發(fā)布時間：2022-03-29 00:21:18
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的傳感技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
在通信中沒有穩(wěn)定通道，且在路由方面會出現(xiàn)極高延遲，無法保證網(wǎng)絡(luò)通信中的安全問題，例如一些重要信息可能會被攔截并對其泄露，因此網(wǎng)絡(luò)通信的安全性不夠強，則不能夠有效的保證信息安全的傳輸。
2對無線傳感器的安全技術(shù)造成破壞的因素
2.1破撞攻擊。在發(fā)包作用處于正常的節(jié)點中時，破壞方則會附帶的將另一個數(shù)據(jù)包進行發(fā)送，使得破壞的數(shù)據(jù)由于出現(xiàn)數(shù)據(jù)的疊加無法有效的被分離開，從而嚴(yán)重的阻礙了正常情況下的網(wǎng)絡(luò)通信，并且破壞了網(wǎng)絡(luò)通信的安全性，即為碰撞攻擊。建立監(jiān)聽系統(tǒng)則是最好的防卸方法，它是利用糾錯系統(tǒng)來查找數(shù)據(jù)包的疊加狀況，并及時的對其進行清除，從而確保數(shù)據(jù)安全的傳輸。
2.2擁塞攻擊。擁塞攻擊指就是破換方對網(wǎng)絡(luò)通信的頻率進行深入的了解之后，通過通信頻率附近的區(qū)域的得知，來發(fā)射相應(yīng)的無線電波，從而進行一步對干擾予以加大。對于這種狀況，則需要采用科學(xué)合理的預(yù)防方式，來將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點裝換成另一個頻率，才能進行正常的通信。
3加強無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的相關(guān)措施分析
3.1密鑰管理技術(shù)。通常在密鑰的管理中，密鑰從生成到完畢的這一過程所存在的不同問題在整個加密系統(tǒng)中是極其薄弱的一個環(huán)節(jié)，信息的泄漏問題尤為頻繁。目前我國對密鑰管理技術(shù)上最根本的管理是對稱密鑰機制的管理，其中包括非預(yù)共享的密鑰模式、預(yù)共享密鑰模式、概率性分配模式以及確定性分配模式。確定性分配模式為一個共享的密碼鑰匙，處于兩個需要進行交換的數(shù)據(jù)節(jié)點間，且為一種非常確定的方式。而概率性分配則是將密碼鑰匙的共享得以實現(xiàn)，則要根據(jù)能夠進行計算的合理概率，從而使得分配模式予以提出。
3.2安全路由技術(shù)。路由技術(shù)的實施就是想節(jié)省無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點所擁有能量，并最大程度體現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。但由于傳播的范圍較大，因此在傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息時常常不同程度的遭受攻擊，例如DD路由中最根本的協(xié)議，一些惡意的消息通過泛洪攻擊方式進行攔截及獲取，并利用網(wǎng)絡(luò)將類似虛擬IP地址、hello時間以及保持時間這樣的HSRP信息的HSRP協(xié)議數(shù)據(jù)單元進行寄發(fā)的方式，來對正常情況下的傳輸實行阻礙，使得網(wǎng)絡(luò)無法進行正常且順利的通信流程。但通過HSRP協(xié)議和TESLA協(xié)議進行有效結(jié)合所形成的SPINS協(xié)議，則可以有效的緩解且減少信息泄露的情況的出現(xiàn)，同時進一步加強了對攻擊進行預(yù)防的能力，從而保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)整體的系統(tǒng)具有安全性。
3.3安全數(shù)據(jù)相融合。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是通過豐富且復(fù)雜的數(shù)據(jù)所形成的一種網(wǎng)絡(luò)，其中的相關(guān)數(shù)據(jù)會利用融合以及剔除，來對數(shù)據(jù)信息進行傳送，因此在此過程中，必須謹(jǐn)慎仔細(xì)的對數(shù)據(jù)融合的安全性問題予以重視。同時數(shù)據(jù)融合節(jié)點的過程中，必須將數(shù)據(jù)具體的融合通過安全節(jié)點進行開展，并且在融合之后，將一些有效的數(shù)據(jù)通過供基站予以傳送，才能進一步對監(jiān)測的評價進行開展，從而保證融合的結(jié)果具有真實性以及安全性。
3.4密碼技術(shù)。針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一些極其不安全的特性，可通過密碼設(shè)置、科學(xué)化的密碼技術(shù)，從而進一步保證網(wǎng)絡(luò)通信能夠安全的進行。同時通過加大密碼中相關(guān)代碼以及數(shù)據(jù)的長度，來大大降低信息泄露的情況，從而可以有效的保證通信數(shù)據(jù)的安全性。由于出現(xiàn)的密鑰算法無法達(dá)到對稱性，其中所具備的保護因素較大，并且擁有簡單方便的密碼設(shè)置，從而廣泛、普遍的被人們運用到日常生活中。而在應(yīng)用不同的通信設(shè)備時，則需要將相應(yīng)的密碼技術(shù)進行使用。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞：光纖傳感；軍隊人才培養(yǎng)；課程建設(shè)與改革
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）09-0065-04
一、引言
光纖傳感技術(shù)是一門基礎(chǔ)理論與工程應(yīng)用緊密結(jié)合、理論與實踐能力并重的系統(tǒng)學(xué)科，既要求學(xué)員有扎實的光學(xué)、電學(xué)基礎(chǔ)，又要求學(xué)員能夠擺脫課本的束縛、根據(jù)實際工程應(yīng)用靈活運用已學(xué)到的知識。為適應(yīng)這一形勢，2006年以來，我們針對技術(shù)類本科生、軍事指揮類本科生、碩士研究生和博士研究生的不同特點和未來適應(yīng)部隊工作的不同要求，建立了光纖傳感技術(shù)系列課程。
作為一門應(yīng)用學(xué)科，“學(xué)以致用”是光纖傳感技術(shù)系列課程的特色之一。為此，課程建設(shè)非常注重學(xué)員對課程知識的實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)，在教學(xué)實踐中，結(jié)合課程特點和授課對象的學(xué)習(xí)特點，大力推進教學(xué)方法與手段的研究改革，在多層次一體化課程體系建設(shè)、教學(xué)方法與手段改革、創(chuàng)新人才培養(yǎng)、教師隊伍建設(shè)等方面取得了較大成績，下面分別進行介紹。
二、光纖傳感技術(shù)多層次一體化課程建設(shè)
我校早在上世紀(jì)90年代就開設(shè)了《光纖傳感技術(shù)》課程，并作為光纖傳感專業(yè)研究生的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，為培養(yǎng)光纖傳感技術(shù)人才起到了不可替代的作用。然而隨著光纖傳感技術(shù)在現(xiàn)代化信息戰(zhàn)爭中的應(yīng)用越來越廣泛，部隊對光纖傳感專業(yè)的人才數(shù)量和質(zhì)量要求越來越高。我校原有的只針對研究生展開的《光纖傳感技術(shù)》課程已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)培養(yǎng)部隊所需人才的緊迫要求。從2004年開始我院開始醞釀對光纖傳感技術(shù)課程進行深入改革，將授課對象拓展到全校本科生和本院研究生，并從2006年開始實行。經(jīng)過6年多的系統(tǒng)建設(shè)，最終建立起了完備的多層次光纖傳感系列課程。
由于本科生和研究生、本專業(yè)和非本專業(yè)學(xué)員、技術(shù)類和軍事指揮類學(xué)員的知識基礎(chǔ)和應(yīng)用方向差異太大，如何科學(xué)劃分課程層次、清晰明確課程內(nèi)容、準(zhǔn)確定位課程目標(biāo)是光纖傳感系列課程建設(shè)的重點和難點。
