软件设计模式论文范文

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1 总体设计方案   本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT

本设计采用CAN总线作为数据采集与系统控制的通信方式，以ATMEL公司生产的AT91SAM9263 ARM芯片为主控单元，结合A/D转换技术、故障诊断专家系统实现某型火箭炮随动系统的故障检测。总体设计框图如图1所示。

数据采集单元由信号调理模块和A/D转换模块组成，其中信号调理模块用于模拟信号的放大、滤波和提高电路负载能力，A/D转换器完成模拟信号向数字信号的转换，ARM主控单元实现系统控制与故障诊断，数据采集单元与ARM系统控制与故障诊断模块之间以CAN 总线的方式进行通信，工作人员通过操作触摸屏显示界面完成故障检测。

2 系统硬件设计

2.1 数据采集单元

数据采集单元由信号调理电路和A/D转换模块组成，用于采集某型号火箭炮随动系统液压泵、高平机等被测部件的液压或气压的状态信号，其结构图如图2所示。

信号调理电路如图3所示，采用OP27运算放大器进行设计，它的作用是把传感器输入的信号进行放大，同时利用其输入阻抗高、输出阻抗小的特点以满足A/D转换芯片对驱动源阻抗的要求。

A/D转换电路将经过信号调理模块调理后的模拟信号转换为数字信号，文中选用TLC2543CN和STC89C52分别作为A/D采样芯片和微控制器[3]，其设计如图4所示。TLC2543CN是TI公司生产的12位串行模/数转换器，使用电容开关逐次逼近技术，12位分辨率，10 μs的转换时间，11路模拟输入，输出数据长度可通过编程调整[4]。A/D转换模块与51单片机之间以I2C总线的方式进行通信，只需要一条串行数据线SDA（DATA_OUT）和一条串行时钟线SCL（CLOCK），具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。　经信号调理后的11路模拟量数据分别通过端口NO0?NO10进入TLC2543CN进行A/D转换，TLC2543CN通过[CS]，DATA_INPUT，DATA_OUT，MEOC，I/O CLOCK这5个引脚与STC89C52单片机进行通信。为了减小外界环境及器件本身引入的噪声和扰动，提高系统的稳定性，在这5个信号与单片机之间进行光电耦合隔离处理。由于光信号的传送不需要共地，所以可将光耦器件两侧的地加以隔离，达到提高系统信噪比的作用，光耦隔离器件选用Avago Technologies 生产的6N137，电路如图5所示。需要注意的是，电路板中6N137两端的电源不能共用，否则起不到隔离的作用。

2.2 CAN总线通信模块

数据采集单元和ARM系统控制与故障诊断模块之间以CAN总线的方式进行数据通信和控制。CAN总线具有可靠性高、实时性强、较强的抗电磁干扰能力、传输距离远等特点，尤其适用于随动系统传感器多、各检测点信息交换频繁和干扰源复杂的情况。CAN总线通信模块的实现有2种解决方案[5]：一类是采用带有片上CAN的微处理器，如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等；另一类是采用独立的CAN控制器，如Philips的SJA1000。考虑到应用的灵活性，本文采用独立的CAN控制器SJA1000。CAN总线通信模块结构框图如图6所示，选用STC89C52单片机作为CAN总线通信模块的微控制器，CAN总线控制器和收发器分别选用Philips公司生产的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN总线规范采用三层结构模型，STC89C52单片机用以实现应用层的功能，SJA1000和PCA82C250则分别对应于数据链路层和物理层。为了增强CAN总线通信模块的抗干扰能力，在CAN控制器与CAN收发器之间进行光电耦合隔离处理，与数据采集单元一样，本文也选用6N137进行处理。

CAN总线通信模块接口电路主要由4部分组成：微控制器STC89C52、独立CAN控制器SJA1000、光电隔离器件6N137和CAN总线收发器PCA82C250。微控制器STC89C52用于数据处理、实现对SJA1000的初始化、通过对SJA1000的控制实现数据接收和发送等通信任务；独立CAN控制器SJA1000和收发器PCA82C250经过简单总线连接可实现数据链路层和物理层的全部功能。STC89C52通过DATA_INPUT向TLC2543CN发送一定格式的指令，在DATA_OUT引脚可获取到A/D转换的数据；由于SJA1000的数据线与地址线是共用的，所以将STC89C52的P0口与AD0?AD7直接连接的同时，还要将地址锁存信号线ALE进行连接，以便区分在同一时刻AD线上传递的是地址还是数据；SJA1000的中断管脚INT连接单片机的外部中断INT0；MODE管脚与高电平VCC连接以选择Intel模式；为了保证上电复位的可靠，复位电路采用IMP708芯片进行智能控制，IMP708芯片集看门狗定时器、掉电检测电路、电源监控电路等于一体，保证SJA1000芯片的可靠运行；RX0和TX0是数据的收发管脚，经光电耦合器件6N137后连接到CAN收发器上，用以电气隔离；PCA82C250有3种工作模式：高速、斜率控制和待机，本文选择斜率控制模式，通过在Rs引脚与地之间接一个100 kΩ的电阻来实现；为了消除在通信电缆中的信号反射，提高网络节点的拓扑能力，需要在CAN总线两端接入两个120 Ω的终端电阻[5]。

2.3 系统控制与故障诊断模块

数据处理与系统控制模块采用ATMEL公司生产的AT91SAM9263 ARM芯片作为主控单元，以触摸屏作为人机交互方式完成系统控制和故障诊断。AT91SAM9263主频 200 MHz；内置CAN总线控制器，全面支持CAN2.0A和CAN2.0B协议；内置TFT/STN LCD控制器，支持3.5～17英寸TFT?LCD 液晶屏，最高分辨率可达2 048×2 048。考虑到系统的可扩展性，本文将系统控制与故障诊断模块单独成板。技术保障人员可以通过操作触摸屏上显示的人机交互界面完成对随动系统的故障检测。

3 系统软件设计

系统软件设计主要分为A/D转换模块、数据 处理模块、CAN总线通信模块和系统控制与故障诊断模块4部分。主流程图如图7所示，首先对STC89C52单片机进行初始化，包括CAN总线工作方式的选择、验收滤波方式的设置、验收屏蔽寄存器和验收代码寄存器的设置、波特率参数设置、中断允许寄存器的设置以及A/D转换模块的初始化等；当单片机接收到故障检测命令时，进行A/D采样，然后由单片机对采集到的数据进行处理，通过量值转换得到实际的工况数据；最后由CAN总线通信模块将数据传输到系统控制与故障诊断模块进行故障检测，诊断结果由触摸屏显示以指导维修人员进行现场维修。

3.1 A/D转换模块软件设计

A/D转换模块程序设计流程图如图8所示。

3.2 数据处理模块软件设计

数据采集过程中难免受到噪声的影响，为了保证采到数据的准确性，可以对其进行一定的算法处理。本文在故障检测时，对同一采样点进行5次采样，然后用快速排序算法对这5个数据进行排序，取中值作为故障检测的有效数据，以减小误差带来的影响。采集到的数据与实际值之间成严格的线性关系，将采集到的数据值乘以系数K即可获得实际的工况数据，其流程图如图9所示。

3.3 CAN总线通信模块软件设计

CAN总线通信模块的程序设计主要分为初始化、数据发送和数据接收3个部分：

（1） 初始化。CAN总线初始化主要是对通信参数进行设置，通过对时钟分频寄存器、验收码寄存器、验收屏蔽寄存器、总线定时寄存器和输出控制寄存器的配置实现对CAN总线工作模式、接收报文的验收码、验收屏蔽码、波特率和输出模式的配置和定义[7]。值得注意的是，这些寄存器的配置需要在复位模式下进行，因此在初始化前应确保系统已进入复位状态。　（2） 数据发送。本文采用查询方式，进行CAN总线的数据发送，首先应将CAN总线的发送中断禁能。发送数据前，主控制器轮询SJA1000状态寄存器的发送缓冲器状态位TBS以检查发送缓冲器是否被锁定，若发送缓冲器被锁定，则CPU等待，直到发送缓冲器被释放，然后将从现场采集到的数据发送到发送缓冲区并置位命令寄存器的发送请求位TR，此时SJA1000将向总线发送数据。数据发送流程图如图10所示。

（3） 数据接收。同数据发送一样，本文采用查询方式进行数据的接收，也应将CAN总线的发送中断禁能。主控制器轮询SJA1000状态寄存器接收缓冲状态标志RBS以检查接收缓冲器是否已满，若未满则主控制器继续当前的任务直到检查到接收缓冲器已满，读出缓冲区中的报文，然后通过置位命令寄存器的RRB位释放接收缓冲器内存空间。数据接收流程图如图11所示。

3.4 系统控制与故障诊断模块软件设计

系统控制与故障诊断模块是在Linux平台下利用Qt SDK开发完成的，数据库采用嵌入式系统中广泛采用关系型数据库SQLite[8]。软件采用模块化设计思想，包括显示界面、系统控制、检测数据库和故障诊断等4部分。系统界面基于QT/GUI开发，用于故障检测结果显示、调取数据库辅助人工诊断等人机交互；系统控制模块用于系统启动与关闭、初始化及多线程处理；检测数据库用于对专家系统中经验知识、故障诊断规则集进行组织、检索和维护，及用于存储系统采集的工况参数；故障诊断模块是该检测装置核心，本文利用故障诊断专家系统对随动系统进行故障诊断，给出诊断结果。考虑到故障诊断的实时性要求，程序采用多线程编程来实现。

图10 CAN总线数据发送程序设计流程图

图11 CAN总线数据接收程序设计流程图

4 结 语

为了测试随动系统故障检测装置在各种情况下的故障检测能力， 本文通过人为制造故障的方式对该系统进行了大量实验。在反复的实验中，该系统均能正确定位故障，充分验证系统的可靠性和稳定性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片为核心基于CAN总线随动系统故障检测装置，可实现对随动系统液压、气压、电压等工况参数的测量，经故障诊断专家系统的推理，实现以自动故障诊断为主、人工诊断为辅的故障检测。文中采用的CAN总线通信方式使整个系统简洁紧凑、具有较强的抗干扰能力和实时性，这种CAN总线通信方案不但可用于随动系统故障检测装置的研发，还可推广至其他模拟量信号的机电设备故障检测，尤其是多机组的分布式状态监测与故障诊断中，具有非常实用的应用前景。

