时间：2023-04-25 14:47:36
导语：在射频技术论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
引言
射频识别技术(RFID，RadioFrequencyIdentification)实际上是自动识别技术(AEI，AutomaticEquipmentIdentification)在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备(人员、物品)在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。
目前，应用最广泛的自动识别技术大致可以分为光学技术和无线电技术两个方面。本文主要介绍自动识别技术在无线电技术方面的应用。
1射频识别技术简介
20世纪80年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。
射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它与同期或早期的接触式识别技术不同。RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。
典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。
射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有EEPROM用来储存识别码或其它数据。EEPROM容量从几比特到几万比特。芯片仅需连接天线(和电池)，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。
在多数RFID系统中，读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过RS232、RS422、RS485或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的RFID产品就是一种非接触的IC卡，而复杂的RFID产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与GPS系统连接来跟踪物体。
工作原理如图1所示。
2射频识别技术的分类
射频识别技术主要按以下四种方式分类。
(1)工作频率
根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。①低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。其基本特点是：射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况，典型阅读距离为10cm)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。②高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几m~十几m)、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。
(2)射频卡
根据射频卡的不同可分成可读写(RW)卡、一次写入多次读出(WORM)卡和只读(RO)卡三种。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间(常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级)。WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比RW卡要便宜。RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。RO卡最便宜。
(3)射频卡的有源与无源
射频卡可分为有源及无源两种。有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长，可达十几m，但是它的寿命有限(3~10年)，且价格较高；无源射频卡不含电池，利用读写器发射的电磁波提供能量，重量轻、体积小、寿命长、很便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十cm，且需要读写器的发射功率大。
(4)调制方式
根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。①主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。②被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。
目前使用的多数系统中，一次只能读写一个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只能有一个卡在读写区域内。读写距离长，射频卡之间的距离就要大，应用起来很不方便。现在的射频卡具有防碰撞的功能，这对于RFID来说十分重要。所谓碰撞是指多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有射频卡，它的并行工作方式大大提高了系统的效率。
3国际射频识别技术发展状况
射频识别技术在国外发展得很快。RFID产品种类很多，像德州仪器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名厂家都生产RFID产品。他们的产品各有特点，自成系列。射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。如澳大利亚将它的RFID产品用于澳机场旅客行李管理中并发挥了出色的作用；瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车上安装RFID自动识别系统，调度员可以实时掌握火车运行情况，不仅利于管理，还大大减小了发生事故的可能性；德国BMW公司将射频识别系统应用在汽车生产流水线的生产过程控制中等。
据有关权威数据显示，射频识别产品在全世界的销量以每年25.3%的比例增长。由此可见，射频识别技术具有广阔的市场前景。
4射频识别技术在我国的发展
我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程，由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。
目前，我国的射频识别技术在下列几种应用中发展前景较好。当然，这里仅仅罗列了射频识别技术应用的一部分。任何一种技术如果得到普及，都将会孕育一个庞大的市场。射频识别将是未来一个新的经济增长点。
4.1安全防护领域
(1)门禁保安
