汽车电子行业分析范文
时间:2023-11-07 17:51:16
导语:如何才能写好一篇汽车电子行业分析,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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据国家统计局统计:13年1-5月汽车业收入/利润总额同比增15.8%/20%。据中汽协17家重点企业快报统计,1-5 月累计完成工业总产值1万亿元,同比增长14.5%;累计实现营业收入同比增长11.4%,完成利润总额同比增长18.4%,完成利税总额同比增长18.2%。
上半年长安汽车、长城汽车、华菱星马、江淮汽车半年度业绩增幅较高,乘用车业绩增幅高主要得益于新车上市及上量;2012 年底至今福特、现代、江淮、奔腾均有全新SUV 推出,这些品牌所在的企业多表现出强于行业总体水平的利润增长。商用车,尤其是卡车类公司业绩增幅高主要是拐点改善型,基数低是其增幅高的主要原因。
投资建议:乘用车看新车型,尤其是SUV或B 级轿车等盈利贡献大的新车型;卡车业则关注新的排放标准实施带来的核心配件业绩向上弹性;客车业则关注新能源政策对龙头企业的正面影响。重点推荐长城汽车、威孚高科、长安汽车、上汽集团。
证券:密切关注IPO开闸时点
2013年上半年融资融券规模持续创新高,发展速度超出预期。预计2013年融资融券市场规模将达到3000亿元左右,收入近200亿元,收入贡献率在13%左右。和银行以及信托从事股权质押业务相比,券商在上市公司资源、股票估值、折扣率、融资成本和灵活度等方面具有一定优势,股权质押式回购业务转常规后,将迎来快速增长,估计利润贡献率将达到5%左右。
看好行业下半年创新业务的增长,包括持续创出新高的融资融券,股权质押式回购证券交易业务的快速增长,以及新三板,做市商等业务的推进。投行业务需重点关注IPO开闸时点以及新股发行节奏,创新业务的推进正逐步弱化市场行情对券商盈利的影响。长期来看,多层次资本市场的完善和良好运行将是支持经济结构调整和转型升级的关键。目前行业估值较低,中信、华泰、国元的PB仅在1倍左右,但短期仍需关注市场震荡可能给板块带来的压力。我们的策略是:1. 选择具有创新优势,且估值较低的大型券商:中信、海通、招商和光大;2.选择成长快,创新势头强劲,业绩良好的券商:宏源;3.选择带有事件因素,市场关注度高,有一定安全边际,具备交易性机会的券商:西南、方正等。
电子:智能手机普及加速
最新的数据显示,今年一季度,中国手机出货量9700万部,其中智能手机总出货7800万部,同比大增117%。随着规模的日益扩大,中国智能手机的价格将日益降低,从而中国以外新兴市场中较不富裕的人群也将可以承受,因此这些新兴市场智能手机渗透率也将追随中国的脚步。预计从2013年,中国以外的新兴市场将超过中国和发达市场成为最大的智能手机市场。
从最新行业动态看,G1F很可能将成为2013年小尺寸中低端触控技术新宠。有利于进一步确立膜触控企业(欧菲光等)在小尺寸上的优势,同时也降低了表面玻璃处理厂(如星星科技、蓝思、博恩光学等)进入触摸屏市场的门槛。
在上半年行业景气度向好、下半年有望持续的情况下,关注未来业绩增长确定性较强的成长绩优股:首先,看好膜对玻璃的持续替代,膜触控凭借性价比优势在智能移动市场所向披靡,推荐膜上下游一条链:康得新、万顺股份、欧菲光。其次,智能机持续成长、平板电脑高速成长,具备技术壁垒和成本优势的细分子行业,推荐顺络电子、劲胜股份、安洁科技、卓翼科技、长盈精密、欣旺达。
农业:禽畜或有大机会
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1.汽车电子机械制动系统发展概述
1.1汽车制动系统分析对于汽车制动系统是汽车使用的在外部对于汽车制动的一种力,对于汽车制动的一种重要装置,汽车传统的液压制动装置主要包括制动主缸、制动器、储液罐、制动踏板以及制动管路几个部分,对于驾驶员一旦踩下制动踏板,整个制动系统也就会进入工作模式,通过对汽车的通过对主缸油液能够在压力的影响下进入到制动轮缸之中,这也就会产生影响车轮转动的力,车辆就会减速。1.2汽车制动系统的发展汽车行业不断的发展,汽车制动系统是汽车结构中十分重要的部分,制动系统直接关系到汽车的安全行驶和汽车的性能,因此,汽车制动系统至关重要。对于当前的汽车制动系统主要就是有制动器、制动驱动机构组合构成,对于制动器也就包括功能装置、控制装置、动力调节装置和传动装置等。在汽车制动系统的发展过程中,对于汽车制动系统的研宄主要集中在制动器、传动装置和制动驱动结构的功能中,对其发展不断的经历了人力传动、伺服传动、动力传动、气压式传动等发展历程。对现代的汽车的传动装置主要就是应用的电子技术和网络技术,有效的提髙了汽车的制动系。
1.3汽车电子机械制动系统分析
对于汽车的电子机械制动系统主要包括机械制动系统与电子控制系统这两个部分构成,汽车电子机械制动系统可以直接产生制动力,这也就有效的替代了传统的空气与液压油的使用。同时也传统的制动系统相比,电子机械制动系统是一种完全无液油的新型的制动系统,在汽车的轮子上的制动力点是由点控制器进行控制,也并非油压系统控制,对于电子机械制动系统中必须要油压元件,只需要相应的电子元件和电子线路也就可以完成制动过程,对于整个制动系统使用电制动控制单元进行控制,控制器直接通过相对应的制动器来管理。
2.汽车电子机械制动技术研究
随着我国人民生活水平的提高,人们对汽车的需要越来越高,对于汽车的技术水平也不断的发展,但是与相应的发达国家相比还有很大的距离,尤其对于汽车制动系统来说,差距尤为突出,因此做好汽车电子机械制动技术的研究十分重要,同时也符合我国提倡的低碳、节能和环保的发展要求。
2.1汽车电子机械制动系统的组成分析
汽车电子机械制动系统中主要包括车轮的制动模块、电子踏板模块和制动系统这几个部分构成,其中对于制动系统主要能够接受车辆制动踏板的相关信号,从而起到相应的制动作用,同时还要有效的接受车轮传出的信号,进行对汽车制动分析,查看汽车车轮是否出现打滑与抱死的情况,如果车轮出现这些情况,也就需要增加相应的力度,防止车轮继续打滑与抱死的情况,另外对于制动系统还可以有效的管理系统的电源,更好的建立系统中其他的模块。
2.2电子踏板模块的组成分析
汽车电子制动系统中电子踏板模块可以有效的产生踏板反力,对于这种反力可以直接作用与踏板上,可以有效的将车辆运行的速度化为电信号,并将这种信号有效的传递给制动系统,这时候可以通过制动系统的信号传递,当制动系统接收到相应的电信号的时候,也就可以将电信号传递到执行器模块中,也就可以产生相应的制动力,这也就可以对车辆运行中提升车辆的制动性能。
2.3车轮制动系统
对于车轮制动系统也就是车辆制动系统中最为关键的部分,也是车辆制动系统中的核心,对于车轮制动系统中包括车轮制动执行器和车轮制动执行装置组成,整个系统中主要采用了电子控制以及电力控制模块,可以对车轮进行有效的控制,根据相应的电信号的变化的实际情况来控制电动机的旋转方向和输出的力矩,可以有效的对制动器力度的大小进行相应的控制。
2.4汽车电子机械制动系统工作原理与优势分析
对于汽车电子制动系统的工作原理与传统的液压制动装置类似,对于系统控制装置的车轮的构成部分与液压制动系统没有差异,最大的有点也就是在电子机械制动系统中没有液压装置和液压源,系统的制动力主要就是通过电机产生作用,对于力度的大小也就是通过电子控制器来决定,所以电子机械制动技术比传统的液压制动系统更具优势。
3.结束语
一车电子机械制动技术具有很多的优势,对于汽车制动力控制是否可以更好的满足人们的需要,我们需要不断的进行研宄,更好的发展电子机械制动技术,提高我国汽车行业更好的发展。
