時(shí)間：2023-03-16 15:39:56
導(dǎo)語(yǔ)：在電氣和自動(dòng)化論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
論文摘要隨著液壓伺服控制技術(shù)的飛速發(fā)展，液壓伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，隨之液壓伺服控制也出現(xiàn)了一些新的特點(diǎn)，基于此對(duì)于液壓伺服系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行研究，并進(jìn)一步探討液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)和改造方向，以期能夠?qū)τ谙嚓P(guān)工作人員提供參考。
一、引言
液壓控制技術(shù)是以流體力學(xué)、液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)為基礎(chǔ)，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論、模糊控制理論，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成傳感器技術(shù)應(yīng)用到液壓技術(shù)和電子技術(shù)中，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程自動(dòng)化或生產(chǎn)現(xiàn)代化而發(fā)展起來(lái)的一門技術(shù)，它廣泛的應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)，在農(nóng)業(yè)、化工、輕紡、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造中都有廣泛的應(yīng)用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機(jī)電一體化的進(jìn)程不斷加快，技術(shù)裝各的工作精度、響應(yīng)速度和自動(dòng)化程度的要求不斷提高，對(duì)液壓控制技術(shù)的要求也越來(lái)越高，文章基于此，首先分析了液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)，并進(jìn)一步探討了液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)和改造方向。
二、液壓伺服控制系統(tǒng)原理
目前以高壓液體作為驅(qū)動(dòng)源的伺服系統(tǒng)在各行各業(yè)應(yīng)用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的速度位移及力控制，驅(qū)動(dòng)力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應(yīng)速度快，控制精度高，穩(wěn)定性容易保證等。
液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)：(1)在系統(tǒng)的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋介質(zhì)可以是機(jī)械的，電氣的、氣動(dòng)的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統(tǒng)的主反饋是負(fù)反饋，即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相反，兩者相比較得偏差信號(hào)控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動(dòng)，既以偏差來(lái)減小偏差。(3)系統(tǒng)的輸入信號(hào)的功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以達(dá)到很大。因此它是一個(gè)功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據(jù)伺服系統(tǒng)偏差大小自動(dòng)進(jìn)行的。
綜上所述，液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理就是流體動(dòng)力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號(hào)，再利用偏差信號(hào)去控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統(tǒng)中，控制信號(hào)的形式有機(jī)液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。機(jī)液伺服系統(tǒng)中系統(tǒng)的給定、反饋和比較環(huán)節(jié)采用機(jī)械構(gòu)件，常用機(jī)舵面操縱系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向裝置和液壓仿形機(jī)床及工程機(jī)械。但反饋機(jī)構(gòu)中的摩擦、間隙和慣性會(huì)對(duì)系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)中誤差信號(hào)的檢測(cè)、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計(jì)算機(jī)，形成模擬伺服系統(tǒng)、數(shù)字伺服系統(tǒng)或數(shù)字模擬混合伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度高、信號(hào)處理靈活和應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統(tǒng)。
三、液壓傳動(dòng)帕優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)液壓傳動(dòng)之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗c機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：
1液壓傳動(dòng)是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，以克服長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)軸效率低的缺點(diǎn)。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上已基本取代了老式的機(jī)械傳動(dòng)，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
2液壓傳動(dòng)裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達(dá)的體積為電動(dòng)機(jī)的12％～13％。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的體積目前是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的1／10，可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1：2000，并可在液壓裝置運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。
3傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定。因此，金屬切削機(jī)床中磨床的傳動(dòng)現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動(dòng)。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，使用安全、可靠，不會(huì)因過(guò)載而造成主件損壞：各液壓元件能同時(shí)自行，因此使用壽命長(zhǎng)。液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時(shí)，能很容易的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。液壓元件己實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)：1液壓系統(tǒng)的漏油等因素，影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比：2液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，溫度變化時(shí)，液體勃性變化引起運(yùn)動(dòng)特性變化，使工作穩(wěn)定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作：3為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復(fù)雜。液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障不易檢查和排除。
總之，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步加以克服。
四、機(jī)床數(shù)控改造方向
(一)加工精度。精度是機(jī)床必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。因此位置精度是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對(duì)位置檢測(cè)元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)于檢測(cè)元件本身的誤差和被檢測(cè)量的偏差是很難區(qū)分出來(lái)的，反饋檢測(cè)元件的精度對(duì)系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床、尤其是高精度或太中型數(shù)控機(jī)床時(shí)，必須精心選用檢測(cè)元件。所選擇的測(cè)量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量，一般要求比加工精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)?？傊呔鹊目刂葡到y(tǒng)必須有高精度的檢測(cè)元件作為保證。
(二)先局部后整體。確定改造步驟時(shí)，應(yīng)把整個(gè)電氣設(shè)備部分改造先分成若干個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行，如數(shù)控系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、主軸、進(jìn)給系統(tǒng)、面板控制與強(qiáng)電部分等，待各系統(tǒng)基本成型后再互聯(lián)完成全系統(tǒng)工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯(cuò)。在每個(gè)子系統(tǒng)工作中，應(yīng)先做技術(shù)性較低的、工作量較大的工作，然后做技術(shù)性高的、要求精細(xì)的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進(jìn)。
(三)提高可靠性。數(shù)控機(jī)床是一種高精度、高效率的自動(dòng)化設(shè)備，如果發(fā)生故障其損失就更大，所以提高數(shù)控機(jī)床的可靠性就顯得尤為重要。可靠度是評(píng)價(jià)可靠性的主要定量指標(biāo)之一，其定義為：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對(duì)數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，它的規(guī)定條件是指其環(huán)境條件、工作條件及工作方式等，例如溫度、濕度、振動(dòng)、電源、干擾強(qiáng)度和操作規(guī)程等。這里的功能主要指數(shù)控機(jī)床的使用功能，例如數(shù)控機(jī)床的各種機(jī)能，伺服性能等。
目前以高壓液體作為驅(qū)動(dòng)源的伺服系統(tǒng)在各行各業(yè)應(yīng)用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的速度位移及力控制，驅(qū)動(dòng)力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應(yīng)速度快，控制精度高，穩(wěn)定性容易保證等。
