接口技術(shù)論文精品(七篇)

序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇接口技術(shù)論文范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)接口電路微機(jī)硬件

MSP430超低功耗微處理器是TI公司推出的一種新型單片機(jī)。它具有16位精簡(jiǎn)指令結(jié)構(gòu)，內(nèi)含12位快速ADC/SlopeADC,內(nèi)含60K字節(jié)FLASHROM，2K字節(jié)RAM，片內(nèi)資源豐富，有ADC、PWM、若干TIME、串行口、WATCHDOG、比較器、模擬信號(hào)，有多種省電模式，功耗特別小，一顆電池可工作10年。開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，仿真器價(jià)格低廉，不需昂貴的編程器。

MSP430其特點(diǎn)有：1.8V～3.6V低電壓供電；高效16位RISCCPU可以確保任務(wù)的快速執(zhí)行，縮短了工作時(shí)間，大多數(shù)指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期里完成；6微秒的快速啟動(dòng)時(shí)間可以延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間并使啟動(dòng)更加迅速，降低了電池的功耗。MSP430產(chǎn)品系列可以提供多種存儲(chǔ)器選擇，簡(jiǎn)化了各類(lèi)應(yīng)用中MSP430的設(shè)計(jì)；ESD保護(hù)，抗干擾力特強(qiáng)。與其它微控制器相比，帶Flash的微控制器可以將功耗降低為原來(lái)1/5，既縮小了線路板空間又降低了系統(tǒng)成本。

MSP430具有如此多的優(yōu)點(diǎn)，可以預(yù)測(cè)在今后會(huì)有廣泛的應(yīng)用。但是目前仍有許多5V電池的邏輯器件和數(shù)字器件在使用，因此在許多設(shè)計(jì)中3V（含3.3V）邏輯系統(tǒng)和5V邏輯系統(tǒng)共存，而且不同的電源電壓在同一電路板中混用。隨著更低電壓標(biāo)準(zhǔn)的引進(jìn)，不同電源電壓邏輯器件間的接口問(wèn)題會(huì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)存在。本文討論MSP430與單片機(jī)中最常用的LSTTL電路、CMOS電路及計(jì)算機(jī)HCMOS電路的3V和5V系統(tǒng)中邏輯器件間的接口方法。理解這些方法可避免不同電壓的邏輯器件接口時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題，保證所設(shè)計(jì)的電路數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

1邏輯電平不同，接口時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題

在混合電壓系統(tǒng)中，不同電源電壓的邏輯器件相互接口時(shí)會(huì)存在三個(gè)主要問(wèn)題：第一是加到輸入和輸出引腳上的最大允許電壓的限制問(wèn)題；第二是兩個(gè)電源間電流的互串問(wèn)題；第三是必須滿足的輸入轉(zhuǎn)換門(mén)限電平問(wèn)題。器件對(duì)加到輸入腳或輸出腳的電壓通常是有限制的。這些引腳有二極管或分離元件接到Vcc。如果接入的電壓過(guò)高，電流將會(huì)通過(guò)二極管或分離元件流向電源。例如3V器件的輸入端接上5V信號(hào)，則5V電源將會(huì)向3V電源充電，持續(xù)的電流將會(huì)損壞二極管和電路元件。在等待或掉電方式時(shí)，3V電源降落到0V，大電流將流到地，這使總線上的高電平電壓被下拉到地。這些情況將引起數(shù)據(jù)丟失和元件損壞。必須注意的：不管是在3V的工作狀態(tài)或是0V的等狀態(tài)都不允許電流直接流向Vcc。另外用5V的器件來(lái)驅(qū)動(dòng)3V的器件有很多不同情況，各種電路間的轉(zhuǎn)換電平也存在不同情況。驅(qū)動(dòng)器必須滿足接收器的輸入轉(zhuǎn)換電平，并要有足夠的容限保證不損壞電路元件。

2可用5V容限輸入的3V邏輯器件

3V的邏輯器件可以有5V輸入容限的器件有LVC、LVT、ALVT、LCX、LVX、LPT和FCT3等系列。此外，還有不帶總線保持輸入的飛利浦ALVC也是5V容限。

2.1ESD保護(hù)電路

3V器件可以有5V的輸入容限。一般數(shù)字電路的輸入端都有一個(gè)靜電放電（ESD）保護(hù)電路。如圖1（a）所示，傳統(tǒng)的CMOS電路通過(guò)接地的二極管D1、D2對(duì)負(fù)向高電壓限幅實(shí)現(xiàn)保護(hù)，正向高是則由二極管D3箝位。這種電路為了防止電流流向Vcc電源，最大輸入電壓被限制在Vcc+0.5V。對(duì)Vcc為3V的器件來(lái)說(shuō)，當(dāng)輸入端直接與大多數(shù)5V器件輸出端接口時(shí)允許的輸入電壓太低大多數(shù)3V系統(tǒng)加到輸入端的電壓可達(dá)3.6V以上。有些3V系統(tǒng)可以使用兩個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)管或晶體管T1、T2代替二極管D1、D2，如圖1（b）所示。T1、T2的作用相當(dāng)于快速劑納二極管對(duì)高電壓限幅。由于去掉了接到Vcc的二極管D3，因此最大輸入電壓不受Vcc的限制。典型情況下，這種電路的擊穿電壓在7～10V之間，因此可以適合任何5V系統(tǒng)的輸入電壓。

由上述分析可知，改進(jìn)后具有ESD保護(hù)電路的3V系統(tǒng)的輸入端可以與5V系統(tǒng)的輸出端接口。

2.2總線保護(hù)電路

總線保護(hù)電路就是有一個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)管用作上拉或下拉器件，在輸入端浮空（高阻）的情況下保護(hù)輸入端處于最后有效的邏輯電平。圖2（a）中的電路為一LVC器件總線保護(hù)電路，采取改進(jìn)措施而使其輸入端具有5V的容限。其基本原理如下：P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管具有一個(gè)內(nèi)在的寄生二極管，它連接在漏極和襯底之間，通常源極與襯底是連在一起的，這就限制了輸入電壓不能高于Vcc+0.5V?，F(xiàn)在的措施是用常閉接點(diǎn)S1將源極與襯底相連，當(dāng)輸入端電壓比Vcc高0.5V時(shí)，比較器使S2閉合，S1斷開(kāi)，輸入端電流不會(huì)通過(guò)二極管流向Vcc而使輸入具有5V的容限。圖2（b）是LVT和LAVT器件總線保持電路的例子。這種電路用了一個(gè)串聯(lián)的肖特基二極管D，消除了從輸入到Vcc的電流通路，從而可以承受5V輸入電壓。對(duì)于3V的總體保持LVC、LVT和ALVT系列器件可以承受5V的輸入電壓。但對(duì)于3V的ALVC、VCX等系列器件則不能，它們的輸入電壓被限制在Vcc+0.5V。

圖3是用于3VCMOS器件輸出電路的簡(jiǎn)化形式。當(dāng)輸出端電壓高于Vcc+0.5V（二極管壓降）時(shí)，P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管的內(nèi)部二極管會(huì)形成一條從輸出端到Vcc的電流通路。這種電路在與5V器件相接時(shí)需要加保護(hù)電路。

圖4是一種帶保護(hù)電路的CMOS器件輸出電路。當(dāng)輸出端電壓高于Vcc時(shí)，比較器使S1開(kāi)路，S2閉合，電流通路消失。這樣在三態(tài)方式時(shí)就能與5V器件相接。

2.3biCMOS輸出電路

LVT和ALVT器件的biCMOS輸出電路如圖5所示。它用雙極NPN晶體管和CMOS場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)獲得輸出電壓擺幅達(dá)到電源電壓的要求。電流不會(huì)通過(guò)NPN雙極晶體管回流到Vcc，但在P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管中的內(nèi)在二極管仍然會(huì)形成一條從輸出端到Vcc的電流通路（為了簡(jiǎn)化，圖5中沒(méi)有畫(huà)出該二極管）。因此這種電路不能接高于Vcc的電壓。

對(duì)圖5電路所加的保護(hù)電路如圖6所示。增加了反向偏置的肖特基二極管，用以防止電流從輸出端流到Vcc。圖6中的輸出端與5V驅(qū)動(dòng)器共用一條總線。在三態(tài)方式時(shí)，電路可以得到保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)總線爭(zhēng)奪即兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器都以高電平驅(qū)動(dòng)總線時(shí)，比較器將P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管斷開(kāi)。當(dāng)3V器件處于等待方式而3V電源為0時(shí)，比較器和肖特基二極管可以起保護(hù)作用。

3接口電路的有關(guān)參數(shù)

了解了3V器件為什么具有5V容限后，在MSP430與LSTTL、HCMOS、CMOS電路實(shí)現(xiàn)相互聯(lián)接之間，要先了解各種電路和器件的參數(shù)，如表1所示。

表1各種電路和器件參數(shù)

參數(shù)

電路電源電壓范圍輸入電平輸出電平

V（V）VIH（V）VIL（V）VOH（V）VOL（V）

LSTTL4.5～5.520.82.70.4

CMOS3～18（取Vcc=5）3.51.54.50.5

HCMOS2～63.515.20.4

MSP4301.83.60.8Vcc0.2VccVcc-0.60.6

ALVT系列3.3或2.51.70.82.00.2～0.55

LVC系列1.65～5.50.7Vcc0.3Vcc2.7～5.50.1～0.55

4接口實(shí)現(xiàn)

不同電源電壓的邏輯器件相互接口時(shí)存在的主要問(wèn)題是邏輯信號(hào)電平的配合問(wèn)題，就是前級(jí)電路輸出的電平要滿足后級(jí)電路對(duì)輸入電平的要求。此外還有負(fù)載電流的配合問(wèn)題，即前級(jí)電路的輸出電流應(yīng)大于后級(jí)電路對(duì)輸入電流的要求，同時(shí)不應(yīng)造成器件損壞。還有就是在高速或有嚴(yán)重干擾的場(chǎng)合，必須考慮接口對(duì)系統(tǒng)和抗干擾性能帶來(lái)的不良影響。這里主要討論邏輯信號(hào)電平的配合問(wèn)題。因?yàn)閷?duì)于負(fù)載電流配合問(wèn)題只是一個(gè)帶負(fù)載能力。而抗干擾問(wèn)題則用本文中提到的方法都可以忽略。

