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引言
射頻識別技術(RFID,RadioFrequencyIdentification)實際上是自動識別技術(AEI,AutomaticEquipmentIdentification)在無線電技術方面的具體應用與發展。該項技術的基本思想是,通過采用一些先進的技術手段,實現人們對各類物體或設備(人員、物品)在不同狀態(移動、靜止或惡劣環境)下的自動識別和管理。
目前,應用最廣泛的自動識別技術大致可以分為光學技術和無線電技術兩個方面。本文主要介紹自動識別技術在無線電技術方面的應用。
1射頻識別技術簡介
20世紀80年代,由于大規模集成電路技術的成熟,射頻識別系統的體積大大縮小,使得射頻識別技術進入實用化的階段,成為一種成熟的自動識別技術。
射頻識別技術是利用射頻方式進行非接觸雙向通信,以達到識別目的并交換數據。它與同期或早期的接觸式識別技術不同。RFID系統的射頻卡和讀寫器之間不用接觸就可完成識別,因此它可在更廣泛的場合中應用。
典型的射頻識別系統包括射頻卡和讀寫器兩部分。
射頻卡是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中,完成與讀寫器的通信。芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數據。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。芯片僅需連接天線(和電池),可以作為人員的身份識別卡或貨物的標識卡。卡封裝可以有不同形式,比如常見的信用卡及小圓片的形式等。與條碼、磁卡、IC卡等同期或早期的識別技術相比,射頻卡具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環境、可識別運動目標等優點。
在多數RFID系統中,讀寫器在一個區域內發射電磁波(區域大小取決于工作頻率和天線尺寸)。卡片內有一個LC串聯諧振電路,其頻率與讀寫器發射的頻率相同。當射頻卡經過這個區域時,在電磁波的激勵下,LC諧振電路產生共振,從而使電容內有了電荷。在這個電容的另一端,接有一個單向導通的電子泵,將電容內的電荷送到另一個電容內儲存。當所積累的電荷達到2V時,此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓,將卡內數據發射出去或接取讀寫器的數據。讀寫器接收到卡的數據后,解碼并進行錯誤校驗來決定數據的有效性,然后,通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數據傳送到計算機網絡。簡單的RFID產品就是一種非接觸的IC卡,而復雜的RFID產品能和外部傳感器接口連接來測量、記錄不同的參數,甚至可與GPS系統連接來跟蹤物體。
工作原理如圖1所示。
2射頻識別技術的分類
射頻識別技術主要按以下四種方式分類。
(1)工作頻率
根據工作頻率的不同可分為低頻和高頻系統。①低頻系統一般指其工作頻率小于30MHz的系統。其基本特點是:射頻卡的成本較低、標簽內保存的數據量較少、閱讀距離較短(無源情況,典型閱讀距離為10cm)、射頻卡外形多樣(卡狀、環狀、鈕扣狀、筆狀)、閱讀天線方向性不強等。低頻系統多用于短距離、低成本的應用中,如多數的門禁控制、動物監管、貨物跟蹤。②高頻系統一般指其工作頻率大于400MHz的系統。高頻系統的基本特點是射頻卡及讀寫器成本均較高、卡內保存的數據量較大、閱讀距離較遠(可達幾m~十幾m)、適應物體高速運動性能好、外形一般為卡狀、閱讀天線及射頻卡天線均有較強的方向性。高頻系統多應用于需要較長的讀寫距離和高的讀寫速度的場合,像火車監控、高速公路收費等系統。
(2)射頻卡
根據射頻卡的不同可分成可讀寫(RW)卡、一次寫入多次讀出(WORM)卡和只讀(RO)卡三種。RW卡一般比WORM卡和RO卡貴得多,如電話卡、信用卡等。一般情況下改寫數據所花費的時間遠大于讀取數據所花費的時間(常規為改寫所花費的時間為s級,閱讀花費的時間為ms級)。WORM卡是用戶可以一次性寫入的卡,寫入后數據不能改變,且比RW卡要便宜。RO卡存有一個唯一的號碼,不能逐改,保證了安全性。RO卡最便宜。
(3)射頻卡的有源與無源
射頻卡可分為有源及無源兩種。有源射頻卡使用卡內電池的能量、識別距離較長,可達十幾m,但是它的壽命有限(3~10年),且價格較高;無源射頻卡不含電池,利用讀寫器發射的電磁波提供能量,重量輕、體積小、壽命長、很便宜,但它的發射距離受限制,一般是幾十cm,且需要讀寫器的發射功率大。
(4)調制方式
根據調制方式的不同還可分為主動式和被動式。①主動式的射頻卡用自身的射頻能量主動地發送數據給讀寫器。②被動式的射頻卡,使用調制散射方式發射數據。它必須利用讀寫器的載波調制自己的信號,適宜在門禁或交通的應用中使用。因為讀寫器可以確保只激活一定范圍之內的射頻卡。
目前使用的多數系統中,一次只能讀寫一個射頻卡。射頻卡之間要保持一定距離,確保一次只能有一個卡在讀寫區域內。讀寫距離長,射頻卡之間的距離就要大,應用起來很不方便。現在的射頻卡具有防碰撞的功能,這對于RFID來說十分重要。所謂碰撞是指多個射頻卡進入識別區域時信號互相干擾的情況。具有防碰撞性能的系統可以同時識別進入識別距離的所有射頻卡,它的并行工作方式大大提高了系統的效率。
3國際射頻識別技術發展狀況
射頻識別技術在國外發展得很快。RFID產品種類很多,像德州儀器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名廠家都生產RFID產品。他們的產品各有特點,自成系列。射頻識別技術被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。如澳大利亞將它的RFID產品用于澳機場旅客行李管理中并發揮了出色的作用;瑞士國家鐵路局在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統,調度員可以實時掌握火車運行情況,不僅利于管理,還大大減小了發生事故的可能性;德國BMW公司將射頻識別系統應用在汽車生產流水線的生產過程控制中等。
據有關權威數據顯示,射頻識別產品在全世界的銷量以每年25.3%的比例增長。由此可見,射頻識別技術具有廣闊的市場前景。
4射頻識別技術在我國的發展
我國政府在1993年制定的金卡工程實施計劃,是一個旨在加速推動我國國民經濟信息化進程的重大國家級工程,由此各種自動識別技術的發展及應用十分迅猛。現在,射頻識別技術作為一種新興的自動識別技術,也將在中國很快地普及。
目前,我國的射頻識別技術在下列幾種應用中發展前景較好。當然,這里僅僅羅列了射頻識別技術應用的一部分。任何一種技術如果得到普及,都將會孕育一個龐大的市場。射頻識別將是未來一個新的經濟增長點。
4.1安全防護領域
(1)門禁保安
將來的門禁保安系統均可應用射頻卡。一卡可以多用。比如,可以作工作證、出入證、停車卡、飯店住宿卡甚至旅游護照等,目的都是識別人員身份、安全管理、收費等等。好處是簡化出入手續、提高工作效率、安全保護。只要人員佩戴了封裝成ID卡大小的射頻卡、進出入口有一臺讀寫器,人員出入時自動識別身份,非法闖入會有報警。安全級別要求高的地方、還可以結合其它的識別方式,將指紋、掌紋或顏面特征存入射頻卡。
公司還可以用射頻卡保護和跟蹤財產。將射頻卡貼在物品上面,如計算機、傳真機、文件、復印機或其它實驗室用品上。該射頻卡使得公司可以自動跟蹤管理這些有價值的財產,可以跟蹤一個物品從某一建筑離開,或是用報警的方式限制物品離開某地。結合GPS系統利用射頻卡,還可以對貨柜車、貨艙等進行有效跟蹤。
(2)汽車防盜
這是RFID較新的應用。目前已經開發出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當中含有特定碼字的射頻卡。它需要在汽車上裝有讀寫器,當鑰匙插入到點火器中時,讀寫器能夠辨別鑰匙的身份。如果讀寫器接收不到射頻卡發送來的特定信號,汽車的引擎將不會發動。用這種電子驗證的方法,汽車的中央計算機也就能容易防止短路點火。
另一種汽車防盜系統是,司機自己帶有一射頻卡,其發射范圍是在司機座椅45~55cm以內,讀寫器安裝在座椅的背部。當讀寫器讀取到有效的ID號時,系統發出三聲鳴叫,然后汽車引擎才能啟動。該防盜系統還有另一強大功能:倘若司機離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關閉,這時讀寫器就需要讀取另一有效ID號;假如司機將該射頻卡帶離汽車,這樣讀寫器不能讀到有效ID號,引擎就會自動關閉,同時觸發報警裝置。
