發(fā)布時(shí)間:2023-07-10 16:28:43
序言:寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的積極分子自述樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請(qǐng)盡情閱讀。
數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)中包含三維建模、優(yōu)化設(shè)計(jì)、知識(shí)設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)與制造、裝備分析多媒體技術(shù)等多項(xiàng)先進(jìn)科學(xué)信息技術(shù),主要內(nèi)容有7種。
1.1CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM
其中,CAD/CAE/CAPP/CAM是數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的核心,是開發(fā)產(chǎn)品重要工具。PDM技術(shù)集成是產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享,提供集成應(yīng)用平臺(tái),進(jìn)一步去實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/CAM/CAE系統(tǒng)過程。
1.2異地和協(xié)同設(shè)計(jì)
在特定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行產(chǎn)品建模與定義、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與分析等,提供異地多人進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)研發(fā)產(chǎn)品的工具。
1.3基于知識(shí)的設(shè)計(jì)
它是產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)的重要工具,也就是把產(chǎn)品開發(fā)所用到的工具、知識(shí)和資源融入到CAD系統(tǒng)中。
1.4概念設(shè)計(jì)和工業(yè)設(shè)計(jì)
它的概念是設(shè)計(jì)目標(biāo)為了獲得產(chǎn)品的基本形狀。從廣義來講,是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)從需求到詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程,如布局設(shè)計(jì)、形狀設(shè)計(jì)或功能設(shè)計(jì)等。概念設(shè)計(jì)和工業(yè)設(shè)計(jì)需要計(jì)算機(jī)的輔助,以知識(shí)為中心,完美地實(shí)現(xiàn)形態(tài)和人性方面的設(shè)計(jì),將設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新能力和審美能力與計(jì)算機(jī)分析能力相結(jié)合,從而創(chuàng)新產(chǎn)品。
1.5虛擬設(shè)計(jì)、制造
在計(jì)算機(jī)的支持下,通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來建模產(chǎn)品,調(diào)節(jié)群組的工作,來模擬產(chǎn)品的性能、功能等方面存在的不足,來進(jìn)一步改進(jìn)產(chǎn)品的全過程。
1.6綠色設(shè)計(jì)
它體現(xiàn)了環(huán)保設(shè)計(jì),包括資源優(yōu)化利用、資源回收和再利用,以及防止、降低污染和處理污染等很多環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),是實(shí)現(xiàn)制造綠色產(chǎn)品,促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。
1.7并行設(shè)計(jì)
它能提高新產(chǎn)品的開發(fā)成功率,用并行設(shè)計(jì)模式替代傳統(tǒng)研發(fā)產(chǎn)品的模式,使產(chǎn)品開發(fā)的早期就能發(fā)現(xiàn)以后產(chǎn)品的需求和問題。所以,數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)應(yīng)該得到廣泛的應(yīng)用,數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)已在農(nóng)機(jī)企業(yè)開發(fā)產(chǎn)品、降低成本、提高產(chǎn)品的利用率和設(shè)計(jì)效率等方面起了很大作用,是進(jìn)而保持企業(yè)的競爭優(yōu)勢、提高企業(yè)間的協(xié)作能力和增強(qiáng)創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)能力等方面的重要技術(shù)。
2農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中運(yùn)用智能CAD技術(shù)
2.1智能CAD(ICAD)技術(shù)的應(yīng)用
傳統(tǒng)的CAD技術(shù)在工作中很難處理符號(hào)推理,又因?yàn)楣ぷ鞣?hào)推理在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中有著非常重要的地位,所以要發(fā)展ICAD技術(shù)。ICAD是CAD與智能體的有機(jī)集成,從而支持設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。它研究ICAD結(jié)構(gòu)與知識(shí)利用、ICAD結(jié)構(gòu)與建模方法、ICAD結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)知識(shí)的表示。農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)運(yùn)用ICAD技術(shù),能很好地解決3個(gè)問題:①信息利用率低;②企業(yè)重復(fù)性設(shè)計(jì);③產(chǎn)品研發(fā)周期長。從而可提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,使新型的農(nóng)機(jī)成本下降,給農(nóng)民更多的實(shí)惠。
2.2農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
現(xiàn)在我國大部分農(nóng)機(jī)企業(yè)還是采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì),現(xiàn)代設(shè)計(jì)利用率遠(yuǎn)落后于其他行業(yè)。運(yùn)用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)有很多缺點(diǎn),如信息利用率低,導(dǎo)致的機(jī)械型號(hào)雜、質(zhì)量差,直接使企業(yè)效益降低。農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)的特點(diǎn):①結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度小,功能結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;②結(jié)構(gòu)類型多、型號(hào)多;③農(nóng)機(jī)試驗(yàn)受季節(jié)性影響大,研發(fā)時(shí)間長。采用ICAD技術(shù)能有效解決這些問題。
2.3基于裝配模型和參數(shù)設(shè)計(jì)的智能設(shè)計(jì)框架
應(yīng)用智能設(shè)計(jì)框架技術(shù)能增強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)水平,提高農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率,是有效解決ICAD技術(shù)存在某些缺陷的一種方法。智能設(shè)計(jì)框架的內(nèi)容:①實(shí)例推理技術(shù)的基石是裝配模型。②變型設(shè)計(jì)與概念建模有密切聯(lián)系。③智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心是實(shí)例推理技術(shù)。
3運(yùn)用數(shù)字化制造技術(shù)開發(fā)高科技農(nóng)業(yè)機(jī)械
數(shù)字計(jì)算機(jī)與控制加工機(jī)床相結(jié)合,就是數(shù)字控制機(jī)床,它的水平成為制造能力的標(biāo)志。在國外,數(shù)字化制造技術(shù)成為提高產(chǎn)品競爭力的有效工具,國外大企業(yè)已經(jīng)全部應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)。我國發(fā)展數(shù)字化制造技術(shù)還處于起步階段,但是卓有成效,如采用數(shù)控技術(shù)、虛擬技術(shù)來制造虛擬樣機(jī)的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品。我國農(nóng)業(yè)機(jī)械支柱企業(yè)采用了CAD/CAM技術(shù),使得農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化水平有了很大的提高。
3.1虛擬樣機(jī)的農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備
用三維CAD技術(shù)設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品虛擬樣機(jī)的步驟是:①應(yīng)用三維CAD技術(shù)建立模型。參數(shù)設(shè)計(jì)和變型設(shè)計(jì)等技術(shù)建立三維CAD模型,機(jī)械的所有部件都需要它來模式化;②創(chuàng)立二維工程圖;③運(yùn)用各種分析原理與三維裝配體相結(jié)合;④用三維CAD模型去構(gòu)成PDM結(jié)構(gòu)體系;⑤遵循虛擬樣機(jī)的規(guī)律去制作三維CAD產(chǎn)品,并建立開發(fā)體系;⑥三維虛擬樣機(jī)的監(jiān)測,并在特定環(huán)境試驗(yàn)。當(dāng)這6個(gè)步驟完成以后,新的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)就設(shè)計(jì)完成了。
3.2農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需要數(shù)字化樣機(jī)
農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程主要分3期:①初期。用三維CAD技術(shù)來作為平臺(tái),建立它以二維工程圖相互轉(zhuǎn)化的、全參數(shù)化的、為PDM管理提供數(shù)據(jù)的三維實(shí)體模型,用于碰撞檢查和物理數(shù)據(jù)等信息;②中期。構(gòu)建三維模型產(chǎn)品分析,了解機(jī)械運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)關(guān)系及力學(xué)性能等,實(shí)現(xiàn)虛擬模擬加工,來檢驗(yàn)產(chǎn)品的可靠性,指正它們的缺點(diǎn),并用PDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)開發(fā)管理,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品虛擬開發(fā)和自動(dòng)化管理;③遠(yuǎn)期。通過虛擬樣機(jī)實(shí)現(xiàn)各個(gè)制造產(chǎn)品的全過程,來了解制作過程、產(chǎn)品性能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外觀等情況。利用計(jì)算機(jī)的數(shù)字化技術(shù),發(fā)揮好三維CAD模型,顯示產(chǎn)品的配置功能的效果,確定用戶的需求及供貨商的各個(gè)零件的電子數(shù)據(jù),在現(xiàn)實(shí)中組裝農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品,并驗(yàn)證產(chǎn)品的合格性。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:數(shù)字圖像處理;圖像分割;邊緣檢測;區(qū)域增長;自動(dòng)種子點(diǎn)
中國分類號(hào):TP391.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)36-10269-03
Image Segmentation Based on Automatic Multiple Seeds
YANG Fan1, FAN Jin-hui2
(1.Liaoning Finance Vocational College, Shenyang 110122, China; 2.Shenyang Orient Titanium Co.ltd, Shenyang 110016, China)
Abstract: Through the methods of self-adapting histogram threshold, edge detection and region growing according to the water regionalisms. Discussed the limitations of the three methods and provide a regional growing way of automatic multi-Seeds. The experimental results show that the method algorithm is simple and can effectively improve the quality of segmentation achieved the desired results.
