信息學科專題報告學習心得體會

1、信息學科專題報告學習心得體會單 位：姓 名：學 號：專 業(yè)：指導教師：2021年*月*日信息學科專題報告學習心得體會引言本課程是與嵌入式系統(tǒng)緊密相關的一門應用基礎課，其任務是通過基本原理的教授和具體實例的介紹，使學生掌握數(shù)字化智能控制的基本概念、基本理論和經(jīng)典的處理方法，為進一步深入掌握智能信息處理技術甚至是自行開發(fā)智能化數(shù)字系統(tǒng)打下良好的基礎，并為今后出去找工作增強方向感。本課程重要之處在于結合具體開發(fā)實例，幫助學生樹立科學的嵌入式系統(tǒng)生產(chǎn)、開發(fā)、維護、管理的概念和思想，培養(yǎng)學生能夠運用各種控制芯片的基本原理、方法，通過各種工具和技術解決實際生產(chǎn)生活當中的問題。這學期我們上過的專題課有：1、

2、嵌入式航標遙測監(jiān)控終端的研制2、移動通信行業(yè)現(xiàn)狀3、水上助航設施信息化現(xiàn)狀及進展4、單片機應用系統(tǒng)開發(fā)與調(diào)試5、單片機應用系統(tǒng)抗干擾措施6、一種嵌入式系統(tǒng)的看門狗電路設計7、物聯(lián)網(wǎng)世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。這些都是非常經(jīng)典的應用實例，讓我們開闊了眼界。具體內(nèi)容如下：一、嵌入式航標遙測監(jiān)控終端的研制航標終端主要完成對航標運行狀態(tài)的測量與控制任務，工作環(huán)境大都在河道、海上等區(qū)域，氣候和環(huán)境十分惡劣，晝夜溫差大、濕度大，且大多采用蓄電池供電(太陽能或者潮汐能充電)。傳統(tǒng)的航標終端多采用分立元件實現(xiàn)，通過撥碼修改運行參數(shù)，智能化程度很低，現(xiàn)場維護的工作量很大。通過分析我們可以得到這樣的結論：終端必須是

3、一個電源適應能力強、抗干擾能力強、功耗低、集成模數(shù)轉換的SOC系統(tǒng)。在主程序設計時，借鑒計算機分時處理及Windows系統(tǒng)事件驅動等思想，構建多任務結構，對單片機任務進行分解、建模，按照驅動方式設計，或定時驅動或事件驅動，將主要的數(shù)據(jù)處理、分析模塊放在主循環(huán)中，提高MCU的運行效率。系統(tǒng)平時處在待機省電狀態(tài)，只有時間、事件驅動時，才激活啟動執(zhí)行處理。采用PIC16f873單片機設計的航標終端系統(tǒng)功耗低、可靠性好。系統(tǒng)已成功應用在福州、廈門等航標終端系統(tǒng)中。該系統(tǒng)如果能夠結合GSM或無線數(shù)傳等技術，將極大地提高我國航標信息監(jiān)控、管理等數(shù)字化、信息化程度，取得積極的社會效益和經(jīng)濟效益。二、移動通信

4、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀作為第三代移動通信技術的一個主要代表，CDMA2000是*向ITU-T提交的第三代移動通信空中接口標準的建議，它由CDMAIS-95標準發(fā)展演進而來。CDMAOne是基于IS-95標準的各種CDMA制造廠商的產(chǎn)品和不同運營商的網(wǎng)絡的總稱，也是國際CDMA發(fā)展組織（CDG）的一個品牌。IS-95標準于1993年7月發(fā)布，是CDMAOne系列標準中最先發(fā)布的一個標準，但真正在全球得到應用的第一個CDMA標準是*TIA(電信工業(yè)協(xié)會)于1995年5月正式頒布的窄帶CDMA標準IS-95A。IS-95A是CDMAOne第二個標準，工作頻段為800MHz，兼容模擬和CDMA通信系統(tǒng)。在IS

5、-95A的基礎上，又分別出版了支持13K話音編碼的TSB-74文件、支持1900MHz的CDMAPCS系統(tǒng)的STD-008標準和支持64Kbps數(shù)據(jù)業(yè)務的IS-95B標準。業(yè)界普遍認為，1xEV-DO能夠對無線高速數(shù)據(jù)及其應用提供良好的支持，而且在1xEV-DO的ReleaseA版本上能夠保證高效的QoS，在此基礎上提供諸如VOIP之類的實時業(yè)務。相比之下，1xEV-DV并不具備明顯的技術優(yōu)勢。所以，1xEV-DO就成為CDMA2000比較現(xiàn)實的演進技術。三、水上助航設施信息化現(xiàn)狀及進展隨著科技進步和航海技術的發(fā)展，助航設施信息化程度已經(jīng)越來越高，目前已從傳統(tǒng)的燈塔、燈樁、立標、燈浮、導標等視