在廣泛調(diào)研軍隊需求、不同類別學(xué)員的知識積累和興趣及國內(nèi)外學(xué)校同專業(yè)的課程設(shè)置基礎(chǔ)上，我們建立起了分別面向本科生和研究生、技術(shù)類和軍事指揮類、本院專業(yè)和全校學(xué)員的光纖傳感系列課程。新增了技術(shù)類《光纖傳感技術(shù)》、軍事指揮類《光纖傳感技術(shù)》，面向全校本科生專題研討課《基于虛擬儀器的光纖傳感技術(shù)》三門課程，原有針對研究生的《光纖傳感技術(shù)》則改為《光纖傳感系統(tǒng)》[1，2]。
（一）建立起針對本院技術(shù)類本科生的《光纖傳感技術(shù)》課程內(nèi)容體系，以“扎實廣泛的技術(shù)基礎(chǔ)為核心，典型的系統(tǒng)應(yīng)用為亮點”
考慮到授課學(xué)員在學(xué)習(xí)本課程之前已經(jīng)在《光纖通信》、《光電檢測技術(shù)》等課程中對光纖和光纖器件等有初步了解，在本課程中首先介紹光纖傳感技術(shù)的概念和內(nèi)涵，然后針對光纖傳感系統(tǒng)的特點，介紹光纖、光纖器件、光纖傳感原理和光纖傳感信號解調(diào)原理。這四部分內(nèi)容涵蓋了強度型、偏振型、波長型、相位型和分布式光纖傳感的系統(tǒng)構(gòu)成、傳感原理和關(guān)鍵技術(shù)，為光纖傳感基礎(chǔ)知識，具有信息量大、知識點多、覆蓋范圍廣泛的特點；最后以2-3種典型的光纖傳感系統(tǒng)為例，向?qū)W員示范在系統(tǒng)中如何對基礎(chǔ)知識進行靈活應(yīng)用，啟發(fā)學(xué)員根據(jù)學(xué)到的基礎(chǔ)知識來分析理解新型光纖傳感系統(tǒng)。
（二）研究生的《光纖傳感系統(tǒng)》課程以“系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)為核心，系統(tǒng)設(shè)計為亮點”
與原有的研究生《光纖傳感技術(shù)》相比，新的課程內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)進行了大幅度的改革，突出“系統(tǒng)應(yīng)用”，大幅度削減了光纖傳感基礎(chǔ)知識，而是以四大類典型光纖傳感系統(tǒng)為授課重點。課程中的四大類典型光纖傳感系統(tǒng)選取了目前應(yīng)用最為廣泛或技術(shù)難度較高的光纖水聽器系統(tǒng)、光纖陀螺系統(tǒng)、分布式光纖傳感系統(tǒng)和光纖光柵傳感系統(tǒng)，針對每一類對其應(yīng)用背景、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)指標(biāo)和關(guān)鍵技術(shù)進行詳細(xì)分析，構(gòu)建課本知識到實際工程應(yīng)用的技術(shù)橋梁。在講解完每一類典型光纖傳感系統(tǒng)后，特別設(shè)計了光纖傳感系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)，要求學(xué)員以分組的形式，根據(jù)特定應(yīng)用背景設(shè)計出光纖傳感系統(tǒng)，闡明系統(tǒng)特色和關(guān)鍵技術(shù)。
課程調(diào)整所面臨的最大難題在于：學(xué)習(xí)本課程的研究生既包括本校本專業(yè)的學(xué)員，也包括來自于外院和外校的本科非光信息專業(yè)的學(xué)員。對于前者，通過本科生階段的《光纖傳感技術(shù)》學(xué)習(xí)已經(jīng)具備了良好的基礎(chǔ)，在新課程學(xué)習(xí)中應(yīng)盡量避免內(nèi)容重復(fù)；對于后者，直接學(xué)習(xí)典型光纖傳感系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)存在一定難度，需要對光纖傳感基礎(chǔ)知識進行介紹。為此，在研究生的《光纖傳感系統(tǒng)》課程中，首先設(shè)定了3個課時對光纖傳感基礎(chǔ)知識進行回顧和總結(jié)，并點明各部分基礎(chǔ)知識所涉及的參考書。同時由于使用了與本科生《光纖傳感技術(shù)》課程同一系列的教材，為解決學(xué)員基礎(chǔ)參差不齊的難題提供了有效的解決辦法，而面向全校的《基于虛擬儀器的光纖傳感技術(shù)》則為畢業(yè)于本校其他專業(yè)的研究生學(xué)員提供了學(xué)習(xí)本課程的基礎(chǔ)。
（三）軍事指揮類本科生的《光纖傳感技術(shù)》課程以“完善學(xué)員知識結(jié)構(gòu)為重點，突出軍事應(yīng)用特色為亮點”，為學(xué)員提供裝備相關(guān)知識基礎(chǔ)
課程針對軍事指揮類本科學(xué)員培訓(xùn)的主要目標(biāo)，將軍事指揮類本科生《光纖傳感技術(shù)》課程的主要任務(wù)確定為拓展軍事指揮類學(xué)員的知識面，完善知識結(jié)構(gòu)，了解最新軍用傳感器技術(shù)，一方面可以充分發(fā)揮我軍現(xiàn)有裝備的作戰(zhàn)效能，另一方面可以掌握外軍作戰(zhàn)手段，有效克敵制勝。課程簡化了基礎(chǔ)知識部分內(nèi)容，擴充了典型光纖傳感部分，特別是注重光纖水聽器、光纖陀螺和分布式光纖傳感器在軍事中的應(yīng)用，并拓展光纖水聽器在聲納系統(tǒng)應(yīng)用中的相關(guān)知識，讓學(xué)員在進行工作崗位后可以更快的掌握相關(guān)裝備的使用和維護。
（四）面向研究生的《虛擬光纖傳感技術(shù)》以“引導(dǎo)學(xué)員自主學(xué)習(xí)為核心，激發(fā)學(xué)員獨立思考為亮點”
課程以光纖傳感技術(shù)中相干檢測技術(shù)為背景，以虛擬儀器技術(shù)為手段，通過一個具體實例為研討對象，讓學(xué)員一邊學(xué)習(xí)新知識，一邊動手做實驗，一邊學(xué)會自主學(xué)習(xí)。課程首先在學(xué)員高中已經(jīng)具備的光學(xué)知識基礎(chǔ)上講解干涉型光纖傳感的基本內(nèi)容，然后引導(dǎo)學(xué)員自習(xí)LabVIEW虛擬儀器語言，通過研討學(xué)習(xí)心得讓學(xué)員掌握LabVIEW基本知識，最后要求學(xué)員利用所學(xué)知識和工具完成光纖傳感中一個典型信號處理問題。整個課程以學(xué)員自己動手動腦為主，精選了一門易學(xué)好用的虛擬儀器語言LabVIEW，使學(xué)員可以在四到五次課的時間內(nèi)學(xué)會，并結(jié)合光纖傳感技術(shù)系列課程的建設(shè)成果，讓學(xué)員可以在課程上針對典型的干涉型光纖傳感系統(tǒng)進行信號處理實驗，一方面提升了學(xué)員的學(xué)習(xí)的積極性，另一方面加強了學(xué)員的自信心，并為學(xué)員以后的創(chuàng)新實踐奠定了基礎(chǔ)。
三、教學(xué)方法與手段改革
在教學(xué)過程中，在教學(xué)方法和教學(xué)手段上也進行了一系列的改革，使用了大量的新技術(shù)、新手段、和新的教學(xué)方式。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
（一）充分運用科研成果和虛擬儀器技術(shù)的特點，增加了大量的課堂演示實驗環(huán)節(jié)
在光纖傳感技術(shù)系列課程中引入堂演示實驗，對于加深學(xué)員對知識的理解效果最為明顯。在課程建設(shè)中，充分利用所在實驗室在光纖傳感技術(shù)研究上的優(yōu)勢，在每門課程講授中都加入了1～2個課堂演示實驗。
與專門的實驗課不同，課堂演示實驗的側(cè)重點在實驗效果上，通常都是完整的光纖系統(tǒng)，包括光源、光傳輸鏈路、光接收模塊、顯示模塊等等，并注重演示效果。以往的光纖系統(tǒng)雖然功能性明顯，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。近年來，課題組所在的實驗室在光纖傳感系統(tǒng)的工程可靠性研究上投入了大量精力，一些便攜式高可靠性的光纖傳感集成模塊在科研項目中得到廣泛應(yīng)用；這些科研成果的突破使得在課堂上演示一些復(fù)雜的光纖傳感系統(tǒng)實驗成為可能[5]。另一方面，由于虛擬儀器技術(shù)在光纖傳感技術(shù)中的廣泛應(yīng)用，復(fù)雜的信號解調(diào)可以通過電腦直觀的顯示在課堂多媒體系統(tǒng)中，“所見即所得”的方式使得課堂演示實驗的效果非常直觀和可信。以研究生的《光纖傳感系統(tǒng)》課程為例，我們選取了光纖光柵應(yīng)變系統(tǒng)作為課堂演示實驗內(nèi)容。在硬件上，這套系統(tǒng)的光收發(fā)模塊為集成化的便攜式光纖光柵解調(diào)儀，采用法蘭盤對接可串接起多個光纖傳感陣列；而復(fù)雜的信號解調(diào)系統(tǒng)則全部通過虛擬儀器技術(shù)在電腦上軟件實現(xiàn)，解調(diào)結(jié)果直接顯示在電腦程序界面中。通過這套系統(tǒng)，我們完整地演示了光纖傳感器設(shè)計、光纖傳輸鏈路構(gòu)成、復(fù)用光纖傳感網(wǎng)絡(luò)、和光纖傳感信號解調(diào)等多項知識內(nèi)容，學(xué)員普遍反映通過這一演示實驗對光纖傳感系統(tǒng)有了清晰深刻的了解。