Key words: image processing; image segmentation; edge extraction; regional growing; automatic seeds
圖像分割是進(jìn)行圖像識(shí)別和理解的基礎(chǔ),也是計(jì)算機(jī)視覺研究中的核心問題和經(jīng)典難題之一,一直以來得到普遍關(guān)注與研究。在水面目標(biāo)檢測中。圖像中水面區(qū)域分割的是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。圖像中水面區(qū)域有一定的相似性,而圖像中非目標(biāo)的固定物體及圖像構(gòu)成復(fù)雜,分割較為困難。圖像分割的目的是要把圖像分成各具特性的區(qū)域,并提取出感興趣目標(biāo)的過程,分割的結(jié)果與圖像的復(fù)雜程度和尺度有關(guān)。盡管如今分割方法多種多樣,但是沒有任何一種圖像分割方法能適用于所有圖像。由于各種算法對(duì)圖像的處理都帶有一定的針對(duì)性和局限性,如何選擇適用于當(dāng)前圖像特點(diǎn)的有效算法,是我們要解決的問題。
1 常用圖像分割算法分析
直方圖閾值法、邊緣檢測分割和區(qū)域生長的方法是常用的圖像分割方法,這里對(duì)上述三種方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。
1.1 自適應(yīng)直方圖分割法
HSI(色調(diào)、飽和度、強(qiáng)度)顏色空間符合人類視覺系統(tǒng)觀察顏色的方式,能更方便地描述和控制彩色信息,另外還具有平移不變性和縮放不變性等特征。在HSI空間中,I分量與彩色信息無關(guān),而H和S一起則描述了圖像的色彩信息,與人感受顏色的方式是緊密相連的。通過對(duì)水面目標(biāo)圖像的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在大部分情況下H和S分量受波浪的影響較小,可以和I分量形成很好的互補(bǔ)。
通過實(shí)驗(yàn)分析,圖像中具有高亮特征的部分屬于水面的可能性遠(yuǎn)大于不具備該特征的部分,圖像中飽和度小的部分屬于水面的可能性遠(yuǎn)大于不具備該特征的部分。基于上述假設(shè),這里分別選取圖像的亮度和飽和度作為特征,采取自適應(yīng)直方圖閾值方法分割圖像,具體步驟為:
1)選擇一個(gè)初時(shí)估計(jì)值T(一般為該特征的平均值)
2)使用T分割圖像,產(chǎn)生兩組像素:G1、G2
3)計(jì)算G1中像素特征的平均值并賦值給μ1,計(jì)算G2中像素特征的平均值并賦值給μ2
4)計(jì)算一個(gè)新的閾值T:
5)重復(fù)步驟24,一直到兩次連續(xù)的T之間的差收斂于一個(gè)可接受范圍。
該方法算法簡單,復(fù)雜度低。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在多數(shù)水面區(qū)域變化不大的圖像中,該方法適用,能夠有效分割區(qū)域與水面區(qū)域。但是,并不是所有的待分割圖像都符合直方圖雙峰性,在水面區(qū)域明暗變換較大,區(qū)域復(fù)雜的圖像中,直方圖閾值的方法不能很好的將區(qū)域分割,會(huì)造成誤檢或漏檢;分割區(qū)域沒有考慮連通性和邊界特性,不符合人眼理解圖像的標(biāo)準(zhǔn)。
1.2 基于邊緣檢測的區(qū)域分割
圖像中,水面區(qū)域與其他區(qū)域形成了很明顯的邊緣特征。這也是人眼區(qū)分這兩類區(qū)域的最主要特征。準(zhǔn)確的檢測出區(qū)域與水面區(qū)域的邊緣,就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這兩類區(qū)域的準(zhǔn)確分割。
試驗(yàn)中在多數(shù)圖像中可以有效的抑制水面區(qū)域的波浪噪聲,并很好的保留了區(qū)域與水面區(qū)域的邊界,達(dá)到了很好的檢測效果。但是在水面較為模糊,波浪噪聲較大的境況下,區(qū)域與水面的邊緣不明顯,檢測結(jié)果不理想,此外應(yīng)用canny算子的閾值選擇上也是一個(gè)難點(diǎn)。
1.3 基于區(qū)域生長方法的區(qū)域分割
圖像中,其水面區(qū)域存在著很強(qiáng)的連通性。根據(jù)這一特性,可選用區(qū)域生長的方法,將水面區(qū)域提取出來。
區(qū)域生長(Region Growing)是一種已受到人工智能領(lǐng)域中的計(jì)算機(jī)視覺界十分關(guān)注的圖像分割方法。區(qū)域生長法的基本思想是將具有相似性質(zhì)的像素合起來構(gòu)成區(qū)域,具體做法是選給定圖像中要分割的目標(biāo)物體內(nèi)的一個(gè)被稱為“生長點(diǎn)”的地方開始,搜索其鄰域,不斷將其周圍的像素點(diǎn)或子區(qū)以一定的判斷規(guī)則加入其中,達(dá)到最終將代表該物體的所有像素點(diǎn)結(jié)合成一個(gè)區(qū)域的目的。該方法的關(guān)鍵是要選擇合適的生長或相似準(zhǔn)則。這個(gè)過程是一個(gè)迭代的過程。
考慮圖像的連通域(或鄰域)有兩種方式,四連通域和八連通域如圖1,圖2。在分割判斷時(shí)也相應(yīng)的有兩種判斷方式。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)區(qū)域生長的分割結(jié)果最符合人眼的判斷標(biāo)準(zhǔn),在區(qū)域像較強(qiáng)的水面檢測中,分割效果較好。但是,區(qū)域生長的種子點(diǎn)選擇是個(gè)難點(diǎn),使用傳統(tǒng)區(qū)域生長的檢測方法時(shí),選取的是(0.5X,0.9Y)這個(gè)根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)判定的一幅水面圖像中最有可能是水面區(qū)域的點(diǎn),實(shí)際上仍屬于手工選取種子點(diǎn)。此外有時(shí)會(huì)因?yàn)樗鎱^(qū)域過不是一個(gè)連通區(qū)域時(shí),有時(shí)會(huì)因?yàn)樗鎱^(qū)域不連通出現(xiàn)漏檢。
2 基于自動(dòng)多種子點(diǎn)區(qū)域生長的分割方法
上述3種經(jīng)典區(qū)域方法對(duì)水面區(qū)域進(jìn)行分割都存在著一定得局限性,通過分析上述3種算法,結(jié)合水面區(qū)域的特點(diǎn),這里給出了一種基于自動(dòng)多種子點(diǎn)的區(qū)域生長算法。水面圖像中各個(gè)區(qū)域在亮度、飽和度、紋理等特征上的差異。
2.1 種子點(diǎn)選取
種子點(diǎn)的選取對(duì)區(qū)域生長的結(jié)果至關(guān)重要,上述傳統(tǒng)的經(jīng)典算法中,種子點(diǎn)需要人工干預(yù)設(shè)定。大量實(shí)驗(yàn)表明,有些區(qū)域總能被正確檢測,有些區(qū)域則使用不同的方法得到不同的檢測結(jié)果。基于這樣一種假設(shè),本文把圖像分為四個(gè)小區(qū)域如圖3:R1,R2,R3,R4。其中定義R1為強(qiáng)目標(biāo)區(qū)域,R2為弱目標(biāo)區(qū)域,R3為弱非目標(biāo)區(qū)域,R4為強(qiáng)非目標(biāo)區(qū)域。
理想的分割應(yīng)該是把圖像分為M、N兩個(gè)區(qū)域其中:
而實(shí)際境況中R2 R3區(qū)域有可能被分割到M和N中任意一個(gè)區(qū)域中,因此造成了誤檢和漏檢。而每一種分割方法,或者基于每一種合理的特征進(jìn)行分割檢測出的水面區(qū)域M1…Mn 都包含強(qiáng)水面區(qū)域R4。從而有:
