武汉大学电路与系统390经验

2024-06-26

武汉大学电路与系统390经验(精选6篇)

篇1:武汉大学电路与系统390经验

武汉大学电路与系统390经验分享

・ 本人是考武汉大学电信院电路系统的考生,今年考了390+,专业课139,成绩还算不错,比较满意,鉴于此,本人想对的童鞋谈谈我的专业课学习经验。本人毕业于一个二流本科学校,在校表现普通(和某些同学们引起共鸣),我的这种尴尬境遇使我选择了考研,考一所全国前十的名校,一增加自己的底气,二增加自己的阅历,三提高专业平台。

由于本人不是很擅长学习理科类,所以在专业课的复习上花了些功夫。大概是从八月份开始沾专业课的吧,这期间是开始碰了,但没有花多力气,仅是每天抽出1个半到两个小时看书(共2两本),特别是看公式的推到,动动笔推一推,就这样到了九月中旬看完了第一遍,但没有做课后题。看完后花了几天的时间给每章做了个知识构架,又将每章结合起来做了一个系统框架。注意,复习中一定要先形成一个整体的观念,在整体的基础上再在小的细节问题上下大功夫,这已经是属于第二轮的复习了。

到了九月下旬,开始进入第二轮复习,这一间主要是做课后习题和武大本科的一些练习资料,大家不要投机取巧,找重点习题,建议还是都做为妙,这样你的.基础会打的全面些,扎实些。本人这轮复习用的时间最长,主要是把所有题都在练习本上一步一步的写出来,很花费时间,但这绝对锻炼你的动笔能力,保证你上了考场后不至于看到题有思路但写不出来或写的慢从而丢些比较冤屈的分。这个过程大概持续到10月中旬,十月下旬又做了一遍之前做的不是很好的以及题型很棒的题。

到了11月,开始做真题,先掐时做套题,按年份来,从开始倒着做,09和的题先不要做,留待冲刺时模拟。每天做一套,然后对答案,这样共花费了16天时间,我这边有93年到的真题,所以时间花费的比较多些。记住这一轮的复习,一定也要像在考场那样写下来。到了十一月,开始第三轮复习,主要是将真题进行分类解析,按题型写在练习本上,比如第一个题型是判断系统的线性时变性,那你就把每年的这样的题摘录出来,然后再重新做一遍,建议另找一个本子给它命名为“武汉大学信号与系统真题分类解析”。这个工作其实也不容易,你需要整合和再加工信息,还得再做一遍,但经过第二遍下来,你的真题应该没有问题了。

最后的一轮你再做个查漏补缺,看看武大冲刺辅导班的资料,严格按照考试时间做做09和10年的真题就够了,到考场拿个高分应该没有问题了。祝童鞋们考研成功!

篇2:武汉大学电路与系统390经验

SKAOYAN

岁月不饶人,有梦想就努力去是实现吧;时光不等人,想做的就努力去做吧。我的考研路也是我的梦想之路,但是选了东南大学就意味着选择了一路与艰辛为伴了。回首过去这一年的考研生活,教会了我很多,让我变得坚毅了,变得成熟了,也更懂得了去感恩。2014年考研的我此刻心中有很多感慨以及想法想要传递给即将参加2015考研的你们,但为了减轻自己的负担,就在自己考研时经常逛的硕考论坛里写下自己考研的一点经验,希望能对后面考研的学弟学妹们有所帮助。

我原先的学校只是个浙江一本末的学校,专业是通信工程,在学校里也不算好专业,所以打算考研,报的是东南大学的电路与系统专业,感觉压力很大。我不是个在学习上十分刻苦的人,我比较喜欢轻松有效率的掌握知识。考研系统的复习也是8月份开始,之前没有前辈在浙大的电路与系统专业,所以决定报这个专业还是让我左右徘徊很久的,因为资料不知道怎么收集,也不知道哪些有用,在这方面浪费了好多时间,所以专业课我大概是9月中旬才开始的。如果你们有前辈在要报考的学校,好好利用这一资源,可以省好多事。

一、研究方向

01 超高速集成电路研究

02 射频、微波集成电路研究

03 光电集成电路研究

04 通讯网络VLSI研究

二、考试科目

初试:

①101 思想政治理论

②201 英语一

③301 数学一

④920 专业基础综合(信号与系统、数字电路)

复试:

529 模拟电子线路

因为自己在收集资料上绕了挺多弯路,为了让大家不要重走我的弯路,所以我想把我自己搜集的资料跟大家分享一下,也顺便讲讲我的经验。虽然复习得晚,但是我的专业课成绩并不差。

对于专业课,大家都知道,把握好方向很重要,所以我就尽力找东南大学的复习大纲,这个在系网里有,找不到的话可以找我,我帮你找。有了大纲就有了方向,而复习的深浅就得靠真题了。下面先说说我收集到的一些资料和教材吧!其实电路与与系统专业的指定教材还蛮好的,说得很明确,我考的是920专业基础综合科目,所以参考教材是以下几本。另外我还通过自己的努力与资料收集,最终在宏韬东南考研网上找到了以下几本专业课参考书。

专业课指定参考书教材:

《计算机结构与逻辑设计》 黄正谨编 高等教育出版社

《信号与线性系统》(第四版下册)管致中等 高等教育出版社

《信号与线性系统》(第四版上册)管致中等 高等教育出版社

《东南大学信息科学与工程学院考研复习精编》(含真题与答案)

《东南大学信息科学与工程学院考研模拟五套卷与答案解析》

专业课一般暑假两个月时间,每天花两、三个小时就足够了,将专业课过个一两遍,将课后习题做做。九月份、十月份主要是买个好一点的考研专业课辅导用书(以我自己的经验我推荐同学们可以用宏韬东南考研网上的《东南大学信息科学与工程学院考研复习精编》(含真题与答案解析)),然后将上面的习题认认真真做个两遍,十一月份就开始做真题,真题主要是认真研究近五年的真题,这比较能反应命题组的专家的大致命题方向和出题思路。我当时是花几天时间做了个表格,将真题中出了哪些题目,每章的知识点在哪一年的真题中涉及以及使用何种方式考察的做了个归纳,这个归纳的过程也让我对命题老师的大概出题思维有了个清晰的认识。有些人经常喜欢去关心专业课重点在哪,其实我想说的是当你将专业课看个几遍之后,重点和难点自然就会显现了。

我觉得这个世界上最难搞定的就是人心,因为很多东西都会因为心的变化而变化。考研又是一个非常折磨人心的过程,所以我希望大家能够调节好自己的心态,不要到最后被折磨到放弃就好!另外,如果你实在是被折磨到有点接近崩溃了,我和你分享一个缓解压力的好方法,那就是疯狂的运动,不管你是跑步、仰卧起坐、俯卧撑或者是有氧操,要是你觉得能