（二）借鑒國外大學(xué)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)模式，在考核中引入小型綜合設(shè)計環(huán)節(jié)，充分考察學(xué)員的綜合素質(zhì)
課題組的兩位教員具有國外留學(xué)的經(jīng)歷，在課程建設(shè)中充分參考國外大學(xué)在光纖傳感技術(shù)課程的教學(xué)方法，在作業(yè)環(huán)節(jié)引入小型光纖傳感綜合設(shè)計內(nèi)容，并將其作為課程考核評價標(biāo)準(zhǔn)的一部分，實現(xiàn)對學(xué)員綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和考核評價。
光纖傳感綜合設(shè)計參考了香港理工大學(xué)和英國南安普頓大學(xué)的教學(xué)經(jīng)驗，以對知識的綜合運用為主要考察目標(biāo)。本科生光纖傳感技術(shù)采用適當(dāng)?shù)木C合設(shè)計題目難度，重視對知識融會貫通和綜合應(yīng)用能力的考察，一般在授課過程中只進行1次；研究生除了要求基礎(chǔ)知識綜合應(yīng)用能力，更注重對實際工程應(yīng)用系統(tǒng)的完整性和前沿問題的拓展性考察[6]，一般則開設(shè)2～3次。綜合設(shè)計作業(yè)由學(xué)員分組完成，小組內(nèi)成員根據(jù)資料調(diào)研、方案設(shè)計、報告撰寫等工作內(nèi)容的不同進行明確分工，并推選一位組員參加課堂專門設(shè)置答辯環(huán)節(jié)。
（三）針對授課內(nèi)容的層次劃分和授課對象的學(xué)習(xí)特點，科學(xué)合理設(shè)置研討專題
研討式教學(xué)我校近年來大力推廣的教學(xué)方式之一。由于光纖傳感技術(shù)具有經(jīng)典與前沿相結(jié)合、理論與工程應(yīng)用相結(jié)合的特點，在系列課程建設(shè)中，課題組在原有研究生《光纖傳感技術(shù)》的研討式專題內(nèi)容基礎(chǔ)上，進行了深入的思考和大膽的拓展，將課程中的研討專題劃分為三大類：經(jīng)典理論知識的研討、前沿研究的研討和學(xué)位論文研究方法的研討。
經(jīng)典理論知識的研討要求學(xué)員在授課之前對相關(guān)內(nèi)容進行預(yù)習(xí)，并在課堂上對全體學(xué)員講解自己對該問題的理解。如在進行“光纖干涉儀傳感系統(tǒng)”的授課時，要求學(xué)員預(yù)習(xí)時弄明白兩個問題：什么是隨機相位衰落？什么是偏振誘導(dǎo)信號衰落？進行研討時不要求學(xué)員對這兩個問題進行深入剖析，但要求學(xué)員用精煉的語言闡明問題的物理含義。學(xué)員普遍認(rèn)為這種研討專題不是特別復(fù)雜，通過預(yù)習(xí)教材即可，但大部分學(xué)員會準(zhǔn)備PPT課件，且自愿上講臺講述的學(xué)員一般在以往的學(xué)習(xí)過程中接觸過與該專題相關(guān)的研究工作，因此在其課件上還會加入自己以往的工作、自己對該問題的擴展認(rèn)知及自己尚未弄明白的問題等。這種教學(xué)效果是在深入了解學(xué)員的知識積累基礎(chǔ)上，通過巧妙設(shè)置研討專題取得的。
前沿研究的研討要求學(xué)員進行大量的資料查閱，特別是光纖傳感前沿研究課題的查閱。對于某一個問題，由于課堂講授的時間受限或者教材中沒有系統(tǒng)的描述，對該問題的課堂講授可能不夠全面，在這種情況下，教師會提供相關(guān)信息，要求學(xué)員查閱該文獻(xiàn)并進行精讀，然后在課堂上進行研討。這種研討專題分為兩種：一種是教師提供明確的檢索信息，由學(xué)員查閱到該文獻(xiàn)后精度文獻(xiàn)，分析文獻(xiàn)的精華及不足；另一種則是教師提供所要解決的問題，由學(xué)員對該問題進行解讀，提煉關(guān)鍵檢索信息，進行檢索后，對檢索文獻(xiàn)進行初步分析，總結(jié)該問題的研究現(xiàn)狀。學(xué)員反映這種研討專題的難度稍大于第一種，但一般稍花時間都能解決。
學(xué)位論文研究方法的研討目的在于：無論是本科生還是研究生，在學(xué)習(xí)完相應(yīng)的光纖傳感技術(shù)課程后馬上就要投入到學(xué)位論文工作中。通過對這類問題的研討，學(xué)員逐漸掌握了在未來從事學(xué)位論文研究中必須具備的研究方法，這類的研討主要培養(yǎng)學(xué)員的仿真計算能力和光纖傳感系統(tǒng)的設(shè)計能力。例如在講授完光纖光柵的基本理論之后，學(xué)員反映耦合模理論的公式很繁瑣，難以一眼看出其中的物理特性，為此，我們安排了相關(guān)理論的仿真計算研討，要求學(xué)員根據(jù)課堂講授的公式進行理論仿真，計算光纖光柵反射光譜，并繪制帶寬、反射率等關(guān)鍵參數(shù)隨著光柵參數(shù)的變化曲線。學(xué)員在課堂研討時要講述自己的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置和仿真結(jié)果。通過這種研討方式，學(xué)員對光纖光柵的反射譜特性建立了深入的了解，效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于課堂直接講授相關(guān)結(jié)論。
根據(jù)光纖傳感課程層次劃分，不同的光纖傳感技術(shù)課程對三種研討專題的應(yīng)用程度也不相同，本科生的光纖傳感技術(shù)課程以經(jīng)典理論知識的研討為主，并設(shè)置1～2次前沿研究的研討；研究生的光纖傳感技術(shù)課程則以前沿研究的研討專題和學(xué)位論文研究方法的研討專題為主，對特別重要的概念設(shè)置少量經(jīng)典理論知識的研討專題。
四、以光纖傳感技術(shù)課程為支撐的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)
光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用范圍極廣，一套實用的光纖傳感系統(tǒng)可以很龐大很復(fù)雜，也可以很小巧靈活。針對這一特點，課題組教師在學(xué)院本科生和研究生的各項教學(xué)活動中，積極開展與光纖傳感技術(shù)相關(guān)的各項活動。
針對本科生的光纖傳感技術(shù)系列課程，在授課結(jié)束后，在光電設(shè)計大賽、畢業(yè)設(shè)計等教學(xué)活動中開設(shè)了大量關(guān)于光纖傳感技術(shù)應(yīng)用的課題，引起學(xué)員濃厚的興趣和廣泛的參與熱情。一方面，參與光纖傳感技術(shù)相關(guān)的本科畢業(yè)設(shè)計學(xué)員數(shù)量大幅度提高。以技術(shù)類本科畢業(yè)設(shè)計為例，2013、2014年參與光纖傳感技術(shù)相關(guān)課題的學(xué)生均達(dá)到光信息專業(yè)學(xué)員總數(shù)的50%以上。另一方面，學(xué)員完成課題的質(zhì)量也得到大幅度提升，近年來有8名本科生獲得學(xué)校創(chuàng)新資助，從側(cè)面反映出光纖傳感技術(shù)課程教學(xué)效果的日漸提高。這些競賽成果也作為評價授課效果的標(biāo)準(zhǔn)之一，并將學(xué)員在課外延拓活動中的效果和意見及時反饋到教學(xué)過程中[3，4]。
