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【关键词】电子信息; 科学技术;发展现状
如今,人类已步入信息时代,信息的获取与整理方式对人们的生活与工作产生了深远的影响,受此影响,信息技术与信息产业在全球范围内得到了蓬勃的发展,并且已在许多国家的经济增长和社会发展中起到了关键作用,其发展必将对人类社会进步和未来社会发展产生深远影响。电子信息技术是现代文明的基础技术,在科学研究和技术开发中充当着不可或缺的技术手段,也成为了高技术中的关键技术。电子信息技术主要包括微电子技术、计算机技术、通信技术、网络技术以及显示技术等。
1.电子信息科学技术的发展状况
1.1向系统集成方向发展的微电子技术
集成电路制造是电子信息硬件产品所有关键技术的“核心”。其应用范围非常之广,大到计算机的CPU,小到各种IC卡的芯片,都运用到了集成电路。微电子技术历经大规模(LSI)、超大规模(VLSI)、特大规模(ULSI)集成时代,如今已于1995年步入了极大规模(GSI)集成时代。集成电路技术作为高科技代表对世界经济的发展发挥着举足轻重的作用。芯片面积越来越大,特征尺寸越来越小,集成度越来越高,片上系统日益完善是集成电路产品的发展趋势。20世纪90年代以中期以来,使用125mm以下硅片的数量逐渐减少,使用150mm硅片数量增长缓慢,使用200mm硅片数量逐年上升成为主流,300mm硅片也即将上市,400mm以上硅片的设计思路也已初步形成。在未来十年时间里,集成电路仍会以硅基CMOS电路工艺为主流,加工细微化,硅片大直径化是其主要发展趋势。
1.2向多媒体、智能化方向发展的计算机技术
计算机技术主要包括,PC机、服务器及其外部设备设计开发技术、计算(移动计算、网络计算、并行计算)技术、多媒体技术和人工智能技术等等。
计算机的性能以平均每两年提高一个数量级的速度发展,并行处理技术处于迅速发展之中。未来几年中,CPU将从32位过渡到64位;在产品结构中,因特网网络设备将替代计算机的核心地位。系统中,存储器的比重越来越大,存储技术也朝着海量存储的方向发展;多媒体技术的发展使得计算机、通信、家电融为一体,DVD光驱已经取代了CD-ROM,手写识别技术和语言识别技术已经走向实用化,数字图像交换技术也已进入市场。注意绿化带的配置应用到了微机多媒体技术之中,只有绿化带有了足够的宽度,并且要采用两种以上的乔木才能够达到宜人的效果。未来的电脑将会更加的拟人化和个性化。笔记本电脑以惊人的速度发展着,手持电脑也将会以全新的面貌推出问世。
1.3向多业务、高性能和大容量方向发展的网络技术
网络通信技术、网络服务技术和网络安全技术是网络技术的三个主要方面。目前,多业务、高性能、大容量是网络技术发展的主要方向。呈爆炸式增长的IP业务、超高速因特网、宽带综合业务数字网(B-ISDN)都将成为未来网络技术发展的重点。
融合数据、语音和影响的多元第二代Internet网络已经取代第一代的Internet单一数据网络,密集波分多路复用技术(DWDM)在光通信网络技术中的使用将极大降低网络传输成本,在将来有可能向用户提供无线宽带,使多媒体实时通讯的实现成为可能。在同一网络上实现所有媒体成分数据的有效传输时网络多媒体通信的主要任务。多媒体通信包含多种成分数据,这是其与传统的数据通信的显著不同。由于多媒体数据在通讯期间会产生巨大流量以及连续媒体的实时性要求,使快速而有效的数据转发机制在MCS(多媒体通讯系统)中成为不可或缺的重要环节。
1.4向宽带化、个性化、和综合化方向发展的通信技术
卫星、光纤传输技术、有线与无线接入技术、数字微波技术、移动通信技术等是通信技术的几个主要方面。
目前,低轨道通信卫星已经进入实用化;光纤传输技术的应用使得传输速度每3-4个月翻一番, 通信业务也已经实现了传输活动画面的功能;移动通信技术迅猛发展,模拟移动通讯已全面被GSM、CDMA数字移动通信取代,GPRS(3代)也已走向进商用时代,第三代移动通信系统的国际标准也在紧张的制定中;以前的准同步数字系统(PDH)的数字微波通信系统已全面的向同步数字系统(SDH)的数字微波通信系统转变;宽带接入技术迅速发展,以光纤主干网站接入宽带目前已经超过G级,Internet无线接入技术以及蓝牙技术已经进入成熟阶段;在电信业务中渗透IP电话业务,使传统电信技术与IP技术的融合进一步加快,DWDM光传输、IP选路、包交换和Web应用四大要素是下一代宽带网必须考虑的,ATM技术将会与IP技术互相结合、取长补短。
1.5向大屏幕、平板方向发展的显示技术
显示技术正向着大屏幕、平板方向发展,新型显示器件的生产已成为国际新兴产业,成为电子信息产业中的重要产业。
2.电子信息技术对人们工作、生活的影响
2.1电子信息技术在人们生活中的影响