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根据我校“应用为本,学以致用的”教学理念,深入贯彻项目式教学的理念,根据汽车服务工程的人才培养目标和汽车电子商务飞速发展的现状特点,教学内容的设计以自编教材为支撑,根据就业市场的变化,每一届都对教材进行适应性和前瞻性的改动。教学内容上遵循工作岗位导向式,即每一个汽车服务工程工作领域为一个教学项目,遵循“教-学-做”的主线,展开项目教学。根据我校学生实际,并深入调研市面上的相关书籍,自编教材一本。汽车电子商务作为汽车服务工程的主干课,是学生将来主要的就业方向之一,从电子商务平台搭建到汽车电子商务网站的基本建设和维护,以及汽车后市场的应用,都是汽车服务工程专业学生的主要就业方向,并且将成为主要的就业方向。所以项目教学也是根据就业职业能力进行培养项目分解。
2.汽车电子商务项目教学的前期准备工作
2.1准备项目。
汽车电子商务作为目前比较前瞻的行业,目前发展比较快,也是创新创业的一个领域,但是整体发展仍属于探索阶段,目前只是取得了一些阶段性的成果,整体行业的发展还有很大的空间。针对行业的发展现状和趋势,汽车电子商务作为潜力发展行业,学生了解现状,分析发展方向,掌握未来行业趋势,对于拓宽学生就业,创新创业打下坚实的铺垫。汽车电子商务项目教学主要从解决企业工作过程的实际工作岗位任务入手,按“提出任务-相关知识-任务实施-任务评估-学习拓展”五个环节实施项目教学。在教学过程中体现教师引导、学生训练为主的现代应用型教育教学理念(自主合作式项目教学),使每一个学生都参与其中,主人翁的姿态去学习,提高了学生学习的积极性,培养学生专业能力的同时,全过程渗透职业核心能力训练。并对问题解决的方法进行潜移默化,培养学生的工程工作能力。
2.2设计项目。
设计结合实际、知识点涵盖面广的优秀项目是项目教学法实施是否彻底的关键。项目教学的设计是将典型的实际工作任务教学化处理的过程,典型的项目来源于行业的实际发展。教师选择好项目后,要把教学内容潜移默化到项目中,设计一个可操作性强的项目。这样,学生在完成相应的项目学习过程中,通过具体实施行业的典型工作任务,了解行业最新发展动态和发展方向,学习与工作情境相关的理论知识,对行业形成深入的认识和了解,了解行业发展的最新业态和未来发展的方向和趋势。根据汽车服务工程专业培养的目标,该项目教学主要选取汽车销售和汽车后市场领域为主要行业研究领域,包括三大项目:汽车电子商务平台,汽车电子商务网站建设和汽车销售和后市场领域的发展。
3.项目教学的具体实施
3.1项目任务的分解。
通过讲解项目的情景,分析项目的任务,将项目分成多个任务进行讲解,并把每个任务的学习目标和能力目标进行详细的阐述,通过任务情境的描述,引入每个任务的知识点,教师通过案例驱动式知识点的讲解,使学生对任务的实施,有足够的知识储备,并且,任务情境已经给出任务目标,学生带着任务去学习,有的放矢,效果非常好。
3.2项目的实施。
学生以小组的形式,进行任务的分析,学习小组要求男女搭配和能力强弱搭配,这样,使每一个学生都能参与其中。小组成员选出负责人,全体成员进行任务的讨论,制定任务实施计划和分工合作。
3.3项目实施和评价。
每个小组根据每次项目任务的不同给出行业调查报告或者网页成果展示,在项目实施的过程中,教师全程给与指导和监督,确保每个成员参与其中。项目评价方式多样化,包括师生评价、学生评价、小组评价等多种方式。各组项目负责人通过PPT汇报片向全班介绍本组任务实施的成果。通过制作PPT汇报片还可以提高学生职业整体素质和组织展示能力。同时,其他组的学生和指导教师也可提出问题,让小组成员解释项目的相关内容。通过提问或被提问,学生对所做的内容加深了理解和巩固。教师可以对提问的学生或回答比较好的学生进行加分。教师根据各项目组完成过程的具体情况,表扬优秀的大方,指出改进的方向,另外还要对学生的职业素质进行指点,包括汇报片制作、语言表达能力、回答问题的能力、组织协调能力、总结能力等。
4.总结
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关键词:自动控制;电子技术;汽车
0 引言
在电子技术与汽车行业不断发展的过程中,两者出现了交织,从而得到了一类新兴技术即汽车电子技术,这给整个汽车行业的发展带来了一场变革。如今汽车电子化已经被视作为衡量汽车现代化的标准之一。当然汽车电子化经历了一个长时间的过程过度,最初开始于上世纪50年代中叶,主要是通过电子零部件对机械部件进行完善,之后开始对汽车各系统的独立控制部分进行开发,由电子设备解决了部分机械设备无法解决的难题。在规模化集成电路成熟后以及计算机技术的推动下,电子技术被用于开发汽车整体系统的微机控制。从上世纪90年代至今利用电子技术实现了汽车的智能化控制及网络化控制,在自动驾驶系统、导航等方面取得了巨大的进展。显然汽车电子技术为扩充汽车功能性,提高设备质量带来了强有力的支持,未来将得到更大的发展空间。
1 汽车电子技术的优势
汽车电子技术的应用给汽车发展带来了极大的支持,通过运用这些技术使得汽车在控制精度上得到了极大程度的提升,同时也扩充了控制范围,让汽车整体上得到了极大程度的优化。另外依托于汽车电子技术从一定程度上降低了油耗与污染排放,无论是在安全性上还是使用舒适性方面使汽车都发生了一个较大的改观。在节油过程中主要是配合计算机对控制参数进行采样并根据数据反馈进行相关处理来控制汽车执行机构,这不仅可以优化汽车工作状态,同时可促进其节油。通过利用传感器对发动机空燃比进行控制,配合废气循环装置在节油的基础上可大幅度降低氮氧化合物使空气污染得以控制。另外通过汽车电子技术让汽车的整体安全性得到改观。交通事故的发生是由客观因素与主观因素共同导致,电子设备的添入可强化提醒功能与警示功能,并通过ABS及安全设备等让汽车所出现的意外风险得到控制,让驾驶人的安全得以提升。汽车电子技术对汽车而言所带来的优化是全面性的,使得汽车得到了综合性完善,并成为了汽车发展的重要标志。
2 自动控制系统相关汽车电子技术讨论
(一)发动机系统
当下大多数汽车都是采用汽油发动机,这带来了巨大的环境污染。在环境问题日趋重视的背景下使得新能源发动机愈来愈受到重视。而汽车电子技术则为新能源发动机的应用提供了有力的技术支持。在新能源发动机当中天然气发动机倍受瞩目,而要让天然气发动机得以正常工作就必须控制发动机充气效率并保持有效工作压力使其动力性得以维持,那么这就需要对气缸喷射以及电控多点顺序喷射进行完善,而汽车电子技术为这些控制技术带来了支持让天然气发动机系统的性能并不逊色于汽油发动机。
(二)电子元件开发
对于汽车而言各类电子元件在某些模块及环节上起到了至关重要的作用,同样汽车电子技术也涉及到多种电子元件。在现代汽车功能性不断扩充的过程中使得电子元件的数量逐渐提升,这就涉及到了大量连接导线,使得汽车结构复杂程度进一步加大。而网络技术与总线技术对上述情况带来了优化措施,可将汽车电子设备融合成一个综合性网络并利用总线对数据进行采集及反馈。电子装置除了可实现自控外,同时可给予其他装置相关的数据服务。依托于网络化设计让布线得到了有效简化,使得电气节点与导线均得到了优化,降低了汽车结构的复杂性并使得数据传输的稳定性更为稳妥。经由数据总线可对汽车电子装置进行有效控制,一旦出现故障时也可获取故障信息并对故障因素及位置进行准确判断,以此来降低维修工作的困难程度。
(三)制动系统完善
对于汽车来说制动系统直接关系到汽车的安全性与可靠性,某些情况下汽车出现机械故障正是由于制动系统所导致的。汽车电子技术使得制动系统得到了完善,系统可匹配驾驶人员的指令达到强制降速或停止的目的。电子技术的智能性让制动系统的稳定性与适用性得到了保证,为乘驾者的行车安全带来了保障。