参考文献   本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT

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省属高校的软件工程专业多脱胎于计算机科学与技术学科，在研究生人才培养模式上受限于计算机科学与技术研究生培养模式。部分高校甚至于采用同计算机专业研究生实施无差别培养方式，这一根本性原因带来诸多问题。

1．人才培养方向目标定位不清晰

软件工程专业硕士应当仅限于软件工程师的培养。软件工程具有极强的工科属性，其人才培养，除软件工程科学硕士和计算机科学技术一样，可培 研究型人才外，专业学位应当清晰定位于培养具有软件工程必备基础知识，在软件工程某一领域具有较强专业知识与技能的工程师。

2．师资比较缺乏，尤其是双师型师资缺乏

软件工程正式成为独立的学科时间相对较短，软件工程师资大多来源于计算机科学与技术专业。计算机科学与技术专业可以胜任软件工程基础课程，但这部分教师往往缺乏工程实际经验，在教学中往往表现为重理论轻实践。省属高校十分缺乏来自软件企业一线的项目经理以上的技术管理人员充任实践课程教师。

3．培养模式陈旧，不适应国家教育部要求

由于全日制软件工程专业学位研究生2009年才在全国开展，很多高校沿用学术型学位研究生培养模式，忽视了国家对专业学位研究生培养要求中的专业实践能力的培养，未能很好地开展专业实践教学。

4．课程设置陈旧，不适应软件企业的人才需求

大多数高校软件工程研究生课程设置大多套用计算机科学与技术专业的课程设置，未体现软件工程学科特点。原因主要是因为师资缺乏、招生规模较小，出于节约培养成本的考虑。

二、一种实用的软件工程全日制工程硕士培养解决方案

四川师范大学作为四川省属高校中最早开设计算机科学与技术、软件工程本科生培养的院校之一，在软件工程工程硕士培养的诸多问题上，做了一些有益探索与研究，针对性地提出了一套适合于省属高校软件工程全日制工程硕士培养的解决方案，希望能为同类型高校提供人才培养的借鉴。研究生培养方案的制定，重点需要解决课程体系设置、培养流程规划与控制。对专业学位研究生而言，还需要解决专业实践能力的培养与训练这一关键问题。

1．课程体系设置

软件工程学科正式确立的两个标志性文件是2004年IEEE推出的软件工程知识体(SWEBOK)和软件工程教育知识体(SEEK)。两个文件内容相近，都包含了软件工程核心类的知识领域、基础类或前导类的知识领域，以及其他相关领域的知识。软件工程研究生的培养从原则上说应遵循上述两个文件，围绕上述知识领域进行教学。但由于这两个文件将软件工程的知识体系划分为知识点，各领域之间必然存在重复和交叠。在课程设置上无法照搬上述两个文件。以SEEK为基础，我们对软件工程的课程设置进行规划。整个课程设置被分为五个层次，分别为工程基础课程、计算机基础课程、软件工程核心课程、扩展课程和实践课程，如图1所示。课程开设顺序大体按照五个层次由低到高依次开展。其中，工程基础课程提供软件工程所需数学理论基础、外语能力培养、软件工程文档写作、论文写作基本功训练。计算机基础课程提供软件开发必须的计算机基础知识，如网络、算法和数据库知识。

相对于本科课程而言，此类课程讲授内容更深入全面。软件工程核心课程设置了高级软件工程、软件体系结构和软件测试与质量保证三门课程。高级软件工程侧重于软件分析与设计、软件工程过程、软件开发案例分析。软件体系结构侧重于结构风格、案例研究、共享信息系统、结构描述、结构的分析与评估、特定领域的软件体系结构和流行的软件体系结构等。软件测试与质量保证着重于软件质量的改进，讨论如何提高软件质量的方法。扩展课程包含系列领域知识课程，研究生可根据研究方向选择两门;软件开发工具讲授最新流行的软件开发、过程管理所需要的软件工具的使用，以实践教学为主。软件开发新技术研讨课程以讲座形式开展，教师和学生均可作为一个专题的主讲。实践课程包含校内实践、校外实践和毕业设计三个环节。

2．培养流程与实施

教育部明文规定，专业学位研究生学制原则上为两年，同时要求应届本科生进行专业实践不少于一年。一般来说，研究生在校课程学习时间应有一年左右，加上专业实践的一年，如何合理安排学习计划，在两年内完成培养环节成了一个现实的重要问题。我校以周为单位制定了四川师范大学软件工程专业学位研究生培养流程，如表1所示:上表规划了研究生培养中的几个关键环节，依次为报到入学、课程学习、校内实践、校外实践、开题、毕业设计、论文写作和送审答辩。第一学期研究生主要是课程学习，同时在校内导师指导下开展文献阅读和编程能力锻炼。第二学期前半学期结束理论课程的学习。后半学期和暑期开展校内实践和毕业设计开题工作。第三学期研究生到实习基地进行校外实践。从第二学期后半段和整个第三学期，学生在专业实践的同时，需完成毕业设计。从第二个寒假开始直到第四学期前六周，研究生完成毕业论文的初稿。从第七周开始，进行论文修改、、盲评和答辩工作。

从培养流程表可以看出，这种安排具有两个显著特点。一是理论课程学习安排在一个半学期完成，二是实践课程分为校内实践和校外实践。研究生理论课程学习任务并不重，完全可压缩到一学期半，同时可为实践提供更多时间。校内实践非常有必要。由于是省属高校学生大多能力一般，为保障学生进入企业能融入研发团队从事技术工作，必须先期培训其实践能力。这种安排时间较为紧凑，也比较合理，符合专业学位研究生侧重于实践能力培养的要求，也在两年的学制内确保了研究生的实践时间不少于36周。

三、专业实践能力的培养与训练

软件开发能力是软件工程专业硕士必备的核心能力，其能力培养既是对前端课程学习效果的检验，也是后端毕业设计和就业的必然需要。我校将软件工程专业硕士实践能力培养融入了众多环节。从前期的实验型课程教学，到中期的校内实践、再到后期的校外实践和毕业设计。实验型课程教学解决软件设计开发的基础技能，校内实践解决中小规模软件设计开发能力，校外实践和毕业设计解决中大规模软件设计能力。

1．实验型课程教学

包含软件工具的使用训练、软件开发环境的搭建、软件开发案例分析和新技术研讨。软件工具的使用训练学生单个软件开发工具的使用，如项目管理软件Project、开发文档化软件Rational、软件测试工具LOADRUNNER、QTP、TD等。由于这些工具结构分散，还需进行开发环境的搭建训练。开发环境搭建训练内容一为搭建基于微软的VSTS和VisualStudio的开发平台，适合．net方向;内容二位、为搭建基于IBMRSA和Eclipse的开发平台，适合J2EE方向。软件开发案例分析中研究生将自己放在决策者的角度来思考项目所涉及到的具体问题，增强了学生的实际应对能力。新技术研讨促进学生或主动或被动地掌握了一些新兴技术，拓宽了技术领域。

2．校内软件开发实践

采用项目驱动形式开展。要求研究生必须申报各类实际的软件开发项目，如四川省苗子工程、学校研究生科研创新项目、学院研究生科研创先项目。研究生可组织本科生参与项目实施，但必须任项目组长，在项目中担任核心角色，完成软件需求文档审定、软件架构设计、软件详细设计、大部分编码工作、测试方案制定等重要工作。

3．校外软件开发实践

在上述环节经历后，研究生已经掌握中小规模软件开发的基本技能，此时将研究生派到实习基地，实战参与企业软件开发项目。其实践由校内导师和企业导师共同负责。前期技能的培养已保证研究生胜任企业中一般性的软件开发角色。

4．毕业设计

研究生在校内和校外实践的36周中，还需要同时进行毕业设计的开题、实施。研究生可结合企业实习工作完成毕业设计。专业实践的考核分为定期汇报和实践环节结束汇报两种形式。研究生应每隔两个月集中汇报一次实习期工作心得，取得的成绩等。实践结束时在全院公开汇报，其成绩作为实践课程成绩。

四、结论

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论文关键词：GPRS，SIM300模块，短消息，AT指令，S3C44B0，GPS

 

1 引言

随着社会经济的发展和科学技术的进步，人们对各种场所的安全越来越关注并提出了更高的要求。但是传统的安防设备成本比较高、实时性不强、集中管理控制困难等情况。本文基于ARM7、GPRS无线网络和GPS全球定位系统技术开发出一种实时、无线、便于管理、成本低廉的主动性全球性定位监控报警系统。该系统体积小，灵活性好，性价比高，空间扩展功能强。

GPRS是通用分组无线业务(GeneralPacketRadioService)的英文简称，目的是为GSM用户提供分组形式的无线数据传输业务，实现数据分组收发，用户永远在线，保证数据传输的实时性，接入速度快，并按流量计费，有效的降低服务成本。

2系统总体结构

全球定位监控报警系统主要由S3C44B0作为主控器，GPRS、GPS、图像叠加模块、人机接口模块、传感器模块作为硬件与S3C44B0进行通信，由S3C44B0对各个部分进行统一管理控制，从而实现各项功能。本文主要研究GPRS与处理器协调工作这方面，全球定位监控报警系统组成框图如下图l所示。

系统工作流程如下：首先通过人机接口模块按照实际报警监控要求对系统进行初始设置，并开放相应的端口进行监控。系统在运行过程中如果遇到异常情况将通过传感器模块感应传送给S3C44B0处理器，处理器收到感应信息后，将信号进行采集并进行初步的处理，再通过GPS模块接收来自卫星的导航电文，并对电文摘要可通过GPRS对系统进行反馈控制，实现实时监控。