(3)電子物品監視系統
電子物品監視系統(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盜。整個系統包括貼在物體上的一個內存容量僅為1比特(即開或關)的射頻卡,和商店出口處的讀寫器。射頻卡在安裝時被激活。在激活狀態下,射頻卡接近掃描器時會被探測到,同時會報警。如果貨物被購買,由銷售人員用專用工具拆除射頻卡(典型的是在服裝店里),或者用磁場來使射頻卡失效,或者直接破壞射頻卡本身的電特性。EAS系統已被廣泛使用。據估計每年消耗60億套。
4.2商品生產銷售領域
(1)生產線自動化
用RFID技術在生產流水線上實現自動控制、監視,提高生產率,改進生產方式,節約了成本。舉個例子以說明在生產線上應用RFID技術的情況。
用于汽車裝配流水線。德國寶馬汽車公司在裝配流水線上應用射頻卡,以盡可能大量地生產用戶定制的汽車。寶馬汽車的生產是基于用戶提出的要求式樣而生產的。用戶可以從上萬種內部和外部選項中,選定自己所需車的顏色、引擎型號和輪胎式樣等。這樣一來,汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的寶馬汽車,如果沒有一個高度組織的、復雜的控制系統是很難完成這樣復雜的任務的。寶馬公司在其裝配流水線上配有RFID系統,使用可重復使用的射頻卡。該射頻卡上帶有汽車所需的所有詳細的要求,在每個工作點處都有讀寫器,這樣可以保證汽車在各個流水線位置,能毫不出錯地完成裝配任務。
(2)倉儲管理
將RFID系統用于智能倉庫貨物管理,能有效地解決與貨物流動有關的信息管理,不但增加了處理貨物的速度,還可監視貨物的一切信息。射頻卡貼在貨物所通過的倉庫大門邊上,讀寫器和天線都放在叉車上,每個貨物都貼有條碼,所有條碼信息都被存儲在倉庫的中央計算機里,與該貨物有關的信息都能在計算機里查到。當貨物出庫時,由另一讀寫器識別并告知中央計算它被放在哪個拖車上。這樣,管理中心可以實時地了解到已經生產了多少產品和發送了多少產品。
(3)產品防偽
偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題,將射頻識別技術應用在防偽領域有它自身的技術優勢。防偽技術本身要求成本低,且難于偽造。射頻卡的成本就相對便宜,而芯片的制造需要有昂貴的芯片工廠,使偽造者望而卻步。射頻卡本身有內存,可以儲存、修改與產品有關的數據,利于銷售商使用;體積十分小、便于產品封裝。像電腦、激光打印機、電視等產品上都可使用。
(4)RFID卡收費
國外的各種交易大多利用各種卡來完成,而我國普遍采用現金交易。現金交易不方便也不安全,還容易出現稅收的漏洞。目前的收費卡多用磁卡、IC卡,而射頻卡也開始占據市場。原因是在一些惡劣的環境中,磁卡、IC卡容易損壞,而射頻卡則不易磨損,也不怕靜電及其它情況;同時,射頻卡用起來方便、快捷,甚至不用打開包,在讀寫器前搖晃一下,就完成收費。另外,還可同時識別幾張卡.并行收費,如公共汽車上的電子月票。我國大城市的公共汽車異常擁擠、環境條件差,射頻卡的使用有助于改善這種情況。
4.3管理與數據統計領域
(1)畜牧管理
該領域的發展起步于賽馬的識別,是用小玻璃封裝的射頻卡植于動物皮下。射頻卡大約10mm長,內有一個線圈,約1000圈的細線繞在鐵氧體上,讀寫距離是十幾cm。從賽馬識別發展到了標識牲畜。牲畜的識別提供了現代化管理牧場的方法。
(2)運動計時
在馬拉松比賽中,由于人員太多,有時第一個出發的人同最后一個出發的人能相隔40分鐘。如果沒有一個精確的計時裝置,就會出現差錯。射頻卡應用于馬拉松比賽中,運動員在自己的鞋帶上很方便地系上射頻卡,在比賽的起跑線和終點線處放置帶有微型天線的小墊片。當運動員越過此墊片時,計時系統便會接收運動員所帶的射頻卡發出的ID號,并記錄當時的時間。這樣,每個運動員都會有自己的起始時間和結束時間,不會出現不公平競爭的可能性了。在比賽路線中,如果每隔5km就設置這樣一個墊片,還可以很方便地記錄運動員在每個階段所用的時間。
RFID還可應用于汽車大獎賽上的精確計時。在跑道下面按照一定的距離間隔埋入一系列的天線,這些天線與讀寫器相連,而射頻卡安裝到賽車前方。當賽車每越過一個天線時,賽車的ID號和時間就被記錄下來,并存儲到中央計算機內。這樣到比賽結束時,每個參賽選手將會有一個準確的結果。
4.4交通運輸領域
(1)高速公路自動收費及交通管理
高速公路自動收費系統是射頻識別技術最成功的應用之一。目前,中國的高速公路發展非常快,而高速公路收費卻存在一些問題:一是在收費站口,許多車輛要停車排隊,成為交通瓶頸問題;二是少數不法的收費員貪污路費,使國家損失了相當的財政收入。RFID技術應用在高速公路自動收費上,能夠充分體現它非接觸識別的優勢——讓車輛高速通過收費站的同時自動完成收費,同時可以解決收費員貪污路費及交通擁堵的問題。利用射頻識別技術的不停車高速公路自動收費系統是將來的發展方向;人工收費,包括IC卡的停車收費方式,終將會被淘汰。預計在未來10年內,高速公路自動收費系統將有數十億元的需求。
在城市交通方面,解決交通日趨擁擠問題不能只依賴于修路。加強交通的指揮、控制、疏導,提高道路的利用率,深挖現有交通潛能也是非常重要的;而基于RFID技術的交通管理系統可實現自動查處違章車輛,記錄違章情況。另外,公共汽車站實時跟蹤指示公共汽車到站時間及自動顯示乘客信息,會給乘客帶來很大的方便。
(2)火車和貨運集裝箱的識別
在火車運營中,使用RFID系統很大的優勢在于:火車是按既定路線運行的,因此肯定要通過設定的讀寫器的地點。通過讀到的數據,能夠得到火車的身份、監控火車的完整性,以防止遺漏在鐵軌上的車廂發生撞車事故,同時能在車站將車廂重新編組。起初的努力是用超音波和雷達測距系統讀出車廂側的條碼,現在被RFID系統取代。射頻卡一般安在車廂頂邊,讀寫器安在鐵路沿線,就可得到火車的實時信息及車廂內裝的物品信息。
目前,射頻自動識別系統的安裝遍布全國14個鐵路局。2001年3月1日,鐵道部正式聯網啟用車次車號自動識別系統,為自備車企業、合資鐵路和地方鐵路實現信息化智能運輸管理提供了重要良機。
關鍵詞:計算機;精品課;技術基礎;課程體系
1計算機技術基礎精品課程建設的基礎條件
(1)計算機技術基礎課在人才培養中的地位和作用不斷增強
自1985年以來,計算機技術基礎理論課和計算機技術基礎實驗課就被列為大連水產學院的重要基礎課。十多年來,修讀計算機技術基礎課的學生由最初的8個本科專業、5個專科專業的372人,發展到現在的30個本科專業1800多人。計算機技術基礎課不僅是計算機科學教育的前導課程,同時也是培養學生上機操作能力的基本途徑。該課程的教學不僅僅局限于理論知識的傳授,更加注重學生動手實踐能力的培養和素質的提高,培養學生在今后的學習生活工作中必要的計算機操作技能。今天,計算機技術基礎課程已經不僅僅是為后續課程打基礎,它已經成為一門自然科學的素質教育課,特別是在對大學生科學素質培養中起到了其它課程所無法替代的作用,課程教學的著眼點轉到了傳授知識、培養能力和提高素質上來,課程體系也由理論課和實驗課兩門,改為兩門必修課和多門選修課的形式。
(2)課程體系和教學內容隨著人才培養目標的變化、國家等級考試的變化、就業形勢的變化而不斷改革,適應了計算機技術基礎地位和作用的變化
計算機技術基礎教研室多年來一直進行教學研究和學術研究活動。自1985年開始組織規范的教學研究活動,每月一至二次。課程設置由原來的Basic語言、Fortrain語言發展到今天的C語言,由Foxpro發展到今天的VisualFoxpro。選修課程也由原來的一門單片機原理發展到今天的多門課程,如VC、VB、PowerBuilder程序設計、Java、網絡技術與應用等課程。課程組成員積極進行教學研究課題,“水產院校計算機教學模式改革的研究與實踐”2002年獲遼寧省優秀教學成果二等獎。“計算機基礎課程教學改革的研究與實踐”獲大連水產學院教學成果二等獎。教研室現在正在進行水院教改項目“計算機基礎教學的改革與實踐”和重點建設課程“計算機技術基礎”,通過教學研究和學術研究,不斷改革計算機技術基礎課教學,適應了人才培養目標的變化,提高了課程建設的水平。
(3)師資是課程建設的關鍵
自98年以來,計算機基礎課程組新進教師6人,其中研究生4人,本科2人。課程組8人中有2人在讀博士、正教授1人、副教授2人、講師3人、助教2人。教師隊伍年輕化,適合計算機發展日新月異的需要。課程組全體人員,既承擔理論課教學,又承擔實驗課教學,人均年教學工作量300多學時。旺盛的精力和飽滿的工作熱情,超額完成繁重的工作任務,得到了學生與老師的贊譽和好評。
(4)高度重視教材的使用與建設、保證實現教學改革和人才培養的目標
