導(dǎo)語：如何才能寫好一篇傳感技術(shù)論文，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。

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一、基于傳感技術(shù)探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在教學(xué)實(shí)踐中我利用傳感技術(shù)儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虻玫胶芎玫膶?shí)驗(yàn)效果。分析教材、根據(jù)教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生的年齡特點(diǎn)合理選擇利用數(shù)字化傳感器材能夠有效提高課堂實(shí)驗(yàn)效果。課堂實(shí)驗(yàn)探究的高效，傳感技術(shù)儀器的有效使用，不僅需要分析教材，合理選材，還需要精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。只有通過有效的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，以學(xué)生為主體性，讓學(xué)生配合教師來完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生便于理解，又可增加學(xué)習(xí)興趣，才能使實(shí)驗(yàn)變得簡單易行，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。以下是四上年級(jí)《運(yùn)動(dòng)起來會(huì)怎樣》一個(gè)有關(guān)于心率傳感器的實(shí)驗(yàn)。首先，連接手握心率傳感器、界面和計(jì)算機(jī)。其次，啟動(dòng)LoggerPro或LoggerLite軟件，最后，程序?qū)⒆詣?dòng)識(shí)別手握心率傳感器，這樣就可以準(zhǔn)備采集數(shù)據(jù)了。測量一個(gè)人在激烈活動(dòng)，例如做跳躍運(yùn)動(dòng)前、之間和之后的心率；測量一個(gè)人在運(yùn)動(dòng)后的心率返回平常心率要多久。讓學(xué)生在探究實(shí)踐的過程中，注重體驗(yàn)和感悟，又便于學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受和理解，從而也激發(fā)學(xué)生的興趣。

二、傳感技術(shù)探究實(shí)驗(yàn)室的組建

為了提高實(shí)驗(yàn)探究效率，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開展，創(chuàng)建探究實(shí)驗(yàn)室，合理利用“數(shù)字化”儀器設(shè)備是非常重要的。數(shù)據(jù)采集器和傳感器的配備，主要用于采集并儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并根據(jù)探究需測定的參數(shù)。通過政府采購，我們采購到探究實(shí)驗(yàn)室套材，主要有濕度、音高、音量、光強(qiáng)、pH值、溶解氧濃度、電流、電壓、氧氣含量、二氧化碳含量等傳感器，還可以根據(jù)需求來自行選擇；同時(shí)，這些儀器的輕巧與便攜還為學(xué)生進(jìn)行戶外探究提供了可能。計(jì)算機(jī)軟件的安裝將傳感器插入計(jì)算機(jī)時(shí)，傳感器可以精確地測量實(shí)驗(yàn)中獲取的各種數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)采集器傳到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)經(jīng)由配套軟件將數(shù)據(jù)以表格和圖像的形式呈現(xiàn)，并進(jìn)行分析處理。

三、傳感技術(shù)實(shí)驗(yàn)器材在拓展課程中的應(yīng)用

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目前，適用于短距離的無線通信技術(shù)大致有藍(lán)牙技術(shù)、ZigBee技術(shù)及Wifi技術(shù)。相比較而立，ZigBee技術(shù)以其功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、性價(jià)比高、擴(kuò)展簡便及安全可靠等優(yōu)點(diǎn)成為構(gòu)建WSN的最佳選擇。本設(shè)計(jì)采用ZigBee技術(shù)，以Ad-Hoc方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)采用簇-樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。每一個(gè)結(jié)點(diǎn)采用CC2530芯片作為微處理器。CC2530的引腳端口與傳感器相連，形成數(shù)據(jù)采集的終端。

2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括三個(gè)基本模塊：底層數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理模塊，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。底層數(shù)據(jù)采集模塊由CC2530所帶的電流、電壓、溫度、濕度、紅外、振動(dòng)等傳感器組成，這些傳感器所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)CC2530中的8051單片機(jī)簡單處理后傳至數(shù)據(jù)傳輸模塊。數(shù)據(jù)傳輸模塊由ZigBee路由器結(jié)點(diǎn)組成，這一部分也由CC2530芯片擔(dān)當(dāng)。這些路由器結(jié)點(diǎn)組成樹狀網(wǎng)絡(luò)，形成數(shù)據(jù)上傳至匯總結(jié)點(diǎn)的通道。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理模塊由ZigBee協(xié)調(diào)器與PC機(jī)組成，Zig-Bee協(xié)調(diào)器由CC2530擔(dān)當(dāng)，與PC機(jī)用USB線進(jìn)行連接，串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。PC機(jī)接收數(shù)據(jù)后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的存儲(chǔ)與處理。PC上安裝有網(wǎng)卡，形成與Internet網(wǎng)的連接端口，從而滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控的需要。

3數(shù)據(jù)采集模塊隨機(jī)干擾的濾波設(shè)計(jì)

在無線傳感網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過程中，測量通道中串入隨機(jī)干擾是不可避免的。隨機(jī)干擾的出現(xiàn)會(huì)引起測量誤差，對(duì)遠(yuǎn)程的監(jiān)控不利。因此，采取某種手段對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波是保證采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的前提。常用的數(shù)字濾波算法有算術(shù)平均濾波、加權(quán)平均濾波、中位值濾波、限值濾波等方法，本設(shè)計(jì)采用基于中位值濾波方法的中位值平均濾波方法。通常中位值濾波是對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行排序，取位于中間的數(shù)據(jù)作為一次的采樣數(shù)據(jù)。這種方法對(duì)高頻干擾和低頻干擾都有一定的濾除效果，但是對(duì)于某些變化快速的采集數(shù)據(jù)，如電流、電壓、振動(dòng)等，不宜采用中位置濾波。中位值平均濾波方法是在中位值排序的基礎(chǔ)上，將最大和最小的數(shù)據(jù)去掉，然后將剩余的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，最終將平均值作為一次采樣數(shù)據(jù)。因此無論對(duì)于緩慢變化的信號(hào)，還是對(duì)快速變化的信號(hào)，都能取得良好的濾波效果。

4總結(jié)

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1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概要 

在整個(gè)的物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架中包含了傳感網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)部分，它們功能不同，傳感網(wǎng)負(fù)責(zé)信息的采集和傳遞，互聯(lián)網(wǎng)則是去實(shí)現(xiàn)這種信息的傳輸，可見二者是相互相存的，缺一不可。就物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)論文而言，它包括射頻識(shí)別、傳感以及智能嵌入等技術(shù)，我們可以通過這些技術(shù)的相互連接來實(shí)現(xiàn)對(duì)世界上眾多事物的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。 

1.1 射頻識(shí)別技術(shù)（RFID） 

即是通過將無線傳感網(wǎng)絡(luò)采集到的規(guī)范及各種具有互用性的信息傳輸?shù)街醒胄畔⑾到y(tǒng)，再通過中央信息系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的識(shí)別和通信，最后配合開放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)各種信息的交換和共享。 

1.2 傳感技術(shù) 

通過利用各種傳感器將自然信息源處的信息進(jìn)行識(shí)別和處理，其中識(shí)別主要是將已經(jīng)處理了的信息進(jìn)行辨識(shí)分類，而信息處理則是對(duì)信號(hào)的預(yù)處理、選擇、后處理以及信息特征的提取等。 

1.3 嵌入式技術(shù) 

簡單而言就是操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件與應(yīng)用程序所組成的一個(gè)捆綁系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)實(shí)為信息處理的部件，在嵌入式技術(shù)的應(yīng)用中，可以通過嵌入式的系統(tǒng)終端借助網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行感知。 

1.4 Wi-Fi 

Wi-Fi是將電腦和手機(jī)等終端通過無線連接的方式連接起來的一種技術(shù)，它是接入點(diǎn)下的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能化住宅小區(qū)中的應(yīng)用 

基于前文的概念簡述，我們將對(duì)智能化小區(qū)中的RFID和傳感器技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。 

