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集成电路的识别方法范文1
关键词：IC技术；电动车；充电器
IC（集成电路）卡也称为微芯片卡、智能卡，其携带便捷、使用简单，在现代交通中有着广泛的应用。近年来，随着节能环保观念的深入人心，具有清洁、环保、便捷等多个优点的电动自行车得到了快速的发展，在人们日常生活中的应用越来越广泛，日益增长的电动自行车除了正常的充电需求外，在快速补充电能方面也产生了新的需求，基于IC技术的快速智能充电系统成为领域内研究的热点。
1 IC卡技术概述
IC（Integrated Circuit）即是集成电路，为半导体元件产品的总称，是一种采用一定工艺，将电路所需元件及布线互连在一起的具有所需电路功能的微型结构，具有体积小、重量轻、可靠性高、引出线和焊接点少等多个优点。IC卡也即是集成电路卡，是一个嵌置有一个或多个集成电路的卡片，在实际应用中，射频读写器向IC卡发送一组固定频率的电磁波，卡内频率与读写器发射频率相同的LC串联谐振电路可在电磁波激励下产生共振，使电容内有电荷，电容另一端的电子泵可将电荷送到另一个电容内存储，积累至2V时，存储电荷的电容作为电源为其他电路提供工作电压，完成IC卡与读写器数据的交换。IC卡具有携带方便、可存储处理信息、存储量大等优点，同时IC卡上存储的信息需在输入正确密码时才能读取、显示，信息安全保密性较好，并具有数据处理的能力，与读卡器交换数据时会对数据进行加密、解密处理，提高数据准确性，现阶段，在公共交通、银行、通讯、公共事业收费等多个行业内有着广泛的应用。
2 基于集成电路MAX713的12路电动车充电器系统
随着电动车在人们日常生活中的广泛应用，如何快速补充电能也成为领域内研究的重点，MAX713是MAXIM公司生产的快速集成电路充电芯片，可对1～16只串联电池快速充电，本文即以该集成电路芯片为例，探讨其在电动车充电器中的应用。
2.1 MAX713功能特性
MAX713可满足1～16节电池的充电需要，其功率控制模式有线性模式或开关模式，线性模式中在充电的同时可给电池负荷供电；在监测到DV/DT变为负时可种植快速充电模式，可根据电压梯度、温度或时间截止快速充电；快速充电结束后可自动冲快速充电到涓流充电，不充电时对蓄电池的漏电流小，最大仅为5mA。
2.2 系统设计
2.2.1 硬件设计
在系统硬件设计中，主要需要确定快速充电终止监测方法、快速充电速率和电流、外接直流电源电压值、和最坏条件下MOS功耗、集成电路芯片内稳压源限流电阻值和充电基准电阻阻值。根据实际需求，快速充电电流以电池容量÷充电时间计算得出；外接直流电源电压值至少要高于电池组最高电压1V；最坏条件下MOS管功耗以外接电源最高电压与最低电池电压的差值乘以充电电流计算得出；芯片内限流电阻以外界电源最低点电压与芯片内部稳压源电压的差值除以5mA计算。
2.2.2 主电路设计
主电路采用移相宽调制控制电路，使用美国Unitrode公司生产的移相式开关专用集成芯片，控制电路如图1所示。
UC3875的零电压开关的延迟时间由延迟设定端子的R8和C7和R9，C8确定，分别确定OUT-A与OUT-B以及OUT-C与OUT-D的死区时间。正常情况下，开关电源应工作在额定输出功率范围之内，避免电源工作超出正常输出状态，但由于在实际工作中难以预测，因此，将高频电压器输出的电流经电流互感器B耦合输出，再经D1和D2整流，C3和E1滤波及W1，R5和R6分压后，送至UC3875的电流控制端，与比较器同相端电压比较，输出电压高于2.5V时，UC3875过流保护电路起作用，电路功率输出设定为0～240W，超出时自动断开。
2.3 工作原理
在12路电动车充电器系统中，各路充电电压电流的监测、充放电的自动切换和显示等智能控制均由单片机实现，其工作原理如下图2所示，在系统工作中，电池充电电压经A/D转换器后，由单片机控制继电器进行充放电切换，和按键、数字等面板的显示。
图2 单片机控制电路原理图
单片机的I/O口是系统设计中的重点，在选择智能显示器驱动芯片时，应以减少对I/O口资源的占有量为原则，考虑技术、质量、系统日后的升级、生产成本等因素，选择最为合适的芯片。
2.4 工作流程
在系统运行中，消费者刷IC卡后，系统初始化，对12路电压、电流值进行巡查，并分别存入相应的内存单元；按下路号键，路号加一，显示该路的电压值；按下电压电流切换按键时可显示该路的电流值，消费者可选择一路有电，进行充电。对于使用镍镉电池的电动车，由于镍镉电池具有“记忆效应”，在充电前，若没有将电池内的电量放尽，可引起电池容量降低，因此充电前应对电池进行放电，在本系统中，系统对12路电压、电流值进行巡查后按下放电按键，继电器动作切换至放电状态。各路电压比较器输出后，继电器动作可切换回充电状态，进行充电。IC卡读写程序部分如下：
uint DuKaShiJin=0； //读卡时间超时计数器MS级
uchar KaBiaoZhi； //卡标致位，KaBiaoZhi=1为有效卡，KaBiaoZhi=0时为无效卡
uchar YongHuZhengHao[8]；//用户账号
//uchar MiYue[]={0x00，0X11，0X22，0X33，0X44，0X55}；//卡对应扇区密码
uchar MiYue[]={0xff，0Xff，0Xff，0Xff，0Xff，0Xff}；//卡对应扇区密码
xdata uchar pmnt1[101]；
uchar ruin1=0，cpuin1=0；
static xdata uchar qXuLieHao[4]；
xdata uchar ShuZiBiao[]="0123456789"； //数字表
typedef union JSDATA
{
uchar JiShouHC[11]；
}JSDATA；
const uchar kst[]={1，2，3，4，5，6，7，8，9}；
void USART1_TXD_SODATA（uchar *pt，uint len）
{
uint i；
EA=0； //关总中断
for（i=0；i
{
SBUF=*（pt+i）；
while（！TI）；
TI=0；
}
EA=1； //开总中断
}
/**************复位读卡模块*******************/
void MoKuaiReset（void）
{
xdata uchar MLing[]={0x02，0x00，0x01，0x2D，0x2C}；
USART1_TXD_SODATA（MLing，5）；
}
/****************寻所有卡*********************/
void XunKa（void）
{
xdata uchar MLing[]={0x02，0x00，0x02，0x31，0x52，0x61}；
EA=0；
USART1_TXD_SODATA（MLing，6）；
EA=1；
}
3 IC卡自助充电消费管理系统
3.1 需求分析
从电动汽车的自动快速充电方案来看，目前国内用于实现快速充电结算的方式主要有投币、插卡和插卡三种，投币式充电不仅需要定期回收硬币，增加人工成本，同时自动充电机无人值守，安全性较差；由于充电需要一定的时间，用户可能不在充电机附近，采用插卡式充电可增加不安全感；刷卡式充电只需将IC卡在感应区刷一下即可充电，操作简单方便、安全性高，可为消费者提供极大的便捷。基于此，在电动自行车自动快速充电中，选择使用刷卡式充电。
3.2 系统结构
在IC卡自主充电消费管理系统中，主要包括控制主机、IC卡、读写机、收费机、打印机、网卡、消费管理软件等，其中收费机为系统中最为关键的设备，主要用于感应接受IC卡发送的数字信号。在使用过程中，IC卡在收费机感应区刷卡后，IC卡芯片中的基本信息可存储到收费机中，并通过与计算机的连接，将卡号、消费金额等信息传送到计算机汇总进行储存，通过计算机实现对IC卡用户消费、充值等的管理。在选择硬件及设计硬件系统时，须在保证充电机整体性能稳定的前提下，考虑到简单性和成本。
