引 言 近年来，发正在各大高校的威胁学生权益的事故基本分为校园内的恶性人生侵害事件、踩踏事件、宿舍火灾事件等方面，客观反映出校园安全存在的问题。 校园出入。目前绝大多数的校园出入口以及寝室的门禁无论是人行入口还是机动车入口大多数仍采用人工管理方式， 无法及时对出入人员进行身份验证。虽然在个别公共场所如图书馆等地安装了应用无源 RFID 近距离射频识别技术（需要触碰）的自动识别系统，但由于人员流动量大、行进缓慢、持非本人卡等问题的限制，有些系统已被闲置。使得外来非法人员、可疑商贩可自由进入校园甚至学生寝室而不被发现。 校园内的视频监控。校园中很多主要 安全位置 的流动通道和重要公共场所出入口等位置的视频监控大多只能记录片面位置，存在监控死角，且过程中的画面无法实现动态捕捉，没有加入人脸识别等已经成熟的技术，因此无法提供全面的活动信息，无法实现自动异常筛选。此举大大降低了 视频监控 的准确性、及时性，只能在事故发生后进行手动回放操作，增加了监控人员的工作量及劳务开支。 险情预警。目前校园对于火灾预警的执行力度比较大， 尤其在教学楼，图书馆等公共场合随处可见火灾报警系统的触发器、防火卷帘等硬件设备，而寝室里违章用电的处罚力度也很大。这些手段都极大地避免了火险灾害造成的损失，但还没有形成完整的预警体系。视频监控、火险探测器、报警器人员疏散等没有实现一体化，相互之间无法智能联动，导致漏报、误报的问题得不到有效解决。 通过基于物联网的校园安防系统可以解决以下问题： 1火情自动报警 ； 2智能门禁； 3防盗系统自动报警。 1 系统网络构架 随着物联网技术的发展，学校的安防系统越来越趋于智能化、信息化、集成化。学校通过对学校宿舍、教学楼等建筑安装传感器、无线传输设备等来提高学校的安全系数，减少因安防不到位等原因造成的不必要的生命和财产损失。针对上述需求，基于物联网的校园安防系统可分为火情自动报警系统、防盗自动报警系统、智能门禁系统、视频监控系统。系统构成如图 1 所示。 各系统之间不能被单独分割出来，而单独工作的系统无法提供校园安防的各项功能。只有每个系统相互连接，建立一个完整的体系网络才能体现基于物联网的校园安防系统的真正价值。其网络设计如图 2 所示。 1.1 火情自动报警网络 通过 ZigBee 进行传感网络的搭建，收集温度、烟雾等数据，传输到ARM 端进行数据存储及分析，如果温度或烟雾浓度达到一定程度后，则控制楼宇总闸断电并报警提醒学生撤离。 1.2 智能门禁网络 通过 RFID 等技术，采集宿舍内人员的进出情况，上传 至数据库，以实时记录宿舍人员的变动。 1.3 防盗自动报警网络 将通过红外检测以及宿舍进出管理系统采集的宿舍内人 员情况数据传输到服务器端进行处理。控制非法人员进入， 最大限度保障宿舍的安全。 1.4 视频监控网络 通过“物联网”手段汇聚视频采集到的各种信息，并将 其上传至数据库，组成庞大的视频监控网络。 2 系统设计方案 2.1 火情自动报警系统 通过 MQ-2 气体传感器和温湿度传感器检测每个楼层各 位置的烟雾、温度等情况。再通过 ZigBee 终端节点传输至协 调器，由协调器通过串口传送至上位机。上位机再将数据记 录到数据库中，并实时检测数据是否异常，如有异常，则关闭 楼宇总闸并报警。 2.2 智能门禁系统 由于目前大多数采用无源 RFID近距离射频识别技术需要 刷卡 会产生诸多弊端，因此我们使用有源 RFID产品。该产品在原工作原理上进行（超高频 433 MHz，微波 2.45GHz和 5.8GHz）远距离自动识别。可以大大提高识别距离及人流行进速度。且在宽度较大的出入口将形成类似超市 防损门样式的无障碍通行门，将大股人流分为多个并肩跨度在 1～2 人的小股人流以分开探测。可以有效定位而不会影响学生的流动速度。且 合法通行 的概念也要转变，传统模式下的 合法通行 即身份验证合法后，通过短暂打开机械围栏让行人通过的方式虽然效率相比古老的人力核对信息要高很多，但是却算不上智能门禁！在新的思路下，我们仅关注所谓的“非法”， 就如超市“防损门”，即只在未消磁物品通过时才报警，正常 合法情况下不会启动报警机制。所以我们将大股人流化为小股 人流分开检测，并增添了红外线感应器，当感应器感应到人体 红外光谱的变化时，自动接通负载（即 RFID 射频识别），如 果合法则不采取任何措施，反之则启动报警机制。这样我们 重点关注的就是“非法”而并非每一位同学。 2.3 防盗系统自动报警 防盗系统从智能门禁系统中获取宿舍内的人员出入信息， 当宿舍内所有人员都已外出时，宿舍内就会运行基于红外的人 体检测模块，当有人员入侵时，自动报警并锁定门窗，以保证 宿舍内的财产安全。 2.4 智能监控系统 传统意义下的监控系统即在人为选取的重点检测位置（交 通要道，公共场合等）固定架设监控器，24 小时不间断录像 并在监控室采用人力方式监督。该模式不但消耗了大量人力 资源，还存在监控区域死角，及人为监督实时性不足，大多只 能事后调取等问题。 而智能监控系统采用图像处理、模式识 别和计算机视觉技术，通过在监控系统中增加智能视频分析 模块，借助计算机强大的数据处理能力过滤掉视频画面无用 或干扰信息，自动识别不同物体，凭借人脸识别等功能分析抽 取视频源中的关键信息，快速、准确的定位现场数据，判断监 控画面中出现的异常情况，并以最快和最佳的方式发出警报 或触发其它动作，从而有效进行事前预警，事中处理，事后及 时取证的全自动、全天候、实时监控的智能系统。 3 结 语 基于物联网的校园安防系统可以运用当下十分成熟的技 术，使校园安全监测变得更智能化，以最大限度减少校园危 险和突发事件的发生。