以前,人们只能在自己的工作单位才能接触到网络,如今,上网冲浪已成为人们业余生活的必需品了。目前,房地产开发商已经在构想规划出智能小区,以便能 将高质量的宽带交互式多媒体信息服务提供给住户,使用户能够享受到一个实用、高效的网络平台,使小区住户能够足不出户的享受到所需的各种服务。
2.2电子信息技术在教育上的影响
当今,互联网和教育史决定时代命运的两种力量。这两种力量的融合形成了教育的信息化。教育信息化是一种现代化信息技术,它的基础是计算机多媒体和网络通信。教育信息化是社会信息化的产物,同时也是信息社会化对教育提出的新的要求,它的出现是社会信息化背景下时代的必然产物。首先,字印刷术发明以来,现代化电子信息技术是对教育最具革命性影响的技术。其次,由于教育的基础性,它的信息化必然会带动经济的信息化以及社会的信息化;再次,接受的教育人口同时也是接受信息化最快的人口;最后,信息技术的的、推广在教育领域是最容易的。
2.3电子信息技术在日常设备上的影响
随着电子信息技术的不断发展,越来越多的日常设备或多或少的应用到了信息技术。比如彩电的数字网络功能、冰箱的恒温控制系统等等。逐渐成为普通百姓家庭必需品的汽车已经将信息技术在日常设备中的应用发挥到了极致。
有位汽车工程界的专家这样说过:电子技术的发展已深刻改变了汽车产品的概念。由各个电子控制单元(ECU)组成的新的汽车电子系统,既可以独立操控,同时又能协调各部分到整体运行的最佳状态。
3.结论
现代电子信息科学技术已经广泛的深入到了人们的工作和生活当中,电子信息科学技术的发展将会对人们的生活习惯和理念产生非常大的影响,未来,电子信息技术也必将朝着更人性化,更高效率的方向发展。■
【参考文献】
[1]钟守真,李月琳.信息资源含义探析.中国图书馆学报,2000,(1).
一、电子音乐的定义及其在我国音乐教育中运用的起源与发展
(一)电子音乐的定义
广义上的电子音乐(Electronicmusic),指的是用电子设备、乐器或是电脑软件制作手段制作出来的并加以修饰完善的音乐。严格说来,电子音乐作为科技发展的见证,无论是作曲还是演奏,都体现了技术与音乐的相辅相成。电子音乐大抵分为两类:一类是用电子合成器以及电脑等设施所合成的电子声响,这类音乐是完全用电子科技手段所合成的音乐;另一类是采用取样设施、话筒、音效设施,应用录音手段加上声音效果处理,用于现场表演或录音传播的音乐。这类的音乐多用现有的声音素材,以电子设施加以处理制成电子原声音乐。当今的电子音乐很多时候两种元素兼有。
(二)电子音乐在我国音乐教育中运用的起源和发展
上海交通大学于1984年建立中国第一个电子音乐实验室标志着电子音乐传入中国,北京大学在1987年也成立了音乐声学与电子音乐研究室,由于缺乏技术的支持这些先驱尝试不得不终止。而武汉音乐学院刘健、吴粤北两位教授,于1987年首先开设了“音乐音响导演”专业,标志着中国电子音乐进入了专业教育阶段;1993-1994年间,中央音乐学院张小夫教授创建了“中国电子音乐中心”,开设电子音乐作曲等专业;上海音乐学院吴粤北教授创建了音响工程系。2002年全国12所音乐学院及师大艺术学院共同发起成立了“中国音乐家协会数字化音乐教育学会”,则标志着中国电子音乐教育步入正轨。高等学校电子音乐教育的发展也带动了中小学音乐教育改革,2004年起,各省逐步将对中小学音乐教师分批进行电子音乐技术培训纳入教育改革内容规划,并列入教师业务考核。
二、电子音乐在中小学音乐教育中的发展现状
(一)师资力量薄弱,学科建设与研究能力不强
作为新兴的音乐教育学科,目前我国只有少数几所专业音乐学院有能力培养电子音乐专业方向的本科生与研究生。这就导致基础音乐教育阶段,具有电子音乐教育能力的教师非常稀缺,而教师力量紧缺的问题是限制中国电子音乐专业学科建设与发展的核心问题。换句话说,培养具有电子音乐学科专业素质的教师已经成为目前最为紧迫的任务。而由于电子音乐设备价格昂贵导致硬件设施薄弱,电子音乐类课程的知识水平和西方发达国家相比较为滞后,无法建立完整的学科体系。这些客观因素也同时严重制约着学科的教学效果与能力。
(二)教育观念和体制僵化,交流和沟通严重不足
发达国家教育技术发展的重要经验之一,是有开放的教育观念和灵活的教育机制,而我国电子音乐教育要想在基础教育领域发展壮大的关键也在于教育观念和体制的革新。近年来,随着电子音乐的发展,电子音乐课程的设置和投入也在不断加强,国家对于电子音乐学科越发重视。但是由于起步晚、基础弱,许多学校对于电子音乐专业的发展缺乏全方位的认识,这就极大地阻碍了这些学校的专业发展。例如,专业院校课程设置单一,不能兼顾到学生全方位能力的培养,学生一但学习某一专业之后,就很难接触到其他学科的相关知识,综合能力发展失衡。从另一方面来说学科之间缺乏必要的交流、沟通、合作,这也是我国音乐教育发展的薄弱之处,严重影响学科的建设。