篇3:武汉大学电路与系统390经验

一般认为, 高校创业教育最早起源是1947年哈佛商学院迈赖斯·迈斯 (Myles Mace) 教授率先在MBA教学中开设的一门创业课程———初创企业管理。1968年, 百森商学院第一次在本科教育中开设创业方向。[1]到目前, 美国几乎所有的高等学校都开设了创业课程, 创业教育已成为美国大学教育的重要组成部分, 并推动着美国创业经济的蓬勃发展。其他欧美发达国家及日本、新加坡等也纷纷出台了推进创业教育和大学生自主创业的政策措施, 有力地促进了本国高校创业教育的开展。相对而言, 我国高等学校的创业教育起步较晚。1998年, 清华大学发起并主办首届“创业计划大赛”, 并在国内管理学院中率先为MBA开设了“创新与创业管理”课程, 还为全校本科生开设了“高新技术创业管理”课程。这标志着中国高校创业教育的起步。[1]2002年4月, 教育部选取9所大学开展创新创业教育试点工作。此后, 试点高校基本都开设了相关课程。经过10多年的发展, 我国高校创业教育方兴未艾, 目前仍处在探索和快速发展阶段。2010年5月, 教育部下发《关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》, 要求大力推进高等学校创新创业教育工作, 不断提高人才培养质量。[2]随后, 教育部办公厅又于2012年8月印发了关于《普通本科学校创业教育教学基本要求 (试行) 》的通知, 由此, 我国高校创业教育进入新的发展阶段。

本文选择美国斯坦福大学作为研究对象, 一方面是因为斯坦福大学在创新创业教育方面享有盛誉。一个多世纪以来, 这里不仅孕育了创新创业的思潮, 培育了许多杰出的企业家, 而且硅谷的成功也与之密切相关。斯坦福大学素有硅谷“心脏”的美誉, 由斯坦福大学师生创办的惠普、思科、雅虎、谷歌等世界一流高科技企业闻名世界。另一方面, 本文第一作者于2011年~2013年在斯坦福大学工程学院及商学院访问近2年, 得以亲身体验其浓厚的创业氛围和创业教育生态系统, 有很多切身感受。

2011年, 斯坦福大学工程学院管理科学与工程系查尔斯·埃斯利 (Charles Eesley) 助理教授与商学院威廉·米勒 (William F.Miller) 教授合作开展了一项大规模校友创新创业调查 (以下简称“2011创业调查”) , 对象是20世纪30年代至今斯坦福大学142, 496名健在的校友、在职教员和部分 (研究) 人员, 目的是探究教育对他们生活和职业选择的影响以及斯坦福大学在创新创业领域产生的经济影响。调查共收到27, 780份回复, 回复率为19.5%。在此基础上, 2012年他们完成了研究报告《影响:斯坦福大学创新创业的经济影响》 (Impact:Stanford University’s Economic Impact via Innovation and Entrepreneurship) 。该报告主要描述了以下内容:斯坦福大学如何培养创业精神, 校园环境对创造力和创业精神的促进以及营造创业生态系统的最佳实践方式等。据报告估计, 目前约39, 900家活跃企业的根源都能追溯到斯坦福大学, 如果这些公司组成一个国家, 该经济体将成为世界十强。这些企业创造了约540万个工作岗位和每年约2.7万亿美元的收益。[3]

斯坦福大学是如何创造这样一个富有创新创业精神的生态环境的?其创新创业教育模式对我国高校的创业教育改革又有何启示?目前, 已有许多学者从不同角度对斯坦福大学等许多国外名校的创业教育进行了研究, 主要包括教育模式、内涵等方面。[4,5,6]本文希望在此基础上, 结合2012年最新完成的斯坦福大学校友创新创业调查的成果, 从构建创业教育生态系统的新视角来分析斯坦福大学创业教育的最新成果与发展动态, 并结合我国创业教育的问题和形势, 提出对我国高校创业教育的启示和若干针对性的对策建议。

二、斯坦福大学的创业教育生态系统:经验与特色

“2011年创业调查”显示, 斯坦福大学独特的创业教育生态环境是其形成领先创新创业教育模式的关键要素。一种创业精神通过学科和院系、非营利组织、人文艺术等多种创新方式渗透到斯坦福大学的整个体制。斯坦福大学鼓励与维持创新文化和创业精神的方式, 主要是通过一些项目来培养创造力, 从而吸引一些有创业志向的人们。上图为斯坦福大学创业生态环境及合作网络, 充分展示了斯坦福大学创业教育生态系统的整体性和关联性。

(一) 教育方式、课程体系和师资

斯坦福大学将学生科研与创新能力的培养置于很重要的地位, 学校利用各类资源搭建平台, 给学生创造接触科学研究的机会。斯坦福大学具有较完善的创业教育课程体系, 在课程体系构建中一直坚持三个基本原则, 即文科和理科结合, 教学和科研结合, 文化教育与职业教育结合。[7]创业课程涵盖了建立和运营一个企业应涉及的各个方面, 包括创业想法的形成、企业建立、融资等, 多达90%的学生至少参加过某一类课程。除了成立创业研究中心、发展经济体创新研究院、全球创新项目等组织之外, 斯坦福大学还开设了创业管理、技术和创新的战略管理等20余门相关课程以及在线的创新创业认证项目。与其他高校创业教育不同的是, 斯坦福大学提供的创业教育是全校性的, 不只是某一个学院。例如, 工学院和设计学院借助斯坦福大学科技创业项目 (STVP) 的机会向全校学生开设数门创业相关的课程, 包括创业思想领导者研讨会等系列活动。医学院、法学院、教育学院也各自开设了1~3门创业方面的课程, 如“教育中的商业机会”、“生物革新:需要发现与观念创新”、“社会创业”等, 充分体现了学科特色与创业精神的融合。

斯坦福大学的创业教学方法将所有前沿理论和实践知识融入课堂, 主要包括以学生为中心的案例教学、项目与实务导向性教学、体验式教学、主讲教师与客座嘉宾合作授课等。一些课程是由资深企业家和创业者讲授, 在课堂上与学生分享经验和见解, 这种合作教学是校园内相当流行的方式。比如, 谷歌公司董事长艾瑞克·施密特 (Eric Schmidt) 、风险投资人彼得·温德尔 (Peter Wendell) 和斯坦福大学校友安迪·拉切列夫 (Andy Rachleff) 是讲授创业精神和风险资金的团队;英特尔公司前总裁安迪·葛洛夫 (Andi Grove) 自20世纪80年代开始就与商学院战略与创新大师伯格曼 (Robert Burgelman) 教授合作讲授技术与创新的战略管理等MBA课程。这种实战与理论结合的教学方式能给学生带来更多思想上的冲击, 擦出创新创业的火花。

