智能论文范例

本文作者：陆明洲 沈明霞 丁永前 杨晓静 周波 王志国 单位：南京农业大学工学院/江苏省智能化农业装备重点实验室 南京农业大学动物医学院/农业部动物生理生化重点实验室 南京农业大学动物科技学院 江苏省永康农牧科技有限公司

音频分析技术

广义上的动物健康可分为生理健康及情绪健康，音频分析技术一般都是针对患有呼吸道疾病的动物咳嗽声处理实现生理健康监测。为此应首先提取患病动物咳嗽声特征，Ferrari等[8-9]通过临床检查筛选染病猪并采集其咳嗽声，与柠檬酸诱发的健康猪咳嗽声对比发现染病猪咳嗽音频的标准化压力均方差及峰值频率均值均低于健康猪，而染病猪咳嗽持续时间及咳嗽频率则高于健康猪。针对染病猪咳嗽音频特征参数构建参考模板，将日常生产中利用定向麦克风采集到的猪咳嗽声与该参考模板做模式匹配，可以实现呼吸道疾病疑似病猪智能识别。在圈舍群养的猪饲养方式下，很难实现猪个体咳嗽声的采集，可将圈设定为监测对象，使用麦克风阵列定位具备病猪咳嗽音频特征的咳嗽声[10]，将出现病猪咳嗽声频率高的圈设定为高危圈，养殖人员重点关注高危区内动物健康状况，及早隔离确诊病例，这不仅有效降低了人工劳动强度，而且提高了患病猪识别效率，降低了规模化养殖场由于动物疾病带来的经济损失。动物情绪健康更多是动物福利关注的问题，目前音频分析技术主要用于提取动物在恐惧、孤独、焦虑等不良情绪下的叫声特征，在此基础上可实现动物情绪健康的无损监测。Jahns[11]针对已知的牛饥饿和发情叫声信号提取出先验特征矩阵及其参考模式，利用模式匹配方法识别牛只日常叫声中所蕴含的饥饿及发情信息。Ikeda等[12]利用线性判别分析方法处理声音信号的频谱结构变化特征，进而智能识别母牛饥饿以及与仔牛分隔而产生的两种焦虑状态。猪的情绪健康水准评价研究目前鲜见报道，限位栏饲养母猪和剪牙断尾仔猪的情绪健康问题最值得关注。

以仔猪为例，为了验证剪牙断尾过程会引起仔猪极强的恐惧情绪，可设计独立的仔猪叫声采集室，人为制造令其恐惧的突变环境，采集其叫声音频并提取音频特征构建参考模板，与剪牙断尾时采集的仔猪叫声做模式匹配，实现仔猪恐惧情绪的智能识别。动物采食、饮水、排泄行为异常可用于预测其健康异常，因此这三大行为是畜牧养殖从业人员最为关注的动物行为。及时监测到动物行为模式的突变有利于及早发现疑似发病个体，降低经济损失。音频分析技术目前主要用于牧场放养的牛羊采食行为监测，这种饲养方式下牛羊活动范围广，人工观察方式及机器视觉技术难以监测它们的采食行为。但是牛羊采食主要有咬断及咀嚼草料两种动作，而实际采食量可由咬断草料的次数来判定，因此可通过咬断、咀嚼草料两种动作的不同音频特征识别牛羊采食过程中咬断草料的次数，进而实现采食量的智能监测[6-7]。难以实时、准确掌握养殖动物需求是目前畜牧养殖业面临的挑战之一，而动物叫声是其生理、情绪健康状况的外在表现，准确掌握动物叫声含义有利于养殖人员根据动物自身需求开展养殖工作。动物叫声音频分析的首要目标是针对大量已知含义的动物叫声音频提取特征参数，不断扩充动物叫声音频分析模式库，这是研发动物叫声含义智能识别系统的基础。另外，动物叫声含义分析对音频质量要求高，如何有效降低圈养动物叫声间的相互干扰及环境噪声的影响以实现音频高质量地实时采集，是后续研究中需要解决的问题。

