計算機前端技術精選(九篇)

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第1篇：計算機前端技術范文

關鍵詞：“1+9+1”三段式 互嵌互通 “穿插、遞補”實訓體系

文章編號：1672-5913(2011)18-0070-04 中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

基金項目：教育部教指委立項項目《立足區域經濟發展的計算機網絡技術人才培養方案實踐》(Jzw59011014)。

各高職院校凡是開設計算機網絡專業或計算機應用專業都必有“計算機網絡技術”課程，雖然課程名稱相同，但瀏覽各課程構建，發現其內容及教學模式差別較大，課程建設大多是根據計算機網絡原理、操作系統、局域網技術等課程內容篩選，而沒有結合自身專業建設體系來定位建設，所以縱觀各網絡課程建設效果，沒有一門課程拿來就適合我院計算機網絡和計算機應用這兩個專業教學使用的，為此，我系在構建計算機網絡技術專業教學計劃時，先根據企業調研確定好該專業的教學方向是以“網站建設為主線，網絡硬件及平臺構建為支撐，網站建設規劃師、網絡管理員和網絡設備調試員職業標準為引領”，整個教學計劃圍繞“建網、管網、用網”構建，崗位技能和職業能力逐步提升[1]。“計算機網絡技術”課程定位

在以網絡硬件及平臺構建為支撐模塊，培養專業通用能力，屬于“建網”領域。教學團隊在此基礎上充分分析了崗位能力與學習領域對應關系，同時考慮該課程與前后課程對應關系、行業資格證書獲取等因素，構建了“計算機網絡技術”課程“1+9+1”三段式互嵌互通教學模式，該模式在2007級學生教學中開始使用，獲得了滿意的效果。

1 “1+9+1”三段式互嵌互通教學模式

“1+9+1”三段式互嵌互通教學模式的中心內涵是在不同階段根據具體教學目標，組織相應的教學內容，選擇合理的教學環境，實施不同的教學方式。

“1+9+1”的含義是：一個綜合項目了解，8+1個學習子項目，一個課程綜合項目。

綜合項目了解為三段式的第一階段，由項目引出后續學習領域，采用課堂教學，在校內信息中心和“教學做”一體教室進行，以教師引導學生學習為主，即“教中學”方式。第二階段將一個典型的校園網建網綜合項目作為學習項目，由8+1個學習子項目分五段實施項目教學。這些學習項目是局域網建網管網的真實項目再現。在這個階段，部分時間在課堂教學，部分時間在校內實訓基地教學，還有部分時間要去到公司企業網絡工程現場學習和訓練，此階段的特點是教師帶領學生在項目中學習做網絡管理員和網絡設備調試員(以下簡稱“雙員”)的工作，即“學中做”方式。

第三階段是課程綜合項目學習，采用到企業頂崗實習和畢業設計的方式，學生在企業指導教師一對一的指導下學做網絡管理員，體會真實網絡工作職業氛圍。課程項目是真實的網絡管理工作，真實的工作任務，學生在學習中承擔了網絡的真實工作，實施網絡工作流程，完成網絡工作任務，從而更好地培養網絡管理員的工作技能和素質，即“做中學”方式。

2 教學模式特點

2.1 互嵌互通教學內涵

課程在第三學期實際執行時間68學時，作為計算機網絡技術專業的人才培養目標主要有三個方面：網站設計、網絡技術和網絡安全。計算機網絡技術課程是引領學生進入網絡技術職業領域工作的技能基石，學習完后續課程，完成頂崗實習，就基本具備崗位上崗的能力。所以，崗位能力不是僅由一門課培養的，需要各門課程的內容、時間、培養方式的銜接和配合，計算機網絡技術課程需要與Windows操作系統、Linux操作系統、路由器與交換機等課程配合才能夠真正讓學生在承擔建網和管網，因此“1+9+1”三段式互嵌互通教學模式中互嵌互通的教學內涵是：

1) 開設課程的配合銜接，學習課時互嵌互通。完成68學時不是學習本門課程的終結，頂崗實習、畢業設計是本門課程的實踐，充分利用頂崗實習、畢業設計將本門課程學習延伸，直到畢業上崗。

2) 教學內容依據職業標準制定，與職業資格證要求互嵌互通。網絡管理員與網絡設備調試員資格證考試內容涉及到教學計劃中6門課程，本門課程內容設計是資格證考試內容的一部分，因此，網絡管理員與網絡設備調試員職業標準指導著本專業6門課程的學習。

3) 本課程由一個綜合項目引領，各子項目及任務相互關聯，緊緊相扣，互嵌互通。

2.2 “1+9+1”三段式互嵌互通教學內容涵蓋典型的職業活動內容

第一階段，直接引入本課程的學習后要完成的項目――校園網絡建設項目，但在本階段，只是引入、調查和了解。通過本階段，學生知道本門課程的主要學習內容，學會與實際工作崗位接觸，學會調查方法、學會問題的提出，了解崗位工作完成任務，學會寫簡單的調查報告，實現“教中學”。

在第二階段，采用在學習項目中實行“學與做”的結合，通過典型工作任務，完成對網絡崗位技能的典型子項目訓練。從網絡技術職業活動中的行動領域歸納出8+1個學習子項目，在每個項目中設置典型的工作任務和學習情境，共設計了20個典型任務，具有很強的職業針對性。學習任務包括了解項目背景、熟悉建網、管網細則、設計配置相關設備、了解網絡工程特點、熟悉相關通信設備、材料，學會VLAN，IP地址配置，等等。通過以上任務設置和訓練，按照網絡工作特點 由淺入深，循序漸進，反復訓練，最終達到雙員的基本技能。教學內容涵蓋了網絡建網、管網內容。

第三階段，實施課程綜合項目學習，適時跟進企業真實的網絡工程項目，學生作為準網絡管理員或設備調試員在企業老師指導下，實施崗位工作職責，完成真實項目。此階段的教學任務與實際工作完全一致。通過“擔任準雙員”加深對工作職責的理解和認識，提高與工程各方交流與協調能力，提升綜合素質。

2.3 “1+9+1”三段式互嵌互通教學設計符合職業教育認知規律[2]

在第一階段針對綜合項目完成調查和了解之后，為項目教學和職業導入做好了準備，讓學生對雙員具有基本的了解。在第二階段，在不同的學習子項目中，介入雙員的能力訓練。既有學習，又有訓練，學習與訓練結合，從學向做轉化，在做的過程中提升技能，在做的過程中強化學習。在第三階段，真實的項目工作，學生的身份發生了改變，學生作為網絡公司的員工行使職責，代表公司與業主等進行工程項目接洽和溝通。學生得到環境文化的熏陶、社會的洗禮，很快成為合格的網絡技術員和社會人，成為可持續發展的人[3]。因此，“1+9+1”三段式互嵌互通教學模式符合職業教育認知規律，符合人才培養可持續發展規律。

3 教學模式中的實踐體系設計

為了學生的教學實踐能力得到實質性的提升，本課程在“1+9+1”三段式教學中設計了“穿插、遞補”實訓體系，與20多家IT公司建立了穩定的聯系。有多家實訓基地，校內兩個：信息中心與網絡實訓室，校外佛山倚天、廣東網特、廣東信息、佛山粵眾等，能夠滿足課內實訓、崗位見習、頂崗實習、畢業設計等全部教學實訓。“穿插、遞補”實訓體系的內涵是：1)實現崗位“穿插、遞補”；2)技能“穿插、遞補”；3)時間“穿插、遞補”；4)基地“穿插、遞補”；5)真實與虛擬“穿插、遞補”。

3.1 實現崗位“穿插、遞補”

在穩定的實訓基地支撐下，學生進入基地后，按照崗位工作要求進行見習或實習，崗位群的實習任務可以保證學生實習完某個崗位，馬上可以轉換另一崗位，本基地任務完成可以轉換另一基地開始新的任務。在見習與實習期間雖是員工但更重要的是學生，崗位轉換必須通過指導教師的考核才可進行。實施崗位“穿插、遞補”既能夠避免學生對某個崗位或基地的“厭倦”，又能夠使學生對新的崗位或基地產生期待，對自己在見習或實習的技能和知識目標有一個明確的計劃。