引 言 随着高等教育从 精英培养 进入大众化阶段后，大学毕业生供过于求的问题日益严重。在今后很长一段时间内，大学生将面临十分严峻的就业压力。所谓大学生自主创业，就是大学生独立开展创业活动，属于一种特殊的就业形式。在此过程中，大学生不再是被动等待，而是主动为自己和他人创造就业机会。因此，鼓励大学生自主创业对缓解当前严峻的就业形势而言有现实意义[1]。 然而，我国大学生创业成功率较低，仅为 10% 左右[2,3]， 其中一个重要原因就是大学生在创业过程中缺乏科技含量较高的项目。科技创业是大学生创业的重要模式，不仅能为社会发展带来良好的经济效益和社会效益 [4,5]，还对高校和科研机构的发展起到重要作用，因此鼓励大学生科技创业具有十分重要的意义。实现大学生科技创业，需要将创业教育融入人才培养全过程 [6]。首先，建设创业教育课程体系，提高学生的创业意识，使学生懂得如何创业。此外，还应以科技创业为导向，对自动化专业课进行改革，提高学生的科技创新能力和实践能力[7]，增强学生的专业水平，加强市场竞争力，提高创业成功率。 随着信息化时代的到来，以信息的获取、转换和处理为主要任务的检测技术已形成完整的理论体系，发展成为一门对现代科技进步起到重要作用的完整学科。《传感器与检测技术》是自动化专业的一门重要专业课，在实际工程中具有重要作用。在东华理工大学自动化专业，本门课在大三上学期开课。在此之前，学生已经完成了《数字电子技术》、《模拟电子技术》及《单片机原理及应用》等专业基础课程的学习，在整个专业课学习阶段处于中间过渡位置。学好这门课程不仅可以加强对原有专业知识的理解，还有助于学生建立自动控制系统的概念，加深对自动化的理解，从而提高实际的专业水平，对今后学生的职业发展将产生一定的有利影响。因而选取本课程为切入点，以科技创业为导向进行改革，具有一定的实际意义。 1 传感器与检测技术课程特点 目前，东华理工大学开设的《传感器与检测技术》课程共有46 个学时，其中理论教学 36 个学时，实验教学10 个学时； 实验室配备有CSY-9XX 型传感器实验平台，以满足学生实验使用。整体的教学任务在 9 周内完成。 传感器技术是材料学、力学、电学、磁学、微电子学、光学、化学、生物学、自动化技术等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术。课程教学主要以参数检测为主线， 介绍温湿度、压力等物理量的检测原理、常用器件及其测量电路、应用实例和检测仪表等知识。课程内容分散，涉及知识面广，各章节之间联系不大，但与实际生产生活联系紧密， 属于多学科渗透的一门课程。 对自动化专业的学生来讲，本门课程侧重传感器的实际应用，即掌握如何使用传感器以达到检测目的。因此，学生只有在熟悉传感器工作原理的基础上加强实践操作，亲自经历传感器的选型、购买及电路设计过程，才能真正加深对本课程的理解。 2 课程教学中存在的问题 课堂教学以讲述传感器检测的原理为主，学生看不见真实的传感器元件，无法真正了解传感器的具体参数、性能及其应用电路。课程结束后，对传感器的了解完全停留在教材上， 在今后的工作中无法直接上手。 实验教学以验证性实验为主，实验平台对传感器进行了较好地封装，核心元件传感器并非透明化。很多学生在实验过程中只是按照实验指导书进行简单的线路连接操作，对检测系统的工作原理知之甚少。此外，该装置不能满足学生自主开发的要求，无法提高学生的创新能力和实际动手能力。 成绩评定方法以闭卷考试为主，一张试卷定终身，加大了考试成绩的不确定性，无法真实体现学生实际能力的高低。从多年的教学情况来看，高分低能的学生并不在少数。 3 教学体系改革 3.1 提高认知高度的理论教学 在原有 PPT 教学中，增加传感器的具体应用实例，使学生进一步了解课程的重要性 ；此外，在课堂上进行实物演示， 使学生近距离接触传感器，增加对传感器的了解和认识。应从工程实践的角度出发，讲解传感器的具体使用方法，例如如何使用硬件和软件方法对传感器信号进行滤波，如何实现检测系统的抗干扰能力等。经过理论学习后，学生对传感器的认识和理解会达到一个新的高度，对他们的创新能力和实践能力的提高具有一定帮助。 3.2 提升动手能力的实践环节 为进一步加强学生的创新能力和动手能力，在课程结束后，增加创新性实验环节，即传感器实际系统开发。学生依据所选题目，在已有专业知识的基础上，经历实际系统的开发过程，最终完成实物开发，为今后的创业奠定基础。 3.3 参加比赛以提高创新能力 鼓励学生参加大学生创新大赛。选取具有创新内容的项目为参赛课题，组织实际动手能力较强，态度认真的学生参加创新大赛，进行创新开发。可帮助获取创新成果的学生进行专利申请及软件著作权的申报。 4 考核方法改革 期末成绩由课堂成绩，实践成绩和实验成绩三部分构成， 各部分所占比例分别为 40%，30%，30%。 4.1 课堂成绩 课堂成绩由平时成绩和期末试卷成绩构成，两者所占比例分别为 30% 和 70%。 