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關鍵詞：圖像的實時傳輸；圖像傳輸?shù)臉藴屎蛥f(xié)議；MPEG-4高清晰視訊

Abstract:Haveintroducedthattheoperationimagetransfersapplicationinworkinginhospitalmedicaltreatmentandtheirprinciplemainly.

Keywords:Operationimagetransmission,standardandagreementthattheimagetransfers,MPEG-4heightislimpidlookatamessage

馬鞍山市中心醫(yī)院是三級醫(yī)院，其骨科在國內(nèi)外享有盛名，相關教學和學術交流活動十分頻繁，手術觀摩和指導是交流的重要內(nèi)容，手術室的特殊性決定了不可能在現(xiàn)場開展這些活動。采用圖像傳輸系統(tǒng)，將手術圖像傳到觀摩會議室來可以有效解決這一難題。骨科手術屬于高精密、高難度手術，對于傳輸?shù)膱D像清晰度要求非常高，傳統(tǒng)的會議電視系統(tǒng)提供的圖像質(zhì)量遠遠不能滿足需要，經(jīng)過多次演示和實際檢驗，發(fā)現(xiàn)采用DVISION的基于IP網(wǎng)絡的MPEG-4高清晰會議電視終端和多點控制單元（MCU），可提供高質(zhì)量手術圖像的遠程傳輸。

1圖像傳輸?shù)母攀?/p>

醫(yī)院圖像傳輸是現(xiàn)代電信技術在醫(yī)療系統(tǒng)的應用，綜合了異步傳輸模式（ATM）、電視、快速以太網(wǎng)和計算機技術的優(yōu)點，實現(xiàn)圖像、聲音、數(shù)據(jù)的高速寬帶傳輸，具有雙向的功能。既有可視電話的雙向性，又有現(xiàn)場直播的時效性，且容量大、清晰度高。

醫(yī)院手術圖像傳輸系統(tǒng)有以下功能：手術室的教授通過該設備進行雙向交流；一般的學生或醫(yī)生，可以在資料室通過設備終端進行手術觀摩；可進行手術圖像的傳輸和過程監(jiān)視；主要設備可作為多點控制用；存儲服務器可以對視音頻碼流進行數(shù)字存儲，存儲功能使保存、回放、剪輯和VCD/DVD制作輕易實現(xiàn)。

2圖像傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

手術直播特指專家于特定會議室實時觀看手術過程，給予手術醫(yī)生實時指導，同醫(yī)生就手術情況進行實時交流、討論和研究的雙向交互式視頻會議系統(tǒng)。本方案中我院采用了三套終端（其中一套是只接收終端），一臺MCU，一臺存儲服務器。設備匯接在網(wǎng)絡交換機上，通過醫(yī)院的快速以太網(wǎng)的千兆光纖實現(xiàn)互通。

手術室終端視頻源包括：PELCO球型攝像頭和顯微鏡，并匯接在1臺視頻切換矩陣上。PELCO球型攝像頭可以水平方向360度旋轉(zhuǎn)，垂直方向90度旋轉(zhuǎn)，放置在手術室的頂角處，攝入角度可以覆蓋整個手術室，觀察宏觀景物活動，也可以進行遠端遙控。攝像機是通過無影燈的專用孔中觀察，不但可以看到手術部位的手術圖像。還可以遠程遙控手術室攝像機的切換、搖移、拉伸、聚焦等，可以看到各種儀器的數(shù)據(jù)、主刀醫(yī)生的畫面、手術全景等畫面，并掌握全面情況。而無線麥克風則可放置在醫(yī)生身上，以便于和遠端進行交流。傳統(tǒng)遠程醫(yī)療設備不能提供高清晰的手術畫面，只能進行遠程的會診和交流，高清晰會議電視系統(tǒng)應用于遠程醫(yī)療，不但可以進行一般的會診和交流，同時可以提供高清晰的手術畫面和顯微畫面。通過采用MPEG-4的4M碼流，其高品質(zhì)的圖像，使顯微鏡下的組織結(jié)構(gòu)也清晰無比。MPEG-4編碼器可實現(xiàn)每秒約48000個宏塊的吞吐率，提供了對兩個逐行SDTV（720×480，60fps）視頻流或14個CIF分辨率視頻流進行解碼的足夠吞吐率。音頻編碼采用MPEG-4(AAC)，AAC是一種由MPEG-4標準定義的有損音頻壓縮格式。

數(shù)字化高清晰遠程醫(yī)療系統(tǒng)不但可以提供高清晰的手術畫面、高保真的語音和雙向?qū)崟r交流，而且可以將手術過程同步存儲在計算機中，便于教學和點播，并可以作為資料文獻記錄在光盤上。

3手術圖像傳輸功能介紹

3.1高清晰圖像在網(wǎng)絡中的傳輸

因為采用MPEG-4編解碼，在網(wǎng)絡中進行廣播級質(zhì)量的視頻交流成為現(xiàn)實。手術室傳來的手術動態(tài)圖像可達352x576像素(1CIF),X光片通過圖文展示臺可達704x576像素(4CIF)，電腦圖像可達1024x768像素(XGA)。兩臺顯示設備分辨率自動動態(tài)調(diào)整，如CIF+4CIF(手術圖像和X光片)，CIF＋XGA(手術圖像+PC圖像)等。同樣，會議室專家亦可將會議室圖像和專家提供的參考資料同時顯示在手術室的顯示設備上。傳統(tǒng)的視訊系統(tǒng)絕大多數(shù)采用的視頻編碼方式的圖像分辨率（352x288）就不高，從圖像本身來講比傳統(tǒng)產(chǎn)品要高。由于MPEG-4算法本身的優(yōu)勢，可以保證高品質(zhì)的視頻回放質(zhì)量，即使在對視頻質(zhì)量要求極為苛刻的廣電行業(yè)，MPEG-4也依然可以提供符合要求的廣播級圖像，這就是為什么MPEG-4會成為事實上的廣電數(shù)字化標準的原因。醫(yī)院由于要傳輸高質(zhì)量的手術圖像，所以對圖像清晰度的要求非常高，尤其是顯微鏡下的組織圖像，MPEG-4產(chǎn)品能夠提供從標準質(zhì)量圖像到專業(yè)廣播級的圖像質(zhì)量，滿足了醫(yī)院對圖像質(zhì)量的高要求。由于采用了4Mbit/s碼率，使顯微鏡下的組織圖像清晰，富有層次感。

3.2實時存儲

通過在線存儲系統(tǒng)實時將手術全過程圖像畫面和聲音以流媒體格式存儲在服務器中，方便術后重新播放，可通過訪問存儲服務器進行網(wǎng)上的點播或廣播，并可制作成資料光盤存檔和交流。

3.3雙向、實時的教學功能

醫(yī)院手術室的主刀大夫可以通過圖像和聲音同監(jiān)視點或會議室的人員進行討論和交流，監(jiān)視點或會議室的人員可以指導手術和隨時提問。

3.4強大的視頻會議控制中心MCU功能

醫(yī)院使用的視頻會議控制中心（MCU），是能夠同時支持H.261、H.263、H.264、MPEG-2、MPEG-4編解碼方式的多點控制單元，可以同時支持窄帶和寬帶終端（384Kbit/s－6Mbit/s），具有廣泛的適用性和極強的兼容性。

3.5操作簡便

該圖像傳輸系統(tǒng)采用WEB方式的操作界面，功能一目了然，設置方便。成功地應用MPEG-4高清晰遠程醫(yī)療系統(tǒng)進行手術圖像的傳輸，標志著我院在遠程圖像傳輸系統(tǒng)已經(jīng)進入數(shù)字化、高清晰、可視化、實用化階段。MPEG-4高清晰視訊系統(tǒng)也成為現(xiàn)代遠程圖像傳輸系統(tǒng)的標志性產(chǎn)品。

4手術圖像傳輸在醫(yī)院的應用及發(fā)展

手術圖像傳輸系統(tǒng)是遠程視頻會議系統(tǒng)的有效擴展應用。應用于醫(yī)療的實時畫面的遠距離傳輸，所傳輸?shù)男Ч?、質(zhì)量、畫面乃至色差都直接與病人的生命及健康密切相關，系統(tǒng)需對其承擔的任務負完全醫(yī)療和法律責任。因此，為了保證手術直播和遠程醫(yī)療的效果，系統(tǒng)必須建立在高端視頻傳輸設備之上。

手術圖像傳輸系統(tǒng)是計算機、網(wǎng)絡和多媒體通信技術在醫(yī)學上的一項具體應用，主要應用在手術室、胃鏡室、血管造影（DSA）室等科室的教學和會議中，是國內(nèi)開展得比較多的一項醫(yī)學工作。它主要是應用視音頻編解碼技術，通過一定的通訊手段，使身處異地的醫(yī)生之間可以相互看到對方的圖像及聽到對方的聲音，可以實現(xiàn)對醫(yī)學圖像的實時討論，達到模擬面對面交談的效果，并擴展到遠程醫(yī)療會診、遠程診斷、遠程醫(yī)療培訓、疫情匯報和學術交流等其他形式的應用。其在醫(yī)院醫(yī)療工作中的應用將越來越多，越來越廣，發(fā)展前景不可限量。