3.2 技能“穿插、遞補”

實訓內容涉及到的典型任務有局域網拓撲設計、交換機與路由器設備選擇與連接、設備配置、網線制作、IP地址分配、基于鏈路層和網絡層的VLAN搭建、工程文檔編寫、網絡故障檢測等。完成這些任務必備的技能互相聯系、緊密結合、相互牽制，有些技能訓練比如網線制作可以在一兩天完成，但有些如交換機與路由器設備選擇與連接、設備配置、IP地址分配等卻要一兩周乃至一個月，有了崗位“穿插、遞補”做基石之后，使得學生在不同的崗位鍛煉完成典型任務的上崗能力，學生的技能通過“穿插、遞補”，快速提升。

3.3 時間“穿插、遞補”

經過近兩年的課程改革，本課程的實施跳出了以前學科類的固定學時和原理性內容模式，針對學生的技能訓練時間貫穿在開課學期直到畢業，時間跨度接近四學期，將技能訓練時間安排穿插在學期內、寒暑假間，不同的時間段完成相應的技能要求，學期內時間以專任教師指導為主，學期間以崗位見習師傅指導為主，頂崗實習、畢業設計時間以崗位師傅指導為主，專任教師管理為輔，形成學習時間的延伸，技能的積累，直到完成崗位要求。

3.4 基地“穿插、遞補”

要完成“1+9+1”三段式教學全過程，基地建設是保障。由于“計算機網路技術”課程就業崗位的特殊性，一兩個實訓基地是不夠的，為此，我們在課程開設時，已經聯系好10家公司企業提供近50個崗位，各公司的崗位要求不盡相同，各有特色，恰好讓學生在不同的崗位、不同的公司得到充分的鍛煉，完全滿足我們的教學要求，實現了基地“穿插、遞補”。

3.5 真實與虛擬“穿插、遞補”

部分教學內容我們利用虛擬環境，如交換機、路由器的配置，由于學院網絡實訓室的真實設備畢竟有限，而思科公司的虛擬環境學習恰好彌補了真實設備短缺的不足，這樣減輕了學院的設備投資壓力，卻擴大了學生的學習空間。能力訓練不再受設備的影響，三年來，我們通過這樣有針對性實訓設備的虛擬設計，學生取得了很好的學習效果。

“穿插、遞補”實訓體系在實施過程中，要制定周密的實施計劃，保障充足的實習崗位，公布明確的

崗位能力要求，教師與實訓指導教師共同制定考核標準，保證整個體系的順利完成。

4 結語

立足專業能力的“計算機網絡技術”“1+9+1”三段式互嵌互通教學模式在整個專業教學中完全體現出了“學”的主體地位，“教”的主導地位，使學生在學校的學習活動、在企業的頂崗實習始終圍繞崗位能力進行，對學生的素質提升、能力擴展奠定了堅實的基礎。

“計算機網絡技術”課程是我院的優質課程，本成果形成歷時兩年，目前經過了2007級學生的實踐，學生評價很高，“1+9+1”三段式互嵌互通教學模式讓學生充分的認識到一門課程學習只能完成一部分技能的培養，多門課程、學習環境、學習時間的互嵌互通、“穿插、遞補”的實訓體系等使得學習目的更為明確，我院2007級計算機網絡技術專業畢業的學生有80%被頂崗實習公司錄取，有5名同學就業后直接被任命為項目經理，還有多家企業已在溝通接收2008級學生的頂崗實習工作。

參考文獻：

[1] 郭惠麗. IT類專業校企合作的動態構建[J]. 教育理論與實踐,2008(7):33-36.

[2] 教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見[S]. 教高[2006]16號.

[3] 姜大源. 關于職業教育的課程觀[J]. 中國職業技術教育,2003(11):卷首語.

Based on Professional Ability of the Computer Network Technology Course “1+9+1” 3-sectional Mutual Embedded Interchange Teaching Mode Analysis

GUO Huili

(Guangdong Textile Vocational Technology College, Foshan 528000, China)

第2篇：計算機前端技術范文

關鍵詞：攝像機 補光燈 控制器

中圖分類號：TM57 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）06-0020-02

1 引言

智能攝像機前端控制器是通過接受智能攝像機的通信指令，利用單片機技術實現前端補光燈的控制。智能攝像機前端控制器的應用，避免了重復修改智能攝像機FLASH中的參數控制補光燈，有效地增加了攝像機的使用壽命，大大提高了前端設備的可控性能。在鐵路系統中，設備監控系統將鐵路設備的運行情況、車號識別、貨檢預檢、受電弓接觸網等的運行狀態實時圖像及智能設備的報警信息傳輸到監控中心，監控人員可通過實時圖像和運動信息對車輛運行情況進行綜合分析處理。常用的智能攝像機通常具有I/O控制接口，這些接口可以實現對前端補光、抓圖以及云臺等相關控制功能，但目前智能攝像機對I/O的控制只能通過修改FLASH中參數來實現，而FLASH的修改是有次數限制的，一般為10萬次左右，因此對于頻繁控制前端設備的應用場合，采用這種控制方式必然會影響攝像機的使用壽命，基于這種情況有必要研制一種既保證前端設備的可靠控制又不影響攝像機壽命的智能攝像機前端控制器。

2 智能攝像機前端控制器設計

智能攝像機的控制方式是造成對FLASH頻繁擦寫的主要原因，但什么時候打開攝像機的錄像功能，使其與補光燈實現同步，需要研制一個控制器來實現這個功能。設計的控制方式如圖1。

當有車輛來時，磁鋼送信號到監控主機，監控主機與攝像機通過網線進行數據、視頻、指令的傳輸.打開攝像機給前端攝像機的脈沖信號，這時攝像機的信號給前端控制器，前端控制器通過單片機的輸出控制光耦合器來控制補光燈的開關，補光燈的頻率來自攝像機，攝像機這樣就實現了不用頻繁修改FLASH，又能達到攝像機和補光燈同步的目的。

3 智能攝像機前端控制器的結構組成及各部分功能

3.1 系統工作原理描述

3.2 系統功能模塊設計

3.2.1 單片機部分

單片機是把微型計算機的主要功能部件集成在一個芯片上的單芯片微型計算機。目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械以及各種智能機械。單片機是靠程序運行的，并且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能，單片機自動完成賦予它的任務的過程，也就是單片機執行程序的過程。學習單片機就要學會軟件編程，有匯編語言，C語言等。前端攝像機的控制器采用C8051F320單片機，主要是控制電路板的通訊、光耦合器的開光等功能。

3.2.2 電源部分

電源轉換模塊主要功能是給單片機部分以及各個控制芯片供電，其特點是可為專用集成電路（ASIC）、數字信號處理器（DSP）、微處理器、存儲器、現場可編程門陣列（FPGA）及其他數字或模擬負載提供供電。而本控制器采用攝像機的12V電壓，經過三端穩壓電路轉換成3.3V給單片機及其它芯片供電。

3.2.3 開關部分

開關部分的主要功能是執行單片機發出的控制信號，實際上是執行機構。它是采用信號芯片實現控制接通和斷開。前端控制器的開關部分是光耦合器，它接受輸入的電信號驅動發光二極管（LED），使之發出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經過進一步放大后輸出，起到輸入、輸出、隔離的作用，由于信號的單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現了電氣隔離，輸出信號對輸入端無影響，因此其具有抗干擾能力強，工作穩定，使用壽命長，傳輸效率高等優點。

4 智能攝像機控制器的硬件設計

4.1 CPU的選擇

4.2 ADM3232E收發器

4.3 電源轉換模塊

前端控制器在工作時，需要由外界電源給單片機部分以及各個控制芯片供電。為方便起見，外界電源由智能攝像機12V供電，由于C8O51F320、ADM3232E收發器以及各個芯片所需電壓為3.3V，因此需要進行電壓轉換。LM7805把來自攝像機的12V電源轉成5V，LM117進一步把5V轉為3.3V，采用分段式降壓的主要目的是降低穩壓電路的熱損耗，提高電源供電的穩定性。