在系统中硬件实现的关键为IC卡技术，IC卡均有发卡中心发行，具有可充值的功能。IC卡的核心是集成电路芯片，其关键技术有电擦除式可编程只读存储器技术（EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、射频识别技术（RFID，Radio Frequency Identification）、加密技术及ISO标准化技术等，EEPROM技术是IC卡技术的核心，该技术使晶体管密度增大，改善了性能，增加了容量，达到在同样面积上存储更大数据量的目的；RFID技术是一种利用电磁波进行信号传输的识别方法，被识别的物体本身应具有电磁波的接收和发送装置，射频识别IC卡是一种使用电磁波和非触点来与终端通信的 IC卡，使用此卡时，不需要把卡片插入到特定读写器插槽之中，只需要将卡片主动靠近读卡器读卡区内，读取卡上信息后即可完成交易；IC卡中的CPU卡采用特殊的加密技术，不仅可以验证信息的正确性，同时还能检查通信双方身份的合法性，从而保证信息传送的安全性；IC卡接口电路是IC卡与IFD内的CPU进行通信的唯一通道，其产生的电信号必须满足严格的时序要求，以保证通信和数据交换的安全与可靠。
3.3 功能模块设置
管理系统主要包括磁卡信息管理、充电机信息管理、管理身份验证、信息查询、磁卡消费管理和帮助信息等几个功能模块，用于实现基本信息管理、信息安全保护、历史数据查询、计量收费及打印数据、系统对时等功能，结构如下图3。
图3 IC卡自助充电消费管理系统功能模块
系统磁卡信息管理模块和充电机信息管理模块主要用于对基本信息的管理，包括磁卡编号、磁卡用户基本信息、充电机基本信息等；管理身份验证是对充电机管理进行权限限制，不同的管理人员有不同的权限，以保证数据安全性；用户可通过信息查询模块对充电时间、地点、充电量等历史重现数据进行查询；充电机同时配备有嵌入式打印机，用户消费后通过选择打印选项，将本次消费记录打印下来；计量收费模块主要对本次充电消费进行计费，按照国家费率电价规定，计算出总费用，同时将消费者本次消费的相关数据发送到后台数据库中进行保存备份。
3.4 软件设计与实现
主程序设计部分如下：
/*
#include"EC0608RT.H"
Void begin（void）
{
If（LD_X0）}{RST_Y7；RST_Y4；MW[0]=0；MW[3]=0；}//请插卡
else
{
SET_Y7；
MW[3]=I2C（）；
If（MW[3]&0×8000）
{
RST_Y4；
MW[0]=1；//无效卡
}
else
{
If（MW[3]=0）
{
RST_Y4
MW[0]=2；//金额不足
}
else
{
SET_Y4；
MW[0]=3；//供电中
}
}
}
MW[4]=MADC[0]；
MW[5]=MADC[1]；
Return；
在系统运行中，消费者根据系统提示，将IC卡插入，系统界面现实余额信息及消费信息，若系统检测出插入的IC为无效卡或金额不足，则报警提示，若IC卡为有效卡且金额充足，则供电，消费者可进行充电。若充电过程中停电，恢复送电后，系统按照消费者设定时间，继续充电。
4 结束语
随着计算机及电子技术的发展，IC卡消费逐渐成为自助消费的主流趋势，利用IC卡消费不仅能减少人工耗损，还能满足人们自理消费的心理。运用IC技术的12路电动车充电器系统可方便地实现电动车的智能快速充电，操作简单，对促进电动车行业进一步发展有重要意义。
参考文献
[1]白琳，刘金霞.电动汽车IC自助能源补充系统设计与研究[J].自动化技术与应用，2008，27（4）：108-110.
集成电路的识别方法范文2
本文阐述了电荷耦合器件（CCD）的原理，分析了CCD技术的发展及现状，并对今后的发展进行展望。
【关键词】CCD 势阱 工业摄像机 异性纤维
1 引言
电荷耦合器件（CCD）是美国贝尔实验室在1970年左右发明的新型半导体器件，CCD（Charge Coupled Device）是电荷耦合器件的简称，CCD是一种金属-氧化物-半导体结构的新型器件，其基本结构是一种密排的MOS电容器，能够存储由入射光在CCD像敏单元激发出的光信息电荷，并能在适当相序的时钟脉冲驱动下，把存储的电荷以电荷包的形式定向传输转移，实现自扫描，完成从光信号到电信号的转换。这种电信号通常是符合电视标准的视频信号，可在电视屏幕上复原成物体的可见光像，也可以将信号存储在磁带机内，或输入计算机，进行图像增强、识别、存储等处理。
2 线阵CCD在工业上的应用现状
2.1 用于轨道振动的非接触式测量
振动测量与实验一直是工程技术中的难题，对于航空航天，动力机械，交通运输，能源工业，土木建筑等尤为重要，振动直接影响机器的运行的稳定性，安全性和人体感觉的舒适性，直接影响生产的有效性和精确性。在交通运输中，铁轨对于火车来说相当重要，尤其现在随着经济发展，火车的提速对铁轨的要且相当高，铁轨受到列车的激励会产生手破振动，当振动级过大时时铁轨产生裂纹，断裂，接触面磨损，紧固件松动，从而提前报废，严重时会产生车毁人亡的事故，因此在对铁轨振动测量中采用线阵CCD，运用光学技术，电子学技术，CCD传感技术并同计算机数据处理技术相结合，克服接触是测量的缺点，能同时测量任意5点的振动，灵敏度高，价格低廉等优点。根据对标准振动态测量得到的波形分析，振幅测量范围为0.1-200mm，测量精度优于0.1mm。实验证明此方法测量速度快，精度高，抗干扰能力强，性能稳定，对被测物没有机械，电磁等干扰，因此可适用于多种现场振动检测的许要。
2.2 用于钢管内径的测量
在钢铁工业生产中，为保证钢铁质量，不仅要检测钢管的外径，而且还要检测钢管的内径，以便及时调整轧钢设备减少材料的浪费。尤其在火炮的加工中，对跑堂的直径和形状误差的精确检查时比不得少的。用线阵CCD传感器的测量钢管内景的光电检测装置来代替传统的量规检测方法，在一些发达的国家已经开始采用。在装置能测量的范围内，仪器的分辨率为0.001mm，测量误差在-0.02-+0.02mm。同时次装置在测量范围内对各种有色金属和非金属管类产品的内径均可以测量。
2.3 用于异性纤维的检测
在纺织领域中，可用线阵CCD作为检测异性纤维，杂质的装置。在原棉中除棉纤维以外，混有一些杂质，他们中的大多数可在开清梳阶段被清理出去，还有一些被打击成细小的杂质，这些细小的杂质是我们要控制的一个重要的指标，而与棉纤维性能接近的异性纤维及被污染的纤维，在一般的纺织工艺中，很难被去除掉。他们的危害性将在后道德印染工序及最终产品中显现出来。因此采用线阵CCD传感器的工业摄像机检测通过传送带上的棉花，再将图像信号送到计算机中经过特殊的算法进行图形处理，检测到混在棉花中的杂质，该装置采用光图像识别方法根据异性纤维的色相，饱和度，强度三大光学要素进行判断，可自动识别有色尼龙，塑料，麻线以及无色透明或与棉花颜色相近的杂物。其最小分辨率≤1mm。对于提高纺织工业的自动化水平有相当重要的意义。
2.4 其他方面
在军事工业领域，利用线阵CCD系统利用交汇测试原理来测量于动物体的位置尺寸。它利用TDI-CCD来进行测试，对于高速运动的物体的检测受到很好的效果，已经在军事及工业部门有着广泛的应用。另外，在公路路面的裂缝等的检测技术也随着CCD数字摄像技术的发展，逐步由人工检测向自动化检测方向发展，利用CCD相机借助光学系统将路面信号经观点转换成视频信号，再在计算中利用数字图像处理技术进行处理，从而可对路面的裂纹进行汉好的识别，提高对路面质量的监测、评估和病害分析。
3 结论
本文简要介绍了CCD的工作原理，并就其在工业检测中的应用及发展作了阐述。由于CCD图像传感器是一种高精度检测传感器，其应用已经渗透到工业各部门，并在国名经济生产中有广泛的应用，随着CCD传感器制作技术的提高，图像处理软件的进一步发展，CCD传感器与集成电路的应用前景进一步集成，CCD传感器的应用前景将更加广阔，其在工业测控系统中也会越来越占有重要的位置。
参考文献
[1]王以铭.电荷耦合器件原理与应用[M].北京：科学出版社，1987.