(四)变速系统
电控自动变速器可结合发动机载荷、转速及车速情况等对变速杆位置进行动态性调控,使得变速其换挡处于最佳位置,即可获取最优换挡时间以理想挡位。这使得汽车的加速性能得到了大幅度提升并提高了灵敏度,可将车辆负荷即驾车环境等确切地反映出来。电子气动换挡替代了原本机械换挡的作用使得汽车操纵变得更为简便,让汽车的安全性及行驶动力有所保证。
3 结语
汽车电子技术让现代汽车业逐渐朝着智能化、自动化方向所发展,当然这也是未来汽车行业必然性的趋势。在汽车电子技术的推广下让汽车安全、舒适度、操作便捷性等都有了一定幅度的提升,特别是对新能源汽车提供了实现方案,让汽车对环境的亲和性得到了改善。汽车电子技术推动了整个汽车行业的发展,为汽车整体稳定性带来了有力的技术支持。
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【关键词】汽车 开放系统架构 汽车电子 云制造
近些年来,我国汽车制造业发展较快,在科学技术的推动下,人们对汽车的制造标准越来越高。汽车制造是一个程序较为复杂的过程,需要用到数量众多的集成电路和电子控制单元。目前,在对汽车的运行和开发中,“烟囱式”是一种最为常见的方法。科学技术日新月异,汽车在发挥其基本性能的基础上逐渐向智能化、娱乐化和舒适度更高的方向发展,而且电子装置也越来越多,因而无形当中增加了汽车的制造难度。为了满足现代化汽车行业的发展要求,云制造技术应用而生。
1 汽车电子云制造架构的重要性
汽车电子云制造架构能够提供出高质量的服务,因而越来越受到高度重视。为了更好的使其发挥出效能,可以对其进行按需管理。凭借云服务,从而建立起一整套具有系统性的资源组织、资源获取与资源合理使用的方式,实现各种资源的优化配置,提高资源的增值效益,同时践行了绿色制造的理念。服务资源爆炸是云制造发展过程中不可避免出现的问题,服务有序化是解决该问题的重要途径之一。在汽车制造过程中,经常会采用购买资源的方式来满足多方的需求,这种方式尽管具有一定便捷性,但是很容易造成多种资源的浪费。而在汽车电子云制造的建设中,采用集约化、智能化等现代化的制造工艺,能够提高资源的利用率,更加直接的满足用户的需求,节约资源,促进汽车制造业的服务转型。
2 汽车电子标准AUTOSAR及实时SOA
2.1 汽车电子标准
汽车电子标准AUTOSAR中明确指出了汽车电子软件开发和优化方法,这套标准具有系统化和全面性,可以应用到不同类型的汽车开发平台,有利于提高电子软件的利用率,降低开发成本。现阶段,汽车制造中的电子系统,在AUTOSAR标准影响下,逐步向集成化、模块化、接口可控化及系统可扩展化方向发展,使得汽车电子系统具有更高的性能。
2.2 实时SOA
在汽车制造过程中,经常会用SOA来表示软件构件设计与集成基础模板。实时SOA作为一种基础模板,得到了业内人士的高度认可,因而在汽车电子系统设计与制造中得到了广泛推广与使用。实时SOA在云计算机系统构架中作为一种基础性构件,主要提供出了各种所需的服务。当前,实时SOA已经逐步在各行各业中渗透,其性能也受到高度重视。实时SOA的提出与应用,有效弥补了实时软件在体系构架上存在的缺陷。
3 汽车电子系统云制造构架的设计
电子标准AUTOSAR实施,是对运行总线的一种扩充,并与实时SOA相互配合使用,从而改变了汽车车载的封闭性环境,为云制造的实现创造了有利条件。但是两个系统在相互对接使用时,并没有对服务请求、服务调用频率及协议适配器等方面的内容进行描述,这些都是云制造环境下,实现汽车电子云制造构架的重要影响因素,下文对有关内容进行分析。
3.1 服务请求叙述
电子标准AUTOSAR的设计与使用,离不开SOA 和Web等服务语言的支持,并要在相关制度标准的约束下,形成特定协议标准。近几年,随着信息技术的不断发展,汽车电子云制造体系架构由三个部分组成,即对基本操作信息的描述、约束操作信息的描述及操作服务质量信息的描述。具体内容如图1所示。
在该系统架构中,每部分的信息都能够进行相应的服务性描述语言,在该模型基础上,对各种语言表示进行定义,并实现了其特有的功能,对各种操作进行了有效指示。由于电子标准AUTOSAR也是在可扩展标记语言的规范基础上得以实现,因而相关的服务内容及描述会很容易被协议的适配器所接受,并且还可以被解析成WSDL的标准文档。
3.2 服务调用频率
我们知道,调用协议的适用性、安全性及执行性是汽车开发系统实现电子云制造构架的关键性影响因素。通常情况下,车载环境中的远程调控主要有两种方式,即简单对象访问协议和表象化状态转化协议。
3.3 协议适配器
在AUTOSAR描述与WSDL的描述影响下,多种服务协议能够相互转化。通过上文对服务协议相关内容的分析可以知道,协议扩展需要在满足文档功能和安全性能的基础上实现,并要对其中种类的描述进行分析,进而可以形成具有标准形式的文档,在网络技术的支持下,对云环境提供多种服务请求。当云计算环境接受到了服务请求以后,就会自行进行查询与科学匹配,进而就会得到相应的服务集或者是服务。并把此作为了依据,根据请求地址的来源把相关的服务信息反馈到汽车的对应节点中,当汽车的节点收到了反馈信息以后,会自动根据请求内容作出服务分解与服务组装,对协议机械能转换。在这个过程中,能够把原本较为复杂的WSDL文档变化成能够被车载环境所适应和理解的AUTOSDL语言。通过所提供出的转换结果,车载环境可以进行远程调控,并不断重复结果反馈和协议调用转换的过程。通过多次试验,可以得到相应的REST和 SOAP协议,在对Byte和Float进行处理时,可以判断其对数据的处理能力。通过比较分析,可以得知,REST的数据处理能力要明显高于SOAP,因而在构建电子云制造构架时,REST是首先的服务调用协议。
4 汽车电子云制造架构的应用
通过上文对基于汽车开放系统架构的汽车电子云制造架构的设计分析,可以得知,我们对原有的电子标准AUTOSAR进行了不同程度的扩展,实现了AUTOSAR与SOA两个不同的容器,这两个容器能够分别对车载电子与云端软件的服务请求进行描述、组成、分发及协议转化,通过不同协议之间的有效转化与响应,从而能够使车载化环境和云计算环境相互融合,有利于实现云端计算与汽车制造的无缝对接。
我们在对汽车开放系统架构的汽车电子云制造架构的设计分析后可以知晓,汽车云制造架构的实现可以对汽车进行全方位有效的控制,但是要实现这些目标,需要利用控制器,并要对汽车的能量管理、电气安全、动力学控制、远程控制标定以及故障诊断进行全面分析。控制器系统的基础软件还包括了内存服务、系统服务、诊断服务和组件对象模型等内容,可以实现模拟输出、脉宽调制行业微控制等功能,合理应用这些功能,有利于汽车开放系统架构的汽车电子云制造架构设计的实现。
5 结束语
社会科学技术飞速发展,在现代化汽车制造生产过程中,人们的要求越来越高。娱乐性、安全性和可扩展性都是汽车必不可少的重要功能。在新时期的汽车制造生产,逐渐向服务性强、管理虚拟化及更人性化等方向迈进。要实现这些,都离不开云技术的大力支持,因而,我们要对汽车开放系统架构下的汽车电子云制造架构设计有足够重视,不断进行研究,在依托汽车电子标准AUTOSAR及实时SOA的基础上,不断突破创新,结合新时期人们对汽车功能的要求,不断加强研究与设计,提高汽车的系统性能,生产出功能更齐全、性能更好的汽车。
参考文献
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[5]杨屹.事件驱动的云制造车间调度研究[D].华南理工大学,2014,04(22):19-20.
