传感器实训总结大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇传感器实训总结范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2013）24-025-01

传感器技术及应用是我院电子信息工程、应用电子技术、机电等专业的一门重要的专业基础课，是一门综合性很强的学科，该课程涉及了电子、材料、机械、控制、光学、磁学等知识，涉及知识面广。

一、传感器的工作原理及重要性

传感器相当于人的感官，称为“电五官”，外界信息由它提取，并转换为系统易于处理的电信号，微机对电信号进行处理，发出控制信号给执行器，执行器对外界对象进行控制（其工作原理见图一所示）。现代社会中，传感器作为抓取自然界信息的主要手段和途径，被广泛地应用于家用电器、汽车、医疗、工业、航天、电动工具以及高端电子消费产品等应用领域，成为了信息技术的三大支柱之一。

（图一 传感器的工作原理图）

二、课程特点、开设现状及改进措施

传感器技术作为现代信息技术三大支柱之一，已经成为高职院校电子信息工程、机电、电气等专业的专业课程。它不仅与高等数学、电路、电子等基础课程密切相关，而且还设计到电学、材料、力学等知识。该课程涉及知识面广、内容分散、缺乏系统性和连续性、实践性强。学好本课程，不仅要求学生具有扎实的基础理论知识，较宽的知识面，而且对教师知识的全面性也提出了较高的要求。在教学上存在着一些难点。

1、学时少与内容多相冲突。考虑到我院的实际情况，应用电子技术专业开设58学时。利用这么少的学时让学生掌握整个课程体系的内容，必须对课程的教学进行合理优化。

2、课本内容陈旧与更新速度快的冲突。随着科技飞速发展，各种新型的传感器及其相关技术也发展的非常迅猛。而教材的更新相对来说比较缓慢，所选教材不能跟上传感器最新的发展趋势，一些新型传感器可能没有涉及到。

在教学过程中，怎么才能更好的让学生理解、掌握相关知识，且举一反三地用到实践当中去，是需要高职教师思考的问题。在近几年的教学中，本人根据高职学生实际情况，归结了一套适合现代高职学生的教学形式（如下图所示）。

现代教学形式多样化，应用了理实一体化教室，摒弃了传统的单一化，在实验实训方面不仅有少量验证性实验，还有实训，激发学生的创新意识、培养学生的动手能力，这样就大大提高了学生的学习兴趣，并且在课后：有老师推荐的虚拟实验、网络视频教学等。虽然现代教学形式多样，但传统理论授课也是必不可少的，需要我们教师在教学过程中增加学生的学习兴趣。传统的与现代的教学形式应用比较，归结如下三点：

（1）传统的教学形式是教学活动最基本的教学手段；

（2）运用现代化的教学形式是对学生课余学习的补充；

（3）为两级分化的学生提供了更多的学习舞台，为他们成才提供了坚实的基础。

三、课程教学思路方法

基于课程的特点及教学上的难点，本人在这几年的教学实践中总结出一套适合本专业学生的教学模式，该模式主要是将各类传感器的理论知识和实践进行了整合，实现理实一体化教学，主要有以下几个方面。

1、课程结构采用模块化结构。由于各种传感器的工作原理不同，我们根据专业特点对课程结构进行了调整，采用模块化结构，一种传感器就是一个模块。然后根据专业特点及学校实验实训设备选择其中几个适合本专业的模块进行讲解，这样教学实施比较紧凑也比较灵活，同时也弥补了课时量的不足。对于课本上没有涉及到的新型传感器，以课后作业的形式分组布置下去，主要是了解其应用情况，教师除了要检查电子版的作用，还要在课下抽查询问学生的完成情况。这样既锻炼了学生查找、总结知识的能力，又了解了其他传感器的应用情况。

2、课程实践分为验证性实验和实训制作。通过近几年的教学实践，根据高职院校人才培养方案及高职学生特点，自编《传感器技术及应用实验实训指导书》一书，分两大部分：验证性实验和实训制作。通过近几年的摸索实践教学，教学质量有所提高，同时提高了学生学习兴趣和积极性。

四、课程考核

考试考核不再以试卷确定成绩，而以实验实训中对原理的掌握、动手能力及传感器的应用扩展的表现为主要依据进行评分。目前，传感器已渗入到各行各业。传感器技术具有较强的生命力和良好的发展前途，作为一名高职教师，前面的道路任重道远。本文结合自己教学的切身体会，对传感器的理论教学及实验实训方式进行了探讨，提出了提高教学质量、实践教学效果的一些建议，希望通过这些改革，能够进一步提高学生学习的积极性和动手能力，为将来的就业奠定良好的基础。

篇（2）

《传感器技术》课程涉及机械、物理、化学，光学、材料、电子、生物、半导体、信息处理等众多学科领域，属于交叉学科，是一门理论性强、与工程实践紧密结合的课程。它在本专业的职业能力培养中起着承前启后的重要作用。在教学过程中，一方面要求学生具有扎实的基础理论和专业知识，另一方面也要求教师引导学生从各种繁多的被测量和测量仪器中归纳出检测技术的一些基本原理和特性，以便举一反三、灵活应用，培养学生的综合运用能力。目前传感器技术课程的教学主要有两种方式：一为传统的按测量原理分类介绍传感器知识并基于理论假设项目教学，这种分类方法侧重于传感器的原理性知识掌握和传感器改革，这跟学生走上工作岗位后对传感器技术的应用需求不一致，且跟当前传感器的集成化、智能化等发展趋势相矛盾；二为以项目为载体进行教学，但是传感器本身种类繁多，单纯的以项目为载体进行教学涉及到的传感器太少，不足以涵盖传感器的整体状况，缺乏知识的系统性，不利于学生从整体上理解和掌握传感器技术知识。因此，结合职业院校以行业为先导、以能力为本位以及工学结合等特点，本课程改革结合以上两种方式的优点和当前传感器技术发展趋势来调整课程体系架构和教学方式。

二、课程改革理念

以教育部2006年16号文件精神为基准，根据我院自动化系电气自动化专业职业岗位的能力要求来改革课程，突出电气自动化专业学生的传感器选型与应用的职业能力培养。本课程的课程目标为培养学生传感器选型能力、典型测量转换电路设计制作能力、常见传感器安装、检测和维护能力；根据传感器技术的特点和发展趋势调整课程知识体系架构；根据该专业职业岗位的工作内容改革课程内容和能力达成项目；根据该专业职业岗位的典型工作项目来改革课程教学方法和手段。

三、课程改革思路

根据我院自动化系《电气自动化专业人才培养方案》确定的职业岗位群，面向西部电气电子电器产业，本课程改革采用工学结合的方式，注重学生素质培养，主要作了以下几方面的思考与改变：

（一）课程目标的改变。从传统的着重讲解传感器结构、原理与应用向培养选型、改革和制作具体传感检测电路的能力上转变。

（二）课程体系的改变。从传统的通过按测量原理分类介绍传感器以及前些年的纯粹以项目为导向学习传感器转变为按被测量（即功能）来实施传感器的教学，以使学生在了解传感器工作原理、特性的基础上，容易根据测量对象来选择传感器；引入典型的实际工程应用项目，指导学生应用选择的传感器进行信号处理电路改革和应用。

四、教学模式的设计

采用系统性知识教学与模块化教学相结合的方式，真实产品作引导、任务驱动组织教学工作，以学生为中心，小组合作为基础，在真实的环境下完成传感器技术的学习性工作任务，培养学生适应职业岗位的工作能力，实现与工作岗位零距离接触。

五、多种教学方法的运用

篇（3）

中图分类号：G424 文献标识码：A

传感器技术作为信息科学的一个重要分支与计算机技术、自动控制技术和通信技术等一起构成了信息技术的完整科学。因此传感器技术是一门重要的专业课程，如何按照行业、企业的要求，结合各专业的特点，实现“教、学、做”一体化的课程体系建设，将是本文要探讨的内容。

1 加快对传感器技术课程改革的重要性

传感器技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学和材料科学等众多学科相互交叉的综合性和高新技术密集型前沿技术之一。所以传感器技术这门专业课程的特点是：知识综合性强、技术前沿性强、技能实践性强。而传统的传感器技术课程往往是重理论、重实验，缺技术、缺实践，通常教师在课堂上主要讲解传感器的原理，以及讲授仪器仪表的使用、电子线路测量等知识。教学方法也比较单一，以教师讲解为主，课后再做若干验证性的实验。这完全是学科体系的课程，不符合高职学生的特点，不利于学生对技术、技能的掌握。