三、电子音乐在中小学音乐教育中的应用与发展
(一)智能音乐程序在中小学音乐教学中的应用
主要包括智能自动伴奏软件与乐谱制作软件在中小学音乐教学中的应用。中小学音乐教学基本教学内容之一是歌唱教学,也是学生最容易接受和乐于参与的表现形式,占去课堂教学的大部分时间,其他教学内容也大多是配合歌曲进行的。歌唱教学过程中,教师可以利用自动伴奏软件任意调节速度和移调,满足课堂教学中的不同需要,让学生跟着软件视唱识谱,然后学唱歌词,熟练后,调节至正常速度,学生可跟着伴奏演唱歌曲。在教学中用智能自动伴奏软件还可以增加学生对和声、乐段、乐队声部、各种音乐风格的认识。由此可见,利用智能自动伴奏软件,可以方便直观地再现音乐瞬问,操作比较灵活,有利于歌唱教学中增强学生兴趣,提高教学效率。中小学音乐教育的飞速发展,使过去只有教师才能使用的乐器,在中小学音乐课堂逐步得以普及,这有效地调动了学生主动学习的积极性。器乐演奏对于激发学生学习音乐的兴趣,提高对音乐的理解、表达和创造能力有着十分重要的作用。乐谱制作软件能以视频和音频同步的方式让曲谱发声,让学生们在听、看、奏的过程中,进一步了解独奏、合奏等多种演奏的形式,帮助学生较快地掌握乐器的演奏方法和枯燥的音乐基础知识,更好地感受、表现和学习音乐。
(二)数码电子产品在中小学音乐课堂中的应用
在电子科技日益发展的今天,将数码电子产品引入音乐课堂无疑也是一个非常具有创新意识的想法。电子产品的优势在于其轻便小巧,方便携带,易于操作。此外,用电子产品还能下载使用许多现成的教学应用软件,学生可以通过数码产品聆听音乐,欣赏舞蹈,甚至还可以动手操作进行乐曲的编配,进行电子键盘演奏。这种教学手段不仅减轻了教师教学的压力,使得教学更加方便,也能极大地提升学生学习的兴趣,使每个学生都能参与到创作的活动之中,培养学生积极主动进行音乐学习的兴趣。
四、电子音乐在中小学基础教育中的发展建议
电子音乐从根本上来说是顺应时代应运而生的产物,因此,要实现电子音乐与中小学基础教育的有机融合,培养出符合21世纪的具有科技创新理念的综合型人才,基础音乐教育改革就要采取以下几方面的措施。
(一)转变传统教育观念,把电子音乐作为音乐教育的辅助手段
现阶段我国中小学音乐教育模式,更多的还是采取传统的教学手段和教育理念,因此利用好现代科技手段是当今音乐教育改革的一个重要方面。科技的发展使学生可以通过网络接触到各类音乐,而音乐课本上的内容明显不符合学生对于音乐的追求,学生迫切需要在音乐教学中学习符合时代潮流的音乐。而多媒体设备和电子音乐的运用可以让学生欣赏到丰富多彩的乐曲,有效地提高学生识谱、视奏、视唱的能力,丰富教学内容,这对于激发学生的学习兴趣,培养学生的素质将发挥重要作用。
(二)借助国内外交流合作,建设更加强大的师资队伍
针对师资队伍水平不高的现状,我国可以通过与国外大学和高等教育机构合作来改善国内教师培养的滞后局面。这种交流合作主要体现为:一是把培养“复合型”人才作为重要的策略,鼓励青年教师留学和出国进修,学习发达国家的先进教学经验与优秀教学思想,从根本上提高教师素质;二是与国外大学和教育机构进行创作研究方面的合作,增加我国电子音乐的创作经验,在合作中融会贯通国外模式;三是加强国内外学术交流的力度,多方引进国外优秀专家和人才,对我国的电子音乐专业的发展和改革提出建设性建议,这是发展我国电子音乐教育的重要途径。但是电子音乐作为我国的新型专业学科,在学习的过程中也要结合我国现阶段的音乐教育发展现状,尽力做到立足自身,寻求一条适合国情的发展道路。
(三)集中社会力量,促进电子音乐基础设施的发展
电子音乐因其设备的特殊要求,所以世界各国在发展电子音乐教育事业的过程中都离不开巨大的资金支持,我们要想普及这个新兴的在中国相对而言对人们比较陌生的专业学科,必须有大量的人力、物力和财力做支撑;同时因其实用性强,电子器材昂贵,教学环境依赖性大,要保证基本的教学质量,就要有意识地投入更多的人力、物力、财力,合理地进行专业配置,正确地进行教学导向,使其真正的把教学价值完全发挥出来。在当下这个信息爆炸的时代,科技日新月异,传统的循规蹈矩的音乐教育模式,已不能满足越来越多受教育者的审美需求,因此音乐教育的发展与创新是必然的。电子音乐教育对于我国基础音乐教育的发展、创新有着非常重要的作用,虽然我国电子音乐起步晚,基础薄弱,但是只要我们端正教育理念,开拓创新,结合实际情况稳步前进,相信未来我国的电子音乐教育会发展得越来越好,而电子音乐教学也会使基础音乐教育不断丰富与完善。
作者:谢婉洋 单位:首都师范大学教育学院
参考文献:
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[3]付林,尤静波.西方流行音乐简史[M].北京:中国文联出版社,2002.
