OBE理念下智慧教室监控系统案例设计

将基于学习产出的教育模式(Outcome Based Education,OBE)引入单片机课程实践教学之中,设计了智慧教室监控系统的教学案例。系统可实现手动控灯和自动控灯、时钟显示、语音播报等功能。在实践中,以目标成果为导向,分功能模块,设计不同难度的学习目标,将虚拟仿真和实物搭建相结合,训练和培养学生基础模块知识、系统分析设计能力、专业素养和人文素养,循序渐进,并将融入思政元素和培养能力贯穿教学全过程,为其他专业课程实践教学提供参考。

基于STM32的三维空间无线定位

为了在旷野无信号场景下实现对仪器的三维定位,本文提出使用STM32F407单片机作为控制核心,搭载GPS定位、无线通信、超声波测距模块等,设计了无线定位系统。测试结果表明,该系统对户外仪器定位误差较小,精度较高,能较好地满足应用需求。

岗课赛证融通和课程思政协同育人的课程建设与实施——以单片机应用技术课程为例

以《单片机应用技术》课程为例,聚焦课程思政育人实效,深化岗课赛证融通育人体系,探索岗课赛证融通与课程思政建设协同育人的课程建设及实施路径。把电子产品设计开发岗位所需的职业能力、全国职业院校技能大赛电子产品设计与制作竞赛规程和1+X集成电路开发与测试职业技能等级标准,融入课程教学中,重构课程内容,按照循序渐进的学习规律,序化形成八个教学模块,采用六个环节完成教学过程实施,深入课程教学各环节,挖掘课程思政元素,与单片机知识技能培养进行有机融合,形成六个维度的思政教学主线,实现岗课赛证融通与课程思政建设协同育人,教学效果显著,提高了课程育人实效。

一种机载机电系统语音告警故障分析与检测

飞机上,机电管理计算机完成与机电系统和航电系统之间的信息交互,对保证飞机安全飞行起着至关重要的作用。本文主要讨论基于机电管理计算机的机电系统语音告警机理。针对飞行过程中,发生的语音告警,进行故障检查和机理分析,针对报出的总线访问超时故障,完成故障定位并提出解决方案。为之后保证飞机安全飞行和机电管理计算机的研制和保障提供重要支撑。

基于OBE理念的单片机原理与应用课程教学实践

阐述单片机原理与应用课程的OBE教学优化策略,包括优化教学内容和课程设计、改革实验教学、建立评估和反馈机制,同时,建立科学有效的评估体系,及时给予学生反馈和指导。

基于51单片机的指纹密码锁设计与制作

文章以单片机STC89C52作为指纹密码锁的控制核心,通过4×4矩阵键盘实现按键输入,实现普通密码解锁以及指纹解锁2种解锁方式。在开机初始界面,矩阵键盘输入数字密码则实现普通密码开锁功能,如果按压AS608指纹模块,则实现指纹解锁功能。LCD12864液晶显示屏实时显示密码锁的当前状态。矩阵键盘输入实现人性化按键功能:密码输入实时加密显示输入位数,如果输入出错,则可以实现退格或者返回初始界面功能。密码锁在管理员界面,可以实现录入指纹、删除指纹以及修改开锁密码功能。设计采用AT24C02存储芯片,实现开锁密码的稳定存储功能,利用AS608集成指纹处理模块,实现指纹模板的存储功能。

基于STM32单片机的数据采集与控制电路设计分析

实践表明,数据采集与控制电路作为测井仪极为重要的电路之一,在采集、存储和传输地层信息和钻孔轨迹信息方面发挥着纽带作用。文章根据煤矿井下环境和实际应用需要,围绕该电路的设计展开了讨论,介绍了电路的设计思路,说明了电路设计方案,详细探讨了电路的设计要点,包括电源电路、信号调理电路、STM32主控单元、Wi-Fi模块等部分。希望能够给有关人员以启发,为日后研发新电路、优化升级既有电路的工作提供参考。

基于导航卫星的高精度授时技术

基于导航卫星授时长期稳定度高的特点,结合铷原子钟优良的短期稳定度和低漂移率特性,提出了一种高精度授时技术。以导航接收机1 PPS为基准对铷原子钟进行驯服,通过高精度时差测量、卡尔曼滤波、增量式PID算法3个关键技术对外提供高精度授时服务。验证结果表明,输出1 PPS相位稳定性达到±0.2 ns以内,驯服期间1 s稳定度达到3.76E-12。

