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传输机理论文

传输机理论文

传输机理论文范文第1篇

关键词:人体通信;分层介质;表面波导;衰减常数;传输机制

中图分类号:TN011 文献标识码:A

但是文献[1]和文献[2]中的模型相对于人体的复杂结构显得过于简单,不能精确地刻画出电磁波在人体上的传输机制.为了解决上述模型中存在的问题,本文作者提出了一种基于分层介质表面波导的人体通信理论模型(该文献已被期刊录用,尚未发表).该模型由皮肤、脂肪、肌肉、骨质和骨髓5层介质组成,和人体结构基本相同.分层介质表面波导人体通信模型在刻画电磁波信号在人体表面的传输机制的准确性方面优于文献[1]和文献[2]中的模型.但该模型求解过程本质上是一个20阶矩阵的特征值的求解问题,在计算过程中需要耗费大量的时间和计算资源.本文在作者提出的人体通信理论模型的基础上,通过简化模型层次,得到了一种简化的表面波导人体通信理论模型.该简化模型在保持较高精度的前提下大大减少了计算时间,可用于对电磁波在人体表面的传输机制进行快速估计.有限元数值模型将被用来得到人体表面的电磁场分布和验证简化表面波导人体通信理论模型的正确性.2人体通信数值模型

2.1数值模型的意义

在电磁场研究中,还需要用到电磁场的数值模型来得到电磁场幅值的分布和佐证理论模型正确性[1,7-8].数值模型只能得出电磁场在空间中的分布情况,却无法探知电磁场传播的内在规律;同时孤立的理论模型则无法自证其得出结果的正确性.所以本文中同时使用这两种电磁场模型,如果二者出现的现象一致,则认为该理论模型能够反映电磁波传播的实际情况.

2.2人体手臂电磁场数值模型

人体手臂数值模型由圆柱组成,模型的尺寸、层次和介质参数与理论模型完全相同.为了使发射器产生的非稳定传输模式电磁波信号被有效衰减,模型长度需大于1/4波长,所以本文设置模型长度为1 m.模型被空气柱所包围,空气柱表面为辐射边界,以模拟电磁场向无限远空间辐射的情况.同时,空气柱边界与模型表面的距离大于1/2波长,以保证计算的精度和收敛.为了与理论模型的计算结果进行对比,本文将对五层、四层、三层和二层人体手臂数值模型进行分析,得出不同层次模型在不同频率下的衰减常数情况.

3 结果与讨论

3.1 理论模型计算结果

3.2数值模型计算结果

人体通信数值模型可以计算出模型空间中每一点的电磁场幅值.通过对这些数据进行一定的处理后得到所需的电磁场传输特性.由于本文需要考察的是信号在人体表面沿手臂方向上的传输特性,所以从模型中提取的是不同层次模型表面传播方向直线上的电磁场幅值.下面以五层模型150 MHz下的相对电场幅值作为示例,结果如图3所示.

图3中的相对电场幅值呈分段线性,这与理论模型计算结果中仅有0阶模式的电磁波有解的结论相符.在分段线性曲线的前一段中,电磁场幅值下降较快,这是因为在发射的电磁波信号中,仅有0阶模式的电磁波可以稳定传输,其他模式的电磁波均迅速衰减,导致了信号幅值整体的快速下降;在分段线性曲线的后一段中,电磁场幅值的下降开始变得缓慢,其原因是其他模式的电磁波均已衰减完毕,仅剩下0阶模式的电磁波在稳定传播.通过对曲线第二部分进行线性拟合即可得到电磁波稳定传输模式下的衰减常数,拟合情况如图3所示.

通过观察不同层次的理论模型和数值模型的计算结果可知,骨骼是否存在对人体通信信号传输的影响不大,但是不考虑肌肉层将使计算结果产生较大误差.由此可认为,电磁波信号并不仅仅在皮肤表面传播,同时也将在较为浅层的人体介质(脂肪、肌肉等)中传播,但较深层次的介质(骨质、骨髓等)对信号传播的影响不大.而在以往的人体通信模型和理论研究中,由于模型结构过于简单,在模型上仅能观察到电磁波信号在皮肤和空气的分界面上传播[1-2].因此相关研究者也就认为人体通信信号仅在人体表面传播.但这仅仅是从字面理解了表面波导的内涵.根据表面波导理论,电磁波将在介质分界面上传播[9],所以事实上人体中的皮肤和脂肪的分界面,以及脂肪和肌肉的分界面也可作为电磁波传播的途径.本文能得出比以往研究中更精确的人体通信传输机制的原因主要是采用了层数可调的分层介质表面波导人体通信模型,该模型能够有效地刻画皮肤、脂肪、肌肉、骨质、骨髓等介质对人体通信信号传输的影响,并可以通过调整模型层数来分析不同介质层在通信中的作用.综上所述,简化人体通信理论模型,无论从计算精度上还是传输机制分析的准确性上都优于文献1]中模型.

4 结论

本文提出了一种基于分层介质表面波导理论的简化人体通信理论模型,它在保证计算精度的前提下,计算时间仅有原有五层人体通信理论模型的1/5左右,非常适合用于对人体通信的传输机制进行快速估计.同时,通过对比五~二层人体通信理论模型和数值模型的计算结果,得出了关于人体通信信号传输机制的一些详细信息,人体通信中的电磁波信号不仅在皮肤表面传播,而且也将在较为浅层的人体介质(例如脂肪、肌肉等)中传播,但较深处的骨骼并不会对信号传输产生影响.然而,由于人体通信理论模型基于无限长度的假设,这将会使计算的结果产生一定的误差,未来针对这一局限将做出改进.