机器视觉技术

在畜牧养殖领域，动物行为与动物健康状况、生存舒适度密切相关，利用动物行为自动分析动物健康及舒适度状况相比人工经验观察而言结果更加客观。随着机器视觉技术在数字化农业领域的广泛应用，近年来，研究人员开始涉足基于动物视频自动分析动物行为及动物生存舒适度的研究领域[13]。行为模型是核心，该模块从动物形体姿态特征、行为间内在联系以及行为与环境间联系三个方面针对动物行为进行定义、表示和建模。视频流是动物行为分析的信息源，目前一般是在养殖舍顶部架设连接PC的摄像机实现视频流信息采集[14-17]，而关注动物腿部运动姿态的研究一般会单独构建规则通道，侧方位架设摄像机，在动物经过通道时采集其运动视频[18]。运动目标分割步骤从视频流原始图像中分割出监测对象，特征提取步骤主要工作是提取足够的动物形体特征，以区分不同的动物行为，这些形体特征包括位置、姿态、运动速度、轮廓等等信息，该步骤首先需要解决视频序列中研究目标的检测与跟踪问题。目前针对群养猪个体跟踪的最新方法能够准确识别、跟踪3头猪长达8min，为猪只行为特征提取奠定了良好的基础[14]。行为特征提取的目的是区分不同的动物基本行为，所谓基本行为是指诸如休息、探究、采食等能够持续一定时间的独立行为。临产母牛的站立、躺卧、摄食等基本行为可用于预测母牛分娩时间，Canger等[15]研究了这些基本行为对应的主轴线方向、臀围长度、体型宽长比、背部面积等图像特征，实现了基本行为的自动识别，该研究成果使得设计一种基于母牛行为的人工助产自动预警系统成为可能。

复杂行为由一个或多个具有时空关联的基本行为组成，复杂行为分析也可称为动物行为模式分析，其主要工作是挖掘动物基本行为间或基本行为与环境间的内在联系。Shao等[16]针对群养猪睡眠时的红外图像选取图像不变矩、背景前景像素转换频率以及猪群紧密程度作为特征向量，使用最小欧几里德距离方法区分环境温度寒冷与舒适两种状况下猪的睡眠姿态。基于此，养殖人员可根据动物睡眠姿态判断其环境温度舒适度，实现养殖环境参数的按需调节，该研究对探索环境因子对猪生长的影响也具有重要的学术意义和实用价值。动物行为模式是发现动物反常行为的基础，而反常行为是动物个体出现健康异常或环境发生突变的外在表现。动物反常行为的及时发现可用于动物疾病或环境调节预警。朱伟兴等[17]利用安装于猪舍排泄区的嵌入式监控设备对群养猪的排泄行为进行24h监控，对于单日排泄次数超过系统阈值的猪只，认定其排泄行为出现异常。Song等[18]将牛行走过程中同侧前后蹄接触地面中心点间距离定义为形迹重叠参数Δ，并挖掘出健康牛行走行为模式：行进过程中Δ值小于或等于0。将行进过程中Δ>0的牛只认定为患有跛腿残疾。仅从畜牧信息的无损监测角度而言，基于机器视觉技术的动物行为监测是目前最好的方法，这种技术以无接触方式记录动物行为信息，对动物活动没有任何影响。但是该方法的技术实现难度较大，受现场光照条件影响大，摄像机视距、拍摄范围有限，一般只能监测圈养动物信息。后续研究中除了需要针对动物行为进行更精确的行为建模外，还需要解决养殖动物个体识别与跟踪的问题，以猪行为监测为例，目前最新研究进展能够准确识别、跟踪3头猪8min时间[14]。而中国群养猪的单栏养殖密度一般都大于3头/栏，仔猪单栏养殖密度则更高，在这种应用场景下，如何在大通量的视频信息中识别跟踪某一行为异常的个体是后续研究需要重点解决的问题。#p#分页标题#e#

一、多元智能理论

多元智能理论（MultipleIntelligencesTheory）由美国哈佛大学发展心理学家、教育学家霍华德•加德纳教授于1983年在《智能的结构》一文中提出后，在世界范围内引发了教育的“革命性”变革。我国于20世纪90年代引进多元智能理论，国内有专家认为，多元智能理论无疑是我们长期以来一直在努力推崇的“素质教育的最好全释”；还有人指出：多元智能理论与建构主义理论一道，构成了我国新课程改革的强大理论支撑。多元智能理论指出人类内涵的能力至少有八种：包括语文智能；音乐智能；逻辑—数学智能；空间智能；肢体—运作智能；人际智能；自省智能；自然观察智能。加德纳认为，相对于过去的一元智力理论，多元智能理论能够更全面地描绘和评价人类的智力能力。加德纳还指出，人类智能还包含有次级智能和多种次级构成要素。