目前各高职院校都在开展不同形式的校企合作，如“订单班”、工学交替、“校中厂”和“厂中校”等。针对不同的校企合作形式，如何进行课程建设及课程改革，是目前各院校在校企合作中要重点解决的问题。教育部在《关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展若干意见》【2011】12号文中明确指出：要强化教学过程的实践性、开放性和职业性。因此引入企业新技术、新工艺，校企合作共同开发该课程，并且实现任务驱动、项目导向等“教、学、做”一体的教学模式，是传感器技术这门课程改革的必然趋势。

2 实现对传感器技术课程改革的关键任务

2.1 加强调研，与行业、企业合作共同确定课程学习目标

笔者所在学校是珠海城市职业技术学院电子信息工程学院，通过对珠海经济的调研我们了解到，珠海目前有三大支柱产业集群，它们是以伟创力集团为龙头的新青电子信息产业集群 、以珠海港为依托的临港重化产业集群、新能源智能电网产业集群。我们学院与珠海新能源智能电网产业集群及电子信息产业集群进行了广泛的对接，我们与协会组织珠海新能源智能电网产业联盟、珠海市自动化协会有着密切的合作关系，在与这些行业协会组织以及所属企业的合作中确定了该课程学习目标：

传感器技术课程的学习目标是要把学生培养成德智体全面发展的新型应用性高级技术人才，包括知识目标、能力目标和素质目标三个方面。

知识目标：要求学生必须掌握测量及误差理论等基础知识，传感器及检测技术基本知识；掌握各种常用传感器的基本工作原理、性能特点，理解它们的工作过程，掌握它们的各种应用场合和方法；掌握信号处理及抗干扰技术的基本知识，理解典型检测系统的工作原理，清楚各组成部分的功能及其特性；了解电力企业常用传感器及测量方法。

能力目标：通过本课程的学习，学生能够使用常用仪器检查各种传感器性能，判别其好坏；能够根据检测要求合理选用各种类型的传感器；能够运用所学知识设计制作基本检测单元模块电路；能够对制作的模块电路进行简单的测试；能够对电力企业常用电压互感器及电流互感器进行检测、接线。

素质目标：养成良好的工作责任心和严谨的工作作风；培养良好的合作精神、创新精神和竞争意识。

2.2 根据岗位调研，归纳整理出典型工作任务，确定课程的核心能力

按照珠海新能源智能电网产业集群及电子信息产业集群两大典型应用方向，通过调研对应不同岗位群，我们把传感器技术课程学习内容划分为：温度测量、力的测量、位移测量、转速测量、典型控制、电力监测设备接线6个学习领域。通过与行业、企业专家研讨和几年的教学实践总结，针对珠海区域经济发展状况，笔者认为本学院传感器技术课程的核心能力应该包括以下几方面：

2.2.1 专业能力

（1）熟知常用传感器的种类、特性、使用方法和使用环境；（2）掌握常见信号处理电路的原理和分析方法；（3）掌握电路的调试方法和技能；（4）学会分析和查找检测系统的故障原因；（5）能够检测、排除系统的故障；（6）能够掌握电力企业常用电压互感器及电流互感器接线的接线方法。

2.2.2 方法能力

（1）能自主学习传感器与检测技术知识；（2）能利用图书、网络等资源查找所需技术资料；（3）能独立制订工作计划并实施；（4）具有勤于思考、严谨认真的良好工作作风；（5）具有创新能力及开拓意识。

2.2.3 社会能力

（1）具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力；（2）具有团队精神和协作精神；（3）具有良好的心理素质和克服困难的能力；（4）具有自我管理、自我约束能力；（5）具有勇于创新、敬业乐业的工作作风；（6）具有安全生产的质量意识、安全意识。

3 构建传感器技术课程“教、学、做”一体的教学模式

对传感器技术课程教学模式的改革是传感器技术课程改革的核心。必须摒弃传统的学科式教学模式，构建基于工作过程，融入职业标准，以职业能力为核心、以真实工作项目为载体的项目驱动式，按资讯计划决策实施检查评估完整的六步骤工作过程进行行动导向的“教、学、做”一体的教学模式。

按照前面对学习内容划分的6个学习领域进行教学设计，以项目为引导，任务为驱动。内容以实用为主，原理分析通俗易懂。各项目中典型传感器应用电路的分析和测试，融合常用传感器的基本知识。课程内容包含了传感器检测若干个项目，每个项目又分为若干个典型工作任务，每个任务将相关知识和实践进行有机的结合，突出实际应用，摒弃理论推导，注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的能力。按照学习领域和工作任务的要求，将传感器的应用寓于工作过程之中，使学生在有针对性地知晓在做什么、学什么、会什么的过程中，逐步掌握专业技能和相关专业知识，培养学生的实际操作能力。由于本课程与实际联系紧密，理论教学和实践训练有机结合。加强过程考核，对学生的成绩采用全方位、全过程的新的评价方式。

4 完善教学资源，创新教学实践环境

教材建设是传感器技术课程改革的一项很重要的工作，目前该课程的各类教材很多，但是以项目为引导，任务为驱动以技能训练为重点的教材可选择的却很少，同时还要结合本地区经济发展状况，根据确定的学习领域来选择教材更是很难，所以各院校必须自己进行教材建设。笔者根据几年的教学实践，主编了教材《传感器技术及实训》，在2012年1月由机械工业出版社出版，该教材的特点就是：以项目训练为重点，淡化理论突出应用；同时结合珠海经济发展状况，与珠海泰坦科技有限公司业务专家一起合编了《电气测量技术与实践》校本教材，以补充6个学习领域中所需要的学习训练内容。

结合学习领域中项目任务的要求，创新教学实践场所也是课程改革中一项非常重要的工作。基于工作过程满足行动导向的“教、学、做”一体的教学实践场所必须满足以下原则：

（1）校内教学实践场所的建设应符合真实性原则、高技术性原则和通用性原则，使其尽可能贴近生产第一线，尽可能体现真实的职业环境，体现专业领域新技术、新工艺。我院的传感器实训室在采用了传统的基础实训设备基础上，根据学习领域的要求在典型控制中，我们选择建设了智能楼宇的光控防盗、门禁控制、烟雾火灾报警控制等目前在智能楼宇中广泛应用的技术

（2）实训室的布局要打破传统学科式学生做实验两人一组的模式，按项目任务灵活布局，实现集多媒体教学、示教、实训与一体的多功能实训室，有利于“教、学、做”一体化教学改革的实施。

（3）在根据调研确定了学习领域后，聘请企业技术人员共同开发建设实训室，并且可以选择岗位群中典型工作任务项目，引进企业现有设备，聘请企业技术人员进行训练指导，确保学生能在真实工作环境下完成项目任务。

随着网络技术的发展，创新该课程教学实践环境的另外一个手段是，开展了网络化教学。建立专门的课程网站，充分利用互联网丰富的网络资源，包括网络项目训练视频、网络实验视频、电子课件、网上教学环境、网上课程介绍、传感器知识拓展等，形成较方便的上网条件；并且提供给学生相关网站网址，供学生上网浏览。

参考文献

[1] 张淑红.项目教学法在传感器课程改革中的应用[J].高等职业教育，2007.3.