参考文献

[1]WANG J Q, NISHIKAWA Y, SHIBATA T. Analysis of onbody transmission mechanism and characteristic based on an electromagnetic field approachJ]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2009, 57(10):2464-2470.

摘要:原有人体通信理论模型存在着计算时间长、消耗资源多的问题.为了简化计算,提出了一种基于分层介质波导理论的简化人体通信理论模型.由于在理论模型和数值模型的衰减常数计算中均发现五层、四层和三层模型的结果一致,而二层模型的结果与其他模型相差较大.这从理论和实验两方面证明了三层模型在计算精度和效率方面取得了平衡,可作为简化人体通信理论模型使用.该简化模型在保持与原有五层模型相同计算精度水平的同时,计算时间为原模型的0.216倍,将计算效率提高了5倍,可用于对人体通信传输机制进行快速估计.

关键词:人体通信;分层介质;表面波导;衰减常数;传输机制

中图分类号:TN011 文献标识码:A

但是文献[1]和文献[2]中的模型相对于人体的复杂结构显得过于简单,不能精确地刻画出电磁波在人体上的传输机制.为了解决上述模型中存在的问题,本文作者提出了一种基于分层介质表面波导的人体通信理论模型(该文献已被期刊录用,尚未发表).该模型由皮肤、脂肪、肌肉、骨质和骨髓5层介质组成,和人体结构基本相同.分层介质表面波导人体通信模型在刻画电磁波信号在人体表面的传输机制的准确性方面优于文献[1]和文献[2]中的模型.但该模型求解过程本质上是一个20阶矩阵的特征值的求解问题,在计算过程中需要耗费大量的时间和计算资源.本文在作者提出的人体通信理论模型的基础上,通过简化模型层次,得到了一种简化的表面波导人体通信理论模型.该简化模型在保持较高精度的前提下大大减少了计算时间,可用于对电磁波在人体表面的传输机制进行快速估计.有限元数值模型将被用来得到人体表面的电磁场分布和验证简化表面波导人体通信理论模型的正确性.2人体通信数值模型

2.1数值模型的意义

在电磁场研究中,还需要用到电磁场的数值模型来得到电磁场幅值的分布和佐证理论模型正确性[1,7-8].数值模型只能得出电磁场在空间中的分布情况,却无法探知电磁场传播的内在规律;同时孤立的理论模型则无法自证其得出结果的正确性.所以本文中同时使用这两种电磁场模型,如果二者出现的现象一致,则认为该理论模型能够反映电磁波传播的实际情况.

2.2人体手臂电磁场数值模型

人体手臂数值模型由圆柱组成,模型的尺寸、层次和介质参数与理论模型完全相同.为了使发射器产生的非稳定传输模式电磁波信号被有效衰减,模型长度需大于1/4波长,所以本文设置模型长度为1 m.模型被空气柱所包围,空气柱表面为辐射边界,以模拟电磁场向无限远空间辐射的情况.同时,空气柱边界与模型表面的距离大于1/2波长,以保证计算的精度和收敛.为了与理论模型的计算结果进行对比,本文将对五层、四层、三层和二层人体手臂数值模型进行分析,得出不同层次模型在不同频率下的衰减常数情况.

3 结果与讨论

3.1 理论模型计算结果

3.2数值模型计算结果

人体通信数值模型可以计算出模型空间中每一点的电磁场幅值.通过对这些数据进行一定的处理后得到所需的电磁场传输特性.由于本文需要考察的是信号在人体表面沿手臂方向上的传输特性,所以从模型中提取的是不同层次模型表面传播方向直线上的电磁场幅值.下面以五层模型150 MHz下的相对电场幅值作为示例,结果如图3所示.

图3中的相对电场幅值呈分段线性,这与理论模型计算结果中仅有0阶模式的电磁波有解的结论相符.在分段线性曲线的前一段中,电磁场幅值下降较快,这是因为在发射的电磁波信号中,仅有0阶模式的电磁波可以稳定传输,其他模式的电磁波均迅速衰减,导致了信号幅值整体的快速下降;在分段线性曲线的后一段中,电磁场幅值的下降开始变得缓慢,其原因是其他模式的电磁波均已衰减完毕,仅剩下0阶模式的电磁波在稳定传播.通过对曲线第二部分进行线性拟合即可得到电磁波稳定传输模式下的衰减常数,拟合情况如图3所示.

通过观察不同层次的理论模型和数值模型的计算结果可知,骨骼是否存在对人体通信信号传输的影响不大,但是不考虑肌肉层将使计算结果产生较大误差.由此可认为,电磁波信号并不仅仅在皮肤表面传播,同时也将在较为浅层的人体介质(脂肪、肌肉等)中传播,但较深层次的介质(骨质、骨髓等)对信号传播的影响不大.而在以往的人体通信模型和理论研究中,由于模型结构过于简单,在模型上仅能观察到电磁波信号在皮肤和空气的分界面上传播[1-2].因此相关研究者也就认为人体通信信号仅在人体表面传播.但这仅仅是从字面理解了表面波导的内涵.根据表面波导理论,电磁波将在介质分界面上传播[9],所以事实上人体中的皮肤和脂肪的分界面,以及脂肪和肌肉的分界面也可作为电磁波传播的途径.本文能得出比以往研究中更精确的人体通信传输机制的原因主要是采用了层数可调的分层介质表面波导人体通信模型,该模型能够有效地刻画皮肤、脂肪、肌肉、骨质、骨髓等介质对人体通信信号传输的影响,并可以通过调整模型层数来分析不同介质层在通信中的作用.综上所述,简化人体通信理论模型,无论从计算精度上还是传输机制分析的准确性上都优于文献1]中模型.