将来的门禁保安系统均可应用射频卡。一卡可以多用。比如，可以作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等，目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是简化出入手续、提高工作效率、安全保护。只要人员佩戴了封装成ID卡大小的射频卡、进出入口有一台读写器，人员出入时自动识别身份，非法闯入会有报警。安全级别要求高的地方、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。
公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面，如计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上。该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。结合GPS系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。
(2)汽车防盗
这是RFID较新的应用。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。
另一种汽车防盗系统是，司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅45~55cm以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的ID号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有另一强大功能：倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭，这时读写器就需要读取另一有效ID号；假如司机将该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效ID号，引擎就会自动关闭，同时触发报警装置。
(3)电子物品监视系统
电子物品监视系统(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盗。整个系统包括贴在物体上的一个内存容量仅为1比特(即开或关)的射频卡，和商店出口处的读写器。射频卡在安装时被激活。在激活状态下，射频卡接近扫描器时会被探测到，同时会报警。如果货物被购买，由销售人员用专用工具拆除射频卡(典型的是在服装店里)，或者用磁场来使射频卡失效，或者直接破坏射频卡本身的电特性。EAS系统已被广泛使用。据估计每年消耗60亿套。
4.2商品生产销售领域
(1)生产线自动化
用RFID技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。举个例子以说明在生产线上应用RFID技术的情况。
用于汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡，以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的。用户可以从上万种内部和外部选项中，选定自己所需车的颜色、引擎型号和轮胎式样等。这样一来，汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司在其装配流水线上配有RFID系统，使用可重复使用的射频卡。该射频卡上带有汽车所需的所有详细的要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置，能毫不出错地完成装配任务。
(2)仓储管理
将RFID系统用于智能仓库货物管理，能有效地解决与货物流动有关的信息管理，不但增加了处理货物的速度，还可监视货物的一切信息。射频卡贴在货物所通过的仓库大门边上，读写器和天线都放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中央计算机里，与该货物有关的信息都能在计算机里查到。当货物出库时，由另一读写器识别并告知中央计算它被放在哪个拖车上。这样，管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品。
(3)产品防伪
伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题，将射频识别技术应用在防伪领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低，且难于伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身有内存，可以储存、修改与产品有关的数据，利于销售商使用；体积十分小、便于产品封装。像电脑、激光打印机、电视等产品上都可使用。
(4)RFID卡收费
国外的各种交易大多利用各种卡来完成，而我国普遍采用现金交易。现金交易不方便也不安全，还容易出现税收的漏洞。目前的收费卡多用磁卡、IC卡，而射频卡也开始占据市场。原因是在一些恶劣的环境中，磁卡、IC卡容易损坏，而射频卡则不易磨损，也不怕静电及其它情况；同时，射频卡用起来方便、快捷，甚至不用打开包，在读写器前摇晃一下，就完成收费。另外，还可同时识别几张卡．并行收费，如公共汽车上的电子月票。我国大城市的公共汽车异常拥挤、环境条件差，射频卡的使用有助于改善这种情况。
4.3管理与数据统计领域
(1)畜牧管理
该领域的发展起步于赛马的识别，是用小玻璃封装的射频卡植于动物皮下。射频卡大约10mm长，内有一个线圈，约1000圈的细线绕在铁氧体上，读写距离是十几cm。从赛马识别发展到了标识牲畜。牲畜的识别提供了现代化管理牧场的方法。
(2)运动计时
在马拉松比赛中，由于人员太多，有时第一个出发的人同最后一个出发的人能相隔40分钟。如果没有一个精确的计时装置，就会出现差错。射频卡应用于马拉松比赛中，运动员在自己的鞋带上很方便地系上射频卡，在比赛的起跑线和终点线处放置带有微型天线的小垫片。当运动员越过此垫片时，计时系统便会接收运动员所带的射频卡发出的ID号，并记录当时的时间。这样，每个运动员都会有自己的起始时间和结束时间，不会出现不公平竞争的可能性了。在比赛路线中，如果每隔5km就设置这样一个垫片，还可以很方便地记录运动员在每个阶段所用的时间。
RFID还可应用于汽车大奖赛上的精确计时。在跑道下面按照一定的距离间隔埋入一系列的天线，这些天线与读写器相连，而射频卡安装到赛车前方。当赛车每越过一个天线时，赛车的ID号和时间就被记录下来，并存储到中央计算机内。这样到比赛结束时，每个参赛选手将会有一个准确的结果。
4.4交通运输领域
(1)高速公路自动收费及交通管理
高速公路自动收费系统是射频识别技术最成功的应用之一。目前，中国的高速公路发展非常快，而高速公路收费却存在一些问题：一是在收费站口，许多车辆要停车排队，成为交通瓶颈问题；二是少数不法的收费员贪污路费，使国家损失了相当的财政收入。RFID技术应用在高速公路自动收费上，能够充分体现它非接触识别的优势——让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费，同时可以解决收费员贪污路费及交通拥堵的问题。利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向；人工收费，包括IC卡的停车收费方式，终将会被淘汰。预计在未来10年内，高速公路自动收费系统将有数十亿元的需求。