1我国建筑电气设计的发展现状及其存在的问题
1.1我国建筑电气设计的发展现状
我国的建筑电气设计主要包括设计居民供电和基础的照明工作,随着经济的不断发展,人们对建筑的要求逐渐变高,对建筑电气的设计主要集中在对强电和弱电的研究上。强电的科技发展在我国也具有一定的规模,在很大程度上促进了我国建筑电气行业的发展。随着计算机科学技术在各个领域的渗透,我们坚持在建筑电气设计中引入计算机科学技术,例如监控系统等,更好的完善我国建筑行业的发展。从施工的角度看,我国建筑电气的设计中大量的应用了弱电科技,在施工设计的过程中,注意将理论与实际情况加以联系,重视投资的力度和合理性,坚持用正确的施工技术打造我国的建筑电气设计,针对不同性质的建筑物,通常会采取不同的建筑电气设计方案。
1.2我国建筑电气设计中存在的问题
虽然我国的建筑电气设计已经发展了一段时间,但是从根本上讲,我国计算机技术在建筑电气设计中的应用还是有很多问题的。就目前的情况来看,我国的整体设计有些偏离了设计的规定,不能保证基本的安全性。在设计的方案中经常会出现设计的缺陷,就会出现很多错误的指导,因此,我国计算机技术在建筑电气设计中的应用方案还达不到我国的基本要求和标准。其次,我国的建筑电气设计的计算深度还不够精准,影响整体的项目进行。最后,通过仔细的研究,我们发现,现如今的建筑电气设计中存在着文件衔接不当的问题。
2计算机技术在建筑电气设计中的应用研究
2.1积极应用计算机的相关技术
随着计算机技术的不断普遍,建筑设计人员更多的从设计的角度入手,对实施的方案进行必要的调整,使整个建筑电气设计工程进入计算机计算的时代。我国目前的建筑电气设计中应用最广泛的计算机技术就是CAD技术,CAD可以解决制图中遇到的问题,较好的处理建筑的平面图和立体空间结构图,根据精准的计算程序绘出施工的蓝图。在现如今的建筑电气设计中,建筑工程师已经大量的应用了CAD技术,大部分的分析计算程序都有CAD接口。目前我国国内开发研究了大量的CAD制图软件,辅助设计人员进行施工图的设计。CAD技术可以在计算机里建立辅助系统,通过硬件处理运算的设备,通过软件提供支撑的平台。21世纪开创了计算机的新时代,计算机技术推动了整个社会的发展,传统的设计画图都是在图纸上手动完成的,效率低,精准度也低,我们通过计算机的协同辅助,可以更好的进行建筑开发设计。
2.2树立合理的建筑电气设计原则
①电气设计要满足不同的建筑物的具体要求,例如对建筑物照明的要求等,充分指定相关的色温要求,满足建筑在居住过程中可能遇到的舒适度问题。最基本的要求就是要满足建筑电气设计的温度和湿度,满足电气设计的美感要求,在充分保证使用质量的前提下,尽力提高电气设计的艺术感。②建筑电气设计要注重考虑经济方面的支出,在设计中,不能为了省钱而忽视了质量,也不能过高的进行投资,无畏的增加运行成本只会造成工程建筑的负担。计算机技术在建筑电气设计中的应用已经有一段时间,我们要充分总结应用期间出现的问题和取得的成就,根据实际中出现的问题制定下一步的规划。在新时代的背景下,计算机技术被认为是时代的风帆,计算机技术可以帮助施工人员集结全体的智慧和能力,吸取先进的成功案例。
3总结
(成都理工大学信息科学与技术学院,四川 成都 610059)
【摘 要】对智能家居的发展现状进行了分析,主要指出了智能家居在目前形势下的发展状态,智能家居的未来市场规模,也同时指出智能家居市场所面临的主要问题。并对智能家居按服务功能的不同进行了分类。
关键词 智能家居;分类;市场;现状
0 引言
从古至今,家居一直在人类社会发展中扮演着重要的角色,它是生活水平的一种象征。家居的变迁也反映人类在科技水平,经济发展上的进步。智能家居将会逐渐改变人类的习惯,以后智能家居是以住宅为平台,综合利用通信,自动控制等技术,将家居生活有关的设施集成。如今的智能家居市场相较于智能手机或智能穿戴设备市场来说规模不大,但增速在一直上涨。而现在,随着科技水平不断发展,生活水平的提升,智能家居虽然目前发展缓慢,但在不久的将来势必会成为各大科技公司继智能手机,智能穿戴设备之后的第三战场。2014年后各大科技公司在这智能家居,物联网一领域投入更多资源,其间竞争也愈加激烈。由于家居市场的产品种类繁多,在智能化时所要运用的技术,实现的附加功能不一样,或是服务对象的不同,我们由此进行了对智能家居的分类。同时指出了智能家居市场所面临的因为技术标准不一,售价尚高而导致难以推广普及的问题,也展望了未来智能家居市场的美好前景。
