通信与环境监测论文

2022-04-20

摘要:本文介绍了如何使用Qt5在x86计算机上开发面向工业控制的显控软件。本文在QtCreater中利用C++语言进行了计算机串口通信与网口通信的开发,并利用QtCreater内部集成的QtDesigner进行了人机交互界面的设计。下面小编整理了一些《通信与环境监测论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

通信与环境监测论文 篇1:

4G移动通信基站电磁辐射环境监测与评价方法

摘 要:4G移动通信技术蓬勃发展,移动通信基站建设已呈现网络化,其在满足人们对通信质量的要求同时,对辐射环境带来变化。环境影响评价中的现状监测与评价是环境影响评价文件不可缺少的部分,能够用数据准确显示基站周围的电磁辐射情况,为环境影响文件结论提供数据支撑。

关键词:4G移动通信基站;辐射环境;环境现状监测与评价

随着人们对移动通信技术要求的提高和移动通信技术的快速发展,移动通信技术已进入4G时代。所谓4G,是第四代移动通信技术的英文缩写,是集3G和WLAN与一体,能够快速传输数据、高质量音频、视频和图像等的技术。其拥有以往技术无法比拟的优势:通信速度更快、网络频谱更宽、通信更加灵活、智能性能更高、兼容性能更平滑、实现更高质量的多媒体通信、频率使用效率更高等。因此,为满足人们对4G服务覆盖的要求,4G移动通信基站建设也如火如荼地进行。然而,4G移动通信基站的建设无疑会带来辐射环境的变化,公众对辐射环境的关注度也越来越高。4G移动通信基站的环境影响评价工作以及处理基站的投诉日渐增加。电磁辐射环境监测是环境影响评价的重要环节,贯穿环境影响评价整个过程,其作为一门综合性学科,运用科学的监测手段对移动基站周围电磁辐射水平进行监测,通过对电磁辐射环境现状定量和系统的分析与评价,为环境影响评价或相关的技术问题提供有力的数据支撑。因此,正确的监测方法和科学、客观的评价是环境影响评价文件结论是否正确的重要保障。

一、电磁辐射环境监测

1监测目的

了解基站周围电磁环境现状,为基站选址的环境合理性及环境影响预测提供数据支撑。

(1)对于拟建基站站址,现场监测基站周围电磁环境现状值,确定该站址是否具有电磁环境容量;

(2)对于已运行基站,现场监测基站周围电磁环境现状值,确定基站周围公众活动区域的电磁辐射环境是否满足国家标准。

2监测依据

根据《电磁环境控制限值》(GB8702-2014)、《辐射环境保护管理导则—电磁辐射监测仪器和方法》(HJ/T 10.2-1996)、《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》(试行)制定本项目现场监测实施细则。

3监测对象的选取原则

监测中选取以人口集中区域为重点的环境敏感程度高、与周围公众活动区域水平距离小、与其他运营商共站址、架设形式对环境影响较大的美化天线和桅杆等典型基站,且各抽测基站监测点位的布设应涵盖发射天线所在天面、周围环境敏感点等公众活动区域。所选基站应具有代表性和包络性。

4监测条件

4.1 监测天气情况

无雪、无雨的良好天气。

4.2监测设备

电磁辐射监测仪器设备有:射频电磁辐射分析仪、电磁辐射选频分析仪等。各种测量仪器均应经过国家计量认证部门检定、校准合格,并都在合格证的有效期内,性能满足工作要求。

5质量保证

(1)测量仪器和装置每年经国家计量认证部门检定/校准,检定/校准合格后方可使用;每次测量前、后均检查仪器的工作状态是否正常;几台仪器间进行比对测试。

(2)监测所用仪器与所测对象在频率、量程、响应时间等方面相符合,并保证获得真实的测量结果。

(3)监测布点和监测方法均严格按照《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》(试行)的要求进行。监测点位置的选取考虑使监测结果具有代表性,合理布设监测点位,保证各监测点位布设的科学性和可比性。