液壓伺服控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)：(1)在系統(tǒng)的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋介質(zhì)可以是機(jī)械的，電氣的、氣動(dòng)的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統(tǒng)的主反饋是負(fù)反饋，即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相反，兩者相比較得偏差信號(hào)控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動(dòng)，既以偏差來(lái)減小偏差。(3)系統(tǒng)的輸入信號(hào)的功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以達(dá)到很大。因此它是一個(gè)功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據(jù)伺服系統(tǒng)偏差大小自動(dòng)進(jìn)行的。
綜上所述，液壓伺服控制系統(tǒng)的工作原理就是流體動(dòng)力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號(hào)，再利用偏差信號(hào)去控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統(tǒng)中，控制信號(hào)的形式有機(jī)液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)和氣液伺服系統(tǒng)。機(jī)液伺服系統(tǒng)中系統(tǒng)的給定、反饋和比較環(huán)節(jié)采用機(jī)械構(gòu)件，常用機(jī)舵面操縱系統(tǒng)、汽車轉(zhuǎn)向裝置和液壓仿形機(jī)床及工程機(jī)械。但反饋機(jī)構(gòu)中的摩擦、間隙和慣性會(huì)對(duì)系統(tǒng)精度產(chǎn)生不利影響。電液伺服系統(tǒng)中誤差信號(hào)的檢測(cè)、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計(jì)算機(jī)，形成模擬伺服系統(tǒng)、數(shù)字伺服系統(tǒng)或數(shù)字模擬混合伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)具有控制精度高、響應(yīng)速度高、信號(hào)處理靈活和應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統(tǒng)。
2、液壓傳動(dòng)帕優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)液壓傳動(dòng)之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗c機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)相比，具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：
1液壓傳動(dòng)是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，以克服長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)軸效率低的缺點(diǎn)。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上已基本取代了老式的機(jī)械傳動(dòng)，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
2液壓傳動(dòng)裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達(dá)的體積為電動(dòng)機(jī)的12％～13％。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的體積目前是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的1／10，可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1：2000，并可在液壓裝置運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。
3傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定。因此，金屬切削機(jī)床中磨床的傳動(dòng)現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動(dòng)。液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，使用安全、可靠，不會(huì)因過(guò)載而造成主件損壞：各液壓元件能同時(shí)自行，因此使用壽命長(zhǎng)。液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時(shí)，能很容易的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。液壓元件己實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)：1液壓系統(tǒng)的漏油等因素，影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比：2液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，溫度變化時(shí)，液體勃性變化引起運(yùn)動(dòng)特性變化，使工作穩(wěn)定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作：3為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復(fù)雜。液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統(tǒng)發(fā)生的故障不易檢查和排除。
總之，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步加以克服。
3、機(jī)床數(shù)控改造方向
(一)加工精度。精度是機(jī)床必須保證的一項(xiàng)性能指標(biāo)。位置伺服控制系統(tǒng)的位置精度在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的加工精度。因此位置精度是一個(gè)極為重要的指標(biāo)。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統(tǒng)中開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)的大小，另一方面是對(duì)位置檢測(cè)元件提出精度的要求。因?yàn)樵陂]環(huán)控制系統(tǒng)中，對(duì)于檢測(cè)元件本身的誤差和被檢測(cè)量的偏差是很難區(qū)分出來(lái)的，反饋檢測(cè)元件的精度對(duì)系統(tǒng)的精度常常起著決定性的作用。在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床、尤其是高精度或太中型數(shù)控機(jī)床時(shí)，必須精心選用檢測(cè)元件。所選擇的測(cè)量系統(tǒng)的分辨率或脈沖當(dāng)量，一般要求比加工精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)?？傊呔鹊目刂葡到y(tǒng)必須有高精度的檢測(cè)元件作為保證。
(二)先局部后整體。確定改造步驟時(shí)，應(yīng)把整個(gè)電氣設(shè)備部分改造先分成若干個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行，如數(shù)控系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、主軸、進(jìn)給系統(tǒng)、面板控制與強(qiáng)電部分等，待各系統(tǒng)基本成型后再互聯(lián)完成全系統(tǒng)工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯(cuò)。在每個(gè)子系統(tǒng)工作中，應(yīng)先做技術(shù)性較低的、工作量較大的工作，然后做技術(shù)性高的、要求精細(xì)的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進(jìn)。
(三)提高可靠性。數(shù)控機(jī)床是一種高精度、高效率的自動(dòng)化設(shè)備，如果發(fā)生故障其損失就更大，所以提高數(shù)控機(jī)床的可靠性就顯得尤為重要。可靠度是評(píng)價(jià)可靠性的主要定量指標(biāo)之一，其定義為：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。對(duì)數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，它的規(guī)定條件是指其環(huán)境條件、工作條件及工作方式等，例如溫度、濕度、振動(dòng)、電源、干擾強(qiáng)度和操作規(guī)程等。這里的功能主要指數(shù)控機(jī)床的使用功能，例如數(shù)控機(jī)床的各種機(jī)能，伺服性能等。
4、結(jié)語(yǔ)
液壓技術(shù)在高、新、尖技術(shù)裝備中有著舉足輕重的作用，掌握液壓控。
關(guān)鍵詞：串口通訊，PDA嵌入式操作系統(tǒng)，WinCE
1引言
掌上電腦PDA（Personaldigital assistants，個(gè)人數(shù)字助理）以其輕便、廉價(jià)、功能強(qiáng)大、便于野外作業(yè)的特點(diǎn)，越來(lái)越受到測(cè)繪界人士的青睞。在某些領(lǐng)域有逐漸替代臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦的趨勢(shì)?；赑DA的嵌入式應(yīng)用軟件研究與開(kāi)發(fā)是目前測(cè)繪領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功的掌上型測(cè)繪系統(tǒng)中，大多數(shù)是基于Windows CE嵌入式操作系統(tǒng)。Windows CE之所以能在嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)上取得如此輝煌的成果，與其自身與Windows操作系統(tǒng)的兼容性和相似性是分不開(kāi)的。未來(lái)，將PDA用于常規(guī)的測(cè)量中，實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外業(yè)一體化、自動(dòng)化是提高測(cè)量效率的必然趨勢(shì)。
2嵌入式系統(tǒng)研究
2.1 嵌入式系統(tǒng)
根據(jù)國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）的定義，嵌入式系統(tǒng)是“devices used to control, monitor, or assist the operation ofequipment, machinery or plants”，即控制、監(jiān)視或者輔助設(shè)備、機(jī)器和車間運(yùn)行的裝置。一般而言，整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)可以分成四部分：嵌入式處理器、嵌入式外圍設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件，如圖1所示。
圖1 嵌入式系統(tǒng)的組成
嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、并且軟、硬件可裁剪、適應(yīng)于對(duì)功能、可靠性、成本、體積及功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[1]。嵌入式系統(tǒng)包含硬件和軟件兩部分：硬件架構(gòu)上以嵌入式處理器為中心，配置存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備、通信模塊等必要的外設(shè)；軟件部分以軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)為核心，向上提供應(yīng)用編程接口（API），向下屏蔽具體硬件特性的板級(jí)支持包（BSP）。嵌入式系統(tǒng)中，軟件和硬件緊密配合，協(xié)調(diào)工作，共同完成系統(tǒng)預(yù)定的功能。從軟件方面講，嵌入式系統(tǒng)使用的操作系統(tǒng)一般是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）。目前廣泛使用的RTOS有EPOC、Palm、Windows CE、嵌入式linux等。