4.1LSTTL-MSP430

如表1所示，LSTTL電路的高電平輸出電壓VOH約為2.7V，MSP430的高電平輸入約為0.8VCC，LSTTL電路的低電平輸出電壓VOL約為0.4V，MSP430的低電平輸入電壓VIL的0.2VCC。如果0.8Vcc小于2.7V且0.2Vcc大于0.4V時(shí)，不存在邏輯信號(hào)電平的配合問(wèn)題，可以直接連接。如果0.8Vcc大于2.7V或0.2Vcc小于0.4V時(shí)，就出現(xiàn)了邏輯信號(hào)電平的配合問(wèn)題。為了增大LSTTL電路的輸出高電平，利用TI公司的LVC系列。從表1中可以看到LVC系列產(chǎn)品的高電平輸出電壓和低電平輸出電壓都符合要求。

4.2CMOS-MSP430

在接口時(shí)使CMOS和MSP430使用同一電源，例如3V電源可以直接驅(qū)動(dòng)。如果實(shí)際情況不允許，則根據(jù)1表，通過(guò)ALVT系列的器件就可以實(shí)現(xiàn)CMOS驅(qū)動(dòng)MSP430。

4.3HCMOS-MSP430

同上述CMOS分析一樣，同樣選用ALVT來(lái)驅(qū)動(dòng)MSP430。

4.4MSP430驅(qū)動(dòng)LSTTL、CMOS和HCMOS

MSP430的輸出引腳（P0.x、P1.x、P2.x、P3.x、P4.x、Oy）都有規(guī)定的外接電阻。外接電阻的大小取決于電源電壓Vcc的大小。如果輸出電流比規(guī)定的要大，就需要輸出驅(qū)動(dòng)器。圖7所示為限制MSP430輸出電流的電阻最小值。設(shè)計(jì)以Vcc=3V，通過(guò)這些器件可以驅(qū)動(dòng)需要大電流的LSTTL、HCMOS和CMOS電路接口。

5兩種電平移位器件

5.1雙電源電平移位器74LVC4245

74LC4245是一種雙電源的電平移位器，如圖8所示。5V端用5V電源作為Vcc(A)，而3V端則用3V作為Vcc(B)。它的功能類(lèi)似于常用的收發(fā)器74LVC245，所不同的是用兩個(gè)電源而不是一個(gè)電源。74LVS4245的電平移位在其內(nèi)部進(jìn)行。雙電源能保證兩邊端口的輸出擺幅都能達(dá)到滿電源幅值，并且有很好的噪聲抑制性能。因此該器件用來(lái)驅(qū)動(dòng)5VCMOS器件是很理想的。缺點(diǎn)是增加了功耗。

5.274LVC07

篇(2)

【論文摘要《微機(jī)原理和接口技術(shù)》是高職高專(zhuān)計(jì)算機(jī)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)也是一門(mén)實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。本文針對(duì)該課程在教學(xué)過(guò)程中存在的一些新問(wèn)題，根據(jù)筆者多年的教學(xué)實(shí)踐提出了一些改進(jìn)的方法和建議，以期提高該門(mén)課程的教學(xué)效果。

《微機(jī)原理和接口技術(shù)》是高職高專(zhuān)計(jì)算機(jī)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)也是一門(mén)實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。經(jīng)過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)兩方面的教學(xué)，使學(xué)生把握微型計(jì)算機(jī)的基本工作原理，匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的基本方法，微機(jī)系統(tǒng)和輸入輸出設(shè)備的典型接口電路和接口技術(shù)，并能綜合運(yùn)用軟、硬件技術(shù)分析實(shí)際新問(wèn)題?！段C(jī)原理和接口技術(shù)》這門(mén)課程的學(xué)習(xí)涉及到很多先行課程，比如《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電路》等，這些課程的學(xué)習(xí)效果往往對(duì)本課程的學(xué)習(xí)有一定影響，加之本課程的教學(xué)內(nèi)容較多，各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間相互交叉又造成理解上的困難，需要學(xué)生記憶的內(nèi)容太多，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)起來(lái)較困難，從而失去了學(xué)習(xí)的信心，達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。針對(duì)這樣的目前狀況，作者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)剬?duì)于該課程教學(xué)的思索。

一、讓學(xué)生充分熟悉到該課程的重要性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力及喜好

隨著高校的擴(kuò)招，就業(yè)壓力的增大，學(xué)生密切的關(guān)注所學(xué)的知識(shí)是否能夠促進(jìn)自己未來(lái)的就業(yè)和發(fā)展，高職學(xué)生尤是如此，所以在教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常有學(xué)生提問(wèn)說(shuō)《微機(jī)原理和接口技術(shù)》這門(mén)課程晦澀難懂，學(xué)習(xí)它有什么實(shí)際意義，對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展有什么功能。對(duì)于學(xué)生的提問(wèn)我思索摘要：其實(shí)在教學(xué)過(guò)程中第一節(jié)課是非常關(guān)鍵的，在第一節(jié)課里教師應(yīng)該將本課程的內(nèi)容進(jìn)行整體的介紹并且要告訴學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的意義?！段C(jī)原理和接口技術(shù)》主要講述微型計(jì)算機(jī)的基本工作原理，匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的基本方法，微機(jī)系統(tǒng)和輸入輸出設(shè)備的典型接口電路和接口技術(shù)三部分內(nèi)容。第一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)有利于學(xué)生對(duì)微機(jī)工作原理有深入地了解，直接地應(yīng)用在嵌入式計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等方面，把握它也有利于對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，比如《操作系統(tǒng)》、《編譯原理》等，并且這一部分內(nèi)容中介紹到的計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件的結(jié)構(gòu)又是匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。第二部分介紹的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是我們和計(jì)算機(jī)溝通最直接的方式，假如我們想從事計(jì)算機(jī)科學(xué)方面的工作的話，匯編語(yǔ)言的基礎(chǔ)是必不可缺的，因?yàn)槲覀兊墓ぷ髌脚_(tái)、探究對(duì)象都是機(jī)器，我們通過(guò)匯編語(yǔ)言和機(jī)器交流，尤其在和硬件關(guān)系非常密切的程序或要提高運(yùn)算速度的程序，即使是C語(yǔ)言也會(huì)有些力不從心，而匯編語(yǔ)言則能夠很好揚(yáng)長(zhǎng)避短，最大限度地發(fā)揮硬件的性能。由于匯編語(yǔ)言和硬件密切相關(guān)，所以第一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)一定要打好基礎(chǔ)。第三部分內(nèi)容是一些常用且典型的芯片，使學(xué)生能深層次的理解微機(jī)系統(tǒng)，為以后學(xué)習(xí)其他芯片打下基礎(chǔ)。只有讓學(xué)生熟悉到本課程的學(xué)習(xí)確實(shí)能對(duì)自己的就業(yè)和未來(lái)發(fā)展有用，才能激起學(xué)生學(xué)習(xí)的喜好和動(dòng)力，提高主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情。

二、改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

《微機(jī)原理和接口技術(shù)》這門(mén)課程中有一些內(nèi)容確實(shí)比較抽象，難于理解，又有很多知識(shí)點(diǎn)需要學(xué)生記憶，所以光有學(xué)習(xí)的熱情還不夠，正確的學(xué)習(xí)方法才能有事半功倍的學(xué)習(xí)效果。

1、在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，要不斷鼓勵(lì)學(xué)生

《微機(jī)原理和接口技術(shù)》這門(mén)課程會(huì)分章節(jié)講述構(gòu)成微機(jī)的中心處理器，系統(tǒng)總線，存儲(chǔ)器，輸入輸出設(shè)備和一些典型的接口電路以及它們的工作原理。我們知道微機(jī)是一個(gè)有機(jī)的整體，要講清楚任何一個(gè)部件的工作原理都不可能只單獨(dú)將這一部件拿出來(lái)講，必然涉及到其他新部件，而其他新部件我們還沒(méi)接觸到，所以經(jīng)常出現(xiàn)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)還沒(méi)講清楚，又出現(xiàn)新的疑問(wèn)，在整個(gè)課程的學(xué)習(xí)當(dāng)中疑問(wèn)會(huì)一直存在，直至該課程結(jié)束，也就是說(shuō)只有到學(xué)期末所有的疑問(wèn)才能搞清楚。還有這門(mén)課中最難的地方在第二章，本章知識(shí)理解起來(lái)困難，并且有大量?jī)?nèi)容（幾乎全部?jī)?nèi)容）要求在理解的基礎(chǔ)上記憶以便為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，而這時(shí)學(xué)生剛剛開(kāi)始接觸這門(mén)課程便一下子覺(jué)得很難，輕易產(chǎn)生放棄的思想。所以教師在整個(gè)學(xué)期中非凡是學(xué)期初一定要不斷鼓勵(lì)學(xué)生摘要：學(xué)習(xí)中存在新問(wèn)題是很正常的，隨著進(jìn)一步學(xué)習(xí)新問(wèn)題會(huì)得到解決，關(guān)鍵是堅(jiān)持，樹(shù)立學(xué)習(xí)信心。

2、對(duì)于抽象的概念和工作原理，老師要精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，使晦澀難懂的知識(shí)變得淺顯易懂

課堂教學(xué)是使學(xué)生獲得知識(shí)最有效最快捷的方式。在教學(xué)過(guò)程中，真正做到“以學(xué)生為本”，提高課堂效率，我的心得是精心的進(jìn)行合理、有效的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。合理、有效的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)可以在最短的時(shí)間得到最好的教學(xué)效果。比如，本課程的教學(xué)布置中，先講cpu內(nèi)部寄存器后講存儲(chǔ)器分段，講cpu內(nèi)部寄存器時(shí)就要涉及到存儲(chǔ)器分段，這樣一來(lái)知識(shí)點(diǎn)前后交叉多，學(xué)生聽(tīng)不明白，老師也會(huì)覺(jué)得講不清楚。換種思路，重新調(diào)整一下次序，先介紹存儲(chǔ)器分段，講清楚四種段、段地址和偏移地址以及物理地址的形成，再介紹cpu內(nèi)部寄存器，4個(gè)段寄存器分別存放4個(gè)段的段地址，地址指針寄存器和指令指針寄存器用來(lái)存放偏移地址，這樣講符合學(xué)生接受知識(shí)的規(guī)律，用時(shí)較少而且教學(xué)效果好。