R4=M1∩M2∩...∩Mn
這樣就得到了強(qiáng)水面區(qū)域R4,這里R4可以是單一連通區(qū)域也可以是多個(gè)不連通的區(qū)域,從中R4的每個(gè)不連通區(qū)域選取種子點(diǎn),這樣就解決了傳統(tǒng)經(jīng)典區(qū)域生長中對(duì)水面呈不連通多個(gè)區(qū)域時(shí)出現(xiàn)漏檢和Seed點(diǎn)選擇需人工參與的局限性。
根據(jù)水面區(qū)域的特點(diǎn),這里選取了亮度、飽和度、紋理相似性3個(gè)特征,采用簡單的閾值分割方法,分別提取水面區(qū)域,然后從中選取共同區(qū)域作為強(qiáng)水面區(qū)域R4。因?yàn)榇颂幏指钅康氖且页鲆欢ㄊ悄繕?biāo)區(qū)域的部分,而不是準(zhǔn)確分割出目標(biāo)區(qū)域,所以選取簡單快速的算法。由于紋理相似度判定的代價(jià)較高,所以首先進(jìn)行亮度分割和飽和度分割中分別選取灰度平均值和飽和度平均值作為閾值。然后對(duì)兩種分割結(jié)果的交集作紋理相似度檢測。這里應(yīng)用一種簡單的紋理檢測方法,選取8×8的正方形窗口在檢測區(qū)域內(nèi)滑動(dòng),計(jì)算檢測區(qū)域的紋理相似度,計(jì)算方法定義如下:
其中x為窗口內(nèi)灰度平均值
通過實(shí)驗(yàn)水面區(qū)域的相似度一般在70左右,而區(qū)域則為100或者更高。
基于自動(dòng)多種子點(diǎn)區(qū)域生長的分割方法可分為如下步驟:
1)輸入圖像轉(zhuǎn)換到HSI色彩空間;
2)根據(jù)I分量進(jìn)行亮度閾值分割得到M1;
3)根據(jù)S分量進(jìn)行飽和度分割得到M2;
4)合并M1、M2;
5)得到結(jié)果進(jìn)行紋理相似度判別生成R4(強(qiáng)水面區(qū)域);
6)在R4的每個(gè)非連通區(qū)域內(nèi)選取種子點(diǎn)Seed1…Seedn進(jìn)行區(qū)域生長。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
圖5(a) (c)(e)為輸入圖像,圖5(b)(d)(f)分別為直方圖閾值、邊界檢測、區(qū)域增長的方法進(jìn)行的分割。圖(g)(h)為基于自動(dòng)多種子點(diǎn)區(qū)域生長的分割方法。實(shí)驗(yàn)表明,該方法繼承了傳統(tǒng)區(qū)域分割方法符合人眼判別標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢,有效地解決了種子點(diǎn)選擇與非連通區(qū)域漏檢的局限性,達(dá)到了預(yù)期效果。
參考文獻(xiàn):
[1] 彭啟民,賈云得.一種形態(tài)學(xué)彩色圖像多尺度分割算法[J].中國圖象圖形學(xué)報(bào),2006,11(5):635-639.
【關(guān)鍵詞】數(shù)字電子技術(shù);數(shù)字信號(hào);數(shù)字電路
引言
自然界中有各種變化的物理量,經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)其中的變化規(guī)律總結(jié)起來就是兩類。其中一種是時(shí)間和數(shù)值的連續(xù)變化,比如收音機(jī)和電視機(jī)接收的信號(hào),在正常情況下這些信號(hào)都是連續(xù)變化的,一般不會(huì)出現(xiàn)急劇的變化。這種被稱之為模擬量物理量,模擬量的信號(hào)就是模擬信號(hào),語音信號(hào)和模擬信號(hào)等同于正弦波信號(hào),傳送模擬信號(hào)的電路叫做模擬電路。
1.數(shù)字信號(hào)和數(shù)字電路的概念
一種是在時(shí)間和數(shù)值上的斷續(xù)變化,這就是說數(shù)字信號(hào)的變化是不連續(xù)的,就好比工廠庫房的元器件數(shù)量或者站在操場上的人,它們的數(shù)量增減變化都是1的整倍數(shù),因?yàn)樾∮?是沒有物理意義的。這種物理量就是數(shù)字量,代表數(shù)字量的信號(hào)就是數(shù)字信號(hào),最典型的數(shù)字信號(hào)就是方波信號(hào)。數(shù)字信號(hào)也被稱為脈沖信號(hào)或者離散信號(hào),常規(guī)意義上的數(shù)字信號(hào)就是電位型和脈沖型這兩種,它在兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)之間作跳躍式變化,可以利用電位型表示法中的1和0表示電位信號(hào),而脈沖型表示法就是用數(shù)字1和0表示是否存在脈沖[1]。產(chǎn)生、傳送和存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)的電路稱之為數(shù)字電路,數(shù)字電路包括數(shù)字電路和脈沖電路兩大類,而脈沖電路主要是研究脈沖信號(hào)的產(chǎn)生和變換。從某種意義上來說,數(shù)字信號(hào)也是屬于電信號(hào),但是這種信號(hào)的電壓只有兩種跳動(dòng)變化,就是高電壓和低電壓,至于兩種電壓的具體數(shù)值要依據(jù)電路規(guī)定,高電壓一般是和供電電壓相等,低電壓就表示0.如果一個(gè)電路的信號(hào)滿足這些特征就是數(shù)字電路。
2.數(shù)字電路的類型和特點(diǎn)
2.1數(shù)字電路的類別
(1)根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為立元件電路和集成電路,用導(dǎo)線把每個(gè)基本元器件(電阻、二極管和場效應(yīng)管等)連接起來的電路就是分立元電路,把每個(gè)元器件的連線制作在一塊基片上再封裝提供給用戶。用戶使用時(shí)通過外管腳利用電路就是集成電路,集成電路愛在那后基本元器件的數(shù)量可以分成不同規(guī)模的集成電路,每一塊電路大約包含100個(gè)以內(nèi)的元器件就是小規(guī)模的集成電路,比如集成觸發(fā)器或者邏輯門電路等;每一塊電路包含100以上1000以下個(gè)元器件就是中規(guī)模的集成電路,比如計(jì)算機(jī)、寄存器和編碼器等;每一塊電路包含1000以上10000以下個(gè)元器件就是大規(guī)模集成電路,比如中央控制器、存儲(chǔ)器和串聯(lián)接口電路等;每一塊電路包含10000個(gè)以上的元器件就是超大規(guī)模的集成電路,微處理器就是其中的典型[2]。(2)根據(jù)半導(dǎo)體器件構(gòu)成可分為單極電路和雙極電路,內(nèi)部有二極管和三極管的器件就是雙極半導(dǎo)體器件。雙極集成電路的基本器件是雙極性管,比如TTL電路和ECL電路;同理,單極性集成電路的基本器件就是單極性管,比如PMOS電路和CMOS電路。(3)根據(jù)記憶功能電路課分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路,時(shí)序邏輯電路的輸出不僅僅是由當(dāng)前的電路輸入決定的,還與電路之前的狀態(tài)有關(guān),比如計(jì)算器和觸發(fā)器等等,這些集成電路都是時(shí)序電路,它們擁有過去的輸入記憶[3]。組合邏輯電路則與電路過去的狀態(tài)沒有關(guān)系,譬如編碼器、譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器等器件都沒有過去的輸入記憶。如下圖就是數(shù)字電路的實(shí)際運(yùn)用案例。
2.2數(shù)字電路的特點(diǎn)
