前覺得市場(chǎng)時(shí)機(jī)未到，目前處于計(jì)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(fā)展？

林鴻銘：洋銘也是第一次嘗試在戶外跟客戶直接面對(duì)面，今年展會(huì)人數(shù)之多，讓我驚訝。展會(huì)人數(shù)跟播出頻道越來越豐富有很大關(guān)系，制作視頻的人數(shù)也會(huì)越來越多，三網(wǎng)融合后的制作公司也會(huì)越來越多，我相信未來會(huì)有很好的發(fā)展。

篇8

便攜式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置由 PM2.5傳感器，甲醛傳感器，溫濕度檢測(cè)傳感器，MSP430，藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸模塊等組成，小巧，節(jié)能，可隨身攜帶，采用藍(lán)牙傳輸數(shù)據(jù)，值得推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】空氣質(zhì)量檢測(cè)儀 便攜式 PM2.5傳感器

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

此便攜式空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置由 PM2.5 傳感器，甲醛傳感器，溫濕度檢測(cè)傳感器， MSP430，藍(lán)牙數(shù)據(jù)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(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與手機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸。

在該裝置中，PM2.5 傳感器為自行設(shè)計(jì)制作，負(fù)責(zé)檢測(cè)空氣中顆粒物的濃度，具有可以檢測(cè) 0.8um 以上的微粒，尺寸超小，便于內(nèi)置，價(jià)格低，使用靈活，模擬/數(shù)字信號(hào)可選，測(cè)量準(zhǔn)確率很高。甲醛傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)空氣中甲醛、苯等 VOCVOC 氣體的濃度，具有極高的靈敏度和穩(wěn)定性，能夠偵測(cè) 0.1ppm 以上的氣體，適用于檢測(cè)空氣中的甲醛、苯、二甲苯等多種有機(jī)揮發(fā)成分，同時(shí)具有體積小巧、價(jià)格便宜、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。溫濕度傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)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(diǎn)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)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(lán)牙模塊等。MSP430系列單片機(jī)的超低功耗、較高功能集成度、混合信號(hào)處理等優(yōu)勢(shì)恰好符合本設(shè)計(jì)的需求，采用 MSP430 系列單片機(jī)可以減小電源系統(tǒng)的體積、簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)的工作量。

2.1.1 PM2.5傳感器設(shè)計(jì)

PM2.5傳感器的設(shè)計(jì)采用了光的衍射原理來測(cè)量空氣中細(xì)小顆粒物的濃度。在傳感器內(nèi)部通過紅外發(fā)生管將發(fā)射器電路上的電流轉(zhuǎn)換為紅外線，同時(shí)接收器上裝有光電二極管來接收發(fā)射器所發(fā)射的紅外線，當(dāng)空氣從傳感器的通風(fēng)口進(jìn)入后，紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外線會(huì)穿過空氣，與空氣中的細(xì)小顆粒物發(fā)生衍射。而接收器上的光電二極管將接收的紅外線轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

2.1.2 傳感器硬件電路設(shè)計(jì)

在甲醛傳感器的電路中，放大芯片采用的是LM358，該芯片內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)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(guān)。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(yùn)算放大器的場(chǎng)合。甲醛傳感器將收集到的信號(hào)，通過硬件電路最終以A/D轉(zhuǎn)換的方式傳給MCU。溫濕度傳感器則是以IIC的方式將信號(hào)傳給MCU。PM2.5 傳感器以UART的方式與MCU進(jìn)行通信。

2.1.3 電源模塊設(shè)計(jì)

在進(jìn)行電源模塊電路的設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況選擇低功耗的 CMOS 器件來保證檢測(cè)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(tài)電流來判斷是否有降低功耗的作用；另一方面可選擇靜態(tài)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(jù)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(dá)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(shí)減小線路板的負(fù)載等其次，需要考慮電池的體積大小。便攜、可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作且易操作和維護(hù)的檢測(cè)儀更受客戶的青睞；如果將充電電路加進(jìn)設(shè)計(jì)中，那么普通電池就可以滿足系統(tǒng)對(duì)電能的需求。實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式的關(guān)鍵是采用可充電電池實(shí)現(xiàn)自由使用，可充電電池的種類較多，本次設(shè)計(jì)采用鎳氫充電電源和USB供電電路。

