发布时间：2023-03-27 16:42:10
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的硬件系统设计论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
文献信息资源建设的总体目标是提高文献信息资源保障率。长期以来，这一观念一直在文献信息资源建设理论研究与事业建设领域得到贯彻。遵循这一目标，努力丰富馆藏以满足社会对文献信息的需求，就成为各图书馆资源建设的指导思想，也直接导致了各图书馆的“大而全”、“小而全”的建设模式。然而，各图书馆以一己之力，始终无法解决信息资源建设能力的有限性与用户信息需求的无限性之间的矛盾，特别是在图书馆事业还相对落后的情况下。造成的结果，一方面是群体图书馆的资源重复建设；另一方面则是个体图书馆的资源严重漏藏。
基于此种形势，文献信息资源共建共享的理念开始树立，而且在资源建设的实践中得到落实，图书馆界积极开展了资源整体布局的研究，也采取了诸如文献联合采购，统一编目，出版联合目录和实行馆际互借等一些具体的资源共建共享方式。然而在传统条件下，信息必须依赖于一定的物质载体而存在，文献信息内容与文献载体不可分割，资源建设过程中信息的共享问题实际转化为物质载体的共享问题，信息的可共享性得不到充分体现：一个单元的文献不能同时满足两个以上用户的信息需求，另外还存在文献信息传输等诸多障碍。因此，文献信息资源建设还多是立足个馆，各图书馆只能围绕自身的用户群进行资源建设，共建共享在传统条件下得不到最有效的实施。在这种情况下，信息资源建设理论不能突破传统文献资源建设理论的桎梏，无法发生质的变化，只能继续强调个馆满足自身用户信息需求的能力。
资源的数字化建设使文献信息摆脱了载体的约束，信息能够实现跨时空的存取，真正做到一方建设、多方利用，信息的可共享性得以充分体现。数字技术和网络环境不但提供了资源共享的全新发展环境，而且提出了重构资源建设理论的迫切要求。重新审视资源建设理论，我们不难发现，信息资源数字化并不等同于资源的共建共享，如不努力创新资源建设的理论研究，数字化建设实际上是“大而全”、“小而全”建设模式的再现。那么，基于共建共享的资源建设理论与传统的文献信息建设理论是何种关系？是继承还是颠覆？本文将研究共建共享对传统文献信息资源建设理论的影响。
2 共建共享理论与传统文献信息资源建设理论的总体比较
文献信息资源建设是指一定范围内的文献信息机构对文献信息资源进行有计划的积累和合理布局，以满足、保障社会发展和国家建设需要的全部活动。文献信息资源建设包括微观和宏观两个方面，宏观文献信息资源建设是指根据一个地区、一个国家乃至国际间的需要而进行全局的文献信息资源布局和协调发展工作；而微观文献信息资源建设是指各个文献信息机构对文献信息的收集、组织、管理、贮存等工作。
共建共享是指在信息资源建设和服务过程中，文献信息机构建立广泛的合作、协作、协调关系，宏观布局和科学规划文献信息资源，利用各种技术、方法和途径，共同揭示、建设、开发和利用信息资源，追求对文献信息资源的完备保障，以最大限度地满足用户信息需求的全部活动。
共建共享理论同传统文献信息资源建设理论一样，也分为宏观建设和微观建设两个层面。不同的是，传统的文献信息资源微观建设即馆藏建设可以独立于宏观建设而存在，而资源共建中的微观建设如脱离宏观建设就失去了共建的意义；传统的文献信息资源建设是在微观建设的基础上进行宏观建设，而资源共建是在宏观建设的指导下开展微观建设。可以认为，传统文献信息资源建设是微观建设决定宏观建设，而资源共建是宏观建设决定微观建设。因此，传统文献信息资源建设与资源共享在建设范围和服务范围两个方面存在不同的效果。（如图1、图2、图3、图4所示）
图1和图2分别反映传统文献信息资源建设和资源共建所产生的不同建设效果。在图1中，由于传统文献信息资源建设是在微观建设的基础上开展宏观建设，因此各个图书馆所建设的资源不可避免地存在重复现象，甚至有部分资源重复现象十分严重（如图中交叠部分所示），重复建设就意味着资源覆盖范围的缩小，因而不利于提高文献信息资源保障率；在图2中，由于资源共建是在宏观布局和科学规划的基础上进行的，避免了资源的重复建设，能最大限度地提高文献信息资源保障率。
附图
图1 传统建设的多馆文献信息资源覆盖范围
附图
图2 共建共享的多馆文献信息资源覆盖范围
图3和图4分别反映传统文献信息资源建设和资源共建共享的不同服务范围。在图3中，由于各图书馆是在微观建设的基础上开展宏观建设，因此个体资源的服务范围之间存在交叉重复，使整体资源的服务范围小于个体资源服务范围之和，只有图中交叠部分所示的用户才能在一定程度上共享资源；在图4中，由于各图书馆在合作协调的基础上共同发展用户群，因此服务范围得到最大扩展，并且可共享资源的用户范围就等同于全体用户。
附图
图3 传统建设的多馆文献信息资源服务范围
附图
图4 共建共享的多馆文献信息资源服务范围
由此可见，资源建设过程中是否将系统布局和科学规划放在首位，是资源共建与传统文献信息资源建设的根本区别。传统文献信息资源建设立足个馆，强调依赖个馆的资源建设来满足特定用户信息需求，从而不能在根本上放弃“大而全”、“小而全”的建设理念。资源共建以系统布局和科学规划为出发点，强调以整体的资源建设来实现对信息资源的完备保障，以满足社会对信息资源的需求（包括潜在需求），资源建设的广度（覆盖范围）由整个共建系统来保障，而资源建设的专深度则由各图书馆来保障。
3 信息资源共建共享对文献信息资源建设理论的具体影响
共建共享对传统文献信息资源建设理论中的建设原则、结构理论、资源补充、资源组织、资源评价等方面都产生了巨大影响。
3.1 对建设原则的影响
在传统文献信息资源建设理论中，被普遍接受的建设原则有：实用性原则，系统性原则，特色化与协调性原则。下文将就共建共享对这三条原则所产生的影响做具体分析。
3.1.1 对实用性原则的影响
实用性原则要求，根据图书馆的服务任务和服务对象的需求来建设文献信息资源。而资源共建共享理论要求，每个图书馆在所负责的建设范围之内，不再强调文献信息资源的实用性而更加注重文献信息资源的完整性。因此，实用性原则应该调整为完整性原则。
【关键词】温度 at89s52 nrf9e5
1 引言
由于在局部的温度通常具有不一致性，因此在检测环境温度时，传统的单一测点测量温度的方法并不能够准确说明实际的温度信息。在同一环境中，对多点进行温度测量，能够有效解决这一问题，使得温度测量更加准确。但是多点温度测量的温度测量点比较分散，如果使用传统的有线布线方式的话，则系统设计复杂，十分麻烦。本论文设计了一种基于无线传输的温度采集系统，采用了nrf9e5无线芯片，主控芯片采用的是at89s52单片机，温度测量的传感器为ds18b20[1]。
本论文首先介绍系统整体设计方案，然后分别简要介绍硬件电路设计以及部分软件程序设计。