3、采用多媒體教學(xué)手段，更高效地完成課堂教學(xué)任務(wù)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)在課堂教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。多媒體計(jì)算機(jī)使圖、文、聲、像集于一體，使教學(xué)內(nèi)容形象生動(dòng)富有感染力，使抽象新問(wèn)題形象化。一些抽象概念在單純語(yǔ)言講解的情況下，感性材料不足，說(shuō)服力不強(qiáng)，通過(guò)多媒體可以把抽象的理論和抽象的模型具體形象地展示在屏幕上幫助學(xué)生理解。比如講存儲(chǔ)器分段時(shí)，說(shuō)到存儲(chǔ)單元物理地址唯一而邏輯地址不唯一時(shí)很多學(xué)生感到很困惑“邏輯地址不唯一”，傳統(tǒng)教學(xué)手段憑教師一張嘴、一根粉筆、一塊黑板有時(shí)很難講清楚，這時(shí)采用多媒體動(dòng)畫(huà)的形式將存儲(chǔ)器分段進(jìn)行演示，它能夠直觀形象地讓學(xué)生看出段和段之間的一種重疊關(guān)系，某個(gè)存儲(chǔ)單元既屬于A段又屬于B段，從而得出這一存儲(chǔ)單元邏輯地址不唯一，既記住了結(jié)論又很好的理解了結(jié)論推導(dǎo)的整個(gè)過(guò)程。

4、注重實(shí)踐環(huán)節(jié)

首先，高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)重點(diǎn)面向基層的中高級(jí)工程技術(shù)人才，因此，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，具有重要意義。其次，本門(mén)課程的實(shí)踐性和應(yīng)用性非常強(qiáng)，對(duì)于大多學(xué)生來(lái)說(shuō)，許多知識(shí)只有通過(guò)實(shí)踐教學(xué)才能真正的理解，這就要求我們必須重視實(shí)踐教學(xué)的功能，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容,把實(shí)踐課教學(xué)放到和理論教學(xué)同等重要的位置。高職學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力較差，所以實(shí)驗(yàn)基本上以驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生只需輸入現(xiàn)成的程序，連接較少的導(dǎo)線，客觀上為缺乏自覺(jué)性的學(xué)生提供了偷懶的機(jī)會(huì)，結(jié)果實(shí)驗(yàn)雖然做了，學(xué)生卻沒(méi)有多少收獲，所以指導(dǎo)教師的要求往往不能得到很好的落實(shí)。針對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)許多學(xué)生完成以后不愿深入思索和理解的現(xiàn)象，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思索題，這些實(shí)驗(yàn)思索題需要仔細(xì)思索對(duì)實(shí)驗(yàn)程序和連接線作出修改后才能得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而引導(dǎo)學(xué)生去思索完成。通過(guò)這樣的做法，在以后的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)中逐步培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。近些年來(lái)，學(xué)校每年要組織學(xué)生參加大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽，競(jìng)賽的許多題目涉及到微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，學(xué)生通過(guò)參加競(jìng)賽的培訓(xùn)和參賽，能深入理解微機(jī)原理和接口技術(shù)的知識(shí)，并能將其運(yùn)用到實(shí)際中去。

篇(3)

關(guān)鍵詞:接口技術(shù);實(shí)踐教學(xué);研究型教學(xué)

接口技術(shù)是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課程,它具有技術(shù)性、工程性和實(shí)踐性等特點(diǎn),其教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到學(xué)生動(dòng)手能力的高低。長(zhǎng)期以來(lái),我們?cè)谡n程建設(shè)上花了很多精力,也取得了一些成就,但是學(xué)生在計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面的能力仍然比較弱,特別是遇到時(shí)序控制以及多接口的關(guān)聯(lián)控制時(shí)就顯得力不從心[1]。提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力,已經(jīng)成為教學(xué)改革亟待解決的問(wèn)題。

1研究型教學(xué)是教學(xué)改革的必然趨勢(shì)

傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)已經(jīng)被淘汰,而啟發(fā)式、問(wèn)題式等教學(xué)方法改善了一些教學(xué)環(huán)境,但還不能滿足當(dāng)今教學(xué)的需要。研究型教學(xué)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)是當(dāng)前推崇的教學(xué)方法和手段。

我院接口技術(shù)課程包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。最初我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中安排了6個(gè)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和1個(gè)綜合型實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上能夠反應(yīng)課程內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn),但由于各實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂采用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一致,導(dǎo)致前后做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生之間產(chǎn)生了依賴關(guān)系,使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果與我們期待的有很大差距[2]。為了解決這些問(wèn)題,我們?cè)O(shè)計(jì)了6套實(shí)驗(yàn)題目,確保在每個(gè)教學(xué)點(diǎn)之間兩年內(nèi)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不重復(fù)。這樣學(xué)生就能夠主動(dòng)思考完成實(shí)驗(yàn),從而明顯地改善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

學(xué)生的動(dòng)手能力有了提高,但在組織學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)時(shí),我們發(fā)現(xiàn)相當(dāng)一部分學(xué)生缺乏自主創(chuàng)新能力,甚至缺乏創(chuàng)新的意識(shí)。經(jīng)過(guò)分析我們認(rèn)識(shí)到:我們所采用的教學(xué)方法對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的幫助,因?yàn)閷W(xué)生在做課程實(shí)驗(yàn)時(shí),并不考慮實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)思路和過(guò)程,只是按實(shí)驗(yàn)的要求步驟去完成,因此學(xué)生缺乏系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)能力,缺乏知識(shí)的應(yīng)用和創(chuàng)新能力。經(jīng)過(guò)審視教學(xué)的現(xiàn)狀和學(xué)生對(duì)教學(xué)改革的要求,我們意識(shí)到開(kāi)展研究型教學(xué),以新的思路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的必要性和緊迫性。如果我們能夠通過(guò)研究型教學(xué)來(lái)轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,使其由“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”,從而引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題和解決問(wèn)題,在此過(guò)程中積累知識(shí)并強(qiáng)調(diào)一種主動(dòng)探索和創(chuàng)新實(shí)踐的精神[3],這對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的提高都是非常有益的。

由于接口技術(shù)課程的特殊性,我們將其研究型教學(xué)分成理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分,并將兩者緊密地結(jié)合起來(lái)。研究型教學(xué)的目的是在學(xué)生具有的實(shí)際知識(shí)構(gòu)架基礎(chǔ)上,通過(guò)閱讀資料、分析和討論,來(lái)研究一些新型接口技術(shù)的理論、方法和應(yīng)用;而研究型實(shí)驗(yàn)則是對(duì)上述方法的具體實(shí)踐,在這個(gè)過(guò)程中我們強(qiáng)調(diào)最大程度地發(fā)揮學(xué)生的潛能,強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、過(guò)程和現(xiàn)象都由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)和完成,增加學(xué)生的自主性。只要我們努力培養(yǎng)學(xué)生的研究型學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用型的實(shí)踐能力,就能最終鑄造出創(chuàng)新型人才,因此我院在接口技術(shù)課程的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中全面地采用了研究型教學(xué)。

2研究型教學(xué)的實(shí)施

2.1建設(shè)適合課程教學(xué)的研究型實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展平臺(tái)

研究型實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展平臺(tái)的設(shè)計(jì)是要基于學(xué)生的基本知識(shí)結(jié)構(gòu),將課堂上沒(méi)有涉及的較新技術(shù)引入到理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái),學(xué)生通過(guò)研究型學(xué)習(xí)和實(shí)踐達(dá)到轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式和掌握新知識(shí)的目的。為此我們?cè)诂F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了一些新的實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展平臺(tái)。這些實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展平臺(tái)包括:I2C接口的存儲(chǔ)器訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展平臺(tái),I2C接口的RCT時(shí)鐘控制實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展平臺(tái),SPI接口的EEPROM實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展平臺(tái),8259中斷控制器級(jí)聯(lián)實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展平臺(tái),RS485的全雙工和半雙工實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展平臺(tái),CAN總線實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展平臺(tái)等。其中一些是插在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的總線上使用,另外一些是通過(guò)實(shí)驗(yàn)連線與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)連接使用,這樣就為開(kāi)展研究型實(shí)驗(yàn)奠定了必要的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

2.2設(shè)計(jì)研究型理論教學(xué)的內(nèi)容

研究型理論教學(xué)以討論、研究報(bào)告、調(diào)研報(bào)告和小論文為主線。我們?cè)诶碚摻虒W(xué)中增加了PCI總線和USB接口部分,并側(cè)重于總線的協(xié)議內(nèi)容。我們還結(jié)合課程現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)了一些討論題目,比如:8259中斷控制器內(nèi)部各端口的尋址方法和尋址特點(diǎn),8259中斷控制器查詢方式的實(shí)現(xiàn)方法,8237 DMA控制器在主動(dòng)態(tài)和被動(dòng)態(tài)下引腳信號(hào)的變化特點(diǎn)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展平臺(tái)還設(shè)計(jì)了另外一些題目,比如:I2C總線和SPI總線時(shí)序特點(diǎn)及時(shí)序產(chǎn)生方法,I2C總線的讀寫(xiě)時(shí)序與PCI總線的讀寫(xiě)時(shí)序之間的特點(diǎn)分析,CAN總線協(xié)議和數(shù)據(jù)交換過(guò)程等。 這些題目所涉及到的內(nèi)容更加深入,并伴隨整個(gè)教學(xué)過(guò)程。學(xué)生需要查閱資料,分析、總結(jié)和歸納才能得出滿意的答卷,而這個(gè)過(guò)程更加強(qiáng)化了學(xué)生的知識(shí)體系。

