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篇(1)

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篇(2)

Abstract: The main function of system designed in the paper is to obtain GPS data by the GPS module from the satellite, and then the information of location, time, speed and the situation of satellite online are displayed through the displaying terminal in real-time. Also the information will be uploaded to control center by satellite communications module after fixed time or fixed distance. At the same time the system should receive information and commands from control centre by satellite communications module. The weather forecast and news from control center are displayed. Under the dangerous situation, the latest location information is uploaded immediately to the control center by startup of the alarm button. This system can store a certain amount of historical information.

關(guān)鍵詞:GPS;衛(wèi)星通信;銥星SBD9601;ARM嵌入式系統(tǒng)

Key words: GPS;satellite communication;iridium SBD9601;ARM embedded system

中圖分類號(hào):TN96 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)10-0142-02

0引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們活動(dòng)領(lǐng)域日益擴(kuò)大,為了提高野外作業(yè)、海上作業(yè)和偏遠(yuǎn)山區(qū)作業(yè)的人身和設(shè)備安全,本文設(shè)計(jì)了一款衛(wèi)星定位及呼叫系統(tǒng),用于接收指揮中心的信息,當(dāng)危險(xiǎn)情況發(fā)生時(shí)向外界報(bào)告自己的位置信息,以得到及時(shí)救援。

1銥星SBD9601通信模塊通信原理

銥星的數(shù)據(jù)模塊SBD9601是一種簡(jiǎn)單而有效的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊,它能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)設(shè)備和主控制中心的數(shù)據(jù)傳輸。SBD9601主叫消息可達(dá)205字節(jié),被叫消息可達(dá)135字節(jié),接續(xù)時(shí)間小于1分鐘。SBD9601通信系統(tǒng)由控制器、SBD9601模塊、銥星通信衛(wèi)星、地面站、internet網(wǎng)絡(luò)和控制中心組成,其通信過程是控制器通過AT+SBDWB/AT+SBDWT指令將信息發(fā)送至SBD9601的緩存中,再通過AT+SBDI指令將信息發(fā)送,地面站的SBD系統(tǒng)通過衛(wèi)星收到信息后,利用與控制中心的特定通信協(xié)議,將信息送至指定的郵箱中;當(dāng)SBD9601收到控制中心下發(fā)的信息時(shí),會(huì)發(fā)出RING信號(hào),同時(shí)接口有管腳產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間5s的5V高電平,這時(shí)信息被放在緩存中,控制器通過AT+SBDRB/AT+SBDRT指令讀取信息。其通信過程如圖1所示。

2硬件設(shè)計(jì)

衛(wèi)星定位及呼叫系統(tǒng)由控制器、GPS模塊、衛(wèi)星通信模塊、鍵盤和液晶顯示終端五部分構(gòu)成?？刂破鞑捎肁RM7系列的工業(yè)級(jí)的AT91SAM7S64,接收GPS信息,通過液晶顯示終端顯示其中的經(jīng)緯度、日期和時(shí)間、行駛狀態(tài)以及GPS衛(wèi)星狀態(tài)信息。衛(wèi)星通信模塊采用銥星的SBD9601,通過按鍵控制或定時(shí)、定距離的三種方式經(jīng)衛(wèi)星通信模塊向控制中心上傳信息,也可以接收中心下發(fā)的新聞和天氣信息,通過液晶顯示端顯示,按鍵可以翻閱歷史信息和緊急報(bào)警。硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

GPS與控制器之間采用TTL電平的串行通信; 9601與控制器之間采用232通信方式;LCD與控制器之間采用485通信,距離可超過幾十米。原理圖如圖3所示。

3軟件實(shí)現(xiàn)

程序的主要功能是接收GPS數(shù)據(jù)、接收衛(wèi)星下發(fā)的短信、定時(shí)或定距離發(fā)送經(jīng)緯度信息以及通過鍵盤上發(fā)報(bào)警信息,最后顯示相關(guān)信息在本地系統(tǒng)的LCD上。

3.1 上行數(shù)據(jù)發(fā)送程序上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的主要功能是把接收到的GPS數(shù)據(jù)或是相關(guān)的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換成約定好的數(shù)據(jù)格式以便同監(jiān)控中心的通信。數(shù)據(jù)格式如表1。

3.2 上傳數(shù)據(jù)的流程圖衛(wèi)星定位及呼叫系統(tǒng)能夠定時(shí)或定距離的向控制中心上傳最新的位置信息,報(bào)警信息的6個(gè)位為零;如果危險(xiǎn)情況發(fā)生,通過報(bào)警按鍵立即發(fā)送位置信息,報(bào)警的6個(gè)位不為零。上傳信息流程圖如圖4所示。

3.3 上傳數(shù)據(jù)的子程序

void send10byte(void)

{

unsigned int cheksum;

cheksum=s9601[0]+s9601[1]+s9601[2]+s9601[3]+s9601[4]+s9601[5]+s9601[6]+s9601[7]+s9601[8]+s9601[9];

txb0[0]=s9601[0];

txb0[1]=s9601[1];

txb0[2]=s9601[2];

txb0[3]=s9601[3];

txb0[4]=s9601[4];

txb0[5]=s9601[5];

txb0[6]=s9601[6];

txb0[7]=s9601[7];

txb0[8]=s9601[8];

txb0[9]=s9601[9];

txb0[10]=cheksum/256;

txb0[11]=cheksum%256;

uart_send0(12);

num9601=10;

}

3.4 下行數(shù)據(jù)接收程序控制中心每天下發(fā)新聞、天氣預(yù)報(bào)信息和控制信息,系統(tǒng)及時(shí)接收并通過顯示終端顯示。下行數(shù)據(jù)接收程序流程圖如圖5所示。第二位是Y,表示新聞;第二位是X,表示天氣預(yù)報(bào)信息;第二位是Z,表示控制信息。

4總結(jié)

該系統(tǒng)融合了GPS全球定位技術(shù),衛(wèi)星通信技術(shù)和ARM嵌入式技術(shù),屬于一個(gè)交叉學(xué)科的工程項(xiàng)目。本項(xiàng)目選用工業(yè)級(jí)的ARM7芯片AT91SAM7S64作為處理器,并圍繞它進(jìn)行電路設(shè)計(jì),使得該系統(tǒng)有很高的可靠性,并且能夠適應(yīng)比較惡劣的環(huán)境。本系統(tǒng)通過海上漁船和草原越野實(shí)地測(cè)試,測(cè)試效果很好。

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篇(3)

關(guān)鍵詞：討論課；應(yīng)用能力；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）33-0189-02