平时成绩主要体现学生在课堂的表现情况，由出席成绩和平时表现两部分构成。 1 学生缺席一次扣 10分，迟到一次扣 5分，缺席 3次以上者，取消考试资格。 2 在课堂上积极回答问题的同学，回答正确者，每次加 5分；回答错误不扣分。 期末试卷采用闭卷笔试的形式，以考查学生对基础知识的掌握情况，并适当增加对实际应用题目的考查力度。 4.2 实验成绩 实验成绩包括实验平时成绩和实验报告成绩。两者所占比例分别为 70% 和 30%。平时成绩主要体现学生在实验过程中的表现情况，由出席成绩和平时表现两部分构成。 1 学生缺席一次扣 10分，迟到一次扣 5分。依据实验结果，能够正确回答问题者，每次加 5分；回答错误者不扣分。 2 实验结束后，学生需按时提交格式规范的实验报告， 并依据实验报告内容，实验结果、分析和结论的准确程度给出实验报告成绩。 4.3 实践成绩 采用两个同学一组的形式，共同完成实际系统的开发。实际开发的系统侧重于对传感器的开发，传感器信号处理及传感器应用等方面，可借助模拟电路，数字电路或单片机来完成。实践成绩包括学生的实物成绩、答辩成绩及研发报告成绩，三者所占比例分别为 50%、30% 及 20%。实物验收由自动化教研室的相关老师进行，并组织答辩，以考查学生对开发实物的了解程度。 1学生对完成的实物进行介绍和演示。按照实物完成的实际效果来给定实物成绩。 2答辩过程包括PPT自述和老师提问，最终给出答辩成绩。 3研发报告成绩依照毕业论文评审标准给定。 5 结 语 《传感器与检测技术》是一门极具实用价值的专业课，在自动化专业的学习中起到承上启下的作用。为满足创业型人才培养的目标，对该课程的教学内容及考核标准进行改革，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的创新能力和实际动手能力。在今后的教学中，我们将继续努力，对其它实践性较强的相关专业课程进行类似改革，进一步提高学生的科技创业能力。

引 言 近年来，能源危机和环境污染的压力越来越大，太阳能作为一种清洁无污染，取之不尽、用之不竭的清洁能源，受到了大家的青睐。将太阳能作为电动车的能量来源可以实现 零排放 ，有助于保护环境。现在有很多机构和科研院所都在研究太阳能电动车，且清华大学、上海交大、德州学院等成功研制出了一些太阳能电动车 [1,2]，但这些车还未能大量进入普通百姓的生活。 太阳能的特点是分散性和时变性。在阳光最强时每平米的功率只有大约 1 kW。由于树荫、阴雨、夜晚等导致太阳能电池输出功率存在巨大变化。此外，现有太阳能电池板转换效率较低，大约为17%，即每平米太阳能电池板最多提供 170 W 功率。且蓄电池能量密度较低，现有铅酸电池的能量密度大约为 40 Wh/kg，一块 48V20AH 的蓄电池重量超过 20 kg。所有这些因素使得太阳能电动车的发展受到了很大限制，为此很多文献提出采用太阳能最大功率跟踪法来提高太阳能的充电效率[2-5]，同时也有文献对太阳能电动车的能量管理策略进行了研究，提出加入超级电容来辅助储能[6,7]，亦有文献提出建设大面积太阳能充电站为电动车充电[8]。这些文献都在理论上为太阳能电动车的研制提供了很好的方法，但却忽视了一般家庭用车 90% 以上的时间是停止的，太阳能的低效可以用停车时间来弥补，只要功率匹配、结构合理，就可以制作出有实用价值的太阳能电动车。 由于两轮电动车无法安装大面积太阳能电池板，本文对现有电动三轮车运行状况进行了测试，根据测试数据和车体尺寸加装了太阳能电池板，对其进行了长达一年的试用，证明其可以作为家庭近距离代步车使用。在此基础上，文中选择驱动后桥，设计了更为舒适的太阳能电动四轮车并进行了实验。两次实验结果可以为电动车生产企业提供新的设计思路，让太阳能电动车早日进入千家万户。 1 电动三轮车的选择与测试 目前市场上的电动三轮车种类很多，可选择范围广。选择时主要考虑方便在车上安装太阳能电池板支架，装好后既可用来接收光照，又可作为车辆的顶棚。此次试制采用一款国产老年电动三轮车，该车的整车尺寸为 2450 900 850（长 宽 高）；电机种类为无刷直流电机 ；电机功率为 350W；其最高车速为 30km/h；该车的蓄电池为 48V20Ah铅酸免维护电池 ；车的净质量为 120kg；载重量为 200kg；最大行驶距离为 40 km。 首先对电动车性能做充电测试，用原车配备的充电器对蓄电池充电，记录到最大充电电流为 2.66 A，充电 8 小时后进入涓流充电状态，此时可认为蓄电池充满，断开充电器，测得电压为 56 V。接着对电动车用电情况进行测试，车前后乘坐两人，前面的人负责驾驶，后面的人观察电压、电流以及里程并记录，测得启动电流为 12 A ；平路运行电流为 4~6 A ；平均车速为 20 km/h ； 在电池耗尽的情况下（4 ～6 A 电流，电池电压降到约42 V），发现该车的最大行驶距离约为 42 km。由于条件限制，测试只在平路进行，没有做上下坡测试（如果有坡路，行驶距离会减小），但在测试过程中做了频繁的加减速。 通过测试可以看出，这种小型电动三轮车不论是充电电流还是用电电流都很小，可以试验将其改造为以太阳能作为动力源的 太阳车 。 2 太阳能电动三轮车的设计与试制 在改装之前，先对实验数据进行简单计算。