計算機技術基礎課使用的是新世紀計算機基礎教育優秀教材,符合國家教委的白皮書的要求,與國家等級考試緊密接軌。2002年,我們參加了農業出版社組織的十五規劃教材的教材編寫工作會議,進行了有關教材方面的深入研究與探討。2003年,我們參加了農業出版社組織的十五規劃教材《計算機公共基礎》和《計算機技術基礎》的編寫工作。2006年,我們作為副主編參與了十一五規劃教材《C語言程序設計》和《C語言程序設計實驗指導》的編寫工作。隨著科學技術的發展,實驗教材的內容老化逐年顯現,尤其計算機技術的概念和方法不能得到足夠的反映,不利于培養學生學習能力與創新精神,為此我們在多次討論和調研的基礎上,于2004年自編了《計算機技術基礎實驗》。
2多方位進行計算機技術基礎精品課程建設
(1)計算機技術基礎教學培養學生科學素質的研究,重新審視水產院校計算機技術基礎課程的地位和作用
通過進行“計算機公共基礎教學改革”教學研究課題,我們認為計算機技術基礎的作用不僅僅是為后續課打基礎,而且更應該在大學生科學素質培養中發揮更重要的作用。在教學過程中,任課教師能夠有意識地體現這一教學指導思想,從而提高了全校師生對計算機技術基礎課的認識。
(2)計算機技術基礎課程體系設置的研究
多年來,計算機技術基礎僅開出理論課和實驗課兩門課,已經不能滿足教學內容改革的要求。我們在原有課程體系的基礎上,增加了既對各專業學生學習專業課程有利、又對學生畢業設計有利的一些選修課程,如C++、PB、JAVA等。我們已申報校教改項目,在這個項目中,我們將對課程體系的設置進行大范圍的整改,這將對各院系學生的計算機學習產生重大的影響。現在已確立了以必修課為主,以若干門2或2.5學分的選修課為輔,因材施教的新課程體系。
(3)計算機技術基礎課教學內容改革的研究
確定了必修加選修的課程體系后,主要的任務就是必修課中講哪些內容、選修課中講哪些內容、必修課與選修課之間的“接口”如何設置。我們認真研究了計算機學科的發展歷史與趨勢,結合各專業對計算機技術基礎的要求,配合教學計劃及教學時數的調整,對計算機技術基礎課程的教學內容進行合理的調整及科學的組合,力求既要符合教學大綱的基本要求,又具有新時期教學改革的新特點。同時,介紹學科發展的新成果及新動態,激發學生的學習興趣,培養學生的創新意識。我們選用了適合國家計算機等級考試的21世紀優秀教材,將講課內容進行了改革,對等級考試和學生后續課程學習有利的內容多講、細講,對教材后面的新增的內容進行簡單的介紹,為選修課設置了必要的“接口”。
(4)教學方法和手段現代化的研究
計算機技術基礎中蘊含著很多科學的思維方法,而這些方法對學生學習其它學科的知識也是適用的,所以領會和掌握計算機技術基礎中科學的思維方法將使學生終身受益,這些方法的學習就是計算機技術基礎中培養學生科學素質的具體內容。為了實現知識——能力——素質一體化教學,在教學過程中我們針對不同的教學內容,選用不同的教學方法和手段,徹底摒棄“灌輸式”的教學方法,從傳統的“學到什么”向“如何學”轉變,從注重知識傳授向注重能力培養轉變。教學中運用問題教學法、啟發式教學法、討論式教學法、自學式教學法等方式,引導學生多思考,培養學生的創造思維能力;運用發現法教學,使學生把自己作為一個發現者,探索知識的來源,培養學生探索和發現問題的欲望及思考和解決問題的獨創性。
針對不同專業、不同基礎的學生,我們也采用不同的教學模式和方法。考慮到土木、船舶、機械類學生在畢業設計中,往往要進行大量的復雜的科學計算,我們在教學中,重點加強了學生在計算方法與數值分析中的教學,培養學生自己動手編寫相應的計算工具;對于電子、通信、自動化專業的學習,強化了學生在基本位運算、硬件地址等相關內容的教學,為學生在將來的電路系統專業課程學習打下基礎;對于海洋、環境學科,我們在教學中增加了統計分析、方差回歸等教學;外語系、經濟管理學院側重數據庫理論、圖形設計等教學。此外,為了滿足學生對于更高層次的教學要求,我們在教學中還穿行了關于本課程的提高版本C++以及相關熱點領域的介紹和講解,深受學生的關注和好評。對于部分能力出眾的學生采取單獨指導,讓他們借助參考資料學習更深一層的內容等。
針對目前課時緊張,教授內容較多的情況,我們要求教師充分備課,準備好電子教案,選擇恰當的例題、習題進行精講;盡量多的采用電子演示文稿、大屏幕多媒體聯機演示等先進教學方式,把計算機課程講得生動活潑、引人入勝,同時可省下大量的教學時間;在實現多媒體教學的同時,計算機技術基礎教學課件課件已放到校園網上,并指導學生進行自主學習;向學生公布主講教師郵箱,利用網絡資源隨時解答學生的問題;并即將開通BBS教師論壇供教師們討論交流,以提高學生的計算機整體水平。
(5)考試方法的研究
引進了考試系統,采取靈活多樣的考試方式,利用計算機網絡定期對學生進行模擬考試和期中期末考試。
計算機技術基礎包括兩部分,一個是理論課,另一個是實驗課。前者是考試課,后者是考察課。由于理論課講授中結合計算機等級考試知識,期末試卷測試中采用與二級等級考試相似的題型。成績劃分為平時成績、期中成績與期末考試成績。主要評分依據為學生課堂回答問題情況、作業完成情況及出勤情況等。這樣有效地調動了學生平時學習的積極性,避免了期末突擊學習現象的發生。實驗課考核分平時階段考核和期末考核,均利用考試系統進行。同時要求學生作關于課程的綜合設計的大作業,綜合所學程序設計的知識,提高學生對所學知識的整體運用能力。
3教學效果
近幾年,由于學校擴大招生規模,教研室老師嚴重短缺,每位老師承擔了大量的工作,基本上都處于超負荷工作。但是,由于教研室采用了先進的教學方法和教學手段,同時對教學內容進行了有效的改革,繁重的教學任務并沒有降低教學效果,相反,我們的課程受到了校內同事的一致好評和學生的歡迎。學生在遼寧省非計算機專業二級等級考試水平考試中多次取得較好成績,有些班級的通過率達100%。課程組全體教師在授課的過程中時時滲透國考的題型,將講課內容與國家教育部的白皮書及等級考試緊密結合在一起。雖然2005年我校等級考點剛剛申請下來,但經過短短的一年時間,我校學生等級考試的通過率提高了17.44個百分點,取得了非常好的效果。
校督導組多次對課題組成員進行聽課,給予了充分肯定。在近三年的期中教學檢查中,學生對計算機基礎課堂教師的評價很好,主講教師的學生打分的優秀率達100%。
兄弟院校的同行們對我校計算機基礎教學能在如此缺少課時的情況下,面對這么多的學生,超額完成教學任務,感到非常欽佩。
面對來自方方面面的贊譽,我們并沒有驕傲與自滿,感到自身的擔子更重了。因為我們深知,計算機技術基礎課程是培養學生應用計算機知識研究問題和解決問題,為完成畢業論文和畢業設計奠定基礎,為深入學習其他專業知識、培養學生用計算機解決專業問題的入門課程。所以我們必須走在時代的最前沿,緊跟時代的脈搏、不斷進取。在參加全國農林院校的十五規劃教材的教學和教材研討會上,我們根據近幾年的教學經驗闡述了自己的觀點,得到與會的全國其他院校同行的一致贊同。我們編寫的計算機基礎課程的教材已在全國多所農林院校使用。
關鍵詞:nRF2401無線視頻信號AT89C52攝像頭7260
目前,國內安裝的可視門鈴多數是有線的,或是通過類似于電視系統的調幅或調頻方式來發送圖像的。出于成本的考慮,這些可視門鈴系統傳輸距離受限制,信號質量不高,抗干擾性差。隨著用戶要求的提高,尤其是在大型別墅中,門鈴和圖像接收端相距較遠,這就需要將有線變為無線,模擬信號調幅或調頻無線傳輸變為數字信號調制(FSK,QFSK,GFSK)無線傳輸。FSK(FrequencyShiftKeying)即鍵控頻移,QFSK(QuadratureFrequencyShiftKeying)即正交鍵控頻移,GFSK(GuassianFrequencyShiftKeying)即高斯鍵控頻移。通過系統的數字化,圖像信號質量得到提高,抗干擾性得到大大加強;同時,整個系統的體積相比其它的傳輸方式將會減小很多,因此,具有廣泛的商業應用價值和發展前景。
由于我們的系統用于別墅單用戶的可視門鈴,因此對圖像的連續性要求不高。設想一直,在戶主聽到門鈴響,再到門口查看監視器的畫面最少需要3s。只需要傳輸1幀圖像到監視終端,讓戶主看到來訪者是誰就可以了。因此由于成本的原因,我們會把采集到的圖像直接傳輸出去而中間不會加上昂貴的圖像壓縮解壓縮芯片。
整個數字無線視頻通信系統主要由三個模塊構成:圖像采集模塊、數據傳輸模塊、圖像接收顯示模塊,如圖1所示。
1圖像采集模塊
該模塊的硬件框圖如圖2所示。
攝像頭7620是256色30萬像素的CMOS攝像頭。它輸出并行16位圖像信號,包括8位的色度信號、8位的亮度信號以及場同步與行同步信號。1幀圖像(640×480)的尺寸是640×480×16=4915200(位)
如果以RF發送模塊nRF2401的最大速度1Mbps來計算,發送1幀圖像所要的時間為