1 智能家居发展现状分析
1.1 市场调研
市场研究公司Juniper的相关数据显示,2013年全球智能家居市场规模为330亿美元,较2012年的250亿美元增加32.0%。同时该机构还预测,2018年全球智能家居市场规模将达到710亿美元,如果市场规模能够保持目前的稳定增速,那么在四年之后势必将突破这一预测值。
2014年初,国际物联网贸易与应用促进协会了《2013年度中国智能家居行业研究报告》,报告中称,未来三年,中国智能家居市场增速会不断提升,到2016年预计可达到29.17%,预测2017年中国智能家居行业市场规模将达80亿元。根据IDC数据显示,到2025年,亚太智能城市的投资总额约为1.04万亿美元。英特尔预测,在未来20年里,全球城市将投入41万亿美元为物联网升级基础设施,智能家居将从由每个家庭扩展到整个社区乃至整座城市。
1.2 市场现状
而2014年成为了智能家居元年。百度指数显示,2011年到2014年间,以“智能家居”为
关键词 进行的搜索次数上涨了约3倍。2015年微软在WinHEC会上表示物联网平台是Windows10的一个发展重点,而智能家居是物联网平台的服务对象之一。苹果在2014年了智能家居平台HomeKit,2015年CES大会上,大量的HomeKit设备参与了展出,智能家居平台的配套产品已经如雨后春笋般出现。谷歌收购了智能家居品牌Nest。三星也早已推出了智能电视,智能洗衣机,智能锁在内的多种产品。除了传统科技大公司,中国的公司在智能家居领域也有动作,包括小米,魅族,海尔等不少企业已经了多款智能家居产品。
1.3 技术标准
但是到目前,智能家居行业并没有统一的技术标准。这是智能家居发展中的一个主要瓶颈,并且在关于智能家居的讨论中常常占据突出位置。技术标准是指家居设备间的通讯协议,由于协议多样性和不兼容导致智能家居的“碎片化”,与智能家居的设计初衷背道而驰。目前而言,无线技术与有线技术相比更占优势,仅流行的无线标准就有ZigBee,Z-Wave,蓝牙,WiFi等,它们优劣不同,常常令消费者在选择上头痛不已。这几种标准里ZigBee是这个领域的鼻祖,但目前有被Wi-Fi标准取代之势。
2 智能家居分类
智能家居领域种类繁多,大到冰箱空调,小到开关灯泡。我们从智能家居的功能上对其进行一个大致分类,主要分为以下三类。
2.1 家居助手
第一类是家居助手,家居助手类产品主要目的是最大程度方便家居生活,可以通俗的解释为“懒人福利”。这个领域中的产品种类最多,技术实现相对容易。比如带Wi-Fi的智能开关插座,集路由,网络储存,电源于一身,可供手机,平板充电,并提供无线网络。还有智能扫地机器人,放在家里它自己就能自动扫地,电量快耗尽时自己去插座充电。也有用手机作遥控器,控制一个智能家居遥控器,从而间接在手机上能使电视机调台,音箱播放,空调调温,灯泡亮灭。这里详细介绍智能锁,可以输入密码开启或关闭,也能够发送短信短信,同时它监视家庭湿度,室温,是否煤气泄漏。一旦装上这种密码锁,不必再离家以后担心是否已关门,客人来时自己不在家,家中无人时是否出现火灾,煤气泄漏等危险情况,能够提前预知危险情况的发生,就能够减少人身与财产的损失,它的实现仅仅是在普通的锁里加上一个STM32芯片,通过这个“中心大脑”收集传感器传来的数据,通过算法判断环境情况是否正常,一旦出现问题可有控制模块使其中的SIM卡给主人发送通知短信或直接报警。上述的家居助手类产品的技术实现与智能锁差异并不大,大都是利用嵌入式技术来实现,它们集成化越来越高,体积越来越小,实物越来越少,功能越来越多,也越强大。以前需要人们自己做的事情,现在人们控制家居让它自己去做就行了。
2.2 家居健康
