智能光电技术范文

导语：如何才能写好一篇智能光电技术，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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摘要：以智能手机为标志的移动互联网，正对传统的课堂教学构成严峻的挑战。本文从实践教学与课堂教学两方面阐述了智能手机辅助光电子技术教学的一些运用策略，实践结果表明，将智能手机与教学改革相结合可以激发学生的学习兴趣，培养学生创新实践能力，收到了较好的效果。

关键词：智能手机；光电子；教学辅助；大学生；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）49-0004-02

一、引言

在智能手机迅速普及的时代，大学生作为新兴的一代，无疑是使用手机频度最高的社会群体之一。如今的大学校园中，几乎每名学生都拥有一部甚至多部智能手机。之所以智能手机在青年学生中能有如此之高的普及率，与其可以作为互联网的网络终端@一突出特点是密不可分的。采用智能手机上网对于绝大部分的网民来说非常普遍。同时，各种APP软件在智能手机中的安装使用，极大地拓展了手机的功能。如今的手机已经不再简单地作为一种通话的工具，而成为一个集通信、娱乐、学习、交流于一体的移动智能终端。移动QQ、微信、微博、WPS、支付宝等APP成为智能手机中的标配软件。智能手机给我们的生活方式带来了巨大的变化，但与此同时也给大学的课堂教学带来了前所未有的冲击和挑战。

放眼整个大学校园，食堂、路上、自习室，“低头族”随处可见。而且，几乎每个学生都会手机不离身，在课堂上发短信、上网、购物和玩游戏等情形时有发生。大学生上课玩手机的现象似乎愈演愈烈，对教师课堂教学效果和学生的听课注意力产生了较大程度的干扰，严重影响了高校课堂教学秩序和效果，成为令老师、家长和学生们自己倍感头痛的事。

面对手机对大学课堂的“入侵”，很多高校都想尽了办法来防止这个势头的蔓延。有的高校创设“无手机课堂”，上课前让学生将手机放到教室里的手机袋中。中南大学软件学院就规定大一新生上课之前交出手机；扬州大学动物科学与技术学院购置手机屏蔽器屏蔽信号。然而，仅仅靠“堵截”方式并不能从根本上遏制手机对大学课堂的入侵，处理不好反而容易引起学生的逆反心理。也有些老师采用了相反的方式，例如开设微信公众号，用微信点名让学生回答问题，发送漂流瓶，或鼓励学生在网络平台发送课堂照片和内容，计入平时分等。

新形势下可以采用新的教学方法，在光电子技术课程的具体实践中，尝试采用大禹治水一样的“疏导”的方式，将学生的注意力引导到教学上来。

二、实践应用

（一）智能手机在光电子学相关实验中的应用

智能手机从硬件角度来看，是一个微电子与光电子紧密结合的产品，同时自身集成众多的传感器，比如温度、压强、光强、磁场等等。利用这些特点，可以设计并完成一些实验。

1.硅光电池特性曲线测量：实验中分别采用了光照度计、三星手机、小米手机作为光照度的测量工具，测试了硅光电池在不同光照度下的开路电压和短路电流，如图1所示。从三组实验曲线中可以看出，短路电流随光照度的增加而呈线性的增加，开路电压随光照度增加，在小照度呈现快速增大，而后出现饱和趋势。虽然从绝对数值上来看，采用手机的光照度传感器作为度量工具与照度计并不能完全一致，但是却可以得出同样的结论，而这正达到了本实验的目的。由此，也可以推广到其他需要照度计的实验中。

学校的实验经费有限，有时并不能保证每名同学人手一台测量仪器，这时就必须采用分组的方式，对于本实验，完全可以利用同学手中的智能手机作为实验仪器，这样既可以实现人手一台仪器，又可以激励学生的实验探索能力、锻炼学生开发利用身边工具的能力和动手能力。

2.光的三原色：在讲解光的加色法原理时，可见光谱中的大部分颜色可以由三种基本色光按不同的比例混合而成，这三种基本色光的颜色就是红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）三原色光。这三种光以相同的比例混合、且达到一定的强度，就呈现白光。不同品牌，不同型号的手机可能会采用不同的手机屏幕，因此像素点的排列组合显微集成结构也会随之而不同。图2分别为三种不同手机屏幕的50倍放大显微镜照片。

3.此外在实验中，手机的拍照功能用来记录实验操作过程和实验现象；秒表功能可以用来计时。

（二）智能手机在课堂教学中的应用

随着网络化进程的加快，大部分学校都已经实现了wifi对教学楼、寝室、食堂等公共场所的全覆盖，因此，基于高速网络的教学成为了可能。移动QQ属于智能手机的标配应用，组建课程QQ群来进行答疑、布置作业早已为很多老师所采用，QQ软件里面的一些其他功能可以作为辅助教学的工具。

1.群投票功能辅助教学，可以将一些重要的知识点编写成为选择题或判断题，在课前或课中以群投票的形式限时答题，通过点击选项还可以查看具体投票人，如图3所示。一方面可以借此了解学生对知识的掌握情况，并作为平时成绩的一项依据，另一方面可以由投票人数了解学生出勤情况。

2.群视频功能辅助教学，在课堂教学过程中，有时会有演示实验进行讲解，两班型的课堂不能保证所有同学都近距离观看到老师的操作和实现现象。这时可以采用群视频功能，让一名同学做现场直播，其他距离较远的同学观看直播。相较于多媒体播放视频的形式，这种直播可以全角度、多方位对过程进行展现，配合老师的现场说明，更容易理解。

3.二维码辅助教学，在备课过程中，将一些扩展内容以二维码的形式插入课程当中。在上课过程中让学生扫描二维码，进行相关扩展内容的浏览。

（三）教学中引入智能手机的满意度调查

针对本学期在课堂教学及实验教学中引入智能手机，对学生进行了满意度调查，结果如图4所示。从调查结果来看，绝大部分同学对智能手机引入课堂和实践环节都相对满意。

三、结论及展望

综上所述，智能手机已经逐渐成为当代大学生身体上的一个“器官”，如何处理教学和手机之间的关系，是每位高校教师必须面对的一个现实问题。在这样的新形式下，将智能手机变成辅助教学的工具，能带给学生更加容易接受的学习体验，达到改善教学效果的目的。

参考文献：

[1]王迪.占全球1/4国内智能机去年销售4.17亿台[DB/OL] .cn.2016，2，17.

[2]王兵.论手机上网对高校大课堂教学的影响[J].北京邮电大学学报（社会科学版），2010，（05）：7-9，14.

