计算机前端技术精选(九篇)

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第1篇：计算机前端技术范文

关键词：“1+9+1”三段式 互嵌互通 “穿插、递补”实训体系

文章编号：1672-5913(2011)18-0070-04 中图分类号：G642 文献标识码：A

基金项目：教育部教指委立项项目《立足区域经济发展的计算机网络技术人才培养方案实践》(Jzw59011014)。

各高职院校凡是开设计算机网络专业或计算机应用专业都必有“计算机网络技术”课程，虽然课程名称相同，但浏览各课程构建，发现其内容及教学模式差别较大，课程建设大多是根据计算机网络原理、操作系统、局域网技术等课程内容筛选，而没有结合自身专业建设体系来定位建设，所以纵观各网络课程建设效果，没有一门课程拿来就适合我院计算机网络和计算机应用这两个专业教学使用的，为此，我系在构建计算机网络技术专业教学计划时，先根据企业调研确定好该专业的教学方向是以“网站建设为主线，网络硬件及平台构建为支撑，网站建设规划师、网络管理员和网络设备调试员职业标准为引领”，整个教学计划围绕“建网、管网、用网”构建，岗位技能和职业能力逐步提升[1]。“计算机网络技术”课程定位

在以网络硬件及平台构建为支撑模块，培养专业通用能力，属于“建网”领域。教学团队在此基础上充分分析了岗位能力与学习领域对应关系，同时考虑该课程与前后课程对应关系、行业资格证书获取等因素，构建了“计算机网络技术”课程“1+9+1”三段式互嵌互通教学模式，该模式在2007级学生教学中开始使用，获得了满意的效果。

1 “1+9+1”三段式互嵌互通教学模式

“1+9+1”三段式互嵌互通教学模式的中心内涵是在不同阶段根据具体教学目标，组织相应的教学内容，选择合理的教学环境，实施不同的教学方式。

“1+9+1”的含义是：一个综合项目了解，8+1个学习子项目，一个课程综合项目。

综合项目了解为三段式的第一阶段，由项目引出后续学习领域，采用课堂教学，在校内信息中心和“教学做”一体教室进行，以教师引导学生学习为主，即“教中学”方式。第二阶段将一个典型的校园网建网综合项目作为学习项目，由8+1个学习子项目分五段实施项目教学。这些学习项目是局域网建网管网的真实项目再现。在这个阶段，部分时间在课堂教学，部分时间在校内实训基地教学，还有部分时间要去到公司企业网络工程现场学习和训练，此阶段的特点是教师带领学生在项目中学习做网络管理员和网络设备调试员(以下简称“双员”)的工作，即“学中做”方式。

第三阶段是课程综合项目学习，采用到企业顶岗实习和毕业设计的方式，学生在企业指导教师一对一的指导下学做网络管理员，体会真实网络工作职业氛围。课程项目是真实的网络管理工作，真实的工作任务，学生在学习中承担了网络的真实工作，实施网络工作流程，完成网络工作任务，从而更好地培养网络管理员的工作技能和素质，即“做中学”方式。

2 教学模式特点

2.1 互嵌互通教学内涵

课程在第三学期实际执行时间68学时，作为计算机网络技术专业的人才培养目标主要有三个方面：网站设计、网络技术和网络安全。计算机网络技术课程是引领学生进入网络技术职业领域工作的技能基石，学习完后续课程，完成顶岗实习，就基本具备岗位上岗的能力。所以，岗位能力不是仅由一门课培养的，需要各门课程的内容、时间、培养方式的衔接和配合，计算机网络技术课程需要与Windows操作系统、Linux操作系统、路由器与交换机等课程配合才能够真正让学生在承担建网和管网，因此“1+9+1”三段式互嵌互通教学模式中互嵌互通的教学内涵是：

1) 开设课程的配合衔接，学习课时互嵌互通。完成68学时不是学习本门课程的终结，顶岗实习、毕业设计是本门课程的实践，充分利用顶岗实习、毕业设计将本门课程学习延伸，直到毕业上岗。

2) 教学内容依据职业标准制定，与职业资格证要求互嵌互通。网络管理员与网络设备调试员资格证考试内容涉及到教学计划中6门课程，本门课程内容设计是资格证考试内容的一部分，因此，网络管理员与网络设备调试员职业标准指导着本专业6门课程的学习。

3) 本课程由一个综合项目引领，各子项目及任务相互关联，紧紧相扣，互嵌互通。

2.2 “1+9+1”三段式互嵌互通教学内容涵盖典型的职业活动内容

第一阶段，直接引入本课程的学习后要完成的项目――校园网络建设项目，但在本阶段，只是引入、调查和了解。通过本阶段，学生知道本门课程的主要学习内容，学会与实际工作岗位接触，学会调查方法、学会问题的提出，了解岗位工作完成任务，学会写简单的调查报告，实现“教中学”。

在第二阶段，采用在学习项目中实行“学与做”的结合，通过典型工作任务，完成对网络岗位技能的典型子项目训练。从网络技术职业活动中的行动领域归纳出8+1个学习子项目，在每个项目中设置典型的工作任务和学习情境，共设计了20个典型任务，具有很强的职业针对性。学习任务包括了解项目背景、熟悉建网、管网细则、设计配置相关设备、了解网络工程特点、熟悉相关通信设备、材料，学会VLAN，IP地址配置，等等。通过以上任务设置和训练，按照网络工作特点 由浅入深，循序渐进，反复训练，最终达到双员的基本技能。教学内容涵盖了网络建网、管网内容。

第三阶段，实施课程综合项目学习，适时跟进企业真实的网络工程项目，学生作为准网络管理员或设备调试员在企业老师指导下，实施岗位工作职责，完成真实项目。此阶段的教学任务与实际工作完全一致。通过“担任准双员”加深对工作职责的理解和认识，提高与工程各方交流与协调能力，提升综合素质。

2.3 “1+9+1”三段式互嵌互通教学设计符合职业教育认知规律[2]

在第一阶段针对综合项目完成调查和了解之后，为项目教学和职业导入做好了准备，让学生对双员具有基本的了解。在第二阶段，在不同的学习子项目中，介入双员的能力训练。既有学习，又有训练，学习与训练结合，从学向做转化，在做的过程中提升技能，在做的过程中强化学习。在第三阶段，真实的项目工作，学生的身份发生了改变，学生作为网络公司的员工行使职责，代表公司与业主等进行工程项目接洽和沟通。学生得到环境文化的熏陶、社会的洗礼，很快成为合格的网络技术员和社会人，成为可持续发展的人[3]。因此，“1+9+1”三段式互嵌互通教学模式符合职业教育认知规律，符合人才培养可持续发展规律。

3 教学模式中的实践体系设计

为了学生的教学实践能力得到实质性的提升，本课程在“1+9+1”三段式教学中设计了“穿插、递补”实训体系，与20多家IT公司建立了稳定的联系。有多家实训基地，校内两个：信息中心与网络实训室，校外佛山倚天、广东网特、广东信息、佛山粤众等，能够满足课内实训、岗位见习、顶岗实习、毕业设计等全部教学实训。“穿插、递补”实训体系的内涵是：1)实现岗位“穿插、递补”；2)技能“穿插、递补”；3)时间“穿插、递补”；4)基地“穿插、递补”；5)真实与虚拟“穿插、递补”。

3.1 实现岗位“穿插、递补”