二、基于多元智能理论的汽车英语课程设计

（一）汽车英语课程设计的基本条件

Posner（1994）认为，课程设计的基本条件包括：了解学生的需求、兴趣、能力、知识水平等例如：学生需要什么、需要的原因、已有的能力、待补的能力、已有的基础或条件，缺乏什么等等。熟悉课程情况例如，有能力识别和解释该课程的基本概念和技能，全面和细致的有关知识，目前这个课程的开设情况等。擅长听说读写译五项必备能力，具有丰富教学经验，而不是简单的拼凑、复制、模仿依据以上课程设计的基本条件，做好高职英语课程设计就要求教师进行问卷调查或访谈学生已经完成的课程标准或已经具备的语言知识，要求通过参考有关著作、论文、同类课程、教材等，与同行交流，收集积累案例或经验等等。

（二）汽车英语课程设计的标准根据

Furey提出的标准，高职英语课程设计必须把握下列标准：

1系统简介

本计量管理系统基于MicrosoftSQLServer2000数据库，采用VisualBasic6.0程序设计语言进行编写设计，系统主要分为医疗设备基本信息管理模块、医疗设备日常维护计量管理模块和医疗设备年检计量管理模块三部分。整个计量管理系统可实现对医疗设备计量情况进行综合性管理：对设备的计量自检及年检进行记录，对设备的计量年检时间进行提醒。

2软件流程

本计量管理系统主要由三部分组成，下面分别对各部分的功能及流程进行介绍。

2.1医疗设备基本信息管理模块

医院内医疗设备种类及数量较多，使用科室较为分散，经常出现设备转借其他科室的情况，这就使医疗设备的在用管理极为不便，常出现无法确定某件医疗设备处于何处的情况，到年检的时候经常出现漏检的情况。该模块主要是为解决这一问题而设计。医院中，每一件医疗设备都有固定的编号，系统数据库中存有该医疗设备的设备名称、使用科室、在用情况、年检周期、规格型号、出厂编号、生产厂家、使用人、维护人、检测单位等信息。对于新进设备，系统会自动生成一个编号，该编号为固定唯一的，这就保证了管理的单一性。同时，新进设备的基本信息需要录入系统，将其名称、使用科室、在用情况、年检周期、规格型号、出厂编号、生产厂家、使用人、维护人、检测单位等信息存入数据库，保证在医疗设备年检计量管理模块及医疗设备日常维护计量管理模块中可以查询到该设备的信息。当科室中有设备需要报废停用时，科室填写报废申请，在管理系统中将在用情况改为报废或停用，并将该设备移出日常管理状态，这样在计量管理模块及维护计量管理模块中就无法查询到该设备的信息，避免了废弃设备在下次计量年检时依旧被记录为需检，造成浪费。设备存在转移到其他科室使用的情况时，需将使用科室修改，保证了对每台设备使用地点进行详细准确的记录。

2.2医疗设备日常维护计量管理模块

1运行中心控制系统。

运行中心内设置智能仓储管理应用服务器、运行中心数据服务器、物流配送管理应用服务器、GIS地理信息数据服务器及人员和车辆管理应用服务器，操作台、打印机等。在运行中心内再设置运行中心控制系统，将智能管理系统、防入侵系统、门禁管理系统、自动计量管理系统，车辆定位系统、视频监控系统的功能集成为可视化集中控制管理系统，实行资源和信息的集中展示、调度、控制，同时建立接口与油田公司运行中心系统连接。

2智能管理系统。

智能管理系统分为库位管理、物资划分、货物入库管理、货物出库管理、货物移动管理、货物盘点管理、数据预测分析等部分。物资划分即采取对物资逐一标识或对仓储货位标识的方式进行智能化管理，实现物资入库准确定位、仓储物资可视化管理、自动选择出库物资所在货位。货物入库管理即ERP生成入库单后由仓储管理系统自动接收。使用手持终端显示ERP入库单数据，用于核对到货物资信息，在ERP系统中获取详细所到物资编码，对到货物资所存货位进行准确定位，完成到货登记。对需要逐一粘贴标签进行管理的物资则由仓储管理人员在完成到货登记后对电子标签进行数据写入并进行粘贴。通过RFID阅读器对货物上RFID标签信息读取，对货物进行自动识别，由系统自动分配货物的货位。货物出库管理即常规用料出库时，由ERP系统生成领料单后，仓储管理系统自动获取物料编码、单位、数量、领料人等信息。无采购订单物资出库时，由专业公司业务员在智能物资管理系统中录入电子出库单，同样包含物料编码、单位、数量、领料人等信息。货物移动管理即货物移入、移出货位跟踪校验。在系统中即时反映物资移库状态。启动移库流程后通过物资编码确定需移出物资的货位，至指定货位后对货位标签进行扫描，核实所移物资的型号、单位、数量等信息后进行装载。到目标货位后对目标货位标签进行扫描确认货位，卸货完毕后确认新增物资、型号、单位、数量等信息。智能仓储系统自动生成物资调整单据，并对相应货位所存物资信息进行更改。货物盘点管理有即时盘点与详细盘点两种方式。数据预测分析即智能仓储管理系统需要对物资入库、仓储、出库的数量进行集中管理。同时建立接口与集团公司ERP、系统无缝连接，实现物流、信息流、资金流，三流融合。