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关键词 广电 网络技术 智能化小区 应用

中图分类号：TN943. 6 文献标识码：A

1综述

智能小区的概念是由智能建筑演变而来的。所谓智能小区，就是在现代化的城乡住宅小区内综合采用国际上最先进的计算机、自动控制、通讯网络及智慧卡等技术，在住宅小区内建立一个由物业管理、信息网络及安全防范等系统组成的小区服务与管理集成系统，从而能为小区与每个家庭提供一个安全、舒适、便利和温馨的生活环境。

智能化小区是将现代计算机技术、通讯技术以及自动控制技术等先进技术融合在一起，能有效提高小区的自动化程度和综合服务水平，使住户的居住环境更加舒适和便利。并且可以通过整体的防护策略，大大提高物业服务效率，降低服务风险以及服务成本。智能化小区的发展只有在广电网络技术的支持下才能更好地服务于广大用户，广电网络技术在智能化小区中的应用，是推动小区技术性能和使用功能的重要技术基础。

2广电网络技术在智能化小区的应用优势

广电网络技术在智能化小区中的应用，进一步提高了小区的智能化水平。基于广电网络技术的智能化小区，需要住户在家庭内部安装一个数字电视机顶盒，将其作为家庭网关来连接住宅内外，通过顶盒装置与后端广电网、物联网及云平台对接在一起，更加全面、综合地采集各种传感器的状态和数据，通过对各种数据信息的处理和储存，对其进行传输和综合分析，完成相应的操作，为住户提供更加多样的家居生活和小区服务。

广电网络技术在智能化小区中的应用具有良好的用户体验，目前数字机顶盒已经遍布到各个家庭中，将这种设备作为家庭网关来连接家庭内外网，通过终端显示设备即电视屏幕来显示出各种服务信息，受到广大用户的认可，良好的受众基础和用户体验是进一步推动智能化小区建设的最好前提。

广电网络拥有完善的服务体系，无论是网上营业厅、实体营业厅还是声讯服务热线，都拥有很高的知名度，能支撑广电网络将各种服务方式有效结合在一起，实现多种服务同步进行。完善的服务管理体系为广电网络技术的应用提供了有力的保障。

总之，广电网络技术在智能化小区中具有很多的前提优势，它对于智能化小区的发展有着很大的推动作用，在广电网络技术基础上建设智能化小区，必定会进一步提高小区的综合服务质量，实现智能化小区全方位的安全防护和全面管理，形成健全的应用服务体系，为人们提供更多的智能化服务。

3广电网络技术在智能化小区应用的系统架构

在智能化小区中应用广电网络技术，要遵循统一性的系统架构原则，确保技术规范、技术框架以及交换标准等的统一，为系统建设的规范性和扩展性提供良好的基础。根据功能的区别，可以将系统架构分为感知层、网络层、平台层和业务层四层平台。

3.1感知层

系统架构中，智能家庭网关与前端多种传感终端构成感知层，它相当于物联网的神经末梢，实现采集数据的功能，用来感知体征监测设备、活动跟踪设备以及环境监测设备等。

3.2网络层

网络层用于远程传输感知层采集的数据，实现异构网络如广电网络、互联网和通信网的相互操作，作为感知层与业务层的互通桥梁，便于各层平台准确获取感知数据来进行后续处理工作。

3.3平台层

平台层的组成部分包括广电网、云平台、物联网以及第三方功能业务平台，用来实现数据的融合与智能分析处理，为小区住户提供诸多云存储技术支持，方便住户存储个人信息、音频文件等，为整个系统提供技术支持。

4广电网络技术在智能化小区中的应用

首先，随着广电网络接入技术的不断完善，双向HFC电缆调制解调器接入技术逐渐成熟，目前已经应用到远程教育、会议电视、视频点播以及Internet接入等领域中，双向HFC电缆调制解调器接入技术主要工作原理为通过电缆调制解调器能够在混合光纤通州网中传送高达34Mbps的下行数据。这种接入技术的最大特点是方便覆盖范围内的用户的信息沟通与交流共享。这种接入技术支持多种沟通信息形式，例如语音、简讯、文件等，这对于企业内部实现资源共享、提高工作效率具有极大的意义。

其次，广电网络通信接入技术中内含数字电视通信技术。随着科技的发展，我国数字电视已以及基本普及，在国家经济中处于全新的地位，具有非常广阔的发展前景。但是与世界先进国家相比，我国的数字电视发展还存在着一定的差距，我们应重视数字信息的利用率，充分利用多样化传播形式带来的扩展值。数字电视广播网络不仅可以提供必要的电视节目，而且还能够提供众多多媒体信息传输服务。

参考文献

[1] 黄升民，丁俊杰.中国广电媒介集团化研究[M].北京：中国物价出版社，2001.

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[关键词]分布式光纤测温技术；电缆温度；实时监测；光纤传感

中图分类号：TP109 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0278-01

随着电网的飞速发展和城网改造进程的加快，电缆在电网中所占的比例显著的升高，而电缆的火灾事故发生的频率也在不断的升高。传统的电缆防火方法是在电缆的部分加装防火槽盒等，但这些方式十分的被动，且效果不是很明显，无法对电缆温度的情况进行及时的了解，在预防火灾事故上效果不佳。因此为了有效地预防电缆火灾事故的发生，需要设计出一种智能的光纤测温系统，对电缆的温度进行实时的监测。分布式光纤测温技术是目前电缆测温效果比较好的一项技术，在我国得到了广阔的应用前景。

一、分布式光纤测温技术概述

分布式光纤测温技术是一项实时、在线和多点光纤温度测量技术，能够实时监测空间温度场，在工业过程控制中广泛应用的一种新型的智能化的电缆温度监测技术。分布式光纤测温技术在电缆温度测量中可以实现对光纤沿线的测量点进行连续的实时测量，在1-30千米范围内都可以实现对电缆温度的实时测量，空间定位精确到0.5米以内，温度分辨率高达0.5℃，能够实现对电缆温度的实时、连续、自动化测量，并且在大范围多点测量中应用效果比较佳。分布式光纤测温技术主要应用光纤的光时域反射原理以及光纤的后拉曼散射温效应。分布式光纤测温技术作为一种智能化、新型的温度测量技术，具有多方面的优势和特点。分布式光纤测温技术能够实现大范围、多点的温度测量，精确度较高，能够实现自动化的测量，为电缆绝缘在线检测提供了可靠的技术支撑。