(4)监测中异常数据的取舍以及监测结果的数据按照统计学原理处理。

(5)建立完整的文件资料。仪器的校准证书、监测布点图、测量原始数据等全部保留,以备复查。

(6)严格实行三级审核制度,经过校对、校核,最后由质量负责人审定。

6 测量方法

6.1基本要求

(1)工作开始前,收集被测基站的基本信息,包括:基站名称、编号、地理位置、基站各项基础参数、天线架设方式、天线架设高度、天线方向角、天线下倾角、半功率角等参数。

(2)测量仪器与所测基站频率、量程、响应时间等方面相符合,以保证监测的准确。

(3)探头(天线)尖端与操作人员之间距离不少于0.5m。

6.2测量点位的选择

测量布点参照《电磁环境控制限值》与《辐射环境管理导则—电磁辐射监测仪器和方法》,并根据《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》(试行)的要求进行。

监测点位布设在以发射天线为中心半径50m的范围内可能受到影响的环境敏感区域公众可到达的距离天线最近处,环境敏感区主要包括:居民区、学校、幼儿园、医院和党政机关等,根据现场环境情况可对点位进行适当调整。

监测点位的布设原则上设在定向天线在辐射主瓣的半功率角内。

对于发射天线架设在楼顶的基站,在楼顶公众可活动范围内布设监测点位。

测量室内电磁辐射环境时,一般选取房间中央位置,点位与家用电器等设备之间距离不少于1m。在窗口或阳台等位置监测时,探头(天线)尖端在窗框或阳台界面以内。

6.3测量时间和读数

测量时间:根据《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》(试行)“4.4监测时间 在移动通信基站正常工作时间内进行监测,建议在8:00-20:00时段进行”,本项目取每日8:00~20:00为测量时段。

测量读数:测量过程中,每个测量点连续读数5次,每次测量时间不小于15s,并读取稳定状态下的最大值。若读数起伏较大时,适当延长测量时间。

结果记录:根据仪器灵敏度的不同和有效数字的选取原则,射频电磁辐射分析仪测量值均取小数点后两位记录。

6.4测量高度

测量仪器探头距或立足点1.5m。根据不同目的,可调整测量高度。

6.5记录

监测记录中包括基站的位置信息记录、基本参数记录、测量时的天气状况记录、监测仪器记录以及测量结果的记录(以基站发射天线为中心,50m范围内的四至图以及测点布置示意图、测量点位具体名称和测量数据、测量点位与基站发射天线的水平距离和高差)。

二、电磁辐射环境评价

根据《电磁辐射防护规定》(GB8702-88),在30MHz-3000MHz频率范围,公众总的受照射剂量不超过功率密度40μW/cm2,电场强度12V/m。

通过对现场监测数据的整理和分析,对电磁辐射环境现状进行分析与评价,对建设基站周围电磁辐射环境是否尚有环境容量做出判断,对项目选址的合理性进行分析。

4G移动通信技术蓬勃发展的今天,人们在关注网络通信质量的同时,对生活的自然环境提出了更高的要求。环境影响评价是规划基站建设、判断基站建设在环境角度是否可行的重要文件,其中的现状监测与评价则是环境影响评价文件不可缺少的部分,其为文件提供了可靠的数据支撑。

作者:张婉洁

通信与环境监测论文 篇2:

基于Qt5开发的面向工业控制的显控软件

摘要:本文介绍了如何使用Qt5在x86计算机上开发面向工业控制的显控软件。本文在Qt Creater中利用C++语言进行了计算机串口通信与网口通信的开发,并利用Qt Creater内部集成的Qt Designer进行了人机交互界面的设计。本文开发的计算机软件,通过串口与STM32微控制器完成通信,并基于自拟的通信协议利用人机交互界面对电磁阀、步进电机、舵机等常用的工业控制模块进行控制;通过网口与UNIVERSAL ROBOTS协作型机器人完成通信,并基于TCP/IP通信协议对机器人发送控制指令,控制机器人的位置与姿态;通过网口与PLC完成通信,基于标准的Modbus TCP协议完成对PLC一个工作循环的启停控制。通过本文中显控软件开发的过程可以看出,使用Qt5可以方便地在x86计算机上开发面向工业控制的显控软件。另外,开发者还可以自拟通信协议,进行功能更加复杂的串口、网口通信。