針對研究生的光纖傳感技術(shù)系列課程，一方面鼓勵學(xué)員在課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上努力拓展研究深度，在光纖傳感研究領(lǐng)域不斷創(chuàng)新。在課題組所在實驗室所培養(yǎng)的研究生中，有3名研究生獲得學(xué)校創(chuàng)新資助，1名研究生獲得湖南省創(chuàng)新資助，其課題都是光纖傳感領(lǐng)域的研究重點和難點。此外還有5項研究生參與申請的光纖傳感技術(shù)相關(guān)專利；另一方面，鼓勵學(xué)員積極參與到與光纖傳感技術(shù)相關(guān)的科研項目中，在實際工程環(huán)境中對課程知識進行融會貫通。目前在光纖信息專業(yè)的畢業(yè)研究生中，參加過光纖傳感相關(guān)的湖上或海上試驗的學(xué)員達(dá)到95%以上，為其真正走向工作崗位后充分適應(yīng)部隊對光纖傳感技術(shù)人才的需要積累了寶貴的經(jīng)驗。
五、高素質(zhì)教師隊伍建設(shè)
作為教育的重要媒介，教師是活動中的主要因素。教員整體素質(zhì)的高低，直接影響著教學(xué)質(zhì)量的高低。因此，建立一支教學(xué)水平高、結(jié)構(gòu)合理的高素質(zhì)師資隊伍顯得尤為重要。
（一）從教學(xué)和科研兩個方面錘煉教師隊伍，使教師的教學(xué)水平和科研能力相互促進共同提高
科學(xué)研究是教師工作的重要組成部分，是提高教學(xué)水平的重要手段，也是提高自身素質(zhì)的重要途徑。對于光纖傳感技術(shù)系列課程而言，學(xué)即能致用是其重要特點之一，教學(xué)和科研的相互促進作用尤為明顯。課題組全部教員均參加了多個重大科研項目。通過重大科研項目的歷練，教員的學(xué)術(shù)水平得到很大的提高，一方面教員接觸了學(xué)術(shù)前沿，開拓了學(xué)術(shù)視野，經(jīng)歷了科研實踐，在課堂教學(xué)中自然會將科研最新成果、專業(yè)發(fā)展動向帶進課堂，另一方面，教員在參與重大科研項目時對光纖傳感的技術(shù)內(nèi)容有了更加深刻的認(rèn)知，對于在課堂上清楚明白的講好各個知識點至關(guān)重要。同時，通過教學(xué)活動中對課程內(nèi)容的反復(fù)推敲及與學(xué)員之間展開的研討交流，可以加深教員對技術(shù)環(huán)節(jié)的領(lǐng)悟，甚至激發(fā)教員的靈感。通過在科研和教學(xué)兩個方面同時錘煉，促進教師知識更新和自身進步，提高教師的創(chuàng)新能力和教學(xué)質(zhì)量，將真正做到科研教學(xué)一體化。
（二）鼓勵教員進行對外交流，充分借鑒國內(nèi)外同類專業(yè)課程的教學(xué)經(jīng)驗
課題組有兩名教員具有國（境）外留學(xué)經(jīng)歷，其他教員也多次參加國內(nèi)外的學(xué)術(shù)活動和教學(xué)活動交流，在課程建設(shè)過程中充分利用了這一優(yōu)勢。在教員已經(jīng)帶回的國外大學(xué)教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，鼓勵教員在回到學(xué)校后仍然定期與留學(xué)單位交流，及時獲取留學(xué)單位最新的課程設(shè)置和教學(xué)安排信息，并通過交流，不斷補充自身的不足，更新課程內(nèi)容，豐富教學(xué)手段，提高自身教學(xué)水平。在對外學(xué)術(shù)活動交流中，有意識的了解其他院校同類專業(yè)課程的教學(xué)情況，對于感興趣的單位積極主動與對方聯(lián)系進行實際考察?；钴S的對外交流活動極大地激發(fā)了教師的教學(xué)熱情，并不斷提高其教學(xué)水平。
（三）加強青年教師的教學(xué)技能培訓(xùn)
目前，課題組教員是一支相對年輕化的隊伍，很多才剛剛博士畢業(yè)，青年教師充滿熱情，思想活躍，比較了解學(xué)員的思想，與學(xué)員進行交流方面具有優(yōu)勢。但是，他們大多沒有經(jīng)過系統(tǒng)的教學(xué)技能訓(xùn)練，普遍缺乏教學(xué)經(jīng)驗。為了使青年教師盡快掌握教學(xué)技能，提高業(yè)務(wù)能力與水平，課題組指定認(rèn)真負(fù)責(zé)、教學(xué)經(jīng)驗豐富的老教師擔(dān)當(dāng)青年教師的導(dǎo)師，對青年教師實行“一對一”的“傳、幫、帶”指導(dǎo)，指導(dǎo)青年教師備課、編寫教案；采取措施督促教員投入足夠的精力。教員上崗前，必須經(jīng)過教研室、系所、學(xué)院三級試講，每次授課必須重新編寫教案、編寫課件、編制教學(xué)日歷；在教學(xué)過程中，教學(xué)指導(dǎo)委員會、督導(dǎo)組、院系領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)常性聽查課，督促教學(xué)水平的提高。
通過從科研和教學(xué)兩方面錘煉教學(xué)隊伍，課題組教員自身水平得到了大大提高，多次在全軍和全校獲得教學(xué)優(yōu)秀獎，其中獲軍隊院校育才獎1人次，優(yōu)秀研究生導(dǎo)師獎3次，校本科“研究型”教學(xué)比賽三等獎1人次，校研究生教學(xué)優(yōu)秀三等獎1人次，教員在國內(nèi)教學(xué)期刊上發(fā)表高水平教學(xué)論文10篇，課題組已經(jīng)成為了一支能獨立承擔(dān)授課任務(wù)的高水平教師隊伍。
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關(guān)鍵詞：智能車輛；環(huán)境感知；傳感器；多傳感器信息融合
中圖分類號：E91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 14-0026-01
一、前言
隨著社會的進步，汽車成為人們出行必不可少的交通工具，車輛堵塞、交通事故等問題也日益顯現(xiàn)。汽車數(shù)量的快速增長造成了公共交通效率低下、交通事故頻發(fā)。建立起現(xiàn)代化的智能交通系統(tǒng)便被提到日程上來。智能車輛（Intelligent Vehicles， IV）作為智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation Systems，ITS）的重要組成部分，也是系統(tǒng)的運行主體，能夠提高駕駛安全性，大幅改善公路交通效率，降低能源消耗量，由于眾多優(yōu)點，該技術(shù)的研究日益受到國內(nèi)外相關(guān)機構(gòu)的關(guān)注。
智能交通系統(tǒng)能夠有效緩解交通壓力，合理調(diào)配公共交通資源和道路資源?；跈C器傳感技術(shù)和控制技術(shù)，駕駛系統(tǒng)采用信息傳輸技術(shù)和計算機視覺技術(shù)監(jiān)測道路路面、交通標(biāo)志、其他車輛、行人以及交通事故等道路環(huán)境狀況，有效保證智能車輛在各種路況下的安全行駛，并能對一些異常狀況進行及時處理。在過去的10多年里，相關(guān)技術(shù)取得了很大的進步，有些國家已經(jīng)成功開發(fā)了一些基于視覺的道路識別和跟蹤系統(tǒng)。其中，具有代表性的系統(tǒng)有：LOIS系統(tǒng)、GOLD系統(tǒng)、RALPH系統(tǒng)、SCARF 系統(tǒng)和ALVINN系統(tǒng)等。從這些先進技術(shù)的應(yīng)用便可看出，感知外部環(huán)境模塊是智能車輛的核心技術(shù)。
二、環(huán)境感知傳感器在智能車輛上的應(yīng)用現(xiàn)狀
智能車輛在道路上暢行離不開相應(yīng)的傳感技術(shù)，其中最重要的是道路環(huán)境感知模塊，該模塊將先進的通訊技術(shù)、信息傳感技術(shù)、計算機控制技術(shù)結(jié)合起來系統(tǒng)利用。智能車輛系統(tǒng)主要有環(huán)境感知模塊、分析模塊、控制模塊等部分組成。環(huán)境感知傳感系統(tǒng)主要由機器視覺識別系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、超聲波傳感器和紅外線傳感器組成。
（一）機器視覺識別系統(tǒng)