2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用 

就無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，它是物聯(lián)網(wǎng)在智能化小區(qū)實(shí)際應(yīng)用中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它不僅僅是實(shí)現(xiàn)了各種物理信息與網(wǎng)絡(luò)間的連接，同時(shí)還將物聯(lián)網(wǎng)通過嵌入式技術(shù)進(jìn)行處理的已經(jīng)檢測和感知過的信息集成，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸。智能化住宅小區(qū)通常采用樹狀的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得信息基礎(chǔ)可靠，便于控制。并且，其節(jié)本結(jié)構(gòu)包括了傳感器和TIZC3530 無線模塊等組成部分，此結(jié)構(gòu)中對(duì)于數(shù)據(jù)的處理、管理和轉(zhuǎn)發(fā)都是由協(xié)調(diào)器完成。對(duì)于傳感器節(jié)點(diǎn)來說，經(jīng)過通電復(fù)位便會(huì)搜索到協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，如果確實(shí)不能搜索到協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，我們還可以通過路由器來完成搜索，這樣也可以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)器與網(wǎng)絡(luò)的連接。協(xié)調(diào)器與PC機(jī)通過串口相連，最后再通過超級(jí)終端來實(shí)現(xiàn)命令的發(fā)送以及數(shù)據(jù)的顯示。 

終端節(jié)點(diǎn)連網(wǎng)之后，需要出于一種待機(jī)的狀態(tài)，需要發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，才會(huì)對(duì)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。就智能化住宅小區(qū)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來說，其核心是 TIZC3530 無線射頻芯片，對(duì)于其終端節(jié)點(diǎn)而言，是可以靈活放置的，可以大大節(jié)省功耗，有效提升監(jiān)控能力。此外，如果小區(qū)業(yè)主家中也設(shè)置相關(guān)的傳感器節(jié)點(diǎn)，同樣可以通過無線網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)相連來完成對(duì)家中的環(huán)境實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。 

2.2 射頻技術(shù)的應(yīng)用 

如今煩人射頻技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，射頻技術(shù)又稱射頻標(biāo)簽，目前對(duì)此項(xiàng)技術(shù)最為典型的應(yīng)用除了有汽車晶片防盜器還有物流管理和生產(chǎn)線自動(dòng)化等。射頻信號(hào)在空間中的耦合就可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的對(duì)接與傳遞，同時(shí)再對(duì)這些信息進(jìn)行識(shí)別，就目前而言，射頻技術(shù)已經(jīng)成為了住宅小區(qū)在安防管理中的一項(xiàng)重要技術(shù)，通過這種技術(shù)可以很好地對(duì)車輛和人口的動(dòng)態(tài)管理。從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在住宅小區(qū)車輛管理系統(tǒng)來看，射頻技術(shù)即是物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)， 射頻技術(shù)可以通過其功能實(shí)現(xiàn)車上卡片和設(shè)備主機(jī)之間的信息交換，進(jìn)而達(dá)到對(duì)小區(qū)內(nèi)的車輛信息進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)還將小區(qū)內(nèi)的車輛進(jìn)行有效地管理。在對(duì)小區(qū)內(nèi)整個(gè)車輛的管理中，車輛上對(duì)車的相關(guān)信息進(jìn)行了標(biāo)簽化的儲(chǔ)存和管理，只要通過射頻技術(shù)來讀取相應(yīng)的射頻標(biāo)簽，我們就可以明確地知道車的相關(guān)信息，進(jìn)而確定車輛的身份。而對(duì)于一套完整的射頻技術(shù)系統(tǒng)而言，主要是由 Reader與Transponder 兩部份組成，Transponder具備不接觸、不需要電池以及不刷卡的優(yōu)勢，同時(shí)其安全性非常高。當(dāng)Transponder 接收到Reader發(fā)射出的特定頻率中的無限電波后驅(qū)動(dòng)Transponder電路輸出其內(nèi)部身份信息，再由 Reader 來接收內(nèi)部身份信息，通過在智能化住宅小區(qū)中應(yīng)用這種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的管理，可以有效防止車輛被盜，實(shí)現(xiàn)維護(hù)小區(qū)穩(wěn)定以及治安穩(wěn)定的目標(biāo)，起到保護(hù)住戶財(cái)產(chǎn)安全的作用。 

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[作者簡介]劉曉紅（1989—），女，山東日照人，會(huì)計(jì)碩士在讀。研究方向：審計(jì)理論與實(shí)務(wù)。

附1：《對(duì)以用戶體驗(yàn)為導(dǎo)向的智能手機(jī)應(yīng)用軟件界面設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)探討》

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附2：《智能手機(jī)中傳感技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用》

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附3：《智能手機(jī)電源管理模塊的設(shè)計(jì)》

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附4：《鎖屏Android智能手機(jī)的取證方法》

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附5：《智能手機(jī)SD卡數(shù)據(jù)恢復(fù)初探》

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關(guān)鍵詞：智能結(jié)構(gòu)；應(yīng)用現(xiàn)狀；現(xiàn)代建筑；

中圖分類號(hào)：B83文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

經(jīng)濟(jì)的快速增長，人民生活水平的不斷提高，在推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)其發(fā)展提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。目前在我國大型建筑物日益重要，像高層建筑、大型水壩、地下工程等都需要有一個(gè)高強(qiáng)度的骨架作為支撐，才能使建筑物的安全性、實(shí)用性得到保障，此時(shí)智能土木結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，并擔(dān)當(dāng)了“土木工程界的知識(shí)經(jīng)濟(jì)”。現(xiàn)今，智能土木結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑中發(fā)揮重要作用的同時(shí)，也開辟了土木工程快速發(fā)展的新天地。

一、智能結(jié)構(gòu)簡介

在社會(huì)高速發(fā)展的信息時(shí)代，土木工程師把視野轉(zhuǎn)入信息材料上，開始了將傳感器、驅(qū)動(dòng)材料應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中的探索，以求建筑結(jié)構(gòu)本身穩(wěn)固性的同時(shí)，還能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行及時(shí)的感知，使人們能及時(shí)對(duì)建筑物的安全性與穩(wěn)固性做出更確切的分析，從而做出對(duì)該建筑物是維修還是報(bào)廢的判斷，這也是人們對(duì)智能結(jié)構(gòu)最初的嘗試。現(xiàn)在書籍中對(duì)智能結(jié)構(gòu)進(jìn)行了定義，是指在基體材料中融入具有仿生功能的材料，是最終的材料或者構(gòu)件滿足人們對(duì)其智能化的需要，這種結(jié)構(gòu)就是智能結(jié)構(gòu)。智能土木結(jié)構(gòu)按其材料可分嵌入式智能土木結(jié)構(gòu)和基體、智能材料耦合結(jié)構(gòu)兩種類型。現(xiàn)在建筑工程對(duì)智能架構(gòu)的應(yīng)用是十分廣泛的，建筑結(jié)構(gòu)中安裝使用智能結(jié)構(gòu)，使建筑物能準(zhǔn)確應(yīng)對(duì)外界環(huán)境的變化并對(duì)自身作出及時(shí)的內(nèi)部調(diào)整，特別在遭遇強(qiáng)風(fēng)或地震時(shí)，智能結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)建筑物尤其重要。在地震幅度不是很明顯時(shí)智能結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)控制一體化的優(yōu)勢更能充分發(fā)揮其作用，此外，智能結(jié)構(gòu)對(duì)提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性也發(fā)揮著很重要的作用，智能結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)建筑設(shè)計(jì)、建筑施工及建筑檢測都起著至關(guān)重要的作用，智能土木結(jié)構(gòu)保障建筑物的穩(wěn)固的同時(shí)，也保證了人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