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1、SDH系統(tǒng)

SDH是指同步數(shù)字系列，是在SONET的基礎上形成的主要針對光纖傳輸?shù)男碌臄?shù)字傳輸網(wǎng)體制。它在應用過程中的主要原理是在信號通過某種形式固定在某個結(jié)構(gòu)上，并使光纖通過其進行傳送，以一定的速率并且通過技術手段使光纖信號轉(zhuǎn)換成基本的電信號，并使其在通過電纜和DDF接到所需用戶的端口。這種傳送信號的方式在發(fā)展過程中形成了全球統(tǒng)一的數(shù)字傳輸標準，提高了網(wǎng)絡的可靠性。

2、WDM系統(tǒng)

WDM是波分復用系統(tǒng)，是一種可以提高光纖頻率帶寬利用率的系統(tǒng)。WDM系統(tǒng)的主要特點是使信號在光纖的傳播過程中能夠適應不同的波長，這種技術采用了光發(fā)射機來進行信號的傳送，將不同波長的信號附著在一根光纖上，使其先復用再在節(jié)點處解復用，這項技術節(jié)省了大量的中間環(huán)節(jié)，使信息傳輸速度更加快速、穩(wěn)固。

3、MSTPMSTP是以SDH為核心來實現(xiàn)多種線路的速率

MSTP具有多種技術的融合優(yōu)勢，同時也具有了一些新的特點，不僅提供了ATM、以太網(wǎng)、RPR、MLSP等多方面的功能，還能夠充分滿足用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務的匯集、與整合要求。在信息傳輸過程中MSTP不僅能夠?qū)?shù)據(jù)進行整合，還可以滿足人們對信息管理的要求，在降低成本的同時提高的相應的傳輸效率。

4、ASONASON是通過智能化來完成光網(wǎng)絡交換連接的傳送網(wǎng)

是在通信工程中最具核心意義的發(fā)展項目，數(shù)據(jù)信息傳輸速度快、容量大、安全性強在同領域項目的比較下具有較大的競爭優(yōu)勢。在傳輸及管理過程中自身的適用性更強，在可擴展性方面也具有相當大的優(yōu)勢，相較于以往的傳輸管理體系更能適應對信息需求不斷增強的現(xiàn)代社會的發(fā)展。

二、通信工程傳輸技術的應用

1、長途干線的傳輸網(wǎng)建設應用

SDH憑借具有較強的同步復用能力與較強的網(wǎng)管系統(tǒng)因而得到了廣泛的認可和應用，它不單單可以在通信工程的傳輸技術中廣泛應用，同時在管理運行網(wǎng)絡信息傳輸方面具有絕對化的優(yōu)勢，它的傳輸信息的可靠性與靈活性使得SDH與WDM、ASON、DWDM等進行相互組合，調(diào)配其兼容性，發(fā)揮各自的長處，減少相對成本，從而建立起適合長途干線傳輸?shù)男阅芊€(wěn)定、功能強大的網(wǎng)絡系統(tǒng)。

2、本地骨干傳輸網(wǎng)的應用

本地傳輸網(wǎng)的的布局要求一般對容量要求較小，可以根據(jù)各種傳輸技術的特點來分配，來實現(xiàn)本地的信息傳輸過程的要求，本地的信息傳輸雖然距離短，但相較與長途干線的信息傳輸要更加復雜化，包括各個節(jié)點的設計等等。所以綜合考慮成本及傳輸速率等，一般情況下，本地傳輸網(wǎng)中的主要節(jié)點往往都集中在城市，采用WDM與DWDM具有較強的性價比和實用性，在系統(tǒng)維護、升級、管理等方面具有較大的優(yōu)勢。

3、寬帶局域網(wǎng)和接入網(wǎng)中的應用

通信工程的傳輸技術在寬帶局域網(wǎng)和接入網(wǎng)中的應用是十分普遍且具有時展意義的，目前個人用于記入到Internet和有線電視最主要的方式Modem、ASDL和HFC等，企業(yè)用戶則采用LAN接入，這些接入方式都是以SDH接入傳輸網(wǎng)，利用ADM提供的靈活的接入口來滿足不同寬帶用戶的需求。對于網(wǎng)絡接入是當前各項發(fā)展中最為活躍的，人們在學習及工作過程中對互聯(lián)網(wǎng)的需求是不容小覷的，通信工程在傳輸技術中的這項應用將為其帶來極大的經(jīng)濟利益。

三、通信工程中傳輸技術應用的未來發(fā)展趨勢

1、ASON技術系統(tǒng)的發(fā)展

在未來的發(fā)展進程中，ASON技術能夠結(jié)合大容量的特點與保護能力強的特點，使得其在未來應用過程中可以更容易實現(xiàn)智能化地網(wǎng)絡交接，所以ASON在發(fā)展演變進程中具有相對的優(yōu)勢，例如先進性、可靠性、恢復性及保護性等功能，能夠自動搜索和發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡資源，并且為市場需求提供多種準備條件，保證通信工程流通順暢，所以ASON在未來發(fā)展進程中具有很大的空間。

2、小型化的發(fā)展趨勢

通信工程的小型化發(fā)展趨勢是信息傳輸技術的又一個特點，顧名思義，小型化就是將設備設施與產(chǎn)品外形精簡化，不僅方便運輸安裝，而且占地面積小，更加受到人們的喜愛。未來電子產(chǎn)品的發(fā)展進程中一般都是以越來越精簡化取勝，在相對更靈活的設施設備中卻涵蓋著更加豐富的使用功能，這是未來發(fā)展的必然趨勢。

3、多功能化的發(fā)展趨勢

同前面所講的小型化發(fā)展趨勢是一個道理，多功能化也將以方便的服務成為適應潮流的必需品，在客戶自主選擇的過程中，小型且多功能的設備是首要考慮的因素。將多種功能集中在一個設備上，不僅節(jié)省成本及空間，更加減少輻射帶來的危害，其優(yōu)勢就是通過將以往的單一傳送信號的設備替換為具有直接接入功能設備，以此增加了設備的功能和用途，提高了傳輸設備增值業(yè)務的能力。

四、小結(jié)

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現(xiàn)代科技的重要產(chǎn)物就是光纖通信技術，光纖通信的載體是光和電信號。光纖分為單模光纖和多模光纖兩大類。單模光纖只能傳輸一種模式的光，且對光源的譜寬及穩(wěn)定性都有較高的要求。而多模光纖能在制定的波長上用多個模式進行同時傳輸，是一種高效的傳輸方式。與普通的通信傳輸技術相比，光纖的損耗率要低得多（可低達0.2dB/km）；同時，中繼光放大器間距可超過100km，而傳統(tǒng)的銅電纜中繼放大器間距僅為幾百米到幾千米。因此，除了用戶到小站間仍使用銅電纜，其他通信網(wǎng)中包括電視網(wǎng)、跨海洋的網(wǎng)絡全部使用光纖通信。此外，光纖通信抗電磁干擾能力極強。這是由于光纖通信設備的主要成分是SiO2（石英），其具有極強的抗腐蝕性和絕緣性。因此，光纖通信不會受到太陽黑子活動、電離層變化、雷電以及人為釋放的電磁等方面的干擾，這一特性使得光纖可以應用到軍事領域中。基本光纖系統(tǒng)組成如圖2所示。

2通信工程中有線傳輸技術的改進———以光纖有線傳輸技術為例

與其他傳輸技術相比，光纖傳輸技術有著較為突出的優(yōu)越性，現(xiàn)階段其己經(jīng)基本取代同軸電纜傳輸技術、絞合電纜傳輸技術等成為當前最主流、應用最廣泛的通信技術。加強光纖有線傳輸技術的改進意義重大。