图l 全球定位监控报警系统组成框图

3系统硬件组成和功能

3．1　S3C44B0处理器模块

S3C44B0是Samsung公司推出的一款高性能、低功耗的16/32位RISC内核ARM7TDMI微处理器。为了降低系统成本及外围器件数目，S3C44B0在ARM7TDMI核的基础上，扩展了一系列的外围器件，主要包括CPU单元、系统时钟管理单元、存储单元和系统功能接口单元。片上集成具体的功能部件有8KB的cache、外部扩充存储器控制器、LCD控制器、带有1个LCD专用DMA通道、2个通用DMA通道，2个带外部请求引脚的DMA、2个带有握手协议的UART、1个同步SIO接口、1个I2C总线控制器、5个PWM定时器、1个内部定时器、1个看门狗定时器、71个通用可编程I/O口、8个外部中断源、8路10位ADC、具有日历功能的RTC、PLL倍频器、功耗控制模式有正常、低、休眠和停止等。

3.2 SIM300模块

SIM300模块是SIMCOM公司研制的GSM／GPRS通信产品，SIM300模块体积小，性能可靠,内嵌有强大的TCP/IP协议，集成了完整的射频电路和GSM的基带处理器，主要为语音传输、短信息和数据业务提供无线接口，适合于开发一些GSM／GPRS的无线应用产品。SIM300提供标准的RS232串行接口，实现了语音、SMS、数据和传真信息的高速传输，本设计使用SIM300全串口通信。

3.2.1 SIM300模块电源电路

电源对模块非常重要，一旦在电源上产生扰动、干扰，都可能造成SIM300模块的死机，模块在发送的时候电流约2A，因此在电源电路设计时模块的供电电流应该有大于2A 的裕量，功率应大于8W的裕量，电源线应该尽量宽、走线尽量短以便减小线路阻抗增强电源的稳定性。

为了提高模块的抗干扰能力，最好在PCB板与模块金属屏蔽罩相接触的地方大面积铺地并露铜，并使模块屏蔽罩与PCB露铜部分接触良好；在外部输入电源与模块系统间串入感性器件以达到更好的干扰抑制效果，而在电池与模块系统间不要串接任何器件，以避免对电池供电系统造成影响；如果采用多层板，电源走线最好走外层，以利于PCB板的散热。电源电路设计如下图2所示：

图2 电源电路

3.2.2 SIM300模块SIM卡连接电路

SIM300模块的SIM卡接口电路支持外部SIM卡，可直接与1.8 V和3.0 V的SIM卡连接，采用I2C总线结构，通过串行时钟线和串行数据线完成串口数据传输，其时钟线时钟频率为13MHz/4；串行数据线接一个10K电阻上拉到SIM卡电源上，以保证数据传输的正确性,为了对静电的抑制，在SIMRST、SIMCLK、SIMDAT三线上分别串入的10K电阻进行抗传导型干扰。SIM卡连接电路设计如下图3所示：

图3 SIM卡连接电路

3.2.3SIM300模块启动电路

SIM300模块的启动方式是通过控制PWRKEY管脚，在该管脚上产生一个一段时间的低电平，然后在PWRKEY引脚产生高阻态或高电平进行启动，模块启动后将发送RDY信号通知模块已经启动。启动电路设计如下图4所示：

图4 启动电路

3.2.4 SIM300模块指示电路

SIM300模块的指示电路主要包括网络状态指示电路和模块来电指示电路。指示电路的设计如下图5所示：

图5 网络状态指示电路来电指示电路

4系统软件设计与实现

GSM\GPRS在全球定位监控报警系统中软件设计主要是通过ARM7对SIM300模块发送AT指令进行控制和传送信息，AT指令的执行过程需要ARM7与模块交互应答完成，每一次发送或接收的字节有严格的规定。

收发短信模式主要Text模式和PDU二种模式，Text模式主要是以纯文本方式发送信息，在国内很少被采用。PDU模式编码的短消息不仅可以发送英文短消息，也可以发送中文短消息，被普遍采用。当ARM7通过SIM300发送中文短消息时应注意以下几个问题：(1)ARM7是以ASCII编码的形式发送所有AT指令的指令符号、常数、指令结束符、PDU数据包符号等；(2)在ARM7控制SIM300模块工作时，必须通过AT指令“AT+CMGF=0”把模块的短信息工作模式设置为PDU模式，以PDU编码方式发送短消息；(3)ARM7发送每一条AT指令后，必须立即发送回车符的ASCII码0DH，如果缺少回车符，模块将不能识别指令；(4)ARM7发送中文短信息时，发送的是汉字的Unicode编码，可以通过Unicode编码表查出要发送汉字的Unicode码进行发送，适用于发送汉字信息较少且固定的情况；也可以借助汉字GB-2312码与Unicode码转换表，利用函数在ARM编译系统生成的GB-2312码转换成汉字的Unicode码进行发送。

GSM\GPRS在全球定位监控报警系统中软件设计，软件采用C语言编写，在ADS下调试编译，软件流程如下图6所示：

图6 软件流程框图

5结束语

SIM300模块在全球定位监控报警系统能够方便、快速地完成各种有效传感信息的传送，经过多次实际使用验证表明，SIM300模块在全球定位监控报警系统中应用具有优良的稳定性、可靠性和性价比，是当前改善监控报警系统的广泛性和智能性的有效途径。本系统可广泛应用在工业、农业等多种远程监控领域中，具有较大的市场价值。

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1.1　研究背景

目前，纵观全国各地高校，学位论文管理系统得以广泛实现应用，有一些学院依旧用手工录入的方式进行管理；经过仔细对比，很多高校使用WEB方式进行论文管理时的相关操作，在功能上及相应的业务流程比较相似；都使用较简单的方式，如都使用论文提交、审核，及搜索模块，基本上来说都没有题目选择或者导师互动等模块。在本课题在这些基础上，加入前期论文题目及导师的互动选择功能，从而使得论文的各个过程都能在网上进行，从而方便了审核人员，导师和学生。在线的论文指导（站内短信）功能可以导师和学生进行方便地进行沟通和交流，另外在线修改功能也能避免线下修改造成的纸张和时间的浪费。

1.2　研究内容

做为一个涉及多个权限用户的系统，这就需要对用户信息数据进行处理，再加载不同的用界面。根据该论文系统需求特点，要求平台建立在网络的基础上，尽可能地使论文的整个过程方便，简单，界面更加友好。整个过程首先由有相应论文指导权限的教师上传可供学生选择的标题，教师所在的单位审查通过后，便开始了基于该网络平台的互动论文选择过程，学生以志愿的方式选择相应的论文标题进行申请，然后相应教师对申请学生进行选择，系统接着对结果进行处理。处理完成后，落选双方进行第二次双向选择，最终完成选题的过程。然后教师与学生论文写作过程，进行开题报告，正文写作等过程，最后教师对论文进行评分。就是基于上面这一个论文过程，进行仔细分析，最后开发出这个系统。

1.3论文综合管理系统的开发环境

1.3.1　LAMP（LINUX+APACH+MYSQL+PHP）

网站主体采用执行效率极高的PHP开发，使用AJAX技术辅助，数据库方面采用与PHP之最佳组合MYSQL，web服务器和操作系统则采用apache和linux，这就是所谓的LAMP建站方案。

2　相关技术综述

2.1　PHP编程技术介绍

PHP是一种公开源代码！运行在服务器端的嵌入式脚本语言，允许程序员将语言嵌入HTML文件当中，并且PHP对不同的技术提供了编程环境与接口，利用它可以方便地开发各种功能完备！交互性强的动态页面，为网站建设提供了简单！实用的解决方案：

2.2　MySQL数据库技术介绍

MySQL是一个精巧的SQL数据库管理系统，虽然它不是开放源代码的产品，但在某些情况下你可以自由使用。由于它的强大功能、灵活性、丰富的应用编程接口（API）以及精巧的系统结构，受到了广大自由软件爱好者甚至是商业软件用户的青睐。

2.3　开发环境

LAMP即操作系统：　LINUX，web服务器：　APACHE，数据库：MYSQL，服务器端脚本PHP的第一个字母组合。LAMP通过多年的发展，迅速由草根阶层走出来，在世界范围的层面，一旦谈及WEB服务器标准，人们就会自然谈到LAMP。也正是因为LAMP都是开源的组件，不断完善其兼容性，它们的应该场合越来越广泛，普遍。并成为一个相当强大的WEB平台。

2.4　B/S体系与三层配置模式

B/S结构从逻辑上讲分为四个层次：客户机、Web服务器、应用服务器、数据服务器。客户机主要负责人机交互，Web服务器主要负责对客户端应用程序的集中管理，应用服务器主要负责应用逻辑的集中管理，它也可以根据其处理的具体业务不同而分为多个；数据服务器则主要负责数据的存储和组织、数据库的分布式管理、数据库的备份和同步等等。

2.5开发方法：原型法开发

3　系统设计与实现

3.1系统需求分析

本系统作为一套论文综合管理系统，在使用过程中主要呈现出了以下几个特点：

1）系统是根据具有本学院特色的论文管理模式进行编写的，具有通用性，同时也更具有个性化的特点，以方便学院师生论文操作和提高论文效率为核心，采用以管理与先进的计算机网络技术相结合。

2）规范的软件结构搭配先进的软件开发技术。该文管理系统基于B/S结构，并根据软件设计的思想，运用了标准化，模块化，网络化等技术，使得整个系统可靠性，适应性，维护性及安全性得到了很好的保障。

3）方便友好的用户界面。系统采用的浏览界面更加的友好，更加的清晰，布局也更加的合理，无论是那一种角色用户得能方便地操作，提高了他们使用系统完成任务的效率，最大化地使用户得到好的用户体验。

3.2系统设计目标

本系统设计的根本就是为了使得整个论文过程网络化，提高过程的完成效率，减少人工成本，提高论文信息的查询、纪录等工作的速度，使得论文的整个流程更加地完善。以便更加方便、直接、快捷地为我院师生提供服务。

3.3设计方案

3.5系统描述

该文系统的核心任务是论文的过程管理，它包含了系统管理的多个方面，内容上比较复杂、广泛，必须使得系统核心任务十分稳定，并且与系统其它模块的协作也要十分稳定，流畅。论文系统功能主要包括：论文，人员，以往论文，新闻，系统内短信等功能模块；及能根据系统赋予的角色权限对相应的信息进行相应的查询、统计、修改等操作的功能。

其中核心的论文管理行为包括：

1）本系统的院系管理员负责管理系统各种信息。管理教师和学生用户的论文操作权限；

2）非管理员用户只能检索、查看系统相关资料信息。

4　总结

论文综合管理系统的开发不仅仅是一个网站制作的过程，更重要的是在系统分析和设计阶段所做的工作。在这过程中，我充分利用了网站开发上的灵活和效率高的特点，应用PHP和MYSQL数据库以LAMP架构开发本系统。

在系统的设计过程中，本对系统的设计的过程越来越清晰，也更加熟悉PHP的程序应用，对系统整体的架构设计，模块划，页面的整体布局设计也有了更深的认识，为更好地学习，工作打下更加坚实的基础。

参考文献：

[1]　清华大学图书馆学位论文描述元数据规范课题组.学位论文资源分析报告[J].http：//cdls.nstl.gov.cn/cdls2/w3c/2003/SpcMetadata/387298，（AccessedMar.19，2005）：12-20.

