技术创新相关学士学位论文范文 跟电子信息技术实训教育平台的设计和有关论文范本

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电子信息技术实训教育平台的设计和

中图分类号:G712 文献标识码:A DOI:10.16871/j.cnki.kjwhc.2018.07.028

摘 要主要介绍了一种电子信息技术创新实训教育平台的基本设计原理、结构,实训平台具备“开放性”、“工厂级”和“产品级”的属性,是对现有电子类实训系统的改革和完善,并验证了其有效性.

关键词电子信息自主创新开放性高职教育

Design and Research of the Innovative Training and Edu原cation Platform for Electronic Information Technology //Zheng Yuping

Abstract The basic design principle and structure of an innovativetraining and education platform for electronic informationtechnology are mainly introduced. The training platform has theattributes of "openness", "factory level" and "product level", andis a reform and improvement of the existing electronic trainingsystem. The effectiveness of the platform is also verified.

Key words electronic information;autonomous innovation;openness;higher vocational education

1 引言

创新驱动发展与制造业的转型升级,都离不开一大批创造性、适应性人才.高职学校的目标是把学生培养成高素质技能型人才,其中专业创新能力是高素质技能型人才的素质的具体体现之一.提高实验实训质量和创新人才培养质量,强调教学的实践性,培养动手能力,教学内容直接同职业技能接轨,由单纯的教学型向产学研相结合的方向转变,是高职教学改革和发展的方向,而实训设施的先进性直接关系到技能人才的培养质量,也是课改的载体和基石.目前实训设施主要存在的问题有:高、过于封闭,往往只能进行验证性的实验,不利于学生实践探索;实训项目固定、单一,不利于学生自主思维、创新意识的培养;实训项目设计同工厂环境、产品差距较大,同实际工程模式的联系性不强,教学与职业脱轨.

电子信息技术创新实训教育平台的设计着重解决以上问题,打造“开放性”、“工厂级”和“产品级”的实训平台,主要设计思路如下:

①降低实训成本.作为学校自主研发的实训平台,极大地降低了实训成本,为提高学生实训质量和强度提供了必要条件,使教师真正可以做到“放心”、“放手”让学生去实践.

②“工厂级”和“产品级”的实训平台设计.实训平台的基于单片机、无线通讯、计算机等软硬件技术的智能控制系统,具有实际的应用价值,无论在功能和工艺设计上都按照相关企业标准进行设计,是真正意义的“产品”.使学生完成教学作品的过程等同于一次岗位工作过程.

③“开放性”的实训平台设计.“开放性”包括四个含义:实训产品无封装,实现学生与电子信息技术的“零距离”接触;项目设计灵活,给予学生更高的自由度和自主性,激发学生的创新创造意识;实训室的开放性,实训室作为学生淬炼技能的场所,对学生全天开放;为教师提供了更大的教学自由度,使课程可以按照学生能力实现层级设计、分类考核.

一方面,教育平台在实训项目设计上,应用案例皆来源于生活和工程实际,学生从元件识别、原理图认识、电路板焊接、单片机程序调试、应用程序开发,亲手一步一步地完成一个个真正有实际应用意义的项目,会极大激发他们的学习积极性,创造性和成就感;另一方面,由于教学上的层级设计,使学生人人学有所得,也增强了学生的自信心.

2 系统设计原理

电子信息技术创新实训教育平台系统原理图如图1:

图1 可以看到,系统无线通讯网络包括局域网和广域网两部分.局域网采用Zigbee 技术,广域网通过移动通讯网络技术.通过不同的输入模块、输出模块和控制器组合,构成一个完整的无线网络智能控制系统,可实现多种应用系统功能,并可通过手机终端进行远方遥感和遥控.

所有的控制核心均采用美国德州仪器公司的CC2531芯片,该芯片集成51 单片机与无线射频系统,低功耗设计,电路少,应用方案成熟、简单,方便应用于教学.

3 平台硬件设计

输入模块原理图如图2 所示,输出模块原理图如图3所示.