2.1.4 藍(lán)牙模塊設(shè)計(jì)

藍(lán)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?yōu)樗{(lán)牙模塊單獨(dú)設(shè)計(jì)了一個(gè)小電路板，緊貼在

MCU主板的下面，以節(jié)省空間。

2.2 MCU層面的程序設(shè)計(jì)

MSP430 系列的單片機(jī)在進(jìn)行軟件編程時(shí)，使用的是IDE用集成開發(fā)環(huán)境中CCS軟件。程序設(shè)計(jì)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(lán)牙模塊等。

主程序的流程為：當(dāng)給整個(gè)系統(tǒng)上電，則系統(tǒng)的時(shí)鐘、端口、定時(shí)器等部分將進(jìn)行初始化；然后采用I2C的通信方式對(duì)溫濕度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，接著采用A/D轉(zhuǎn)換的方式甲醛傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。然后通過 UART 串口通信對(duì) PM2.5 傳感器進(jìn)行讀寫操作。將傳感器的數(shù)據(jù)采集完后，msp430通過藍(lán)牙模塊，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息傳遞到手機(jī)上，手機(jī)相應(yīng)的客戶端APP會(huì)顯示相應(yīng)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(wǎng)上傳到云端。

3 系統(tǒng)測(cè)試

第一步首先進(jìn)行程序的初步調(diào)試。利用現(xiàn)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(fā)板分別寫程序進(jìn)行單獨(dú)的連接調(diào)試，并通過液晶顯示數(shù)據(jù)。當(dāng)各個(gè)模塊調(diào)試成功后，將三個(gè)傳感器連接在一起進(jìn)行調(diào)試，但是由于開發(fā)板資源有限制，我們便通自己畫了板子，找相關(guān)廠家做出來，然后進(jìn)行整合調(diào)試，最后成功，液晶顯示屏成功的顯示了測(cè)試時(shí)室內(nèi)的PM2.5濃度、甲醛濃度和溫濕度。

在第一步確認(rèn)程序無誤后，我們進(jìn)一步將電路板和傳感器電路小型化，利用 3D 打印技術(shù)打印出了小型化空氣質(zhì)量檢測(cè)儀的外殼，組裝好后將寫好的程序移植到小型化的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置上，并上電。打開手機(jī)的藍(lán)牙后，手機(jī)成功的實(shí)現(xiàn)了與空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)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(dòng)態(tài)信息。

由上述結(jié)果可知，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完成了預(yù)期的目標(biāo)。

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的便攜式空氣質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備可以在用戶移動(dòng)的情況下監(jiān)測(cè)周圍的甲醛、PM2.5濃度和空氣的溫濕度，并將這些數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙模塊傳遞到用戶的手機(jī)上，用戶可以從自己手機(jī)客戶端app上看到自己周圍的空氣質(zhì)量。所以，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以很好的滿足空氣檢測(cè)方面的需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 張澤，崔光琦：室內(nèi)空氣檢測(cè)的行業(yè)見證者[J].環(huán)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(zhì)量檢測(cè)儀表的設(shè)計(jì)[J]. 中國儀器儀表，2009（11）.