创业教育的顺利开展离不开斯坦福大学教师的突出贡献。斯坦福大学的教师是一个极富创业精神和产业需求感知力的群体。此外, 他们还善于开展跨学科、跨地域的研究, 对现实世界的研究有着深刻的理解。教师与企业的紧密衔接为学生们提供了良好的平台和机遇, 他们可以从老师们那里获得宝贵的创业经验和有利资源。斯坦福大学的导师制有正式关系的, 如指导老师和学生之间;也有非正式关系的, 如人际网络或者亲近关系。一些教员通过在当地企业董事会任职来扩大他们导师责任的范围。例如, 斯坦福大学的特瑞·温诺格拉德 (Terry Winograd) 、杰夫·乌尔曼 (Jeff Ullman) 和拉杰夫·莫特瓦尼 (Rajeev Motwani) 教授从指导两个研究生拉里·佩奇 (Larry Page) 和塞吉·布林 (Sergey Brin) (谷歌公司两位创始人) 的非正式关系, 成功转变为谷歌早期技术顾问董事的正式关系。

(二) 支持创业的各类项目、组织与社团

通过课堂获得了创新创业的基本知识, 但还是要积累经验。斯坦福大学的做法是鼓励校园社团、新老企业之间广泛交流, 搭建关系网。学校为学生创造了一个告诉他们如何做到、如何实现技术转移、如何让想法变成产品的环境。斯坦福大学支持创新创业教育的活动主要有三类:包括教职人员为主的中心、项目、计划、学术课堂、会议和研讨会以及学生发起的创业活动和校友发起的活动。其中, 较为著名的有“工程通向创新”国家中心 (National Center for Engineering Pathways to Innovation, Epicenter) 、斯坦福科技创业项目、梅菲尔德 (MAYFIELD) 研究员项目、创业角 (E-Corner) 等。为更有效地利用上述资源, 2007年10月10日, 斯坦福大学创业网络 (SEN) 正式启动, 旨在整合校内创业组织的全部资源, 创建一个服务于创业项目的共同平台, 为斯坦福大学师生、社区、硅谷以及世界范围内与斯坦福大学创业有关的人员和机构提供帮助。这些组织和项目各司其职, 以网络的方式有效整合了斯坦福大学所拥有的庞大创新创业资源, 优化了斯坦福大学的创新创业教育环境。

在俱乐部和学生团体中, 学生们自己筹划活动召集那些对创业有共同兴趣的同伴。斯坦福大学创业学生商业联盟、斯坦福大学法律和技术协会、斯坦福大学风险投资俱乐部等社团组织, 从多角度满足了各类有创业和投资兴趣的学生的需求。其中, 颇具影响力的“创业挑战大赛” (E-Challenge) 和“商业计划大赛”就是由斯坦福大学学生组织举办的。

(三) 斯坦福大学校友群体与产学研合作

在对过去10年里成为企业家的调查反馈者中, 55%的人表示选择在斯坦福大学学习是因为它的创业环境。[8]可以发现, 斯坦福大学多年的创新创业教育经验和持续活跃的创业活动营造了一种“斯坦福”效应, 越来越多来自世界各地的学子和创业者们被斯坦福大学的氛围所吸引, 并且选择留在硅谷地区创业。这种集群使得初创企业吸引风投或天使投资的概率大大增加, 也为企业的壮大提供了良好基础。目前, 位于旧金山湾区、市值大于或等于100亿美元的公司中, 创始团队里有斯坦福大学校友的公司数量超过了那些没有斯坦福大学校友的公司。

这些毕业的校友们通过许多方式回报母校的培养, 产生了正面的影响力和推动作用。成立于2011年的斯坦福天使和企业家团体 (Stanford Angels&Entrepreneurs) 是斯坦福大学官方的校友联盟组织, 旨在促进潜在创业者和投资人之间的关系。这个以校友为主导的组织为学生、校友、初创公司及教育项目搭建了一座桥梁, 提供了学生与天使投资人和企业家之间的交流及资助的机会。此外, 校友们创立企业的举动, 不仅为斯坦福大学在校生们树立了好的榜样, 也为他们提供了研究、实习、工作等各类机会。近年来, 斯坦福大学获得企业支持的合约及校友和社会捐赠数量稳步增长。据报道, 自2006年10月至2011年12月, 斯坦福大学5年来募集到的捐款总计62亿美元。其间, 16.6万人向斯坦福大学捐款56万笔。其中, 美国耐克公司创始人菲利普·奈特捐款1.05亿美元, 雅虎公司创始人杨致远及妻子捐款7, 500万美元。[9]这些捐款用于校园教学科研基础设施建设与维护、提供研究资助和奖学金等。

此外, 地理位置的优越性为斯坦福大学提供了与大量公司保持长期合作的机会, 谷歌公司就是典型例子。事实证明, 这种长期培养起来的关系对于产学之间是互利的。对于斯坦福大学而言, 产学合作可以识别现实世界面临的挑战, 并将研究转移为应用。大学运用技术满足现实需求, 起到了转移新知识的作用。对于企业而言, 斯坦福大学是理想的合作伙伴, 因为校园为企业测试新想法、从事高风险研究提供了场所。这些交流为企业带来了最新的研究趋势以及优秀的毕业生资源。

(四) 成果转化与激励

斯坦福大学技术许可办公室 (Office of Technology Licensing, OTL) 成立于1970年, 比其他受到《拜—杜法案》 (Bayh-Dole Act) 鼓励才迈出这一步的大学早了10年, 是技术转移市场化的先行者。[4]OTL的使命不仅是促进斯坦福大学的技术转移、创造研究和教学使用的资金, 更重要的是使教职人员和学生的发明创造能通过商业流程为公众使用。在过去的40年里, 它产生了8, 000多项发明、3, 000多项许可, 为斯坦福大学的研究和教育事业创造了超过13亿美元的收益。[10]

斯坦福大学对教员、研究人员和学生所拥有的知识产权有很好的保护政策。斯坦福大学的教员人数接近2, 000人, 都是教学和研究领域的杰出人才。斯坦福大学为这些人员提供了宽松政策, 比如每周可以有一天时间去企业兼职做咨询。当教员在技术研发中占重要作用, 并且对企业成功有决定性影响时, 他们可以离校1至2年投入到创业过程中去。当然, 学校希望他们在企业稳定后能将管理任务交由他人, 返校专心投入到学校的事务中, 这不影响他们在企业技术咨询委员会继续任职。教员给企业带去了新技术和专业知识, 他们从学术视角关注产业挑战和消费机会的同时, 也有助于规划长期研究。