在稳定的实训基地支撑下，学生进入基地后，按照岗位工作要求进行见习或实习，岗位群的实习任务可以保证学生实习完某个岗位，马上可以转换另一岗位，本基地任务完成可以转换另一基地开始新的任务。在见习与实习期间虽是员工但更重要的是学生，岗位转换必须通过指导教师的考核才可进行。实施岗位“穿插、递补”既能够避免学生对某个岗位或基地的“厌倦”，又能够使学生对新的岗位或基地产生期待，对自己在见习或实习的技能和知识目标有一个明确的计划。

3.2 技能“穿插、递补”

实训内容涉及到的典型任务有局域网拓扑设计、交换机与路由器设备选择与连接、设备配置、网线制作、IP地址分配、基于链路层和网络层的VLAN搭建、工程文档编写、网络故障检测等。完成这些任务必备的技能互相联系、紧密结合、相互牵制，有些技能训练比如网线制作可以在一两天完成，但有些如交换机与路由器设备选择与连接、设备配置、IP地址分配等却要一两周乃至一个月，有了岗位“穿插、递补”做基石之后，使得学生在不同的岗位锻炼完成典型任务的上岗能力，学生的技能通过“穿插、递补”，快速提升。

3.3 时间“穿插、递补”

经过近两年的课程改革，本课程的实施跳出了以前学科类的固定学时和原理性内容模式，针对学生的技能训练时间贯穿在开课学期直到毕业，时间跨度接近四学期，将技能训练时间安排穿插在学期内、寒暑假间，不同的时间段完成相应的技能要求，学期内时间以专任教师指导为主，学期间以岗位见习师傅指导为主，顶岗实习、毕业设计时间以岗位师傅指导为主，专任教师管理为辅，形成学习时间的延伸，技能的积累，直到完成岗位要求。

3.4 基地“穿插、递补”

要完成“1+9+1”三段式教学全过程，基地建设是保障。由于“计算机网路技术”课程就业岗位的特殊性，一两个实训基地是不够的，为此，我们在课程开设时，已经联系好10家公司企业提供近50个岗位，各公司的岗位要求不尽相同，各有特色，恰好让学生在不同的岗位、不同的公司得到充分的锻炼，完全满足我们的教学要求，实现了基地“穿插、递补”。

3.5 真实与虚拟“穿插、递补”

部分教学内容我们利用虚拟环境，如交换机、路由器的配置，由于学院网络实训室的真实设备毕竟有限，而思科公司的虚拟环境学习恰好弥补了真实设备短缺的不足，这样减轻了学院的设备投资压力，却扩大了学生的学习空间。能力训练不再受设备的影响，三年来，我们通过这样有针对性实训设备的虚拟设计，学生取得了很好的学习效果。

“穿插、递补”实训体系在实施过程中，要制定周密的实施计划，保障充足的实习岗位，公布明确的

岗位能力要求，教师与实训指导教师共同制定考核标准，保证整个体系的顺利完成。

4 结语

立足专业能力的“计算机网络技术”“1+9+1”三段式互嵌互通教学模式在整个专业教学中完全体现出了“学”的主体地位，“教”的主导地位，使学生在学校的学习活动、在企业的顶岗实习始终围绕岗位能力进行，对学生的素质提升、能力扩展奠定了坚实的基础。

“计算机网络技术”课程是我院的优质课程，本成果形成历时两年，目前经过了2007级学生的实践，学生评价很高，“1+9+1”三段式互嵌互通教学模式让学生充分的认识到一门课程学习只能完成一部分技能的培养，多门课程、学习环境、学习时间的互嵌互通、“穿插、递补”的实训体系等使得学习目的更为明确，我院2007级计算机网络技术专业毕业的学生有80%被顶岗实习公司录取，有5名同学就业后直接被任命为项目经理，还有多家企业已在沟通接收2008级学生的顶岗实习工作。

参考文献：

[1] 郭惠丽. IT类专业校企合作的动态构建[J]. 教育理论与实践,2008(7):33-36.

[2] 教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见[S]. 教高[2006]16号.

[3] 姜大源. 关于职业教育的课程观[J]. 中国职业技术教育,2003(11):卷首语.

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：计算机前端技术范文

关键词：摄像机 补光灯 控制器

中图分类号：TM57 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）06-0020-02

1 引言

智能摄像机前端控制器是通过接受智能摄像机的通信指令，利用单片机技术实现前端补光灯的控制。智能摄像机前端控制器的应用，避免了重复修改智能摄像机FLASH中的参数控制补光灯，有效地增加了摄像机的使用寿命，大大提高了前端设备的可控性能。在铁路系统中，设备监控系统将铁路设备的运行情况、车号识别、货检预检、受电弓接触网等的运行状态实时图像及智能设备的报警信息传输到监控中心，监控人员可通过实时图像和运动信息对车辆运行情况进行综合分析处理。常用的智能摄像机通常具有I/O控制接口，这些接口可以实现对前端补光、抓图以及云台等相关控制功能，但目前智能摄像机对I/O的控制只能通过修改FLASH中参数来实现，而FLASH的修改是有次数限制的，一般为10万次左右，因此对于频繁控制前端设备的应用场合，采用这种控制方式必然会影响摄像机的使用寿命，基于这种情况有必要研制一种既保证前端设备的可靠控制又不影响摄像机寿命的智能摄像机前端控制器。

2 智能摄像机前端控制器设计

智能摄像机的控制方式是造成对FLASH频繁擦写的主要原因，但什么时候打开摄像机的录像功能，使其与补光灯实现同步，需要研制一个控制器来实现这个功能。设计的控制方式如图1。

当有车辆来时，磁钢送信号到监控主机，监控主机与摄像机通过网线进行数据、视频、指令的传输.打开摄像机给前端摄像机的脉冲信号，这时摄像机的信号给前端控制器，前端控制器通过单片机的输出控制光耦合器来控制补光灯的开关，补光灯的频率来自摄像机，摄像机这样就实现了不用频繁修改FLASH，又能达到摄像机和补光灯同步的目的。

3 智能摄像机前端控制器的结构组成及各部分功能

3.1 系统工作原理描述

3.2 系统功能模块设计

3.2.1 单片机部分

单片机是把微型计算机的主要功能部件集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程。学习单片机就要学会软件编程，有汇编语言，C语言等。前端摄像机的控制器采用C8051F320单片机，主要是控制电路板的通讯、光耦合器的开光等功能。

3.2.2 电源部分

电源转换模块主要功能是给单片机部分以及各个控制芯片供电，其特点是可为专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）、微处理器、存储器、现场可编程门阵列（FPGA）及其他数字或模拟负载提供供电。而本控制器采用摄像机的12V电压，经过三端稳压电路转换成3.3V给单片机及其它芯片供电。

3.2.3 开关部分

开关部分的主要功能是执行单片机发出的控制信号，实际上是执行机构。它是采用信号芯片实现控制接通和断开。前端控制器的开关部分是光耦合器，它接受输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出，起到输入、输出、隔离的作用，由于信号的单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，因此其具有抗干扰能力强，工作稳定，使用寿命长，传输效率高等优点。

4 智能摄像机控制器的硬件设计

4.1 CPU的选择

4.2 ADM3232E收发器

4.3 电源转换模块

前端控制器在工作时，需要由外界电源给单片机部分以及各个控制芯片供电。为方便起见，外界电源由智能摄像机12V供电，由于C8O51F320、ADM3232E收发器以及各个芯片所需电压为3.3V，因此需要进行电压转换。LM7805把来自摄像机的12V电源转成5V，LM117进一步把5V转为3.3V，采用分段式降压的主要目的是降低稳压电路的热损耗，提高电源供电的稳定性。