电动车平路行驶速度在 20 km/h 的情况下时，电流取平均值，电机平均功率约为： P=UI=48 5=240 W 可见电机是在轻载状态下运行。共行驶约 40 千米，用时小时，测试过程中车辆总耗电量约为： W1=PT=240 2=480 Wh=0.48 kWh 48 V 20 Ah 蓄电池总储能量理论计算为： W2=UIT=48 20 1=960 Wh=0.96 kWh 在测试过程中，蓄电池放电深度为： Dod= W1 /W2=0.48/0.96=50% 蓄电池储存的电能并未完全释放，属于中等深度放电， 这对蓄电池使用寿命有益。 2.1 太阳能板的选择与安装 目前市场上大量销售的太阳能电池板主要有柔性太阳能板，钢化玻璃太阳能板和薄膜太阳能板，柔性太阳能板将太阳能硅片固定到较薄的不锈钢或其他较软的基板上，将硅片电路连接后表面再覆盖一层透明树脂，封装好的组件可以弯曲一定的弧度，由于表面采用有机树脂，随时间推移透光性变差， 组件寿命较短，理论寿命只有 2 年。常见的太阳能电池板表面使用 3~4mm 的钢化玻璃和铝合金边框，正常使用寿命可达20 年，价格较便宜。薄膜太阳能电池板可折叠，易收纳，但目前价格较高。 此次试验的目的在于将太阳能电动车产品化，市场化。所以选用性价比较高的钢化玻璃太阳能电池板。就三轮车尺寸而言，应选择尽可能大的电池板，最终使用的电池板的开路电压为 17.8 V ；短路电流为 2.8 A ；最大功率为 50 W ；外形尺寸为1 065 350 35 ；重量为 4…

引 言 随着现代工业化程度不断提高，人为因素的环境污染问题日益严重，尤其 PM2.5 对人们的身体健康产生了严重影响。各种环境检测器如雨后春笋，其中PM2.5 检测器深受市场欢迎。因此本课题基于STM32 平台设计开发了一款 PM2.5 检测器，以实现检测、显示与报警等功能。 本课题采用常见的STM32芯片（ARMCortexTLS-P906 型），该芯片具有数据采集、处理和输出等功能。STM32芯片由控制单元、从属单元和总线矩阵三部分组成，通过总线矩阵将控制单元和从属单元连接在一起。其程序存储器、数据存储器和输入输出端口寄存器在同一个线性地址空间里。本课题采用SDS011PM2.5传感器模块，并将传感器模块与STM32芯片连接在一起，通过USB转 TTL接口与电脑连接， 从而实现对空气中PM2.5数据的采集和分析。嵌入式系统硬件的基本组成如图 1所示。 1 数据采集介绍 数据采集（DAQ）指模拟或数字传感器抑或其他设备的被测单元自动采集非电量或电量信号，并送到上位机进行分析、处理，从数据源收集、识别和选取数据的功能。数据采集系统是基于计算机或其他专用测试平台测量软硬件为方便各类用户操作而设计的测量系统。被采集数据是已被转换为电流信号的各种物理量，如温度、湿度、颗粒物、压强等，这些既可以是模拟量，也可以是数字量。一般通过采样方式采集，即间隔一定时间（采样周期）对同一点数据重复采集。采集的数据可能是某段时间内的一个特征值，但在大多数情况下是瞬时值。准确来说，数据采集以准确的数据测量为基础。数据量测方法分为接触式和非接触式两种，检测元件多样。不论哪种方法和元件，均以不影响被测对象状态和测量环境为前提，保证数据的正确性。数据采集含义广泛，包括对面状连续物的物理量采集。在计算机辅助制图、测图、设计中，对图形或图像的数字化过程也可称为数据采集，此时采集的量包括灰度等物理量和数据等几何量。数据采集整体结构与流量图如图 2 所示。 数据采集系统基于PC 机实现，通过将模块化硬件、应用软件和计算机相结合来进行数据测量，如空气中的颗粒物、温度、气压、湿度等。尽管数据采集系统根据不同的应用需求有不同的定义，但各系统采集、分析和显示信息的目的却都相同。数据采集系统实现了信号、传感器、激励器、信号调理、数据采集设备和应用软件的完美结合。数据采集流程图如图 3 所示。 2 数据采集器的选型与设计 2.1 数据采集器的选型与设计 本设计采用SDS011PM2.5 检测器，其具有如下特点： （1）数据准确 ：激光检测，稳定，一致性好 ； （2）响应快速 ：场景变换响应时间小于 10 s ； （3）便于集成：串口输出（或 IO 口输出可定制），自带风扇； （4）分辨率高：分辨颗粒最小直径达 0.3 μm ； SDS011 传感器模块实物图如图 4 所示，传感器配用的串口线与USB 实物如图 5 所示，传感器接入电源后的组装图如图 6 所示。 2.2 工作原理 本器件采用激光散射原理，当激光照射到检测位置的颗 粒物时会发生微小的光散射。在一些特定方向，光散射波形与 颗粒直径有关，将不同粒径的波形分类统计并通过换算公式 可以得到颗粒物的实时浓度，按照标定方法得到与官方单位统 一的质量浓度。 技术指标见表 1 所列，LCD 显示屏结构图如图 7 所示， 基于STM32 的数据采集结构图 8 所示。 2.3 选择的数据采集器的工作原理 通过串口调试助手软件可以显示出以十个字节为单位的信息 ：报文头 + 指令号 + 数据（6 字节）+ 校验和+ 报文尾，具体见表 2 所列。 计算时要求数据为十进制，但输出的数据是 16 进制，因此要对输出数据进行进制转换。 PM2.5 数 据 内 容 ：PM2.5（ PM10 数 据 内 容 ：PM10（μg/m3）=（（PM10 高 字 节 PM2.5 的输出如图 9 所示。实物连接运行图如图10 所示。 图11 串口输出数据显示 3 基于嵌入式处理器数据采集器的设计结果与分析 接通电源并调试完成后，嵌入式处理器 LCM046 显示屏 4 结 语 本次设计实现了精确测量室内 PM2.5 的功能，同时加入 了报警功能，与一般的传感器相比更能让人们对环境的恶化…