一、引言

《通信原理》課程是通信工程、電子信息工程等相關(guān)專業(yè)的專業(yè)必修課，也是重要的專業(yè)基礎(chǔ)課和研究生入學(xué)考試課程。課程學(xué)習(xí)過程中要求學(xué)生掌握通信的基本概念、原理，重點(diǎn)掌握系統(tǒng)的概念和系統(tǒng)的分析方法，為移動(dòng)通信、光纖通信、通信網(wǎng)絡(luò)安全、信息論與編碼等后續(xù)課程提供了重要的理論支撐，在本科階段教學(xué)過程中占有重要地位。該課程教學(xué)內(nèi)容較多，且理論性、系統(tǒng)性、物理性強(qiáng)，抽象概念多，對(duì)數(shù)學(xué)要求也較高，在以往教學(xué)過程中，采用傳統(tǒng)教授方式，學(xué)生往往覺得枯燥，學(xué)習(xí)難度較大。為了滿足我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，在《通信原理》理論課程中引入研討式教學(xué)方法，對(duì)教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式均適當(dāng)進(jìn)行改革。讓學(xué)生從實(shí)際的應(yīng)用出發(fā)，結(jié)合理論知識(shí)來理解，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，并在一定程度上使學(xué)生創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作精神得到提高。

“研討式”教學(xué)模式起源于18世紀(jì)德國(guó)，作為德國(guó)大學(xué)一種重要的教學(xué)和研究制度，對(duì)于近代德國(guó)大學(xué)的發(fā)展有著重要影響。并且該模式已經(jīng)在美國(guó)、英國(guó)、加拿大等西方國(guó)家大學(xué)本科和研究生教學(xué)中普遍使用。該模式中，在有限的課堂教學(xué)課時(shí)內(nèi)，由老師進(jìn)行引導(dǎo)，學(xué)生組成專題研究小組，定期集中討論，豐富學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，追蹤本學(xué)科領(lǐng)域最新技術(shù)發(fā)展。同時(shí)通過“研討”過程，提升學(xué)生的自信心與表達(dá)能力，鍛煉其團(tuán)隊(duì)合作能力及創(chuàng)新思維，既然是研討，則沒有準(zhǔn)確的答案，學(xué)生可以在“研討”過程中，對(duì)所研究的對(duì)象提出質(zhì)疑，在老師和同學(xué)共同探討下解決質(zhì)疑。

“研討式”教學(xué)模式在國(guó)內(nèi)也被廣泛使用。對(duì)于《通信原理》等工科類理論性較強(qiáng)的課程來說，采用“研討式”教學(xué)模式更加有利于將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)，提升學(xué)生創(chuàng)新及實(shí)踐能力。

二、《通信原理》理論教學(xué)中存在的問題

（一）教學(xué)內(nèi)容較為陳舊，理論與實(shí)踐相分離

目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)學(xué)校該課程內(nèi)容參照了樊昌信等編著的《通信原理》和由曹志剛等編著的《現(xiàn)代通信原理》這些經(jīng)典優(yōu)秀教材。在教授時(shí)，為了適應(yīng)社會(huì)需求，學(xué)生培養(yǎng)方案不斷改進(jìn)，課程設(shè)置也進(jìn)行調(diào)整，教學(xué)學(xué)時(shí)不斷縮減。而課程中對(duì)理論基礎(chǔ)要求高，又涉及多門前序課程知識(shí)，所以造成要補(bǔ)充通信領(lǐng)域新技術(shù)內(nèi)容較為困難。教學(xué)內(nèi)容都還停留在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)原理基礎(chǔ)上，更談不上學(xué)生創(chuàng)新性的引導(dǎo)。

通信原理課程理論性、實(shí)踐性都比較強(qiáng)。必須通過較好的實(shí)踐，才能讓學(xué)生掌握的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成實(shí)踐創(chuàng)新能力。而傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)分離嚴(yán)重。一般都是先理論，后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?；蜷_展集中的課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)來培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。這樣的做法雖保障學(xué)生能有較為集中的實(shí)踐時(shí)間，但也造成學(xué)生在理論知識(shí)學(xué)習(xí)過程中對(duì)知識(shí)點(diǎn)缺乏感性認(rèn)識(shí)。最后在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，學(xué)生感到茫然，只能是形式上完成實(shí)踐環(huán)節(jié)，卻未能較好的鍛煉其實(shí)踐創(chuàng)新能力。

（二）教學(xué)方法單一，教學(xué)手段落后

在理論教學(xué)過程中，為了在規(guī)定課時(shí)內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，使得課堂上不可能有多余時(shí)間讓學(xué)生思考，只能以教師為中心，填鴨式的將知識(shí)灌輸給學(xué)生。學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，導(dǎo)致聽課積極性不高。通信原理課程與高等數(shù)學(xué)概率論、信號(hào)與系統(tǒng)等前期課程密切相關(guān)，且對(duì)數(shù)學(xué)要求高。部分學(xué)生由于前序課程掌握不理想，導(dǎo)致在該課程學(xué)習(xí)中困難重重，失去信心和興趣。

課堂上雖輔助使用PPT等多媒體手段，但只有簡(jiǎn)單圖形，對(duì)于通信過程中信號(hào)的傳輸，受信道的影響，很難讓學(xué)生有直觀的理解。教授的效率也比較低。往往一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，如隨機(jī)過程中平穩(wěn)過程、各態(tài)歷經(jīng)性等概念只能單一使用數(shù)學(xué)形式來描述。

（三）考核方式落后

現(xiàn)階段絕大部分的高校該課程考核均采用閉卷考試來進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定。雖然在成績(jī)中一般要求平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)占有一定比例，但還是以實(shí)際卷面成績(jī)?yōu)橹?。試卷客觀題比例過大，未能與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合進(jìn)行主觀考核，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)必須死記硬背，無法貫通理解，并與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，也不利于學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展。

三、《通信原理》理論教學(xué)中研討式教學(xué)模式的開展

結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中對(duì)創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手能力、合作精神的要求，在我校通信工程專業(yè)，《通信原理》理論教學(xué)開展研討式教學(xué)分為以下四個(gè)環(huán)節(jié)。