6、覺航標系統(tǒng)，發(fā)展到雷應、差分定位系統(tǒng)、船舶自動系別系統(tǒng)(AIS)、船舶交通服務系統(tǒng)(VTS)等近、遠程無線電導航、監(jiān)控設施，以及將上述這些傳統(tǒng)航標和無線電導航手段進行綜合的一體化航標導航系統(tǒng)。在國際航標協(xié)會第十六屆大會上，提出“數(shù)字航標”的概念，就是將傳統(tǒng)助航元素用數(shù)字化、信息化、虛擬化、可視化方式，在計算機可視環(huán)境中進行動態(tài)管理，使“摸不著看不見”和“看得見摸得著”的“信息”用數(shù)字的方式經(jīng)由計算機系統(tǒng)加工、處理后，以可視化方式顯示出來，供管理和服務使用。進入二十一世紀后，德國、*等航運大國，為加強航運信息服務和管理能力，滿足港口、船舶安全管理要求，正在大力提升VTS、AIS系統(tǒng)信息融合和應用

7、能力。在這方面我國也在努力追趕，并取得了初步的成效。四、單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)與調(diào)試單片機是靠程序的，并且可以修改。通過不同的程序實現(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用*50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用*70年代成功投放市場的系列單片機，結果就會有天壤之別！單片機通過你編寫的程序就可以實現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！目前，很多人對匯編語言并不認可?？梢哉f，掌握用C語言單片機編程很重要，可以大大提高開發(fā)的效率。不過

8、初學者可以不了解單片機的匯編語言，但一定要了解單片機具體性能和特點，不然在單片機領域是比較致命的。單片機的調(diào)試有硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。通過脫機調(diào)試可以排除一些明顯的硬件故障，有些硬件故障要通過聯(lián)機調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)和排除。軟件調(diào)試與所選用的軟件結構和程序設計技術有關。在全部調(diào)試和修改完成后，將用戶軟件固化于EPROM中，插入用戶樣機，用戶系統(tǒng)即能脫離開發(fā)機獨立工作，至此系統(tǒng)研制完成。五、單片機應用系統(tǒng)抗干擾措施單片機是靠程序的，并且可以修改。通過不同的程序實現(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用*50年近

9、年來，單片機在工業(yè)自動化、生產(chǎn)過程控制、智能儀器儀表等領域的應用越來越廣泛，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，有效地提高了生產(chǎn)效率。但是，測控系統(tǒng)的工作環(huán)境往往復雜、比較惡劣，尤其是系統(tǒng)周圍的電磁環(huán)境，這對系統(tǒng)的可靠性與安全性構成了極大的威脅。單片機測控系統(tǒng)必須長期穩(wěn)定、可靠運行，否則將導致控制誤差加大，嚴重時會使系統(tǒng)失靈，甚至造成巨大損失。單片機的抗干擾措施主要有硬件和軟件兩種。在單片機系統(tǒng)中，為了保證系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定地運行，增強抗干擾能力，需要配置硬件監(jiān)控電路，硬件監(jiān)控電路從功能上包括以下幾個方面：1、上電復位：保證系統(tǒng)加電時能正確地啟動；2、掉電復位：當電源失效或電壓降到某一電壓值以下時，產(chǎn)生復位信號

10、對系統(tǒng)進行復位；3、數(shù)據(jù)保護：當電源或系統(tǒng)工作異常時，對數(shù)據(jù)進行必要的保護，如寫保護、后備電池切換等；4、電源監(jiān)測：供電電壓出現(xiàn)異常時，給出報警指示信號或中斷請求信號；5、硬件看門狗：當處理器遇到干擾或程序運行混亂產(chǎn)生“死鎖”時，對系統(tǒng)進行復位。有些著名的半導體廠商已將上述這些功能集成到一起，如MAXIM公司的MAX690、MAX706等。盡管我們采取了硬件抗干擾措施，但由于干擾信號產(chǎn)生的原因錯綜復雜，且具有很大的隨機性，很難保證系統(tǒng)完全不受干擾。因此，往往在硬件抗干擾措施的基礎上，采取軟件抗干擾技術加以補充，作為硬件措施的輔助手段。軟件抗干擾方法具有簡單、靈活方便、耗費低等特點，因此，在單片