关键词:Qt5;C++;显控软件;工业控制;自动化

Key words: Qt5; C++; display and control software; industrial control; automation

当前我国制造业正快速发展,智能制造[1,2]、柔性制造[3,4]、物联网[5]等概念已渐渐进入相关研究人员的视野中。高度自动化、智能化的设备正在逐步替代传统的劳动密集型人工流水线,如生产PCB中常用的AOI(Auto Optical Inspection,自动光学检测机)[6]、轻工业中常用的AGV(Automated Guided Vehicle,自动导航车)[7]、快递行业中的自动分拣设备[8]等。在研发此类设备时,通常使用单片机、微控制器、PLC等作为系统的核心控制部件;而计算机作为人机交互的媒介,命令设备按照人的意图完成不同的工作。本文针对这种架构的自动化设备,介绍了一种基于Qt5的计算机显控软件的开发方法。

Qt5隶属于Qt跨平台开发框架。Qt5中的Qt Creater是一个开源的、集成的软件开发套件,仅需开发人员掌握C++语言,即可开发出高质量的软件。Qt Creater有两个特点:一是完全面向对象的编程方法;二是信号与槽的机制。所谓完全面向对象的编程是指在Qt Creater中,所有的界面控件、计算机外围硬件、系统内部资源等都可以视为“对象”。此处“对象”的概念与C++语言中的“对象”基本一致。因此,开发人员可以方便快捷的使用计算機、操作系统中的各类资源,无须具体了解这些资源的底层实现方法。信号与槽的机制是Qt的特有机制,在Qt5中,每一个对象都可以发送“信号(Signal)”和执行“槽(Slot)”,而二者可以通过“连接(Connect)”进行关联,通过“断开(Disconnect)”取消关联。比如开发人员连接了串口对象的“已接收到数据” 信号与界面对象的“显示文本”槽,那么当该信号被触发时(即计算机收到串口数据),界面对象会自动地执行对应的槽(即在计算机屏幕上显示收到的数据)。Qt5支持一个对象拥有多个信号和多个槽,也支持多对多的连接方式。这种机制相对于传统的回调函数的方法,其优点在于参数的类型安全与对象间的松散耦合;其缺点在于槽函数的响应速度远低于回调函数,不过由于现在计算机硬件的高速发展,用户几乎感受不到二者响应时间的差异。

本文使用的框架版本为Qt 5.6.1,编译套件为MinGW 4.9.2。运行的平台为标准x86计算机,使用的操作系统为Windows 10。下面本文借助Qt Creater作为开发工具,详细介绍人机交互界面、串口、网口的开发方法与关键代码,并在实际项目中进行应用。

1 人机交互界面

人机交互界面是设备操作者与设备之间的桥梁,操作者通过界面控制设备的运作,设备通过界面告知操作者设备的相关信息。因此人机交互界面的设计应该尽量直观、简洁。Qt Creater中集成了Qt Designer模块,在建立Qt Widgets Application时,系统默认添加了一个.ui格式的文件,这个文件中记录的就是人机交互界面。在Qt Creater中左上角的项目文件中双击这个.ui文件即可对界面进行编辑。

图1中所示为通过Qt Designer创建的人机交互界面的设计,本项目中项目名为test,使用的基类为QWidget,派生类为Widget。人机交互界面使用的控件均为Qt Designer中的标准控件。Qt在创建项目时,在类的声明中创建了一个指向自己的指针变量Ui::Widget *ui,利用这个指针即可使用C++代码来操作界面中的所有控件对象。例如在界面中创建一个按钮控件,通过右下角的属性面板将其对象名改为btnTest,然后在Widget类的构造函数中添加以下代码:

ui->btnTest->setCheckable(true);

ui->btnTest->setText("Test");

即可将该按钮设置为自锁按钮,且按钮上显示的文本为Test。

在实际使用过程中,开发者往往需要点下某个按钮,软件执行相应的动作,此时就需要使用信号与槽的功能将按钮的点击信号与要执行的槽函数进行连接。此时需要先声明一个槽函数,例如在Widget类的声明中添加下列代码:

private slots:

void mySlotFunc(bool checked);