與其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，Windows CE功能更為強(qiáng)大，尤其是在多媒體應(yīng)用方面。Windows CE是微軟開(kāi)發(fā)的以組件為基礎(chǔ)的嵌入式操作系統(tǒng)，專門用于手持設(shè)備和信息家電。它的模塊化設(shè)計(jì)方式使得軟件開(kāi)發(fā)人員可以根據(jù)不同的開(kāi)發(fā)產(chǎn)品來(lái)自己設(shè)計(jì)系統(tǒng)。此系統(tǒng)與Windows OS極為相似，尤其是在GUI(即圖形用戶接口)方面，熟悉Windows OS的用戶掌握Windows CE很容易。目前，使用Windows CE的掌上電腦除微軟的Handheld PC外，還有CASIO、惠普、NEC和三星等廠家生產(chǎn)的手持設(shè)備。
2.2嵌入式開(kāi)發(fā)研究
2.2.1 嵌入式應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)
嵌入式應(yīng)用軟件一般是針對(duì)特定的應(yīng)用領(lǐng)域（例如：旅游、餐飲、娛樂(lè)及本文提到的測(cè)繪等），基于某一固定的硬件和軟件平臺(tái)，用來(lái)達(dá)到用戶預(yù)期目標(biāo)的計(jì)算機(jī)軟件。本文提到的硬件平臺(tái)指的是掌上電腦HP iPAQ hx2100，軟件平臺(tái)即HP內(nèi)置的WinCE操作系統(tǒng)，全站儀可以認(rèn)為是嵌入式外圍設(shè)備。嵌入式軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程如圖2所示。
圖2 嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程
2.2.2嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境分析
嵌入式系統(tǒng)通常是一個(gè)資源受限的系統(tǒng)，因此直接在嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)上編寫軟件比較困難，有時(shí)候甚至是不可能的。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。目前一般采用的解決辦法是首先在PC機(jī)或筆記本電腦上編寫程序，然后通過(guò)交叉編譯環(huán)境（即常見(jiàn)的模擬器）部署成目標(biāo)平臺(tái)上可以運(yùn)行的可執(zhí)行文件，最后再下載到目標(biāo)平臺(tái)上的特定位置上安裝運(yùn)行。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
需要交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境（CrossDevelopment Environment）的支持是嵌入式應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)時(shí)的一個(gè)顯著特點(diǎn)，交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境是指編譯、鏈接和調(diào)試嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境，它與運(yùn)行嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境有所不同，通常采用宿主機(jī)／目標(biāo)機(jī)模式，如圖3所示。
RS232/USB鏈路
圖3 交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境
宿主機(jī)（Host）是一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)（如PC機(jī)或者筆記本電腦），它通過(guò)串口或者USB接口與目標(biāo)機(jī)通信。宿主機(jī)的軟硬件資源比較豐富，不但包括功能強(qiáng)大的操作系統(tǒng)（如Windows和Linux），而且還有各種各樣優(yōu)秀的開(kāi)發(fā)工具（Microsoft的Embedded Visual C++或本文提到的VS.NET2005等），能夠大大提高嵌入式應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)速度和效率。目標(biāo)機(jī)（即本文提到的HP PDA）可以是嵌入式應(yīng)用軟件的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，也可以是能夠替代實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的仿真系統(tǒng)，但軟硬件資源通常都比較有限。
3 開(kāi)發(fā)環(huán)境與通訊方式選擇
3.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境
目前，基于PDA的嵌入式開(kāi)發(fā)主要有兩種方式，一種是基于EVC4.0開(kāi)發(fā)WinCE應(yīng)用程序，另一種方式是基于VS.NET的智能設(shè)備應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。前者安裝過(guò)程和環(huán)境配置比較復(fù)雜，主要是補(bǔ)丁和漢化包較多，在開(kāi)發(fā)WinCE應(yīng)用程序之初，用戶往往因?yàn)檐浖惭b不夠齊全或環(huán)境配置不當(dāng)?shù)仍颍斐砷_(kāi)發(fā)環(huán)境無(wú)法正常使用。而后者可以避免前者的缺點(diǎn)，應(yīng)用于開(kāi)發(fā)比較方便。
Visual Studio.NET是.NET平臺(tái)下最為強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)工具(目前最高版本為Visual Studio.NET2005)，無(wú)論是軟件服務(wù)商，還是企業(yè)應(yīng)用程序的部署與，Visual Studio.NET都可以提供近乎完美的解決方案[4]。Visual Studio.NET提供了包括設(shè)計(jì)、編碼、編譯調(diào)試、數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)接操作等基本功能和基于開(kāi)放架構(gòu)的服務(wù)器組件開(kāi)發(fā)平臺(tái)、企業(yè)開(kāi)發(fā)工具和應(yīng)用程序重新工具以及性能評(píng)測(cè)報(bào)告等高級(jí)功能。隨著微軟Visual Studio.NET開(kāi)發(fā)平臺(tái)的推出，在其上開(kāi)發(fā)移動(dòng)應(yīng)用程序，有著EVT（包括EVB和EVC）無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。本文主要用到的是.NET平臺(tái)下的智能設(shè)備應(yīng)用開(kāi)發(fā)。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
3.2通訊方式選擇
目前最常見(jiàn)的硬件之間的數(shù)據(jù)通訊有串口通訊和USB通訊兩種方式，而USB通訊常常涉及到驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)比較困難。這樣串口通信常常成為首選的通訊方式，可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的串口通信程序，完成設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信任務(wù)。
大多數(shù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)與外圍數(shù)據(jù)設(shè)備之間通訊只需使用3到5根信號(hào)線即可工作。這時(shí)，除了TXD、RXD以外，還需使用RTS、CTS、DCD、DTR、DSR等信號(hào)線[2]。（當(dāng)然，在程序中也需要對(duì)相應(yīng)的信號(hào)線進(jìn)行設(shè)置。）
圖4 發(fā)送數(shù)據(jù)TXD（2號(hào)引腳）與接收數(shù)據(jù)RXD（3號(hào)引腳）跳線
采用以上接法，在設(shè)計(jì)程序時(shí)，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送就可以了，不需要對(duì)信號(hào)線的狀態(tài)進(jìn)行判斷或設(shè)置。
4 HP PDA與尼康全站儀雙向通訊程序?qū)崿F(xiàn)
4.1 PDA與全站儀通訊協(xié)議分析
為了實(shí)現(xiàn)PDA控制全站儀、實(shí)時(shí)的全站儀測(cè)量數(shù)據(jù)上傳/下載，必須在PDA與全站儀間實(shí)現(xiàn)雙工數(shù)據(jù)通訊。本文以Nikon DTM-352全站儀為例介紹雙向通訊問(wèn)題。凡涉及到通訊問(wèn)題首先我們要解決的是通訊協(xié)議，表1為Nikon全站儀通訊協(xié)議格式[3]。
表1：
關(guān)鍵詞:電工電子技術(shù);教學(xué);創(chuàng)新
中圖分類號(hào):F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1009-9166(2009)011(c)-0105-01
隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展,電氣化和自動(dòng)化程度不斷提高,新方法新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),同時(shí)向其他學(xué)科領(lǐng)域的日益滲透,要求工程技術(shù)人員掌握越來(lái)越多的電工和電子技術(shù)知識(shí)和技能。然而,隨著專業(yè)課程設(shè)置改革,電工電子技術(shù)課程的教學(xué)學(xué)時(shí)不斷減少,教學(xué)內(nèi)容越來(lái)越豐富,教學(xué)要求也越來(lái)越高。因此及時(shí)對(duì)電工電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐等不斷改革完善,才能滿足知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)創(chuàng)新人才的需要,培養(yǎng)出更多的高素質(zhì)人才。
一、調(diào)整優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容以適應(yīng)新形勢(shì)下的教學(xué)要求:教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革是教學(xué)改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)?！吨袊?guó)教育改革和發(fā)展綱要》中提出要“進(jìn)一步轉(zhuǎn)變教育思想,改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,要按照現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)文化發(fā)展的新成果和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的實(shí)際需要,更新教學(xué)內(nèi)容,調(diào)整課程結(jié)構(gòu)?！苯虒W(xué)有其自身的規(guī)律,作為理論基礎(chǔ)的基本內(nèi)容不可能隨意刪減,而新知識(shí)不斷地涌現(xiàn),學(xué)時(shí)又不能增加。為解決這個(gè)矛盾,我們根據(jù)不同非電專業(yè)人才培養(yǎng)要求,及時(shí)修訂教學(xué)大綱,同時(shí)按課程內(nèi)容的系統(tǒng)性要求,合理取舍,以便為不同專業(yè)學(xué)生打下寬厚、扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。例如:機(jī)電設(shè)備類專業(yè)要求比較全面,所有內(nèi)容都應(yīng)列為教學(xué)內(nèi)容,而計(jì)算機(jī)類專業(yè)則不然,除要學(xué)習(xí)必要的電路基本理論外,應(yīng)側(cè)重電子技術(shù),特別是數(shù)字電子技術(shù)。