低本高效人脸识别系统设计的汽车记忆座椅模块开发

近年来,记忆座椅作为一种新型的座椅形式,因其简便的操作过程受到广大消费者的青睐。但是目前国内外绝大多数的记忆座椅仍然面临着成本高、调节准确度低的问题。为改善车主的使用体验,提出一种座椅自适应调节电控模块,基于人脸识别技术,通过更加简洁高效的代码使得操作更加便捷、调节更加准确。首先,通过单片机使用OpenCV确定最佳人体识别方案;然后运用微型控制器(microcontroller unit,MCU)自动控制技术进行座椅控制系统的电路设计及电控程序的编写;最后使用STM32单片机运行电控模块并进行验证,识别成功率达92%。研究结果显示,该人脸识别系统在保证了识别准确率的同时控制了成本,结合汽车中的记忆座椅后对于简化座椅调整流程、改善用户实际体验效果具有实际意义。

足底压力监测智能鞋垫的研究与应用现状

足底压力监测智能鞋垫融合了电子技术和材料科学,通过先进的传感系统感知脚底压力的微小变化,从而实时监测用户的步态和足底压力分布。详细介绍了智能鞋垫的模块化设计,包括柔性压力传感器、无线通信技术和物联网的综合应用。分析了智能鞋垫材料的选择以及鞋垫与电子元件结合的方式,详细阐述了足底压力监测智能鞋垫在运动检测与分析、健康管理与预警以及生物识别等多个领域的研究进展。总结和评估了其在日常生活中使用的潜力和优势。最后,足底压力监测智能鞋垫的未来发展方向将集中在提高数据安全性和隐私保护、优化传感器性能、探索更先进的能源解决方案等方面。

智能雨水晾衣监测装置研究

智能雨水晾衣监测装置采用单片机作为主要控制芯片,由温湿度传感器、风速传感器、雨滴传感器、光敏传感器获取外界的信息。传感器所采集到空气温湿度、风力大小、光照强度以及是否正在下雨等信息,由单片机处理后对步进电机进行控制,实现防水布的伸出与收缩。装置可以选择自动避雨和手动避雨两种模式。设计电路采用仿真软件在电脑上进行仿真,极大地减少设计成本,直观地发现装置设计的缺点,也能更好地验证该装置的正确性。

基于NB-IoT的UPS智能在线监测系统的设计

针对UPS机房在运行过程中无人监守,工作人员无法及时排查故障的问题,设计并实现了一套基于ARM和NB-IoT的UPS智能在线监测系统,由检测终端、云服务器和监管中心组成;检测终端使用各类传感器和检测电路获取多个UPS设备的输入输出电压和电流、负载率、蓄电池电量等数据以及机房温湿度环境参数,通过无线模块发送给云服务器,监管中心从云服务器获取数据,用户可以登录监管中心远程查询UPS的工作数据;经测试,系统能够实现对UPS各项数据的采集和无线传输,可以通过监管中心实时查询UPS工作状态以及下发指令,能达到实时监控的效果;具有数据测量准确,实时性响应良好等特点,减少了管理人员的工作量,提高了UPS的管理效率。

信息技术助力下新工科高阶学习教学模式改革与实践——以“单片机与接口技术”课程为例

在信息技术与教育教学深度融合的背景下,新工科教育旨在培养具备创新能力的工程人才,使其具备适应、支持和引领新经济、新技术、新业态和新模式发展的能力。以新工科人才素养模型为依据,以培养工科生高阶思维能力为目的,探讨创建工科类课程以项目驱动为主导的高阶学习教学模式,以期在高等教育的课堂教学中提高学生的核心素养与高阶思维能力。该教学模式依靠信息技术助力多维度的教学手段,融合慕课、翻转课堂、项目驱动等方式,以单片机与接口技术课程为例,探讨信息技术助力下新工科课程高阶学习教学模式改革。

基于单片机技术的无人船湿地环境监测系统设计

针对当前湿地环境监测工作耗时耗力、安全系数低、成本高和采样难度大的问题,提出基于STC89C52RC和HC-12的无人船湿地环境监测系统。系统以STC89C52RC单片机为主控单元,使用便携式移动电源供电,通过导线连接由nRF905无线通信模块、HC-12无线通信模块、电机驱动系统、舵机驱动系统、水样采集系统、全球定位系统(global position system,GPS)和水质指标监测系统等构成的湿地环境监测无人船系统硬件部分,通过串口分别连接和烧写使用C#、keil软件制作上位机程序与nRF905单片机驱动程序,实现计算机通过串口通信方式完成单片机之间的无线通信和AT指令集的收发,从而达成计算机远距离实时遥控无人船进行定点水样采集与pH、浊度、温度指标监测的目的。野外实验结果证明,系统运行稳定,且水质指标测定结果精准。

辅助视障出行融合障碍物检测的路径规划研究进展

视障人士是社会中的弱势群体,独立出行面临重重障碍.为视障人士提供安全可靠的辅助设备体现了社会文明的进步.介绍了辅助视障出行有关的障碍物检测识别关键技术和路径规划相关算法.重点对障碍物检测之后的路径规划算法进行分析,综合对比各种技术的应用特点及场景并讨论了相关方法在视障辅助设备中的研究进展.总结了多技术融合使用在智能辅助设备中的应用现状.在此基础上,结合人工智能及嵌入式设备等技术的进步展望了未来辅助视障出行设备的发展方向.