與模擬電路相比,數(shù)字電路主要有這些優(yōu)點(diǎn):(1)數(shù)字電路不僅可以進(jìn)行加減乘除的運(yùn)算,還可以完成是與非的邏輯運(yùn)算,這是控制系統(tǒng)必不可少的條件,所以數(shù)字電路還有另一個(gè)稱呼——數(shù)字邏輯電路;(2)不論是數(shù)字運(yùn)算還是邏輯運(yùn)算,數(shù)字電路的代碼只有0和1這兩種,電路的基本單元也比較簡單,這樣在批量生產(chǎn)電路的時(shí)候就會(huì)方便很多。隨著工藝和技術(shù)的飛速發(fā)展,批量生產(chǎn)的成本也會(huì)更低,更容易操作;(3)數(shù)字電路只有高低兩種電平信號(hào),所以半導(dǎo)體數(shù)字電路一般只有導(dǎo)通和截止這兩種狀態(tài),而且功能消耗量低,抗干擾性強(qiáng),穩(wěn)定性和可靠性都比較高;(4)數(shù)字電路可以對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行加密處理,這樣在傳輸信號(hào)時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)被盜取的情況,從而造成經(jīng)濟(jì)損失;(5)數(shù)字集成電路組成的數(shù)字電路系統(tǒng)具有通用型的特點(diǎn),也就是說數(shù)字電路的應(yīng)用范圍非常廣,可以運(yùn)用于多個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)[4]。
3.結(jié)語
隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展,我國的數(shù)字電路在各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。在數(shù)字信號(hào)中通常是采用數(shù)字1和0來表示電平信號(hào)和脈沖信號(hào),按照數(shù)字電路結(jié)構(gòu)可以分為分立電路和集成電路,按照半導(dǎo)體器件可分為單極性電路和雙極性電路,按照記憶功能的不同可分為時(shí)序邏輯電路和組合邏輯電路。數(shù)字電路具有穩(wěn)定性、可靠性和保密性等優(yōu)點(diǎn),因此可以進(jìn)行批量成產(chǎn)。但是數(shù)字電路設(shè)計(jì)會(huì)受到數(shù)字信號(hào)的影響,從而降低整個(gè)系統(tǒng)的性能,因此對(duì)數(shù)字信號(hào)和數(shù)字電路進(jìn)行分析非常重要,只有解決了這個(gè)問題,才能確保系統(tǒng)穩(wěn)定地工作。
參考文獻(xiàn)
[1]金鑫.數(shù)字電子技術(shù)中的數(shù)字信號(hào)和數(shù)字電路[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化,2015,5(15):55-56.
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小楠打來電話說:“姐,這次我們系統(tǒng)組織的演講比賽,我只得了80分,僅僅是個(gè)優(yōu)秀獎(jiǎng)。”我安慰她說:“80分也不錯(cuò)呀!”“還不錯(cuò)呢,丟死人了!”聽得出來,這丫頭很郁悶。
兩天后我見到小楠,看到她嘴上竟然起了很多燎泡,一定是為那80分上的火。我對(duì)她說:“多大點(diǎn)事,值得上這么大火!”小楠說:“這次我表現(xiàn)得太糟糕了,連我自己都不能原諒自己。我決定了,從今天起,臥薪嘗膽,爭取明年拿100分!”我笑了笑說:“要允許自己輸?shù)?0分。不管是工作,還是生活,甚至整個(gè)人生,都要允許自己輸?shù)?0分。”“允許自己輸?shù)?0分?”“對(duì)呀,輸?shù)袅?0分,但是贏得了輕松和快樂,其實(shí)是賺了!”小楠疑惑地望著我,我說出了自己的理由。
我們都是從學(xué)生時(shí)代過來的,所以對(duì)分?jǐn)?shù)的追逐非常熱衷。從上學(xué)就開始奔著100分的目標(biāo)努力,老師也教育我們,不要輕易丟掉一分,丟掉一分可能會(huì)丟掉你人生的希望。老師并不是危言聳聽,學(xué)生時(shí)代,在考試的指揮棒下,我們只能分分必爭。十幾年寒窗,我們終于脫離了鋪天蓋地的考試,離開了那個(gè)讓人緊張得冒汗的考場。
可是,很多人把生活和工作也當(dāng)做了考場。這個(gè)巨大的考場更加紛繁復(fù)雜,千頭萬緒的事,層出不窮的問題,讓我們應(yīng)接不暇。如果還像學(xué)生時(shí)代一樣,每次都爭100分,勢必會(huì)累倒在這個(gè)無形的考場上,永遠(yuǎn)不得輕松。所以,要允許自己輸?shù)?0分。
原諒自己的失誤,允許輸?shù)?0分。人非圣賢,孰能無過。很多事,即使我們用心去做,也難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的失誤。要做到“只問耕耘,不問收獲”,你努力了,結(jié)果并不重要。每個(gè)人都有弱點(diǎn),每件事也不可能做到完美,得到80分已經(jīng)算是不錯(cuò)了。如果非要把100分當(dāng)做終極目標(biāo),可能會(huì)長期使你陷入沮喪之中,你也會(huì)活得很累。原諒自己的失誤,甚至是過錯(cuò),即使得了80分,也要給自己一個(gè)笑臉,告訴自己,80分也不錯(cuò)。
分子生物學(xué)技術(shù):可應(yīng)用于遺傳性疾病的研究和病原體的檢測及腫瘤的病因?qū)W、發(fā)病學(xué)、診斷和治療等方面的研究提高到了基因分子水平。
生物學(xué)定義:生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生物活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。據(jù)研究對(duì)象分為動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)、古生物學(xué)等;依研究內(nèi)容,分為分類學(xué)、解剖學(xué)、生理學(xué)、細(xì)胞學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)、生態(tài)學(xué)等;從方法論分為實(shí)驗(yàn)生物學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)等體系。
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課程、教材的定位和建設(shè)
專業(yè)定位和培養(yǎng)目標(biāo)