0 引 言 近年来，无线传感网已经被广泛应用于生态环境监测 [1]。 由于硬件故障、数据包冲突、信号衰减、能量不足、时间不同 步、恶意攻击等原因，海洋无线传感器网络中的数据很容易发 生大规模丢失。这就需要恢复丢失数据来获得完整的环境数 据。在数据采集过程中，对丢失数据的恢复是一项基本操作。 现如今，无线传感网丢失数据问题得到了越来越多的关注，并 且已提出了几种解决方法，例如忽视丢失数据，使用备用传感 器节点来重新发送数据和预测丢失数据 [2]。由于观测得到的传 感器数据时间序列有着强相关性，故可以利用传感器节点历史 轮数据来恢复丢失数据。 本文针对无线传感网数据丢失的特性，提出了基于 RBF 神经网络的数据恢复算法。最后利用实测环境温度数据集对 该算法在 Matlab2014a 平台上进行了仿真验证。 1 RBF 神经网络 RBF 神经网络能够逼近任意非线性函数，可以处理系统 内难以解析的规律，具有良好的泛化能力，且有很快的学习 收敛速度，并已成功应用于非线性函数逼近、时间序列分析、 数据分类、模式识别、信息处理、图像处理、系统建模、控 制和故障诊断等方面[3]。RBF 神经网络结构拓扑图如图1所示。 1.1 径向基函数 常用的径向基函数为以下高斯函数 ： σ 为基函数的标准差。σ 越小，径向基函数的宽度越小， 基函数就越有选择性。隐藏层基函数的作用是把向量从低维 m 映射到高维 P，低维线性不可分的情况到高维就线性可分 [4]。 1.2 RBF 神经网络的输出 （1）网络隐层使用 K 个隐节点。 （2）把所有 K 个样本输入分别作为 K 个隐节点的中心。 （3）各基函数取相同的扩展常数。 （4）确定权值可解线性方程组。 RBF 神经网络学习过程分 2 个阶段 ： （1）第 1 阶段的学习得到输入层与隐层之间径向基函数 的中心和标准差 ； （2）第 2 阶段学习隐含层与输出层之间的线性权值。 RBF 神经网络数据恢复流程如图 2 所示。 2 仿真实验 我们选取了海洋监测项目某一节点 330 个海洋温度数据， 其中 280 个数据作为训练数据集，50 个数据作为测试数据集。设置 RBF 神经网络参数如表 1 所列。 由以上实验结果分析可知，本文提出的算法对无线传感 网温度丢失数据的估计结果是准确合理的。 3 结 语 无线传感网数据是一个非常复杂的动态参数，它受许多 因素的影响，这些因素本身是随机变量，各因素之间相互制约、 互为因果。因此传感器节点丢失数据实际上是一个多变量、时 变、灰色、高度非线性及复杂的动力学系统。本文提出的基于 神经网络的 WSN 丢失数据恢复算法可以较好地恢复传感网丢 失的数据。然而该算法没有考虑传感器节点的移动，未来我们 将在传感器节点移动的情况下建立数据恢复模型。

· 降低完整射频电路设计工作量，加快新产品上市时间 · 优化无线连接性能，低功耗，尺寸紧凑 · Bluetooth ® LE、Zigbee®和OpenThread认证 · FCC、CE、JRF、KC、SRRC、GOST地区认证 中国，2021年1月12日—— 横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体(STMicroelectronics，简称ST)推出一个新的加快物联网产品上市的解决方案，该方案可利用现成的微型STM32无线微控制器(MCU)模块加快基于Bluetooth® LE和802.15.4新物联网设备的开发周期。 这个7mm x 11.3mm的 STM32WB5MMG模块让缺少无线设计能力的产品研发团队也能开发物联网产品。为开发层数最少的低成本PCB电路板而设计，新模块集成了直到天线的整个射频子系统。用户还可以免费使用意法半导体的STM32Cube MCU开发生态系统工具、设计向导、射频协议栈和完整软件库，快速高效地完成开发项目。 意法半导体部门副总裁兼微控制器产品总经理Ricardo de Sa Earp表示：“我们的首个基于STM32的无线模块有助于简化技术难题，为智能物联网设备市场带来激动人心的发展机会。作为一个现成的单封装的完整射频子系统，STM32WB5MMG是一个开箱即用的射频性能出色的无线解决方案，并已通过Bluetooth、Zigbee和OpenThread规范认证。” 此外，该模块还支持意法半导体的独树一帜的共存双协议模式，用户可以将任何基于IEEE 802.15.4射频技术的协议(包括Zigbee 3.0和OpenThread)直连任何低功耗蓝牙BLE设备。 得益于意法半导体的STM32WB55超低功耗无线微控制器的所有功能，该模块可用于智能家居、智能建筑和智能工厂设备的各种应用场景。用户可以利用MCU的双核架构将射频和应用处理分开，处理性能不会被任何因素影响;兼具大容量存储器存放射频应用代码和数据，及最新的网络安全功能保护设备安全。 STM32WB5MMG现已开始上市。 STM32WB5MMG可以应对各种层面的应用机会，包括成本敏感的高度小型化设备。