在城市交通方面，解决交通日趋拥挤问题不能只依赖于修路。加强交通的指挥、控制、疏导，提高道路的利用率，深挖现有交通潜能也是非常重要的；而基于RFID技术的交通管理系统可实现自动查处违章车辆，记录违章情况。另外，公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信息，会给乘客带来很大的方便。
(2)火车和货运集装箱的识别
在火车运营中，使用RFID系统很大的优势在于：火车是按既定路线运行的，因此肯定要通过设定的读写器的地点。通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火车的完整性，以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故，同时能在车站将车厢重新编组。起初的努力是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码，现在被RFID系统取代。射频卡一般安在车厢顶边，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。
目前，射频自动识别系统的安装遍布全国14个铁路局。2001年3月1日，铁道部正式联网启用车次车号自动识别系统，为自备车企业、合资铁路和地方铁路实现信息化智能运输管理提供了重要良机。
关键词:计算机;精品课;技术基础;课程体系
1计算机技术基础精品课程建设的基础条件
(1)计算机技术基础课在人才培养中的地位和作用不断增强
自1985年以来,计算机技术基础理论课和计算机技术基础实验课就被列为大连水产学院的重要基础课。十多年来,修读计算机技术基础课的学生由最初的8个本科专业、5个专科专业的372人,发展到现在的30个本科专业1800多人。计算机技术基础课不仅是计算机科学教育的前导课程,同时也是培养学生上机操作能力的基本途径。该课程的教学不仅仅局限于理论知识的传授,更加注重学生动手实践能力的培养和素质的提高,培养学生在今后的学习生活工作中必要的计算机操作技能。今天,计算机技术基础课程已经不仅仅是为后续课程打基础,它已经成为一门自然科学的素质教育课,特别是在对大学生科学素质培养中起到了其它课程所无法替代的作用,课程教学的着眼点转到了传授知识、培养能力和提高素质上来,课程体系也由理论课和实验课两门,改为两门必修课和多门选修课的形式。
(2)课程体系和教学内容随着人才培养目标的变化、国家等级考试的变化、就业形势的变化而不断改革,适应了计算机技术基础地位和作用的变化
计算机技术基础教研室多年来一直进行教学研究和学术研究活动。自1985年开始组织规范的教学研究活动,每月一至二次。课程设置由原来的Basic语言、Fortrain语言发展到今天的C语言,由Foxpro发展到今天的VisualFoxpro。选修课程也由原来的一门单片机原理发展到今天的多门课程,如VC、VB、PowerBuilder程序设计、Java、网络技术与应用等课程。课程组成员积极进行教学研究课题,“水产院校计算机教学模式改革的研究与实践”2002年获辽宁省优秀教学成果二等奖。“计算机基础课程教学改革的研究与实践”获大连水产学院教学成果二等奖。教研室现在正在进行水院教改项目“计算机基础教学的改革与实践”和重点建设课程“计算机技术基础”,通过教学研究和学术研究,不断改革计算机技术基础课教学,适应了人才培养目标的变化,提高了课程建设的水平。
(3)师资是课程建设的关键
自98年以来,计算机基础课程组新进教师6人,其中研究生4人,本科2人。课程组8人中有2人在读博士、正教授1人、副教授2人、讲师3人、助教2人。教师队伍年轻化,适合计算机发展日新月异的需要。课程组全体人员,既承担理论课教学,又承担实验课教学,人均年教学工作量300多学时。旺盛的精力和饱满的工作热情,超额完成繁重的工作任务,得到了学生与老师的赞誉和好评。
(4)高度重视教材的使用与建设、保证实现教学改革和人才培养的目标
计算机技术基础课使用的是新世纪计算机基础教育优秀教材,符合国家教委的白皮书的要求,与国家等级考试紧密接轨。2002年,我们参加了农业出版社组织的十五规划教材的教材编写工作会议,进行了有关教材方面的深入研究与探讨。2003年,我们参加了农业出版社组织的十五规划教材《计算机公共基础》和《计算机技术基础》的编写工作。2006年,我们作为副主编参与了十一五规划教材《C语言程序设计》和《C语言程序设计实验指导》的编写工作。随着科学技术的发展,实验教材的内容老化逐年显现,尤其计算机技术的概念和方法不能得到足够的反映,不利于培养学生学习能力与创新精神,为此我们在多次讨论和调研的基础上,于2004年自编了《计算机技术基础实验》。
2多方位进行计算机技术基础精品课程建设
(1)计算机技术基础教学培养学生科学素质的研究,重新审视水产院校计算机技术基础课程的地位和作用
通过进行“计算机公共基础教学改革”教学研究课题,我们认为计算机技术基础的作用不仅仅是为后续课打基础,而且更应该在大学生科学素质培养中发挥更重要的作用。在教学过程中,任课教师能够有意识地体现这一教学指导思想,从而提高了全校师生对计算机技术基础课的认识。
(2)计算机技术基础课程体系设置的研究
多年来,计算机技术基础仅开出理论课和实验课两门课,已经不能满足教学内容改革的要求。我们在原有课程体系的基础上,增加了既对各专业学生学习专业课程有利、又对学生毕业设计有利的一些选修课程,如C++、PB、JAVA等。我们已申报校教改项目,在这个项目中,我们将对课程体系的设置进行大范围的整改,这将对各院系学生的计算机学习产生重大的影响。现在已确立了以必修课为主,以若干门2或2.5学分的选修课为辅,因材施教的新课程体系。
(3)计算机技术基础课教学内容改革的研究
确定了必修加选修的课程体系后,主要的任务就是必修课中讲哪些内容、选修课中讲哪些内容、必修课与选修课之间的“接口”如何设置。我们认真研究了计算机学科的发展历史与趋势,结合各专业对计算机技术基础的要求,配合教学计划及教学时数的调整,对计算机技术基础课程的教学内容进行合理的调整及科学的组合,力求既要符合教学大纲的基本要求,又具有新时期教学改革的新特点。同时,介绍学科发展的新成果及新动态,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新意识。我们选用了适合国家计算机等级考试的21世纪优秀教材,将讲课内容进行了改革,对等级考试和学生后续课程学习有利的内容多讲、细讲,对教材后面的新增的内容进行简单的介绍,为选修课设置了必要的“接口”。
(4)教学方法和手段现代化的研究