(五) 斯坦福大学创新创业教育的影响

“2011创业调查”发现, 几乎所有创业者们都使用了校友关系网, 尤其是在选择资金来源、共同创始人和早期雇员及导师方面。大约25%的技术创新者和创始人、60%的快速创业者 (毕业3年内就取得风投资金的人) 在斯坦福大学参加了创业课程。他们在校时曾参与竞赛和项目的比例更高:35%的技术创新者、40%创始人、超过50%的快速创业者曾参加了创业挑战赛、斯坦福科技创业项目、创业研究中心、设计学院或其他创业项目。由此可见, 这些潜在的企业家们相对于其他校友会更积极地利用创业资源, 接受创业教育。 (详见表1)

注:只有项目创办之后的毕业生才纳入分析 (例如STVP创办于1996年, 所以只包含了1996~2010年的毕业生) ;学生、校友或教员/员工合并分析;对“较少的”、“适度的”、“大量参加”的参与情况合并分析。

三、对我国高校创新创业教育的启示

1.提升创业教育在高校教育中的战略地位和作用。党的十七大提出了“提高自主创新能力, 建设创新型国家”和“促进以创业带动就业”的发展战略。教育部2010年也下发《关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》。十八届三中全会进一步提出实行激励高校毕业生自主创业政策, 整合发展国家和省级高校毕业生就业创业基金。在这种新形势下, 我国高校非常有必要把创业教育进一步突出到高校发展和人才培养的战略高度, 大力提升学生的创新能力和创业精神。斯坦福大学创业教育的蓬勃开展与其大学的历史和使命密切相关, 从成立之初, 它就明确地继承了西部的先驱精神和创业精神。

与此同时, 创新创业教育离不开学校的办学定位, 走特色发展之路。这种特色体现在两个方面:一是高校本身, 以人为核心的办学主体对教育特色的形成起着核心作用, 而且学校类型、校园环境和教育目的不同, 创新创业教育的定位和战略导向也就各异;二是高校所处的外部环境, 比如宏观制度、地理位置和社会需求等。由于创新创业教育具有很强的实践特性, 因此在实践过程中要充分考虑和借助特定的区域经济环境。目前对于这一问题尚缺乏有效的实证研究, 当然, 创业资源的整合、理论和实践的统一不是一朝一夕就能完成的, 需要将创新创业教育的理念充分融入到学校的战略发展中, 在战略发展的同时形成独具特色的教育风格和导向。

2.打造系统、完善的高校创业教育生态系统。从斯坦福大学的成功经验可以看出, 一个完善的创业教育生态环境是高校创业教育成功的基石。一个有效的高校创业教育生态系统, 至少应该包括:创业教育战略与指导方针、鼓励创新创业的校园文化氛围、激励师生创新创业的制度体系、创新创业课程体系 (详见表2) 、创新创业教育平台与载体 (基础设施、研究中心、实验室等) 、创新创业课外、校外实践系列活动等方面。斯坦福大学的校风是“自由之风劲吹”, 自成立初始就保持着强烈的敢于承担风险的创新创业精神。斯坦福大学不仅注重营造宽容失败、推崇创新和鼓励冒险创业的宽松、自由的环境, 而且还鼓励师生创新创业, 使校园内形成了浓郁的创新创业文化氛围, 激发了师生的创新精神和创业欲望。斯坦福大学校长约翰·汉纳森 (John Hennessy) 作为一位计算机专家, 曾两次保留教授席位去参与创办高科技企业, 当企业度过初创期以后他又回校任教。所以, 他对大学如何开展创新创业教育也有独到的见解, 他从各个方面极力推动创新创业教育活动的开展, 比如担任创业计划大赛的评委, 等等。

目前来看, 虽然近年来我国创业教育已快速起步, 但总体而言尚未形成一个体系化、完整的创业教育生态系统。例如, 有些高校的创业教育尚停留在学院或系所层面, 虽然开设了若干创新创业相关的课程, 但相对孤立和零散, 整个高校尚缺乏明确的整体创业教育战略、指导方针、平台以及系统、多层次的创业课程体系;再如, 部分高校响应教育部号召建立了创业学院等机构, 但相当部分是挂靠在团委、大学生就业指导中心等非专业教学机构, 缺乏专业系统的创业理论与实践技能指导;此外, 相当部分高校也缺少鼓励创新创业的浓厚文化氛围和激励政策, 不具有普及性。就我国实际情况而言, 创业教育往往指创立企业, 对创业导向强调过多、普及面有限。其实, 借助创业思维管理自己的学术生涯, 最大限度地组合自己的资源去开创自己的事业, 也可以体现创业教育的本质, 同时避免一些工科师生对创业认同感不足的问题。[13]

3.创业教育激励制度亟待创新与突破。1980年美国通过的《拜—杜法案》 (Bayh-Dole Act) 被誉为美国国会在过去半个世纪中通过的最具鼓舞力的法案。[14]该法案的核心是, 将以政府财政资金资助为主的科研项目成果及知识产权归属于发明者所在的研究机构, 鼓励非营利性机构与企业界合作转化这些科研成果, 参与研究的人员也可以分享利益。在这一政策激励下, 包括斯坦福大学在内的美国各个大学、国家实验室以及其他非营利性机构都变成了科技创新的温床。1981年以前, 美国大学每年获取的专利数不到250件。在其后的10年间, 每年授予大学的专利数便达到了1, 600件, 2000年达到了3, 000多件, 其中80%为联邦政府资助的科研成果。[15]这个事实说明了激励制度设计在创业教育中的重要角色。尽管我国也先后出台了科技部和财政部发布的《关于国家科研计划项目研究成果知识产权管理的若干规定》 (2002) 以及《科技进步法》 (2007) , 后者被誉为中国版的《拜—杜法案》, 但并没有取得立竿见影的效果。这其中的原因可能包括该法规对于产学合作的知识产权归属、利益分配、风险防范等问题尚未形成统一的见解, 缺乏可操作性的细则。另外, 政府部门还应当承担起更加积极的角色, 结合区域经济的发展方向, 通过制度引导和扶持高校开展创新创业教育活动;同时积极为创业人士和高校创新创业教育营造一种自由、宽容、和谐的社会环境和良好基础设施环境, 在现有的激励方法上进一步创新。

由于历史和体制等原因, 我国当前实施创新创业教育的一个重要不足是, 严重缺乏既具有丰富的科技和创新创业理论知识, 又具有丰富的产业实践经验的高水平师资队伍。[16]一方面具有丰富创新创业实践经验的企业家和产业界人士很难通过正常求职途径进入高校担任专职教师;另一方面, 高校教师限于种种规定, 无法或不愿直接进入产业界进行科技成果转化。斯坦福大学的经验是, 学校制定了灵活的政策鼓励师生创业, 给师生创新创业创造了宽松的环境。允许教师将自己在学校获得的科技成果向公司转移, 允许参与创业的学生在两年时间内不论成功与否均可回校继续学业。对于教师或学生在学校期间获得的专利, 技术转让后, 学校只从毛收入中扣除15%作为专利申请费和办公费用, 其余获利归所在院系和专利所有者。[17]

综上所述, 斯坦福大学独特的创业教育生态环境是其形成领先创新创业教育模式的关键要素。加强高校创业教育绝不仅仅是面向学生增加系列创业课程, 而是需要从创业教育生态系统的视角进行顶层设计, 包括创业教育战略定位、鼓励创新创业的校园文化、激励创新创业的制度体系、创新创业课程体系、教育平台与载体、课外、校外创业实践与资源等方面。

参考文献

[1]吴金秋.高校创业教育的兴起与发展[N].中国教育报, 2010-06-03 (3) .