二、改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和能力:電工電子技術(shù)課程具有內(nèi)容繁多,涵蓋面廣的特點(diǎn)。以往,常常是教師在課堂上不厭其煩地講授,以求“當(dāng)堂弄懂,課內(nèi)解決”,而學(xué)生總是處于被動(dòng)接受的地位,極大地妨礙了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)性和積極發(fā)揮性,不利于學(xué)生的素質(zhì)和能力培養(yǎng)。為此我們采用:1、精講多練、互動(dòng)教學(xué)。精講需要任課教師精心考慮講什么,如何講,以什么為起點(diǎn)講,以及講授深度和向哪個(gè)方向引導(dǎo)等問(wèn)題。多練需要學(xué)生具有主動(dòng)學(xué)習(xí)性,并積極參與教學(xué)活動(dòng)。因此,教師可在講授基本電路的計(jì)算分析和公式推導(dǎo),以及電工與電子學(xué)科的各個(gè)領(lǐng)域的基本理論與基礎(chǔ)知識(shí),選擇一部分內(nèi)容留給學(xué)生自學(xué),寫讀書(shū)報(bào)告,然后開(kāi)展課堂討論。實(shí)踐證明,這種教學(xué)互動(dòng)式的課堂討論教學(xué)方法是積極有效和切實(shí)可行的。它有利于幫助學(xué)生克服依賴性,培養(yǎng)和發(fā)展自學(xué)能力、思維能力以及面對(duì)困難的勇氣和自信。精講對(duì)教師就提出了更高的要求。2、采用多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段現(xiàn)代化。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,教學(xué)手段的現(xiàn)代化是教育發(fā)展的必然結(jié)果。多媒體教學(xué)手段的應(yīng)用,改變了以往單一的黑板、粉筆的課堂教學(xué)模式。做到聲像并行、視聽(tīng)并行、感知直接、理解更容易,把形、聲、色、光、動(dòng)、情、意融為一體,充分表達(dá)了教學(xué)內(nèi)容,提高了課堂教學(xué)效果,使得學(xué)生更易于理解、接受和掌握課程的重點(diǎn)內(nèi)容,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,為學(xué)生掌握一項(xiàng)分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的有利工具打下了良好基礎(chǔ)。3、提高學(xué)生閱讀和利用科技文獻(xiàn)的能力。為擴(kuò)大學(xué)生的視野、增強(qiáng)知識(shí)面,提高學(xué)生閱讀和利用科技文獻(xiàn)的能力,可以在課程教學(xué)后期組織學(xué)生閱讀有關(guān)電工電子技術(shù)的專業(yè)期刊,上網(wǎng)搜索相關(guān)信息,使學(xué)生了解自己目前所學(xué)知識(shí)在該領(lǐng)域所處的位置,引導(dǎo)學(xué)生了解電工電子技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài),同時(shí)要求學(xué)生根據(jù)所查資料學(xué)習(xí)撰寫科技小論文。這樣做,既達(dá)到了對(duì)課程教學(xué)的總結(jié)目的,又為以后的專業(yè)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
三、注重實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng):實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是教學(xué)過(guò)程中的重要一環(huán),是課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充,對(duì)理解和鞏固課堂知識(shí)有重要作用,對(duì)加強(qiáng)學(xué)生工程技能訓(xùn)練,提高學(xué)生的動(dòng)手能力有不可替代的作用。電工電子技術(shù)是應(yīng)用性、實(shí)踐性很強(qiáng)的一門課程,要想真正學(xué)好這門課,很重要的環(huán)節(jié)就是實(shí)踐教學(xué)。1、重視綜合型層次實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。綜合型層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以加強(qiáng)學(xué)生的工程技術(shù)綜合訓(xùn)練為主,讓學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試完成一個(gè)產(chǎn)品的制作。基礎(chǔ)型層次實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是以基本訓(xùn)練為主,完成了上述方面的基本訓(xùn)練之后,也就達(dá)到了教學(xué)要求。電工電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在電工電子實(shí)驗(yàn)系列課程中起著承上啟下的作用,如果僅滿足于教材規(guī)定的必做試驗(yàn),動(dòng)手能力的培養(yǎng)還不夠,因此還需要進(jìn)行綜合訓(xùn)練,開(kāi)展綜合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)教學(xué)。綜合訓(xùn)練是為了達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,開(kāi)闊學(xué)生的思路,提高學(xué)生的動(dòng)手能力和分析處理問(wèn)題的能力的目的。同時(shí),對(duì)教師業(yè)務(wù)水平的提高和指導(dǎo)能力的提高也起到了促進(jìn)作用。2、開(kāi)展研究型層次實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。研究型層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是通過(guò)組織各種競(jìng)賽等綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),指導(dǎo)學(xué)生查閱資料、選擇儀器、實(shí)驗(yàn)操作,培養(yǎng)學(xué)生自覺(jué)探索和創(chuàng)新的能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。研究型層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法能讓學(xué)生體會(huì)到自身知識(shí)、能力在科學(xué)研究和工程實(shí)踐中的應(yīng)用與發(fā)揮,并體會(huì)到學(xué)以致用的樂(lè)趣。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是這一層次教學(xué)的實(shí)施主體。通過(guò)大型綜合實(shí)驗(yàn)和多環(huán)節(jié)綜合實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生豐富體驗(yàn),增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí),增強(qiáng)綜合判斷的意識(shí)和能力,提高工程素養(yǎng)。
四、完善考核辦法:改變傳統(tǒng)的理論考試,將考核分理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)兩部分。理論考試形式可多樣化,可選用閉卷、開(kāi)卷或半閉半開(kāi)等形式;實(shí)踐知識(shí)考核分平時(shí)小實(shí)驗(yàn)、階段檢測(cè)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)三部分,理論和實(shí)踐部分均按單獨(dú)考核機(jī)制,分別評(píng)定成績(jī)。
結(jié)束語(yǔ):在我們的教學(xué)改革過(guò)程中,堅(jiān)持遵循以人為本、以學(xué)生為中心,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展,按照理論、實(shí)踐、創(chuàng)新全面提高的總體思路,不斷改革教學(xué)和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?加強(qiáng)硬件建設(shè),加大多媒體教學(xué)的比例,加大計(jì)算機(jī)仿真教學(xué)的全面應(yīng)用,逐步增大應(yīng)用型、綜合型、設(shè)計(jì)型、研究型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。不斷加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)?？傊?一定要在加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識(shí)、知識(shí)全面、訓(xùn)練有素的適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型工程技術(shù)人才
作者單位:廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理；考試改革；Proteus軟件
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）22-0133-02
一、前言
單片機(jī)又稱為單片微型計(jì)算機(jī)，是計(jì)算機(jī)體系的一個(gè)重要分支，也是現(xiàn)今較為流行的嵌入式系統(tǒng)的一部分。由于其體積小、控制功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)可方便地組裝成各種智能控制設(shè)備和儀器，做到機(jī)電一體化，因此廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，可以說(shuō)單片機(jī)已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面。單片機(jī)原理及應(yīng)用課程也是目前高校計(jì)算機(jī)、電子、電氣、自動(dòng)化等專業(yè)均開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)課。由于該課程是一門理論性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，因此該課程對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有很高的要求，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程中占了很重要的地位。但是，目前很多高校的單片機(jī)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)及考核方式都存在著一些問(wèn)題。學(xué)生在傳統(tǒng)的以理論考核為主的學(xué)習(xí)方式下很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，很難提高動(dòng)手能力。通過(guò)考試改革，使學(xué)生在重視基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，更加注重實(shí)踐能力和動(dòng)手能力的境況，促進(jìn)創(chuàng)新精神的形成。
二、目前的教學(xué)考核形式及存在的問(wèn)題
《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程是一門專業(yè)課，其前續(xù)課程主要有《電路》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《微機(jī)原理》等，課程理論教學(xué)的主要內(nèi)容包括以下幾方面：（1）單片機(jī)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。包括單片機(jī)的基本組成，CPU結(jié)構(gòu)及時(shí)序，RAM、ROM的組織結(jié)構(gòu)及擴(kuò)展，并行I/O接口的基本原理等。（2）單片機(jī)指令系統(tǒng)。包括單片機(jī)尋址方式及指令，匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等。（3）單片機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用。包括單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基本方法和步驟，單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展及外部的接口，單片機(jī)的綜合應(yīng)用等內(nèi)容?？己酥饕蚤]卷的考試為主，學(xué)生的總評(píng)成績(jī)這樣劃分：平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和考勤各占10%，期末考試成績(jī)70%。這樣的教學(xué)及考核形式尚存在諸多問(wèn)題。