[2]　朱红.学位论文管理系统的分析与实现[J].四川理工学院学报：自然科学版，2006，19（5）：124-126.

[3]　冯建华.数据库系统设计与管理[M].北京：清华大学出版社，2007，5：40-57，100-120　.

[4]　Andy　Harris.PHP　5　/MySQL　Programming　for　the　Absolute　Beginner　（For　the　Absolute　Beginner）　（Paperback）　[M].10-180.

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随着现代信息技术的迅猛发展，网络技术在教育中的应用日益广泛和深入，特别是Internet与校园网的接轨，为中小学教育提供了丰富的资源，使网络教学真正成为现实，同时也为中小学教育开辟了广阔的前景。陈至立部长在全国中小学信息技术教育工作会议上指出：“全国实施中小学'校校通'工程，努力实现基础教育的跨越式发展。”“‘校校通’工程的目标是用5年到10年时间，加强信息基础设施和信息资源建设，使全国90%左右独立建制的中小学校能够上网，使中小学师生都能共享网上资源，提高中小学的教育教学质量。”“校校通”工程的启动和发展，给中小学教学带来革新的机会，为学科教学信息化奠定了物质基础。如何有效地利用网上的资源，建构基于网络的现代教学模式是一个迫切研究的问题，而开展网络教学模式研究的重要理论基础之一就是网络教学的设计与评价。因此，开展网络教学的设计与评价的探索与实践研究有着十分重要的意义。

一、课题研究背景

(一)国内外的研究现状

1、网络教学的设计理论与方法的研究缺乏系统性

通过对国内外有关的学术刊物(如《电化教育研究》、《中国电化教育》、《EducationalTechnology》等)、教育网站和国际国内有关学术会议(GCCCE、ICCE、CBE等)的论文集进行分析，网络教学的设计研究主要是关于建构主义学习环境的设计和协作学习的设计等方面，缺乏系统的研究。可以说，网络教学的设计理论的研究还处于初级阶段，还有很多问题需要去研究和探索。例如，在网络环境下如何利用网络资源进行主动学习、利用虚拟情境进行探究学习、利用通讯工具进行协商学习、利用工具进行创造学习的设计以及教师指导性活动的设计等方面，都值得我们去研究。

2、网络教学的评价研究才刚刚起步

随着Internet应用的普及，网络教学已成为一种重要的教学手段和教学场所。然而，与传统教学相比，网络教学的质量保证体系却显得不够完善、健全。如何保证网络教学的质量，建立一个行之有效的网络教学评价模型，已成为网络教学研究的一个重要课题。时至2000年，教育部批准全国31所高校建立网络教育学院，但却没有制定出如何保证网络教育质量的相关政策。美国国家教育政策研究所(TheInstituteForHigherEducationPolicy)于2000年4月也发表了一份名为"在线教育质量：远程互联网教育成功应用的标准"的报告，然而，这些文章(报告)也仅仅是描述性的定义网络教学的评价指标，而对如何组织评价、如何获取定量数据、评价数据如何促进教学等方面则很少涉及。目前，网络教学的支撑平台中的学习评价模块往往只含有测试部分，而缺乏相应的分析与反馈。

(二)课题研究的意义

1、促进网络教学的发展，提高网络教学的质量

由于网络教学可以实现信息资源共享，在网上组织最优秀的教材和教法，使学习者在网上可以学到最新的知识，因此是教学改革发展的方向。通过本项目的研究与实践，使网络教学更能为学习者提供一个建构主义的学习环境，充分体现学生的首创精神，学生有更多的机会在不同情境下去运用他们所学的知识，而且学生可以根据自身的行动的反馈来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案，从而提供网络教学的质量。2、寻找利用计算机技术和网络技术实现学生远程交互自主学习的教学设计的技术解决方案

3、完善和发展教学设计理论

网络环境下的教学与传统教学，不仅是教学环境的不同，在教学内容、教学手段、教学传播形式上都有本质的区别。通过本项目的研究，能够解决网络环境下，教学如何进行教学设计，如何调控教学过程，如何有效实施教学活动以达成教学目标，是对教学设计理论的完善和发展。

二、课题研究内容

(一)研究的主要内容

1、网络教学设计理论体系的研究

包括教学目标的设计、建构性学习环境的设计、学习情境的设计、学习资源的设计、学生自主学习活动的设计、学生协作学习活动的设计、教师指导性活动的设计、学习评价工具的设计等。

2、基于网络环境下的教学策略与教学模式的研究

(1)网络教学策略的研究，如网络环境下的教学内容组织策略、网络环境下的教学情景营造策略、网络环境下的教学对话组织策略、网络环境下的的课堂管理策略等

(2)网络教学模式的研究，如项目化学习模式、探索性学习模式、研究性学习模式等

3、网络教学评价的内容体系、方法、步骤与模型的研究

4、网络教学设计系统软件的开发与应用

5、网络教学评价系统软件的开发与应用

根据上述研究内容，总课题下设如下子课题：

1、网络教学设计与教学评价的理论研究(谢幼如、李克东)

2、网络教学资源的开发(邓文新)

3、网络教学设计与教学评价系统的开发(柯清超)

4、Web课程的教学过程设计及支持系统的研究(陈品德)

5、网络教学设计与教学评价理论的应用研究(余红)

(二)课题的研究目标

本项目的研究目标是：运用现代教学理论与建构主义学习理论，通过教学改革与实验，探索网络教学的设计与评价的理论和方法，开发相配套的网络教学的设计和评价系统软件，探索普通中小学利用网络资源进行网络教学的途径与方法。

(三)预期成果形式

1、论文与专著

发表有关网络教学的设计与评价的一系列学术论文，出版专著《网络教学的设计与评价》。

2、电脑软件

开发《网络教学设计系统软件》和《网络教学评价系统软件》，制作《网络教学设计》专题教学(学习)网站，建立《教学设计》多媒体资源库。

三、研究方法与技术路线

(一)研究方法与步骤

本项目的研究主要采用行动研究、实验研究、评价研究等方法。

对于较大规模的教学设计与教学模式的试验研究，将采用行动研究方法。

对于个别带有创新性的，能提出重要见解的小范围的教学研究，则通过建立科学的假设，采用实验研究的方法。

关于教学模式的评价和有关教学效果的分析，则采用评价研究方法。

研究步骤如下：

2002年5月-2002年8月，收集资料，建立模型

2002年9月-2003年1月，开发软件

2004年2月-2004年8月，教学试验，评价修改

2005年9月-2005年12月，扩大试验，归纳总结

(二)关键技术

1、基于网络的协作化设计思维工具的通讯模型的构建；

2、教学设计系统中师生教学活动的可视化表示与分析；

3、网络教学的教学评价模型的构建；

4、网络教学过程中学习反应信息的自动采集与处理。

四、课题研究价值

(一)创新点

1、建立网络教学设计的理论体系与方法。

2、建立基于网络环境的各类教学评价指标体系。

3、开发出操作性强、具有实际应用价值的网络教学的设计工具和评价系统软件。

(二)理论意义

传统的教学设计是应用系统方法分析和研究教学的问题和需求，确立解决他们的方法与步骤，并对教学结果作出评价的一种计划过程与操作程序。现代教学设计理论已经不拘泥于系统论的理论基础，不强调对教学活动的绝对控制，逐渐放弃呆板的设计模式，开始强调教学设计的关系性、灵活性和实时性，从而更加有利于学生的创新精神和实践能力。本课题的理论成果将完善和发展传统的教学设计理论与方法。

(三)应用价值

1、通过课题的研究与实践，总结并形成基于网络环境下学科教学设计的理论与方法，优化中小学课堂教学结构。

2、通过课题的研究与实践，探索并总结信息化时代如何改革传统的思想和模式，使学生学会利用网络资源进行学习的方法和经验。

3、通过课题的研究与实践，探索普通中小学利用网络资源的途径与方法，形成一批优秀的网络教学课例。4、通过课题的研究与实践，开发出具有应用推广价值的网络教学的设计工具和评价系统软件。

五、研究基础

(一)已有相关成果

1、曾于93年、97年两度获得国家级优秀教学成果奖，其中《多媒体组合教学设计的理论与实践》项目的成果在全国的大中小学广泛应用，《多媒体组合教学设计》(李克东、谢幼如编著，科学出版社)多次再版发行。

2、出版的《多媒体教学软件设计》(含教材与光碟)(谢幼如等编著，电子工业出版社，1999年)、《多媒体教学软件设计与制作》(含教材与光碟)(李克东、谢幼如、柯清超编著，中央广播电视大学出版社，2000年)和《信息技术与学科教学整合》(李克东、谢幼如、柯清超等，万方数据电子出版社，2001年)在全国广泛应用。