二、智能結(jié)構(gòu)應(yīng)用現(xiàn)狀

智能建筑與我國可持續(xù)發(fā)展觀中生態(tài)和諧理念高度契合，所以和其他國家相比，目前我國智能建筑主要功能更加凸顯了環(huán)保、節(jié)約、可持續(xù)發(fā)展利用等特點(diǎn)，在運(yùn)用智能化結(jié)構(gòu)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)更加注重節(jié)能減排以及高效低碳能否實(shí)現(xiàn)。智能建筑隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)成為未來建筑的主要發(fā)展趨勢，智能結(jié)構(gòu)作為智能建筑的重要支撐在建筑智能化發(fā)展中被廣泛應(yīng)用，智能結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)有著密切的聯(lián)系，智能土木結(jié)構(gòu)以傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，并以此為依據(jù)對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)做了改進(jìn)，因此對(duì)智能結(jié)構(gòu)的應(yīng)用離不開對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理解與掌握。目前，建筑工程中對(duì)智能結(jié)構(gòu)的研究有建筑結(jié)構(gòu)的檢測與監(jiān)控、建筑結(jié)構(gòu)抗震抗風(fēng)降噪的自控制等，利用智能結(jié)構(gòu)使建筑設(shè)備自動(dòng)化、辦公化，最終實(shí)現(xiàn)建筑物全面的擬智能生命化也是今后智能結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域的發(fā)展方向。

（一）智能傳感元件的應(yīng)用

土木工程中對(duì)建筑物健康檢測時(shí)常將傳感元件埋入或粘貼在建筑結(jié)構(gòu)中，在保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性的同時(shí)，對(duì)建筑物的安全性與穩(wěn)固性作出更確切的評(píng)價(jià)，得到最精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，從而決定建筑物是維修還是報(bào)廢。對(duì)于重大土木工程建筑結(jié)構(gòu)，由于修建時(shí)間較長，設(shè)備一般比較陳舊，傳統(tǒng)的傳感器不能適應(yīng)此種建筑物的內(nèi)部環(huán)境，這時(shí)就需要采用性能較高傳感器對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)及健康的監(jiān)測。利用光纖、智能材料等制成的傳感器的應(yīng)用在土木工程發(fā)展史上具有劃時(shí)代的意義，開辟了土木工程發(fā)展史的新篇章。

（二）建筑工程的健康檢測

智能結(jié)構(gòu)在建筑工程結(jié)構(gòu)損傷及健康檢測方面也發(fā)揮著重要作用。在土木工程中對(duì)建筑物檢測通常采用目測法，此外還常利用超聲波、聲發(fā)射、x 射線等技術(shù)進(jìn)行無損檢測，利用這種方法檢測是有很多弊端的，如建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破損情況、建筑物的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)等都不能準(zhǔn)確的被監(jiān)測，不能滿足人們了解建筑物整體狀況的需求，檢測結(jié)果往往會(huì)失真、檢測效率也低，甚至?xí)霈F(xiàn)完全錯(cuò)誤的檢測結(jié)果?，F(xiàn)在利用光導(dǎo)纖維、壓電材料、半導(dǎo)體材料等制成的檢測器材，在建筑物內(nèi)部的傳感器能及時(shí)感知建筑物自身狀況，檢測損傷并根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)損壞過程進(jìn)行損傷定位，例如建筑物發(fā)生損傷，內(nèi)部出現(xiàn)裂紋，裂紋在外界作用力作用下?lián)p傷力度加大，并以聲速失穩(wěn)擴(kuò)展，這些都會(huì)被由這些特殊材料制成的傳感元件所感知，使人類能準(zhǔn)確及時(shí)的了解建筑物內(nèi)部狀況，及時(shí)對(duì)建筑物進(jìn)行整體規(guī)劃、采取必要措施避免事故發(fā)生。

三、智能結(jié)構(gòu)關(guān)鍵問題總結(jié)及建議

（一）提高智能傳感技術(shù)

傳感元件在建筑工程中的應(yīng)用離不開純熟的傳感技術(shù)，因此提高智能傳感技術(shù)勢在必行。從仿生學(xué)來看，傳感器相當(dāng)于建筑物的感覺器官，提高智能傳感技術(shù)必須增強(qiáng)傳感技術(shù)的系統(tǒng)性，提高傳感器感知、處理與識(shí)別能力，在此基礎(chǔ)上提高傳感系統(tǒng)的可靠性和靈敏度實(shí)現(xiàn)傳感技術(shù)的智能化。在建筑工程中要求傳感元件不影響建筑物的結(jié)構(gòu)外形，與建筑材料具有很好的相容性，使對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度影響降到最低，此外還應(yīng)具有對(duì)信號(hào)的抗干擾能力，在此基礎(chǔ)上對(duì)建筑物的整體狀況能準(zhǔn)確感知。

（二）提高智能傳感技術(shù)

智能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中主要有傳感元件、驅(qū)動(dòng)元件及乙級(jí)控制元件，它們在對(duì)整個(gè)建筑物內(nèi)部損傷情況進(jìn)行定位時(shí)常會(huì)有一個(gè)計(jì)算的過程，在計(jì)算過程中常采用小波分析技術(shù)、時(shí)間有限元模型等對(duì)連接網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)總線進(jìn)行定位，最終使傳感器的信息處理和數(shù)據(jù)傳輸融合。

（三）發(fā)展智能控制集成

智能控制系統(tǒng)相當(dāng)于人類的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的最高級(jí)部分大腦，不僅決定著運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)的有序運(yùn)行，還擔(dān)負(fù)著整個(gè)腦神經(jīng)高級(jí)功能的運(yùn)轉(zhuǎn)。在土木工程內(nèi)部安裝智能控制集成系統(tǒng)，能使建筑物在遭遇風(fēng)暴、強(qiáng)降雨等惡劣自然災(zāi)害情況下，迅速采取應(yīng)急措施，使損失降低到最小，因此發(fā)展智能控制集成技術(shù)也是十分重要的。

（四）發(fā)展智能驅(qū)動(dòng)技術(shù)

驅(qū)動(dòng)在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用十分廣泛，所有的硬件設(shè)備都需要安裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序才能正常工作。智能驅(qū)動(dòng)技術(shù)能夠?qū)χ悄芙Y(jié)構(gòu)的形狀和力學(xué)原理加以控制，便于對(duì)智能結(jié)構(gòu)的管理與規(guī)劃。驅(qū)動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)入口，只有通過這個(gè)入口操作系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)部件的控制，在土木工程中驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)揮著不可小覷的作用，發(fā)展智能的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)建筑物整體的控制，才能使建筑物的性能更加穩(wěn)固。在建筑工程中要求所使用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)材料自身機(jī)械性能要高，保障其具有很強(qiáng)的抗沖擊性；再次，驅(qū)動(dòng)材料與建筑材料本身要有很好的兼容性；最后，還應(yīng)提高驅(qū)動(dòng)速度，便于及時(shí)掌握建筑物的狀況。

四、結(jié)束語

我國建筑業(yè)產(chǎn)值的持續(xù)增長推動(dòng)了建筑智能化行業(yè)的發(fā)展，目前我國處于智能建筑行業(yè)的快速發(fā)展期?？茖W(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們對(duì)建筑安全性、舒適性、便利性等有了更高層次的要求，者為智能建筑的發(fā)展提供契機(jī)的同時(shí)，也給智能建筑的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。

土木工程智能建筑結(jié)構(gòu)作為智能建筑的靈魂與支撐，在未來智能建筑的發(fā)展中不可或缺，因此，我們在今后智能結(jié)構(gòu)的發(fā)展道路上必須用發(fā)展的眼光、科學(xué)的手段，與時(shí)俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新。

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篇7

【關(guān)鍵詞】 布里淵 分布式 光纖傳感

隨著社會(huì)發(fā)展，安防已經(jīng)變得越來越重要，及時(shí)發(fā)現(xiàn)入侵對(duì)我國安防建設(shè)有種重要的意義，別的安防系統(tǒng)監(jiān)測距離短且容易受到電磁的擾動(dòng)，而本文中敘述的安防系統(tǒng)不僅監(jiān)測距離長而且不容易受到電磁的干擾，對(duì)安防領(lǐng)域具有重要意義。光纖傳感入侵定位監(jiān)測系統(tǒng)可以通過監(jiān)測光纖應(yīng)變或震動(dòng)等確定事件發(fā)生的位置，已有傳感定位系統(tǒng)多采用Sagnac干涉環(huán)結(jié)構(gòu)或者馬赫-增得干涉結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)定位，但無法同時(shí)滿足高精度和長距離探測。這樣的話就必須采用BOTDR原理，利用自制的光纖縱模分布反饋激光器，結(jié)合邊緣濾波調(diào)解技術(shù)，建立一套分布式光纖傳感入侵定位系統(tǒng)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)了對(duì)入侵事件的實(shí)施快速定位監(jiān)測，空間分辨率也相應(yīng)高了起來。

