航天航空技术范文

导语：如何才能写好一篇航天航空技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：焊接技术；航空航天工业；应用

焊接技术是链接技术中的一部分，是航空航天工业紧密器件制造中补课或缺的技术。在现代生产中，各种新型焊接技术的广泛引用，极大地简化了航空航天中各类构件的加工，节省了生产材料，提升了生产效率。随着焊接技术的不断进步，航天飞机的重量得到了坚强，同时也为航天飞机及其器件的设计提供了技术支持，带动了航天飞机整体性能的提升。文章将对焊接技术在航空航天工业中的应用研究

1 航空航天工业常见焊接技术

1.1 电子束焊技术

在真空环境下，将高速电子流聚焦后对准工件进行缝接，而这时电子束的动能转化为热能，将金属工件熔合，这种焊接方法就称为电子束焊（ EBW）。它也是一种高能束流加工技术，与其它焊接技术相比具有很多优点，例如：能量密度高、焊接深宽比大、变形小、精度高，还可以自动控制等。电子焊接技术这些优势，使得它在航空、航天、电子、核工业等产业方面应用广泛。将电子束焊接技术运用于航空制造业中，使得制造飞机发动机更加精密，质量更加先进，也使得很多零件的减重设计、异种材料或者难以整体加工的零件材料的焊接得以实现。在航空航天产业方面，最重要的技术就是焊接零件具备高强度、低重量和稳定性的特点，而电子束焊接恰好解决了这一问题。由此可见，在航天航空领域，电子束焊接已经成为一项必不可少的技术。

1.2 激光焊技术

激光技术首先依靠偏光镜反射装置，将激光束聚焦在工件上，利用光束产生的巨大能量，瞬间就可以将工件熔化和蒸发，这种技术就是激光焊接。激光焊所需的装置较为简单，焊接时能量密度高、精确度高，工件变形小，而且可以焊接难熔零件等，这种技术在室温或特殊条件下都可以进行。在对飞机大蒙皮和附件进行拼接时，经常用到激光焊技术。早在1970年左右，美国就将激光焊技术运用于航空航天工业中。他们制造了一台15kW的CO2仿激光焊机弧光器，在生产飞机的各种零件和材料时运用了激光焊技术，对其进行焊接试验及提高工艺标准。空中客车公司生产的A340飞机，其零件中的全部铝合金内隔板都是利用激光焊接技术完成，使得机身重量有所，生产成本也得到降低。

1.3 搅拌摩擦焊技术

1991年，英国焊接研究所（英文简称为TWI），研发了一种新的固相连接技术，并将其命名为搅拌摩擦焊技术（英文简称为FSW）。该项技术是世界焊接技术发展史上研究历史最短但传播速度最快的焊接技术。它的工作原理是，通过一种非耗损的搅拌头，使其高速旋转，然后压入待焊界面，经过高速摩擦加热被焊金属界面从而产生热塑性。最后，零件在压力、推力和挤压力的共同作用下形成致密的金属间扩散连接。该项技术的特点是，焊接时无需材料、无飞溅、无需气体保护、零件损伤小等，由此也被称作当代最具革命性的焊接技术。例如，波音公司在生产C-17和C-130运输机时，也利用该技术焊接地板来代替紧固件连接，使得地板结构得到简化，生产成本得到降低。总而言之，搅拌摩擦焊技术将在未来的工业应用中发挥巨大的潜力。

1.4 扩散焊技术

扩散焊又称扩散连接，它是指在真空环境或者气体保护下，对母材加热至熔点以下，将两个或多个零件表面施加压力，使界面产生微观塑性变形形成紧密接触，保持某一温度使原子在界面扩散而，最终将零件连接到一起。使用该焊接方法，一次可焊接多个接头，零件的接头质量好、形变小，而且焊后无需机加工。由于这些优点，在直升飞机的钛合金旋翼桨毂、夹层风扇叶片、飞机大梁、发动机机匣、涡轮叶片等零件的生产制造过程中，扩散焊技术已经得到了广泛的运用。在航空航天领域，焊接技术已经成为了必不可少的重要连接技术，该技术的运用使得飞行器重量有所减轻，发动机质量有所提高，所以大大推动了航天航空产业的发展和生产技术的提高。很显然，我国航天航空工业在将来的发展中，离不开焊接技术。与此同时，该技术的运用也会推动航天航空工业的飞速发展。

2 焊接技术在航空航天工业中的应用―以电子束焊接技术为例

随着技术的不断进步，越来越多的先进焊接技术被研发出来，不仅可以有效地减轻航天航天结构的重量，更可以通过提供先进的技术支持，为航天航空飞机、发动机综合性能和整体性能的提升提供帮助。电子束焊接技术则是航空航天工业中普遍运用的一种焊接技术。

2.1 电子束焊接在发动机燃烧室中的应用

发动机燃烧室身部主要使用的是不锈钢焊接结构和铜胎上电铸金属。但是，在进行焊接时，由于受各自物理化学性能存在巨大差别，极大地增加了焊接难度，特别是在接头处记忆产生杂质。当存在较大的焊接应力时，接头处容易出现开裂。同时，在高温情况下，电铸层容易出现削弱，甚至剥离。此外，在采用电子束焊接时，也会受到来自电铸金属层的磁性的影响。因此，在采用电子束焊接技术进行焊接时，首先应对电铸金属层进行整体退磁，对电子束的路径进行磁场屏蔽处理。焊接时，主要采用高压型电子束焊机对燃烧室进行焊接。要尽量避免焊接时产生过多热量，避免变形，并尽可能的降低接头的应力，防止易熔夹层的形成，避免应高温而出现的结合力降低的情况，可以有效地避免开裂情况的出现。

2.2 电子束焊接在波纹管组合件中的应用

航空航天发动机产品中波纹管组合件是其重要组件之一。同时，也是需要利用电子束焊接技术进行焊接的重要部分。一般而言，多层金属波纹管是航天发动机的主要的动密封原件。多层金属波纹管作为动密封原件的主要优势在于不会出现卡滞现象，相对比较灵活。为此，保证运动灵活与良好气密性是波纹管组合件生产的关键所在，而这个环节需要通过焊接来实现。采用电子束焊接技术，可以有效地增强波纹管的接头强度，从而在尽可能避免变形的同时，保证焊接的美观和密封性。

2.3 电子束焊接在压力容器中的应用

在航空航天工业应用中，压力容器的主要用途在于对各种流体介质进行存储。压力容器质量的好坏，直接关系到空间系统的稳定性。电子束焊接在制造高质量压力容器中具有主导作用。在推进系统中，燃料储箱与气瓶是关键部件。根据有关部门的统计结果显示，压力容器的多发故障主要集中在气瓶焊缝处。因此，在进行焊接时，气瓶处焊接要求极高。采用电子束焊接时，可以通过单面焊双面成形，从设备和工艺的角度控制焊缝内外表面的咬边缺陷的出现。此外，随着近年来复核材料气瓶逐渐增多，其由内外两层构成。其中，内层为金属衬层，而外层的复合材料层。前者的作用在于气密作用，而后者的复核材料则主要承担大部分内压载荷。通过电子束焊接技术主要针对气瓶中的内层，即金属内衬进行焊接，这部分的金属一般采用钛合金或铝合金制作，因而相对比较薄。通过真空电子束可以更加精确的进行焊接，避免气孔缺陷。

3 结束语

焊接技术是航空航天领域的重要连接技术，它在促进航空航天制造技术的发展、实现飞行器的减重、高效中发挥着越来越重要的作用。可以预见，我国航空航天工业在突飞猛进的焊接技术的推动下定将取得快速发展。我们相信，随着技术焊接技术的不断进步，我国航空航天工业水平也将得到明显的提升。

参考文献

[1]王亚军，卢志军.焊接技术在航空航天工业中的应用和发展建议[J].航空制造技术，2008，16：26-31.