4915200/1000000=4.9152(s)
這顯然太長了。不過,7620還有一種工作模式就是,通過降低分辨率來減少圖像尺寸。這種模式提供了320×240的圖像。這樣,圖像數據不到3s就可以到達接收端,滿足可視門鈴的要求。
圖3
8位色度信號、8位亮度信號以及場同步與行同步信號先通過FPGA緩存到RAM,同時轉換為異步串行數據,通過RF模塊發送。圖3是7620的工作時序。
圖3中,Y信號是8位亮度信號,UV是8位色度信號。VSYNC是場同步信號,HREF是行同步信號。
FPGA的工作是完成圖像數據的緩存控制以及啟動RF模塊發送圖像數據。這里,采用Altera公司的EPF6016。它是一顆16000門的FPGA。圖4為FPGA與攝像頭7260、MCU以及RF模塊的連接示意圖。
圖4中,U1為EPF6016ATC100,J1是FPGA與攝像頭7260的連接插座。Y、UV、VSYNC和HREF的定義如前,READY是MCU對FPGA的控制信號,DATA是FPGA與RF模塊之間的串行數據線。
當用戶按下門鈴,MCU收到命令開啟照明燈,同時初始化攝像頭7260,并發送READY信號給FPGA,通知其準備接收圖像信號。由7260的工作時序可以看到,當攝像頭采集到一幀圖像后,VSYNC便發送1個高電平,FPGA準備接收信號。1幀圖像由很多行組成。這些行在場同步信號VSYNC的兩個高電平之間傳送。而每一行的信號傳輸現時由HREF同步。當HREF的上升沿來到后,FPGA開始接收圖像數據。在PCLK的上升沿,每一行的圖像數據通過Y口和UV口送出,從時序圖可以看到1行包括640個點。
FPGA需要將收到的圖像緩存到512KB的RAM,需要有20位的地址信號線和8位的數據信號線。
FPGA采集到的圖像信號是并長的數字信號。要將這些信號發射出去,還需要轉化為異步串行數據,這個工作由FPGA來完成。我們所規定的異步串行通信協議和通用的RS232協議類似:
沒有信號時,DATA線為高電平;要傳送數據的時候,先發送1個低電平脈沖(起始位),緊接著2個字節的數據(Y[7:0],UV[7:0],然后再發送1個高電平脈沖(停止位)。1幀有效的串行數據就由這幾部分構成。
微控制器MCU主要完成以下幾個任務:
①初始化數字攝像頭7620;
②控制其它外設,接收和處理鍵盤命令,控制照明設備的開啟等;
③與FPGA協同工作,并提供人機接口。
MCU采用常用的AT89C52。圖像采集模塊的工作流程如圖5所示。
2圖像傳輸模塊
圖像傳輸模塊(RFmodule)由一塊單片無線收發芯片nRF2401完成。NRF2401工作在2.4~2.5GISM頻帶,集成了頻率綜合器、功率放大器、晶體振蕩器和調制器。由于nRF902使用了晶體振蕩器和穩定的頻率合成器,因此頻率漂移很低。電源電壓范圍為2.4~3.6~,輸出功率為10dBm,電流消耗僅9mA。輸出功率和頻偏可通過外接電阻進行編程。輸出信號為調制的GFSK(高斯鍵控頻率信號),很容易通過8線串行I/O口進行收發。圖6為nRF2401在無線通信中擴展的電路。
通過PWR-UP、CE、CS引腳的選擇,nRF2401可以工作在激活/等待/節能模式。這里,使nRF2401工作在激活的突發脈沖(shockburst)模式。該模式使用片上FIFO。在不使用MCU控制數據操作情況下,能以極低的功耗運行數字部分而又以極快的速度(最高為1Mbps)傳輸數據,從而大大減少了電流消耗,降低了系統成本并且減少了傳輸時的“空中沖突”冒險。
FPGA送來的異步串行數據經過nRF2401內部的RF帶通濾波、低噪聲放大、頻率綜合和脈沖放大,被調制成2.4GHz上的GFSK信號,完成圖像信號的傳輸。
3圖像接收顯示模塊
圖像接收顯示模塊主要由三部分組成:圖像接收、圖像轉換和暫存、圖像顯示。如圖7所示。
(1)圖像接收
圖像接收部分也是由無線收發芯片nRF2401完成。nRF2401可以同時發射1組、接收2組信號。在突發脈沖模式下,將RX和CE置高,200μs的建立時間后,nRF2401開始監測空中,接收到有效的數據包后解調為原來的數字信號,送以端頭、地址和CRC位,MCU發出中斷命令,DR1拉高。MCU也可以置CE為低來中止RF字的接收,同時為載入數據輸出適當頻率的時鐘。當所有的數據載入后,將DR1拉低,準備接收下一個數據包。
圖6
(2)圖像轉換和暫存
nRF2401傳輸給FPGA的異步串行數據,經過FPGA轉換為并行數據并暫存到緩沖區(512KB的外部RAM),收到MCU的命令后將RAM內部的數據送到LCD顯示。當整幅圖像都被接收以后,FPGA將存儲的視頻發送到LCD控制器SED1353。出于安全性的考慮,系統同時還外掛有2MB的內存事保存視頻歷史記錄。圖像轉換和暫存的過程,其實是前面圖像采集的逆過程。接收部分FPGA的設計與發送部分類似,這里不再詳述。
(3)圖像顯示
圖像顯示由LCD控制器SED1353和LCD顯示模塊MCT-G320240DNCW-15N組成。SED1353是一種點陣LCD控制器,支持的分辨率高達1024×1024(單色顯示),能同多種微控制器接口。圖8為SED1353與LCD顯示模塊和MCU等設備的連接圖。
SED1353的控制信號和圖像顯示的地址信號由MCU提供。FPGA從RAM獲得待顯示的圖像數據,得到MCU命令后將數據傳送到SED1353,由它將一幅圖像的數據暫存緩存到存儲器。當戶主按下應答鍵,MCU傳達顯示命令,SED1353就從存儲器取出數據傳送給LCD,戶主就能見到來訪者了。
隨著經濟的快速發展和物質文化的不斷豐富,人們的生活環境、生活質量得到了極大的改善和提高,消費的功能文化出現了多元化的發展。著裝方面,服飾品不單起原始社會中御寒、遮羞的作用了,如今更強調服飾品的品牌性、時尚性、流行性、符號性,在款式與材質上也越來越豐富,服飾品在某種意義上代表著這個人的形象、品味,相當于是人的“第二張臉”;飲食方面,“民以食為天”的文化觀念也發生了巨大的改變,現今社會不僅僅強調食品的食欲滿足的色香味美,還更重視食品安全問題,賣方市場也改變了傳統的銷售方式,不再過度追求“外觀”,更追求符合自然規律的健康食品;居住方面,房屋由原始的遮避所,到改革開放的福利分配,再到個人消費私有住房,這其中發生了巨大的改變,住房消費向環境優良、住宅布局合理、裝修豪華、配套設施完善的享受型發展;出行方面,以自行車為主的交通方式,正在向以私家車、輕軌、地鐵的快捷方式發展;社交方面,更是各種名牌炫擺的地方,仿佛我國進入了富裕社會……時尚性的符號消費正在形成一種不可阻擋的文化潮流。所以,在消費文化的多元化、符號化發展趨勢下,市場經濟發展及其競爭也為民族藝術設計提供了廣闊的市場發展空間。另一方面,在品牌化發展戰略的市場競爭中,也需要民族藝術設計在商品形象、商品包裝、商品文化、商品營銷方面提供藝術設計支撐。“品牌化戰略”是一個組合性概念,其內涵呈現出一個遞進層次。所謂品牌,也就是商品的牌子,通常由符號、圖案、文字、標志和顏色等要素或這些要素的組合構成,用作企業文化理念體現,以便同競爭者的產品相區別。品牌化的根本是創造差別使自己的商品與眾不同。而品牌化戰略則是把品牌化運用到市場競爭、市場營銷戰略之中,以爭奪顧客、爭奪市場份額,使企業成為某類商品的龍頭、甚至獨占熬頭的發展戰略。
隨著世界經濟一體化、競爭全球化的發展,發達國家的以奢侈品為代表的符號消費文化正日益浸漬我國市場經濟,擠占我國的中高端消費品市場。“洋品牌”的消費文化,對我國“看廣告長大”的青少年一代,影響尤其深刻。吃洋快餐、過洋節、用洋品牌,成為他們攀比消費的首選,對我國民族品牌和消費市場造成較大的沖擊和負面影響。比較典型的案例是“大學生貸款買蘋果背后的真問題”。據重慶商報報道:從2012年1月至今年2月底,2萬多名武漢大學生辦理了擔保服務,額度超過1.6億元,這些學生貸款主要是購買新上市智能手機平板。在透支消費風行的時代,大學生通過正常的借貸渠道購買自己心儀的商品,從法律上講,年滿18歲就是完全行為責任人,對自己的行為負責。但考慮到多數大學生經濟尚未獨立,沒有收入來源,一旦還不起貸款,就由家長承擔,背上信用污點。這樣的提前消費又顯得過于盲目,有“攀比”之嫌。麥肯錫市場調查中曾提出,“品牌對中國消費者做出購買決定有重要影響。不過,這并不能視為人們對單一品牌的忠誠度有所增加的信號。”[2]品牌化在一定程度上引導、刺激消費者,例如我們去大賣場選購牙膏,首選的品牌不外乎就是國產的黑人、冷酸靈、云南白藥等,或者外來品牌高露潔、佳潔士等,消費者在選購產品時會關注品牌的知名度,首選知名、安全的品牌,通俗說法就是“消費者看牌子選購產品”。某種意義上,一個品牌所代表的不單是產品,更是某種概念,生活方式的理念、社會地位的象征、消費觀念、安全感等。消費者在使用產品時,心目中會感受到品牌所帶來的文化附加值,從心理上獲得滿足、體驗感。面對消費市場這一態勢,與此相關的民族產品包裝設計與廣告設計的問題也就日益突出,這種壓力已經制約我國民族藝術品牌的可持續發展,傳統的民族藝術設計發展模式難以繼續。因此,如何強化民族藝術設計,樹立民族品牌化戰略形象,如何實現民族品牌戰略化,與當前符號消費趨勢相結合,順應時代潮流,將民族地區商品規范化、市場化、品牌化、符號化,就是我們面臨和必須認真對待的問題。少數民族藝術涵蓋了老百姓日常生活中的方方面面,如建筑、服飾、音樂、繪畫、飲食與生活習俗等等,這其中還包含了語言、文學、畫型、地域產品、文化風俗等等大量的科研成果,這些內容對民族藝術設計的發展具有不可忽視的推動作用。如何運用這些寶貴資源第五卷74對民族藝術再設計,結合符號消費的趨勢,進而傳承與發揚、開拓與創新,打造符合中國國情的消費文化與民族藝術產業,讓大眾對民族品牌有親切感、自豪感、歸屬感,是一項前景廣闊而任務艱巨的事業。