2.1光纖有線傳輸新技術的應用

我國最早的光纖傳輸技術即為PDH技術，其主要采用圖像與語音結(jié)合的多媒體方式進行光纖傳輸，傳輸方式相對簡單，且傳輸設備也比較單一，隨著經(jīng)濟建設的不斷變化與發(fā)展，這種準同步數(shù)字傳輸技術已經(jīng)很難適應時展的需要。2.1.1SDH技術的應用SDH技術是繼PDH技術之后的一種更嚴密、更靈活的傳輸技術。以SDH技術為主的光纖傳輸節(jié)點設備又稱為同步數(shù)字序列設備，SDH技術傳輸設備正為全球各領域廣泛應用于光纖節(jié)點處理和傳輸中。由于當前的SDH技術相較于之前的PDH技術在網(wǎng)絡傳輸與處理功能、業(yè)務處理能力及傳輸網(wǎng)絡的靈活度與運行能力、網(wǎng)絡維護等各方面都有了明顯的提升和改善，極大地彌補了原先的PDH技術的缺點和不足。2.1.2DXC技術的應用該技術的出現(xiàn)是在SDH基礎上演變而來的，是為了更好地服務于用戶之間相互傳輸、轉(zhuǎn)化等信息提供相應的技術支持。該技術的使用可以通過光纖數(shù)字技術傳輸網(wǎng)絡配線、軟件管理、業(yè)務監(jiān)控等方面進行改革創(chuàng)新，進而做到光纖業(yè)務分級處理、動態(tài)信息監(jiān)控，從而保證了信息傳輸?shù)馁|(zhì)量。2.1.3DWDM技術的應用密集波分復用系統(tǒng)簡稱DWDM，現(xiàn)今它大致向兩大領域發(fā)展：用于DWDM系統(tǒng)長途傳輸骨干網(wǎng)的大容量長距離，以及用于DWDM系統(tǒng)本地骨干傳輸網(wǎng)，其具有大容量短距離、多業(yè)務接口的低成本以及多速率的特征。使用DWDM技術，能夠增長光纖的傳輸容量，可達幾十倍、幾百倍，這給IP業(yè)務的指數(shù)性增長提供了條件。DWDM的優(yōu)勢在于其具有容量超大，“透明”傳輸數(shù)據(jù)，高度的組網(wǎng)靈活性、經(jīng)濟性和可靠性，兼容全光交換，能最大限度地保護已有投資的特點。

2.2光纖有線傳輸網(wǎng)絡改進方案

2.2.1骨干層骨干層改進由四部分組成：①通過收斂骨干層的帶寬和路由，讓它生成網(wǎng)狀或環(huán)狀型的組網(wǎng)，且節(jié)點的擴展性要非常強；②盡量使用不同種類的光纜路由組網(wǎng)，及不同種且能對其進行自愈保護SDH環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中的直達電路；③為了使障礙點降到最低，應盡最大努力縮減跳線轉(zhuǎn)接；④把接入層業(yè)務進行負荷分擔處理，盡量采用接入環(huán)雙歸屬，合理地增加骨干環(huán)與骨干節(jié)點的數(shù)量。2.2.2光纜線路光纜線路作為連接傳輸設備的物理介質(zhì)，若中心局房對應管轄區(qū)域沒有清晰的劃分，根據(jù)目前的設備類型的組成，核心層承擔兩局間電路和調(diào)度電路，為傳輸系統(tǒng)提供物理上的光通路，并且至各局的業(yè)務趨于均衡，建議對設備區(qū)域進行中遠期的規(guī)劃劃分，使運營商選擇符合自身網(wǎng)絡發(fā)展的設備類型。故光纜線路優(yōu)化要求根據(jù)網(wǎng)絡的組成，若中心局房對應管轄區(qū)域合理并有清晰的劃分，通過設備搬遷調(diào)整實現(xiàn)合理劃分，從而為本地SDH光傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定發(fā)展打下基礎，考慮經(jīng)濟、工程等因素。假設各環(huán)路均為STM-16環(huán)路，既可提高設備的可控能力，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)調(diào)整和設備搬遷替換過程可進一步對生產(chǎn)性能高效性的各指標進行評估比較。以通路規(guī)劃的思路，可采用拓撲，又可適當引入設備廠家，采用兩纖雙向復用段保護方式，提高競爭力。2.2.3接入層從兩個方面入手對接入層進行優(yōu)化，根據(jù)接入環(huán)容量已經(jīng)趨于飽和的實際情況對運用光纖資源并且做出接入環(huán)的裂變，相當于把接入部分進行化一為二的裂變，以此提升網(wǎng)絡的容納量；把接點數(shù)設置在8個范圍內(nèi)更加適應當今的環(huán)網(wǎng)中的節(jié)點數(shù)的現(xiàn)狀。運用拆環(huán)的方法來提高環(huán)路的容量大小來解決接入節(jié)點相對多的環(huán)路。由于業(yè)務發(fā)展不斷增大的需要，通過提升環(huán)網(wǎng)的容量實現(xiàn)升級。2.2.4設備依據(jù)考慮的著重因素進行設備優(yōu)化，主要從以下幾個方面考慮：①根據(jù)自身發(fā)展需要的網(wǎng)絡規(guī)劃和商務談判等情況，優(yōu)化方案實施的難點是搬遷替換設備過程和調(diào)整網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)應標準規(guī)范，現(xiàn)今MSTP設備的優(yōu)選處理能力弱于SDH光傳輸網(wǎng)設備，而且要以保證網(wǎng)絡的正常運行為基礎對網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)進行調(diào)整。②對廠家設備環(huán)境進行優(yōu)化。根據(jù)優(yōu)化網(wǎng)層面的分布對廠家設備環(huán)境進行優(yōu)化。而且在實際優(yōu)化的過程中，要對電源、光纖、機房等條件進行充分地考慮，運營商在準備的階段應做好與設計院等各方意見的協(xié)調(diào)工作。不能局限在一個廠家的設備，要做出詳細的方案，但也不宜做出過多的電路割接方案，盡可能地形成一個具有完善、穩(wěn)定調(diào)整目標的網(wǎng)絡方案。

3結(jié)語

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一、基于傳感技術探究實驗設計

在教學實踐中我利用傳感技術儀器進行實驗能夠得到很好的實驗效果。分析教材、根據(jù)教學目標及學生的年齡特點合理選擇利用數(shù)字化傳感器材能夠有效提高課堂實驗效果。課堂實驗探究的高效，傳感技術儀器的有效使用，不僅需要分析教材，合理選材，還需要精心設計實驗方案。只有通過有效的實驗設計和規(guī)范的實驗操作，以學生為主體性，讓學生配合教師來完成實驗，學生便于理解，又可增加學習興趣，才能使實驗變得簡單易行，達到教學目標。以下是四上年級《運動起來會怎樣》一個有關于心率傳感器的實驗。首先，連接手握心率傳感器、界面和計算機。其次，啟動LoggerPro或LoggerLite軟件，最后，程序?qū)⒆詣幼R別手握心率傳感器，這樣就可以準備采集數(shù)據(jù)了。測量一個人在激烈活動，例如做跳躍運動前、之間和之后的心率；測量一個人在運動后的心率返回平常心率要多久。讓學生在探究實踐的過程中，注重體驗和感悟，又便于學生對知識的接受和理解，從而也激發(fā)學生的興趣。

二、傳感技術探究實驗室的組建

為了提高實驗探究效率，保證實驗教學的有效開展，創(chuàng)建探究實驗室，合理利用“數(shù)字化”儀器設備是非常重要的。數(shù)據(jù)采集器和傳感器的配備，主要用于采集并儲存實驗數(shù)據(jù)并根據(jù)探究需測定的參數(shù)。通過政府采購，我們采購到探究實驗室套材，主要有濕度、音高、音量、光強、pH值、溶解氧濃度、電流、電壓、氧氣含量、二氧化碳含量等傳感器，還可以根據(jù)需求來自行選擇；同時，這些儀器的輕巧與便攜還為學生進行戶外探究提供了可能。計算機軟件的安裝將傳感器插入計算機時，傳感器可以精確地測量實驗中獲取的各種數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)采集器傳到計算機中，計算機經(jīng)由配套軟件將數(shù)據(jù)以表格和圖像的形式呈現(xiàn)，并進行分析處理。

三、傳感技術實驗器材在拓展課程中的應用

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(1)普遍腐蝕普遍腐蝕通常是指發(fā)生在沒有涂層或是涂層失效的油船船體構(gòu)件的表層。該腐蝕類型最顯著的特點就是腐蝕的厚度尺寸比較大，分布較其他類型更均勻、更持久，但又不便從外觀上對腐蝕程度做出定量判斷。(2)點狀腐蝕點狀腐蝕即為局部化的腐蝕，多發(fā)生于油船艙室底板或相關構(gòu)件相對更容易積水和潮濕的部位。通常情況下，發(fā)生在涂層部位的點狀腐蝕銹坑直徑小但比較深，而發(fā)生在非涂層部位的點狀腐蝕直接較大但銹坑較淺。(3)槽狀腐蝕該腐蝕類型屬于局部線狀腐蝕，主要發(fā)生在構(gòu)件交接的水流不暢或水流過快處，也容易發(fā)生在撓曲變形的艙壁板的平面或垂直構(gòu)件上。(4)焊接腐蝕屬于金屬電化腐蝕，多發(fā)生于手工焊接的焊縫及熱影響區(qū)附近，尤其是焊接存在缺陷的部位。