機器視覺識別系統(tǒng)是指智能車輛利用CCD等成像元件從不同角度全方位拍攝車外環(huán)境，根據(jù)搜集到的視覺信息，識別近距離內(nèi)的車輛、行人、交通標(biāo)志等。機器視覺也有其弱點，容易受到環(huán)境的影響，在能見度較低時效果不理想，因此，在傳感器類別中屬于被動型。與雷達(dá)系統(tǒng)相比較，視覺識別系統(tǒng)價格低廉，一輛車上可以安裝多處，監(jiān)測范圍更大，搜集道路信息更為全面，通過對其所得的圖像進行處理可以識別、檢測周圍路況，這些也是主動型傳感器無法替代的。所以越來越多的人對利用機器視覺感知車輛行駛環(huán)境產(chǎn)生很大的興趣，該系統(tǒng)在現(xiàn)實生活中隨處可見，普及率最高，機器視覺在智能車輛研究領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用， 成為最受歡迎的傳感器之一。
（二）雷達(dá)系統(tǒng)
雷達(dá)系統(tǒng)是一種主動型傳感器，利用微電磁波探測目標(biāo)距離、速度、方位等。雷達(dá)不需要復(fù)雜的設(shè)計與繁復(fù)的計算。雷達(dá)系統(tǒng)的使用不受光線、天氣等因素干擾，無論是白天還是黑夜，晴天或者下雨，雷達(dá)系統(tǒng)都能夠正常運轉(zhuǎn)。由于雷達(dá)是靠電磁波反射原理來工作的，這會導(dǎo)致相近的不同雷達(dá)間電磁波相互干擾而影響工作效能。但是，瑕不掩瑜，由于雷達(dá)在準(zhǔn)確提供遠(yuǎn)距離的車輛和障礙物信息方面有著得天獨厚的優(yōu)勢，因此在車輛的防碰撞系統(tǒng)中有著廣闊的應(yīng)用前景。
（三）超聲波傳感器
顧名思義，超聲波傳感器是指利用超聲波為檢測方法的傳感器。使用超聲波探測得來的的數(shù)據(jù)處理簡單、快速，超聲波傳感器可以發(fā)射定向長生波，能夠在較小范圍內(nèi)檢測到物置。這種技術(shù)在醫(yī)學(xué)應(yīng)用上比較廣泛和成熟。汽車工業(yè)上的利用首見于在歐洲銷售的的BMW 車上的超聲波停車裝置。這種系統(tǒng)利用一片單片機進行控制，超聲波遇到障礙反射回傳后，根據(jù)傳感器探測距離發(fā)出不同的提示音。
（四）紅外線傳感器
紅外線傳感器是利用紅外線來進行測量工作的傳感器，技術(shù)更加先進。紅外線傳感器不受黑暗、風(fēng)、沙、雨、雪、霧的阻擋，環(huán)境適應(yīng)性好，且功耗低。這些特點使它遠(yuǎn)超其他傳感器。與超聲波傳感器相比，反應(yīng)速度更快，探測范圍更廣，由于其探測視角小，方向性和測量精度有所提高。與機器視覺結(jié)合使用，紅外線傳感器可以增強機器視覺識別的可靠性，使黑夜如同白晝，因此常被用于智能汽車中的夜視系統(tǒng)中。
三、多傳感器的綜合利用
在復(fù)雜的路況環(huán)境下，單一傳感器都有其局限性，僅僅安裝單一傳感器難以提供路況環(huán)境的全面描述，因此設(shè)計智能車輛必須配置多種傳感器。例如夜間行駛時紅外線傳感器是必不可少的；而停車、倒車時主要使用超聲波、雷達(dá)探測周邊障礙物的遠(yuǎn)近；機器視覺除日常應(yīng)用外與其他傳感器結(jié)合起來可以使得智能車輛駕駛安全性更加可靠。
隨著計算機信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)和電子技術(shù)的進步，智能車輛技術(shù)研究中多傳感器信息融合技術(shù)的應(yīng)用取得了許多令人振奮的成果。如車載系統(tǒng)互聯(lián)技術(shù)、歐洲的Peugeo系統(tǒng)、美國的IVHS系統(tǒng)等。Tsai-Hong Hong等利用激光傳感器采集圖像獲得車輛前方的距離信息，在正常的路況環(huán)境下，采用彩色攝像機與激光傳感器聯(lián)合感知道路表面和定位道路邊界。這些技術(shù)經(jīng)過不斷改進，相信在不久的將來引起汽車工業(yè)的革命。
四、結(jié)語
在智能車輛的環(huán)境感知模塊技術(shù)研究中，傳感器是智能車輛控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。如何使傳感器技術(shù)更好的應(yīng)用到汽車行業(yè)上來，未來將成為傳感器技術(shù)研究領(lǐng)域的一個發(fā)展方向。
整合各種類型的傳感器技術(shù)，使其為智能車輛提供更加真實可靠的路況環(huán)境信息，對智能汽車技術(shù)的發(fā)展來說是至關(guān)重要的。由于實際的應(yīng)用環(huán)境所得到信息大多數(shù)都是不確定信息，傳感器回饋信息融合還原真實路況還有很大的困難。
縱觀全球，我國的智能車輛研究工作還處于起步階段，同歐美日等相比還很落后。但隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，汽車保有量不斷膨脹，嚴(yán)峻的交通現(xiàn)狀迫使我們把發(fā)展智能交通盡早提到日程上來，只要我們勇于創(chuàng)新，結(jié)合我國具體國情，不斷進行深入、細(xì)致的研究，我國智能化交通必能早日實現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
本書為第11屆意大利傳感器與微系統(tǒng)會議的論文集，其中精選了具有代表性的會議論文。這次會議展示了在傳感器與微系統(tǒng)領(lǐng)域的理論模擬與實際應(yīng)用的最新成果。傳感器與微系統(tǒng)是一個新興的交叉學(xué)科，其涉及到物理、化學(xué)、材料科學(xué)以及生命科學(xué)等領(lǐng)域。
本書共分為六部分，第一部分為化學(xué)傳感器，主要介紹了：可調(diào)諧二極管激光光譜儀原位測量平流層微量氣體；四苯基卟啉在高有序熱解石墨上的組裝：前所未有的吸附壓縮驅(qū)動的雙層模式組裝；一種室溫下的基于鉑／氧化銥復(fù)合物的氧氣傳感器；聚合物涂層的長周期光柵作為高靈敏度化學(xué)傳感器；用于低溫下檢測氫氣的光纖傳感器；溶劑對復(fù)合薄膜形貌和傳感特性的影響；納米鈦對氣體的傳感性質(zhì)；基于二元金屬的碳水化合物傳感裝置；一種快速檢測牛奶中M1黃曲霉素的便攜式熒光計；利用光學(xué)傳感器檢測橄欖油的質(zhì)量；質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系在計劃、設(shè)計和實現(xiàn)厚膜氣體檢測器中的應(yīng)用；基于單壁碳納米管的光纖傳感器；合成且表征用于二氧化氮檢測的納米材料；鉑金元素作為覆蓋層的P型一氧化鈦薄膜用于對氫氣的檢測；包含銀納米簇的氟化聚亞酰胺納米復(fù)合薄膜用于對有機氣體的光學(xué)檢測等等。第二部分為物理傳感器，主要介紹了荒蕪環(huán)境中的固體定位風(fēng)速計；一種具有濺射內(nèi)核的二維平面磁通量閥門；一種用于探測RF電場的光學(xué)探針；通過拉曼散射來測量多孔硅結(jié)構(gòu)的應(yīng)力；對熱傳感器的一種十分有效的計算機模擬模型；對硅化鉻應(yīng)力傳感器的認(rèn)識。第三部分為生物傳感器，主要介紹了基于不定型硅基器件檢測DNA分子；抑制酪氨酸酶的有機相酶傳感器；用于人瘤病毒檢測的DNA壓電生物傳感器；用于檢測硬質(zhì)小麥安全型的用戶友好的電化學(xué)手持設(shè)備；采用SPR成像技術(shù)來研究DNA―DNA生物分子的相互作用。第四部分為微米納米技術(shù)，主要介紹了實驗室芯片技術(shù)對基因進行分析；利用硅基玻璃芯片對化學(xué)物質(zhì)進行快速光學(xué)檢測；采用不同導(dǎo)電納米顆粒來控制復(fù)合材料聚合物的傳感性質(zhì)；采用電化學(xué)刻蝕硅片的方法制備嵌入式微通道；采用超聲束沉積方式制備具有氣體傳感的金屬氧化物／有機物雜化材料；聚焦離子束刻蝕用于氣體傳感技術(shù)；一種模擬IPMC傳感器的軟件工具；對印跡二氧化鈦納米粒子的合成與表征；機車安全與舒適度測量；懸臂梁的強制型阻尼振動。第五部分為傳感器陣列和多重傳感系統(tǒng)，主要介紹了整合型微重力化學(xué)物質(zhì)檢測裝置；采用雜化電子鼻原位檢測硫質(zhì)噴氣孔火山口噴發(fā)的火山氣體；對主要公路旁的漂浮粒子和氧化氮化合物的檢測；多傳感器布局在敵對環(huán)境中的機器人。第六部分為傳感器網(wǎng)絡(luò)和對傳感器的數(shù)據(jù)分析，主要介紹了對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概覽：對ZGIGBEE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一瞥；動態(tài)場景下塵埃傳感器網(wǎng)絡(luò)：在城市環(huán)境中普遍應(yīng)用性能的研究；一種配置了IEEE 802.15.4的移動設(shè)備的便攜式軟件工具；一種神經(jīng)光譜分類的光學(xué)傳感器；對城市環(huán)境污染檢測無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計；應(yīng)用多傳感器微型化系統(tǒng)對橄欖油進行評價。