二、分布式光纤测温技术的应用

以某大学生城220KV 1、2号线电缆隧道环境监控系统为例，该系统环境为220KV 1、2号线架空线与电缆线混合的线路，电缆段在整条线路中间的一段。电缆的程度为1.7千米，整个监控系统由计算机掌握，以及编程逻辑控制器（PLC）以及分布式光纤电缆测温系统构成，对电缆的温度、隧道的积水情况、可燃性气体等电缆环境进行监测，通过计算机软件和PLC进行实时的远程监控，并对出现的情况进行分析，对电缆隧道潜在的危险进行远程报警信息。该系统主要包括计算机、光纤通讯、传感器等，由主机、多路转换开关等组成。

（一）分布式光纤测温系统的布置

整个电缆测温光缆的长度为4.2千米，将光缆两芯作为通信通道，温度信息接入到供电公司的局域网中，并配置相应的设备，具体结构如图1所示。

（二）分布式光纤测温系统的实现功能

使用PLC带485总线形式连接测温系统的主机和各路传感器，把各个测量单元，测温主机和测温控制层连接成一个完整的网络系统，实现集中的测量，报警信息集中显示，达到集中管理和控制的效果。

分布式光纤测温技术能够实现自动化、连续性、实时的监测，及时掌握控制区域内电缆的温度变化情况，并能够针对各种危险信息及时发出预警。主机放置在室内工作站，感温电缆与主机相连接，并在电缆上沿线铺设，每隔0.5米设置一个监测点，进行连续的监测，从而全面了解电缆的工作状况，并将监控点的电缆信息及时的传递到监测控制站中，显示出监控到的信息，例如报警数据、事故报警数据、电缆温度异常的情况和电缆每天每月的平均温度数据等。温度传感器具有优良的热传导、机械化等特性，既能传递温度信号，又是信号的传输通道，能够得到光缆内不同位置光纤发射的信号，接收到温度信息，能够在各种复杂的环境中进行电缆温度监测。

光信道转换多路开关是一种控制光路的器件，起着切换光路的作用，不受外界波长等因素的影响，测量的精确度比较高，能够与测温的主机相连接，进行功能的切换。选择开始通道和结束通道，并由光开关来进行自由的切换，主界面可以显示出当前电缆的实时监测温度变化情况。

测温系统如果发现电缆的温度出现异常，那么首先会进行异常温度数据和具置信息的记录，将异常数据分析分类，及时的发出报警信息。其次通过继电器传输出声、光等报警信息，通过以太网传递出报警信息并传送到制定的地址当中，通过COM端口及时的将报警信息传递到工作控制站中。在对报警信息的处理过程中能够对电缆温度的测量数据进行分析。

分布式光纤测温系统能够及时的获得任何复杂环境中的电缆温度信息和变化情况。测温系统能够设定一个或者多个监测点和报警温度点，如果环境下的电缆温度出现任何异常的情况，电缆的温度出现不正常的变化时，如果电缆的温度达到设定温度或者超过设定的温度时，电缆的温度曲线会在工作站的系统中显示，并且测温系统会随时发出报警信息传送到PLC上。PLC接收到各个监测点发来的指令后，内部程序能够根据设定的温度数据对电缆的环境进行控制，可以打开排风系统，自动关闭防火门，防止火灾发生蔓延，保障整个系统处于一种安全控操控的环境中。

总结：分布式光纤电缆温度监测技术以先进的DTS技术为支撑，在电缆沿线铺设探测光缆，能够实现对电缆沿线每一个温度信息的连续性监测，实时掌握电缆的动态信息和温度变化，对于优化配置电缆具有重要的价值。分布式光纤电缆温度监测技术还能够实现实时、在线监测电缆温度的变化，同时可以设置多个监测点的预警信息，防止危险事故的发生。根据电缆的温度能够确定电缆的负荷变化情况，优化配置电缆的负荷，有效地提高电缆的容量，提高电缆的使用效率。分布式光纤电缆温度监测技术以智能化的控制技术完善了传统技术的不足，提高了我国电缆的运行水平，降低了电缆事故的发生率。

参考文献

[1] 郝学磊，陈鹏，王鲲鹏，吕琨. 基于分布式光纤测温的电缆温度在线监测系统设计与应用[J]. 通信电源技术，2013，（02）：59-60.

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关键词：可回收；地面太阳能光伏电站；支架组件；施工技术

随着能源问题和环境污染问题的日渐突出，可再生清洁能源的开发也引起了人们的重视。而利用太阳能光伏发电，则能将太阳能转化为电能，进而有效实现对可再生清洁能源的开发和利用。但就目前来看，在地面太阳能光伏电站建设施工过程中，支架组件施工容易给环境带来伤害，并且存在施工效率低、耐久性差和质量控制难等问题。因此，还应加强可回收式支架组件的研究，从而更好的推动光伏电站的建设发展。

1 可回收式地面太阳能光伏电站支架组件的结构分析

在地面太阳能光伏电站设计建设的过程中，通常需要采用混凝土灌注桩、混凝土预制方桩等基础形式进行支架组件的安装。相比较而言，对生态破坏最小的为长螺旋钢管地锚桩施工，所以在进行可回收支架组件设计时可以采用该种桩型结构。从支架组件组成上来看，需要利用法兰连接地锚桩和支架钢管柱，并采用可调式连接方法进行支架梁和主要受力柱的连接，同时采用螺栓顶丝连接和固定节点管与支架柱。在前后斜撑节点处，则要在节点管上下侧完成节点管的设置，从而使桩顶标高偏差通过上下调节得到消除[1]。分析该种结构的受力状态可以发现，则风载荷和支架荷载的共同作用下，节点管上会产生偏心力矩，从而导致支架柱与节点管发生中心线偏转，进而通过增强支架柱与节点管间摩擦力有效预防节点管出现下坠问题。所以采用该种结构，能够使过去光伏电站支架组件施工遭遇的桩垂直度与水平度偏差控制难的问题得到解决，在实际进行上部支架安装时无需进行水平板和连接柱的多次调整，因此能够为支架安装找平工作的开展提供便利。

2 可回收式地面太阳能光伏电站支架组件的施工技术

2.1 组件防腐处理

在过去进行光伏电站支架组件安装时，通常需要采用涂抹覆盖防腐技术进行组件的防腐处理，以确保支架结构安全。但采用该种技术需定期完成支架的维护，所以将导致电站的运行维护成本增加。针对这种情况，可以采用环氧粉末覆盖防腐技术进行上部支架的处理，即在钢管地锚桩出厂前利用环氧粉末完成结构的渗锌处理，从而使结构安全得到保证[2]。在桩身周围，则要完成牺牲阳极体的固定，从而实现对桩身的电化学防腐保护。而采用的牺牲阳极应该为半套环装，并根据钢桩外径确定环的内径。在实际进行该种环装的使用时，应在钢桩头上将两个半套环相扣，并在阳极体周围进行钢带加强筋的安装。