第二类是家居健康产品,显而易见它与用户的身体健康有关。这类产品相对第一类来说种类较少,科技含量更高,价格也更高。比如一个智能水杯,它能根据用户的饮水量,体质,活动量,温度为用户设计最合理的饮水时间和饮水量,还可以通过手机记录每天饮水情况。而智能电子秤能够精准测出体重,通过蓝牙传输到手机,分析纪录体重变化趋势,给出用户BMI指数。这方面最典型的产品是空气净化器,2014年12月,小米公司了一款空气净化器,操作非常简单,只需手机一键就可以进行模式切换等基本操作,它还能读懂天气预报,根据室外空气质量提醒你打开净化器或开窗通风,但CADR(洁净空气输出比率)值406噪音虽符合标准,但还是太大,三档CADR值190立方米每小时,也低于专业净化器,由此可见,健康类产品所需要考虑的指标更多,如何提升指标,设计出各方面平衡的健康类家居是不小的难题。与第一类家居助手产品不同的是用户需要从家居健康类产品中得到更多的信息,并且能够随时查看,这就涉及到了APP开发,各个平台APP开发技术不尽相同,小规模创业团队也难以兼顾所有平台,所以增加了开发难度。除此之外,健康领域所要求传感器,电子设备的运算精度,稳定性也比之前的更高。随着中国老龄化社会的到来,身体健康会被逐渐重视起来,或许在以后选购家具健康类产品会成为为健康买单的一种方式,这是一个不能被忽视的市场。
2.3 家居能源
第三类智能家居产品在一定程度上和“绿色建筑”是重叠的,主要目的是最大限度节约资源,提供健康,高效的能源使用方式。与之前分类最大的不同是这类家居很少是一个整体,它们通常管道布线藏在看不见的地方。比如TED Superstore智能家庭电能监视器,它使用8个子监视器,分布在房屋的不同位置,来收集,储存和分析用户家庭的电能数据。用户甚至能使用它监视单个房间或单个电器所使用的电量。而如果你在家里装了LOXONE的家具套件,那么无论你在哪里,手机一键可以通过调节房间温度,灯光亮度,安全系统,开关窗帘或百叶窗,也能断掉插座电源,从而达到节省能源的目的。家居能源类产品不仅能够节约能源,甚至能产生能源。据中国科学报报道,我国已有团队研究出了智能发电窗,它使用了二氧化钒材料,能利用它在高低温下的化学结构不同,使其在高温时会反射红外线,起到隔热效果,同时也能利用太阳光发电,同时吸收大部分紫外线,达到调节房间温度,储存电能的目的。这一类产品,能够使能源被更有效率的运用起来,也可以储存和生产能源,减少在能源上的花费和二氧化碳排放,可谓一箭双雕。试想未来千家万户装上家居能源设备后,全球能源紧张的情况将在一定程度上得到缓解。
3 科技发展与智能家居的未来
综上所述,智能家居的前景毫无疑问是美好的,在其技术发展已基本成熟的情况下市场一直处于不温不火的状态。这里的原因除了缺失技术标准之外,最主要的还是价格。在美国,一个搭载Z-Wave的交流插座卖39美元,而普通插座只需要1.49美元。这样的差价再加上学习和搭建成本会让很多人觉得“普通插座已经足够好了”。而很多智能家居在设计上缺乏美感,再加上智能家居应用场景多种多样,单一外观设计已经不再能够满足所有用户的需求,加重了设计成本问题。但由于科技的发展,产品技术会更加成熟,加入这一领域的公司越来越多,竞争逐渐白热化,智能家居产品价格的下降只是时间问题。
随着中国经济的不断发展,生活水平逐步提高,技术瓶颈逐渐突破,技术标准最终建立,相信在不久的将来,这些冷冰冰的数据将以穿戴着“智能家居”的外衣进入到的千家万户,届时智能家居所带来的便捷体验将惠及工作生活的方方面面。
参考文献
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一、引言
在工业自动化系统中,经常要用一些信号作为测量基准信号或输出信号。例如在许多数据采集和测量系统中需要自身带有一定精度的信号发生器,为系统提供标准的测试信号。在产品开发过程中,为了能对电子产品进行测试和校正,必须使用适当精度的信号发生器,所使用信号发生器的输出信号精度应高于被检测系统精度的一个数量级,至少也就高于被检测系统精度3-4倍。受检测设备的精度越高,对信号发生器的精度要求也就越高。
随着科学技术的发展,现代电子测量对信号源频率的准确度和稳定度的要求也越来越高。例如在无线电通信系统中,蜂窝通信频段在912MHZ并以30KHZ步进。为此,信号源频率稳定度的要求必须优于10-6数量级。作为电子系统必不可少的信号源,在很大程度上决定了系统的性能,因而常称之为电子系统的“心脏”。传统的信号源采用振荡器,只能产生少数几种波形,自动化程度较低,且仪器体积大,灵活性与准确度差。而现在要求信号源能产生波形的种类多,频率高,而且还要体积少,频率稳定,还要可靠性高,操作灵活,使用方便以及可由计算机控制。
二、信号发生器的分类