即可声明一个名为mySlotFunc的槽函数。

然后进行连接,在Widget的构造函数中添加下列代码:

connect(ui-> btnTest, SIGNAL(chicked(bool)), this, SLOT(mySlotFunc(bool)));

这是最常用的一种连接方式,这里的connect函数有4个参数:第1个参数为信号发出者的指针;第2个为信号,SIGNAL()是一个能将函数名转化为字符串的宏;第3个参数为信号接收者的指针,此处使用this指针指向Widget自己;第4个参数为槽函数,SLOT()是一个与SIGNAL()功能类似的宏。当Widget对象进行构建时,程序将执行这一句代码,将指定的信号与槽进行关联。此时用户在界面上点击btnTest按钮即可执行mySlotFunc函数。在连接信号与槽时,可以发现有些对象的信号是带参数的,这表示这个信号发出的同时,还会给槽函数传递一个该类型的变量。比如上文中的chicked(bool)信号,这个bool型变量表示的是自锁按钮的状态,槽函数可以根据按钮状态实现不同的功能。开发者可以利用该特点进行信息的传递,实现部件间的通信。

2 串口通信

2.1 串口控制方式

本文在实际项目中使用的串口通信协议为自拟通信协议,主要为了控制电磁阀、直流电机、步进电机以及舵机。

图2所示为实际项目中的串口控制框图。用户通过计算机上的显控软件操作设备,显控软件将用户的指令按照事先约定的通信协议通过串口发送给STM32微控制器。STM32微控制器根据指令控制电磁阀、电机等模块。

2.2 串口调试

首先为软件添加串口模块,在Qt Creater中左上角的项目文件中双击test.pro,在编辑器中找到QT += core gui这一行,在该行的下一行输入QT += serialport,保存test.pro文件。然后在“widget.h”的最上方包含两个头文件:

#include <QSerialPort>//串口对象

#include <QSerialPortInfo>//串口信息對象

随后在QWidget类声明中声明一个公有串口对象及一个公有函数:

QSerialPort *serialPort = new QSerialPort(this);

void initPort();//串口初始化函数

Qt库函数中为开发者提供了QSerialPort类,专门用于操作计算机的串口。上述声明使用new关键字将该对象声明到系统的堆上,同时指明了其父对象为this,即Widget。这样声明的好处是不占用系统的栈资源。而且在Qt中,若使用这种指明父对象的方法,当父对象销毁时,会自动地先销毁其子对象,无须开发者自行使用delete关键字销毁堆上的对象,进而有效防止内存泄漏。

下面对initPort()函数进行实现:

void Widget::initPort(){

QList<QSerialPortInfo> info = QSerialPortInfo::availablePorts();

for(int i=0;i<info.size();i++){

ui->cmbPortName->addItem(info[i].portName());

}

}

上述代码利用QSerialPortInfo类中的静态函数availablePorts()遍历系统所有的可用串口,并将串口名排列至名为cmbPortName的下拉列表中。上述代码编写完成后,可在Widget对象的构造函数中调用,这就实现了软件运行后,自动查找所有可用串口的功能。

在UI中右键点击打开串口按钮,选择转到槽,在弹出的对话框中选择clicked(bool)。此时,Qt自动添加了一个名为on_btnOpen_clicked(bool checked)的函数,该函数为当btnOpen对象发出clicked(bool checked)信号时对应的槽函数。这种“on_对象_信号”形式的槽函数是连接Qt Designer控件的一种特殊用法,Qt会自动将该对象的信号与本函数连接,无须开发者手动使用connect函数。此函数的代码如下:

void Widget::on_btnOpen_clicked(bool checked){

if(checked==true){

serialPort->setPortName(ui->cmbPortName->currentText());//选择串口

serialPort->setBaudRate(115200);//波特率

serialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8);

//8位数据位

serialPort->setStopBits(QSerialPort::OneStop);

//1位停止位

serialPort->setParity(QSerialPort::NoParity);