2.2 地锚桩的施工

太阳能光伏电站需完成较多电池板的安装，进行地锚桩施工则能使过去施工存在的占地面积大和电站拆迁处理麻烦等问题得到解决，从而使电站建设给生态环境带来的破坏得到减少。在实际进行地锚桩施工时，还要完成旋转桩架的改造，即利用履带式挖掘机进行桩架改造，并为桩架配备自动找直系统，进而实现桩架的准确定位。在此基础上，则要利用水平尺进行测量，并利用液压撑杆完成桩架角度的调整，进而使桩身的垂直度要求得到满足。而考虑到地锚桩的抗拔能力取决于螺旋叶片距地高度，所以还要加强桩顶标高控制，确保其与地面标高相接近。根据节点管的位置，则能完成上部支架的标高调节，进而使同组光伏阵列保持水平关系。完成桩的放线定位后，还要利用水将桩位的土壤浸湿，从而为地锚桩后续施工提供便利。在桩的四周，需完成抗倾覆翼板的安装，以减少风振给设备带来的损害，并使支架的抗L能力得到提高。

2.3 牺牲阳极的安装

在安装牺牲阳极时，还要遵循均匀分布的原则，为每20根桩配置一组牺牲阳极，从而发挥结合电连效应。由于桩基上部为钢支架，所以可以利用电线进行支架断开处的连接，从而完成整体回路的构建。由于钢桩拥有良好的导电性，所以还要采用非焊接的方式进行阳极安装，从而为防腐层提供保护。具体来讲，就是将两个半圆形牺牲阳极采用对扣的方式紧裹在桩身上，然后利用不锈钢螺丝进行外伸铁芯的紧固。为确定安装效果，还要在各保护系统中进行长效硫酸铜参比电极的埋设，以实现保护点位的测量[3]。在日常维护时，则可以根据测量结果进行支架维护。此外，利用参比电极也可以作为信号源，从而为电位自动控制提供支持。在实际埋设参比电极前，还要利用淡水或蒸馏水进行电极浸泡，时间至少12小时，以确保硫酸铜能够达到吸水饱和状态。在安装电极时，则要与地锚桩一同旋转进入地下，并在节点管的位置固定导线。在对桩的参比信号进行测试时，该导线则为信号端。完成支架组件安装后，还要每隔半年进行一次保护电位的测定，测试桩则为桩身都是钢的螺旋桩基。

2.4 钢支架及组件安装

在安装钢支架及组件时，还要提前做好螺栓的清点和分类，在桩行间进行按照不同类型进行构件的有序摆放。而在这些构件中，节点桩可用于确定标高，所以还要先进行单行周末桩的节点管标高的测定，并利用顶丝进行节点管的固定，然后进行尼龙线的拉设，从而利用该基准线进行中间桩的标高控制。完成节点管的安装，还要进行拉杆和斜梁的安装。在安装过程中，还应按照先首末后中间的顺序进行安装，并确定斜梁上电池组件的安装角度。为使电池板的抗风能力得到增强，还要在组件边缘完成双碟形或单蝶形扣件的使用，从而利用扣件将电池板紧固在檩条上缘。在桩顶与檩条之间，则要进行抗风缓冲片的安装，以减轻风对支架的影响[4]。考虑到檩条容易受桩间距的影响，所以还要利用其上的螺栓孔实现间距偏差的调整，确保桩身偏差能够得到适度补偿。在抗风翼板安装时，则要先进行上部螺栓的佩戴，然后将板锤入地下，最后进行螺栓紧固。在安装电池组件时，还应两人同时进行安装，并且分别负责调整电池板位置和紧固螺栓。在紧固螺栓过程中，还应分两次进行紧固，第一次应紧固70%，确保电池板不会掉落，然后进行电池板间距及位置的调整。第二次要紧固100%，并确认电池板不会出现晃动或松脱等问题。最后，需在电池板边缘完成防风扣件的安装。

3 结论

通过分析可以发现，采用可回收式光伏电站支架组件进行太阳能光伏电站的建设，不仅能够减少工程建设对环境的破坏，还能有效提高支架组件抗风能力和施工效率，进而使支架组件的安装质量得到保证。因此，相信随着相关技术及标准的不断完善，该种施工技术也能在光伏电站建设中获得良好的应用前景。

参考文献：

[1]钟天宇，刘庆超，杨明. 并网光伏电站光伏组件支架最佳倾角设计研究[J]. 发电与空调，2013，01：5-7.

[2]许建军. 格尔木200MWp并网光伏电站组件支架基础的选择[J]. 陕西水利，2013，02：142-143.

[3]孟涛. 独立基础在共和光伏电站支架基础施工中的应用[J]. 科技信息，2012，33：822.

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吴 伟

（上海水务建设工程有限公司，中国 上海 200072）

【摘 要】本文分析了光电式计数器的特点及其工作原理，然后介绍了光电管在智能水表中的运用，集中介绍了光电直读计数器的组成、光电直读计算器编码原理、数据读取与上传等方面内容。

【关键词】光电管；智能水表；编码；数据上传

Application of Photoelectric Sensor in the Intelligent Water Meter

WU Wei

（Shanghai Water Construction & engineering Co.， Ltd.， Shanghai 200072， China）

【Abstract】This article analyses the characteristics of opto-electronic counter and how it works， Then introduced the application of photoelectric cell in intelligent water meter， Composition focuses on direct-reading counter， photoelectric direct-reading calculator， such as coding， data read and upload content.