二、對油船腐蝕產(chǎn)生影響之因素分析

防止腐蝕是維護和保養(yǎng)油船結(jié)構(gòu)的重點內(nèi)容之一，因此應當重視對其腐蝕規(guī)律性的分析研究工作，筆者經(jīng)過一定歸納總結(jié)，認為對油船腐蝕產(chǎn)生影響的因素主要表現(xiàn)在以下幾方面。(1)洗艙頻率經(jīng)過一定時間的持續(xù)作用，原油能在油船艙內(nèi)部件表層形成保護油膜，但高頻率的清洗油艙往往能在一定程度對這些油膜造成破壞，以至使部件暴露而加快腐蝕進程。(2)洗艙介質(zhì)常用的洗艙介質(zhì)包括常溫或高溫的海水，當然還有原油，而幾乎所有的洗艙介質(zhì)都會對保護油膜造成不同程度的破壞，其破壞力的強弱又以原油最小，而高溫海水破壞力最強。(3)油貨成分一般來說，具有更強黏結(jié)特性的油貨更有利于油船的防腐，而黏結(jié)特性較差或甚至是含硫含水含氧較高，則往往產(chǎn)生相對較強的酸腐蝕作用，尤其在原油卸載之后會表現(xiàn)的更為明顯。(4)壓載情況通常認為，油船的腐蝕程度和艙室的壓載時間是成正相關的，同時，如果壓載水如果發(fā)生污染繁衍有大量微生物的時候，會加快腐蝕的速度。(5)艙溫濕度鄰艙溫度越高、空艙濕度越大，腐蝕的速度也相應更快，另外，在無水的條件下，陽極保護裝置不會發(fā)揮防腐的作用。(6)陰極保護和陽極保護一樣，只有在有水存在的情況下，陰極保護裝置才能正常發(fā)揮功能，因此，不能對艙室的上部區(qū)域起到很好的保護作用。(7)涂層脫落如果艙室的涂層發(fā)生區(qū)域性的脫落，那么該區(qū)域的腐蝕程度會加速，甚至比相同條件下的完全無涂層艙室表面的腐蝕速度還要快很多。(8)結(jié)構(gòu)設計在結(jié)構(gòu)設計方面，如果未能對流水或積水區(qū)域做到很好的處理，或是因構(gòu)件的剛性問題產(chǎn)生屈曲的現(xiàn)象，都能導致腐蝕的發(fā)生。(9)離港到港正常情況下，貨油到港后都要進行頻繁的洗艙，基于前文的分析，明顯油船到港的腐蝕概率要比離港時高。

三、油船防腐技術探討

油船的腐蝕防護的優(yōu)良與否直接關系到油船的壽命和運輸安全。其防護措施包括從材料的選擇、結(jié)構(gòu)的設計到表面和陰極保護等多個環(huán)節(jié)。針對船體受腐蝕的影響，其防護系統(tǒng)有兩個大的組成部分，分別為防腐蝕涂漆系統(tǒng)以及陰極保護系統(tǒng)。

(一)防腐蝕涂漆系統(tǒng)

船舶的防腐蝕涂漆系統(tǒng)即是指通過合理選擇船舶涂料，確立科學的涂漆工藝，最終在船舶各個部位的鋼鐵表面形成完整而致密的涂層，并以此來隔斷與腐蝕環(huán)境的接觸，從而對船體起到防腐保護的系統(tǒng)。當前常見的傳播涂料包括水線涂料、甲板涂料、船殼涂料、飲水艙涂料、油艙涂料、壓載水艙涂料、防污涂料等多個品種。其中，用于水線以下的防腐蝕涂料又分作三個大類：⑴油性和瀝青類的傳統(tǒng)型防腐涂料；⑵高性能有機防腐涂料；⑶出現(xiàn)于上世紀80年代之后的以改性環(huán)氧樹脂涂料、玻璃鱗片涂料、無溶劑環(huán)氧涂料、氟樹脂涂料等為典型代表的高性能水下船底防腐涂料，這些材料目前已普遍進入了工業(yè)化的生產(chǎn)應用。另外，水線以上的防腐蝕涂料通常表現(xiàn)出更好的耐久耐候性，而且其保光保色效果也不錯。

(二)陰極保護系統(tǒng)

通過采用一定的措施，可使船舶與海水直接接觸的整體部位變成陰極，以此保護鋼鐵船體減少或免除受腐蝕侵害的效果，該方法即為船舶的陰極保護。陰極保護系統(tǒng)主要有犧牲陽極和外加電流兩種保護策略。(1)犧牲陽極保護技術。犧牲陽極保護技術是指通過采用具有更低電極點位的金屬或合金材料與船體鋼鐵部位進行連接安裝，并以犧牲安裝材料為代價保護船體構(gòu)件鋼材不被腐蝕的技術。該技術對于船舶浸水部位的保護效果最為明顯，所以應用比較廣泛。該技術對船舶腐蝕的保護效果取決于所用陽極材料電化學性能的優(yōu)良，就當前來看，鋅鋁鎘三元合金、高效鋁合金陽極以及鐵合金陽極是最為常見的陽極材料。在陽極材料型號和數(shù)量的選擇方面，視船舶的船型而定，但都應充分考慮各部位的形狀、面積和環(huán)境情況等因素。犧牲陽極保護技術因為毋須外加電流，所以不會對臨近的設備造成任何干擾，其施工過程也非常簡單易行。以新型的鋁合金陽極替代傳統(tǒng)鋅合金陽極是該技術既定的發(fā)展趨勢，技術的實現(xiàn)，不僅更有利于保護壽命的延長，而且可大大降低保護費用的支出。(1)外加電流防腐技術。外加電流陰極保護防腐技術是用只起導電作用的輔助陽極替代犧牲型陽極材料，該輔助材料不會在使用的過程中被逐漸溶解，具體的做法是在它與船體鋼材構(gòu)件之間外加一直流電流，并利用海水形成電流回路，通過保護電流的輸入而實現(xiàn)對陰極的保護。該系統(tǒng)由施加外加電流的恒電位儀、參比電極以及不溶輔助陽極構(gòu)成，可較好地實現(xiàn)將船體的電位始終維系在合適的保護電位范圍。該技術最顯著的優(yōu)點就是具有較長的保護壽命以及較強的電位電流可調(diào)節(jié)性，因此愈發(fā)得以廣泛地應用與船舶的腐蝕防護。但目前在可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性兩方面有所欠缺，這些也是未來此項技術需要著手改進的地方。

篇6

1.1無線傳感網(wǎng)絡技術很受大眾的喜歡與它的高科技的發(fā)展是分不開的，而且許多國家也很重視它的發(fā)展，世界各國的工業(yè)界、高科技界和學術界對無線傳感網(wǎng)絡的發(fā)展展開了猛烈的攻勢，希望可以通過靠科技技術的結(jié)合實現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡技術的進步，許多國家還將無線傳感網(wǎng)絡技術列入國家的重點研究技術，而且一些周刊和雜志對無線網(wǎng)絡的評價也很高，認為無線傳感網(wǎng)絡技術是未來引領世界計算機進步的主要技術。

1.2無線傳感網(wǎng)絡技術在我國的發(fā)展還很緩慢，這主要是由于無線傳感網(wǎng)絡技術在我國出現(xiàn)的時間比較晚，無線傳感網(wǎng)絡技術在我國的研究方案中還處在初級階段，與西方一些發(fā)達國家相比，存在嚴重的滯后性，我國在無線傳感網(wǎng)絡技術上的研究主要局限在仿真計算和網(wǎng)絡協(xié)議等，在人們的生活和軍事中的應用還很少，而且無線網(wǎng)絡現(xiàn)在已經(jīng)可以用來作環(huán)境監(jiān)測，我國卻沒有將無線傳感網(wǎng)絡技術應用到實處。

1.3目前，中國的未來技術研究方向中有幾項是專門針對無線傳感網(wǎng)絡技術進行直接論述的，而且在一些重大會議的決策里面，也將無線傳感網(wǎng)絡技術列為三大前沿信息技術，無線傳感網(wǎng)絡技術中的自發(fā)組織網(wǎng)絡技術和智能感知技術都成為中國重點信息技術研究，無線傳感網(wǎng)絡技術在我國如此重視的情況下一定會有所成就，無線傳感網(wǎng)絡技術也成為社會信息技術發(fā)展的必然，在我國，信息技術領域廣泛地被應用已經(jīng)成為不爭的事實，對人們的生活、工作和社會的發(fā)展帶來很深刻的影響。

2無線傳感網(wǎng)絡技術的應用發(fā)展

2.1無線傳感網(wǎng)絡技術在環(huán)境監(jiān)測方面的應用和發(fā)展現(xiàn)代社會，人類的生活水平在逐漸的提高，人們對于環(huán)境的探討也越來越重視，環(huán)境方面的應用科學也越來越多，傳統(tǒng)的環(huán)境探索的模式已經(jīng)不能滿足人們對環(huán)境探索強烈的欲望，而且關于環(huán)境的采集數(shù)據(jù)的難度也越來越大。無線傳感網(wǎng)絡技術的出現(xiàn)及時地解決了環(huán)境探索方面的難關，無線傳感網(wǎng)絡技術對戶外的野生動物的跟蹤、發(fā)現(xiàn)和保護做出了巨大的貢獻，通過無線傳感網(wǎng)絡技術，人們能夠?qū)Ω鞣N野生動物的生存成長環(huán)境做監(jiān)測，比如說動物生存環(huán)境的氣象、洪澇災害、地球的物理環(huán)境、環(huán)境的污染狀況、大氣的監(jiān)測等等，根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果采取必要的保護措施和改善措施。