2 系统方案
无线数据传输按照传输方式的不同，可以分为：点对点、点对多点以及多点对多点。本论文所设计的系统由主控芯片51单片机、主接收器以及多个测量终端组成。每个测量终端都是通过无线传输模块nrf9e5传递数据，进而形成无线传输的温度采集系统。系统框图如图1所示。
将相应的温度传感器分布在所要测量环境的不同位置，就能够精确评估环境温度。然后再将这些测量得到的温度经过无线通信模块发送到主控芯片上，主控芯片对数据进行处理和显示。
3 硬件电路设计
3.1 无线数据传输模块
nrf9e5具有和8051相互兼容的微控制器，但是时序和指令都与其有些差别。nrf9e5与cpu的数据交换是通过串口来进行的。
nrf9e5和其他模块通信主要是通过自身内部的并行口和内部的spi口。nrf9e5与nrf905等具有一样的功能。收发器在与微控制器进行数据交换的过程中，主要是通过片内的spi和并行口。在要传输通信的数据准备好之后，就能够产生中断，供微控制器使用。
3.2 温度测量电路
温度检测的方法有很多，比如采用热电偶等。但是本论文采用的是ds18b20温度传感器。该温度传感器采用的是one-wire总线，即只采用一根信号线与单片机进行连接。该测温传感器能够测量零下55度到125摄氏度的温度范围，同时分辨率能够达到0.5摄氏度。工作电压范围很宽，一般为3.0至5.5v。
3.3 主控芯片
本论文设计的数据采集器使用的主控芯片是at89s52单片机。msc-51单片机是八位的非常实用的单片机。本论文所使用的at89s52单片机就是基于这款单片机的。msc-51单片机的基本架构被atmel公司购买，继而在其基本内核的基础上加入了许多新的功能，同时扩展了芯片的容量以及加入flash闪存等等。51内核的单片机具有很多优点，因此无论是在工业上还是在一些电子产品上应用都很多。全球也有许多大公司对其进行扩展，加入新的功能。即使是在今天，51单片机仍然在控制系统中占据很大市场。
下面对本论文所使用的单片机作简要介绍。这款单片机具有最大能够支持的64k外部存储扩展，同时还具有8k字节的flash空间。该单片机具有4组i/o口，分别是从p0到p3，同时每组端口具有8个引脚。每个引脚除了能够作为普通的输入和输出端口外，还具有其它功能，也就是我们通常所说的引脚复用。其还具有断电保护、看门口、计时器和定时器。51单片机一般的工作电压是5v。
4 软件设计
4.1 通信协议
本系统为单点对多点的无线通信，主接收器在可靠通信范围内分别与每个数据终端通信。主接收器与每个数据终端都有一个唯一的地址，因此在通信过程中必须明确接收方的地址。系统通信协议定制如表1所示。
4.2 温度测量程序
本论文采用的温度传感器是one-wire总线的器件，与主控芯片进行一根数据线连接，就能够同时实现数据和时钟信号的双向传输。但是这样就要求主控芯片的时序必须具有严格的要求。在出厂之前，每个器件的rom上都光刻上64位的编码，这个编码地址序列是唯一的，我们可以通过这个编码地址序列来进行多
点的组网。但是本论文所设计的温度采集系统，在每一个结点只是用一个温度传感器，因此在程序中并不需要读取其rom编码。
5 总结
在实际的温度测量过程中，测量单点的温度往往并不能够准确反映实际温度信息，需要对同一环境进行多次测量，同时要对多个温度节点进行测量。但是多点温度测量的温度测量点比较分散，如果使用传统的有线布线方式的话，则系统设计复杂，十分麻烦。本论文设计了一种基于无线传输的温度采集系统，采用了nrf9e5无线芯片，主控芯片采用的是at89s52单片机，温度测量的传感器为ds18b20。本论文首先介绍系统整体设计方案，然后分别简要介绍硬件电路设计以及部分软件程序设计。
参考文献
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摘要：本文针对“嵌入式系统设计”的教学实践，将“嵌入式系统设计”系列课程实践教学分为三个层面，对课程内容、实践教学方案和实践教学环节等进行探索，确保学生在掌握专业知识的同时，提高自主学习与自主创新的工程实践能力，真正做到学以致用。
关键词：嵌入式系统设计；实践教学；创新
中图分类号：G6420.0 文献标识码：A
嵌入式系统是相对于通用计算机系统提出的“嵌入式计算机系统”，它是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物，是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统，被广泛应用于通信设备、信息家电、工业控制和交通等方面。作为“嵌入式系统设计”的教学应是以应用为中心，结合实践与应用的一系列课程教学，它是本科生在四年学习中进行创新性实践的有力保证。“嵌入式系统设计”需要设计者具有较强的综合理论知识和动手能力，是对设计者综合能力与创新能力的考查。因此，在以“应用型”人才培养为目标的理工科院校的实践教学中应特别重视学生嵌入式系统设计能力的培养，加强实践教学环节，提高学生实践能力、职业技能与就业能力。在此结合地方高校通信工程专业的特点对学生“嵌入式系统设计”能力培养的相关课程内容、实践教学方案和实践教学环节等进行探索，探讨地方高校理工科学生创新型人才培养体系，培养出理论与实践相结合的创新性人才。
1嵌入式系统设计实践教学层面
嵌入式系统设计是复合型的新兴技术[1][2]。基于嵌入式系统设计的课程既与计算机、电子、通信、自动控制技术相关的专业课程有关，又与具体的应用背景有关。理工科各专业需结合专业特点和嵌入式系统在专业中的应用进行嵌入式系统设计的研究与教学，根据专业特色开设先进的、具有深入内容的嵌入式系统设计课程，使学生具备创新能力和解决实际问题的能力，所以在进行嵌入式系统设计人才培养时必须重点把握实践和创新这两个方面，注意科学对技术所起的基础支持作用，要从嵌入式系统设计动态发展出发，开设具有嵌入式系统设计体系的课程，开设有关含有信息论、系统理论及控制理论等基本内容交叉融合的课程，拓宽学生在专业学习中视野与思维的深度和广度，这样才能培养出学生的创新能力。根据嵌入式系统设计的实践可以按照图1所示三个层面进行相关课程的配置。
层面一是培养学生具备能够针对某个具体嵌入式系统软、硬件平台进行二次开发的能力。要求学生掌握应用系统的设计和开发技能，属于嵌入式系统教学的最低层。集中在微处理器(如MCS51系列、TMS320系列、ARM系列)的体系结构及其语言、接口的工作原理；嵌入式应用系统开发工具、开发语言、交叉编译环境和调试工具的使用。在此
方面以单片机芯片及其开发应用、DSP芯片及其开发应用和ARM微处理器及其开发应用展开教学，并在实践环节对学生动手制作自已所期望的单片机、DSP和ARM的应用系统进行作品展示，并将作品作为成绩考核的依据。