[2]马卓.先进焊接技术发展现状与趋势[J].科技创新与应用，2013，3：122.

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关键词：航空航天产业；技术效率；SFA；影响因素

一、 引言

目前测度产业生产率的方法主要是总量生产函数、随机前沿生产函数（Stochastic Frontier Production Function Method，SFA）和数据包络分析（Data Envelopment Analysis，DEA），适用于不同的条件，其中DEA法要求较高的数据准确性，SFA法考虑了随机误差对经济增长的影响，也允许存在无效率，能较好的模拟经济状况。由于航空航天产业在发展中存在随机扰动和不可观测因素，采用SFA法应该更为适用。

技术创新要素是产业创新要素的核心，创新组织要素和创新环境要素围绕着技术创新要素发挥作用。因此，文章采用SFA的方法对我国航空航天产业1995年～2011年的技术效率进行了测度，并分析了时间、地区特征、人力资本素质、研发投入、企业规模及制度等对技术效率的影响，为航空航天产业的发展和技术提升提供借鉴。

二、 模型与数据来源

1. 航空航天产业生产效率基础模型。文章采用Battese&Coelli（1995）提出的SFA模型 ，假定我国航空航天产业生产函数为CD生产函数，则随机前沿生产函数模型为：

Yit=A（t）K？琢itL？茁itevit-uit i=1，…，I；t=1，…，17（1）

两边取对数，（1）式变为：

lnYit=？子+？仔？子+？琢lnKit+？茁Lit+vit-uit （2）

其中，Yit、Kit、Lit分别是i省t年产业总产出、资本投入和劳动投入，？琢、？茁是资本、劳动的产出弹性；A（t）=e？子+？子？仔为t年各省市前沿技术进步水平，其中e？子是基年即1995年产业初始技术水平，？仔是前沿技术水平进步速度；vit-uit是随机扰动项：vit是经济系统自身存在的随机误差，服从对称正态分布，即vit～N（0，？啄2v）；uit是技术无效率项，服从单侧正态分布，即uit～N+（mit，？啄2u），mit是技术无效函数。

影响uit的因素很多，制度是重要的影响因素，此外还有企业规模、人力资本素质、研发投入、能源消耗状况、产业生命周期及产业密集度等。限于数据的可得性，将uit设定为人力资本素质、研发投入、企业规模和制度的函数，并考虑时间和地区因素：

mit=？渍+？兹t+？准1Locit+？准2Humit+？准3RDit+？准4Scaleit+？准5Systemit+wit i=1，…，I；t=1，…，17（3）

其中，？渍i（i=1，…，5）是技术无效率函数中第i个因素的截距项；t为时间趋势，系数？兹为正表明技术效率随时间的推移递减，反之亦然；Loc、Hum、RD、Scale和ystem是地区特征、人力资本素质、研发投入、企业规模和制度，系数？准i为正表明第i个因素对技术效率的作用是消极的，反之亦然。各个变量含义见表1。

（4）

式中？酌是指式（2）随机扰动项占技术无效率项的比重，？酌越趋近于1，前沿生产函数和技术无效函数的设定就越合理，采用随机前沿模型就更合适。

2. 数据来源与处理。文章主要数据来自《中国高技术产业统计年鉴》，航空航天产业的统计数据最早可至1995年，所以研究期间为1995年～2011年，样本是去除数据缺失较多的、海南、新疆、宁夏、云南、浙江、内蒙古以外的其他22个省市。此外，价格指数来自各年《中国统计年鉴》。

各指标数据选择及处理如下：

（1）总产出（Y）选取了能大体反映产业发展的当年价总产值，并采用以1995年为基期的各省市第二产业价格指数进行缩减以消除价格干扰。

（2）劳动（L）选取从业人员平均数，即年初就业人数与年末就业人数的均值。

（3）资本（K）的选取，1995～2005年为年末固定资产额，2006～2011年根据（5）式永续盘存法计算，即在上年折旧后加当年固定资产投资额。航空航天产业是高技术产业，资产提前报废、更新、淘汰的可能性较大，设备的技术损耗也会导致固定资产价值骤减，在借鉴会计上飞机、电子设备等折旧处理方式将折旧率取值15%。之后，用各省市固定资产投资价格指数将固定资产值统一折算到1995年不变价，其中广东缺乏的1995～2000年价格指数数据用地理和经济水平接近的福建替代。

Kit=Kit-1（1-）+Iit（5）

其中，Kit、Kit-1、、Iit分别是i省t年固定资本存量、i省 t-1年固定资本存量、固定资产折旧率和i省t年固定资产投资额。

（4）无效率因素：①地区特征，将22个省市分为东中西3个地区，分别取值1、2、3。②人力资本素质，是科学家和工程师占从业人员的比重。科学家和工程师知识水平高且实践经验丰富，是技术创新的主要贡献者，这一指标能大致反映产业人力资本水平。③研发投入，是R&D经费内部支出占主营业务收入的比重，涵盖了企业内部开展R&D活动的实际支出，能准确反映产业的R&D水平。其中，总产值以1995年为基期的第二产业价格指数进行了缩减。④企业规模，是产业总产值与企业数量的比值。产业内企业的数量是衡量市场结构和容量的重要指标，也能反映行业进入和退出的难度。⑤制度，用樊纲等（2011）的市场化进程指标来刻画，他从政府与市场关系、非国有经济发展、产品市场发育程度、要素市场发育程度、市场中介组织发育与法律制度环境5个方面综合测度了市场化进程，此外，用趋势外推法估算缺失的1995年、1996年、2010年及2011年的数据。