【Key words】Photoelectric cell； Intelligent water meter； Encode； Data upload

1 智能水表

1.1 智能水表概述

随着计算机技术，现代通讯技术和自动化技术的迅猛发展，智能化建筑在发达国家应运而生。近年来，智能化住宅小区建设在我国发展的很快，自来水远程抄表系统正是智能化住宅小区的必备系统。目前我国城乡居民用户水表抄表一般采用人工抄表方式。这种方式需要消耗大量的人力、物力，采集数据的时间跨度大、采集数据的准确度低，同时给用户带来很多麻烦，甚至带来不安全的因素。为了有效解决入户抄表收费存在的诸多弊端，提高效率，避免入户抄表引发的不安全因素和杜绝拖欠费用等情况，远传抄表系统得到了大力推广。远程抄表是一种便民系统，作为现代化管理系统的重要组成部分，该系统发挥了重要作用。

1.2 传感器在智能水表中应用

目前，实现远程抄表有很多技术，例如蓝牙技术、无线局域网技术等，现有的各种转换方式如采用单、双干簧管传感器、摄像直读传感器或霍尔元件，都在不同方面存在缺陷或不足。从实际的运行的情况来看，表现不尽如人意，存在两大问题：（1）必须不间断供电，当电源断电时间过长或信号线路需要维修时，远传读数部分停止计量，机械读数照常运转。因此恢复供电或维修完毕后需重读水表的机械读数，再对远传部分重新设置底数。（2）运行中会产生累积误差，水表机械读数与电子读数不完全一致，总存在一定误差。尤其是“单、双干簧管表”因为临界点颤动误发信号无法克服，误差非常大。由于这些问题如果不能得到妥善解决，上述传感器在市场上难以成为主流产品。针对上述的难以克服的缺陷，人们将研究目光投向光电直读，本文在此介绍的是一种直读式远传水表，其最大特点是平时不需要电源，只有在抄表的瞬间才需要电源，摆脱了脉冲等远传水表离开电源便无法工作的难题，并且使水表的机械读数与电子读数完全一致。

2 光电直读计数器的应用

光电直读表是在普通水表的计数器字轮印刷0-9位置的外缘印刷特定标记，在其固定光电传感器及相关电路。外部供电读表时，通过光电传感器判断特定标记“有”和“无“的状态，通过组合编码判断以获得字轮的读数（表计的窗口值）。

2.1 光电直读计数器的组成

光电直读计数器包括壳体、驱动轮、进位齿轮、数字轮、信号采集板、光电传感器等。

2.2 光电直读计数器概述

光电直读计数器有若干个同轴数字轮，最低位数字轮与驱动轮连接，该数字轮端面的两个半径圆周上分别开有若干个弧形透光孔，同时数字轮上印有0-9共10个数码，每个数码的间隔被3等分；进位轮与数字轮啮合，位于最右边的低位数字轮每转一圈，就带动与它相连的进位齿轮走一个齿，进而带动位于左边的高位数字轮走一个数字，实现进位；信号采集板，位于数字轮两侧，其上设置若干对光电传感器，每对光电传感器包含一个发射管和一个接收管。

2.3 光电直读计算器编码原理

2.3.1 数字轮设计

数字字轮的柱面被30等分，整个柱面平均分为0-9共10等分，然后，每个数字间隔之间的扇面再3等分，因此整个数字轮的柱面被30等分。自此，数字轮上的每个数就具有“上格”“正格”“下格”之分。例如：数字“8”就有“8上格”“8正格”“8下格”。当读数在“8上格”“8正格”“8下格”时，均读为“8”，这就避免了进位时的误读。

2.3.2 光电传感器设置

在光电直读计算器中，信号采集板上安装6对红外发射管和红外接收管，发射管和接收管构成的红外对管光路与数字轮的转动轴线平行，同一个同心圆的半个圆周上分布5对光电传感器，其作用是抄报数字轮的读书，在另一个同心圆的圆周上设置1个光电传感器，称为进位传感器，其作用是校验进位轮的进位状态。

2.3.3 码道分布及其编码方法

数字轮的端面上分别开有3个弧形透光槽，作为编码的码道。每一个数字轮的端面上分布有3个圆弧孔，其中三个圆弧孔是位于同心圆上的，该同心圆的半径与5个光电传感器所位于的同心圆的半径相同，当圆弧孔转到5个光电传感器中的任何一个时，均可通过圆弧孔透光，从而使接收管能够接收到发射管所发射的光线，起到抄报数字轮读数的作用。其中一个圆弧孔比另外两个圆弧孔更宽一些，覆盖到进位校验传感器所处的同心圆中，这样，当此圆弧孔转动到进位校验传感器时，接收管可以接收到发射管所发射的光线，起到进位校验作用。

2.3.4 数据读取与上传

上述编码方式读取的数据通过程序方式存入单片机，抄表时，由外部供电，通过光电传感器读取字轮编码传递给单片机，单片机按照电路逻辑关系，将数据上传给区域集中器，再由集中器将所抄表具读数上传给上位机管理软件。

3 应用

经过多年从理论到实践经过多次研究，对设计方案进行了修改和实际产品验证，实践证明在结构和装配误差要求范围内，确定此方案可以做到准确读取字轮数据。

4 结束语

随着现代计量技术、传感技术、计算机信息技术等的日益发展，智能水表的智能性也得到日益提高。利用智能水表具有经济、实时、数据共享等优点，将会越来越多地应用于社会发展的各个方面，并实现人类和水资源的和谐相处。光电直读式计算器由于既有机械式计数器的无需带电工作的优点，又可采用光电直读方式读取计算值，可用于集中管理。可见，光电直读计数器的合理广泛应用对于大力发展智能水表具有非常重要的作用和意义。

【参考文献】

[1]董健，常正跃.智能水表及远程集中抄表的现状及发展趋势[J].中国住宅设施，2003（02）.

[2]施志刚.传感器技术对智能水表的质量至关重要[J].中国计量，2004（07）.

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自年初以来一路高歌猛进的股票价格，以及新鲜出炉的第一季度净利润4.81亿元，同比增长573.37%，让TCL再次成为业内的焦点。

TCL利润大幅提升，归功于TCL多媒体-华星光电液晶产业一体化优势带动业绩提升。涉足电视上游面板产业收获颇丰后，李东生有了新打算，提前兑现回购华星光电股份的承诺。

5月2日，TCL公告受让深超投（深圳国资委下属企业）持有的华星光电30%的股权。交易完成后TCL集团将持有华星85%的股权，另外15%由三星持有。

2009年，TCL与深超投联合成立华星光电，之后，TCL、深超投和三星电子分别持有华星光电55%、30%、15%的股份。华星光电成立之初，以政府出资人身份出现的深超投约定，投产后5年内由TCL回购所持股份。

李东生对提前回购的说法是“现在华星光电经营不错，我们提前履行承诺。”他指的经营不错，其实对华星光电的业绩有些轻描淡写。TCL第一季度报表显示，华星光电实现销售收入33.63亿元，实现净利润4.08亿元。去年，华星光电50%的产能由TCL消化，TCL电视销量达1553万台，同比增长43%。

曾经，中国电视厂商处处受制于外资面板企业，此番，克服重重困难推进的华星光电业务，不仅保障了TCL的面板供给，还让企业获得真金白银的回报，更证实了李东生全产业链布局的成效。