2.2無線傳感網(wǎng)絡技術在軍事領域的應用和發(fā)展無線傳感網(wǎng)絡技術起于軍事領域，無線傳感網(wǎng)絡技術在軍事上的應用是它能夠在國家的邊疆上站崗放哨做警衛(wèi)，將無線傳感網(wǎng)絡器安置在國家的邊疆防線上，士兵可以直接通過無線傳感網(wǎng)絡技術對國家邊疆進行防御，接受來自不同方向的信息并及時果斷地做出相應的措施。無線傳感器在軍事上的另外一個應用就是可以對目標進行定位，以及時地防范敵軍的可能的侵襲和進攻，還可以通過無線傳感技術對無人駕駛的車輛進行擺布，戰(zhàn)爭結(jié)束后，無線傳感網(wǎng)絡還能對戰(zhàn)場的破壞性和環(huán)境污染程度進行監(jiān)測并且評估。

2.3無線傳感網(wǎng)絡技術在家庭生活中的應用和發(fā)展無線傳感網(wǎng)絡技術最貼近人的生活的應用就是在家庭生活中的應用，無線傳感網(wǎng)絡器可以為人民的生活提供很多方便，并且能夠使人們的生活環(huán)境更舒適，無線傳感網(wǎng)絡技術為人們的生活提供比較人性化智能家居，比如說像冰箱、真空吸塵器、錄像機和微波爐等，這樣用戶就可以在遠處遙控這些家用產(chǎn)品，而且還能通過無線傳感技術在家里的主要房間安裝監(jiān)測器，以便隨時控制家里的安全。

2.4無線傳感網(wǎng)絡技術在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)的應用和發(fā)展無線傳感網(wǎng)絡技術在健康護理人的方面的應用主要是用來對患者和醫(yī)生的行為進行監(jiān)測，人的身體里面有很多我們并不知道的生理和心理數(shù)據(jù)，將無線傳感網(wǎng)絡技術安裝在病人的身上就可以隨時觀察病人的病情，并得到及時的救治，無線網(wǎng)絡傳感技術在不久的將來會更加的方便，用途也會更加的多，還能實現(xiàn)醫(yī)療的遠程遙控。

3結(jié)束語

篇7

關鍵詞：同步數(shù)字體制（SDH）虛級聯(lián)以太網(wǎng)

隨著1000MHz以太網(wǎng)技術的逐步成熟以及10GHz以太網(wǎng)標準的即將問世，以太網(wǎng)技術正由局域網(wǎng)技術擴展為城域網(wǎng)（MAN）和廣域網(wǎng)（WAN）技術。但以太網(wǎng)的性能監(jiān)視和故障定位能力較弱，為了彌補這些缺陷，充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡設施，目前網(wǎng)絡提供商正試圖利用現(xiàn)有的SDH光網(wǎng)絡來傳送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)（EOS）。但是，由于以太網(wǎng)和SDH的標準速率并不完全匹配，當將以太網(wǎng)幀向SDH幀映射的時候，往往要使用較大的SDH容器，從而造成傳輸帶寬的浪費。例如，傳輸一個千兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)往往需要一個完整的2.5Gbps的SDH傳輸通道，這無疑會造成巨大的帶寬浪費，理論上，可使用SDH級聯(lián)技術構(gòu)造大小合適的SDH傳輸通道，來傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，但不幸的是很多現(xiàn)有的SDH網(wǎng)絡并不支持級聯(lián)處理，而要更新這些網(wǎng)絡設施代價太大。因此這種級聯(lián)傳輸方法目前并不現(xiàn)實。

本文采用多個虛級聯(lián)的SDH虛容器（VC-3）為千兆以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流開辟大小合適的SDH傳輸通道，配合使用鏈路容量調(diào)整配置（LCAS）技術，不僅可以提高傳輸帶寬的利用率，而且可以動態(tài)地分配帶寬資源。

1SDH虛級聯(lián)的基本原理

虛級聯(lián)是指用來組成SDH通道的多個虛容器（VC-n）之間并沒有實質(zhì)的級聯(lián)關系，它們在網(wǎng)絡中被分別處理獨立傳送，只是它們所傳的數(shù)據(jù)具有級聯(lián)關系。這種數(shù)據(jù)的級聯(lián)關系在數(shù)據(jù)進入容器之前即作好標記，待各個VC-n的數(shù)據(jù)到達目的終端后，再按照原定的級聯(lián)關系進行重新組合。SDH級聯(lián)傳送需要每個上SDH網(wǎng)元都有級聯(lián)處理功能，而虛級聯(lián)傳送只需要終端設備具有相應的功能即可，因此易于實現(xiàn)。

如圖1所示，使用虛級聯(lián)技術可以將一個完整的客戶帶寬分割開，映射到多個獨立的VC-n中進行傳輸，然后由目的終端將這些VC-n重新組合成完整的客戶帶寬。

包含X個VX-3的虛級聯(lián)通道可以用VC-3-Xv來表示。如圖2所示，VC-3-Xv提供一個由X個C-3容器構(gòu)成的凈荷域，X個C-3被映射在組成VC-3-Xv的X個VC-3里。每個VC-3都有各自的通道開銷（POH），其中POH中的HR字節(jié)用來做虛級聯(lián)處理的序列指示（SQ）和復幀指示（MFI），以下將詳細說明。

VC-3加上段開銷（SOH）即可構(gòu)成完整的STS-1信道，因此X個虛級聯(lián)的STS-1可表示為STS-1-Xv。由于STS-1-Xv中每一個STS-1信道的數(shù)據(jù)可能在網(wǎng)絡中獨立傳輸，各個STS-1信道的數(shù)據(jù)經(jīng)過傳輸后會存在不同的傳輸延遲。因此，當STS-1-Xv中各個STS-1信道的數(shù)據(jù)到達目的終端時，必然先對它們之間的時延差進行補償，經(jīng)過重新同步定位后，重構(gòu)一個與送時相同的凈荷域。凈荷重構(gòu)的信息由H4字節(jié)攜帶，H4的編碼結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1H4字節(jié)編碼

Bits7-4Bits3-0(MFI[3-0])MFI

MFI[11-8]0000n

MFI[7-4]0001n+1

保留（0000）0010n+2

保留（0000）0011n+3

保留（0000）…………

保留（0000）1101n+13

SQ[7-4]1110n+14

SQ[3-0]1111n+15

MFI用來指示各個虛級聯(lián)的STS-1數(shù)據(jù)幀之間的相位關系（時延差）。在H4字節(jié)，MFI由兩級編碼構(gòu)成，對應地有兩級MFI。第一級MFI由H4的低4位（0～3位）構(gòu)成，隨著每一個基本幀的到來，每一級MFI由0增加到15；第二級MFI有8比特，這8比特分別由第一級MFI的第0幀和第1幀的高4位（4～7位）構(gòu)成。這樣，一個復幀共由4096個基本幀構(gòu)成，復幀周期為512ms，因此可以表示256ms內(nèi)的相位差。

SQ用來指示各個虛級聯(lián)的STS-1信道在STS-1-Xv中排列順序。每個STS-1都有一個固定的SQ，STS-1-Xv中每一個傳送的STS-1信道的SQ為0，以此類推，第X個傳送的STS-1信道的SQ為（X-1）。SQ有8比特，這8個比特由第14和第15幀中H4的高4位（4～7位）構(gòu)成，8比特一共可以表示256個STS-1信道。

2SDH虛級聯(lián)的技術實現(xiàn)

本節(jié)依據(jù)虛級聯(lián)的基本原理，實現(xiàn)千兆以及網(wǎng)數(shù)據(jù)在2.5Gbps速率的SDH網(wǎng)絡中的虛級聯(lián)傳輸。虛級聯(lián)處理包括發(fā)送端虛級聯(lián)處理（TVCP）和接收端虛級聯(lián)處理（RVCP）兩部分。

2.1發(fā)送端虛級聯(lián)處理

TVCP實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)在SDH物理通道中的是映射以及虛級聯(lián)復幀指示和序列指示的處理。

圖3中通用封幀處理器（GFP）負責以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的封裝和定界。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)經(jīng)過GFP處理后，可被稱為以太網(wǎng)邏輯數(shù)據(jù)。虛線框部分為發(fā)端虛級聯(lián)處理模塊（TVCM）。TVCM的核心是一個復制機，它將以太網(wǎng)邏輯數(shù)據(jù)從輸入緩存器移入輸出緩存器，在這個過程中將以太網(wǎng)邏輯數(shù)據(jù)映射到SDH通道中對應的STS-1信道。映射的控制基于虛級聯(lián)配置器中的可編程信息，這些信號包括為以太網(wǎng)邏輯數(shù)據(jù)分配的SDH帶寬（STS-1信道數(shù)目）以及雙太網(wǎng)邏輯數(shù)據(jù)在SDH數(shù)據(jù)幀中的時隙位置（STS-1信道號）。SDH通道開銷處理器主要完成各個虛級聯(lián)STS-1信道數(shù)據(jù)幀中MFI值和SQ值計算，以及H4字節(jié)的編碼和插入，其方法已經(jīng)在虛級聯(lián)基本原理中說明。