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关键字:汽车;电子技术;应用;
中图分类号:O434文献标识码: A
一、汽车电子技术的发展阶段
现代汽车电子技术顾名思义是现代汽车技术与电子技术的结合,涉及两个技术领域。汽车电子技术的出现是汽车发展过程中一次重要革命性事件,并且成为衡量现代汽车发展水平的一个重要技术标志。纵观汽车技术发展史,汽车电子技术的发展主要有四个阶段,具体分析分别如下。
(一)20 世纪 50 年代初期到 1974 年为汽车电子技术发展的第一阶段,在这一阶段,致力于用现代的电子装置代替传统的机械部件,开发重点在于单一的电子零部件,改善汽车内部某些机械部件的性能。主要产品有电子点火控制器、交流发电机、电子式电压调节器,数字钟、电子式闪光器等。这是汽车技术开始与电子技术出现结合的第一步,上述电子产品在汽车中的广泛应用开启了汽车电子技术时代的大门,为未来汽车电子技术发展奠定了基础。
(二)1974-1982 年是汽车电子技术发展进程的第二个阶段。在这个阶段,汽车电子的发展更有目标性和方向,汽车工业开始为了实现某种特定功能而采用特定的电子技术和理论,这一时期较为典型的电子化设备就是集成电路和 16 位以下的微处理器。在汽车电子技术发展的这一阶段,集成电路和微处理器在汽车上得到大范围的使用,为了实现特定目的,技术人员基于电子技术理论研制出各种电子技术系统,比如汽车内部的安全气囊系统、刹车的防抱死制动系统以及用于控制汽油喷射的电子控制汽车喷射系统等。
(三)1982-1995 年是汽车电子技术发展进程的第三个阶段。这一阶段汽车电子技术得到了巨大发展,电子技术开始由普通控制向现代化电子控制系统过度,为现代智能化电子控制系统出现奠定了技术基础。这一阶段汽车电子技术发展的明显特征就是开始出现具有多种控制功能的计算机集中管理系统,这个管理系统以微型计算机作为控制核心,逐渐取代了传统电子技术的独立控制系统,应用范围不断扩大。这一时期出现的典型电子技术产品有发动机集中管理系统、车辆舒适性电子控制系统、传统电子控制系统等。
(四)1995 年至今是汽车电子技术发展进程的第四个阶段。这个时期最典型的汽车电子技术就是智能化电子控制系统,并且已经在汽车上得到大范围的使用。主要技术产品有汽车导航系统、电子地图以及自动无人驾驶系统等。
二、汽车电子技术应用现状
(一)发动机控制技术
1、点火提前的电子控制
该系统在 20 世纪初就被应用于汽车发动机上,由微机、传感器及其接口、执行机构等几部分构成。其中微机会根据曲轴和凸轮轴处传感器采集的各种信号,做出相应的处理并输出相应的控制信号,控制最佳点火时刻 。再根据冷却液温度传感器采集的信号和进气温度传感器采集的信号来对点火时刻进行调整,根据爆震传感器采集的信号对其修正,从而使发动机接近最佳理想状态,达到节约燃料、减少空气污染的目的。
2、电子控制喷油装置
随着科技的进步,传统的机电混合式燃油喷射系统已经逐步被淘汰,随之被广泛应用的是电控燃油喷射装置。在此装置系统中,由传感器检测进气量、曲轴转速和转角,转变为电信号传送到装置中的电控单元,电控单元根据需要的信号计算出油量。再根据得到的信号对最初的喷油量进行修正进而确定实际喷油量。
(二)车身电子控制
车身电子装置是在汽车环境下能够单独使用的电子装置,和汽车的自身装置没直接联系。常见的有空调装置、信息显示系统等等。
1、汽车空调控制
汽车的空调控制是微机根据车内外的各种温度传感器输出的信号,计算出车内应该达到的出风温度。从而对调节器开度、风扇电机转、冷却器风门(或者是加热器风门)等进行控制,使车内温度始终保持在设定的温度范围内,进而使车中的温湿度始终位于最佳状态,为车内人员提供最为舒适的环境。
2、信息显示系统
此技术正处于不断的发展与完善阶段,由车况监测、车载计算机、电子仪表组成。车况监测是通过液压温光等传感器监测汽车的故障。而由车载计算机提供来的不同信息,则能提高行车安全、燃油经济、乘坐舒适等性能。电子仪表则为驾驶员提供了行驶过程中需要的最基本的操作信息。
三、汽车电子技术发展趋势
如今,由于人们对汽车的安全环保、以及舒适度等要求的不断地提高 , 这就要求汽车电子技术在各方面取得更大的突破,例如环保、安全等和人们息息相关的方面,以及微处理程度和对高新技术的运用。
(一)环保化
众所周知,汽车每年造成的空气污染占据污染物中的一大部分,这就要求人类研制出性能更加完善的发动机装置和电子控制系统,使汽车电子系统更加电子化、环保化。
(二)安全化
在被动的安全技术上,我们已经取得了重大的进步,如在汽车碰撞时为车内人员提供保护,如气囊、安全带等。然而在主动安全性上,还有待开发。通过采用雷达、摄像、光学和超声波传感器等技术,开发不同的避撞系统与安全系统,甚至是自适应自驾驶系统以及对车的动态控制等等。
(三)微处理化
微处理的出现使得汽车越来越精细化,带给了汽车革命性的变化。微处理控制已经是汽车电子控制系统中的最为核心的部件。当前汽车所用的微处理机,其速度和精度要求还不如计算所用的微机高。但是未来随着汽车电子控制系统的不断扩增,伴随着其微处理器数量的剧增,其计算的精度和速度也将越来越高,性能也会越来越好,功能也必将越来越强大。
(四)软件新技术化
由于汽车电子技术的普遍应用,对相关的软件需求也将会增加,计算机联网更是大势所趋。这种情况下,采用多种软件,开发出高水平语言,便称为当下之需,以满足多种硬件的要求。汽车上的大部分部件将依据于软件,软件的多元化及其功能的提高,必将使得计算机越来越好地完成更加复杂的任务。
(五)传感器技术
未来汽车电子技术对传感器技术的要求更高,为了满足客户需求与汽车需要,智能化传感器应该拥有智能化、多功能化、集成化以及微型化等特点。具体来讲,未来的汽车传感器应具有模拟和处理信号的功能、对信号放大和处理的功能、较强的抵抗外部电磁干扰的能力、自动进行时漂、温漂和非线性的自校正功能等。
(六)多媒体娱乐与智能通讯系统
现阶段,汽车在移动通讯技术和计算机网络技术发展的支持下已经可以向司机和乘客提供各种丰富的多媒体设施环境(利用GPS、GSM 网络实现导航、行车指南、无线因特网以及汽车与家庭等外部环境的互动)和远程汽车诊断(紧急时能够引导救援服务机构赶到故障或事故地点)等功能,把汽车变为移动办公室和移动的家庭影院,并且能够把汽车道路和其他远程服务信息结合起来,构建出未来的智能交通系统(ITS)。
总之,随着科学技术水平的提高,汽车行业面临着巨大的挑战,汽车电子化程度的高低成为衡量汽车先进水平的重要标志,而汽车电子技术的发展以及广泛应用,对提高汽车水平有着重要的作用,对汽车行业的健康发展意义非凡,故正确把握汽车电子技术未来的发展方向,加快电子技术的研发是我们的当务之急。发展汽车电子技术,从而实现民族汽车产业的迅速崛起最终占据未来竞争中的优势位置。
参考文献:
[1]庄彦霞.汽车电子技术的应用与发展趋势浅析[J].农业装备与车辆工程,2009,(2).
[2]龙宇. 现代汽车电子技术的应用现状及发展趋势[J].机械管理开发,2009,(8).