层面二是培养学生具备能够进行嵌入式系统平台设计与开发的能力。不仅要求学生掌握硬件系统的设计与开发技能，还应该掌握软件系统的设计与开发技能。促使学生掌握嵌入式系统体系结构后，掌握嵌入式操作系统的原理及其在特定硬件平台上的移植。使学生具备特定硬件平台下的嵌入式系统裁剪、移植，板载资源的初始化与驱动及外设驱动程序的设计和嵌入式数据库系统开发技能，注重嵌入式系统图形界面和网络通信的设计与开发。在层面一的基础上进行嵌入式操作系统及应用软件开发的教学，并在实践环节对学生动手制作自已所期望的具有图形界面操作、外设驱动和数据信息管理等功能的单片机、DSP和ARM应用系统进行作品展示，并将作品作为成绩考核的依据。
层面三是培养学生具备能够进行基于SOPC嵌入式系统IP内核设计和开发的能力。要求学生在掌握前两层面的基础上，让学生能够进行基于FPGA的SOC系统的设计与开发训练，并结合嵌入式系统的发展进行有关计算机体系结构等理论研究。促使学生结合EDA设计、嵌入式系统优化、计算机体系结构理论、微电子等学科知识，将微处理器等以IP内核的方式植入FPGA中，利用FPGA的可编程逻辑资源，按照系统功能需求来添加接口功能模块，既能实现目标系统功能，又能降低系统的成本和功耗。这样就使得FPGA灵活的硬件设计与处理器的强大软件功能有机地结合在一起，高效地实现SOPC嵌入式系统。实践环节以学生参加嵌入式系统设计竞赛、科研创新、发明制作等实践进行作品展示，并将作品作为创新学分修读的依据。
2嵌入式系统设计实践教学方案
(1) 学生实践能力设计
“嵌入式系统设计”系列课程的教学内容应包括嵌入式系统硬件与软件的设计，在以电路与系统集成、计算机信息系统集成及计算机辅助设计与仿真为工程设计基础教学的同时，加强学生在工程设计能力方面的培养，提高学生的电路设计和软件开发能力。因而，通信工程本科专业的实践教学可在基于现代电子技术进行信息的采集、传输、处理、检测、控制和现代通信网工程应用的同时，以信息与通信工程技术为主线，融电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程技术于一体，构建通信与信息系统和信号与信息处理学科方向，使学生实践能力结构如图2所示。
(2) 实践教学方案
在教学中注重理论与实践课程相结合，加强实践与设计课程，设置完善的实践课程体系，强化学生的技能训练，开展工程设计。低年级课程要特别强调基础理论的学习，基本技能的训练；高年级逐步加强技术性，实用性课程，关注信息工业发展的需要。可结合本校学术研究、参与企事业科研及就业市场的方向，分设若干个课程组及专题设计，有利于学生专业化水平的提高，并缩小大学教育与企业要求之间的期望差距。其实践教学具体实施可参考图3进行。
第一学期培养学生认识、发现、探索实践的主动创新思维模式。如通过军事理论的学习，注重介绍通信技术在现代军事中的应用；通过工程制图的学习，以电子CAD为导引学习AutoCAD、Protel等绘图软件的应用；通过认识实习，下企业进行现代通信方式及通信器械的认识学习。
第二学期培养学生工程创新中结构设计及可视化界面编写能力。如在以国家级计算机等级考核展开教学的同时，注重学生计算机语言编程基础能力的培养，注重VB、VC、VF、Delphi、Java等编程的导向学习。
第三学期培养学生可视化界面及数据库管理信息系统的开发设计能力，进行有线与无线通信中电子测量仪器设备的使用。
第四学期培养学生基于单片机与EDA的嵌入式系统设计开发能力。在加强电子工艺实践的同时，以数字系统与逻辑设计教学为基础，加强硬件描述语言与电子技术系统级的融合，基本实现计算机软件到硬件的实践创新技能。
第五学期培养学生基于DSP的嵌入式系统设计开发能力，加强生产实践实习。在各专业课程学习的过程中，以计算机硬件与计算机软件设计来体现信息与通信工程学科下通信与信息系统和信号与信息处理学科方向共性的实践操作创新设计。
第六学期培养学生基于ARM的嵌入式系统设计开发能力。以通信与信息系统和信号与信息处理学科方向构建专业综合课程设计。
第七学期培养学生基于SOPC的嵌入式系统设计开发能力。在通信与信息系统学科方向以现代通信网络系统为导向，构建有线通信与无线通信的通信系统课程设计。在信号与信息处理学科方向以语音、图像等多媒体信号与信息为导向，构建语音与图像信号与信息工程应用的通信系统课程设计。
第八学期培养学生综合的嵌入式系统设计开发能力。通过专题进行企事业单位上岗实践，加强毕业设计的理论与实践相结合，为毕业后就能上岗打下基础。
在以上各环节中除了完成课程实践教学外，还要求学生在课外必须参与科技实践及各项竞赛活动或提供自已的创意作品以取得一定的创新学分。因此在“嵌入式系统设计”实践教学与创新型人才培养体系建设中，要综合考虑实验、实习、课程设计、毕业设计及课外科技实践活动等实践环节，统筹实践教学体系，使学生能从课内到课外，充分发挥课外科技活动提高自身工程素质。
3嵌入式系统设计实践教学支持
以嵌入式系统设计为指引，将理论与实践进行有效合理的整合，应用现代教育技术，结合工程实践进行分解，变成可供实际推广操作的学习任务，辅以必要的教育技术支持手段(开发教材、课件、培训计划、教学设计、实验设计、必要的评估手段)强调学生自主学习，在实际工程环境中掌握和内化工程的理念。
(1) 开放实验室
在以“学生是主体，教师是主导” 的基础上，为了使学生在高等教育中获取更多的实用知识和创新技能，开辟与课程配套的网上资源系统，鼓励学生遇到问题后上网查找资料，采用基于Web的开放实践教学管理系统[3]。对实验室教学信息进行综合分析，建立开放式实践教学平台和开放式实践教学管理体系，通过Web页完成学生开放实验的各个环节管理，提高教学质量和办学效益。使学生由实验申请到实验结束完全网络化管理，有利于实验设备的充分利用，也有利于学生思维能力、设计能力、知识综合运用能力和创新能力的培养。
实验室开放的对象为所有在校学生，主要以设计性、综合性及研究创新性的实验项目开放为主，培养学生综合运用所学基础理论和专业知识解决复杂问题的能力。在实验室内部的各实验分室可根据自身特点和教学实际需要，采取定时开放与网上预约开放两种不同的模式向学生开放。
所谓定时开放是根据教学安排，在指定时间内向学生全面开放。理论课教师和实践课教师根据实验室仪器设备情况，结合课程内容，确定教学计划以外的自选实践项目。学生可以根据自己的兴趣爱好对实践项目进行创新设计组合成综合型、设计型实践课题，在课外独立完成自己的课题方案设计并经指导教师审核通过，在实践过程中学生必须独立完成实践并撰写上传实验报告。
所谓网上预约开放是学生提前申请拟做实践项目和所需仪器设备及元器件，由实验室根据学生人数、实践内容和网上预约时间安排实践设备、器材和指导教师。学生根据实验室的仪器设备的条件自行拟定科技活动课题并提供方案，在网上预约相应的实验室与指导教师，开展创新发明、科技制作、论文撰写等实践活动。在实践过程中学生都必须进行独立的思考，查阅相关文献资料，综合多方面的知识和技能，在实践设备和操作环节上不受任何限制的情况下自行分析、设计和调试实践系统，最终得出实践结果并撰写上传实践报告或论文。
