单片机课程“5E+项目化”融合教学模式研究

针对传统单片机课程教学过程中的问题,提出在教学过程中实行“5E”和“项目化”相融合的混合式教学模式,以“5E”教学模式为基础框架,对课程内容进行“项目化”改造,将实际应用项目融入到5E教学模式全过程,构建以学生自主学习为中心“,5E”和“项目化”教学相融合为主体的新型教学模式。通过整合教学资源、重构教学内容,以项目设计开发为抓手,培养学生实践动手能力和项目开发能力;以过程考核为重点,将学习成果检验贯穿整个学习过程,优化学科评价体系;以培养学生创新设计能力为目标,理论联系实际,培养社会有用人才。

基于ESP32的ChatGPT语音交互系统设计与实现

针对大多数用户使用ChatGPT主要是以网页交互的形式,为进一步扩大其实际应用范围,本文设计了一款能够实现ChatGPT在ESP32上进行语音交互的系统。选择集成Wi-Fi、语音识别等模块的ESP32-S3模组,通过VSCode配置Wi-Fi和ChatGPT-API达到将系统接入OpenAI的目的,使用阿里云平台的TTS服务将文本结果转换成语音输出,从而实现Wi-Fi连接、语音交互等功能。在实际开发过程中,网络连接的不稳定和背景的噪音成为影响系统数据传输的主要因素。测试结果显示,用户分别进行长、短文本问答,系统能够准确识别提问语句,可以快速产生回答并将问题和结果在屏幕显示,达到了ChatGPT在ESP32上进行语音交互的目的,展现了系统在智能家居和智能办公等场景的应用潜力,也为用户带来了更加智能和便捷的交互体验。

基于弹载测试仪的高速旋转弹丸膛内转速测试

针对膛内高冲击高过载的恶劣环境以及对光、磁信号的屏蔽作用,使得弹丸旋转速度难以准确获取的问题,提出了基于弹载测试仪的高速旋转弹丸膛内转速测试方法。该方法利用弹载测试仪准确获取弹丸在膛内的轴向加速度信号,同时结合炮膛缠度和炮管口径信息,得出高速旋转弹丸在膛内整个过程的旋转速度。通过对实际测试数据分析表明,该方法能够准确测出旋转弹丸在膛内的转速,测试数据精度能够满足测试要求。

基于光电传感器的高旋弹章动测试

针对目前高速旋转弹丸外弹道章动测试成本高,后续数据处理复杂等问题,提出了基于光电传感器的高速旋转弹丸章动测试方法。该方法依据太阳光线的平行性特点和探测角与章动角的对应关系,设计了光电探测模块和存储控制模块,直接测量高速旋转弹丸的探测角,经简单处理得出弹丸的章动参数。模拟实验表明,该测试方法能够直接测量出高速旋转弹丸的探测角,进而得出其章动参数,测试系统结构简单成本低,适用于测试精度要求不高情况下对弹丸章动参数进行测试。

基于单片机的舵机控制仿真实验研究

针对嵌入式系统专业学生,我们设计了基于AT89C52单片机的舵机控制仿真实验。本实验选择舵机作为控制对象,具体阐述了舵机的结构和控制原理、实验内容和实验步骤。此实验选取AT89C52单片机作为主控制器产生PWM信号控制舵机的转角,使用Proteus仿真软件对实验结果进行仿真。通过单片机的舵机控制仿真实验可以加深学生对单片机定时器编程和舵机控制方法的掌握,增强学生分析和解决问题能力。

引信膛内三轴加速度测试

引信作为炮弹最关键的组成部分,由于膛内的恶劣环境影响,引信所受到的超高加速度对引信的可靠性至关重要。本文设计了一种基于弹载测试技术的微型三轴加速度测试系统。该微型测试系统替代原先引信的位置,同时将高g值三轴加速度传感安装在引信最薄弱的地方。MSP430F149单片机作为系统的主控制器,通过对三轴加速度在膛内整个过程的输出的信号进行采集、存储,从而获得引信在内弹道所受到的加速度值。本设计系统对弹丸、火炮以及引信的设计和研究具有十分重要的参考价值。

基于STC12C5A60S2的汽车侧向盲区探测系统

汽车在转弯时,由于驾驶员要观察的环境因素较多,且较为复杂,再加上后视镜存在盲区等因素,使得车辆在转弯时比正常行驶的情况下更易发生交通事故。为了能够在车辆转弯时及时帮助驾驶员发现车辆两侧的障碍物,提醒驾驶员从而避免交通事故的发生。设计了一套基于STC12C5A60S2和超声波传感器的汽车侧向盲区探测系统,该系统使用多个超声波传感器组合在一起对外界障碍物进行实时监测,及时上传障碍物与车辆之间的相对位置,探测距离可达5m,系统探测精度达到5%。该系统能够发现并提醒驾驶员侧向障碍物与车身的相对位置,对避免交通事故的发生具有重要意义。

“项目化”教学在单片机课程中的应用研究

传统的单片机课程在教学过程中由于受到教学内容和实验设备的限制,往往忽略了实际应用在本学科中的重要作用。针对该课程自身应用性强和课堂教学枯燥乏味的特点,探究“项目化”教学在单片机课程中的具体应用。介绍了“项目化”教学在本课程的具体实现方法,并设计相应的教学项目和课程评价考核体系。通过项目实施尽可能地激发学生的学习兴趣和实践创新能力,对提高学生的综合实力和单片机课程的教学质量具有重要意义。