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【关键词】高职数学;汽车电子技术专业;课程建设;对接
高等数学是高职高专汽车电子技术专业的专业开设的一门必修课程,担负着为专业服务和专业人才素质培养的功能,为本专业学生学习后续课程和解决实际问题提供了必不可少的数学知识和数学方法,对培养学生思维能力、分析解决问题能力和自学能力及使学生形成良好的学习方法都十分重要。因此,要培养高质量的汽车电子技术专业人才,使高等数学课程对接本专业人才培养,就必须全面系统地做好数学课程建设。
一、我院高职数学课程与汽车电子技术专业对接现状分析
数学课程与教学内容仍然过分强调数学知识体系,强调数学学科的系统性、理论性、完整性和逻辑性,基本上本科院校高等数学教材的压缩,割裂了数学理论、方法与专业实际问题的联系,对现代的数学思想、前沿数学观念和数学方法融入教学内容中,故不能体现为专业技术提供数学工具的目标,忽视了运用数学方法解决专业实际问题,没有做到面向专业需求,没能满足专业数学教学需要,没有针对专业学生的特点,不利于培养学生数学应用能力和专业上的长期发展,导致学生形成了数学无用论的观点,严重影响了数学教学质量的提高,使我们认识到数学课程与汽车电子技术专业对接的重要性与紧迫性。
二、高职汽车电子技术专业人才培养目标分析
汽车电子技术专业培养具有良好职业道德、扎实的专业知识和较强实践技能,适应汽车电气维修和服务、汽车运用、汽车电子产品生产和维修行业、汽车维修企业、汽车制造企业等从事车载电子系统的制造、装配、调试、检测、维护与维修,从事汽车维护与维修、汽车检测与诊断、电气技术革新、质量检验、汽车新技术引进、汽车及配件营销、汽车运输与维修企业技术管理等技术和管理工作需要的高等应用型专业技术人才。所以高职数学课程必须面向专业的需求,以应用知识为主,重点培养解决实际问题的能力。
三、高职数学课程与汽车电子技术专业对接分析
高职数学课程对接汽车电子技术专业,满足专业需求决定了其性质与作用,必须以“必需、够用”为原则,服务汽车电子技术专业的实际需要,服务素质教育,服务于学生的能力培养;让学生通过数学课程学习,提高分析问题和解决实际问题的科学方法与必要技能,能够为后续专业课程学习奠定良好的数学基础知识、方法理论支撑,同时为学生继续学习深造提供必备知识积累。
高职数学课程对接汽车电子技术专业,要有针对性的对课程内容进行重构,满足专业培养目标要求与专业的发展需要。首先要按照专业需求“必需、够用”的原则重新修订针对汽车电子技术专业的高职数学教学大纲和课程评价标准,一经建立,势必对专业有不同的侧重点,更好的促进数学课程更好地为汽车电子专业服务;围绕汽车电子技术专业课程评价标准,整合数学课程,构建满足汽车电子技术专业需求的模块化的数学课程内容体系,适度注意重视知识的系统性和严谨性的同时,更多注重探究、注重实际应用,重视数学思想方法、淡化数学证明和数学推导,增加与汽车电子技术专业相适应的基本知识和基本训练、思考性与探索性问题,培养学生的创新能力。
四、高职数学课程对接汽车电子技术专业几点思考
高职数学课程要针对汽车电子技术专业的职业标准与能力要求,让学生知道数学在自己以后职业中的应该价值,获得有用的数学知识,通过应用过程形成正确的数学学习态度,形成解决职业岗位工作中可能出现的数学问题的能力。
高职数学课程对接对汽车电子技术专业,课程资料应实现多样化、模块化。与专业实际联系,提炼典型的应用性数学专业模型,结合汽车电子技术专业所需的数学能力,分析归纳出与本专业相适应的知识结构、任务模块及相应的内容,减少数学理论与计算技巧,并融入现代信息技术,增加数学软件应用的内容,加强学生数学应用能力的培养,提高学生的数学应用能力,强化数学的应用性;并研究学生的数学基础,课程适应汽车电子技术专业学生的实际水平。
高职数学课程对接对汽车电子技术专业应该在课程评价改革上建立合理、科学的体系,包括评价理念、评价内容、评价形式及评价体制等方面,应注重学生学习数学的态度、动机与兴趣,关注学生的交流与合作共同探索问题的能力,同时尊重学生自评和互评的结果。
高职数学课程要真正对接对汽车电子技术专业,必须加快内涵建设,规范发展,开发适应于专业的数学课程教材,建设一支良好的师资队伍,才能解决学生数学基础、培养学生数学兴趣、增强学生的学习信心等问题,真正使高职数学满足专业需求,实现与专业对接。
参考文献:
[1]张淑华.以服务的理念重构高职数学课程体系.辽宁教育研究,2008(4).
[2]姜大源.学科体系的解构与行动体系的重构[J].教育研究,2005(8).
[3]占德胜.谈面向专业需求的高职数学教材开发.河南科技学院学报,2010(2).
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一、汽车电子技术的发展现状
汽车电子产品主要分为两类:一类是汽车电子控制装置,包括发动机、底盘、车身电子控制;另外一类则是是车载汽车电子装置,包括汽车信息系统、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。网络在汽车应用中不但增加了许多功能,而且还大大增加了可靠性。为适应汽车网络控制的需要,更好地在各控制系统之间完成交流信息、协调控制、共享资源及标准化与通用化。大量数据的快速交换、可靠性及实用性是对汽车电子网络系统的要求。
二、汽车电子技术发展面临的问题
EPCOS认为影响汽车电子行业发展的因素包括节能降耗、环保、增强的安全性、更高的可靠性、舒适性和产品特性化、改进的可制造性,以及满足法规要求的特性等,这些因素势必要求有更为复杂的电子产品的研发。同时,这些因素的刺激也会推动用着汽车半导体产品的增长速度超过整个行业的平均增长速度。
我国生产的汽车电子水平还没有达到欧洲或者美国汽车的水准,像空调、遥控车门开关、电子椅调节、电动助力转向系统等安全装置虽然保持增长但远远没有达到普及,像气囊、ABS、牵引控制系统等只在轿车、大货车上得到运用。
但是客户需求的提升将触发舒适系统量和质的提升,我国汽车电子技术追赶的步伐很快。同时,娱乐和信息系统的创新电子技术已经点燃信息娱乐应用市场。
三、汽车电子技术的发展趋势
德尔福通过对推动全世界新技术、产品和市场发展的全球趋势全面的调查和研究,预测汽车电子行业的未来就是绿色性环保性、安全性和连通通讯三大领域。
(一)汽车电子技术的绿色性环保性
全球汽车行业最主要的发展趋势就是倾向于发展高效燃料、低碳排放量的发动机。目前有许多选择方案。其一就是先进的柴油发动机和电子控制系统,在公路驾驶时,其燃料经济性比汽油发动机提高30%~40%。其二就是电动动力系统或混合动力汽车(HEVS)。
(二)汽车电子技术的安全性
市场对于保证驾驶更加安全的电子技术产品有着庞大的需求,并且在该领域也取得了重大的进展——即在汽车发生碰撞时为驾驶者和乘客提供保护的技术和产品,例如碰撞传感器、气囊、安全带、随动转向结构、以及金属板冲撞区等产品和技术已经在汽车碰撞事故中挽救了许多人的生命,减少了人员伤害。
(三)汽车的通讯连通性
如今,全世界的消费者都可以在家中和办公室享受数字电子技术和无线基础设施所带来的方便,比如手机、硬盘驱动器上的数字压缩音乐和视频、数字电视播放、音频和电视卫星广播以及GPS等。
四、汽车电子技术突破路径
(一)传感器技术
由于汽车电子控制系统的多样化,使其所需要的传感器种类和数量不断增加。为此,研制新型、高精度、高可靠性和低成本的传感器是十分必要的。未来的智能化集成传感器,不仅要能提供用于模拟和处理的信号,而且还能对信号作放大和处理。同时,它还能自动进行时漂、温漂和非线性的自校正,具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力,保证传感器信号的质量不受影响,即使在特别严酷的使用条件下仍能保持较高的精度。它还具有结构紧凑、安装方便的优点,从而免受机械特性的影响。
(二)微处理机技术
微处理机的出现给汽车仪表带来了革命性的变化,世界汽车工业的微处理机用量激增,由从前单一的仪器逐步发展为多用途、智能化仪表,不但可以很精确地把汽车上所有的待测量都检测出来,分别显示和打印需要的结果,而且还有运算、判断、预测和引导等功能。如可监视汽车各大部件的工作情况,还可以对蓄电池电压、轮胎气压、车速等检测量的高低限量进行报警。微处理机将更广泛地应用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。
(三)软件新技术
随着汽车电子技术应用的增加,对有关控制软件的需求也将会增加,并可能要求进一步计算机联网。因此,要求使用多种软件,并开发出通用的高水平语言,以满足多种硬件的要求。轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件,软件总数的增加及其功能的提高,将能够使计算机能完成越来越复杂的任务。
(四)智能汽车及智能交通系统(ITS)
汽车智能化其主要技术中“自动驾驶仪”的构想必将依赖于电子技术实现。智能交通系统(ITS)的开发将与电子、卫星定位等多个交叉学科相结合,它能根据驾驶员提供的目标资料,向驾驶员提供距离最短而且能绕开车辆密度相对集中处的最佳行驶路线。电子地图可以显示出前方道路、并采用卫星导航。从全球定位卫星获取沿途天气、车流量、交通事故、交通堵塞等各种情况,自动筛选出最佳行车路线。
(五)多通道传输技术
多通道传输技术由试验室将逐步进入实用阶段,采用这种技术后,使各个数据线成为一个网络,以便分离汽车中心计算机的信息。微处理机可通过网络接收其它单元的信号。传感器和执行机构之间要有一个新式接口,以便与多通道传输系统相联系。
(六)数据传输载体方面的电子新技术
汽车电子技术未来将实现整车控制系统。这一系统要求有一个庞大而复杂的信息交换与控制系统,车用计算机的容量要求更大,计算速度则要求更高。由于汽车用计算机控制系统的数量日益增多,采用高速数据传输网络日益显得必要。光导纤维可为此传输网络提供传输介质,以解决电子控制系统防电磁干扰的问题。
(七)汽车车载电子网络
随着电控器件在汽车上越来越多的应用,车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。大量数据的快速交换、高可靠性及价廉是对汽车电子网络系统的要求。在该系统中,各从处理机独立运行,控制改善汽车某一方面的性能。同时在其它处理机需要时提供数据服务。主处理机收集整理各从处理机的数据,并生成車况显示,通信控制器则保证数据的正常流动。
此外,电子技术中的集成化制造技术等在未来几年内也将会有大的突破,与此同时,电动汽车的发展已经成为全球汽车行业的热点。汽车电子化是现代汽车发展的重要标志。现代汽车电子技术的应用不仅提高了汽车的动力性、经济性和安全性,改善了汽车行驶的稳定性和舒适性,推动了汽车产业的发展,而且还为电子产品开拓了更加广阔的市场,从而推动了电子产业的发展。作为汽车产业和电子产业结合的产物,汽车电子产业的发展已经驶上了快车道。
参考文献:
[1] 潘旭峰.现代汽车电子技术[M].北京:北京理工大学出版社,1998.