高職專業(yè)要緊密結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)布局,深圳市政府對(duì)汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位是使之成為深圳高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一,建設(shè)汽車電子產(chǎn)業(yè)聚集基地,把深圳建成國內(nèi)最大、國際知名的汽車電子生產(chǎn)、出口、交易基地。深圳比亞迪、長安、標(biāo)致、雪鐵龍等整車企業(yè),航盛電子、賽格導(dǎo)航、凱立德、華強(qiáng)信息等一大批知名車載電子產(chǎn)品企業(yè)的發(fā)展是市場磨礪的結(jié)果,也是這一產(chǎn)業(yè)政策制定的依據(jù)和引導(dǎo)的方向。為服務(wù)于深圳及珠三角汽車電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,學(xué)院2004年成立了汽車電子技術(shù)專業(yè),并致力于培養(yǎng)具有良好的綜合素質(zhì),掌握現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理,精通汽車電子產(chǎn)品檢測與鑒定,了解汽車電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和設(shè)備,具有扎實(shí)的電工電子實(shí)際操作能力,適應(yīng)現(xiàn)代汽車電子維修、服務(wù)企業(yè)以及現(xiàn)代汽車電子產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售企業(yè)的第一線需要的高等應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才。為滿足專業(yè)定位和培養(yǎng)目標(biāo)要求,推進(jìn)學(xué)院“產(chǎn)學(xué)研用立體推進(jìn)”的辦學(xué)模式,我們?cè)趯W(xué)院汽車電子技術(shù)專業(yè)開設(shè)車載電子技術(shù)課程,同時(shí)進(jìn)行課程和教材的改革和建設(shè)。
課程目標(biāo)與定位
車載電子技術(shù)課程是汽車電子技術(shù)專業(yè)的專業(yè)必修課。屬于專業(yè)主干課程,其設(shè)置目的在于適應(yīng)車載電子技術(shù)的發(fā)展對(duì)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)與能力提出的要求,其功能是傳授有關(guān)車載電子技術(shù)的概念、發(fā)展趨勢以及最新理論和產(chǎn)品等知識(shí)點(diǎn),通過培養(yǎng)學(xué)生對(duì)車載電子技術(shù)和產(chǎn)品的基本了解,使學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)有基本的認(rèn)知,掌握基本的車載電子技術(shù)應(yīng)用。本課程通過課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))教學(xué),提高學(xué)生的基本素質(zhì)和綜合職業(yè)能力。課程傳授有關(guān)車載電子技術(shù)的基本概念、汽車音視頻技術(shù)應(yīng)用、車載導(dǎo)航系統(tǒng)及其應(yīng)用、汽車信息無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與構(gòu)建等相關(guān)知識(shí),提高學(xué)生對(duì)有關(guān)汽車車載電子技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展趨勢的認(rèn)識(shí),使學(xué)生具備車載電子技術(shù)的基本知識(shí),建立車載電子和信息網(wǎng)絡(luò)的概念,具備產(chǎn)品檢查、測試和調(diào)試方法方面的能力。
課程特點(diǎn)及教材建設(shè)
縱觀車載電子技術(shù)課程在學(xué)院發(fā)展歷程,學(xué)院汽車運(yùn)用專業(yè)最早開設(shè)的相關(guān)課程為汽車音響及改裝,主要開展汽車音響系統(tǒng)原理、調(diào)試、改裝等方面內(nèi)容的教學(xué)。隨著單一的汽車音響被視頻裝置代替,課程改為汽車音視技術(shù),增加了汽車視頻技術(shù)和多媒體制作與調(diào)試。近幾年車載導(dǎo)航和無線信息網(wǎng)絡(luò)在汽車上的應(yīng)用越來越普遍,課程順應(yīng)技術(shù)發(fā)展變更為車載電子技術(shù)。這個(gè)過程不是簡單的課程名稱改變,而是從指導(dǎo)思想、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)踐形式上的逐步調(diào)整。車載電子技術(shù)并沒有成熟的教材可供選擇,必須自己動(dòng)手編寫。由于車載電子技術(shù)發(fā)展很快,課程和教材不宜將內(nèi)容限定在具體車型所配備的車載電子設(shè)備,而是要重點(diǎn)介紹車載電子技術(shù)的基本原理和典型應(yīng)用,因而本課程具有一定的難度,需要把握好高職教育理論知識(shí)講述“必需、夠用”這個(gè)原則,安排一定學(xué)時(shí)的實(shí)訓(xùn)(實(shí)驗(yàn))教學(xué)單元。
學(xué)科、課程與教材的關(guān)系
高校課程設(shè)置和教師課堂設(shè)計(jì)都有較大的自,高職高專在這方面表現(xiàn)得尤為突出,這是由于高職高專課程體系比本科院校更需要把握市場脈搏,根據(jù)市場需求及時(shí)更新課程內(nèi)容,改革教材和教學(xué)組織。因此,在教學(xué)過程中實(shí)時(shí)正確地處理學(xué)科發(fā)展、教材更新與課程組織是本課程教學(xué)研究的一個(gè)重要課題。從學(xué)科上講,車載電子技術(shù)是汽車電子技術(shù)的一個(gè)重要分支,因此是專業(yè)主干課程;該門課程的教材則是對(duì)相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用的概括總結(jié);而課程教學(xué)則是發(fā)揮任課教師和學(xué)生的能動(dòng)性來共同完成相關(guān)知識(shí)傳授和掌握的一個(gè)自然過程。以上三者之間在邏輯上一脈相承,在內(nèi)容上相互促進(jìn)。車載電子技術(shù)學(xué)科和車載電子產(chǎn)品是根本,而教材則是根據(jù)學(xué)科和產(chǎn)品特點(diǎn)對(duì)專業(yè)知識(shí)和教師課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的固化,教材編寫一方面需要一定的積淀和相對(duì)穩(wěn)定性,另一方面也要順應(yīng)技術(shù)發(fā)展作出修改甚至重寫,課程實(shí)施或者說課堂教學(xué)則要以學(xué)科和教材作為材料,及時(shí)補(bǔ)充新知識(shí)或者進(jìn)行局部修改,教材再版時(shí)要把這些新內(nèi)容寫進(jìn)去。我們?cè)谲囕d電子技術(shù)課程的教學(xué)改革實(shí)踐中很重視以上問題,適應(yīng)學(xué)科發(fā)展,適時(shí)地把汽車音響課程改革為車載電子技術(shù)課程,并制定了新的教學(xué)大綱和教材。
教學(xué)安排及教學(xué)方法
課程單元和教學(xué)重點(diǎn)
根據(jù)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和學(xué)科體系規(guī)律,我們把車載電子技術(shù)課程安排為5個(gè)教學(xué)單元,分別為基礎(chǔ)知識(shí)、汽車音視技術(shù)、車載導(dǎo)航系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和車載電子新技術(shù),具體教學(xué)安排如下表所示。表中后3個(gè)單元都是課程改革后新增加的內(nèi)容,中間3個(gè)單元?jiǎng)t是課程教學(xué)的重點(diǎn)。
教學(xué)與考核的組織實(shí)施