计算机技术基础中蕴含着很多科学的思维方法,而这些方法对学生学习其它学科的知识也是适用的,所以领会和掌握计算机技术基础中科学的思维方法将使学生终身受益,这些方法的学习就是计算机技术基础中培养学生科学素质的具体内容。为了实现知识——能力——素质一体化教学,在教学过程中我们针对不同的教学内容,选用不同的教学方法和手段,彻底摒弃“灌输式”的教学方法,从传统的“学到什么”向“如何学”转变,从注重知识传授向注重能力培养转变。教学中运用问题教学法、启发式教学法、讨论式教学法、自学式教学法等方式,引导学生多思考,培养学生的创造思维能力;运用发现法教学,使学生把自己作为一个发现者,探索知识的来源,培养学生探索和发现问题的欲望及思考和解决问题的独创性。
针对不同专业、不同基础的学生,我们也采用不同的教学模式和方法。考虑到土木、船舶、机械类学生在毕业设计中,往往要进行大量的复杂的科学计算,我们在教学中,重点加强了学生在计算方法与数值分析中的教学,培养学生自己动手编写相应的计算工具;对于电子、通信、自动化专业的学习,强化了学生在基本位运算、硬件地址等相关内容的教学,为学生在将来的电路系统专业课程学习打下基础;对于海洋、环境学科,我们在教学中增加了统计分析、方差回归等教学;外语系、经济管理学院侧重数据库理论、图形设计等教学。此外,为了满足学生对于更高层次的教学要求,我们在教学中还穿行了关于本课程的提高版本C++以及相关热点领域的介绍和讲解,深受学生的关注和好评。对于部分能力出众的学生采取单独指导,让他们借助参考资料学习更深一层的内容等。
针对目前课时紧张,教授内容较多的情况,我们要求教师充分备课,准备好电子教案,选择恰当的例题、习题进行精讲;尽量多的采用电子演示文稿、大屏幕多媒体联机演示等先进教学方式,把计算机课程讲得生动活泼、引人入胜,同时可省下大量的教学时间;在实现多媒体教学的同时,计算机技术基础教学课件课件已放到校园网上,并指导学生进行自主学习;向学生公布主讲教师邮箱,利用网络资源随时解答学生的问题;并即将开通BBS教师论坛供教师们讨论交流,以提高学生的计算机整体水平。
(5)考试方法的研究
引进了考试系统,采取灵活多样的考试方式,利用计算机网络定期对学生进行模拟考试和期中期末考试。
计算机技术基础包括两部分,一个是理论课,另一个是实验课。前者是考试课,后者是考察课。由于理论课讲授中结合计算机等级考试知识,期末试卷测试中采用与二级等级考试相似的题型。成绩划分为平时成绩、期中成绩与期末考试成绩。主要评分依据为学生课堂回答问题情况、作业完成情况及出勤情况等。这样有效地调动了学生平时学习的积极性,避免了期末突击学习现象的发生。实验课考核分平时阶段考核和期末考核,均利用考试系统进行。同时要求学生作关于课程的综合设计的大作业,综合所学程序设计的知识,提高学生对所学知识的整体运用能力。
3教学效果
近几年,由于学校扩大招生规模,教研室老师严重短缺,每位老师承担了大量的工作,基本上都处于超负荷工作。但是,由于教研室采用了先进的教学方法和教学手段,同时对教学内容进行了有效的改革,繁重的教学任务并没有降低教学效果,相反,我们的课程受到了校内同事的一致好评和学生的欢迎。学生在辽宁省非计算机专业二级等级考试水平考试中多次取得较好成绩,有些班级的通过率达100%。课程组全体教师在授课的过程中时时渗透国考的题型,将讲课内容与国家教育部的白皮书及等级考试紧密结合在一起。虽然2005年我校等级考点刚刚申请下来,但经过短短的一年时间,我校学生等级考试的通过率提高了17.44个百分点,取得了非常好的效果。
校督导组多次对课题组成员进行听课,给予了充分肯定。在近三年的期中教学检查中,学生对计算机基础课堂教师的评价很好,主讲教师的学生打分的优秀率达100%。
兄弟院校的同行们对我校计算机基础教学能在如此缺少课时的情况下,面对这么多的学生,超额完成教学任务,感到非常钦佩。
面对来自方方面面的赞誉,我们并没有骄傲与自满,感到自身的担子更重了。因为我们深知,计算机技术基础课程是培养学生应用计算机知识研究问题和解决问题,为完成毕业论文和毕业设计奠定基础,为深入学习其他专业知识、培养学生用计算机解决专业问题的入门课程。所以我们必须走在时代的最前沿,紧跟时代的脉搏、不断进取。在参加全国农林院校的十五规划教材的教学和教材研讨会上,我们根据近几年的教学经验阐述了自己的观点,得到与会的全国其他院校同行的一致赞同。我们编写的计算机基础课程的教材已在全国多所农林院校使用。
关键词：nRF2401无线视频信号AT89C52摄像头7260
目前，国内安装的可视门铃多数是有线的，或是通过类似于电视系统的调幅或调频方式来发送图像的。出于成本的考虑，这些可视门铃系统传输距离受限制，信号质量不高，抗干扰性差。随着用户要求的提高，尤其是在大型别墅中，门铃和图像接收端相距较远，这就需要将有线变为无线，模拟信号调幅或调频无线传输变为数字信号调制（FSK，QFSK，GFSK）无线传输。FSK（FrequencyShiftKeying）即键控频移，QFSK（QuadratureFrequencyShiftKeying）即正交键控频移，GFSK（GuassianFrequencyShiftKeying）即高斯键控频移。通过系统的数字化，图像信号质量得到提高，抗干扰性得到大大加强；同时，整个系统的体积相比其它的传输方式将会减小很多，因此，具有广泛的商业应用价值和发展前景。
由于我们的系统用于别墅单用户的可视门铃，因此对图像的连续性要求不高。设想一直，在户主听到门铃响，再到门口查看监视器的画面最少需要3s。只需要传输1帧图像到监视终端，让户主看到来访者是谁就可以了。因此由于成本的原因，我们会把采集到的图像直接传输出去而中间不会加上昂贵的图像压缩解压缩芯片。
整个数字无线视频通信系统主要由三个模块构成：图像采集模块、数据传输模块、图像接收显示模块，如图1所示。
1图像采集模块
该模块的硬件框图如图2所示。
摄像头7620是256色30万像素的CMOS摄像头。它输出并行16位图像信号，包括8位的色度信号、8位的亮度信号以及场同步与行同步信号。1帧图像（640×480）的尺寸是640×480×16=4915200（位）
如果以RF发送模块nRF2401的最大速度1Mbps来计算，发送1帧图像所要的时间为
4915200/1000000=4.9152(s)
这显然太长了。不过，7620还有一种工作模式就是，通过降低分辨率来减少图像尺寸。这种模式提供了320×240的图像。这样，图像数据不到3s就可以到达接收端，满足可视门铃的要求。
图3
8位色度信号、8位亮度信号以及场同步与行同步信号先通过FPGA缓存到RAM，同时转换为异步串行数据，通过RF模块发送。图3是7620的工作时序。
图3中，Y信号是8位亮度信号，UV是8位色度信号。VSYNC是场同步信号，HREF是行同步信号。
FPGA的工作是完成图像数据的缓存控制以及启动RF模块发送图像数据。这里，采用Altera公司的EPF6016。它是一颗16000门的FPGA。图4为FPGA与摄像头7260、MCU以及RF模块的连接示意图。
图4中，U1为EPF6016ATC100，J1是FPGA与摄像头7260的连接插座。Y、UV、VSYNC和HREF的定义如前，READY是MCU对FPGA的控制信号，DATA是FPGA与RF模块之间的串行数据线。