//无奇偶校验

serialPort->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);

//不使用流控

serialPort->open(QIODevice::ReadWrite);

//打开串口

ui->btnOpen->setText(tr("关闭串口"));

//更新按钮文本

}

if(checked==false){

serialPort->close();//关闭串口

ui->btnOpen->setText(tr("打开串口"));

//更新按钮文本

}

}

上述代码首先根据按钮状态,即checked的值,判断按钮是按下还是抬起。若按下则打开串口;若抬起则关闭串口。这里使用代码直接对串口进行配置,开发者可以合理设计界面让用户可以选择这些参数的值。

完成上述代码的编辑后,计算机串口的通信通道已建立完成,下面开始编写串口发送与串口接收函数,代码如下:

int Widget::serialPortTXD(char *str, int num){

serialPort->write(str, num);//发送数据

return serialPort->waitForBytesWritten(100);

//确认数据发送完毕,100ms超时

}

int Widget::serialPortRXD(char *str, int timeout){

QByteArray buffer;//临时存储接收数据

while(1){

if(serialPort->waitForReadyRead(timeout)){

buffer += serialPort->readAll();

if(buffer.size() == 13)

break;

}

else//超时返回

return -1;

}

memcpy(str, buffer.constData(), buffer.size());

return buffer.size();//返回接收的字节数

}

上述代码分別为串口发送函数与串口接收函数。二者主要是利用了QSerialPort类中的write方法与readAll方法。另外由于实际项目中下位机不能主动向上位机发送信息,因此使用了waitForReadyRead进行阻塞式接收。如果开发者想要按照“中断式”接收串口数据,可将该函数作为槽函数,并与serialPort对象中的readyRead信号连接,即可实现随时接收串口传来的数据。

至此串口通信的发送与接收的基础代码已全部完成,开发者可自行利用connect函数将界面中各种控件的信号与自己编写的槽函数连接,实现用户点击界面,软件产生相应串口数据的功能。如果开发者想通过串口控制标准的工业控制模块,那么将通信协议修改为Modbus协议即可[9]。

在实际项目中,通过上文的方法编译出的软件可以完成与STM32微控制器的串口通信,可以正确控制16个电磁阀、2个直流电机、3个步进电机以及2个舵机。

3 网口通信

3.1 网口控制方式

当使用网络通信进行工业控制时,通常使用Modbus TCP协议[10]。该协议可以看作是网络通信中的TCP协议与串口通信的Modbus协议结合而成的协议。TCP协议是面向连接的协议,其要求通信双方必须建立可靠的连接,然后再通信。TCP协议使用CS模型进行通信:通信的一方为客户端(Client),另一方为服务器(Server)。使用Modbus TCP协议通信的双方,先根据TCP协议进行连接,完成连接后按照Modbus协议的格式发送数据包。Modbus TCP协议中客户端又称为主站,服务器又称为从站。一般一个控制系统中仅有一个主站,但是可以有多个从站;通信必须由主站发起,从站只能响应主站的指令,不能主动发起通信。

上图所示为实际项目中网口相关的控制框图。计算机同时建立服务器与客户端,服务器用来控制UR机器人,客户端用来控制PLC。

3.2 网口通信服务器的调试

由于项目中的计算机需要同时作为服务器与客户端与不同的设备通信,因此代码中将每个通信的套接字放在各自独立的线程中以实现并行通信。

类似于調试串口,首先添加网络模块,在test.pro中添加QT += network。然后以QTcpServer为基类派生一个子类robotServer,以下为派生类的声明。

class robotServer: public QTcpServer

{

Q_OBJECT

public:

robotServer (QObject *parent = 0) :QTcpServer(parent){}

~ robotServer (){}

QTcpSocket socket;//客户端套接字

protected:

void incomingConnection(qintptr socketDescriptor){

socket.setSocketDescriptor(socketDescriptor);}

signals:

void robotDataReply(QString str);

private slots:

void serverInit(QString addr, uint port){

listen(QHostAddress(addr),port);}

void serverClose(){

socket.close();

close();}

void dataSend(QString str);

void dataRecv();

