集成电路的识别方法十篇

发布时间:2024-04-25 18:06:57

集成电路的识别方法篇1

[关键词]独立学院课程教学方法

[中图分类号]G642[文献标识码]a[文章编号]1009-5349(2016)20-0207-02

独立学院是指普通高校根据教育部《关于规范并加强普通高校以外的机制和模式试办独立学院管理的若干意见》的规定,与之以外的其他社会组织、团体或个人合作,自筹经费并举办的具有本科层次、实施本科高等教育的学院。它是普通高校的重要组成部分,又与普通高校不同,有其独特性。独立学院介于研究型大学与应用型职校之间,培养的人才既不是研究型设计人员,又不是完全应用型技工,应定位于本科应用复合型专用人才。如果简单沿用普通高校的培养方案、教育模式和教学方法,就达不到我们预期的培养目标。针对生源特点,以保障独立学院教育教学质量的提高、保障独立学院本科教育的基本要求,培养出具有独立学院特色的本科应用复合型专业人才,研究探索适合独立学院本科教学的教学方法,势在必行。本文就电子类、光电类专业的电子技术基础课程的教学方法进行探讨。

一、精学教学内容

《电子技术基础》课程是理论性和实践性都很强的一门学科,是电子专业、光电专业的一门重要专业基础课程,教学大纲给出的课时越来越少。如何上好这门课程,使学生打好专业基础,首要的就是在完成教学大纲要求的前提下,新选讲课内容,做到内容丰富、结构合理、概念清晰、条理清楚,在原有经典知识基础上,适当增加新器件、新知识。

电子技术基础主要分为模拟电子和数字电子两大模块。每一模块以基本部件为基础要素,再由基本部件构成的各种电能为重点进行以分析。模电的基本部件就是二极管、三极管、场效应管等。每个部件应该简化内部结构等的讲述,重点介绍外部特性、参数、检测、应用等。数电的基本部件就是各种基本逻辑门,各种存储器、触发器等。同理,应该简化内部电路结构的讲述,而重点讲解逻辑门和触发器的逻辑符号、逻辑关系。以基本部件为核心,可构成各式各样的电路。例如,由二极管可构成整流、限幅、钳位、检波、开关等电路;由三极管(场效应管)可构成各种放大器(低频、高频、功率差分),由门电路可构成各种组合逻辑电路;由触发器可构成各种时序电路等等,对这些电路不必一一讲解,要节选内容。重点讲解,通过典型电能,教会学生分析思路和方法,做到举一反三,典型经典电路要求学生记熟,整个教学过程要贯穿分析和设计两条主线。典型、经典电路一见就知道是什么电路、有什么功能;一般电路能够分析出功能,学会分析方法;给定要求,能够设计出相应的电路。随着科学技术的发展,新器件不断涌现,集成化的程度不断提高。过去很多分立元件构成的电路现今已由集成电路取代。应重点讲解集成电路,而对分立元件构成的电路可少讲甚至不讲。例如,分立原件的桥式整流已由桥堆代替;分立元件功放已由集成功放代替(大功率放大器除外);集成运放可实路许多分立元件放大器的功能;分立元件的直流稳压电源由集成三端稳压器取代;而教学电路的集成化更高,集成逻辑门、集成触发器、集成计数器等,这些是我们的需要重点介绍的,这也是知识更新的要求。对集成电路的讲解,要简化内部结构和工作原理,甚至可不讲解。重点介绍集成电路的功能、引物功能、参数、使用,以及如何查找相应的集成电路。

二、灵活的教法,激发学习兴趣

提出问题,引发学习兴趣。结合教学内容,从日常生活和常见电器设备中提出问题,用“为什么”启发学习求知欲,是引发学生学习兴趣最有效的方法。例如:由走廊延时灯可以引起学生对声控、光控、定时电路的求知欲;由于机立电器,可引起学生对直流稳压电源的比较器电路的求知欲;由电脑小音箱和广场舞用的音响功率扩音器引起学生对学习低频放大器、功率放大器、仿真放大器等的求知欲望;由交叉路口数字变化信导灯引起学生对数码显示、计数器电路的求知欲……

演示教学,争强感性认识。演示是教师利用各种教具、实物或示范试验,使学生获得相关知识的感性认识最直接的教学方法,运用得当,可得到事半功倍的效果。电子技术基础课程演示教学,一是讲电路基本部件(二极管、三极管,场效应学、门电路、触发器等)时拿相应实物让学生观看,增加感性知识,然后再讲解器件结构、原理、性能、使用等;二是讲具体电路r能做相应电路,对原理、电路功能进行验证。元件参数变化对电路状态影响变化直观表现。效果是明显的,既增加学生学习兴趣,又加深了学生对电路原理的理解。例如三极管对电流的控制演示、集成三端稳压器稳压的演示、集成功率放大器电路的演示、集成计数器计数电路的演示、555定时器构成定时电路和方波产生器电路的演示等。

精选设计课程,提高综合能力。教学的最终目的,是学生对电路综合能力的提高。可在单元电路模块结束后,给学生精选设计课题,由学生用已学知识完成电路设计,一方面是所学知识的综合利用和检验,另一方面当学生完成电路设计而达到要求时,能获得一种成就感,更会激发学生学习的兴趣。设计可只画出电路图,有条件也可做出实际电路。例如,模电部分可由学生设计完成电脑用小音箱电路,它包括了直流稳压电源电路、前量放大器(分立元件或集成运放完成)、功率放大器(分立元件或集成功放);数电部分可由学生设计完成数码显示器电路,它包含了555电路应用、集成计数器电路、数码显示译码器等。都是所学知识的基本组合。

三、加强实验环节,提高动手能力

通过课堂教学,学生对电子技术有了一定的掌握,但实际动手能力还很差。只有通过实际操作,才能逐步提高。实验环节主要在以下几个方面:

(一)元件的识别、检测和仪器,仪表的正确使用

1.电阻、电容的读数与测量

①四环电阻(前两环标识有效数字,第三环标识10的次幂,第四环位标识误差位)和五环电阻(前三环标识有效数字,第四环标识10的次幂,第五环位标识误差位)的读数(棕1,红2,橙3,黄4,绿5,蓝6,紫7,灰8,白9,黑0)。②电容的读数:区别独石电容(如:101,102,103)和电解电容(容体上标识容值和电压)。③用指针式或数字万用表分别检测电阻与电容的好坏。

2.二极管的识别与检测

①注意二极管的主要参数(最大整流电流、最大反向工作电压)。②二极管的极性判别(通过元器件上黑圈上的标识或用万用表测量)。③二极管的好坏判别(用万用表测量pn节是否存在)。

3.三极管的识别与检测

①三极管的主要参数(电流放大系数、耗散功率、频率特性集电极最大电流、最大反向电压、反向电流)。②三极管的引脚判别(a、判定基极。用万用表R×100或R×1k挡测量管子三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。当用第一根表笔接某一电极,而第二表笔先后接触另外两个电极均测得低阻值时,则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。这时,要注意万用表表笔的极性,如果红表笔接的是基极b,黑表笔分别接在其他两极时,测得的阻值都较小,则可判定被测管子为pnp型三极管;如果黑表笔接的是基极b,红表笔分别接触其他两极时,测得的阻值较小,则被测三极管为npn型管如9013,9014,9018。b、判定三极管集电极c和发射极e。以pnp型三极管为例,将万用表置于R×100或R×1K档,红表笔基极b,用黑表笔分别接触另外两个管脚时,所测得的两个电阻值会是一个大一些,一个小一些。在阻值小的一次测量中,黑表笔所接管脚为集电极;在阻值较大的一次测量中,黑表笔所接管脚为发射极)。

4.单、双向晶闸管的识别与检测

①晶闸管的引脚判别(晶闸管管脚的判别可用下述方法:先用万用表R*1K挡测量三脚之间的阻值,阻值小的两脚分别为控制极和阴极,所剩的一脚为阳极。再将万用表置于R*10K挡,用手指捏住阳极和另一脚,且不让两脚接触,黑表笔接阳极,红表笔接剩下的一脚,如表针向右摆动,说明红表笔所接为阴极,不摆动则为控制极)。②单向可控硅的检测(万用表选电阻R*1Ω挡,用红、黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一对引脚,此时黑表笔的引脚为控制极G,红表笔的引脚为阴极K,另一空脚为阳极a。此时将黑表笔接已判断了的阳极a,红表笔仍接阴极K。此时万用表指针应不动。用短线瞬间短接阳极a和控制极G,此时万用表电阻挡指针应向右偏转,阻值读数为10欧姆左右。如阳极a接黑表笔,阴极K接红表笔时,万用表指针发生偏转,说明该单向可控硅已击穿损坏)。③双向可控硅的检测(用万用表电阻R*1Ω挡,用红、黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻,结果其中两组读数为无穷大。若一组为数十欧姆时,该组红、黑表所接的两引脚为第一阳极a1和控制极G,另一空脚即为第二阳极a2。确定a1、G极后,再仔细测量a1、G极间正、反向电阻,读数相对较小的那次测量的黑表笔所接的引脚为第一阳极a1,红表笔所接引脚为控制极G。将黑表笔接已确定的第二阳极a2,红表笔接第一阳极a1,此时万用表指针不应发生偏转,阻值为无穷大。再用短接线将a2、G极瞬间短接,给G极加上正向触发电压,a2、a1间阻值约10欧姆左右。随后断开a2、G间短接线,万用表读数应保持10欧姆左右。互换红、黑表笔接线,t表笔接第二阳极a2,黑表笔接第一阳极a1。同样万用表指针应不发生偏转,阻值为无穷大。用短接线将a2、G极间再次瞬间短接,给G极加上负的触发电压,a1、a2间的阻值也是10欧姆左右。随后断开a2、G极间短接线,万用表读数应不变,保持在10欧姆左右。符合以上规律,说明被测双向可控硅未损坏且三个引脚极性判断正确)。

(二)验证性试验,巩固所学理论知识

①晶体管共射极单管放大电路。②场效应管放大器。③负反馈放大器。差分放大电路。④集成运算放大器指示测试。⑤模拟运算电路。⑥波形发生器。⑦otL功率放大器。⑧集成功率放大器。⑨串联型晶体管稳压电源。⑩LC正弦波振荡器。

(三)是开发性试验,由老师指定适合的相应题目,由学生设计,制作来完成

①晶体管放大器设计。②场效应管放大器设计。③差分放大器设计。④RC有源滤波器设计。

【参考文献】

集成电路的识别方法篇2

关键词:电路图 读图 技巧

一、读集成电路图要做到“三清楚”

分析彩色电视机整机电路图,首先要弄清楚整机集成电路块的使用情况,即采用的是什么机心的电路。

1、集成电路的类型要清楚。即要弄清楚整机电路图中所使用各集成块的类型和型号,这是识读集成电路图的第一步。集成块类型可分为图像通道集成块,伴音通道集成块,伴音功放集成块,解码集成块,行扫描集成块,场扫描集成块,场输出集成块,遥控微处理器集成块,节目存储器集成块,字符存储集成块,开关电源集成块和模拟开关集成块等。首先要分清楚集成块类型,还要弄清楚具体型号。很多不同型号的集成块,其内部功能和电路结构是相同的;有的电路结构不同,但能完成相同的功能。了解了具体型号,才能掌握集成块的基本功能。