二、我國民族藝術設計的案例分析
品牌化戰略的提出是應對市場經濟的競爭產物,是實現企業發展的必要條件。例如著名的USP-uniquesellingproposition理論,20世紀50年代初勞斯•瑞夫斯提出,他較早地意識到廣告必須引發消費的認同,而不是廣告人員硬性賦予廣告的東西。一個好的品牌定位就意味著品牌已經成功一半,如現在受年輕一代觀眾追捧的湖南衛視,其金燦燦類似芒果的臺標,在觀眾的視覺與心理上留下深刻的印象。作為綜藝節目的先驅者,湖南衛視已牢牢扎根于廣大觀眾的潛意識。市面上其他衛視的競爭非旦沒有撼動其綜藝娛樂節目霸主地位,反而促使其成功經營出許多王牌節目———《快樂大本營》《天天向上》等,成為目前國內電視娛樂品牌成功范例之一。符號消費,是人們脫離基本生存需求以后發展起來的以文化、精神需求為主的消費趨勢,其市場表現的一般形式就是時尚消費、甚至“奢侈品牌消費”。現代社會中的商品種類日益豐富,商家為了迎合消費者多元化的需求,從產品本身屬性去改變已經變得潛力有限了,由此誕生了商品的符號化。符號化的過程實際是賦予商品本身和品牌象征的意義,所以符號消費往往與品牌化戰略相聯系。例如現在市面上隨處可見的少數民族地區特色食品———苦蕎茶。四川作為苦蕎的主要產地,又是民族種類眾多的地區,具有很大的優勢。苦蕎學名韃靼蕎麥(F.tataricum),分為普通苦蕎和黑苦蕎。《本草綱目》記載韃靼蕎麥能“實腸胃,益氣力,續精神,能練五臟滓穢及降氣寬腸,磨積滯,消熱腫風痛”[3]。苦蕎茶是將苦蕎麥的種子經過篩選、烘烤等現代工序加工而成的沖飲品。縱觀市場上的苦蕎茶品牌參差不齊,具有影響力的品牌更是屈指可數,消費者較為熟悉的品牌僅有如下:三匠、彝鄉人、彝家三寨等,缺乏具有品牌性、符號性的品牌。現代人的生活條件良好,飲食豐富,高脂肪高蛋白的食品攝入過量,在快節奏的生活壓力下人們每天坐辦公室,缺乏鍛煉,帶來的后果就是肥胖、高血壓、高血脂、高血糖等危害。苦蕎茶與一般茶葉相比,其自身帶有苦蕎黃銅,苦蕎當中的類黃銅成分對人們的身體十分有益,可以起到降低心腦血管的發生幾率,雖然達不到替代藥物的療效,但它是一種健康的飲品,略帶麥香味的口感適合大眾口味。
現代人們在滿足基本衣食住行后,越來越提高自己的健康養生意識,而苦蕎茶的出現剛好彌補了茶葉市場的結構性缺陷,可以預見以后會有越來越多的消費者飲用苦蕎茶。面對這樣的消費市場,如何將苦蕎茶品牌化與市場相結合值得我們深思。苦蕎茶的市場前景巨大,苦蕎茶品牌化戰略上應當與市場多方面相結合,走出一條具有民族特色、生態健康的道路。比如借鑒美國連鎖咖啡———星巴克,雖然消費者對星巴克褒貶各異,但是依然阻擋不了消費者對星巴克的推崇備至。更多時候,星巴克所代表的是一種身份感認同,將咖啡作為一種載體,向消費者傳遞一種融入美式生活的消費文化。星巴克是普通咖啡售價的2-3倍,感染與吸引消費者的不是味蕾,而是時尚生活方式的概念,它所營造的舒適環境、咖啡豆的香醇氣味,快捷的免費無線網絡,為消費者提供了第三空間,星巴克所代表的不僅是咖啡,更是一種咖啡文化體驗,自助式的服務使消費者感覺以人為本,在匆忙的生活中能停下來享受片刻個人時間,給消費者一種溫暖的感覺,星巴克不單單是銷售咖啡,更是在“賣環境”,讓每一個消費者來到星巴克有家的感覺,這個過程也就是我們所說的“品牌化”、“符號化”。反思我們的苦蕎茶品牌在營銷戰略上,應該學習國外優秀連鎖品牌成功的市場營銷經驗。我們的苦蕎茶在產品質量上是達到國家要求的,但在品牌營銷戰略、科技創新、文化發掘上,恰恰缺少了這幾個方面,這對于現在的消費市場來說是重中之重,如今的產品不再是質量上乘就會暢銷,質量是重要的,而怎么與市場相結合吸引消費者,產生品牌效應卻更重要。在苦蕎茶的包裝上,要與時代相結合。例如三匠苦蕎中的黑苦蕎全株茶系列(圖一),在色彩上多以黃、黑、紅為主色調,主要以黑底配以紅色苦蕎茶杯及略帶涼山彝族風格的紋樣,帶有彝族漆器的感覺,茶杯上的火焰寓意苦蕎茶業紅紅火火,彝族是崇尚火的民族,茶杯上的火焰非常具有民族代表性,蘊含著原汁原味的涼山彝族文化元素,也將傳統文化與現代設計相融合,吸引更多的年輕消費群體。
包裝材料上可采用環保可回收的材質,不過度包裝,也更能凸顯出苦蕎茶的綠色、生態;市場營銷上突出苦蕎茶的特點———生態、健康;價位上,制定合理結構,讓不同層次消費者都有承受能力和選擇余地;品牌化戰略的藝術設計上,打造綠色有機、無公害、健康時尚、文化品味的苦蕎茶品牌符號,就像四川茶業界,一說到花茶,就會聯想“碧潭飄雪”,一說到綠茶,就會聯想“竹葉青”那樣,從而形成具有市場效應的民族品牌化符號。再例如“5100”冰川礦泉水(圖二),來自念青唐古拉山脈海拔5100米的原始冰川水源地,含有鋰、鍶、偏硅酸等豐富的礦物質和微量元素,其含量達到天然礦泉水的中國新國標和歐盟標準,純凈清澈,口味純正,是優質復合型礦泉水。“5100”冰川礦泉水在包裝風格上簡潔大方,透明的包裝讓消費者一眼就可以辨別其特殊的水源,藍色的標簽給人一種純凈無污染的感覺,仿佛喝上一口都能感受到世界脊梁的純凈,其500ml的礦泉水外形比例優美,曾獲得我國飲料工業協會“優秀包裝設計”[4],2013年美國時間11月13日,獲得2013年度全球瓶裝水行業最值得期待的大獎:“最佳礦泉水獎”。[5]該款礦泉水定位高端,有別于超市中的一般平價礦泉水,價格甚至媲美法國依云等高端礦泉水,這樣的價格對于普通消費者來說有點難以接受。消費者與“5100”礦泉水的首次接觸,則是乘坐動車時,憑車票向乘務員免費換取的。它主要的銷售渠道為會務團購、商務團購和時尚消費者等。被譽為“世界好水”的5100冰川礦泉水于2011年6月30日上午9時30分在香港聯交所正式掛牌上市。
這是國內第一家在香港上市的高端礦泉水企業,也是自治區在香港上市的第一家公司。[6]在中國,價位與國際品牌媲美的礦泉水為什么有這樣大的市場需求呢?其一是因為這款礦泉水主要的賣點是來自的原始冰川水,品質高、生態、無污染,它自身的水源獨特性是一般礦泉水無法達到的。其二是國內本身缺少國產高端礦泉水品牌,它的出現剛好符合了高端市場的需求、填補了空白。在一些高端會務中采用這樣的礦泉水作為官方飲用水,一方面振興了我國自身的民族企業,另一方面還有利于民族地區高端品牌的打造。圖二5100礦泉水包裝設計此外,由國家民族事務委員會主管,西南民族大學主辦的民族專業學術理論期刊《民族學刊》(圖三)其設計也值得一提。該刊物于2010年6月正式創刊,期刊主要突出西南地區的民族研究特色,展示民族學研究成果。中國歷史上第一個民族學專業學術期刊———《民族學研究集刊》于1936年出版了第一輯,其封面題字具有濃厚的中國文化內涵。《民族學刊》選擇了其題字的集字作為刊名題字,希望能秉承歷史上優良的學術傳統。《民族學刊》作為民族學專業性學術期刊,在封面設計上既有少數民族的傳統元素,又有現代設計元素相結合,在紋樣設計上,帶有傳統民族風格和吉祥的寓意。
刊名下搭配暗紅色條紋,突出期刊的名稱,也增加了封面的動感,識別性很強,成為《民族學刊》的文化品牌形象。在書脊、扉頁和目錄上也采用相關標識的設計方式,方便讀者閱讀。頁眉和內文版式的設計也體現了與封面一致的標識,使版面有整體效果。封底采用全英文,與國際接軌,方便國外讀者閱讀,這不單是一本民族學專業期刊,更是一本國際化的民族學期刊,使整本期刊看上去統一。從上述三個例子中我們得出,強化民族藝術設計的同時,一方面打造民族高端品牌,一方面也要打造中、低端品牌。現在,許多地區都在打造地方特色品牌。例如像四川省汶川縣震后特色旅游產品開發,通過保留震后遺址的原封原貌,與災后重建的旅游生態區相輔相成,既表達震后對失去家園的受難者的沉重哀悼、又向后人展示了國家大力扶持災后地區的重建與發展。這一系列發展也帶動了汶川地區特色旅游紀念品的市場,但這些旅游紀念品的藝術品位還不夠高,民族地區的各個企業、商家也迫切需要把“設計”作為市場競爭的重要手段,樹立民族地區的品牌形象,讓民族地區特色品牌走向世界,弘揚民族精神。