1.教學(xué)方面問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)課時(shí)少。根據(jù)學(xué)院制定的教學(xué)計(jì)劃，《單片機(jī)原理及應(yīng)用》的總學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)課程8學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)數(shù)太少，也是影響學(xué)生動(dòng)手能力的一個(gè)方面。在實(shí)驗(yàn)課程的分配中，軟件實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)至少占了6學(xué)時(shí)，所以綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)率不高，學(xué)生對(duì)所學(xué)課程缺乏整體性了解和綜合運(yùn)用的能力。實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏。由于學(xué)校擴(kuò)大招生規(guī)模，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)太少，為滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)，不得不增加每組實(shí)驗(yàn)的學(xué)生人數(shù)。我國(guó)目前的文化教育，重視理論輕視實(shí)踐，這造成了學(xué)生們從小就重視理論知識(shí)的學(xué)習(xí)而輕視動(dòng)手實(shí)踐。另外，在考核方式上，實(shí)驗(yàn)課一般作為理論課考試分值的一部分，往往也只占很少的學(xué)分，并且只要寫過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告就基本可以通過(guò)。久而久之，大部分學(xué)生也滋生了重視理論課程輕視實(shí)驗(yàn)的思想。
2.考核方面問(wèn)題?？己朔绞讲缓侠?。學(xué)生的考核以閉卷的考試占主要部分，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)所占成績(jī)比例低。這樣的考試形式使得大部分同學(xué)以理論學(xué)習(xí)及考試成績(jī)?yōu)橹鲗?dǎo)，對(duì)于課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的實(shí)踐動(dòng)手環(huán)節(jié)只是消極地參與，并沒(méi)有真正起到動(dòng)手動(dòng)腦的作用?？荚噧?nèi)容不合理。由于考試形式以閉卷考試為主，考試內(nèi)容只能局限于教材，加上期末考試前劃范圍、勾重點(diǎn)等，使得一部分同學(xué)以考前重點(diǎn)突擊復(fù)習(xí)為主，造成了這些同學(xué)在平時(shí)學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)節(jié)的松懈。考試題型不合理。考試中客觀性題型較多，分值比例較大，綜合設(shè)計(jì)性題型、論述性題型較少。這對(duì)于學(xué)生的思考能力及綜合分析問(wèn)題能力的考查不全面，也不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性。能過(guò)以上分析，目前《單片機(jī)原理及應(yīng)用課程》的考核方法已經(jīng)不能滿足學(xué)校提出的“培養(yǎng)創(chuàng)新性人才”的要求，不利于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，也不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
三、教學(xué)考試改革的方式及具體措施
針對(duì)單片機(jī)教學(xué)考試存在的問(wèn)題，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革。
1.為考試改革而進(jìn)行的教學(xué)改革。首先，教學(xué)改革要進(jìn)行教學(xué)方法的改革。采用從完成實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性的目標(biāo)教學(xué)方法。在課程的開(kāi)始階段，設(shè)置一個(gè)簡(jiǎn)單的綜合性實(shí)例，利用仿真軟件或?qū)嶒?yàn)箱將實(shí)際工程問(wèn)題解決方案演示給學(xué)生看，并要求學(xué)生下來(lái)查找一些與此相關(guān)的實(shí)際生活中的應(yīng)用。以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在接下來(lái)的教學(xué)過(guò)程中教師以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，整個(gè)教學(xué)過(guò)程圍繞教學(xué)目標(biāo)展開(kāi)。在教學(xué)目標(biāo)的刺激下，學(xué)生為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)而努力學(xué)習(xí)。在完成目標(biāo)的過(guò)程中，教師積極引導(dǎo)，并將教學(xué)內(nèi)容滲透其中。這種教學(xué)方法不僅可以使學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)到單片機(jī)的原理、概念在實(shí)際生活中的意義，而且對(duì)于激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力極其有益。其次，教學(xué)內(nèi)容的改革。注重接口技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)的學(xué)習(xí)，適當(dāng)減少體系結(jié)構(gòu)的理論學(xué)習(xí)。在目標(biāo)教學(xué)法中，學(xué)生以實(shí)際目標(biāo)引導(dǎo)其學(xué)習(xí)^程，那么在教學(xué)內(nèi)容上就應(yīng)增加能夠達(dá)成實(shí)際目標(biāo)的應(yīng)用技術(shù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，理論體系結(jié)構(gòu)的教學(xué)可以把框架性的知識(shí)傳授給學(xué)生，學(xué)生在應(yīng)用中遇到的理論問(wèn)題，他們會(huì)在框架的知識(shí)基礎(chǔ)上自己進(jìn)一步細(xì)化豐富內(nèi)容；從匯編語(yǔ)言轉(zhuǎn)向C語(yǔ)言的編程方式。傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師喜歡使用匯編語(yǔ)言編程，匯編語(yǔ)言雖然具有高效控制精確的優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)性差，語(yǔ)句復(fù)雜，調(diào)試難度大，學(xué)生接受也比較困難。C51高級(jí)語(yǔ)言具有程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性好、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，一條C語(yǔ)言相當(dāng)于幾條匯編指令，學(xué)生在有C語(yǔ)言的基礎(chǔ)上入門很快，這樣也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；使用Proteus仿真軟件。通過(guò)使用仿真軟件，學(xué)生只需要一臺(tái)電腦就可以完成實(shí)驗(yàn)室里的基本實(shí)驗(yàn)，方便學(xué)生自己動(dòng)手，提高其動(dòng)手能力。再次，實(shí)驗(yàn)的改革。把實(shí)驗(yàn)軟件實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及綜合性實(shí)驗(yàn)四個(gè)部分，通過(guò)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們可以進(jìn)一步了解單片機(jī)及芯片的作用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力。綜合性實(shí)驗(yàn)，可以提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在原有的實(shí)驗(yàn)課時(shí)的基礎(chǔ)上增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，同時(shí)提高設(shè)計(jì)性及綜合性實(shí)驗(yàn)的比例，真正讓學(xué)生把理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。
2.考試方法改革。根據(jù)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程的特點(diǎn)，考試可以采用筆試、做設(shè)計(jì)、寫論文、進(jìn)行實(shí)際操作以及開(kāi)卷、閉卷等多種方式相結(jié)合。我們不能因?yàn)楣P試的一些缺點(diǎn)就否定筆試在成績(jī)?cè)u(píng)定中的作用，在筆試的過(guò)程中還可以增加開(kāi)卷、閉卷等多種形式。在出卷時(shí)增加試卷的靈活性，適當(dāng)增加設(shè)計(jì)、分析和綜合思考題型。題目的設(shè)計(jì)應(yīng)能使每一位學(xué)生在解每道題時(shí)都有對(duì)知識(shí)的理解、分析、比較、融會(huì)貫通的過(guò)程，從而鍛煉學(xué)生的思維，多給學(xué)生提供探索的機(jī)會(huì)和可能性，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考、標(biāo)新立異、強(qiáng)調(diào)智力開(kāi)發(fā)、避免考試中的偶然性。同時(shí)在筆試的基礎(chǔ)上還應(yīng)該增加反映學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)情況的評(píng)價(jià)內(nèi)容，比如平時(shí)作業(yè)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)等。還可以增加實(shí)際操作環(huán)節(jié)的評(píng)定，比如對(duì)每次實(shí)驗(yàn)課程都ρ生的操作進(jìn)行評(píng)分，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的考評(píng)，把學(xué)生綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的操作調(diào)試及結(jié)果作為總評(píng)成績(jī)的一部分進(jìn)行考核?；?qū)?shí)踐環(huán)節(jié)改為操作考試，由學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)操作，教師根據(jù)操作內(nèi)容正確性進(jìn)行評(píng)分。最后在課程結(jié)束后，還可以鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將其所做的設(shè)計(jì)或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書(shū)查閱到的資料通過(guò)分析總結(jié)后寫成論文的形式提交，以附加分的形式納入總評(píng)成績(jī)中。這種方法鍛煉了學(xué)生的分析、設(shè)計(jì)和對(duì)信息的處理能力。