输入输出模块核心板均采用CC2531 芯片,主频32MHz,用于进行集中控制和基于Zigbee 技术的无线通讯;电源采用USB 和电池双电源供电方式,USB 供电为了方便教学,而实际应用时用电池供电,电源输入电压为5V ,通过低压差芯片XC6206P332MR 转换为3.3V 电源电压为模块供电;状态指示方式因不同的输入模块而有所分别,包括:LED、数码管、LCD、蜂鸣器等指示方式.

(1)输入模块实际上可以作为无线传感器来应用,将各终端信号、数据采集处理后通过zigbee 无线通讯上传到控制器,根据功能不同可分为:

①烟雾和煤气输入模块,采用MQ-2 和MQ-9 传感器;②温湿度输入模块,采用SH10 传感器:红外对管传感器,用于循迹及避障;

③开关量输入模块,可作为门磁输入信号;

④人体热红外输入模块,采用AS612传感器;

⑤RFID 输入模块,采用MFRC522 集成电路作为RFID 信号识别芯片;

⑥光照传感器输入模块,采用光敏电阻传感器.

(2)输出模块实际上作为无线控制器来应用,由控制器将命令信号通过zigbee 无线通讯下达到输出模块.根据功能不同可分为:

①继电器输出模块.继电器采用HFE60 磁保持继电器,低功耗,可用于电池供电运行,模块内置TP5410 升压芯片,保证5V 磁保持继电器的可靠运行,该模块可作为开关量隔离输出信号,控制交流220V 电气设备,可作为遥控电灯开关;

②可调LED输出模块;采用脉宽调制方式.单片机通过改变脉冲占空比控制模拟开关LM3406 芯片,从而控制LED的亮度,为避免频闪,脉冲频率选择1000Hz;

③步进电机/ 直流电机控制输出模块,通过ULN2003集成电路驱动电机运行,可用来无线遥控循迹小车、风扇、门禁等设施;

④交通模拟模块,通过高亮贴片LED 模拟交通灯运行.

4 基于平台的课程设计及能力培养目标

平台在课程设计中可结合不同的课时、学期及专业要求,选择不同的课程组合.

4.1 电子技术装调及检测能力

掌握电路板焊接技术,按照原理图,提交材料清单,完成多个功能板的焊接任务,培养学生基本的电子元器件识别与检测能力;通过原理分析,结合检测技术,完成多个功能板的调试、检修任务,培养学生电子产品芯片级检测与维修能力.

4.2 电子产品初级开发能力

结合相关项目完成基于51 系列单片机的学习任务,掌握单片机的内部结构原理,以及输入/ 输出、中断、定时器和串口通讯等技术应用,了解电子产品的开发流程,具备电子产品初级开发工程师的能力和素质.

4.3 具备射频技术应用能力

在今天,物联网应用技术蓬勃发展,电子信息技术应该结合物联网应用来学习.CC2531 芯片集成Zigbee 射频技术内核,通过不同的输入、输出模块组合,平台提供了丰富的物联网实训案例,包括:智能家居、智能农业大棚和智能交通系统等物联网传感网实训系统,使学生充分了解Zigbee技术、网络通讯技术.

4.4 具备应用程序初级开发能力

手机终端应用程序开发:JA 语言程序开发技术,基于Android 系统的应用程序开发基本知识,编程实现对环境参数读取、RFID 标签读写、二维码生成打印、磁条卡刷卡以及远程控制等应用技术;编写Android 系统与PC 系统之间的通讯程序,以实现数据共享.

5 结语

本文介绍了电子信息技术创新实训教育平台的基本设计原理、结构及各个部分的功能.经过两轮的教学实践后,达到了理想效果,所在实训室对学生实行“全天候”开放,学生的积极性非常高,有很多学生利用课余时间练习,自觉高标准地完成教学任务,极大地提高了学生能力和素质的培养水平.目前,应用层开发暂未列入基于平台的培养体系,未来通过对专业培养体系的进一步深化改革,会将这一部分的课程延续上,从而实现知识体系培养的一体化和完整性.

技术创新论文范文结:

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