4 结论

本文提出了一种基于分层介质表面波导理论的简化人体通信理论模型,它在保证计算精度的前提下,计算时间仅有原有五层人体通信理论模型的1/5左右,非常适合用于对人体通信的传输机制进行快速估计.同时,通过对比五~二层人体通信理论模型和数值模型的计算结果,得出了关于人体通信信号传输机制的一些详细信息,人体通信中的电磁波信号不仅在皮肤表面传播,而且也将在较为浅层的人体介质(例如脂肪、肌肉等)中传播,但较深处的骨骼并不会对信号传输产生影响.然而,由于人体通信理论模型基于无限长度的假设,这将会使计算的结果产生一定的误差,未来针对这一局限将做出改进.

传输机理论文范文第2篇

关键词 马克思主义 灌输理论 冲击 嬗变

中图分类号:A8 文献标识码:A

Analysis on the Contemporary Impact and

Evolution of Inculcating Theory of Marxism

BAI Xiuyin

(Education Institute of Marxism, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu, Sichuan 611731)

Abstract Inculcating method has been used in brilliant achievements in the process of socialist revolution and construction in China, which is the basis of Marxist inculcation theory. But times change and social development, people thought of revolutionary changes in the path of knowledge, Marxist inculcation theory suffered a "useless", "rigid" and "outdated" question. This paper analyzes the Marxist Theory by the double impact of the theory and practice, to explore the impact caused by the Marxist Theory of the Evolution, the development of Marxist Theory in order to continue to serve the ideological and political education.

Key words Marxism; incilcating theory; impact; evolution

1 马克思主义灌输理论遭遇理论和实践的双重冲击

传统上人们理解的灌输就是自外而内、自上而下的单向信息沟通过程,这一理解源自于列宁对考茨基关于无产阶级不可能自发产生革命意识观点的肯定。然而随着无产阶级革命的胜利和社会主义建设的推进,人们的阶级关系、政治生活和社会地位都发生了复杂而深刻的变化:曾经神圣、崇高的理想信念不再需要自上而下的灌输就能自发产生,曾经神秘、遥远的上层领导的意愿和指示不再需要官方正式渠道就能自由获得,这些变化诱发了人们思想认识、价值观念和生活方式的革命性转变,于是人们对于曾经起到主要发挥积极作用的“灌输”信念同时产生动摇、怀疑,甚至是否定,思想上的认识偏差必然导致人们行为上易入误区而不自知。所以,对马克思主义灌输理论的重新认识和准确定位亟待进行。

随着经济全球化进程和科技信息化浪潮的推进,我国正处在急剧变化的全球化世界大潮之中,马克思主义灌输理论能否继续发挥其在社会主义先进文化中的主导作用,是否能够在错综复杂的各种社会思潮中坚守社会主义核心价值体系的阵地,成为学术界和实践界广泛讨论和关注的问题。然而,目前没有学者能够从根源上论证清楚马克思主义灌输理论之伪,中西方学者无不肯定灌输理论有其积极的方面,尤其是在改变对象思想意识的程序性、简易性得到了灌输者的高度青睐。但是在实际操作中,人们又总是竭尽其力地批判灌输的机械性、僵化性,甚至指责其对人性创造力的钳制和禁锢。学者在理论和实践两个层面上对灌输的内涵进行了深入研究。

当前,学术界存在着马克思主义灌输理论“过时”、“无用”、“僵化”等错误认识,也存在马克思主义灌输理论的原创者、必要性、实质性、强制性等方面的争议,究其原因正是对马克思主义灌输理论的科学性认识不够充分。随着时代的进步和发展,马克思主义灌输理论也理所应当地进入了一个新的发展阶段,应当根据时代变迁,在坚持马克思主义基本立场、观点、方法基础上,赋予灌输理论新的内涵,使其与时俱进才能符合马克思主义基本理论的科学性。结合时代变迁和人们社会需求的变化探讨马克思主义灌输理论的当代价值,澄清人们对马克思主义灌输理论的错误认识和理论争议,是丰富和发展马克思主义灌输理论的关键步骤。

学者们围绕“灌输”问题进行的大量研究工作,使我们对于灌输理论在当前的境遇有了深刻的认识,无论是对马克思主义灌输理论科学性的怀疑,还是对灌输方式适用性的动摇,都为我们进一步深入研究提供了素材;同时理论上的争议不断必然致使实践中的迷惘,学界关于灌输理论的争议也使我们更加深刻领悟到澄清马克思主义灌输理论的迫切性与必要性。

2 马克思主义灌输理论面临认同危机引发了自身嬗变

现代生活方式的变迁是经典作家生活的时代所未能预期的,因此,产生于19世纪的马克思主义灌输理论的实现方式必然要在当前的社会形势下发生变革,才能适应当下形势的需要。这是毋庸置疑的。马克思主义理论体系本身就是一个开放的、发展的理论体系,随着时代的主题变化,各种理论思潮交错影响人们的思维形态,如前文所述,这对马克思主义灌输理论产生重大影响,引发了其嬗变,既为马克思主义灌输理论增添了新的时代内涵,又使其在与各种思潮、理论的交锋中摈弃了与时展不相符合的落后主张。具体表现在以下几个方面:

第一,马克思主义灌输理论的科学性增强。表现在:灌输的历史前提由革命年代主要面向工人阶级灌输科学社会主义以唤醒其自为意识,转向和平年代主要面向全体社会大众灌输社会主义意识形态必要性和优越性;灌输的主要内容除了保持经典马克思主义灌输理论的基本内容以外,还将当代社会文明中的积极成分纳入其中,其政治性、阶级性也由鲜明逐渐转为隐晦;灌输对象的自主性得到很大程度的尊重,逐渐取消了对于灌输对象“盖帽子”、“上纲上线”批判的强制性做法;灌输手段的政治强制性有所弱化,而教育引导性得到加强,将灌输与教育挂钩,灌输的主体也由相关专门的思想政治工作机构扩展为全社会的教育机构。

第三,马克思主义灌输理论更加注重对人性的关注。表现在:肯定人的需要是灌输的前提,人的发展是灌输的目的,人的不足是灌输的内容。灌输的对象是人,而人又是十分复杂的。因此,在实施灌输之前,必须注意灌输对象的层次性,必须了解、分析以下几个问题:受教育者是否需要、是否愿意接受灌输的内容;灌输的内容对受教育者是否有益;对于灌输的内容,受教育者是否有所了解而又无力获得。这就要求灌输主体能科学分析灌输对象的特点,把社会的要求和灌输对象的个人需要协调起来,不能只强调其中的一个方面。然后再根据灌输对象的需求、年龄结构、文化层次、岗位职业、社会地位、思想觉悟以及接受能力区别对待,因材施教,各有侧重,区别对待,增强理论灌输的针对性。

第四,马克思主义灌输理论的内涵更加丰富。马克思主义灌输理论首先是作为一种原则而存在的,只有将它置于马克思主义灌输教育的目标和过程中来考察,才能正确理解其内涵。马克思主义灌输教育的目标是使受教育者的政治和道德修养达到一定的标准,其过程是教育者根据一定的社会要求和人的思想品德形成发展的规律,对受教育者施加系统的灌输,解决受教育者自身的思想矛盾。从个体的角度看,理论灌输的内容是解决受教育者“应有”与“现有”的矛盾。由于受教育者“应有”的思想、政治、道德知识与“现有”的知识水平总是存在一定的差距,而这些知识又是受教育者不可能通过自身的实践在短期内获得,因此,灌输就是为了解决受教育者由“不知”到“知”的矛盾,其最终目的是提高受教育者的思想政治素质。从宏观的角度看,灌输的必要性还在于马克思主义灌输教育必须主动占领思想文化阵地,不能被动地去防御。

第五,马克思主义灌输理论的现实操作性增强。表现在:主张灌输对象在整个灌输环节中不再是任由灌输主体加工雕刻的原木,灌输对象的自我意识、潜能发挥被纳入为灌输之意义;认清灌输不仅是掌握先进理论和科学知识的一种途径或方式,而且将灌输提升至个体与人类文明交融互动的过程,灌输的双向互动性加强,而单向传递性弱化。

3 研究马克思主义灌输理论的嬗变和发展,才能使其继续发挥作用

人类文明的传递、基本价值观的弘扬客观上决定灌输的必要性;并且尽管在理论和实践上面临了巨大挑战和不少质疑,但是灌输方式在信息传递和思想教育领域的实际存在证明了灌输具有当代价值,只是需要随着社会的进步发展和完善。理论的嬗变是其发展和完善的必要过程,研究马克思主义灌输理论的嬗变和发展趋势,才能使其更好发挥作用。

全球化背景下的中国正处于复杂的国际形势下,尽管和平与发展是时代主题,但是西方强权政治和霸权主义对我国意识形态的侵蚀不但没有减弱反而变相强化,敌对势力对中国所谓“和平演变”的企图仍然没有改变,他们利用一切机会,无孔不入地充塞其政治观点、意识形态和价值观念给正处于社会转型时期的中国人民。转型时期的中国,旧的规范被破除而新的规范尚未完全确立,这无疑给敌对势力和破坏分子的思想侵蚀留有空间。

时过境迁,随着我国经济转轨、社会转型,人们的思维方式和价值观念发生了深刻的变化,这给传统意义上自外而内、自上而下的灌输方式带来严峻的挑战。人们不再忙碌于求生存,而在于追求生活质量和自我价值的实现,于是对于精神世界的追寻便转向自发性和自为性,人们主动通过一切渠道充实自己的精神世界,而对于外界普遍灌输的、对于自我精神追求相关性不大的、不能满足自己当下需求的那些意识和文化弃而不理,甚至有意抵制。这种状态是一种短视行为,长此以往必将走向实用主义,丧失人生基本理想追求和社会责任感,整体上不利于人生价值的实现,也会危害社会的健康风气。因此,无论时代如何变迁,灌输方法都具有实用性,灌输理论都具有时代意义,需要坚持。

传统的灌输方法必须要改进才能符合当下人们的需要,特别是在灌输内容和灌输手段上,要结合信息技术的演变,用最新的传播手段取代传统意义的说教形式,用当下实用的语言形式取代传统意义的刻板内容,才能减轻人们的心理抵制,从而被人们自然接受。任何先进的理论都不可能自发进入到人们的意识领域中,灌输仍然是当今时代必不可少的信息传递方式,但是必须要与时代进步相一致,灌输的内容和手段需要不断更新。所以,马克思主义灌输理论在当今时代仍然具有现实价值,只是需要随着时代的变迁和人们生活方式的变化不断丰富和完善。