[2]教育部.大力推进创新创业教育和大学生自主创业[EB/OL].http://www.gov.cn/gzdt/2010-05/06/content_1600716.htm.2010-05-06/2013-08-10.

[3][7][8][9][10][11][12][17]Charles E.Eesley, William F.Miller.Stanford University’s Economic Impact via Innovation and Entrepreneurship[R].Stanford University, 2012.

[4][15]李娅娌.美国高校创业教育研究[D].北京:首都师范大学, 2008.

[5]李莉莉.创业型大学——斯坦福大学办学模式变革研究[D].长春:吉林大学, 2009.

[6]熊华军, 岳芩.斯坦福大学创业教育的内涵及启示[J].比较教育研究, 2011, (3) :67~71.

[13]张克兢, 宋丽贞.学术创业对我国工科研究生创业教育的影响及启示[J].中国高教研究, 2013, (10) :50~54.

[14]刘斌.《拜—杜法案》的中国启示[N].科学时报, 2006-12-01.

篇4:武汉大学电路与系统390经验

实验教学是大学理工科教学的一个重要环节,是学生掌握理论知识的必要途径,对培养学生的实际操作能力和解决问题的能力至关重要[1]。然而,随着我国高校教育体制改革的深化以及招生规模的不断扩大,学校的教学资源(特别是实验设施)越来越难以满足学生规模急剧膨胀的客观需求;教学重点向培养学生的实践能力和创新能力的转变,也使得传统的实验教学模式已经无法适应创新性教育的需求。随着现代通信、多媒体和计算机网络技术的发展,网络实验的概念应运而生,它使实验不再受时空限制,充分利用有限教学资源,提高设备利用率。所谓网络实验就是采用计算机技术和远程网络技术,实验者可以像在本地真实环境中一样完成各类实验项目,取得学习或训练效果等于或大于真实环境中的取得的效果[2,3]。

基于远程控制技术的网络实验[4]是目前最接近现场实验的网络实验模式,国内外许多高校都致力于该种模式网络实验的开发与应用。如美国德克萨斯州立大学Nitin Swamy等建立的控制倒立摆的远程实验室[5],其通过Matlab Simulink远程控制倒立摆的运动并经视频(音频)观察实验结果;浙江大学建立的电工电子网络实验室[6],利用虚拟仪器、网络和计算机实时控制等技术,可完成控制类、电路类、电力电子类、电机类及微处理器类等实验,所有实验都基于真实物理对象。这种网络实验模式的成功应用取得了一定的成效。

数字电路与系统是高校电子信息类专业非常重要的专业基础课程,其实验教学也存在着诸如时空限制、教学资源不足以及仪器设备更新率和利用率低等问题。本研究设计并实现一种满足相应教学需求的网络化数字电路与系统实验平台。

1 系统总体结构

1.1 远程实验平台结构

远程数字电路与系统实验平台主要包括3部分功能模块:可接入网络的数字电路与系统实验装置(以下简称实验平台)、基于.Net技术的实验平台客户端软件以及服务器管理软件,为了使实验更加直观,本研究提供了实时视频功能。

该系统采用“双C/S结构”[7,8],即“客户端(浏览器)+服务器+实验平台”,客户端与服务器是第1层C/S结构,实验平台与服务器是第2层C/S结构。客户端和实验平台承担实验数据和命令的处理功能,服务器负责信息的存储和用户登录等功能。本研究采用这种模式,不但可以加强系统的安全性,而且可以让系统更易于扩展和维护。

服务器主要负责用户以及实验平台的注册、实验资源的调度、用户登录的验证以及实验平台使用信息的保存等功能。

实验平台是整个系统的硬件核心,其主要功能有:(1)监听客户端和服务器的命令,并作出相应的响应;(2)接收用户程序,通过PS模式配置至可编程逻辑器件;(3)运行用户程序并对实验平台相关数据进行采集与处理;(4)将实验数据发给客户端,供用户分析观察使用。实验平台接入网络后首先向服务器申请注册,然后等待服务器分配给用户使用。

客户端作为直接面向用户的部分,主要功能是在用户的个人PC机上提供一个可交互的图形用户界面。利用其虚拟实验平台上相应的资源,可使用户直观地对实验平台进行远程控制并观察其返回的实验结果,为使实验更加直观,为用户提供网络视频功能,实时观察真实的实验平台状态。

1.2 实验操作流程设计

传统的实验形式是学生在计算机上借助各种EDA工具完成实验项目方案确认、系统设计、仿真,再将程序下载至FPGA/CPLD实验系统中,调试、修改、验证直至最后完成。所以用户在登录实验之前,需要在QuartusII等EDA工具上完成实验项目的设计工作并生成可用于PS模式远程配置FPGA的配置文件(.rbf)。在登录实验后,用户在客户端图形界面上完成配置文件的远程下载,并可对图形界面上的按键等可控资源进行操作,客户端将以各种数据形式发送到实验平台,当实验平台将实验结果返回时,能够通过图形界面上的LED灯、波形图等方式动态显示结果;而实验平台在接收客户端发送过来的配置文件后,对可编程芯片进行配置,对不同的指令进行解析后,对实验平台实际的资源进行操作,最后采集实验平台上的状态信息返回至客户端。

实验操作流程如图1所示,图1同时也表示了系统的平台结构。

2 实验平台硬件设计

2.1 实验平台硬件结构

实验平台主要功能包括实验资源控制、实验数据采集及数据基于Internet的远程传输3部分,同时需要管理包括以太网、DDS信号发生器、可编程目标板下载电路、各类存储器等诸多外设。实验平台硬件结构如图2所示,其主要由控制器、实验主板与可编程目标板3部分组成。

控制器主要负责网络接入以及实验程序配置、实验操作指令的解析和实验结果的返回。控制器核心为C8051F单片机,通过外扩以太网芯片RTL8019来实现实验平台的网络接入。单片机通过嵌入μC/OS-II操作系统,使其能完成功能复杂的任务调度;通过嵌入uIP协议栈,使其能更方便地进行网络通信。