（一）研討課題選擇

由于《通信原理》課程理論性強(qiáng)，數(shù)學(xué)要求高，以往理論教學(xué)中大部分時(shí)間用于數(shù)學(xué)過程推導(dǎo)，難以將理論與實(shí)踐相結(jié)合。而我校從事該課程教學(xué)師資有限，在科研水平上也受到限制，若單獨(dú)以教師科研課題來用于教學(xué)實(shí)踐，使得學(xué)生對(duì)科技發(fā)展的理解也受到限制，改革效果不明顯。在研討式教學(xué)過程中，對(duì)研討的對(duì)象選擇，從國(guó)內(nèi)外各類學(xué)術(shù)期刊出發(fā)，由教師根據(jù)理論課程教學(xué)內(nèi)容，選取合適的學(xué)術(shù)論文作為研討的對(duì)象，讓學(xué)生根據(jù)自身興趣選擇研討課題。教師可以根據(jù)學(xué)生理論學(xué)習(xí)情況來給出相應(yīng)難度的課題。將課題分為較難、適中、簡(jiǎn)單三個(gè)層次，每個(gè)層次選取2～3篇不同方向的學(xué)術(shù)論文。學(xué)生理論知識(shí)掌握較好的選擇較難的課題；知識(shí)掌握一般的，選擇難度適中的課題；基礎(chǔ)理論掌握不太好的，則選擇較簡(jiǎn)單的課題進(jìn)行研討。這樣進(jìn)行層次和方向的劃分，滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。整個(gè)課程學(xué)習(xí)過程中可以根據(jù)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)，選取適量的學(xué)術(shù)論文進(jìn)行研討。也可以兼顧課程教學(xué)任務(wù)完成進(jìn)度決定研討的次數(shù)。一般來說，整個(gè)課程學(xué)習(xí)過程為期一學(xué)期，期間進(jìn)行2～3次研討較為合適。研討次數(shù)過少，達(dá)不到研討促進(jìn)理論學(xué)習(xí)的效果。研討次數(shù)過多，加重學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，學(xué)生也難以完成相應(yīng)研討任務(wù)，或是勉強(qiáng)能理解部分學(xué)術(shù)論文的意思，不能深入進(jìn)行研究，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新。

（二）引導(dǎo)學(xué)生對(duì)研討課題進(jìn)行探索

學(xué)生在選擇了研討的學(xué)術(shù)論文后，根據(jù)教師傳授的學(xué)習(xí)和查找資料的方法，對(duì)課題進(jìn)行獨(dú)立探索。《通信原理》課程要求學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的概念、系統(tǒng)的仿真和分析方法。這些知識(shí)在理論教學(xué)中很難以灌輸?shù)姆绞阶寣W(xué)生理解掌握。而以學(xué)術(shù)論文作為研討對(duì)象，其作者大部分是有一定理論研究基礎(chǔ)的，在論文中往往涵蓋了整個(gè)信號(hào)傳輸?shù)倪^程，多次同類型文獻(xiàn)的閱讀，能幫助學(xué)生更快的建立系統(tǒng)的概念。而每次研討內(nèi)容會(huì)跟理論學(xué)習(xí)內(nèi)容掛鉤，學(xué)生獨(dú)立探索具備一定的理論基礎(chǔ)，能在現(xiàn)有層次上有一定水平提升。

學(xué)生獨(dú)立探索過程中遇到問題，可以與老師討論，或與選擇了同類課題的同學(xué)進(jìn)行小組討論。研討式過程學(xué)生根據(jù)所選課題難度和類型進(jìn)行分組，定期在小組內(nèi)開展討論，一般以一周時(shí)間進(jìn)行討論。小組討論時(shí)，組內(nèi)成員輪流進(jìn)行發(fā)言，對(duì)自己本周內(nèi)的探索學(xué)習(xí)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)分享，并對(duì)研討過程進(jìn)行總結(jié)。

（三）研討內(nèi)容總結(jié)提高

小組討論中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)由教師負(fù)責(zé)篩選，選取其中表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，或是研討內(nèi)容能幫助學(xué)生對(duì)課程中理論知識(shí)理解的，分階段在大班課程教學(xué)過程中，與其他學(xué)生分享其學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。由理論掌握好的學(xué)生精煉理論知識(shí)理解的內(nèi)容，傳授給全部學(xué)生，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。由研討過程中學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生給其他學(xué)生傳授其學(xué)習(xí)方法，并且在這些總結(jié)過程中，學(xué)生起主導(dǎo)作用，決定講什么、怎么講。教師則負(fù)責(zé)提供協(xié)助，遇到較模糊的知識(shí)點(diǎn)，教師協(xié)助學(xué)生講解，或提供查詢、學(xué)習(xí)知識(shí)的方法，以此來提高學(xué)生整體學(xué)習(xí)能力，也給部分學(xué)生提供了鍛煉其表達(dá)能力的機(jī)會(huì)。

（四）課內(nèi)研討與課程考核相結(jié)合

理論課程中所有研討內(nèi)容由教師進(jìn)行歸總，以備后續(xù)研討教學(xué)中作為參考。以往《通信原理》理論課考試存在客觀題占比例大，造成學(xué)生死記硬背等問題。引入研討式教學(xué)后，在理論考試中，增大主觀題比例，且主觀題的來源于課程學(xué)習(xí)中的研討內(nèi)容。將研討內(nèi)容中較新的科學(xué)技術(shù)作為主觀題，考察學(xué)生對(duì)研討內(nèi)容的掌握情況，既與通信專業(yè)知識(shí)結(jié)合，又變相地出現(xiàn)學(xué)生可以自定考試題的情況，使得學(xué)生學(xué)習(xí)和研討過程積極性大大提高，也在一定程度上促進(jìn)了理論課考試改革。

四、結(jié)論

研討式教學(xué)模式在國(guó)外高校已開展多年，取得了較好的教學(xué)效果。在國(guó)內(nèi)高校中，研討式教學(xué)模式也被認(rèn)為是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的有效途徑。本文主要研究在《通信原理》理論課程中開展研討式教學(xué)，從研討課題選擇、引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立探索、團(tuán)隊(duì)協(xié)作總結(jié)，最終將研討環(huán)節(jié)延伸至課程考核等幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了探討。通過研討式教學(xué)的開展，解決了《通信原理》理論課中出現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容較為陳舊、理論與實(shí)踐相分離、教學(xué)方法單一、教學(xué)手段落后、考核方式落后等問題。研討式教學(xué)的開展，使得課堂由教師為主體，變?yōu)閷W(xué)生為主體，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。并且每個(gè)人都有機(jī)會(huì)走上講臺(tái)，甚至決定考試的內(nèi)容，這是在以往填鴨式教學(xué)、死記硬背的考試過程中不曾有的。通過研討式教學(xué)，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。研討式教學(xué)方法是對(duì)《通信原理》課程教學(xué)方法、考核方法的改革與嘗試，也為應(yīng)用型人才培養(yǎng)中理論課程的開展提供了新的思路。