当用户按下门铃，MCU收到命令开启照明灯，同时初始化摄像头7260，并发送READY信号给FPGA，通知其准备接收图像信号。由7260的工作时序可以看到，当摄像头采集到一帧图像后，VSYNC便发送1个高电平，FPGA准备接收信号。1帧图像由很多行组成。这些行在场同步信号VSYNC的两个高电平之间传送。而每一行的信号传输现时由HREF同步。当HREF的上升沿来到后，FPGA开始接收图像数据。在PCLK的上升沿，每一行的图像数据通过Y口和UV口送出，从时序图可以看到1行包括640个点。
FPGA需要将收到的图像缓存到512KB的RAM，需要有20位的地址信号线和8位的数据信号线。
FPGA采集到的图像信号是并长的数字信号。要将这些信号发射出去，还需要转化为异步串行数据，这个工作由FPGA来完成。我们所规定的异步串行通信协议和通用的RS232协议类似：
没有信号时，DATA线为高电平；要传送数据的时候，先发送1个低电平脉冲（起始位），紧接着2个字节的数据（Y[7：0]，UV[7：0]，然后再发送1个高电平脉冲（停止位）。1帧有效的串行数据就由这几部分构成。
微控制器MCU主要完成以下几个任务：
①初始化数字摄像头7620；
②控制其它外设，接收和处理键盘命令，控制照明设备的开启等；
③与FPGA协同工作，并提供人机接口。
MCU采用常用的AT89C52。图像采集模块的工作流程如图5所示。
2图像传输模块
图像传输模块（RFmodule）由一块单片无线收发芯片nRF2401完成。NRF2401工作在2.4～2.5GISM频带，集成了频率综合器、功率放大器、晶体振荡器和调制器。由于nRF902使用了晶体振荡器和稳定的频率合成器，因此频率漂移很低。电源电压范围为2.4～3.6～，输出功率为10dBm，电流消耗仅9mA。输出功率和频偏可通过外接电阻进行编程。输出信号为调制的GFSK（高斯键控频率信号），很容易通过8线串行I/O口进行收发。图6为nRF2401在无线通信中扩展的电路。
通过PWR-UP、CE、CS引脚的选择，nRF2401可以工作在激活/等待/节能模式。这里，使nRF2401工作在激活的突发脉冲（shockburst）模式。该模式使用片上FIFO。在不使用MCU控制数据操作情况下，能以极低的功耗运行数字部分而又以极快的速度（最高为1Mbps）传输数据，从而大大减少了电流消耗，降低了系统成本并且减少了传输时的“空中冲突”冒险。
FPGA送来的异步串行数据经过nRF2401内部的RF带通滤波、低噪声放大、频率综合和脉冲放大，被调制成2.4GHz上的GFSK信号，完成图像信号的传输。
3图像接收显示模块
图像接收显示模块主要由三部分组成：图像接收、图像转换和暂存、图像显示。如图7所示。
（1）图像接收
图像接收部分也是由无线收发芯片nRF2401完成。nRF2401可以同时发射1组、接收2组信号。在突发脉冲模式下，将RX和CE置高，200μs的建立时间后，nRF2401开始监测空中，接收到有效的数据包后解调为原来的数字信号，送以端头、地址和CRC位，MCU发出中断命令，DR1拉高。MCU也可以置CE为低来中止RF字的接收，同时为载入数据输出适当频率的时钟。当所有的数据载入后，将DR1拉低，准备接收下一个数据包。
图6
（2）图像转换和暂存
nRF2401传输给FPGA的异步串行数据，经过FPGA转换为并行数据并暂存到缓冲区（512KB的外部RAM），收到MCU的命令后将RAM内部的数据送到LCD显示。当整幅图像都被接收以后，FPGA将存储的视频发送到LCD控制器SED1353。出于安全性的考虑，系统同时还外挂有2MB的内存事保存视频历史记录。图像转换和暂存的过程，其实是前面图像采集的逆过程。接收部分FPGA的设计与发送部分类似，这里不再详述。
（3）图像显示
图像显示由LCD控制器SED1353和LCD显示模块MCT-G320240DNCW-15N组成。SED1353是一种点阵LCD控制器，支持的分辨率高达1024×1024（单色显示），能同多种微控制器接口。图8为SED1353与LCD显示模块和MCU等设备的连接图。
SED1353的控制信号和图像显示的地址信号由MCU提供。FPGA从RAM获得待显示的图像数据，得到MCU命令后将数据传送到SED1353，由它将一幅图像的数据暂存缓存到存储器。当户主按下应答键，MCU传达显示命令，SED1353就从存储器取出数据传送给LCD，户主就能见到来访者了。
随着数字化在全球的发展，有许多发达国家都开始把数字化引进工业产品设计中。例如，美国密歇根大学和贝卡罗来那大学、瑞士苏黎世理工大学等诸多著名大学开设研究项目，转变工业设计理念。
2工业产品数字化的前景分析
2.1对传统工业产品设计的影响传统的工业设计的核心是产品设计，就是对人与自然关系中产生的工具需求的响应，其中包括维持生存和发展的物质需求，即产品能够很好地匹配使用者的身心。（1）对传统工业的冲击。传统的手绘效果图是20世纪90年代以前工业设计的基本表现方式，但是随着计算机的普及和软件的开发推广，数字化工业产品设计被广泛的应用，原来的工业模式有了跨越式的转变，但是有些企业不切实际的使用数字化，不但没有达到预期的效果，反而影响经济效益。此外，许多设计专业的学生丧失了基本徒手制作的能力，而沦为电脑的奴隶，设计的作品呆板而又机械，缺乏人文气息。（2）对传统工业的革新。数字化技术对传统工业设计的革新是毋庸置疑的，不仅表现在产品的设计形式上，而是全方位思维模式的创新，无论是设计的意念、工业流程、展示与评估、产品形态，还是设计教育，数字化在工业上的应用革新都是巨大的。
2.2对现代工业产品设计的影响（1）新思维方式的转变。现阶段，在数字化领域中，出现两种设计思维：一是非物质的设计观，二是界面设计思维，两者共同促进虚拟化、网络化、界面化、服务化的产品设计形式，并包含人性化的特征。非物质设计以计算机为辅助工具，从产品设计向服务设计发展。界面设计就是能使产品的设计过程转变成动态的交流过程，使人机界面成为相互交流和作用的窗口。总的来说，我们用数字化的思维和数字化的技术去设计具有数字化技术和思维的产品，已经成为一种既定的设计风景线。（2）基于VR技术下的互动模式方案。VR技术是可以创造虚拟世界，使人在自然环境中有高度逼真的视、听、动等行为的人机界面系统。现在它已经被广泛应用到我们生活的各个地方，对于政府来说，这种技术已经应用到航天领域，它所创造的价值也是巨大的，所以它的发展具有前瞻性和广阔性。（3）工业产品面貌的改变。新时代下，工业产品应该具有以下品格：以人为本，尊重客户需求，以客观化、实用性为设计标准，批量生产。要有追求和精神意义，具备美学功能，设计应该容易被理解，并且注重细节。设计者遵循诚信原则，睿智创新。遵循生态原则，简单耐用无污染。具备这些设计原则的设计者才能够潜移默化地改变人们的生活，改善人们的心灵。
2.3工业产品设计数字化发展的趋势首先，软件设计的刚性需求超越硬件设计；物质的、有形的向非物质的无形的转变；智能的设计和第六感应研究逐渐适应于数字化中，并把资讯融入到人们的生活当中，消除隔阂；设计真正实现民主。我们对数字化的揣摩并不是空穴来风，数字化时代的来临是有可能的。
3结语
关键词：酒店照明设计；客户导向型；设计理念