篇9

1 知識(shí)目標(biāo)

1.1 知道電動(dòng)勢(shì)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(guān)的電路問題。

1.3 知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓，電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。

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

1.5 理解閉合電路的功率表達(dá)式。

1.6 理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況。

2 能力目標(biāo)

2.1 培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力，會(huì)用閉合電路歐姆定律分析外電壓隨外電阻變化的規(guī)律。

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

2.3 通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問題能力。

3 情感目標(biāo)

3.1 通過外電阻改變引起電流、電壓的變化，樹立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點(diǎn)。

3.2 通過分析外電壓變化原因，了解內(nèi)因與外因關(guān)系。

3.3 通過對(duì)閉合電路的分析計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想。

3.4 知道用能量的觀點(diǎn)說明電動(dòng)勢(shì)的意義。

教學(xué)建議

1 電源電動(dòng)勢(shì)的概念在高中是個(gè)難點(diǎn)，是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，在處理電動(dòng)勢(shì)的概念時(shí)，可以根據(jù)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(fù)極將正電荷運(yùn)送到正極，克服電場(chǎng)力做功，非靜電力搬運(yùn)電荷在兩極之間產(chǎn)生電勢(shì)差的大小，反映了電源做功的本領(lǐng)，由此引出電動(dòng)勢(shì)的概念；也可以按本書采取討論閉合電路中電勢(shì)升降的方法，給出電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和的結(jié)論.教學(xué)中不要求論證這個(gè)結(jié)論.教材中給出一個(gè)比喻（兒童滑梯），幫助學(xué)生接受這個(gè)結(jié)論。

需要強(qiáng)調(diào)的是電源的電動(dòng)勢(shì)反映的電源做功的能力，它與外電路無關(guān)，是由電源本生的特性決定的。 電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量，沒有方向，這要給學(xué)生說明，如果學(xué)生程度較好，可以向?qū)W生說明，做為電源，由正負(fù)極之分，在電源內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極，為了說明問題方便，也給電動(dòng)勢(shì)一個(gè)方向，人們規(guī)定電源電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)閮?nèi)電路的電流方向，即從負(fù)極指向正極。

2 路端電壓與電流（或外電阻）的關(guān)系，是一個(gè)難點(diǎn).希望作好演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識(shí)，然后用公式加以解釋.路端電壓與電流的關(guān)系圖線，可以直觀地表示出路端電壓與電流的關(guān)系，務(wù)必使學(xué)生熟悉這個(gè)圖線。

學(xué)生應(yīng)該知道，斷路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì).因此，用電壓表測(cè)出斷路時(shí)的路端電壓就可以得到電源的電動(dòng)勢(shì).在考慮電壓表的內(nèi)阻時(shí)，希望通過第五節(jié)的“思考與討論”，讓學(xué)生自己解決這個(gè)問題。

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

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

閉合電路的歐姆定律

1 教育目標(biāo)

1.1 知識(shí)教學(xué)點(diǎn)

1.1.1 初步了解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。

1.1.2 了解電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)外電壓的關(guān)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(guān)的電路問題。

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

1.1.5 理解閉合電路的功率表達(dá)式，理解閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。

1.2 能力訓(xùn)練點(diǎn)

通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻變化而變化的規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生用多種方法分析問題的能力。

1.3 德育滲透點(diǎn)[來源：高考資源網(wǎng)]

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(lián)系的觀點(diǎn)。

1.3.2 通過對(duì)閉合電路的分析計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生能量守恒的思想。

2 重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法

2.1 重點(diǎn)

①正確理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。[來源：高考資源網(wǎng)]

②對(duì)閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用。

2.2 難點(diǎn)

路端電壓、電流隨外電阻變化規(guī)律。

2.3 疑點(diǎn)

路端電壓變化的原因（內(nèi)因、外因）。

2.4 解決辦法

制作多媒體課件，采用類比分析、動(dòng)態(tài)畫面、圖像等幫助同學(xué)增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，逐步了解電動(dòng)勢(shì)的含義，推導(dǎo)閉合電路歐姆定律公式，分析各項(xiàng)的意義，使學(xué)生有初步整體感知，精選運(yùn)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(guī)律的典型例題，結(jié)合圖像分析突破難點(diǎn)。

3 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

引入新課：

教師：同學(xué)們都知道，電荷的定向移動(dòng)形成電流.那么，導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢？（學(xué)生答：導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差）