4.4 其智能摄像机前端控制器的硬件电路图如图3所示。

5 摄像机前端控制器的软件设计

单片机软件在硬件的基础上进行编写，主要处理通信，并输出特定的波形来控制补光灯，主要是摄像机给定打开信号和关闭两个信号。软件的流程：当磁钢检测到有列车通过时，摄像机打开并与控制器RS232进行串口通信，单片机根据指令判断是否打开光耦合器，若是打开补光灯，若否，等待指令。当检测到有列车通过后，关闭补光灯。软件的流程如图4。

第3篇：计算机前端技术范文

一、思想方面

本人能认真学习党的路线、方针和政策，时刻与中央保持一致辞。热爱党的教育事业，热爱本职工作，加强自我修养，做到学高为师，身正为范，热爱学生，真诚对待学生，受到学生的好评。特别是在此期间，我努力地学习政治理论，积极参加学校组织的一系列政治活动，将学到的理论知识切实运用到工作实践中。

二、教学方面1、备课

开学初，根据学校要求，认真写好教学计划，提前备好课，写好教案，平时做到周前备课。备课时认真钻研教材教法。力求吃透教材，找准重点、难点，克服教学中的随意性。在积极参加集体备课的基础上认真备课，备课分三个方面：①备教材：钻研教材、搜集有关资料及新科技等前沿信息，对教材系统、重点和难点内容，做到心中有数。②备学生：经常了解学生的态度，知识基础，学习方法，增强教学的针对性。③备教法：选择适当的教学方法、手段和现代教学媒体，提倡使用现代教学手段。备课教案全部采用电子教案，同时为了上好每一节课，通过上网查资料，集中别人的优点确定自己的教学思路。

2、上课

上好课的前提是做好课前准备，不打无准备之仗，尤其本学科主要课程都要上机完成，每节课都要认真做好上机准备，检查机器状态，有无“不可用机器”。上课时认真讲课，教学目的明确，符合学生实际，体现教材的科学性和思想性，努力做到信息知识、信息能力、信息情意三者统一。使“知识与技能”、“过程与方法”以及“情感和价值观”三方面目标均能实现。力求抓住重点，突破难点，做到条理清楚、难度适宜、密度合理，保证授课内容的科学性和思想性，精讲精练，不出现知识性错误。运用多种教学方法，注重讲思路、讲规律、讲方法、学法，力求生动活泼，充分调动学生学习兴趣。正确引导学生看待和使用网上信息，培养学生良好的信息素养。注意课堂管理，上课期间要求学生严格按照老师给定的任务进行操作，同时又注意因材施教，在学生完成上机任务时，到各台计算机前巡视，注意对差生进行手把手的辅导。课后及时做好课后反思，不断总结经验，向课堂45分钟要质量。

第4篇：计算机前端技术范文

关键词：接收机；动态可重构；可编程模拟器件；ADC

可重构结构是一种可以根据具体运算情况重组自身资源，实现硬件结构自身优化、自我生成的计算技术。动态可重构技术可快速实现器件的逻辑重建，它的出现为处理大规模计算问题提供了一种兼具通用处理器灵活性和ASIC电路高速性的解决方案。在笔者所从事的系统设计中，当模拟器件的一些性能改变但又不能及时更新调整后端的数字基带处理时，比如滤波器由于工作时间过长引起的温漂特性所带来的影响，此时就可以用可编程模拟器件替代一部分前端固定模拟器件，进而可以实时的对FPGA模块进行动态可重构操作，最终达到系统性能的最优化。

可编程模拟器件

可编程模拟器件是近年来崭露头角的一类新型集成电路。它属于模拟集成电路，即电路的输入、输出甚至内部状态均为随时间连续变化且幅值未经过量化的模拟信号；同时，该类器件又是现场可编程的，即可由用户通过改变器件的配置来获得所需的电路功能。为支持上述可编程能力，可编程模拟器件需以可编程模拟单元(CAB)和可编程互连网络(PIN)为核心，配合配置数据存储器、输入单元、输出单元或输入＼输出单元等共同构成。

多数可编程模拟器件在单一的+5V电源电压下工作，额定功耗为100mW量级。由于采取了特殊的措施，其输入、输出线性范围通常可达到接近满电源电压量程；闭环带宽已达到数百千赫到数十兆赫；频率失真度、共模抑制比、内部噪声等指标也已达到中、高精度运算放大器的水平。

尽管模拟信号处理的精度低于数字信号处理方式，但仍能满足许多重要应用对计算精度的要求，而所需的电路规模较小，成本也较低。同时利用其可编程特性，还可以实现精确的自动调谐和自动增益控制，显著提高通信系统的抗干扰能力。

相位检测器的实现

TRAC(完全可重配置模拟电路)是英国FAS公司的现场可编程模拟器件系列产品的总称。它提供了一条从信号处理问题出发，可解决各种常见的信号处理问题。器件参考模拟计算机的运算单元并加以扩充，使器件内部的每个可编程模拟单元均具备加、减、取负、对数、反对数、积分、微分等8种运算功能，因此只需选定运算的类型和给出必要的参数，便可以很方便地完成对有关单元的设计，根本无须考虑单元电路的内部结构等具体细节。其内部各单元之间采取自左向右固定连接的形式，所有单元的输入＼输出端均引出至器件引脚上，并且允许利用各单元均具备的“直通”和“关断”功能或者利用外接的“短路线”来修改这种基本连接。

在笔者所从事的认知无线电硬件平台设计中，由于需要从强信号背景环境中识别提取出微弱的信号，因而可利用TRAC器件构成相敏检测器，并将其作为锁存放大器的一部分。要实现这一目标，需要电路像窄带滤波器那样工作，除去大部分不希望要的强信号而仅允许待测的微弱信号通过。

输入信号和参考开关信号具有相同的频率和相位。从所示的开关输出中可望得到一个全波整流信号，而且经过低通滤波器后，便可得到和交流信号电位成比例的直流电压输出。在实际应用中，输入信号可能非常小，因此还需要加入前置放大级以支持精确的检测。因为通常需要在一定的范围内连续改变参考信号的频率，同时测量相应的直流输出。同样，若需要检测某个单一频率，则参考信号必须与待测输入信号频率相同。由于相位检测器也对相位敏感，因此当两个信号相位相同时会得到最大的输出电压。

相位检测器和低通滤波器一样需要利用两片TRAC器件来实现。而外部元件对于放大器和滤波器都是必不可少的，所以必须对满足条件的元件进行合理取值。

可编程ADC的实现

认知无线电接收机对其前端采用的高性能模-数转换器(ADC)及模拟器件的要求都较高，而FPGA在基带数字信号处理方面又迫切需要动态可重配置。为了适应以上要求，可以首先考虑使用可编程模拟器件来实现ADC，以下是两种具体实现方法。

FIPSOC混合信号片上系统

SIDSA公司的FIPSOC混合信号片上系统是快速开发模拟、数字集成应用的理想工具。FIPSOC芯片包括内嵌的增强型8051微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)以及一组面向信号调理和数据采集应用的可灵活配置的模拟单元。与分离的模拟、数字FPGA方案相比，采用FIPSOC混合信号片上系统，可使产品设计周期缩短30-40％。

可编程的模拟、数字单元与8051的单片系统包括模拟单元、转换单元、可编程数字单元、8051内核和该系列中的所有器件具有兼容的存储器分布，其中转换单元含有4路DAC(分辨率可配置为8至10位)，采用逐次逼近算法，可利用这些DAC实现高达800KHz采样率的ADC。