三、 实证结果及分析

利用Frontier4.1软件得出模型的参数估计值和检验结果，并得出各省市航空航天产业1995年～2011年的技术效率水平（见表2及表3）。

1. 航空航天产业生产函数分析。据表2的结果，LR统计检验值的显著性水平为1%，表明（1）式中误差项vit-uit复合结构明显， SFA法比OLS法更恰当；估计量？酌=0.612统计结果显著，表明技术无效率中随机误差项的影响高达61.2%、统计误差等不可控因素比例低，模型设定合理可靠，有必要分析技术效率未能充分发挥的原因。截距和时间趋势项系数为1.662和-0.061，表明1995年产业前沿技术进步水平为5.270（e1.662），之后以年均6.1%的速度下降。这可能的原因是：航空航天产业是国防科技工业中相对封闭、开放度小的行业，尽管十五大以来进行了改革，但科研、生产两张皮现象依旧存在，科技成果难以实现产业化；国防科技工业改革是渐进式的，这也有可能是改革过程中出现的无序状况。资本、劳动的弹性系数分别为0.350和0.712，表明劳动贡献度是资本的2倍。这也说明航空航天产业是知识密集型产业，科技人员在技术设备投入基础上进行产品的发明、实用新型和外观设计研发；重大技术R&D中需要大量科技人员长期持续的共同开发，劳动力及高科技人才作为稀缺要素发挥重要作用。此外，资本与劳动弹性系数之和大于1，表明产业具有容易形成规模报酬递增的特征。

技术无效函数中，时间趋势项系数值为-0.002，表明产业技术效率年均增加0.2%，但统计结果不显著。前沿技术下降伴随技术效率提高的原因可能是：①我国尚未形成自主创新的技术创新体制，还处于依赖国外先进技术的状态，如我国不具备生产涡轮风扇发动机或先进火控系统的能力；②产业部分是国防科技工业，具有公共产品的特征，会造成技术前沿下降的错觉。例如某些航空产品或军用航天器只是国防建设的需要，不参与市场流通，统计数据上无法显示。地区变量系数值为0.079，统计结果略微显著，表明东中西部地区产业技术效率呈现递减状态。

人力资本素质系数值为-0.010且统计结果较为显著，表明人力资本能积极提升产业技术效率，提高雇员中科学家和工程师人员的比重可以有效提高劳动生产率。Vandenbussche等（2006）的研究表明教育水平会使劳动力会对技术效率产生不同的影响，文章研究结果与其一致，表明科学家和工程师比重上升1%会提高1%技术效率水平，因为科学家和工程师具有较高的知识水平和丰富的实践经验。可见，航空航天产业吸收的劳动力具有较高的素质水平，对产业技术效率的提高做出了一定的贡献。

研发投入系数值为0.022且统计结果显著，表明研发投入对产业技术效率具有消极影响。研究期内各省市及全国水平的研发投入总体上涨，但研发绩效不高，这与钟卫等（2011）的研究结果一致，他认为在经济发展初期加大R&D投入能有效提高技术创新效率，但随着企业深入发展应重点调整经费投入结构。此外，航空航天产业企业大多由国家或国有控股，近年虽有下降但国有比例仍高达50%。虽然国有企业有规模、政府特许等优势，但激励却不充分。十五大以来中央对国防工业做出的多次部属是对改革的进一步延伸。

企业规模系数值为-0.134且统计结果显著，表明企业规模是积极的影响因素。产业具有高投入、高技术和高风险等特点，进入的企业都有一定的规模。研究期内各省市企业规模变化起伏：相对来说，黑龙江、江西、辽宁的企业规模曾较高（≥6亿元/企业）但变化急剧；大多数省市都在0～2之间。产业中大型企业比重不到20%，大中型企业比重在50%左右，并未形成良好的企业规模；此外，《2012年财富世界500强》排行榜中有12家航空公司，其中我国虽然有2家但上榜的中国航空工业集团公司在排名、主营业务收入和利润方面都与排名第一的波音公司差距较大。

制度系数值为-0.148且统计结果显著，是影响最大的因素。研究期内各省市市场化程度逐年提高，东部优于中部优于西部；位于沿海的广东、江苏、福建、上海等省市的市场化程度最高，而西部陕西、甘肃等省市只有发达地区的一半。1964年推行的三线建设将44项中的21项国防工业企业投放在西部，可见产业半数左右企业在西部地区；2001年实施的西部大开发政策一定程度上提高了西部省市的市场化程度，为产业发展提供良好的市场环境。

2. 航空航天产业技术效率分析。根据计算结果（见表3-1及表3-2）对产业技术效率从区域角度进行分析。

（1）航空航天产业技术效率总体分析。依据测算结果（表3），表明研究期内技术效率均值离效率前沿面较远，仅为0.472，即实际产出水平只占最优随机产出水平的47.2%（表明既定产出水平下能节约52.8%的投入）。可见，产业未能发掘现有科技资源和技术潜力，资源使用效率、管理水平及产业技术实际利用率低。尽管产业平均技术效率不高，但总体是逐年增长的。

（2）航空航天产业技术效率区域分析。由于地域禀赋、国家政策不同造成我国东中西部经济发展呈现东强西弱。产业区域技术效率的具体情况（见表4）：各个区域技术效率存在显著差异；东西部增长较快，中部略微增长，所以2000年前原本领先的中部被东部赶超。各省市技术效率排行中，中部的黑龙江和江西排在第一和第三，技术效率值分别为0.85和0.75；大部分东部省市排名都很靠前；西部省市排名全部靠后，甘肃和山西技术效率值最低只有0.23。

航空航天产业区域技术效率差异显著，最高省市和最低省市相差高达0.62。黑龙江、广东、江西高效利用了现有技术，效率值都在0.75以上；吉林、甘肃和山西效率最低；9省市技术效率不足0.4。从各省市的变动趋势来看：高效率省市（≥0.60）除辽宁2003年前增长快速外的变化起伏；陕西、四川、甘肃、贵州、河北等低效率省市（≤0.3）正逐步释放内部潜力保持低速持续增长。

黑龙江研发投入处于中等且逐年增长、企业规模领先，产出水平很高，因而技术效率最高。黑龙江是工业发展的摇篮，产业全国影响大，其中哈尔滨民航产业发展也很突出。广东位于沿海地区，能吸引众多外资和高技术人才，企业规模虽然递减但处于全国领先，即使研发投入不高但产出规模大。尽管广东没有被纳入军事航空制造业布局，但在航空关联制造业相关领域国内市场占有率名列前茅，并在2010年推行《广东省航空产业发展规划（2010～2025年）》促进产业发展。

山西、甘肃位于内陆或经济不发达地区，产业发展相对较为缓慢，技术效率值偏低。山西技术效率值总体下降；吉林技术效率大致维持在同一水平；甘肃的技术效率逐年缓慢提高；这些变化一部分是由于受当地经济发展的影响，一部分也与国家政策支持力度和国防科技工业布局有关。

四、 结论和建议

航空航天产业发展过程应重点关注技术效率问题。文章用SFA法实证测度了1995年～2011年航空航天产业的技术效率，并对时间、地区特征、人力资本素质、研发投入、企业规模和制度等技术无效率因素进行了分析，得出如下结果：