李东生是恢复高考后的第一批大学生，TCL春风得意时，他拒绝了当副市长的政治前途；国际化导致企业巨亏时，他想过离开，想过通过房地产救急，但最终他坚守家电业，让鹰重生。久经“沙场”、拼杀多年的李东生总结出，没有全产业链的掌控能力，就无法在国际市场上和日韩企业一较高下。华星光电是TCL全产业链布局的一次努力，也是打通产业链的第一步。

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关键词：智能车；光电管；路径识别

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2011)35-pppp-0c

Design of Intelligent Vehicle Path Identification System Based on Phototube

HUANG Xian

(School of Internet of Things, Wuxi Professional College of Science and Technology, Wuxi 214028, China)

Abstract: Path identification is a key technology in the application of intelligent vehicles. It directly determines the running quality of intelligent vehicles. In this paper, we have developed an intelligent vehicle with advanced path identification algorithm. The embedded system is based on Freescale’s 16-bit MCU, MC9S12XS128.Phototubes are used to collect image samples of monochrome road. Then the discrete recognition algorithm is introduced to extract road black-lines, through which the direction and speed of the intelligent vehicle is controlled. It is proved by experiments that our embedded system fulfills the path recognition task as an intelligent vehicle.

Key words: intelligent vehicles, phototubes, image samples, path recognition

1 智能车整体方案设计

随着物联网技术的蓬勃发展，智能交通也进入了快速发展的时代，无人驾驶智能汽车的研究正是其中的一个重要方向。

本智能车系统共包括六大部分，如图1所示。由freescale 16位单片机MC9S12XS128为核心控制单元，由路径识别模块和速度检测模块分别将采集到的路径信息，和实时速度值输入单片机，由其处理后，形成合适的控制量来驱动电机，并控制舵机转向，从而使小车自动沿着一条任意给定的黑色带状引导线行驶。[10]。

2 路径识别器件的选择

智能车路径识别模块是智能车系统中的关键模块之一，它的好坏直接决定了智能车的性能。因此选择合适的路径识别器件是确定整体方案的关键。路径识别方案有CCD/CMOS摄像头、光电和电磁[19]三种。

方案一：采用CCD/CMOS摄像头，CCD/CMOS摄像头的优点是前瞻距离大、检测范围宽、检测道路参数多；缺点是电路设计复杂，需要视频信号同步分离，且工作电压高于电池电压，需要升压电路，加大了电源的损耗，增加车身重量，而且本系统采用的处理器是25MHZ的单片机，处理速度有限，并且CCD采集一帧图像的时间最快为50ms，对于一个速度要求很高的系统，采集时间过长，还易受外界干扰，软件计算量大。

方案二：使用光电传感器，光电传感器的优点是具有较高的可靠性和稳定性，且电路设计比较简单，检测信息快，最重要的是单片机易于处理。但这种方法对道路参数检测精度低，易受到外界光线的干扰，且检测距离有限。并且获取的信息量有限，难以获得较大的前瞻距离；

方案三：电磁是缺点是前瞻太小，且无资料可参考。

综合各种方案的利弊，本设计如图2所示采用光电传感器（激光管+红外光电管）作为循迹方案。并且采用双排光电管设计，下排红外管用于识别起跑线、坡度等并进行辅助路径识别；上排激光管主要用于小车转向控制以及车速控制。相应的传感器状态为1时表示检测到黑线，否则就为0.

3 路径检测算法

要使模型车能够在智能车控制系统的作用下沿跑道快速稳定的运行，路径的精确识别是关键。

3.1 路径识别分析

传感器直线排列的控制策略较为简单，应用成熟，检测效果良好，故本系统采用光电管“一”字型直线布局的排列方式。模型车在赛道上可能出现的状态有：普通直道处、弯道处、起点处、十字交叉处等情况，如图3所示，圆点代表传感器，黑色为路径。

每个传感器对应是否在黑线上的标志位，相应在黑线上为1，不在黑线上为0，从而通过对任一时刻传感器标志的识别，判断模型车的状态，进而进行赛道记忆和速度控制。

为了精确地识别起跑线和十字交叉线，在程序中，通过统计检测到黑线的传感器的个数及状态来区分两者。例如，在十字交叉线时，有大于4个传感器检测到黑线，且这些检测到黑线的传感器是连续的，中间没有间隔，这样就认为是十字交叉线；在起跑线时，有大于4个传感器检测到黑线，且这些检测到黑线按的传感器之间有间隔，这样就认为检测到的为起跑线。在实践中，只有当模型车位置偏差过于大时可能会出现判断失误，此种方法有较高的成功率，在经过大量的统计和调节模型车的状态，最终采用了这种方法。

3.2 路径识别算法的设计

路径识别算法大致分为两种，即连续识别算法和离散识别算法。两者最大区别在于路径探测信息通过转换电路转换后，连续识别算法中得到的是连续的信息，或者说是通过AD转换后得到的相当于灰度值一样的信息，然后通过插值计算可以得到非常精确的路径信息，但连续识别信息量大，处理有一定延时。

路径离散识别算法是通过普通IO端口将激光接收管的电压值读入微控制器，根据端口输入的高、低逻辑电平来判断该传感器是否处于黑色引导线上方，再筛选出所有处于引导线上方的传感器，便可以大致判断出此时车身相对道路的位置，确定出路径信息。算法简单易行且信息采集更新速率快，因为输入量为开关量，所以对硬件及算法的要求都比较低，但离散识别算法中得到是数字量，中间缺少过度，得到的路径信息是基于间隔排布的传感器的离散值，对于两个相邻传感器之间的“盲区”无法提供有效的距离信息，因此其识别路径的精度极大的受限于传感器的间距但在传感器数目较多的情况下也可以实现较高的识别准确性[3]。

针对离散识别算法的弊端，一方面，设计前瞻板时，在兼顾检测范围的情况下注意尽量减少传感器的距离；另一方面，通过记忆算法细化检测信息，即在两个传感器的检测“盲区”时，软件上通过记忆上个时刻检测到黑线的传感器的编号和前一段时间前瞻板的移动方向，就可以预测下个时刻黑线出现的位置。通过这样的处理过程后，就能得到一个比较连续的路径信息，并将此路径信息应用到转向和车速控制策略中，转向和车速调节比较平滑，在2m/s~3m/s的范围内，舵机响应及时，可以满足智能车的控制需求，并没有出现因为舵机响应不及时而造成控制失效的情况。