数据转换模块包含4个8位的逐次比较寄存器(SAR)，它可以和内部的DAC联合工作，以获得模／数转换。

每一个通道有一个独立的SAR，它接收逐次比较的结果，并驱动对应的DAC，每一个通道的转换可以独立进行。当转换模块编程为9或10位ADC转换时，相应的SAR形成组；9位ADC时，SARl和SAR2为一组，SAR3和SAR4为一组；10位ADC时，所有4个SAR形成一组。这时，成组的SAR各自工作1至2个周期，在转换结束时，SAR将其内容寄存在输入／输出寄存器中，并使能中断产生模块。在连续转换模式下，将启动下一次转换。在转换过程中，可编程逻辑模块可以独立转换命令，这将给本次以及下一次转换带来错误。在连续转换模式下，这将导致致命错误，因为错误是可以传递的，并将得到不可预料的结果。

其控制部分是一个标准的8051微处理器。复合后，8051核首先对可编程元胞进行配置，配置完毕后可以当作一个通用的微处理器使用。为了更好的支持FIPSOC的动态可重构特性，已对其指令和功能单元做了一些改进。

CypressPSoC器件

Cypress半导体公司的PSoC混合信号架构将可编程的模拟与数字模块同8位微控制器进行了完美集成，这种独特的功能组合使设计人员能够针对各种应用实现无与伦比的灵活性。最新CY8C23x33器件采用8位逐次逼近ADC，能实现高达375Ksps的采样率。此外，该解决方案还具备可实现出色可配置性的26个GPIO，能够快速适应不断变化的特性要求。该器件采用5x5mm的QFN封装，能够最大限度地缩小板极空间。

PSoC器件集成了通过一个片上微控制器

进行控制的可配置模拟和数字电路，提供更强大的设计修改功能，并进一步减少元件数量。PSoC器件包括最大32Kb的闪存、2Kb的SRAM、一个带有32位累加器的8x8乘法器、电源和睡眠监控电路，以及硬件12C通信。

所有的PSoC器件都是可动态重配置的，使得设计人员能够随意在运行过程中改变内部资源形式，使用较少的元件完成既定任务。易用的开发工具让设计人员能够选择可配制程序库元素来提供模拟功能(如放大器、ADC、DAC、滤波器和比较器)，以及数字功能(如定时器、计数器、PWM、SPI和UART)。PSoC系列器件的模拟性能包括轨至轨输入、可编程增益放大器和分辨率高达14位的ADC，以及超低的噪声、输入漏电流和电压偏移。

单个PSoC器件可集成多达100个部件，在提高系统质量的同时，节省客户的设计时间，缩减板级空间和功耗，并使系统成本降低。

接收机设计

基于以上分析的结果，结合前端硬件电路，为实现一定的认知无线电功能，特设计接收机结构。

前端低噪声放大器选用的是ADA4857-1，这是一个超低损耗、低功率、高速运算放大器，在SOIC结构下的3dB带宽可以达到750MHz，其开环增益为57dB，基本满足此接收机对前端低噪声放大器的要求。在搭建电路时尤其要注意电源旁路、寄生电容和器件的选择对充分发挥放大器性能的影响。

DDS(直接频率合成器)选用的是1GSPS的AD9858，其使用先进的DDS技术和一个内置的高速、高性能D/A转换器组成数字可编程、完全高频率的合成器，可以产生一个高达400MHz的模拟输出正弦波，完全满足接收机对本振的要求。

混频器、带通滤波器、放大器和抗混叠滤波器都可以由Cypress的PSOC器件cy8c23x33来统一实现。PSOC模拟系统包括一个8位SAR ADC和4个可配置模块，每个模拟模块由一个运算放大器电路组成，允许模拟复信号流的建立。同时，模拟部件非常容易被定制从而满足特殊应用场合的需求。PSOC可以分别实现一个可编程带通滤波器和一个低通滤波器以替代接收机前端需要的带通滤波器和抗混叠滤波器，实现一个可选增益高达93dB的仪表放大器以替代中频放大器，一个乘加累积器提供了一个快速8位乘法器以替代混频器，以上可编程模拟器件均能基本满足接收机前端性能要求。我们使用PSOC设计器进行PSOC的工作配置，写入使用PSOC的应用程序并调试应用。拿放大器来举例，首先在设计器中找到这个模块并新建一个电路，搭好电路元件，按照建立时间、转换速率和增益带宽等几个参数设定好初始值，产生应用程序代码，然后写入主程序和子系统的任何子程序，如果所有程序正确，接着将产生一个HEX文件，最后由PSOC设计器中的调试器执行，它下载HEX文件到在电路模拟器(ICE)中，至此一个可编程放大器设置完毕，可以投入使用。

可编程ADC本来可以由Cypress PSOC来实现，但PSOC实现的ADC采样速率最多只有375 Ksps，无法满足认知无线电接收机前端的带宽要求，因此可以考虑使用SIDSA公司的FIPSOC器件，同时后端基带数字处理任务也可交由FIPSOC中的8051核和FPGA兼而实现。利用运行于WINDOW环境下的集成化开发工具，进行ADC的设计和编程，结合上面介绍的一部分内容，具体到ADC设计时还需要首先设置外部输入／输出引脚、内部输入／输出引脚和内部信号的初始化数值，然后再对μP控制寄存器和静态RAM进行配置，以达到所需要的性能要求。数字宏单元(DMC)是FPGA的可编程数字单元，它是基于查找表结构的可编程单元，具有组合逻辑和时序逻辑资源，而组合部分和时序部分之间则由布线资源加以连接。利用动态重配置模式可对多个DMC单元进行设置，可以改变硬件电路，进而在一定程度上可对前端的可编程模拟器件进行实时更新配置，这一技术目前正在探索研究中。

以上只是各个模块的分开设计，但是设计好整个接收机系统，还需要对各个模块之间的连线以及参考时钟等许多方面给以足够的重视。各个模块都有属于自己的输入／输出端口，为达到预定的系统性能要求，必须严格对照技术手册和自己的预先布线安排接好各输入／输出端口。至于时钟，避免采用时钟抖动大的门电路是电路设计中需要严格遵守的准则之一，在此基础上才能最大限度地发挥器件的性能；除此，拿FIPSOC来说，除某些条件下，8051时钟和其送至DMC的副本时钟的相对相位会交换外，时钟停止不影响时钟同步；每次不同时钟重新配置后，必须重新同步。

第5篇：计算机前端技术范文

关键词：区间内无缝线路；铺设与维护技术；长钢轨铺设

中图分类号：TM773文献标识码： A 文章编号：

1引言

随着运输市场的不断发育，各种运输工具的旅行速度、旅行环境、服务质量、管理水平、方便程度等，将成为影响人们选择出行方式的主要因素，提高运输服务质量的需求已经日趋重要。我国和世界各国的经济发展规律告诉我们，交通基础设施的供应水平和能力必须适度超前，否则就会影响社会经济持续、稳定和健康发展。因此，新建高速铁路变得越来越紧迫。高速铁路设计与施工技术在我国也是一个新的科研课题，所以在这种情况下进行区间内无缝线路设计与施工技术研究是非常必要的。