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

分析：當(dāng)電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢(shì)差.當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場(chǎng)力的作用下通過導(dǎo)線產(chǎn)生定向移動(dòng)而形成電流，但這是一瞬間的電流.因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢(shì)差也逐漸減少為零，所以電流減小為零，因此只有電場(chǎng)力的作用是不能形成持續(xù)電流的。

教師：為了形成持續(xù)的電源，必須有一種本質(zhì)上完全不同于靜電性的力，能夠不斷地分離正負(fù)電荷來補(bǔ)充兩極板上減少的電荷.這才能使兩極板保持恒定的電勢(shì)差，從而在導(dǎo)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(shí)，電源中的非靜電力將不斷做功，從而把已經(jīng)流到低電勢(shì)處的正電荷不斷地送回到高電勢(shì)處.使它的電勢(shì)能增加。

4 課時(shí)安排[來源：高考資源網(wǎng)][來源：高考資源網(wǎng)]

1課時(shí)

5 教具學(xué)具準(zhǔn)備

不同型號(hào)的干電池若干、小燈泡（3.8V）、電容器一個(gè)、紐扣電池若干、手搖發(fā)電機(jī)一臺(tái)、可調(diào)高內(nèi)阻蓄電池一個(gè)、電路示教板一塊、示教電壓表（0～2.5V）兩臺(tái)、10Ω定值電阻一個(gè)、滑線變阻器（0～50Ω）一只、開關(guān)、導(dǎo)線若干。

6 學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)

學(xué)生觀察、動(dòng)手測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)，并邊觀察邊思考，逐步推導(dǎo)閉合電路歐姆定律，在教師的啟發(fā)下逐漸理解公式含義，引導(dǎo)學(xué)生用公式法和圖像法去分析同一問題。

7 教學(xué)過程

教師：同學(xué)們都知道，電荷的定向移動(dòng)形成電流。那么，導(dǎo)體中形成電流的條件是什么呢？（學(xué)生答：導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差。）

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

分析：當(dāng)電容器充完電后，其上下兩極板分別帶上正負(fù)電荷，如圖1所示，兩板間形成電勢(shì)差。當(dāng)用導(dǎo)線把小燈泡和電容器兩極板連通后，電子就在電場(chǎng)力作用下沿導(dǎo)線定向移動(dòng)形成電流，但這是一瞬間的電流。因?yàn)閮蓸O板上正負(fù)電荷逐漸中和而減少，兩極板間電勢(shì)差也逐漸減小為零，所以電流減小為零，因此要得到持續(xù)的電流，就必須有持續(xù)的電勢(shì)差。

教師：能夠產(chǎn)生持續(xù)電勢(shì)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(guī)律呢？這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)閉合電路歐姆定律。

8 板書設(shè)計(jì)

8.1 電源電動(dòng)勢(shì)：等于電源沒有接入電路時(shí)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(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。

8.3 路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系。

路端電壓隨外電阻增大而增大。

篇10

關(guān)鍵詞：三維數(shù)控鉆 西門子 伺服電機(jī)

中圖分類號(hào)：TG527文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

設(shè)備是1996年德國進(jìn)口，是Peddinghaus公司生產(chǎn)TDK 1000/9G數(shù)控三維鉆床，專門用于鋼結(jié)構(gòu)、橋梁、立體停車庫、石油平臺(tái)等行業(yè)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(jīng)典的產(chǎn)品。9軸設(shè)計(jì)、微霧內(nèi)冷卻系統(tǒng)、智能軸技術(shù)、輥輪進(jìn)給圓盤測(cè)量系統(tǒng)、單件20噸的驅(qū)動(dòng)能力、西門子840C控制系統(tǒng)。

一、設(shè)備特點(diǎn)