2.3設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容

研究型實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。我們?cè)诂F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了一些研究型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,同時(shí)注重研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的更新和充實(shí)[4],確保兩年內(nèi)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不重復(fù)。這些實(shí)驗(yàn)的難度和研究型的成分比常規(guī)實(shí)驗(yàn)都有了很大的提高。我們還為實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展平臺(tái)開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的研究型實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),指導(dǎo)書(shū)上只表明了實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展平臺(tái)的電路圖和實(shí)驗(yàn)需要達(dá)到的目的,至于實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、連線設(shè)計(jì)、現(xiàn)象設(shè)計(jì)和結(jié)果的預(yù)期都完全由學(xué)生通過(guò)查閱資料、分組討論來(lái)組織實(shí)施并完成,以最大限度地體現(xiàn)研究性學(xué)習(xí)和實(shí)踐的成分。相關(guān)擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究型實(shí)驗(yàn)包括:I2C接口的存儲(chǔ)器訪問(wèn)實(shí)驗(yàn),I2C接口的RCT時(shí)鐘控制實(shí)驗(yàn),SPI接口的EEPROM訪問(wèn)實(shí)驗(yàn),8259中斷控制器級(jí)聯(lián)向量中斷實(shí)驗(yàn),8259中斷控制器級(jí)聯(lián)查詢中斷實(shí)驗(yàn),8259中斷控制器級(jí)聯(lián)中斷嵌套實(shí)驗(yàn),RS485的四線全雙工通信實(shí)驗(yàn),RS485的二線半雙工通信實(shí)驗(yàn)等。

另外,為了幫助學(xué)生驗(yàn)證自己完成的研究型實(shí)驗(yàn)是否正確,我們還為部分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了測(cè)試程序和使用指導(dǎo)書(shū)。

2.4研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的選題和實(shí)施方案

我們要求學(xué)生理論和實(shí)驗(yàn)配套選題,如果某學(xué)生在理論方面選擇了I2C總線的讀寫(xiě)時(shí)序的討論題目,那么他的研究型實(shí)踐就應(yīng)該選擇I2C接口的存儲(chǔ)器訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)或I2C接口的RCT時(shí)鐘控制實(shí)驗(yàn),這樣就可以保證通過(guò)理論研究搞清楚I2C總線的工作原理和數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)序,通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)的交換過(guò)程的正確性,從而使二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。

我們的常規(guī)實(shí)驗(yàn)安排在第9～16周,而研究型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容于第10周公布,第11周對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組和選題,每組3～4人,設(shè)立組長(zhǎng),第12～16周以小組為單位組織實(shí)施。因此研究型實(shí)驗(yàn)伴隨了整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程,也是學(xué)生認(rèn)識(shí)、實(shí)踐和提高的過(guò)程。由于研究型實(shí)驗(yàn)涉及了很多新知識(shí),要獨(dú)立完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)有一定的難度,在此期間,任課教師輪流在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行答疑并與學(xué)生進(jìn)行交流。并在第16周安排一次課程進(jìn)行研究型教學(xué)總結(jié),要求以實(shí)驗(yàn)小組為單位做PPT,小組長(zhǎng)總結(jié)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題、解決的方法和取得的成果。

3學(xué)生的能力超出了我們的預(yù)期

最初我們認(rèn)為研究型實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容可能會(huì)超出學(xué)生的承受能力,有可能達(dá)不到預(yù)期的效果。為此我們準(zhǔn)備了I2C總線和SPI總線的程序設(shè)計(jì)的基本框架,如果在第14周末還看不到學(xué)生實(shí)驗(yàn)的預(yù)期成果,我們就將這些框架程序提供給學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)參考程序,但實(shí)踐證明我們的擔(dān)心是不必要的。使我們感到驚訝是,在第13周末就有一些學(xué)生基本完成了研究型實(shí)驗(yàn),到第16周實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收時(shí),已經(jīng)有80%的實(shí)驗(yàn)小組完成了研究型實(shí)驗(yàn),其結(jié)果令人非常滿意。從研究型實(shí)驗(yàn)的總結(jié)中發(fā)現(xiàn),雖然很多組做相同的題目,但是他們的方案設(shè)計(jì)有明顯的差別,每個(gè)組的學(xué)生都最大發(fā)揮了他們的潛能。研究型實(shí)驗(yàn)引起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性如此高漲,是筆者從事教學(xué)工作以來(lái)從沒(méi)有遇到過(guò)的現(xiàn)象。

4給學(xué)生提供施展才能的舞臺(tái)

學(xué)生需要有舞臺(tái)來(lái)展現(xiàn)他們的才能。在第16周的研究型教學(xué)總結(jié)研討會(huì)上,各小組爭(zhēng)先恐后上臺(tái)發(fā)言,給大家分享他們的實(shí)驗(yàn)體會(huì)和成果,學(xué)生具有的極大熱情和出勤率之高出于我們的預(yù)料。每次總有2～3個(gè)小組長(zhǎng)爭(zhēng)先上臺(tái)發(fā)言,使我們不得不去指定某些實(shí)驗(yàn)題目的組長(zhǎng)做總結(jié)發(fā)言。在整個(gè)總結(jié)會(huì)上,掌聲不斷,一些學(xué)生用自己實(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷和體會(huì)幫助了另外一些同學(xué),很多學(xué)生從中收益匪淺,因?yàn)樗麄兏信d趣的正是其他組同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)遇到的問(wèn)題和解決的方法。學(xué)生希望教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該多增加一些這樣的教學(xué)環(huán)節(jié)。

5研究型教學(xué)的啟示

接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)室從來(lái)沒(méi)有像這樣人氣興旺,在課余時(shí)間總可以看到幾個(gè)學(xué)生圍在一起做實(shí)驗(yàn),充滿了研討的氣氛。研究型實(shí)驗(yàn)充分地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和熱情,很多學(xué)生對(duì)這門(mén)課程由此產(chǎn)生了興趣。學(xué)生在評(píng)教時(shí)這樣寫(xiě)到:“接口技術(shù)課程使我對(duì)硬件真正的產(chǎn)生了興趣,使我從以前害怕硬件到喜歡上了硬件設(shè)計(jì)”。很多同學(xué)還參加了今年各種大賽并獲獎(jiǎng)。

筆者認(rèn)為要正確看待大學(xué)生的學(xué)風(fēng)問(wèn)題。由于周?chē)沫h(huán)境造成了一些學(xué)生學(xué)習(xí)不努力,但大部分學(xué)生學(xué)習(xí)的確非?？炭?總是希望尋找機(jī)會(huì)鍛煉自己,提高自身的實(shí)際應(yīng)用能力。學(xué)風(fēng)問(wèn)題要從教師和學(xué)生兩個(gè)方面來(lái)分析原因,如果教師增加課堂教學(xué)的吸引力,設(shè)計(jì)出更多學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)和教學(xué)內(nèi)容,給學(xué)生提供更大的發(fā)揮空間,我們將會(huì)得到另外一個(gè)不同的結(jié)論。

總之,學(xué)生的潛能是巨大的,這些潛能能否發(fā)揮與當(dāng)前的教學(xué)模式有很大的關(guān)系,死板的教學(xué)模式絕對(duì)不會(huì)培養(yǎng)出高水平的人才。接口技術(shù)研究型教學(xué)的實(shí)施過(guò)程使我們認(rèn)識(shí)到,只要開(kāi)展研究型教學(xué),設(shè)計(jì)出學(xué)生感興趣的研究型教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,并給學(xué)生提供發(fā)揮和想象的空間,就能使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí),并在研究過(guò)程中應(yīng)用實(shí)踐,最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性,改善不良學(xué)習(xí)風(fēng)氣,從而營(yíng)造出一個(gè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的良好環(huán)境?？梢钥闯?研究型教學(xué)必定是今后教學(xué)模式的發(fā)展趨勢(shì)。

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The Research and Practice in Teaching of Interface Technology Course

LI Ji-sheng

(School of Computer &Information Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044)

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[5]張憲、何宇斌主編《電子電路制作指導(dǎo)》P151-161化學(xué)工業(yè)出版社出版2006年1月第一版（振蕩電路）

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[3]《電子電路制作指導(dǎo)》P151-161主編：張憲、何宇斌化學(xué)工業(yè)出版社出版2006年1月第一版（振蕩電路）

篇(5)

關(guān)鍵詞：武器控制系統(tǒng)，智能化，標(biāo)準(zhǔn)化

 

科技的飛速發(fā)展、世界局勢(shì)的不穩(wěn)定，使空中作戰(zhàn)任務(wù)復(fù)雜多變，對(duì)飛機(jī)的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能和功能的要求也越來(lái)越高。在新機(jī)研制費(fèi)用高、周期長(zhǎng)的情況下，充分挖掘現(xiàn)有飛機(jī)的潛力、在兼顧先進(jìn)武器系統(tǒng)和相對(duì)落后武器系統(tǒng)的情況下，提高飛機(jī)的戰(zhàn)術(shù)性能成為首選方案。

機(jī)載武器控制系統(tǒng)是為適應(yīng)空戰(zhàn)的要求而發(fā)展起來(lái)的，用以實(shí)時(shí)控制和監(jiān)視各種武器的工作狀態(tài)，并提供和管理武器與其它系統(tǒng)之間的信息。近幾十年來(lái)，軍用戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)的設(shè)計(jì)朝多用途方向發(fā)展。為了執(zhí)行多種戰(zhàn)術(shù)任務(wù)，飛機(jī)必須能攜帶多種類(lèi)型的武器。為了對(duì)所攜帶的多種武器實(shí)施有效地控制，保證武器系統(tǒng)的安全和提高作戰(zhàn)成功率，必須有先進(jìn)的機(jī)載武器管理系統(tǒng)。以往的作戰(zhàn)飛機(jī)的武器控制系統(tǒng)大都使用硬線控制系統(tǒng)，而且對(duì)地攻擊武器和對(duì)空攻擊武器是分別控制的，分立式武器控制系統(tǒng)有諸多缺陷。因此，在計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、多路傳輸總線技術(shù)、人工智能技術(shù)在軍事領(lǐng)域應(yīng)用不斷深入的今天，設(shè)計(jì)統(tǒng)一管理對(duì)地攻擊及對(duì)空攻擊武器的智能化武器控制系統(tǒng)(Intelligentize Weapon Control System ，簡(jiǎn)稱(chēng)IWCS)，代替飛機(jī)上各自獨(dú)立的武器控制系統(tǒng)，不僅能提高飛機(jī)的作戰(zhàn)效能，而且能減輕飛行員的負(fù)擔(dān)。

1分立式武器控制系統(tǒng)的缺陷

1.1控制分散

飛機(jī)上使用的對(duì)地攻擊和對(duì)空攻擊武器控制系統(tǒng)都是相對(duì)獨(dú)立的，是分立式武器控制系統(tǒng)，飛行員操作使用不便，武器系統(tǒng)不便統(tǒng)一管理。免費(fèi)論文。