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基于Cortex—M3的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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篇(5)

關(guān)鍵詞：獨(dú)立學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 雙導(dǎo)師制

【中國(guó)分類法】：G642.477

1引言

畢業(yè)設(shè)計(jì)是工科專業(yè)最重要的一個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它是對(duì)本科生運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力的綜合性總結(jié)和檢驗(yàn)。學(xué)生在該環(huán)節(jié)中要完成文獻(xiàn)檢索、方案制定、軟件硬件設(shè)計(jì)以及調(diào)試等工作，最后通過論文和答辯的形式闡述所完成的工作。畢業(yè)設(shè)計(jì)既可以全面檢查學(xué)生基礎(chǔ)理論掌握的情況、技能熟練程度及提出問題、分析問題和解決問題的能力，又能培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的實(shí)際工作能力。

“雙導(dǎo)師制”是指同時(shí)安排選派校內(nèi)和校外企業(yè)兩門指導(dǎo)教師共同指導(dǎo)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，產(chǎn)生于20世紀(jì)90年代初，通過理論和實(shí)踐型導(dǎo)師對(duì)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、創(chuàng)新能力、科研能力等各方面進(jìn)行綜合指導(dǎo)的一種培養(yǎng)模式。“雙導(dǎo)師制”以全面提高大學(xué)生綜合素質(zhì)為核心，加大對(duì)在校大學(xué)生的培養(yǎng)力度，以達(dá)到提高學(xué)生的綜合素質(zhì)的目的。

2獨(dú)立學(xué)院工科畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)行“雙導(dǎo)師制”的必要性

獨(dú)立學(xué)院在經(jīng)過近十年的發(fā)展，由于民營(yíng)資本的注入，硬件設(shè)施得到了較大的改善，為高等教育加入了新的元素，在校學(xué)生達(dá)到了一定的規(guī)模，為社會(huì)培養(yǎng)了一大批人才，促進(jìn)了我國(guó)高等教育的普及化。與普通高校相比，獨(dú)立學(xué)院著眼于技術(shù)型、實(shí)用性人才培養(yǎng)，因此對(duì)于學(xué)生的實(shí)踐技能要求更高。而實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié)，對(duì)現(xiàn)階段工科大學(xué)生急需解決的問題是實(shí)踐性少，所以把“雙導(dǎo)師制”引入到工科大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生把書本知識(shí)與工程實(shí)踐需求緊密結(jié)合在一起，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的效果，增強(qiáng)學(xué)生的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

工科大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)模式存在很多弊端。傳統(tǒng)模式的畢業(yè)設(shè)計(jì)沒有以企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目為課題進(jìn)行創(chuàng)新研究，做到“真題真做”。學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)只是紙上談兵，接觸不到實(shí)際的工程項(xiàng)目，對(duì)所學(xué)的知識(shí)只是停留在理論階段，沒有形成應(yīng)用的概念。傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)階段沒有更好的培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力，讓學(xué)生很難做到理論聯(lián)系實(shí)際，更無法滿足企業(yè)和社會(huì)的要求。

與傳統(tǒng)模式相比，“雙導(dǎo)師”指導(dǎo)機(jī)制強(qiáng)調(diào)的是由校內(nèi)外兩名教師共同負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的全過程，兩位指導(dǎo)教師之間既有協(xié)作，也有一定的分工。校內(nèi)指導(dǎo)教師側(cè)重學(xué)術(shù)指導(dǎo)，而校外指導(dǎo)教師（即資深的工程師以及工程技術(shù)人員）則強(qiáng)調(diào)實(shí)踐工作能力。

2 “雙導(dǎo)師制”畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的計(jì)劃和實(shí)行

為了加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范，保障“雙導(dǎo)師制”畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的順利進(jìn)行，學(xué)院及電氣系分別制定了《湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）規(guī)范》和《電氣信息系關(guān)于2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的總體安排》，在此基礎(chǔ)上，電子教研室針對(duì)本專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，制定了《關(guān)于實(shí)施“雙導(dǎo)師”本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的試行方案》。對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)要求、選題原則、過程指導(dǎo)、畢業(yè)設(shè)計(jì)文本規(guī)范要求等做了全面的規(guī)定和要求，保證了整個(gè)過程的規(guī)范性。

2.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)的總體計(jì)劃

電子教研室共承擔(dān)了2012屆電子信息工程1、2班，通信工程1、2班畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)的教學(xué)任務(wù)。借助湖北工業(yè)大學(xué)本部的師資力量以及長(zhǎng)期建立的校外校企合作實(shí)習(xí)基地，將以上本科4個(gè)班分成2類進(jìn)行培養(yǎng)。

通信工程1班、電子信息工程1班采用A類，及選派校內(nèi)本部具備中級(jí)以上職稱優(yōu)秀教師指導(dǎo)；通信工程2班、電子信息工程2班采用B類，一個(gè)學(xué)生由兩名導(dǎo)師指導(dǎo)：聘用校外企業(yè)高工和校內(nèi)青年專職教師，雙方導(dǎo)師明確校方指導(dǎo)教師要做好校企間協(xié)調(diào)及學(xué)生管理工作，嚴(yán)格按教學(xué)要求把關(guān)；企業(yè)指導(dǎo)教師由公司聘用的經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師擔(dān)當(dāng)，負(fù)責(zé)對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)等方面進(jìn)行具體的指導(dǎo)，使教學(xué)與研發(fā)有機(jī)地融為一體，保證畢業(yè)設(shè)計(jì)的工程應(yīng)用性技術(shù)含量。

2.2 校外指導(dǎo)教師的選派

湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院電氣信息系與富士康（武漢）科技工作園、精倫電子股份有限公司、武漢凌特電子技術(shù)有限公司、烽火科技集團(tuán)武漢虹翼信息有限公司、湖北省廣播電視臺(tái)、湖北廣播電視發(fā)射臺(tái)、四川華迪科技有限公司、南京秦泰教育科技有限公司、武漢新芯集成電路制造有限公司、湖北衛(wèi)星地球站等十多個(gè)單位建立了實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)基地，湖北工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院選擇這些技術(shù)業(yè)務(wù)相對(duì)穩(wěn)定的單位為專業(yè)教學(xué)實(shí)習(xí)基地，建立了長(zhǎng)期的合作機(jī)制，這些企業(yè)選派業(yè)務(wù)能力強(qiáng)的資深工程師及工程技術(shù)人員做外校外指導(dǎo)教師，培養(yǎng)指導(dǎo)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