4.4 其智能攝像機前端控制器的硬件電路圖如圖3所示。

5 攝像機前端控制器的軟件設計

單片機軟件在硬件的基礎上進行編寫，主要處理通信，并輸出特定的波形來控制補光燈，主要是攝像機給定打開信號和關閉兩個信號。軟件的流程：當磁鋼檢測到有列車通過時，攝像機打開并與控制器RS232進行串口通信，單片機根據指令判斷是否打開光耦合器，若是打開補光燈，若否，等待指令。當檢測到有列車通過后，關閉補光燈。軟件的流程如圖4。

第3篇：計算機前端技術范文

一、思想方面

本人能認真學習黨的路線、方針和政策，時刻與中央保持一致辭。熱愛黨的教育事業，熱愛本職工作，加強自我修養，做到學高為師，身正為范，熱愛學生，真誠對待學生，受到學生的好評。特別是在此期間，我努力地學習政治理論，積極參加學校組織的一系列政治活動，將學到的理論知識切實運用到工作實踐中。

二、教學方面1、備課

開學初，根據學校要求，認真寫好教學計劃，提前備好課，寫好教案，平時做到周前備課。備課時認真鉆研教材教法。力求吃透教材，找準重點、難點，克服教學中的隨意性。在積極參加集體備課的基礎上認真備課，備課分三個方面：①備教材：鉆研教材、搜集有關資料及新科技等前沿信息，對教材系統、重點和難點內容，做到心中有數。②備學生：經常了解學生的態度，知識基礎，學習方法，增強教學的針對性。③備教法：選擇適當的教學方法、手段和現代教學媒體，提倡使用現代教學手段。備課教案全部采用電子教案，同時為了上好每一節課，通過上網查資料，集中別人的優點確定自己的教學思路。

2、上課

上好課的前提是做好課前準備，不打無準備之仗，尤其本學科主要課程都要上機完成，每節課都要認真做好上機準備，檢查機器狀態，有無“不可用機器”。上課時認真講課，教學目的明確，符合學生實際，體現教材的科學性和思想性，努力做到信息知識、信息能力、信息情意三者統一。使“知識與技能”、“過程與方法”以及“情感和價值觀”三方面目標均能實現。力求抓住重點，突破難點，做到條理清楚、難度適宜、密度合理，保證授課內容的科學性和思想性，精講精練，不出現知識性錯誤。運用多種教學方法，注重講思路、講規律、講方法、學法，力求生動活潑，充分調動學生學習興趣。正確引導學生看待和使用網上信息，培養學生良好的信息素養。注意課堂管理，上課期間要求學生嚴格按照老師給定的任務進行操作，同時又注意因材施教，在學生完成上機任務時，到各臺計算機前巡視，注意對差生進行手把手的輔導。課后及時做好課后反思，不斷總結經驗，向課堂45分鐘要質量。

第4篇：計算機前端技術范文

關鍵詞：接收機；動態可重構；可編程模擬器件；ADC

可重構結構是一種可以根據具體運算情況重組自身資源，實現硬件結構自身優化、自我生成的計算技術。動態可重構技術可快速實現器件的邏輯重建，它的出現為處理大規模計算問題提供了一種兼具通用處理器靈活性和ASIC電路高速性的解決方案。在筆者所從事的系統設計中，當模擬器件的一些性能改變但又不能及時更新調整后端的數字基帶處理時，比如濾波器由于工作時間過長引起的溫漂特性所帶來的影響，此時就可以用可編程模擬器件替代一部分前端固定模擬器件，進而可以實時的對FPGA模塊進行動態可重構操作，最終達到系統性能的最優化。

可編程模擬器件

可編程模擬器件是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路。它屬于模擬集成電路，即電路的輸入、輸出甚至內部狀態均為隨時間連續變化且幅值未經過量化的模擬信號；同時，該類器件又是現場可編程的，即可由用戶通過改變器件的配置來獲得所需的電路功能。為支持上述可編程能力，可編程模擬器件需以可編程模擬單元(CAB)和可編程互連網絡(PIN)為核心，配合配置數據存儲器、輸入單元、輸出單元或輸入＼輸出單元等共同構成。

多數可編程模擬器件在單一的+5V電源電壓下工作，額定功耗為100mW量級。由于采取了特殊的措施，其輸入、輸出線性范圍通常可達到接近滿電源電壓量程；閉環帶寬已達到數百千赫到數十兆赫；頻率失真度、共模抑制比、內部噪聲等指標也已達到中、高精度運算放大器的水平。

盡管模擬信號處理的精度低于數字信號處理方式，但仍能滿足許多重要應用對計算精度的要求，而所需的電路規模較小，成本也較低。同時利用其可編程特性，還可以實現精確的自動調諧和自動增益控制，顯著提高通信系統的抗干擾能力。

相位檢測器的實現

TRAC(完全可重配置模擬電路)是英國FAS公司的現場可編程模擬器件系列產品的總稱。它提供了一條從信號處理問題出發，可解決各種常見的信號處理問題。器件參考模擬計算機的運算單元并加以擴充，使器件內部的每個可編程模擬單元均具備加、減、取負、對數、反對數、積分、微分等8種運算功能，因此只需選定運算的類型和給出必要的參數，便可以很方便地完成對有關單元的設計，根本無須考慮單元電路的內部結構等具體細節。其內部各單元之間采取自左向右固定連接的形式，所有單元的輸入＼輸出端均引出至器件引腳上，并且允許利用各單元均具備的“直通”和“關斷”功能或者利用外接的“短路線”來修改這種基本連接。

在筆者所從事的認知無線電硬件平臺設計中，由于需要從強信號背景環境中識別提取出微弱的信號，因而可利用TRAC器件構成相敏檢測器，并將其作為鎖存放大器的一部分。要實現這一目標，需要電路像窄帶濾波器那樣工作，除去大部分不希望要的強信號而僅允許待測的微弱信號通過。

輸入信號和參考開關信號具有相同的頻率和相位。從所示的開關輸出中可望得到一個全波整流信號，而且經過低通濾波器后，便可得到和交流信號電位成比例的直流電壓輸出。在實際應用中，輸入信號可能非常小，因此還需要加入前置放大級以支持精確的檢測。因為通常需要在一定的范圍內連續改變參考信號的頻率，同時測量相應的直流輸出。同樣，若需要檢測某個單一頻率，則參考信號必須與待測輸入信號頻率相同。由于相位檢測器也對相位敏感，因此當兩個信號相位相同時會得到最大的輸出電壓。

相位檢測器和低通濾波器一樣需要利用兩片TRAC器件來實現。而外部元件對于放大器和濾波器都是必不可少的，所以必須對滿足條件的元件進行合理取值。

可編程ADC的實現

認知無線電接收機對其前端采用的高性能模-數轉換器(ADC)及模擬器件的要求都較高，而FPGA在基帶數字信號處理方面又迫切需要動態可重配置。為了適應以上要求，可以首先考慮使用可編程模擬器件來實現ADC，以下是兩種具體實現方法。

FIPSOC混合信號片上系統

SIDSA公司的FIPSOC混合信號片上系統是快速開發模擬、數字集成應用的理想工具。FIPSOC芯片包括內嵌的增強型8051微處理器、現場可編程門陣列(FPGA)以及一組面向信號調理和數據采集應用的可靈活配置的模擬單元。與分離的模擬、數字FPGA方案相比，采用FIPSOC混合信號片上系統，可使產品設計周期縮短30-40％。

可編程的模擬、數字單元與8051的單片系統包括模擬單元、轉換單元、可編程數字單元、8051內核和該系列中的所有器件具有兼容的存儲器分布，其中轉換單元含有4路DAC(分辨率可配置為8至10位)，采用逐次逼近算法，可利用這些DAC實現高達800KHz采樣率的ADC。