3、97年《多媒体技术在基础教育改革中的应用实验研究》和《小学语文"四结合"教学改革试验研究》获国家教委全国师范院校面向基础教育改革科学研究优秀成果二等奖。

4、承担国家"九五"重点科技攻关项目《计算机辅助教学软件研制开发与应用》(简称96-750)《小学语文科学小品文》、《小学语文古诗欣赏》、《小学语文扩展阅读》、《初中语文新诗赏析》四个子课题的研制与开发，4个项目6张光盘全部通过教育部组织的专家组鉴定，被评为优秀软件，并由北京师范大学出版社和电子工业出版社出版，在国内及东南亚地区发行。

5、2000年所完成的《学习反应信息分析系统》获广东省高等学校优秀多媒体教学软件一等奖，并出版专著《学习反应信息的处理方法与应用》(谢幼如、李克东著，暨南大学出版社，1999年)。

(二)研究条件

华南师范大学教育技术学科是国家级重点学科，华南师范大学教育信息技术学院是"211工程"重点建设学科单位，我国的教育技术学博士点之一。华南师范大学教育技术研究所拥有从事计算机教育应用研究的人员近30名，其中包括教授2名、副教授5名、讲师8名、博士研究生4名和硕士研究生近15名。他们在长期的研究工作中，对各种多媒体教学软件、网络教学应用软件、学科教学工具、资源库管理应用系统进行了深入的研究与探索，并已取得了实质性的进展和成果。本研究所拥有先进的计算机软件开发实验室两个、国家级的多媒体教学软件制作基地一个，在国内教育技术领域方面处于领先地位。

(三)参考文献

1、《多媒体组合教学设计》，李克东、谢幼如编著，科学出版社，1992年第一版、1994年第二版

2、《多媒体教学软件设计》谢幼如等编著，电子工业出版社，1999年

3、《信息技术与学科教学整合》，李克东、谢幼如主编，万方数据电子出版社，2001年

4、《学习反应信息的处理方法与应用》，谢幼如、李克东著，暨南大学出版社，1999年

5、《GlobalEducationOntheNet》，高等教育出版社、Springer出版社，1999年

6、《教学设计原理》，R.M.加涅、L.J.布里格斯、W.W.韦杰著，华东师范大学出版社，1999年

7、《新型教学模式的探索》，谢幼如编著，北京师范大学出版社，1998年

8、全球华人计算机教育应用大会(GCCCE)第一届至第五届论文集，1997年(广州)、1998年(香港)、1999年(澳门)、2000年(新加坡)、2001年(台北)

9、《改善学习--2001中小学信息技术教育国际研讨会论文选编》，吉林教育出版社，2001年

10、《认知过程的评估》，J.P.戴斯、J.A.纳格利尔里、J.R.柯尔比著，华东师范大学出版社，1999年

11、《教育技术学研究方法》，李克东编著，北京师范大学出版社，2002年

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近年来，随着我国软件产业的快速发展，软件工程硕士培养也取得了长足的进步。在取得进步的同时，软件工程硕士培养也存在巨大的挑战：现有的软件工程硕士培养过程存在着重视理论和技术、轻视实践、忽视运作（指推广应用和运营）等问题。其特点是：①在办学机制上，基本是以学校为中心，缺乏与产业和社会的沟通和互动；②在教学方法上，以教师为中心，以课堂讲授为主，以理论考试成绩评价学生学习；③在师资建设方面，片面强调高学历、高学位，缺乏对教师产业背景和工程实践经验的要求；④在课程设置上，以学科为导向，强调知识的完备性和系统性；⑤在评价体系上，注重学生理论学习和考试成绩，缺乏对实践能力的考核。但为了解决上述问题，又走向了另外一个极端，出现了片面强调实践环节、不重视理论基础、忽视“运作”的问题，从而造成理论和实践之间的比重摇摆不定、没有一个既定的方针、按下葫芦浮起瓢的局面。因此，探索一条新的符合产业发展要求的新型软件工程硕士培养模式，就必须从解决上述“脱节”着手。

2借鉴CDIO工程教育模式，提出SE-CDIO方法

鉴于传统的软件工程硕士培养过程存在从理论到技术、从技术到生产、从生产到运行的脱节，CDIO工程教育模式强调以产品从构思研发到运行的生命全过程指导教学过程，这与软件工程硕士培养需求非常吻合。为此，我们结合国情和软件工程人才培养的要求，将CDIO工程教育模式与软件工程相结合，提出了软件工程硕士培养的SE-CDIO方法（SE是软件工程的英文缩写），实施软件工程硕士培养的改革与创新。SE-CDIO方法的内涵是让学生经历从理论到技术、从技术到生产、从生产到运营的全过程。进一步说，它是与软件生命周期紧密结合而提出的软件工程人才培养模式，以软件生命周期为载体，集构思（理论）、设计（技术）、实现（落实）和运作（推广应用和运营）于一体，让学生主动地、实践地、各阶段有机联系地学习，经历从理论到技术、从技术到生产、从生产到运营的全过程，让理论、技术、实践、运营各部分按比例协调发展，并能根据实际情况动态调整。具体而言，各阶段的要求如下：（1）构思阶段（C）：运用软件工程原理，构思学生毕业论文所需研发的项目。该项目要求与学生的实际工作背景相关，在分析、思考、讨论和调研的基础上，进行可行性研究和需求分析，并按照国家标准《GB/T8567—2006计算机软件文档编制规范》（以下简称国标）的要求完成《软件需求规格说明》等相关文档的编制。（2）设计阶段（D）：运用软件工程方法，完成软件系统的设计，包括软件体系结构设计、构件设计、数据库设计和接口设计，从而进一步加深学生对软件工程原理、方法和技术的理解和再认识，并按照国标完成《软件设计说明》等相关文档的编制。（3）实现阶段（I）：在计算机上完全实现软件系统并完成所有测试。本阶段培养学生的实干精神、工程能力和团队精神，并按照国标完成软件测试报告软件产品规格说明等相关文档的编制，完成全部源代码的编写。（4）运作阶段（O）：实现软件系统的运营，包括建立应用、营销和服务渠道，让系统投入实际应用，培养学生的市场能力和服务能力，最后完成软件产品运作总结（国标没有规定，由教师确定写作大纲）及其他相关文档。

3软件工程硕士培养过程

SE-CDIO为指导的软件工程硕士人才培养过程由构思、设计、实现、运作4个活动组成。需要说明的是，Petri网是1962年由德国科学家C.A.Petri在博士论文《用自动机通信》中创立的一种网状结构，被称为“Petri网”[7]。Petri网是一个四元组Σ=(P,T,F,M)，其中：①P∪T≠f，习惯称P为库所集，T为变迁集；②P∩T=f；③F(P×T)∪(T×P)，称F为流关系；④映射M：P{0,1,2,3}称为Petri网的一个标识。通常用M0表示Petri网的初始标识。通常，为了图形化的直观表示接口Petri网，用圆圈表示P中的元素，用矩形框表示T中的元素，用有向边表示F中的元素，若（x,y）∈F，则从x到y画一条有向边。

3.1构思活动的细化过程

构思活动输入“研发项目的想法”，输出“软件需求规格说明”，其细化过程如图1所示。具体而言，选择需求分析方法是指学生可以选择采用面向对象分析方法，或结构化分析方法，对研发项目进行需求分析。若采用面向对象的需求分析方法，则业务需求描述需采用活动图，给出具体的业务流程；功能需求分析需采用用例图和用例说明，给出具体的功能需求描述；数据需求分析需采用概念类图，给出具体的数据需求描述；非功能性需求分析需采用文本方式，给出具体的非功能需求描述。若采用结构化的需求分析方法，则业务需求描述需采用流程图，给出具体的业务流程；功能需求分析需采用数据流图和数据字典，给出具体的功能需求描述；数据需求分析需采用IPO（inputprocessoutput）图，给出具体的数据需求描述；非功能性需求分析需采用文本方式，给出具体的非功能需求描述。

3.2设计活动的细化过程

设计活动输入“软件需求规格说明”，输出“软件设计说明”，其细化过程如图2所示。具体而言，选择设计方法是指学生可以选择采用面向对象的设计方法，或结构化的设计方法，对研发项目进行设计。若采用面向对象的设计方法，则总体设计需采用包图给出系统的体系结构设计；功能模块设计包含两个子活动：功能结构设计和功能设计，其中，功能结构设计也需采用包图给出具体模块的结构设计。功能设计包含3个任务：类图设计、时序图设计、核心处理流程设计（活动图给出）。若采用结构化的设计方法，则需采用层次结构图（即H图）给出系统的体系结构设计；功能模块设计包含两个子活动功能结构设计和功能设计，其中，功能结构设计也需采用层次结构图给出具体模块的结构设计；功能设计包含3个任务：输入数据设计、输出数据设计、处理数据设计，并给出处理流程图。需要说明的是，学生选择的需要分析方法必须与选择的设计方法保持一致。也就是说，不允许在构思阶段选择结构化需求分析方法，但在设计阶段选择面向对象的设计方法。

3.3实现活动的细化过程

实现活动输入“软件设计说明”，输出“软件产品”，其细化过程如图3所示。首先，依据“软件设计说明”，选择合适的程序设计语言。随后，对各功能模块进行并行编码实现。再经过单元测试、功能测试、系统测试和验证测试，以最终完成软件产品的开发。

3.4运作活动的细化过程

运作活动输入“软件产品”，输出“软件变更记录”“用户手册”“客户满意度测试报告”。其细化的过程如图4所示。具体而言，变更管理和版本管理是指学生就试运行阶段和产品维护阶段产生的问题，对系统进行设计优化及编码改进。为方便对整个项目的监控，在改进的同时进行变更控制及版本控制，并产生“软件变更记录”。用户培训要求学生编写“用户手册”辅助产品使用者了解产品。试运行阶段是指学生将产品移植到用户使用环境中进行测试。若测试结果表明存在问题，学生需进入设计优化阶段对产品进行变更，为了使开发过程高效且可控，学生需进行变更控制。若测试结果良好，产品进入阶段。后用户将产品使用中出现的问题反馈给学生，学生需根据问题进行软件维护。软件维护包含纠错性维护、适应性维护、完善性维护及预防性维护多个方面，每个方面都会涉及对软件的改进和演化。在改进和演化同时产生版本的变更，为此学生需进行版本控制；根据需要定期向用户发送“顾客满意度调查表”，收集相关意见和建议；分析产品或体系存在的问题，识别改进时机、改进地方及宜采用的纠正和预防措施，并编写“客户满意度测试报告”；当项目组对项目进展进行内部审核结束后，软件开发过程正式结束。此时学生需要整理开发过程中产生的文档，将其归档，以作日后类似产品开发的参考及借鉴，最后完成软件产品运作总结。