随着集成电路集成度的不断提高,整机中集成块的数量也再不断减少,由早期的六片机发展到四片机,以及现在市场上流行的两片机和单片机。集成度的提高,使集成块的功能越来越强大,只有通过了解集成块的型号,才能进一步熟悉集成块的功能。

2、集成电路内部的信号通路要清楚。要弄清这一点,首先要熟悉集成电路的功能框图,明确各个框图完成的具体功能,即熟悉输入什么信号、输出什么信号,信号波形、幅度和频率等的变化规律。要熟悉各方面的联系,熟悉信号在集成电路的流通过程。对集成电路内部各框图的具体电路结构、工作过程不必深究。

3、集成电路的内外联系要清楚。集成电路要完成一定的功能,还要与外部单元电路和外接元器件发生联系。首先要明确各功能框图引出脚的功能,引出脚外接元器件的功能作用。否则,就不能看深,看懂整机电路图。识别集成电路各引出脚,识别引出脚的外接元器件,是识读集成电路的主要工作。同一块集成电路,在不同的设计者手中,可能设计出不同的外接元器件网络。另外,要弄清楚集成电路与分立件单元电路的联系,这些分立件单元电路往往是识读电路的难点,这些难点不突破,就不能正确、全面识读整机电路图。

二、划分整机电路的方法

识读整机电路框图,弄清电路结构,是看懂彩电电路的第一步。但实际上常常很少能同时得到电路框图和原理图,将两种图对照识读。检修中遇到更多的,则是将印制电路板实物,与电路图对照,以确认某各元器件属于哪部分电路。这样,如何在整机电路原理图上划分电路结构,得到相应的框图,常常是识图的第一步。根据实践经验,划分整机电路框图的方法有以下几种:

1、以主要元器件为线索,这是读图实践中最常用的方法。彩电型号、电路尽管千变万化,但他们的主要部件和基本功能是不变的,所以在印制电路扳上找到显像管、行输出变压器高频头等体积较大的元器件,或在电路图上找到这些元器件符号后,就能确认它们周边所属的电路系统。例如,与天线插孔相连的高频头,而沿高频头if端引线,就能找到图像中频路;由显像管阴极,可以找到视频输出电路;由显像管阳极供电导线就可以找到行输出变压器;由行输出变压器可以找到行输出管,逆向推下去就能找到整个行电路;由行、场偏转线圈可以找到行场输出电路;由扬声器可以找到音频功放电路;由电源插头可以找到开关电源电路;由开关变压器的二次侧各路供电导线,可以找到场输出、行输出和cfu等系统功能电路。

大部分彩电电路中,元器件符号标注有一种习惯做法,即对同一系统或同一单元电路中的元器件,采用同一数字作为序号开头。例如,看到某一图样中开关电源部分元器件序号都是7xx。那么标注序号为c705的电容,或标号为vd709的二极管必然是在电源部分。同样道理,如果想知道某个序号为vd603的二极管属哪部分电路,只要看到印制电路板上行输出变压器序号为t602,马上就可以判断它是行电路器件。注意:厂方用于生产线上的样图,容易麽损,为保持清晰,一般元件序号与其代号平排,不采用下脚标方式,如r512,不写做r512,这一点是国家标准不完全相对。

2、以机心类型为线索。目前彩电型号虽多,但是许多彩电采用的是同一种机心,所以一旦看到相似的电路,或是确定彩电的机心类型,就能了解它们的电路结构。当然,这是需要积累资料,掌握一些典型机心的电路结构。这种方法对一些型号系列化彩电电路的框图认定简洁有效。

3、以集成块为线索。无论在整机电路图中,还是在印制电路板实物中,集成块都是“显眼”的器件,很容易找到和辨认型号。查清彩电电路中使用了哪些集成块,以及主要集成块(包括小信号处理器、cpu和存储器等)型号,就能根据资料认定机心类型和电路结构。这也是识读彩电电路的常用方法。

集成电路的识别方法篇3

关键词:RFiD技术;交通;应用

中图分类号:o434文献标识码:a

引言

随着信息技术的飞速发展,全社会信息化建设的步伐不断加快,信息化受益所涉及的领域也不断的扩大,时下交通行业信息化建设也有了一定的发展,但仍然存在着一些问题,如由于受传统思维和习惯的影响,当前的交通行业统计工作仍然以手工作业为主,受人的主观因素制约较为明显和突出,大大影响了工作的低效率和信息的准确度。RFiD技术是一种非接触的自动识别技术,是射频技术在识别领域的应用,是本世纪十大重要技术之一。

一、RFiD技术简述

1、RFiD的概念及其工作原理

无线射频识别(RadioFrequencyidentification简称RFiD)通过射频信号作非接触式自动识别并获取有用信息。射频识别产品体积小,可附着在需辨别实体上,以非接触方式快速读取储存信息。一般而言,RFiD系统由读写器、电子标签和数据管理系统三部分组成。读写器读写电子标签信息,通过网络与其他计算机通讯,获取电子标签信息,并进而解释及数据管理。电子标签由ReD芯片和天线组成,每个芯片含唯一识别码,表示电子标签所附着物体。数据管理系统完成数据信息存储及管理,可由简单小型数据库担当,也可集成RFiD管理模块的大型eRp数据库管理软件。

RFiD系统的组成及其工作原理。RFiD系统因应用不同其组成会有所不同,但基本都由电子标签(tag)、阅读器(Reader)和数据交换与管理系统(processor)三大部分组成。电子标签(或称射频卡、应答器等),由耦合元件及芯片组成,其中饱含带加密逻辑、串行eepRom(电可擦除及可编程式只读存储器)、微处理器CpU以及射频收发及相关电路。电子标签具有智能读写和加密通信的功能,它是通过无线电波与读写设备进行数据交换,工作的能量是由阅读器发出的射频脉冲提供。阅读器,有时也被称为查询器、读写器或读出装置,主要由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成。阅读器可将主机的读写命令传送到电子标签,再把从主机发往电子标签的数据加密,将电子标签返回的数据解密后送到主机。数据交换与管理系统主要完成数据信息的存储及管理、对卡进行读写控制等。

RFiD卡与读写器实现数据通信过程中起关键的作用是天线。一方面,无源的RFiD卡芯片要启动电路工作需要通过天线在读写器天线产生的电磁场中获得足够的能量;另一方面,天线决定了RFiD卡与读写器之间的通信信道及方式。一般是15米以内,GpS定位输出为每秒1次,经过CpU处理,向中心传输,一般30秒一个点,传输时间很短,就是GpRS上网时间。上网方式通常是Http或tCp,当然还有几种,如客户端方式等。

2、RFiD的特性

读写速度快:传统条码、iC卡等识别技术一次只扫描一条记录,而RFiD非接触方式及无方向性要求,标签一进入磁场,解读器即时读取其中信息,几毫秒就可完成一次读写。防冲撞机制使之可同时处理多个标签,实现批量识别,每秒同时最多可识别50个,能在运动中识别;形状多样、体积小:RFiD读取时不受形状与尺寸限制,不需为读取精度而配合纸张固定尺寸和印刷品质。此外,其标签往小型化与多样态发展,可用于不同产品;环境适应能力强:RFiD对水、油、药品等的抗污性强,RFiD在脏污或黑暗中也可读取数据;可重复使用:RFiD为电子数据,可反复被覆写回收标签重复使用;穿透性好,无障碍阅读:即使被覆盖,RFiD也可穿透木材、纸张和塑料等非金属或非透明材质,作穿透性通信。不过其对于铁质金属就无法通讯;数据记忆容量大:容量随记忆规格发展而扩大,未来物品所需携带资料愈来愈大,对卷标所能扩充容量需求也增加,而RFiD不会受到限制;安全性高:RFiD按国际统一电子产品代码的编码制在出厂前就固化在芯片中的,不重复、不可复制。数据可加密,扇区可独立一次锁定,并根据用户需求锁定重要信息,难仿冒、难侵入。

二、RFiD系统在当今的交通运输业发展中的应用分析

RFiD作为一种交换性的标识技术,在西方发达国家已经出现了普及化的趋势,而且该技术在西方发达国家的研制中越来越趋向专业化。在交通运输行业中的物流管理、材料管理、服务性领域与工业自动化领域显示出强大的优势,有着光明的前景。而在中国,RFiD系统发展相对缓慢,但是在交通运输行业已经显示出强大的应用效力,主要作用于铁路列车的车号识别、交通运输中集装箱的管理、高速公路关卡的收费、当下比较推广流行的门禁管理等方面。下面我们结合RFiD的系统优势进行具体的应用分析论述。

1、铁路列车车号的识别应用分析

铁路上比较苦恼的是列车车号的识别,众多列车车厢,当遇到突发与危险情况时很难在短时间内确定出事列车车号,而RFiD系统适用于所有的铁路机车与货车,通过在机车上安装电子性标签,并且在所有路段进、编组站点、中大型的货运站分界点进行地面识别设备的安装,通过车站信息中心枢纽的专门的计算机车站集中管理系统进行列车车号的掌握与分析,在各大铁路部门之间建立有效联系的铁路运输管理系统。对特定车号的车次进行分析与追踪,十分便捷。

2、集装箱的管理分析

RFiD系统在集装箱的管理中也优势明显。首先,基于RFiD系统的集装箱管理系统能够实现对集装箱运输过程中的物流追踪与定位,根据获取的物流信息进行实时跟踪记录。最大程度的避免集装箱在实际运输过程中可能出现的集装箱错箱、露箱失误。提高交通运输速度,提高集装箱运输的安全与可靠性能,在整体上提升我国集装箱运输服务的管理水平。还可以通过集装箱上的电子标签定位集装箱的固有信息,主要包括集装箱的型号、集装箱运输内容、集装箱的所有者、集装箱的尺寸等信息。通过RFiD系统还可以实现集装箱错误信息的更改。如果集装箱货品类型,集装箱所有者、运单号码、集装箱运输路线发生错误时可以借助RFiD系统进行自动的检索与数据清点,确保集装箱信息的准确无误,这些更正都可以通过系统固有的无线传输技术完成。检索与查找更加方便。

3、RFiD系统支持的高速公路的自动收费管理

我国地域广阔,交通运输面临着极大的考验,而我国的交通运输管理中最关键的是高速公路的收费管理。RFiD系统有效的解决了这一难题,这也成为RFiD系统在交通运输行业中最为成功的应用。不仅提高了收费效率而且有效的避免了高速公路管理人员乱收费与贪污的现象。通过先进的非接触识别技术,车辆在高速路口完成正确的自动缴费,缴费效率提高的同时也解决了高速公路常见的拥堵现象,尤其是在节假日高速公路不收费的情况下,RFiD系统的优势是十分明显的。这是如何实现的呢,RFiD系统的射频卡安装在车辆的挡风玻璃之后,面对多车道的情况,可以采用人工收费与自动收费并存的收费方式,高速公路管理更加规范与科学,并体现出人性化的特点。