數據轉換模塊包含4個8位的逐次比較寄存器(SAR)，它可以和內部的DAC聯合工作，以獲得模／數轉換。

每一個通道有一個獨立的SAR，它接收逐次比較的結果，并驅動對應的DAC，每一個通道的轉換可以獨立進行。當轉換模塊編程為9或10位ADC轉換時，相應的SAR形成組；9位ADC時，SARl和SAR2為一組，SAR3和SAR4為一組；10位ADC時，所有4個SAR形成一組。這時，成組的SAR各自工作1至2個周期，在轉換結束時，SAR將其內容寄存在輸入／輸出寄存器中，并使能中斷產生模塊。在連續轉換模式下，將啟動下一次轉換。在轉換過程中，可編程邏輯模塊可以獨立轉換命令，這將給本次以及下一次轉換帶來錯誤。在連續轉換模式下，這將導致致命錯誤，因為錯誤是可以傳遞的，并將得到不可預料的結果。

其控制部分是一個標準的8051微處理器。復合后，8051核首先對可編程元胞進行配置，配置完畢后可以當作一個通用的微處理器使用。為了更好的支持FIPSOC的動態可重構特性，已對其指令和功能單元做了一些改進。

CypressPSoC器件

Cypress半導體公司的PSoC混合信號架構將可編程的模擬與數字模塊同8位微控制器進行了完美集成，這種獨特的功能組合使設計人員能夠針對各種應用實現無與倫比的靈活性。最新CY8C23x33器件采用8位逐次逼近ADC，能實現高達375Ksps的采樣率。此外，該解決方案還具備可實現出色可配置性的26個GPIO，能夠快速適應不斷變化的特性要求。該器件采用5x5mm的QFN封裝，能夠最大限度地縮小板極空間。

PSoC器件集成了通過一個片上微控制器

進行控制的可配置模擬和數字電路，提供更強大的設計修改功能，并進一步減少元件數量。PSoC器件包括最大32Kb的閃存、2Kb的SRAM、一個帶有32位累加器的8x8乘法器、電源和睡眠監控電路，以及硬件12C通信。

所有的PSoC器件都是可動態重配置的，使得設計人員能夠隨意在運行過程中改變內部資源形式，使用較少的元件完成既定任務。易用的開發工具讓設計人員能夠選擇可配制程序庫元素來提供模擬功能(如放大器、ADC、DAC、濾波器和比較器)，以及數字功能(如定時器、計數器、PWM、SPI和UART)。PSoC系列器件的模擬性能包括軌至軌輸入、可編程增益放大器和分辨率高達14位的ADC，以及超低的噪聲、輸入漏電流和電壓偏移。

單個PSoC器件可集成多達100個部件，在提高系統質量的同時，節省客戶的設計時間，縮減板級空間和功耗，并使系統成本降低。

接收機設計

基于以上分析的結果，結合前端硬件電路，為實現一定的認知無線電功能，特設計接收機結構。

前端低噪聲放大器選用的是ADA4857-1，這是一個超低損耗、低功率、高速運算放大器，在SOIC結構下的3dB帶寬可以達到750MHz，其開環增益為57dB，基本滿足此接收機對前端低噪聲放大器的要求。在搭建電路時尤其要注意電源旁路、寄生電容和器件的選擇對充分發揮放大器性能的影響。

DDS(直接頻率合成器)選用的是1GSPS的AD9858，其使用先進的DDS技術和一個內置的高速、高性能D/A轉換器組成數字可編程、完全高頻率的合成器，可以產生一個高達400MHz的模擬輸出正弦波，完全滿足接收機對本振的要求。

混頻器、帶通濾波器、放大器和抗混疊濾波器都可以由Cypress的PSOC器件cy8c23x33來統一實現。PSOC模擬系統包括一個8位SAR ADC和4個可配置模塊，每個模擬模塊由一個運算放大器電路組成，允許模擬復信號流的建立。同時，模擬部件非常容易被定制從而滿足特殊應用場合的需求。PSOC可以分別實現一個可編程帶通濾波器和一個低通濾波器以替代接收機前端需要的帶通濾波器和抗混疊濾波器，實現一個可選增益高達93dB的儀表放大器以替代中頻放大器，一個乘加累積器提供了一個快速8位乘法器以替代混頻器，以上可編程模擬器件均能基本滿足接收機前端性能要求。我們使用PSOC設計器進行PSOC的工作配置，寫入使用PSOC的應用程序并調試應用。拿放大器來舉例，首先在設計器中找到這個模塊并新建一個電路，搭好電路元件，按照建立時間、轉換速率和增益帶寬等幾個參數設定好初始值，產生應用程序代碼，然后寫入主程序和子系統的任何子程序，如果所有程序正確，接著將產生一個HEX文件，最后由PSOC設計器中的調試器執行，它下載HEX文件到在電路模擬器(ICE)中，至此一個可編程放大器設置完畢，可以投入使用。

可編程ADC本來可以由Cypress PSOC來實現，但PSOC實現的ADC采樣速率最多只有375 Ksps，無法滿足認知無線電接收機前端的帶寬要求，因此可以考慮使用SIDSA公司的FIPSOC器件，同時后端基帶數字處理任務也可交由FIPSOC中的8051核和FPGA兼而實現。利用運行于WINDOW環境下的集成化開發工具，進行ADC的設計和編程，結合上面介紹的一部分內容，具體到ADC設計時還需要首先設置外部輸入／輸出引腳、內部輸入／輸出引腳和內部信號的初始化數值，然后再對μP控制寄存器和靜態RAM進行配置，以達到所需要的性能要求。數字宏單元(DMC)是FPGA的可編程數字單元，它是基于查找表結構的可編程單元，具有組合邏輯和時序邏輯資源，而組合部分和時序部分之間則由布線資源加以連接。利用動態重配置模式可對多個DMC單元進行設置，可以改變硬件電路，進而在一定程度上可對前端的可編程模擬器件進行實時更新配置，這一技術目前正在探索研究中。

以上只是各個模塊的分開設計，但是設計好整個接收機系統，還需要對各個模塊之間的連線以及參考時鐘等許多方面給以足夠的重視。各個模塊都有屬于自己的輸入／輸出端口，為達到預定的系統性能要求，必須嚴格對照技術手冊和自己的預先布線安排接好各輸入／輸出端口。至于時鐘，避免采用時鐘抖動大的門電路是電路設計中需要嚴格遵守的準則之一，在此基礎上才能最大限度地發揮器件的性能；除此，拿FIPSOC來說，除某些條件下，8051時鐘和其送至DMC的副本時鐘的相對相位會交換外，時鐘停止不影響時鐘同步；每次不同時鐘重新配置后，必須重新同步。

第5篇：計算機前端技術范文

關鍵詞：區間內無縫線路；鋪設與維護技術；長鋼軌鋪設

中圖分類號：TM773文獻標識碼： A 文章編號：

1引言

隨著運輸市場的不斷發育，各種運輸工具的旅行速度、旅行環境、服務質量、管理水平、方便程度等，將成為影響人們選擇出行方式的主要因素，提高運輸服務質量的需求已經日趨重要。我國和世界各國的經濟發展規律告訴我們，交通基礎設施的供應水平和能力必須適度超前，否則就會影響社會經濟持續、穩定和健康發展。因此，新建高速鐵路變得越來越緊迫。高速鐵路設計與施工技術在我國也是一個新的科研課題，所以在這種情況下進行區間內無縫線路設計與施工技術研究是非常必要的。

2區間內無縫線路關鍵施工技術

2.1長鋼軌焊接技術

長鋼軌焊接是將標準25m接觸焊閃光對焊的方法焊接成的長鋼軌。長鋼軌焊接采用流水作業法在焊軌生產線上進行，焊軌生產線全長750m。基地鋼軌采用GAAS80／580直流接觸焊機焊接，操作過程如下：（1）當班人員確認前一班記錄，并確認供電、液壓、控制、冷卻等系統正常。（2）確認待焊鋼軌除銹處理符合要求，焊接參數與所焊軌種一致。焊軌對正符合有關標準。（3）選定焊軌基準面，進軌、夾持、對齊、確認、焊接。對齊時，軌頂面、內側工作面和軌底面的錯位量分別不超過0.3mm、0.3mm和0.5mm。

