创新创业教育融入单片机课程教学的探讨

本文旨在研究如何在单片机课程教学中融入创新创业教育,以构建一种注重培养职业素质的新型课程体系,打破学科壁垒,推行跨学科的创新创业教育模式,让不同专业的学生在创新创业项目中合作,共同培养创新创业精神和实践能力。通过开设创新创业导向的跨学科课程和组织跨专业的团队项目,学生能够跨越学科边界,培养创新思维和团队合作能力。本文以能力为核心的教学思想为指导,通过整合课内教学和课外创新创业实践,实施内外联动的教学模式,以积极推动创新创业教育的蓬勃发展。专业教师可以从自身角度出发,构建完善的创新创业教育课程体系,并将创新创业理念融入单片机课程教学中,推动创新创业教育蓬勃发展,这种融合的教学模式有助于将创新创业教育理念转化为实际的教育实践,促进学生综合能力的提升和创新创业意识的培养。

面向航路规划的Laguerre图构造算法

Voronoi图是一种用于无人机航路规划的图形算法,其得到的初始航路为相邻威胁中心连线的垂直平分线,因而会穿越覆盖范围较广的威胁源。引入计算几何学中的Laguerre图用于航路规划,证明了当两个威胁区域不相交时,Laguerre图生成的初始航路必然从它们之间的空隙内穿过。针对Laguerre图生成算法不易实现的问题,提出一种基于Delaunay图的Laguerre图构造算法,其时间复杂度为线性对数阶。仿真结果证明了Laguerre图在解决航路规划问题上的有效性,所提构造算法的运行时间能够满足在线规划的要求。

面向机动目标跟踪的无人机横侧向制导规律

现有的standoff跟踪制导方法在进行机动目标跟踪时不能同时满足响应速度和稳态精度的要求.对用于航路跟踪的参考点制导法(RPG,Reference Point Guidance)进行改进,推导了无人机(UAV,Unmanned Aerial Vehicle)在跟踪机动目标时的横侧向制导规律.采用二阶非线性微分方程对UAV和目标相对距离的调节过程进行建模,在此基础上分析了改进后RPG的渐近稳定性.仿真结果表明,相比Lyapunov向量场(LVFG,Lyapunov Vector Field Guidance)和模型预测控制(MPC,Model-based Predictive Control)的制导方法,改进RPG的跟踪误差和时间乘以误差绝对值积分(ITAE,Integrated Time Absolute Error)指标均优于LVFG和MPC.因此,所提制导规律能够对机动目标的运动进行有效补偿,并具有更快的响应速度、更高的稳态精度和较好的实时性.

蛋白核小球藻对4种重金属胁迫的响应研究

为了利用藻类对水体重金属进行监测预警,以蛋白核小球藻为指示生物,研究了重金属Cd^(2+)、Cr^(6+)、Mn^(2+)、Pb^(2+)对藻类的抑制作用。实验结果表明:重金属对蛋白核小球藻的抑制作用总体表现为随着重金属浓度的增加和胁迫时间的延长而增加,抑制率一般在0~48 h内迅速增加,随后增长速率有所减缓,至96 h抑制率达到最大。蛋白核小球藻的抑制率与重金属浓度呈现明显的剂量-效应关系;与吸光度、叶绿素相对含量的变化相比,F_v/F_m对重金属胁迫的响应变化最为稳定和敏感,因此更适合作为检测指标监测重金属。从EC_(50)值的比较看,Cd^(2+)对蛋白核小球藻的毒性最大,其次是Cr^(6+)和Pb^(2+),Mn^(2+)的毒性最小。

南水北调中线水源地水质自动监测站网优化研究

丹江口水库是南水北调中线工程水源地,水质自动监测是库区水质安全监控和水污染事故预警预报的重要手段。随着丹江口库区饮用水水源保护区划分和南水北调中线工程通水,丹江口库区的水质监测监控形势和需求发生了较大变化。本研究在原有水质自动监测站网规划的基础上,结合新形势和需求对丹江口库区水质自动监测站网进行了优化,优化过程充分考虑了饮用水水源保护区水质监控需求和陶岔取水口汇水路径的水质监控需求。优化调整后,水质自动监测指标和功能不变,监测站点数量增加,水质监控范围增大。

不同营养级生物毒性监测预警比较研究

生物毒性监测作为水质安全评价预警的重要手段,能更直观地反映污染物对生态系统和人类健康的潜在风险,可以和理化监测一并深入反映水质污染现状。为进一步推动生物毒性监测技术发展与应用,研究了4种不同营养级生物(鱼类、溞类、藻类及发光菌)对不同污染物的响应。研究结果表明:①斑马鱼对污染物响应范围相对较广,响应阈值相对较高;大型溞对污染物敏感度最强,响应阈值相对较低,响应时间相对较长,预警灵敏度较鱼类好;蛋白核小球藻对污染物响应范围比较窄,对除草剂外的其他污染物敏感性较弱;费氏弧菌对污染物响应比较广谱且迅速,对部分污染物的响应阈值较高。②不同指示生物对污染物的响应范围、响应时间及响应阈值均不一,单一指示生物难以全面、高效地预警污染物,需不同级别指示生物联合预警,进而提高监测预警效率。