3.考試效果的評(píng)估和對(duì)教學(xué)方法的反饋。淡化考試分?jǐn)?shù)之間的微小差異，增大平時(shí)考試成績(jī)的比例，實(shí)行百分制、等級(jí)制及與評(píng)語(yǔ)相結(jié)合的綜合評(píng)分方法，對(duì)有獨(dú)立見(jiàn)解或創(chuàng)新的學(xué)生加分鼓勵(lì)。應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)有個(gè)性者，獎(jiǎng)勵(lì)有主見(jiàn)、有獨(dú)立思維能力的學(xué)生。同時(shí)，建立考試結(jié)果分析制度，不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正，拓寬、疏通教學(xué)質(zhì)量的有效反饋渠道，建立健全溝通機(jī)制。改革后的總體效果還有待長(zhǎng)時(shí)間的檢驗(yàn)。在教學(xué)過(guò)程中可以明顯的發(fā)現(xiàn)，提問(wèn)題的同學(xué)明顯增多，同學(xué)之間相互討論的次數(shù)明顯增加。希望此次考試改革能給《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程的學(xué)習(xí)帶來(lái)新的氣象，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識(shí)，實(shí)現(xiàn)人才的全面發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]何宏.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.
[2]李康林.單片機(jī)課程考試方法改革的實(shí)踐和探索[J].長(zhǎng)沙大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，（5）：107-109.
[3]周曉雁.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的嘗試[J].山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1995，（2）：63-65.
Single Chip Microcomputer Principle and Application of Examination Reform Exploration and Research
YANG Yan-xin，HUANG Zhao-bo，ZOU Huan，ZHANG Xue-ping，LI Yu
（Faculty of Mechanical & Electrical Engineering，Yunnan Agricultural University，Kunming，Yunnan 650201，China）
（本科）畢業(yè)論文
光伏組件營(yíng)銷的發(fā)展?fàn)顩r研究及對(duì)策
作
者：
XMF
學(xué) 校：
xxxxx大學(xué)
專
業(yè)：
工 商 管 理
年
級(jí)：
2019 年
學(xué)
號(hào)：
xxxxxxxxxxxxxx
指導(dǎo)教師：
李濤
答辯日期：
2020.9
成
績(jī)：
xxxxx大學(xué)
論文題目：光伏組件營(yíng)銷的發(fā)展?fàn)顩r研究及對(duì)策
專 業(yè)： 2019工商管理（本）
姓 名：XMF
一.選題的背景及意義：
20世紀(jì)90年代后，光伏發(fā)電快速發(fā)展，到2006年，世界上已經(jīng)建成了10多座兆瓦級(jí)光伏發(fā)電系統(tǒng)，6個(gè)兆瓦級(jí)的聯(lián)網(wǎng)光伏電站。美國(guó)是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國(guó)家。1997年又提出“百萬(wàn)屋頂”計(jì)劃。日本1992年啟動(dòng)了新陽(yáng)光計(jì)劃，到2003年日本光伏組件生產(chǎn)占世界的50%，世界前10大廠商有4家在日本。而德國(guó)新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)，大大推動(dòng)了光伏市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使德國(guó)成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國(guó)家。瑞士、法國(guó)、意大利、西班牙、芬蘭等國(guó)，也紛紛制定光伏發(fā)展計(jì)劃，并投巨資進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和加速工業(yè)化進(jìn)程。
中國(guó)的光伏發(fā)電80年代開(kāi)始起步，在國(guó)家“六五”和“七五”期間，中央和地方政府首先在光伏行業(yè)投入資金，使得中國(guó)十分微小的太陽(yáng)電池工業(yè)得到了初步發(fā)展，并在許多地方做了示范工程，拉開(kāi)了中國(guó)光伏發(fā)電的前奏。
二.研究的內(nèi)容及可行性分析：
以光伏組件的發(fā)展?fàn)顩r及對(duì)策進(jìn)行分析，具體的研究?jī)?nèi)容如下：
1、光伏組件的概念，產(chǎn)生及發(fā)張；
2、分析我國(guó)光伏組件的現(xiàn)狀，優(yōu)勢(shì)及不足；
3、應(yīng)該怎樣改善光伏組件提供對(duì)策。
本文通過(guò)介紹我國(guó)光伏組件發(fā)展的現(xiàn)狀,再而分析我國(guó)光伏組件發(fā)展中遇到的問(wèn)題,并進(jìn)行細(xì)致充分的比較,討論我國(guó)光伏組件的方向及對(duì)策建議。
三.論題的研究方法：
1、收集有關(guān)光伏組件的相關(guān)書(shū)籍資料；
2、瀏覽媒體上關(guān)于光伏組件的報(bào)道及評(píng)價(jià)；
五.論文的進(jìn)度安排：
1、2020年7月25日前，確定選題、查閱文獻(xiàn)、收集資料、擬定協(xié)作提綱、制定并完成畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告。
2、2020年8月20日前，將論文初稿交指導(dǎo)老師，由指導(dǎo)老師提出修改意見(jiàn)。
3、2020年8月30日起，修改、充實(shí)畢業(yè)論文初稿，
4、2020年9月20日前定稿。
六.論文的寫作提綱：
1、光伏組件概述
2、我國(guó)光伏組件的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
3、我國(guó)光伏組件發(fā)展的對(duì)策建議
2020年9月20日
目錄
一、光伏組件概述••••••••••••••••••••••••••••• ••••••••••••1
（一）、光伏組件的產(chǎn)生與發(fā)展·••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• • ••••••••••••1
（二）、什么是光伏組件 • ••••••••••••2
二、我國(guó)光伏組件的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題·••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• • ••••••••••••3
（一）我國(guó)的光伏組件的發(fā)展現(xiàn)狀•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ••••••••••••3
（二）發(fā)展我國(guó)光伏組件存在的問(wèn)題••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• • ••••••••••••4
三、我國(guó)光伏組件發(fā)展的對(duì)策建議••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• • ••••••••••••6
（一）光伏組件實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
一、光伏組件概述
（一）、光伏組件的產(chǎn)生與發(fā)展
早在1839年，法國(guó)科學(xué)家貝克雷爾（Becqurel）就發(fā)現(xiàn)，光照能使半導(dǎo)體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差。這種現(xiàn)象后來(lái)被稱為“光生伏打效應(yīng)”，簡(jiǎn)稱“光伏效應(yīng)”。1954年，美國(guó)科學(xué)家恰賓和皮爾松在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室首次制成了實(shí)用的單晶硅太陽(yáng)電池，誕生了將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)用光伏發(fā)電技術(shù)。
20世紀(jì)70年代后，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，全球能源危機(jī)和大氣污染問(wèn)題日益突出，傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少，對(duì)環(huán)境造成的危害日益突出，同時(shí)全球約有20億人得不到正常的能源供應(yīng)。這個(gè)時(shí)候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu)，維持長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展，這之中太陽(yáng)能以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)而成為人們重視的焦點(diǎn)。豐富的太陽(yáng)輻射能是重要的能源，是取之不盡、用之不竭的、無(wú)污染、廉價(jià)、人類能夠自由利用的能源。太陽(yáng)能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)80萬(wàn)千瓦，假如把地球表面0.1%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)變率5%，每年發(fā)電量可達(dá)5.6×1012千瓦小時(shí)，相當(dāng)于世界上能耗的40倍。正是由于太陽(yáng)能的這些獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，20世紀(jì)80年代后，太陽(yáng)能電池的種類不斷增多、應(yīng)用范圍日益廣闊、市場(chǎng)規(guī)模也逐步擴(kuò)大。
20世紀(jì)90年代后，光伏發(fā)電快速發(fā)展，到2006年，世界上已經(jīng)建成了10多座兆瓦級(jí)光伏發(fā)電系統(tǒng)，6個(gè)兆瓦級(jí)的聯(lián)網(wǎng)光伏電站。美國(guó)是最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃的國(guó)家。1997年又提出“百萬(wàn)屋頂”計(jì)劃。日本1992年啟動(dòng)了新陽(yáng)光計(jì)劃，到2003年日本光伏組件生產(chǎn)占世界的50%，世界前10大廠商有4家在日本。而德國(guó)新可再生能源法規(guī)定了光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)，大大推動(dòng)了光伏市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使德國(guó)成為繼日本之后世界光伏發(fā)電發(fā)展最快的國(guó)家。瑞士、法國(guó)、意大利、西班牙、芬蘭等國(guó)，也紛紛制定光伏發(fā)展計(jì)劃，并投巨資進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和加速工業(yè)化進(jìn)程。
世界光伏組件在1990年——2005年年平均增長(zhǎng)率約15%。20世紀(jì)90年代后期，發(fā)展更加迅速，1999年光伏組件生產(chǎn)達(dá)到200兆瓦。商品化電池效率從10%~13%提高到13%~15%，生產(chǎn)規(guī)模從1~5兆瓦/年發(fā)展到5~25兆瓦/年，并正在向50兆瓦甚至100兆瓦擴(kuò)大。光伏組件的生產(chǎn)成本降到3美元/瓦以下。
2006年的光伏行業(yè)調(diào)查表明，到2010年，光伏產(chǎn)業(yè)的年發(fā)展速度將保持在30%以上。年銷售額將從2004年的70億美金增加到2010年的300億美金。許多老牌的光伏制造公司也從原來(lái)的虧本轉(zhuǎn)為盈利。。
（二）、什么是光伏組件
1、光伏組件的概念
光伏組件（也叫太陽(yáng)能電池板）是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部分。其作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作。但是，隨著微型逆變器的使用，可以直接把光伏組件的電流源轉(zhuǎn)化成為40V左右的電壓源，就可以驅(qū)動(dòng)電器應(yīng)用我們的生活當(dāng)中。同時(shí)，光伏組件在不斷創(chuàng)新，由于光伏組件在業(yè)內(nèi)來(lái)講叫做中國(guó)制造，應(yīng)該有中國(guó)創(chuàng)造，進(jìn)而出現(xiàn)光伏組件的升級(jí)創(chuàng)新產(chǎn)品，如光伏陶瓷瓦，光伏彩鋼瓦，這類產(chǎn)品可以直接代替?zhèn)鹘y(tǒng)建材瓦片，還有了光伏組件的功能，一旦步入通用市場(chǎng)，將對(duì)光伏組件和傳統(tǒng)建材造成一定沖擊。