1.2線路復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)化程度低

分立式武器控制系統(tǒng)大多使用常規(guī)模擬電路設(shè)計(jì)，部件多、分系統(tǒng)多、硬件電路復(fù)雜、為把更先進(jìn)的武器系統(tǒng)加到武器控制系統(tǒng)中，常常需要重新設(shè)計(jì)和布線。免費(fèi)論文。同時(shí)飛機(jī)與武器之間的互用性差。

1.3飛行員操作界面復(fù)雜、智能化程度低

飛行員座艙內(nèi)武器控制面板上開(kāi)關(guān)、按鈕、指示燈數(shù)量多，位置分散，提示信息單調(diào)，使飛行員操作不便，作戰(zhàn)效率低。

2IWCS的功能

智能化武器控制系統(tǒng)用以實(shí)時(shí)控制和監(jiān)視各種武器的工作狀態(tài)，并按作戰(zhàn)要求將武器從飛機(jī)上投向目標(biāo)，同時(shí)提供和管理武器系統(tǒng)與其它系統(tǒng)交聯(lián)的信息。其主要功能是：提供武器接口；裝入、保存并顯示武器的種類(lèi)、型號(hào)、位置、數(shù)量、狀態(tài)等信息；選擇武器和武器投放方案；確定武器外掛位置的戰(zhàn)斗準(zhǔn)備；控制武器的發(fā)射或投放順序、時(shí)間間隔等，啟動(dòng)武器的投放；為導(dǎo)彈提供離軸制導(dǎo)；為光電制導(dǎo)武器的電子裝置提供接口；具有應(yīng)急投放功能；具有自檢測(cè)功能，當(dāng)出現(xiàn)不協(xié)調(diào)或故障時(shí)，能自動(dòng)告警并提供應(yīng)急選擇方案。

3IWCS硬件組成

智能化武器控制系統(tǒng)主要由顯示控制部件、武器控制計(jì)算機(jī)、傳輸總線系統(tǒng)、對(duì)地武器接口部件、對(duì)空武器接口部件、武器載荷等組成，其組成框圖如圖1所示。武器控制計(jì)算機(jī)是智能武器控制系統(tǒng)的核心，用來(lái)處理顯示控制部件輸入的信息及相關(guān)航空電子設(shè)備出送來(lái)的數(shù)據(jù)，信息通過(guò)多路傳輸總線1553B傳輸。通過(guò)軟件處理所有數(shù)據(jù)，控制與其相連的其它部件。

武器控制計(jì)算機(jī)向系統(tǒng)提供全部控制、監(jiān)視和投放信號(hào)。它與顯示控制部件、航空電子分系統(tǒng)、武器接口部件等相連。處理各部件傳來(lái)的數(shù)據(jù)并控制與其相連的部件。

顯示控制部件是智能武器控制系統(tǒng)的人機(jī)接口部件，包括武器控制板和多功能顯示器。多功能顯示器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)顯示器接口與武器控制計(jì)算機(jī)相連，用于顯示武器掛點(diǎn)的狀態(tài)，供飛行員監(jiān)視外掛投放裝置及武器的狀態(tài)與使用條件；用于顯示輔助決策專(zhuān)家系統(tǒng)的詢問(wèn)、攻擊方案提示、使用方法提示等。武器控制板是一個(gè)多功能專(zhuān)用板，由可編程開(kāi)關(guān)、按鈕、指示燈及數(shù)字小鍵盤(pán)組成，駕駛員可通過(guò)武器控制板輸入機(jī)載武器控制系統(tǒng)需要的初始信息，并通過(guò)武器控制板對(duì)輔助決策專(zhuān)家系統(tǒng)作出響應(yīng)。

傳輸總線系統(tǒng)完成系統(tǒng)各部件之間信息的傳輸，包括總線控制器、多路傳輸終端、傳輸線路、傳感器等?？偩€控制器由軟件編程控制，是武器控制計(jì)算機(jī)與傳輸線之間的接口。免費(fèi)論文。多路傳輸終端用于將傳輸線與遠(yuǎn)距離終端連接起來(lái)。

對(duì)地武器接口部件及對(duì)空武器接口部件是將武器載荷與控制計(jì)算機(jī)相連接的部件，它通過(guò)多路傳輸總線與控制計(jì)算機(jī)相連，將武器載荷提供的武器信息調(diào)制轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可接受的信息，通過(guò)傳輸總線送入控制計(jì)算機(jī)；控制計(jì)算機(jī)傳來(lái)的指令信息經(jīng)功率驅(qū)動(dòng)等處理后，傳輸給武器載荷。

武器載荷由武器懸掛裝置（掛彈架、導(dǎo)彈發(fā)射架等）和所懸掛的武器彈藥

組成。它們分別與對(duì)地武器接口部件和對(duì)空武器接口部件相連，懸掛裝置的型號(hào)、狀態(tài)及武器的有無(wú)、種類(lèi)、型號(hào)等信息通過(guò)接口部件傳給控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令經(jīng)接口部件傳給武器載荷，完成武器最終發(fā)射或投放。

4IWCS軟件設(shè)計(jì)

4.1 應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)中應(yīng)用軟件的功能是采集并處理各種監(jiān)控信號(hào)，并按指令向系統(tǒng)提供控制和武器發(fā)射/投放信號(hào)。應(yīng)用軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，包括主控模塊、任務(wù)設(shè)置模塊、輔助決策專(zhuān)家系統(tǒng)、自檢測(cè)模塊等，軟件工作流程圖如圖2所示。

主控模塊負(fù)責(zé)整個(gè)武器控制系統(tǒng)的管理，包括人機(jī)界面、輸入/輸出接口的管理、功能菜單的管理等；動(dòng)態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)各部分的狀態(tài)信息，接收與系統(tǒng)交聯(lián)的其它系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)，通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行推理判斷，調(diào)用相應(yīng)的處理程序。

任務(wù)設(shè)置模塊的功能是：設(shè)置目標(biāo)類(lèi)型、相對(duì)本機(jī)的位置等初始條件，啟動(dòng)輔助決策專(zhuān)家系統(tǒng)。

自檢測(cè)模塊用于檢測(cè)發(fā)射/投放電路的完好情況，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)切換到備用方案。

4.2輔助決策專(zhuān)家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

輔助決策專(zhuān)家系統(tǒng)屬于嵌入式專(zhuān)家系統(tǒng)，具有較小的知識(shí)庫(kù)、簡(jiǎn)單的推理機(jī)制，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、又能滿足系統(tǒng)需要，是一種比較實(shí)用的專(zhuān)家系統(tǒng)。系統(tǒng)用來(lái)對(duì)飛機(jī)武器控制過(guò)程中出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行輔助決策，根據(jù)初始條件、提出可供選擇的戰(zhàn)斗方式，并推薦武器類(lèi)型、發(fā)射/投放方式、投放順序等最佳使用方案。駕駛員可以對(duì)系統(tǒng)推薦的方案進(jìn)行取舍或修改，修改后的方案又作為新知識(shí)充實(shí)到知識(shí)庫(kù)中。

專(zhuān)家系統(tǒng)是人工智能的一個(gè)最新的研究領(lǐng)域，是具有相當(dāng)數(shù)量權(quán)威性知識(shí)，并能運(yùn)用這些知識(shí)解決特定領(lǐng)域中實(shí)際問(wèn)題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。它根據(jù)用戶提供的數(shù)據(jù)、信息或事實(shí)，運(yùn)用系統(tǒng)存儲(chǔ)的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)或知識(shí)，進(jìn)行推理判斷，最后得出結(jié)論，同時(shí)給出結(jié)論的可信度，以供用戶決策之用。人們事先把某些專(zhuān)家的知識(shí)總結(jié)出來(lái)，分成事實(shí)和規(guī)則，以適當(dāng)?shù)男问酱嫒胗?jì)算機(jī)，建立起知識(shí)庫(kù)，并根據(jù)某些商定的原則，確定推理規(guī)則。根據(jù)這些專(zhuān)門(mén)的知識(shí)和規(guī)則，系統(tǒng)對(duì)輸入的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行推理，做出判斷和決策，因此能起到專(zhuān)家的作用，大大提高了工作效率和工作質(zhì)量。專(zhuān)家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

知識(shí)庫(kù)是問(wèn)題求解知識(shí)的集合，含有顯示地表示的各種知識(shí)塊，包括基本事實(shí)、規(guī)則和其他有關(guān)信息，是專(zhuān)家系統(tǒng)的核心組成部分。本系統(tǒng)中知識(shí)庫(kù)的建立依靠武器控制領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)知識(shí)和理論知識(shí)，經(jīng)驗(yàn)知識(shí)從有豐富經(jīng)驗(yàn)的駕駛員對(duì)武器操作經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)獲得；理論知識(shí)是經(jīng)過(guò)大量的理論研究計(jì)算得到的。

推理機(jī)是專(zhuān)家系統(tǒng)的“思維”機(jī)構(gòu)，是實(shí)施問(wèn)題求解的核心執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其主要功能是協(xié)調(diào)、控制系統(tǒng)，決定如何選用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，對(duì)用戶提出的證據(jù)進(jìn)行推理，求得某個(gè)問(wèn)題的解答。因?yàn)樵诳諔?zhàn)過(guò)程中，作戰(zhàn)環(huán)境不斷變化，系統(tǒng)對(duì)外界的反應(yīng)也應(yīng)隨之變化，這樣就形成了一些不確定的和不精確的事實(shí)，為了滿足系統(tǒng)的不確定性和不精確推理判斷技術(shù)以及系統(tǒng)的實(shí)時(shí)推理算法，專(zhuān)家系統(tǒng)采取確定性和概率性的推理運(yùn)算機(jī)制，同時(shí)，考慮經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，以提高系統(tǒng)的置信度。

知識(shí)庫(kù)與推理機(jī)分離的設(shè)計(jì)體系，使得知識(shí)的增減和修改不影響整個(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)的工作，隨著時(shí)間和條件的變遷，可以及時(shí)更改知識(shí)庫(kù)，以提高系統(tǒng)的智能化水平。

4.3 掛點(diǎn)的顯示格式

合理的選擇掛點(diǎn)的顯示格式，能減輕飛行員的思考負(fù)擔(dān)，使飛行員能更快速準(zhǔn)確的作出反應(yīng)，提高作戰(zhàn)效率?，F(xiàn)代航空電子中常用的顯示格式有字母、圖像、字母與圖像兼有三種格式。系統(tǒng)選用字母與圖像兼有的顯示畫(huà)面，分別用