本課程我們?cè)趯?shí)踐中采用了“項(xiàng)目教學(xué)”的方法,并不嚴(yán)格區(qū)分理論和實(shí)操,在項(xiàng)目中穿插理論知識(shí)的教學(xué)。1.教學(xué)單元分類教學(xué)全過程分為5個(gè)教學(xué)單元,5個(gè)單元既相互獨(dú)立,又有機(jī)結(jié)合。2.教學(xué)項(xiàng)目安排以上5個(gè)單元的核心是中間3個(gè)單元,我們所安排的5個(gè)項(xiàng)目就來自這3個(gè)單元,分別是“功放驅(qū)動(dòng)多聲道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐”、“便攜式車載電子收音機(jī)制作”、“GPS導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理”、“車輛管理系統(tǒng)編程”、“車載無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)搭建”。通過多媒體技術(shù)和實(shí)物現(xiàn)場演示相結(jié)合的方法傳授車載電子概念和新技術(shù)、汽車音視頻、車載導(dǎo)航系統(tǒng)以及汽車無線信息網(wǎng)絡(luò)等基本概念,通過實(shí)訓(xùn)(實(shí)驗(yàn))項(xiàng)目增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力,加深對(duì)車載電子技術(shù)理論知識(shí)的深入認(rèn)識(shí)。這種項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容與課程緊密結(jié)合的教學(xué)模式,使得學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和學(xué)習(xí)效果得到大幅度提高。3.考核評(píng)價(jià)方法本課程采用平時(shí)成績與期末考核相結(jié)合的方式。教學(xué)過程項(xiàng)目完成情況、出勤及習(xí)慣養(yǎng)成占總成績的70%,期末理論考核(筆試)占總成績的30%。該評(píng)價(jià)方法有利于提高學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性,避免產(chǎn)生應(yīng)付考試的現(xiàn)象。
課程實(shí)踐及改革的幾點(diǎn)思考
認(rèn)識(shí)高職師生特點(diǎn)對(duì)課程教學(xué)的影響
高職學(xué)生文化基礎(chǔ)普遍不是很好,由于汽車電子專業(yè)除了要學(xué)習(xí)汽車專業(yè)平臺(tái)課之外還要學(xué)習(xí)電工電子、計(jì)算機(jī)軟硬件等方面的課程,因課程難度相對(duì)較大許多同學(xué)會(huì)出現(xiàn)畏難情緒。高職教師尤其是專任教師在教授高職課程時(shí)需要跨越兩大障礙:首先本科院校和高職院校在人才培養(yǎng)方面的側(cè)重點(diǎn)不同,教師們?cè)谑芙逃A段形成的思維定勢,導(dǎo)致其雖然具備較系統(tǒng)和扎實(shí)的學(xué)科知識(shí),但卻不善于將其形象地轉(zhuǎn)化為應(yīng)用型知識(shí)傳授給高職學(xué)生;另外教師也面臨知識(shí)結(jié)構(gòu)更新的挑戰(zhàn),需要思考如何將理論知識(shí)與市場應(yīng)用技術(shù)緊密結(jié)合起來。正因?yàn)槿绱耍覀冊(cè)谲囕d電子技術(shù)的課程教學(xué)改革實(shí)踐中探索出的方法是:讓課程變得更生動(dòng)有趣,師生共同參與讓學(xué)生真正動(dòng)起來,教師自己也逐漸適應(yīng)高職課堂的特點(diǎn)。對(duì)于少部分基礎(chǔ)好、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生則可以鼓勵(lì)他們多學(xué)習(xí)電子通信技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制等方面的知識(shí),并指導(dǎo)他們動(dòng)手做一些小的創(chuàng)新制作。#p#分頁標(biāo)題#e#
應(yīng)對(duì)實(shí)訓(xùn)條件不足推動(dòng)課程改革的方法
由于汽車電子技術(shù)專業(yè)相對(duì)傳統(tǒng)汽車專業(yè)較為年輕,可供借鑒的實(shí)踐項(xiàng)目并不多,因此組織車載電子技術(shù)的課程教學(xué)尤其是實(shí)踐教學(xué)有相當(dāng)?shù)碾y度。但是學(xué)科本身的發(fā)展要求我們?cè)谡n程實(shí)踐中必須順應(yīng)技術(shù)現(xiàn)狀,推進(jìn)相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)改革。我們采用的辦法是立足現(xiàn)有條件,充分利用學(xué)院條件并爭取開發(fā)新的實(shí)訓(xùn)(實(shí)驗(yàn))項(xiàng)目。以前講授汽車音響及改裝時(shí)我們已經(jīng)建設(shè)了多媒體功放實(shí)訓(xùn)系統(tǒng),車載電子技術(shù)課可以對(duì)之稍加改動(dòng)后沿用;便攜式車載收音機(jī)則是順應(yīng)設(shè)備數(shù)字化而新開發(fā)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目;GPS導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理也是新開發(fā)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,可以把抽象數(shù)據(jù)形象顯示出來,幫助學(xué)生更好理解車載導(dǎo)航系統(tǒng)的原理;車輛管理系統(tǒng)軟件編寫則精簡改編自學(xué)院交通安全與智能控制專業(yè)的部分上機(jī)課程,該項(xiàng)目對(duì)于學(xué)生理解車輛管理系統(tǒng)效果非常好;車載無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是最新開發(fā)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),用于更好地理解相關(guān)車載信息網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)。
【摘要】電子駐車系統(tǒng)(EPB:ElectricalParkingBrake)是指由電子控制方式實(shí)現(xiàn)停車制動(dòng)的技術(shù),把長期使用的傳統(tǒng)型手駐車制動(dòng)模式推進(jìn)了一大步。本文全方面介紹EPB系統(tǒng)的基本理論,基本原理以及在開發(fā)工作中需要注意的事項(xiàng)。
【關(guān)鍵詞】EPB電子駐車應(yīng)用
1EPB與傳統(tǒng)手制動(dòng)相比的優(yōu)點(diǎn)
1.1EPB系統(tǒng)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后自動(dòng)施加駐車制動(dòng)。駐車方便、可靠,可防止意外的釋放(比如小孩、偷盜等)。
1.2不同駕駛員的力量大小有別,手駐車制動(dòng)桿的駐車制動(dòng)可能由此對(duì)制動(dòng)力的實(shí)際作用不同。而對(duì)于EPB,制動(dòng)力量是固定的,不會(huì)因人而異,出現(xiàn)偏差。
1.3可在緊急狀態(tài)下組委行車制動(dòng)用。
2EPB的功能
2.1基本功能:通過按鈕實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)手剎的靜態(tài)駐車和靜態(tài)釋放功能。