一、布里淵散射傳感原理

布里淵散射原理是基于光纖中光波與聲波在傳播過程的相互作用，這兩者的相互作用會(huì)使光產(chǎn)生頻移，該頻移的產(chǎn)生相當(dāng)于入射波被一個(gè)聲光柵散射產(chǎn)生了反射光子，我們利用這個(gè)頻移，通過測得其頻移方向和大小，來實(shí)現(xiàn)傳感物理量的轉(zhuǎn)換。光纖所處溫度、所受應(yīng)變皆可通過布里淵頻移間接計(jì)算得出。在實(shí)際工程使用中，由于入侵事件都是不確定的，所以需要一套具有實(shí)時(shí)監(jiān)控能力且無盲點(diǎn)的監(jiān)測系統(tǒng)才能完全監(jiān)測到入侵、避免出現(xiàn)遺漏，而光纖作為傳感原件是沿線路連續(xù)分布的，這就避免了線路中產(chǎn)生盲點(diǎn)。通過對(duì)光纖中布里淵散射頻移量大小的監(jiān)控，可以分析得出被入侵點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，以及被入侵程度，這就是目前布里淵散射在光纖傳感入侵定位監(jiān)測系統(tǒng)中最有效的應(yīng)用方式，達(dá)到了兼?zhèn)涓呔?、無盲點(diǎn)、長距離、實(shí)時(shí)性等諸多優(yōu)異性能。

二、實(shí)驗(yàn)與分析

由于本項(xiàng)研究處于早期階段，所以此次試驗(yàn)都是采用自制的激光器、自制傳感光纜以及其他自制光信號(hào)解調(diào)器。并參考了各類中外文獻(xiàn)，以及前輩所寫的論文，保證本次試驗(yàn)和分析能夠得出更為準(zhǔn)確的結(jié)論，更好的為國家安防事業(yè)做出貢獻(xiàn)。我們將激光輸出進(jìn)行一定的比例分束，然后小比例的一束作為本振光，另外一個(gè)大比例的經(jīng)偏振控制器調(diào)整偏振態(tài)，通過電光調(diào)制器進(jìn)行脈沖的調(diào)制，經(jīng)過摻鉺光纖放大器1放大之后，波分復(fù)用器濾過自發(fā)輻射噪聲通過擾偏器和環(huán)形器，輸入到單模傳感光纖里面去。散射回的信號(hào)此時(shí)變得非常非常弱，必須得通過摻鉺放大器2來放大，然后再經(jīng)過一個(gè)環(huán)形器，通過自己制造的窄帶可調(diào)諧光纖光柵濾波器之后的布里淵反射光和本振光相干，通過高速光電探測器的監(jiān)測，然后得到了實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果---后向布里淵散射信號(hào)。

在實(shí)驗(yàn)中，波分復(fù)用器濾波的通道為1550nm，帶寬30nm，隔離度大于20dB，損耗小于0.15dB，和本振光相比，相對(duì)有一定的偏移量，能滿足實(shí)驗(yàn)的要求并且監(jiān)測到相干信號(hào)。放大之后的布里淵信號(hào)只有um量級(jí)，采用高速光電探測器前置放大濾波電路對(duì)信號(hào)再次放大濾波，然后通過邊緣濾波，將布里淵信號(hào)的平移變化轉(zhuǎn)換成強(qiáng)度變化，并通過累加平均處理，平均2的12次方次后，得到最K監(jiān)測結(jié)果。其中前置放大濾波電路實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱電信號(hào)的放大并抑制信號(hào)頻帶以外的噪聲，其濾波中心頻率為11GHz，3dB快帶為1Hz，插入損耗小于0.1dB。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用50ns脈寬的光脈沖，重復(fù)頻率為10KHz，傳感光纖長度為10km。因此，完成2的12次方次累計(jì)平均處理所需時(shí)間小于1s，即系統(tǒng)的監(jiān)測周期小于1s，可滿足快速監(jiān)測入侵事件的要求。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析表明。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在室溫25度環(huán)境下且光纖不受外力時(shí)，布里淵信號(hào)的中心頻率在10.9GHz左右。因此當(dāng)應(yīng)變和溫度引起的頻移總和超過初始中心頻率100MHz時(shí)，信號(hào)將越過帶通濾波器的單邊上升沿的邊界，導(dǎo)致信號(hào)幅值減小，從而引起錯(cuò)誤判斷，限制了系統(tǒng)的監(jiān)測范圍。采用更大帶寬的帶通濾波器并合理的選擇其中心頻率，可以擴(kuò)大系統(tǒng)監(jiān)測的動(dòng)態(tài)范圍。

至于如何消除緩變溫度的影響，適應(yīng)野外環(huán)境下的應(yīng)用，以及進(jìn)一步提高系統(tǒng)的應(yīng)變分辨率，將在后續(xù)的工作中研究。

結(jié)論：在BOTDER原理中用單縱模光纖光柵到帶通濾波器理論結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中表明，系統(tǒng)可以在1s對(duì)10km范圍的傳感器進(jìn)行測量，并達(dá)到5m的空間分辨率和200uε的應(yīng)變分辨率。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明本系統(tǒng)在監(jiān)測入侵領(lǐng)域的能力，即便現(xiàn)在所處階段并不成熟，也能對(duì)國家安防領(lǐng)域起到很重要的積極意義，而且經(jīng)分析判斷和實(shí)驗(yàn)結(jié)論，基于布里淵散射的分布式光纖傳感入侵定位監(jiān)測系統(tǒng)在長距離入侵定位方面有著良好的前景。

參 考 文 獻(xiàn)

篇8

關(guān)鍵詞：交通，智能交通，ITS，GIS，GPS

中圖分類號(hào)：C913文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

交通工程學(xué)科是研究交通發(fā)生、發(fā)展、分布運(yùn)行與停駐規(guī)律，探討交通調(diào)查、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、監(jiān)控、營運(yùn)、管理、安全的理論方法以及有關(guān)設(shè)施、裝備、法律和法規(guī)，協(xié)調(diào)道路交通中人、車、路與環(huán)境之間的相互關(guān)系，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒適、方便、經(jīng)濟(jì)的一門工程技術(shù)學(xué)科。

交通學(xué)科中的道路運(yùn)輸系統(tǒng)是有人、車、路、環(huán)境等幾個(gè)要素組成的一個(gè)系統(tǒng)的、動(dòng)態(tài)的、復(fù)雜的系統(tǒng)。

一、交通工程學(xué)科面臨的問題

城市交通的擁堵問題是目前以及今后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)交通工程學(xué)科必須應(yīng)對(duì)的問題。探討城市的交通擁堵問題，至少需要涉及的學(xué)科有系統(tǒng)工程、城市規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)學(xué)、行為心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、公共政策學(xué)、管理學(xué)等?？鐚W(xué)科的研究方法有移植、滲透與融合等，關(guān)鍵是如何將其應(yīng)用于城市交通問題。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息傳感技術(shù)的飛速發(fā)展，智能交通系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。智能交通系統(tǒng)于90年代至21世紀(jì)初被引入交通工程領(lǐng)域，重點(diǎn)研究交通系統(tǒng)的智能化，并逐漸成為解決交通工程關(guān)鍵問題的主要方法。

二、智能交通系統(tǒng)的定義和組成

智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System， ITS）定義為：在比較完善的基礎(chǔ)設(shè)施之上，將先進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)和系統(tǒng)綜合技術(shù)有效的集成，并應(yīng)用于地面運(yùn)輸系統(tǒng)，從而建立起大范圍內(nèi)發(fā)揮作用的、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的地面運(yùn)輸系統(tǒng)。