服务器风扇墙与硬盘不同距离旋转振动研究

采用测试结合仿真的方法,从IOPS值、振动值、噪声值三方面进行测试分析,从涡量截面、压强截面两方面进行仿真分析,对服务器风扇墙与硬盘不同距离的RV振动进行深入研究。研究结果表明:(1)风扇墙与硬盘背板最佳距离为70mm、150mm,最差距离为110mm,距离每相隔10mm,硬盘性能波动1%~3%;(2)并非风扇距离硬盘越远,硬盘RV性能数据越好,RV性能随距离变化处于波动状态;(3)硬盘处振动值规律与硬盘IOPS性能规律相符,噪声规律与硬盘IOPS性能规律并未契合,说明狭小空间内,噪声相对变化较小,无法引发硬盘IOPS的变化;(4)风流仿真结论与测试结论相契合,硬盘与风扇距离在40~70mm之间,距离越远,硬盘所感受到的压力脉动、尾端涡流越小,硬盘振动越轻微。研究结果可对服务器架构设计起到重要的指导作用,有效指导机械硬盘配置机型的RV减振设计,最大化减小高速旋转风扇对硬盘的振动影响,提升系统的抗振性、稳定性。

基于MQTT协议的智能家居模块化拓展系统

为增强智能家居系统的便捷性,不破坏原有智能家居系统的结构便可增加新用户、新终端设备,设计了一种基于MQTT协议的智能家居模块化拓展系统。系统选用MQTT协议统一管理网关和用户,网关选用STM32F103RCT6作为微处理器统一管理终端设备。同时,云平台、微信小程序、网关通信选用MQTT协议实现远程传输,实现应用端微信小程序对家居设备状态可视化展示和控制管理的功能。实验结果表明,增加新用户、新终端设备操作简单,经济高效,为用户节省了大量资金。

船载无人机自稳定无线充电系统设计

针对海域作业无人机续航时间较短和充电平台易受扰动产生动态移动的问题,设计了一种船载无人机自稳定无线充电系统。该系统采用STM32单片机为主控核心,包括了载机端的Stewart自稳定平台和无线充电圆台,无人机端的电量监管模块以及PC端的监测上位机,其中平台姿态数据和电池电量数据都经过卡尔曼滤波算法的处理。经过测试,Stewart平台在一定范围的扰动下能够实现无线充电圆台平台的稳定。无线充电圆台能够满足无人机无线充电需求,同时上位机能够接收到无人机的实时电量数据并对整个充电过程实时监控。

基于STM32单片机的智能小车设计

随着信息技术的不断发展,设备智能化逐渐成为智能制造领域关注的重点。在对智能化设备的研制中,智能小车的设计已成为热点。基于STM32单片机,本文设计一款低成本智能小车,其硬件部分主要由STMSTM32F103C8T6系统板、电机驱动模块、红外循迹模块、超声波测距模块、蓝牙模块以及相关电路组成。在硬件设计的基础上,给出电机控制、小车循迹、超声测距跟随和蓝牙控制等软件设计方案,并在KeilμVision5集成开发环境下编写智能小车系统的控制程序。此外,制作小车实物,并进行测试分析。结果表明,所设计的小车具备循迹、蓝牙控制、超声定距、跟随等功能,可以应用于中小型工业制造等应用领域。

基于轻量化的YOLOv5的PCB缺陷检测算法

针对在印刷电路板(printed circuit board,PCB)缺陷检测上网络模型过大且精度较低的缺点,使用Python在Windows上提出了一种基于YOLOv5l改进的PCB缺陷检测算法,并对六种常见的缺陷作为数据集进行检测。采用轻量化网络EfficientNetLite0作为模型的骨干网络﹐并通过对特征金字塔加入P2检测头来获取更小的目标特征。试验结果表明:所提算法对印刷电路板的缺陷有识别精度高、模型小和检测快速的特点;单张图片检测速度达到43.6 ms﹐模型大小为49.1 MB﹐所有类别精度指标达到98.9%。所提算法为未来部属在边缘设备上的工业缺陷检测提供了新思路。