篇（4）

中图分类号:G712.3 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0200-01

一、引言

《传感器技术》课程涉及机械、物理、化学,光学、材料、电子、生物、半导体、信息处理等众多学科领域,属于交叉学科,是一门理论性强、与工程实践紧密结合的课程。它在本专业的职业能力培养中起着承前启后的重要作用。在教学过程中,一方面要求学生具有扎实的基础理论和专业知识,另一方面也要求教师引导学生从各种繁多的被测量和测量仪器中归纳出检测技术的一些基本原理和特性,以便举一反三、灵活应用,培养学生的综合运用能力。

目前传感器技术课程的教学主要有两种方式:一为传统的按测量原理分类介绍传感器知识并基于理论假设项目教学,这种分类方法侧重于传感器的原理性知识掌握和传感器改革,这跟学生走上工作岗位后对传感器技术的应用需求不一致,且跟当前传感器的集成化、智能化等发展趋势相矛盾;二为以项目为载体进行教学,但是传感器本身种类繁多,单纯的以项目为载体进行教学涉及到的传感器太少,不足以涵盖传感器的整体状况,缺乏知识的系统性,不利于学生从整体上理解和掌握传感器技术知识。因此,结合职业院校以行业为先导、以能力为本位以及工学结合等特点,本课程改革结合以上两种方式的优点和当前传感器技术发展趋势来调整课程体系架构和教学方式。

二、课程改革理念

以教育部2006年16号文件精神为基准,根据我院自动化系电气自动化专业职业岗位的能力要求来改革课程,突出电气自动化专业学生的传感器选型与应用的职业能力培养。本课程的课程目标为培养学生传感器选型能力、典型测量转换电路设计制作能力、常见传感器安装、检测和维护能力;根据传感器技术的特点和发展趋势调整课程知识体系架构;根据该专业职业岗位的工作内容改革课程内容和能力达成项目;根据该专业职业岗位的典型工作项目来改革课程教学方法和手段。

三、课程改革思路

根据我院自动化系《电气自动化专业人才培养方案》确定的职业岗位群,面向西部电气电子电器产业,本课程改革采用工学结合的方式,注重学生素质培养,主要作了以下几方面的思考与改变:

(一)课程目标的改变。从传统的着重讲解传感器结构、原理与应用向培养选型、改革和制作具体传感检测电路的能力上转变。

(二)课程体系的改变。从传统的通过按测量原理分类介绍传感器以及前些年的纯粹以项目为导向学习传感器转变为按被测量(即功能)来实施传感器的教学,以使学生在了解传感器工作原理、特性的基础上,容易根据测量对象来选择传感器;引入典型的实际工程应用项目,指导学生应用选择的传感器进行信号处理电路改革和应用。

四、教学模式的设计

采用系统性知识教学与模块化教学相结合的方式,真实产品作引导、任务驱动组织教学工作,以学生为中心,小组合作为基础,在真实的环境下完成传感器技术的学习性工作任务,培养学生适应职业岗位的工作能力,实现与工作岗位零距离接触。

五、多种教学方法的运用

在典型传感器工程应用学习项目中,每个都是一个完整的工作过程,学生都会经历“资讯(信息收集)决策(拟定方案)计划(制定实施细则)实施检查评估总结分析提高)”六个阶段,老师带着学生完成六个阶段的工作任务,手把手教学生怎样做,让学生体会每一阶段具体工作任务,为走向工作岗位、参加工作积累经验。

在具体的理论、实训教学中,引入多媒体教学手段,讨论法、演讲法和反思法等微观教学法的交替使用,使教学过程丰富多彩,并且充分运用引导文等行动导向教学法,使得学生学习主动性、进取心大大增强。

六、结论

本课程改革秉承“以行业为先导、以能力为本位、以学生为中心、根据实际工作所需确定教学内容”的理念,以服务为宗旨,以就业为导向,走产学结合发展道路,融“教、学、做”为一体,强化学生职业岗位能力的培养开发。整个课程以传感器的典型技术、典型应用为主线,建立了按被测量(即功能)介绍传感器技术知识和以具体工程应用项目为单元、以典型控制项目为载体的课程内容相结合的结构。理论教学方法与实训锻炼相结合激发了学生学习的兴趣,提高了教学效果,使学生掌握了传感器技术的基本理论同时,学习锻炼了根据要求实施传感器选型、典型测量转换电路设计制作、常见传感器安装、检测和维护等能力。

参考文献:

[1]苑惠娟,秦勇,王洋,吴海滨,周真.检测技术课程的教学改革研究[C].Proceedings of 2010 Third International Conference on Education Technology and Training,2010(4):91-92

篇（5）

中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0001-03

Abstract：The engine manufacturing technology is very important to the quality of the car. The car engine production conveyor line in a sequential operation of the assembly line process. The automatic control system using PLC of the Germany Siemens company - 300 series controller as the main body of the whole conveyor line controller， I/O system as a control signal acquisition system， the Profibus field bus technology to communicate， automatically moving engine parts for linear， rotating， lifting， flip， and so on.Using WinCC software interface to form into a system operating monitor product quantity， production rhythm of monitoring. The team members on this basis， according to the actual production to make the corresponding transfer machine is suitable for school teaching practice system， the development of teaching equipment.

Key Words：Engine Production Line；Assembly Line Process；PLC Controller；Fieldbus；Automatic Line Training System

汽车的动力来自发动机。为了提高了工作的效率和优化了工作流程我们将发动机生产线分为5个子系统，包括缸体生产线、缸盖生产线、曲轴生产线、凸轮轴生产线及发动机装配线，以便对发动机主要零件进行机加工和装配。在每一条生产线上有多个完成不同作业的工位，在一定工位上安装的转台，举升台，翻转机等设备。如发动机总装工艺流程就包括：机体上线翻转涂胶、装后端盖装活塞连杆翻转拧紧连杆螺栓装机油泵、水泵装飞轮装离合器总成测定曲轴驱动力矩装油底壳装汽缸盖装机油滤清器、发电机装凸轮轴装变速箱装启动电机总成泄露试验送试验。在汽车发动机装配过程中，汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程，每个工位之间是流水线生产。本文研究的任务就是对发动机生产输送线进行规范化，模块化设计。这样对使用者来说，既简洁又节省时间。每个环节设计最优的自动控制系统才能保证生产的连续性和稳定性。

1 输送线设计方案

我们设计生产输送线主要采用摩擦辊道和启停式动力辊道、自动升降机系统、机械手。在线上为了方便在不同的工作面上装配，配备自动翻转机以提高效率。一条发动机装配线要保证发动机的装配技术条件，要保证装配节拍，实现高效率；要多机型同时装配，实现高柔性；要有效地控制装配精度，实现高质量。要实现以上几个方面必须从生产线的规划开始着手。要在总装线和分装线上设计柔性输送线。

1.1 现动机生产输送线应该具有如下功能

该输送线方案如图1所示。

1.2 设计输送器件

（1）轨道：轨道是整个摩擦输送系统的运行基础，平滑、顺畅的输送轨道是系统平衡可靠运行的关键。

（2）道岔：道岔是改变载货小车的行走路线的装置，按走向又分为分流、合流道岔两大类。

（3）停止器：停止器是用来控制工件在输送线路中的安全准确停放位置，通常布置在工件转挂处及输送线路发生变化的道岔处，主要是安全阻车的作用，防止台车因惯性或其它原因发生时，造成系统的损坏。

（4）止退器：通常和停止器配合使用，布置在停止器后边，用于防止小车运动惯性后退。止退板以本身的自重复位。

（5）移载轨道/升降轨道：因摩擦输送机有工位节距上的单元驱动，所以很容易实现物品（轨道）的平移、旋转和升降功能。

（6）升降机：升降机在输送系统中起着关。

1.3 输送线工位设计

（1）具体设计正常加工过程（各工位没有不合格）：走主干线，如下：

ap10ap…ap45..ap60D02D06D07ap80ap90D10AP80AP90ap95..ap900

（2）自动工位加工不合格时（以Ap80工位为例）走返修路线如下：

不合格时走：D10D9M80，M90（ap80，ap90返修工位）。如返修合格时D8D7D10ap95；如返修不合格时从转台D8下线维修下线维修后D8D7AP80AP90D10AP95AP900。为了提高效率，节省空间和资源我们将两个自动工位Ap80，ap90设计成共用一个返修工位m80，m90。

2 汽车自动生产线实训装置设计

结合发动机生产线工作原理和工艺，项目组成员开发了适合学校教学的汽车自动生产线实训装置本实训装置贴近工业现场要求，是典型的汽车自动生产线，设备从选材、工艺、流程、结构、控制等各方面都从实际工业现场出发，考虑工学结合要求，有机融合了机械、电气、气动、传感器、交流电机变频调速、步进电机驱动控制、伺服电机驱动控制、直流电机控制、PLC控制及工业通信等多种技术。通过该实训系统的工作任务训练，能较好地锻炼程序编写设计能力、自动线设计开发能力、自动线连接与调试能力、工程实施能力和安全意识。引导高职院校、机电及自动化等专业教学改革，满足汽车生产制造、自动化技术专业的核心能力训练要求，突出强调技术的综合运用。

2.1 传感器

首先选择能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的传感器。在发动机生产线上主要采用了光电传感器和电感传感器。

（1）光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现检测物体有无的接近开关；当光电传感器检测到发动机缸体时，气缸将发动机缸体推入存储货道。

（2）电感式传感器由三大部分组成：LC高频振荡器、开关电路及放大输出电路组成。因为发动机零部件大多数具有铁磁性质，就可以用电感传感器检测转台旋转到位与否，当检测到转台旋转到位时给PLC提供输入信号。