2.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題要求

校內(nèi)外導(dǎo)師要熟悉學(xué)校對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求基礎(chǔ)上，在充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和企業(yè)自身的特點(diǎn)的情況下，選題貫徹因材施教的原則，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和積極性，注意結(jié)合學(xué)生的興趣愛好和學(xué)生的就業(yè)方向擬定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，并報(bào)教研室審批合格后，對(duì)學(xué)生公開，召開畢設(shè)動(dòng)員雙選會(huì)，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，導(dǎo)師下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書。大四下學(xué)期開學(xué)第四周，要求導(dǎo)師在本小組舉行開題，并進(jìn)行指導(dǎo)。要求：（1）選題應(yīng)體現(xiàn)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求；（2）選題難度和份量應(yīng)適度；（3）結(jié)合工程實(shí)踐；（4）一生一題，且不重復(fù)；（5）每位老師指導(dǎo)學(xué)生不超過8名。指導(dǎo)教師結(jié)合自己的科研課題或橫向?qū)嶋H技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目為學(xué)生提供設(shè)計(jì)或研究課題，供學(xué)生選擇。學(xué)生結(jié)合教師的科研和開發(fā)課題項(xiàng)目進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。這些科研和開發(fā)項(xiàng)目大多是該學(xué)科具有一定創(chuàng)新性的課題或結(jié)合實(shí)際的工程項(xiàng)目。

2.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)過程管理

指導(dǎo)教師對(duì)論文指導(dǎo)每周兩次以上，并進(jìn)行記載。同時(shí)集中進(jìn)行中期檢查，中期檢查時(shí)每個(gè)學(xué)生都要匯報(bào)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展情況，回答教師提出的問題，提交已查閱到的參考文獻(xiàn)、已獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、應(yīng)完成部分的論文初稿等。校內(nèi)導(dǎo)師要培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)方面的理解能力、認(rèn)知能力和創(chuàng)新能力。校外導(dǎo)師要培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐能力，解決理論學(xué)習(xí)的不足，增加實(shí)踐認(rèn)知能力，提供工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這就要求校內(nèi)外導(dǎo)師保持良好的溝通，從畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目到畢業(yè)設(shè)計(jì)過程最后到畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束都要有兩位指導(dǎo)教師的共同參與。校內(nèi)外導(dǎo)師既要有分工又要合作。

2.5 畢業(yè)答辯管理

在答辯分組時(shí)，充分考慮了個(gè)答辯組指導(dǎo)教師的專業(yè)特長(zhǎng)，以利于從不同角度對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的評(píng)判，并制定了合理的、操作性強(qiáng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。答辯小組成員根據(jù)學(xué)生論文的內(nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)與答辯情況給出答辯的量化評(píng)分。學(xué)生最后的成績(jī)由校內(nèi)外導(dǎo)師的綜合評(píng)價(jià)給出成績(jī)，要從學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的難度、工作量大小、課題的工程實(shí)踐性價(jià)值、完成的質(zhì)量等多方面考慮。

3 實(shí)行“雙導(dǎo)師”畢業(yè)設(shè)計(jì)改革的效果評(píng)價(jià)

“雙導(dǎo)師制”畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)制度從2012屆開始，實(shí)施周期2年，以下三個(gè)方面取得一定的效果。

3.1工程實(shí)踐題顯著增多

以2013屆畢業(yè)論文選題中，其中真題選題占46.8%。工程實(shí)踐題占71.6%。本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）更加注重了結(jié)合社會(huì)實(shí)踐、生產(chǎn)、科研的選題，真題真作，設(shè)計(jì)性題目比重大；公司提供給學(xué)生的設(shè)計(jì)課題涉及面廣、量大，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研必須了解最新技術(shù)去解決具體問題。學(xué)生到企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)還獲得了直接參加工程實(shí)踐、科研項(xiàng)目或新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。

3.2指導(dǎo)教師整體水平提高

參與本屆畢業(yè)論文工作的指導(dǎo)教師中，高級(jí)職稱占46.7%；中級(jí)職稱占43.3%；中高級(jí)職稱參與論文指導(dǎo)比例明顯增加，另外首次采用雙導(dǎo)師畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)，工程人員占20%。校內(nèi)青年教師在參與工程人員指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)，從專業(yè)理論課堂深入到企業(yè)，了解電子通信行業(yè)最新應(yīng)用技術(shù)，既促進(jìn)了自己的科研動(dòng)力，又能將工程實(shí)踐運(yùn)用到教學(xué)中，提高課堂質(zhì)量。

3.3學(xué)生的就業(yè)信心和能力得到提高

承擔(dān)公司課題的2013通信工程2班和電子信息工程2班學(xué)生在企業(yè)經(jīng)過14周的畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)，了解了目前電子通信行業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)流程，得到了實(shí)戰(zhàn)的機(jī)會(huì)，使得學(xué)生的編程水平得到很大的提高，學(xué)生們一致認(rèn)為，這種形式的畢業(yè)設(shè)計(jì)給他們帶來了非常大的收獲，改善了人才培養(yǎng)環(huán)境，縮短了就業(yè)適應(yīng)期，為畢業(yè)后走向工作崗位并較快適應(yīng)畢業(yè)后的社會(huì)環(huán)境打下了良好的基礎(chǔ)。

4 小結(jié)

獨(dú)立學(xué)院實(shí)行“雙導(dǎo)師制”畢業(yè)設(shè)計(jì)后，學(xué)生在實(shí)地基礎(chǔ)企業(yè)新制度、新規(guī)定及新的實(shí)踐，通過理論實(shí)際，可以學(xué)到課本中學(xué)不到的東西，實(shí)踐能力得到提高。實(shí)行“雙導(dǎo)師制”有利于增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科研能力，有利于適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)對(duì)人才的要求。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 孔令乾.獨(dú)立學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）管理探索[J].山東紡織經(jīng)濟(jì)，2009(6):142-143.