智能交通系統(tǒng)按照組成部分來劃分，主要包括如下幾方面：

（1）交通檢測技術(shù)：通過感應(yīng)圈、紅外、微波、閉路電視攝像、衛(wèi)星定位技術(shù)，對(duì)交通車輛、道路進(jìn)行檢測，收集交通數(shù)據(jù)和圖像信息；

（2）交通控制技術(shù)：包括先進(jìn)的交通信號(hào)系統(tǒng)，匝道信號(hào)控制、信號(hào)燈控制等技術(shù)；

（3）通訊技術(shù)：包括高密度波分復(fù)用技術(shù)，光纖傳輸及接入技術(shù)，無線傳輸技術(shù)等；

（4）數(shù)據(jù)處理：車流數(shù)據(jù)、收費(fèi)數(shù)據(jù)、監(jiān)控信息數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的處理；

（5）信息提供：提供出行信息，如交通狀況、最佳行車路線等；

三、智能交通系統(tǒng)體系的主要功能

（1）信息采集：綜合交通信息平臺(tái)提供與各應(yīng)用系統(tǒng)之間的通信聯(lián)接和數(shù)據(jù)接口，從各應(yīng)用系統(tǒng)中提取各類相關(guān)信息，用于后續(xù)的信息處理和信息服務(wù)。所提取的信息通常不是各應(yīng)用系統(tǒng)的原始信息，而是經(jīng)過各系統(tǒng)處理后的二次信息。這樣一方面能減少平臺(tái)信息處理的工作量，另外也能節(jié)省信息存儲(chǔ)空間。

目前在交通工程領(lǐng)域采集數(shù)據(jù)主要利用傳感技術(shù)，具體如下：

利用紅外線，超聲波，微波雷達(dá)，感應(yīng)圈等傳感器，對(duì)通過道路某一點(diǎn)的車輛，其數(shù)量、大小、重量、速度等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

利用浮動(dòng)車系統(tǒng)，可以通過安裝有GPS（全球定位系統(tǒng)）的公交車或計(jì)程車了解到該車輛通過某路段的時(shí)間速度，從而在一定程度上間接地推測出當(dāng)前路面的交通狀況。但是由于所獲取的交通數(shù)據(jù)，其采樣精度及密度均受制于有限的GPS設(shè)備，且無法獲得浮動(dòng)車以外其他車輛、行人等的交通數(shù)據(jù)，該技術(shù)對(duì)于微觀交通行為的分析、管理優(yōu)化，存在一定的局限性。

利用可見光攝像機(jī)，紅外線攝像機(jī)等視頻傳感器，不僅能夠?qū)β范紊宪囕v的通行狀況，比如通過數(shù)量、大小、速度、顏色、車牌號(hào)等進(jìn)行定量地統(tǒng)計(jì)，同時(shí)能夠?qū)δ承┨囟ㄐ袨?，比如闖紅燈、倒車、轉(zhuǎn)彎， 交通事故等在一定程度上進(jìn)行自動(dòng)檢測。特別是利用視頻數(shù)據(jù)可以對(duì)這些特定行為的前因后果進(jìn)行分析。

激光掃描儀是一種新興的傳感器。與視頻等技術(shù)相比，激光測距掃描儀及其應(yīng)用技術(shù)還大多處于研發(fā)階段。

（2）信息處理：采用分類、統(tǒng)計(jì)、關(guān)聯(lián)、序列分析等方法，將從各應(yīng)用系統(tǒng)提取的信息進(jìn)行處理和標(biāo)準(zhǔn)化，生成滿足應(yīng)用系統(tǒng)需要的特定格式的信息。

（3）信息存儲(chǔ)：對(duì)各類交通信息按照一定的規(guī)則和組織方式進(jìn)行保存，便于數(shù)據(jù)的查詢、更新和維護(hù)。信息存儲(chǔ)的形式可采用傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫方式，也可以采用數(shù)據(jù)倉庫方式。另外，由于交通信息大多與地理屬性有關(guān)，因此，利用GIS技術(shù)對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行組織、存儲(chǔ)和顯示，可以提高數(shù)據(jù)管理的效率。

（4）信息服務(wù)：綜合交通信息平臺(tái)的最終目的是為各應(yīng)用系統(tǒng)提供其所需要的信息。由于不同的用戶和應(yīng)用系統(tǒng)可以獲取或訪問的信息各不相同，因此，需要建立完善的數(shù)據(jù)分層管理和權(quán)限管理，對(duì)無權(quán)獲取特定信息的用戶進(jìn)行信息屏蔽，使不同用戶既能獲得各自所需要的數(shù)據(jù)，同時(shí)確保各應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換和共享過程的安全性。

四、智能交通系統(tǒng)的主要構(gòu)成

1．智能化交通管理系統(tǒng)

智能化交通信號(hào)控制系統(tǒng)和智能化交通監(jiān)控系統(tǒng)，集成起來就構(gòu)成了先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)的主要部分。

智能化的信號(hào)控制系統(tǒng)可以通過設(shè)在路上的傳感器，檢測路段和路口的交通狀態(tài)，根據(jù)路口各個(gè)方向以及周圍相鄰路口的交通狀態(tài)，改變路口各方向紅綠燈信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，使得路口的使用效率得以提高。智能化交通監(jiān)控系統(tǒng)就是為此開發(fā)。它包括安裝在主要交通干線上的攝像機(jī)和傳感器(如電磁感應(yīng)檢測器、微波檢測器、紅外檢測器、激光檢測器等)、通信和傳輸系統(tǒng)、交通監(jiān)控中心(包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息處理與顯示、指揮控制等子系統(tǒng))、信息系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)等。其功能主要包括：（1）對(duì)道路上的交通信息以及與交通相關(guān)信息的采集應(yīng)該是盡量完整和實(shí)時(shí)的；（2）交通參與者(包括駕駛員、乘客、行人等)、交通管理者、交通工具、道路管理設(shè)施之間的信息交換可以做到實(shí)時(shí)和高效；（3）控制中心對(duì)執(zhí)行系統(tǒng)的控制是強(qiáng)制和高效的（4）交通監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(包括城市、高速公路的監(jiān)控中心、運(yùn)輸管理中心等)配備有功能強(qiáng)大的軟件和數(shù)據(jù)庫，具備自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的能力。

2．電子不停車收費(fèi)技術(shù)

電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)(簡稱ETC)是智能交通系統(tǒng)中最先投入應(yīng)用的系統(tǒng)之一，主要應(yīng)用技術(shù)是自動(dòng)車輛識(shí)別技術(shù)(英文簡稱AVI)。使用該種收費(fèi)方式的用戶必須在事前購買專用的電子標(biāo)簽并安裝在前擋風(fēng)玻璃上，當(dāng)車輛駛?cè)胧召M(fèi)區(qū)域時(shí)，該系統(tǒng)安裝在門架上或路側(cè)的微波天線查詢車載電子標(biāo)簽中存儲(chǔ)的識(shí)別信息，如電子標(biāo)簽ID號(hào)碼、車型、車主等信息，以辨別車輛是否可以通過不停車收費(fèi)車道。在采用封閉式收費(fèi)制式的高速公路上，在進(jìn)入高速公路時(shí)，車道天線要向電子標(biāo)簽寫入入口車站信息，在離開高速公路時(shí)，再讀出入口信息以便系統(tǒng)計(jì)算通行費(fèi)。

自動(dòng)車型分類系統(tǒng)利用裝在車道內(nèi)和車道周圍的各種傳感器裝置來測定通過車輛的類型，并與車載電子標(biāo)簽存儲(chǔ)的車型數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)，防止故意換卡違章使用，保障電腦系統(tǒng)按照正確的車型實(shí)現(xiàn)收費(fèi)。

3．基于GPS和GIS的車輛定位與導(dǎo)航技術(shù)

GPS(Global positioning System)技術(shù)，即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)，是利用分布在高空的多顆人造衛(wèi)星對(duì)地面上的目標(biāo)進(jìn)行測定并進(jìn)行定位和導(dǎo)航，它用于對(duì)船舶和飛機(jī)及其它飛行物的導(dǎo)航、對(duì)地面目標(biāo)的精確定時(shí)和定位、地面和空中的交通管制以及空間和地面的災(zāi)害監(jiān)測等。