(2) 实践教学组织
联系专业提供工程设计课题，结合前面所讲的教学层面与科研、科技竞赛工作开展学生设计性实践项目，激发学生的创新热情，如将行走机器人的制作分解为语音识别、图像识别、高精密电机进给控制等实践项目。强化实践过程，选派具有实践经验的教师参与指导，有助于培养学生的创新能力，如通过提供的对比示例来启发学生，增强学生的自信心。在实验方法与实验措施上实现多元化，使学生在不断改进、反复锻炼中提高分析问题、解决问题的能力，在实践过程中真正做到举一反三。
学生须进行嵌入式系统的软硬件设计，为了使实践内容和教学内容联系得更紧密，可结合前面所讲的教学层面要求学生设计实践核心板与扩展板。核心板提供相对应微处理器的最小系统，包括了处理器、RAM、ROM、寄存器接口等；扩展板提供电源、LCD显示、串口、USB、以太网口等模块。
改革课程考核方式，加强学生动手能力的培养，单片机技术、DSP技术、EDA技术、嵌入式系统、可视化程序设计等技术课程的考核成绩全部采用实践环节，实验占总成绩的40%，课程设计(要求有硬件和软件制作)占总成绩的40%，创意制作占总成绩的20%。学生在完成实验基础上，完成选定题目的课程设计，实验与课程设计题目每年不断更新，学生可以根据自身掌握的程度选择不同难度的题目，分值依据题目难易程度而定。
这样将“嵌入式系统设计”系列课程实践教学融合到地方理工科院校的人才培养体系中。通过加强开放实验与科技制作及科技竞赛等创新学分的管理，改革相关课程考核方式，综合考虑知识、能力和素质三者的关系，统筹实践教学体系，提供丰富的工程设计课题，加强学生对“嵌入式系统设计”的工程训练，促进大学教育的创新性人才培养。
参 考 文 献
[1] 沈连丰,宋铁成,叶芝慧等. 嵌入式系统及其开发应用[M]. 北京：电子工业出版社,2005.
结合铁路基础设施健康监测的特点，从硬件和软件两个方面设计数据采集子系统；首先，分析振动传感器的选用原则和输出信号的特点，在此基础上进行数据采集系统的硬件设计；然后，提出利用软件进行数据采集的模拟，详细论述各个模拟模块的建立过程；最后利用所属方法建立用于铁路基础设施检测的数据采集子系统，系统的建立为铁路基础设施监测理论研究提供了方法，为同类型数据采集系统设计提供参考。
关键词：
铁路基础设施；监测；振动传感器；数据采集
0.引言
进入21世纪以来，我国铁路建设发展迅猛，取得了良好的经济与社会效益。随着铁路运输速度的迅速提升，再加上其相对方便舒适的环境和价格上的优势，势必能吸引越来越多的人选择铁路作为他们旅行的交通工具，然而，伴随着铁路运输的飞速发展给人们带来的交通上的快捷与方便，车体与铁轨的振动故障对公共财产及人身安全构成了前所未有的威胁。伴随着我国铁路立体跨越式的迅猛发展，轮轨间激扰力与激扰频率随着车辆行驶速度的不断提高，逐渐增大，变宽，结果会造成电机等吊挂设备和车内设备的高频高幅振动，引起车体设备振动能量的急速加剧。如果超过了铁路各设备所允许的振动强度范围，未来的工作性能指标及使用寿命将会受到过大的动态载荷和噪声的严重影响，情况越发严重会导致零部件的早期失效。当前大量事实表明，在长期作用的情况下，铁路振动故障可能会导致货物破损，轨道破坏，列车脱轨等危险情况。为确保铁路“安全、经济、快捷、舒适”的特点和优势，铁路建设要不断发展完善其各项功能，才能在越发激烈的市场竞争中取得优势，因此，各国都加强了对铁路振动的检测及分析，也增加了对其的投入力度。今年我国对铁路振动检测领域的人力物力投入有明显增加，并且研究范围扩展到众多方面。以往铁路振动检测系统只配备在一些重要单位或者要害部门，而在2000年以后，各个铁路站段及各个振动检测站点基本都已经涉及发展应用到。铁路振动检测系统的重要性越来越被人们所认可，近些年又不断完善各项相应的标准和规范。为了保证铁路的运输安全、高效舒适的科学发展及以人为本的发展要求，确保铁路的优势和特点，如何准确检测高速铁路的振动并判断故障是摆在铁路工作者面前不容缓的实际问题。
1.数据采集系统设计方案
本论文用于铁路基础设施监测的振动传感器数据采集系统主要由下位机系统和上位机节点两个大的部分组成。系统设计方案的结构框图下位机系统里包含了振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块和电源模块五个单元。振动传感器把接收到的振动信号数字化，通过IIC数字传输方式，将数据发送给微处理器STM32F103ZET6。微处理器作为控制单元，用于接收振动传感器数据并进行数据处理分析计算，通过RS-232串口通信，运用MAX3232电平转换芯片及CH340RS-232串口转USB芯片，实现了XYZ三轴振动数值发送到上位机进行控制显示。因为目前个人电脑上已很少有串口，所以我们使用RS-232串口转USB口芯片CH340G，数据可以从USB口进入PC上位机。由于每一个节点的检测范围有限，使用多个这样的节点共同检测则可以扩大系统的监测范围，提高系统的整体工作性能。整个铁路振动检测系统是由多个下位机节点互相协作共同完成系统功能的。
2.系统硬件设计
2.1系统硬件设计思想
本论文的铁路振动检测系统是由振动传感器数据采集模块，IIC实时数据传输模块，微处理器模块以及RS-232有线通信模块和电源模块组成。振动传感器数据采集模块对铁路振动的振动数据信号进行实时采集，将采集到的数据数字化，并通过IIC实时数据传输方式与单片机处理器通信，接着单片机处理器模块将采集的数据进行数据处理分析，通过有线通信模块上传到上位机进行实时显示及存储，为铁路振动故障的判断提供合理依据。微处理器中有数据处理分析算法的设计，完成对采集到的实时振动信号进行数据处理分析，判断当前得到的振动数据是否在铁路设备所能产生的振动范围之内并对数据进行干扰点剔除，去直流及多项式趋势项和平滑处理，计算出与自然坐标系夹角的角度，使整个铁路振动检测系统的性能与数据准确性得到大幅度提高，很大程度上降低了系统的错误上报率。
2.2系统介绍
系统硬件部分可以分为五个部分：振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块、RS-232有线通信模块和电源模块。数据采集模块：由单片机处理器模块发出相应的控制指令配置振动传感器的控制寄存器，内部控制寄存器来决定信号的采集速度、通信方式、数据输出格式与带宽，振动传感器根据内部控制寄存器的值按要求采集振动信号。实时数据传输模块：振动传感器采集的实时数据通过IIC传输方式，将数据发送给处理器，为之后的数据处理分析奠定了基础。微处理器模块：主要工作是通过系统软件控制数据采集模块完成振动数据信号的采集，并对数据进行处理分析，然后控制RS-232有线通信模块将处理完成的数据上传至PC上位机进行显示及存储。该模块是振动传感器数据采集模块和RS-232有线通信模块进行联系的核心部分。RS-232有线通信模块：将微处理器模块处理完毕的数据，通过RS-232串口通信的方式传递给上位机，上位机会自动显示及存储数据，供振动故障的判断使用。电源模块：通过该模块，将5V外部直流电源转换成系统所使用的3.3V电源。