（3）光电编码器：用光电编码器来对升降的速度、距离、方向进行检测，以脉动信号的形式向PLC反馈，PLC根据输入的反馈信号来控制升降距离实现精确定位。

2.2 电磁阀控制

在实训装置中应用了大量气动控制技术如：

（1）无杆气缸：由单控电磁阀控制。当气动电磁阀得电，带动机械手向后移动。

（2）带导杆气缸：由单控电磁阀控制。当气动电磁阀得电，带动机械手向下伸出。

（3）双导杆平行气夹：由双控电磁阀控制。当气动电磁阀一端得电时，气动手指张开或夹紧。

2.3 实训装置模块化设计

该装置采用导轨式型材，其上安装有上料台、行车机械手、输送辊床、提升机、循迹搬运车、堆垛机、转台站、4轴搬运机械手等工作站及相应的电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器及交流电机模块、步进电机驱动模块、伺服电机驱动模块、直流电机模块和各种工业传感器等控制检测单元。采用西门子S7-300 PLC实现系统控制，真实再现汽车工业自动生产线中的输送、搬运、暂存、协调生产的过程。它在接近汽车工业生产制造现场的基础上又针对教学及实训目的进行了专门设计。如行车机械手站主要由伺服电机及驱动器、步进电机及驱动器、继电器、限位开关、磁性传感器、涡轮蜗杆减速传动机构、齿轮齿条传动机构、滚珠丝杠传动机构、高精直线导轨、双导杆平行气夹、双控电磁阀、工业铝型材、钣金结构件、机械零部件构成。

2.4 接线端子设计

该实训考核装置PLC模块I/O端子、变频器接线端子、各常用模块接线端子，均采用安全型插座，使用带安全插头的导线进行电路连接；各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路通过端子排进行连接。插拔线连接电路与端子排连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠。用于教学，可按工作过程导向、工学结合的模式规划教学活动，可完成多种工业现场环境下的技能培训任务。

3 实训装置软件设计

以行车机械手为例进行说明软件设计（见图2）。

4 WinCC的监控能力开发及Profibus总线的运用

PLC的程序设计能力、WinCC的监控能力和Profibus总线应用能力是自动化技术的专业技能人才不可缺失的知识，本课题对控制结构、硬件连接、软件开发现场总线、系统接口、人机界面进行了设计。采用Prifibus现场总线网络技术完成各工位间的通讯。组建的现场信息监控系统，完成了装配线上的信息采集、生产下达、工位监控及装配提示等功能。

西门子S7-300PLC作为控制器，其本身集成MPI及PROFIBUS DP通信口，在发动机生产输送线上用德国西门子公司的可编程控制器S7-300直接将控制数据传递到控制系统中，而且有上位机的实时监控，真正做到自动控制。

本课题Profibus的成功运用对生产厂家的经济效益提供帮助很大。由于系统运行平稳，通讯可靠性好，从而减少了维护的必要性，同时又保证了产品的质量，大大节约了生产成本；而从另外一个方面来看，由于Profibus现场总线使得建设期间工程量也大大减少―― 包括布线工程量和工程师操作编程工作量，所以对生产厂家来说，真正做到了投资少见效快。

5 控制系统的调试

虽然本项目庞大，通讯点很多，但是各个子系统设备很大部分是相同，也具有一样的控制要求，因此，我们将整个项目按照设备划分成的不同的功能组，这样可以增大一次开发的利用率，避免了重复开发，节省时间和成本。

升降机的自动控制是项目中的难点，主要是因为升降机的自动控制如果故障就有可能将设备以及车体损坏，对一次调试成功的要求很高。升降机虽然有硬件保护措施，需要特定条件，比如升降机只有在失电后，抱闸将会抱死，因此，对于升降机控制程序的编写需要反复修改，模拟试验，才能保证调试中的万无一失，不会出安全事故。

6 总结与评价

（1）提高了生产效率和管理质量。由于该项目大量应用了先进的西门子自动化驱动系统，从画图、硬件、软件和培训实现标准化、模块化，这样可以将项目细化，大家分工合作。由于自动化系统提高通讯速率使发动机输送线的工艺水平得到提高产品质量好也增加了企业的效益。

（2）提高了生产的安全性，减少了事故的发生。由于该项目方案中对生产安全相当重视，设有很多急停按钮，在编写程序中，对重要设备有多重保护，从而保证了设备、人身的安全。

（3）加大了设备可靠性。传感器使用时对设备的输入输出点都是双重对比的，保证点的信号都是真实可靠，设备的故障率降低了，生产的安全性就提高了。

（4）交流电动机启动和停止更加平稳、准确。由于起动器在转台控制系统中的使用，使电动机平滑升高端子电压，可以实现无冲击起动，因此可以最佳地保护电源系统以及电机。变频器不仅仅是改变电机的转速，因为转速的下降，势必带来力矩的改变，使转台的带载能力大大提高。

（5）通过三届学生的实训验证，课题开发的实训设备在工作的状态下说使用的各种传感器、控制电机、机械设备能够达到规定技术指标，并且具有短路过载保护。

参考文献

[1] 胡云萍，刘文婷.汽车发动机原理课程教学改革研究[J].科技创新导报，2013（7）：180.

篇（6）

学生学习方式多以强调合作与交流的小组形式进行。学生通过主动和全面的学习，可以达到脑力劳动和体力劳动相统一的效果。该次教学采用围绕教学内容的理实一体化教学模式，以“汽车节气门位置传感器故障诊断与维修”学习任务为驱动，通过创设独特的学习情景，锻炼学生的专业能力、分析能力和沟通能力在内的各种职业能力，体现以行动为导向的教学特点。课堂上让学生进行汇报交流、活动反馈，让学生充分展示自己思维过程，学会研究问题、解决问题，使学生逐步从“学会”到“会学”，最后达到“好学”的境界。

二、教学资源分析

1.教材分析选用的教材是中国劳动社会保障出版社出版的《汽车电控发动机构造与维修》以及配合使用《THCEZX-1A型汽车整车电气系统实训考核装置技术手册》。2.学情分析授课的对象是笔者学院2011级汽车维修专业的40名在校学习一年以上的高级班学生。该次教学之前，该班同学已完成帕萨特轿车节气门位置传感器的功用、工作原理等理论知识的学习，对帕萨特节气门体也已有了初步的了解，掌握了电路故障诊断必需的工量具使用方法和实训考核装置的相关操作。存在的不足是部分学生的理论知识基础较差，特别是对电路图的理解掌握不足，逻辑分析能力较弱，对故障排除的方法掌握较少。3.教学环境分析教学地点：汽车电控实训室。教学设备：10台THCEZX-1A型汽车整车电气系统实训考核装置。教学工具：X-431解码仪10台、汽车专用万用表10块、世达工具车10台、帕萨特全车电路图10册，理实一体化教室。

三、教学目标分析

1.知识与技能目标学会使用解码仪读取故障码和数据流；会正确使用万用表在实训考核装置上检测帕萨特节气门位置传感器各连接点的电压、电阻等参数；会对所测电压、电阻参数与正常参考电压及标准电阻进行对比分析，进一步查找故障原因，确定故障点。2.职业能力目标通过帕萨特节气门位置传感器的检修过程，发展职业能力。通过“解读用户报修阅读电路图确定电路图中的测量点编制检测计划、准备工量具检测并进行故障分析实际修理交车验收”等实际工作流程体验，养成全程解决问题的思维习惯。小组成员进行探讨，借助教材、电路图、任务书来制订计划并加以实施，养成手脑并用、主动探究的学习习惯。3.情感目标模拟接待客户流程，养成知文明，懂礼仪的现代客服理念。培养学生的安全文明意识。小组成员互相协作学习，学会交流，学会合作，增强团队意识。评价分步跟进，引导学生手脑并用、主动参与，养成“先思而后行”的习惯，灌输快乐修车理念。

四、教学重点及难点

1.教学重点正确使用解码仪调取故障码及数据流，帕萨特节气门位置传感器故障分析，帕萨特节气门位置传感器的原理解读及电路图应用分析，故障检测流程及实训检测与维修练习。2.教学难点电路图中电气元件或接插件插脚位置与实际车辆的对应查找及数据测量，电气故障的诊断思路及方法。