对采集到的道路信息还需要进行数字滤波。由于在智能车运行过程当中难免会因为赛道原因或者硬件原因引入干扰因素，表现为检测到离散的黑点，但是这些黑点等干扰因素有一个共同的特点：持续时间短、没有规律。所以采取的措施就是当发现有赛道跳变时，丢弃这次采集到的路径数据，而是使用上一次采集到的数据进行打舵和调速决策。但是当连续多次发现赛道的跳变时，就说明原来的循迹跟踪有误，采用新的路径信息进行打舵和调速决策。路径检测流程图如图4所示。

4 结束语

本智能车用飞思卡尔16位单片机MC9S12XS128做核心控制单元，用光电管采集黑白路径信息，单片机通过对采集图像的分析与计算，自动控制小车的运行方向和速度，从而实现智能车快速稳定的沿黑线行驶。经过实验证明，该光电管电路工作稳定，可靠性高，能很好的识别出路径信息。

参考文献:

[1]梁昆,王韬,丁丁,杨明,等.上海交通大学SmartStar队技术报告(节选) [J].电子产品世界,2010,17(1):54-55

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【关键词】变电站；智能压板；光电检测技术；继电保护；电力设备

随着国民经济建设的持续推进，电力资源的需求量越来越大，变电站承担着保障电力供应与推进电网建设的重要使命，其基础性地位十分重要。在变电站日常的工作中，继电保护是一项极为重要的工作，事关变电站设备的安全，也事关变电站的正常运行。压板是维系变电站继电保护装置与短路设备的重要“桥梁”，一般通过人工操作来实现工作。以智能压板技术尤其是检测技术来开展继电保护工作，是当下业界研究的热点，也是工作的难点所在，必须引起重视。

1 变电站智能压板检测技术的应用及背景分析

众所周知，继电保护是变电站的核心工作之一，也是维系变电站电力设备稳定与安全运行的重要抓手。智能压板是变电站继电保护的有效举措，一般都由技术人员负责操作。然而受困于很多变电站操作人员的责任意识不足、技术能力低下以及其他方面的因素，压板操作很容易出现问题，导致出错率攀升，进而影响到整个继电保护工作。因此，智能压板及应用技术应运而生，而且在继电保护中发挥了突出的作用。智能压板可以解决人工投退的很多问题，避免了压板的出错几率，对于提升变电站继电保护及整体的管理水平都有积极的促进作用。因此，引入更加科学、新型的智能压板检测技术就显得尤为重要了。一方面，有效的检测技术利于智能压板操作的推进，进一步提升智能压板的效能；另一方面，检测技术的应用可以实现对智能压板投退状态的实施监控，并且为即时的压板操作提供数据和依据，是压板操作必不可少的一部分。所以吗，智能压板检测技术的引入、应用及创新是智能压板工作的题中之义，必须引起工作人员的高度重视。

所以，智能压板的应用必须与相关检测技术的应用相匹配，这样才是完成的操作系统，才能确保变电站继电保护工作的质量。开展智能压板的检测需要新技术，而智能压板技术本身也有一些要求。如，智能压板保护测控屏上压板数量众多，并且非常集中，因此智能压板结构必须小巧。其次，智能压板的常规功能部件必须与传统压板兼容，比如有可视断点、方便操作、颜色区分等。除此之外，现在的很多智能压板对外有标准的通信接口，能将检测到的压板投退状态上送给其它智能设备或上位机。所以，智能压板检测技术的应用必须符合上述要求，同时能够实现实时监测的技术要求。

当前，我国的变电站使用智能压板的过程中大都配套采用了基于广电技术的检测技术，可以很好的实现变电站智能压板投退状态的在线实时监测，有利于工作人员及时发送投退状况的异常并据此做出应对判断。此外，智能压板的光电检测技术与变电站的微机闭锁防误系统的结合可以促进变电站压板误操作问题的解决，对于继电保护乃至变电站全网的安全工作都是大有好处的。借助智能压板控制器，通过光电检测技术对压板信息的监测及反馈，能够实现防误操作，大大提升了压板操作的效能。总之，类似的检测技术在我国很多的的变电站中都得到了普遍的应用，也产生了不错的实践效果，对于提升智能压板的应用效率、维护变电站运行安全都是大有裨益的。

2 智能压板检测技术的应用特性及功能

前面已经提到，智能压板在变电站中得到了较为普及的应用，但是也存在一下问题和困难，集中表现为检测技术的滞后。基于光电检测技术的智能压板可以突破传统压板的操作误区，而且大大提升压板的应用效能。从此类检测技术的功能上来看，此技术可以采用非电量接触原理进行压板的投退状态及投入到位检测，十分的便利快捷。其次，此技术能够接收智能压板控制器的操作指令，控制压板状态指示灯的闪烁即操作智能压板时，灯常亮。所以，开展在线监测并及时做出操作判断都是可行的。因此，智能压板的光电检测技术能够提升智能压板的操作效能，是实践中可行的技术。

此外，智能压板检测技术与微机防误系统的有机结合能够为变电站继电保护及设备监测提供全新的思路和方法，应用意义重大。例如，与微机防误系统结合的智能压板检测技术可以提供手动检测接口，而且压板具有明显的可视断开点，十分便于技术人员的分析和判断。当投入压板时，若没有投到位则压板控制器报警，压板状态指示灯闪烁，提醒操作人员注意。还有就是，该类检测技术与综自系统的配合起到了很大的监测作用，即智能压板控制器采用标准规约，可以作为一个间隔层的设备接入到综自系统中，实现软压板和硬压板的全面监视。因此，此类监测是变电站推进运转工作所必需的。

综上所述，新时期变电站智能压板的检测技术的应用是基于压板操作的实际与变电站日常运转的需求，这是变电站技术创新的体现，也是维持变电站快速发展的重要动力。

参考文献：

[1]牛志刚，贾腾飞，徐庆录，王建林，肖昆.智能压板系统在齐齐哈尔冯屯500kV变电站中的应用[J].电力系统保护与控制，2010（23）.