传输机理论文范文第3篇

【关键词】VanPatten 输入加工理论输入加工教学法

一、输入加工理论简述

上世纪90年代,VanPatten等通过对美国的西班牙语作为第二外语的教学实践调查发现,当时的教学把重点放在输出环节上,效果并不理想。并反对在初学阶段进行大量机械性的输出训练,强调应着眼于习得的第一个环节,即从输入到吸收的环节,逐步建立了输入加工理论。该理论提出后,经过了不断地修正和补充,最终形成完整的二语习得过程模式。输入加工理论认为二语习得过程分为四个步骤:输入、吸收、发展的系统和输出,包含三个心理加工过程:输入加工、系统变化和输出加工。在习得过程中,学习者首先接触输入,然后注意输入,再在形式与意义之间建立联系。为了在形式与意义之间建立连结,仅有注意是不够的,学习者还需要理解输入的形式所附有的意义,进行输入加工并整合。最后,融入发展的系统中的语言素材可能最终被学习者利用作为输出,这个过程叫做输出加工(VanPatten,2004)。

二、实践应用输入加工教学法

VanPatten和Cadierno(1993)以英国西班牙语学习者为受试,首次对比研究了输入加工教学法和传统语法教学在西班牙语宾格代名词学习中的效应。其输入加工教学的设计包括:研究者教授学习者如何正确理解OVS语序,然后学习者进行两类结构性输入练习。首先学习者进行指示性练习,即倾听或阅读含有目标结构的句子,然后根据听到或阅读到的内容选择正确的图片。然后学习者再进行情感性练习,根据输入内容选择“同意”或“不同意”、“符合我的情况”或“不符合我的情况”等。在练习中,学习者将阅读过的短文中的宾语代词用突出的方式呈现,并按要求回答这些突出呈现的内容所含的意义。最终,他们的研究结果显示输入加工教学法显著优于传统语法教学。继VanPatten和Cadierno之后,许多研究者针对不同国家的受试,对输入加工教学法和传统语法教学法进行了进一步对比。Cadierno(1995)对美国大学生学习西班牙语过去式进行研究后,也发现输入加工教学法优于传统语法教学。Potowski等(2009)则探讨了美国大学生对较为复杂的西班牙语虚拟语气的学习,研究结果也进一步证明输入加工教学法显著优于传统语法教学。不过,输入加工教学从学习者认知机制出发,在语言输入到语言吸收环节推动形式与意义连结的建立,从而促进中介语发展。VanPatten等人提出的实词优先原则等加工策略也有心理语言学依据(桂诗春,2000),所以输入加工教学法的优势不可否认。针对输出环节的传统教学促进的是显性知识的提高,只提高了学习的输出能力,未能促进他们对目标结构的理解。而输入加工教学不仅让学习者理解输入,提高学习者的理解能力,还能提高学习者的输出能力。输入加工教学法强调注意语言形式,是一种输入强化方式,能够促使学习者在正确理解输入意义的同时注意语言形式,从而促进语言能力的提高。

三、总结

VanPatten的输入加工理论对学习过程包括从输入到输出的完整构想,而且每个过程又包括一些重要的心理机制:

(1)输入加工,包括形式与意义之间的连结和句法理解;

(2)系统变化,包括吸纳和重构;

(3)输入加工,包括词汇通达和产出策略。

主要着眼在从输入到吸收的加工过程,更确切地说是形式与意义联结建立的初始阶段。该理论因为结合了习得过程和一些重要的心理加工机制,如吸纳与重构,不仅分析了习得的步骤与过程,也反映了一些重要的习得机制的作用,因此它对习得系统的阐述也更加全面,所反映的习得过程的动态变化及其原因也更清晰(戴炜栋,2010)。而且,在该理论的基础上,VanPatten等人提出了输入加工教学法,为二语教学开辟了先河。但是,该理论关于语言和语言加工的这些显性知识并不能保障学习者在语言使用中的流利运用,必须通过有意义的练习帮助学习者在加工输入的过程中建立、巩固并强化正确的形式与意义连结。

基于输入加工理论的输入加工教学法,通过对语言输入的有效处理能使学习者不仅注意到语言形式本身,也注意到自己的加工策略,通过意识增进改变可能阻碍高效输入加工的默认策略,因此该教学方法不失为促进学习者从语言输入得以吸收的积极尝试。不过,研究证明,在某些教学内容方面,输入加工教学法并不是完全超越传统的教学方法的,在目的语语法形式等内容学习中的效应仍需进一步验证。

参考文献:

[1]Cadierno.T.Formal instruction from a processing prospective:an investigation into the Spanish past tense[J].Modern Language Journal,1995.(79):179-193.

[2]VanPatten.B.Processing instruction:An update[J].Language Learning.2002.(4):755-803.

[3]VanPatten.B.Input processing insecond language acquisition[A].In VanPatten,B.& J.Williams(eds.).Theories in Second Language Acquisition[C].Mahwah.NJ:Lawrence Erlbaum.2007.