4结语

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根据社会科学文献出版社发行的《中国动漫产业发展报告（2012）》：2011年，中国游戏市场实际销售收入446.1亿元人民币，其中网络游戏销售收入428.5亿元、移动游戏销售收入17亿元，同比增长率为34%。面对快速增加的游戏产品，游戏玩家对游戏质量、游戏可玩性、游戏交互性、游戏美工、服务水平等均提出了更高的要求。游戏品质的提高，需要更多的人力和财力投入，也需要更多的游戏研发专业人才。未来十年，我国的动漫游戏及周边等产业链人才需求在100万以上。人才不足的问题正制约着中国游戏产业进一步发展。

由于市场对游戏软件开发人才的大量需求，自2006年以来，一些高校陆续开办了游戏软件专业。但目前中国还处于游专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net戏教育的初期阶段，还未形成有深度、成体系的教育模式，国内还没有形成一个公认的、较为完善的游戏软件专业学历教育体系，培养的人才往往不能满足企业需要。高等教育培养的游戏人才与企业需求脱钩，人才质量急需提高。

1 高校游戏软件人才培养的差异

高校游戏软件专业人才培养主要分为本科和高职高专两个层面，可以概括为复合型人才培养与技能型人才培养两个方面。

1.1 复合型人才培养模式

本科人才培养强调学生基础知识扎实，知识面广，知识结构系统化。以国内某大学游戏软件专业人才培养目标为例，其要求学生系统掌握游戏设计基本理论和基本方法，熟练掌握游戏开发的基本技术和工具，熟悉游戏设计流程，具有先进的游戏设计理念、游戏设计思想，熟悉各种游戏类型及其设计风格，具有扎实游戏编程功底和良好逻辑思维习惯，具有创新游戏策划思想，具备一定的审美能力和艺术素养。

从培养目标看，本科注重对学生综合素质的培养，对学生个人而言，拓展的空间比较大。但是在有限的学习时间内学习涉及科学、艺术、文学等领域的多门课程，并融会贯通是非常困难的，容易出现理论强、实践弱，专业内容全面通晓但无一精通的局面。培养的人才知识全面，但实用性不足，学生不能较好地适应企业工作，在工作中还要重新进行专项学习。

国外高校在游戏专业人才培养方面，很少采用大而全的模式，即包括策划、美术、程序、测试、管理、运营和服务等整个游戏产业链，而是采用了小而精的模式，依据自身优势确定专业方向，把特色作为立足之本。

1.2 技能型人才培养模式

高职高专人才培养强调学生具有一定的专业基础知识，具备较强的实践动手能力，培养目标是技能性人才，教学模式具有周期短、实践性强，注重校企合作的特点。教学内容与企业用人要求紧密结合，按照社会职业分工与岗位职业能力要求确定培养目标，学习内容与产业直接接轨，使学生能更快地适应工作岗位要求。

以某高职院校游戏软件专业人才培养目标为例，其要求学生掌握游戏开发和维护的基础知识，掌握游戏开发专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net所需的基本技能和工具，掌握一定的游戏开发所需的数学和三维图形技术知识，具备游戏项目制作的基本能力。

从培养目标看，高职高专注重对学生职业技能的培养。对学生个人而言，能够实现快速就业，迅速融入企业工作。但是由于学习针对性强，培养时间短，只能学到有限的游戏设计经验和操作技能，即使进人游戏行业也只能适应相对层次较低的劳动，今后的发展空间有限。

目前围内高职教育由于普遍缺乏师资与设备，很多院校对游戏设计专业还处于探索研究阶段，即使开设的院校也基本是以原有的动漫、软件专业为基础，进行适度的改造而成，教学体系还不成熟，教学质量较低。

2 实用复合型人才培养

游戏软件设计是集科学、艺术、文学、心理学于一体的综合性艺术设计。一个优秀的游戏软件设计者不但具有良好的艺术修养及计算机应用能力，还必须了解玩家的心理及玩家的期望，使得游戏场景和游戏角色能够吸引玩家。所以游戏设计在人才培养方面要注重复合型人才培养，将传统的艺术教育、计算机教育进行整合，进行交叉学科研究。游戏研发又是一个分工明确，应用性要求较高的行业。这就要求高校在培养人才方面，既要掌握一定专业理论知识，又具备较强游戏设计能力，还具有较高的综合素质，探索一条培养实用复合型人才的切实可行之路。

2.1 培养目标

实用复合型人才的培养目标是具备较高综合素质，具备一定创新能力和较强的游戏软件应用开发能力的人才，这既要区别于本科学术理论型人才，又要区别于高职高专技能型人才。实用复合型人才培养要脱离传统的学科本位思考，对知识体系的系统性和完整性要根据行业需求和发展进行重构，在培养方案中注重突出学生的知识、能力、素质结构，体现教学的应用性、针对性、系统性、前瞻性。

游戏专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net研发通常包含游戏策划、游戏美术、程序设计、游戏测试、游戏运营与维护等5个环节。每个环节都包含若干岗位。程序设计环节就包含游戏引擎程序员、人工智能程序员、网络程序员等多个岗位。因此需要对游戏企业进行实际调研，倾听企业的用人要求，与业内专家深入交流，掌握企业软件研发人员的岗位设置、工作任务与能力要求，明确了企业用人标准，确定专业定位与人才培养目标。

通过调研和相关的研究，实用复合型人才基本素质方面需要具备理解和掌握本专业的基础知识和基本技能，了解游戏软件开发的流程，具有一定的艺术基础与计算机专业素质，具有良好的团队协作精神，具有一定创新设计能力，能从事游戏软件开发方面的工作。

具体应用开发能力方面，要充分体现面向岗位、划分方向、一专多能的思想，即了解手机游戏、网页游戏、客户端网络游戏的开发方法，精通其中一种类型游戏的开发工具和技能，熟悉一款游戏引擎，能够胜任相关游戏软件研发工程师的工作。

2.2 课程体系

设置原则：课程开发按照企业工作过程中活动与知识的关系来设计课程，按照工作过程的需要来选择知识，以工作任务为中心整合理论与实践，培养学生完成工作任务的能力。课程开发还必须具有一定的前瞻性，以体现课程体系的科学 性和创新性，使学生毕业后能够快速适应新形势。在具体的课程设置中，要重新对教学内容进行整合排序，强调模块化、特色化，注重应用性。

课程主线与模块构成：参照实用复合型人才培养目标，考虑企业用人需求，将课程体系分为通识教育课、专业基础课、专业核心课、专业实践课、素质拓展课5大模块。

课程体系的定位以游戏软件开发理论与技术为核心，构建一条以培养游戏设计开发能力为主线的核心课程序列，并将通识教育、素质拓展等课程有机地贯穿到专业教学和实践过程中。从通识教育课和专业基础课出发，为学生从事游戏开发打下扎实的学科基础，然后进入能力培养为主线的专业核心课程；辅以全程的素质拓展课和专业实践课，让学生对游戏开发所需的专业理论和专业技术进行全面了解，让学生掌握从一个游戏构想到最终设计实现的整个开发过程。

（1）通识教育课主要包括：高等数学、线性代数、概率与数理统计、英语、大学计算机基础等。

（2）专业基础课：c++程序设计、数据结构、操作系统、计算机网络、数据库原理、软件工程、计算机组成原理、游戏设计概论等。

（3）专业核心课：游戏引擎分析与应用、手机游戏设计、Flash游戏设计、网页游戏设计、游戏算法设计、游戏架构设计、游戏测试技术等。

（4）专业实践课：游戏策划课程设计、游戏算法课程设计、数据库应用课程设计、手机操作系统课程设计、手机游戏设计实训、Flash游戏设计实训、网页游戏设计实训等。

（5）素质拓展课：艺术概论、素描与色彩、平面设计基础、游戏美术设计、创造力培养、游戏推广与运营等。

2.3 实践教学

实践教学是培养实用复合型人才的重要环节，也是强化学生动手能力、实际工作能力，提高职业能力的重要手段。注重学生在课程实验、课程设计、实训等专业实践中的设计性和创造性的锻炼，培养学生综合应用知识能力、团队意识与协作精神。

课程实专业提供论文写作、写作论文的服务，欢迎光临dylw.net验通过数量多、针对性强的小实验，来巩固所学的课程知识点；课程设计通过小型项目实践，检查学生对所学课程的整体掌握程度；实训通过大型综合性项目设计，模拟企业工作过程，要求学生以小组形式，综合应用多门专业课知识，自主协作完成实训项目。通过多种类型的实践教学，使学生在独立解决问题的过程中理解、应用进而扩展知识，通过不断地尝试和创新，寻求最优解决方案，从而掌握知识和积累经验，培养创新思维和自主学习能力；在与同学的互动过程中，亲身体验实际项目开发过程，形成团队意识，训练协作沟通能力，培养职业素质和专业能力。

除校内实践教学以外，校外实训也必不可少。校外实训是对校内学习的有益补充，通常在最后一个学年安排学生到企业进行顶岗实习。在校外实训基地，学生以员工标准完成企业分配的工作任务，参加企业实际项目，由“企业教师”对学生进行岗位技能指导。这对学生积累实际工作经验，完善知识结构，提升职业能力有极大的帮助。

实践教学必须秉承“走出去，请进来”的开放式教学模式，校企合作，共同制作实践教学方案，加强校内外实训基地建设。

2.4 教学方法与考核评价

不同行业其工作过程各有其特殊性，教学方法也应与之相适应。游戏行业工作过程中的每个环节都伴随着大量的创造性劳动。因此，教学过程不仅是知识的传授过程，更应该是训练学生思维，培养学生分析问题、解决问题能力的过程。如何在教学过程中，根据课程的性质和内容、施教对象，寻找合适的教学方法来提高教学的形象性、生动性、易懂性，是提高学生职业能力和创新能力的关键。