本機(jī)的鉆削動(dòng)力頭，不僅能在垂直于工件送進(jìn)的方向上數(shù)控移動(dòng)，而且可以在工件送進(jìn)的方向上數(shù)控移動(dòng)準(zhǔn)確定位。所以，當(dāng)H型鋼翼板和腹板上的孔不處于同一橫截面時(shí)，仍可實(shí)現(xiàn)上面、左面、右面三個(gè)方向同時(shí)鉆孔。減少了沉重鋼梁移動(dòng)的次數(shù)，從而提高了生產(chǎn)效率。為保證鉆孔位置不受鋼梁畸形的影響，機(jī)器上設(shè)有幅高、腹板、翼板檢測(cè)裝置。檢測(cè)結(jié)果反映在數(shù)控軟件中，可以修正鉆孔位置。具有支承裝置：當(dāng)“H”型鋼的板很薄時(shí)，為防止鉆孔引起的變形，設(shè)有下部自動(dòng)支承裝置。鉆削主軸轉(zhuǎn)速無級(jí)調(diào)節(jié)、鉆頭進(jìn)給速度無級(jí)調(diào)節(jié)。具有快換卡頭，更換鉆頭方便。配有進(jìn)出料道，可以把鋼梁自動(dòng)送入和送出機(jī)器。

二、 設(shè)備的結(jié)構(gòu)：

具有三個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的鉆削動(dòng)力頭,即垂直、左、右鉆削頭，每個(gè)鉆削動(dòng)力頭均有兩個(gè)數(shù)控軸驅(qū)動(dòng)和垂直于工件方向的數(shù)字化液壓進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。鉆頭和主軸之間,由快換鉆套聯(lián)接，更換鉆頭快捷、準(zhǔn)確。各鉆頭既可單獨(dú)，又可同時(shí)完成其鉆孔作業(yè)。在一次自動(dòng)裝夾后，可完成孔組內(nèi)（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(jìn)移動(dòng) ，有液壓和機(jī)械控制的輥輪驅(qū)動(dòng)，并由檢測(cè)輪準(zhǔn)確測(cè)出實(shí)際送進(jìn)距離傳送給數(shù)控系統(tǒng)來確保兩孔群之間的距離精度，另外，該機(jī)還具備工件的頭部和尾部端面的光電定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。工件在機(jī)床上移動(dòng)定位后機(jī)床具有可靠的垂直和側(cè)向夾緊系統(tǒng)。工件裝夾后，本機(jī)備有腹板和翼板變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將誤差返饋給計(jì)算機(jī)自動(dòng)修正鉆孔位置。各鉆削頭主軸轉(zhuǎn)速是由變頻器無級(jí)調(diào)節(jié) ，為提高在大規(guī)格輕型H型鋼上的鉆孔效率 ，還具有增強(qiáng)H型鋼腹板剛度的液壓多點(diǎn)支撐裝置。控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機(jī) 、光電編碼器、PLC等構(gòu)成。只需輸入工件尺寸、自動(dòng)生成加工程序，可按件號(hào)隨時(shí)存儲(chǔ)、調(diào)用、顯示和通訊。電氣控制，既實(shí)現(xiàn)各加工參數(shù)單獨(dú)的手動(dòng)調(diào)整控制，又可實(shí)現(xiàn)全過程自動(dòng)控制加工

三、改造修復(fù)方案

該設(shè)備系統(tǒng)采用西門子840C控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是西門子公司在九十年代初推出的高檔系統(tǒng)，功能強(qiáng)大，使用靈活，直流驅(qū)動(dòng)及電機(jī)可不更換。該機(jī)床使用年限較久，電氣元?dú)饧匣?，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(chǎn)帶來很大的影響。為確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行，需要對(duì)機(jī)床進(jìn)行技術(shù)改造與修復(fù)：

電氣部分改造

控制系統(tǒng)改為西門子840D系統(tǒng)，該系統(tǒng)是西門子公司九十年代中期推出的一款純數(shù)字的高檔數(shù)控系統(tǒng)，與之匹配的驅(qū)動(dòng)及電機(jī)也都是數(shù)字的。

與840C與840D比較：

(1)840C 即可用模擬量驅(qū)動(dòng)也可用數(shù)字量驅(qū)動(dòng)，而840D主要用的是數(shù)字量

(2)840C的PLC語言是S5，而840D的PLC語言是S7

(3)840C產(chǎn)品相關(guān)配件已停產(chǎn)，電路板以舊換新，維護(hù)費(fèi)用高、維修周期長(zhǎng)。840D是西門子機(jī)床控制系統(tǒng)主流，備品備件容易購買，且S7比S5更穩(wěn)定，抗干擾能力更強(qiáng)。