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【关键词】汽车电子教学团队建设管理
近年来,团队精神也在感染着高校教师队伍,形成了各个学科专业的教学团队,团队所有成员在知识、技能等方面相互补充,成员之间通力协作,共同完成人才培养目标。教学团队是高校工作的一种重要组织形式,对保证高校教学质量,提高高校竞争力和生命力发挥了重要的作用。淮北职业技术学院汽车电子技术专业教学团队按照专业与职业的内在要求,重点建设了团队带头人、实施人才共育、增强团队成员教学科研水平、加强校内外实习实训基地建设、提高服务地方经济能力等方面,提高团队可持续发展能力,确保团队健康成长,从而有力地推动了汽车电子技术专业的建设和发展。
一、构建专业要求人才培养模式
学院汽车电子技术专业教学团队始终把握电子信息领域的前沿发展方向,在人才培养过程中不断总结经验,修改和完善专业课程体系,积极探索和设计开发了新的人才培养模式。团队把“重在实践,理论活用”作为汽车电子专业人才培养模式改革的切入点,坚持“以汽车电子技术应用为主线,增强设计与创新能力;以制造业为根本,多能发展,拓宽就业领域”的人才培养模式,开发并设计了符合目前汽车电子技术专业及专业群人才培养目标体系。
二、加强团队带头人建设及管理
汽车电子技术专业教学团队带头人为高级职称、电子技术省级专业带头人、省职业技能鉴定考评员。团队带头人能够紧密联系学校各部门与社会行业企业,充分利用校内外各种资源,进行有效地资源整合,促进专业发展和团队建设,并在团队中发挥了业务指导和示范带动作用。[1]
(一)主持制定团队的发展规划和工作目标
团队建设与发展有计划、有目标,团队有总体发展规划、成员个人发展规划及工作任务。团队发展规划是通过努力把团队打造成一支整体素质高、业务强、成果多的优秀省级教学团队。团队工作目标是打造符合时展的、突出体现高职教育特色的汽车电子技术专业,三年内完成本专业的省级特色专业建设,打造一支产学研一体化的教学团队。
(二)组织实施汽车电子技术专业建设和改革
团队带头人积极带领团队进行专业建设和改革,引进了先进的教学理念、教学手段和技术工艺,突出职业教育特色,培养技能型应用人才。带领团队及时追踪专业发展的前沿,开展专业调研和专业剖析。准确把握专业建设与教学改革方向,积极开展教学建设与改革研究。积极参与汽车电子技术省级特色专业建设,确立专业发展的思路与模式,并制定了特色专业教学计划、教学大纲和人才培养计划。科学合理地使用现代化教学手段和方法,引入项目教学、一体化教学、案例式教学、现场教学、生产模拟教学等教学方法。根据社会岗位需求和本专业毕业生回访情况,及时调整人才培养方案,以最大程度满足社会对人才的需求。强化学生动手能力,加强实验实训室建设,开发了多个校企合作单位,并聘请多名企业高级技师或能工巧匠作为兼职教师参与实践教学环节。组织本专业的资源库建设和人才培养模式改革。
(三)以身作则加强带头人自身修养
团队带头人积极参与教学改革,有效地开展教研活动,教学严谨,身体力行,为人师表,深入生产科研第一线,不断提高自身业务能力和水平。具有较强的组织、协调、管理和执行能力,善于团结协作,能够在团队中形成较强的凝聚力与亲和力,能够正常开展有效的团队建设和管理工作,能够积极主动地进行创造性的工作。
三、实施团队分工协作人才共育
汽车电子技术是一门涉及汽车技术、电子技术的复合型专业,因此要求团队全体成员发挥各自优势,团结协作,为实现同一教学目标而努力。
(一)团队分工协作实施人才共育的形式
校企合作是应用型职业教育办学的特色所在,根据校企合作的实际情况,团队在不同阶段采用了不同的育人形式,主要有订单式人才培养模式、2+1合作教育模式、工学结合三种办学形式。通过校企合作之路,解决高职教育发展中存在的办学条件、育人及就业等主要瓶颈问题。
(二)团队分工协作实施人才共育的途径
根据汽车电子技术专业岗位群人才培养要求,校内专任教师与来自校外行业企业兼职教师团队成员明确职责,各自发挥优势。专任教师主要负责理论课程,制订课程大纲与教学方案;实训教师与行业企业兼职教师主要开展实训技能与岗位实习指导工作。
(三)团队分工协作实施人才共育的方法
1.在课程讲授方式中实现分工协作,每门课程都有一名相应擅长的老师来负责,同时又有其他1-2名教师协作,做好课程标准的制定及相应的授课工作。团队的理念是由“专攻”到“专教”,体现个人优势的同时提升整体水平,实现汽车电子技术专业教学目标。
2.在项目教学中实现分工协作,针对开展项目教学法课程中的不同项目模块,寻找最佳的教师搭配形式,实现优势互补。
3.在专兼职教师中实现分工协作,增强高职教育活力。团队内的企业外聘教师承担了大量的现场教学工作,具体指导学生设计汽车电子生产维修过程的每一步实践教学环节,撰写进行汽车电子生产维修过程的专题报告,分析汽车电子生产维修具体案例,实现了对校内专任教师理论教学的有力补充。与此同时,学院也组织教师到企业挂职锻炼,参与产学研合作单位新产品研发,或承担一定的职业培训工作,增强高职实践教学能力。
4.协调团队成员,发挥团队优势,提升团队整体能力。团队成员都担任过相关理论课程或实验实训课程的教学任务,都积累了一定的经验,在专业建设、实验实训室建设、实践环节的设计与实施中都相互配合,取得了显著的效果。推行青年教师导师制,充分发挥老教师对青年教师的“传、帮、带”作用,老教师把自己多年来在教学、知识、技能等方面取得的宝贵经验,指导青年教师进行教学和科研。注重教学、科研与生产相互融合,将科学研究中的新知识、新方法、新技术融入到教学中;同时,将教学成果应用到生产实践中,使教学成果得到一定的推广。
四、注重团队成员教学科研培养
(一)通过组织实施教师的听课、试讲、语言等基本功训练,以及教师教学基本功大赛和职业技能竞赛,使得教师的理论与实践教学水平都有很大的提高。
(二)通过“双师”素质培养,提高实践教学能力。[2]学院选派专职教师到重点院校进修,有计划地组织教师到企业锻炼,到国家或省培训基地参加“双师”素质培训,团队成员全部获得相应的高级职业技能证书或职业技能考评员证书,具有“双师”资格,都已成长为“双师型”教师。
(三)面向行业企业实际需求和专业建设要求,团队成员积极参与多项横向合作项目。有老师自主设计实用新型专利,如卡片式试卷;有老师参与多项实用新型专利的设计;还有老师参与多项技术服务和技术改造项目,取得了良好的社会声誉。
(四)通过教科研项目研究,提高创新能力。目前,淮北职业技术学院汽车电子技术教学团队取得了以“省级专业建设带头人”“省级特色专业”“省级示范实验实训中心”“省级精品课程”“省自然科学基金项目”“省级规划教材”和多个“实用新型专利”为标志的系列建设成果,完成了汽车电子技术专业的省级特色专业建设。团队成员多位老师主编规划教材5部、副主编或参编规划教材及精品课程教材10余部、自主编写实验实训教材3部;参与省自然科学基金项目1项;主持或参与院级教科研项目20余项;主持或参与实用新型专利7项;40余篇,其中中文核心期刊上10余篇;指导学生多次在国家级及省级技能大赛中获奖;获省科技成果奖1项;多名教师被选聘为淮北市职业教育专家库成员。
五、加强校内外实习实训基地建设
为满足生产能力培养的需求,团队已建设多个基础实验室和专业实训室,如电工电子技术实验室、电工技能实训室、电子技能实训室、电力电子实验室、汽车空调维修实验室、传感与检测实验室、单片机与PLC工控实验室、电力拖动实验室等校内实践教学基地;机电一体化省级实验实训中心拥有汽车检测与维修多个实训室。为推进工学结合的内涵建设,让学生尽可能早的接触生产实践,掌握实际操作技能,根据团队建设发展规划加大校内外实习实训基地的建设,并规范管理。与原有的校外实习实训基地深度合作的基础上,团队将进一步拓宽校企合作渠道,开发更多的实习实训合作企业,将工学结合向深度推进。以职业技能大赛项目整合实训内容,有针对性地培养学生的职业技能。积极引进先进的技术与工艺、紧跟行业发展的步伐,并与汽车检测与维修、汽车服务与营销、应用电子技术、电气自动化技术、机电一体化等专业实现资源共享。
六、提升服务区域经济建设基本能力
团队部分成员受聘担任淮北市地方政府和企业的专家顾问,积极为社会提供智力支持;积极开展应用研究和实用技术开发,为企业提供技术支持;参与淮北市及周边地区多家企业多项科研项目的技术攻关,为企业解决了多项技术难题;大力开展职业培训、技能鉴定、科技咨询和科技成果推广等。汽车电子技术专业教学团队积极进行团队建设与管理,保证本专业健康有序发展,并以汽车电子技术专业为龙头,带动应用电子技术、汽车营销与服务、电子工艺与管理等专业群的大力发展,更好地为淮北地区经济和社会发展服务。
参考文献:
[1]骆正军.永州职院教师团队建设的研究与实践[D].长沙:湖南师范大学,2008.