经济的不断发展、城市化脚步的逐渐加快，人们生活水平的稳步上升，使得酒店行业如雨后春笋般茁壮成长。酒店作为城市建筑的重要组成部分，已经不再只是提供下榻之所的单一功能，而是具备了住宿、餐饮、商务洽谈、休闲娱乐等多样化的综合性场所，酒店的设计工作对于提高酒店竞争力起着重要的作用。酒店设计工作按照进程依次是建筑设计、照明设计、室内设计，从中可以看出照明设计在酒店项目中占有的举足轻重的地位，特别是在人们普遍追求品质生活的今天，探究照明设计品质提升方法具有重要实践意义。
一、面向不同客户的酒店照明设计与实现
酒店照明设计主要就是解决功能性问题与艺术性问题，要实现两者的相辅相成、和谐统一。目前对于酒店的普遍分类方式包括招待所、快捷酒店、星级酒店和超豪华酒店几大类，在具体的照明设计实践中，应根据不同酒店所面向的人群类别，以客户需求为导向进行设计。
1、招待所照明设计
招待所面向客户主要是常年在外出差的办公人员，其主要目标是安全性与舒适性，酒店装饰较少、空间场所分类单一，基本不需要灯光营造氛围，重点是功能性满足，包括公共区照明水平。
（1）公共区域（前厅等）照明设计
由于招待所的功能定位，其公共区域一般面积不大，高度适中，与楼梯、走廊间基本无过渡区，采用一般照明即可，选用无特殊装饰效果的功能性灯具如支架、灯盘等，照明水平按照国标推荐为300lx，但根据实际墙面色彩，可进行适当降低，使整体色彩搭配更为和谐。对于前台部分可加强局部照明如使用射灯，方便人员工作。
（2）客房照明设计
招待所客房一般规格统一，布局方式大致相同，灯光氛围主要指向安全感，可以适当提高光源色温，带给客户宾至如归的心理感受。一般可选择嵌入式灯具，若天花板形制不允许，可采用悬吊或吸顶式灯具，满足功能性照明要求即可。
2、快捷酒店照明设计
近些年来，快捷酒店呈现如火如荼的发展态势，是一种介于普通招待所和星级酒店之间的经营形态，其从装饰到服务都追求“经济型”，给人感觉不奢华、实用性好，性价比高，且干净卫生。但随着旅游年轻化的发展，许多快捷酒店的设计开始迎合年轻人需求，向着主体化形式发展，酒店设施也逐步多元化，故对其照明设计应根据酒店自身的定位、装潢层次来具体分析。
（1）客房
根据实际需求，快捷酒店的客房一般分为单间、标间，大、小床等几种主要类别，少数档次较高的酒店具备商务房及套间，但对于整体设计方向来说，都应以营造轻松温馨氛围为目标，再联系酒店自身主题和企业形象进行具体设计。
经济型酒店的客房一般兼顾卧室和起居室的双重功能，客人刷卡进门后第一个接触的是入口过道，此处一般采用顶棚射灯，某些豪华客房可能采用小型发光顶棚，主要目的是提高视野亮度，过道灯光开关一般采用双控，便于操控，体现人性化设计理念；客房应采用局部照明为主整体照明为辅的原则，在写字台、床头、更衣间、卫生间等处设置亮度较高的灯具进行局部照明，整体照明可采用吸顶灯，但一般只作为应急使用。通过这种设计形式，局部照明间会通过相互交错影响，光线反射、折射效果形成温暖轻松的环境氛围。
（2）大堂
快捷酒店大堂一般与咖啡厅、网吧或小沙龙等空间相接，功能多元化，照明方式灵活多变，但一般是遵循整体照明为主，局部照明为辅的原则，与客房照明设计恰好相反。其中，前台作为客人进门后的主要视觉焦点，应采用明装灯具，且考虑工作人员填单、结款等需求，亮度要求较高，一般在300lx以上，使用悬挂式灯具较好，且应注意悬挂高度的设置，确保视线的通透性和目标的识别性。而对于企业logo标识、价目牌等信息公示处，应采用射灯、小型投光灯等聚光型灯具，提高指向性。此外，对于大堂与其他功能空间链接的过渡区域应加强照明亮度，体现引导功能。
（3）休闲空间
快捷酒店休闲空间包括沙龙、轻餐厅或咖啡吧，一般是多种功能的复合，且为门厅的延展，但不论定义为何种使用功能，区域内平均照度不宜过高，以营造轻松随意的氛围为原则进行整体照明设计，而后根据具体要求补充局部照明，例如，对于书写台、阅读区域可设置壁灯、台灯或者悬挂灯。
3、星级酒店照明设计
星级酒店设施完备，涵盖酒店预期的全部功能类别，不仅要重视设计的功能性，也要注重美观性，追求各种光影效果搭配的艺术感。由于其面向客户的品味一般较高，在具体设计中不仅要体现酒店自身的个性、档次，还要站在客户的角度考虑，彰显客人自我价值。
（1）客房
客房始终是酒店服务的核心，也是照明设计工作的重点。星级酒店客房内装档次一般比较高，饰面材料多采用墙纸、木料及石材，其光学特性与较低档次客房具有显著不同，应注重装饰层次的提升，尽量做到见光不见灯，较多使用间接照明。在灯具选择方面，应考虑与吊顶形制和高度的匹配问题，入口玄关处可采用暗藏式防眩灯具，会客区最好采用兼具装饰性和功能性的移动照明工具如落地灯，床头则采用台灯加吊顶布灯相结合的方式，并且要求灯光可调来满足不同的视觉需求。
为了体现客房宁静舒适及慵懒的特点，整体照明亮度要求较低，但局部照明必须明亮，以满足客户的不同需求；对于色温来说，要求卧室呈现暖色调，光源在3500K以下，而在洗手间等处应选用高色温光源以保证视觉上的整洁干爽。
（2）大堂
星级酒店的大堂照明不再满足于基本需求，更多的是艺术性的表现。由于星级酒店大堂一般为多层通高形式，空间大，应满足300lx以上的照度，但要注意与天花板的协调性，一般可采用大尺寸直接式光源，也可根据酒店自身装修定制特型灯具，力求形成视觉焦点。照明系统建议智能化，满足不同时间段的照度、色温需求，保证大堂内的光线始终处于舒适的条件下。
（3）宴会厅
宴会厅是星级酒店极具特色的部分，内部装潢一般较为华丽，在进行照明设计时应充分考虑其可能的应用场景，为灯具选择和布控提供依据。
通常可采用主灯加辅助照明的方式，应注意主灯对桌面照度的影响，提高对菜品、食材的表现力度，同时可选用暗槽灯和直接式灯具辅助照明。此外，最好设置智能化操控系统，选用LED灯具产品以保证各种场景调光的使用需求。
二、针对酒店照明现存问题的品质提升对策
1、注重节能环保理念
热辐射光源在光色纯净度和显色性能上具有得天独厚的优势，在许多低档酒店推广使用新一代灯具的同时，很多星级酒店为了满足光环境的严苛要求反而大量应用原始的白炽灯产品，美观性与环保节能理念产生了冲突。在这种情况下，应充分利用建筑空间性质、材料光学特性，在满足具体需求的情况下尽量采用较高参数规格的新型照明产品，以期从设计方案角度整体减少照明效果与环保节能的冲突。
2、通过调节色温提升舒适感
酒店照明光源的色温选择通常是在3000K～5000K之间，但随着新型装潢材料的推广应用，不应将照明设备色温限制在其中，应根据建筑特点和实际需求进行科学化调节，通过色温和内饰的搭配营造舒适温馨的氛围，提高客户满意度。
无论是哪种类型的酒店，其照明设计都应做到以人为本，以客户需求为导向，将人性化理念与环保节能理念应用其中，实现人与自然和谐发展。
参考文献：
本书共5章：1.射频识别系统：包括超高频RFID标签的设计、超高频RFID读写器的体系结构及无芯片RFID系统（标签与读写器），最后对本书各章节内容进行概括；2.无芯片RFID标签散射场的数学描述：首先是奇异扩展方法（SEM），具体包括在电路理论及瞬态散射的应用、基于SEM的散射体的等效电路，然后介绍了本征模展开法，最后特征模式理论的引入；3.无芯片RFID标签：包括无芯片RFID标签复杂的自然共振设计、基于特征模式理论的无芯片RFID标签设计；4.无芯片RFID标签在读写器的识别：包括通过散射信号、散射信号时间频率分析、短时间矩阵束法等分析识别原理；5.无芯片RFID标签的检测、识别和定位：包括无芯片RFID标签的空时频防碰撞算法的原理与实验、无芯片RFID标签的定位算法等。