};

在上述类声明中Q_OBJECT为Qt元对象宏,添加此宏才能使用信号、槽、对象树等Qt特有的功能。serverInit槽用于创建服务器,监听指定的端口。serverClose槽用于断开套接字并关闭服务器。派生类中重新实现了incomingConnection(qintptr socketDescriptor)虚函数,当有新的客户端连接服务器时,系统会自动调用此函数建立套接字。由于实际项目中仅有1个UR机器人作为客户端与上位机通信,因此类的声明中只声明了1个套接字,即服务器仅能同时连接1个客户端。当然开发者可以声明多个套接字用来同时连接多个客户端。由于篇幅所限,上述声明中并没有对收发函数进行实现,其实现过程与串口收发类似。另外类中还声明了一个信号用来与UI界面通信,将机器人回传的信息显示在UI上。

在构建好服务器后,新建一个子线程。以QThread为基类派生一个子类serverThread。派生类的目的是重构QThread基类中的虚函数run()。以下为派生类的声明。

class serverThread : public QThread

{

Q_OBJECT

public:

serverThread(QObject *parent = 0): QThread (parent){}

~serverThread(){

requestInterruption();

quit();

wait();}

protected:

void run(){

robotServer server;

connect((Widget *)this->parent(),SIGNAL(serverOpen(QString,uint)),&server,SLOT(serverInit(QString,uint)));

while(!isInterruptionRequested()){

QCoreApplication::processEvents (QEventLoop::AllEvents, 100);//保持线程的事件循环

msleep(1);}}

};

虚函数run()相当于线程的主函数,重新实现此函数相当于对线程的主函数进行编程。另外在Qt中,任何子线程都禁止访问UI界面中的对象,但可以通过信号和槽的方式与UI通信,间接操作UI界面中的对象。析构函数中的requestInterruption()与线程主函数中的isInterruptionRequested()配合使用,可以保证线程安全退出。

完成上述两个对象的派生后,在Widget对象的声明里添加一个子线程对象,代码如下:

serverThread *robotThread = new serverThread (this);

在Widget对象的构造函数里启动线程,代码如下:

robotThread->start();

Qt5中的信号与槽也支持跨线程的连接方式,例如上述上文run()函数中的连接方式。这种连接方式是利用了Qt对象树的特性,由于Widget对象(即UI界面)创建robotThread对象时,使用this指针声明了父子关系,因此在子线程内,用this->parent()返回的指针即为Widget的对象指针。

在实际项目中,使用UR机器人作为客户端成功与本文构建的服务器相连接。通过发送特定的控制指令实现了对UR机器人的远程控制。

3.3 网口通信客户端的调试

客戶端的调试与服务器的调试过程类似,只需从QTcpSocket派生一个子类即可,创建线程的方法与创建服务器线程完全一致,此处不再赘述。

在实际项目中,本文构建的客户端成功与PLC相连接。通过标准的Modbus TCP协议读、写PLC的线圈状态,完成对PLC流水线的控制。

4 结论

(1)使用Qt5可以在x86计算机上开发面向工业控制的显控软件。使用Qt5自带的QSerialPort类可以完成计算机串口通信、Modbus串口通信;使用QTcpServer类、QTcpSocket类以及他们的派生类可以完成TCP网络通信、Modbus TCP网络通信;使用QThread的派生类可以进行多线程操作。使用这些Qt5标准类进行软件开发,能快速实现预期功能而不必关心具体实现方法,从而大幅提高软件开发的效率。

(2)本文使用Qt 5.6.1 和C++语言编写的显控软件在实际项目中成功控制了16个电磁阀、2个直流电机、3个步进电机、2个舵机、1个UR5协作型机器人以及某型流水线。且该软件还可以继续扩展,实现对更多工业模块的复杂控制,进一步提高系统的自动化程度。

参考文献:

[1] 张肃,许慧,黄蕊.我国人工智能产业发展问题研究[J].长春理工大学学报,2018,31(5):1-6.

[2] 钟义信.人工智能:概念·方法·机遇[J].科学通报,2017,62(22):2473-2479.