[2]吴小勇，刘春艳，李健，童小寒，胡蓉，陈湘波.继电保护和自动装置压板回路远方控制技术与应用[J].电力系统自动化，2008（15）

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摘 要：传感器课是航空电子专业的一门重要课程。本文探讨如何将智能小车作为实训任务应用于传感器理实一体化教学，改革传统教学方式，以培养应用型技能人才。

关键词 ：智能小车 传感器 实训教学

一、教学内容改革

笔者学院采用《传感器与检测技术（第2版）》(工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目)作为教材，配合THQC-2型传感器系统综合实验仪作为传感器理实一体化教学内容。 传统教学中，教师遵循教材内容和实验设计，从传感器基础知识、工作原理到实验验证，耗费大量课时，学生疲于应对不同类型的传感器，没有真正理解什么是传感器、如何选择和使用不同类型的传感器；教学过程不够直观生动，实验设计缺乏吸引力，难以调动学生学习的热情，导致教学效果不理想，并影响到后续课程的学习。

智能小车是现代工业技术的新发展，为实现显示时间、速度，具备自动寻迹、寻光、避障功能，变速行驶、准确定位停车、声控和远程传输图像等功能，运用到光电传感器、避障传感器、光线传感器、红外检测传感器、加速度和陀螺仪传感器、热电偶传感器、超声波测距传感器、视觉传感器、数字温度传感器和火焰传感器等类型的传感器。把智能小车设计成任务模块，贯穿整个传感器实训教学，可以有效地激发学生的学习兴趣，培养学生独立分析问题、解决问题能力、自学能力和实践动手能力。

二、教学过程改革

传感器理实一体化教学采用任务驱动法，把智能小车作为实训内容，根据课时数合理设计递进的任务模块（见表1），以学生为中心，通过小组相互协作，主动探索解决问题，获得成就感，激发学生的求知欲，形成良性循环。

现以智能小车的避障传感器模块为例，介绍任务驱动对教学过程的改革。

1.布置任务

智能小车在前进过程中如何实现自动避让障碍物？要求学习光电式传感器内容，实现智能小车在距离障碍物20cm时刹车减速的功能。任务明确，激发学生的求知欲，有目标地进行学习。

2.确定设计方案

学习光电式传感器的知识，认识能够把光通量转换为电量的光电管、光敏电阻等光电元件。分小组结合已学知识，设计避障方案，经过集体讨论和教师引导，选用红外避障传感器模块，电路设计如图1所示。

3.模块组装和调试

学校统一采购教学用的智能小车和传感器模块，学生根据确定的设计方案，通过小组协作，正确识别元器件，分析电路图，完成模块的组装焊接（见图2）。在教师的指导下，配合智能小车进行模块功能的调试，实现任务要求。

4.考核和总结

教师根据各组设计的方案、组装调试和最终成品，进行综合评分。组织小组讨论，归纳过程中的困难与问题，总结解决的方案，吸取教训，分享成果。

5.智能小车技能竞赛

学生通过传感器理实一体化的实践训练，努力攻克一个又一个任务模块，掌握智能小车的控制系统，获得成就感，提高自信心。学生积极参加学院每年科技节的智能小车技能竞赛，在比赛中灵活运用所学知识，勇于挑战自我，完成更高难度的智能小车，努力获得优秀成果。

三、小结

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关键词：ATmega16;智能AGV小车;循迹传感器

0 引言

科学技术迅速发展，人工智能系统开发研究受到广泛关注。智能AGV小车在仓储业、制造业、危险场所和特种行业有广泛的应用前景。譬如在一些汽车领域，如雪佛兰、丰田等汽车厂配线上有广泛的应用，经过使用了AVG作为载运工具装配线后，减少装配时间和故障率。本系统基于AVR单片机智能AGV小车控制系统研究，能够自动识别前方道路、障碍物检测等功能。

1 控制系统总体构成

通过循迹传感器确定小车按照规定的轨迹行驶，光电传感器检测前方道路障碍物，超声波传感器测量小车行驶的距离，通过传感器检测到的数字信号送入单片机，单片机通过处理电机驱动实现智能小车的左右，前进，并进行前方障碍物检测和测量行驶距离，结果会显示在智能小车上。

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图1 系统结构框图

2 控制系统硬件组成与实现设计

2.1 系统主控制模块

该芯片不仅功耗低，性能也高，运行速度快，而且拥有8位AVR微处理器，32个8位通用工作寄存器，16KB的系统内可编程Flash，内存量大，还拥有上电复位以及可编程的掉电检测功能，支持扩展的片内调试功能，32个可编程I/O口，而且功耗小。

2.2 系统电机驱动模块

电机驱动芯片主要对智能AGV小车速度和方向起到一个控制的作用，速度控制采用ATmega16单片机定时中断法产生PWM方波控制速度，方向采用H桥式电路进行电机正转、反转控制。速度和方向同时控制采用专用的电机驱动芯片，例如L298N、L297N、AQMH2407等电机驱动芯片，电路具有抗干扰能力的问题，于是我们在考虑芯片链接、驱动等问题就可以迎刃而解。

2.3 系统输入模块

2.3.1 循迹传感器

智能AGV小车的行进轨迹的检测是采用循迹传感器，采用TCRT5000反射式传感器的红外发射二极管不断发射红外线，红外接收管在发出的红外线没有被反射回来或者反射强度不够大时候，它会一直处于关闭状态，此时输出的模块为高电平，二极管会一直处于熄灭状态;红外线被反射回来且强度足够大，红外接收管饱和，此时模块输出端为低电平，二极管被点亮。

2.3.2 光电传感器

系统采用光电传感器也叫光电开关来检测智能AGV小车行进轨迹上的障碍物，光电开关上三根不同颜色的线，红色接4.5-5V电源，黄色接单片机。

2.3.3 超声波传感器

针对检测AVG小车的形式距离，我们采用的是超声波传感器来检测。HC-SR04超声波检测行驶距离精度可达3mm。我们采用IO口TRIG测距，给最少10us的高电平信号，通过检测是否有信号返回，如果有信号返回，则可以通过输出的一个高电平信号，信号持续的时间越长说明超声波从发射到返回的时间越长。

3 控制系统软件设计

软件设计通过C语言编程，完成检测信息的处理和分析，并发出相应的控制指令，改变智能AGV小车的行进方向，其控制流程如下：

首先，电机的驱动流程，利用ATmega16定时1中断法产生PWM方波，利用PB0、PB1、PB2、PB3控制电机的正反转，从而可以控制智能AGV小车的前进、后退、左转、右转。

其次，初始化系统，小车行驶过程中是否有障碍物，检测有障碍物时，PD7口输出低电平，单片机检测到信号之后判断左转或者右转，无障碍物时保持原来速度继续前进。

最后，利用三块循迹传感器放在小车的前下方，寻找小车的行进轨迹，单片机检测到小车信号为111，小车前进;检测到信号为110，小车右转;检测到信号为011，小车左转。

4 结论

本文主要是基于AVR单片机和传感器技术原理，以ATmega16单片机为主控芯片，采用L298N为驱动元件，通过硬件设计和软件编程制作了一套完整、功能模块化、反应较为灵敏的智能AGV小车控制系统。经过对该智能AGV小车进行检测测试，实验结果证明该智能AGV小车能很好完成循线、避障、测距功能。

参考文献：