3防入侵系统。

防入侵系统分多种形式，例如：红外对射报警系统、激光对射报警系统、振动光缆报警系统等。本工程采用电子脉冲围栏系统，在库区的四周围墙上安装电子围栏：其具有阻挡，报警功能；安全性好、误报率低、威慑性强、可靠性高、适应范围广；无盲区、无死角、无漏洞。

4门禁管理系统。

1中央空调系统构成及工作原理

系统构成，以夏季空调制冷为例：通常中央空调的循环水系统关键是包括着两个水循环系统，也就是使用敞开式系统冷却水循环系统以及使用封闭式系统冷冻水循环系统，以及制冷机组和风机盘管与冷却塔。需要进行降温的房间之内会装设风机，这里的风机关键是进行冷空气吹入至房间，进而能够促使房间内热交换程度加快便于实现降温。工作原理，为了能够促使室内温度保持在一个非常舒适的范围之内，冬季的室内温度过低时中央空调体系会把循环热水送进风机盘管中，再将室外的低温空气进行循环经过风机盘管时，对应低温空气同样是和风机盘管铝片实行热交换来把风机盘管铝片热量传送于低温空气中，促使低温空气在进行加热之后送进房间之内，促使其室内温度得以有效升高；在夏季的室温过高时，中央空调系统就会运用水泵把经过制冷器主机所提供的冷冻水循环式送进风机盘管内，以便于在温度降低时风机盘管之内铝片及循环进的室外高温空气进行接触时能够展开热交换，最终将所得到的冷空气送进室内进行降温。

2基于LonWorks的中央空调智能控制系统

该空调机组所控制的相关现场总线系统工作原理是温湿度控制器测出温度以及湿度之后，再经过运算得到对应阀门调节输出，此时的输出是经过Lon网络送至对应智能阀处以产生阀门开度。智能阀数量以及空调系统结构有着极大的关联。开关量控制器是用在启停机组上的，以便于有效监测空调实时状态以及进行警报。

2.1系统硬件设计

关于智能阀门设计，相关智能阀门应该是直接连接于Lon网络之上的，并经过Lon总线接收其阀门的开度指令，此指令是以网络对应变量形式出现的。智能阀门关键硬件设计，从某种程度上来讲智能阀门是要求对应运算量和储存容量较少的，所以运用了神经元NeuronMC143120芯片和FTT-10A式的双绞线变压器耦合收发器，还有其电源是运用了LM2575式的降阶电压调节器芯片，其在进行滤波之后可以获得非常稳定的+5V电压，串行A/D转换器是使用TCL1549芯片，这样可以充分的满足于对应阀门开度有效控制精确度，继电器是使用了JGX-1F型式的固态继电器，该型号的继电器驱动能力较大且生命周期较长。

2.2温湿度控制程序软件有效实现

1电力电子技术的主要内容

1.1功率半导体器件研究

电力电子器件中最常用的就是功率半导体器件，主要用于转换电能并控制电路中消耗功率较大的电子器件。包括：半控型、全控型和不可控型。半控型的器件中具有代表性的是晶闸管，能够承受较高的电压和电流容量；全控型的器件根据驱动方式还可以分成电流型和电压型，开关速度得到了相应的提高，开关频率也随之提高；不可控型的器件中具有代表性的是电力二极管，结构简单、更加可靠。

1.2电力电子电路控制研究

采用功率半导体器件来控制电子电路，进而控制工业生产中的电能消耗，目的在于尽量减少电能的消耗。功率半导体器件想要有效控制电路主要依托于开关的状态，电力电子电路实际上就是大功率的开关电路，采用微弱的电子信号进行电能控制。

1.3采用电力电子变换器的主电路研究

采用电力电子变换器的主电路采用不同的控制方式来对电能进行控制，主要应用的是电路拓扑结构，将有源和无源的功率半导体器件按照规律排列起来，进行优化，从而设计合理的网络元件布置方法，实现高功率低变换消耗。