表示飛機(jī)、掛架、火箭（用字母R表示）、炸彈（用字母B表示）、導(dǎo)彈（用字母M表示）等。向下箭頭所指位置為當(dāng)前攻擊武器。圖4為一掛點(diǎn)顯示畫(huà)面實(shí)例。

5結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)技術(shù)、專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)了智能武器控制系統(tǒng)，克服了以往武器控制系統(tǒng)部件多、分系統(tǒng)多、硬件電路復(fù)雜、維護(hù)困難、增加新武器系統(tǒng)難等弊端。友好的人機(jī)界面使飛行員的操作變得更簡(jiǎn)單，標(biāo)準(zhǔn)化的接口設(shè)計(jì)使得增加新武器系統(tǒng)和在不同飛機(jī)和武器之間移植只需改變相應(yīng)軟件即可實(shí)現(xiàn)，使系統(tǒng)具有一定的通用性。本系統(tǒng)已在實(shí)驗(yàn)室的機(jī)載武器控制智能仿真系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，并收到了良好的效果。

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篇(6)

關(guān)鍵詞：獨(dú)立學(xué)院嵌入式課程設(shè)置課程改革優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：G423.04

引言

以我校（武漢長(zhǎng)江工商學(xué)院）為例，電子信息工程專(zhuān)業(yè)主要培養(yǎng)能在信息通信、電子技術(shù)、智能控制、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域和行政部門(mén)從事各類(lèi)電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的科學(xué)研究、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝制造、應(yīng)用開(kāi)發(fā)和技術(shù)管理的應(yīng)用型工程技術(shù)人才，因此，我們以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)制定了培養(yǎng)方案。

課程設(shè)置現(xiàn)狀

在我們的培養(yǎng)方案中，除了專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程（C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、電路分析、電工基礎(chǔ)、數(shù)字電路、模擬電路）外，有兩條主線：嵌入式方向與信號(hào)處理方向。其它方向如微電子、射頻、無(wú)線電等方向，考慮到我們學(xué)生的基礎(chǔ)以及培養(yǎng)方案總課時(shí)的要求，最終選擇了嵌入式與信號(hào)處理兩個(gè)方向，當(dāng)然，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，以后的培養(yǎng)方案可能會(huì)考慮微電子等較新的方向。

之所以選擇嵌入式硬件方向?yàn)槲覀兊囊粭l主線是因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)是當(dāng)前很熱門(mén)而且很有發(fā)展前景并且對(duì)于學(xué)生而言也是比較好就業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域之一。嵌入式系統(tǒng)在智能化家居、家電，汽車(chē)電子、醫(yī)療、交通等各個(gè)方面都有應(yīng)用，我們的生活已經(jīng)離不開(kāi)嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是軟硬結(jié)合的技術(shù)，我們以硬件設(shè)計(jì)為主設(shè)置了我們的課程如下：

表1：嵌入式方向的課程設(shè)置

圍繞ARM嵌入式技術(shù)這門(mén)課，還有微機(jī)原理、單片機(jī)、EDA、DSP等課程及相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

學(xué)習(xí)了微機(jī)原理和單片機(jī)這兩門(mén)課后再學(xué)習(xí)嵌入式，學(xué)生更容易入門(mén)，因?yàn)榍度胧奖旧硎菑膯纹瑱C(jī)發(fā)展而來(lái)，并且在微機(jī)原理與單片機(jī)這兩門(mén)課程中，我們以匯編指令為主，主要是考慮到做嵌入式系統(tǒng)除了了解ARM處理器工作原理和接口技術(shù)還要了解ARM的匯編指令系統(tǒng)。

考慮到嵌入式開(kāi)發(fā)的發(fā)展方向與相關(guān)領(lǐng)域，我們還設(shè)置了EDA技術(shù)與DSP技術(shù)兩門(mén)課。數(shù)字圖像壓縮技術(shù)是嵌入式的應(yīng)用領(lǐng)域之一，主要是掌握MPEG編解碼算法和技術(shù)和DSP技術(shù)，另外，為追求更高速的信號(hào)處理速度，現(xiàn)在一些速度要求較高場(chǎng)合，有不少公司是將一些DSP算法用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就涉及到HDL數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)及其FPGA/IP核實(shí)現(xiàn)技術(shù)。這也是我們將EDA技術(shù)與DSP技術(shù)這兩門(mén)課作為這個(gè)方向的專(zhuān)業(yè)課程的原因。

課程改革思路

首先是微機(jī)原理與單片機(jī)這兩門(mén)課，目前我們開(kāi)設(shè)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》理論課54課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課18課時(shí)，《單片機(jī)原理及其應(yīng)用》理論課54課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課18課時(shí)，課程設(shè)計(jì)36課時(shí)。微機(jī)原理課程主要是幫助學(xué)生理解一款微型計(jì)算機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)、匯編語(yǔ)言編程及其接口電路，為以后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)不同的CPU以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。目前我們的教學(xué)還是以8086/8088作為微機(jī)原理主講芯片，其難度較大，與實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生在課外的實(shí)際應(yīng)用（如參加電子設(shè)計(jì)系列競(jìng)賽、制作小作品、畢業(yè)論文、課程設(shè)計(jì)等）脫節(jié)，教學(xué)效果不理想。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，處理器從單核時(shí)代進(jìn)步到了多核時(shí)代，并且將來(lái)處理核的數(shù)目將會(huì)越來(lái)越多。隨著多核技術(shù)的發(fā)展，可能不久的將來(lái)大多數(shù)的軟件開(kāi)發(fā)都將以多核芯片為基礎(chǔ)硬件平臺(tái)，隨之而來(lái)的是編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法理論、軟件工程等都將隨著多核的出現(xiàn)而進(jìn)行修訂，對(duì)我們專(zhuān)業(yè)而言，要考慮的主要是計(jì)算機(jī)硬件方向的課程設(shè)置要進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)多核時(shí)代的到來(lái)。經(jīng)過(guò)調(diào)研與研討，我們決定將上述兩門(mén)課整合優(yōu)化為《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》54課時(shí)及《多核架構(gòu)與編程技術(shù)》54課時(shí)。前瞻性的將多核架構(gòu)及編程技術(shù)引入到獨(dú)立學(xué)院電子信息工程本科培養(yǎng)方案中，將培養(yǎng)方案中的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行綜合與升華，幫助學(xué)生，順應(yīng)市場(chǎng)格局變化，接受新技術(shù)新理念，建立系統(tǒng)、完整的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論體系，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力與創(chuàng)新型思維，提高動(dòng)手實(shí)踐能力，開(kāi)拓學(xué)生的專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)視野。使我們的學(xué)生能順應(yīng)時(shí)代的變化，在硬件、軟件方面能夠更好地了解多核思想及編程技術(shù)，以適應(yīng)高新技術(shù)的飛速發(fā)展的需要。

其次是EDA技術(shù)與數(shù)字電路的整合。目前我們開(kāi)設(shè)《EDA技術(shù)》理論課34課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課18課時(shí)，課程設(shè)計(jì)18課時(shí)，《數(shù)字電路》理論課54課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課18課時(shí)，課程設(shè)計(jì)36課時(shí)。這兩門(mén)課在實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容上有一定的重復(fù)。我們可以將這兩門(mén)課整合成一門(mén)課《數(shù)字電路與VHDL》，理論課72，實(shí)驗(yàn)課18，課程設(shè)計(jì)36課時(shí)，改變?cè)械慕虒W(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容，建立新的實(shí)驗(yàn)體系，讓學(xué)生感受2種不同的設(shè)計(jì)方法，擺脫傳統(tǒng)的人工設(shè)計(jì)方法與思維模式，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與競(jìng)爭(zhēng)能力，適應(yīng)市場(chǎng)的需要。

最后是ARM嵌入式技術(shù)，目前我們以ARM7進(jìn)行理論教學(xué)，以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，理論課36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課18學(xué)時(shí)，只能滿足低端教學(xué)任務(wù)。在最初制定教學(xué)計(jì)劃，大部分ARM系統(tǒng)都是基于ARM7處理器，但是隨著更多應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)向著更高級(jí)、更復(fù)雜的方向發(fā)展，現(xiàn)在基于ARM9處理器的產(chǎn)品越來(lái)越多，我們的教學(xué)要與時(shí)俱進(jìn)，教學(xué)內(nèi)容也要進(jìn)行升級(jí)為以ARM9進(jìn)行教學(xué)。從ARM體系結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容上看，ARM9的指令集完全兼ARM7，教學(xué)上沒(méi)有任何區(qū)別。并且學(xué)生們面對(duì)的編程模型和架構(gòu)基礎(chǔ)也保持一致。

總結(jié)

本校電子信息工程專(zhuān)業(yè)實(shí)行3+1培養(yǎng)模式，所有課程安排在大一到大三完成，大四學(xué)生全部參加實(shí)習(xí)，現(xiàn)有培養(yǎng)方案中，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課排在第三、四學(xué)期，專(zhuān)業(yè)課基本壓縮在第五、六學(xué)期，比如上面提到的微機(jī)原理安排在第五學(xué)期，單片機(jī)、EDA技術(shù)、ARM嵌入式技術(shù)安排在第六學(xué)期。通常在第六學(xué)期，一部分學(xué)生忙于考研，一部分學(xué)生忙于找工作，精力沒(méi)有全部用于學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)上，但是，經(jīng)過(guò)上面的整合后，我們可以將單片機(jī)以及ARM嵌入式技術(shù)提前一個(gè)學(xué)期，再將EDA技術(shù)提前兩學(xué)期，讓學(xué)生們?cè)谡麄€(gè)大學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，盡早的接觸到專(zhuān)業(yè)課程，提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，這不僅可以讓一部分想?yún)⒓与娮釉O(shè)計(jì)系列競(jìng)賽的同學(xué)可以盡早的進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，也可以讓準(zhǔn)備考研和找工作的同學(xué)投入更多精力學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

參考文獻(xiàn)

篇(7)

王永昌

（紹興市中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校信息中心，浙江 紹興 312000）

摘要：該文通過(guò)對(duì)中等職業(yè)學(xué)校校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的需求分析，以與SMS為技術(shù)手段，構(gòu)建了一種新型的以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，借助短信息服務(wù)技術(shù)，主動(dòng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與用戶移動(dòng)設(shè)備間的數(shù)據(jù)通訊，使中等職業(yè)學(xué)校校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)由被動(dòng)式向主動(dòng)式發(fā)展，提高了平臺(tái)的服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：；SMS；GSM；主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)；校園網(wǎng)絡(luò)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2011)09-2034-03