三、民族藝術設計適應消費市場的品牌化戰略構想
在符號消費漸成趨勢、國外符號品牌不斷擠占我國民族品牌市場的形勢下,筆者對少數民族藝術設計的品牌化戰略,提出以下構想:
(一)民族藝術設計與品牌化戰略相結合
通過獨特的銷售理論,給產品賦予一個恰當的賣點與定位是尤其重要的。某種程度上說,品牌形象比產品的功能更為重要,大部分消費者認為品牌產品比非品牌產品更加安全可靠。民族藝術設計在品牌化戰略上,應當將品牌再定位,實現超越性的創新。比如四川省涼山彝族自治州會理縣,素有中國“石榴之鄉”,早在唐朝時期,會理石榴就是皇帝御定貢品,每年由南詔王送入宮中。會理縣委、縣政府把會理石榴作為當地特色農支柱產業,開展技術指導與培訓,提高果農的栽培管理技術,實現石榴產業化經營,遠銷全國各地,并出口到東南亞、中歐及歐美各國,迄今已榮獲四川省著名認證商標注冊,將會理石榴品牌化、統一監制會理石榴外包裝,確保會理石榴品質,并每年9月舉行國際石榴節,通過石榴產業帶動當地運輸、包裝等其它行業發展。會理石榴走的是品牌化戰略,將農副產品證明商標注冊,并每年9月舉行國際石榴節,讓會理石榴成為會理縣的新標簽。我們的民族藝術設計在品牌定位上大多都不夠精準,如今的市場更加細分化、規范化,民族藝術設計應當找尋適合自主品牌化的策略路線,定位好以核心價值為中心的品牌識別系統,然后以品牌識別系統統帥企業的一切價值活動。
(二)民族藝術設計與市場營銷相結合
少數民族藝術設計要以適應市場需求為前提,設計開發出來的產品既符合市場規律,又有前瞻性。要大力突出民族地區品牌的符號性、獨特性、文化內涵性、時展性。第一,產品設計要與銷售模式、商業體系、業態模式接軌,比如用于“實體店”銷售的與用于“電商”銷售的,在包裝設計上,后者必須適應物流業、快遞業的特點。現代人講究時代性前提下的實用性,做到包裝不過度、功能不夸張,時尚與實惠共存。第二,針對個性化消費和市場細分的趨勢,品牌的結構策略要有高、中、低消費層次劃分,老、中、青消費人群劃分,會務、商務、休閑等功能劃分,從而兼顧品牌的各個消費階層的定位與選擇,實現針對性營銷。例如在苦蕎茶營銷上,可將原產地開發為苦蕎生態園區,讓消費者前來參觀苦蕎茶的生產流程,對苦蕎茶有個全面的了解,在參觀的同時品茶,在這個基礎上開發一系列苦蕎產品,如年輕系列、中老年系列、高檔系列等等,適應不同的年齡階層的需求,在銷售上可借鑒像竹葉青專賣店的形象設計,讓消費者在口感上、視覺上得到滿足,從而真正的與市場相結合。
(三)民族藝術設計與科技創新相結合
藝術設計與科技相結合,是藝術設計現代化的必然趨勢,民族藝術設計也不例外。借助新技術、新材料、新方法,大幅度地提升藝術設計的科技含量,更能彰顯符號品牌的科技價值。比如苦蕎茶品牌的設計上,可以運用科技手段,突破“茶葉”品種的種類邊界,向茶葉食品拓展,開發茶點、茶零食等其它綠色健康食品,并開拓高檔酒樓、賓館的自助餐市場;再例如桂林陽朔的大型山水實景演出“印象劉三姐”,就是利用現代化手段,結合桂林的山,漓江的水,現代燈光技術作為表演舞臺,通過實景的演出,給觀眾營造出一種人與自然和諧、天人合一的視覺效果。象我們生活中出現頻率越來越高的3D技術,早在2011年Burberry秋冬3D服裝秀上,首次將3D技術運用在服裝上,在秀場上運用全息攝影和數碼投影技術,將模特變成3D人物,模特走著走著,突然化為虛幻,爆破定格等等,美輪美奐的效果,讓我們不禁慨嘆科技改變生活。我們的民族藝術設計也要利用現代科技技術,創造新的視覺效果、給消費者帶來感官的美學刺激,從而促進消費。
(四)民族藝術設計與文化創意相結合
將少數民族藝術與流行文化相結合,注入新鮮創意元素,值得我們探索。現代人的消費不僅追求實用性,更追求文化性。美國經濟學家派恩提出:“體驗本身是一種開放式互動經濟形式,主要強調商業活動給消費者帶來獨特的審美體驗,其靈魂和核心是主題體驗設計。”[7]如同蘋果零售體驗店一樣,消費者通過免費體驗蘋果產品,聽音樂、打游戲、看電影等等,直觀的了解到蘋果產品的優點。人性化的互動過程,吸引了很多潛在消費者,顧客體驗的不單單是數碼產品,更是一種氛圍、溫暖,消費者置身于蘋果體驗店中所感受到的是人情味。沒有銷售人員說服消費者購買,放松心情參與互動,蘋果產品也在毫不經意間向消費者進行了自我推銷。我們的民族品牌往往缺少了這樣的氛圍,甚至有些品牌是以生硬的方式來打造文化氛圍。中華五千年漫長的歷史文化,具有豐富的、博大精深的文化價值可以挖掘。但是形式要通俗化、時尚化、時代化,不能要求消費者像學術研究者一樣來學習少數民族藝術文化,這樣會脫離市場實際。畢竟民族藝術設計是為符號產品銷售服務的,如果脫離了主要消費群體,就會偏離市場需求,形成失敗。2012年火爆全球的江南style一樣,其歌曲和騎馬舞就讓一般大眾能接受,簡單的舞步,重復的旋律讓不大了解歌詞的觀眾也能簡單哼唱,形成大眾化的模仿潮流,從而形成一個強大的市場效應,就是一個成功的范例。
(五)民族藝術設計與國際化戰略接軌
關鍵詞:酒店照明設計;客戶導向型;設計理念
經濟的不斷發展、城市化腳步的逐漸加快,人們生活水平的穩步上升,使得酒店行業如雨后春筍般茁壯成長。酒店作為城市建筑的重要組成部分,已經不再只是提供下榻之所的單一功能,而是具備了住宿、餐飲、商務洽談、休閑娛樂等多樣化的綜合性場所,酒店的設計工作對于提高酒店競爭力起著重要的作用。酒店設計工作按照進程依次是建筑設計、照明設計、室內設計,從中可以看出照明設計在酒店項目中占有的舉足輕重的地位,特別是在人們普遍追求品質生活的今天,探究照明設計品質提升方法具有重要實踐意義。
一、面向不同客戶的酒店照明設計與實現
酒店照明設計主要就是解決功能性問題與藝術性問題,要實現兩者的相輔相成、和諧統一。目前對于酒店的普遍分類方式包括招待所、快捷酒店、星級酒店和超豪華酒店幾大類,在具體的照明設計實踐中,應根據不同酒店所面向的人群類別,以客戶需求為導向進行設計。
1、招待所照明設計
招待所面向客戶主要是常年在外出差的辦公人員,其主要目標是安全性與舒適性,酒店裝飾較少、空間場所分類單一,基本不需要燈光營造氛圍,重點是功能性滿足,包括公共區照明水平。
(1)公共區域(前廳等)照明設計
由于招待所的功能定位,其公共區域一般面積不大,高度適中,與樓梯、走廊間基本無過渡區,采用一般照明即可,選用無特殊裝飾效果的功能性燈具如支架、燈盤等,照明水平按照國標推薦為300lx,但根據實際墻面色彩,可進行適當降低,使整體色彩搭配更為和諧。對于前臺部分可加強局部照明如使用射燈,方便人員工作。
(2)客房照明設計
招待所客房一般規格統一,布局方式大致相同,燈光氛圍主要指向安全感,可以適當提高光源色溫,帶給客戶賓至如歸的心理感受。一般可選擇嵌入式燈具,若天花板形制不允許,可采用懸吊或吸頂式燈具,滿足功能性照明要求即可。
2、快捷酒店照明設計
近些年來,快捷酒店呈現如火如荼的發展態勢,是一種介于普通招待所和星級酒店之間的經營形態,其從裝飾到服務都追求“經濟型”,給人感覺不奢華、實用性好,性價比高,且干凈衛生。但隨著旅游年輕化的發展,許多快捷酒店的設計開始迎合年輕人需求,向著主體化形式發展,酒店設施也逐步多元化,故對其照明設計應根據酒店自身的定位、裝潢層次來具體分析。
(1)客房
根據實際需求,快捷酒店的客房一般分為單間、標間,大、小床等幾種主要類別,少數檔次較高的酒店具備商務房及套間,但對于整體設計方向來說,都應以營造輕松溫馨氛圍為目標,再聯系酒店自身主題和企業形象進行具體設計。
經濟型酒店的客房一般兼顧臥室和起居室的雙重功能,客人刷卡進門后第一個接觸的是入口過道,此處一般采用頂棚射燈,某些豪華客房可能采用小型發光頂棚,主要目的是提高視野亮度,過道燈光開關一般采用雙控,便于操控,體現人性化設計理念;客房應采用局部照明為主整體照明為輔的原則,在寫字臺、床頭、更衣間、衛生間等處設置亮度較高的燈具進行局部照明,整體照明可采用吸頂燈,但一般只作為應急使用。通過這種設計形式,局部照明間會通過相互交錯影響,光線反射、折射效果形成溫暖輕松的環境氛圍。
(2)大堂
快捷酒店大堂一般與咖啡廳、網吧或小沙龍等空間相接,功能多元化,照明方式靈活多變,但一般是遵循整體照明為主,局部照明為輔的原則,與客房照明設計恰好相反。其中,前臺作為客人進門后的主要視覺焦點,應采用明裝燈具,且考慮工作人員填單、結款等需求,亮度要求較高,一般在300lx以上,使用懸掛式燈具較好,且應注意懸掛高度的設置,確保視線的通透性和目標的識別性。而對于企業logo標識、價目牌等信息公示處,應采用射燈、小型投光燈等聚光型燈具,提高指向性。此外,對于大堂與其他功能空間鏈接的過渡區域應加強照明亮度,體現引導功能。
(3)休閑空間