[2]王庆有.CCD应用技术[M].天津：天津大学出版社，2000.
[3]单锦安，尚世铉.电荷耦合器件（CCD）[J].物理实验，2000.
[4]宋培华，朱玉渊.在线检测中机器视觉的CCD方案[J].计算机工程，2001.
作者简介
孙亚英，女，乌兰察布市人，现供职于内蒙古工业大学工程训练中心，从事先进制造技术方面的研究。
集成电路的识别方法范文3
电子工艺实习报告2000字范文一
作为一名合格的大学生，社会实习是必经的过程，不管什么专业，都能在实习中获得自己以后从事的工作岗位所必需的技能。以下是书页网为您整理的电子工艺专业假期实习报告，谢谢阅读。
在为期两周的实习当中感触最深的便是实习联系理论的重要性，当遇到实际问题时，只要认真思考，对就是思考，用所学的知识，再一步步探索，是完全可以解决遇到的一般问题的。这次的内容包括电路的设计，印制电路板，电路的焊接。本次实习的目的主要是使我们对电子元件及电路板制作工艺有一定的感性和理性认识;对电子信息技术等方面的专业知识做进一步的理解;培养和锻炼我们的实际动手能力，使我们的理论知识与实习充分地结合，作到不仅具有专业知识，而且还具有较强的实习动手能力，能分析问题和解决问题的高素质人才，为以后的顺利就业作好准备。
在大一和大二我们学的都是一些理论知识，就是有几个实习我们也大都注重观察的方面，比较注重理论性，而较少注重我们的动手锻炼，比如上学期的精工实习。而这一次的实习正如老师所讲，没有多少东西要我们去想，更多的是要我们去做，好多东西看起来十分简单，一看电路图都懂，但没有亲自去做它，你就不会懂理论与实习是有很大区别的，看一个东西简单，但它在实际操作中就是有许多要注意的地方，有些东西也与你的想象不一样，我们这次的实验就是要我们跨过这道实际和理论之间的鸿沟。不过，通过这个实验我们也发现有些事看似实易，在以前我是不敢想象自己可以独立一些计时器，不过，这次实验给了我这样的机会，现在我可以独立的做出。
总的来说，我对这门课是热情高涨的。第一，我从小就对这种小制作很感兴趣，那时不懂焊接，却喜欢把东西给拆来装去，但这样一来，这东西就给废了。现在电工电子实习课正是学习如何把东西 装回去 。每次完成一个步骤，我都像孩子那样高兴，并且很有 成就感 。第二，电工电子实习，是以学生自己动手，掌握一定操作技能并亲手设计、制作、组装与调试为特色的。它将基本技能训练，基本工艺知识和创新启蒙有机结合，培养我们的实习能力和创新精神。作为信息时代的大学生，作为国家重点培育的高技能人才，仅会操作鼠标是不够的，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件。
通过一个星期的学习，我觉得自己在以下几个方面与有收获：
一 对电子工艺的理论有了初步的系统了解。
我们了解到了焊普通元件与电路元件的技巧、印制电路板图的设计制作与工艺流程、工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义。
二 对自己的动手能力是个很大的锻炼。
实习出真知，纵观古今，所有发明创造无一不是在实习中得到检验的。没有足够的动手能力，就奢谈在未来的科研尤其是实验研究中有所成就。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。比如做收音机组装与调试时，好几个焊盘的间距特别小，稍不留神，就焊在一起了，但是我还是完成了任务。
三 对印制电路板图的设计实习的感受。
焊接挑战我得动手能力，那么印制电路板图的设计则是挑战我的快速接受新知识的能力。在我过去一直没有接触过印制电路板图的前提下，用一个下午的时间去接受、消化老师讲的内容，不能不说是对我的一个极大的挑战。在这过程中主要是锻炼了我与我与其他同学的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。因为我对电路知识不是很清楚，可以说是模糊。但是当我有什么不明白的地方去向其他同学请教时，即使他们正在忙于思考，也会停下来帮助我，消除我得盲点。当我有什么想法告诉他们的时候，他们会不因为我得无知而不采纳我得建议。在这个实习整个过程中，我虽然只是一个配角，但我深深的感受到了同学之间友谊的真挚。在实习过程中，我熟悉了印制电路板的工艺流程、设计步骤和方法。可是我未能独立完成印制电路板图的设计，不能不说是一种遗憾。这个实习迫使我相信自己的知识尚不健全，动手设计能力有待提高。
我很感谢张帆老师对我们的细心指导，从他那里我学会了很多书本上学不到的东西，教我们怎样把理论与实际操作更好的联系起来和许多做人的道理，这些东西无论是在以后的工作还是生活中都会对我起到很大的帮助，在实习前我不慎将手弄伤，而王老师和班主任老师对我的关心，使我这异地学子感受到了一种很亲切的感觉，这种感觉很温暖，很亲切
两周的实习短暂，但却给我以后的道路指出一条明路，那就是思考着做事，事半功倍，更重要的是，做事的心态，也可以得到磨练，可以改变很多不良的习惯，例如：一个工位上两个同学组装，起初效率低，为什么呢?那就是没有明确分工，是因为一个在做，而另一个人似乎在打杂，而且开工前，也没有统一意见，彼此没有应有的默契。而通过磨合，心与心的交流以及逐渐熟练，使我们学到了这种经验。
实习这几天的确有点累，不过也正好让我们养成了一种良好的作息习惯，它让我们更充实，更丰富，这就是一周实习的收获吧!但愿有更多的收获伴着我，走向未知的将来。
电子工艺实习报告2000字范文二
实习目的和要求：
电气电子工艺实习是自动化专业学生重要的实践教学环节，其目的是巩固和加深所学电子技术的知识;了解并初步掌握一般电子产品的生产制作、调试与研制开发的基本技能与方法，全面提高学生的实践动手能力和分析问题、解决实际问题的能力;使学生对电子产品生产获得一定感性认识，为今后从事电子产品制作与创新设计工作奠定初步的实践基础。
要求看懂所装电子产品电气原理图，掌握电子元器件作用特点、性能和识别方法，熟悉简单电子产品整机装配的一般工艺知识并掌握其操作技能。
实习时间地点：
时间：20XX年6月11日-20XX年6月22日
地点：电子综合实验室
原理分析：
1、 收音机的电路结构种类有很多，早期的多为分立元件电路，目前基本上都采用了大规模集成电路为核心的电路。集成电路收音机的特点是结构比较简单，性能指标优越，体积小等优点。AM/FM型的收音机电路可用如图1所示的方框图来表示。收音机通过调谐回路选出所需的电台，送到变频器与本振电路送出的本振信号进行混频，产生中频输出，中频信号将检波器检波后输出调制信号，调制信号经低放、功放放大电压和功率，推动喇叭发出声音。
2、本次实习的收音机元件为全集成电路调频、调幅式收音机，收音机电路主要由日本索尼公司生产的专为调频、调幅收音机设计的大规模集成电路CD1691CB组成。由于集成电路内部无法制作电感、大电容和大电阻，故外围元件多以电感、电容和电阻为主，组成各种控制、供电、滤波等电路。收音机电路图如图2所示。
3、中波信号由L1与CA组成的输入回路，选择后进入IC内10脚，在IC内部与本振荡信号混频;本振由T1与CB及IC的5脚内部振荡电路组成。混频后的465KHz差频信号由IC的14脚输出，经中周T3和陶瓷滤波器CF1选频从16脚进入进行中放、检波，然后由23脚输出，再经C15耦合至24脚进行音频放大，最后由27脚输出至扬声器。