五、教法和学法

1.教法案例教学法：为学生提供有关背景材料，让学生对材料进行处理、分析，最后提出自己解决问题的观点。任务驱动法：在案例中包含任务，学生以完成此任务为目标，通过自主探索，进行完成任务的实践。2.学法（1）分组实训法。设置帕萨特全车线路考核装置K31的故障（EPC灯常亮，加速踏板失效）。教师通过多媒体、实操演示后，将40名同学分为10个小组。每组选出一名组长，组长充分发挥组织协调作用。在任务实施过程中，一名同学完成实训操作，其余同学观摩评价，并对该同学在操作过程中存在的不足提出建议。在课堂上为了充分发挥学生的主体地位作用，调动学生学习的积极性，在整个教学过程中贯穿采用自主探究、协作学习的学法。为了达到较好的教学效果，采用多媒体和理实一体化教学。

六、教学过程分析

1.教学流程设计根据该章节内容，设计了汽车维修工作流程模拟图，引导学生在小组合作中完成“汽车节气门位置传感器故障诊断与检修”工作任务，实现学生对帕萨特节气门位置传感器工作过程的理解，掌握线路分析检修和工量具使用的基本技能。2.教学环节设计（2课时，90分钟）（1）温故知新（5分钟）。待同学们分组坐定后，提问上节课所学内容，为本次课的实习做铺垫。（2）案例导入（10分钟）。通过实际案例导入本课，在实训考核装置设置K31故障，演示故障现象。每组学生利用实训考核装置观察故障现象，并且使用解码仪读取故障码及数据流。（3）分析原因及诊断流程（20分钟）。启发引导学生讨论并对学生提出的各种可能原因帮助他们进行梳理归纳。（4）任务实施（45分钟）。教师利用多媒体摄像设备对本次实习的过程及注意事项提出建议，巡回指导并引导学生自主完成实训操作。每个组的学生利用本组的帕萨特实训考核装置、仪器及帕萨特全车电路图，参考上述思路和方法进行故障诊断，确定故障部位。（5）评价小结（10分钟）。梳理本项目涉及的知识点和技能点。点拨学生将知识和技能应用到其他领域，实现知识迁移。教师参与学生评价过程，协助学生进行检修经验总结，教师讲评。

篇（7）

如今，电子技术已经成为各个行业发展的基础，为了更好地适应社会发展的需求，笔者学校电子技术应用专业本着以提高学生素质为基础、以提高学生职业能力为本位的目标，进行综合应用项目课程的开发与实施，有效推进了该专业的教学改革。

一、项目课程开发指导思想

项目课程开发贯彻“全面推进素质教育，以就业为导向，以能力为本位”的职业教育理念，为适应中等职业教育人才培养模式、教学模式、评价模式的改革需要，按照“教育与产业、学校与企业、专业设置与职业岗位、课程内容与职业标准、教学过程与企业生产过程”对接的教学改革要求，更新教材内容，增强课程的针对性、实践性和实用性。

二、电子技术综合应用项目课程的开发

1.确定人才培养规格，制定课程目标

笔者学校根据岗位群的胜任程度、必备的专业技能和专业素质制定电子技术应用专业毕业生业务规格，并根据人才培养规格，制定综合应用项目课程目标。

（1）电子技术应用专业毕业生业务规格。具备简单的电气识图能力和电路分析能力；具有较好的焊接技能，掌握嵌入式系统、FPGA、DSP、BGA先进的封装与安装方法；掌握常见仪器仪表的使用技能；有一定的线路应用设计能力，掌握电子电气自动化控制理论、可编程控制技术和单片机控制技术，能运用Protel软件绘制电路原理图，能正确设计PCB印刷电路图；掌握专门化自动控制仪器设备的使用技能；了解行业工作流程，掌握管理标准（如ISO9000、7S等），能解决本专业的一般技术问题，具有一定质量评估能力；具有较强的团队合作和吃苦耐劳精神，具有创新精神、实践能力和较强的适应职业变化的能力；具有多途径获取信息、处理信息和技术交流的能力；取得与本专业工种相关的1～2个中级工以上职业资格证书；具有从事本专业工作的安全生产、环境保护、职业道德等意识和忠于职守的敬业精神。

（2）制订课程目标。通过学习，了解电子产品的设计和制作的一般过程，掌握用Protel软件绘制原理图和PCB图，掌握电子电路的安装调试方法，掌握相关资料的查阅方法和途径（书籍、手册、图书馆、网络），能读懂简单的电子电路，能设计简单的电子电路，正确选用元器件和材料，提升学生的综合能力。

2.根据课程目标，演绎学习领域

电子技术综合应用学习领域主要包括输入信号、信号处理电路、控制对象及输出信号三大块内容。其中输入信号有开关信号、温度信号、磁信号灯7个内容；信号处理电路有放大电路、比较电路、延时电路等10个内容；控制对象及输出信号有控制对象、显示对象等4个内容。

3.精心设置项目，构建课程体系

通过工作任务分析，把本专业所对应的职业或职业群中需要完成的任务分解为若干个实训项目课程，设置与现实场景相近的九个电子技术综合应用学习项目，包括直流稳压电源项目、多量程直流数字电压表项目、水位控制器项目等，并根据项目构建相关课程知识体系，涵盖学习领域知识和能力目标。如直流稳压电源项目，涉及串联型稳压电源的工作原理、印刷电路板装配、电路安装调试等知识和Protel软件应用能力。

4.构建内容框架，编写项目内容

以《水位控制项目》为例。

（1）设置情境，提出问题。项目的提出需要考虑问题来源于实际，难度应符合中职学生的学习能力和知识结构要求，解决的方法应符合专业要求。水位控制项目问题的提出要设置以下情境。

某一区域的地势比较低，下雨经常会积水，需要建立一个泵房，一旦积水超过一定的水位就需要用水泵把水抽出。现在需要一个控制电路自动完成这样的操作，实现对水位的自动控制。该水位控制器的具体要求是：通过水泵把水位控制在一定的范围之内，水泵的功率为5kW；水位一旦超过警戒水位，水泵开始运行，直到水位降到低水位时水泵才停止运行。

（2）问题分析，情境转化。电子线路本身只能处理电信号，也就是说只能处理电量信号，如电压、电流、电阻等。而现实生活中大量需要处理的问题是非电量信号，如温度、压力、流量、位置、长度、重力、光量、磁量等。对于电子线路而言，处理非电量都需要专门的装置――传感器。传感器的作用就是要把非电量信号转变为电信号。本项目中水位的高低就是一个位置信号，必须用传感器把水位高低的位置信号转变为相应的电信号，才能用电子线路对该信号进行处理，然后驱动水泵控制水位。

水位的检测有多种方法，但用电子线路来处理就离不开传感器。由此引出传感器的概念，介绍有关传感器的相关知识，把传感器技术这些新知识融合到项目中，而不是单独地设置传感器技术课程。本项目侧重于实际应用。

（3）形成框架，编写内容。首先，确定关联知识。学习传感器技术中相关新知识，复习模拟电子技术中运算放大器的知识和应用、数字电子技术中的触发器知识和应用、三极管构成的驱动电路、小型直流继电器的相关知识和应用、 电动机的（水泵）的工作原理。其次，形成知识框架。提出问题到分析问题（包括传感器基本知识的学习、项目电路分析和电路元器件的确定），再到用Protel软件绘制电路原理图、印刷电路板的绘制、安装调试本项目电路、项目总结。最后完成项目内容的编写。

5.合理确定课时，核算实训成本

本课程应安排在电工基础、电子线路、电子线路技能实训、计算机基础等课程学习之后，即安排在高二下学期和高三上学期，周课时在16节以上（其中不包括给学生一定的自由支配时间），用一年的时间完成学习任务。完成一个实训项目，除学校提供的实训条件之外，学生自备电子线路实训工具一套及电子元器件和材料，电子元器件和材料成本核算约为50元/项目（套）。

三、电子技术综合应用课程的特色

1.基础性促进专业能力提升

课程内容涵盖专业的基本知识与基本技能，融入解决问题的基本方法，能有效促进学生专业能力的提升。一是涵盖基础理论知识。在项目中包含了如电工基础、电子技术基础、传感器技术等学科的基础知识，知识的呈现自然融合在各个项目中。二是涵盖基础技能。在项目中包含现有电子技术应用专业应具有的专业技能，如电子产品的焊接装配技能、常用仪器仪表的使用技能、常用电子装配设备的操作技能等。三是融入解决问题的基本方法。在项目中呈现了问题的背景、解决问题的思路，要求学生在项目的信息收集、计划、决策、实施、总结等环节中去发现问题并提出解决问题的方案，在体验实际工程产品（项目）生产的过程中，掌握解决问题的基本方法。