快捷酒店休閑空間包括沙龍、輕餐廳或咖啡吧,一般是多種功能的復合,且為門廳的延展,但不論定義為何種使用功能,區域內平均照度不宜過高,以營造輕松隨意的氛圍為原則進行整體照明設計,而后根據具體要求補充局部照明,例如,對于書寫臺、閱讀區域可設置壁燈、臺燈或者懸掛燈。
3、星級酒店照明設計
星級酒店設施完備,涵蓋酒店預期的全部功能類別,不僅要重視設計的功能性,也要注重美觀性,追求各種光影效果搭配的藝術感。由于其面向客戶的品味一般較高,在具體設計中不僅要體現酒店自身的個性、檔次,還要站在客戶的角度考慮,彰顯客人自我價值。
(1)客房
客房始終是酒店服務的核心,也是照明設計工作的重點。星級酒店客房內裝檔次一般比較高,飾面材料多采用墻紙、木料及石材,其光學特性與較低檔次客房具有顯著不同,應注重裝飾層次的提升,盡量做到見光不見燈,較多使用間接照明。在燈具選擇方面,應考慮與吊頂形制和高度的匹配問題,入口玄關處可采用暗藏式防眩燈具,會客區最好采用兼具裝飾性和功能性的移動照明工具如落地燈,床頭則采用臺燈加吊頂布燈相結合的方式,并且要求燈光可調來滿足不同的視覺需求。
為了體現客房寧靜舒適及慵懶的特點,整體照明亮度要求較低,但局部照明必須明亮,以滿足客戶的不同需求;對于色溫來說,要求臥室呈現暖色調,光源在3500K以下,而在洗手間等處應選用高色溫光源以保證視覺上的整潔干爽。
(2)大堂
星級酒店的大堂照明不再滿足于基本需求,更多的是藝術性的表現。由于星級酒店大堂一般為多層通高形式,空間大,應滿足300lx以上的照度,但要注意與天花板的協調性,一般可采用大尺寸直接式光源,也可根據酒店自身裝修定制特型燈具,力求形成視覺焦點。照明系統建議智能化,滿足不同時間段的照度、色溫需求,保證大堂內的光線始終處于舒適的條件下。
(3)宴會廳
宴會廳是星級酒店極具特色的部分,內部裝潢一般較為華麗,在進行照明設計時應充分考慮其可能的應用場景,為燈具選擇和布控提供依據。
通常可采用主燈加輔助照明的方式,應注意主燈對桌面照度的影響,提高對菜品、食材的表現力度,同時可選用暗槽燈和直接式燈具輔助照明。此外,最好設置智能化操控系統,選用LED燈具產品以保證各種場景調光的使用需求。
二、針對酒店照明現存問題的品質提升對策
1、注重節能環保理念
熱輻射光源在光色純凈度和顯色性能上具有得天獨厚的優勢,在許多低檔酒店推廣使用新一代燈具的同時,很多星級酒店為了滿足光環境的嚴苛要求反而大量應用原始的白熾燈產品,美觀性與環保節能理念產生了沖突。在這種情況下,應充分利用建筑空間性質、材料光學特性,在滿足具體需求的情況下盡量采用較高參數規格的新型照明產品,以期從設計方案角度整體減少照明效果與環保節能的沖突。
2、通過調節色溫提升舒適感
酒店照明光源的色溫選擇通常是在3000K~5000K之間,但隨著新型裝潢材料的推廣應用,不應將照明設備色溫限制在其中,應根據建筑特點和實際需求進行科學化調節,通過色溫和內飾的搭配營造舒適溫馨的氛圍,提高客戶滿意度。
無論是哪種類型的酒店,其照明設計都應做到以人為本,以客戶需求為導向,將人性化理念與環保節能理念應用其中,實現人與自然和諧發展。
參考文獻:
本書共5章:1.射頻識別系統:包括超高頻RFID標簽的設計、超高頻RFID讀寫器的體系結構及無芯片RFID系統(標簽與讀寫器),最后對本書各章節內容進行概括;2.無芯片RFID標簽散射場的數學描述:首先是奇異擴展方法(SEM),具體包括在電路理論及瞬態散射的應用、基于SEM的散射體的等效電路,然后介紹了本征模展開法,最后特征模式理論的引入;3.無芯片RFID標簽:包括無芯片RFID標簽復雜的自然共振設計、基于特征模式理論的無芯片RFID標簽設計;4.無芯片RFID標簽在讀寫器的識別:包括通過散射信號、散射信號時間頻率分析、短時間矩陣束法等分析識別原理;5.無芯片RFID標簽的檢測、識別和定位:包括無芯片RFID標簽的空時頻防碰撞算法的原理與實驗、無芯片RFID標簽的定位算法等。
作者Reza Rezaiesarlak博士畢業于弗吉尼亞理工學院暨州立大學電氣與計算機工程系,現為摩托羅拉移動的高級射頻工程師。擁有微波、天線、射頻和通信系統7年以上工作經驗,微波與天線結構的電磁特性深厚的理論基礎和專業知識,在射頻和微波系統的設計、實施和調試方面經驗豐富。發表超過10篇會議論文/報告和14篇期刊論文。
本書內容涵蓋了無芯片RFID的優點、各部件設計、識別、檢測、防碰撞及定位等多個方面的內容,并包含一些應用程序,方便讀者深入理解所述內容。本書適合通信、無線傳感器網絡、物聯網等方面或專業的學生或從業人員參考閱讀。
論文關鍵詞:物聯網,大學管理,應用研究
一、物聯網的概念
物聯網(Internet of Things,簡稱IoT)是新興的IT技術,它是指通過把射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,嵌入和裝備到公路、建筑、電網、供水系統、大壩、油氣管道等各種各樣的物體中,再結合現有的互聯網,實現人類社會與物理系統的整合的一種IT技術。
在這個經過整合的物聯網當中,通過互聯網實現物品的自動識別和信息的互聯與共享,另外中心計算機群也能對整合網絡內的人員、機器、設備和基礎設施進行實時的管理和控制。通過這樣一種技術手段,人類就能以更加精細和動態的方式管理生產和生活,達到“智慧”狀態,從而提高資源利用率和生產力水平大學管理,改善人與自然間的關系。
二、基于大學校園管理的物聯網關鍵技術
1. 感知技術
物聯網多通過RFID技術、傳感器來達到感知的目的。
RFID(Radio Frequency IDentification)技術,中文名為射頻識別技術,它是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動、快捷、方便地識別目標對象并獲取相關數據,從而實現對各類物體在不同狀態(移動、靜止、惡劣環境)下的自動識別和管理。
傳感器是能感受規定的被測量,并能按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置,多為敏感元件和轉換元件組成,用來感知信息采集點的環境參數。
2. 傳感器網絡
傳感器網絡是一個分布式智能化網絡系統。它在每個節點配備了傳感器、無線電收發器、微控制器和能源裝置等部件,再通過這些部件的協作,就可以監控不同位置的物理、環境狀況論文參考文獻格式。
3. 無線網絡
無線網絡指的是使用無線電技術進行傳輸的計算機網絡,它是有線網絡的延伸,和有線網絡功能相似,只是傳輸技術不同而已。它的優勢是在沒有有線網絡的地方,或是移動的環境下,也能同樣地連接上網絡。
4. 數據融合技術
數據融合技術是利用計算機技術、人工智能等技術,將來自多個傳感器的觀測數據進行采集、過濾、自動分析、綜合處理,進而得出相應的估計、決策等信息,以便輔助人們進行管理、決策工作。
三、物聯網在大學校園管理中應用的前提條件
大學作為年輕人密集的地方,同時也是高級知識分子集結地,在大學校園管理中運用物聯網技術,能迅速被人們接受和運用。且目前很多高校都擁有多年的校園網絡建設,已擁有校園網及校園無線網絡。這些都為物聯網在高校管理中的運用提供了前提條件。
四、物聯網技術在大學校園管理中的應用
1. 應用于圖書館檔案室管理
利用物聯網構建新型的高校圖書館、檔案室管理平臺大學管理,可以創新很多管理辦法。
圖書館、檔案室工作人員將RFID標簽貼在圖書、檔案中,通過標簽中的芯片和天線,再利用物聯網構建出RFID的無線射頻智能系統,這樣就能讓圖書、檔案擁有了GPS的定位功能。圖書、檔案在移動過程中,一旦經過館室中的各個檢查點,就立刻并跟蹤并記錄下來,并在服務器中儲存相關信息。這樣子,師生們在電腦上輸入書名、檔案的師生姓名,就能實時地掌握圖書、檔案當前的具置,再使用便攜式的掃描設備、手持機等工具進行跟蹤,就能快速找到自己想要的書籍、檔案。物聯網技術的引入,使得以前單純依靠號碼、人工查找的辦法得到了智能化的改革。
依據物聯網技術,還可以設計出圖書自助借還設備,師生們在借還圖書時,可以來到自助借還設備前邊,讓設備自動讀取借書證和圖書,由于使用RFID技術,設備可以在幾十厘米到幾米距離內讀取圖書,還可以一次讀取多本圖書,這樣子就提高了圖書借還速度,比之前使用條形碼,由圖書館工作人員現場一本一本地辦理借還手續高效得多。同時大學管理,設備還可以提供24小時借還圖書服務,為高校師生提供更為方便的服務。
在高校圖書館、檔案室中引入物聯網技術,將能為這些地方的管理提供靈活高效、減少人力的智能化方案。
2. 應用于校園安防管理
在物聯網安防管理平臺中,通過射頻識別、圖像識別、GPS、無線傳導網絡、遙感等技術,并結合日常的視頻監控系統,全面感知校園的環境、人和物的變化,而計算機系統將這些感知信息進行匯總、處理,適時地進行提示或報警。通過物聯網技術,我們就可以全方位地提升校園的安防自動化程度,實現智能化的識別和管理,提高效率,節省人力,從而更好地進行安防管理論文參考文獻格式。