11、機系統(tǒng)中被廣泛應用。軟件抗干擾方法主要有：1、軟件濾波法2、數(shù)據(jù)冗余技術3、輸入信號重復檢測方法4、輸出端口數(shù)據(jù)刷新方法5、指令冗余技術6、程序攔截技術7、軟件“看門狗”技術8、使用程序監(jiān)視跟蹤定時器9、使用實時嵌入式操作系統(tǒng)RTOS 10、系統(tǒng)故障處理、自恢復程序的設計六、一種嵌入式系統(tǒng)的看門電路根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的具體應用特點,應用常規(guī)看門狗芯片設計了一種看門狗電路,在微處理器進入休眠低功耗、燒寫編程、遠程升級維護等模式時,看門狗功能被臨時屏蔽,從而保障了這些模式的正常運行。課堂上老師講授的電路已應用在實際系統(tǒng)中,應用效果證明了設計的有效性。毫無疑問,看門狗是智能化儀器儀表中的重要組成部分之一

12、,它對于保障儀器的可靠運行具有十分重要的意義,通常的看門狗設計主要指硬件看門狗，它多采用專門的看門狗芯片如MAX705實現(xiàn),主要完成諸如上電復位、手動復位及掉電復位等功能。據(jù)實驗，看門狗技術一般可以檢出98%的故障七、物聯(lián)網(wǎng)世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。由此，顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。它是各種感知技術的廣泛應用。物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類型傳感器，每個傳感器都是一個信息源，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同。傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實時性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷

13、更新數(shù)據(jù)。從技術架構上來看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡層和應用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關構成，包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標簽、RFID 標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)獲識別物體，采集信息的來源，其主要功能是識別物體，采集信息。網(wǎng)絡層由各種私有網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成，相當于人的神經(jīng)中樞和大腦，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求結合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應用。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)特性主要體現(xiàn)在其應用

14、領域內(nèi)，目前綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共安全、城市管理、遠程醫(yī)療、智能家居、智能交通和環(huán)境監(jiān)測等各個行業(yè)均有物聯(lián)網(wǎng)應用的嘗試，某些行業(yè)已經(jīng)積累一些成功的案例。心得體會：這個課程的學習讓人收獲頗多。嵌入式航標遙測監(jiān)控終端的研制這一專題讓我懂得了航標技術對支持水運、漁業(yè)、海洋開發(fā)和國防建設的重要作用，以及對各種航標的分類有了一定的了解，并使我對無線電航標未來的發(fā)展十分的看好。移動通信行業(yè)現(xiàn)狀這一專題讓我對移動通信的發(fā)展有了更加深入的了解，并對移動通信方面的知識有了更深的體會。水上助航設施信息化現(xiàn)狀及進展這一個專題讓我知道，隨著雷達、計算機、無線通訊、衛(wèi)星定位等現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，美、英、法、日等航

15、運大國充分利用現(xiàn)代電子和通信技術迅速提高了海事管理當局的服務和監(jiān)管水平，不過我相信，通過努力，我們國家也會趕上歐美發(fā)達國家的水平的。單片機應用系統(tǒng)開發(fā)與調(diào)試這個專題讓我知道了單片機系統(tǒng)開發(fā)的大致過程，為以后出去工作奠定了基礎。單片機應用系統(tǒng)抗干擾措施這一專題讓我增加了很多知識，讓我知道了實驗室的開發(fā)環(huán)境和實際的現(xiàn)場應用環(huán)境是有較大的不同的，所以必須要多反面從各個角度考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性?？撮T狗電路設計這個專題讓我知道看門狗電路在實際應用中的巨大作用，并且加深了對舊有知識的理解。物聯(lián)網(wǎng)這一專題讓我對物聯(lián)網(wǎng)有了全新的認識，它具有標準和互操作通信協(xié)議的自組織能力，它將與媒體互聯(lián)網(wǎng)、服務互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一道，構成未來互聯(lián)網(wǎng)。這學期開的專題課是非常有用的，上完專題課之后感覺非常棒，上課的老師都是很有實戰(zhàn)經(jīng)驗的優(yōu)秀老師，讓我們開拓了視野。老師們深入淺出的講解讓過去難懂的知識點一下子就變得明白了，并且給我們補充了很多