针对游戏软件专业学生应具备较强的应用开发能力和一定的创新能力的要求，教学中应摆脱传统照本宣科的教学方式，可以采用“案例教学、任务驱动”的方法。教师根据讲授课程，设计案例，激发学生学习兴趣，让学生主动学习；设计课程任务，让学生主动去做。

让学生学习由被动变主动。尤其是对于游戏引擎分析与应用、手机游戏设计等应用性较强的专业核心课程，更是应该通过案例设计、分工协作、专业竞赛等多种手段，让学生从学会做到擅长做，提高学习质量，培养综合能力。

与教学方法配套的考核评价也应讲行相应的修改，明确检验学生学习效果的标准，不能只是课程的考试成绩。考核的目的是对学生知识与技术掌握的评价，也是对教学效果的一种评估。号核方法对学生的学习也起着引导作用。考核方式要朝着有利于创新能力、实践能力、解决实际问题能力培养为原则进行改革，倡导多样化的号核方法。

在实际课程考核中，增加了对学生分析能力和操作能力的考核，注重学习过程和发展过程的评价，较为客观地检验学生课程学习效果。在教学过程中，要注意从学生表现出的学习积极性、创新能力、团队协作力、表达能力、作业和设计的完成质量等多方面综合评定学生成绩。评价者也可以多元化，教师评价、学生自评、小组评价相结合。

3 结语

关于游戏软件专业实用复合型人才培养模式研究，我们重点关注了学生综合素质、技能专长方面的培养，以及课程体系主线和教学内容模块化设置，强调实践教学，并提出教学方法和和考核评价机制的改革方法。但是要真正做到专业人才培养的科学化、系统化，还需要大量的软硬件投入、具有开发能力和创新能力的综合型教师队伍以及校企合作双方的长期通力合作。

参考文献：

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【编者按】：开题报告是指开题者对科研课题的一种文字说明材料。这是一种新的应用写作文体，这种文字体裁是随着现代科学研究活动计划性的增强和科研选题程序化管理的需要应运而生的。

随着现代信息技术的迅猛发展，网络技术在教育中的应用日益广泛和深入，特别是internet与校园网的接轨，为中小学教育提供了丰富的资源，使网络教学真正成为现实，同时也为中小学教育开辟了广阔的前景。陈至立部长在全国中小学信息技术教育工作会议上指出：“全国实施中小学校校通工程，努力实现基础教育的跨越式发展。”“‘校校通’工程的目标是用5年到10年时间，加强信息基础设施和信息资源建设，使全国90%左右独立建制的中小学校能够上网，使中小学师生都能共享网上资源，提高中小学的教育教学质量。”“校校通”工程的启动和发展，给中小学教学带来革新的机会，为学科教学信息化奠定了物质基础。如何有效地利用网上的资源，建构基于网络的现代教学模式是一个迫切研究的问题，而开展网络教学模式研究的重要理论基础之一就是网络教学的设计与评价。因此，开展网络教学的设计与评价的探索与实践研究有着十分重要的意义。

一、课题研究背景

(一)国内外的研究现状

1、网络教学的设计理论与方法的研究缺乏系统性

通过对国内外有关的学术刊物(如《电化教育研究》、《中国电化教育》、《educational technology》等)、教育网站和国际国内有关学术会议(gccce、icce、cbe等)的论文集进行分析，网络教学的设计研究主要是关于建构主义学习环境的设计和协作学习的设计等方面，缺乏系统的研究。可以说，网络教学的设计理论的研究还处于初级阶段，还有很多问题需要去研究和探索。例如，在网络环境下如何利用网络资源进行主动学习、利用虚拟情境进行探究学习、利用通讯工具进行协商学习、利用工具进行创造学习的设计以及教师指导性活动的设计等方面，都值得我们去研究。

2、网络教学的评价研究才刚刚起步

随着internet应用的普及，网络教学已成为一种重要的教学手段和教学场所。然而，与传统教学相比，网络教学的质量保证体系却显得不够完善、健全。如何保证网络教学的质量，建立一个行之有效的网络教学评价模型，已成为网络教学研究的一个重要课题。时至2000年，教育部批准全国31所高校建立网络教育学院，但却没有制定出如何保证网络教育质量的相关政策。美国国家教育政策研究所(the institute for higher education policy)于2000年4月也发表了一份名为在线教育质量：远程互联网教育成功应用的标准的报告，然而，这些文章(报告)也仅仅是描述性的定义网络教学的评价指标，而对如何组织评价、如何获取定量数据、评价数据如何促进教学等方面则很少涉及。目前，网络教学的支撑平台中的学习评价模块往往只含有测试部分，而缺乏相应的分析与反馈。

(二)课题研究的意义

1、促进网络教学的发展，提高网络教学的质量

由于网络教学可以实现信息资源共享，在网上组织最优秀的教材和教法，使学习者在网上可以学到最新的知识，因此是教学改革发展的方向。通过本项目的研究与实践，使网络教学更能为学习者提供一个建构主义的学习环境，充分体现学生的首创精神，学生有更多的机会在不同情境下去运用他们所学的知识，而且学生可以根据自身的行动的反馈来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案，从而提供网络教学的质量。

2、寻找利用计算机技术和网络技术实现学生远程交互自主学习的教学设计的技术解决方案

3、完善和发展教学设计理论

网络环境下的教学与传统教学，不仅是教学环境的不同，在教学内容、教学手段、教学传播形式上都有本质的区别。通过本项目的研究，能够解决网络环境下，教学如何进行教学设计，如何调控教学过程，如何有效实施教学活动以达成教学目标，是对教学设计理论的完善和发展。

二、课题研究内容

(一)研究的主要内容

1、网络教学设计理论体系的研究

包括教学目标的设计、建构性学习环境的设计、学习情境的设计、学习资源的设计、学生自主学习活动的设计、学生协作学习活动的设计、教师指导性活动的设计、学习评价工具的设计等。

2、基于网络环境下的教学策略与教学模式的研究

(1)网络教学策略的研究，如网络环境下的教学内容组织策略、网络环境下的教学情景营造策略、网络环境下的教学对话组织策略、网络环境下的的课堂管理策略等

(2)网络教学模式的研究，如项目化学习模式、探索性学习模式、研究性学习模式等

3、网络教学评价的内容体系、方法、步骤与模型的研究

4、网络教学设计系统软件的开发与应用

5、网络教学评价系统软件的开发与应用

根据上述研究内容，总课题下设如下子课题：

1、网络教学设计与教学评价的理论研究(谢幼如、李克东)

2、网络教学资源的开发(邓文新)

3、网络教学设计与教学评价系统的开发(柯清超)

4、web课程的教学过程设计及支持系统的研究(陈品德)

5、网络教学设计与教学评价理论的应用研究(余红)

(二)课题的研究目标

本项目的研究目标是：运用现代教学理论与建构主义学习理论，通过教学改革与实验，探索网络教学的设计与评价的理论和方法，开发相配套的网络教学的设计和评价系统软件，探索普通中小学利用网络资源进行网络教学的途径与方法。

(三)预期成果形式

1、论文与专著

发表有关网络教学的设计与评价的一系列学术论文，出版专著《网络教学的设计与评价》。

2、电脑软件

开发《网络教学设计系统软件》和《网络教学评价系统软件》，制作《网络教学设计》专题教学(学习)网站，建立《教学设计》多媒体资源库。

三、研究方法与技术路线

(一)研究方法与步骤

本项目的研究主要采用行动研究、实验研究、评价研究等方法。

对于较大规模的教学设计与教学模式的试验研究，将采用行动研究方法。

对于个别带有创新性的，能提出重要见解的小范围的教学研究，则通过建立科学的假设，采用实验研究的方法。

关于教学模式的评价和有关教学效果的分析，则采用评价研究方法。

研究步骤如下：

2002年5月-2002年8月，收集资料，建立模型

2002年9月-2003年1月，开发软件

2004年2月-2004年8月，教学试验，评价修改

2005年9月-2005年12月，扩大试验，归纳总结

(二)关键技术

1、基于网络的协作化设计思维工具的通讯模型的构建;

2、教学设计系统中师生教学活动的可视化表示与分析;

3、网络教学的教学评价模型的构建;

4、网络教学过程中学习反应信息的自动采集与处理。

四、课题研究价值

(一)创新点

1、建立网络教学设计的理论体系与方法。

2、建立基于网络环境的各类教学评价指标体系。

3、开发出操作性强、具有实际应用价值的网络教学的设计工具和评价系统软件。

(二)理论意义

传统的教学设计是应用系统方法分析和研究教学的问题和需求，确立解决他们的方法与步骤，并对教学结果作出评价的一种计划过程与操作程序。现代教学设计理论已经不拘泥于系统论的理论基础，不强调对教学活动的绝对控制，逐渐放弃呆板的设计模式，开始强调教学设计的关系性、灵活性和实时性，从而更加有利于学生的创新精神和实践能力。本课题的理论成果将完善和发展传统的教学设计理论与方法。

(三)应用价值

1、通过课题的研究与实践，总结并形成基于网络环境下学科教学设计的理论与方法，优化中小学课堂教学结构。

2、通过课题的研究与实践，探索并总结信息化时代如何改革传统的思想和模式，使学生学会利用网络资源进行学习的方法和经验。

3、通过课题的研究与实践，探索普通中小学利用网络资源的途径与方法，形成一批优秀的网络教学课例。

4、通过课题的研究与实践，开发出具有应用推广价值的网络教学的设计工具和评价系统软件。

五、研究基础

(一)已有相关成果

1、曾于93年、97年两度获得国家级优秀教学成果奖，其中《多媒体组合教学设计的理论与实践》项目的成果在全国的大中小学广泛应用，《多媒体组合教学设计》(李克东、谢幼如编著，科学出版社)多次再版发行。