基于Laguerre图的自优化A-Star无人机航路规划算法

为了降低无人机航路规划的运算量,减少规划时间,确保算法对于任意形状威胁区域和地形的适应性以及所规划航路的准确性,提出了一种新颖的LA-Star算法用于无人机航路规划。首先把威胁区域和禁飞区域简化为圆形,利用Laguerre图算法进行航路预规划,在此基础上简化二次规划空间的范围,之后恢复威胁区域和禁飞区域的真实形状,在简化后的规划空间内使用改进A-Star算法实施二次航路规划,最后对生成的航路进行自优化处理。仿真结果证明了LA-Star算法满足航路规划的实时性和准确性要求。

面向未知环境的无人机障碍规避制导律设计

针对未知障碍规避问题给出了一种障碍规避制导律。将参考点航路跟踪制导法(reference point guidance,RPG)进行改进作为障碍规避制导律,对无人机与障碍的相对运动关系进行分析,确定了规避制导的时机和参考点选取的原则,用非线性微分方程对障碍规避过程进行建模,在此基础上分析了制导参数对系统性能的影响,确定了参数选取原则。仿真结果表明,改进后的RPG能够引导无人机安全规避突发或未知的几何形状不规则的障碍,能够避免不同任务阶段制导律切换过程中存在的安全隐患。

南水北调中线总干渠典型渠段水体自净能力研究

水体自净能力是影响水质指标变化的重要因素。以BOD5降解系数作为自净能力表征,选取南水北调中线总干渠河南段程沟、方城、沙河南、兰河北、新峰、苏张等6个监测断面2015年1月至2015年7月逐月BOD5监测数据和研究渠段各节制闸的流量、水深等数据,采用稳态一维BOD5降解模型对总干渠BOD5降解系数进行拟合。结果表明,研究渠段BOD5降解系数数值范围为0.024/d^0.054/d,与其他区域相比,总干渠的水体自净能力相对较小。研究渠段BOD5降解系数季节变化明显,1月-4月、7月的拟合k值分别为0.028/d(p<0.05),0.033/d(p<0.05),0.024/d(p<0.05),0.039/d(p<0.05),0.054/d(p<0.05);但5月、6月的拟合k值均不具有统计显著性(p>0.05),可能是由于桥面和路面降雨径流形成了外源有机物污染输入,造成渠道BOD5浓度波动较大。总干渠自净能力受温度影响显著,BOD5降解系数基本随温度的升高而增大,温度校正系数θ值为1.039。

生物综合毒性监测技术进展与多源生物预警体系

为进一步推动生物综合毒性监测技术的应用,对发光菌、藻类、溞类和鱼类作为指示生物进行生物综合毒性测试的研究进展进行了总结,分析了4种指示生物在综合毒性测试中的优点与不足,发现了不同指示生物在检测范围、检测时间及检测限方面存在的明显差异。研究结果表明:相对于现实复杂的污染物构成现状,单一指示生物难以全面、高效、客观地检测评价污染物的毒性,需要将4种指示生物进行联合预警,充分发挥不同指示生物的优势,才能达到最佳的预警效果。在已有研究的基础上提出了多源生物联合预警技术体系,并在丹江口水源区对17种常见典型污染物进行了测试研究。测试结果表明,多源生物预警技术能显著提高预警效率。

无人机跟踪地面目标制导控制方法

提出了基于自动驾驶仪的无人机跟踪地面目标的制导、控制架构,将"无人机+自动驾驶仪"的组合看作是以滚转角、飞行高度和速度为控制输入的动态系统。在横侧向,相比下一时刻,根据无人机的航迹方位角误差以及无人机与目标点在水平面内相对距离与期望盘旋半径的误差,给出滚转角指令的制导规律,并对制导指令的生成周期进行了研究;对于纵向,为降低目标状态估计对于姿态误差的敏感度,结合传感器分辨率的要求,给出了解算飞行高度指令的方法。无人机六自由度模型的仿真对比表明,所提跟踪制导律相比李亚普诺夫向量场法(LVFG)和切向量场法(TVFG)具有更优的稳定性和准确性。

输水工程中淡水壳菜生物污损影响及防治对策研究

淡水壳菜(Limnoperna fortune)是自然河流的滤食性底栖动物,极易进入输水工程通道,在输水结构上高密度附着生长,造成生物污损,降低输水效率,威胁工程运行。本文介绍淡水壳菜的生态学特性,分析生物污损对输水工程的不利影响,总结目前已采取的防治措施及评估效果,提出应深入开展生物污损风险评估及系统定量研究,建立快速灵敏的监测预警体系等管理对策,为输水工程运行管理提供参考。