本研究利用ALTERA公司CPLD器件MAXII EPM1270作为实验主板的控制核心以完成对实验资源的控制以及实验结果的采集。实验平台设计充分考虑实验教学的需求,配合可编程目标板接口电路、复位电路、时钟源电路、LED显示电路、数码管显示电路、A/D和D/A转换电路等资源。除支持在系统可编程实验外,该平台还配有DDS函数信号发生器、等精度频率计、逻辑笔、脉冲信号源等模块,可完成小至单元电路大至数字系统的设计。用户只需将编译好的程序通过PS方式远程配置至可编程目标板器件中,通过实验主板上的可编程目标板接口电路即可控制实验主板上的实验资源,完成相关实验。

2.2 可动态重构实验平台的设计

由于实验平台的硬件是有限的,为向用户提供更丰富的实验资源,完成尽可能多的实验项目,该平台利用动态重构技术,分时复用系统资源。动态重构是指实验平台从物理结构上看是固定的,但在CPLD(MAX II EPM1270)的控制下,呈现不同的电路连接结构,以实现不同的硬件资源配置[9]。这样,用户就可以根据不同实验需要切换各种实验电路结构,极大地增强了系统的扩展性,该功能由CPLD内部3个VHDL描述的模块构成,多模式配置原理如图3所示。

模式配置中心根据用户选择的模式,分别控制按键动作选择模块和显示控制模块执行不同的动作,并控制A/D和D/A转换电路;同时,将按键等信号连接至可编程目标板不同端口,并把可编程目标板上不同端口信号连接到显示控制模块。模式控制中心起到控制和数据交互的作用,使得在用户看来实验资源直接连接到可编程目标板,并在不同的模式下有着不同的连接方式。

2.3 FPGA可编程目标板远程配置技术

FPGA可编程目标板的远程配置是实现网络实验功能的基础环节,只有将用户在远程端EDA工具上生成的FPGA配置文件下载至实验平台,再由单片机通过PS(passive serial)模式将配置文件配置到实验平台上的用户可编程目标板,才能完成用户实验的后续操作。

该实验平台上供用户使用的可编程目标板为Altera CycloneII EP2C5T144 FPGA芯片,其支持3种配置模式:主动串行(AS)配置模式、被动串行(PS)配置模式以及JTAG配置模式。其中PS模式具有配置电路简单、配置适中要求低等特点,适合用微处理器对芯片进行配置,故采用PS配置模式。

3 实验平台软件设计

3.1 远程实验平台软件设计

3.1.1 远程实验平台软件简介

实验平台稳定、高效地工作,需要软件的支持。远程实验平台软件设计主要包括系统初始化,在网络协议栈初始化完成后,本研究使用标准的套接字API创建新任务访问协议栈,发送和接收数据包,同时根据接收的命令完成用户可编程目标板的远程配置、控制其他实验资源(如按键、DDS信号源、时钟模块等)。

3.1.2 uIP协议栈的接口及应用

为使实验平台网络可接入,该系统采用性能稳定的开源的TCP/IP协议栈uIP来实现平台的网络功能。uIP协议栈是瑞士计算机科学院的Adam Dunkels等开发的一种免费公开源代码的小型TCP/IP协议栈,它适用于8位和16位MCU代码占用量和对RAM资源的要求[10]。uIP协议栈通过接口与底层硬件和顶层应用“通信”。其接口关系如图4所示。

协议栈完成了大部分网络功能,一方面利用以太网芯片的收发函数做数据传递,另一方面为上层应用程序提供简单易用的API接口。在主程序中,完成了协议栈的初始化之后,程序需要不停查询是否有数据包到来,如果有,则查看是ARP包、ICMP包还是TCP包,由uip_input()进行数据处理;如果没有,则调用uip_periodic()处理定时事件。当底层有数据包传来需要处理时,uIP将调用应用程序函数UIP_APPCALL(),同时uIP也向应用程序提供接口函数,应用程序可以根据接口函数提供的信息,执行相应的操作。利用这种方式,uIP具有极高的通用性与独立性,使得移植到该平台上变得很方便。

uIP协议栈提供了protosocket接口函数库,其类似于传统的BCD Socket接口,在网络通信过程中可以很方便地完成顺序方式通信,并具有很好的兼容性和移植性。应用程序部分代码如下:

这段代码先是定义一个结构体,结构体包含了连接时接收到的数据等信息。当有客户端进行连接时,应用程序会对该连接进行初始化,并调用protosocket函数库里的函数对用户传送过来的信息进行读取,经过判断后进行相应操作。

3.2 服务器管理软件设计

服务器管理软件负责远程实验平台与用户的管理,本研究在.Net Framework平台上设计服务器管理软件,采用用户名/密码验证机制及线程池技术,有效管理服务器中的线程,保证服务器管理软件稳定、高效运行[11]。

在服务器应用程序中,响应客户端、实验平台端和服务器是并列的3个最基本的主线程。用户在初次使用平台时需先向服务器申请注册,注册成功后服务器在数据库中存档用户信息;用户登录时,客户端把用户名和密码发送到服务器,服务器在数据库中检索用户信息,检查该用户名和密码是否匹配,如果出现不匹配的情况,服务器就返回登录失败信息至客户端,否则返回成功信息,同时把用户的登录时间等信息记录到数据库中并为用户分配空闲实验资源,用户退出时,把用户的退出时间等信息记录到数据库中;实验平台在接入网络后向服务器注册,注册成功后在数据库中记录实验平台IP等信息,并且定时查询实验平台状态,更新数据库信息。

3.3 客户端软件设计

客户端软件是用户直接操作实验的部分,为用户提供了一个直观的操作的界面。在Visual Studio.Net环境下采用Visual C#编写基于TCP传输协议、对话框的远程客户端软件。本研究利用Measurement Studio所提供的科学用户界面控件,设计与真实实验平台相接近的人性化界面,方便用户操作及直观地观察实验结果。同时提供网络视频功能,以便实时观察到真实实验平台的状态。客户端运行界面如图5所示。

用户首先在个人PC机上利用QuartusII等设计软件完成数字电路系统设计,仿真编译通过之后利用设计软件生成配置文件(.rbf文件),然后用户通过客户端软件登录系统,经服务器分配得到空闲实验资源之后与实验平台完成TCP/IP连接。通过客户端软件,本研究完成对可编程器件的远程下载配置,并对按键、时钟、信号发生器等的实验资源进行远程操作,通过软件界面上的数码管、LED灯、波形等实验平台返回的实时数据观察实验结果,实现实验平台与用户良好的信息交互。