1、機(jī)床電氣部分更新改造內(nèi)容及要求

1．1新系統(tǒng)采用SINUMERIK 840D CNC數(shù)控系統(tǒng)，將增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性而且可根據(jù)工藝需要進(jìn)行靈活的參數(shù)和功能修改，從而在長(zhǎng)期意義上大大的節(jié)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(jié)構(gòu)和功能，從而使改造的風(fēng)險(xiǎn)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(shù)據(jù)，更換電池時(shí)，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(hù)費(fèi)用低，且程序監(jiān)控容易實(shí)現(xiàn)。同時(shí)改造后的PLC模塊在國內(nèi)極為容購買。

1．3主軸伺服電機(jī)和交流伺服驅(qū)動(dòng)器原來采用的是西門子611A屬于模擬控制、電機(jī)控制器復(fù)雜，一但故障，維修維護(hù)費(fèi)用高，并且抗干擾能力差，對(duì)周圍環(huán)境要求高。改造后選擇西門子數(shù)字產(chǎn)品611D，數(shù)字系統(tǒng)抗干擾能力遠(yuǎn)高于模擬系統(tǒng)，西門子的交流伺服剛性好，技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定，而且備件便宜，容易采購，國內(nèi)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)多，技術(shù)支持強(qiáng)。

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

1．5關(guān)于軸徑和法蘭：通過增加過度法蘭、改變皮帶輪、聯(lián)軸器或?qū)S加工等辦法實(shí)現(xiàn)。

1.6 24V傳感器控制控制電源與系統(tǒng)24V控制電源分開，提高機(jī)床安全系數(shù)。

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(xì)

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

2．2保留數(shù)控的零件加工程序和相關(guān)能利用的軟件結(jié)構(gòu)，使改造風(fēng)險(xiǎn)大大降低；

2．3保留以前的驅(qū)動(dòng)器電源模塊和電抗器。

2．4原3個(gè)主軸的611A驅(qū)動(dòng)器, 用SIEMENS611D 取代;

2．5去掉原來柜內(nèi)的7個(gè)進(jìn)給軸的1FT5伺服電機(jī), 和電柜內(nèi)的611A驅(qū)動(dòng)器;用SIEMENS 611D驅(qū)動(dòng)和1FT6交流伺服電機(jī)取代;

2．6去掉原S5 PLC的CPU、輸入、輸出模塊。由先進(jìn)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(chǎn)生的故障；

2．7更新原PLC 的控制程序，根據(jù)新的控制方式用SETP 7對(duì)其重新編寫控制程序，保證可讀性強(qiáng)。

2．8重新制作操作臺(tái)，布局合理，新操作臺(tái)根據(jù)人力工程學(xué)設(shè)計(jì)，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(nèi)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(shù)控系統(tǒng)一套，帶液晶顯示屏和相關(guān)菜單，機(jī)床控制鍵盤和面板；

PCU50 和OP12 系統(tǒng)1套

操作面板1塊（薄膜型）

NCU 盒和 NCU 控制單元各 1 塊 驅(qū)動(dòng)和電機(jī)控制模塊，以及電源模塊

S7-300 PLC一套

主軸1HP7主軸電機(jī)3個(gè)進(jìn)給軸1FT6電機(jī)7個(gè)

機(jī)械部分修復(fù)：

參考文獻(xiàn)：

1. 白幸福、韓軍鋒《基于PLC數(shù)控型角鋼生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 裝備制造技術(shù)2009

2．西門子公司 西門子有關(guān)PLC編程手冊(cè)

3. 三菱公司 三菱有關(guān)PLC編程手冊(cè)

4.宋伯生 機(jī)床電器及電氣控制 中國勞動(dòng)出版社 1990