本書幾乎涵蓋了傳感器方面的所有方向，包括化學(xué)、物理、生物以及傳感器構(gòu)架等等。相信從事任何傳感器研究方向的科研人員都會在本書中找到有參考價值的內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：光纖測溫裝置，原理，應(yīng)用，效果
一 引言
電纜是變電站的重要組成部分。。由于電纜分布廣、易燃、著火后危害大且影響相關(guān)供電單位生產(chǎn)，對經(jīng)濟造成巨大損失。因此電纜的防火歷來為電力部門所重視。但是電纜事故還是頻繁發(fā)生。隨著光纖技術(shù)的發(fā)展光纖傳感技術(shù)在電力設(shè)備故障檢測中的應(yīng)用得到了逐步推廣，其中光纖測溫技術(shù)徹底解決了困擾電纜運行中過熱監(jiān)測的難題，可以實現(xiàn)對電力電纜發(fā)熱敏感部位溫度的準(zhǔn)確、實時在線監(jiān)測和故障預(yù)警、精確定位。
二 系統(tǒng)簡介
AT810分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)是集光、機、電、計算機、光纖光纜和弱信號檢測等技術(shù)為一體的高科技產(chǎn)品，主要依據(jù)激光耦合到光纖中，利用光纖的光時域反射（OTDR ）和光纖的背向喇曼散射溫度效應(yīng)。將感溫光纜敷設(shè)于待測空間，可連續(xù)測量、準(zhǔn)確定位整條光纖或光纜所處空間的溫度，還具有不帶電、抗射瀕和電磁干擾、抗腐蝕、耐高溫和使用壽命長等優(yōu)點。
本系統(tǒng)主要由測溫主機、應(yīng)用軟件、感溫光纜及其他周邊設(shè)備配置而成，對電纜橋架、電纜夾層、溫油罐和變壓器等設(shè)備的溫度進行連續(xù)線型實時在線監(jiān)測，在被監(jiān)測設(shè)備發(fā)生火災(zāi)前即發(fā)出預(yù)警，使用戶及時采取措施，排除隱患。整套監(jiān)測系統(tǒng)通過其測溫控制主機通訊接口或干接點繼電器端子與火災(zāi)報警主控制器相連，并向其提供火災(zāi)報警區(qū)的報警信息及運行和故障信號。
三 光纖測溫原理
激光脈沖在光纖中傳輸時，由于激光和光纖分子的相互物理作用，會產(chǎn)生三種散射光：瑞利散射、拉曼散射和布里淵散射，其光譜分布如下圖所示：
其中拉曼散射僅對溫度敏感，因此最適合用來測量溫度。AT810 光纖測溫主機就是采用拉曼散射（RAMAN）和OTDR 技術(shù)研發(fā)的分布式光纖溫度探測處理器（DTS），其工作原理如下：
1、激光器發(fā)出一束激光，通過耦合器調(diào)制后射入感溫光纖中；
2、光纖中反射回的拉曼散射光通過光譜分離模塊分解成不同波長的Stokes散射光和Antistokes 散射光。其中Stokes 散射光的強度與溫度弱相關(guān)；而Antistokes散射光的強度與溫度強相關(guān)；
3、通過對兩束光信號進行處理和對比計算得出溫度沿光纖的分布曲線；
4、利用光時域反射技術(shù)（OTDR），通過計算光波的傳輸速度和回波時間實現(xiàn)對所有溫度點的定位；
四 AT810光纖測溫預(yù)警系統(tǒng)在電纜線路中的應(yīng)用
AT810光纖測溫預(yù)警系統(tǒng)硬件組成如下:
應(yīng)用中把特制的感溫光纜鋪設(shè)在待測電纜上方，讓二者緊密接觸。為提高監(jiān)測的精度，以準(zhǔn)確地獲得被測電纜上各點的溫度情況，須將傳感光纜梆扎在電纜上。
下圖為“分區(qū)溫度顯示”界面：
每個分區(qū)為一回電纜饋線，分區(qū)溫度顯示的是分區(qū)內(nèi)所有溫度里的最高值。
雙擊分區(qū)溫度畫面上的分獲圖塊即可打開分區(qū)的實時曲線圖：
從中可以清楚地看到當(dāng)時整條電纜的溫度分布情況。
五 應(yīng)用效果
目前光纖測溫系統(tǒng)已經(jīng)全面應(yīng)用在我變電站電纜回路中，在運行中曾多次對過熱點準(zhǔn)確報警，使事故隱患得到及時消除并能夠在電纜突發(fā)性故障中準(zhǔn)確判斷出故障位置，大大節(jié)省了故障處理時間，使故障線路迅速恢復(fù)供電。下圖為某饋線電纜絕緣擊穿發(fā)生單相接地事故時的溫度曲線：
通過曲線可以判斷出故障發(fā)生在250米。
六 應(yīng)用注意事項
1、輸入電流為交流220伏市電；
2、嚴(yán)禁帶電插拔光纖測溫主機與報警輸出箱之間的連接線；
3、主機光纜輸入接頭要保持清潔，平時用端蓋保護；當(dāng)與監(jiān)測機連接時，端部要用無水酒精清洗干凈后可靠連接。。
4、系統(tǒng)在工作時，禁止觀察傳感光纜尾端、連接處或者光纜的損壞處，激光會損害眼睛；
5、傳感光纜最小彎曲半徑不小于5cm，不能用硬或銳利物體擠、壓和沖擊傳感光纜，并應(yīng)遠(yuǎn)離熱源；
6、由于上位監(jiān)控系統(tǒng)后臺服務(wù)程序啟動需要一段時間（約2分鐘），當(dāng)上位監(jiān)控軟件打開時可能會提示無法連接，等待兩三分鐘后按F5刷新屏幕即可；
7、在光纖測溫系統(tǒng)剛剛啟動的幾分鐘里，上位機監(jiān)控畫面上的溫度可能是不準(zhǔn)確的，這是因為光纖測溫系統(tǒng)主機內(nèi)的恒溫槽還沒有達(dá)到穩(wěn)定的工作狀態(tài)，其預(yù)熱的時間大約需30分鐘；
8、歷史溫度曲線查看時，選擇的時間段長不要超過4 小時，不然系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)會很慢；
9、系統(tǒng)投入正常運行后要定期（至少一年一次）對系統(tǒng)功能進行測試，以測試和檢驗系統(tǒng)的火災(zāi)探測和報警能力。。
七 結(jié)束語
通過我變電站的實運行經(jīng)驗表明光纖測溫預(yù)警系統(tǒng)不僅能夠得到電纜的實時溫度分布，及時發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，還能超溫報警、升溫速率報警及準(zhǔn)確判斷故障地點。使運行人員能及時了解運行情況、消除故障隱患，防止惡性事故的發(fā)生。因此光纖測溫預(yù)警系統(tǒng)是一種理想的電纜過熱監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠和變電站的電纜過熱監(jiān)控中，也可以應(yīng)用于地鐵、船舶、石油平臺、銀行和大型圖書館等重要場合的電纜過熱監(jiān)控中。
八 參考文獻(xiàn)
[1]彭超，趙健康，苗付貴．分布式光纖測溫技術(shù)在線監(jiān)測電纜溫度[J]．高電壓技術(shù)，2006，32（8）．
[2]韓浩江．分布式光纖溫度故障預(yù)警檢測系統(tǒng)原理及應(yīng)用[J]．上海電力，2007，（5）．
關(guān)鍵詞 有限狀態(tài)自動機；狀態(tài)轉(zhuǎn)化矩陣；電腦鼠；斜向45度
中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）14-0186-02
“電腦鼠”，英文名叫做MicroMouse，是使用嵌入式微控制器、傳感器和機電運動部件構(gòu)成的一種智能行走裝置，電腦鼠可以在不同“迷宮”中自動記憶和選擇路徑，采用相應(yīng)的算法，快速地達(dá)到所設(shè)定目的地。
這項競技賽事風(fēng)靡全球，從1979 年國際電工和電子工程學(xué)會（IEEE）每年都舉辦一次國際性的電腦鼠走迷宮競賽，至今已有30年的歷史，在歐洲東南亞日本、韓國等地區(qū)頗為盛行。
1 問題提出的背景
嵌入式微型機器人（電腦鼠）走迷宮競賽具有一定難度，是一項富有挑戰(zhàn)性和趣味性的比賽。此外，它還是一個很好的教學(xué)工具。電腦鼠可看作是一個集多項工程學(xué)科知識于一體的小型系統(tǒng)。成功的設(shè)計者通常都是合作團體，他們必須考慮電子、電氣、機械以及計算機軟件設(shè)計，算法各方面的問題。重量、速度、功耗、傳感技術(shù)、重心以及程序各方面都是設(shè)計中需要決定和綜合考慮的因素。
本論文從軟件算法角度提出了斜向45度沖刺的算法創(chuàng)新，并在2015年天津電腦鼠相關(guān)賽項中成功應(yīng)用。
電腦鼠在運行中可以劃分為四個狀態(tài)，等待狀態(tài)、啟動狀態(tài)、搜索迷宮狀態(tài)和沖刺狀態(tài)。