[3] 倪珉.柔性制造系统在中小企业中的应用和未来的发展[J].机械管理开发,2018,33(8):227-229.

[4] 任永杰,尹仕斌,邾继贵.面向现代柔性制造的工业机器人高精度控制方法[J].航空制造技术,2018(5):16-21.

[5] 王锐,吴紫薇.基于物联网技术的列车环境监测系统设计[J].长春理工大学学报(自然科学版),2019,42(3):133-137.

[6] 马晓波. 一种印刷电路板(PCB)AOI假缺点的修复方法[D]. 苏州: 苏州大学, 2016: 1-7.

[7] 贺冰倩. 仓库智能AGV路径设计及调度研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2019: 16-19.

[8] 吴星峰. 小包邮件自动分拣系统的设计与实现[D]. 长春: 吉林大学, 2015: 1-3.

[9] 戴振民.基于Qt5的MODBUS协议编程与实现[J].电子技术与软件工程,2018(17):55.

[10] 罗旋,李永忠.Modbus TCP安全协议的研究与设计[J].数据采集与处理,2019,34(6):1110-1117.

【通联编辑:梁书】

作者:曹策 贺广健 付云博 姜良旭

通信与环境监测论文 篇3:

信息时代的支柱:电子相关专业荟萃

我国的电子行业起步比较晚,但发展势头却十分迅猛,对人才的需要也十分迫切。这个行业的特点主要有三个:一是知识密集型,技术含量高,这意味着这个行业人员的整体收入会相对较高;二是产品和技术的更新换代较快,这意味着这个行业的人员要思维开放,随时准备接受新事物;三是竞争很激烈。近年来,电子类专业在报考中十分火热,几乎所有开设相关专业的高校中,电子类专业都处于分数较高的行列。

国内设有电子类专业的大学非常多,一般的理工类院校和综合性大学几乎都有,甚至一些文科类大学也开始尝试开设该类专业。而今电子相关专业有上百个,且各个学校的电子类专业名称都不一样,为了让大家更系统地了解电子类专业,下面以电子科技大学的院系分类为例,从学科名称、学科内容、毕业走向几个方面分类介绍一下电子类相关的专业。

第一类:通信与信息工程类

通信和信息类专业的方向通常有三个:通信工程、网络工程、信息工程,主要学习内容为电路系统、数字逻辑、通信原理、信号与系统等相关的专业理论知识。专业方向也有所不同,通信工程专业更偏重于与通信技术相接轨的一些专业课程,如卫星通信、移动通信原理等;网络工程更偏重于与整个通信网络相关的组网原理、组网技术的学习,如网络体系结构、网络设备原理等;而信息工程则偏重于学习对各种媒体信息的获取和分析,主要学习信息分析、智能计算等偏数学分析方面的专业课程,如果你想进入电子信息行业,又对数学有兴趣,这个专业的学习会让你得心应手。

这三个专业都是面向现在很热门的IT行业,毕业生主要就业方向有以下几类:一是科研、事业单位,如研究所、高校等;二是通信运营商,如各地方移动公司、电信等;三是各类通信与IT企业,如华为、中兴、IBM、腾讯、百度、长虹等优秀的企业。

第二类:电子工程类

电子工程类专业有电子信息工程、信息对抗技术、电磁场与无线技术几个方向,主要学习内容有电路系统、数字逻辑、集成电路、微波与天线等相关专业理论知识。电子信息工程偏重于学习测控技术、集成电路设计方面的内容;电磁场与微波技术偏重于微波、电磁、电路方面的理论;信息对抗技术偏重于学习对信息的处理,如信息加密、编码等专业理论,相对于前两个专业而言,比较偏软件类的研究。

本类专业的学习内容偏硬件,也比较宽泛,毕业生的主要流向为电子信息领域的研究所、高校、企业以及交通、国防、雷达、航空航天等相关部门。

第三类:微电子、固体电子类

这一大类的方向有电子科学与技术(固体电子工程)、电子科学与技术(微电子技术)、集成电路设计与集成系统、微电子学、应用化学等。主要学习内容有集成电路、材料物理、材料化学等相关专业理论知识。