GPS可以用于車輛導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)的主要功能有：車輛跟蹤、航線設(shè)計(jì)、按計(jì)劃航線進(jìn)行導(dǎo)航、查詢功能等。車輛導(dǎo)航系統(tǒng)主要由GPS接收機(jī)、微處理器、顯示器、車輛導(dǎo)航軟件和地理信息系統(tǒng)組成。GPS用于車輛運(yùn)營管理，實(shí)現(xiàn)的主要功能有，查詢功能、多屏幕，多車輛跟蹤功能、指揮與車輛跟蹤相結(jié)合、報(bào)警與意外處理等。

GIS(Geography Transportation System)技術(shù)，即地理信息系統(tǒng)，綜合了數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、地理學(xué)、幾何學(xué)等技術(shù)，以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用地理模型和分析方法，適時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息，從而為存放和管理定位導(dǎo)航信息提供信息服務(wù)。GIS用于車輛導(dǎo)航與監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)的功能包括，電子地圖顯示功能、標(biāo)注當(dāng)前車位、地物信息分類索引、最佳路徑選擇、行車路線導(dǎo)航等。

GIS用于道路實(shí)網(wǎng)數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)以分路段的方式和地理坐標(biāo)聯(lián)系起來，可以對(duì)路面質(zhì)量、路況和路面維護(hù)進(jìn)行管理，另外也可以對(duì)橋梁、隧道及其他各種道路管理設(shè)施如信號(hào)裝置、可變情報(bào)板等進(jìn)行測量和管理，從而保證各項(xiàng)設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)，交通管理和控制措施得以順利實(shí)施。

在基于GPS+GIS的車輛定位與導(dǎo)航技術(shù)及應(yīng)用方面，比較有市場前景的有兩個(gè)方面。一是終端設(shè)備提供；二是增值運(yùn)營服務(wù)。這兩者相輔相成，終端設(shè)備市場的規(guī)模形成，離不開增值運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)的建成與內(nèi)容服務(wù)的增加，而增值運(yùn)營服務(wù)的提供，最終又需要通過終端設(shè)備傳遞給用戶。

目前，在國內(nèi)增值運(yùn)營服務(wù)這個(gè)市場正在逐漸為產(chǎn)業(yè)界所關(guān)注，但是，從發(fā)展的角度來說，目前缺少的是內(nèi)容提供，而內(nèi)容提供的瓶頸在于數(shù)據(jù)收集的手段有限。

五、結(jié)論

智能交通系統(tǒng)是隨著人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展的。同時(shí)實(shí)踐也證明，智能交通系統(tǒng)是緩解現(xiàn)代交通問題的有效手段。隨著人類社會(huì)進(jìn)入信息時(shí)代，智能交通系統(tǒng)將是現(xiàn)代化交通運(yùn)輸體系的發(fā)展方向。

可以預(yù)見，智能交通系統(tǒng)的服務(wù)功能將更加完善，信息服務(wù)將呈現(xiàn)出多元化、個(gè)性化和細(xì)化發(fā)展；技術(shù)水平也將越來越高，系統(tǒng)處理、處置水平智能化程度將更高；系統(tǒng)的運(yùn)營方式也將日趨多樣化，系統(tǒng)運(yùn)營將更加高效經(jīng)濟(jì)。

總之，隨著智能交通系統(tǒng)的整合速度逐漸加快，多出行方式相關(guān)的ITS整合速度也將加快；智能化交通設(shè)施將得到逐步的發(fā)展；交通信息提供將更傾向于智能化發(fā)展水平。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程 測試技術(shù) 創(chuàng)新能力 本科教育

中圖分類號(hào)：G648 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）04（a）-0154-02

機(jī)械工程測試技術(shù)涉及范圍十分廣泛，幾乎滲透到了各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，探討新理論，研究新技術(shù)、新材料和新工藝是現(xiàn)代測試技術(shù)總的發(fā)展方向[1]。機(jī)械工程測試技術(shù)是一項(xiàng)在不斷完善與發(fā)展的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容也具有發(fā)展性與不定性。任課教師一定要緊跟學(xué)科與學(xué)術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，積累大量的文獻(xiàn)資料，才能保證教學(xué)內(nèi)容的及時(shí)更新，構(gòu)筑扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。由于《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程是機(jī)械類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，歷年來該校機(jī)械與汽車工程學(xué)院的多個(gè)專業(yè)都將其作為本科專業(yè)課程。該課程對(duì)于構(gòu)筑機(jī)械類本科生扎實(shí)的專業(yè)理論基礎(chǔ)、拓寬研究思路、提高本科生培養(yǎng)質(zhì)量，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)、研究和處理機(jī)械工程技術(shù)問題打下基礎(chǔ)具有重要意義。

1 教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)我校人才培養(yǎng)定位，我們在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行科學(xué)安排和合理調(diào)整。教學(xué)內(nèi)容安排上首先介紹現(xiàn)代測試技術(shù)發(fā)展態(tài)勢，討論機(jī)械工程測試技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀、特點(diǎn)及趨勢；隨后介紹機(jī)械工程測試技術(shù)的共性知識(shí)和各種傳感器所依據(jù)的定律和效應(yīng)，重點(diǎn)分析基于傳感器的各種基礎(chǔ)效應(yīng)，使學(xué)生對(duì)傳感器有全新理解；然后對(duì)智能傳感器進(jìn)行了全面介紹，包括智能傳感器的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)、智能傳感器的功能特點(diǎn)、智能傳感器中的軟件、設(shè)計(jì)與制造等；最后重點(diǎn)介紹近年來出現(xiàn)的幾種新型傳感技術(shù)，如磁流體傳感器、生物傳感器、MEMS系統(tǒng)、機(jī)器視覺、無損檢測、多傳感器融合等。整個(gè)課程體系的設(shè)置把握了重點(diǎn)、難點(diǎn)和新技術(shù)的動(dòng)態(tài)，以機(jī)械工程測試技術(shù)基本概念和原理為基礎(chǔ)，以傳感新效應(yīng)、新原理、新技術(shù)為重點(diǎn)，同時(shí)將傳感與信息處理結(jié)合起來，使學(xué)生對(duì)信息處理這一抽象理論知識(shí)能有更好的掌握和理解。由于上課學(xué)生涉及多個(gè)專業(yè)，根據(jù)學(xué)生背景增加與專業(yè)相關(guān)的交叉學(xué)科的部分內(nèi)容，如汽車安全狀態(tài)監(jiān)測、信息解耦、多信息融合、網(wǎng)絡(luò)化傳感、機(jī)器人控制等內(nèi)容。此外，在教學(xué)環(huán)節(jié)上還設(shè)置了實(shí)踐環(huán)節(jié)，安排了自學(xué)內(nèi)容和研究熱點(diǎn)問題，通過撰寫相關(guān)的課程論文，培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料和總結(jié)寫作能力，使學(xué)生掌握最新發(fā)展動(dòng)向和國際前沿，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，為今后的論文選題和科研打好基礎(chǔ)?？傮w來說，本課程的教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)與人才培養(yǎng)目標(biāo)相結(jié)合，具有基礎(chǔ)性、研究性、前沿性和行業(yè)性。

2 教學(xué)方法

開課學(xué)生對(duì)象主要為大二和大三學(xué)生，他們已經(jīng)奠定了初步的知識(shí)結(jié)構(gòu)，具有一定的自學(xué)能力。在課程教學(xué)中教師的職責(zé)已經(jīng)不在于傳遞知識(shí)，而更注重激勵(lì)思考，講授的重點(diǎn)應(yīng)該放在科學(xué)方法論、教學(xué)方法、推理方法、搜集資料的方法、如何從事實(shí)中做出結(jié)論以及如何分析事實(shí)和綜合事實(shí)上。《機(jī)械工程測試技術(shù)》是一門工程技術(shù)類綜合性課程，涉及大量基礎(chǔ)理論知識(shí)及傳感技術(shù)研究進(jìn)展的內(nèi)容[2-3]。針對(duì)本科生的特點(diǎn)，我們在教學(xué)方法上進(jìn)行了改革，運(yùn)用問題啟發(fā)式、發(fā)言討論式和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式等多種教學(xué)方式，來激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生思考，啟發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和科研思路。