优化的引脚让设计人员可以开发简单的低成本PCB电路板，并利用现有的STM32WB55 MCU固件库和工具链开发产品。此外，意法半导体还专门创建了一个应用笔记，为模块用户提供额外的设计指南。 该模块集成了与接收电路正确匹配的微型天线、内部开关电源(SMPS)电路和频率控制组件。通过支持无晶体USB全速接口，该模块使用户可以最大程度地降低物料清单成本，并简化硬件设计。 在网络保护功能中，无线下载(OTA)等安全软件更新可保护品牌和产品设备的完好性，客户密钥存储和专有代码读取保护(PCROP)可保护开发者的知识产权，公共密钥验证(PKA)支持功能支持用密码加密技术保护软件代码和数据通信。 高射频性能与低功耗兼备，新模块确保无线连接可靠稳定，并有助于延长电池续航时间。

对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的功能，进而影响到整个电脑系统性能的发挥，芯片组是主板的灵魂。 一块好的芯片可以最大化的让这个主板发挥出他最好的功能，就跟一名运动员一样，在一个合适的场合你给他一套适合他的装备他就可以发挥出他的能力。 芯片的的作用其实可以很广泛，它不止可以被安装到我们平常使用的电脑里，它的作用其实是非常广阔的，在我们平常的生活里其实到处都有芯片，它在我们的手机里存在着;在电视机里;在空调里;在热水器里;遥控器这个小东西也是离不开它的。芯片在我们的生活里处处可见，没了芯片的生活里可以说是没了科技，它是一个电器里面的灵魂。

引 言 现代高科技战争是装备体系对抗的局部战争，呈现出作战力量多元化、样式多样化、时空一体化等特征，给装备保障提出了前所未有的高要求。近几场局部战争表明，及时、精确的装备物资供应是打赢信息化条件下高技术局部战争的关键。将物联网技术应用于装备物资储备供应领域，通过装备保障资源的有机整合、要素高度集成、环节有效流畅，可实现保障的横向一体、纵向一体和效益最大化，为装备物资储备供应决策提供智能化和可视化手段。 1 基于物联网技术的装备物资储备供应系统建设目标 依托网络化的装备物资储备供应信息系统运用自动识别、物资可视化系统、电子数据交换系统等物联网技术，在实时掌握物资需求、准确掌控保障资源的基础上，实现装备物资的 实时感知、精确保障 。物联网技术应用在现代装备物资储备供应保障体系中，可对装备储备、运输、供应等整个储备供应过程进行实时监控和实时决策，主要实现储备供应信息的无缝链接、装备物资状态的实时监控、储备供应作业的智能监测三方面目标。 1.1 储备供应信息的无缝衔接 利用全域层面、区域层面和地域层面的网络系统，将物联网技术应用于托盘、货架、车辆、装备等物资的识别、监控中， 通过装备物资储备供应各个环节中的物联网信息采集实现装备信息的透明化管理，实现装备信息在整个系统中的上下贯通， 实时共享 ；实现供需两端的无缝衔接，促进装备物资储备供应的高效便捷，优化军事资源配置，降低成本，提高效率。 1.2 装备物资状态的实时监控 将物联网技术与装备物资储备管理设备、监测设备、运输设备等有机结合，通过物联网技术的智能感知、信息自动传输手段，对装备物资在储备供应全过程中的存储、运输、供应等各个环节实现实时监控，及时掌握相关装备物资的属性、标识、位置、外形、状况等信息，并实时响应、智能应对。 1.3 储备供应作业的智能决策 通过装备物资信息的共享互动，借助计算机模拟、人工智能、专家系统等先进技术手段，建立装备物资储备供应即时联动协同平台，围绕装备物资状态信息，互通有无，即时共享， 实时协作，统一规划，破解作战需求和资源现状的信息迷雾， 提高装备保障的预见性和准确性，实现装备物资储备供应的智能化决策。 2 物联网技术在装备物资储备供应系统中的应用模式 物联网在军事活动中占有重要作用，能有效实现物资的智能化识别、定位、跟踪、状态监控和管理。将物联网应用到装备物资储备供应系统中，可以充分发挥其技术优势，大幅提高保障效率，增强军队战斗力。物联网为装备物资储备工业智能化搭建了一个平台，能够实现物体与物体之间的 交流及人与物体之间的 对话 ，所有的装备保障要素都能互联互通。装备保障人员通过自动识别设备、定位设备以及通信设备能够及时准确地获取、传递和处理各种装备信息，全程、实时地跟踪物资状态信息，指挥和控制装备物资的储存、收发、盘点等作业，及时协同保障行动，提高装备物资储备供应的准确性和可控性，增强装备保障行动的灵活性。其应用模型如图 1 所示。 物联网应用主要表现在以下几个方面： (1) 对装备物资属性进行标识，添加唯一的智能标签， 以区分对象个体。装备物资属性包括静态和动态属性，静态属性可以直接存储在标签中，动态属性需要由传感器（传感节点）实时探测。 (2) 需要识别设备完成对装备物资属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式。 (3) 装备状态动态监控，即保障态势准确感知，能够实现战场至后方全范围装备感知的精确化、系统化和智能化。 (4) 将装备物资的信息通过网络传输到信息处理中心， 由处理中心完成装备物资信息的相关计算。 3 基于物联网技术的装备物资储备供应系统结构 在装备物资储备供应业务工作中应用互联网技术，能够指导全军的装备物资储备供应进行可视化管理，随时了解物资在存储、运输、分发过程中的准确信息，使军事物流做到适时、适地、适量，成为物流系统快速反应的重要保证。