2.2動(dòng)態(tài)功能:行車時(shí),若不踩踏板剎車,通過EPB按鈕,一樣也可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能。
2.3“熄火控制”模式:當(dāng)汽車拔鑰匙熄火時(shí),自動(dòng)啟用駐車制動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)不打火駐車不能解除。
2.4開車釋放功能:當(dāng)駕駛員開車時(shí),踩油門,掛擋后自動(dòng)解除駐車。
2.5啟動(dòng)約束:點(diǎn)火關(guān)閉,釋放約束模式(保護(hù)兒童),不用操作制動(dòng)踏板,即可釋放約束模式。
2.6緊急釋放功能:當(dāng)電子駐車沒電需要解除駐車時(shí),可用專門的釋放工具釋放駐車。
3拉線式EPB的組成及各部件的作用
3.1拉線。拉線和傳統(tǒng)的駐車系統(tǒng)中拉線所起的作用完全一樣,就是把力從EPB總成傳遞到駐車制動(dòng)器上實(shí)現(xiàn)駐車功能。拉線式EPB有單拉線和雙拉線兩種。
單、雙拉線有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。相比較起來雙拉線有較大的拉線效率,拉線行程短,但布置沒單拉線靈活,產(chǎn)生相同的拉力,控制器需要加載的力大。工作時(shí),雙拉線EPB控制器同時(shí)帶動(dòng)兩根拉線運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)制動(dòng)器駐車,而單拉線時(shí),EPB控制器是只帶動(dòng)了一根拉線,然后通過拉索平衡器此拉線帶動(dòng)后面的兩根拉線駐車。
單拉線式樣的EPB,一根拉線帶動(dòng)兩根拉線的原理為:第一根拉線的芯線在控制器的帶動(dòng)下產(chǎn)生移動(dòng),其帶動(dòng)拉線向右移動(dòng),然后因?yàn)榈谝桓€受力彎曲,第一根拉線通過固定在其拉線護(hù)套上面的平衡器帶動(dòng)拉線1向左移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)了一根拉線帶動(dòng)兩根拉線移動(dòng)的目的。
3.2按鈕。通過按或者拉按鈕控制EPB駐車和解除駐車,按鈕上有背景燈,提醒駕駛者是否已工作。
3.3緊急工具。在EPB因斷電不工作時(shí),實(shí)現(xiàn)駐車解除功能。
3.4電機(jī)。EPB工作時(shí)的動(dòng)力來源,由其來帶動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)工作實(shí)現(xiàn)駐車。(有人僅靠電子駐車紙面意思可能會(huì)擔(dān)心駐車后,出現(xiàn)沒電的情況怎么辦?實(shí)際上電子駐車只是靠電觸發(fā)齒輪機(jī)構(gòu)工作,最終使車長時(shí)間駐車的還是機(jī)械機(jī)構(gòu),并且國家法規(guī)中也明確要求,駐車要用可靠的機(jī)械機(jī)構(gòu)來完成)
3.5齒輪機(jī)構(gòu)。不同廠家EPB的此部分機(jī)構(gòu)的工作原理不一定相同但其作用是一樣的。都是力的傳遞機(jī)構(gòu),把力由電機(jī)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成拉線方向上力。其齒輪結(jié)構(gòu)的工作原理如右圖電機(jī)帶動(dòng)拉線所在的外齒輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)齒輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn),因?yàn)樾D(zhuǎn)方向相反,帶動(dòng)連接在內(nèi)外齒輪機(jī)構(gòu)的拉線運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)駐車。
3.6ECU和傳感器。ECU用來控制EPB對(duì)外的信息交流和反饋。傳感器用來感應(yīng)拉力的大小。
4EPB總成的工作原理和其功能的實(shí)現(xiàn)原理
4.1EPB總成的工作原理。拉線式EPB工作原理為:通過開關(guān)給ECU一個(gè)通斷信號(hào),EPB的ECU控制電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn),然后由內(nèi)部的齒輪機(jī)構(gòu)把此力輸出到拉線上,由拉線帶動(dòng)制動(dòng)器進(jìn)行駐車。4.2EPB各功能的實(shí)現(xiàn)原理
(1)基本功能。最基本的功能,靜態(tài)釋放和靜態(tài)駐車功能,通過按鈕駐車和解除駐車此工作原理簡單,也就是上面的EPB工作原理。
(2)EPB賣點(diǎn)之一的動(dòng)態(tài)功能。當(dāng)車在行車狀態(tài),速度大于12km/h,若按下EPB按鈕,ECU指揮馬達(dá)帶動(dòng)拉線駐車,當(dāng)車輪要抱死,有滑移的傾向時(shí),ECU通過CAN得到這個(gè)信號(hào)后,會(huì)使拉線力減小,以便不使車輪抱死,如此循環(huán),直至車停下為止。雖然EPB有此功能,但各個(gè)EPB廠家,并不推薦客戶把EPB當(dāng)作行車制動(dòng)器使用,并且還明確要求客戶,此功能只能在常規(guī)制動(dòng)器失效或不可使用踏板的緊急情況下才能使用,這是因?yàn)樵谛熊囍校v車制動(dòng)器啟動(dòng)后,那么就把制動(dòng)力全部加在后輪,對(duì)后制動(dòng)器的損害是很大的。
(3)“熄火控制”模式。發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后,通過CAN把此信息傳遞給ECU,ECU指揮EPB駐車
(4)EPB的另一賣點(diǎn)功能:開車釋放功能。要實(shí)現(xiàn)該功能,則EBP系統(tǒng)需要知道駕駛員是否希望車輛開始行駛。對(duì)自動(dòng)擋車輛來說,EPB可以通過變速器信息及油門信息了解車輛狀態(tài)。然后ECU指揮EPB釋放駐車。而對(duì)手動(dòng)擋車輛來說,原有的配置所能提供的信息無法確認(rèn)駕駛員的期望。為了實(shí)現(xiàn)該功能,需要在車輛上加裝檔位傳感器及離合器傳感器。
(5)緊急釋放功能。用專門開發(fā)的緊急釋放工具來實(shí)現(xiàn)此功能。工具的工作原理為,用專門開發(fā)的EPB工具,先插入緊急工具孔,然后旋轉(zhuǎn),使齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)渦桿移動(dòng),解除駐車。有時(shí)為了使解除駐車方便,或者不便于使用剛性的緊急釋放工具,也可以使用易曲工具,實(shí)現(xiàn)過程為:把緊急釋放工具由剛性改成可彎曲的易曲工具,然后根據(jù)EPB的布置位置,設(shè)計(jì)合理的導(dǎo)向管,設(shè)計(jì)導(dǎo)向管的原則為將來在使用工具時(shí)比較方便,不需要拆卸其它零件,或者鉆到車下。導(dǎo)向管一端,另一端固定死在電子駐車工具孔上,使用時(shí),取出緊急工具,把工具從導(dǎo)向管端插入,順著導(dǎo)向管,把工具連接到電子駐車上,然后轉(zhuǎn)動(dòng)工具搖把,即可釋放駐車。在開發(fā)易曲工具中需要注意的是:1.工具的易曲長度不能太長否則會(huì)因工具彎曲端過長而使傳遞到電子駐車的力矩解除不了駐車。2.導(dǎo)向管扭曲的幅度不能過于大,否則工具在通過導(dǎo)管時(shí)的難度就很大,甚至通不過導(dǎo)管。