4、城市交通调度管理系统

城市交通调度管理是智能交通管理系统的核心组成部分。RFiD技术则是交通调度管理系统中信息采集的有效手段。利用将RFiD应用于公交车场管理系统,可以实现公交车进出站时信息自动采集,不用停车,这样公交调度系统能准确掌握公交停车场车辆进出的实时动态信息。通过对采集的数据进行分析,能更合理地安排车辆,从而实现公交车辆的智能化管理,提升城市形象。

RFiD技术手段具有很高的经济性,与全球卫星定位系统(GpS)等技术相比具有安装方便、适应性强、成本低、车辆无需改造等特点。

5、智能停车场管理

智能车场体系能有效、精确、智能的对进出停车场的系统车辆和非系统车辆的数据信息进行辨认、收集、记录并按需求上传、处理,而且可经过相应人工干预进行弥补,避免非正常事件影响。当车辆驶入/出门禁天线通信区时,天线以微波通讯的方式与进行双向数据交换,从电子车卡上读取车辆的有关信息,在司机卡上读取司机的有关信息,主动辨认电子车卡和司机卡并判断车卡是不是有用和司机卡的合法性,车道操控电脑显现与该电子车卡和司机卡一一对应的车牌号码及驾驶员等材料信息;车道操控电脑主动将经过时刻、车辆和驾驶员的有关信息存入数据库中,车道操控电脑依据读到的数据进行判断完成通行和收费办理。

6、公共自行车管理

公共自行车体系由公共自行车、锁柱、网点管理、后台体系四大基础部分构成。每个使用公共自行车的人都要办理一张RFiD卡,上面标有身份证等个人信息辨认记录,并且在租车、还车时都要在公共自行车专用车架装备的电脑锁柱上刷卡。后台体系中央管理中心能够监控到每个网点每一辆车的状况。自行车前旁边面装有车栓,与网点的锁柱衔接,内置RFiD对自行车的身份进行仅有辨认。锁柱内还有读卡器和处理芯片,能够独立主动处理市民的租借事务。

北京、上海、武汉等多个大中城市正在逐步完善公共自行车系统,市民凭智能卡从租赁网点取车,到达目的地后在另一网点存放,由智能系统识别和保存,使公共自行车成为公交体系末端组成部分,缩短市民在乘坐公交车等前后步行距离,方便市民出行。

7、基于RFiD的车辆识别系统

(1)总体方案

车辆出入识别系统是在每一个车辆上安装RFiD识别卡,将电子识别标签作为车辆信息的载体,利用射频识别设备、车辆检测设备和pC机等硬件设备构建车辆信息采集系统,然后通过软件编程实现硬件设备的调用和通信,采集电子识别卡上的信息,实时记录车辆的出入信息,对过往车辆进行自动识别和信息采集,加强对车辆的出入管理。基于RFiD的车辆识别系统主要由前端信息采集单元、车载信息单元(电子车卡和司机卡)、数据处理中心、用户终端应用系统、信息传输系统组成。

(2)硬件系统

基于RFiD的车辆识别系统的硬件包括电子标签、阅读器和天线组成。电子标签内记载所标识车辆在管理部门登记在册的合法信息,通过系统软件可以对每个标签进行授权,以鉴别该车辆是否有权通过此门。本系统选用的汽车电子识别标签尺寸同普通iC卡一样,主要由纸质面层、以聚脂薄膜为基片的印刷电路层和纸质背层三部分粘合组成。智能读写器主要安装在大门出入口、车辆经过需要监控的交通路口,负责驱动天线发射信号或接收天线返回的信号,分析处理放置在车辆上的电子标签数据,同时将这些数据传送到系统的pC服务器中,通过系统软件对进出的车辆做出迅速的识别和记录。射频天线用来发射无线信号激活电子标签,同时接收电子车证反馈的无线射频信号,并将这些信号传送给读写器。系统选用tDJ系列定向天线,能够保证发射天线的极化方向始终与电子标签接收天线的极化方向一致,全面接收能量。

(3)软件系统

基于RFiD的车辆识别系统由系统设置模块、通讯模块、卡信息管理操作、车辆出入数据监控模块组成,各模块采用SQL作为数据库。系统设置模块包括登录密码设置、管理员密码设置、通讯端口设置、车型设置、单位设置和退出系统等功能。通讯功能模块完成控制指令的发送和实时数据接收,是车辆识别管理系统能实时正常工作的核心。通讯功能模块包括停止监控、监控器对表、发送黑名单(禁止通行)和删除黑名单等功能。卡信息管理模块可以进行注册卡发卡、修改信息、报失卡、取消报失、旧卡换新和读卡信息等操作,系统操作人员在发卡时经由通信适配器读取在RFiD读卡器上的卡片信息;每张卡通过卡号与车辆信息建立数据关联,发卡的时候将射频卡的卡号和车辆即车主进行绑定,并保存在计算机的数据库里面。车辆出入数据监控模块对射频信号进行自动采集,实时监控出入的车辆状态。当持卡车辆进出系统大门设置的识别区域时,其随身携带的射频卡被应用系统快速识别,数据采集系统自动采集电子车牌内数据,进入系统数据库查询并判断该车辆是否为合法车辆,决定是否让其通行。

三、RFiD技术在交通领域的发展前景

1、RFiD电子车牌。将RFiD技术应用于电子车牌,可以在电子车牌内记录详细的车辆信息,各路面探测系统通过对电子车牌进行远距离读取,实现车辆识别监控管理等功能。

2、智能信号灯控制。通过安装在路口的RFiD阅读器可以探测并计算出某两个红绿灯区间的车辆数目,从而智能地计算红灯或绿灯的分配时间。如果一个道路走向上的车辆足够多,该走向上的交通信号灯将自动变味绿灯,而另一个道路走向上将变为红灯。RFiD技术运用于智能信号灯控制可以有效的缓解城市的交通拥堵。

3、进入控制。通过装在路口的RFiD阅读器,并辅以其他自动控制系统,可以不让特定类型的车辆、或有违章记录的车辆进入某区域或某路段,达到进入控制的目的。

4、智能停车场管理。不仅可以对停车场、小区车辆门禁自动收费监控管理,还具有停车场、小区泊位查询管理功能。

5、特殊车辆的监控。对危险车辆、校车、公车、出租车、公共自行车进行统一管理。如将RFiD技术运用于危货运输车辆的监管,时刻查询车辆行驶路线,避免车辆进入人流车流密度大,交通事故多发路段,对车辆技术状态实时监控。

6、配合无线传感器网络形成车联网。RFiD配合无线传感器网络(wSn)可以克服RFiD抗干扰能力差、搜集数据依靠阅读器的缺点,形成wSiD网络,实现车车、车路通信和定位等功能。

7、交通统计。运用RFiD技术进行交通统计,克服现有统计制度统计数据精度不高,类别单一的缺点,为交通管理部门提供各种车辆、船舶的精确交通流数据,实现交通监管信息化、智能化,另外还可以为交通规划提供基础数据。

结束语

我们不难发现RFiD系统在交通运输业中的作用越来越被凸显,作用越来越重要,即使RFiD系统在实际使用的过程中也暴露出部分问题,但是从其总体发展趋势来看,其应用将更加广泛,涉及到各个领域,其管理、记录与监控功能将在新技术的支撑下实现性能的更加优化,功能更加完善,设计更加人性,在各行各业中发挥其技术上的优势,推动我国各项产业的稳定发展。

参考文献

[1]孔俊.利用RFiD技术提升物联网的规模效应[J].移动Labs网站,2010,(03).

[2]栾文利.无线射频识别(RFiD)技术的应用分析[J].黑龙江科技信息,2012,(17).

[3]张欢欢,金琳,黄平平,聂道全,陈焰.基于RFiD检测技术的交通信号灯实时控制系统的研究与设计[J].中国水运(下半月刊),2010,(11).

集成电路的识别方法篇4

关键词:电视技术;职业技能

《电视技术》课程是模拟电路、数字电路、高频电子线路等专业课程的综合应用,是一门涉及元器件、信号波形图和电路图等专业较强的课程。教师要从职业技能培养出发,以电路元器件的识别与检测能力训练、电路的读图能力训练、电路故障检测能力训练来提高学生的分析问题和解决问题的能力。

一、电路元器件识别与检测能力的训练

要求学生能对电视机元器件进行识别与检测,有利于提高学生对本专业技能知识的应用能力。

1.声表面滤波器(SawF)的检测

彩色电视机中频电路普遍采用了声表面滤波器,它能够一次形成彩色电视机所需要的中频特性,而且选择性优良。对于声表面滤波器检测,我们可以单独测量SawF各引脚间的电阻值,对于性能良好的SawF,其中两个输入端①和②,两个输出端③和④以及两个输入端和两个输出之间的电阻值均为∞。

2.陶瓷滤波器和陶瓷陷波器的检测

为了实现信号选频,在电视机电路选择了滤波器,也采用了陷波器。在实际电路中,这两种器件虽然标识不同,但形状基本一样,容易混淆。电视机中6.5mHz陶瓷滤波器多为三端器件,一般位于预视放电路之后,是音中放的主要选频元件。而陶瓷陷波器具有良好的吸收性能,所以6.5mHz陷波器一般都设置在预视放电路中,用来抑制伴音对图像的干扰。通过单独检测引脚间的电阻值或者在线检测,可判断其是否损坏。

二、读图能力训练

通过电路原理图掌握维修电视机的依据,看懂电路图是每个电子专业技术人员必备的专业素质。

1.方框图读图训练

在分析一个具体电路工作原理之前,先分析该电路的方框图,有助于读懂具体电路的工作原理和特性。方框图粗略表达了某电路的组成情况,给出了这一电路主要单元电路的位置、名称及各部分之间的相互连接关系,在读图时要注意各单元电路之间信号传输方向,即电路中箭头所指的方向,箭头方向表示了信号传输的方向。

2.单元电路图读图训练

单元电路图是学习整机电原理图的基础。单元电路图就是将整体电路划分成若干个单元电路,然后再根据单元电路的特点来分析其在整体电路中的作用。通过单元图的读图训练,学生既掌握了基本的读图方法,也巩固了专业基础知识,加强了知识的连贯性。

3.整机电路图读图训练

整机电路图是由单元电路组成的。只有把单元电路分析透彻了,整机电路才容易掌握。在读整机电路时,先从直观入手,例如开关电源部分,首先找到220V输入端,然后查找整流、滤波、启动电路、振荡器/开关元件、稳压电路(脉冲调制电路)、保护电路和直流稳压输出电路等。其次就是找易读电路,如伴音电路、高频接收电路、行场扫描电路等。最后再读较难的电路,如彩色解码等。在读整机电路时,也可以从关键电路、关键元器件着手,逐步提高读图能力。