结论
本论文设计了一套铁路振动检测系统，该系统采用下位机整体检测模块PC上位机整体控制数据流向，并对上传的检测数据进行显示保存。从与传统检测方法的比较来看，它能够更加高效、深入、细致的对铁路振动信号进行检测、处理分析及显示存储，并为铁路振动故障的判断提供可靠依据。
作者：鲁楠 唐岚 廖若冰 朱加豪 单位：西华大学汽车与交通学院 西华大学西华学院
参考文献
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关键词： 电子专业 单片机产品设计 教学改革
电子专业学生主要从事以下三类岗位工作：核心岗位（电子产品装配工、电子产品调试工）、从属岗位（电子产品检修员、电子技术员）、拓展岗位（电子技术工程师、产品生产管理员）。对于核心岗位的需求量最大，但相对比例会有所下降，对知识与能力的要求会有所提高；从属岗位和拓展岗位的人才需求量呈上升趋势，需求紧迫。单片机技术及应用系统设计这门课程的主要任务是培养学生成为在智能控制系统检测维修与设计方面的专门人才，直接反映从属岗位和拓展岗位的工作要求，具有鲜明的职业性与实践性。通过本课程的学习，培养学生典型的智能控制系统调试与设计的能力。
传统教学以教师讲授为主，学生只能被动接受。在实训课中传统教学方法已不能充分激发学生的学习兴趣，无法使学生更好地提高操作技能，使实训课逐渐变得枯燥无味。参照单片机产品设计工作过程和工作情境，进行课程教学改革。
1.课程改革思路
根据高职教育数控技术专业人才的培养目标，遵循以“就业为导向，能力为本位”的职教理念设计。本课程从职业成长过程，按照从易到难、由浅入深的认知规律，确定合适的载体，运用教学论、方法论方式分析处理后，参照企业中单片机产品系统设计工作过程和工作情境，进行选材。
2.学习情境创设
通过调研，针对智能控制系统检测维修与设计行动领域下的单片机技术及应用系统设计学习领域需要具备以下能力：
（1）专业能力
①读懂单片机电路图纸的能力；②掌握单片机工作原理及内部结构的能力；③具备相应的单片机硬件线路的调试能力；④具备能看懂单片机程序流程图的能力；⑤具有基本的单片机编程的能力；⑥具备单片机软硬件安装和联调的能力；⑦具备单片机产品开发的基本流程和工艺的能力。
（2）方法能力
①资料收集整理能力；②制订、实施工作计划的能力；③单片机应用系统综合应用设计能力；④单片机应用系统故障的检查分析能力；⑤理论知识的综合运用能力。
（3）社会能力
①语言表达能力、沟通协调能力；②团队组织能力；③班组管理能力、责任心与职业道德；④安全与自我保护能力。
为了实现上述能力，在此将课程划分为：循环彩灯的设计制作（22课时）、交通控制灯的设计制作（30课时）、数字电子钟的设计制作（40课时）、温度控制系统的设计制作（40课时）四个学习情境。其中，此四个学习情境的创设是根据单片机应用电子产品的设计由简到难的过程确定的。
3.学习情境教学实施
以子情境循环彩灯的设计制作为例，进行教学实施。
（1）教学背景
教学目标：能够读懂单片机I/O口控制电路原理图，能够掌握单片机I/O口的内部结构和工作原理，能够选用单片机I/O口作外部硬件电路的设计，能够编制简单的程序实现单片机I/O口对外部电路的控制，能够熟悉单片机系统硬件电路的组成及控制原理，能够掌握基本的单片机软硬件调试能力，能够正确使用测量相关的仪器仪表，具备劳动组织能力、具备团队协作能力、具备安全操作规范的意识。
学生应具备的知识：单片机的整体认识、基本电子电路图整体认识、I/O的整体认识、计算机使用能力、简单硬件电路调试能力、电子仪器设备检测及规范操作能力。
具体任务：使用相关电子仪器仪表对电路参量进行测量、掌握电路故障排除方法及处理思路、掌握应用环节、确定方案、制定实施步骤、开发工具的使用。
准备文件：任务书、引导文、指导作业文件、演示视频文件、单片机I/O口作外部控制电路相关文件、检查单、评价表。
本任务旨在在该学习领域培养学生团队合作能力、沟通能力、检修组织实施能力等；教师需合理引导学生完成小组讨论，确定单片机I/O口控制硬件电路的设计及软件编程的方案。
（2）教学组织形式
①针对循环彩灯的控制功能要求，学生设计相应的功能接口电路，编制出程序及完成产品的调试。
②学生独立工作和合作学习相结合，通过小组讨论、和教师谈话培养交流能力。
（3）具体实施
①资讯：（2学时）
下发任务书，描述项目学习目标，交代项目任务，发放相关学习资料，最后回答学生的提问。
②计划（4学时）
学生自愿组织工作小组，推选班组长，以小组为单位，确认工作任务，分解任务，制订工作计划，教师对学生方案进行检查、指导。
③决策（2学时）
确定掌握单片机I/O口基础知识需要的资源及学习步骤，确定控制电路的设计与编程的学习步骤，确定任务完成的展示方式。
④实施（10学时）
第一，单片机I/O口的控制电路设计。小组成员分工收集资料，掌握单片机I/O口的结构及工作原理，最后进行资料汇总，小组讨论、教师指导下确定方案，完成I/O电路设计。
第二，程序的编制。根据所设计的I/O接口电路及控制要求，在小组讨论、教师指导下确定方案，画出程序流程图，最后学生自己完成具体程序。
第三，软硬件的调试。烧入程序，对设计的系统进行软硬件调试，在调试过程中，记录好调试出现的问题，并归纳总结经验。
教师应合理安排时间，即使有个别小组在规定时间中没有完成任务也必须停止，并要求该小组对未完成任务的原因进行详细分析。教师应安排课余时间让未完成的小组完成项目的制作。如果大多数小组均未完成，教师应根据实际情况查找原因，是否项目设置过难、是否学生还没有掌握本次课的内容，在以后的课程中做出相应的调整。
⑤检查及实施（4学时）
根据设计产品的功能及具体过程，教师及小组互检评分。同时每人撰写产品说明书，根据个人在小组活动中的表现进行小组互评。
选小组代表按照任务书的要求，在全班介绍工作过程，改进提高并总结系统设计及调试经验，结合班级所有方案，优化小组方案。
4.结语
采用工作过程系统化的《单片机技术及应用系统设计》课程，大大提高了学生的学习兴趣和参与主动性、积极性，收到了良好的教学效果。通过对企业的用人调查，学生产品的调试与系统设计能力很强，不需再进行专业培训。今后还将对工作过程系统化的课程改革进行进一步完善，提高教学水平和教学质量，提高学生的工程实践能力。
参考文献：
[1]王斌.《电子设计自动化》课程工作过程系统化方案的开发[J].化工职业技术教育，2010（01）.