高速旋转弹章动测试方法研究

旋转弹章动参数是兵器科研生产中的重要参数,现阶段普遍采用雷达测试法对弹丸章动参数进行分析提取,对实验设备要求高,测量难度大。该文提出一种基于姿态变换理论的高速旋转弹章动参数测试的新方法,该方法利用三轴磁传感器与存储测试技术,将三轴磁传感器输出的信号进行解算,得出旋转弹的两个姿态角。通过姿态变换理论,找出偏航角、俯仰角和章动角之间的关系,从而建立章动参数的数学模型,计算出旋转弹的章动角。通过实弹测试实验表明:根据姿态变换理论可以计算出章动角为0.85°,旋转弹的章动周期为36.6 ms,对数据进行分析处理,计算结果误差在0.01%以内。该测试方法简单方便,对今后研究弹丸章动运动具有一定的参考价值。

农业大棚无线环境监测系统设计

设计了一个基于无线自组网络的农业大棚无线环境监测系统,该系统通过无线模块采集不同温室及温室不同位置的温度、空气湿度、土壤湿度和光照强度参数,并通过无线自组网络将各个模块采集到的数据上传到中心节点,实现对整个大棚的全方位环境监测。该系统避免了大量物理布线,同时具有安装和移动方便、成本低等特点,对农业大棚的智能化改造和提高产品质量具有重要价值。

无人仓库自动循迹智能车设计

目前,无人仓库的自动化无人管理越来越普遍,无人仓库自动道路识别是其智能化改造中最重要的课题之一。无人仓库内的道路中间铺设通有微弱交变电流的引导线,使用精度较高的电感检测导线周围产生的磁场信号,根据实时采集的信号判断出车子在仓库中的具体位置。系统使用K60微处理器进行信号处理及系统控制,使得智能车始终保持一定速度沿导线行驶。重点介绍了智能车系统的整体结构、信号采集电路和电机驱动电路的设计,同时对PID控制算法做了进一步的研究。

基于GSM的智能家居火灾检测与报警系统设计

设计一种基于GSM的智能家居火灾检测与报警系统。系统使用STC89C52微控制器作为系统的中心控制器,使用可燃性气体、烟雾传感器进行室内环境监测,系统使用SIM800C无线模块进行远程通信,系统能够以收发短信的方式进行监测与远程报警提醒。系统具有结构简单、成本低、便于中老年人群居家使用等特点,具有较高的应用价值和市场前景。

基于无线自组网络的车位检测系统设计

随着我国经济的快速发展,汽车的使用量在高速增长,但大型停车场目前安装的引导泊车系统存在只显示全部车位数量,成本高,停车效率低等问题。因此提出了一种基于无线自组网络的大型停车场空闲车位检测方法并设计了相应的检测系统。该系统首先将大型停车场进行分区管理,将每个分区设计为系统的一个节点,所有节点都安装一个无线通信控制模块,模块之间通过无线自组网络进行通信。每个模块功能主要包括:检测对应区域的空闲车位数量、数据无线分发给其余模块、显示所有分区的空闲车位数量和分区方向。该系统在优化车位数量检测与显示的同时,大大减少物理布线,进一步完善了停车场内部引导功能,避免停车场产生拥堵,提高空闲车位查找效率,对大型停车场的智能化改造具有重要的参考价值。

智能厨房环境监测与报警系统设计

针对厨房环境极易引发火灾事故,现有厨房报警系统功能单一等问题,设计一种智能厨房环境监测与报警系统.该系统能够检测厨房的温度,可燃性气体泄漏和烟雾等环境参数,使用语音播报模块和LED灯光进行声光报警提醒,同时使用SIM800C无线模块以短信的方式将报警信息发送给远程用户.该系统能够做到及时报警通知用户避免厨房火灾的发生,还适用于仓库、煤矿等环境,具有较高的应用价值和市场前景.

便携式火灾预警系统研发和应用

本文从便携式火灾预警装置研发角度进行论述,该系统能满足一般家庭火灾预警需求,它利用物联网云平台,实时可以监控并发送室内火灾隐情,同时该装置采用多种传感器和相应算法来检测和预防火灾发生,不仅能预防火灾,还具有检测室内空气质量功能,并同步发送相应警报和建议给用户,对推动火灾预警系统向智能家居转化具有长远促进意义。

中间视觉道路照明光视效能最大值研究

本文给出了在中间视觉道路照明条件下光视效能最大值模型。在人眼驾驶行为反应时间模拟系统中选取若干受测者进行实验,通过实验数据推导出基于反应时间的光源主波长和中间视觉背景亮度关系模型。并以该关系模型为基础,给出了中间视觉条件下,基于背景亮度和光源主波长的光视光效能最大值模型。利用最大值模型探讨了光源的节电性能,得出基于中间视觉光视效能最大值的照明功率密度关系函数以及528 nm主波长照明光源的节能性最佳的结论,并结合实验验证了此结论的正确性。

中间视觉环境道路照明光源等效亮度研究

在中间视觉环境下以试验色光源的品色坐标、敏感主波长和网膜照度为参数,对道路照明光源的等效亮度进行了研究,并建立了中间视觉环境下的等效亮度模型.此外,基于等效亮度设计了白绿色道路节能光源.结合等效亮度与实际亮度比值系数Leq/L,对设计光源与当下多种常用传统光源的节能性进行对比分析,得出了549nm主波长白绿光源照明效果最好、安全性最佳,以及538nm主波长白绿光源能耗最低、节能性最好的结论.

单片机课程的线上项目化教学实践

阐述单片机课程进行项目化线上教学实践,结合Proteus仿真软件将项目化教学应用到线上教学中。根据课程教学目标要求,设计与课程配套的线上教学的项目案例,使学生通过对项目进行仿真设计,掌握本课程的教学目标,从而实现在线上教学背景下,有效学习单片机课程。