4.集成电路的读图训练

电视机采用的集成电路种类繁多,如CpU微处理集成电路、小信号处理及彩色解码集成电路、场输出集成电路、音频功放集成电路、伴音系统集成电路。掌握集成电路各引脚的作用是读集成电路的关键,可以通过查阅有关资料或根据集成电路的内部方框图分析。

三、电路故障检测能力训练

1.电路不带电检测训练

不带电检测可以通过直观检查法、电阻测量法和温度测试法对电路进行判断,以求对电路有初步的了解,如元器件是否损坏、变质,是否存在开路、短路等情况。

2.电路带电静态检测训练

电路的静态检测是指电视不接收信号条件下对电路电压的检测,以判断电路是否满足正常工作条件,元器件是否工作正常,如检测放大电路时,通过对静态工作点的测量可以判断电路是否工作在放大状态。

3.带电动态检测训练

电路的动态检测是指电视在接收信号情况下对电路电压、电流进行检测。电视电路中有许多端点的工作电压会随外来信号的进入而明显变化,变化后的工作电压便是动态电压了。

4.示波器检测训练

在电视故障维修中,我们最关注的是信号,它是以波形的形式来体现的。在用示波器测波形时,除测量其幅度外,还要测量波形的周期。必要时,可以参考维修手册上的正确波形加以对照,以便准确地判断出故障的范围。

参考文献:

集成电路的识别方法篇5

关键词:aGV、视觉识别、视觉导航、生产物流、智能物流

在自动导引车(automatedGuidedVehicle,aGV)的应用中,广泛使用的导航技术主要有磁、电磁、激光等几种。视觉导航方法由于其本身独有特点,近年来在我国aGV应用中逐渐引起注意。

视觉导航通过视觉传感器采集周围环境中的地理信息,经过图像处理和识别,生成导航指令。与非视觉类传感器相比,视觉传感器具有无噪声、无有害影响、信息量大等特点。在实际应用中,只需在路面上画出路径引导线或者路标图形,aGV就可以通过视觉导航系统来控制自身行走。相对于埋设导线/磁条、安装磁钉等方法而言,视觉导航进一步增强了系统的灵活性,并且降低了安装使用成本,同时视觉识别也可以避免出现如惯性导航等虚拟路径导航方法存在的误差积累问题(在部分应用中,视觉可以作为惯性导航的误差校正方法)。相对于激光导航方法,视觉导航的优势在于其低廉的系统硬件成本以及识别功能的扩展能力――只要软件和模式识别功能足够智能,自动导引车就可以实现多种导航和定位功能。

本文将对视觉导航的原理以及系统组成进行分析介绍,研究其导航控制流程,并介绍了视觉识别aGV系统在电子、家电、电气等制造业工厂内自动化物流系统中的应用。

一、视觉识别系统的组成

视觉识别aGV的关键技术是计算机视觉技术,即利用视觉传感器获取aGV前方/下方的路面环境信息,经过控制系统的识别和解析,生成控制指令,从而使aGV小车沿规划的路径行驶。

视觉导航系统主要由图像信号采集装置、图像信号处理装置和图像识别及运动控制单元等组成,其中图像采集装置由数字摄像头完成,图像信号处理由图像采集卡完成,图像识别和运动控制由主控板上的mCU完成,运动执行器为aGV车体上差速驱动伺服电机。aGV车体系统还包括红外/激光安全传感器、电机测速旋转编码器、补光照明等元件。安全传感器用于车体前方障碍物的预警,电机测速编码器用电机速度与位置的伺服控制,补光照明系统用于增强车体下方的路径上的光照强度,以便使aGV准确识别路径标识。系统逻辑组成如图1所示。数字摄像头信号通过图像采集卡直接送人主控系统板,安全传感器、电机驱动控制器和辅助照明直接与主控板连接,电机由驱动器驱动,旋转编码器与电机主轴之间由机械连接,编码器反馈信号送入驱动器。

二、导航系统的工作流程

导航系统总体控制软件系统由数字图像预处理、图形模式识别和路径跟踪等模块组成。数字图像预处理模块主要进行原始图像的灰度图生成、滤波、图像增强等作业,使图像在保留关键信息的基础上更加易于识别处理。图形模式识别模块主要完成对预处理后的二值图像与预设的图形模版的对比,根据关键位置的比较,识别出该图形。导航控制模块根据识别出的图形信息,生成对aGV车体的处理指令。

导航软件控制流程如图2,首先数字摄像头CCD采集地面的路标图像,形成彩色空间的数字图像信号,再由图像采集卡进行预处理,形成计算机可识别的二值图形;之后送入主控系统进行路径识别,系统由此确定aGV当前的位置等地理信息;系统将当前位置与aGV的目标位置进行比较,从而生成运动控制指令,并送入行走机构的驱动系统;经过驱动器解析后生成驱动信号并驱动行走系统驱动电机,实现aGV的导航控制。

aGV图像识别导航算法流程如图3,视觉系统的原始输入图像经数字摄像头采集,形成特定彩色空间中的图像原始信号,并通过数据总线传输到数字图像处理器中。首先去除图像信号中的噪声点,采用自适应阈值滤波方法。对于路径识别来说,彩色图像的信息是冗余的,为了节省CpU运算时间,将彩色空间图像转化为二值图像。通过数学形态滤波算法将二值图像中的点状和碎屑状噪声去除,得到路径识别结果。从识别出的图像中可以提取出aGV当前的地理位置信息,加上地面RFiD标签中存储的工位和任务信息,主控系统生成导航控制指令,送入驱动系统执行。

如图4所示,为摄像头采集的原始图像信号和经过计算机识别后的数字图像信号。数字图像识别的精度可以达到1mm以内,显著高于常用磁,电磁传感器的识别分辨率。从图4中可看出,视觉导航系统能够精确识别出路径标识及其轮廓,从而能够用于车辆的精准控制。

三、视觉导航aGV的典型应用

1.电子制造业

在手机制造等行业中,产品的装配工艺需要大量的人工。常规的装配往往采用人工流水线的方式进行,随着人力成本的迅速提升以及对劳动条件改善的要求日益强烈,用机器人代替人工进行枯燥繁琐的装配作业成为行业的一个发展趋势。

手机装配的工位点数量多,如果每个工位都配置一台装配机器人,则设备一次性投入的数量将非常大。而如果能够将关节机器人与移动aGV结合,使得一台机器人能够同时完成多个工位点之间的作业,则将显著减少一次性投入,并且今后机器人的作业设定也可以随着工艺的调整而随时改变,使生产线的柔性化程度大大提升。

图5为搭载关节机器人的视觉导航aGV平台,图6是一台搭载了关节机器人的视觉导航aGV。在视觉识别导航aGV上搭载关节机器人,可以完全替代人工作业,完成生产装配工作及CnC的自动生产工作,工作精度达到1mm,工厂人工与生产成本得到大幅降低,同时产品品质也得到稳定和提升。表1显示了在采用视觉识别aGV系统后,工厂的运营成本下降了。

2.家电行业

家电行业是人力密集型制造业,其零部件的生产和整机的装配过程需要大量人力,而其中物料的输送占了相当大的比例。某著名空调生产企业在产品组装生产线上采用柔性化搬运系统代替人力和固定式输送线搬运。由于车间地面部分区域有钢板铺设,因此无法采用磁导航。视觉导引aGV可以完全满足该生产线的搬运需求。该系统包括62个生产单元、14台自动移载式aGV及中央智能调度系统。

项目所用自动移载式aGV在其车体上部安装有动力辊筒,生产线上完工的成品、半成品直接通过传输带或者固定的轨道传输线转移到aGV上,实现无人对接以及无人搬运。在运输通道上铺设了双向导航色带,并在每个停靠点铺设RFiD芯片。在aGV车载辊筒上架设2~3套对射光电开关。输送机上装设2套对射光电开关,一套检测传感器。aGV与输送机对接时,控制输送机和aGV辊筒传动。输送机通过检测传感器检测输送机是否有料箱。各个生产单元均根据生产情况,随机地通过调度系统,呼叫aGV到对应产线运载物料,进行实时、全自动的物料配送。该项目于2013年实施,目前系统运行正常。

3.电气生产业

在电气设备生产中,部件往往质量较大,如电梯行业使用的驱动电机通常为大扭矩特种电机。该电机生产过程中电机壳和转子部件需要在车间内进行搬运,以往采用人工驾驶叉车运输。由于物料运输频率高,空间狭窄,不仅人力运输投入大,而且有一定的安全隐患。

采用aGV替代人工搬运可以减少人力投入,而且aGV搬运比人工运输更加平稳,安全性好。由于电机部件重量大,在交通路口若铺设钢板以保护地面下方的管线,导致无法采用磁导航式aGV。此外,重载车辆对导航磁条的反复碾压极易导致磁条损坏,也是这类场所难以采用磁条导航的原因。在经过综合分析成本和性能后,该项目采用视觉识别导航aGV,如图8。系统设有两条线路,一条采用潜入牵引式aGV,用于运输电机外壳,aGV荷载2t;另一条用于运输电机转子,采用自动移载式,荷载2t。两条线路的交叉口采用调度系统进行交通管制,并与其它人工驾驶叉车共用路口。

四、总结

集成电路的识别方法篇6

   关键词:知识产权集成电路布图设计权

   中国政府为了满足trips协议的要求,于2001年颁布了《集成电路布图设计保护条例》,该条例已于同年开始实施[2].从该条例的文字规定看,中国的集成电路布图设计的保护水平已经完全满足了trips协议的要求。

   事实上,中国政府早在1991年就开始起草《集成电路布图设计保护条例》。这一动议肇始于《集成电路知识产权条约》(以下简称《集成电路条约》)的制订。早在1986年,就召开了多次外交会议和专家会议,研究、起草《集成电路条约》,中国政府积极参与了该条约起草的全过程。1990年5月,在华盛顿召开外交会议,通过了集成电路条约,包括中国在内的多数国家投票赞成。此后,中国政府立即组织专门小组开始研究和起草《集成电路布图设计保护条例》。在起草工作初期,的《集成电路条约》是中国立法的主要参考文件。1993年,在Gatt乌拉圭回合谈判中,trips协议草案的邓克尔文本提出后,考虑到中国当时正试图恢复其Gatt缔约国的地位,trips协议成为中国起草《集成电路布图设计保护条例》所参考的最为重要的文献

   由于wipo的《集成电路条约》一直未能生效;加之中国加入wto的进程又是一波三折,中国的《集成电路布图设计保护条例》一直没有一个适当的出台时机。直到2001年,中国在加入wto方面出现了转机,为配合国内外各方面的工作,中国政府颁布了《集成电路布图设计保护条例》。就在这一年,中国加入了wto.