2.5Gbps速率的SDH傳輸通道共有48個STS-1信道，由于C-3的容量為44.73Mbit，因此一個千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)至多占用22個STS-1信道，剩余信道可以用來傳輸其它業(yè)務，因此虛級聯(lián)技術提高了傳輸帶寬的利用率。另外，由于只需利用LCAS協(xié)議改變虛級聯(lián)配置器中的可編程信息，就可以動態(tài)地調(diào)整數(shù)據(jù)的傳輸帶寬因此虛級聯(lián)技術提高了網(wǎng)絡帶寬配置的靈活性。

2.2接收端虛級處理（RVCP）

RVCP主要實現(xiàn)SDH通道中各個虛級聯(lián)STS-1信道的級聯(lián)重組以及以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的解映射。

收端虛級聯(lián)處理模塊（RVCM）如圖4所示，主要包括SQ和MFI提取器、同步統(tǒng)計存儲器、步邏輯、同步緩存器以及解映射器。

RVCM從信總線上接收SDH數(shù)據(jù)幀，并由SQ和MFI提取器直接從SDH通道開銷中捕捉H4字節(jié)。根據(jù)H4字節(jié)中的SQ值判斷各個虛級聯(lián)STS-1信道的排列順序，同時，根據(jù)MFI值并利用同步緩存器對各個STS-1信道的數(shù)據(jù)進行重新同步定位，以補償它們之間的時延差。數(shù)據(jù)重定位后，解映射器將數(shù)據(jù)從SDH電信總線數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)邏輯通道的數(shù)據(jù)格式。

同步緩存器負責對各個虛級聯(lián)STS-1信道的數(shù)據(jù)進行同步處理，以實現(xiàn)各個信道數(shù)據(jù)幀的對齊。如圖5所示，根據(jù)各個虛級聯(lián)STS-1信道中數(shù)據(jù)幀的SQ值，將數(shù)據(jù)寫入同步緩存器中對應的區(qū)域。各個STS-1信道數(shù)據(jù)的寫入地址由該信道數(shù)據(jù)幀MFI值確定，數(shù)據(jù)根據(jù)MFI值被跳躍地寫入對應的緩存器地址，然后再按某共同的讀指順序讀出。這樣，通過同步緩存器對數(shù)據(jù)的重新同步定位，可補償各個STS-1之間的傳輸時延差。

在重定位過程中，同步邏輯要為同步緩存器中各個STS-1信道的數(shù)據(jù)確定一個共同的讀地址，這個過程可稱作同步過程。整個同步過程分為同步捕捉（SYN-ACQ）和同步（SYN）兩個狀態(tài)。

篇8

傳統(tǒng)美術設計主要包括美術理論、美術技能和審美等幾個方面。傳統(tǒng)美術設計對于提高學生美術基礎知識和基本技能等方面的文化修養(yǎng)、培養(yǎng)學生良好的審美能力和鑒賞能力都有著重要的作用。因此，傳統(tǒng)美術設計的基礎地位不可動搖。一個美術設計者的藝術修養(yǎng)和美術技能的提高離不開傳統(tǒng)美術，只有具有扎實的繪畫功底、較高的藝術欣賞水平、藝術資質(zhì)及創(chuàng)新能力，才能創(chuàng)作出高質(zhì)量的作品。

1.1從藝術修養(yǎng)來看

藝術修養(yǎng)對于一個美術工作者來說是首先要具備的基本素養(yǎng)，主要包括藝術欣賞、藝術審美等方面的能力。作為一個美術設計者來說，只有具備一定的藝術欣賞、審美能力，才能不斷地在生活實踐中觀察美、發(fā)現(xiàn)美、認識美，也才能充分利用自己的審美能力去創(chuàng)造出美的形象。

1.2從美術技能來看

美術技能主要包括造型能力、創(chuàng)造性形象思維能力和抽象思維能力等，美術技能是美術工作者賴以生存的法寶。只有具有高超的美術技能，深厚的美術功底，才能有創(chuàng)造性的創(chuàng)作出好的作品，一個沒有高超美術技能的美術工作者是很難有大的發(fā)展。

2計算機美術設計的優(yōu)越性

計算技術的飛速發(fā)展，促進了計算機美術設計的發(fā)展，使之成為美術設計者不可缺少的工具。計算機美術設計有著先天的優(yōu)越性，在美術設計中發(fā)揮著越來越重要的作用。

2.1設計功能空前強大

作為一種先進的設計工具，計算機美術設計與傳統(tǒng)的美術設計相比，具有直觀性強、存儲量大、展示便捷、動感逼真、便于修改等特點。隨著計算機技術的不斷發(fā)展和日益普及，計算機美術設計被廣泛應用到美術設計領域，成為設計者的必備工具，并在作品創(chuàng)作中發(fā)揮著無可替代的作用，大大提高設計效率。

2.2設計軟件豐富多樣

在傳統(tǒng)的美術設計中，可能因為一點的失誤就會造成整體的報廢，造成巨大的時間和人力上的浪費。計算機美術設計因為具有可修改性，從而有效避免了這一問題。除此之外，計算機美術設計在發(fā)展過程中已逐漸走向成熟，產(chǎn)生了豐富多樣的設計軟件。Photoshop、CorelDraw等廣告平面設計軟件，大大提高了對照片、lo⁃go標志、廣告、圖片的設計能力，增強了對圖片的處理效果。

2.3設計素材輕松可以獲取和存儲

計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也為美術設計提供了便利的條件，設計素材的來源更廣，存儲更方便?；ヂ?lián)網(wǎng)絡建立了資源共享平臺，這樣美術設計者就可以利用網(wǎng)絡搜集素材，存儲素材和傳遞素材等。

2.4應用范圍廣泛

隨著計算機技術的發(fā)展和普及，計算機美術設計也不斷拓展，其設計領域已經(jīng)涵蓋了美術設計的各個方面，主要包括平面設計、網(wǎng)頁制作、影視創(chuàng)意、廣告攝影、建筑效果圖后期修飾等方面。由于計算機美術設計的應用范圍不斷發(fā)展，提高了美術工作者的工作積極性和工作效率，不斷涌現(xiàn)出大量的高質(zhì)量作品。

3計算機美術設計和傳統(tǒng)美術設計的關系

3.1傳統(tǒng)美術設計是計算機美術設計的基礎

計算機美術設計的發(fā)展雖然促進了美術行業(yè)的變化，但是計算機美術設計的核心仍是進行美術設計。設計作品的功能性、藝術性以及文化品位都能對美術設計的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。這就要求美術設計師必須掌握基礎的繪畫功底和造型技能，掌握視覺藝術所具備的觀察能力、創(chuàng)新能力和藝術語言的表達能力，而要具備這些能力，就離不開傳統(tǒng)美術設計的基礎課程。

3.2計算機美術設計是對傳統(tǒng)美術設計的發(fā)展

計算機美術設計的發(fā)展促使美術設計以嶄新的面貌展現(xiàn)出來。傳統(tǒng)美術設計主要鍛煉學生的構(gòu)圖、透視、造型和設計等基礎能力，培養(yǎng)良好的設計習慣能力。這些美術設計的基礎課程對算機美術設計有重要的幫助。計算機美術設計是在設計者完成傳統(tǒng)美術設計基礎課程之后，具備一定的設計思維能力，才能根據(jù)設計需要進行作品創(chuàng)作。在現(xiàn)代設計中，計算機是設計者手中的重要工具，能夠幫助設計者完成一些操作過程，降低美術設計的工作量，拓寬創(chuàng)作空間。

3.3傳統(tǒng)美術設計與計算機美術設計完美結(jié)合

篇9

船載集裝箱運輸系統(tǒng)中，如圖1所示，集裝箱堆放位置和存放內(nèi)容，每個航程都可能不相同。這種隨機性決定了貨物狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集不可能使用定點采集、有線傳輸方式。經(jīng)對各種傳輸方式和特定對象的研究，在構(gòu)建船載集裝箱貨物監(jiān)控框架是，數(shù)據(jù)采集方案如下：1.研制無線移動采集終端模塊，并將其懸掛在集裝箱箱體外，傳感器根據(jù)物體特性接入集裝箱內(nèi)或其他位置。移動采集模塊中，內(nèi)嵌Zigbee通信模塊。船內(nèi)各集裝箱對應的采集模塊構(gòu)成Zigbee無線傳感網(wǎng)，并通過匯集節(jié)點將各集裝箱信號引入位于船內(nèi)監(jiān)控中心。2.研制無線協(xié)調(diào)終端模塊作為Zigbee匯聚節(jié)點，該節(jié)點位于船內(nèi)監(jiān)控中心，并將匯集節(jié)點與船內(nèi)監(jiān)控主機互聯(lián)。通過匯集節(jié)點，采集船內(nèi)各集裝箱貨物狀態(tài)數(shù)據(jù)。同時，監(jiān)控主機還可通過船內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)總線接入船舶主機數(shù)據(jù)、駕控臺數(shù)據(jù)等，通過GPS接收本船位置信息、AIS接收周邊船舶位置信息。以此，構(gòu)成船內(nèi)監(jiān)控中心，在內(nèi)陸或近?？山?jīng)3G移動網(wǎng)絡將重要數(shù)據(jù)傳入岸基監(jiān)控中心。3.若船內(nèi)監(jiān)控中心與集裝箱貨物存放區(qū)較遠，或者有障礙遮擋，需要安裝中繼Zigbee節(jié)點，保證Zigbee無線傳感網(wǎng)的連續(xù)性。船內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)由前端數(shù)據(jù)采集單元、GPS接收模塊、AIS接受模塊、Zigbee模塊、3G通信模塊、監(jiān)控主機等組成，并可與船內(nèi)機艙、駕控臺監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)。船內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖2所示。前端傳感器數(shù)據(jù)采集模塊是由傳感器模塊與信息采集模塊所組成。傳感器一般是由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號調(diào)理元件、微處理器所組成。信息采集模塊由信號轉(zhuǎn)換單元、電源單元、串口通信單元、微處理芯片所組成。將傳感器通模塊同過相應的接口電路與數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)合就可以對船載危險品的在途狀態(tài)進行監(jiān)測。前端傳感器數(shù)據(jù)采集模塊的原理框圖如圖3所示。