作者Reza Rezaiesarlak博士毕业于弗吉尼亚理工学院暨州立大学电气与计算机工程系，现为摩托罗拉移动的高级射频工程师。拥有微波、天线、射频和通信系统7年以上工作经验，微波与天线结构的电磁特性深厚的理论基础和专业知识，在射频和微波系统的设计、实施和调试方面经验丰富。发表超过10篇会议论文/报告和14篇期刊论文。
本书内容涵盖了无芯片RFID的优点、各部件设计、识别、检测、防碰撞及定位等多个方面的内容，并包含一些应用程序，方便读者深入理解所述内容。本书适合通信、无线传感器网络、物联网等方面或专业的学生或从业人员参考阅读。
论文关键词：物联网，大学管理，应用研究
一、物联网的概念
物联网（Internet of Things，简称IoT）是新兴的IT技术，它是指通过把射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，嵌入和装备到公路、建筑、电网、供水系统、大坝、油气管道等各种各样的物体中，再结合现有的互联网，实现人类社会与物理系统的整合的一种IT技术。
在这个经过整合的物联网当中，通过互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享，另外中心计算机群也能对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施进行实时的管理和控制。通过这样一种技术手段，人类就能以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，从而提高资源利用率和生产力水平大学管理，改善人与自然间的关系。
二、基于大学校园管理的物联网关键技术
1. 感知技术
物联网多通过RFID技术、传感器来达到感知的目的。
RFID（Radio Frequency IDentification）技术，中文名为射频识别技术，它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动、快捷、方便地识别目标对象并获取相关数据，从而实现对各类物体在不同状态（移动、静止、恶劣环境）下的自动识别和管理。
传感器是能感受规定的被测量，并能按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，多为敏感元件和转换元件组成，用来感知信息采集点的环境参数。
2. 传感器网络
传感器网络是一个分布式智能化网络系统。它在每个节点配备了传感器、无线电收发器、微控制器和能源装置等部件，再通过这些部件的协作，就可以监控不同位置的物理、环境状况论文参考文献格式。
3. 无线网络
无线网络指的是使用无线电技术进行传输的计算机网络，它是有线网络的延伸，和有线网络功能相似，只是传输技术不同而已。它的优势是在没有有线网络的地方，或是移动的环境下，也能同样地连接上网络。
4. 数据融合技术
数据融合技术是利用计算机技术、人工智能等技术，将来自多个传感器的观测数据进行采集、过滤、自动分析、综合处理，进而得出相应的估计、决策等信息，以便辅助人们进行管理、决策工作。
三、物联网在大学校园管理中应用的前提条件
大学作为年轻人密集的地方，同时也是高级知识分子集结地，在大学校园管理中运用物联网技术，能迅速被人们接受和运用。且目前很多高校都拥有多年的校园网络建设，已拥有校园网及校园无线网络。这些都为物联网在高校管理中的运用提供了前提条件。
四、物联网技术在大学校园管理中的应用
1. 应用于图书馆档案室管理
利用物联网构建新型的高校图书馆、档案室管理平台大学管理，可以创新很多管理办法。
图书馆、档案室工作人员将RFID标签贴在图书、档案中，通过标签中的芯片和天线，再利用物联网构建出RFID的无线射频智能系统，这样就能让图书、档案拥有了GPS的定位功能。图书、档案在移动过程中，一旦经过馆室中的各个检查点，就立刻并跟踪并记录下来，并在服务器中储存相关信息。这样子，师生们在电脑上输入书名、档案的师生姓名，就能实时地掌握图书、档案当前的具置，再使用便携式的扫描设备、手持机等工具进行跟踪，就能快速找到自己想要的书籍、档案。物联网技术的引入，使得以前单纯依靠号码、人工查找的办法得到了智能化的改革。
依据物联网技术，还可以设计出图书自助借还设备，师生们在借还图书时，可以来到自助借还设备前边，让设备自动读取借书证和图书，由于使用RFID技术，设备可以在几十厘米到几米距离内读取图书，还可以一次读取多本图书，这样子就提高了图书借还速度，比之前使用条形码，由图书馆工作人员现场一本一本地办理借还手续高效得多。同时大学管理，设备还可以提供24小时借还图书服务，为高校师生提供更为方便的服务。
在高校图书馆、档案室中引入物联网技术，将能为这些地方的管理提供灵活高效、减少人力的智能化方案。
2. 应用于校园安防管理
在物联网安防管理平台中，通过射频识别、图像识别、GPS、无线传导网络、遥感等技术，并结合日常的视频监控系统，全面感知校园的环境、人和物的变化，而计算机系统将这些感知信息进行汇总、处理，适时地进行提示或报警。通过物联网技术，我们就可以全方位地提升校园的安防自动化程度，实现智能化的识别和管理，提高效率，节省人力，从而更好地进行安防管理论文参考文献格式。
当有物体闯上校园的围墙或其他敏感区域时，系统通过在这些区域的红外激光、次声压传感检测器、感应光纤等传感终端，判别闯入物体的大小和具置，并通过传感网络调转相应的摄像头监控该区域，同时依靠图像识别技术跟踪闯入物体，相应的提醒信息也立即发送到中心和高校保卫人员的手持设备中。在得到提醒后，保卫人员就能立即调取该摄像头的画面。经过观察后，当确实需要派保卫人员赶到现场时，物联网安防管理平台还可以利用地磁传感器、校道旁安置的无线传感节点、无线传感网，以及保卫人员身上的手持终端大学管理，实时把握保卫人员在校园内的定位，以此中心就能方便地调度最近位置的人员前去现场。
物联网技术的引入带来了安防方法的改变，与先前的视频监控系统安防方法不一样了，物联网技术的安防管理不再要求保卫人员一直守着监控屏幕观看。由于传感网络拥有图像识别智能技术，能够在边界内出现异动时，及时感知信息，自动跟踪拍摄和录制画面，并向中心和人员发送提醒信息。保安人员可以只在收到信息后才调取、查看相应摄像头的画面。这将使得高校的安防管理轻松不少。
关键词：混频器；射频电路；ADS；二极管
中图分类号：TM 文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）06-0342-01
1 引言
随着第三代移动通信技术的发展成熟以及蓝牙技术的日益普及，全球众多相关公司和研究部门都投入了相当多的人力和物力资源来研究无线通信技术。混频器就是无线通信中相当重要部分之一。已经广泛应用在手机，卫星通信，基站，雷达，导弹制导系统，军事通信系统，数字无线通信系统。混频器对电子系统的性能，尺寸，重量和成本有着决定性的影响。发展小型化，高性能的混频器有相当重要的实际意义。［1-2］