1）等待狀態(tài)
在該狀態(tài)中，電腦鼠靜止在起點，等待開始命令。同時實時顯示傳感器檢測結(jié)果和電池的電壓，這樣方便調(diào)試傳感器的靈敏度和更換電池。當(dāng)控制啟動的按鍵按下后，電腦鼠進入啟動狀態(tài)。
2）啟動狀態(tài)
迷宮是由18cm*18cm 大小的方格組成的，其行列各有16個方格。以左下角的點為（0，0）點，右上角的點為（15，15）點。在該狀態(tài)中，電腦鼠根據(jù)第一次轉(zhuǎn)彎的方向判斷起點是在坐標(biāo)的（0，0）點還是（15，0）點。
3）搜索迷宮狀態(tài)
在該狀態(tài)中，電腦鼠的任務(wù)就是探索并記憶迷宮地圖。這里采用右手搜索法則，并搜索全迷宮。其程序流程圖見圖1所示：
4）沖刺狀態(tài)
迷宮搜索完畢后，根據(jù)算法找出一條最優(yōu)路徑?jīng)_刺到終點。沖刺結(jié)束后返回到起點。
本論文研究的是，在沖刺狀態(tài)下以最優(yōu)路徑為基礎(chǔ)，通過類似自動機原理的算法找到最優(yōu)路徑下可以45度斜向跑的起始位置和終止位置。
5）方向的定義
為了讓電腦鼠記住所走過的各個迷宮格的信息，我們就要對這256個迷宮格進行編號。很明顯，用坐標(biāo)是非常方便的。
在本文中，將向上的方向定義為0，向右為1、向下的方向定義為2、向左為3，如圖所示。
2 沖刺路徑絕對方向數(shù)組的獲取
絕對方向數(shù)組的獲取，通過讀取GucMapBlock（根據(jù)當(dāng)前格修改過周邊4格的地圖），獲取沖刺地圖，并變換成沖刺路徑絕對方向的數(shù)組，在此基礎(chǔ)上分析斜向45度路線的起始坐標(biāo)和終止坐標(biāo)。
算法分析：斜向包括4個方向，8種情況，每種情況至少連續(xù)兩組以上即可選擇。4個方向，8種情況，以絕對方向1010的情況為例如圖3所示：
這種情況可以選擇斜向跑，101010以及更多的重復(fù)循環(huán)情況也可以選擇斜向跑，除此之外還有0101，1212，2121，2323，3232，0303，3030以及更多循環(huán)的情況。本論文就是通過有限狀態(tài)自動機原理，把符合條件的所有情況篩選出來。
3 算法的實現(xiàn)
首先，搭建有限狀態(tài)自動機，初始狀態(tài)為“0”狀態(tài)，輸入值只有0，1，2，3四種情況，每一個輸入之后，有限狀態(tài)自動機會有狀態(tài)跳轉(zhuǎn)，如：在“0”狀態(tài)下輸入0時調(diào)整到“1”狀態(tài)，輸入1時調(diào)整到“2”狀態(tài)，輸入2時調(diào)整到“3”狀態(tài)，輸入3時調(diào)整到“4”狀態(tài)；在“1”狀態(tài)下輸入0時調(diào)整到“1”狀態(tài)，輸入1時調(diào)整到“5”狀態(tài)，輸入2時調(diào)整到“3”狀態(tài)，輸入3時調(diào)整到“6”狀態(tài)。有的輸入會跳轉(zhuǎn)到新狀態(tài)，有的輸入會跳轉(zhuǎn)到已經(jīng)存在的狀態(tài)。其中，14，16，18，20，22，24，26，28為終止?fàn)顟B(tài)，分別是8種情況，首次達(dá)到終止?fàn)顟B(tài)，即滿足兩組斜向45度最低條件，再通過連續(xù)一組循環(huán)可以連續(xù)達(dá)到同一個終止?fàn)顟B(tài)，再次基礎(chǔ)上可以計算出所有滿足條件的斜向45度的起始坐標(biāo)和終止坐標(biāo)等信息。
有限狀態(tài)自動機會轉(zhuǎn)換成一個所有狀態(tài)跳轉(zhuǎn)關(guān)系都包含在28*4的狀態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣中。
狀態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣如下：
4 編程實現(xiàn)
在VC++6.0環(huán)境模擬斜向45度算法，根據(jù)緩沖區(qū)讀取的實際數(shù)據(jù)在VC環(huán)境下，測試算法，通過算法運算出所有符合條件的序列段，并運算出起始步數(shù)，起始點絕對方向，起點坐標(biāo)，終止坐標(biāo)，步數(shù)等信息。
測試用例：test[N]={0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，1，0，1，0，0，1，0，1，0，0，0，0，0，0，1，1，2，2，1，2，1，2，1，2，1，2，2}；
運行結(jié)果：
【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；智能開關(guān)；管理
一、引言
國內(nèi)智能化配電網(wǎng)試點工程建設(shè)已在不斷擴大，取得很好示范效應(yīng)，但在實際運用中出現(xiàn)重科技創(chuàng)新輕應(yīng)用管理的問題，不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。配電網(wǎng)管理的基礎(chǔ)設(shè)備是智能開關(guān)，事關(guān)配電網(wǎng)科技創(chuàng)新的實際效果。
二、配網(wǎng)中的智能開關(guān)
（1）智能開關(guān)的定義與發(fā)展。智能開關(guān)是指一次設(shè)備是由非常規(guī)互感器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、斷路器組成，二次設(shè)備是由電力電子技術(shù)、數(shù)字化控制裝置和通訊接口組成執(zhí)行單元，一二次集成的開關(guān)設(shè)備。實現(xiàn)保護、控制、通訊功能，能獨立執(zhí)行當(dāng)?shù)毓δ埽詣訖z測設(shè)備缺陷和故障，具有遠(yuǎn)程管理模式。初級智能開關(guān)是戶外型可視化微機保護裝置的一體化帶通訊功能的集成柱上開關(guān)或開關(guān)箱。發(fā)展趨勢是插接式開關(guān)系統(tǒng)（PASS）：PASS采用智能化傳感器技術(shù)和微處理技術(shù)，通過數(shù)字通信實現(xiàn)對設(shè)備的在線監(jiān)測、診斷、過程監(jiān)視和站內(nèi)計算機監(jiān)控；通過智能軟件分析可確定出設(shè)備的運行狀況；PASS中安裝了電子式互感器；通過高速現(xiàn)場總線傳送數(shù)字化的電流電壓信號。（2）配網(wǎng)中智能開關(guān)的選擇、規(guī)劃設(shè)計與安裝調(diào)試。配網(wǎng)開關(guān)的選擇需滿足常規(guī)斷路器所要求的分閘時間、絕緣耐壓、動熱穩(wěn)定性需要?？刂蒲b置要實現(xiàn)不間斷供電電源。要通過全密封防水型航空接插件和戶外密封電纜進行電氣連接。開關(guān)的智能化與傳感技術(shù)是分不開的，要提高智能化開關(guān)的可靠性、檢測精度，需采用光電傳感器、在線位移傳感器、角度傳感器、新型光纖溫度傳感器、SF6壓力傳感器及檢測真空度的傳感技術(shù)。配網(wǎng)開關(guān)規(guī)劃設(shè)計方面將技術(shù)先進和經(jīng)濟效益相結(jié)合，線路開關(guān)數(shù)量適當(dāng)：線路長、故障多的增加開關(guān)數(shù)量要適當(dāng)。輻射型多分支線路中主分支線均要加裝開關(guān)，次分支可不加。環(huán)網(wǎng)的在主分支兩側(cè)都加裝開關(guān)，減少停電范圍以及發(fā)揮環(huán)網(wǎng)作用。智能開關(guān)在中壓配電網(wǎng)的安裝采取柱上斷路器和桿下控制箱或者采用電纜開關(guān)箱，都要采用防撞、防誤碰（控制箱）、防通訊連接線損傷甚至防盜的措施。編制《10kV柱上智能分段負(fù)荷開關(guān)成套設(shè)備（含控制單元、PT）測試規(guī)范》。主要項目有兩類。設(shè)備檢測過程中，如出現(xiàn)檢測項目A類任一小項不通過，則認(rèn)定該設(shè)備不能通過檢測。檢測項目B類按實際檢測結(jié)果評分。A類是相間短路故障隔離、單相接地故障隔離、聯(lián)絡(luò)開關(guān)轉(zhuǎn)供電、后備電源及工程配置能力；B類是通信協(xié)議一致性測試、電磁兼容及耐壓、就地操作、結(jié)構(gòu)及配置檢查、成套設(shè)備運維安全防護。（3）配網(wǎng)中智能開關(guān)保護定值管理。第一，開關(guān)保護定值預(yù)期效果。