   本文拟就中国《集成电路布图设计保护条例》的规定,同trips协议和wipo的《集成电路条约》以及有关国家的法律,分别从权利的保护对象、范围、内容和效力等方面,从知识产权法律理论的角度进行分析、评论和比较。

   一、保护对象

   中国的《集成电路布图设计保护条例》开宗明义在标题上直接采用布图设计作为中心词,这就将其保护范围限定于半导体集成电路,因为只有半导体集成电路在制造过程中对布图设计有着必然的依赖。该条例第二条在界定集成电路概念时专门指明,条例中所称集成电路为半导体集成电路。[3]

   将保护范围限定在半导体集成电路范围是国际上的通例。美国是世界上第一个颁布集成电路保护法律的国家,从美国1978年首次提出集成电路保护的问题,到1984年颁布专门立法的过程可以看出,布图设计(美国法称掩模作品)一直被作为这类法律保护的直接对象[4].应当说,这一法律的最基本的目的就是为了防止未经许可随意复制他人的布图设计。此后,日本、瑞典等国的保护集成电路的国内法均采用了这种“美国模式”。

   1986年在美、日等国的提议下,wipo开始制订保护集成电路的条约。尽管该条约在总体设计上采用了前述美国模式,但在其起草过程中,也曾经就是否明确将保护对象限定在半导体集成电路之内发生过争论。在1988年11月的草案中,对于是否在集成电路之前加上“半导体”这一文字限定,依旧是两种方案。

   事实上,通过保护布图设计的手段来达到保护集成电路目的的美国模式本身,已经将保护对象限定在半导体集成电路的范围之内了。因为在目前的技术发展水平上,布图设计本身就是针对半导体集成电路的,每一种半导体集成电路都必然与一套特定的布图设计相对应。而半导体集成电路之外的混合集成电路(HybridiC),如薄膜或者厚膜集成电路均不直接涉及布图设计的问题。美国人甚至在其国内法的标题上或正文中就直接采用了半导体芯片或者半导体产品的提法。[5]

   中国的集成电路保护条例从起草到颁布的整个过程,都一直使用半导体集成电路的提法。这种做法不仅同国际社会保持一致,而且也符合知识产权制度本身的功能分配。对于半导体集成电路之外的其他集成电路,如前述混合集成电路中并不存在像布图设计这样复杂的设计,充其量也就存在一些如同印刷电路、相对简单的金属化互联引线。严格说来,混合电路只是一种由若干分立器件(Devices)或半导体集成电路组合而成的功能性组件,完全不同于半导体集成电路将全部器件集成于单片的硅或化合物半导体材料之中。因此,对于半导体集成电路之外的其他相关产品完全可以适用专利法加以保护。不致出现如半导体集成电路所面临的与专利法之间的不和谐[6].

   尽管世界各国在其立法模式上普遍采用了保护布图设计的美国模式,但对布图设计的称谓却各不相同。世界上最早立法保护集成电路的三个国家中就分别采用了三种不同的叫法:美国人称其为掩模作品(maskwork);日本人则使用了线路布局(CircuitLayout)的提法;瑞典人使用的是布图设计(LayoutDesign)。但这并不算结束,随后跟进的欧共体指令[7]却又使用了形貌结构(topography,也有译作拓朴图或者构型的)。在这多个术语中,中国与wipo的《集成电路条约》保持一致,采用了布图设计的称谓。

   美国法所使用的“掩模作品”,虽然在产业界十分流行,但在技术层面上显然已经落后。如今,相对先进的制造商已经完全可以不再使用传统的掩模板来制造集成电路。所有掩模图形均可以存储于计算机中,通过控制电子束扫描进行表面曝光,或者通过低能加速器进行离子注入等技术均可将掩模图形集成于半导体材料之中。而日本人所使用的线路布局一词则很容易同印刷电路(printedCircuit)混淆,在产业界也少有人这样称呼布图设计。相比之下,布图设计和形貌结构则是较为通行的用法,其中形貌结构(topography)原本为地理学中术语,指起伏不平的地貌,后微电子产业借用了这一术语,用以指代布图设计。但在汉语环境中,布图设计的用法更为普遍,故中国的相关规定采用了布图设计一词[8].

   从上面分析可知,中国的国内法在保护对象方面采取了与国际上相关国际条约或者有关国家的国内法完全相同的模式,即通过直接赋予布图设计以专有权的方式,来实现保护采用该布图设计的集成电路的目的。

   二、权利内容的设定

   各国在集成电路保护问题上都采用了设权方式,即在传统的知识产权体系中新设立一种既不同于专利权,也不同于著作权等传统知识产权形式的新型权利—布图设计权[9].就中国而言,考虑到中国立法的直接目的,自然不可能另外闭门自造一套与众不同的制度。根据中国《集成电路布图设计保护条例》,布图设计权人享有(l)对受保护的布图设计的全部或者其中任何具有独创性的部分进行复制的专有权,和(2)将受保护的布图设计、含有该布图设计的集成电路或者含有该集成电路的物品投入商业利用的专有权。[10]这一规定同wto的trips协议相比,仅仅在文字表述方式上存在差异,其权利内容是完全相同的。[11]

   从前述规定中可以发现,所谓布图设计权在内容上包含两个方面,即复制权和商业实施权。而这两项内容在原有的知识产权种类中,分别属于著作权和专利权中的权能。布图设计权则兼采二者内容于一身,这反映出集成电路保护法在原有的知识产权体系中介于专利权和著作权之间的特殊地位,这一特性同样在布图设计受保护的条件上得到突出反映。受著作权法保护的作品必须具备独创性,被授予专利权的发明则必须具备创造性,即只有相对比现有技术水平有较大提高的发明才能获得专利权,这是各国专利法的通行做法。而从目前国际社会对于独创性的解释可知,作品只需具备最低限度的创造性即被认为具备了独创性。由此可以推知,专利法中的创造性在创造高度方面的要求显然高于著作权法中的独创性。而各国的集成电路保护法及相关国际条约在保护条件方面的规定,一方面借用了著作权法中关于独创性(originality)的概念,另一方面又要求受保护的布图设计不能是平庸或者司空见惯的。[12]可见在法律上对受保护布图设计在创造性方面所提出的要求正好介于著作权法和专利法之间。

   布图设计权之所以在内容上兼采著作权和专利权中的内容,根本原因还是布图设计本身同时具有著作权法和专利法保护对象的双重属性。布图设计在外在形式上,表现为一系列的图形。如欧共体集成电路保护指令中就直接将布图设计定义为一系列的图形,[13]当这些平面图形按照一定的规则被固化在硅片表面下不同深度中后,便可形成三维的立体结构,实现特定的电子功能,也就是说这种外在表现为图形的布图设计有其内在的实用功能,其最终的价值是通过特定的电子功能得以实现的,正是因为布图设计的这种属性导致了布图设计权在内容上的设计也具备了类似著作权和专利权的属性。

   三、权利效力和限制

   在各类知识产权中,受法律保护的条件存在高下之分。这必然导致权利效力也存在强弱不同。著作权的效力仅限于作品的表达(expression),而专利权所能延及的层面则比著作权法中的表达更为抽象。专利权的效力不仅延及于某一技术方案的某种具体实现方式,而且可以延及该技术方案本身。从前述布图设计权的内容的介绍中可以看出,中国法规中所规定的布图设计权,在效力上同专利权的设计并无差异。然而,回顾wipo起草《集成电路条约》的过程可知,参与起草的各国曾就布图设计权的效力发生过极大的争议,发展中国家希望将布图设计权的效力限定在复制布图设计和利用布图设计制造集成电路这两个层面上;而以美、日为代表的集成电路技术强国则并不满足这两个层面,还打算将布图设计权的效力延伸至安装有受保护的布图设计集成电路的物品上。美、日两国的主张即是将布图设计权的效力延伸到第三个层次上,这在效力上就完全等同于专利权。由于发展中国家的强烈反对,致使wipo的条约在布图设计权的效力上采取了模棱两可的做法,即在该条约的第3条(1)(h)和第6条(1)(a)(ii)中分别采用了不同的表述方式。

   然而,在1994年wto的trips协议通过之后,由于trips协议就布图设计权的效力作了专门规定,[14]致使wipo条约中遗留的问题在trips协议中不复存在,trips协议完全采取了美、日等国的立场,将权利效力延伸到了第三层次。中国为了能加入wto,自然只能采用跟进的态度,在中国的《集成电路布图设计保护条例》第7条中,有关布图设计权的效力与trips协议在实质上完全一致。

   应该说,在trips协议通过之后布图设计权的效力问题在立法上已经解决,但是trips协议的这种做法在知识产权法律理论上是存在问题的,知识产权的效力从来都同该权利产生的条件高低相关。通常,权利产生的条件越苛刻,权利效力也就越强,这在前述著作权和专利权的效力差异上已经表现得尤为明显,不仅如此,对于同类知识产权也是这样,比如商标必须具备显著性才能受到法律保护,因此显著性即为商标权产生的条件。如果一个商标的显著性强,则依附于该商标上的商标权的效力也相应较强,而布图设计权在创造性要求方面显然低于专利法的要求,因此其权利效力理所当然地应当低于专利法,而不应当与专利权相同,即不应当延伸到第三层次上。当然,布图设计权的创造性要求比起著作权又远高于独创性要求,因此布图设计权的效力应当强于著作权。具体地讲,著作权效力只能及于对作品的复制;而布图设计权的效力则不仅可及于对布图设计的复制,还可以延伸到对布图设计本身的商业利用,即第二层次。所以,当年发展中国家在wipo《集成电路条约》谈判中的主张在理论上应当是成立的。中国虽然一直都不赞同美、日等国的主张,但为了同wto的相关规定保持一致,只得将布图设计权的效力强化到用集成电路组装的物品的商业利用,即第三层次。

   无论是著作权,还是专利权在法律上都受到一定的限制,布图设计权也不例外。中国的相关法律对于布图设计权的限制同国际上其他国家的规定并无大异。为个人目的或者单纯为评价、分析、研究、教学等目的而复制受保护的布图设计,比如为前述目的实施反向工程的行为;或者在前述反向工程的基础上,创作出具有独创性的布图设计的行为;以及对自己独立创作的与他人相同的布图设计进行复制或者将其投入商业利用的行为等均不属于侵犯布图设计权的行为等。[15]这类行为等同于著作权法中合理使用行为。此外,中国《集成电路布图设计保护条例》还就权利用尽等知识产权法中通行的权利限制类型作出了规定。[16]

   在中国《集成电路布图设计保护条例》中还明确规定了非自愿许可的相关条件和性质[17].即不仅将实施非自愿许可限定在国家处于紧急状态或者作为不正当竞争行为的救济措施的条件上,而且将这种许可方式界定为非独占的、有偿的。并且,当实施非自愿许可的条件一旦消失,该许可就应当被终止。这些规定同trips协议以及《巴黎公约》中关于强制许可的规定基本一致[18].