篇(6)

關(guān)鍵詞：VSAT，衛(wèi)星通信，消防指揮

 

一、引言

新形勢(shì)下消防部隊(duì)面臨更多繁雜的滅火和搶險(xiǎn)救援任務(wù)，消防通信更加重要。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得巨大成就我國(guó)城市化進(jìn)程進(jìn)一步加快，消防部隊(duì)正面臨著更多、更繁雜的滅火和搶險(xiǎn)救援任務(wù)。另一方面，由于國(guó)際社會(huì)的動(dòng)蕩、自然氣候條件異常、地質(zhì)災(zāi)害等，如美國(guó)911、沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)、汶川大地震，對(duì)救援現(xiàn)場(chǎng)的指揮與決策提出了很高的要求。

在這樣一些重特大突發(fā)災(zāi)害事故的處置現(xiàn)場(chǎng)，尤其是在一些區(qū)域性災(zāi)害的處置過程中，由于情況特別復(fù)雜，需要在搶險(xiǎn)救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)與后方指揮中心之間建立一個(gè)全方位的信息溝通平臺(tái)，以便后方能在最短的時(shí)間內(nèi)給予最為科學(xué)的技術(shù)支持和物質(zhì)支援，而這種全方位的信息溝通僅僅依靠語音和數(shù)據(jù)通信是不夠的，還需要信息量更大的實(shí)時(shí)圖像、圖形、數(shù)據(jù)傳輸，讓指揮中心的指揮員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)能“一目了然”，及時(shí)獲得現(xiàn)場(chǎng)信息，提高決策的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

本文就如何將VAST技術(shù)有效地應(yīng)用于移動(dòng)消防通信指揮系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)前后方快速高效的信息傳輸作兒點(diǎn)探討。

二、我國(guó)消防通信的現(xiàn)狀

長(zhǎng)久以來無線通信是我們消防作戰(zhàn)指揮中應(yīng)用最多的通信方式,其主要應(yīng)用有常規(guī)中轉(zhuǎn)對(duì)講系統(tǒng)、集群系統(tǒng)、公眾移動(dòng)系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)各有各自的優(yōu)勢(shì),但是由于技術(shù)特點(diǎn)的不同在運(yùn)用于消防指揮中均存在一定的不足。常規(guī)中轉(zhuǎn)對(duì)講系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于它組網(wǎng)靈活、費(fèi)用低廉、反應(yīng)快捷、使用方便。但是由于受到組網(wǎng)復(fù)雜或者同頻干擾的限制要做到大面積覆蓋,同時(shí)又簡(jiǎn)便,往往是比較困難的。近年推出的數(shù)字集群系統(tǒng)在通信質(zhì)量、快捷應(yīng)變等方面已經(jīng)比較成熟但是系統(tǒng)過于昂貴。公眾移動(dòng)系統(tǒng)覆蓋面、通信質(zhì)量等方面都具有很大的優(yōu)勢(shì),但不太適合消防指揮體制,雖有一些單位利用CDMA進(jìn)行圖像傳輸,但功能還比較單一。

三、VSAT衛(wèi)星通信概述

VSAT(Very Small Aperture Terminal)衛(wèi)星通信技術(shù)成熟于20世紀(jì)80年代,并從90年代開始大規(guī)模地進(jìn)入中國(guó)通信市場(chǎng)。VSAT通信網(wǎng)一般由同步衛(wèi)星、功能強(qiáng)大的地面主站和眾多較小的、易于安裝的VSAT地面小站組成。小站與小站之間的通信要通過主站進(jìn)行交換和中繼支撐,建在用戶所在地的小站無需人員值守,主站則配備專業(yè)值班人員通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)對(duì)各小站及衛(wèi)星全網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督、調(diào)度、維護(hù)和管理。與傳統(tǒng)的地面通信線路相比,VSAT衛(wèi)星通信具有以下優(yōu)勢(shì): (1)高可靠性。衛(wèi)星在離地球36 500km外運(yùn)行,不受地球所發(fā)生的災(zāi)害影響。而地面網(wǎng)絡(luò)的諸多環(huán)節(jié)中的任一環(huán)節(jié)都有可能引起通訊中斷。論文參考網(wǎng)。(2)覆蓋范圍廣?？蓪?shí)現(xiàn)多址通信和信道的按需分配,通信靈活機(jī)動(dòng)。(3)組網(wǎng)簡(jiǎn)單,速度快。最簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)只需一對(duì)衛(wèi)星小站即可開通,衛(wèi)星可在數(shù)分鐘內(nèi)“一鍵開通”通信鏈路(4)通信容量大。衛(wèi)星通信一般使用1~10GHz的微波波段,有很大的帶寬,可傳輸多路視頻和大容量的電話。一般小站下行可以達(dá)到40+MBPS,上行可達(dá)到6~8+MBPS(這個(gè)數(shù)率可傳輸清晰的電視信號(hào),而其他無線手段的速率難以達(dá)到)。論文參考網(wǎng)。(5)可以和其他網(wǎng)絡(luò)有效融合,其他網(wǎng)絡(luò)可在衛(wèi)星鏈路的基礎(chǔ)上快速組網(wǎng)。(6)易擴(kuò)容?？蔁o級(jí)不間斷擴(kuò)容,大部分衛(wèi)星通信系統(tǒng)甚至可按需分配帶寬。(7)安全性好。衛(wèi)星頻段已經(jīng)過協(xié)調(diào),衛(wèi)星傳輸?shù)母蓴_很小;可使用VPN技術(shù)。論文參考網(wǎng)。而集群和其他無線手段,除移動(dòng)電話外,基本使用公用頻段,安全和干擾問題隱患大,即使是專用頻段,也比較容易被截聽。

四、VSAT技術(shù)在移動(dòng)消防通信指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用

(一)VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)是消防指揮中心對(duì)化學(xué)生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)等重點(diǎn)防火企業(yè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視的有力武器。VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)是一個(gè)寬帶網(wǎng)絡(luò)和廣域VSAT網(wǎng)絡(luò)，能對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，遠(yuǎn)程遙控、傳輸數(shù)據(jù)、話音和連續(xù)圖像〔24幀/秒以上的活動(dòng)圖像)。一旦出現(xiàn)災(zāi)害報(bào)警時(shí)，消防指揮中心便可以收到監(jiān)控點(diǎn)的報(bào)警號(hào);消防指揮中心可與監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行話音雙

向通信;并能將監(jiān)控點(diǎn)的圖像傳輸?shù)较乐笓]中心，消防指揮中心還可遠(yuǎn)程遙控?cái)z象機(jī)和其它有關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)有效處警指揮。VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)還可以與其他通信系統(tǒng)特別是地面網(wǎng)絡(luò)包括地面蜂窩系統(tǒng)、其它的靜止軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)等密切結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、互為補(bǔ)充與延伸。