传输机理论文范文第4篇

关键词:AT89C2051,智能模块,无线传输

 

引言

随着市场上智能化楼宇的不断升温,门铃系统已作为智能化办公室和智能化住宅小区的一个重要组成部分,被各商家和用户所接受。人们已开始习惯用门铃系统代替传统的铁钥匙去管理各通道门, 这使门铃系统得到了飞跃性的发展。无线对话门铃可视系统,不仅更加安全可靠,方便人民,而且比普通门铃系统更加人性化,符合当下国家以人为本的政策,使百姓的生活更加和谐美好。

1 系统工作原理

本设计以单片机AT89C2051作为系统控制核心,配以呼叫检测模块、摘挂机检测模块、视频显示及控制模块、开锁和音频信号输入/控制模块、音频信号输入放大模块、音频信号输出前置放大模块以及按键。

该系统是一个在无线条件下,应用了单片机编程技术,双工对讲技术、摄像及视频显示技术而设计的一种无线可视对讲智能系统。该系统采用模数混合技术,即语音数字,视频模拟,是将来全数字无线可视对讲门铃系统的一个过渡。视频信号为无线模拟传输;音频信号及控制信号为无线数字传输,所以其工作原理也要分别从模拟和数字两路来阐述。

2系统结构

该系统有两部分组成:室内机部分和室外机部分。

室内机主要由室内机控制器、无线收发机、显示设备、通话设备门铃和报警、开锁等控制信号输入键组成。室内机控制器的作用与门口机控制器作用类似,无线收发机用于接收门口机传来的信号,发送音频信号和各种数字信号给门口机,显示设备用于显示门口视频,户主可根据不同的情况选择不同的控制按键。

门口机结构主要包括:门口机控制器、无线收发机、键盘、摄像头、喇叭、麦克、报警装置等几部分。无线收发机用于发射视频信号、音频信号和各种数字信号给室内机和监控中心,并接收室内机发送过来的音频信号和各种数字信号。该系统中视频信号为单向传输,在室内可以观察到门口的情况,在门口无法查看室内情况,所以门口机接收到的信号中没有视频信号;键盘用于输入房间号;摄像头用于捕捉门口视频信号;喇叭和麦克用于户主和访客进行语音交流;报警装置用于当户主遇到特殊情况时报警

3功能简介

3.1通话功能

在没有门铃信号时,可视电话门铃上的电话机和普通电话机一样使用。有门铃信号时,可通过对讲按钮选择和来访者对或和外线通话。

3.2监视功能

有门铃信号时,系统自动启动监视器电源和摄像信号电源,进人监控状态,并延时30秒钟后自动复位。若30秒钟内有其他操作,则取消30秒计时,延长监控时间,直至人工复位。科技论文,AT89C2051。无门铃信号时,可通过监控按钮,选择监控状态与非监控状态。

3.3记录功能

若家中无人,可提前设置录音或录像功能。设置录音功能后,当有来访者按门铃时,系统的语音片自动发出“主人不在,请简短留言”的声音若干次,并自动录音90秒钟。若设置录像功能,则对所监视信息自动定时录像。

3.4控锁功能

可利用控制面板上的门锁按钮控制家门电锁的开闭。

4系统硬件电路的设计

4.1单片机的选用

AT89C2051是一带有2K字节闪速可编程可擦除只读存储体(EEPROM)的低电压,高性能8位CMOS微型计算机。它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MCS—51指令集和引脚结构兼容。通过在单块芯片上组合通用的CPL1和闪速存储器,ATMELAT89C2051是一强劲的微型计算机,它对许多嵌入式控制应用提供高度灵活和成本低的解决办法。

4.2双音多频收发器

本系统使用的双音多频(DTMF)收发器是集成度高、功耗低、功能强的集成芯片——MT8880。MT8880是一个带有呼叫处理滤波器的单片DTMF收发器。信号的接收部分采用DTMF信号接收单片机MT8870的工业制造标准:发送部分采用开关电容进行D/A转换,信号失真小、精度高、定时准确。

4.3模拟开关

开关在电路中起接通信号或断开信号的作用。最常见的可控开关是继电器,当给驱动继电器的驱动电路加高电平或低电平时,继电器就吸合或释放,其触点接通或断开电路。CMOS模拟开关是一种可控开关,它不象继电器那样可以用在大电流、高电压场合,只适于处理幅度不超过其工作电压、电流较小的模拟或数字信号。

本系统采用CD4066Z作模拟开关。一个控制端控制一组开关,利用控制端的数位信号来决定输入端信号能否到达输出端的元件。CD4066开关信号两端均可作输入端或输出端。科技论文,AT89C2051。科技论文,AT89C2051。可以利用CD4066对四路信号进行切换测量。本系统中,单片机控制CD4066来切换音频信号和数字信号,使其在不同时隙发射,减免数字信号和音频信号之间的相互冲突和干扰。

每个封装内部有4个独立的模拟开关,每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子,其中输入端和输出端可互换。当控制端加高电平时,开关导通;当控制端加低电平时开关截止。模拟开关导通时,导通电阻为几十欧姆;模拟开关截止时,呈现很高的阻抗,可以看成为开路。模拟开关可传输数字信号和模拟信号,可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。科技论文,AT89C2051。各开关间的串扰很小,典型值为-50dB。

4.4无线收发机

无线图像传输即视频实时传输主要有两个概念,一是移动中传输,即移动通信,二是宽带传输,即宽带通信,因此,研制能够在高速移动过程中将频带很宽的高清晰度视频进行稳定传输的无线图像传输系统,就要解决二个主要问题:一是由多径传播引起的回波干扰;二是频率资源的使用率和渐趋饱和的问题。在过去的无线图像传输,主要是以单向的模拟电视广播业务为主,一套电视节目采用一个单独的频点,单频网可以提高频率资源的利用率,但是在不同地点用相同频率同频发射播出电视节目时,它们之间会有相互干扰,另外,由于接收或发射的一方处于移动状态,无论是发射或接收都会遇到强烈的多径干扰即回波干扰,因此,对回波干扰的处理方式可能从根本上影响一个无线高清晰度视频实时传输系统的性能,而MOBILEVIDEO2000无线数字高清晰度视频实时传输系统中的COFDM传输技术正是可以有效地利用回波而不是消极地排除回波引起的问题。因此,在城市环境里,MV2000特别适合解决当今摩天大厦林立的现代都市环境。