（1）問題啟發(fā)式。不能把問題啟發(fā)式教學(xué)簡單、片面地看成就是在課堂中多提問，而是多讓學(xué)生練習(xí)。教師的教學(xué)指向思考過程而不是答案，讓學(xué)生受到思維過程上的啟發(fā)。首先向?qū)W生介紹某一類研究專題或方向大致的研究內(nèi)容與進(jìn)展，然后根據(jù)具體內(nèi)容提出一些啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，讓學(xué)生自己進(jìn)行相關(guān)的資料收集、調(diào)查研究，構(gòu)思研究方案，教師指導(dǎo)學(xué)生的研究方法，最后由學(xué)生設(shè)法解決問題。在教學(xué)過程中，適時(shí)、適度地啟迪、誘導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)，鍛煉學(xué)生的理解判斷能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。比如在介紹光電絕對(duì)編碼器時(shí)，首先讓學(xué)生了解它是一種角度編碼器，可以將角位移轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制編碼，方便與計(jì)算機(jī)連接，具有非接觸性、體積小、分辨率高、可靠性好、使用方便等特點(diǎn)。然后分別介紹絕對(duì)編碼器的二進(jìn)制碼盤和循環(huán)碼盤，啟發(fā)學(xué)生對(duì)以下幾個(gè)問題進(jìn)行研討：為什么要設(shè)計(jì)這兩種編碼方案？各自的優(yōu)點(diǎn)與不足是什么？如何設(shè)計(jì)一種新的編碼方案？ 該編碼方案可解決哪些實(shí)際問題？

（2）發(fā)言討論式。這種教學(xué)方法讓學(xué)生發(fā)表自己的見解，并針對(duì)這些問題展開小組或集體討論，再由教師作總結(jié)分析。這是一種教師和學(xué)生之間、學(xué)生和學(xué)生之間的互相交流、互相評(píng)價(jià)、互相完善的教學(xué)方法，讓學(xué)生發(fā)言討論的形式，可以培養(yǎng)學(xué)生思考、語言表達(dá)與歸納總結(jié)的能力，引導(dǎo)學(xué)生在課程教學(xué)中由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)化為主動(dòng)參與，在此過程調(diào)動(dòng)了學(xué)生的注意和興趣，大大提高了教學(xué)效果[4]。同時(shí)也促使教師不斷學(xué)習(xí)，了解最新的技術(shù)發(fā)展趨勢和學(xué)科前沿，教師的學(xué)術(shù)水平也會(huì)得到提高。我們在講授傳感器特性時(shí)，布置的一次討論題目是研究傳感器溫度補(bǔ)償方法。在討論過程中，同學(xué)們根據(jù)不同傳感器的特性談到了多種傳感器溫度補(bǔ)償方法。同學(xué)們也發(fā)現(xiàn)實(shí)際傳感特性往往與多種環(huán)境因素（如溫度、濕度、壓力等）有關(guān)，因此可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考如何進(jìn)行傳感器的多維因素補(bǔ)償。采用這種教學(xué)方式之后， 學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中真正的從“要我學(xué)”變成了“我要學(xué)”。

（3）項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式。從培養(yǎng)學(xué)生科研能力入手，通過結(jié)合實(shí)際課題項(xiàng)目來實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。教師根據(jù)講授內(nèi)容，安排一些實(shí)際課題項(xiàng)目讓學(xué)生完成，或者直接讓學(xué)生參加到自己的科研項(xiàng)目中去，給學(xué)生創(chuàng)造科研實(shí)踐的機(jī)會(huì)，在科研實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的科研情感和提升科研素質(zhì)。教師在必要時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和幫助，同時(shí)授課時(shí)把自己的研究成果納入教學(xué)之中，課程教學(xué)內(nèi)容可以及時(shí)更新[5]。在《機(jī)械工程測試技術(shù)》教學(xué)中，我們十分注重將課程內(nèi)容與教師具體科研項(xiàng)目結(jié)合。一部分學(xué)生參與了相關(guān)課題項(xiàng)目的具體研究工作，在完成任務(wù)的過程中，學(xué)生發(fā)揮了主動(dòng)性、創(chuàng)造性，使枯燥的公式推導(dǎo)和解題變成有趣的試驗(yàn)過程，培養(yǎng)了研究能力，提高學(xué)習(xí)效果，起到了以科研項(xiàng)目提高教學(xué)質(zhì)量的作用。將科研項(xiàng)目和《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程的教學(xué)過程結(jié)合，在這幾年的教學(xué)實(shí)踐中收到了明顯的教學(xué)效果，有一些學(xué)生已經(jīng)申報(bào)了專利、發(fā)表了學(xué)術(shù)論文[6-8]。作為一種行之有效的教學(xué)方法，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法對(duì)于解決教學(xué)中理論與實(shí)踐脫節(jié)的問題有著良好的補(bǔ)償作用，能夠充分發(fā)揮學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，大大提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，有效地培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題、科研創(chuàng)新的能力。

3 教學(xué)手段

教材是本科生課程教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，教材的質(zhì)量直接影響課程教學(xué)的有效性。目前，《機(jī)械工程測試技術(shù)》課程的國內(nèi)可用教材眾多，教學(xué)基本上都以知識(shí)體系為順序。先講傳感器的基本概念和基本特性，然后依據(jù)不同傳感原理介紹幾類傳感器和相關(guān)應(yīng)用，如電阻式、壓電式、電容式、電磁式、光電式傳感器等，一般還配有幾個(gè)簡單的傳感原理演示和驗(yàn)證試驗(yàn)，過多地強(qiáng)調(diào)了理論知識(shí)的傳授，忽視了知識(shí)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，因此帶來了一些負(fù)面影響。我們精心選擇口碑較好的教材進(jìn)行教學(xué)，并要求學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)。此外，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研成果，我們還編寫了補(bǔ)充講義，新增了近幾年機(jī)械工程測試技術(shù)新發(fā)展。力爭使學(xué)生能系統(tǒng)地學(xué)習(xí)該課程，掌握機(jī)械工程測試技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，了解最新研究動(dòng)態(tài)。根據(jù)講授內(nèi)容，教師帶有關(guān)實(shí)物在課堂上展示，使枯燥的理論與實(shí)際有機(jī)結(jié)合；根據(jù)講授內(nèi)容，教師提出有關(guān)工程實(shí)際案例。以工程應(yīng)用背景的案例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果；通過例題、習(xí)題和思考題的內(nèi)容選編和精心設(shè)計(jì)反映傳感器技術(shù)在當(dāng)代科技和工程實(shí)際與現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。為了增加課程信息量，我們還采用Flash、Powerpoint等多媒體應(yīng)用軟件，設(shè)計(jì)開發(fā)了電子教案和網(wǎng)絡(luò)課件進(jìn)行教學(xué)，借助Matlab、Proteus、Labview等計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行模擬演示和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使教學(xué)內(nèi)容更加豐富，表現(xiàn)形式更為多樣，變粉筆黑板式教學(xué)為現(xiàn)代電子教學(xué)，使過去因沒有實(shí)物對(duì)象而抽象難學(xué)的內(nèi)容變得具體、生動(dòng)、形象。

4 實(shí)踐環(huán)節(jié)