2 应用ADS设计混频器
2.1 主要技术指标
本振功率0dBm，射频功率-20dBm；隔离度：本振和射频端口隔离度-25dB以下，本振和中频输出端口隔离度-25dB以下；变频损耗7dB左右；端口反射系数：射频端口在1.95GHz处反射系数-20dB以下，本振端口在2.15GHz处反射系数-25dB以下。
2.2 电路设计及各端口性能参数
建立双平衡二极管混频器电路原理图，三个端口采用微带线为之匹配。并按照电路设计参数为端口电源设定参数，如图2-1所示。启用ADS的仿真功能，得到三个断口反射系数曲线和端口隔离度如图所示。
图2-1 双平衡二极管混频器原理图
由图2-2可知，S（1,1）在频率为1.95GHz时，满足反射小的要求，同样，由图2-3，本振频率在2.15GHz时，其端口反射小于-20dB，满足设计要求，而中频输出等于射频减去本振，为200MHz，从图2-4可知，中频输出端口在频率为200MHz时的端口反射也很小。S（3,1）表示1端口向3端口的传输系数，从图2-5可以看出，传输是满足要求的。另外，1端口和2端口，以及2端口和3端口之间的隔离度也是需要考虑的因素。同样，可以从仿真结果中得出三个端口之间的隔离度。如图2-6所示。由图可见，S(2,3)，S(1,2)在1~3GHz范围内都是很小的，表明端口之间的隔离度好，少有信号之间的泄漏。
从以上分析可知，设计的射频1.95GHz，功率为-20dBm，本振2.15GHz，功率为0dBm的双平衡二极管混频器满足指标。
2.3 谐波分析及变频损耗
采用ADS谐波分析方法对电路进行仿真分析，显示本
振信号、射频输入信号以及中频输出信号的频谱图。分别如图2-7，2-8，2-9所示。
由图2-7可看出，本振信号在频率为2.15GHz的处，信号功率最大，为防止其他频率点的信号产生干扰，可再本振端口设计滤波器，滤除不需要的频率成分。同样，由图2-8可见，可在射频端口设计滤波器，消除其他频率信号，保留有用信号。在中频输出端口，如图2-9所示，有用信号频率为200MHz，其他干扰信号可设计滤波器将其滤掉，得到需要的纯净的有用信号。
混频器的变频损耗定义是：混频器输入端的微波信号功率与输出端中频功率之比。［3-5］
本设计的混频器变频损耗由射频功率（单位dB）减去中频输出信号功率（单位dB）等于5.618dB。（见图2-7和图2-8）
4 结论
本文主要是对双平衡二极管混频器电路进行优化设计，并通过谐波仿真分析其性能，在各端口加上匹配电路后，混频器各端口的反射系数都能达到预期的目标。本论文的目的在于通过设计优化混频器电路，掌握电路的优化设计方法，同时对设计电路的性能进行了的分析。
参考文献
［1］W.AlanDavis,KrishnaK.Agarwal编著.射频电路设计［M］.北京：机械工业出版社，2005.
［2］常永宏编著．第三代移动通信系统与技术［M］.北京：人民邮电出版社，2002.
［3］Octavius Pitzalis and Paul Wang，“Simulating the Intermodulation and Conversion Loss Characteristics of a Microwave Mixer”，MSN，March 1987.
在学生愿意主动来到课堂学习的前提下，吸引学生的学习兴趣更为重要。为了可以让学生兴趣盎然地参与到教学过程中来，教师在能讲述知识的前提下，还要能激发学生的学习动机，唤起学生的求知欲望。在这方面，教师可以结合实际应用，讲述一些射频集成电路在日常生活中的应用。比如，美国半导体产业协会（SIA）总裁兼执行长BrianToohey曾指出：“从物联网、智能汽车、智能家居等市场都可以看出，半导体普遍出现在每一种产品类型中，而且正变得无处不在。”仅仅在我们每天使用的智能手机中就包含RF收发器、功率放大器、天线开关模块、前端模块、双工器、滤波器及合成器等关键射频元件。而且有报告指出，2011年这些射频器件的市场规模为36亿美元，预计2011~2015年的年复合增长率为5.6%，到2016年主要的射频器件市场将达47亿美元。此外，目前应用比较广泛的WiFi及物联网都与射频集成电路有着密切的关系。这些切实应用由于与学生的生活以及将来的就业息息相关，因此，相关内容的讲述能够有效地激发学生的学习热情。
二、如何让学生成为课堂的主人
“以教师为中心”“以灌输为主要形式”的传统教学方式已经无法适应新时代的需求。如果教师仅根据教材对内容进行枯燥的讲解，无法抓住学生的注意力，学生很容易溜号，影响课堂教学质量。因此可以通过引进研究型教学模式、师生互动来活跃课堂气氛。所谓“研究型教学模式”即将教师由知识的传授者转变为学习的指导者，将学生由被动的学习转变为主动的学习。如何使学生成为课堂的主人，在教学实践中发现培养学生的问题意识是课堂教学的有效手段，教师可以通过创设开放的问题情景，引导学生进入主动探求知识的过程，使学生围绕某类主体调查搜索、加工、处理应用相关信息，回答或解决现实问题。比如，以射频技术在物联网中的应用为开放课题，学生通过查资料，分析整理，更深刻体会了射频技术在智能家居、交通物流、儿童防盗等方面的应用，使学生在学习过程中主动把“自我”融入到课程中，敢于承担责任，善于解决问题。
三、让学生走上讲台
学生是课堂的主人，因此，可以改变以往教师在讲台上讲、学生坐在下面听的传统教学模式。让学生走上讲台可以将传统的讲授方式转换为专题研讨的教学模式。教师可以提前布置专题内容，如射频器件模型、射频电路设计、射频技术发展、射频技术的应用及未来发展趋势等。有个专题内容作为核心，学生可以在老师的指导下通过检索资料，组织分析资料，最终走上讲台向老师和其他学生讲述相关的内容。通过几年的实践，发现这样可以增加学生学习的主动性和自觉性、同时也能使学生对相关的问题发表各自的观点，形成对问题各抒己见、取长补短的研讨学习方式，大大拓宽学生的知识面以及综合表述能力。
四、通过实践教学加深理解理论教学内容
理论教学是掌握一门技术的基础，但实践教学也是必不可少的。学生在掌握一定的基础理论的同时，须要通过设计实践来强化巩固。实践教学的引入，不仅能够加深学生对理论知识的深入理解，洞悉细节，提高学生的动手能力，还可以培养学生创新思维及科研能力。因此，教师可以通过设置几个开放的课程设计内容来让学生主动研究探索。在本课程的教学中，本人已经有计划地进行了实践教学活动，例如，在实践教学中，曾经给学生布置了“用于GPS的低噪放电路设计”的实践设计。在该设计过程中，学生须要深入理解多方面知识，比如明确GPS的频段、确定低噪放的电路结构，并有效评估电路性能等。为了课程设计的顺利进行，学生须要进行查阅分析资料、软件安装、软件学习、电路设计、课程论文撰写等几个环节的分析设计工作，并最终在实践中系统深刻地理解掌握课程的理论内容，为以后的工作及深造打下坚实的基础。
五、鼓励学生参与科研项目
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