1. 我国航空航天产业技术效率水平较低，研究期内均值只有0.472。技术效率各年均值波动增长，虽然从0.374上升到0.539，但仍有46%的上升空间。从无效率因素来看，时间趋势不是很显著；人力资本素质、企业规模、制度因素对技术效率具有积极的影响，应适当加大或提高这部分的水平；研发投入作用消极，应对投入结构进行调整。

2. 航空航天产业技术效率存在区域差异，区域效率均值排序为东部>中部>西部，黑龙江、广东、江西技术效率值排名前三，吉林、甘肃和山西排名最末。值得注意的是，研究期间内西部技术效率持续稳定的增长，中部是早期处于领先的情况下后期被东部赶超。

综上所述，人力资本素质、企业规模和制度等因素对航空航天产业技术效率具有积极影响，研发投入的作用是消极的。为了加快我国航空航天产业的增长，不仅需要完善教育、培训和人力资源开发体系，也应当扩大企业规模、使之形成规模效应，并推进市场化改革，保证所需人才、基础设施和制度支撑条件，此外也应改革国防科研体系，在改革研发投入结构的基础上提高研发投入，最终促进产业发展。

参考文献：

1. 丁兆浩.中国地区经济发展差异性.东方企业文化，2011，（14）：82-83.

2. 栾春娟，王贤文，梁永霞.世界航空航天技术领域专利竞争.科技管理研究，2008，（12）：429-433.

3. 霞飞.与三线建设.党史纵览，2004，（11）：10-15.

4. 徐杰，杨建龙.全要素生产率研究方法述评.现代管理科学，2010，（10）：3-5.

5. 张政治，谢毅梅，张文强.我国航空航天产业创新能力提升路径分析.科技管理研究，2011，（5）：7-10.

6. 诺思.制度、制度变迁与经济绩效.上海：上海三联书店，1994：3.

7.钟卫.中国区域R&D投入绩效的统计评价.统计与决策，2011，（7）：91-93.

8. 赵富洋.我国国防科技工业军民结合创新体系研究.哈尔滨工程大学，2010：33.

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无线供电终结电源线

寻找更丰富多样的替代充电方式，一直是消费电子产品公司面临的挑战。太空航行在执行任务时也需要消耗大量的能源，并且需要尽可能地提高能源利用效率。

美国约翰霍普金斯大学应用物理学实验室专家汤斯特尔表示，太空研究正致力于发展一种新型能源传输模式——将太阳能从太空传输至地球上的电网进行配电。通过无线网络为电子设备供电的技术正在研发中，这将使人们摆脱有线充电的需求。

当然，究竟是开发独立网络还是利用太空或家中现有的无线网络进行无线供电，目前仍未有定论。然而，无论是哪一种方式，电力都将由一个形似无线路由器的盒子通过一个类似的开放媒介进行传输。汤斯特尔认为，“通过这些方式，我们的搅拌器、电视机和洗衣机等电器不再需要外接电源线就可以正常使用。”

语音控制颠覆3C设计

具备遥感及计算能力的太空探测器，对于创造未来生活中更为实用的传感设备具有启发性。

专家指出，距离地球数百万公里的探测器，其远程操作的精度要求很高。未来，遥感技术能感应真实肢体的动作，如同人类一样活动自如。

成本问题一直是实现大规模太空旅行的主要障碍。航天器材料的重量是造成太空旅行成本高昂的主要因素。语音控制已经被认为是一项能有效减少太空航行重量高昂成本的革命性技术，同时也颠覆了消费电子产品的设计方式。

按照设想，最终为航天领域研发的高级语音控制系统将变得非常友好，设备的大小也不再是制约的因素。

加快推进民用产业化

记者了解到，近年围绕上海产业发展方向，确定了新能源、高端汽配等航天技术“民”优势领域，集中资源发展国家战略性新兴产业。

比如，在新能源领域，利用卫星和飞船电源系统的技术成果，先后孵化了太阳能光伏、动力锂离子电池产业。

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关键词：复杂气象 空管 交通管制服务

前言

现如今，我们在面对复杂的气象状况时仍然会出现手足无措的现象，致使航天航空部门一直处于安全危机之中，这对于整个航天航空部门的发展和人民的生命财产安全都是极为不利的。我们必须在立足实际的情况下，合理的分析原因，并通过科学的分析最终解决问题，实现在复杂气象条件下提升空管交通管制服务的目的。

一、面对复杂气象条件下的新困境

目前，因为全球大部分国家前期的发展都是以牺牲环境为代价的，所以很多的国家在后期发展中都呈现出严重的环境污染状态。这些行为致使全球的环境变得更为污浊。近年来，虽然各国都出台了相关的处理和应对策略，但是环境的自我修复能力限制了环境和生态的复原速度，致使全球气象情况越来越复杂，全球航空中心出现紧急危机。

（一）一般人员缺乏对于气象的了解

一般的普通人员对于气象的了解都十分匮乏，他们主要是通过电视和广播的讲解得知一些基本的气象状况。这些知识对于航天航空部门是远远不够的，因为影响航天航空部门正常运转的气象是十分复杂的。例如，高空气流的变化、积雨云的存在、对流层激流现象等。这些复杂的现象不但是对整个航天航空部门的工作人员职业素质的一种鉴定，也是对相关的管理部门职业素质的一种考察。

（二）复杂气象下，航天航空部门事故发生率明显升高

目前，据可靠统计，近年来我国航天航空部门发生事故的原因百分之二十都与复杂的气象状况有关。这写数据已经公布，复杂气象问题就受到了广泛的关注。对于这样复杂多变的气象状况，给整个空管交通管制部门带来了巨大的压力，为实现在复杂气象条件下的空管交通管制服务，他们必须不断提升自我的职业素养和技能。

二、如何在复杂气象条件下提升空管交通管制服务

面对目前复杂而多变的气象状况，严重影响着我国的航天航空业的运转和安全。为了实现在复杂气象条件下提升空管交通管制服务，笔者经过一系列的研究得出了以下结论：

（一）团结各个相关部门，共同应对复杂的气象状况

现如今，面对复杂的气象状况，单单依靠管制员的力量来应对，明显已经不够。所以，为了更好和更全面的应对复杂的气象问题，我们必须团结相关部门和人员，全面应对这些问题。

第一，强化管制员的职业技能和素质。管制员的技能和素质依然是处理好复杂气象对于航天航空部门影响的最主要因素。所以，应该对他们做好培训工作，帮助他们利用一个好的心态和技能来应对问题。

第二，完善合作方案。对于复杂气象问题的处理，处理加强管制员的职业素质和技能以外，还要联合相关部门如气象监测部门，实现多部门的联合。为了实现联合，必须要有一个共同遵守的章程，这就是合作方案。寻找和制定一个合理合法的合作方案，帮助多部门协调运转，共同面对复杂的天气状况。