4、调频信号由TX接收，经C1送入IC的12脚进行高放、混频，9脚外接CC调谐回路选频，7脚外接CD本振回路，混频后的中频信号由14脚输出经10.7MHz陶瓷滤波器CF2选频后进入17脚进行中放，并经内部鉴频，IC的2脚外接鉴频网络，鉴频后的音频信号亦由23脚输出，再经C15耦合至24脚进行功放推动扬声器。
元件的作用和特性：
SL为四联可变电容器，它由四个单独的可变电容组合在同一个轴上旋转，以满足AM、FM的调台;在正常情况下电阻电容是不需要调整的，除电解电容外，其他的电容全部采用高频瓷介电容器，以减少高频损失;CF1是AM的中频陶瓷滤波器;CF2是FM的中频陶瓷滤波器;T1是中波振荡线圈;T2是鉴频器也可以用二端10.7MHz的陶瓷滤波器代替，但要将C9改成150~270欧的电阻;T3是AM的中频变压器;L2是FM的输入回路电感;L3是FM的振荡线圈。
相关电子技术知识：
调谐(即选台)与变频：由于同一时间内广播电台很多，收音机天线接收到的不仅仅是一个电台的信号。收音机的选频回路通过调谐，改变自身的振荡频率，当振荡频率与某电台的载波频率相同时，从而完成选台。选出的信号并不是立即送到检波级，而是要进行频率的变换。利用本机振荡产生的频率与外接收到的信号进行差频，输出固定的中频信号。
中频放大与检波：选台、变频后的中频调制信号送入中频放大电路进行中频放大，然后再进行检波，取出调制信号。中频放大电路的特征是具有中周(中频变压器)调谐电路和中频陶瓷滤波器。
焊接工艺知识：
焊接是电子产品组装过程中的重要工艺。焊接质量的好坏，直接影响电子电路及电子装置的工作性能。优良的焊接质量，可为电路提供良好的稳定性、可靠性，不良的焊接方法会导致元器件损坏，给测试带来很大困难，有时还会留下隐患，影响的电子设备可靠性。
元器件的装插焊接应遵循先小后大，先轻后重，先低后高，先里后外的原则，这样有利于装配顺利进行。
在瓷介电容、电解电容等元件立式安装时，引线不能太长，否则降低元器件的稳定性;但也不能过短，以免焊接时因过热损坏元器件。一般要求距离电路板面2mm，并且要注意电解电容的正负极性，不能插错。
集成电路的焊接：CD1691CB为双排28脚扁平式封装，在焊接时，首先要弄清引线脚的排列顺序，并与线路板上的焊盘引脚对准，核对无误后，先焊接1、19脚用于固定IC，然后再重复检查，确认后再焊接其余脚位。由于IC引线脚较密，焊接完后要检查有无虚焊，连焊等现象，确保焊接质量。
对所发现的问题或现象提出解决思路：
焊点有虚焊或连焊：出现虚焊主要是焊锡不够，或者焊锡加在了焊盘上，由于焊盘预热不好，造成冷焊。出现连焊的主要原因是焊锡过多。当遇到类似问题是，我们应该及时的调整焊锡的多少，并用松香进行助焊。
元件焊错插槽：由于焊接时没有仔细检查管脚，或者焊接电解电容是没有注意正负极，造成了此类问题的发生。我们应该先将管脚上的焊锡尽量吸掉，再移去元件。这里，我们特别要注意的就是当吸取焊锡时，不宜长时间的吸取。温度过高，可能会烧坏元器件，等元件冷却后，再继续吸取。
无法有效焊接磁棒线圈：造成此类现象的原因是线圈涂有绝缘漆，快速焊接时不易完全去掉，容易引起接触不良。焊接时应该先刮掉线圈线头上的漆皮，再接入插槽焊接。
接入电池后收音机无声：检查四个电流口是否封住，喇叭引线，电池引线是否焊好，电位器开关是否接触好，音量电位器是否未开到最大。
沙沙的电流声并且收不到电台：检查磁性天线的线圈的头是否焊好，四联电容器的所有引脚是否焊好，中频变压器及周围的焊点是否有短路现象，红色中频变压器是否装错位置。
自己对电子实习的体会和收获：
为期两周的电气电子工艺实习，我们很好的完成了调频调幅收音机的组装。期间，我学到了很多宝贵的经验和相关的电子技术知识。在这次的收音机组装中，焊接工艺占了很重要的分量。对于零散的电子元件，通过焊接，才能形成一个完整的系统。而焊接的好坏，就直接影响着这个系统的稳定性。掌握焊接和电子工艺的操作技术，光靠看书本和讲解是不行的。我们必须深入到实习中，毕竟实践出真知。同时，在实习中，我们还必须将书本中的知识很好的应用到实践操作中。
通过这次实习，我深刻的认识到了，理论知识和实践相结合是教学环节中相当重要的一个环节，只有这样才能提高自己的实际操作能力，并且从中培养自己的独立思考、勇于克服困难、团队协作的精神。
实习，可以很好地培养我们的动手能力。通过实习，我们不仅学会了调频收音机的组装，还从中学会了电子元件的焊接，以及收音机的检测与调试。在整个实习过程中，对于我们，最具挑战性的工艺就是元器件的焊接。焊接是金属加工的基本方法之一，看起来容易，实则不然。
当我们真正拿起电烙铁时，才意识到焊接并不是想象的那么容易，经常会出现冷焊、虚焊、假焊以及连焊。焊点可以说是面目全非。还好，我有过焊接经历，在整个焊接过程中没有出现大的问题。即使是在集成芯片的焊接时，也是很顺利的，只花了几分钟就完成了焊接，而且焊点基本做到了光滑、无虚焊和连焊等。
以前只是对某一元件进行的更换焊接，而这次是比较系统的对整个电路进行焊接，从中，学到了很多焊接技术知识。特别是在集成芯片的焊接，现在，基本可以在两分钟之内完成比较圆满的焊接。这也是我对于这次实习的最大的收获。通过实习，我们对电子工艺的理论有了初步的系统了解，并且极好的锻炼了我们的动手能力，和团队协作能力。
电子工艺实习报告2000字范文三
一、 实验时间：20XX-6-7至20XX-6-11
二、 实验室名称： 8A-107
三、 实验目的：
电子工艺实习的主要目的就是培养我们的动手能力，对电子元器件的识别，相应工具的操作，相关仪器的使用，电子设备制作、装调的全过程，掌握查找及排除电子电路故障的常用方法有个更加详实的体验。有助于我们对理论知识的理解，帮助我们学习专业知识。使我们对电子元件及收音机的装机与调试有一定的感性和理性认识，打好日后深入学习电子技术基础。同时实习使我获得了收音机的实际生产知识和装配技能，培养理论联系实际的能力，提高分析问题和解决问题的能力，增强独立工作的能力。
四 、 实习内容：
(1) 学习识别简单的电子元件与电子线路;
(2) 学习并掌握收音机的工作原理;
(3) 按照图纸焊接元件，组装一台收音机，并掌握其调试方法。
五、 实验原理：
天线收到电磁波信号，经过调谐器选频后，选出要接收的电台信号。同时，在收音机中，有一个本地振荡器，产生一个跟接收频率差不多的本振信号，它跟接收信号混频，产生差频，这个差频就是中频信号。中频信号再经过中频选频放大，然后再检波，就得到了原来的音频信号。音频信号通过功率放大之后，就可送至扬声器发声了。天线接收到的高频信号通过输入电路与收音机的本机振荡频率(其频率较外来高频信号高一个固定中频，我国中频标准规定为465KHZ)一起送入变频管内混合变频，在变频级的负载回路(选频)产生一个新频率即通过差频产生的中频，中频只改变了载波的频率，原来的音频包络线并没有改变，中频信号可以更好地得到放大，中频信号经检波并滤除高频信号。再经低放，功率放大后，推动扬声器发出声音。
六、实验器材
电烙铁、螺丝刀、松香、锡、钳子和镊子等必备工具
元器件：A.线路板、 B.滤波器(有三个脚)、C.线圈：包括D53.5T，D310.5T,D314.5T、D.中周:包括: 粉周、红周、黄周、E.电感、F.二极管、G.电容、瓷片电容、 H.电阻、I.PVC一个、 J..AM线圈、 K.开关、 L.磁棒、M.电位器、 N.耳机插座、 O.IC芯片等;