2.2長鋼軌鋪設與維護

在鋪軌前，先對下部工程的中線控制樁、水準點以及路基面高程進行嚴格復測，并把線路中心樁外移至路肩上，然后進行底碴攤鋪及鋪軌作業。

（1）底層道碴攤鋪

底層道碴的攤鋪原則：首先上碴前由鋪軌單位與路基施工單位共同對路基按要求進行檢查驗收，符合要求后，則可接收進行鋪碴作業。其次對路基中線、水平進行復測。再次為使攤鋪后道床密度均勻并達到規定要求，使用壓路機壓實。壓實時由外側向內側縱向作業，重疊壓實不小于達到平整并無明顯痕跡。壓實后的道床及時進行幾何尺寸、表面平整度、碴頂高程及密度的檢查，達到標準方可鋪軌。運輸道碴的載重汽車輪壓不得大于4.71 M Pa，以保證其在已經壓實的基床表層上行駛時，不會引起基床的沉降或出現壓痕。攤鋪的底層道碴密實均質，符合設計要求。底層道碴在鋪設、整平、壓實后，要及時進行鋪軌，以免受到外界擾動而影響道床的鋪設質量。在預鋪道碴前，路基基床表面應平順、密實。鋪后底碴面平整度用3m靠尺檢查，允許偏差10mm。預鋪道碴全斷面分I、II線分別攤鋪，各線厚0.15mm，頂寬4.0m，底寬4.53m，I、II線線路中心30cm范圍內留深凹槽。預鋪道碴斷面單線0.746m。

在施工工藝上，要安置激光發射器，按要求設置橫坡、縱坡及彎道數據。然后用定位標桿確定攤鋪機上激光接收器的初始位置，原始信號自動存入計算機，并自動生成相關數據信號。操作手就位，檢查顯示屏狀態，準備作業，由自卸汽車運送道碴至攤鋪機處，自卸汽車后輪支靠在攤鋪機前面的推滾上，攤鋪機操作手控制夾具夾住自卸汽車后輪起斗卸碴。當攤鋪機料斗充滿時，攤鋪機推動自卸汽車行進，邊卸碴邊攤鋪。同時進行兩線交替攤鋪，振動壓路機跟在攤鋪機后面進行靜壓，最后檢查攤鋪質量及碴面平整度。

（2）長鋼軌鋪設

長鋼軌鋪設包括長鋼軌裝車、軌枕裝車、長鋼軌及軌枕運輸、現場TCM60

與雙層車聯掛、長鋼軌拖入、軌枕運送、TCM60布枕收軌作業。根據設計文件及圖紙要求，對長鋼軌進行配軌計算，使得鋪設后的每300m長鋼軌左右股相錯量不超過100mm，并使長鋼軌接頭避開橋臺胸墻、梁端縫等薄弱地段2m以外。鋪軌作業前，在線路中線上設置鋪軌機走行標示線。鋪軌機走行司機根據攝像監視屏幕上走行標示線的導引控制鋪軌機的走行方向。在鋪軌過程中，軌道中心和線路中心的偏差不超過30mm。

(3) 長鋼軌拖放

第一，解開長鋼軌的鎖緊裝置。第二，人工將置于鋪軌機前部鉸盤上的鋼絲繩拉至雙層車上的長鋼軌始端。第三，裝上專用夾具。第四，開動鉸盤收緊鋼絲繩，拖動長鋼軌，操作分軌裝置將長鋼軌送入推送裝置。第五，鋼軌推送裝置將長鋼軌沿導向框架推送至位于鋪軌機前方的拖拉機軌架下。第六，調整夾鉗，使長鋼軌上下移動，并使前端伸入拉軌架夾鉗口。第七，用專用夾具將長鋼軌前端與拉軌架連接。第八，拖拉機拖拉長鋼軌勻速前行，同時每隔8~10 m在長鋼軌正下方放置一滾筒。第九，將長鋼軌末端拉至分軌裝置附近時，拖拉機速度降低。長鋼軌末端將要拉出最后一個導向框時，拖拉機速度再次降低，使拉出的長鋼軌終端與己鋪軌道的前端基本對齊。第九，以后每次拖拉長鋼軌均在前一對長鋼軌還未全部收入承軌槽之前進行，便于兩對長鋼軌首尾銜接。第十，用夾鉗將長鋼軌后端放置在履帶走行器兩側的導輪上。

（4）TCM60鋪軌作業

①先手動布枕根。②手動布枕根后，轉入自動布枕作業。③布設軌枕的同時，人工將橡膠墊板放置在軌枕承枕槽中。④收軌裝置在鋪軌機組行進中，自動將長鋼軌鉗入軌枕承軌槽中。⑤鋼軌入槽后，人工每隔根軌枕安放絕緣軌距塊和彈條，用鋪軌機扣件推入裝置安裝。

（5）鋼軌對接

①待鋪軌機行駛至己鋪設軌道端部適當位置后，將已鋪鋼軌左右股中較長一股超長部分鋸下，使左右股取齊。②用夾鉗夾住待鋪長鋼軌終端，將其放置在軌枕的承枕槽內，調節長鋼軌終端的上下左右位置，以將前后兩根長鋼軌端部對齊。③鋼軌對齊后，用斷軌急救器將左右股鋼軌端部分別連接堅固。④鋪完一對長鋼軌后，再拖拉、鋪設另一對長鋼軌，依次循環。

2.3上碴整道

上碴整道作業由布碴、配碴整形、起撥搗、動力穩定四部分作業組成。上碴具體方法：①大型養路機組進場順序為：配碴整形車――搗固車――動力穩定車。在放散段自然溫度條件下，軌下墊滾筒，松開全部扣件使其失效，使鋼軌能自由伸長或縮短，并用撞軌器沿鋼軌走行方向依次撞軌，當鋼軌發生反彈現象時，即視為零應力。之后，根據設計鎖定軌溫和實際軌溫計算出鋼軌拉伸量，用拉軌器和撞軌器聯合作用拉出該伸長量后即鎖定鋼軌。

布碴后，大型養路機組進入作業區。首先配碴整形，其次搗固車進行起撥搗作業，動力穩定車隨后進行穩定作業，依次循環。配碴整形車將道碴收攏，通過側犁向線路中心補碴，使道碴充滿枕盒。道碴配置高度低于鋼軌頭部但高于軌枕面不大于10cm，并清除鋼軌及軌枕面上道碴。按設計斷面對道床進行整形，做碴肩堆高。搗固車作業前200~600m在范圍內安裝激光發射儀，搗固車根據輸入的資料進行光電轉換，自動控制對線路進行起撥搗作業。每次搗固兩根軌枕并夯實碴肩道碴。起道量在60~80mm時，搗固兩次起道量以60mm下時，搗固一次。動力穩定車圖在首次搗固作業后對道床進行兩次動力穩定，動力穩定車的行進速度為1.5kmh。以后每搗固一次，動力穩定一次，動力穩定車的行進速度為0.6 kmh。

3結語

本文主要介紹區間內無縫線路施工技術，詳細闡述長鋼軌焊接工藝、長鋼軌鋪設、上碴整道等問題，為我國高速鐵路鋪設區間內無縫線路施工提供借鑒。

4參考文獻

[1]錢立新.世界高速鐵路技術中國鐵道出版社.北京.2002

第6篇：計算機前端技術范文

我們將這樣的中間件稱作中間件2.0。

軟件技術最近十年來最大的變化和發展之一,就是中間件產業從無到有,并且不斷壯大。如今,中間件已經成為IT技術的基礎和各個巨頭收購兼并以構筑競爭優勢的領域。無論是在電子政務、企業信息化等IT應用中,還是在Web2.0、SOA、云計算這些技術領域,中間件都已經成為其中支撐的核心和重點。尤其是現在的互聯網時代,中間件越來越成為產業關鍵的基礎設施。

國外大的IT廠商最近幾年紛紛在中間件領域發力,進行產品和技術的整合。以Oracle為例,前幾年它熱衷于對PeopleSoft、Siebel等管理軟件廠商的并購,現在開始并購中間件廠商或者擁有中間件業務的廠商,如中間件廠商BEA和SUN、BI及績效管理中間件廠商Hyperion等。這其中非常關鍵的因素之一是中間件重要性的不斷提高。