二、船內(nèi)ZigBee網(wǎng)絡通信模塊研發(fā)

（一）船內(nèi)Zigbee通信網(wǎng)絡系統(tǒng)設計

Zigbee終端采集模塊可以通過串口與前端數(shù)據(jù)采集模塊相連接，當前端數(shù)據(jù)采集模塊采集到傳感器數(shù)據(jù)時，經(jīng)過處理后傳輸?shù)絑igbee終端采集模塊。每個Zigbee終端采集模塊設計有一個十六位標識地址，加電后即進入數(shù)據(jù)傳輸模式，同時把本模塊標識地址傳至Zigbee協(xié)調(diào)器模塊。前端數(shù)據(jù)采集模塊所采集的實時數(shù)據(jù)通過Zigbee終端采集模塊和所建立的無線鏈路傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器節(jié)點緩存區(qū)中，實現(xiàn)船內(nèi)集裝箱貨物狀態(tài)在線監(jiān)控，而且經(jīng)3G模塊可轉(zhuǎn)發(fā)到岸基監(jiān)控中心。在Zigbee終端節(jié)點信號有效范圍內(nèi)，終端節(jié)點可直接與協(xié)調(diào)節(jié)點互聯(lián)。否則，Zigbee終端節(jié)點需要與Zigbee路由節(jié)點相連接，然后通過路由節(jié)點與Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點連接。Zigbee終端節(jié)點之間也可以相互發(fā)送數(shù)據(jù)，即每個終端節(jié)點可以作為路由節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。這樣形成一個互聯(lián)的Zigbee網(wǎng)絡，每個節(jié)點在這個網(wǎng)絡中都具有一個唯一的十六位地址，如果該網(wǎng)絡中的協(xié)調(diào)器節(jié)點只有一個，則它的地址就是0X0000。Zigbee路由節(jié)點，或稱中繼節(jié)點主要實現(xiàn)網(wǎng)絡深度的擴展及子節(jié)點管理，以保證終端數(shù)據(jù)能夠順暢的傳輸?shù)絑igbee協(xié)調(diào)節(jié)點上。Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點是Zigbee網(wǎng)絡與3G網(wǎng)絡、船內(nèi)監(jiān)控局域網(wǎng)連接的橋梁，完成Zigbee網(wǎng)絡與3G網(wǎng)絡、工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的交換。

（二）Zigbee模塊硬件電路設計Zigbee

無線模塊是由電源電路、CC2530F256芯片、串行通信電路、按鍵與LED顯示電路組成，其原理框圖如圖5所示。CC2530F256芯片作為單芯片Zigbee解決方案，已經(jīng)將Zigbee協(xié)議的主要功能集成在CC2530F256芯片中(如RF電路)。在芯片程序存儲區(qū)注入不同功能的程序與協(xié)議，該模塊將會在Zigbee網(wǎng)絡中起不同的作用。模塊可以作為獨立的Zigbee終端設備(如采集模塊)，也可以作為Zigbee路由模塊，用來擴展網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，還可以作為Zigbee協(xié)調(diào)器，用于和其它網(wǎng)絡終端及其他異構(gòu)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換。基于本系統(tǒng)的功能需求，只需要對電源電路、通信電路、按鍵及LED顯示電路三個方面進行設計。1.電源電路由于ZigBee模塊中的CC2530F256芯片的工作電壓是3.3V，而本系統(tǒng)的工作電壓是5V所以需要對5V電壓進行轉(zhuǎn)換。ZigBee模塊用的電壓轉(zhuǎn)換芯片為AMS1117，如圖5所示的是AMS1117電路的最小單元。這些電路主要是降噪限流，確保電源系統(tǒng)更加穩(wěn)定。2.通信電路前端采集模塊采用的是異步串行口輸出，輸出的數(shù)據(jù)要經(jīng)過Zigbee網(wǎng)絡傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，因此，在Zigbee模塊與前端采集模塊的有線連接中采用異步串行接口(RS232)，既可以簡化電路設計也可以縮短開發(fā)周期。由于從前端采集模塊采集的數(shù)據(jù)都經(jīng)過了RS232電平的轉(zhuǎn)換，所以Zigbee模塊需要將信號電平轉(zhuǎn)換為CC2530F256可以讀寫的電平模式，即在Zigbee模塊的輸入端加載一個SP3232E電平轉(zhuǎn)換芯片，該轉(zhuǎn)換芯片電路的設計相對簡單，同時它屬低功耗芯片，適合使用電池進行較長期供電。最后，將接口以插針方式引出，以適應外部連接要求。3.按鍵及LED顯示電路Zigbee模塊設計了兩路LED指示等方便觀測模塊電源供電狀態(tài)、系統(tǒng)的運行及組網(wǎng)狀態(tài)。同時采用兩路按鍵來進行模塊測試和復位操作，在模塊外部添加了外接180度旋轉(zhuǎn)天線提高數(shù)據(jù)收發(fā)的覆蓋范圍，減小數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率及收發(fā)功耗。Zigbee模塊的硬件電路圖如圖5所示，Zigbee網(wǎng)絡中所有類型的節(jié)點，即終端節(jié)點、路由節(jié)點、協(xié)調(diào)器節(jié)點的硬件電路相同。在Zigbee網(wǎng)絡通信中，各模塊應用于不同功能的通信節(jié)點，由軟件編程實現(xiàn)。

（三）系統(tǒng)應用

以本文介紹的研究成果為基礎開發(fā)的應用系統(tǒng)已投入應用，并取得了較好的社會經(jīng)濟效益。如圖6所示，船載數(shù)據(jù)采集終端一方面通過接收GPS定位信號，對船舶航行的在途狀態(tài)進行檢測，同時采集船載集裝箱貨物信號。并將船舶的位置信息、船舶在途狀態(tài)信息以及貨物狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送到船舶監(jiān)控中心，及岸基監(jiān)控中心。各Zigbee終端模塊、中繼路由模塊、匯聚模塊根據(jù)安裝位置自主組網(wǎng)形成鏈路，而且軟件系統(tǒng)可以檢測到鏈路結(jié)構(gòu)，并直觀顯示，如圖6（a）所示。船載AIS終端接收周邊船舶信息，并通過GIS技術、組態(tài)技術直觀顯示周邊船位信息，并對可能出現(xiàn)的碰撞、貨物過溫過壓等進行安全預警，如圖6（b-d）所示。

三、結(jié)束語

篇10

文化滲透作為一個名詞，最先出現(xiàn)在企業(yè)管理策略中，文化滲透是指“企業(yè)在進行文化建設和推廣過程中，把企業(yè)倡導的價值觀、經(jīng)營理念、職業(yè)操守、為人處世之道等，通過各種途徑和形式，潛移默化地貫穿于企業(yè)管理的每一個環(huán)節(jié)，達到企業(yè)所追求的共同的奮斗目標，讓企業(yè)員工有共同的價值認同，從而達到管理員工、促進企業(yè)發(fā)展的目的”。學校體育文化滲透是指在體育教學過程中，把體育蘊含的文化價值、審美情趣、體育觀念等，通過教化和熏陶的方式，滲透到每位學生的內(nèi)心，潛移默化地影響全體學生的體育價值觀、體育思維方式和體育情感、態(tài)度等，形成共同的價值追求，從而達到培養(yǎng)學生終身體育意識的目的。學校體育文化滲透和企業(yè)文化滲透有一定的區(qū)別，企業(yè)的文化滲透用于規(guī)范員工的行為，形成共同的價值觀，提高企業(yè)員工的凝聚力。學校體育文化滲透在于追求學生人格的完善和終身體育意識的培養(yǎng)，“實踐證明，在體育教學中，這種富有藝術及人文精神的文化滲透越深刻、越全面、越長久，其育人的實際效果就越好，從而促使受教育者的行為就越文明、越有影響力和震撼力”。因此，學校體育文化滲透的方式不是硬性地強加于學生身上，而是在潛移默化中達到潤物細無聲的效果，所以學校體育文化滲透的方式應該是教化和熏陶。