本系统利用两对该模块可以实现室外机向室内机方向的视频信号的无线传输和音频信号传输,以及室内机向室外机音频信号的传输。该模块采用了先进的微波无线电传输技术,可以高保真的无线传输视频信号和音频信号。

5系统信号处理

5.1门铃信号

由装于门口摄像头上的按钮开关提供,控制器接收到该信号后作以下处理:

(1) 若系统处于复位状态,则开启监视器电源和监视信号电源,使系统进人监控状态,同时启动定时器,开始计时,等待其他信号。若计时30秒后仍无其他信号,则关闭所开启的所有电源,使系统复位。

(2) 若系统处于收视或收听状态,则切断收视或收听信号电源,执行前面的处理。但30秒后复位时,仍恢复原来的收视或收听状态。科技论文,AT89C2051。

(3) 若系统处于和外线通话状态,则在进人与来访者对讲状态之前,为外线信号提供不掉线电源,使系统能在外线与来访者之间选择对话,并保持外线信号不断。科技论文,AT89C2051。

(4) 若系统有录音或录像设置(主人不在),则为语音片提供电源,使其发声。然后启动录音或录像电源,开始计时录音或录像。计时90秒后,恢复原来的设置状态。

5.2耳机信号

由电话机耳机状态提供,分以下两种情况处理:

(1) 挂机状态若有对讲信号,则进人录音设置状态,等待设置操作:若有监控信号,则在监控和非监控状态之间转换:并有使自动监控状态复位的功能。

(2) 摘机状态若有对讲信号,则在外线与来访者之间转换对讲目标:若有监控信号,则转换监控状态:若有门铃信号,且无录音、录像设置,则进人自动监控状态。

5.3对讲信号

由控制面板上的对讲按钮提供,控制器查询到该信号后作以下处理:

(1) 若系统处于复位状态,则进人录音设置状态,等待设置操作。

(2) 若系统处于非复位状态且挂机,该信号无效。

(3) 若系统处于摘机状态,则在外线与来访者之间转换对讲目标,但转换时须处理外线备用电源的开闭,保持外线信号不间断。

5.4监控信号

由控制面板上的监控按钮提供,控制器查询到该信号后作以下处理:

(1) 若系统处于监控状态,则停止监控,恢复到监控前的状态。

(2) 若系统处于非监控状态,则进人监控状态。

5.5转换信号

由控制面板上的转换按钮提供,控制器查询到该信号后作以下处理:

(1) 若系统处于复位状态,则进人录像设置,等待设置操作。

(2) 若系统处于监控状态,该信号无效。

(3) 若系统处于其他状态,除保持外线信号不间断外,还要使系统复位。

6软件程序设计

主要完成对各种信号的查询和处理,实现系统功能。另外增加了对按钮抖动的处理,和可能出现的误操作的判断,以及可能出现的故障处理。

单片机软件主要完成门铃呼叫信号、摘挂机、按键检测及相应控制信号的输出,完成来人呼叫后及主动监视30s定时等功能。

参考文献

[1]樊昌信.通信原理[M].北京:国防工业出版社,2005:56-62

[2]高怀文.移动通信集成电路手册[M].北京:人民邮电出版社,2000:46-52

[3]王港元.电子技能基础[M].成都:成都科技大学出版社,2001:21-24

[4]侯正信,杨喜.可视门铃实现[M].电子测量技术,2003:25-30

[5]陈粤初.单片机应用系统设计与实践[M].北京:北京航空学院出版社,2001:66-73

[6](美)拉帕波特.无线通信原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2006:32-38

[7]AT89C2051单片机资料. From:http://www.mcufan.com

[8]多功能电子门铃的设计与实现.From:http://www.chinaecd.net

传输机理论文范文第5篇

关键词:智能;单片机;水文缆道;探讨。

Abstract: Based on the analysis of the hydrological cableway flow measurement method and measurement and control system of the domestic mainstream automatic hydrological cableway, based on existing hydrological cableway test system, the use of an offset press intelligent prompts the device to be modified and applied to hydrologicalcable Road, monitoring and control systems. This system retains the structure and resource conditions of the original artificial cableway equipment to achieve the implementation of the stop signal of the measuring point, the water signal, Hedi signal flow measurement signals together to accomplish the cableway measuring point flow measurement tasks automatically or semi-automatic monitoring and control.Key words: intelligent; microcontroller; hydrological cableway; explore.