2区间内无缝线路关键施工技术

2.1长钢轨焊接技术

长钢轨焊接是将标准25m接触焊闪光对焊的方法焊接成的长钢轨。长钢轨焊接采用流水作业法在焊轨生产线上进行，焊轨生产线全长750m。基地钢轨采用GAAS80／580直流接触焊机焊接，操作过程如下：（1）当班人员确认前一班记录，并确认供电、液压、控制、冷却等系统正常。（2）确认待焊钢轨除锈处理符合要求，焊接参数与所焊轨种一致。焊轨对正符合有关标准。（3）选定焊轨基准面，进轨、夹持、对齐、确认、焊接。对齐时，轨顶面、内侧工作面和轨底面的错位量分别不超过0.3mm、0.3mm和0.5mm。

2.2长钢轨铺设与维护

在铺轨前，先对下部工程的中线控制桩、水准点以及路基面高程进行严格复测，并把线路中心桩外移至路肩上，然后进行底碴摊铺及铺轨作业。

（1）底层道碴摊铺

底层道碴的摊铺原则：首先上碴前由铺轨单位与路基施工单位共同对路基按要求进行检查验收，符合要求后，则可接收进行铺碴作业。其次对路基中线、水平进行复测。再次为使摊铺后道床密度均匀并达到规定要求，使用压路机压实。压实时由外侧向内侧纵向作业，重叠压实不小于达到平整并无明显痕迹。压实后的道床及时进行几何尺寸、表面平整度、碴顶高程及密度的检查，达到标准方可铺轨。运输道碴的载重汽车轮压不得大于4.71 M Pa，以保证其在已经压实的基床表层上行驶时，不会引起基床的沉降或出现压痕。摊铺的底层道碴密实均质，符合设计要求。底层道碴在铺设、整平、压实后，要及时进行铺轨，以免受到外界扰动而影响道床的铺设质量。在预铺道碴前，路基基床表面应平顺、密实。铺后底碴面平整度用3m靠尺检查，允许偏差10mm。预铺道碴全断面分I、II线分别摊铺，各线厚0.15mm，顶宽4.0m，底宽4.53m，I、II线线路中心30cm范围内留深凹槽。预铺道碴断面单线0.746m。

在施工工艺上，要安置激光发射器，按要求设置横坡、纵坡及弯道数据。然后用定位标杆确定摊铺机上激光接收器的初始位置，原始信号自动存入计算机，并自动生成相关数据信号。操作手就位，检查显示屏状态，准备作业，由自卸汽车运送道碴至摊铺机处，自卸汽车后轮支靠在摊铺机前面的推滚上，摊铺机操作手控制夹具夹住自卸汽车后轮起斗卸碴。当摊铺机料斗充满时，摊铺机推动自卸汽车行进，边卸碴边摊铺。同时进行两线交替摊铺，振动压路机跟在摊铺机后面进行静压，最后检查摊铺质量及碴面平整度。

（2）长钢轨铺设

长钢轨铺设包括长钢轨装车、轨枕装车、长钢轨及轨枕运输、现场TCM60

与双层车联挂、长钢轨拖入、轨枕运送、TCM60布枕收轨作业。根据设计文件及图纸要求，对长钢轨进行配轨计算，使得铺设后的每300m长钢轨左右股相错量不超过100mm，并使长钢轨接头避开桥台胸墙、梁端缝等薄弱地段2m以外。铺轨作业前，在线路中线上设置铺轨机走行标示线。铺轨机走行司机根据摄像监视屏幕上走行标示线的导引控制铺轨机的走行方向。在铺轨过程中，轨道中心和线路中心的偏差不超过30mm。

(3) 长钢轨拖放

第一，解开长钢轨的锁紧装置。第二，人工将置于铺轨机前部铰盘上的钢丝绳拉至双层车上的长钢轨始端。第三，装上专用夹具。第四，开动铰盘收紧钢丝绳，拖动长钢轨，操作分轨装置将长钢轨送入推送装置。第五，钢轨推送装置将长钢轨沿导向框架推送至位于铺轨机前方的拖拉机轨架下。第六，调整夹钳，使长钢轨上下移动，并使前端伸入拉轨架夹钳口。第七，用专用夹具将长钢轨前端与拉轨架连接。第八，拖拉机拖拉长钢轨匀速前行，同时每隔8~10 m在长钢轨正下方放置一滚筒。第九，将长钢轨末端拉至分轨装置附近时，拖拉机速度降低。长钢轨末端将要拉出最后一个导向框时，拖拉机速度再次降低，使拉出的长钢轨终端与己铺轨道的前端基本对齐。第九，以后每次拖拉长钢轨均在前一对长钢轨还未全部收入承轨槽之前进行，便于两对长钢轨首尾衔接。第十，用夹钳将长钢轨后端放置在履带走行器两侧的导轮上。

（4）TCM60铺轨作业

①先手动布枕根。②手动布枕根后，转入自动布枕作业。③布设轨枕的同时，人工将橡胶垫板放置在轨枕承枕槽中。④收轨装置在铺轨机组行进中，自动将长钢轨钳入轨枕承轨槽中。⑤钢轨入槽后，人工每隔根轨枕安放绝缘轨距块和弹条，用铺轨机扣件推入装置安装。

（5）钢轨对接

①待铺轨机行驶至己铺设轨道端部适当位置后，将已铺钢轨左右股中较长一股超长部分锯下，使左右股取齐。②用夹钳夹住待铺长钢轨终端，将其放置在轨枕的承枕槽内，调节长钢轨终端的上下左右位置，以将前后两根长钢轨端部对齐。③钢轨对齐后，用断轨急救器将左右股钢轨端部分别连接坚固。④铺完一对长钢轨后，再拖拉、铺设另一对长钢轨，依次循环。

2.3上碴整道

上碴整道作业由布碴、配碴整形、起拨捣、动力稳定四部分作业组成。上碴具体方法：①大型养路机组进场顺序为：配碴整形车――捣固车――动力稳定车。在放散段自然温度条件下，轨下垫滚筒，松开全部扣件使其失效，使钢轨能自由伸长或缩短，并用撞轨器沿钢轨走行方向依次撞轨，当钢轨发生反弹现象时，即视为零应力。之后，根据设计锁定轨温和实际轨温计算出钢轨拉伸量，用拉轨器和撞轨器联合作用拉出该伸长量后即锁定钢轨。

布碴后，大型养路机组进入作业区。首先配碴整形，其次捣固车进行起拨捣作业，动力稳定车随后进行稳定作业，依次循环。配碴整形车将道碴收拢，通过侧犁向线路中心补碴，使道碴充满枕盒。道碴配置高度低于钢轨头部但高于轨枕面不大于10cm，并清除钢轨及轨枕面上道碴。按设计断面对道床进行整形，做碴肩堆高。捣固车作业前200~600m在范围内安装激光发射仪，捣固车根据输入的资料进行光电转换，自动控制对线路进行起拨捣作业。每次捣固两根轨枕并夯实碴肩道碴。起道量在60~80mm时，捣固两次起道量以60mm下时，捣固一次。动力稳定车图在首次捣固作业后对道床进行两次动力稳定，动力稳定车的行进速度为1.5kmh。以后每捣固一次，动力稳定一次，动力稳定车的行进速度为0.6 kmh。

3结语

本文主要介绍区间内无缝线路施工技术，详细阐述长钢轨焊接工艺、长钢轨铺设、上碴整道等问题，为我国高速铁路铺设区间内无缝线路施工提供借鉴。

4参考文献

[1]钱立新.世界高速铁路技术中国铁道出版社.北京.2002

第6篇：计算机前端技术范文

我们将这样的中间件称作中间件2.0。

软件技术最近十年来最大的变化和发展之一,就是中间件产业从无到有,并且不断壮大。如今,中间件已经成为IT技术的基础和各个巨头收购兼并以构筑竞争优势的领域。无论是在电子政务、企业信息化等IT应用中,还是在Web2.0、SOA、云计算这些技术领域,中间件都已经成为其中支撑的核心和重点。尤其是现在的互联网时代,中间件越来越成为产业关键的基础设施。