(二)VSAT衛(wèi)星通信移動(dòng)指揮中心接普處帶迅速，實(shí)現(xiàn)了接處一體化。VSAT衛(wèi)星通信的消防指揮輔助決策系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，衛(wèi)星鏈路和各小型地球站的MODEM通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備把報(bào)警系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、圖像系統(tǒng)、話音系統(tǒng)、ISDN綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)系統(tǒng)有效地綜合設(shè)計(jì)在一起，可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的VSAT網(wǎng)與ISDN網(wǎng)的結(jié)合、局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的結(jié)合、報(bào)警監(jiān)控網(wǎng)與衛(wèi)星通信網(wǎng)的結(jié)合、無線網(wǎng)與有線網(wǎng)的結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)消防接處警一體化最可靠和有效的傳輸手段。到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)后，衛(wèi)星指揮車車頂上自動(dòng)衛(wèi)星跟蹤天線迅速采用衛(wèi)星應(yīng)用視頻軟件，將災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)況和相關(guān)資料進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸至消防調(diào)度指揮中心，以便指揮員進(jìn)行有效的調(diào)度指揮。

(三)VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器可以通過衛(wèi)星通信指揮車裝載，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)作戰(zhàn)的功能。通信指揮車是VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的小型移動(dòng)地面站，它可以迅速在災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)建立指揮所，可實(shí)現(xiàn)對(duì)消防部隊(duì)實(shí)施滅火救援和災(zāi)害事故處置的直接指揮，VSAT衛(wèi)星通信指揮車通過衛(wèi)星信道可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)指揮，同時(shí)與消防指揮調(diào)度中心進(jìn)行話音、數(shù)據(jù)、圖像的雙向

通信，接收調(diào)度指揮中心的指令;利用通信指揮車上裝載的公安350MHz車載臺(tái)與消防調(diào)度指揮中心保持實(shí)時(shí)聯(lián)絡(luò);利用GPS系統(tǒng)報(bào)告指揮中心，車輛行進(jìn)的具體方位和行進(jìn)的路線，實(shí)時(shí)接收指揮中心發(fā)來的信息，實(shí)時(shí)向中心傳遞消防車的狀態(tài)信息，同時(shí)也可接收指揮調(diào)度中心指揮員的指令，形成固定指揮中心與移動(dòng)指揮中心的無縫鏈接。在地面通信設(shè)施容易受到火災(zāi)、咫風(fēng)、地震等重特大性災(zāi)害的破壞、面對(duì)重大災(zāi)害事故時(shí)無法發(fā)揮其應(yīng)有的作用的嚴(yán)峻形勢(shì)下，VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)功能強(qiáng)大，適應(yīng)性寬廣，己經(jīng)成為當(dāng)今處置災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)的迫切需要，同時(shí)也是消防信息化今后發(fā)展的趨勢(shì)。隨著它在消防領(lǐng)域中的應(yīng)用，必將大幅度提升消防通信指揮體系的指揮、控制能力，為消防部隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)指揮決策提供科學(xué)的保障。

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篇(7)

關(guān)鍵詞：套接口，網(wǎng)絡(luò)編程，TCP/IP協(xié)議

 

1 引言

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序是通過網(wǎng)絡(luò)使用通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信，TCP/IP就是網(wǎng)絡(luò)上常用的協(xié)議之一，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)時(shí)，TCP/IP協(xié)議的核心內(nèi)容被封裝在操作系統(tǒng)中。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序要使用TCP/IP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)自己的功能，只能通過由系統(tǒng)提供給用戶的TCP/IP協(xié)議編程接口來實(shí)現(xiàn)[1]。因此，可以說設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序就是利用網(wǎng)絡(luò)編程接口(API)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的過程。在Windows環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序編程接口叫Windows Sockets，即套接口。

2 套接口

2.1 套接口的概念

WindowsSockets API 依靠套接口Socket進(jìn)行通信。套接口可看成是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序進(jìn)行通信時(shí)，各自通信連接中的一個(gè)端點(diǎn)。通信時(shí)，其中的一個(gè)網(wǎng)路應(yīng)用程序?qū)⒁獋鬏數(shù)囊欢涡畔懭胨谥鳈C(jī)的Socket中，該Socket通過網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)的傳輸介質(zhì)將這段信息發(fā)送到另一臺(tái)主機(jī)的Socket中，使這段信息能傳送到其它程序中，如圖1所示。[1]

當(dāng)主機(jī)A上的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序A要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，通過調(diào)用數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)首先將要發(fā)送的一段信息寫入Socket中，Socket中的內(nèi)容通過主機(jī)A的網(wǎng)絡(luò)管理軟件由主機(jī)A的網(wǎng)絡(luò)接口卡發(fā)送到主機(jī)B，主機(jī)B的網(wǎng)絡(luò)接口卡接收到這段信息后，再傳給主機(jī)B的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，網(wǎng)絡(luò)管理軟件將這段信息保存在主機(jī)B的Socket中，然后程序B才能在Socket中讀取并使用這段信息。由此看來，Socket的本質(zhì)是通信過程中所要使用的一些緩沖區(qū)及一些相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

2.2 套接口的分類

為了滿足不同的通信程序?qū)νㄐ刨|(zhì)量和性能的要求，一般的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供了三種不同類型的套接口，以供用戶在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序時(shí)根據(jù)不同的要求來選擇。免費(fèi)論文。這三種套接口分別是：

（1）流式套接口（SOCK_STREAM），它提供了一種可靠的、面向連接的雙向數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無差錯(cuò)、無重復(fù)地發(fā)送。流失套接口內(nèi)設(shè)流量控制，被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)看作是無記錄邊界的字節(jié)流。在TCP/IP協(xié)議族中，使用TCP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)字節(jié)流的傳輸，當(dāng)用戶想要發(fā)送大批量的數(shù)據(jù)或者對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸有較高的要求時(shí)，使用流式套接口。

（2）數(shù)據(jù)報(bào)套接口（SOCK_DGRAM），它提供了一種無連接、不可靠的雙向數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。免費(fèi)論文。數(shù)據(jù)包以獨(dú)立的包形式被發(fā)送，并保留了記錄邊界，不提供可靠性保證。數(shù)據(jù)在傳輸過程中可能會(huì)丟失或重復(fù)，并且不能保證在接收端數(shù)據(jù)按發(fā)送順序接收。免費(fèi)論文。在TCP/IP協(xié)議族中，使用UDP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)套接口。在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上或負(fù)載較輕的LAN上，因?yàn)槌霈F(xiàn)差錯(cuò)的可能性較小，所以可以使用數(shù)據(jù)報(bào)套接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這樣通信的質(zhì)量可以得到保證，并且通信的效率較高。

（3）原始套接口（SOCK_RAW），該套接口允許對(duì)較低層協(xié)議（如IP或ICMP）進(jìn)行直接訪問，常用于檢驗(yàn)新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)，也可用于測(cè)試新配置或安裝的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