我们衡量或评定一个信号发生器的精度时,主要是对其中最基本和最重要的部分即正弦信号进行检测。检验正弦信号性能的重要指标是频率准备度和频率稳定度、信噪比和谐波畸变。根据个人的理解,我认为信号发生器大致可以分为两类:模拟振荡式和数字式。模拟振荡式信号源又可以分为反馈式和负阻式两类。对于数字信号发生器来说,按照所用数模转换器所起的作用来区分又可分为数模转换型和Σ—Δ数字调制型,对于Σ—Δ数字调制型来说,按照一位Σ—Δ码的生成方式,又可分为ROM型和DSP型。其基本分类情况如图1所示。
三、各类信号发生器的特点
首先要讲到的就是模拟振荡式信号发生器,振荡器是一种可自动地将直流通电源的能量转换为一定波形的交变振荡能量的装置。振荡器的种类有很多。从振荡电路中有源器件的特性和形成振荡的原理来看,可把振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两类。前者是利用有源器件和选频电路根据正反馈原理所组成的振荡电路,后者是利用负阻器件的负阻效应来产生振荡的。按照输出信号又可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。一个非常简单的电容反馈三端式模拟振荡式信号发生器基本原理如图2所示,振荡器输出的正弦波工作频率近似等于并联回路的谐振频率。
由上图直观可知,模拟振荡式信号发生器是最简单的一种信号发生器。优点是器件数量少,线路简单,制造成本低,易于调试。缺点是模拟振荡式信号发生器难以获得很高的输出信号精度和稳定度。一般只用于一些精度不太高的设备中。
数字式中的数模转换型信号发生器基本原理是:首先将连续正弦信号抽样并量化使之成为数字正弦信号存入ROM或EPROM中,然后通过查表周期地读出这些数字样值并送往D/A转换器转换,最后经模拟低通滤波平滑后,输出所需要的模拟正弦信号,其基本工作框图如图3所示:
现在在理论上对数模转换型信号发生器进行精度分析,采用这种数字方式时,设每周正弦信号的等间隔抽样点数为N,读ROM表的时钟频率为Fg,则所产生的正弦信号频率f=Fg/N,因为N是确定的值,所以所产生正弦信号的频率准确度与稳定度完全由读码频率决定,而读码频率可由晶体振荡器通过数字分频得到,晶体振荡器的输出精度能达到几十个PPM,因此数模转型信号发生器有较高的频率准确度和稳定度。但是检验正弦信号的重要指标除了频率准确度和稳定度之外,还有信噪比和谐波畸变两项。数模转换型号信号发生器的信噪比和谐波畸变主要取决于数模转换器的位数和精度,由于高位的数模转换器制造困难,造价较高,使得该类高精度的信号发生器制造成本很高,而且也限制了信号发生器精度的进一步提高。但由于数模转换型信号发生器不仅是可以内置于测试设备中的,而且这类信号发生器精度还能满足一部分中等精度要求测试设备的需求。所以数模转换型信号发生器是使用范围最广的一类内置式信号发生器。
在采用ROM方式构成高精度信号发生器时,ROM中存入根据Σ—Δ数字调制器的数学模型计算得到的正弦信号的1位的Σ—Δ数字调制代码,产生正弦信号时该代码在时钟及控制电路的引导下,周期地顺序读出送给1位数模转换器,1转换成正矩形脉冲,0转换成负矩形脉冲。数模转换器的输出经模拟低通滤波器进行滤波,滤除其中的高频噪声成分,即可输出高精度的模拟正弦信号。同数模转换型信号发生器类似,输出正弦信号频率f等于是1位Σ—Δ数字调制代码的时钟频率f除以正弦信号每周采样点数R。因为采样点数R是固定的数字,所以输出正弦信号的频率精度和稳定度完全由读码频率F决定,而读码频率F可由晶体振荡器通过数字分频准确地得到,所以这种方法也具有很高的频率准确度和频率稳定度。利用过抽样Σ—Δ数字调制技术生成1位代码时,它对输入的多位数字信号进行二次量化,将之转换成高精度的一位的数字信号。在进行数模转换时,所以成本也比较低。根据数字Σ—Δ数字调制调制器的噪声形成理论,正弦信号的信噪比和谐波畸变指标主要由一位Σ—Δ数字调制代码的质量决定,通过仔细调整数字调制器的数学模型,就可以得到高质量的Σ—Δ数字调制代码。综上所述,在采用ROM方式制作信号台发生器时,较好的解决了正弦信号的所有四个指标精度问题,而且也比较稳定。当然相对于数模转换型信号发生器来说制作成本也比较高。