各种电子器件的基本知识：
1、电阻上面所标的色环代表不同的参数，色环电阻上的前两环是代表该电阻的数值，第三环是倍率，第四环是有效变差(注意：一般是银色的那条色环作为最后的色环)。各种不同的颜色所代表的数值如下表:
2、电容，主要区分正负极。长脚的为正，断脚的为负：如果是管体的电容，灰色部分所对应的管脚作为负极。
3、LED灯，长管脚的一端为正极，短管脚的一端为负极。LED应该放在组装的时候才焊接，因为开始的时候很难把握焊接的高度，如果安装的太低，安装外壳后很难观察到灯是否发光。
4、二极管，二极管的外形是一边红色，一边黑色。红色的一端为正极，黑色的一端为负极。
5、PVC,PVC的实质是一个可变电容。调频旋纽实质上通过改变PVC的值来选择不同的频率
6、电位器，实质上是可变电阻，作用是通过改变电阻的值来实现改变收音机的音量大小
七、实习步骤：
第一天：焊接练习
焊接对我来说并不陌生，因为以前在家我用过电烙铁，还有刚过去的寒假期间我在电子厂打寒假工时也是做焊接这个工位，所以我对焊接是很有信心的。焊接常见的问题是包焊、漏焊、假焊等。焊接时，烙铁头要在加锡时停留2-3秒，这样锡才能溶解，元件焊得就越好。还有锡不能加得太多，否则易发生短路。今天我们先在一块电路板练习焊几个电阻，熟悉焊接的基本操作，体会焊接的技巧。
第二天：
发收音机装配零件，检查和熟悉各种零件。这一天最重要的就是常用电子元件的识别和检测。我们常见的电子元件就是电阻、电容、二极管等。电阻上的色带是就是电阻的色环标记法，通过色环来表示电阻的大小，有效数字、倍率和允许误差。电容主要区分正负极。长脚的为正，断脚的为负：如果是管体的电容，灰色部分所对应的管脚作为负极。二极管的外形是一边红色，一边黑色。红色的一端为正极，黑色的一端为负极。接着对照工位图了解清楚各个元件的具置。然后把各种零件插到电路板上，待老师检查完毕再根据工位图，逐个焊接零件。
第三天：
测试与检测：测试是需要耐心的，因为要排队，还要有心理准备，也许我们焊的电路板会没声音，毕竟我们不是专业人士。通过对收音机得检测与测试，我们明白般电子产品得生产测试经过，初步学习测试电子产品的办法。首先我门要检查焊接得地方是否使印刷电路板损坏，检查个电阻是否同图纸相同，二极管是否有极性焊错、位置装错以及是否有电路板线条断线或短路，焊接时有无焊接造成得短路现象。第二，要通电检测再通电状态下，仔细调节中周，定要记下每次调节经过，如果调节失败，再重新调回带原来得位置，实再不行就请老师帮忙!不过再整个经过中我门定要有耐心.
第四天：
测试电路板确定没问题后，就要处理电源同电路板的连接，扬声器同电路板的连接。将电源槽扬声器安装在收音机外壳的对应位置，用焊锡焊接导线在接线柱上。将电源的正负极焊接在电路板对应位置，扬声器的导线不分正负极所以就近焊接，使导线不容易扭曲干扰为佳。
第五天：
组装完后的最后测试，如果有问题拆开外壳检查，看看哪些地方漏焊。确定没有问题的就安装好外壳。
八、心得体会：
通过一星期的电子工艺实习，我从中学到了很多宝贵的经验和知识，也提高了自己的动手能力。当我知道我们电工实习是自己制作一台收音机时，我心里有点兴奋，因为我从小就对收音机感兴趣，经常拆收音机，有时坏了也能修好。现在可以自己做一台我自然会有点兴奋。焊接对我来说并不陌生，因为以前在家我用过电烙铁，还有刚过去的寒假期间我在电子厂打寒假工时也是做焊接这个工位，所以我对焊接是很有信心的，相信自己可以做出一台质量很好的收音机。
集成电路的识别方法范文4
中图分类号:TN912.3-34文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2010)16-0109-04
Realization and Improvement of Isolated Word Phonetic Recognition
LIU Li-yuan, YAN Jia-ming
(School of Electronic Information, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710129, China)
Abstract: An implementation method of the isolated word speech recognition with feature extraction based on the linear prediction cepstrum (LPCC) is elaborated by the analysis of the relevant principles of two important parts (the endpoint detection and LPCC) of the feature extraction module. The software modeling of the system which is described by the method is carried out. A specific improvement program to improve the recognition rate is given through the analysis. carried on the confirmation for the relevant method and conclusion are demonstrated with Matlab software. The demonstration shows that the method can raise the recognition rate indeed based on the traditional method, and has the characteristics of high-speed recognition, good practicability and hardware portability. The direction of the future implementation and improvement in some key links is discussed for the method.Keywords: phonetic recognization; feature extraction; LPCC; Matlab
收稿日期:2010-03-30
语音识别是机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本文件或命令的技术,而特征提取阶段是其至关重要的一步。特征参数值选取的适当与否,提取时筛选的合适与否,直接影响识别正确率的高低。此阶段主要包括2个方面:端点检测和特征参数提取。
1 端点检测
在语音识别系统中,语音信号是由语音、静音和背景噪音混合而成的,在其中提取语音,准确地确定语音的起始点被称之为端点检测。端点检测的作用有以下父霆方面[1]:检测每帧信号是语音,还是背景噪声;减少识别器的数据处理量;许多噪声中的语音识别算法需要估计噪声的频谱特性。