（二）做好防治工作

以往，在面处理气象问题的时候，我们主要采取的是利用雷达监控的手段，进行实时实地的监控掌握。但是，现在的气象状况变化多样，已经尝过以往的传统方法的承受范围，致使在面对复杂天气状况时会出现各种各样的弊端和缺漏。所以，在这样的情况下，我们必须做好相关的防治工作，预防在面对突如其来的气象变化时能够有条不紊的处理。

第一，利用虚拟法预测可能发生的气象问题。就目前情况来说，许多在航天航空公司就职多年的员工，对于复杂的天气状况的处理和了解都有了一定的经验。根据这些经验以及相关的检测结果，我们可以合理的推断接下来可能会出现的各种变化和因为变化所引发的问题。在有准备的情况下合理应对气象状况，对于在复杂气象条件下提升空管交通管制服务是极为有利的。

第二，全方位检测气象状况。以往在检测气象状况的时候，我国相关部门一般是有规定时间表，在固定的时间检测气象的变化。但是，在面对目前的这种复杂的气象问题时，我们不能再用这种方法来处理问题，而是要大幅度的改善应对策略。气象监测部门有必要缩短检测的时间间隔、扩大检测规模、对比分析气象变化状况等。只有这样，我们才能更为精确的了解到复杂气象的变化规律，实现在复杂气象条件下提升空管交通管制服务。

（三）加强信息流通的畅通性

目前，在面对复杂的气象状况时，相关的气象信息显得尤为重要，我们慎重对待。

第一，建立和健全气象信息交流平台。在航谈航空部门运营的过程中，各地的气象监控部门要实现实时监控气象状况的目的，并通过信息交流平台实现信息的传递工作。只有这样才可以尽可能少的减少事故发生频率，实现在复杂气象条件下提升空管交通管制服务的目的。

第二，及时变换应对策略。目前复杂的气象变换极有可能会影响航天航空部门的运转和协调。我们在做好检测工作和信息传递工作的同时，还要学会迅速制定相应的处理策略，在最短的时间内解决突发问题。这对于相关的决策人员的要求比较高，还有待进一步的培训和提升。

（四）做好设备的管理和维护

在检测气象状态的过程中，各种检测设备是不可缺少的，设备一旦出现故障就会使得整个检测部门变得混乱，更为严重的会导致整个航天航空部门出现问题。所以，我们在日程的工作过程中就应该做好相关设备维护和定期检修工作，避免在工作过程中出现紧急状况。

结束语

在面对近年来出现的复杂气象问题时，我国党和政府采取了积极的应对措施，用积极的方法来正确处理问题。笔者在这样的大背景下，也经过实际研究和分析得出了一些解决的策略和办法，即团结各个相关部门，共同应对复杂的气象状况；做好防治工作；加强信息流通的畅通性；做好设备的管理和维护。笔者相信，只有做好这些工作，才能在真正意义上实现做好设备的管理和维护的目的。

参考文献：

[1]黄颖，空管自动化技术发展与管制员的角色转变[J].空中交通管理，2011（03）.

[2]苗旋，刘永刚.国际管制员选拔综述及其启示[J].中国民用航空，2008（12）.

[3]Jonathan Davies，陈宇.美国管制员的招聘和培养[J].空中交通管理，2011（04）.

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1统一信息网空间数据通信传输协议研究的意义

现阶段，数据通信存在诸多的不足，主要表现在较高的误码率、非对称信道、易中断的通信链路等，为了有效解决上述问题，采用了传统的TCP/IP，此时的空间通信协议，虽然控制了航天任务开发、维护的成本，保证了空间信息网与地面互联网二者间的有效互通，但也产生了一系列的新问题，如：对航天器的处理能力有着较高的要求，协议未能满足空间链路的需求，在此情况下，空间通信问题仍较为严峻，制约着我国航天航空事业的发展。因此，根据空间通信的特点及需求，国际组织提出了空间通信协议规范，即：SCPS。当前，我国航天航空主要采用CCSDS协议对天地间的数据进行传输与处理，对SCPS协议的使用缺少广泛性，因此，关于SCPS协议的研究需不断完善，以此满足我国天空地一体化信息网发展的需求。

2空间信息网构架

在天空地一体化信息网络构建过程中，最为关键的便是飞行器组网技术，目前，我国的卫星网络主要分为三类，分别为同步轨道、中低轨道及多层轨道卫星网络，第一类的优点为组网结构简单、卫星节点间位置及星间链路较为稳定，第二类与第三类的网络中存在两种星间链路，分别存在于轨内与轨间。根据我国卫星网络的实际情况可知，卫星组网难度较大，对技术有着较高的要求。为了有效解决统一信息网中飞行器的组网问题，本文提出了有线等效网络的空间信息网构架，首先，对太空中的飞行器进行分类处理，其处理依据为区域、轨道与功能等；其次，将一颗同步卫星和飞行器借助无线链路进行连接组网，进而构成了短期有限局部区域网；再次，将固定飞行器，即：同步卫星与地面站，借助链路连接成网，进而构成了长期稳定的有线网络；最后，将短期有限网络通过切换技术转变为稳定的长期有线网，并将长期稳定的有线网络与短期稳定的空间局域网进行连接，进而构成空间广域网[1]。本文提出了基于有线等效网络的空间信息网架构，它是由基于有线等效网络的空间局域网、空间广域网及越区切换协议组成的，该信息网对空间飞行器进行了分级组网，在此基础上，飞行器间借助无线链路实现了连接，进而形成了有线网络，即：有线等效网络。上述研究不仅满足了统一信息网络关键技术需求，同时也适应了知识产权发展的需要。通过天空地一体化通信网络的研究，实现了全球覆盖通信，保证了航天星-地资源的高效利用，提高了对中低轨航天器的精密测控，延伸了通信网络实现了一体化的5W通信服务。

3空间通信传输协议规范

在20世纪末，空间数据系统咨询委员会提出了空间通信协议规范，即，SCPS，它根据空间传输环境的特性，对传统的TCP/IP协议栈进行了修改与扩展，在此基础上，制定了网络协议、安全协议、传输协议与文件协议，SCPS实现的基础为Internet，通过修改与扩充后，有效解决了空间通信中存在的问题，提高了空间数据传输的完整性、有效性与可靠性。在国外，关于SCPS的研究与应用均较为广泛，但在国内，受诸多因素的影响，我国测控和通信领域均应用着CCSDS标准，而对于SCPS的研究十分匮乏，在此情况下，制约着我国航天航空事业的发展，造成了大量资源的浪费，增加了空间系统的成本[2]。通过SCPS传输协议的设计，满足了当前或未来空间通信环境的需求，此协议修改了标准协议，进而有效解决了空间环境与资源限制的相关问题，具体的问题有窗口缩放比例、往返时间测量、记录边界指示及高度对称通信信道性能下的应答机制等。针对不同的通信环境，TCP提供了扩展的有效技术，满足了互联网社区的需要，当前，互联网主要用于地面通信环境，因此，TCP侧重于优化此环境的服务。但地面和空间环境对通信协议性能的影响存在差异，空间环境下的属性倾向于移动和无线通信，因此，SCPS应优化移动和无线通信社区的服务。在通信环境不同的问题得到解决后，SCPS传输协议要对TCP进行进一步规范，主要体现在误比特率、RTT、连接连通性、链路性能及内存性能等方面[3]。