装备物资储备供应系统体系结构如图 2 所示。 基于物联网技术的装备物资储备供应系统能够自动跟踪我军整个补给系统中各种物资的品种、数量、位置、承运工具和单位等信息，并实时显示相关数据，可使装备物资储备供应系统的所有活动全景一目了然，是实施物资供应、提高装备保障能力的一种重要途径。可见物联网在系统应用中表现出 3.2 装备物资储备供应系统急需解决的现实问题 装备物资储备供应系统研究的重点在于解决存储装备的可视化、在修装备的可视化、在运装备的可视化等方面的问题， 即通过传感网络与配套物联网技术及时、准确地向军队各方提供人员、装备和补给品等所在位置、运输情况、本身情况、特性等信息，还包括根据这些信息采取行动以改善装备管理及其它后勤工作总体效能。装备物资经由采购、运输、储存、维修保养、配送等环节，最终抵达部队用户直至被消耗，从而实现其空间转移，完成物资保障工作。装备物资储备供应控制是为了实现不同作战任务流程和区域位置完成装备配给和运输的过程，主要包含装备的储存和运输。 (1) 装备的储备是指保护、管理、储藏等。 (2) 装备的运输是指利用军事运输设备和工具，将装备从一个地点向另一个地点运送的过程，包括集货、分配、搬运、中转、装入、卸下等一系列动作。 3.3 建立完善战时装备物资储备供应体系 由于战场装备物资储备供应需求具有突发性、不确定性、强时效性和强制性等特点，是一个典型的非线性且时变的过程。为减小损失，提高响应速度，需要进一步建立健全与 4 结 语 在装备物资储备供应业务工作中应用互联网技术能够指导全军的装备物资储备供应可视化管理， 随时了解物资在存储、运输、分发过程中的准确信息，使军事物流做到适时、适地、适量，成为物流系统快速反应的重要保证。基于物联网技术的装备物资储备供应系统能够自动跟踪我军整个补给系统中各种物资的品种、数量、位置、承运工具和

比较器” target=”_blank”>电压比较器它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。电压比较器是对输入信号进行鉴别与比较的电路，是组成非正弦波发生电路的基本单元电路。常用的电压比较器有单限比较器、滞回比较器、窗口比较器、三态电压比较器等。 电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。电压比较器的功能：比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系)：当”+”输入端电压高于”-”输入端时，电压比较器输出为高电平;当”+”输入端电压低于”-”输入端时，电压比较器输出为低电平;可工作在线性工作区和非线性工作区。工作在线性工作区时特点是虚短，虚断;工作在非线性工作区时特点是跳变，虚断;由于比较器的输出只有低电平和高电平两种状态，所以其中的集成运放常工作在非线性区。从电路结构上看，运放常处于开环状态，又是为了使比较器输出状态的转换更加快速，以提高响应速度，一般在电路中接入正反馈。 电压比较器的原理框图及其引脚功能 电压比较器内部含输入级、中间放大器和输出级电路，我们需要掌握的是输入端和输出端之间的关系，由此分析电路原理和找到故障检测方法。如前述，运算放大器开环应用时，即为(不太精确的)电压比较器。但放大器的比较特性并不理想，专业的设计和专业的性能需要由专业器件来保障，在应用到电压比较器的场所，大多还是采用专用的电压比较器。其中，集电极开路输出级(又称OC门输出级)型专用电压比较器的应用尤为广泛，在变频器电路中，通常用到的仅为14脚(四比较器)和8脚(双比较器)两种器件，其代表器件型号为LM339、LM393，引脚功能见图所示。 电压比较器原理框图与引脚功能 8脚(双比较器)的引脚排列同8脚运放器件是相同的。14脚略有不同，输出端集中在1、2、13、14脚，供电端为3、12脚。剩余脚为输入脚，奇数脚为同相输入端，偶然脚为反相输入端。其引脚功能是不难记忆的。 电压比较器的供电脚特意标注为V+/Vcc、V-/GND，说明其电源供给是较为灵活的，可以单电源供电，如+5V或+12V、+15V等，也可以双电源供电，如±15V、±12V等。 电压比较器的电路构成 1、电压比较器符号及基本电路 同运放原理的讲解一样，将输出级电路搬到经典电压比较器符号的外部(创意原理符号)，再进而确定两输入端和输出端(或输出级)的对应关系，则其工作原理就呼之欲出了。 图1 常规电压比较器符号、创意原理符号与应用电路 从常规符号(图1中a图)看，电压比较器也为三端元件，即两输入端，一输出端。其输入、输出的关系为： 当IN+》 IN-时，OUT端为高电平“1”; 当IN- 《 IN+时，OUT端为低电平“0”。 这也是做为电压比较器原理及故障判断的一个根本原则。 从创间原理符号(图1中b图)看，当IN-》 IN+时，内部输出级晶体管Q导通，输出端相当于与供电负端短接，因而输出低电平“0”，此低电平可能为0V，也可能是-15V(和供电负端电平相关)。 因电路为开路集电极输出形式，故输出端需加上位电阻R，以形成高电平“1”输出。 从应用电路(图1中c图)看，当当IN+》 IN-时，内部Q截止，OUT端变为高电平。