毕业设计主题定位的过程大致分为选择和确立主题、社会调查及收集资料、构思设计方案、实施与制作、作品展示答辩5个大的环节。对于高职学生的毕业设计应该尽量以做出实物为主，尽可能避免写研究型论文，只有开展有实战性的工作项目，才能全面体现毕业设计的意义和价值。指导老师在拟写和帮助学生选择课题时，应体现教学与生产、科研、文化、经济相结合的原则。课题范围不宜过宽。指导老师可帮助学生从实习单位入手寻找课题，根据岗位工作需求进行设备改造或控制系统设计；也可以由指导老师根据现代企业生产状态，拟出与企业生产结合紧密的课题。通过完成毕业设计作品，将自己所学的专业知识转化为生产力（设计作品）。只有让设计蓝图变为产品，毕业设计才有价值和意义。一个课题就是一个工程项目，可大可小，大的课题可以由多个学生共同完成，但必须使每个学生都有独立完成的任务，工作量要适当，分工要明确，这也考验课题组成员的组织协调能力和团结合作的意识。
2关于设计方案的确定
确定设计方案之前，要求学生要查阅大量资料，进行大量的企业和社会调研，学生接触的事物越多，看到的资料越多，其设计能力就越强，设计者只有充分了解市场，分析消费对象，迎合消费需求，设计才有存在的价值。指导老师应推荐一些主要书目、参考资料以及一些企业工作人员做为咨询对象，并对学生的开题报告给予合适的意见和建议。开始的时候需要学生对要研究的课题做调查，了解相关的背景知识，清楚的知道自己要研究的课题有什么效果以及意义。然后才让学生对课题目前的发展形势和未来的发展的走向进行调研。最后协助学生理顺方案的原理以及声明做该课题的具备的条件，并大概的理出做好该方案的关键性步骤，以便在这里面选取一个比较合适的方案。预则立，做任何一件事情都应有计划有步骤地进行。告知学生毕业设计的时间限制，要求学生根据选定的方案，拟定出阶段性计划，明确各阶段应完成的任务、应达到的目标及主要负责人。合理分配时间也是设计的一个重要的组成部分，优化时间资源达到最佳的设计效果。
3关于设计内容的分配
设计内容的实施与制作过程是最能体现学生的工作能力和专业技能的。
3.1硬件材料的准备和设计
硬件设备的构造和平台的搭建非常重要。对于机电控制类专业的学生来说，硬件平台的搭建能充分利用其专业知识和专业技能。要求学生充分研究课题，明确被控对象和明确控制要求。要求学生向有关工艺、机械设计人员和操作维修人员详细了解被控设备的工作原理、工艺流程和操作方法，了解被控对象机械、电气、液压传动之间的配合关系，确定被控对象的控制要求。从而设计出硬件设备结构，或搭建出硬件工作平台。其次根据系统的控制要求，确定系统的输入设备的数量及种类，明确输入信号的特点，选择与之相匹配的输入模块。根据负载的要求选用合适的输出模块。确定输入/输出信号的点数。同时还要考虑用户存储器的容量、通信功能是否能达到要求以及系列化、售后服务等因素。从而确定控制器类型及规格（如PLC选型）及相关电气设备的选择。硬件的搭建和设备材料的选择很重要，指导老师应给予学生更多、更细致的帮助，以使采购清单尽可能详细和全面，使采买工作提高效率。搭建系统平台就是搭建整个设计的框架，要有设计图纸并经可行性审定，按照系统结构图进行系统硬件的加工、安装，组建出系统框架。然后再按照技术指标进行电路设计和安装接线。硬件设计这部分工作量比较大，需要细致耐心，考虑周全，指导老师应给予更细致的指导和更具体的建议，必要时还需要对课题组成员进行分工和考勤。
3.2系统工艺流程和软件设计
对确定的设计对象，要明确划分设计系统的各个阶段及各个阶段的特点，阶段之间的联系，归纳出各阶段应产生的结果，画出系统流程图。系统软件程序是系统的灵魂，只有软件程序能让硬件系统按照工艺要求动起来。要求学生认真分析机电系统的控制特点和工艺流程，绘制工作流程循环图，并编写相关软件程序，如状态转移图、梯形图、指令表等。
3.3系统调试
系统调试包括模拟调试和联机调试。联机调试，首先连接电气设备，不带负载，检查各输出设备的工作情况，待各部分调试正常后，再带上负载进行调试。通常调试过程也验证了学生的设计过程，都需要指导老师关注和引导。毕业设计是个人与团队合作的结晶，同时也包括设计过程中导师和同学的智慧，是师生的一种综合能力的体现。设计内容的实施与制作是未来工作的实战演练，通过设计内容的实施与制作过程可以反映出学生将来对工作岗位的态度和工作方式。从而可以使学生从中吸取经验和教训，为就业做更充足的准备。
4关于设计工作的整理与总结
经过不懈的努力，毕业设计终于完成了，将自己的感受和体会记录下来，将自己的产品介绍给消费者认识并推销出去，这样对自己的文字写作能力也是一次挑战。
4.1毕业设计产品说明
要求学生记录和总结毕业设计过程，撰写毕业设计产品说明书（或毕业论文）。产品说明书主要包括：系统方案简述（包括工艺流程图、控制流程图、功能模块、关键技术等）、系统设备的选型、系统硬件设计（硬件设计、电路设计）、系统软件设计、运行调试、以及结论（结果与讨论、经济及社会效益说明、工程应用评价）、参考文献等。
4.2毕业设计过程中的难点及解决办法的总结
高职学生进行毕业设计，主要是培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业技能，培养学生独立分析、解决实际问题的能力。如材料的选用能力、硬件的设计能力、软件的设计能力、故障的排除能力、总结归纳能力、信息传达能力、创新改造能力，以及严肃认真的工作作风等综合能力。所以在毕业设计过程中的遇到的问题及解决问题的方法都可以做为学生以后工作的经验，如做开题报告时方案的确立方法、硬件系统设计时材料型号规格的选择方法、材料的加工方法，以及系统软、硬件的调试方法等，都应让学生认真整理和总结。总结毕业设计过程中的得与失是非常重要的一个环节。