2.整合性凸显职业教育特点

课程将传感器技术、电子技术、单片机技术、计算机辅助设计技术和电动机电气技术等相关内容进行有效整合，并注重项目之间新知识的衔接与梯度，使开发的综合性项目课程实现多学科知识与技术相互融合，并将理论与实践有机结合，将关键的知识点、基本的技能融合在完成实践项目的过程中，综合性强，彻底打破了学科体现的课程模式，凸显鲜明的职业教育特点。

3.职业性突出职业能力培养

课程以电路分析、设计、制作、安装和调试能力为基本目标，通过任务引领项目活动，以工作任务分析为项目涉及的源头，以产品和操作程序为逻辑线索展开，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择和组织课程内容，实现工作任务与知识的有机结合，并以知识性、趣味性、实用性和产品化为特征，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，能有效提高学生的职业能力。

4.实践性实现多元培养目标

项目课程的实践性，能有效实现知识、技能和能力等多元培养目标。如水位控制项目的知识培养目标为：学习传感器技术新知识，应用电子技术基础中的驱动电路、触发器，以及电动机（水泵）的工作原理等原有知识，提高学生学习的兴趣和应用能力。技能培养目标为：应用Protel软件绘制电路原理图、印制电路板图，编制采购清单、安装、调试电路。能力培养目标为：以小组合作的方式，通过网络、图书馆、书店、询问等渠道完成资料和信息的收集、元器件采购、电路安装与调试等，培养学生的职业能力。

5.先进性体现电子技术新发展

在开发的课程中，融入技术更新与产业升级带来的电工电子新知识、新技术、新材料、新工艺，较好地把握基础知识与新技术的衔接和知识的延伸，适应新产业、新工种的需求。例如融入单片机、传感器、贴片元件等新技术、新器件的应用。在电子电路设计与制作中，从分立元件电路转向集成电路，加强对集成电路方面知识的学习与应用，弱化对集成芯片内部电路的分析，突出集成电路外部特性和功能应用等，充分体现了课程的先进性。

总之，电子技术综合应用项目课程开发与实施，是中等职业学校教育教学改革的发展方向，它必将带动职业教育教学改革的整体推进。随着项目教学的不断深化和发展，教学实施过程体现了“以能力为本”的价值取向，培养出来的人才必将更好地适应社会的需要。

参考文献：

[1]许国庆.高职项目课程的理论基础与设计[J].江苏高教，2006（6）.

篇（8）

一、智能家居概念

智能家居就是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。它是通过采用先进的计算机、通信、布线和控制技术，建立一个由家庭安全防护、网络服务和家庭自动控制等系统组成的家庭综合服务与管理集成系统，从而实现全面的安全防护、便利的通信网络以及舒适的居住环境的家庭住宅。

二、ZigBee技术简介

ZigBee技术是一种重要的短距离、能实现双向无线通信的技术，由于它具有低成本、低速率、低功耗、低复杂度这些特点，通常被用于自动控制和远程控制领域。ZigBee协议框架结构主要包括物理层、媒体访问控制层、网络层、安全服务层、应用层等五个部分。

ZigBee技术自组网的网络拓扑结构主要有星型、树型和网状三种，在组网时可以根据项目自身的实际需要来选择其中一种或多种网络拓扑结构。与普通网络一样，每个ZigBee网络至少有一个类似于路由器功能的器件——协调器，和若干个终端节点，这样就能建立网络并对网络施行协调功能。

三、智能家居实训系统设计

（一）系统功能需求

根据实现原理及功能来划分，共包含智能网关板、LED灯光控制板、轻触开关控制板、485信号控制板、温湿度光敏采集板、报警监测控制板、节点配置模块、窗磁报警器控制板等八种。系统通过物联网应用上位机管理软件可实现智能照明、智能安防、人脸识别门禁、智能音响、智能冰箱、能耗监测、环境监测、智能窗帘等子系统的功能。

（二）系统总体设计

智能家居实训系统是以ZigBee技术为基础，综合网线网络通信技术、建立起来的一套完整的家居控制系统。本系统需要在家居设备之上安装与之功能相对应的节点模块，这些节点模块包括了传感器、执行器和通信模块。各个节点模块将各自采集的信息经过处理之后通过家庭控制子网传输到家庭控制中心，家庭控制中心将信息上传到家庭网关，家庭网关响应用户远程提交的查询指令通过Internet将结果反馈到用户手中的移动终端之上。用广的控制指令按照相同的路径传输给节点模块执行设定操作。

本系统实现对物联网三层（感知层，网络层，应用层）的全方位技术运用，比较全面的兼顾了物联网所涉及的各类技术，包括无线传感器硬件、嵌入式软件系统、Wifi、Internet端应用软件开发教学，设计提供了智能家居多个子系统的应用实训。

系统提供了功能强大的以ARM处理器为内核的网关硬件和自主研发的网关核心软件，不仅能完成多种无线网络管理，传感器和射频识别信息处理，而且可以通过不同无线和有线网络路径，将数据传输到上位机管理平台，并存入数据库，支持远程访问，并运用虚拟技术仿真智能家居场景及设备解决场地及设备制约因素。

（三）系统详细设计

系统主要包括ARM11 处理器S3C6410和Zigbee模块组成的家庭网关 、无线路由器、Zigbee 终端设备（ 如红外探测器、门磁开关和火灾探测器和烟感燃气探测器等）。

系统的内部结构呈 Zigbee 星型网络结构，由传感器获取的相关数据以及各种电器状态的信息，从终端节点模块传送至家庭网关，用户和家庭网关链接到同一个无线路由器，这样用户就可以通过internet用户界面管理家中电器状态。

1.系统主控制器

智能家居主控制器接收由协调器传输来的各类传感器返回的状态信息，通过事先由用户设定好的各个指标如温度、湿度、光照条件等信息的阈值进行综合智能判断，并采取对应的控制措施发出各类家电控制指令。

家庭网关是以ARM11处理器为核心开发的，管理整个系统的终端节点。实训系统中协调器管理与控制整个Zigbee 无线传感网络，每个终端节点设备都加入网络，并通过此网络进行数据的保存和处理。

2.终端节点

系统中的终端节点采用集微处理器和RF收发芯片一体的SoC芯片 CC2530 作为主要硬件平台，模块不仅具有ZigBee 收发模块，还有一个MCU 内核的单片机，通过继电器采集传感器信息、转发命令和控制设备的运行状态。

系统中的终端节点包括三表计量节点、环境温度湿度监测和控制节点、报警信号采集节点、家电控制节点、灯光控制节点等。主要进行环境中温度、湿度等各种数据的采集、非法闯入、火灾或有毒气体等意外灾难情况的探测以及对各种家电设备的控制。

四、总结

本文在深入了解智能家居系统的基础上，设计出了基于无线传感器网络的智能家居实训系统“设计包括了智能家居系统的硬件设计和软件设计两方面”。与传统的基于综合布线技术的智能家居系统相比，存在一些优势，但智能家居实训系统通信质量及稳定性和可靠性的好坏及用户操作的便利性直接影响了智能家居的品质，因此，我们需要进一步完善系统。

参考文献

[1]满莎，杨恢先，彭友，王绪四.基于ARM9的嵌入式无线智能家居网关设计[J].计算机应用，2010.

[2]李强.基于ZigBee技术的智能家居设计方案[A].天津市电视技术研究会2012年年会论文集[C].

[3]赵雨境.物联网时代的智能家居系统[J].物联网技术，2013，5.