国外大的IT厂商最近几年纷纷在中间件领域发力,进行产品和技术的整合。以Oracle为例,前几年它热衷于对PeopleSoft、Siebel等管理软件厂商的并购,现在开始并购中间件厂商或者拥有中间件业务的厂商,如中间件厂商BEA和SUN、BI及绩效管理中间件厂商Hyperion等。这其中非常关键的因素之一是中间件重要性的不断提高。

IT应用的困局

我们通过对用户的调查发现,现在用户头疼的并不是缺少IT系统,而是IT系统的整合困境――随着业务流程的不断复杂和业务需求的不断变化,IT系统越来越不堪重负,这使得IT部门在企业中的威望越来越低。企业现在信息化建设的主要困境是:不是没有系统,而是信息孤岛太多;不是没有数据,而是信息不一致,难以整合;越来越多的业务要跨互联网异地运作,而业务运作的IT系统架构不同,难以协同;业务变化快,IT系统难以及时响应。于是,质量、效率、互操作和业务灵活性等问题,使得IT价值越来越难得到充分发挥。

解决这些问题,需要借助三个层次的方法才能解决:工程方法、整合应用和平台支撑。先要使用企业架构和软件工程的方法来构建IT系统,然后要搭建基于SOA的应用系统,最后要利用松耦合、具有互操作标准的平台与技术。

所谓的松耦合、具有互操作标准的平台与技术,就是中间件。

中间件发展四大趋势

随着互联网的不断发展和应用,企业需要将各种系统整合在一起。未来,系统间的边界不复存在,需要实现真正的互联互通。在社会加速发展和竞争不断加剧的环境下,企业和机构面临转型和改革。要想成功转型或者改革,仅仅依靠一套软件是不可能的。它们需要的是信息化2.0时代的中间件,以及中间件所带来的架构思想和工程方法。这样的中间件,我们称之为中间件2.0。

目前中间件的发展面临四大趋势:

趋势一是中间件的外延会变宽变厚。随着物联网和云计算的产生和发展,软件架构将走向融合化。从纵向看,越来越多的业务应用被抽象到中间件中。从横向看,越来越多的技术被纳入中间件领域。比如说,以往流程是在应用软件中实现的,现在则可以通过流程引擎在中间件平台实现。而且在中间件平台实现的流程变成了可配置的变量,可以根据业务的需求经过简单的重组轻易变更。再比如说,过去企业内部不同应用间数据的采集、传输、交换、安全控制等是通过安全软件或通信软件来实现的,现在这些功能则成为中间件的一部分。此外,以往业务规则是在程序中定义好的,而现在业务规则中间件则可以很好地实现这个功能。这也是为什么IBM要收购世界上最大的业务规则软件企业ILOG。

趋势二是中间件的平台化,其中包括技术和产品的融合、内核的统一、编程模型的统一、管理模型的统一。未来,专业化的软件会集成到统一、集成、融合的中间件大平台中,在这个平台上,所有的软件产品和服务都基于一个内核平台来发展或者扩充,所有的编程模型、管理模型都将使用同一种“对话”方式。

趋势三是中间件支持云计算。无论是最下层的基础设施及服务(IaaS),还是平台作为一项服务(PaaS),亦或是应用作为一项服务(SaaS),云计算从技术上来讲,都必须以中间件作为支撑。

趋势四是支持后端平台的深度融合。未来,互联网可以看成是一个计算机,计算机前端是一个浏览器,而后端则把操作系统、数据库、中间件等所有的系统整合成一个统一的云计算平台。

总而言之,中间件的发展代表了互联网的发展,一体化、深度融合将是未来中间件的关键词,它既能支持基于互联网的数据管理、异构计算、平台服务,也能实现对应用、平台的睿智洞察、自适应、自管理,还能支持开放式的按需集成,最终支撑一体化的互联网平台。

第7篇：计算机前端技术范文

在过去十几年间，人脸识别技术是各个发达国家的科研机构和大型公司挑战的领域。俗语说：千人千面。每个人的脸都有其独特的骨骼构造、维度、比例尺寸及角度特征，如此多的不同点组成的每个面容其实都是一张独一无二的“名片”。

何为人脸识别技术

首先我们来了解一下人脸识别技术是怎么一回事。人脸识别技术是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机采集含有人脸的图像或者视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行人脸定位、人脸识别预处理、记忆存储和比对等，从而达到识别不同人身份的目的。

人脸识别技术有着易采集、成本低廉、与人类自身识别习惯相符合等独特优点，因此该技术被广泛应用于日常生活。

人脸识别技术让科幻变现实

清晨，当你信步走到公司大门前，门前的智能终端准确地报出你的名字，并向你问候：“早上好！”接着，你坐在个人电脑前，电脑自动登陆到你的账户上，你不须要输入任何密码便开始了一天的工作。回家时，智能家居系统终端自动识别主人的身份，为你开门、开灯，迎接你的归来……随着人脸识别技术的飞速发展，这一切都将成为可能。

进入21世纪后，人脸识别技术逐渐从遥不可及的光影幻想世界走入我们的现实生活中。现在我们就一起去看看“人脸识别技术”强大的功能吧！

“听说苹果要出触摸屏电视机了！”

“你傻呀，舒舒服服坐在沙发上用遥控器多好，难道换个频道还得走到电视机前摸来摸去？”

以上是一则流传在网上的冷笑话，表达的是人们对即将问世的智能电视所抱的猜想和疑惑。

智能电视尚无一个统一的标准，目前人们认为：它既能像电脑那样上网冲浪，获取更多播放内容，运行相应软件；又能像现在流行的智能手机那样有一个开放式的操作平台，可以自由下载无数应用软件；当然它必须有电脑和手机无法企及的高清大屏幕。它顺应三网融合的趋势，将成为家庭娱乐中心以及学习和生活的好助手。

有一款智能“聪明电视”，它的多种创新的人机交互技术使其操作起来就像科幻片描述的一样轻松好玩。一声“你好，电视”即可打开语音控制功能，就连网络搜索这种复杂的功能都可以通过语音指令来实现，调节音量、切换频道等基本操作就更不在话下了。关键是，它听得懂中国话！

第8篇：计算机前端技术范文

关键词：数字化；网络；监控系统；监狱

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：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

监控系统是一个软硬件相结合、集各种防范措施与一体的综合性安防系统。监控系统在功能划分上，由监控中心、前端设备及监控客户端三部分构成，布防架构的设计和设备功能的确立是监控系统中关键的环节。近些年来，采用高科技手段加强防范是当务之急，以计算机技术和网络技术为核心的信息技术在监狱领域得到广泛应用。该论文是以珠海某监狱的实际应用项目为依据而写的，对监狱监控系统布防架构及设备功能定位做了一些探讨。

1 项目需求分析及设计规划

该监狱从区域上可以分为生产区(即罪犯的劳动生产场所)和改造区(罪犯学习、生活、改造教育场所)。

1.1 系统需要满足的功能和要求

1) 监狱监控系统本着网络化、数字化、智能化并结合监狱实际情况的指导思想，建立一个以狱部办公大楼为总监控中心，辅以分监控中心、子监控中心等星型拓扑结构的监控图。中心控制应能兼容模拟系统的全部功能，用数字方法在对多路视频进行管理的同时，进行数字图像处理、侦测、识别、控制。