斑马鱼在Cu^(2+)胁迫下运动行为变化研究及其应用

以斑马鱼为指示生物,系统研究了斑马鱼在Cu2+的胁迫下其运动行为变化规律,发现斑马鱼的游动速度、群体分布特征、分布区域与游动姿态均会发生明显改变。具体表现为:短期内斑马鱼的游动速度与游动距离,群体平均间距与紧凑度,平均短轴与平均长轴长度均会出现快速增加,在不同区域出现的概率差异缩小;随着时间延长,斑马鱼加速后的游动速度与游动距离,群体平均间距与紧凑度,平均短轴与平均长轴长度又会出现快速下降,在不同区域出现的概率又重新分化。随着毒害的进一步加深,斑马鱼的运动能力会进一步下降,表现为各运动参数的变幅收窄。分析斑马鱼的这些运动特征,可以判断水体中Cu2+的浓度。对6种典型毒物的测试结果表明,与传统采用鱼类死亡作为判断终点的毒性测试方法相比,利用鱼类行为变化的测试方法能显著缩短测试时间,提高测试灵敏度。

南水北调中线干线水源保护区水质风险源防控研究

国家及地方各级政府十分重视中线水质保护工作,划定了中线水源保护区。南水北调中线建管局作为中线的运行管理单位,采取了有效措施加强水源保护区内水质风险源的管理。针对中线干线工程线路长、沿线复杂、水源保护区划定复杂、各类水质风险源多、工程水污染途径多和自身管理人员有限的特点,建立了中线不同污染途径的水质风险源定性评估方法。该评估方法以污染排放量、污染物危害、所处的保护区级别以及现有风险防范措施的完备程度等因素作为风险定性评价指标。评估结果为各类水质风险源分级有针对性地采取不同的防控措施提供了依据,确保了中线水质安全。

低压低氧条件下莴苣细胞超微结构及基因特性研究

目的研究低大气压力下莴苣变种四季油麦菜植株在细胞、亚细胞和分子水平上的结构、组成和数量变化特性。方法在4种不同总压(101,10,20和30 kPa)条件下培养油麦菜植株,生长40 d后进行根尖细胞骨架免疫荧光定位观察,叶片电镜切片超微结构观察和rbcL基因序列分析。结果随着总压和氧分压降低,细胞数目减少、体积增大、核体积变小;叶绿体基粒发生断裂和堆积,体积变大,总数减少,片层模糊,以致发生解体;叶绿体体积变小并聚集,线粒体向叶绿体靠拢;微管的数量减少,长度缩短,且聚集在细胞核附近;叶片总DNA的序列比对未发现rbcL基因发生突变。结论低压低氧条件显著影响油麦菜植物细胞数量和结构,叶绿体超微结构以及微管的数量和形态,但rbcL基因并未发生突变。

多无人机时序到达协同控制方法

时序到达控制是无人机协同控制方向新近产生的典型问题,对异构无人机协同执行搜索、跟踪、打击、评估等任务具有重要潜在价值。引入计算几何学中的Laguerre图用于航路规划,当两个威胁区域不相交时,Laguerre图生成的初始航路必然从它们之间的空隙内穿过。针对时序控制精度不高的问题,采用周期性的速度修正方法,有效提高了到达时间精度。仿真结果表明,所提出的时序到达控制方法能够有效实现多无人机时序到达,并且具有较高的鲁棒性和控制精度。

网络版权侵权中“通知-删除”的合理时间判断

"通知-删除"规则对网络服务商和网络版权权利人都具有重要的意义。现有的"通知-删除"规则未能对"及时"做出准确判断。对于合理删除时间的判断,应当综合考虑以下因素:侵权通知书是否合格;权利人是否明确删除期限、侵权类型、删除的难易程度等。

面向目标不确定的多无人机鲁棒协同搜索

多架无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)协同搜索是多无人机协同的一个重要研究方向。多架UAV同时对一个未知区域进行搜索,目的就是大量获取搜索区域的信息,确定目标存在的具体位置。提出了一种基于贝叶斯理论的多UAV鲁棒协同搜索方法,首先建立搜索环境的数学模型,然后考虑到UAV传感器测量的不确定性以及环境自身的不确定性,引入鲁棒性能参数以提高系统的抗干扰性以及稳定性,最后对目标函数进行优化求解,从而引导UAV在区域中进行搜索。通过仿真结果验证了所提方法的有效性。

水稻条纹病毒分子生物学及抗病基因的研究进展

水稻条纹病毒(rice stripe virus,RSV)是水稻条纹叶枯病的致病原。综述了国内外对水稻条纹病毒的基因组结构、复制、转录、功能特点及抗水稻条纹病毒基因研究等方面最新研究进展。

南水北调中线输供水水质管理协作机制探讨

为保障南水北调中线工程持续稳定向北方地区供水,在分析中线总干渠工程特点基础上初步研究了中线输供水水质管理中信息共享、日常协作和应急协作机制。调查研究发现目前供水、用水、退水三方水质信息分散且存在水质信息共享需求,并根据水质监测现状提出水质信息共享机制。通过对沿线水厂制水工艺污染物去除能力进行分析,提出了干渠原水微污染状态下供水和用水双方的协作机制。另外对于干渠水发生严重突发水污染事故时供水方与退水方的应急协作机制进行了简要分析,为南水北调中线总干渠水质管理提供技术支撑。