4结论

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1、复合材料与工程专业，主要培养在复合材料科学及工程领域获得工程师基本训练，从事复合材料设计与制备、结构与性能、成型加工等科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及技术管理等方面的高级工程技术人才。

2、飞行器设计与工程专业，主要培养具有较好数学、力学基础和飞行器设计理论及飞行器总体结构设计与强度分析、实验能力，能从事飞行器总体设计、结构设计、飞行力学、系统仿真，面向航天、航空、民航等重要的国防及国民经济领域的高级工程技术人员和研究人员。

3、探测制导与控制技术专业，是为适应国防现代化需要，在学校电子工程、控制理论和系统仿真技术等专业基础上创办的国防特色专业，在目标及环境探测、目标跟踪与识别、制导与控制等方面应用特色突出。注重提高学生的科学研究、开发和创新能力，培养的学生具有理论基础和专业知识扎实、实践能力强和工作学习作风踏实等特点，能从事航天航空制导、导航与控制电子综合系统、飞行器控制系统设计的高级工程技术人才和研究人员。

（来源：文章屋网 ）

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【关键词】现代化电子信息技术；特点；现状；应用；改进措施

现代化电子信息技术在交通运输、工程管理及航空航天等行业发挥着重要作用，在工程管理中的应用尤为突出。现代化电子信息技术是现代产业的重要组成部分，对提高现代化产业的工作效率和产品质量有着巨大作用。现代化电子信息技术具有诸多优势，能够最大限度地拓展现代化产业的发展领域。

一、现代化电子信息技术工程

电子信息技术工程是一门综合性的学科，是以计算机网络为基础，对信息进行采集、储存、综合整理，最终实现对现代化电子信息的处理。随着社会和信息技术的不断发展，电子信息技术工程已融入到各行各业中，为行业的发展带来新的挑战与机遇。现代化电子信息技术通过与多种科学技术相互协作与发展，进一步扩大了电子信息技术工程的发展空间，提高了电子信息技术的稳定性和有效性。

二、现代化电子信息技术的发展现状

电子信息技术是一项高科技，其发挥的作用不容忽视。经济全球化作为当今世界主题，极大地推动了电子信息技术的发展，使其逐步成为我国经济的基础支撑之一，推进了我国产业转型的步伐。在科技飞速发展的今天，电子信息技术将传统的电子信息模拟系统转变为电子信息数字化系统，从而带动新产品的研发，最终实现高安全、高精确度、快速率的现代化电子信息技术工程的发展。

三、现代化电子信息技术的应用

1、在工程管理中的应用。工程管理是保证工程质量的必要条件。电子信息技术应用于工程管理中，大大提高了工程管理质量水平，进一步促进了工程建设的稳定发展。在工程管理中，电子信息技术的应用主要体现在：1）数据处理人员利用电子信息技术进行工程基础信息的录入、储存等数据处理工作，为工程质量提供基础保障。2）工程设计人员利用现代化电子信息技术对工程进行方案设计，运用精确的计算法则进行数据计算，提高工程设计方案的可实施性。3）企业管理部门利用电子信息技术建立工程管理信息网，将工程的有关信息进行汇总归纳，实现数据共享，保障工程实施的进度。4）企业决策者可利用电子信息技术对相关管理部门下达指令，提高各部门间的配合度，共建高质量工程。2、在航天航空中的应用。在航天航空领域，电子信息技术为卫星的发射和航空领域的发展做出了巨大贡献。卫星的定位技术、导弹的发射、战机的战斗力测试中都应用了现代化电子信息技术，大大提高了航天航空事业的发展速率，为我国经济的发展和综合国力的提升提供了有力保障。3、在日常生活中的应用。现代化电子信息技术与我们的生活息息相关。在饮食方面，我们利用电冰箱、微波炉等电器设备进行食物储存及加热。在生活中，我们利用电脑、电视机等电子设备对世界进行更多的了解，扩展视野和丰富阅历。我们所使用的这些日常设备中均运用了电子信息技术，它们极大地提高了我们的生活质量。

四、促进现代化电子信息技术发展的方法

当前现代化电子信息技术快速发展，与此同时涌现出许多问题。这些问题直接影响到电子信息技术的发展空间。应该清楚知道工程建设中存在的问题，对症下药，才能保证电子信息工程的长远发展。4.1增强企业创新意识创新是一个企业生存和发展的重要核心之一。对于电子信息工程建设，创新尤为重要。在建设中要加强企业间的合作，善于发现问题，采用发散性的思维去解决问题，促进现代化电子信息技术的发展，提高我国电子信息技术的自主创新能力，使电子信息技术向多元化方向推进。4.2提高政府对电子信息技术的重视程度政府应为电子信息工程的发展提供良好的环境，加大重视程度，提高对其的政策支持，携手企业共建优质的电子信息工程，从而使其促进我国经济的发展。

五、结束语

在现代化社会快速发展的今天，电子信息技术已经被广泛地应用到各个行业中，为我国产业自动化发展做出了巨大的贡献。在今后的日子里，人们应该提高对电子信息技术的认识，不断探索与研究，寻找出更好的提高现代化信息技术的相关控制措施，将现代化信息技术的稳定性、安全性、高效性提高到最大程度。提高现代化信息技术的应用水平，为我国现代化产业的发展提供保障，进一步促进我国现代化产业的可持续发展。

参考文献

[1]方燕.浅析电子信息工程的现代化技术应用[J].无线互联科技,2015.

[2]赵明辉.电子信息工程现代化技术应用[J].中小企业管理与科技,2014.