IT應用的困局

我們通過對用戶的調查發現,現在用戶頭疼的并不是缺少IT系統,而是IT系統的整合困境――隨著業務流程的不斷復雜和業務需求的不斷變化,IT系統越來越不堪重負,這使得IT部門在企業中的威望越來越低。企業現在信息化建設的主要困境是:不是沒有系統,而是信息孤島太多;不是沒有數據,而是信息不一致,難以整合;越來越多的業務要跨互聯網異地運作,而業務運作的IT系統架構不同,難以協同;業務變化快,IT系統難以及時響應。于是,質量、效率、互操作和業務靈活性等問題,使得IT價值越來越難得到充分發揮。

解決這些問題,需要借助三個層次的方法才能解決:工程方法、整合應用和平臺支撐。先要使用企業架構和軟件工程的方法來構建IT系統,然后要搭建基于SOA的應用系統,最后要利用松耦合、具有互操作標準的平臺與技術。

所謂的松耦合、具有互操作標準的平臺與技術,就是中間件。

中間件發展四大趨勢

隨著互聯網的不斷發展和應用,企業需要將各種系統整合在一起。未來,系統間的邊界不復存在,需要實現真正的互聯互通。在社會加速發展和競爭不斷加劇的環境下,企業和機構面臨轉型和改革。要想成功轉型或者改革,僅僅依靠一套軟件是不可能的。它們需要的是信息化2.0時代的中間件,以及中間件所帶來的架構思想和工程方法。這樣的中間件,我們稱之為中間件2.0。

目前中間件的發展面臨四大趨勢:

趨勢一是中間件的外延會變寬變厚。隨著物聯網和云計算的產生和發展,軟件架構將走向融合化。從縱向看,越來越多的業務應用被抽象到中間件中。從橫向看,越來越多的技術被納入中間件領域。比如說,以往流程是在應用軟件中實現的,現在則可以通過流程引擎在中間件平臺實現。而且在中間件平臺實現的流程變成了可配置的變量,可以根據業務的需求經過簡單的重組輕易變更。再比如說,過去企業內部不同應用間數據的采集、傳輸、交換、安全控制等是通過安全軟件或通信軟件來實現的,現在這些功能則成為中間件的一部分。此外,以往業務規則是在程序中定義好的,而現在業務規則中間件則可以很好地實現這個功能。這也是為什么IBM要收購世界上最大的業務規則軟件企業ILOG。

趨勢二是中間件的平臺化,其中包括技術和產品的融合、內核的統一、編程模型的統一、管理模型的統一。未來,專業化的軟件會集成到統一、集成、融合的中間件大平臺中,在這個平臺上,所有的軟件產品和服務都基于一個內核平臺來發展或者擴充,所有的編程模型、管理模型都將使用同一種“對話”方式。

趨勢三是中間件支持云計算。無論是最下層的基礎設施及服務(IaaS),還是平臺作為一項服務(PaaS),亦或是應用作為一項服務(SaaS),云計算從技術上來講,都必須以中間件作為支撐。

趨勢四是支持后端平臺的深度融合。未來,互聯網可以看成是一個計算機,計算機前端是一個瀏覽器,而后端則把操作系統、數據庫、中間件等所有的系統整合成一個統一的云計算平臺。

總而言之,中間件的發展代表了互聯網的發展,一體化、深度融合將是未來中間件的關鍵詞,它既能支持基于互聯網的數據管理、異構計算、平臺服務,也能實現對應用、平臺的睿智洞察、自適應、自管理,還能支持開放式的按需集成,最終支撐一體化的互聯網平臺。

第7篇：計算機前端技術范文

在過去十幾年間，人臉識別技術是各個發達國家的科研機構和大型公司挑戰的領域。俗語說：千人千面。每個人的臉都有其獨特的骨骼構造、維度、比例尺寸及角度特征，如此多的不同點組成的每個面容其實都是一張獨一無二的“名片”。

何為人臉識別技術

首先我們來了解一下人臉識別技術是怎么一回事。人臉識別技術是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術。用攝像機采集含有人臉的圖像或者視頻流，并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進而對檢測到的人臉進行人臉定位、人臉識別預處理、記憶存儲和比對等，從而達到識別不同人身份的目的。

人臉識別技術有著易采集、成本低廉、與人類自身識別習慣相符合等獨特優點，因此該技術被廣泛應用于日常生活。

人臉識別技術讓科幻變現實

清晨，當你信步走到公司大門前，門前的智能終端準確地報出你的名字，并向你問候：“早上好！”接著，你坐在個人電腦前，電腦自動登陸到你的賬戶上，你不須要輸入任何密碼便開始了一天的工作。回家時，智能家居系統終端自動識別主人的身份，為你開門、開燈，迎接你的歸來……隨著人臉識別技術的飛速發展，這一切都將成為可能。

進入21世紀后，人臉識別技術逐漸從遙不可及的光影幻想世界走入我們的現實生活中。現在我們就一起去看看“人臉識別技術”強大的功能吧！

“聽說蘋果要出觸摸屏電視機了！”

“你傻呀，舒舒服服坐在沙發上用遙控器多好，難道換個頻道還得走到電視機前摸來摸去？”

以上是一則流傳在網上的冷笑話，表達的是人們對即將問世的智能電視所抱的猜想和疑惑。

智能電視尚無一個統一的標準，目前人們認為：它既能像電腦那樣上網沖浪，獲取更多播放內容，運行相應軟件；又能像現在流行的智能手機那樣有一個開放式的操作平臺，可以自由下載無數應用軟件；當然它必須有電腦和手機無法企及的高清大屏幕。它順應三網融合的趨勢，將成為家庭娛樂中心以及學習和生活的好助手。

有一款智能“聰明電視”，它的多種創新的人機交互技術使其操作起來就像科幻片描述的一樣輕松好玩。一聲“你好，電視”即可打開語音控制功能，就連網絡搜索這種復雜的功能都可以通過語音指令來實現，調節音量、切換頻道等基本操作就更不在話下了。關鍵是，它聽得懂中國話！

第8篇：計算機前端技術范文

關鍵詞：數字化；網絡；監控系統；監獄

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)35-2319-02

The Monitor System's Consist and the Equipment Functions' Cefination:The Resign Based on Monitor System in Some Prison

HAN Rui

(Huaian College of Informention Technology,Huai'an 223002,China)

Abstract: The monitor system could be consist by three parts,the monitoring center, front-end equipment and monitor client in the division of functions, the key of monitor system is architecture design and the establish of equipment function.The prison is the most important part ofthe management of our social security,so how to use the high techlogy is a method to improve out guards becomes more and more hurry.This article is a combination of the specific conditions of the prison monitoring system from the start of the deployment architecture, it make a high-performance solution though a remote video surveillance system which make different kinds of equipment were compared to determine a realistic,that is , get the advanced request, and have both the economy and reliability of the system equipment.

Key words: digitization; network; supervisory control system; jail

監控系統是一個軟硬件相結合、集各種防范措施與一體的綜合性安防系統。監控系統在功能劃分上，由監控中心、前端設備及監控客戶端三部分構成，布防架構的設計和設備功能的確立是監控系統中關鍵的環節。近些年來，采用高科技手段加強防范是當務之急，以計算機技術和網絡技術為核心的信息技術在監獄領域得到廣泛應用。該論文是以珠海某監獄的實際應用項目為依據而寫的，對監獄監控系統布防架構及設備功能定位做了一些探討。

1 項目需求分析及設計規劃

該監獄從區域上可以分為生產區(即罪犯的勞動生產場所)和改造區(罪犯學習、生活、改造教育場所)。

1.1 系統需要滿足的功能和要求

1) 監獄監控系統本著網絡化、數字化、智能化并結合監獄實際情況的指導思想，建立一個以獄部辦公大樓為總監控中心，輔以分監控中心、子監控中心等星型拓撲結構的監控圖。中心控制應能兼容模擬系統的全部功能，用數字方法在對多路視頻進行管理的同時，進行數字圖像處理、偵測、識別、控制。

2) 圖像傳輸以數字方法 (或者是采用擴展的方法 )實現高分辨率的圖像壓縮、解壓縮，并且要能適應各種通信線路，使網絡傳輸達到設計要求。通信系統需要采取對稱和非對稱兩種方式做信息保密，防止系統控制信號被截取 、通信信息泄露等。在方案設計以及施工工藝上要有明確的防護措施。