篇（9）

1） 嵌入式与物联网行业的技术发展现状、要求传感器与检测技术课程的教学过程当中将教学重点放在传感器应用技术、传感器敏感元件组成的模块设计、传感器模块采集的数据到计算机之间的传递[3]。因为只有这样，才能将传感器技术作为应用技术直接提供到上位机，使得其能够作为物联网信息空间中的前端信息采集部分而使用。

2） 物联网的信息空间中的基本节点为计算元节点[4]，该节点作为信息空间中的终端节点构成了物联网前端网络组成的基础设施。需要看到的是异构型网络中的绝大多数计算元节点将是带有传感器的简单型网络，其基本通讯方式很多为传统的RS232、RS485通讯，因此传感器与检测技术课程教学当中已经不仅仅是单独的传感器部分，仍然需要引入通讯部分的介绍。

3） 目前的传感器与检测技术课程当中的开设专业对课程教学内容安排的影响很大。在机电类专业传感器课程当中，强调了对被测量的检测为目的的应用型传感器实践知识，这仅能体现在教材的改革上，尚无法体现在实际教学改革当中。在电子类专业传感器课程当中侧重于传感器原理、基本结构等内容的教学过程[5]。这种方式对于本科阶段学生而言是非常合适的，但是高等专科院校的学生难以接受理论为主的教学方式，况且这种教学方式对于以高职高专学生为培养对象的、获取技能为首要目标的教学任务没有起到推进作用。

4） 物联网行业的高速发展对传统行业造成了巨大冲击，原来的独立传感器功能已经无法满足物联网行业的需求，这种孤立点由于不具备通讯能力，故此无法作为信息采集前端加入到物联网的传感网络当中[6]。因此，在传感器与检测技术教学过程当中，从教材改革到课程改革都要求加入通讯部分与计算机部分的内容，作为其为物联网前端信息传感网络的能力而扩充。

5） 在高职高专计算机的嵌入式系统工程专业与物联网应用技术专业的传感器与检测技术课程的教学当中，传统的教学模式与教学方法都难以应用。隶属于电子工程专业的传感器与检测技术课程教学内容深度较大、技术孤立性强应用困难；而机电类专业的传感器与检测技术强调了独立传感器模块的应用，面向被测量的教学方式对于在计算机专业而言如果也采用类似做法，显然对于计算机专业的高职高专学生无法接受。

6） 在目前的课程实践教学当中，实际教学用具相当缺乏，很多技术较为先进的学校采用了软件仿真的方式进行传感器课程的教学工作。但是传感器模块是孤立的模块，最终需要一个相对比较大的硬件系统，作为对该课程中每个独立模块进行支持的载体[7]。

综上所述，在现在的高职高专计算机专业的传感器与检测技术课程开设过程当中，选择偏向计算机方向的教学方式与手段就是必要的。其中尤其是配套实验电路的设计与实现也成了一个需要重点关注的问题。针对此问题，本文就设计与实现了一套针对计算机方向的嵌入式与物联网专业的教学实验电路。

1总体架构设计

考虑到专科院校目前学生的总体层次，如果考虑了过于复杂的内容将会导致学生无所适从，如果太过简单学生又无法获取实际知识。这里需要考虑的两个典型的问题：第一个问题就是不能过于理论，但是也不能完全没有理论支持；第二个问题是实践不能过于复杂，但是又要兼顾到一定的实用性。综合这些因素，我们大致对实践电路系统的设计规划为：将传感器模块、自动控制技术、简单计算机通讯技术联合起来，设计与实现一个相对实用、相对简单的计算机干预测控系统。同时，考虑到该系统应当具有一定的实际应用功能，则我们设计了一个计算机干预室温自控系统，其大致的架构设计如下图示：

图1示意了一个室内恒温自动控制系统，照明系统当监控到室内有人的时候开启，当离开的时候关闭。室内恒温系统则利用温度传感器控制温度发生装置将温度恒定在一定范围之内。并且该系统的全部情况可以向计算机反馈，包含温度、是否有人、是否开启温度系统、是否开启照明系统等功能，计算机也可以实时通过远程调整温度范围的设定值。该系统的基本功能描述为：计算机能够随时干预该系统的开启工作状态、停止系统的工作状态、在系统的运行过程当中对系统的某些参数进行调节。

2模块设计与实现

依据总体架构的设计，下面逐个实现上述系统中的硬件部分。

1） 光电传感器模块

光电传感器模块的原理图设计如下图示：

这里这个模块的设计事实上并无必要，但是可以作为学生初步入门掌握的第一个模块，尤其是掌握DXP软件电路设计，并初步进行焊接与调试工作。

2） 继电器模块

继电器模块的原理图设计如下图示：

3） 温度传感器模块

温度传感器模块的原理图设计如图4示：

4） 通讯模块

通讯模块的原理图设计如下图示：

3算法设计

在考虑算法设计的时候，首先考虑前面提到的进程之间的通讯与互斥的问题。这里通讯是指进程之间的通讯，另外一个就是进程互斥的问题。那么这两个进程显然就是互斥的关系。下图就通过系统的应用功能行为来说明这些问题。

在图6中有两部分任务需要完成，左边部分为工作状态需要完成的任务，右边是非工作状态需要完成的任务。基于上述分析，给出参考算法如下：

算法1.1 主流程算法

算法：单片机端主流程

S1：系统初始化

S2：在无限循环中做如下事件

S2.1如果上位机有命令发来

若为启动工作过程命令

{

启动工作过程；

}

否则关闭工作过程；

S2.2如果数据收集完成

{

向上位机系统传递测到的系统状态数据 }

}

另外一个要点就是获取计算机发送过来的命令，参考第九章的方法即可，这里直接给出算法描述：

算法：单片机使用中断接收上位机一串符号的算法

输入：上位机发来的一个字节

输出：合法的字符串

S1：清除发送标志

S2：判断当前字符是否为包头

如果是包头，清缓冲准备从缓冲区起点开始存放数据

S3：如果当前是最后一个字节位置，则判断当前读入的字符是不是包尾

如果是则通知主函数可以读命令了

S4：存放该字节数据到当前缓冲位置

S5：缓冲区存放位置下移一个字节

S6：调节缓冲位置边界

算法1.2 接收计算机接命令与分析算法

3系统验证

硬件系统的设计思想基于模块化设计方法，只需要考虑如何实现图1的设计目标即可。在图1中，只需要明确考虑几个接口部分的连接方式、并采用确定的连接来练好这些接口线路即可，确定需要连接的几个部分如下：

1） 计算机与通讯模块的连接方式。

2） 单片机板与通讯模块的连接方式。

3） 单片机板与继电器模块的连接方式。

4） 单片机板与光电传感器模块的连接方式。

5） 单片机板与温度传感器模块的连接方式。

6） 继电器模块与外部受控的市电电路部分的连接方式。

7）继电器模块与外部受控的温度调节电路部分的连接方式。

下面就这几个方面的连接进行实际连接，并最终在实际线路连接完成之后，采用一定的方式进行简要测试，以确定这些线路连接均无问题。

连接好硬件之后需要对硬件进行测试工作，下面我们就列出这些步骤进行硬件测试工作：

第一步：连接好硬件核心板与硬件模块

第二步：新建一个工程，并编写代码

第三步：编译软件并生成hex文件

第四步：下载hex文件到核心板

篇（10）

关键词：MSP430单片机；温度计；实训

1 概述

单片机应用广泛，成本低，种类多，功耗低，能够方便地组装成各种智能的控制设备，能够完成相对比较复杂的控制任务，环境适应性较强，可以很方便的实现多机和分布式控制，已成为微型计算机的一个重要分支，发展速度极快。单片应用人才需求广泛，高职院校在计算机应用类职业人才培养中大多开设单片机应用类课程。专业实训是高职人才培养中的重要一环，包括了从知识准备到实训器材选择、从程序设计到电路设计等环节，对提高学生实践能力起到了重要作用。

2 实训设计与要求

本实训采用现技术已比较成熟且难度适中的“数字温度计”制作作为实训内容。根据系统的设计要求，选择DS18B20作为温度传感器，可以省去采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及串/并转换电路，可以有效简化电路，缩短系统的工作时间，降低了实训难度。选择MSP430单片机为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。本实训采用MSP430单片机作为核心部件，MSP430系列单片机是一种16位的单片机，相对于8位的51单片机来说，它具有功能丰富、较大的内部RAM和程序存储空间，适合开发较复杂的系统。采用C语言开发，程序更容易编写和较好的可读性，可以大大提高软件开发的工作效率。

温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到MSP430单片机上，经过单片机处理，将温度在LED数码管以动态扫描法实现显示。系统由主控制器、测温电路和显示电路3个模块组成。

对学生实训具体要求如下：

（1）熟悉各元器件原理与使用方法，编写程序，实现以单片机为核心器件，使用温度传感器采集温度，通过LED数码管显示器显示温度值。

（2）编写程序，通过液晶显示模块实现汉字和温度值输出显示，实现温度报警功能。

（3）设计制作独立完整实验电路。

3 实训器材

采用MSP430-DEMO16X开发试验板，单片机的所有引脚都已经引出，便于学生进行扩展试验，并对实验的原理、实验环境配置和源程序都进行了详细的说明。使用IAR Embedded Workbench V3.42A MSP430集成开发环境。