2) 图像传输以数字方法 (或者是采用扩展的方法 )实现高分辨率的图像压缩、解压缩，并且要能适应各种通信线路，使网络传输达到设计要求。通信系统需要采取对称和非对称两种方式做信息保密，防止系统控制信号被截取 、通信信息泄露等。在方案设计以及施工工艺上要有明确的防护措施。

3) 子监控负责直接管理本楼层所有罪犯活动的场所，包括多路画面。首先传送视频、音频 、控制信号到子监控的主机上，监视 画面显示在子监控的监视器上，然后送到分监控主机上，保证该层对讲 、报警、监听操作与视音频的联动功能。

4) 楼层监控点 (子监控 系统 )摄像机前端图像信号采用模拟方式。由于罪犯监仓内的光照度相当不平衡 ，接近窗户附近的光线过于强烈。到了夜间，罪犯宿舍内的光源仅由一盏厕所内 l5W 的灯泡提供 ，光照度低且不平衡。在选择摄像机、光圈镜头时要充分考虑其逆光补偿、低照度等的性能要求，并通过选择适当镜头以尽可能减少各监视区域特 别是监仓内的监视死角。

5) 可对所有监仓、生产区和改造区直接进行对讲、广播和监听操作，监听、对讲、广播 、报警操作可与监视画面联动，进行操作时可以联动切换到相应的监视画面。发生突发事件时，总监控必须与干警值班室的对讲增加上级监控呼叫值班干警的声光提示。

1.2 监狱监控系统方案的布防需求

为了构建一个完备的系统，前端设备的应尽可能的覆盖更广的区域，除了边界防范，对罪犯的工作、生活区域，特别是人员集中的公共活动场所，都应该有所覆盖。前端设备还要尽量的少，这样传输线路、控制设备、等一系列设备都相应减少，节省了资金投入，给维护维修带来了方便。生产区和改造区是可以通过监控，来实时了解罪犯活动情况。狱墙是监狱的一道防线，需要在狱墙上安装长焦距，可快速旋转，清晰度高的摄像头，满足安防需要。

系统前端部分由监区230台摄像机，医院内8台摄像机，福利楼2台摄像头，狱墙周边一体化固定摄像机12台，狱墙周边一体化高速球摄像机9台，以及系统原有的摄像机37台共302台摄像机组成。系统传输部分由各监区摄像头连接到分控中心的硬盘录像机上，再由分控中心的硬盘录像机通过监狱内局域网传输到主控中心，由主控中心通过网络监控集中管机服务器实时观看。监控每个分控中心的摄像机统一传到办公楼连接到硬盘录像机进行录像与观看，再通过局域网传输到主控中心，由主控中心通过网络监控集中管机服务器实时控制观看。狱墙内12台一体化固定摄像机及9台一体化高速球型摄像机通过视频光端机变成光信号用6芯光纤传输到主控室，再通过光端机变成模拟信号联接到硬盘录像上，连接到局域网。武警中心通过4芯光纤传输的网络实现狱墙的12台一体化固定摄像机及9台一体化高速球型摄像机的观看。后端显示部分由原有的12台21寸监视器和一块60寸DLP数据背投显示单元组成，21寸监视器可以时刻监视重要地点的情况，60寸DLP数据背投显示单元可以分屏显示任何位置的摄像机图像。全部图像通过到硬盘录像机进入局域网，由安装在主控室的网络监控集中管机服务器通过网络软件将所有图像汇总并实时显示，查看回放，控制，报警，配以地图直观显示，同时可以显示60寸DLP数据背投显示单元上。武警中心网络端显示有一台网络监控分控机，网络信号由光端机传输，武警中心可以在主控中心非控制状态下对12台一体化固定摄像头和7台一体化高速球进行观看，回放，控制。

2 监控系统设备功能定位与选型

监控系统应该说是跨学科跨行业的系统工程，以功能要求的不同可分为前端摄像系统、视频传输系统、视频控制记录系统、视频显示系统。

摄像部分是电视监控系统的前沿部分，它把监视的内容变为图像信号，传送控制中心的监视器上。传输部分是系统的图像信号通道。控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心。显示部分一般是由几台

或多台监视器组成，它的功能是将传送过来的图像一一显示出来。

监控系统的建立，在布防需求确定以后，关键的一环就是设备功能的确立和设备的选型，首先要本着设计原则、结合具体实际进行设备的功能对比，针对前端摄像系统的功能定位，确立一款合适的型号。

摄像部分一般安装在监视现场,它一般包括摄像机、镜头、防护罩、支架和云台等。它的作用是对监视区域进行摄像并将其转换成电信号。它布置在被监视场所的某一位置上，使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。摄像部分的主体是摄像机，其功能为观察、收集信息。摄像机的性能及其安装方式是决定系统质量的重要因素。

2.1 室内用室内半球摄像机SID―450

由于监区室内摄像机工作环境较好，不存在日晒雨淋等现象。白天光照好，晚上走廊光线充足，罪犯阅览室、微机室等活动场所灯光关闭。需要摄像机水平分辨率不低于480线;最低照度为0.11ux以上，信噪比50dB以上，具有内光圈水平校正、背光补偿功能。监视时间上不能间断，能够快速旋转。工作环境要适应安装现场要求，决定采用韩国三星集团出品的型号为:SID―450。

2.2 监区室外及狱墙采用韩国三星高清晰彩转黑一体化机SDZ―310

由于室外环境多变，特别是要求全天候工作，要求室外摄像机能适应不同的工作环境，白天夜间都可以拍摄到清晰的画面。根据具体环境我们确定各监区监舍楼前安装室外型彩转黑低照度摄像机，彩色模式水平分辨率为540线，黑白模式下水平分辨率为570线，信噪比50dB以上，最低照度0.002lux。我们采用了全新的三星SDZ―310/300高清晰彩转黑一体机。

2.3 狱墙采用韩国三星彩用彩色一体化高速球

狱墙周界防范，对监狱来说至关重要。狱墙的周密防范可以大大节省警力，物防和技防的实现大大提高了周界防范的安全性。根据狱墙边界长，拐弯多的特点。要求摄像机要具有自动翻转、自动巡视功能。而且具备高清晰度，自动昼夜转换灯功能。能够适应全天候情况变化。根据需要我们选择了韩国三星彩色一体化高速球SPD―2200DN。

3 展望

目前该监控系统已实现了看守所的全部需求。功能方面得到了用户的肯定。由于网络带宽本身的限制，图像在传输过程中存在着一定的延时。另外，随着计算机技术不断地发展，如果将现有的先进技术应用到视频监控产品中可以使现有的设备得到极大的增值。

参考文献：

[1] 毕厚杰,汪涛.宽带IP (数据)和视频接入技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2002.

[2] 黎连业,及延辉,朱卫东.入侵防范电视监控系统设计与施工技术[M].北京:电子工业出版社,2005.