3) 子監控負責直接管理本樓層所有罪犯活動的場所，包括多路畫面。首先傳送視頻、音頻 、控制信號到子監控的主機上，監視 畫面顯示在子監控的監視器上，然后送到分監控主機上，保證該層對講 、報警、監聽操作與視音頻的聯動功能。

4) 樓層監控點 (子監控 系統 )攝像機前端圖像信號采用模擬方式。由于罪犯監倉內的光照度相當不平衡 ，接近窗戶附近的光線過于強烈。到了夜間，罪犯宿舍內的光源僅由一盞廁所內 l5W 的燈泡提供 ，光照度低且不平衡。在選擇攝像機、光圈鏡頭時要充分考慮其逆光補償、低照度等的性能要求，并通過選擇適當鏡頭以盡可能減少各監視區域特 別是監倉內的監視死角。

5) 可對所有監倉、生產區和改造區直接進行對講、廣播和監聽操作，監聽、對講、廣播 、報警操作可與監視畫面聯動，進行操作時可以聯動切換到相應的監視畫面。發生突發事件時，總監控必須與干警值班室的對講增加上級監控呼叫值班干警的聲光提示。

1.2 監獄監控系統方案的布防需求

為了構建一個完備的系統，前端設備的應盡可能的覆蓋更廣的區域，除了邊界防范，對罪犯的工作、生活區域，特別是人員集中的公共活動場所，都應該有所覆蓋。前端設備還要盡量的少，這樣傳輸線路、控制設備、等一系列設備都相應減少，節省了資金投入，給維護維修帶來了方便。生產區和改造區是可以通過監控，來實時了解罪犯活動情況。獄墻是監獄的一道防線，需要在獄墻上安裝長焦距，可快速旋轉，清晰度高的攝像頭，滿足安防需要。

系統前端部分由監區230臺攝像機，醫院內8臺攝像機，福利樓2臺攝像頭，獄墻周邊一體化固定攝像機12臺，獄墻周邊一體化高速球攝像機9臺，以及系統原有的攝像機37臺共302臺攝像機組成。系統傳輸部分由各監區攝像頭連接到分控中心的硬盤錄像機上，再由分控中心的硬盤錄像機通過監獄內局域網傳輸到主控中心，由主控中心通過網絡監控集中管機服務器實時觀看。監控每個分控中心的攝像機統一傳到辦公樓連接到硬盤錄像機進行錄像與觀看，再通過局域網傳輸到主控中心，由主控中心通過網絡監控集中管機服務器實時控制觀看。獄墻內12臺一體化固定攝像機及9臺一體化高速球型攝像機通過視頻光端機變成光信號用6芯光纖傳輸到主控室，再通過光端機變成模擬信號聯接到硬盤錄像上，連接到局域網。武警中心通過4芯光纖傳輸的網絡實現獄墻的12臺一體化固定攝像機及9臺一體化高速球型攝像機的觀看。后端顯示部分由原有的12臺21寸監視器和一塊60寸DLP數據背投顯示單元組成，21寸監視器可以時刻監視重要地點的情況，60寸DLP數據背投顯示單元可以分屏顯示任何位置的攝像機圖像。全部圖像通過到硬盤錄像機進入局域網，由安裝在主控室的網絡監控集中管機服務器通過網絡軟件將所有圖像匯總并實時顯示，查看回放，控制，報警，配以地圖直觀顯示，同時可以顯示60寸DLP數據背投顯示單元上。武警中心網絡端顯示有一臺網絡監控分控機，網絡信號由光端機傳輸，武警中心可以在主控中心非控制狀態下對12臺一體化固定攝像頭和7臺一體化高速球進行觀看，回放，控制。

2 監控系統設備功能定位與選型

監控系統應該說是跨學科跨行業的系統工程，以功能要求的不同可分為前端攝像系統、視頻傳輸系統、視頻控制記錄系統、視頻顯示系統。

攝像部分是電視監控系統的前沿部分，它把監視的內容變為圖像信號，傳送控制中心的監視器上。傳輸部分是系統的圖像信號通道。控制部分是整個系統的“心臟”和“大腦”，是實現整個系統功能的指揮中心。顯示部分一般是由幾臺

或多臺監視器組成，它的功能是將傳送過來的圖像一一顯示出來。

監控系統的建立，在布防需求確定以后，關鍵的一環就是設備功能的確立和設備的選型，首先要本著設計原則、結合具體實際進行設備的功能對比，針對前端攝像系統的功能定位，確立一款合適的型號。

攝像部分一般安裝在監視現場,它一般包括攝像機、鏡頭、防護罩、支架和云臺等。它的作用是對監視區域進行攝像并將其轉換成電信號。它布置在被監視場所的某一位置上，使其視場角能覆蓋整個被監視的各個部位。攝像部分的主體是攝像機，其功能為觀察、收集信息。攝像機的性能及其安裝方式是決定系統質量的重要因素。

2.1 室內用室內半球攝像機SID―450

由于監區室內攝像機工作環境較好，不存在日曬雨淋等現象。白天光照好，晚上走廊光線充足，罪犯閱覽室、微機室等活動場所燈光關閉。需要攝像機水平分辨率不低于480線;最低照度為0.11ux以上，信噪比50dB以上，具有內光圈水平校正、背光補償功能。監視時間上不能間斷，能夠快速旋轉。工作環境要適應安裝現場要求，決定采用韓國三星集團出品的型號為:SID―450。

2.2 監區室外及獄墻采用韓國三星高清晰彩轉黑一體化機SDZ―310

由于室外環境多變，特別是要求全天候工作，要求室外攝像機能適應不同的工作環境，白天夜間都可以拍攝到清晰的畫面。根據具體環境我們確定各監區監舍樓前安裝室外型彩轉黑低照度攝像機，彩色模式水平分辨率為540線，黑白模式下水平分辨率為570線，信噪比50dB以上，最低照度0.002lux。我們采用了全新的三星SDZ―310/300高清晰彩轉黑一體機。

2.3 獄墻采用韓國三星彩用彩色一體化高速球

獄墻周界防范，對監獄來說至關重要。獄墻的周密防范可以大大節省警力，物防和技防的實現大大提高了周界防范的安全性。根據獄墻邊界長，拐彎多的特點。要求攝像機要具有自動翻轉、自動巡視功能。而且具備高清晰度，自動晝夜轉換燈功能。能夠適應全天候情況變化。根據需要我們選擇了韓國三星彩色一體化高速球SPD―2200DN。

3 展望

目前該監控系統已實現了看守所的全部需求。功能方面得到了用戶的肯定。由于網絡帶寬本身的限制，圖像在傳輸過程中存在著一定的延時。另外，隨著計算機技術不斷地發展，如果將現有的先進技術應用到視頻監控產品中可以使現有的設備得到極大的增值。

參考文獻：

[1] 畢厚杰,汪濤.寬帶IP (數據)和視頻接入技術[M].北京:北京郵電大學出版社,2002.

[2] 黎連業,及延輝,朱衛東.入侵防范電視監控系統設計與施工技術[M].北京:電子工業出版社,2005.

第9篇：計算機前端技術范文

關鍵詞：TMS320DM355；紅外夜視； 高清攝像機； CCD

中圖分類號：TN919-34 文獻標識碼：A

文章編號：1004-373X(2011)20-0043-03

Design for High Definition Infrared Camera Based on TMS320DM355

HAN Ping-ping, ZHANG Yu-lin

(School of Information Science and Engineering, University of Jinan, Jinan 250022, China)

Abstract： To acquire high resolution image for night surveillance in the low light intensity, the embedded design method is used. The high resolution CCD KAI-1010 and the time sequence generator chip KSC-1000 are chosen as the image acquisition module to implement the transform from light signal to electronic signal. In order to get digital signal, AD9945 which can change the analog signal to digital signal is adopted. The main image processing chip is TMS320DM355 which does image processing including front end processing and back end processing. The vedio images can be achieved on the upper computer by network after the digital signal is sent to network interface chip DM9000A.