本文介绍的是设计一个以AT89S52单片机为核心的手持抄表设备，应用于居民用电读数抄表，设计整体包括下位机抄表仪和上位机管理系统两部分。抄表仪的设计主要包括主控程序、矩形键盘、1602LCD液晶显示屏、24C02F存储、无线通信等模块，抄表仪的基本工作流程是，首先和上位机管理系统通信，下载用户信息，然后由工作人员携带到用户住处，工作人员根据用户住址查询有关 用电情况，并且把用户的用电度数记录下来，最后回到工作地点上传数据。文中详细介绍了抄表仪的硬件设计思路、软件设计。
【关键词】AT89S52单片机;键盘;1602液晶显示屏;24C02存储器;无线通信模块等。
1 该设计解决的关键问题
确定基于单片机手持抄表仪的总体方案，最小单片机系统、显示模块，存储模块，键盘模块，无线通信模块等的选择，并通过相应数据线来完成的硬件电路部分。重点了解单片机最小系统与24C02存储器以及1602LCD显示屏的通信方式，以及最小单片机系统与PC机之间数据串口通讯过程。
本文采用AT89S52单片机与一些模块相结合组成系统硬件的控制器并进行一系列的操作，包括1602LCD液晶屏显示、MAX232串口通信，键盘扫描，24C02存储等。并利用8051开发工具，PROTEUS仿真环境，keil C编程环境。
手持抄表仪的设计有硬件和软件，该设计重点是抄表仪软件的设计，因为硬件设计基本相同，所以的功能都是由软件控制的。首先要弄清芯片的原理和使用方法，确定主控制器及外部器件，然后设计电路原理图以及相应的软件设计，并针对系统硬件和软件之间要建立起来的通信协议，从而达到抄表的功能。
2 系统的总体设计
在实际手持抄表应用系统中，较多采用51系列单片机（如AT89S52）作为系统的主控制器。这种抄表仪价格较理想体积小，便于携带。较为符合对手持抄表的设计要求。鉴于设计中要求抄表数量不多且读写时序不太复杂，考虑采用实惠型的AT89S52单片机为核心制作抄表设备，单片机通过串口MAX232与微处理机结合，可以充分发挥微处理机的强大功能，组成实用的抄表读写系统。
硬件设计通用型的核心是单片机和PC机，同时还包括：键盘、LCD显示屏、FLASH存储、无线通信等模块，单片机和PC机通过MAX232实现串行通讯。PC机主要完成的功能是接受由串口传输过来的数据，同时通过串行通讯口把规定的数据发送给单片机最小系统。
软件设计的软件主要包括主控单片机和PC机之间的通讯，LCD液晶显示器显示和驱动程序模块，键盘扫描模块，FLASH存储模块等部分组成，采用的软件是：KEIL C编译软件和PROTEUS仿真软件。
PC机与单片机之间的通讯一般采用中断方式工作，其数据格式、数据传输速率、串口选择方式和定时器方式等应具体根据不同的系统、设计要求和系统软件的设计方法而确定。
3 系统的硬件设计
3.1 24C02存储器
在该系统的设计中，由于52单片机的内存比较小，在进行实际的抄表中，无法存储更多的数据，因此设计了一个外扩存储器24C02，以便能够把所需要的各种数据和资料准确无误的全部保存下来，而且24C02有一个特性是非常明显的，在掉电之后数据还能够继续保存里，不会使数据丢失。
3.2 显示模块
本系统所选显示器为1602液晶显示器，显示模块是当计算机把用户数据通过串口传到单片机最小系统时，通过按键操作，把对应的用户信息调用出来显示在1602液晶显示器上，然后把对应电表数用键盘输入进去，同时也显示出来的过程，该显示器有专门的读写程序，在进行软件设计时，能够和键盘等模块很好的结合起来，操作起来比较容易一些，也非常符合该系统的整天设计要求
3.3 键盘模块
人机交互对话最通用的方法就是通过键盘和LCD显示进行的，操作者通过键盘向系统发送各种指令或置入必要的数据信息。键盘模块的好坏，直接关系到系统的可靠性和稳定性。对于该系统的设计，键盘的作用是我们通过在软件设计的程序中，把每个按键赋予不同的功能，然后在进行操作的时候只需按下想要实现的功能的键位就行了，本系统选用的是4*4的矩形键盘，其中有10个键位是0到9的数字键位，一个存储键位，一个读取键位等功能键。
3.4 串口通信
本设计应用的通信芯片为MAX232具有很强的抗共模干扰的能力。MAX232接口芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5v单电源供电。
该系统设计串口通信的目的就是为了单片机和上位机进行通信，把存储在存储器中的用户数据和资料，通过串口通信，准确无误的传送到上位机中，然后上位机把资料保存起来。
4 系统的程序设计
4.1 键盘扫描程序
4.2 液晶屏初始化程序
（1）液晶屏初始化程序
（2）液晶屏显示和读写程序
4.3 24C02存储器初始化程序
（1）位传输
（2）数据传输的字节格式
（3）I2C数据传输协议
（4）读写程序
4.4 主程序设计
4.5 串口通信设计
（1）串行通信设计
（2）串行口控制寄存器 SCON
5 结论
近几年来，随着抄表仪应用领域的迅猛扩展，特别是无线抄表仪和手持抄表仪的发展，使电力部门在运营方面取得了很大的进步。本论文所设计的抄表仪系统本着提高效率，提高管理水平，实现多种功能的原则而设计，全面提高电力部门的效率，减少在抄表过程中出现的各种问题。它主要应用于住宅小区、楼宇、酒店等用电场所。在从事本论文的研究和设计期间，主要开展了以下几方面的工作：
（1）根据预先设计的方案和结合实际情况，选择比较合适的元器件，例如：1602液晶显示器，AT89S52单片机，矩形键盘，MAX232串行接口，24C02存储器，等。根据功能需求，进行了硬件系统设计和构造。
1)初始设置模块具有设置系(部)名称、准毕业学生信息导入、指导教师信息管理与维护、课题申请时间段设置、毕业选题时间段设置、毕业设计学生年级设置、专业维护等功能。其中课题申请时间段设置功能模块用于设置教师上报课题的具体时间，即在该时间段内教师可以进行毕业设计课题材料的申报，为学生下一步选题提供参考课题;毕业选题时间段设置功能模块用于设置学生选择课题的时间，即在该时间段内学生可以进行毕业设计课题的选择，其他时间段内课题选择处于锁定状态。