故障區(qū)域自動隔離。當(dāng)支線發(fā)生單相接地、相間短路故障時，根據(jù)電流保護階梯式保護時限和過流三段反時限特性，以及零序電流的變化，智能開關(guān)先于變電站出線保護開關(guān)跳閘，自動隔離故障線路，變電站出線、干線分段開關(guān)及其它分支線路開關(guān)不因故障發(fā)生而跳閘引起停電。干線故障時，也不會引起變電站跳閘和上一級干線分段開關(guān)跳閘。環(huán)網(wǎng)線路根據(jù)環(huán)網(wǎng)方法不同，進行調(diào)整?？焖倩謴?fù)非故障區(qū)域供電。在輻射型配電網(wǎng)絡(luò)中，若分支線路保護越級引起干線跳閘，或干線越級導(dǎo)致前一級干線跳閘，則可通過檢壓重合閘方式，延時和次數(shù)的不同進行自愈。達(dá)到主干線先重合，合閘閉鎖，成功后分支開關(guān)檢有壓而合閘，若故障則分閘閉鎖的效果。第二，開關(guān)保護定值的設(shè)定原則。一是主干分段開關(guān)采用階梯式電流保護。從時間上、電流值上配合。主干斷路器3～5個較宜，開關(guān)時間值調(diào)整一致（多分段開關(guān)時局部幾個開關(guān)合一設(shè)定）或級差調(diào)整為大于等于150ms。二是分支線路配合前一級分段開關(guān)的定值，電流值的設(shè)定可根據(jù)負(fù)荷情況按照躲過負(fù)荷啟動電流和兩相末端短路值來設(shè)定，過流時間上等于或小于分段開關(guān)值，速斷要小于分段開關(guān)值。三是計算出來的定值要保證低于變電站出線開關(guān)的定值。四是要根據(jù)配網(wǎng)管理系統(tǒng)的潮流以及負(fù)荷分布進行實時調(diào)整。（4）配網(wǎng)中智能開關(guān)通訊管理。目前逐步推廣應(yīng)用的通訊通道的最佳方式是主站（子站）采用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)通信設(shè)備，主站（子站）與站端（FTU/DTU）的通信使用較多的是光纖自愈環(huán)網(wǎng)和光纖以太網(wǎng)方式。由于架空線路覆蓋范圍廣闊，目前多采用GPRS/CDMA通訊。FTU/DTU通過GPRS通信模塊和配網(wǎng)管理系統(tǒng)主站系統(tǒng)構(gòu)成虛擬專用網(wǎng)。
三、結(jié)語
衡量智能開關(guān)管理與應(yīng)用水平，主要看經(jīng)濟效益、安全生產(chǎn)、客戶服務(wù)、管理水平等方面。智能開關(guān)將全面代替其它配網(wǎng)開關(guān)，成為配電網(wǎng)管理的重要基礎(chǔ)。
參 考 文 獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】 溫濕度 單片機 無線通信
為了對單片機有更深刻的了解，同時也在電子方面有更深刻的認(rèn)識，通過學(xué)習(xí)，選擇做一個通過nRF24.L01射頻無線通信技術(shù)，基于STC89C51單片機，設(shè)計一個無線通信系統(tǒng)。核心部件單片機STC89C51，它在整個人類史上的地位已經(jīng)不容置疑地確立了，相信它會越來越深入地浸透到人們的生活中，并且將在一定程度上影響人們對生活的理解和詮釋。
一、溫濕度檢測系統(tǒng)主要功能
為了對空氣中的溫濕度進行測量以及利用無線傳輸顯示，先在LCD1602顯示屏設(shè)定初始值，同時DHT11開始檢測當(dāng)前空氣溫度、濕度，假定當(dāng)前溫濕度超過設(shè)定值，四個流水燈分別代表溫度、濕度上下限，有選擇的指示燈亮同時蜂鳴器報警，通過按鍵可以調(diào)節(jié)設(shè)定的初始值。
二、系統(tǒng)主要器件的簡介
2.1主控器件
本設(shè)計是STC89C51單片機為控制核心，RC522為非接觸式IC卡讀寫器，基于FRID的射頻識別技術(shù)綜合實現(xiàn)所有功能。本系統(tǒng)選擇C語言作為STC單片機開發(fā)的首選編程語言。系統(tǒng)框圖如下：
單片機技術(shù)的發(fā)展以微處理器（MPU）技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)，以廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拉動，表現(xiàn)出較微處理器更具個性的發(fā)展趨勢。單片機是STC公司最新推出的一種新型51內(nèi)核的單片機。單片機具有可靠性強、性價比高、電壓低、功耗低，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，信號處理可靠等優(yōu)點。片內(nèi)含有Flash程序存儲器 SRAM、UART、SPI、A＼D、PWM等模塊。
2.2 DHT11溫度傳感器
對于DHT11而言，其首先是建立在數(shù)字信號基礎(chǔ)上的復(fù)合型溫濕度傳感器，在結(jié)構(gòu)上，1個測溫軟件NTC，1個感濕軟件，共同連接在8位高性能單片機上面。在技術(shù)應(yīng)用層面，具有數(shù)字采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)的相互結(jié)合，進一步提高了傳感器的準(zhǔn)確性和適用性。除此之外，具有極高的抗干擾性、效率高等優(yōu)點[10]。對DHT11的校對要借助濕度校驗室來完成。OTP存儲校準(zhǔn)系數(shù)，并在對信號進行檢測時發(fā)揮作用。串行接口采用單線制，簡化了整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并提高了系統(tǒng)的效率，降低了能耗，數(shù)據(jù)信號傳輸距離能達(dá)到20米遠(yuǎn)，該種傳感器在封裝上，由為4 針單排引腳來實現(xiàn)，簡化了連接方式，并能根據(jù)不同用戶的需求進行適用。
2.3 nRF24.L01 2.4GHz射頻收發(fā)芯片
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是21世紀(jì)最具影響和創(chuàng)新性的技術(shù)之一，主要涉及現(xiàn)代計算機技術(shù)、電子科學(xué)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及通信技術(shù)等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要可應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)學(xué)保健、軍事情報收集、工業(yè)生產(chǎn)自動化、建筑安全監(jiān)測等方面。目前基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要采用ZigBee、GPRS、FDMA、CDMA進行傳輸。它具有計算簡單，直觀合理的有點[15]。
三、系統(tǒng)硬件設(shè)計
nRF24.L01硬件的設(shè)計有單片機電路、nRF24.L01控制電路、溫度傳感器電路等；nRF24.L01控制電路實現(xiàn)nRF24. L01的智能化控制，比如自動發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，完成報警。主要由AT89S52芯片和nRF24.L01芯片完成，無線通信部分由nRF24.L01控制芯片完成。
四、系統(tǒng)軟件設(shè)計
4.1主機流程
該系統(tǒng)實現(xiàn)了以發(fā)射端控制傳感器模塊、nRF24.L01無線輸出模塊為主要功能的核心系統(tǒng)。主機的功能實現(xiàn)主要步驟有：當(dāng)電源開始供電時，按下開關(guān)，該程序開始工作，傳感器模塊開始檢測周圍的溫濕度、通過nRF24.L01傳輸?shù)浇邮斩恕?/p>
結(jié)語：本設(shè)計以MCS-51系列單片機為核心設(shè)計的無線通信系統(tǒng)，并通過nRF.24L01射頻無線通信技術(shù)，以實現(xiàn)主機采集溫濕度傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給從機單片機以LCD1602予以顯示。溫濕度傳感器使用DHT11，主要通過RC522為非接觸式IC卡讀寫器，基于FRID的射頻識別技術(shù)綜合實現(xiàn)所有功能。
參 考 文 獻(xiàn)