3 Socket編程基礎(chǔ)

3.1 Socket工作模式

Socket以客戶/服務(wù)器模式工作。Socket服務(wù)器程序通常事先已經(jīng)啟動(dòng)，并在一個(gè)眾所周知的端口監(jiān)聽對(duì)服務(wù)的請(qǐng)求。Socket客戶應(yīng)用程序需要某種服務(wù)時(shí)，便向提供服務(wù)的Socket服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器接收到請(qǐng)求后，就響應(yīng)客戶提出的請(qǐng)求[2]。

3.2 基本套接字的系統(tǒng)調(diào)用

應(yīng)用程序常用的函數(shù)列舉如下，

WSAStarup（）：檢查系統(tǒng)中是否有WindowsSockets的實(shí)現(xiàn)庫

Socket（）：創(chuàng)建一個(gè)Socket

Bind（）：為創(chuàng)建的Socket指定通信對(duì)象

Connect（）：請(qǐng)求連接

Listen（）：等待連接狀態(tài)

Accept（）：接收連接請(qǐng)求

Send（）/Recv（）：發(fā)送接收數(shù)據(jù)（TCP）

Sendto（）/Recvfrom（）：發(fā)送接收數(shù)據(jù)（UDP）

CloseSocket（）：關(guān)閉指定的Socket

WSACleanup（）：釋放為應(yīng)用程序或DLL分配的任何資源

3.3用于無連接協(xié)議（如UDP）的Socket系統(tǒng)調(diào)用流程框圖

3.4 用于面向連接協(xié)議（如TCP）的Socket系統(tǒng)調(diào)用流程框圖

4 編程實(shí)例

本實(shí)例使用了Visual C++6.0下的控制臺(tái)程序，該程序中的通信協(xié)議使用的是面向連接的TCP協(xié)議（SOCK_STREAM）[3]。服務(wù)器端的IP地址使用系統(tǒng)指定的IP地址，端口號(hào)在程序中指定為6000。

4.1 服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)

建立一個(gè)空的基于控制臺(tái)的應(yīng)用程序 TCPserver，引入頭文件：WINSOCK2.H，在Project—>settings—>ink—>object/libarymodules 下引入：ws2_32.lib庫

實(shí)現(xiàn)代碼如下，

#include <WINSOCK2.H>#include <stdio.h>

int main(){WORD wVersionRequested;WSADATA wsaData;int err;wVersionRequested=MAKEWORD(1,1);err=WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);if (err!=0){return 0;}if (LOBYTE(wsaData.wVersion)!=1||HIBYTE(wsaData.wVersion)!=1){WSACleanup();return 0;}

//檢查系統(tǒng)中是否有Windows Sockets的實(shí)現(xiàn)庫，如果沒有則釋放為應(yīng)用程序或DLL分配的任何資源

SOCKETsockSrv=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

//創(chuàng)建套接口SOCKADDR_IN addrSrv;addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);

//htonl()函數(shù)把一個(gè)四字節(jié)主機(jī)字節(jié)順序的數(shù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序的數(shù)addrSrv.sin_family=AF_INET;addrSrv.sin_port=htons(6000);

//htons()函數(shù)把一個(gè)雙字節(jié)主機(jī)字節(jié)順序的數(shù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序數(shù)

bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));

//把套接口與指定的主機(jī)ip地址和端口號(hào)聯(lián)系起來listen(sockSrv,5);

//進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，最多同時(shí)可以接受5個(gè)連接請(qǐng)求SOCKADDR_IN addrClient;int len=sizeof(SOCKADDR);

while (TRUE){SOCKET sockTemp=accept(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);

//創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)套接口，與其中一個(gè)客戶端建立連接

char sendbuff[1024];sprintf(sendbuff,'Welcome to zhangjie');

//將字符串格式化到buff中去send(sockTemp,sendbuff,strlen(sendbuff)+1,0);

//向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)

char recvBuff[1024];recv(sockTemp,recvBuff,strlen(recvBuff)+1,0);

//接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)printf('%s ',recvBuff);

closesocket(sockTemp);

//關(guān)閉套接口

}return 0;}

4.2 客戶端的實(shí)現(xiàn)

建立一個(gè)空的基于控制臺(tái)的應(yīng)用程序TCPClient，引入頭文件：WINSOCK2.H，在Project—>settings—>ink—>object/libarymodules 下引入：ws2_32.lib庫

實(shí)現(xiàn)代碼如下，

#include <WINSOCK2.H>#include <stdio.h>

int main(){WORD wVersionRequested;WSADATA wsaData;int err;wVersionRequested=MAKEWORD(1,1);err=WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);if (err!=0){return 0;}if (LOBYTE(wsaData.wVersion)!=1||HIBYTE(wsaData.wVersion)!=1){WSACleanup();return 0;}

//檢查系統(tǒng)中是否有Windows Sockets的實(shí)現(xiàn)庫，如果沒有則釋放為應(yīng)用程序或DLL分配的任何資源

SOCKETsockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

SOCKADDR_IN addrClient;addrClient.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr('127.0.0.1');

//點(diǎn)分十進(jìn)制轉(zhuǎn)化成ULong類型addrClient.sin_family=AF_INET;addrClient.sin_port=htons(6000);

//轉(zhuǎn)化成網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序connect(sockClient,(SOCKADDR *)&addrClient,sizeof(SOCKADDR));

//請(qǐng)求與服務(wù)器建立連接char recvBuff[1024];

recv(sockClient,recvBuff,1024,0);printf('%s ',recvBuff);

send(sockClient,'I am zhangjie',strlen('I am zhangjie ')+1,0);

closesocket(sockClient);WSACleanup();

//通信結(jié)束后釋放資源return 0;}

5 小結(jié)

本文介紹了套接口的基本概念和實(shí)現(xiàn)套接口編程的基礎(chǔ)，并給出了一個(gè)在VC平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)的基于TCP的客戶/服務(wù)器通信實(shí)例，體現(xiàn)了套接口編程的靈活性。

6 參考文獻(xiàn)

[1]任泰明.TCP/IP協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)編程[M].第1版.西安：西安電子科技大學(xué)出版社.2004;94-139

[2]鄒月，陳建兵.Socket的網(wǎng)絡(luò)編程研究與實(shí)現(xiàn)[J].電腦編程技巧與維護(hù).2008.10-12

[3]譚桂華，魏亮.Visual C#高級(jí)編程范例[M].第1版.北京：清華大學(xué)出版社.2004;202-235