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1. 创设良好的航空科技教育条件

建立航空教育基地的关键是为了给学生提供良好接受航空知识的渠道及活动场地。为此，我校特聘了一大批航空专家作为客座教授，坚持每月开设一次航空知识专题讲座，同时，申请专项经费80万对原有高初中部航空教育资源进行重组，购进航空航天类图书进万册，订阅科技类杂志10多种供学生借阅。在初中部装备了四个活动室，购进20多架不同类型的大型飞机模型建成了航空模型陈列室，购进模拟飞行器等设备建立模拟飞行操作室（经费不包括电脑），购进各种航天航空航模型500多架，建立航空航天器材拼装制作室、器材修复和教学活动室（经费不包括教学设施、电教设备）。高中部由于学校是新建的，将活动室与学校5间通用技术实验室整合，使航空教育有了优良的教学条件和活动场地。

2. 建设学校航空科技特长生的“生源”链

（1）在全区寻找特长生苗子

我校有全区最好的航空科技教育活动设备和最强的航空科技教育教师队伍，利用周末及寒暑假、全国科技活动周、全国科普活动日等时间，开展面向全区中小学生的航空科普知识及航空航天模型培训活动，一方面可以承担起“区科普教育活动基地”优质科技资源服务社区义务，另一方面可以吸引全区具有航空航天爱好的小学生到我校初长班学习，初中生到我校为高长班就读。形成从小学、初中、高中到的培养链条。

（2）在我校初中部发现特长苗子

苏霍姆林斯基说“人的内心里有一种深根蒂固的需要——总想感到自己是发现者、研究者、探寻者。在青少年的精神世界里，这种需求特别强烈。”正是基于这一教育理论，从关注学生“学习、实践、创新”能力培养出发，我校在七年级每班每周编排了一节航空知识普及教育课，开设了“航空模型及航空模型运动的历史和发展、模型活动的基本理论、基础知识和原理、航空模型中自由飞模型的放飞及调试技巧、航空模型中遥控模型的操纵及调试技巧、火箭模型的制作与发射等基本课程”，学生通过开展航空航天模型活动，获取更多的科学知识，得到更多的动手机会，在全面提高学生综合素质，为社会培养复合型人才的同时，能激发部分学生的好奇心和探究精神，发展成航空爱好者。学校再通过航模活动兴趣小组的进一步培养，特别是组织参加行航模比赛，提高学生的创新意识、创新能力和团队合作精神。并发现好的苗子重点培养，为高长生提供生源。

3. 采取多渠道的培养模式，加大特长生培养力度

（1） 加强特长生课程建设，提高特长生综合素质

自建国以来，航空模型一直被作为一项培养国家航空事业后备人才、作为国防体育运动的竞技项目来开展。2005年教育部在中小学中实施“2+1”工程项目，要求学生掌握2项体育技能和1项艺术技能。第一批开展的15个项目中，航空模型就被列入其中，可见国家教育部门对航空模型的重视。

如何将特长生培养与国家航空事业后备人才培养接轨，课程建设驻足轻重。通过许光明教授等咨询航空专家，结合学校航空教师特点，我们在高一将特长班航空教育课与利用通用技术课整合，开设了“航空模型图纸制作与阅读、航空模型制作工具的使用、航空模型飞机拼装及简易航空模型飞机的设计制作、遥控固定翼及直升机模型放飞原理、航空模型中自由飞模型的放飞及调试技巧、航空模型中遥控模型的操纵及调试技巧等”，提高了特长生的综合素质，为他们将来的职业发展打下了良好的基础。

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[关键词]核心技术领域测度社会网络分析中心度信息可视化航空航天

[分类号]G301　G358

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引言

“核心技术”被认为是一种能够带来竞争优势的技术资源和能力，是一种难于模仿的、不可替代的技术竞争力。对核心技术进行测度将为产业R&D资金投入决策和科技人力资源配置提供辅助决策，具有重要的理论意义和现实意义。国内外学者对核心技术竞争力、核心技术创新、核心技术能力、核心技术的获取战略、核心技术的确认方法。等进行了一些研究，但这些研究成果主要采用定性研究方法进行，尚缺少实证支持；少量的定量研究成果也只是尝试探索核心技术领域的确认和识别等问题，未探讨核心技术领域的测度问题。

社会网络分析方法(Social Network Analysis，SNA)，曾被普遍用于人际关系网络的研究，但运用SNA对技术进行研究的成果并不多，笔者尚未发现运用SNA方法测度核心技术领域的研究成果。本研究运用社会网络分析方法和世界权威专利数据库《德温特创新索引》的专利数据，以2009年全球航空航天产业技术为应用实例，进行实证分析和研究。

2　核心技术领域测度方法与指标选择

在世界权威专利数据库《德温特创新索引》中，到经过德温特专业技术人员的标引，具有逐级细分的技术分类体系，具体在专利文献中的表现是每条专利数据可以通过使用多个分类号详细描述专利的特质。如果一项专利涉及N个技术领域，数据库的技术标引人员就会在技术分类项目中同时标注N个技术领域，这就意味着这N个技术领域共现了一次。将技术领域视为节点，共现关系产生了边，有了节点和边，技术领域之间就形成了共现网络。专利所属的技术领域越多，技术共现网络就会越密集，《德温特创新索引》为技术共现网络的绘制提供了比较理想和规范的专业数据。

基于社会网络中心性原理，国内外学者曾将中心度指标用来测度科学引文网络中的核心文献或关键文献以及学科领域的核心人物或代表人物。笔者认为，社会网络中心性原理同样可以应用到技术网络的研究中。在技术网络中，代表技术领域节点的中心度越高，表明该技术领域与其他技术领域共现的次数越多，该技术领域的辐射能力也越强，这样的技术领域可以被认为代表了某个产业的核心技术。

3　核心技术领域测度方法与指标的应用

本研究数据来源于美国科学情报研究所IsI的网络检索平台Web of Science的《德温特创新索引》(DII)数据库，笔者选择了专利国际分类代码IPC，选择航空航天技术领域B64，检索时间范围是2009年。检索结果共得到3 660条专利数据，数据下载日期为2010年1月1日。

采用“德温特指南代码”(Derwent Manual Code，DMC)对2009年全球航空航天领域专利申请的热点技术领域进行可视化分析。DMC是由德温特的专业人员根据专利文献的文摘和全文对发明的应用和重要特点进行独家标引的代码，该代码可用于显示发明中的新颖技术特点及其应用，能提高检索的全面性和准确性。关于DMC代码的准确性和合理性，笔者于2010年11月20日在深圳大学城举办的“国内外专利文献的检索与分析”专题讲座过程中，请教了Thomson Reu―ters中国办公室科学解决方案顾问、“专利信息用户组(patent information user group，PIUG)”中国分会的发起者吴正先生，吴正先生解释说，由德温特专业人员细分的DMC代码，具有比《国际专利分类表》(IPC分类)更长的发展历史，其准确性和合理性是值得信赖的。通过对DMC进行分析，可以比较准确地掌握一个产业领域涉及到的、主要的热点产业技术集群。

通过运用瑞典科学计量学家Persson开发的大型文献处理软件Bibexcel ，对2009年全球航空航天领域专利文献的DMC进行处理，得到的专利申请共涉及1 435个不同技术领域，选取出现频次10次以上的87个技术领域，运用netdraw绘制出2009年全球航空航天领域技术网络图谱，如图1所示：

图1显示出2009年全球航空航天的专利技术主要分布在以下三个重点领域：通讯技术领域(w大类：Communications)、聚合物技术领域(A大类：Plasdoc)、计算与控制技术领域(T大类：Computing and Con―tro1)。图l的中心性分析结果显示，网络中节点中心度最高值为46.512，对科技成果产出数据的选取一般取3―5年为宜，评价时可以根据数据的可得性综合进行处理，一般年度越近的截面权重越高。512，该节点所代表的技术领域是2002年兴起的代码为T01-J07D1的“交通工具微处理系统”(vehicle microprocessor system)技术。中心度明显高于其他技术领域的前6位技术领域的DMC代码、中心度、频次和具体所代表的技术领域，如表l所示：