近兩年，我們購置了一批功能更為齊全和先進(jìn)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，精心安排了一批實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將原來單純傳感器原理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改變?yōu)榕c現(xiàn)代檢測技術(shù)相結(jié)合的研究性實(shí)驗(yàn)。鼓勵(lì)學(xué)生參加教師或企業(yè)的科研項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和工程應(yīng)用能力。對(duì)一些想學(xué)習(xí)興趣濃厚、學(xué)有余力的學(xué)生，可利用畢業(yè)設(shè)計(jì)的形式進(jìn)行深入研究，結(jié)合課程知識(shí)的學(xué)習(xí)，完成一個(gè)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，開放教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和科研實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合課程知識(shí)申報(bào)校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、參加社會(huì)實(shí)踐和各類學(xué)科競賽，開展DIY電子設(shè)計(jì)制作等，并將這些活動(dòng)的成果作為課程成績的考核，建立起以全面發(fā)展為導(dǎo)向，以能力考核為重點(diǎn)，多元化的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)體系[9]。此外，利用假期學(xué)校組織教師開展“千名教師進(jìn)農(nóng)村、進(jìn)社區(qū)、進(jìn)企業(yè)”活動(dòng)的契機(jī)，由任課老師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實(shí)地考察、現(xiàn)場學(xué)習(xí)，與企業(yè)開展合作，解決一些實(shí)際問題。同學(xué)們在活動(dòng)中能很快發(fā)現(xiàn)課堂知識(shí)在企業(yè)中的實(shí)際運(yùn)用，而且一些老師回來以后有了很多的好想法、好點(diǎn)子，也會(huì)融入到課堂教學(xué)中。這樣的實(shí)踐形式，不僅為師生們提供了服務(wù)社會(huì)的機(jī)會(huì)，也更好地培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，提高了課程教學(xué)的質(zhì)量和效果。

5 結(jié)語

《機(jī)械工程測試技術(shù)》在機(jī)械類相關(guān)專業(yè)的課程體系中有著重要的地位和作用，這幾年的教學(xué)實(shí)踐探索表明，要教好這門課，必須及時(shí)地補(bǔ)充更新教學(xué)內(nèi)容，采取與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的教學(xué)方法，加快教材和課件建設(shè)，充分利用各種資源，重視實(shí)踐環(huán)節(jié)的組織與實(shí)施，才能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中掌握基本理論，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，為今后的專業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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篇10

論文摘要：隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)作為一種新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的變革起到了積極的影響。筆者結(jié)合本校數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展，對(duì)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室在中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用及數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的優(yōu)越性，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的關(guān)系方面做了論述。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上引入了計(jì)算機(jī)技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)也得到了飛速發(fā)展，成為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)向現(xiàn)代化、數(shù)字化發(fā)展的方向。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室作為一種新型的實(shí)驗(yàn)手段，在新課程改革背景下破土而出。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室既是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效補(bǔ)充，又是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的延伸。我校在物理、化學(xué)、生物、地理四個(gè)學(xué)科中裝備了數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室，其中的數(shù)字化設(shè)備包括高級(jí)數(shù)據(jù)采集(在平板電腦中加裝數(shù)據(jù)采集卡)和傳感器。

一、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)越性

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用傳感器技術(shù)，將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的信息數(shù)字化并傳送到計(jì)算機(jī)，由專用軟件處理后，通過圖像、表格、視頻等多種形式來動(dòng)態(tài)地顯示出來。能使學(xué)生觀察到化學(xué)變化的整個(gè)過程，能對(duì)變化過程進(jìn)行直觀、形象處理的實(shí)驗(yàn)方法。在一定程度上將化學(xué)反應(yīng)過程中微觀世界通過數(shù)據(jù)與圖表展現(xiàn)出來，揭示其中的科學(xué)規(guī)律。根據(jù)我校數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室使用過程來看，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)具有如下特點(diǎn)。

1.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室具有開放性。根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室既可用于演示實(shí)驗(yàn)（配合投影設(shè)備），也可進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)；既可課堂教學(xué)使用，也可用于綜合實(shí)踐活動(dòng)。其中最適合于綜合實(shí)踐活動(dòng)，利用高級(jí)數(shù)據(jù)采集器的特點(diǎn)，可以到家庭、田野、工廠做實(shí)驗(yàn)。因此，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)開放性的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，無論在教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)方式上都具有開放性。例如，測定污水中的酸堿度。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法是到各點(diǎn)取樣，送回實(shí)驗(yàn)室分析，這樣即費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。而數(shù)字化實(shí)驗(yàn)就可以直接帶上設(shè)備到各點(diǎn)測定，數(shù)據(jù)由電腦分析后通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)回，可以方便地匯總數(shù)據(jù)。

2.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室具有智能型的特點(diǎn)，其智能性特征基本貫穿整個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程。例如，在中和熱的測定實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法無論取點(diǎn)和作圖都由手工完成。而數(shù)字化實(shí)驗(yàn)這些過程都是由計(jì)算機(jī)完成的，而且能準(zhǔn)確、清晰地顯示出溫度的變化曲線。利用智能軟件能夠直接顯示數(shù)據(jù)坐標(biāo)，精確測量任何兩點(diǎn)的距離，而且可以同步顯示真實(shí)數(shù)據(jù)。

3.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)具有整合性。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室仍以學(xué)生的真實(shí)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，只是在信息處理的重要環(huán)節(jié)上采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)(采集、處理和表達(dá))，從而實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的整合。

二、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的延伸與發(fā)展

傳統(tǒng)定性實(shí)驗(yàn)一般是通過人的主觀觀察（顏色、氣味、冷熱、沉淀、氣泡等）來判斷反應(yīng)進(jìn)行的情況。而定量實(shí)驗(yàn)是通過儀器（溫度計(jì)、電流表、電壓表等）斷續(xù)地測量數(shù)據(jù)，進(jìn)一步由手工繪制圖表，最后通過分析來完成任務(wù)。而數(shù)字化實(shí)驗(yàn)則是通過傳感器技術(shù)直接測定并且量化數(shù)據(jù)，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)給出動(dòng)態(tài)的輸出結(jié)果。測定各組成成分的數(shù)值及其之間的數(shù)量關(guān)系，從而更科學(xué)地分析問題、解決問題。

由于傳感器和計(jì)算機(jī)的介入，實(shí)驗(yàn)的過程中能更快更準(zhǔn)確地連續(xù)監(jiān)測、采集和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能夠利用軟件實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)。并能夠存儲(chǔ)、傳輸以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)等分析處理，提高了實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更真實(shí)。這樣數(shù)字化實(shí)驗(yàn)不僅使原來的定量實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，迅速、準(zhǔn)確地給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而且可以使原來的定性實(shí)驗(yàn)做定量化。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)可以及時(shí)捕捉細(xì)微的科學(xué)過程。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一般都是靠眼睛觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、靠手腦記錄和處理數(shù)據(jù)。但很多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是來不及觀察或者根本觀察不到，有時(shí)即使能夠讀數(shù)，也容易造成較大誤差。而數(shù)字化實(shí)驗(yàn)可以通過傳感器可以捕捉 “瞬時(shí)”的過程，我們能夠通過計(jì)算機(jī)記錄下來仔細(xì)分析，可以探究的問題范圍和深度都大大拓展，更容易、更深刻地揭示客觀規(guī)律。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)可以拓展問題探究的深度和廣度，更有利于探究性教學(xué)。把很多原來只能意會(huì)的問題通過數(shù)字、表格、視頻等形式顯示出來，將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與傳感技術(shù)、信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生能觀察、捕捉并分析傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器無法觀察到的微弱信息和瞬間信息，對(duì)探究問題的深度提出了更高的挑戰(zhàn)，更具備發(fā)展性，更有培養(yǎng)學(xué)生的積極探究意識(shí)。

例如，在做酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)時(shí)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是通過酸堿指示劑來確定中點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)過程中只能看到中點(diǎn)時(shí)指示劑顏色的突變，不能看到PH值變化的全過程。而在數(shù)字化實(shí)驗(yàn)中使用PH傳感器就可以讓學(xué)生看到在中和反應(yīng)中溶液PH值變化的全過程，并將整個(gè)過程用圖形顯示出來。學(xué)生可以很方便地探究中和反應(yīng)的本質(zhì)問題。

數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室其實(shí)就是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的延伸。它是在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)組成的多功能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室既是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效補(bǔ)充，又是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的變革，更是一次對(duì)新課標(biāo)下實(shí)驗(yàn)教學(xué)的挑戰(zhàn)。這需要我們不斷地探索，才能有效地用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，才能發(fā)揮它的巨大優(yōu)越性。

參考文獻(xiàn)