   四、实施效果的评价

   中国的《集成电路布图设计保护条例》从起草到颁布大约经历了10年的历程,应该说在立法方面基本遵循了国际上的通行做法,但在该条例实施的头15个月里,国家知识产权局总共接到的布图设计权申请数量为245件[19],平均每月不足17件。到目前为止,中国尚未见有依照该条例判决的案件。这种情况同专利法、著作权法等其他知识产权相关法律门庭若市的状态相比显然呈门可罗雀之状。但如果从世界范围着眼,这一现象并非中国特色。美国作为集成电路的制造大国,在其《半导体芯片保护法》颁布20年后的今天,诉至法院的案件也屈指可数。德国作为欧洲的技术大国,每年在其专利商标局登记的布图设计数量较之专利、商标的申请量也可谓小巫见大巫。所以中国的现状完全是正常状态。

   这种状态从反面提出了一个问题,即我们是否应当对现行知识产权立法的合理性进行反思?近20年来,国际知识产权立法可谓突飞猛进。第一个十年,完成了知识产权立法的总体框架;第二个十年,完全在立法上达到发达国家的立法水平。如此发展速度固然有国内经济技术进步在宏观上带来的动力,但在微观上这些年的立法似乎过分地强调一时一事的需求,而忽略了知识产权法内在的逻辑联系和产业发展的长远需求。比如,近10余年中发生在著作权法中的一系列事件,如计算机程序、技术措施、mp3、p2p等无不反映出这种倾向。如今,在集成电路新产品遍布于世的信息时代,集成电路布图设计的立法似乎只具有一种象征意义,人们并没有踊跃地选择这种保护模式。这并非因为大家不看重集成电路本身,相反产业界对于集成电路的重视程度与计算机程序完全相当。因为集成电路是计算机硬件的核心,人们不可能对集成电路技术漠不关心。人们冷落集成电路布图设计保护法的原因还在于现实的需求和已有的法律框架间存在差距。

   进入20世纪80年代后期,由于集成电路产品更新速度大大地加快,这从计算机CpU芯片的更新上得到充分地反映。面对如此更新速度,即使是简单地复制这类超大规模芯片的布图设计也难以跟上技术的更新速度。随着计算机辅助设计技术的普及,设计工作不再单纯采用人工设计,大量的设计工作通过工具软件直接生成。换言之,单纯复制布图设计未必能立即给复制者带来丰厚的利益。此外,集成电路产品的设计不再仅仅取决于布图设计图形,相关工艺设计在产品制造中也发挥着越来越重要的作用。这些技术因素的变化致使原有的法律保护模式有隔靴搔痒之感。这必然导致集成电路布图设计保护法被打入冷宫。当然,事物的发展是呈螺旋状态的,当技术发展到一定程度后还会呈现新的瓶颈。这时技术更新的速度会大大放慢。到这时复制布图设计在诸多因素中或许又会重新回到主导地位,到那时这种以前述“美国模式”为基础的法律的作用或许又会重新显现出来。

   五、结论

   中国的集成电路保护法在现阶段只具有象征意义,因为在中国现在的土壤中保护集成电路布图设计的需求尚不十分强烈。这一方面是因为中国的集成电路产业尚不够发达,另一方面也是因为目前的保护模式并不完全适应产业界的需求。但中国作为国际社会的一员,为了保持与国际社会的一致性仍然颁布了这一法规。这一事实本身也说明了中国希望融入国际社会的愿望和决心。另一方面,国际社会在创设知识产权制度中的新规则时,应当从过去的实践中总结经验教训,更全面、更客观地根据长远需求,而不是眼前利益决定制度的发展和进步……

   注释

   [1]本文根据2004年10月10日在中德知识产权研讨会上发言稿修改而成。

   [2]见中华人民共和国国务院令第300号。

   [3]中国《集成电路布图设计保护条例》第二条第一项规定:“集成电路,是指半导体集成电路,即以半导体材料为基片,将至少有一个是有源元件的两个以上元件和部分或者全部互连线路集成在基片之中或者基片之上,以执行某种电子功能的中间产品或者最终产品”。

   [4]见mortonDavidGoldberg,ComputersoftwareandChips(protectionandmarketing)1985一Volumeone,practisingLawinstitute,page203;又见alfredp.meijboominternationalSemiconductorChipprotection,internationalComputerLawadviser Dec.1988;以及美国法典第17编第9章第901、902条。

   [5]见美国法典第17编第9章。

   [6]见郭禾,《半导体集成电路知识产权保护》载《中国人民大学学报》2004年第1期,总103期。

   [7]见欧共体《关于半导体产品形貌结构法律保护的指令》(87/54)。

   [8]早在约20年前编写的《中国大百科全书??电子学与计算机》就以布图设计作为主词条。见《中国大百科全书??电子学与计算机》第55页。

   [9]见郭禾,《集成电路布图设计权—一种新型的知识产权》,载《知识产权》杂志,1992年第6期。

   [10]见中国《集成电路布图设计保护条例》第7条。

   [11]见trips第35、36条。见wipo集成电路条约第3条第2项(a)、(b),美国《半导体芯片产品保护法》第902条(b)款。

   [12]见wipo集成电路条约第3条第2项(a)、(b),美国《半导体芯片产品保护法》第902条(b)款。见欧共体《关于半导体产品形貌结构法律保护的指令》(87/54)。

   [13]见欧共体《关于半导体产品形貌结构法律保护的指令》(87/54)。

   [14]见trips协议第36条。

   [15]见中国《集成电路布图设计保护条例》第23条。

   [16]见中国《集成电路布图设计保护条例》第24条。

   [17]见中国《集成电路布图设计保护条例》第25一29条。

   [18]见trips协议第37条第2款、第31条,巴黎公约第5条。

集成电路的识别方法篇7

【关键词】语音识别;自动化;控制

前言

我国早在七十年代末就开始了语音技术的研究,由于各方面实验设备技术普遍落后,发展很缓慢,期间大多数研究者主要集中在语音识别的基础理论、模型及算法等方面研究和改进。随着工业技术的发展和语音控制技术上的投入增加,我国在中文语音技术的基础研究方面取得了一系列研究成果。目前市场的语音控制系统的产品比较单一,本文基于SpCe061a单片机进行了语音控制系统的设计。

1、语音控制识别方法

一般来说,语音识别的方法有三种:基于声道模型和语音知识的方法、模式匹配的方法以及利用人工神经网络的方法。

(1)语音控制识别系统的结构。主要包括语音信号的采样和预处理部分、特征参数提取部分、语音识别核心部分以及语音识别后处理部分,图1给出了语音识别系统的基本结构。

语音控制识别的过程是一个模式识别匹配的过程。在这个过程中,首先要根据人的语音特点建立语音模型,对输入的语音信号进行分析,并抽取所需的特征,在此基础上建立语音识别所需的模式。而在识别过程中要根据语音识别的整体模型,将输入的语音信号的特征与已经存在的语音模式进行比较,根据一定的搜索和匹配策略,找出一系列最优的与输入的语音相匹配的模式。然后,根据此模式号的定义,通过查表就可以给出计算机的识别结果。

(2)基于语音学和声学的方法。该方法起步较早,在语音识别技术提出的开始,就有了这方面的研究,但由于其模型及语音知识过于复杂,现阶段还没有达到实用的阶段。

(3)模式匹配的方法。模式匹配方法的发展比较成熟,目前已达到实用阶段。在模式匹配方法中,需经过四个步骤:特征提取、模式训练、模式识别和判决。

(4)人工神经网络的方法。利用人工神经网络的方法是80年代末期提出的一种新的语音识别方法。人工神经网络(ann)本质上是一个自适应非线性动力学系统,模拟了人类神经活动的原理,具有自适应性、并行性、鲁棒性、容错性和学习特性,其强的分类能力和输入-输出映射能力在语音识别中都很有吸引力。但由于存在训练、识别时间太长的缺点,目前仍处于实验探索阶段。由于ann不能很好的描述语音信号的时间动态特性,所以常把ann与传统识别方法结合,分别利用各自优点来进行语音识别。

2、控制系统设计

SpCe061a是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机,使用它可以非常方便灵活的实现语音的录入识别和输出系统,该芯片拥有8路10位精度的aDC,其中一路为音频转换通道,并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。两路10精度的DaC,只需要外接功放即可完成语音的播放。另外,凌阳十六位单片机具有易学易用的效率较高的一套指令系统和集成开发环境。在此环境中,支持标准C语言,可以实现C语言与凌阳汇编语言的互相调用,并且,提供了语音录放的库函数,只要了解库函数的使用,就会很容易完成语音录放,这些都为软件开发提供了方便的条件。SpCe061内还集成了一个接口,使得对该芯片的编程、仿真都变得非常方便,而在线仿真电路接口不占用芯片上的硬件资源,结合凌阳科技提供的集成开发环境用户可以利用它对芯片进行真实的仿真;而程序的烧写也是通过该接口进行下载。

(1)硬件设计。整个系统主要由键盘输入电路、miC输入电路、语音输出电路、红外发射电路组成。通过分析按键命令或语音识别结果,利用正常的结果以红外指令码发出,控制电视机的运行,同时用语音提示。系统组成如图2所示。

(2)系统程序设计。在软件设计方面,采用模块化程序结构,当前方案包括初始化、键盘扫描、温度采集、温度播报、万年历时间计算、万年历播报、红外发射、语音识别、语音播放等模块。程序设计流程如图3所示。

3、结论

本文利用单片机设计了一类语音识别控制系统,系统简单实用,可开发性强可以在很多工业产品上使用。为工程开发设计人员提供了参考。

参考文献

集成电路的识别方法篇8

关键词:模拟电路;教学方法;教学模式;课程体系

作者简介:申杰奋(1978-),女,河南林州人,新乡医学院生命科学技术系,讲师。(河南?新乡?453003)

中图分类号:G642.0?????文献标识码:a?????文章编号:1007-0079(2012)18-0080-01

“模拟电子技术”是高等院校物理、通信、电子类专业的专业基础课之一,这门课程主要是让学生掌握电子技术的入门知识,为他们进一步学习后续专业课程和从事有关电子设计方面的工作打下基础。该课程能够培养学生分析电路、设计和应用开发能力。医学院校生物医学工程专业的学生既要掌握医学方面的知识,也要掌握医疗仪器及电子技术课程,如何培养学生的兴趣与爱好是最大难题。因此,必须对传统的教学模式进行改革,培养学生学习模电的兴趣与热情,才能让学生更加深入地喜欢电子设计。

一、传统教学模式的弊端

“模拟电子技术”课程是在介绍常用半导体器件知识的基础之上,重点分析和研究电路的基本概念、基本原理和一些基本电路的分析方法,该课程知识点多,内容琐碎。大部分学生在学完该课程后还是一知半解,不会分析一些简单的电路,更别说进行一些电路设计了。学生不能把学到的知识用到实际电路中,从而导致理论学习和实践的严重脱节,对学习后面的专业课程造成一定的障碍。