1系统结构设计

系统以MSP430F2616微控制器为核心，这款单片机有良好的低功耗性能，适宜开发家用电子产品。当系统上电运行后，WSN节点会通过湿度测量模块对当前湿度进行采集，湿度测量模块选用HS1101湿敏电容与NE555构成多谐振荡器，以此将空气湿度变化转变为电容值的变化，单片机通过采集多谐振荡脉冲频率，可得到湿度值。STC12C5A50S2单片机获得湿度值后，通过NRF24L01传递给主控单片机并显示于TFT液晶，用户可通过按键（“加湿开”、“加湿关”、“干燥开”、“干燥关”“、复位”）进行人机交互。湿度数据与预设湿度范围相比较，若超出范围，MCU可通过控制继电器来驱动加湿与抽湿执行机构。此外，主控系统拥有华为GTM900-CGSM通信模块，支持短信查询功能，用户可借由手机软件平台对湿度进行查询与控制现信息的远距离传输与闭环控制。为满足系统供电需要，选用220V-12V电源适配器进行供电输入，作为加湿器，抽湿器电源；开关集成稳压芯片LM2596输出5V为单片机、NRF24L01模块、TFT液晶逻辑供电；线性稳压元件LM1117稳压输出3.3V为无线主接收模块、TFT液晶背光供电。

2系统软件设计

主程序开始，先初始化各个模块，然后等待命令，若有命令则判断是控制命令还是查询命令，若为查询命令，则向客户端发送信息，若为控制命令，执行控制动作；若无控制命令，判断无线接收数据，若有则做数据处理，若无则数据更新显示，并返回等待命令。

3实验测试及分析

3.1测试方案

系统测试采用先模块单独调试再系统联调的方法。①测试电源模块的输出，得到功率，电压电流信息。②硬件仿真测试单片机，测试液晶显示是否正常。③湿度传感器测试湿度是否采集值成正比，同时测试加湿干燥机构在供电正常情况下能否正常工作。④用PC机的串口调试和GSM模块之间串行通信。⑤整机系统连接好，重复以上步骤，测试数据接收。通过以上测试，可判断整机运行是否正常。

一、移动移动智能终端信息安全的发展现状

目前信息安全是一个所有人都比较关注的问题，作为唯一一个对用户的移动业务体现形式的移动终端，同时作为载体存储用户个人的信息，是要与移动网络配合以保证安全的移动业务，实现移动终端与移动网络之间可靠安全的通信通道，同时还要使具有机密性、完整性的用户个人信息得以保证。不断强大的和逐渐普及的移动终端功能，不可或缺的用品逐渐成为移动终端在日常生活中人们的普遍共识，而同时在带给用户便利的这些具有强大功能的智能终端，也导致了一系列日益突显的信息安全的问题。一方面，越来越多的个人信息存储在智能终端中;而另一方面，信息的泄露与病毒的传播也会为数据交换功能和丰富的通信所引起。在管理进网检测中，分析现有的信息安全威胁，并对移动智能终端通过专业的安全检测工具检测操作系统，让终端自身的防护能力被移动智能终端的制造商所提高，以保护原本没有防护能力的智能终端。使用户在使用通过行业标准规范的应用程序时可知、可控。但是，目前仍有水平不足的自我管理、意识不强的信息安全的一部分用户，同样会导致暴露部分用户在移动智能终端上的个人信息。

二、分析个人信息安全的技术问题

随着不断发展的科学技术，越来越多的新业务集成在移动终端之上，对信息安全来说，部分的新业务是有其特殊的要求的，新的安全隐患可能伴随着用户的部分新的业务。例如移动终端集成了定位业务，其自身的位置信息时可以随时随地获得的，而个人用户的私密信息也是包含位置信息的；例如移动终端集成了生物识别的技术，则可以记性保护用户的个人信息的，但是在终端设备上同样会缓存生物识别的信息的，所以移动终端具备定位业务是有特殊的要求的，尤其是在对于信息安全方面。不存在绝对安全的软件系统，应在做好相关工作的同时规避不同的风险，可从以下几方面来实施防范个人信息安全受到威胁：

（1）应用程序的权限进行限制。

安装应用程序的时候，该应用程序的最小权限必须得以确认，应遵循的原则是最小权限的原则，将大大降低受到恶意软件攻击的可能性。但是对于不一定懂得如何验证是否合理权限要求的应用程序的广大普通用户，用户在大多数情况下对于系统所要求的权限会直接授予。所以则需要在设定权限或申请权限时的开发者，使最小权限的原则严格的执行。

（2）认证程序应用。