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Keywords:automotiveelectronics,reconfigurablecomputing,reconfigurable-logicdevice,dynamicreconfigurabletechnology.
1引言
汽车历经百余年的发展,其机械结构已经达到了近乎完美的程度,业界对汽车机械性能的改善已经很难再有更大的提升空间。为了提高汽车的可靠性、功能性和舒适性,电子技术在汽车上被广泛应用。电子技术与机械结构的结合,被认为是当前汽车技术发展过程中的一次“革命”。
汽车电子技术是汽车设计中的核心技术。汽车电子化的程度是衡量一个国家汽车工业发展水平的重要标志。汽车的设计者利用汽车电子技术开发新的车型,把它作为改善和提高汽车整体水平所采用的最重要的技术方案;汽车制造商则通过加快汽车电子化的进程,把增加汽车电子装置的数量等措施作为汽车的新卖点和夺取未来汽车市场的最重要手段。目前在国际上的中、高档轿车的设计中,汽车电子产品平均已经占到了汽车制造成本的27。这个数字还在不断创造新高。据英飞凌(Infineon)公司预测,到2010年用于轿车上的汽车电子装置的支出平均将占到整车制造成本的50。而在我国,每辆汽车的平均汽车电子设备应用比例要比国际水平低5.5倍[1>。汽车电子技术的发展与应用是目前我国汽车产业进步所面临的一大契机和挑战。
可重构计算技术成形于上个世纪九十年代中期[2>。如图1所示,其主要思想是利用可重构逻辑器件(如FPGA)的可重构特性,通过不同的器件配置文件来改变器件实现的功能,从而能够以硬件的性能灵活实现多种应用。可重构计算技术避免了微处理器计算模式因为取指、译码等步骤导致的性能损失,同时也消除了专用集成电路(ASIC)计算模式因为前期设计制造的复杂过程带来的高代价和不可重用等缺陷。可重构计算技术目前已经应用在了很多领域,如目标匹配、大数值运算等等,都取得了非常好的效果。
图1:微处理器、可重构计算、专用集成电路等三种计算模式的比较
汽车电子产品有着很多特殊的需求,而可重构计算作为一项新兴的技术,具有的高性能、高灵活性、低开发周期、低成本等特征非常适合于汽车电子领域的应用。
2汽车电子领域的需求分析
从1950年美国通用公司开创了将半导体技术应用于汽车制造领域的先河—将晶体管收音机安装在汽车上开始,汽车电子产业历经50多年的发展,目前已经形成了功能多样化、技术一体化、系统集成化、通信网络化、技术标准化等技术特征。当前,汽车电子技术已经进入了优化人-汽车-环境的整体关系的研究阶段。汽车在满足安全、节能、环保的同时,将进一步满足人们生活的需要,向舒适、便利、高效、数字化、信息化和智能化方向发展。
汽车电子技术主要有两个大的应用领域:一个是汽车电子控制系统,另一个是车载汽车电子装置[3>。其中,汽车电子控制系统是机械和电子相结合的汽车电子产品,它的工作状况会直接影响到汽车的性能。而车载汽车电子装置则是可以在汽车环境下独立使用的电子装置,它的性能好坏并不影响汽车的性能。相比之下,汽车电子控制系统的设计与开发涉及到了机械和电子两个学科领域,这两部分的研发要协同进行,所以整个过程比较复杂。车载电子装置是IT行业中的应用在汽车领域的扩展,种类较多,例如遥控中央门锁、车载电话、后座娱乐系统、GPS导航系统、车载计算机等等。这些产品因和整车的性能无关,可以独立地进行开发,所以和汽车电子控制系统相比,在开发的环节上比较简单。
汽车电子领域对电子技术发展的主要需求有如下几个方面:
·性能高。目前在汽车电子产品中对性能要求最高的部分是车内的信息娱乐系统。一个信息娱乐系统可能包括多通道音频系统、DVD播放器、GPS导航系统以及免提移动电话等等。这些子系统中涉及到的功能(如视频处理等操作)需要强大的信号处理能力,对性能要求极高。另外,随着汽车主动安全理念的深入人心,新的汽车安全系统开始采用图像、视频和雷达处理,同时引擎和刹车控制系统也将采用更复杂的计算控制策略,计算量庞大的实时运算将在应付突发事件的时候发挥重要作用。这也给相关的汽车电子产品的处理能力提出了挑战。
·灵活性强。汽车的设计者和制造商都面临的一个严峻问题是必须保证汽车电子设备的寿命与汽车的寿命相匹配。汽车电子设备的生命周期很短,不断出现的新兴的汽车标准以及标准本身的不断变化进一步导致选择标准时必须考虑到其寿命、灵活性以及被接受的广泛程度。为了保证汽车电子产品能够紧跟汽车产业的发展,就要求汽车电子产品具有相当的灵活性使其能够根据需求做适时的改动。在当前各种新的技术标准层出不穷,而业界又缺乏占据有绝对优势的标准的时候,对汽车电子技术的这一需求显得尤其重要。
·可靠性高。汽车作为一类特殊的产品,经常会工作在恶劣的环境下,这对应用在其中的电子产品的可靠性提出了严格要求。电子产品的精密性使它成为影响整车可靠性、安全性的重要因素。特别是在汽车电子控制系统中,高温的工作环境往往会给电子产品带来损伤,这极大地增加了整车的危险性。这就要求电子产品能够抵御住恶劣工作环境的干扰,同时具有适当的容错能力,能够在受到部分损伤的时候将其造成的影响降到最低。
·开发时间短。尽量缩短新车型新产品的研发时间是汽车设计者和制造商追求的目标之一。图2显示出在汽车电子产品方面的新技术研发周期是非常短的。这就要求汽车电子技术的研发需要有方便快捷的开发平台,并且在技术研发上有延续性和可复用性,尽量缩短开发时间。特别是在车载汽车电子装置的研发中,因为它们与汽车本身的性能无关,所以更可以不受到整车其它部分研发进展的约束,需要在尽量短的时间内开发出适合需要的产品。
·成本低。汽车产业对价格的影响十分敏感。价格是决定汽车产品竞争力的重要因素之一。选用合适的技术、材料和器件对汽车工业的发展起着举足轻重的作用。随着汽车电子产品在整车成本中所占份额的增加,尽量降低这部分电子产品的成本是一个极为关键的问题。
图2:汽车领域项目创新周期和开发时间示意图[4>
以上我们讨论了在汽车电子领域对电子产品技术的一些基本需求。除此之外汽车电子产品还需要尽量降低能耗以及减少占据的空间等。
3可重构计算技术在汽车电子领域的应用前景
在当前的汽车电子产品中,大量使用了微处理器和专用集成电路实现关键功能。可重构计算技术的出现为汽车电子产品提供了另一个高效灵活的选择。
可重构计算技术的发展主要依赖于可重构逻辑器件技术和动态重构技术的发展。随着半导体技术的进步,目前商用的可重构逻辑器件在单片上已经可以集成数以百万计的基本逻辑门单元和其它各种复杂的计算逻辑,甚至有的高端器件上已经集成了多个微处理器核进一步加强器件的计算能力[5>。这为原来只是用于实现简单的胶合逻辑和原形系统设计的可重构逻辑器件能够逐步占领计算系统的核心地位提供了基本支持。动态重构是当前可重构计算技术的研究热点之一,它是指在不影响当前系统正常运行的前提下,将可重构逻辑器件上的部分资源配置为新的功能,从而提高资源利用率和增加系统性能。动态重构是可重构技术的发展方向,目前主要集中在如何减少器件重构开销、优化资源调度等方面的研究上。