长期以来,模拟电子技术的理论课都有相关的实验课,实验课教学也一直依附于理论教学。大多数的实验教学内容都是对理论教学内容的简单验证,做完实验学生也不了解实验的目的。而且在传统的实验教学中,一般都是实验老师提前做好实验准备工作(包括实验箱和电路模块的准备),课堂上老师从实验原理到实验方法、实验步骤、注意事项,甚至到实验过程中可能出现的问题都会详细讲解。学生课前大部分都不预习,课上只是按部就班、被动地进行实验操作,利用现成的电路模块,把线路连接好,直接观察实验结果。即使遇到困难,也不会思考是哪一部分出现问题,而是急于找老师来解决问题。这样的理论与实验教学模式不仅不能发挥学生的主观能动性,而且还束缚了学生科学思维能力的发展,极不利于培养学生的动手实践能力。要使实验教学能够更好地发挥作用,必须对实验教学内容和理论教学模式进行改革。

二、教学模式和课程体系的改革与创新

建立新的教学模式主要以能力培养为主线。为了进一步改善教学模式,使学生能够更好更快地掌握模拟电路知识,主要对以下四个方面进行了改革。

1.理论教学内容的调整与更新

在理论教学过程中,紧密结合理论教材,在讲课过程中及时把电子技术方面的最新信息反映给同学,及时补充理论教学内容,做到理论与实际的紧密结合。老师在上课过程中可以给学生介绍在生活中的一些小设计,让学生学到理论知识的同时,还能够紧密联系实际,从而培养学生爱设计、爱动手、爱思考的良好习惯。

在理论教学内容上把章节做了一些调整。把第十章的内容“直流电源”调整到第一堂课上讲解。主要是对在实验中所做的改进有很大帮助,为后面所学知识做到相辅相成。第四章内容“功率放大电路”调整到最后一次课上讲解,主要是让大家了解什么是互补电路,功率放大器,与前面几个章节联系不大。这样的调整在整体上可以使“模拟电子技术基础”在内容上更为衔接,更有利于实验上的改进。

2.更新实验教学模式

在传统的模电实验中,大部分高等院校主要使用模拟电路实验箱做实验,学生兴趣不是很大,而且做完实验以后对一些电子元器件的结构及电路的作用还是不太熟悉。

在新乡医学院的模拟电路实验中,模电课程负责人从培养学生的基本素质和能力出发,对实验做出了全新的改革,增开综合性、设计性实验,鼓励学生的创新精神。在第一次实验课任课教师就让学生自己动手制作线路板,学生动手进行热转印、腐蚀线路板、打孔、将电路板制作成功,为后面的实验做准备。这个过程也可使学生了解电子制作工艺过程。

前面介绍了将第十章的内容提前到第一次课讲解,使学生初步了解与掌握电路设计能够使生活中常用的波动比较大的交流电,通过电容滤波、稳压电路能够变为电压基本稳定的直流电。更主要的是可以通过设计电路来给后面的各种功能的电路提供所需要的直流电压。这样可使学生深刻理解和掌握理论知识。

在线路板上主要设计了10个实验的内容,分别是整流电路、集成稳压电路、集成双路可调稳压电路、单级放大电路(2个)、负反馈放大电路、集成电路RC正弦波振荡器、波形发生器(方波发生器,积分电路)和功率放大器。前三个实验主要能够使稳压电路产生±12V电压,做为后面7个实验的电源电压、整个电路板的设计作为一体,而不是独立的。

电路板上的所有元器件都需要学生自己动手焊接。老师课堂上介绍怎样焊接电路,识别电阻的色环,电容、二极管的正负极,三极管的基极、发射级和集电极怎样用万用表来辨别,集成稳压器的三个端怎么识别,集成电路的管脚的排列顺序等知识。医工专业有80名学生,在做学生调查的时候,学生普遍反映模电实验有意思,容易记忆;既能够提高动手能力,又能掌握书上所学的理论知识。

集成电路的识别方法篇9

关键词:信息采集技术智能高速公路视频RFiD定位

中图分类号:tp277文献标识码:a文章编号:1674-098X(2014)11(c)-0012-02

随着汽车工业的发展和城市化进程的加快,社会对于交通运输的需求日益增加。高速公路作为城市间的纽带,承担着巨大的交通压力,如何在交通量持续增长的情况下,减少交通拥堵和事故,提高道路的安全性和舒适度,成为智能高速公路发展中亟待解决的问题。而全面、实时的道路交通信息,则是实现高速公路智能化的基础。

如今,传统的道路信息检测技术,正逐渐被新型采集技术所取代。该文简单介绍了传统道路信息采集技术的工作原理,重点对新型信息采集技术进行了研究,并在对比各项技术在高速公路应用中的优劣之后,提出了高速公路信息采集技术的应用趋势。

1传统信息采集技术

传统的道路信息采集技术出现早,有些已经广泛应用于高速公路的车辆信息采集之中。

1.1环形线圈采集技术

环形线圈采集技术基于电磁感应原理,由埋设在路面下的环形线圈、馈线和信号检测处理单元组成。当有车辆驶过环形线圈上方时,车辆自身铁质产生的涡流效应起主导作用,造成线圈电感量减小。电路通过检测该电感量的变化,判断是否有车辆存在或通过。结合线圈宽度和线圈间隔,对采集数据进行处理,即可得到道路车流量、瞬时车速及时间占有率等信息。比如,两个线圈之间的距离为,车辆到达线圈的时间间隔为,则车速。

环形线圈采集技术成本低、适应性强,不受恶劣天气及光照条件影响,在全天候、高精度车辆检测方面有其他检测技术无法比拟的优势[1]。目前在高速公路的应用中占据主要地位。不足之处在于,其检测精度受路面状况的影响,安装与维修需要破坏道路、中断交通,极易造成拥堵及交通事故,这将极大地限制其在未来的应用。

1.2微波雷达采集技术

微波雷达采集技术基于多普勒效应,通过雷达检测器向路面发射线性调频微波,并接收经车辆反射后的回波来检测车辆。在道路应用中,有正向和侧向安装两种方式。正向安装时天线波束发射方向与车辆行驶方向一致,检测精度高,但只能检测单一车道。侧向安装时,检测器在扇形区域内发射连续的低功率调制微波,并在路面上留下一条多分层的投影,如图1所示。由于微波的衍射特性,侧向检测器可以检测被遮挡车辆,完成多车道同时检测。

微波雷达采集技术抗干扰性强、不受天气环境的影响,对车速的检测精度高,尤其适用于长距离、开放、车速相近的道路。因此在高速公路信息的采集中,有着广泛的应用。但其对安装高度、后置距离等有严格的要求,检测精度也受隔离带等因素的影响。

1.3超声波采集技术

超声波采集技术利用声波的传播和反射原理,通过测量发射波和反射波的时间差实现车辆检测。经过传感器以及信号处理模块的分析和处理,可以得到车型、车速及车流量等信息。

超声波采集技术成本低、使用寿命长、易于安装维护,对车型的识别能力突出。但其检测精度受大风、暴雨天气的影响,探头下通过的人或物也会造成误检。所以其在高速公路信息采集中的应用要比前两种技术少。

1.4红外采集技术

红外采集技术基于光学原理,一般采用反射式检测。其工作原理是由调制脉冲发生器产生调制脉冲,经红外探头向道路发射脉冲,当车辆通过时,红外脉冲从车体反射并被红外接收管接收,再经解调、选通、放大和整流滤波处理后输出一个检测信号。进而实现车辆类型、车速和流量的信息采集。

红外检测技术具有快速准确、轮廓清晰的检测特点,安装方便。但空气中的烟尘颗粒,以及恶劣天气(如雨、雾、雪等)会影响系统的正常工作。在高速公路车辆检测中,应用较少。

2新型信息采集技术

近年来,随着传感技术、通信技术、控制技术以及计算机信息处理技术的快速发展,新型的道路交通信息采集技术应运而生。这些新型技术不仅能够完成传统的车辆信息采集工作,还提高了采集信息的实时性、准确性和全面性,极大地推动了高速公路的智能化发展。

2.1视频采集技术

视频采集技术结合了视频图像和计算机模式识别,是近些年发展起来的一种新型道路信息采集技术。视频检测器由摄像机和视频处理器组成,通过设置虚拟检测区域实现车辆信息的采集。如图2所示。

与传统的采集技术相比,视频采集成本偏高,夜间检测精度低。但视频采集技术不仅能采集车流量、车速、占有率等信息,还能为监控中心提供车牌号和视频画面,检测违章违规及突发事件,实现车辆跟踪。同时,图像处理算法的不断出现和改进,也在不断改善光学噪声、能见度、照明条件及遮挡对视频检测精度的影响。周冬梅等人[2]提出了一种基于区域聚类的阴影消除算法,较好地去除了运动车辆的阴影。刘建伟等人[3]利用车辆底盘阴影和车辆边缘特征,提出了一种因局部遮挡而粘连的车辆分离方法。徐文聪等人[4]设计并实现了一种基于车灯的夜间交通流视频检测系统,检测率达到96%。

伴随硬件成本的下降、图像处理功能的丰富以及道路管理对信息要求的提升,视频采集技术以其安装维护的方便性、检测的实时直观性,必将在高速公路智能化的过程中扮演越来越重要的角色。

2.2基于RFiD的信息采集技术

RFiD(RadioFrequencyidentification)技术是一种利用无线射频原理实现非接触式自动识别的技术。RFiD的基本工作原理如图3所示。电子标签是RFiD系统的数据载体,分为有源和无源,可实现与阅读器之间的双向通信。阅读器通过天线发射无线载波信号,当装有RFiD电子标签的机动车进入发射天线的工作范围时标签即被激活,此时,标签可以将自身携带的车辆信息编码后发射出去,经过阅读器的解调、解码后,信息最终送到数据库控制中心。

与传统的信息采集技术相比,RFiD技术在恶劣天气环境下可全天稳定工作,有识别速度快、识别距离远,数据容量大、寿命长等优点。同时,将车牌号码等车辆信息存储于RFiD电子标签中,形成“电子车牌”,能够有效地解决传统车牌易伪造和遮挡的问题。近几年,将RFiD技术应用到道路信息采集中的研究层出不穷。胡兴丽等人[5]通过建立交叉口数据存储处理模型,提出了一种基于RFiD的交叉路口流量检测的方法。陈武弟等人[6]结合能见度检测仪,设计了一种基于RFiD的雾天高速公路车辆实时预警系统。高宁波等人[7]基于RFiD采集车辆信息,利用信息融合约简方法计算交通流参数之后,建立了基于模糊层次分析的道路拥堵评价模型。

然而,目前还没有形成RFiD技术的国际统一标准,这会导致硬件设备及软件系统的兼容统一性问题。电子标签的安全性和价格也在一定程度上制约着RFiD技术的广泛应用。但基于RFiD的电子不停车收费系统(etC)已经在我国许多地方投入使用,国家也在逐步实施统一的etC标准,预计在“十二五”末,全国高速公路etC覆盖率将达到60%。

2.3浮动车信息采集技术

浮动车交通信息采集技术,是基于FCD(FloatingCarData)的一种新型交通信息采集技术。其基本原理是:根据装备车载全球定位系统(GpS)的浮动车在行驶过程中定期记录的车辆位置、方向和速度信息,应用地图匹配、路径推测等相关的计算模型和算法进行处理,使浮动车位置数据和城市道路在时间和空间上关联起来,最终得到浮动车所经过道路的车辆行驶速度以及道路的行车旅行时间等交通信息。流程如图4所示。