中图分类号:文献标识码: 文章编号:

一、引言

缆道测流是我国水文行业常见的一种测流方式,特别适用于测流断面变化较小的天然河床,进行断面水深和流速测量。水文缆道工作系统由缆索、驱动、铅鱼三部分组成,通过岸上操作控制,进行流量测验工作[1]。缆道控制系统由交流变频器控制系统、手动操作系统、缆道测距定位系统、光电传感器和水文流速测算系统等部分组成,主要配合水文绞车装置和测流铅鱼装置实现出车、回车、下降、提升等方面的无级变速控制。采集各测点的停车信号、水面信号、河底信号、测流信号等,共同完成缆道各测点测流任务的全自动或半自动测控。根据上述工作原理笔者选用一种胶印机智能提示装置,胶印机也是由一台普通交流异步电机驱动,通过交流变频控制系统进行正转、反转、步进、停止等工作。胶印机控制系统包括各种开关和多种传感器,如离合压霍尔传感器、过纸光电传感器、计数传感器、纸台上升传感器等等。其两者之间的工作原理十分近似,总之,无论是水文缆道控制系统,还是胶印机控制系统,同属工业控制自动化技术领域。为此,本文利用作者发明的一种胶印机智能提示装置进行改装应用到水文缆道测验中,实现水文缆道自动控制,现将改装要点及电路接口进行论述。

二、原理与框图

胶印机智能提示装置的工作原理是将胶印机各个开关信号、传感器信号和查询键盘信号输入给单片机,通过单片机程序运算,提取相应资料,分别传送给显示屏和语音芯片进行智能提示。(如图1所示)

该装置系统的核心为AT89C52单片机,它是由稳压电源、胶印机开关和传感器信号、晶体振荡器、查询帮助键盘、液晶显示屏、语音芯片、复位电路等组成。

三、控制原理

根据水文缆道控制原理,将胶印机智能提示装置进行改装,利用原有的单片机和输入/输出接口,增加一些模块,中断控制器和RS-232通信接口等组成;软件部分由系统控制、数据采集存储等主要软件模块。

下面介绍改装系统的原理和过程要点。

1、系统构成系统框图如图2所示。

2、控制系统仍旧按原配的AT89C52单片机为主和液晶显示模块[2],键盘输入电路,增加无线数码信号接收系统、中断控制器和RS-232通信接口,外部信号的输入采集接口仍旧按原来单片机P1口和P3口承担其他输入、输出信号的接口。下面根据水文测验的特点,分别介绍主要的接口电路和工作过程[3]。

四、信号传输方式的选择

在缆道流量测验中,流速、水面、河底信号的稳定可靠传输是关键,目前我国水文缆道测量中,流速、水面、河底等信号传输有三种形式。

1、有线传输:传感器部分通过贯芯钢丝绳或在拉偏缆道上用主索与拉偏索,将信号传回缆道控制室。

2、无线电波传输:传感器与室内接收装置无任何联接,完全依靠空中无线电波传输来接收传感器信号。一般讲,应安装水下信号发射装置,该装置接收水下传感器信号后,经调制以无线电波方式,通过起重索露出水面部分发射,经过空中传输,由岸上接收机接收,解调后还原成数字信号,再进行数据记录和显示,目前使用的有调幅波和调频波两种。

3、“无线”传输:所谓“无线”传输,并非真正意义上的“无线”,而是利用缆道主索和水体大地构成传输回路的一种特称。这种传输方式是目前采用水文缆道和测船测流中用得最好也是最多的一种信号传输方式。

4、本系统选用“无线”传输装置,它采用数字编码方式,短波调频无线发射,将缆道起重索作为信号发射天线,传输水面、河底、流速信号,信号接收电路、解码电路直接置于仪器主电路板上,水面、河底信号分别输入到AT89C52的P31、P32接口上,流速信号接到中断控制器输入端,中断控制器的输出端接到AT89C52的INT1接口上。

5、起点距和水深

利用智能提示装置在控制胶印机上的纸张光电传感器接口,代替行程信号获取接口电路,铅鱼的行程信号有两个,一是铅鱼水平往返移动的行程信号,二是铅鱼测量水深时垂直移动的水深信号。位移信号的获取如图3所示。

工作过程是由加装在机械传动装置上的切光板和光电门获得。设计为缆索每移动1 cm切光板遮光一次,光电门产生一个脉冲。水深和往返信号分别从光敏二极管D3,D4上取出,脉冲信号经过调理后,加到中断控制器输入端,中断控制器输出端与单片机P33相接。每移动1 cm产生一个中断,中断服务程序可以区别铅鱼此时作水平往返移动还是垂直移动[4]。

6、控制输出

将AT89C52单片机P1口原设计控制印刷机电动机进行正转、反转、步进、停止的接口,改为缆道测流变频控制输出接口。控制缆道运行,实现铅鱼前进、后退、上升、下降、停止和运行速度指令。一般缆道绞车是由两台普通交流异步感应电动机驱动[5],由一台带动测流铅鱼垂直移动,另一台带动测流铅鱼水平移动,以变频器为主组成的缆道变频控制台,控制系统驱动两台电动机,控制台一般配置手动按钮控制缆道升降、进退外,可由键盘控制它的运行。

结论

通过智能提示装置改装后,以单片机构成的水文缆道测验系统,具有较强的兼容性,适合中、小河道的自动或半自动测验,操作方便性能稳定,不但缩短施测时间,提高施测精度,有效地减少了操作者的劳动强度。而且提高信息采集、传输、处理的及时性、准确性,对防汛决策的科学性、主动性且有十分重要的意义。

参考文献:

[1] 戴建国.水文缆道信号传输的研究[J].水文,2001,21(4):22-23.

[2] 余永权.ATMEL89系列单片机应用技术[M].北京:航空航天大学出版社,2002.

[3] 胡汉才.单片机原理与接口技术[M].北京:清华大学出版社,1996.

[4] 何立民. MCS-51系列单片机应用系统设计[M].北京:人民邮电出版社, 1993.