DSP型高精度信号发生器基本原理及其特点:DSP型高精度信号发生器是所有种类信号发生器中功能最齐全、精度最高的一类信号发生器系统。它和上面ROM型信号发生器的区别在于获得高质量的Σ—Δ数字调制代码的方法能所不同。在采用ROM方式生成数字正弦信号时,每个周期就按过去抽样的要求进行取点,直接得到高质量的Σ—Δ数字调制代码。而采用DSP方式生成数字正弦信号时,是利用DSP硬件技术来实时模拟Σ—Δ数字调制器的响应。可以每周期只取较少的点,然后对这些点进行插值滤波以满足过抽样的要求,所以DSP型高精度信号发生器可以实时产生各种不同频率的正弦 信号。
四、 《高频电路原理与分析》 曾兴雯 西安电子科技大学出版社
《高频电子线路》 张肃文 高等教育出版社
《高频电子线路实验与课程设计》 杨翠娥 哈尔滨工程大学出版社
《高频电子线路辅导》 曾兴雯 同济大学出版社
《高频电子线路》 阳昌汉 哈尔滨工程大学出版社
《高级电子通信系统》 Wayne Tomasi 电子工业出版社
《电子产品设计实例教程》 孙进生 冶金工业出版社
《电子系弦设计》 马建国 高等教育出版社
《现代电子系统的电磁兼容性设计》吴良斌 国防工业出版社
《怎样选用无线电电子元器件》 魏群 人民邮电出版社
《基于DSP的现代电子系统设计》 戴逸民 电子工业出版社
《高频电子线路》 胡宴如 高等教育出版社
《现代电子设计与制作技术》 刘南平 电子工业出版社
《电子系统设计》 何小艇 浙江大学出版社
《电子技术实验》 王慧玲 机械工业出版社
开 题 报 告
课题的目的与意义
信号源是许多电子设备特别是测量设备的一部分,用以输入基准源信号给被测设备,通过接收被测设备返回的信息,来分析研究被检测设备的情况。随着科学技术的发展,现代电子测量对信号源频率的准确度和稳定度的要求也越来越高。例如在无线电通信系统中,蜂窝通信频段在912MHZ并以30KHZ步进。为此,信号源频率稳定度的要求必须优于10-6数量级。作为电子系统必不可少的信号源,在很大程度上决定了系统的性能,因而常称之为电子系统的“心脏”。由此可见信号源的性能对系统是多么重要。
课题发展现状和前景展望
在工业自动化系统中,经常要用一些信号作为测量基准信号或输出信号。例如在许多数据采集和测量系统中需要自身带有一定精度的信号发生器,为系统提供标准的测试信号。在产品开发过程中,为了能对电子产品进行测试和校正,必须使用适当精度的信号发生器,所使用信号发生器的输出信号精度应高于被检测系统精度的一个数量级,至少也就高于被检测系统精度3-4倍。受检测设备的精度越高,对信号发生器的精度要求也就越高。
传统的信号源采用振荡器,只能产生少数几种波形,自动化程度较低,且仪器体积大,灵活性与准确度差。为了满足科技发展的需要,人们想了许多方法,开发出各种各样的高频信号源,不管是采用哪种方法,其总体方向都是向产生波形的种类多,频率高,体积少,可靠性高,操作灵活,使用方便及可由计算机控制等方面发展。
课题主要内容和要求
本课题的主要任务是研制一个高性能的高频信号发生器系统,一个基本的信号发生器系统原理框图由下图组成。
根据上面的框图,本课题的重点就是对振荡部分进行设计。设计好后的高频信号源要满足以下技术指标要求:
输出正弦波范围100HZ—40MHZ;
输出峰峰值稳定在1±0.1V范围内;
能实时显示正弦波电压峰峰值;
实时频率步进及显示;
输出波形无明显失真、频率稳定度高、输出功率大于20mW;
平均效率可达75%以上。
研究方法、步骤和措施
根据实用信号源原理框图,要设计一个高性能的信号源,振荡部分的设计是关键。可以产生周期性信号的振荡电路有很多种,例如:R-C移相振荡器;文氏电桥振荡器;高精度的V-F变换器;利用集成运放产生三角波、 方波信号的振荡器;利用专用集成函数发生器产生方波、三角波、正弦波信号;用频率合成方法产生可变频率信号;利用数字直接合成(DDS)的方法得到可变频率信号等方法。
在本课题的技术指标中,由于对频率稳定度这一技术指标较高,所以振荡电路不能选用R-C移相振荡器、文氏电桥振荡器和集成运放产生三角波、方波信号的振荡器。要达到高稳定度这项指标就必须具有有以晶振作基准或参考的各种电路。因此论证的重点只能是与频率合成有关的技术。在本课题设计中,我们决定采用数字直接合成方法产生振荡信号。
根据信号源的原理框图,我的研究步骤是:
设计好振荡部分电路;
设计频率预置、步进调节与显示电路;
设计输出波形调节电路;