1 職業(yè)學(xué)校校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)發(fā)展的現(xiàn)狀與主動(dòng)式服務(wù)平臺(tái)建設(shè)的必要性

1.1 職業(yè)學(xué)校校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)各級(jí)職業(yè)學(xué)校的校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及其應(yīng)用已經(jīng)歷了十年之久，正逐步發(fā)展成為以行政管理、教學(xué)管理、科研管理、學(xué)籍管理、總務(wù)后勤管理、資源庫(kù)管理為主的數(shù)字化校園系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了教育信息及資源的互聯(lián)與共享，給學(xué)校的校務(wù)管理、教學(xué)管理、信息化辦公、師生交流等工作帶來(lái)了極大的方便。然而，這種校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)系統(tǒng)的信息、管理、查詢都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的，學(xué)校師生獲得信息必須通過(guò)PC終端和網(wǎng)絡(luò)，信息的即時(shí)性、隨地性未能得到較好的解決。許多學(xué)校往往通過(guò)各種管理考核手段，迫使師生及時(shí)訪問(wèn)校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)獲取各種校園網(wǎng)絡(luò)信息，很難最大限度的發(fā)揮平臺(tái)的效益。我們稱(chēng)這種校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)為被動(dòng)式的信息平臺(tái)。

近年來(lái)，隨著移動(dòng)通訊，特別是短信息技術(shù)的快速發(fā)展，許多行業(yè)相繼開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了借助短信息技術(shù)方便、快捷、隨時(shí)、隨地、費(fèi)用低廉等特點(diǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)，比較流行的有家校通、校訊通等成功案例。本人研讀了這些成功案例的設(shè)計(jì)思想與實(shí)現(xiàn)手段后，充分感覺(jué)應(yīng)用短息技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)適合職業(yè)學(xué)校情況的主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)是十分必要的。

1.2 職業(yè)學(xué)校主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)的優(yōu)勢(shì)

1）開(kāi)拓校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用新思路：一直以來(lái)職業(yè)學(xué)校的校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)常以單純的WEB應(yīng)用的形式存在，而主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)則只要有一部手機(jī)，用戶便可以收到相關(guān)的會(huì)議通知、教務(wù)信息，以及查詢相應(yīng)的教學(xué)安排、課程開(kāi)設(shè)、日課安排、學(xué)業(yè)情況等相關(guān)信息。原先只能在聯(lián)網(wǎng)電腦上進(jìn)行的操作，用手機(jī)短信息技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，是WEB應(yīng)用在移動(dòng)通訊設(shè)備上的延伸與補(bǔ)充。可以說(shuō)開(kāi)拓了校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用新思路。

2）突現(xiàn)信息應(yīng)用平臺(tái)的服務(wù)質(zhì)量：學(xué)校管理部門(mén)可以運(yùn)用該平臺(tái)有針對(duì)性地向師生發(fā)送公告信息，會(huì)議信息、教學(xué)安排、科研情況、文件收發(fā)信息等。師生也可以借助手機(jī)短信息查詢與自己相關(guān)的課程信息、成績(jī)信息、人事安排等。通過(guò)主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)為辦公、教學(xué)、科研、的正常開(kāi)展提供一種及時(shí)、高效的信息傳輸方式，變被動(dòng)信息訪問(wèn)為主動(dòng)的信息服務(wù)。

2 職業(yè)學(xué)校主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)的模塊設(shè)計(jì)

在分析了職業(yè)學(xué)校主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)實(shí)施的必要性之后，我們著手進(jìn)行總體規(guī)劃，進(jìn)而從應(yīng)用模塊設(shè)計(jì)方面進(jìn)行分析。

2.1 總體規(guī)劃

職業(yè)學(xué)校主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)總體規(guī)劃成四個(gè)層次，分別是數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、接口層、應(yīng)用層。數(shù)據(jù)層是指校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，主要為整個(gè)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來(lái)源，包括：用戶數(shù)據(jù)、短信息收發(fā)數(shù)據(jù)、學(xué)生信息數(shù)據(jù)、教學(xué)管理數(shù)據(jù)、科研管理數(shù)據(jù)、后勤管理數(shù)據(jù)、行政管理數(shù)據(jù)等。通過(guò)它實(shí)現(xiàn)用戶注冊(cè)信息的存貯，短信息收、況的存貯，各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存貯。功能設(shè)計(jì)層，則根據(jù)接口層的需要，完成對(duì)數(shù)據(jù)層的各種操作。接口層是由軟件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、通訊運(yùn)營(yíng)商提供的接口環(huán)境，包括，WEB應(yīng)用接口、計(jì)算機(jī)編程接口、數(shù)據(jù)庫(kù)編程接口、GSM終端編程接口等，通過(guò)此層實(shí)現(xiàn)用戶與業(yè)務(wù)層之間的聯(lián)系，使用戶的操作帶至業(yè)務(wù)層進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，而返回至用戶層的數(shù)據(jù)則由該層傳遞。用戶層實(shí)現(xiàn)的呈現(xiàn)在用戶眼前的各種系統(tǒng)功能，是其它三層協(xié)同工作后在終端的體現(xiàn)，用戶層包括管理員、教師、學(xué)生、其它等用戶的各種操作界面與操作功能，圖1所示的是職業(yè)學(xué)校主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)總體規(guī)劃層次。

2.2 應(yīng)用模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)的總體規(guī)劃，我們?cè)O(shè)計(jì)了如圖2所示的職業(yè)學(xué)校主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)的主要應(yīng)用模塊，及相應(yīng)的短信息提醒。主要涉及行政管理、招生管理、教務(wù)管理、教科研管理、學(xué)籍管理、家校系統(tǒng)、總務(wù)后勤管理、資源庫(kù)管理等模塊,以及專(zhuān)門(mén)的信息查詢接口。下面對(duì)各模塊應(yīng)用的功能分別進(jìn)行介紹。

行政管理模塊：包括學(xué)校各部門(mén)的通知公告、會(huì)議情況、主要文件等信息的管理，辦公室管理人員通過(guò)本平臺(tái)通知公告、會(huì)議信息；教務(wù)處管理員選課通知、考試通知等其它教務(wù)信息，這些信息一經(jīng)會(huì)對(duì)相應(yīng)的人員進(jìn)行短信息提醒。

招生管理模塊：招生管理模塊實(shí)現(xiàn)了新生的報(bào)名錄入，錄取考場(chǎng)的安排，錄取通知書(shū)的制作，錄取調(diào)整等功能，該生一經(jīng)錄取，會(huì)有一條錄取提醒的短信息發(fā)至家長(zhǎng)的手機(jī)里。

教務(wù)管理模塊：教務(wù)管理實(shí)現(xiàn)了包括課業(yè)管理、排課管理、選課管理等在內(nèi)的一系列操作。當(dāng)課表排定、課程任課確定、選課成功，這些信息便會(huì)發(fā)送到對(duì)應(yīng)的師生手機(jī)里。

學(xué)籍管理模塊：此模塊含蓋了成績(jī)管理、成績(jī)單管理、學(xué)籍信息管理等子模塊，此模塊的成績(jī)查詢功能支持手機(jī)查詢，即發(fā)送查詢碼后，系統(tǒng)便會(huì)在用戶數(shù)據(jù)庫(kù)里查詢發(fā)送者的手機(jī)號(hào)，然后進(jìn)行查詢操作，把查詢結(jié)果回復(fù)至該手機(jī)。由于學(xué)籍信息具有一定的保密性，所以限定以注冊(cè)的手機(jī)號(hào)作為查詢關(guān)鍵字。當(dāng)每學(xué)期成績(jī)一經(jīng)確定，也會(huì)以短消息的形式提醒學(xué)生。

家校系統(tǒng)模塊：家校系統(tǒng)模塊主要實(shí)現(xiàn)了家庭、學(xué)校間的聯(lián)系，同時(shí)也作為學(xué)生用戶通過(guò)Internet訪問(wèn)校園網(wǎng)絡(luò)的入口。在這個(gè)模塊中，家校通知有短信提醒功能；同時(shí)家長(zhǎng)可以通過(guò)相應(yīng)的查詢碼查詢自己孩子的成長(zhǎng)檔案信息。

教科研管理模塊：該模塊主要是對(duì)立項(xiàng)課題、論文等進(jìn)行管理，以及科研動(dòng)態(tài)信息，對(duì)于課題研究、科研動(dòng)態(tài)信息，支持短消息提醒功能。

總務(wù)后勤模塊：此模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)校產(chǎn)的管理與維修，當(dāng)用戶一條報(bào)修信息時(shí)，維修人員的手機(jī)里便會(huì)產(chǎn)生一條提醒信息，維修完成，維修人員確認(rèn)維修后，會(huì)有一條提醒信息發(fā)至報(bào)修者手機(jī)。

資源庫(kù)管理模塊：這個(gè)模塊實(shí)際上是校本資源庫(kù)和個(gè)人空間的整合，用戶通過(guò)該模塊管理個(gè)人資源，管理員通過(guò)該模塊管理學(xué)校資源，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了個(gè)人文件的存貯和用戶間的文間共享功能。所以當(dāng)學(xué)校的資源增加時(shí)，會(huì)向教師進(jìn)行短信提醒，用戶間傳遞個(gè)人文件時(shí)，也會(huì)進(jìn)行短信提醒。

這樣，在校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)的各模塊中，溶入了短信提醒與短信查詢的功能，從而變被動(dòng)為主動(dòng)。使移動(dòng)終端成為校園網(wǎng)絡(luò)的延伸。

3 職業(yè)學(xué)校主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)分兩部分，即以WEB應(yīng)用為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，和短信息收發(fā)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。而成熟的憑借其強(qiáng)大的功能在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域長(zhǎng)期占據(jù)重要地位，用它來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)的WEB應(yīng)用是最適合的；而SMS（Short Message Service）短信息服務(wù)是GSM系統(tǒng)提供的一種GSM終端之間通過(guò)服務(wù)中心來(lái)收發(fā)信息的應(yīng)用服務(wù)，短消息的收發(fā)都是通過(guò)GSM短信息Modem的AT命令來(lái)實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)用這種技術(shù)使平臺(tái)的短信息收發(fā)服務(wù)成為可能。