2運動技術與文化的共生性

對運動技術的理解要把技術放在其母體文化的背景之下，因為“任何一項技術的發(fā)明都首先在人類文化的環(huán)境中做評估，缺失文化實踐的背景，擬議中的技術不可能有進展，文化因素是決定技術是否可能實現(xiàn)的內(nèi)在條件”。伊德選擇弓與箭的技術分析了在不同歷史時期，不同地域背景中技術存在的差異性，生動地闡明了技術與不同文化情景的相適性要求。伊德認為:“技術在協(xié)調(diào)人與世界關系的過程中，不僅僅是改變著人類活動的習慣，更使得技術形成一種技術文化，進而改變著人類的思維模式，人類越來越相信和依賴技術構(gòu)建出來的‘真實世界’”。因此，運動技術與文化二者不是截然分離的兩種東西，而是不可分割地聯(lián)系在一起的，確切地說運動技術是文化不可分割的重要組成部分，兩者存在著天然的共生關系。與此同時，兩者的共生性還體現(xiàn)在:一方面，運動技術是文化積淀的產(chǎn)物;另一方面，它又是促進了體育文化的發(fā)展。如果將運動技術細分的話，也可分為三個層次:最表層的是運動技術器物;中間層是運動技術制度或體制;最深層即核心層是運動技術的意識形態(tài)。運動技術作為人類有目的的活動手段之一，承載著人類的體育需求和價值觀，是人追求健康或挑戰(zhàn)自我的最基本方式和方法，從而使運動技術集中鮮明地體現(xiàn)著人類的價值追求和價值賦予。

3體育教學中缺少文化的技術傳授之惑

長期以來，我國的體育教學過分偏重以技術傳授為主導的外顯性教育，而無視以潛移默化為主導的內(nèi)隱性教育，導致了體育教育的文化缺陷，影響了對學生的體育文化教育，使得運動技術的傳授缺乏方向性與吸引力。在此教學模式下，學生群體很自然地就會認為體育學習就是為了掌握和提高技術，再加之體育教師所設定的“以技術為核心”教學目標的偏頗，使天生存在運動能力不足或運動細胞缺少的學生(即使運動能力強的學生也有技術提高的極限)在單一價值觀的運動技術學習中。逐漸迷失了自我，枯燥的情緒隨之而來，找不到體育學習的樂趣，久而久之學生參與體育鍛煉的熱情受到壓制，導致了體育教學效果的不佳。

3．1文化教學內(nèi)容的缺失致使學生喪失學習興趣

在長期的教學歷史中，體育教學內(nèi)容普遍存在重技術輕文化現(xiàn)象，以至于學生缺乏對各運動項目所蘊含的文化要素的掌握與了解，而教學中單純的運動技術教學并不能使學生產(chǎn)生情感上的共鳴，教學效果不理想。由于文化方面的教學具有歷史性、趣味性、知識性等特點，正好與運動技術教學有很好的互補性，使學生在掌握運動技術的同時，了解該運動項目所產(chǎn)生的歷史背景、價值體系、文化隱喻等深層次的關聯(lián)知識，使學生在技術學習中得到文化的渲染，文化的渲染又可以激發(fā)學生學習技術的極大興趣。

3．2教學方法過于傳統(tǒng)，抑制了學生的積極性

單純的運動技能傳授，教師的授課方式很難從傳統(tǒng)的教學方式中轉(zhuǎn)變過來，具體教學也是以教師為主導的灌輸式的技術教學，從小學到高?；旧涎赜昧艘惶捉虒W模式，缺少循序漸進的文化滲透歷程。正是由于缺少了文化層面的調(diào)適，最終造成了學生對體育學習的厭倦，學習的主動性、積極性不高。同時，教學方法的陳舊，使學生始終處于被動的技術模仿中，技術的簡單模仿，限制了學生的創(chuàng)造性發(fā)揮，抑制了學習的積極性。

3．3重技術輕文化，導致學生綜合素質(zhì)不足

體育教學指導思想更多地關注運動技能的傳授和提高，而忽視了“文化”作為體育教育的重要組成部分，沒能把運動技能與文化的學習、教法的掌握和各種能力的提高貫穿整個教學過程。單純的運動技能傳授只能讓學生學會模仿，而不能激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，從而限制了體育習慣的養(yǎng)成，“授之以魚不如授之以漁”。

4技術傳授與文化滲透并重體育教學理念的實踐路徑

4．1“技術傳授與文化滲透并重”體育教學理念提出的依據(jù)

運動技術:體育教學操作性和默會性特征指向的必然工具。體育教學具有操作性和默會性特征。其中操作性是體育教學的首要特征。從現(xiàn)代認知心理學的角度看，“技能的本質(zhì)是一套操作程序控制了人的行為，包括外顯的身體活動和內(nèi)在的思維活動。程序性知識概念實際上也是一套操作規(guī)則或程序支配人的行為。所以，程序性知識概念實際上包含了我們平常所說的技能的概念。”可見，運動技術是一種操作形態(tài)的知識，在體育教學中決不能忽視這種知識。與此同時，體育教學具有默會性特征。英國哲學家波蘭尼指出:人類的知識有兩種，一種是用書面文字或地圖、數(shù)學公式來表述的知識;另一種則是不能系統(tǒng)表述的知識，例如我們有關自己行為的某種知識。如果我們將前一種知識稱為明言知識的話，那么我們就可以將后一種知識稱為默會知識，波蘭尼由此提出他最著名的認識論命題———“我們所認識的多于我們所能告訴的”。語言文字僅是運動技術一種經(jīng)驗性的表述，這就決定了我們對運動技術的表達和傳授，也只能大概意義上的、模糊的表達和傳授，是不精確的。運動技術所呈現(xiàn)的“奧妙”與“訣竅”，是難以言表的，須由學習者長時間、反復的練習才能體會到這種“奧妙”?？梢哉f，運動技術的教學是體育教育的主要方法和手段，沒有了運動技術的教學，體育課程無疑會成為“無源之水”、“無本之木”，因而，一定的運動技術教學是必不可少的。文化滲透:體育教學理念創(chuàng)新的核心。“無論是社會學取向的教學研究、哲學取向的教學研究，還是心理學取向的教學研究，它們都有其自身無法回避的局限性。如社會學取向的教學研究因過分追求教學的客觀化、科學化，忽視了教學活動的主觀性、復雜性與人文性。每一種研究取向，對教學問題的分析途徑或解釋框架具有特定的作用，不足以全面分析教學活動的復雜性。哲學取向的教學研究秉承理性主義的傳統(tǒng)，沉溺于抽象的觀念世界，追求普遍性和絕對的確定性，缺乏對當下的現(xiàn)實教學生活的實踐關照，忽視了教學問題的復雜性、境域性與文化的生成性。心理學取向的教學研究非常重視教學的工具技術理性，把教學看作是一種工藝與技術，關注教學的程序、方法、策略與心理的問題。”對于體育教學的研究同樣存在這種情況，因此，我們需要一種更為全面的理論基礎來研究體育教學中的相關問題，實現(xiàn)多學科視野的融合。文化學恰恰就是這種著力點，因為社會學、哲學和心理學研究都根植于一定的文化傳統(tǒng)與文化背景。盡管近幾年人們開始從文化及文化學的視角關注體育教學問題，但是沒有真正將體育教學問題放到文化框架中來認識。體育教學以文化為主要任務可以更好地促進學生身心健康發(fā)展，培養(yǎng)學生終身體育意識，因為“文化的核心是價值觀念，價值觀念是學生進行價值判斷的尺度;文化可以使學生擺脫自然的限制，運用文化對自然進行觀照，從而形成自我反思的能力，在一定意義上成為自我教育者;文化的功能之一就在于教化，一種文化體系就是一個教育學說;文化可以為學生提供信念;文化可以使學生變得智慧。”“文化就像是一個大溫室，潛移默化地影響著生活在里面的成員，既能夠影響和定義一個群體的價值觀念、思維方式、語言交流方式、道德觀念、生活方式等，又可以通過這些思維方式和交流方式等來創(chuàng)造和傳承各種物質(zhì)和精神成果。也就是說，文化蘊含著創(chuàng)造的因素，又包含著傳承的因素;既包含精神的層面，也包含物質(zhì)的層面。”無疑，運動技術是文化的一種表現(xiàn)形式，是文化的結(jié)晶，文化包含著創(chuàng)造體育的源泉。運動技術往往歸于靜態(tài)的邏輯，而文化動態(tài)地反映著運動技術形成的歷史過程。因此，完整而健全的體育教學不應只是運動技術的傳授，而應當是一種包括運動技術在內(nèi)的整個體育文化的浸潤。

4．2技術傳授與文化滲透并重體育教學理念的實踐路徑