由表1可知，中心度最高的前6个技术领域中，w类占了5个，该结果与笔者所做的2008年波音公司技术前沿探测研究的结果是一致的，通讯技术已经成为当前世界航空航天领域重要的核心技术领域。

选择中心度作为测度核心技术领域的指标，是因为中心度高的技术领域与其他技术领域共现的机会多，对其他技术领域的影响也相对较大。在一个产业领域的技术网络中，一个对其他许多技术领域都有影响的技术领域，会成为该产业的核心技术领域。

4　结论与不足

本研究主要有以下初步结论：

・社会网络分析方法是一个比较好的对核心技术领域进行测度的可视化方法，可以用来绘制技术共现网络，并进一步对全球某一个产业或某企业的核心技术领域进行可视化分析。

・技术共现网络中心度指标，可以作为核心技术领域的测度指标。该指标可以测度一个技术领域与其他技术领域之间的关系，可以测度一个技术领域在技术共现网络中的地位和作用，中心度高的技术领域，会成为一个产业或企业的核心技术领域。但正如专家所言，核心技术和“中心度”不能完全画等号，“中心度”高的，也可能是因为技术的渗透性强。比如，信息技术具有较强的渗透性特点，因此，DMC图谱分析中，信息技术可能会有一定的优势。

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一、概述

随着中国信息化建设的进一步推进,电子标签在我国有着广阔的发展空间,根据初步测算,未来几年我国电子标签的年应用量会有数十亿元以上的需求,推动电子标签的应用和深入发展将是中国金卡工程的重点工作。目前在我国电子标签主要应用于以下领域:(1)物流管理领域:生产线自动化、仓储管理、铁路运输监控、民航行李/速递包裹管理、图书/文档管理、强制检验产品(如压力容器)管理等;(2)防伪领域:商品防伪、证件防伪等;(3)金融收费领域:公路(不停车)自动收费、电子票证及小额支付、门票证等;(4)其他领域:汽车防盗、物品跟踪等。

电子标签识别工作无须人工干预,作为条形码的无线版本,具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点,未来世界上的所有货物都将通过电子标签技术联系在一起,而且彼此可以互相“对话”,组成一个“物联网”。电子标签的应用,从根本上对传统产品的技术提出了改革的要求,促进传统产业的进步。

目前,市场上的电子标签产品主要是数码管显示或指示灯提示,性能较单一,产品的通用性和信息提示的容量较弱,面对广泛的市场,一款面向用户的终端型电子标签产品,必定受到市场的青睐。

二、系统实现

1.系统简介

在工业控制领域中,往往要由一台主机去控制多台从机或多个智能模块;当上位机和下位机之间距离较远时,就避免不了要进行串行通讯。CAN总线的信息传送采用多主随机发送方式,可实现无冲突。CAN总线具有实时性强,传输距离远,抗电磁干扰能力强,成本低等优点。终端选用运算快、精度高、控制稳定的ARM控制器,并且ARM的外设接口CAN控制器模块是一个完全的CAN控制器,该模块是一个16位的外设模块,完全支持CAN2.0协议。ARM起着双重的作用,既是与上位机进行信息交互的单元,又是采集处理数据的模块。

a.显示部分:显示控制菜单,选用北京顺光公司的LM16080BCW液晶显示模块。该模块采用160×80点阵的液晶显示屏,可显示每行16个普通字符共8行,或显示每行8个汉字共4行,内置T6963C控制器。

b.存储部分:采用Atmel公司的AT45DB041,容量为528KB字节,存储文字及图形数据文件、字库文件。

c.嵌入式数据处理部分:以LM3S2016作为嵌入式核心芯片,主要进行系统控制与数据处理。

d.通讯部分:控制终端采用CAN总线通过CAN转RS232转换卡与PC机通讯。LM3S2016本身集成了CAN控制器,CAN驱动芯片采用MCP2551,最高速率可达20K。

e.其余部分:本控制终端配备一块1.2寸触摸屏,利用LM3S2016单片机的AD口采集按压触摸屏时的模拟量,将其转换为数字量,以识别相关的输入操作,本控制终端还配有一只发光二极管,利用I/O口的高低电平来控制,以达到视觉提示的作用。

2. 系统特点

a.面向用户的设计理念:电子标签的用途、显示的方式、显示的内容等由用户自行定义。

b.广泛的应用领域:不仅用于超市物品配送,还可用于烟草等生产车间的电子标签拣货系统等多种领域。具有广泛的应用性。

c.每个电子标签内核CPU(中央处理器), 为一个独立的工控产品,可独立的进行计算、输入或修改内容等操作,具有广阔的可扩功能空间。

d.液晶显示的内容,采用上位机直接控制的方式,具体的信息由用户自主操作,可在液晶屏幕的任意区域定义显示内容,触摸屏的功能设计也同样任意定义。

e.存储容量为528KB字节,存储文字及图形数据文件、字库文件。满足电子标签接收到的命令、每次进行的操作都进行保存,掉电不丢失,减少系统的操作时间,提高工作效率。

f.通信方式采用CAN总线通信网络。较之目前许多电子标签采用的RS-485分布式控制系统而言,具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点。

g. 加密:每个电子标签的中央处理器在烧写控制程序的过程中,设置唯一的ID号,操作人员只有在有效的时间范围内输入正确的ID号,才能操作电子标签。

三、总结

本系统以ARM单片机为核心的数据控制终端,采用现场CAN总线进行数据传输处理,最终是为了传输速度快,精度高,可靠性高。力争使整个系统性价比高,体积小,用户界面友好,操作简单,维护方便,可在恶劣环境下作业。每种系统有自己的适用范围,随着电子产品的推陈出新,更完善更实用的应用工控产品必将日臻完美。

参考文献:

[1]杜春雷.ARM体系结构与编程[M].北京:清华大学出版社,2003.

[2]邬宽明. CAN总线原理和应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.

[3]刘军.计算机网络[M]. 北京交通大学出版社.

[4]刘泽祥.现场总线技术[M]. 北京: 机械工业出版社,2005.

[5]李正军.现场总线及其应用技术[M].北京:机械工业出版社,2005.

[6]邬宽明. 现场总线技术应用选编(1)[M].北京: 北京航天航空大学出版社,2003.

[7]邬宽明. 现场总线技术应用选编(2)[M].北京: 北京航天航空大学出版社,2003.

[8]刘玉宾.单片机原理及接口技术[M]. 北京:机械工业出版社,2000.

[9]李朝青. 单片机原理及接口技术[M].北京: 北京航空航天大学出版社,1999.

[10]何立民.单片机应用系统设计[M]. 北京航空航天大学出版社,1994.