光伏組件指具有封裝及內(nèi)部聯(lián)結(jié)的，能單獨(dú)提供直流電輸出的，最小不可分割的光伏內(nèi)電池組合容裝置，由太陽(yáng)能電池片或由激光切割機(jī)或鋼線切割機(jī)切割開(kāi)的不同規(guī)格的太陽(yáng)能電池組合在一起構(gòu)成。
光伏電池片為光伏組件最重要也是最基本的發(fā)電單元，因此光伏組件質(zhì)量很大程度上依賴于光伏電池片的好壞，因此組件廠家是否擁有自家的電池片廠，以自家電池片的質(zhì)量可以作為一個(gè)重要的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。
一套家庭光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏組件、逆變器、支架、電纜以及其他零部件組成。通過(guò)本人了解，目前家用光伏發(fā)電系統(tǒng)的合理建設(shè)成本大概在1-5元/瓦，其中光伏組件的所占成本最大，幾乎占到一半;逆變器可以占到5%-8%。對(duì)比前幾年，整體上來(lái)說(shuō)，確實(shí)是便宜了。
2、光伏組件的特點(diǎn)：
目前，雙面光伏組件有兩條技術(shù)路線，即n型雙面光伏組件和p 型雙面光伏組件。雙面光伏組件按照使用的電池類型主要可以分為3 類，分別是：n-PERT 雙面光伏組件、n-HIT 雙面光伏組件和p-PERC 雙面光伏組件。各類型雙面光伏組件的具體特點(diǎn)如表1 所示。
與傳統(tǒng)光伏組件只能利用正面入射的光照不同，雙面光伏組件的背面也具備光電轉(zhuǎn)換的能力。表征雙面光伏組件的主要參數(shù)除了轉(zhuǎn)換效率之外，還有一個(gè)重要的指標(biāo)是雙面率(Bifaciality)，即背面效率與正面效率的百分比。n-PERT 雙面光伏組件具有少子壽命高、無(wú)光致衰減效應(yīng)、弱光響應(yīng)佳、溫度系數(shù)低的特點(diǎn);且其雙面率可達(dá)到90%，遠(yuǎn)高于p-PERC 雙面光伏組件，背面發(fā)電量增益更高。在有限的安裝面積中，n-PERT 雙面光伏組件能提供更高的電力輸出。n-HIT 雙面光伏組件結(jié)合了晶體硅光伏組件和硅基薄膜光伏組件的優(yōu)點(diǎn)，此類組件具有結(jié)構(gòu)對(duì)稱、低溫制造工藝、開(kāi)路電壓高、溫度特性好、光照穩(wěn)定性好、雙面發(fā)電等特點(diǎn)。
p-PERC 雙面光伏組件生產(chǎn)線只需基于現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行少量技術(shù)改造，基本不增加額外成本，性價(jià)比較高。與組件正面超過(guò)20% 的光電轉(zhuǎn)換效率相比，其背面可吸收光線的區(qū)域有限，轉(zhuǎn)換效率在10%～15% 之間。
含雙面光伏組件的光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.1 組件安裝傾角的選擇
組件的安裝傾角是影響發(fā)電量的重要因素。采用固定式安裝的光伏發(fā)電系統(tǒng)一般按光伏組件全年傾斜面上接收到的輻照量最大，即全年發(fā)電量最大來(lái)選擇組件的安裝傾角，該傾角即為最佳安裝傾角。
本文以林洋安徽安慶某市政電站為例進(jìn)行對(duì)比分析。該項(xiàng)目采用285 W 雙面光伏組件，離地高度為1.0 m，分別采用10°、22°( 最佳傾角)、45°傾角布置。組件在不同傾角下的發(fā)電量測(cè)試結(jié)果如表2 所示。
試驗(yàn)表明：
1) 在組件安裝高度為0.5 m 的情況下，相對(duì)于最佳傾角22°，傾角為10°時(shí)，組件發(fā)電量減少了5.49%;傾角為45°時(shí)，組件發(fā)電量減少了2.03%。在組件安裝高度為1.0 m 的情況下，相對(duì)于最佳傾角22°，傾角為10°時(shí)，組件發(fā)電量減少了2.03%;傾角為45°時(shí)，組件發(fā)電量減少了3.19%。由此可知，雙面光伏組件在最佳傾角時(shí)的發(fā)電量最大。
2) 當(dāng)傾角均為10°時(shí)，相對(duì)于最佳傾角22°，安裝高度為0.5 m 的組件發(fā)電量較安裝高度為1.0 m 的組件發(fā)電量減少的多。由此可說(shuō)明，當(dāng)安裝高度增加時(shí)，由于雙面光伏組件背面接收反射輻射的原因，部分補(bǔ)償了由傾角帶來(lái)的發(fā)電量損失。
3) 當(dāng)傾角均為45°時(shí)，相對(duì)于最佳傾角22°，安裝高度為0.5 m 的組件發(fā)電量較安裝高度為1.0 m 的組件發(fā)電量減少。由此可知，傾角增大使雙面光伏組件背面接收反射輻射的效果變差。
2.2 組件安裝高度的選擇
雙面光伏組件如果離地面太低，背面將不能接收反射輻射;而隨著組件安裝高度升高，其背面接收的反射輻射也會(huì)隨之變化。組件最低點(diǎn)離地越高，組件與地面之間的空間越大，其背面可接收周圍反射輻射的面積越大，背面的發(fā)電量也越多。由表2 可以得出，在最佳傾角22°時(shí)，組件的安裝高度由0.5 m 增至1.0 m 時(shí)，其發(fā)電量約增加2.6%。下文以林洋山東某實(shí)證電站的測(cè)試結(jié)果為例進(jìn)行分析。兩組光伏組件的裝機(jī)容量均為50.04kW，均采用正面功率為290 W 的雙面光伏組件，且傾角均為當(dāng)?shù)刈罴褍A角28°，安裝高度分別為1.0 m 和2.0 m。不同安裝高度下的組件發(fā)電量測(cè)試結(jié)果如表3 所示。
測(cè)試結(jié)果顯示，當(dāng)組件安裝高度為2.0 m 時(shí)，比安裝高度為1.0 m 的組件發(fā)電量增加2.82%，該值比表2 中最佳傾角為22°時(shí)，組件安裝高度由0.5 m 增至1.0 m 時(shí)發(fā)電量增加的比例更大。這說(shuō)明組件的安裝高度越高，增加的發(fā)電量越多。但隨著組件安裝高度的增加，所需支架材料也會(huì)增多，組件承受的風(fēng)荷載也將增大，安裝和維護(hù)更加不方便。所以，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較，認(rèn)為組件的安裝高度不宜超過(guò)2.0m。
2.3 光伏組件- 逆變器容配比的選擇
光伏組件的峰值功率是指在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(STC) 下組件的額定最大輸出功率。在實(shí)際工況下，大部分時(shí)間段光伏組件的輸出功率都低于該組件標(biāo)定的峰值。逆變器的額定功率一般是指逆變器交流側(cè)輸出的額定功率。光伏組件- 逆變器容配比( 下文簡(jiǎn)稱“容配比”) 即指光伏組件功率和逆變器功率之比。
光伏組件與逆變器功率匹配的一般原則是根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶?yáng)輻射、氣溫等外部條件，在不造成發(fā)電量損失的前提下，盡可能充分利用逆變器的容量。
在西藏、青海等高海拔無(wú)電地區(qū)，電子元器件受高海拔條件的影響大，逆變器必須降容使用，因此，這些地區(qū)的容配比小于1。在海拔不超過(guò)1000 m 的地區(qū)，不需要考慮逆變器降容的問(wèn)題，常規(guī)的設(shè)計(jì)思路為容配比等于1。而在太陽(yáng)能資源較差的東部地區(qū)，輻照度基本達(dá)不到STC 要求的1000 W/m2，且受溫度等因素影響，光伏組件大部分時(shí)間的輸出功率達(dá)不到標(biāo)稱功率，逆變器基本為非滿負(fù)荷運(yùn)行，大部分時(shí)間處于容量浪費(fèi)狀態(tài)。
因此，越來(lái)越多的專家提出可通過(guò)容配比大于1 來(lái)提高此類地區(qū)的項(xiàng)目收益。由于雙面光伏組件的背面也具備光電轉(zhuǎn)換的能力，根據(jù)研究結(jié)果，在不同反射背景條件下，雙面光伏組件比傳統(tǒng)單面光伏組件的發(fā)電量可增加10%～30%。而且背景顏色越淺，背景反射率越高，雙面光伏組件的發(fā)電量提升越多。因此，對(duì)于采用雙面光伏組件的光伏發(fā)電系統(tǒng)，容配比要綜合考慮組件的安裝地理位置、場(chǎng)地背景反射條件等多種因素?？偟膩?lái)說(shuō)，雙面光伏組件的容配比必須考慮組件背面增發(fā)電量的影響。相較于應(yīng)用傳統(tǒng)光伏組件的設(shè)計(jì)，應(yīng)用雙面光伏組件的設(shè)計(jì)的容配比應(yīng)降低。
2.4 組件的支架設(shè)計(jì)
光伏支架主要分為固定式支架、傾角手動(dòng)可調(diào)式支架和跟蹤式支架(平單軸/斜單軸/雙軸)等。
1) 固定式支架由于具有成本相對(duì)較低、后期維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用比較廣泛。
2) 傾角手動(dòng)可調(diào)式支架的成本稍高，運(yùn)維工作量較固定式支架大，但是通過(guò)在不同的季節(jié)調(diào)整組件傾角可以增加系統(tǒng)的發(fā)電量。
3) 跟蹤式支架能夠很好地控制組件的朝向或傾角，甚至可同時(shí)調(diào)節(jié)兩者，能夠進(jìn)一步增加發(fā)電量。但跟蹤式支架的成本較高，后期維護(hù)工作量較大。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，與相同容量配置的固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，采用平單軸跟蹤式支架的光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量可提高約15%，采用斜單軸跟蹤式支架的光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量可提高約20%，采用雙軸跟蹤式支架的光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量可提高37%～50%。另外，文獻(xiàn)提出了一種適用于山地、灘涂、漁塘等地的柔性支架，其采用在兩固定點(diǎn)之間張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線的方式，將光伏組件固定在張緊于兩柱間的鋼絞線上;兩固定點(diǎn)采用鋼性基礎(chǔ)提供反力，可實(shí)現(xiàn)10～30 m 大間距，以滿足不同地形的需要。
傳統(tǒng)的光伏支架系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要考慮支架自重，以及在風(fēng)荷載、雪荷載、施工檢修荷載、地震作用等不同荷載組合影響下，支架滿足強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性要求，并符合抗震、風(fēng)、防腐等條件，滿足30 年的使用壽命要求，便于安裝和維修且造價(jià)合理。由于雙面光伏組件的正面和背面均具有光電轉(zhuǎn)換能力，為了盡可能地利用太陽(yáng)光，必須考慮避免支架檁條對(duì)組件背面遮擋的影響。因此，雙面光伏組件的支架檁條必須位于組件邊緣。同時(shí)，還應(yīng)盡可能避免其他電氣設(shè)備( 如組串式逆變器)等對(duì)組件背面造成遮擋。
二、我國(guó)光伏組件的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
（一）我國(guó)的光伏組件的發(fā)展現(xiàn)狀
作為光伏行業(yè)的終端產(chǎn)品，組件生產(chǎn)與市場(chǎng)結(jié)合緊密，產(chǎn)品更新?lián)Q代較快，要求有很強(qiáng)的市場(chǎng)應(yīng)變機(jī)制，對(duì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力要求較高。近年來(lái)，全球光伏組件產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，增長(zhǎng)速度均在20%以上。2018年，全球光伏組件產(chǎn)量雖繼續(xù)增長(zhǎng)至120GW，但增長(zhǎng)速度有所放緩，僅為13.7%。伴隨著光伏產(chǎn)業(yè)的整體情況良好以及組件價(jià)格下降使得光伏發(fā)電成本不斷逼近甚至達(dá)到平價(jià)上網(wǎng)，預(yù)計(jì)2019年全球組件產(chǎn)量將會(huì)繼續(xù)呈現(xiàn)增長(zhǎng)勢(shì)頭，全年仍將保持在120GW左右。
得益于全球光伏需求增長(zhǎng)的推動(dòng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)在近年來(lái)持續(xù)加大組件環(huán)節(jié)的投資和技術(shù)革新，近10年來(lái)生產(chǎn)成本持續(xù)下降，自動(dòng)化、數(shù)字化程度不斷提升。據(jù)中國(guó)光伏協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2018年，全國(guó)組件產(chǎn)量達(dá)到85.7GW，同比增長(zhǎng)14.3%，以晶硅組件為主。組件產(chǎn)量超過(guò)2GW的企業(yè)有11家，其產(chǎn)量占總產(chǎn)量的62.3%，集中度進(jìn)一步提高。預(yù)計(jì)2019年組件產(chǎn)量將超過(guò)90GW。