MSP430-DEMO16X开发试验版集成了MSP430F169单片机、MAX7219显示驱动器、DS18B20温度传感器，DS1302实时时钟芯片、LED数码管、蜂鸣器等器件。为进一步提高实训的难度增强实训效果，还需准备1062液晶显示模块和12864多功能液晶显示模块各一块。

4 实训过程

（1）知识准备阶段。在之前的教学过程中和在实训的开始阶段让学生熟悉MSP430-DEMO16X开发试验版的结构使和用方法，各应用元器件的原理、功能、各引脚作用，各元器件之间的连接方法。

（2）程序设计阶段。由于MSP430-DEMO16X开发试验版已将各器件进行了连接，在熟悉硬件后即可指导学生进入程序设计阶段。

系统程序主要包括：①主程序。主要功能是负责温度的实时显示，读出并处理DS18B20的测量温度值；②读出温度子程序。主要功能是读出随机存储器中的内容并进行校验；③计算温度子程序。计算温度子程序将读取的值进行十进制的转换运算；④温度转换命令子程序。主要是发温度转换开始命令；⑤显示数据刷新子程序。主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作，进行显示移位操作。

在这个过程中要详细讲解各部分程序的功能，并给出流程图。让学生在IAR Embedded Workbench V3.42A MSP430集成开发环境中编写程序，写入单片机，在实验板中进行实验。在此过程中，教师要以答疑为主，不要参与学生具体程序的编写与修改，要充分发挥学生的主观能动性，让学生相互协作交流。根据多年的教学经验，或是因输入错误或是因逻辑错误，必然有相当数量的学生编写的程序无法在实验板中运行或是能够运行但不能正确显示结果，所以要在程序设计阶段开始后的一个较为合理的时间点，给出条理清晰可执行的参考源程序，让学生能够对照查找问题所在，提高应用能力。在给出源程序前应先让学生上交各自编写的程序，作为实训成绩评定的一个依据。

（3）巩固提高阶段。在学生能够编写程序在LED数码管中正确显示温度后，让学生使用液晶显示模块实现汉字和温度显示。这个过程主要是巩固温度采集与处理部分的知识，掌握液晶显示模块的使用和编程输出。教师要在之前教学过程教授的知识基础上详细讲解液晶显示模块的连接方法，并给出应用实例和参考程序，在此基础上让学生，设计液晶显示电路和编写液晶显示程序，在程序中加入温度判断功能实现温度报警，并显示报警原因。

篇（11）

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）04（b）-0163-02

我国高等职业学院培养目标《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》指出：“高职高专教育是我国高等教育的重要组成部分，培养拥护党的基本路线，适应生产、建设、管理、服务第一线需要的，德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用性专门人才。”

为了适应专业技术发展的要求，国家对高等职业院校的硬件建设投入了巨大的财力，然而目前各种先进设备更新很快，有的甚至3～5年就更新一代，有的学院实训用设备利用率较低，如何保证学生既学习了专业知识技能又充分利用实训用设备是非常重要的。

我院于2008年引进了北京杰创永恒科技有限公司生产的“ED-2000自动化生产线”作为机械与自动化专业学生的综合实训设备，本系统选用可编程序控制器（PLC）作为主要控制手段。控制功能是通过3个气缸、一个直流电机产生推进和摇臂动作依次完成工件的传送来实现的。为确保系统的运行可靠，在系统的初始位置装设有光电传感器用于检测工件，另在每个气缸和摇臂电机的原位和到位处均装有接近开关或微动开关，以保障执行机构动作的准确性。

对于这条生产线，相比于其它高职院校的自动化生产线，机械零件过于小巧、学生易损坏，设备陈旧、不符合近年国家或北京市职业院校机电设备相关知识比赛规定，但是，它却包括了典型的机械部分和电气控制部分，不管专业技术如何发展，其基本机械和控制原理本质上是不变的，因此我们增改实训内容，调整学生实训时间，加强设备的利用率，全面提高学生的职业技能。

2012―2013学年，我院为机械制造与自动化专业学生安排了专业综合实训，利用ED-2000自动化生产线，我们圆满完成了教学任务，实训内容具体安排如以下几点。

1 观察生产线

为了培养学生对ED-2000自动化生产线的认识，首先让学生观察其外形，教师演示其完成的工作过程，然后让学生写出其工作情况。

2 学习机械部分

学生每4人分成1组，每组发一个电工工具箱和整理箱，首先学生把生产线上各零部件贴上标号后，让学生拆散此生产线机械零部件，然后每组学生组长绘制本生产线的装配机械工程图纸，组员1和2绘制不同典型机械零部件的三视图，组员3进行生产线中用到的典型机械零件制造与加工分析。

这样，学生在机械识图与绘图、机械零件装配、机械制造与加工方面的知识得到了综合训练。尽管设备陈旧小巧，实训过程中各位学生分工明确，责任具体，因此学生在学习时损坏机械零部件的现象很少。

最后，每组学生齐心协力重新把生产线组装完好后教师才验收各组学习情况，教师再给予相应分的学习成绩。

3 学习控制部分

本系统控制区装有开关组件、PLC组件、按钮盒组件、稳压电源组件、继电器组件和输入/输出端子板组件等。铝合金板的三面装设走线槽。传感器、电磁阀、直流电机、按钮盒、指示灯等设备的信号导线均通过走线槽后经输入、输出端子板与PLC的端子连接。

按钮盒装有发出系统操作命令的启动按钮、停止按钮、复位按钮和急停按钮，另有一转换开关用于系统运行方式的选择，可选择连续、单周期和步进三种不同的运行工况。灯塔上装有红黄绿三节灯具用于表示系统的当前运行状态。

电源系统将AC220V供电直接引入断路器，再通过电源端子板分配电源，一路送至PLC供电，另一路送至稳压电源。稳压电源输出的DC24V电源经负载电源开关送至输出端子板作为负载的供电。系统中各传感器的供电由PLC内部的DC24V电源提供。

气源系统经气路总开关和调节过滤减压阀后将供气送至电磁阀组，再从各电磁阀直接送至对应的气缸用气。

学生能够完成以下任务。

（1）画出电气控制电路图，完成电气控制系统安装调试。

（2）气动控制元件的认识与调试。

（3）检测与传感装置元件的认识与安装调试。

（4）气动与电动执行机构的认识与安装调试。

（5）PLC的编程与安装调试。

（6）系统故障的分析与排除。

这样，学生重新认识和训练了传感器、电磁阀、直流电机、按钮、指示灯、可编程序控制器等设备元件，经过以上6个任务的完成，掌握了调试控制元器件的常用方法，能够排除常见控制部分故障，对电气控制的知识能够进行综合灵活运用。

4 学习效果分析

机械制造与自动化专业综合实训的目的是学生把所学的机械、电气等知识有机结合起来，实现与相关企业技术进行零距离接触。我们通过此次的综合实训，学生上交学习资料有：（1）绘制ED-2000自动化生产线装配三视图、摆臂组件三视图、电动机组件三视图、双气缸组件三视图、导向管组件三视图、滑道组件三视图、单气缸组件三视图。（2）画出控制系统气路连接图、电源系统及安装接线图、PLC电气原理接线图、控制盒电气安装接线图、传感器电气安装接线图、电磁阀控制电气原理及安装接线图、摇臂电机控制电气原理及安装接线图、输入输出端子板出线图、控制系统功能图、PLC电气安装接线图。（3）写出生产线的工作情况、编写PLC控制程序、写出实训总结；学生现场完成的工作有：①机械零部件的拆卸。②机械零部件的装配。③气动控制元件、检测与传感装置元件安装调试。④气动与电动执行机构安装调试。⑤PLC编程与安装调试。⑥系统故障排除。

另外，以小组为单位进行实习，培养了学生团队协作的能力。众所周知，一个企业的生存和发展不是靠一个人维持的，任何工作岗位都有一定的职业要求，每个成员只是团队中的一份子，根据学生的特点，让其在小组中完成一定的任务，这样为以后的职业生涯打下了良好的基础。考核方式按下表进行。

通过考核，本次实训学生的优秀率为30%，及格率为100%。经过验收，实训结束后每组硬件完好，没有损坏和丢失零部件的现象。

5 结论

随着经济的高速发展，中国的各类物质得到极大的丰富，特别是专业技术较强的生产设备，生产厂家多、设备更新快，作为职业院校的专业教学，重点在于教会学生学习思维方法和动手实践方法，我们建议不要盲目注重先进设备的购置，应充分利用现有设备，全面提高学生职业技能。