当前方法中实用且普遍的应属双门限检测。双门限端点检测法是在短时能量检测方法的基础上,加上短时平均过零率,利用两者作为特征来进行检测。首先为短时能量和过零率分别确定2个门限:一个是较低的门限,数值较小,对信号的变化比较敏感,很容易超过;┝硪桓霆是比较高的门限,数值较大。低门限被超过未必是语音的开始,有可能是很短的噪声引起的,高门限被超过,并且接下来的时间段内语音超过低门限,意味着信号开始[2-3]。
本文所采用的方法是该方法的简易化,先算出背景噪声能量与过零率的统计特性,确定能量高低门限、短时过零率门限,分别利用能量门限和过零率门限来提取出语音信息段,然后将两者所筛选出的语段整合作为选择出的语音段。该方法虽然简单,但对于基于本实验中较高信噪比的前提假设,仍能达到满意效果。
2 特征参数提取算法
当前,最常用的2种特征参数是线性预测倒谱系数(LPCC)和Mel倒谱系数(MFCC)。研究结果表明,这2种方法对语音识别的性能而有所提高[4]。其中,最常用的方法之一是线性预测分析(LPC)法,这是因为它有效地解决了短时平稳信号的模型化问题[5],可把语音信号看成是由全极点模型产生的;能很好地逼近共振峰,提供谱估计;提供的语音信号模型参数简洁而准确,计算量较小,便于实时处理;可用于低频率传输的环境。
2.1 线性预测分析原理[6-7]
线性预测分析的基本模型是建立在语音产生的数字模型基础之上的。其基本原理在此不再赘述。最终在最小均方误差意义上计算一组最佳预测系数,定义短时预测均方误差为:
En=∑ne2(n)=∑n[S(n)-∑Pi=1aiS(n-i)]2(1)
经过一系列数学推导可得:
∑pi=1aiφ(k,i)=φ(k,0),k=1,2,…,p(2)
求解式(2)就可得到线性预测系数估值1,2,…,p及最小预测均方误差n。
2.2 线性预测分析的求解方法
欲解式(2),首先必须计算Е(k,i)。其中φ(k,i)定义为φ(k,i)=∑nx(n-k)x(n-i),这是一个模糊的定义,式中n的求和范围没有具体化。因此,当采用不同计算方法时,会存在不同的解法。最经典的2种解法为:自相关法和协方差法。在这2种方法中,其方程组系数矩阵[φ(k,i)]都具有特殊的性质,可用高效的方法来计算方程组的解。
本文采用自相关法[6-7]:定义n的求和范围是┮恢知较直接的方法,认为语音段外的数据为零,只计算范围n以内(0≤ n ≤N)的语音数据,这相当于将语音加窗后再进行处理。此时,φ(k,i)Э杀硎疚:
φ(k,i)=∑N-1+pn=0xω(n-k)xω(n-i)(3)
式中:k=1,2,…,p;i=0,1,2,…,p;x│ (n)为加窗后的语音数据。由于假定窗外的语音数据为零,显然存在着误差。加窗后的自相关函数可以表示为:
Rn(k)=∑n+N-k-1n=0xω(m)xω(m+k)(4)
式中:Rn(k)为短时自相关函数,且Rn(k-i)仅与(k,i)的相对值有关。因此,φ(k,i)Э杀硎疚:
φ(k,i)=Rn(k-i)=Rn(|k-i|)(5)
于是式(2)转化为自相关方程组,将其转换成矩阵形式:
Rn(0)Rn(1)…Rn(p-1)
Rn(1)Rn(0)…Rn(p-2)
Rn(2)Rn(1)…Rn(p-3)
螃 鳓
Rn(p-1)Rn(p-2)…Rn(0)1
2
3
p=Rn(1)
Rn(2)
Rn(3)
Rn(p)(6)
式(6)为Yule-walker方程,其系数矩阵被称为托布里兹(toeplitz)矩阵。对于这种方程组可用特殊的递推算法来求解。其指导思想为:第i阶方程组的解可以用第i-1阶方程组的解来表示;第i-1阶方程组的解又可以用第i-2阶方程组的解来表示,依此类推。因此只要解出一阶方程的解,就可以通过逐步递推来解出任意方程组的解。
2.3 LPCC线性预测倒谱分析
LPCC参数是线性预测系数在倒谱域中的表示。标准的倒谱系数计算流程运算比较复杂。在实际计算中,基于LPC分析的倒谱,在获得线性预测系数后,可以利用预测系数an及其复倒谱系数C(n)У牡萃乒叵道醇蚧计算,或由LPC得到[7]:
CLPCC(n)=CLPC(n)+∑n-1k=1n-knCLPCC(n-k)CLPC(k)(7)
式中:C(n)为倒谱系数;an为预测系数;n为倒谱系数阶数(n为l～p);p为预测系数的阶数。
2.4 改进方案
2.4.1 提高阶次
由分析可知,对语音信号进行线性预测分析的基本思想是:一个语音的采样能够用过去若干个语音采样的线性组合来逼近。为使模型能够很好地符合语音产生的模型,需要考虑如下2个因素:模型阶数p的选择。阶数p应与共振峰的个数相吻合,通常一对极点对应一个共振峰。因此当共振峰数为5时,应取10。此外,当语音为鼻音和摩擦音时,声道传递函数并不符合全极点模型的假定,而是一个既有极点又有零点的模型。但由于可以用多个极点来近似一个零点,所以仍然可以采用全极点模型的假定,但要求有足够高的阶数。通过预加重对高频部分的提升。
2.4.2 还原解法自身相关性
由分析知,对LPC使用自相关法,不仅计算方便简单,容易实现,而且能满足求解方程组的要求。但是从解法自身不难发现,由于其需要加窗截取才能进行计算,而分帧这一操作又破坏了其本身所依赖的相关性,所以经仿真证明,其效果并不理想,而且受噪音的影响较大。经过反复试验证明,在实际应用中,当N和p相当接近时,自相关法的误差较大。所以人为地使N>>p,这时自相关法不但可以克服其误差大的缺点,得到较好的识别率,而且具有高效递推算法的优势也非常明显了。
所以在传统的LPCC识别方法上,可以进行如下改进:一般传统的LPCC方法经过最初的分帧,断点检测等一系列操作直接进行特征提取,而在本文仿真中虽在端点检测之前对原始的语音信号进行了分帧加窗的处理,但此处理仅仅是为了提高端点检测和整体语音识别的正确率所加的处理过程。当进行LPCC特征参数提取时,本文将经过端点检测后确定的语音段的各帧还原为原始的连续语音序列向量后,再进行特征提取。这样大大提高了识别的正确率。
3 软件建模结果及分析
本文讨论的是孤立词、小词汇量识别。按照识别原理模型,设计的整体结构框架如图1所示。
图1 语音识别总体结构框架设计图
在试验中,在建立模板库时,选取了8条英语语句,进行模板训练。本文基于Matlab R2007a的环境,下面对仿真主要模块及代码进行简介:
(1) 语音输入与输出实现。在此采用软件编写函数直接输入的方式,其实现代码如下[8]:
y = wavrecord(n*fs, fs, type);%录语音
wavplay(y);%播放指令
其中:n为录音时间长度;fs为设定的采样频率;type为所指定的采样精度。
(2) 语音段检测。语音段检测在本文实验中包括2部分:一是对输入的语音采样序列进行分帧加窗,进行初步的分割便于以后处理操作;二是对分帧处理后的语音序列进行端点检测,截取出有效语音段,为减少计算量,提高识别率服务。
① 语音的分帧、加窗处理。在Matlab环境下对信号进行分帧处理,可以使用voice box工具箱中的enframe函数:
y=enframe(x,FrameLen,Framelnc)
其中:x为原始信号;FrameLen为指定帧长;Framelnc为指定帧移;y为分帧后形成的二维数组。本文使用哈明窗,窗宽设定为256,帧移设定为80。
② 端点检测。采用双门限算法,在开始进行端点检测之前。其中,门限的确定是通过对相应环境下的无语音噪声进行与语音段相同的采集处理,计算其每帧的能量与过零率,根据经验公式[9],计算出高门限Hig,低门限Low和过零率门限ZT。其相关实现代码如下:
i1=min (0.03*(max (b)-min (b)) +c, 4*c);
i2=5*i1;Low=i1;Hig=i2;
整合满足2种门限的语音采样序列,从而实现门限检测功能。对语音样本进行端点检测后的仿真图像如图2所示。图2(a)是原始信号波形图,图2(b),(c)分别为筛选后的各帧短时能量和短时过零率图。这便排除掉那些不必要的语音段,减少运算量,使识别更加准确、可靠,也缩短了运行时间。
图2 语音样本端点检测图
③ 特征参数提取。基于LPCC方法对所提及的3种方式分别进行了仿真对比:
传统方式 直接进行特征提取及以后操作。
提高阶次 分别将p值设定为8,10,12,14进行对比。
还原方法 虽在端点检测之前对原始的语音信号进行了分帧加窗处理,当进行LPCC特征参数提取时,将经过端点检测后确定的语音段的各帧还原为原始的连续语音序列向量后,再按照前文所述特征提取算法进行特征提取。
3种方式均可根据式(7)计算LPCC系数。
④ 模式匹配及模板训练。采用DTW算法的模式匹配过程。DTW是孤立词识别系统的主流识别方法。从目前来看基于动态时间归整匹配的DTW算法,可能是一个最为小巧的语音识别算法,系统开销小,识别速度快,在小词汇量的语音命令控制系统中是一个非常有效的算法[10]。
对每一帧语音信号提取LPCC特征参数以后,便得到一组LPCC特征向量。语音识别是将测试语音的特征向量同模板库中的语音特征向量进行模式匹配,寻找最短距离模式作为识别结果。设测试语音特征矢量序列为T={t1,t2,…,tN},参考模板特征矢量序列为R={r1,r2,…,rM}。它们之间的相似度用它们之间的距离D[T,R]来度量,距离越小,相似度越高。DTW就是要寻找一个时间规整函数m=W(n),它将测试矢量的时间轴n非线性地映射到模板的时间轴m上,使w满足[11]:
D=minw(n)∑Ln=1d{Q(n),M[w(n)]} (8)
⑤ 结果对比如下:
提高阶次 LPC阶数对识别率的影响见表1。可见,当阶次到达一定值时,提高阶次,不但识别率提高不明显,而且可影响识别率,如表1所示。
表1 不同阶次的识别率比较
p阶数识别率/%p阶数识别率/%
8阶84.212阶90.9
10阶92.114阶80.6
还原法 经过反复试验总结验证,传统检测方式的识别率为70.6%,而本设计的语音识别程序其识别率能到达92.1%左右,且速度较快。这表明当N和p相当接近时,人为地使N>>p,这时自相关法不但克服其误差大的缺点,得到较好的识别率,而且其高效递推算法的优势就非常明显了。
4 结 语
依据小码本孤立词的语音识别系统模型完成了对LPCC 算法的基本原理仿真验证,并对传统方法给予了改进讨论,验证其有效性,同时为应用系统的硬件实现提供了一定的参考价值。
在设计中,随着对数字信号处理及语音音频处理技术等方面的深入研究不难发现,语音识别的实现有许多选择可作为以后的改进:一是端点检测方面,除本文选择的方法外,还有一些新的方法也能取得较好的识别效果,如:语音的短时能频值;二是特征参数提取方法还有一种比较成熟的算法,如MFCC算法;三是匹配算法,时下比较流行的匹配算法还有隐马尔可夫模型(HMM)和人工神经网络(ANN);四是应用方面随着数字信号处理技术、嵌入式技术、集成电路的迅速发展,将语音识别技术应用到硬件上是必然趋势,也是推动语音识别技术全面走进人类生活的基础。将语音识别更为高效地与硬件结合,将是长期发展的方向。
参考文献
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[9]胡光锐.语音处理与识别[M].上海:上海科学技术文献出版社,1994.
集成电路的识别方法范文5
关键词：无线射频识别;食品安全;供应链;动物识别
0引言
随着市场的放开，生猪和猪肉市场也不可避免地产生了一系列的问题，如市场混乱、缺乏统一管理、卫生问题严重。这些问题的存在严重阻碍了猪肉市场的健康发展。动物跟踪与识别是利用特定的标签，以某种技术手段与要识别的动物相对应，可以随时对动物的相关属性进行跟踪与管理的一种技术［1］。生猪管理系统就是动物跟踪与识别的一个应用，它为加强牲畜的饲养，定期检查牲畜的健康提供了绝佳的条件。RFID是利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的，它是自动识别领域的一个重要分支。在农牧渔业中可用于羊群、鱼群、水果等的管理以及宠物、野生动物跟踪［2］。与目前应用广泛的基于光学技术的自动识别方法（如条形码和摄像）相比，RFID具有一次处理多个标签并可将处理状态写入标签、不受大小及形状限制、耐环境性强、穿透性强、数据的记忆容量大、可重复利用等许多优点。
RFID即射频识别，又称为电子标签（E－Tag），其最早的应用可以追溯到第二次世界大战中用于区分联军和纳粹飞机的敌我辨识系统。随着技术的进步，RFID的应用领域日益扩大。如图1是一个典型的RFID系统。它由标签（Tags）、读写器（Reader）、天线（Antenna）、主机（Host，用于处理数据的计算机）和应用支撑软件等部分组成［3］。
标签一般由芯片和天线组成；每个标签具有唯一的电子编码。标签附着在物体上或嵌入物体内用以标志目标对象［4］。根据发射射频信号的方式不同，标签可分为主动式和被动式两种。主动式标签（又称为有源标签）通常由内置电源供电，主动向读写器发送射频信号；被动式标签（又称为无源标签）不带电池，其发射电波以及内部芯片运行所需的能量均来自读写器所产生的电磁波。图1中所示为被动标签。读写器通过控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签应答;同时读写器要把时钟信号和能量也发送给标签。读写器要对标签的对象标志信息进行解码并将其连同标签上的其他相关信息传送到主机以供处理。RFID读写器可以同时读取多个标签内的信息。主机负责对读写器所读取的标签数据进行过滤、汇集和计算，减少从读写器传往企业应用的数据量［5］。
1需求分析
现代化生猪管理系统，要求管理无纸化、有序化、规范化、智能化。智能标签因为具有防水、防磁、防静电、无磨损、信息储存量大、一签多用、操作方便等特点，所以完全能够满足这一要求。同时还应满足四点要求：①为使操作简单、方便、友好，要求采用全中文菜单式操作界面。②系统应提供完善的管理功能，自动形成各种报表。③政府需要加强对动物接种与疾病的预防管理。④由于食品安全危机频繁发生，严重影响了人们的身体健康，引起了全世界的广泛关注。如何对食品有效跟踪和追溯成为一个必须解决的问题。
2系统构成及特点
系统主要由以下几部分组成：
硬件设备（耳标、数据采集器、数据传输器）；系统软件（数据采集、信息、数据库）；附加设备（计算机、打印机）。
3硬件设备简介
3．1耳标
耳标是凯泰科技有限公司利用先进技术自行研制的智能电子标签，专门用于标志和区分不同牲畜的基本信息。在2~8 cm的距离内，内码标志均可读出。它采用美国大型集成电路，用半导体编码器进行编码，内置激光工艺刻录的64位二进制，全球唯一编码的硅晶片；外面用强树脂材料封装，具有超强的抗冲击、防静电、防腐蚀、防水、防尘、耐磨擦等性能。
耳标是无源器件。现场安装无须布线，不受现场条件限制、无须日常维护，使用寿命在20年以上，是国际通用型信息标志物。将耳标钉入牲畜的耳朵中，牲畜很难将它摘下，方便管理。