3.1 基于的WEB技術(shù)搭建平臺(tái)應(yīng)用。

主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)的主體采用和SQL Server2000開(kāi)發(fā)。通過(guò)提供的數(shù)據(jù)控件與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)接，在系統(tǒng)研發(fā)的過(guò)程中通過(guò)數(shù)據(jù)中間件的形式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。是編譯型的系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)編譯后的WEB應(yīng)用程序會(huì)使系統(tǒng)在多次訪問(wèn)時(shí)速度上有極大提升。SQL Server產(chǎn)品是一個(gè)大型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它在安全性、可靠性方面都是有口皆碑的，所以常用來(lái)搭建、部署數(shù)據(jù)處理要求較高的復(fù)雜應(yīng)用。

1）用戶、手機(jī)號(hào)、信息三者聯(lián)動(dòng)的設(shè)計(jì)：本平臺(tái)的多數(shù)信息與相應(yīng)的用戶具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，而用戶名和用戶的手機(jī)號(hào)又是邦定的，所以管理員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)登錄后，對(duì)辦公信息、教務(wù)信息、科研信息等進(jìn)行與處理后，系統(tǒng)便會(huì)把的信息以數(shù)據(jù)記錄的形式寫(xiě)至短信消息池，收發(fā)模塊會(huì)根據(jù)信息與用戶的關(guān)系，單發(fā)、組發(fā)、群發(fā)至相應(yīng)的用戶。除此以外，用戶間的文件共享、信息交流，也是通過(guò)寫(xiě)短消息池的方法實(shí)現(xiàn)。同樣的原理，用戶通過(guò)手機(jī)短消息進(jìn)行查詢操作時(shí)，系統(tǒng)會(huì)把手機(jī)號(hào)轉(zhuǎn)換成用戶名，系統(tǒng)以用戶名為索引進(jìn)行信息的查詢，把所查到的信息寫(xiě)至短消息池。從而使信息的組織，通訊的組織，做到統(tǒng)一有序。

2）以師、生為主體的信息關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)：本平臺(tái)遵照數(shù)字校園開(kāi)發(fā)原則，以知識(shí)管理的做法來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，資源系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)空間系統(tǒng)、科研系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、家校系統(tǒng)皆以師、生為主體的信息關(guān)聯(lián)。具體做法是課程信息，教師的信息，如教案、課件、論文、共享文件、科研項(xiàng)目等信息以教師用戶為索引，而與學(xué)生相關(guān)的學(xué)籍信息、成績(jī)單信息、空間內(nèi)的文件信息也與該學(xué)生用戶也進(jìn)行索引，這樣信息依附于一定的用戶，用戶一經(jīng)登錄后，也就決定了該用戶所具有的操作僅限。

3）操作驟最小化的實(shí)例設(shè)計(jì)：本平臺(tái)面向用戶的設(shè)計(jì)盡量做的操作簡(jiǎn)單，從而方便使用與推廣，重視信息服務(wù)的質(zhì)量，特別是在一些細(xì)節(jié)上的設(shè)計(jì)猶為重要。如學(xué)生的選修課報(bào)名系統(tǒng)的前端程序，則無(wú)需用戶輸入信息，只需選擇所報(bào)課程即可。具體的實(shí)現(xiàn)方法是在學(xué)生用戶登錄后記下該用戶的ID號(hào)，而用戶的ID號(hào)則是一個(gè)唯一性的字段，根據(jù)ID號(hào)進(jìn)行查詢，自動(dòng)填充姓名、性別、學(xué)號(hào)、班級(jí)等項(xiàng)，把選修課庫(kù)里的所有課程加載到一個(gè)DropDownlist控件里，生成課程控件。

特別是排課功能的操作時(shí)更是體現(xiàn)了這種最簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)，我們實(shí)現(xiàn)了課表的所見(jiàn)即所得的形象操作，單擊相應(yīng)的時(shí)段區(qū)域，便會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)DropDownlist控件，一個(gè)是課程名，另一個(gè)是根據(jù)所選的課程名而產(chǎn)生的教師名，只要這個(gè)教師在該時(shí)段沒(méi)有任課，這種選擇便會(huì)生效，如果所選的教師在該時(shí)段已有任課，則系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的提示。其實(shí)，該平臺(tái)的學(xué)籍管理、成績(jī)單管理、家校聯(lián)系模塊等都能體現(xiàn)這種人性化的設(shè)計(jì)。

3.2 短信息收發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)

短信息收發(fā)技術(shù)主要由GSM短信息收發(fā)軟件和短信Modem硬件組成。短信息收發(fā)軟件通過(guò)定時(shí)讀取消息池中的信息，一讀到發(fā)送信息，就使用AT指令由GSM Modem硬件部分通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給相應(yīng)用戶的手機(jī)或終端，同時(shí)做好日志記錄，用以信息備查。如果在讀取消息池中發(fā)現(xiàn)接收到的信息時(shí)，系統(tǒng)則會(huì)讀出相應(yīng)的操作碼，操作碼是一個(gè)十進(jìn)制數(shù)，不同的數(shù)值代表著不同的模塊，如“0”表示通知公告模塊、“1”表示課程安排模塊、“2”表示成績(jī)查詢模塊等。系統(tǒng)根據(jù)用戶使用的手機(jī)號(hào)進(jìn)行一系列的查詢操作，然后返回操作碼和用戶相對(duì)應(yīng)的查詢信息，由短信Modem實(shí)現(xiàn)發(fā)送，這樣用戶的手機(jī)上就會(huì)收到需查詢的內(nèi)容。（短信息收發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)流程圖如圖3所示。）

3.3 系統(tǒng)接口技術(shù)

在服務(wù)端本平臺(tái)是通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)WEB應(yīng)用，從而搭建了一個(gè)傳統(tǒng)意義上的校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)；而另一方面，我們通過(guò)SMS技術(shù)以GSM短信收發(fā)軟件和短信Modem硬件，架設(shè)了一個(gè)短信息收發(fā)終端。信息服務(wù)端與信息收發(fā)端通過(guò)GSM短信Modem的接口技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

本系統(tǒng)的接口模塊選用GSM MODEM 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，此動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)適用于WAVECOM、西門(mén)子、諾基亞、摩托羅拉等支持標(biāo)準(zhǔn)AT指令的GSM短信息終端；在程序開(kāi)發(fā)時(shí)，將sms.dll文件拷貝到系統(tǒng)安裝目錄中的system32文件夾中，然后便可以通過(guò)接口函數(shù)進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)。本平臺(tái)所用到的接口函數(shù)解紹如下：

1）初始化函數(shù)：Sms_Connection(Com_Port As Integer,Com_BaudRate As Integer, Mobile_Type As String) As Integer：此函數(shù)用于初始化終端與串口的連接，如返回值為0則連接終端失敗，返回值為1則連接終端成功。

2）發(fā)送短信息函數(shù)：Sms_Send(Sms_TelNum As String, Sms_Text As String) As Integer：此函數(shù)的功能是向指定的終端號(hào)碼發(fā)送信息，Sms_TelNum、Sms_Text分別傳遞接收的終端號(hào)碼和發(fā)送的信息內(nèi)容，Sms_Send函數(shù)返回0表示發(fā)送短信息失敗，1則表示發(fā)送短信息成功。

3）接收短信息函數(shù)：Sms_Receive(Sms_Type As String, Sms_Text As String) As Integer：此函數(shù)的功能是接收指定類(lèi)型的短信息, Sms_Type為短信息類(lèi)型，0表示未讀短信，1表示已讀短信，2表示待發(fā)短信息，3表示已發(fā)短信息；4表示全部短信息；Sms_Text則返回指定類(lèi)型的短信息內(nèi)容。

4）自動(dòng)收發(fā)短信息功能檢測(cè)函數(shù)：Sms_AutoFlag()As Integer：此函數(shù)的功能是檢測(cè)連接的終端是否支持自動(dòng)收發(fā)短信息功能,返回值為0表示不支持自動(dòng)收發(fā)短信息功能，返回值為1表示支持自動(dòng)收發(fā)短信息功能。

5）查詢短信息函數(shù)：Sms_NewFlag() As Integer：此函數(shù)的功能是查詢是否收到新的短信息,返回值為0表示未收到新的短信息，返回值為1表示收到了新的短信息。

6）刪除短信息函數(shù)：Sms_Delete(ByVal Sms_Index As String) As Integer：此函數(shù)的功能是查詢并刪除Sms_Index為索引號(hào)的短信息。

7）斷開(kāi)終端函數(shù)：Sms_Disconnection() As Integer：此函數(shù)的功能是斷開(kāi)終端與串口的連接，結(jié)束對(duì)短信息終端設(shè)備的操作。

通過(guò)這些接口函數(shù)，可以架設(shè)短信息收發(fā)終端系統(tǒng)，收發(fā)終端系統(tǒng)可以和WEB應(yīng)用共用一臺(tái)服務(wù)器，也可以安裝在不同的計(jì)算機(jī)上，只要能連上WEB應(yīng)用的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)（SQL Server）即可。這樣，通過(guò)及其數(shù)據(jù)操作技術(shù)、SMS及GSM短信息收發(fā)技術(shù)、兩者的編程接口技術(shù)，便可設(shè)計(jì)成主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)。

4 總結(jié)與展望

隨著各職業(yè)學(xué)校（包括職業(yè)院校）的不斷發(fā)展，校區(qū)不斷擴(kuò)大，在校師生和其他人員對(duì)隨時(shí)隨地獲得校園網(wǎng)絡(luò)的各種信息的需求不斷增加，同時(shí)移動(dòng)通訊的高速發(fā)展，使得短信息服務(wù)的費(fèi)用不斷降低。在這種形勢(shì)背景下，我們來(lái)研究和應(yīng)用職業(yè)學(xué)校主動(dòng)式校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)，將會(huì)給師生及其它人員提供更方便，更直接的信息服務(wù)，把校園網(wǎng)絡(luò)延伸至移動(dòng)終端，類(lèi)同于實(shí)現(xiàn)了校園網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的最大化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊曉明,李小聰,段渭軍,等.高校短信息服務(wù)平臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)[J].中國(guó)教育信息化:高教職教版,2010(12).