2)学生资格审查模块具有查看有毕业设计资格的学生信息、取消或设定学生选题资格、导出有选题资格的学生信息等功能。
3)申报课题审核模块的功能是管理员对教师申报的毕业设计课题进行审核，被审核通过的课题才允许学生选择。
4)课题双选信息管理模块具有教师申报课题被选管理、教师申报课题未被选管理、已经选题学生信息管理、未选题学生信息管理等功能。管理员通过该子系统动态管理学生对课题的选择和教师对学生的挑择，了解双向选择的具体情况。
5)公告管理及模块的功能是管理员毕业设计的有关通知与公告，供教师、学生查看。
6)文档(表格)资料模块的功能是管理员中期检查表、指导教师评审表等一系列的毕业设计材料，供教师、学生下载。
7)数据归档模块的功能是接收教师提交的学生设计或论文等归档材料。
8)学生、教师账户维护模块的功能是对学生、教师个人信息、账户及密码等设置与维护。
9)管理员信息维护模块的功能是对管理员个人信息、账户及密码等设置与维护。
教师管理子系统功能
1)课题申报模块包括“课题申报”和“我的课题”等子模块。“课题申报”子模块的功能是教师申报课题材料，该课题材料通过管理员审核通过后，供本年度有毕业设计资格的学生选择;“我的课题”子模块的功能是教师查看本人申报的课题及材料。
2)查看毕业设计题目模块的功能是查看本单位教师上报的管理员审核通过的供学生选择的所有课题的详细材料。
3)选题管理模块包括被选课题和未被选课题管理等子模块。通过该模块，在学生选题时间段，教师可以动态地管理课题的选择，并对申请选择该课题的学生进行挑选。
4)填写()任务书模块的功能是教师对应课题的任务书，供学生使用。
5)接收开题报告模块的功能是教师接收学生上报的开题报告、英文翻译等课题支撑材料，并下载审核。
6)网上答疑模块具有查看学生疑问、教师答疑等功能。通过该模块，教师和学生可以进行在线交流。
7)查看管理员通知(公告)模块的功能是教师查看管理员的毕业设计的有关通知与公告。
8)下载文档(表格)材料模块的功能是对管理员的中期检查表、指导教师评审表等一系列的毕业设计材料进行下载。
9)设计材料审核模块的功能是审核学生在课题设计、论文撰写过程中提交的毕业设计等材料。
10)审核论文正式稿模块的功能是对学生提交的毕业设计文稿最终材料进行审核、确认和下载等。
11)上传归档数据模块的功能是对任务书、开题报告(英文翻译)、论文正式稿等毕业设计的最后材料进行归档。
12)个人信息维护模块的功能是对教师个人信息、账户及密码等设置与维护。
学生管理子系统功能
1)查询毕业设计题目模块的功能是对教师上报的管理员审核通过的供学生选择的所有课题的详细信息进行查看，该子系统为学生选择课题提供前期准备。
2)毕业设计选题模块的功能是学生对毕业设计进行挑选。
3)查看任务书模块的功能是对教师对应课题的任务书进行查看，并根据任务书安排毕业设计的各项任务。
4)提交开题报告模块的功能是提交学生上报的该课题的开题报告、英文翻译等课题材料，供教师审核。
5)网上答疑模块具有疑问提交、查看答疑和我的疑问等功能。通过该模块，教师和学生可以进行在线交流。
6)查看通知(公告)模块的功能是学生查看管理员的毕业设计的有关通知与公告。
7)下载文档(表格)材料模块的功能是对管理员的中期检查表、指导教师评审表等一系列的毕业设计材料进行下载。
8)提交论文正式稿模块的功能是提交学生的设计文稿等最终材料。
9)个人信息维护模块的功能是对学生人信息、账户及密码等设置与维护。
系统设计与实施中的重点和难点
1系统设计及实施平台选择
高校毕业设计管理信息系统依托校园网，以Internet作为网络平台，需要考虑的网络平台包括网络硬件平台、网络操作系统、Internet服务器软件、客户机软件等，高校毕业设计管理信息系统体系结构图如图2所示。本系统采用MicrosoftVisualStudio2008的ASP．Net(c#)作为B/S模式下的前台开发工具，LINQ作为B端的数据访问技术，SQLServer2005作为DBMS。
2数据库系统设计
根据系统的需求，高校毕业设计管理信息系统的数据库设计如图3所示。图3中，student表是学生的基本信息表;teacher表是教师的基本信息表;admin表是管理员的基本信息表;subjects表是毕业设计课题的基本信息表;mailinfo表是学生毕业设计任务书、开题报告、网上答疑和论文材料等的信息表;authority表是学生、教师和管理员授权目录树的信息表;basesystemdata表是系统基本信息维护表;publicnotice表是毕业设计通知信息表;profession表是学生所属专业基本信息表;chosensubject表是毕业设计选题登记表;downloadzone表是毕业设计材料下载信息表。每个数据库表都规范到BCNF中，它消除了插入异常，删除异常，修改复杂，减少了数据冗余，达到数据库设计对函数依赖模式分解的最高程度和要求。
3学生选题并发处理的实施
高校毕业设计管理信息系统的数据库被所有学生所共享，在学生选题时，存在多个学生同时选择同一课题的情况。如果该处理不进行并发控制，就会出现选择该课题的学生人数远远超过该课题允许的最大选题人数，也就是说，若对并发操作不加控制就可能会产生存取和存储不正确的数据，破坏了数据库的一致性。因此，高校毕业设计管理信息系统必须提供并发控制机制来处理学生的选题操作。
实现学生选题操作并发控制的具体过程及对应存储过程代码描述如下:该存储过程把查询该课题允许的最大选题人数及该课题当前已经选题的学生人数、选题登记、更改该课题当前已经选题的学生人数等数据库操作设置为一个事务，使得这些操作具有原子性、一致性、隔离性和持续性，从而保证学生的选题操作能正确并发处理。
结束语