基于FCD的信息采集技术,覆盖范围广、投入成本低、采集信息丰富、可实现全天候的实时采集。作为一种低成本、高覆盖率的实时交通信息采集方式,其在世界范围内得到了广泛的关注和推广应用[8]。但GpS卫星信号受楼群等建筑物的影响会造成定位精度下降,导致无法精确地匹配电子地图。为了保证参数估计的精度和可靠性,各种估计方法也都要求道路网络中有足够多安装GpS的车辆,比如城市道路交通中的出租车、公交车。同时,无法获取车辆的车型及车牌号信息,也会在一定程度上影响其在高速公路信息采集中的应用。

2.4基于手机数据的信息采集技术

随着移动通信网络及终端设备的迅速发展,将手机信息和定位技术应用于交通信息的采集成为一项研究热点。其系统框架如图5所示。

手机定位技术是进行交通数据采集的基础。此技术通常分为两种:模糊定位和精确定位。其中,模糊定位技术主要包括基于小区识别号(CeLL-iD)、基于到达时间差(tDoa)、基于小区切换(Handover)等,其安装成本低廉、模型简洁,但精度低(30~2000m),易受基站分布密度的影响。而精确定位的精度可达5~20m,但需要考虑定位更新频率、道路匹配率与算法等复杂问题,其主要技术包括增强观测时间差(e-otD)、上行到达时间差(U-tDoa)、辅助全球定位系统(a-GpS)等[9]。

基于手机数据的信息采集技术,可以采集大空间范围、连续时间的交通信息,获取公众出行轨迹及活动范围等信息。其充分利用了现有无线通信系统基础设施,无需对手机终端进行改造,已经成为国内外智能交通领域的研究热点之一。目前这项技术已经在我国深圳的城市交通信息采集中得到了应用。但总体来讲,手机定位技术的研究还不够成熟,地图和路径匹配相关算法的精度也需要改进。

3高速公路信息采集技术应用趋势

高速公路具有设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点,其道路信息采集方案,不仅应拥有强大的采集性能,还需要综合考虑工程应用实施的要求。

高速公路信息采集技术的应用趋势之一,是多种采集技术的融合。比如,将微波雷达测速精度高的特点,与超声波对车型识别率高的特点结合起来,能够解决机动车分型与地点车速数据采集精度的问题。其技术优势,与单一采集技术相比提升了一个层次。目前,这项技术已成为江苏高速公路数据采集技术方案[10]。同时,新型采集技术功能强大、实时全面,正是为了实现高速公路的智能化而不断发展起来的。随着硬件成本的下降、高速公路管理要求的提高以及采集技术更加成熟,视频采集、基于RFiD的采集等技术在高速公路中的应用,将巨大的推动其信息化、智能化的发展。

参考文献

[1]张永忠,张军强,李颖宏.多路环形线圈车辆检测器设计[J].电子技术应用,2013,39(13):23-26.

[2]周冬梅,张明星,代永霞,等.基于纹理的车辆阴影消除新算法[J].自动化与仪器表,2014(1):133-138.

[3]刘建伟,王佳锐,曹泉,等.基于车辆底盘阴影的车辆精确分割算法研究[J].现代电子技术,2010,33(5):154-160.

[4]徐文聪,刘海.夜间环境交通数据采集系统设计与实现[J].测控技术,2012,31(6):60-66.

[5]胡兴丽,刘伟.基于RFiD的交叉口流量检测[J].交通信息与全,2013,31(2):140-143.

[6]陈武弟,龙伟,丁柱.基于RFiD的雾天高速公路车辆实时预警系统[J].中国制造业信息化,2010,39(1):60-63.

[7]高宁波,王薇,黄瑛.基于RFiD的道路拥堵信息识别模型[J].交通科技与经济,2013,15(5).

[8]邹娇,吴坚,高万宝,等.基于FCD和DaB交通信息采集与服务系统研究[J].交通信息与安全,2012,30(4):104-108.

集成电路的识别方法篇10

电力电子器件的驱动电路是电力电子主电路与控制电路之间的接口,是电力电子装置的重要环节,对整个装置的性能有很大的影响。采用性能良好的驱动电路可使电力电子器件工作在比较理想的开关状态,同时可缩短开关时间,减少开关损耗,这对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。

驱动电路的常用形式是由分立元件构成的驱动电路,但目前的趋势是采用专用的集成驱动电路。SCaLe集成驱动器就是由瑞士ConCept公司生产的、专为iGBt和电力moSFet提供驱动的电路。它具有多功能、低成本、易使用、可靠性好等特点。根据实际应用中对驱动性能、驱动输出通道数目、隔离等不同要求,SCaLe集成驱动器具有相应的不同型号因而可满足不同的需求。

由于各种不同型号的SCaLe集成驱动器在功能、结构和使用方法上大同小异,故本文不针对某种具体型号的SCaLe器件作叙述,而是对整个系列的SCaLe器件的共性进行论述,以便使读者对SCaLe器件有一个整体的认识,在应用时再根据具体的需要选择具体型号的SCaLe芯片。本文首先介绍SCaLe集成驱动器的性能特点和内部结构;然后介绍它在中频DBD型臭氧发生器电源中的应用,并给出了实验波形。

1SCaLe的性能特点及内部结构

1.1SCaLe驱动器的性能特点

SCaLe器件提供的驱动电流可达18a,输出驱动信号的导通电平为+15V,关断电平为-15V;开关频率范围为0~100kHz;具有500V~10kV的电气隔离特性;占空比为0~100%。同时,这种器件内部还带有短路和过流保护电路、隔离的状态识别电路、电源检测电路和DC/DC开关电源。

1.2SCaLe驱动器的内部结构

SCaLe器件的内部结构如图1所示(两通道)。

由图可见驱动器由三个功能单元组成。

第一个功能单元是逻辑与驱动电路接口(LDi),用于驱动两个通道。当加在输入端ina和inB的pwm信号经过处理后,其驱动信息被分别送到每个驱动通道的脉冲变压器。由于变压器不易传输频率范围和占空比都比较宽的pwm信号,因此,LDi主要用来解决这个问题。LDi的主要功能如下:

(1)为用户提供一个简单的接口。它的两个信号输入端都有施密特触发电路;

(2)提供简单的逻辑电源接口;

(3)在半桥方式中产生死区时间;

(4)对pwm信号进行编码,以便通过脉冲变压器传输;

(5)评估脉码状态识别信号及随后的缓冲,以便为用户提供一个准静态的识别信号。

SCaLe驱动器可与任何逻辑接口和电平兼容,无须附加其它电路。脉冲变压器负责驱动信号的隔离,同时可将来自每个通道的信息反馈给LDi。

第二个功能单元是智能门极驱动器(iGD)。对应于每个驱动通道都有一个iGD。其主要功能如下:

(1)接受来自脉冲变压器的脉码信号,并将其复原成pwm信号;

(2)对pwm信号进行放大,并驱动功率管;

(3)对功率器件进行短路及过流保护;

(4)欠压监测;

(5)产生响应和关断时间;

(6)传输状态识别信号给LDi。

第三个功能单元是集成DC/DC电源。所有标准的SCaLe驱动器都有一个DC/DC变换器,以便为各个驱动通道提供工作电源。因此,该驱动器只需一个稳定的15V直流电源。

2 SCaLe驱动器的应用

SCaLe集成驱动器是专为iGBt和电力moStet而设计的驱动器,可应用于多种电力电子装置或设备。在应用SCaLe驱动器时,应首先考虑以下三个问题:第一是工作方式的选择;第二是驱动器工作电平和门限电阻Rth的确定;第三是故障状态信号与控制电路的接口。

2.1工作方式的选择

SCaLe驱动器有两种工作方式:直接和半桥方式。直接方式的连线图如图2所示。该方式下,moD输入端接VCC,RC1和RC2接地,pwm信号同时接ina和inB,So1和So2引出两个状态反馈信号。

当驱动器工作在直接方式时,驱动器的驱动通道之间没有联系,两个通道总是同时被驱动。死区时间由控制电路确定。半桥方式的连线图如图3所示。在该方式下,moD输入端接地,ina输入pwm信号,inB输入使能信号。由于两个状态输出端So1和So2接在一起,所以两个驱动通道输出同一故障信号。死区时间由RC1和RC2的外接电路来确定。

2.2逻辑电平的确定及Rth的计算

该逻辑电平可由驱动器的VL/Reset输入端来确定。VL/Reset端的电压值决定了输入ina和inB施密特触发器的触发上限电平为2VL/3,下限触发电平为VL/3。由于输入端ina、inB具有施密特触发特性,所以SCaLe驱动器能处理5~15V之间的任何逻辑电平,也就是说:控制电路与SCaLe驱动器之间可以不附加其它电路。图2和图3分别给出了ttL电平和15V电平时,VL/Reset端的连线图。

图5SCaLe驱动接线图(半桥方式)

电阻Rth的作用是用来定义当功率管导通时的最大管压降,它和其它元件一起构成了Vce监测电路。当功率管导通时的管压降大于由Rth定义的最大管压降时,Vce监测电路便输出故障报警信号,并关断功率管。Rth的计算公式为:

Rth=Vth/150μa。

式中,Vth为关断阈值电压,150μa为驱动器内置电流源。

2.3故障状态输出

状态输出采用的是集电极开路形式,以便与其它逻辑电平匹配。输出时须接上拉电阻。当电源电压低于10V时iGD执行欠压保护功能输出负门极电压可关断功率管并输出故障报告;当Vce监测电路检测到短路或过电流时,iGD执行短路或过流保护功能,此时关断功率管的输出为故障报告信号。SCaLe器件在检测到电路故障时,其封锁时间为1s左右。驱动器一旦被检测到有故障,输出晶体管将被拉低,而在正常情况下,晶体管输出高电平。

3在中频DBD型臭氧发生器中的应用

图4所示是一个中频DBD型臭氧发生器电源系统的原理框图。图中,整个电源系统可分为主电路、控制电路和驱动电路,主电路包括整流电路和逆变电路;控制电路主要包括pwm控制电路、晶闸管智能模块触发控制电路、保护电路和软启动电路。其中整流电路采用三相全控整流电路,逆变电路则采用全桥结构。驱动电路采用SCaLe集成驱动器,型号为2SD315a,采用的工作方式为半桥工作方式,接线图如图5所示。图中只给出一块驱动器的接线图,另一块可用相同的方法连接。

2SD315a具有两个驱动通道,因而此系统需要两个2SD315a集成驱动器,一个SCaLe驱动器可驱动同一桥臂的上下两功率管,工作波形如图6所示。pwm控制电路采用SG3525集成芯片。SG3525产生的pwm波形经SCaLe驱动器后可输出G1和G2门极驱动信号。图中G1和G2分别为同一桥臂上下管的门极