技术指标：重量为1.0 g；识读次数>100万次；使用寿命>20年；工作温度-40℃～85℃；规格为硬币、钥匙牌、柱形等多种封装形式。
3．2数据采集器
非接触感应式数据采集器是采用射频识别技术开发的高科技产品。由于读取标示物内码时可避免接触，故记录器无接触性的损耗、寿命长。
硬件特性：采用压模金属外壳，坚固耐用，可以保护内部电子设备免受冲击和工作时的意外损伤。没有可拆动的零件，LCD中文显示、可充电锂电池、实时时钟、非易失存储器，特别适合于实际工作。
技术参数：处理器为高速32位处理器；显示器为LCD 160×128点阵，四级灰度，EL背光LCD96×64；工作电源为5.6V；通信接口为USB；工作温度为-20℃~50℃；存储温度为-40℃~55℃；记录容量为4 095条，可扩充8 190条，可扩展为 8 MB(NOR)+128 MB(NAND)；充电电池为970 mAH锂离子电池；待机电流小于1 μA。
4系统软件及数据库选择
根据项目情况，决定在Windows .NET 框架上开发基于 Windows 平台的应用程序，信息采集部分采用B/S结构。这种方式下，操作人员可以在任意地点进行处理，提高了各数据采集点工作人员的数据处理速度和安全性。并且，系统可以随时统计出各养殖区县的生猪养殖动态数量信息；随时统计出养殖场数量和规模信息；随时生成需要的各种统计报表；如果发现问题，可以随时查到问题猪肉的养殖场信息、加工厂信息，并自动生成事故处理建议方案。
数据库平台选用微软的SQL Server。其事务以及数据完整性逻辑都能作为存储过程和触发器直接存于服务器中。这种编程可避免被客户非法使用或误操作。此外，预编译存储过程的引入使SQL Server在使用关系型数据库高性能地进行事务处理方面树立起一个新标准。SQL Server Client/Server 体系结构通过数据库的远程过程调用为Client/Server及Server/Server的通信提供了综合的、基于消息的支持。使用数据库的远程过程(RPC)，任何SQL Server的Client或Server可为访问网络上的任何其他Client和Server，还能够实现跨服务器的事务横跨多个RDBMS。
SQL Server 在分布式联机系统所必须关注的八个主要问题上，即查询性能、事务处理能力、高可靠性、场地自治性、可扩展性、可互操作性、应变能力、数据完整性方面都拥有最佳的解决方案。5系统简介
生猪管理系统工作原理如图3所示。
生猪管理系统由饲养场、屠宰场和销售三个部分组成。方案按照现代化管理要求设计，实现对牲畜的来源、日常饲养、接种免疫等相关方面的全方位的计算机管理。目标在于提高牲畜的管理作业效率，提高牲畜的质量。
（1）饲养场管理模块负责牲畜的健康管理和日常管理，具有界面简洁、反应快速、运行安全可靠的特征。主要功能有：①指定条件（牲畜编号、饲养员编号、出生时间、畜养时间、出栏时间）浏览查询；②指定条件（牲畜编号、饲养员编号、出生时间、畜养时间、出栏时间）打印相关的数据统计报表；③支持规模不同的饲养场；④支持牲畜的日常管理；⑤支持牲畜的健康管理；⑥可进行牲畜的日常查询和健康查询等。
转贴于
（2）屠宰场管理模块主要负责对生猪屠宰之后的管理操作。该部分在Windows系列的环境下运行，界面友好，便于操作，易学易用，而且功能强大、极易扩充。主要功能特征有：①强调以卫生安全为主的管理模式；②生猪出场之后，每一步操作都要求有详细记录；③生猪猪肉的等级管理。
（3）销售管理模块提供销售时间查询，销售的猪肉等级、重量查询，生产日期查询，出场时间查询等。
以上三个模块既可以联合起来，让领导层对整个过程有一个宏观的认识，又可以分散开，让各个部门管理自己的模块。
5．1饲养场管理模块
（1）饲养场设定：①对饲养场进行编号，对应到各个不同的饲养场或个人；②对于大型的饲养场，可进行养猪棚的设定；③一个养猪棚又可以有多个猪圈。
(2)生猪基本信息的设定：①对生猪进行编号，详细记录牲畜来源、畜别、出生时间、畜养时间、出栏时间；②详细记录生猪的体貌特征、日常饮食、病史、生育史；③可以随时查询当前每个生猪的健康状况，是否接受过免疫检查。
5． 2屠宰场管理模块
（1）屠宰场设定与查询：对屠宰场基本信息的查询，可以对某一个屠宰场的当前状况进行查询；同时可以针对某一头猪，进行跟踪查询。
（2）猪肉的管理：对屠宰完的猪肉，可以按部位进行检索，查询每个部位的用途。
5．3销售与包装管理模块
可对猪肉等级、部位、重量、生产日期和出厂日期等进行查询。
6使用RFID技术会带来的便利和优势
系统的性能特点如下：
（1）感应式数据采集，操作更简单、便捷。数据采集时，只需将采集器在巡检点耳标附近轻轻一晃，即可读出当前信息；
（2）获得的数据和信息不能被破坏或修改；
（3）系统使用由无源存储器的射频芯片组成的全封闭感应信息钮，具有全球唯一的ID码，经久耐用，不可窜改或复制；
（4）一次性全封闭封装成型，耐热、抗冻、防水、防震、抗电磁波，能在恶劣的环境下正常工作；
（5）无须布线，安装简易；
（6）简单、方便的编码设置，巡检点的增减十分方便；
（7）无接触式数据传输，从而无磨损；
（8）完整的软件配套，使制定及修改复杂的多级管理系统变得非常简单、方便。
RFID系统能够在复杂的多步骤供应网络中跟踪产品供应情况，是理想的高效供应链管理解决方案，使众多的行业受益非浅。RFID解决方案在简化食品供应物流管理方面，能为用户带来益处，范围覆盖从农场的家畜及新鲜农作物，到人们在餐馆里食用的食品以及在超市中购买的包装食品。
RFID解决方案可确保任何供应链的高质量数据交流，让食品行业实现两个最重要的目标：①彻底实施源头食品追踪解决方案；②在食品供应链中提供完全透明度的能力。
RFID系统可提供食品链中食品与来源之间的可靠联系，确保到达超市货架及餐馆厨房的食品来源史是清晰的，并可追踪到具体的动物或植物个体及农场。RFID是一个百分之百追踪食品来源的解决方案，因而可回答用户有关“食品从哪里来，中间处理环节是否完善”等问题，并给出详尽、可靠的回答；可有效监控解决食品安全问题。 7结束语
这项被称为《RFID牲畜安全防疫信息管理系统》的解决方案，采用美国Ipico公司的硬件设备，配以自主开发的应用软件。所有生猪的养殖场、加工厂、屠宰场等环节信息，都将被记录在有关的RFID芯片和计算机信息系统内，通过乡镇一级的电脑终端、县级数据中心和省级数据中心进行集中处理和上报。做到生产、销售等各个环节信息的公开、透明和高效率反馈，彻底解决问题猪和问题肉的困扰，从而确保消费者能够吃到放心肉。
参考文献：
［1］游战清.无线射频识别技术（RFID）理论与应用[M].北京：电子工业出版社，2004.
[2]FINKENZELLER K.RFID handbook：fundamentals and applications in contactless smart cards and identification[M].2nd ed.West Sussex Land:John Wiley and Sons，2003.
[3]WANT R.Enabling ubiquitous sensing with RFID[J].Computer，2004，37(4）:84－86.
[4]游战清.无线射频识别技术（RFID）规划与实施[M].北京：电子工业出版社，2005.