2013年以來(lái)，我國(guó)光伏行業(yè)發(fā)展迅速，受此影響，光伏上游材料需求量快速增長(zhǎng)，從而帶來(lái)整體產(chǎn)量提升迅速。從光伏組件產(chǎn)量市場(chǎng)占有率來(lái)看，我國(guó)光伏組件行業(yè)發(fā)展迅速，在全球市場(chǎng)份額穩(wěn)步提升，2013年以來(lái)，我國(guó)光伏組件產(chǎn)量占全球光伏組件產(chǎn)量的比重維持在65%以上水平，到2018年，達(dá)到71.4%。
晶科能源組件出貨量全球第一
根據(jù)Global Data的數(shù)據(jù)，2018年全球組件出貨量排名前10的公司中，9家來(lái)自中國(guó)。其中，晶科以11.6GW的出貨量和12.8%的市場(chǎng)份額繼續(xù)保持全球組件出貨第一的位置。晶科之所以能夠保持榜首的位置，得益于其向海外市場(chǎng)擴(kuò)張的決心，而不是在中國(guó)政府削減對(duì)光伏行業(yè)的激勵(lì)措施之際繼續(xù)致力于中國(guó)本土市場(chǎng)。同時(shí)，晶澳正在以其雙面組件技術(shù)向中東市場(chǎng)擴(kuò)張，并在產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性、性能和創(chuàng)新方面處于強(qiáng)勢(shì)地位，2018年晶澳以8.8GW的出貨量排名全球第二。排名第三的是天合光能，出貨量為8.1GW。
雙面組件市場(chǎng)份額有望提升
據(jù)中國(guó)光伏協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2018年，單面組件仍然為市場(chǎng)主流，市占率達(dá)到90%。雙面組件主要應(yīng)用于“領(lǐng)跑者”項(xiàng)目，其市場(chǎng)占有率有很明顯的提升，與2017年相比提高了8個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到10%。未來(lái)隨著農(nóng)光互補(bǔ)、水光互補(bǔ)等新型光伏應(yīng)用的擴(kuò)大，雙面發(fā)電組件的應(yīng)用規(guī)模將會(huì)不斷擴(kuò)大。據(jù)中國(guó)光伏協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)，2018-2025年單/雙面組件的市場(chǎng)占有率變化趨勢(shì)如下：
（二）發(fā)展我國(guó)光伏組件存在的問(wèn)題
我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)目前存在的問(wèn)題體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面
1、由于成本過(guò)高，光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)政府的補(bǔ)貼依賴嚴(yán)重。
2010年之前光伏產(chǎn)業(yè)建立在各國(guó)政府補(bǔ)貼的基礎(chǔ)上迅速高速增長(zhǎng)起來(lái)，此時(shí)的光伏技術(shù)是在從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化過(guò)渡初期，由于生產(chǎn)成本比在實(shí)驗(yàn)室的預(yù)期成本大幅下降，因此才形成了短時(shí)間的暴利行市。雖然這種情形吸引了大批的投資者進(jìn)入光伏產(chǎn)業(yè)，但光伏發(fā)電依然高于火力發(fā)電。因此在2011年金融海嘯、歐債危機(jī)這些涉及到政府要?jiǎng)佑觅Y金救急解困的危機(jī)情形出現(xiàn)時(shí)，光伏產(chǎn)業(yè)所受的影響首當(dāng)其沖。一時(shí)間諸多上市公司均破產(chǎn)或出售光伏業(yè)務(wù)，更有大量的企業(yè)停產(chǎn)，使得許多地方政府和銀行望光伏而生畏。這樣，就形成了2011年以來(lái)長(zhǎng)達(dá)三年的低谷時(shí)期。
2、技術(shù)和設(shè)備更新快速，從而設(shè)備的生命周期短。
由于光伏產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)大部分是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果開(kāi)發(fā)出來(lái)后很快即投向市場(chǎng)，往往一種設(shè)備上市兩三年后，就有新的技術(shù)和新的設(shè)備使之面臨淘汰的命運(yùn)，從而出現(xiàn)了設(shè)備才投產(chǎn)兩三年就因效率低下或生產(chǎn)成本偏高而不能開(kāi)工，變成雖然設(shè)備完好卻變成無(wú)效產(chǎn)能的情形。
光伏產(chǎn)業(yè)初期的暴利使得不少投資者只顧大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，并不去創(chuàng)新研發(fā)新的技術(shù)，使得整個(gè)行業(yè)供大于求。
3、歐美貿(mào)易保護(hù)主義抬頭開(kāi)始“雙反”，導(dǎo)致中國(guó)產(chǎn)業(yè)面臨危機(jī)。
國(guó)外的光伏產(chǎn)品80%來(lái)自于中國(guó)制造，中國(guó)出口量也一直占據(jù)了國(guó)內(nèi)總產(chǎn)量的90%以上。在此形勢(shì)下，歐美許多光伏企業(yè)紛紛破產(chǎn)。歐洲各國(guó)政府和 美國(guó)政府都不愿看到光伏由中國(guó)制造的產(chǎn)品來(lái)主導(dǎo)，因此先后試圖采取“雙反”等貿(mào)易保護(hù)手段來(lái)遏制中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這使得市場(chǎng)大部分依賴外國(guó)的中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)大受打擊。
4、國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)扶持政策不明，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展緩慢。
中國(guó)政府從2008年發(fā)出了第一個(gè)光伏電價(jià)補(bǔ)貼文件，對(duì)國(guó)內(nèi)三個(gè)項(xiàng)目給予了每度電4元的補(bǔ)貼；2009年6月，中國(guó)政府推出了“金屋頂”、“金太陽(yáng)”計(jì)劃。這些裝機(jī)補(bǔ)貼一度帶齊了市場(chǎng)，但實(shí)際上是鼓勵(lì)了弄虛作假，打擊了真正的光伏發(fā)電企業(yè)。2011年8月，國(guó)家發(fā)改委公布了光伏上網(wǎng)電價(jià)，2012年1元/度。由于未對(duì)全國(guó)不同日照條件的地區(qū)進(jìn)行區(qū)別電價(jià)，也沒(méi)有說(shuō)明價(jià)格補(bǔ)貼的期限，價(jià)格的額度也不合理，多種原因?qū)е赂鶕?jù)上網(wǎng)電價(jià)倒推回來(lái)的組件價(jià)格降幅過(guò)快，這是我國(guó)光伏組件價(jià)格從13元/瓦降到4元/瓦以下的主要原因。因此，在2012年10月份以前，雖然中國(guó)政府給出了不少光伏補(bǔ)貼政策，但當(dāng)時(shí)這些政策既不系統(tǒng)也不完善，導(dǎo)致已投資的資金回收困難，想投資的不敢再投資，客觀上阻礙了國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
5、國(guó)內(nèi)外宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)蕭條導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)資金短缺。
歐債危機(jī)對(duì)歐洲這個(gè)當(dāng)時(shí)世界上最大的光伏市場(chǎng)帶來(lái)了很大的阻力。同時(shí)，國(guó)內(nèi)開(kāi)始經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)受到打擊的同時(shí)，并沒(méi)有給光伏等戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)以明確的政策，因此，光伏企業(yè)的不景氣和一些大企業(yè)的倒閉破產(chǎn)，使得銀行和投資機(jī)構(gòu)對(duì)光伏望而生畏，導(dǎo)致企業(yè)面臨市場(chǎng)和資金的雙重不足，從而整個(gè)行業(yè)陷入低迷。
綜合起來(lái)，雖然中國(guó)光伏這些年獲得了巨大的發(fā)展，也曾經(jīng)涌現(xiàn)過(guò)江蘇中能、無(wú)錫尚德、江西賽維、天威英利等一批國(guó)際知名企業(yè)，甚至還占據(jù)過(guò)各自環(huán)節(jié)的世界第一的地位，但是，由于沒(méi)有科學(xué)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)性，沒(méi)有對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題的預(yù)見(jiàn)性，沒(méi)有自主技術(shù)，加上國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)政治環(huán)境的影響，一旦行業(yè)波動(dòng)較大，這些巨人倒下的速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比他們發(fā)展起來(lái)的速度快得多。2013年無(wú)錫尚德的破產(chǎn)和2014年超日企業(yè)債的違約，已經(jīng)證明了這一點(diǎn)，而今年下半年，還會(huì)有更多的光伏企業(yè)發(fā)生債務(wù)違約和破產(chǎn)的情況出現(xiàn)，這并不奇怪，均是上述問(wèn)題的具體體現(xiàn)。
三、我國(guó)光伏組件發(fā)展的對(duì)策建議
（一）光伏組件實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
光伏平價(jià)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)路徑
第一，在土地面積允許的情況下，請(qǐng)專業(yè)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行測(cè)算，將安裝容量接近與額定容量比值的最佳值，充分利用配套設(shè)施。
第二，在技術(shù)方案的選擇上，盡量采用先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備，如大尺寸雙面組件、平單軸或固定可調(diào)等運(yùn)行方式，1500V系統(tǒng)等，提升發(fā)電量，同時(shí)盡可能降低運(yùn)維成本。
第三，采用EPC模式，從系統(tǒng)化的角度在基礎(chǔ)、支架、線纜等方面降低成本。
第四，從地方政府爭(zhēng)取相關(guān)稅費(fèi)減免等支持政策。第五，對(duì)項(xiàng)目的收益抱有合理的預(yù)期，投資企業(yè)應(yīng)從思想上適應(yīng)去補(bǔ)貼，以市場(chǎng)接納能力定規(guī)模的新思路，加快內(nèi)部決策速度。
2019年6月4日，國(guó)家能源局下發(fā)了《2018年度全國(guó)可再生能源電力發(fā)展監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)報(bào)告》，值得注意的是：浙江省購(gòu)買的20億kWh(相當(dāng)于200萬(wàn)個(gè)綠證)用于完成國(guó)家規(guī)定的消納比重。
浙江此舉，是我國(guó)首次以“省”的名義，為了完成任務(wù)而購(gòu)買綠證。浙江省購(gòu)買可再生能源綠色電力證書(shū)可折算可再生能源電力消納量20億千瓦時(shí)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，江蘇、廣東、安徽、貴州、山東、內(nèi)蒙古和廣西距離達(dá)到2020年最低消納責(zé)任權(quán)重不到1個(gè)百分點(diǎn)，而京津冀、黑龍江、甘肅和青海非水電可再生能源電力消納比重較2020年最低消納權(quán)重仍有較大差距。
相信在不久的未來(lái)，會(huì)有更多的省份通過(guò)購(gòu)買綠證完成配額的要求，并以補(bǔ)貼的形式受益于平價(jià)項(xiàng)目。因此，光伏平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目是大勢(shì)所趨，也一定能夠帶給投資企業(yè)相應(yīng)的回報(bào)。