4 结束语

基于远程控制技术的网络实验作为目前最接近现场实验的网络实验模式,是网络实验与真实实验模式的真正结合,这也是远程实验发展的必然趋势。

数字电路与系统实验平台的设计采用了“双C/S结构”,由客户端、服务器及实验平台3部分组成,很好地保证了系统的稳定性和可扩展性。远程实验的操作方式与传统的数字系统实验操作相类似,可以完成单元电路到具有一定使用价值的小型综合数字系统实验。由于本研究利用网络技术实现了实验设备的共享,只需少数几个实验平台,就可以分时为多个用户提供服务,充分利用了教学资源,节约大量基础设施建设;突破时间和空间的束缚,为学生提供一个开放、直观的实验环境,使学生获得更能充分发挥自主性、创造性的空间,从而更好地培养学生的实践能力和创新能力。

摘要:为了实现数字电路与系统等课程的远程实验教学,根据数字电路与系统的课程特点,设计了一种基于网络的实验教学平台。该系统采用双C/S结构,由数字电路与系统实验装置、实验客户端软件、服务器管理软件等3部分组成,对平台的整体框架、控制功能和方案设计给予了说明,阐述了系统客户端、服务器和实验硬件平台的设计要点和实现方法。用户通过客户端软件登入系统,远程配置可编程器件,操作远程实验平台并实时获取实验数据。研究结果表明,该系统可以完成单元电路实验到综合数字系统实验,系统性能稳定,能满足数字电路与系统远程实验的要求。

关键词:远程实验,数字电路与系统实验,可编程器件

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篇5:武汉大学电路与系统390经验

近年来, 混沌及其应用是非线性科学研究领域中的一个热门课题。由于混沌系统有着复杂的动力学行为, 且对初值的敏感性和长时间的不可预测性, 所以混沌的控制与同步就成了研究混沌应用的重要环节。自20世纪90年代初Pecora和Carrol[1]首次提出混沌同步以来, 人们随后也提出了各种不同的混沌同步方法;如自适应同步、脉冲同步、混合同步、耦合同步等[2,3,4,5,6,7,8,9]。在此针对一类新混沌系统[10], 用变形蔡氏电路系统严格地跟踪这个新系统, 根据Lyapunov稳定性理论, 分步构造出Lyapunov函数[9], 使得误差变量方程渐近稳定, 从而使驱动系统和响应系统在结构不同和参数失配的前提下达到了完全同步。数值仿真验证了该方法的可行性和有效性, 进一步推广了混沌同步在非线性科学领域中的应用。

1 系统模型描述

文献[10]提出一个新的三维混沌系统, 其动力学方程为:

x˙1=a (x3-x1) x˙2=bx1-dx12x˙3=kx1x2-cx2-gx3 (1)

显然, 该系统仅存在两个非线性项。文献[10]利用理论推导、数值仿真、Laypunov指数分析了它的基本动力学特性, 验证了系统丰富的混沌特性, 该系统对于混沌在信息加密中具有重要的应用价值。当a=8, b=40, c=10/3, d=1, g=4, k=1时, 该系统的混沌吸引子如图1所示。

变形蔡氏电路混沌系统[11]为:

y˙1=a1[y2- (2y13-y1) /7]y˙2=y1-y2+y3y˙3=-b1y2 (2)

a1=10, b1=100/7时, 系统的混沌吸引子如图2所示。下面将讨论这两类系统之间的同步问题。

2 非线性控制器的设计

设系统 (1) 为驱动系统, 受控的变形蔡式电路系统为响应系统:

y˙1=a1[y2- (2y13-y1) /7]+u (t) y˙2=y1-y2+y3y˙3=-b1y2 (3)

在系统 (3) 中引进单个控制器u (t) , 当u (t) 未作用时, 两系统随时间变化的轨迹各不相同, 即它们属于异结构混沌系统。

定理 对于混沌系统 (1) 和 (2) , 若控制器结构为:

u (t) =- (1/b1) [e1+e2+Ω (t) ]b1>0

则两系统同步。

式中, e1, e2是误差变量;Ω (t) 是关于系统状态变量的多项式。

证明 引入误差变量e3, 并令e3=y3-x3。由式 (1) 和式 (2) 可以得到:

e˙3=-b1y2-kx1x2+cx2+gx3

分步构造Lyapunov函数, 先构造如下形式:

V3= (1/2) e32

则:

V˙3=e3e˙3=-e32+e3 (e3-b1y2-kx1x2+cx2+gx3)

令:

e2=b1y2-k1

其中:

k1=e3-kx1x2+cx2+gx3

则:

e˙2=b1 (y1+y3) +k (1-g-a) x1x2-cbx1-c (1-g) x2-g (1-g) x3+akx2x3+ (kb+cd) x12-kdx13

构造第二部分Lyapunov函数 V2=V3+ (1/2) e22, 则:

V˙2=-e22-e32+e2 (b1y2-k1-e3+e˙2) =-e22-e32+e2[b1 (y1+y2+y3) -2y3+2x3+k (2-g-a) x1x2-cbx1-c (2-g) x2-g (2-g) x3+akx2x3+ (kb+cd) x12-kdx13]

e1=b1y1-k2, 其中:

k2=-[b1 (y2+y3) -2y3+2x3+k (2-g-a) x1x2-cbx1-c (2-g) x2-g (2-g) x3+akx2x3+ (kb+cd) x12-kdx13]

则:

e˙1=b1{a1[y2- (2y13-y1) /7]+u (t) }-k˙2=b1u (t) +Ω (t)

其中:

Ω (t) =a1b1[y2- (2y13-y1) /7]-k˙2=[a1b1-b1 (b1-1) ]y2- (1/7) a1b1 (2y13-y1) +b1 (y1+y3) +[2-g (2-g) +akx2] (kx1x2-cx2-gx3) +[ak (2-a-g) x2-abc+2a (kb+cd) x1-3kdax12] (x3-x1) +[k (2-a-g) x1-c (2-g) +akx3] (bx1-dx12)

构造Lyapunov函数 V1=V2+ (1/2) e12, 则:

V˙1=V˙2+e1e˙1=-e12-e22-e32+e1[e1+e2+b1u (t) +Ω (t) ]

对于响应系统式 (3) , 当同步控制器形式满足:

u (t) =- (1/b1) [e1+e2+Ω (t) ]b1>0

就有V˙1=-e12-e22-e320。根据Lyapunov稳定性理论[12], 两个系统达到混沌同步, 即:

limtei (t) =0i=1, 2, 3

其中:

e1=b1y1-k2e2=b1y2-k1e3=y3-x3

下面通过数值模拟验证此方法的有效性。利用Matlab编程进行仿真, 选取参数:

(a, b, c, d, g, k) = (8, 40, 10/3, 1, 4, 1) (a1, b1) = (10, 100/7)