5拉線式EPB的布置
5.1EPB的布置
EPB的布置需要注意以下幾點(diǎn):
(1)若EPB布置在車身下,要設(shè)計(jì)合理的支架,力求把EPB包起來,防止車底下高速飛起的石子打在EPB殼體上。(2)注意保證EPB周圍的溫度不能過高,要在其工作溫度范圍內(nèi)。(3)注意選擇合理的緩沖墊來起到防震的效果。(4)EPB位置的選擇,要考慮到將來緊急工具使用的方便性。
5.2拉線的布置
拉線的布置需要注意以下幾點(diǎn):
(1)拉線之間的間隙要求,需要滿足一定要求。(2)單拉線式。EPB是由一根拉線帶動(dòng)后面兩根拉線來實(shí)現(xiàn)駐車的,為了實(shí)現(xiàn)一根拉線帶動(dòng)二根拉線,所以布置時(shí)一定要保證第一根拉線的末端是可移動(dòng)的,不能在此處做支架給其固定死。
分子印跡技術(shù)是制備分子印跡聚合物的技術(shù),其制備過程包括三個(gè)步驟[1]:一是使目標(biāo)分子(即印跡分子,模板分子)與特定功能單體通過共價(jià)或非共價(jià)作用形成復(fù)合物;二是在復(fù)合物中加入交聯(lián)劑,使其在復(fù)合物周圍與功能單體聚合,形成剛性的高分子聚合材料;三是用物理或化學(xué)方法將模板分子從聚合物中取出,該聚合物(即分子印跡聚合物,簡稱MIPs)中便產(chǎn)生與模板分子的形狀、大小和官能團(tuán)的固定排列相匹配的印跡孔穴,對(duì)模板分子具有“記憶”能力。根據(jù)模板分子和功能單體形成復(fù)合物時(shí)作用力的性質(zhì),可以將其分為以下幾種類型:
1.1共價(jià)法
共價(jià)法又稱預(yù)組裝法。在此方法中,印跡分子與單體以共價(jià)鍵相互連接形成單體-印跡分子復(fù)合物,再交聯(lián)聚合;聚合后再通過化學(xué)途徑將共價(jià)鍵斷裂而去除印跡分子,從而得到分子印跡聚合物,其結(jié)構(gòu)中具有與印跡分子互補(bǔ),并可通過共價(jià)鍵結(jié)合的反應(yīng)基團(tuán),可選擇性的結(jié)合印跡分子。
1.2非共價(jià)法
非共價(jià)法又稱自組裝法,在此方法中,印跡分子與功能單體之間自組織排列,以非共價(jià)鍵自發(fā)形成具有多重作用位點(diǎn)的單體-印跡分子復(fù)合物,經(jīng)交聯(lián)聚合后這種作用被保存下來。常用的非共價(jià)作用有:氫鍵、靜電引力、金屬螯合作用、電荷轉(zhuǎn)移、疏水作用以及范德華力等,其中氫鍵的應(yīng)用最多。
1.3共價(jià)法與非共價(jià)法的結(jié)合
聚合時(shí)單體與印跡分子間作用力是共價(jià)鍵,而在對(duì)印跡分子的識(shí)別過程中,二者的作用是非共價(jià)的,得到的MIP既有共價(jià)印跡聚合物親和專一性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),又具有非共價(jià)印跡操作條件溫和的優(yōu)點(diǎn)。Piletsky[2]等也發(fā)展了一種以硅酸為印跡分子的分子自組裝和分子預(yù)組裝相結(jié)合的方法。
2分子印跡聚合物的制備方法和過程
2.1傳統(tǒng)方法(本體聚合)
將印跡分子、功能單體、交聯(lián)劑和引發(fā)劑按一定比例溶解在惰性溶劑中,然后移入一玻璃安培瓶中,超聲脫氣,通氮?dú)獬酰谡婵障旅芊猓?jīng)熱引發(fā)或紫外光照射引發(fā)聚合得到塊狀聚合物,再經(jīng)粉碎、研磨和篩分,得到適當(dāng)大小的粒子,洗脫除去印跡分子,經(jīng)真空干燥后即成分子印跡聚合物。
2.2原位聚合
原位聚合是一種在色譜柱中直接聚合得到雙連續(xù)結(jié)構(gòu)和雙孔分布印跡聚合物的方法。此方法將MIP的制備與裝柱一步完成,實(shí)驗(yàn)過程得到大大簡化,具有很強(qiáng)的適用性。
2.3懸浮聚合
懸浮聚合法是制備聚合物微球最簡便也最常用的方法之一。將模板、功能單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑溶于有機(jī)溶液中,形成均相體系,然后移入懸浮介質(zhì)中聚合而得到印跡聚合物。
2.4乳液聚合
乳液聚合是將模板分子、功能單體、交聯(lián)劑溶于有機(jī)溶劑中,然后將此溶液轉(zhuǎn)入水中(通常再加入一定量的表面活性劑),攪拌使其乳化。然后加入引發(fā)劑交聯(lián)聚合就可得到粒徑較為均一的球形聚合物。
2.5表面印跡法
表面分子印跡是指在固體表面進(jìn)行印跡聚合的技術(shù)。先將模板分子與功能單體在有機(jī)溶劑中反應(yīng)形成加合物,然后此加合物在基質(zhì)表面反應(yīng)嫁接。
3分子印跡技術(shù)的發(fā)展
傳統(tǒng)印跡材料存在著制備過程繁瑣,傳質(zhì)速度慢,吸附容量低的缺點(diǎn)。因此一些新的技術(shù)和方法出現(xiàn),如分子印跡膜技術(shù)、分子印跡磁性材料和分子印跡納米材料等等。
3.1分子印跡膜技術(shù)
分子印跡膜源于表面印跡,是一種兼具分子印跡技術(shù)與膜分離技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的新興技術(shù),其研究最早開始于20世紀(jì)90年代。
3.2分子印跡磁性材料
結(jié)合磁性材料的分子印跡技術(shù)制備的分子印跡聚合物稱為磁性分子印跡聚合物。表面修飾過的磁性微球在聚合過程中嵌入分子印跡聚合物母體中,從而使分子印跡聚合物具有一定的磁性。分子印跡聚合物在再識(shí)別吸附過程完成后,分離傳統(tǒng)MIPs和溶液需要離心和過濾等繁瑣的步驟。磁性分子印跡聚合物則只需要外加一個(gè)磁場即可以實(shí)現(xiàn)與溶液分離,其操作相對(duì)簡單且分離時(shí)間短。
3.3分子印跡納米材料
納米技術(shù)的發(fā)展,以及納米材料的特殊性質(zhì),使人們?cè)絹碓介_始關(guān)注納米材料。納米材料是指三維尺度中有一維以上處于納米量級(jí)(1-100nm),即由尺寸介于原子、分子和宏觀體系之間的納米粒子所組成的新一代材料。納米材料與傳統(tǒng)材料相比有較低的熔點(diǎn)、較小的體積、巨大的比表面積、強(qiáng)化學(xué)活性和催化活性,此外還有特殊的比熱、光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)等一系列優(yōu)良的性能。分子印跡技術(shù)利用納米材料巨大的比表面積制備印跡聚合物,可以充分地暴露印跡識(shí)別位點(diǎn),大大減少吸附過程中的傳質(zhì)阻力,增強(qiáng)吸附過程中的動(dòng)力學(xué)特征,同時(shí)提高吸附容量[3]。
4分子印跡技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用
環(huán)境樣品具有組分復(fù)雜,污染物濃度低的特點(diǎn),因此在分析過程中需要將環(huán)境樣品進(jìn)行分離富集,同時(shí)檢測方法的靈敏度要求較高。而分子印跡聚合物能夠在復(fù)雜的體系中識(shí)別專門的化合物,即具有專屬性,能夠很好地將待分析污染物從復(fù)雜的環(huán)境體系中分離出來;同時(shí)分子印跡利用專屬性,能夠?qū)⒋治鑫廴疚飶牡蜐舛鹊沫h(huán)境體系中吸附到聚合物中,即具有較強(qiáng)的富集能力。分子印跡技術(shù)集分離與富集于一體的特點(diǎn),再加上其與SPE、GC、GC-MS、HPLC、HPLC-MS等后繼分析技術(shù)聯(lián)用的高靈敏度的特點(diǎn),分子印跡技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域?qū)?huì)有很大的發(fā)展空間。