第9篇：计算机前端技术范文

关键词：TMS320DM355；红外夜视； 高清摄像机； CCD

中图分类号：TN919-34 文献标识码：A

文章编号：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

随着网络化的发展，网络视频越来越贴近人们的生活，高清网络视频的需求也在不断提升。高清视频会议、高清视频电话、高清视频监控等都提出了视频的高清需求。数字视频系统可以在同样的信道上传输更多的视频，而且可以利用现有的网络，与计算机多媒体处理相结合，便于分析处理、存储和显示。特别是采用了以太网通信的网络视频系统，更具有经济，组网灵活，使用方便等优点。

人们生活水平的提高，安全防范意识也在逐渐增强，高清智能分析摄像机在小区监控和家庭监控中也将起到越来越重要的作用，一方面它可以改善家庭周围的安全状况，防范盗贼起到重要作用；另外，它提供的资料可以用来作为事发现场的证明，对公安机关破案提供最有力的证据。为了实现24 h监控，低照度红外摄像机已经应用在监控场合，但是目前高清红外摄像机的成本相对较高。因此设计低成本、高效益的高清摄像机，具有现实的意义。

高清摄像机的使用，可以为智能分析和数据挖掘功能的价值体现提供原始图像基础。高清摄像机的使用，必然需要大量的存储空间，以存储大量的高清图片。目前高清监控系统存在的问题之一是较多的无用视频信息也被存储、传输，既浪费了存储空间，又增加了带宽压力，而采用智能分析后，对于这些无用视频则可采用低码流方式进行压缩或存储，以节省存储空间和减少带宽压力［1］。

1 硬件总体设计

在设计过程中，根据功能进行以下几个模块设计：CCD 模块、视频编解码模块、TMS320DM355（简称DM355）模块、存储模块、以太网电路模块、USB接口模块等，硬件设计框图如图1所示［2］。

高清晰度摄像机前端CCD图像传感器选择的是1/3英寸KAI-1010 总像素100万。网络部分采用以太网收发器与DM355直接相联。系统上电后，固化在FLASH中的软件代码通过引导程序自动装载到SDRAM 和DM355 片上内存中的指定地址，然后运行软件，完成对各硬件单元的初始化（如对DSP，CCD传感器，PHY等芯片的初始化配置）［3］。CCD传感器配置正确并启动后开始采集视频数据；视频数据通过DM355的视频端口进入DSP；DSP对视频数据进行压缩编码(MPEG4, JPEG), UDP打包，最后通过网络发到用户监控端。

图1 嵌入式视频系统DM355硬件设计框图

1.1 多媒体处理芯片DM355

高清摄像机的核心是高性能的数字多媒体处理芯片，DM355是TI公司推出的面向便携式高清视频应用的新型低成本、低功耗的达芬奇（DaVinci）数字处理器，能够实现720P高清MPEG4编码和解码，支持30 f/s实时视频处理，编码解码能力可达每秒5 000万像素，其内核包含ARM9处理器和MJCP协处理器，有前端和后端的视频处理子系统，可支持CCD控制器预览、图像缩放等功能［4］。VPSS+MJCP可以提供相当于640M DSP处理能力，以实现整体系统的控制，也可以实现实时操作系统［5］。

DM355作为Davinci系列双核数字媒体处理器，不仅具有ARM926E处理器，基于Linux操作系统方便地管理和控制整个芯片的外设，而且为便捷地实现多媒体功能，DM355的设备集成了非常丰富的视频和网络通信接口。

1.2 视频数据采集、处理和输出设计

CCD采集的数据，经过多媒体处理器的视频前端处理（预览引擎、直方图模块、图像缩放模块和自动聚焦/曝光/白平衡等模块）后，将数据送到视频后端处理，然后经过DM9000A芯片处理后，通过RG45接口传送到网络上或者存储到磁盘中，全过程如图2所示。

图2 视频数据采集、处理和输出过程

自然界的图像从镜头折射后，进入到CCD感光器上，CCD感光器将收集到的信息转换为RGB贝尔模板格式，传送给DM355的视频处理前端预览引擎，并将图像数据由RGB贝尔模板格式转换为YUV422格式，通过视频处理前端的直方图模块，可以统计计算出原始图像的信息，用于图像处理和图像内容的识别［6］。自动聚焦/曝光/白平衡模块，也可以根据直方图模块统计计算的结果做相应的调节操作。为了看到高清视频演示，在输出接口前外接选用合适的提帧扩展芯片THS8200，用来支持HDTV的720p格式的信号输出。

DM355通过EMIF接口与DM9000A芯片相联，DM355与DM9000A之间的数据传输采用默认的FIFO模式［7］。系统上电时， DM355主芯片通过I2C总线配置DM9000A内部寄存器，初始化DM9000A；初始化完毕，DM9000A进入数据收发等待状态［2］；DM355处理完视频数据后，将视频数据打包成UDP数据包，并通过总线将发送到DM9000A的数据发送缓存中，然后将数据长度等信息填充到DM9000A的相应寄存器内，当使能信号到达时，开始发送数据。当DM9000A接收到外部网络送来的数据时，首先检测收到的数据帧是否合法，若存在帧头标志有误，则丢弃帧数据，否则缓存到内部RAM，并通过中断标志位通知DM355，由DM355对DM9000A接收到的数据进行处理。

1.3 电源模块设计

电源模块的主要功能是为整个系统提供稳定的电源供应。在设计过程中，考虑到各个芯片的供电需求，将供电电压设置为1.3 V,1.8 V,3.3 V,5 V共4种电平的供应。在DM355系统中采用电源和休眠控制器控制电源和始终的开/关或重启［8］。在电源系统设计中使用到了电容的去耦和旁路，以防止能量从一个电路传到另一个电路，进而提供配电系统的质量。

1.4 DM355存储电路和接口控制逻辑设计

视频处理主模块以DM355以及辅助外设共同完成高清晰视频的MPEG-4编码，NAND FLASH用于保存U-Boot，Linux操作系统以及Ramdisk文件系统，还包括JTAG调试接口、异步外设存储器接口［9］。

为使DM355能够快速可靠的运行，设计中采用了SDRAM和FLASH的存储方式。SDRAM利用单一的系统时钟对数据、地址和控制信号进行同步，可以显著地提高系统性能，简化设计，提供高速的数据传输。AEMIF接口支持NAND FLASH存储器，NAND FLASH片内寻址采用26位地址形式，运用仿真器将DDR2中一段存储区的数据（如Bootloader）写到NAND FLASH存储空间，并能够被UBL读到DDR2中运行。

设计中采用的NAND FLASH存储器芯片，以扩展程序存储空间，它实现了与DM355的AEMIF接口进行无缝连接，图3所示为AEMIF外部引脚与NAND FLASH简化接口图，AEMIF的地址线用于NAND FLASH的命令锁存使能信号(CLE)和地址锁存使能信号(ALE)，任何EMIF地址引脚都可以当作CLE和ALE驱动NAND FLASH，但是在本设计中NAND FLASH主要用于保存DM355启动的U-Boot文件和MontaVista linux操作系统的内核［10］，在启动操作系统时，CLE和ALE需要一直使用，所以选用EMIF地址引脚中的EMA［2:1］作为CLE和ALE信号，因为EMA［2:1］没有与其他外设引脚复用，可以用作惟一功能控制NAND FLASH。

图3 EMIF接口与NANDFLASH 简化连接图

2 结 语

高清晰度摄像机的在今后的日常生活中将被广泛应用， 基于TMS320DM355高清摄像机， 具有成本低，功耗小的特点，可用于便携式设备，监控等场合。本论文设计了高清摄像机的硬件平台，为下面的软件设计提供了开发平台。由CCD获得原始图像，经过DM355芯片的处理，获得高清数字图像，不仅可以对提取的信号进行分析识别，有选择的保存重要信息，而且通过分析后，在存储过程中只存储有价值信息。

参考文献

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