初始值:

(x1 (0) , x2 (0) , x3 (0) ) = (1, 2, 3) (y1 (0) , y2 (0) , y3 (0) ) = (0.1, 0, 0)

图3给出了系统 (1) 和 (3) 的状态变量的误差曲线;图4给出了驱动系统和响应系统的状态变量的同步过程。从图中可以看出误差变量随时间的推移逐渐趋于零值, 驱动系统和响应系统在短时间内很快完全达到同步, 另外, 还可以看出这两个系统能否达到同步与系统的初始值选取无关, 仅需取定的初始值能使系统处于混沌状态即可。

3 结 语

通过设计单个非线性控制器的方式, 实现了一个新混沌系统与变形蔡式电路系统之间的异结构同步, 并给出了控制器的设计过程。理论验证和数值仿真说明了该方法的可行性和有效性, 进一步推广了混沌的应用。这种混沌同步的方法, 可以应用于混沌遮掩和混沌参数调制保密通信。

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篇6:武汉大学电路与系统390经验

网络安全系统作为数据与信息安全的保障,其硬件模块需要进行特别的防护和管理监控,以保证各个设备的安全性与稳定性,其中,设计具有保护功能的电路来提升整个网络安全功能是目前应用最多的方法之一。通过对系统模块的电流、电压和温度等参数进行采样,能够直接反应出系统各个功能的可靠性。随着计算机仿真技术的发展,电路设计可行性的模拟验证逐渐得到广泛的重视与应用,降低了设计成本。

文中针对网络安全系统中硬件的监测特点,设计了采样电路的总体布局及外围电路,运用Multisim验证电压及电流信号的特性值。该设计方案对于缩减研发成本及研发周期有着重要的意义。

1采样电路设计

1.1电压采样电路

在电压信号采集中,文中采用端电压方式进行采集,能够满足单体模块的信号采集要求,其电压采集电路如图1所示。

图1中,R1和R4取1KΩ,R2和R3是可变电阻,是为了方便调节不同的输出电压,其阻值范围为0-20KΩ,实际工作时应该使R1=R2=1KΩ,但输入到芯片端口的电压不能超过5V,因此,文中在输出端加了一个5V的稳压管,用来保护芯片的A/D端口。电路中的运算放大器的型号为LM358,其内部包括有两个高增益的,独立的双运算放大器。C1,C2和C3的值为10u F, C4为0.1u F。电压采样值送入控制模块STM32F103VCT6单片机的AD口,采样电路板如图2所示。

1.2电流采样电路

电流是估算设备是额定工作的重要参数,也是硬件管理系统中过流保护的一个重要参考因素,因此,对于电流数据,需要保证其采样的精度。

霍尔电流传感器是利用半导体材料的霍尔效应进行电流测量的一种传感器。霍尔效应传感器主要包括原边和副边等主要结构。设计中可以采用宇波模块CHB-100SF霍尔电流传感器来对电流进行采样。CHB-100SF霍尔电流传感器额定电流100A,输出电流100m A。霍尔电流传感器满足的主要关系式为:

式中:

Ip——原边电流;

Is——副边电流;

NP——原边线圈匝数;

Ns——副边线圈匝数。

为保证测量精度,将电流传感器额定测量值设置为被测信号的1~1.5倍。

在采样时,将首先将电流进行IV转换,用一个分流电路将传感器输出的电压进行分流,使得进入IV转换的电流最大值为25m A。在转换器加一偏移电压,偏移电压将电压的变化范围从-2.5V~2.5V变为0V~5V,使之符合单片机AD口输入需求。采样RM采用精密电阻,在实际应用中RM=32Ω/2W,其采集电路如图2所示,电流采样值送入控制模块STM32F103VCT6单片机的AD口。

1.3温度采样电路

在网络安全系统中,诸多模块对自身的温度有着较高的要求,比如供电模块,高温工作条件下的放电容量要高于低温时的放电容量,但工作环境温度持续升高会使供电模块内部发生副反应而产生大量气体,对设备产生严重的损害,会明显降低各个模块的使用寿命。一般地,控制温度范围为-10℃~45℃为宜。

温度的数据采集采用DS18B20,其采用独特的一线总线方式传输信息,从而使得在多个温度检测中可最大程度简化系统布线。把18B20的DQ口全部挂接到主控制机的一个带有4.7K上拉电阻的IO口上,每个18B20的电源接3.3V,如图3所示。温度采样值送入控制模块STM32F103VCT6单片机的AD口。

2 Multisim数值模拟与验证

2.1电压采集电路仿真

为测试所设计的电压采集电路是否能够完成预定的功能,借助Multisim对电压采集电路进行仿真分析。通过在Multisim中对simulation选项的控制,实现输出电压检测的模拟。仿真中设置如下:“仪器”选项中选取“万用表”;输出端与万用表的“+”相连; 万用表的“-”接地,选择直流电压功能;在电压输入端设定端电压为2.5V。点击“运行”按钮,双击万用表将其打开,观察万用表示值如图4所示。

由图4可以看出,在误差影响下,电压计量值为2.506V,与输入值2.5V是一致的。停止仿真后,采用同样的方法将电源电压调整为3.7V,点击“运行”按钮,电压表示值为3.706V,与输入值3.7V一致,由此可见,设计采样电路符合要求。

2.2电流采样电路仿真

由于电流信号最终要转化为电压信号,因此,在Multisim中对输出电压进行检测,其具体设置如下:“仪器”中选择“万用表”; 输出端与万用表的“+”相连;万用表的“-”接地,选择直流电压功能;在电压输入端设定端电压为2.5V;给LM741运放供电,供电方式为±12V。

设置好电路中各项参数后点击“运行”按钮,双击万用表,如图5所示,得出输出电压值2.501V,与设定值一致。

将原偏移电压进行接地处理,再次仿真运行观察输出电压值,如图6所示。通过仿真结果可知,偏移电压能够有效的对电流采样电路的输出电压值进行有效的电压偏移,使输出电压值在单片机AD口的电压输入范围之内。因此,本方案设计的电流采集电路是可行的。

2.3实验验证

为了验证设计采样电路的准确性,文中制备了电流检测电路样板,如图7所示。通过测试对比,得出电流的实际测量值及误差如表1所示。由表1可以看出,所设计的电流采样电路在进行实际测量时,随着测量电流的增大,误差不断增大。但是电流测量误差在可接受范围之内。

4结论

本文设计了网络安全系统的采样电路,重点对电压采集电路、电流采集电路和温度采集方式进行了研究,通过Multisim对电压、电流采样电路的仿真,验证出在考虑误差影响的前提下, 该设计方案是可行性的,对于提升网络安全系统的模块功能和降低设计成本均有着重要的意义。

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