与传统的采用微处理器和专用集成电路的汽车电子产品相比较,利用可重构计算技术的汽车电子产品具有以下优点:
·可重构计算技术能够高效实现特定功能。可重构逻辑器件上都是硬连线逻辑,它是通过改变器件的配置来改变功能的。器件的配置信息一旦被加载,整个系统就可以以硬件的性能大大加快功能的实现。汽车电子产品中那些计算量庞大的功能,典型的例子如视频处理,其核心算法是定点数据上的算术密集型信号处理操作。经过研究发现,这些操作是适合在可重构逻辑器件上高效实现的。将可重构逻辑器件用于加速核心算法的执行,再补充另外的微处理器与之耦合用于执行辅助功能,如输入、输出等操作,是很好的可重构计算系统的构建方式。目前已经有多个利用可重构计算技术的高效的视频处理系统,并已经在汽车电子领域广泛使用[6>。
·可重构计算技术能够通过动态改变器件配置来灵活满足多种功能需求。动态可重构特性使得同一可重构逻辑器件能够满足不同的设计需求,这一点是传统的专用集成电路计算模式不能够达到的。汽车电子产品不同于一般的电子产品,它受到了很多因素的束缚。例如车型的限制,采用相同基本设计的同一款汽车会有经济型、标准型和豪华型等不同型号。这就要求针对不同的型号都要有相应的电子产品支持。为每个型号的汽车都分别设计专门的计算核心单元和电路的代价是高昂的,可重构计算技术就可以消除这个障碍。汽车设计者可以仅开发出一款运用了可重构逻辑器件的原型系统,然后根据不同的车型要求灵活地将可重构逻辑器件配置为相应的功能。另外,由于在业界缺少占有绝对优势的标准,采用何种技术标准也是设计者必须解决的难题。例如,当前车上总线就有LIN、CAN、MOST等多种标准共存,不同标准的技术参数都有很大差异,为了使这些总线标准间不发生冲突,就可以考虑利用可重构逻辑器件作为各标准间的桥接逻辑。
·可重构计算技术适合恶劣工作环境下的应用。当前的可重构计算技术已经经受住了很多极端工作环境的考验,例如NASA的“勇气”号和“机遇”号火星车上就使用了大量可重构逻辑器件。在汽车应用领域,温度会给汽车电子产品带来最大的损伤。业界最高的节点温度是150摄氏度,而用于恶劣环境下的可重构逻辑器件的特殊封装足够保证系统在此情况下的正常运行。利用可重构逻辑器件的另一个优势是不需要微处理器必需的散热系统,大大减少了电子产品占据的空间。另外可重构逻辑器件具有的大量的冗余可重构逻辑资源,使得当器件的某些区域被破坏的时候,系统可以使用动态重构技术自动避开这些区域同时利用周边的其它逻辑资源组合替代该区域被破坏的功能。
·可重构计算技术具有强大的技术支持来加速产品开发。不同于专用集成电路的设计,可重构计算技术不需要大量的NRE(Non-RecurringEngineering)工作。器件厂商会配合不同的可重构逻辑器件提供相应的开发工具和流程,同时还会提供大量参考设计和IP核以减少设计者的重复劳动并提高设计的可靠性。还有很多技术已经成熟的仿真工具和验证工具可以在设计的各个阶段用于保证设计的正确性,减少了出错返工导致的时间浪费。
·可重构计算技术的使用能够大大降低系统成本。系统成本的降低主要体现在两个部分:一个是在设计过程中,另一个是在运行过程中。目前的车用可重构逻辑器件的单价最低已经降至1.5美元,而且利用它实现应用的开发成本又远远低于专用集成电路。可重构逻辑器件的灵活性使得它不必像专用集成电路一样,一个细微的修改就会导致整个电路的重新设计与制作。同时,在系统运行的时候经过分析可以确定有的功能不会同时被使用,那么设计者就可以考虑利用动态重构技术在不同的需求时段里分别实现这两个功能,做到“一片多用”,节省了资源、空间和成本。
从上面的讨论可以看出,将可重构计算技术应用于汽车电子领域有着很大的优势,是切实可行的技术方案。当前,业界也已经注意到了可重构计算技术的应用前景。
4可重构计算技术在汽车电子领域面临的问题
虽然可重构计算技术当前已经在多个领域取得了长足进展,但是在汽车电子领域具体应用的时候,还会面临很多问题。下面列举几个最典型的问题:
·可重构逻辑器件的选型。目前生产商用可重构逻辑器件的几大厂商:Xilinx,Actel,Altera和Lattice等都已经开始关注汽车电子领域并陆续有产品推出。这些产品的硬件结构、处理能力和市场价格等都各不相同。如何针对应用进行合适的器件选型是一个非常重要的问题。当前的可重构逻辑器件基本都是基于SRAM、Flash或者反熔丝技术。这三种技术各有千秋,其中主流的基于SRAM的器件目前已经具有非常强大的处理能力;基于Flash的器件较少但是性价比较高;基于反熔丝技术的器件不具有多次重构的能力但是可靠性较好。所以针对不同的应用场合进行器件选型需要在对应用和器件信息都非常熟悉的基础上进行。
·可重构逻辑器件上应用的实现。虽然目前已经有多种方法简化了利用可重构计算技术实现应用的开发过程。但是用硬件描述语言或者硬件原理图来设计由可重构逻辑器件执行的应用程序对于大部分应用开发者来说还是陌生和困难的。为了排除软件设计者在软件算法的硬件化实现中碰到的困难,已经有多种类高级语言的硬件描述语言被开发出来,但是这些技术还并不成熟。由EDA软件厂商推出的各种硬件应用设计软件,也还存在着一些局限和缺陷,而且不能够完全发挥出可重构计算技术的威力。这就要求汽车电子产品的设计者务必掌握利用可重构计算技术的设计思想并将其渗透到产品的设计中去。
·可重构逻辑器件的可靠性保证。不同于传统的微处理器和专用集成电路计算模式,可重构逻辑器件是通过改变器件配置来改变功能的。特别是基于SRAM的器件,是由存储在器件上的配置信息来控制器件中各逻辑单元间的硬连线的。因此通过配置端口输入其它的配置信息就可能改变甚至损坏器件的功能,而在以前则不会出现类似情况。为了防范这些问题,就需要在关键电子设备上采用基于反熔丝技术的只能一次重构的可重构逻辑器件或者使用对配置信息加密等方法。
·动态重构技术的研发与使用。虽然动态重构技术在理论上已经有了很大发展,并且有很多原型系统已经被开发。但是由于技术条件限制,目前缺乏具有普适性的研发方法,真正使用在产品上的技术也还有一些不足。这需要业界和学术界协作,针对汽车电子领域的关键应用进行攻关,尽量多地将当前已经成熟的动态重构技术应用在汽车电子产品上,带来高效率、高资源利用率等优势。同时开展对动态重构技术的方法学的研究,为将动态重构技术更广泛地应用在电子产品领域提供技术保障。
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