Keywords： TMS320DM355; infrared night vsion; high definition camera; CCD

0 引 言

隨著網絡化的發展，網絡視頻越來越貼近人們的生活，高清網絡視頻的需求也在不斷提升。高清視頻會議、高清視頻電話、高清視頻監控等都提出了視頻的高清需求。數字視頻系統可以在同樣的信道上傳輸更多的視頻，而且可以利用現有的網絡，與計算機多媒體處理相結合，便于分析處理、存儲和顯示。特別是采用了以太網通信的網絡視頻系統，更具有經濟，組網靈活，使用方便等優點。

人們生活水平的提高，安全防范意識也在逐漸增強，高清智能分析攝像機在小區監控和家庭監控中也將起到越來越重要的作用，一方面它可以改善家庭周圍的安全狀況，防范盜賊起到重要作用；另外，它提供的資料可以用來作為事發現場的證明，對公安機關破案提供最有力的證據。為了實現24 h監控，低照度紅外攝像機已經應用在監控場合，但是目前高清紅外攝像機的成本相對較高。因此設計低成本、高效益的高清攝像機，具有現實的意義。

高清攝像機的使用，可以為智能分析和數據挖掘功能的價值體現提供原始圖像基礎。高清攝像機的使用，必然需要大量的存儲空間，以存儲大量的高清圖片。目前高清監控系統存在的問題之一是較多的無用視頻信息也被存儲、傳輸，既浪費了存儲空間，又增加了帶寬壓力，而采用智能分析后，對于這些無用視頻則可采用低碼流方式進行壓縮或存儲，以節省存儲空間和減少帶寬壓力［1］。

1 硬件總體設計

在設計過程中，根據功能進行以下幾個模塊設計：CCD 模塊、視頻編解碼模塊、TMS320DM355（簡稱DM355）模塊、存儲模塊、以太網電路模塊、USB接口模塊等，硬件設計框圖如圖1所示［2］。

高清晰度攝像機前端CCD圖像傳感器選擇的是1/3英寸KAI-1010 總像素100萬。網絡部分采用以太網收發器與DM355直接相聯。系統上電后，固化在FLASH中的軟件代碼通過引導程序自動裝載到SDRAM 和DM355 片上內存中的指定地址，然后運行軟件，完成對各硬件單元的初始化（如對DSP，CCD傳感器，PHY等芯片的初始化配置）［3］。CCD傳感器配置正確并啟動后開始采集視頻數據；視頻數據通過DM355的視頻端口進入DSP；DSP對視頻數據進行壓縮編碼(MPEG4, JPEG), UDP打包，最后通過網絡發到用戶監控端。

圖1 嵌入式視頻系統DM355硬件設計框圖

1.1 多媒體處理芯片DM355

高清攝像機的核心是高性能的數字多媒體處理芯片，DM355是TI公司推出的面向便攜式高清視頻應用的新型低成本、低功耗的達芬奇（DaVinci）數字處理器，能夠實現720P高清MPEG4編碼和解碼，支持30 f/s實時視頻處理，編碼解碼能力可達每秒5 000萬像素，其內核包含ARM9處理器和MJCP協處理器，有前端和后端的視頻處理子系統，可支持CCD控制器預覽、圖像縮放等功能［4］。VPSS+MJCP可以提供相當于640M DSP處理能力，以實現整體系統的控制，也可以實現實時操作系統［5］。

DM355作為Davinci系列雙核數字媒體處理器，不僅具有ARM926E處理器，基于Linux操作系統方便地管理和控制整個芯片的外設，而且為便捷地實現多媒體功能，DM355的設備集成了非常豐富的視頻和網絡通信接口。

1.2 視頻數據采集、處理和輸出設計

CCD采集的數據，經過多媒體處理器的視頻前端處理（預覽引擎、直方圖模塊、圖像縮放模塊和自動聚焦/曝光/白平衡等模塊）后，將數據送到視頻后端處理，然后經過DM9000A芯片處理后，通過RG45接口傳送到網絡上或者存儲到磁盤中，全過程如圖2所示。

圖2 視頻數據采集、處理和輸出過程

自然界的圖像從鏡頭折射后，進入到CCD感光器上，CCD感光器將收集到的信息轉換為RGB貝爾模板格式，傳送給DM355的視頻處理前端預覽引擎，并將圖像數據由RGB貝爾模板格式轉換為YUV422格式，通過視頻處理前端的直方圖模塊，可以統計計算出原始圖像的信息，用于圖像處理和圖像內容的識別［6］。自動聚焦/曝光/白平衡模塊，也可以根據直方圖模塊統計計算的結果做相應的調節操作。為了看到高清視頻演示，在輸出接口前外接選用合適的提幀擴展芯片THS8200，用來支持HDTV的720p格式的信號輸出。

DM355通過EMIF接口與DM9000A芯片相聯，DM355與DM9000A之間的數據傳輸采用默認的FIFO模式［7］。系統上電時， DM355主芯片通過I2C總線配置DM9000A內部寄存器，初始化DM9000A；初始化完畢，DM9000A進入數據收發等待狀態［2］；DM355處理完視頻數據后，將視頻數據打包成UDP數據包，并通過總線將發送到DM9000A的數據發送緩存中，然后將數據長度等信息填充到DM9000A的相應寄存器內，當使能信號到達時，開始發送數據。當DM9000A接收到外部網絡送來的數據時，首先檢測收到的數據幀是否合法，若存在幀頭標志有誤，則丟棄幀數據，否則緩存到內部RAM，并通過中斷標志位通知DM355，由DM355對DM9000A接收到的數據進行處理。

1.3 電源模塊設計

電源模塊的主要功能是為整個系統提供穩定的電源供應。在設計過程中，考慮到各個芯片的供電需求，將供電電壓設置為1.3 V,1.8 V,3.3 V,5 V共4種電平的供應。在DM355系統中采用電源和休眠控制器控制電源和始終的開/關或重啟［8］。在電源系統設計中使用到了電容的去耦和旁路，以防止能量從一個電路傳到另一個電路，進而提供配電系統的質量。

1.4 DM355存儲電路和接口控制邏輯設計

視頻處理主模塊以DM355以及輔助外設共同完成高清晰視頻的MPEG-4編碼，NAND FLASH用于保存U-Boot，Linux操作系統以及Ramdisk文件系統，還包括JTAG調試接口、異步外設存儲器接口［9］。

為使DM355能夠快速可靠的運行，設計中采用了SDRAM和FLASH的存儲方式。SDRAM利用單一的系統時鐘對數據、地址和控制信號進行同步，可以顯著地提高系統性能，簡化設計，提供高速的數據傳輸。AEMIF接口支持NAND FLASH存儲器，NAND FLASH片內尋址采用26位地址形式，運用仿真器將DDR2中一段存儲區的數據（如Bootloader）寫到NAND FLASH存儲空間，并能夠被UBL讀到DDR2中運行。

設計中采用的NAND FLASH存儲器芯片，以擴展程序存儲空間，它實現了與DM355的AEMIF接口進行無縫連接，圖3所示為AEMIF外部引腳與NAND FLASH簡化接口圖，AEMIF的地址線用于NAND FLASH的命令鎖存使能信號(CLE)和地址鎖存使能信號(ALE)，任何EMIF地址引腳都可以當作CLE和ALE驅動NAND FLASH，但是在本設計中NAND FLASH主要用于保存DM355啟動的U-Boot文件和MontaVista linux操作系統的內核［10］，在啟動操作系統時，CLE和ALE需要一直使用，所以選用EMIF地址引腳中的EMA［2:1］作為CLE和ALE信號，因為EMA［2:1］沒有與其他外設引腳復用，可以用作惟一功能控制NAND FLASH。

圖3 EMIF接口與NANDFLASH 簡化連接圖

2 結 語

高清晰度攝像機的在今后的日常生活中將被廣泛應用， 基于TMS320DM355高清攝像機， 具有成本低，功耗小的特點，可用于便攜式設備，監控等場合。本論文設計了高清攝像機的硬件平臺，為下面的軟件設計提供了開發平臺。由CCD獲得原始圖像，經過DM355芯片的處理，獲得高清數字圖像，不僅可以對提取的信號進行分析識別，有選擇的保存重要信息，而且通過分析后，在存儲過程中只存儲有價值信息。

參考文獻

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