此时输出端高电平的幅度完全取决于上拉Vcc的电平幅度。如Vcc为+5V，电路输出高电平则为+5V;如Vcc为+15V，电路输出高电平则为+15V。 此处输出端上接电源Vcc，既可以是电压比较器的供电电源，也可以是(共地的)另外的电压级别。做为模-数转换(接口)电路，为适应数字(或MCU器件)的供电电源要求，电压比较器输出端多经上拉电阻R接+5V电源(DSP器件，上接电阻则接入+3.3V电源正端)。 2、输出端电路形式 当比较器供电为±15V双电源(比如直接采用运放器件的电源供电)，或输出端上拉电源为+15V，而输出端又要与后级(+5V供电数字电路系统)电路相连接时，那么输出级外围电路就要妥善完成前后级电路电平衔接的任务了。 电压比较器的后级电路为MCU芯片时，MCU对输入信号有3项要求： 输入信号幅度不大于+5V; 因MCU为单电源供电，不要负的输入信号; 只要电压信号，不要电流信号。 图2 电压比较器输出端电路形式 图2中a电路，比较器供电为+15V，输出端上拉电阻R接+5V，实现了前后级电平的自然对接，无须采用输出电平钳位等相关措施。 图2中b电路，比较器供电为+15V，输出端上拉电阻R也接+15V，电路的高电平输出幅度超出后级电路的承受能力，此处加单向钳位二极管D1以限制最高输入电平(将输出高电平钳位在+5V电源电平附近)，或由分压电路将输出电平进行衰减。由电压接法可知，当当IN+》 IN-时，输出端变为高电平，由D1的嵌位作用，使输出端电压为+5V+D1的导通管压降(一般约为0.6V左右)≈+5.6V。 图2中c电路，比较器供电为±15V双电源，输出端上拉电阻R接+15V。电压输出端的高电平为+15V，而低电平为-15V，二者都不符合后级电路的输入电平要求。一般采用添加R2限流电阻和双向错位二极管D1、D2的方法，进行输出端电压钳位。将电压比较器输出的±15V高、低电平嵌位成-0.6V~+5.6V左右的电压信号(换言之，即将输出信号嵌位于0和+5V的供电电源电压范围以内)。 3、输入端基准电压的来源 针对最基本的电压比较器——单级比较器来说，IN+和IN-两个输入端，必定要有其一做为比较基准端，另一端则做为信号电压输入端。基准电压通常由以下几种方式生成(以下图例将电压比较器恢复为常规符号)： (1)直接由+5V电源(或±15V)电源经电阻分压取得; (2)由专用基准电压源或三端稳压器取得; (3)由运算放大器生成。 图3 电压比较器基准电压的来源 如上图3所示，基准(比较)电压可由供电电源经电阻分压取得;亦可由基准电压源或三端稳压器取得更为精准的基准电压;图3中的c电路，是由运放N1取得-2.5V基准电压后，送入电压比较器N2的反相输入端做为比较基准的。 由图3可看出： 输入信号即可进入反相输入端，也可进入同相输入端。 比较器供电可以单电源，可以双电源。单(正)电源供电时，不能输入负的信号电压; 因其供电形式不同，除决定输入信号的极性外，其输出级外围电路也有相应差异; 输入的另一端即可做为基准比较端(电压比较器必须有基准比较端)，通常此端电压不为0V，为一固定不变之电压。输入信号端与基准端电压相等的概率近乎为0，因而两输入端大部分时间内是有电压差的，随输入信号电压的变化，该电压差也是变化的。

对两个或多个数据项进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序称为比较。 能够实现这种比较功能的电路或装置称为比较器。 比较器是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路。比较器的两路输入为模拟信号，输出则为二进制信号0或1，当输入电压的差值增大或减小且正负符号不变时，其输出保持恒定。 扩展资料： 电压比较器 电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。电压比较器的功能：比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系)： 当”+”输入端电压高于”-”输入端时，电压比较器输出为高电平; 当”+”输入端电压低于”-”输入端时，电压比较器输出为低电平。 电压比较器的作用：它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。简单的电压比较器结构简单，灵敏度高，但是抗干扰能力差，因此人们就要对它进行改进。 改进后的电压比较器有：滞回比较器和窗口比较器。运放，是通过反馈回路和输入回路的确定“运算参数”，比如放大倍数，反馈量可以是输出的电流或电压的部分或全部。 而比较器则不需要反馈，直接比较两个输入端的量，如果同相输入大于反相，则输出高电平，否则输出低电平。电压比较器输入是线性量，而输出是开关(高低电平)量。一般应用中，有时也可以用线性运算放大器，在不加负反馈的情况下，构成电压比较器来使用。 可用作电压比较器的芯片：所有的运算放大器。常见的有LM324 LM358 uA741 TL081\2\3\4 OP07 OP27，这些都可以做成电压比较器(不加负反馈)。LM339、LM393是专业的电压比较器，切换速度快，延迟时间小，可用在专门的电压比较场合，其实它们也是一种运算放大器。