2、出版的《多媒体教学软件设计》(含教材与光碟)(谢幼如等编著，电子工业出版社，1999年)、《多媒体教学软件设计与制作》(含教材与光碟)(李克东、谢幼如、柯清超编著，中央广播电视大学出版社，2000年)和《信息技术与学科教学整合》(李克东、谢幼如、柯清超等，万方数据电子出版社，2001年)在全国广泛应用。

3、97年《多媒体技术在基础教育改革中的应用实验研究》和《小学语文四结合教学改革试验研究》获国家教委全国师范院校面向基础教育改革科学研究优秀成果二等奖。

4、承担国家九五重点科技攻关项目《计算机辅助教学软件研制开发与应用》(简称96-750)《小学语文科学小品文》、《小学语文古诗欣赏》、《小学语文扩展阅读》、《初中语文新诗赏析》四个子课题的研制与开发，4个项目6张光盘全部通过教育部组织的专家组鉴定，被评为优秀软件，并由北京师范大学出版社和电子工业出版社出版，在国内及东南亚地区发行。

5、2000年所完成的《学习反应信息分析系统》获广东省高等学校优秀多媒体教学软件一等奖，并出版专著《学习反应信息的处理方法与应用》(谢幼如、李克东著，暨南大学出版社，1999年)。

(二)研究条件

华南师范大学教育技术学科是国家级重点学科，华南师范大学教育信息技术学院是211工程重点建设学科单位，我国的教育技术学博士点之一。华南师范大学教育技术研究所拥有从事计算机教育应用研究的人员近30名，其中包括教授2名、副教授5名、讲师8名、博士研究生4名和硕士研究生近15名。他们在长期的研究工作中，对各种多媒体教学软件、网络教学应用软件、学科教学工具、资源库管理应用系统进行了深入的研究与探索，并已取得了实质性的进展和成果。本研究所拥有先进的计算机软件开发实验室两个、国家级的多媒体教学软件制作基地一个，在国内教育技术领域方面处于领先地位。

(三)参考文献

1、《多媒体组合教学设计》，李克东、谢幼如编著，科学出版社，1992年第一版、1994年第二版

2、《多媒体教学软件设计》谢幼如等编著，电子工业出版社，1999年

3、《信息技术与学科教学整合》，李克东、谢幼如主编，万方数据电子出版社，2001年

4、《学习反应信息的处理方法与应用》，谢幼如、李克东著，暨南大学出版社，1999年

5、《global education on the net》，高等教育出版社、springer 出版社，1999年

6、《教学设计原理》，r.m.加涅、l.j.布里格斯、w.w.韦杰著，华东师范大学出版社，1999年

7、《新型教学模式的探索》，谢幼如编著，北京师范大学出版社，1998年

8、全球华人计算机教育应用大会(gccce)第一届至第五届论文集，1997年(广州)、1998年(香港)、1999年(澳门)、2000年(新加坡)、2001年(台北)

9、《改善学习--2001中小学信息技术教育国际研讨会论文选编》，吉林教育出版社，2001年

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【关键词】DSP；USB；声音信号；信号采集

1.引言

在智能交通系统的众多交通信息中，交通流特征参数信息是最根本的，它们通过车辆检测器来获取，这些特征参数的检测数据是交通管理部门制定政策、采取措施和对交通设施进行规划、设计的最为科学、客观的依据。本论文将声信号、大地振动信号作为测量和研究的对象，突破现有交通信息检测的固有思路，开辟了交通信息检测技术研究的新领域，对高速公路管理部门及时掌握高速公路交通流信息，快速地做出处理、救援、管理决策，减少事件造成的直接、间接损失，提高高速公路运营效率具有重大意义。在国内用声学信号对交通流特征进行处理的研究尚未见到报道。国际上只有日本在把声音信号作为对交通事故中视频信号的启动信号（在撞击和紧急刹车过程中产生了大强度，频率范围很大的声音信号，通过处理后可以作为为视频系统的启动信号）。美国用于军事上的智能地雷系统，其中的地雷装有声音处理装置，能够分辨敌我车型，使地雷具有智能化。而应用语音信号对于交通流特征进行提取，具有很强的新颖性，较高的学术价值及应用价值。本文介绍的就是基于DSP的声音采集系统的设计。

2.硬件系统设计

本系统的硬件原理框图如图1所示。主要包括数字信号采集与处理模块，信号传输模块，逻辑控制和地址转换模块。本系统中央处理器选TI公司的TMS320VC5402DSP芯片，它具有先进的多总线结构（1条程序总线、3条数据总线和4条地址总线）；40位算术逻辑运算单元（ALU），包括1个40位桶形移位寄存器和2个独立的40位累加器；比较、选择、存储单元（CSSU），用于加法/比较选择；指数编码器，可以在单个周期内计算40位累加器中数值的指数；双地址生成器，包括8个辅助寄存器和2个辅助寄存器算术运算单元（ARAR）；单指令重复和块指令重复操作；块存储器传送指令；32位长操作数指令；同时读入2或3个操作数指令；能并行存储和并行加载的算术指令；条件存储指令；从中断快速返回指令等特点，完全满足系统的设计需要。

2.1 数字信号采集与处理模块

上位机与目标DSP芯片的通信，通过JTAG接口来实现。JTAG接口通过瑞泰公司的仿真器与微机的并行接口连接，通过仿真器自带的CCS仿真软件进行系统调试，这种连接方式对DSP目标系统的实时性能没有较大的影响，能够保证测量系统调试时的方便性和可靠性。JTAG的接口电路比较简单，只需要根据仿真器上JTAG接口引脚对应连接即可，具体形式如图2所示。

本系统的数据采集模块利用的是TI公司生产的THS10064，它采用的是CMOS结构、10位精度、6MIPS采样率，可同时对四个单通道信号或两组差分信号进行采样；可工作于循环扫描方式对2、3或4个通道的信号进行采样；低功耗，最大功耗仅为216mW；内部参考电压和外部参考电压可选；微分非线性度1LSB；积分非线性度1LSB；工业温度级；采用的是TSSOP封装形式，能够缩小系统体积；与DSP能够直接相连，无需电压转换芯片。DSP与模数转换芯片A/D的具体连接如图3所示，图中的逻辑运算由可编程逻辑器件CPLD实现。A/D芯片的时钟由TMS320VC5402的多通道缓冲串行口MCBSP的时钟输出引脚BCLKX0提供，而BCLKX0的时钟频率可通过软件编程的方式设置，这样，即使A/D工作在6MHz时钟情况下，DSP仍能最高工作在100MHz的频率上，不影响对采集数据的处理，同时，由于A/D中有一个16字的FIFO，通过A/D内部的控制寄存器，可以减少DSP与A/D通信的次数，如每采样8或12个数值（存入FIFO），触发DSP与A/D进行通信，所以高速工作的DSP仍能与A/D通信，同时不影响DSP正常工作。

2.2 逻辑转换和地址粘合部分

本系统中的逻辑转换由Xilinx公司的CPLD XC95144完成，同时，其也包括信号采集逻辑，还包括了与USB接口芯片CY7C68013与DSP的地址粘合问题。逻辑控制部分在Xilinx公司集成开发环境ISE中运行，以原理图方式设计。这种设计的好处是最符合电路设计的预期效果，需要注意的是以这种方式设计出来的电路进度慢，只适合比较小的控制电路。由CPLD连接DSP的控制信号，让其与储存器，A/D，USB接口芯片实现逻辑连接，如图4、5、6所示。

2.3 数据传输部分

USB控制器CY7C68013内置增强型51单片机。CY7C68013固件程序烧写在E2PROM中，该器件选用的是型号为24LC64的EEPROM，其容量为8K字，在信号传输时采用philips公司的I2C协议。CY7C68013在KeiluVision2环境下就可实现对其烧写。其与USB接口芯片连接方式如图7所示。

EZ-USB FX2芯片包括1个8051处理器、一个串行接口引擎（SIE）、1个USB收发器、8KB片上RAM，4KB FIFO存储器以及一个通用可编程接口（GPIF），FX2 是一个全面解决方案，它占用更少的电路板空间，并缩短开发时间。由于CY7C68013的独特架构，使其满足USB收发器＋SIE＋MCU结构，能够完成从物理层、数据链路层到应用层的连接。CY7C68013与计算机用USB口连接，其连接方式如图8所示。

3.系统软件设计

本系统的软件设计主要包括：测量系统的软件设计、逻辑电路的软件设计、信号采集模块的软件设计和USB接口程序设计等4个部分。下面简要介绍一下测量系统的程序设计过程。

测量系统的程序编写主要包括DSP初始化程序、A/D初始化程序、与上位机通信程序、DSP预处理程序等。所有这些程序都存放在DSP的外扩FLASH中，系统上电后，程序自动加载到DSP中执行。这些程序的编写是在CCS2.0软件环境下，通过北京瑞泰创新公司的仿真器进行调试。

测量系统上电后，FLASH中的系统程序自动加载到DSP中，系统开始运行，主机运行主机端程序，二者通过微机串口进行通信。DSP的初始化程序对系统必需的寄存器和标志位设置初始值，如状态寄存器ST0和ST1、处理器模式状态寄存器PMST、时钟模式寄存器、中断标志寄存器IFR、中断屏蔽寄存器IMR等，同时对多通道缓冲串行口MCBSP进行初始化，设置串口时钟的输出频率，供A/D转换器使用；然后测量系统进入采集处理状态，当一组数据采集完之后，DSP对其进行预处理，判断是否为有效数据.将其存入RAM中，由CPLD控制，通过USB芯片，转入上位机中。

4.结束语

本系统具有很强的新颖性，对高速公路管理部门及时掌握高速公路交通流信息，快速地做出处理、救援、管理决策，减少事件造成的直接、间接损失，提高高速公路运营效率具有重大意义。

参考文献

[1]白婧敏,曾水平.基于DSP的声音采集系统硬件设计[J].微计算机信息,2010(26).

[2]张冬玲,王良红.基于DSP的微弱信号检测采集系统设计[J].微计算机信息,2005(3).

[3]Texas Instruments Incorporated,TMS320C54x系列DSP的CPU与外设[M].北京:清华大学出版社,2006.

[4]陈炳权.基于TMS320VC5409型DSP+XC3S400