在这几个专业中,集成电路是人们最熟悉的,也在我们的生活中比较常见,如手机、电脑、电视等的核心就是一块集成电路。集成电路设计与集成系统专业主要就是对数字、模拟集成电路原理、测试封装技术等做系统学习,而微电子与固体电子则偏重于对集成电路的组成原件——主要是半导体,进行宏观和微观上的学习。

这个学院的毕业生多从事电子信息材料、元器件、集成电子器件与系统等领域的单位、研究所工作,比较知名的单位如威盛微电子、英特尔、炬力集成电路等公司,还包括一些中电集团的研究所。

第四类:电子自动化类

电子自动化类专业下设的方向主要有自动化、测控技术与仪器、环境工程、自动化(电力系统自动化),学习内容为电路、信号、电力电子技术、微机接口技术等理论知识。自动化专业除掌握自动控制相关专业知识外,还兼顾计算机控制方面的技术,注重实际应用;测控专业主要学习信号的采集、处理、控制显示等技术,适应目前智能化仪器的硬件与软件设计的发展方向;电力系统自动化专业性更强一些,学习课程多与电力系统、电机学相关。

自动化类专业毕业生可到企业、研究所、高等学校、部队等部门工作,也可在航空、航天、通信、广播电视、雷达、汽车、电子对抗、工业自动化等各种军用、民用领域开展测控技术应用研究。

第五类:机械电子类

机械电子类专业更偏重工科,旨在采用当前先进的电子技术提高电力工业、机械工业的自动化程度。工业工程专业除学习相关的工程技术类专业理论外,更偏重对运筹学、统计质量学、物流生产等知识的学习,需要学生从宏观上掌握现代生产管理中的关键技术。国家一直在高喊振兴老工业基地的口号,很多同学都希望能为振兴祖国重工业计划作份贡献,如果你也有这个理想,机械电子类专业将是你成就理想的不错选择。

该学院的毕业生大都到机械、电子及其交叉领域中的相关研究所、企业、相关政府部门从事研究开发、生产管理等工作。

第六类:交叉类学科

由于电子行业的发展飞速,其与社会各领域的交叉综合学科将日益增多,不断地有新生的电子类交叉学科出现。电子类的交叉学科包括物理电子类、应用化学、生物医学类、环境工程等。物理电子类包括应用物理、真空电子、核技术、新能源技术及光电技术、光电通信等。应用化学类专业主要学习电子化学、电子工艺等与电子精细化工材料相关的基本理论。生物医学属于电子科技与生物医学紧密结合的理工交叉学科,理、工、医相结合,涉及生物医学、电子与信息工程、计算机科学与技术等领域,其知识结构表现出较强的交叉性和综合性。环境工程属于电子技术与环境科学相结合的学科,旨在适应现代化的未来环境保护和环境监测的人才需要。

这一类专业的毕业生在就业方面比较有的放矢,针对性很强,专业的对口比较重要,就业面显得不是特别宽泛,对口的单位如应用化学研究所(长春)、GE(医疗器械生产厂家)等,但如果你是一个喜欢在科研领域奋斗的人,可以选择这些专业,这些新兴的交叉学科,对于研究人员是个沃土。

选择心仪高校:电子类专业实力较强的高校

对于高校排名,目前比较可靠的是教育部出台的关于电子科学与技术类专业评估,清华大学、电子科技大学、北京邮电大学排在前三名。总体来讲,电子类专业实力较强的高校有四类。

年年报考时,各种专业总会让人看花了眼,不仅要考虑自己的兴趣志向,还牵涉就业和前途,太难选择了,换句话说,其实是可供的选择太多了。社会的前进,必然导致社会分工越来越细化,而我们的个人兴趣还很笼统,有待于你去大学里塑造更细化的兴趣。所以,更重要的问题是,如果你热爱理工科,我是指有数学、物理等相关基础知识,那么大胆地投入进电子信息专业吧,只要你肯认真付出,那么每一个专业,都将是一片五彩斑斓的天地。

作者:杨林

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