當有物體闖上校園的圍墻或其他敏感區域時,系統通過在這些區域的紅外激光、次聲壓傳感檢測器、感應光纖等傳感終端,判別闖入物體的大小和具置,并通過傳感網絡調轉相應的攝像頭監控該區域,同時依靠圖像識別技術跟蹤闖入物體,相應的提醒信息也立即發送到中心和高校保衛人員的手持設備中。在得到提醒后,保衛人員就能立即調取該攝像頭的畫面。經過觀察后,當確實需要派保衛人員趕到現場時,物聯網安防管理平臺還可以利用地磁傳感器、校道旁安置的無線傳感節點、無線傳感網,以及保衛人員身上的手持終端大學管理,實時把握保衛人員在校園內的定位,以此中心就能方便地調度最近位置的人員前去現場。
物聯網技術的引入帶來了安防方法的改變,與先前的視頻監控系統安防方法不一樣了,物聯網技術的安防管理不再要求保衛人員一直守著監控屏幕觀看。由于傳感網絡擁有圖像識別智能技術,能夠在邊界內出現異動時,及時感知信息,自動跟蹤拍攝和錄制畫面,并向中心和人員發送提醒信息。保安人員可以只在收到信息后才調取、查看相應攝像頭的畫面。這將使得高校的安防管理輕松不少。
關鍵詞:混頻器;射頻電路;ADS;二極管
中圖分類號:TM 文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2008)06-0342-01
1 引言
隨著第三代移動通信技術的發展成熟以及藍牙技術的日益普及,全球眾多相關公司和研究部門都投入了相當多的人力和物力資源來研究無線通信技術。混頻器就是無線通信中相當重要部分之一。已經廣泛應用在手機,衛星通信,基站,雷達,導彈制導系統,軍事通信系統,數字無線通信系統。混頻器對電子系統的性能,尺寸,重量和成本有著決定性的影響。發展小型化,高性能的混頻器有相當重要的實際意義。[1-2]
2 應用ADS設計混頻器
2.1 主要技術指標
本振功率0dBm,射頻功率-20dBm;隔離度:本振和射頻端口隔離度-25dB以下,本振和中頻輸出端口隔離度-25dB以下;變頻損耗7dB左右;端口反射系數:射頻端口在1.95GHz處反射系數-20dB以下,本振端口在2.15GHz處反射系數-25dB以下。
2.2 電路設計及各端口性能參數
建立雙平衡二極管混頻器電路原理圖,三個端口采用微帶線為之匹配。并按照電路設計參數為端口電源設定參數,如圖2-1所示。啟用ADS的仿真功能,得到三個斷口反射系數曲線和端口隔離度如圖所示。
圖2-1 雙平衡二極管混頻器原理圖
由圖2-2可知,S(1,1)在頻率為1.95GHz時,滿足反射小的要求,同樣,由圖2-3,本振頻率在2.15GHz時,其端口反射小于-20dB,滿足設計要求,而中頻輸出等于射頻減去本振,為200MHz,從圖2-4可知,中頻輸出端口在頻率為200MHz時的端口反射也很小。S(3,1)表示1端口向3端口的傳輸系數,從圖2-5可以看出,傳輸是滿足要求的。另外,1端口和2端口,以及2端口和3端口之間的隔離度也是需要考慮的因素。同樣,可以從仿真結果中得出三個端口之間的隔離度。如圖2-6所示。由圖可見,S(2,3),S(1,2)在1~3GHz范圍內都是很小的,表明端口之間的隔離度好,少有信號之間的泄漏。
從以上分析可知,設計的射頻1.95GHz,功率為-20dBm,本振2.15GHz,功率為0dBm的雙平衡二極管混頻器滿足指標。
2.3 諧波分析及變頻損耗
采用ADS諧波分析方法對電路進行仿真分析,顯示本
振信號、射頻輸入信號以及中頻輸出信號的頻譜圖。分別如圖2-7,2-8,2-9所示。
由圖2-7可看出,本振信號在頻率為2.15GHz的處,信號功率最大,為防止其他頻率點的信號產生干擾,可再本振端口設計濾波器,濾除不需要的頻率成分。同樣,由圖2-8可見,可在射頻端口設計濾波器,消除其他頻率信號,保留有用信號。在中頻輸出端口,如圖2-9所示,有用信號頻率為200MHz,其他干擾信號可設計濾波器將其濾掉,得到需要的純凈的有用信號。
混頻器的變頻損耗定義是:混頻器輸入端的微波信號功率與輸出端中頻功率之比。[3-5]
本設計的混頻器變頻損耗由射頻功率(單位dB)減去中頻輸出信號功率(單位dB)等于5.618dB。(見圖2-7和圖2-8)
4 結論
本文主要是對雙平衡二極管混頻器電路進行優化設計,并通過諧波仿真分析其性能,在各端口加上匹配電路后,混頻器各端口的反射系數都能達到預期的目標。本論文的目的在于通過設計優化混頻器電路,掌握電路的優化設計方法,同時對設計電路的性能進行了的分析。
參考文獻
[1]W.AlanDavis,KrishnaK.Agarwal編著.射頻電路設計[M].北京:機械工業出版社,2005.
[2]常永宏編著.第三代移動通信系統與技術[M].北京:人民郵電出版社,2002.
[3]Octavius Pitzalis and Paul Wang,“Simulating the Intermodulation and Conversion Loss Characteristics of a Microwave Mixer”,MSN,March 1987.
在學生愿意主動來到課堂學習的前提下,吸引學生的學習興趣更為重要。為了可以讓學生興趣盎然地參與到教學過程中來,教師在能講述知識的前提下,還要能激發學生的學習動機,喚起學生的求知欲望。在這方面,教師可以結合實際應用,講述一些射頻集成電路在日常生活中的應用。比如,美國半導體產業協會(SIA)總裁兼執行長BrianToohey曾指出:“從物聯網、智能汽車、智能家居等市場都可以看出,半導體普遍出現在每一種產品類型中,而且正變得無處不在。”僅僅在我們每天使用的智能手機中就包含RF收發器、功率放大器、天線開關模塊、前端模塊、雙工器、濾波器及合成器等關鍵射頻元件。而且有報告指出,2011年這些射頻器件的市場規模為36億美元,預計2011~2015年的年復合增長率為5.6%,到2016年主要的射頻器件市場將達47億美元。此外,目前應用比較廣泛的WiFi及物聯網都與射頻集成電路有著密切的關系。這些切實應用由于與學生的生活以及將來的就業息息相關,因此,相關內容的講述能夠有效地激發學生的學習熱情。
二、如何讓學生成為課堂的主人
“以教師為中心”“以灌輸為主要形式”的傳統教學方式已經無法適應新時代的需求。如果教師僅根據教材對內容進行枯燥的講解,無法抓住學生的注意力,學生很容易溜號,影響課堂教學質量。因此可以通過引進研究型教學模式、師生互動來活躍課堂氣氛。所謂“研究型教學模式”即將教師由知識的傳授者轉變為學習的指導者,將學生由被動的學習轉變為主動的學習。如何使學生成為課堂的主人,在教學實踐中發現培養學生的問題意識是課堂教學的有效手段,教師可以通過創設開放的問題情景,引導學生進入主動探求知識的過程,使學生圍繞某類主體調查搜索、加工、處理應用相關信息,回答或解決現實問題。比如,以射頻技術在物聯網中的應用為開放課題,學生通過查資料,分析整理,更深刻體會了射頻技術在智能家居、交通物流、兒童防盜等方面的應用,使學生在學習過程中主動把“自我”融入到課程中,敢于承擔責任,善于解決問題。
三、讓學生走上講臺
學生是課堂的主人,因此,可以改變以往教師在講臺上講、學生坐在下面聽的傳統教學模式。讓學生走上講臺可以將傳統的講授方式轉換為專題研討的教學模式。教師可以提前布置專題內容,如射頻器件模型、射頻電路設計、射頻技術發展、射頻技術的應用及未來發展趨勢等。有個專題內容作為核心,學生可以在老師的指導下通過檢索資料,組織分析資料,最終走上講臺向老師和其他學生講述相關的內容。通過幾年的實踐,發現這樣可以增加學生學習的主動性和自覺性、同時也能使學生對相關的問題發表各自的觀點,形成對問題各抒己見、取長補短的研討學習方式,大大拓寬學生的知識面以及綜合表述能力。
四、通過實踐教學加深理解理論教學內容
理論教學是掌握一門技術的基礎,但實踐教學也是必不可少的。學生在掌握一定的基礎理論的同時,須要通過設計實踐來強化鞏固。實踐教學的引入,不僅能夠加深學生對理論知識的深入理解,洞悉細節,提高學生的動手能力,還可以培養學生創新思維及科研能力。因此,教師可以通過設置幾個開放的課程設計內容來讓學生主動研究探索。在本課程的教學中,本人已經有計劃地進行了實踐教學活動,例如,在實踐教學中,曾經給學生布置了“用于GPS的低噪放電路設計”的實踐設計。在該設計過程中,學生須要深入理解多方面知識,比如明確GPS的頻段、確定低噪放的電路結構,并有效評估電路性能等。為了課程設計的順利進行,學生須要進行查閱分析資料、軟件安裝、軟件學習、電路設計、課程論文撰寫等幾個環節的分析設計工作,并最終在實踐中系統深刻地理解掌握課程的理論內容,為以后的工作及深造打下堅實的基礎。
五、鼓勵學生參與科研項目