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一種新型的傳感器連接總線監測系統的開發

添加時間:2020/07/27 來源:河北工程大學 作者:李鐵源
目前使用比較多的是使用傳感器作 為大壩的監測手段,傳感器的組網方式主要是有線組網和無線組網,目前這兩種 組網方式都存在一定的弊端,所以開發一種新型的傳感器連接總線,能彌補有線 和無線連接方式的缺陷具有非常重要的意義。
以下為本篇論文正文:

摘 要

  我國是水利大國,大壩數量眾多,由于地質災害頻發和大壩使用時間的增長, 大壩存在的安全隱患越來越多。因此,大壩安全監測發揮著越來越重要的作用, 國家和相關單位也十分關注大壩的安全問題。

  目前使用比較多的是使用傳感器作 為大壩的監測手段,傳感器的組網方式主要是有線組網和無線組網,目前這兩種 組網方式都存在一定的弊端,所以開發一種新型的傳感器連接總線,能彌補有線 和無線連接方式的缺陷具有非常重要的意義。 在目前的傳感器組網方式中,有線連接方式存在接線多,密封容易失效的問 題;無線的連接方式存在供電失效和無線信號傳輸不穩定的問題。

  本次研究的目 的就是開發出一種新型的傳輸總線,解決上述組網方式存在的問題。 本研究系統由通訊主機和若干個信號采集單元構成,以固定式測斜傳感器為 實例,也可以應用于其他傳感器。具體的組織方式為,通訊主機引出一條絕緣良 好的導線,每個信號采集單元都帶有磁環,導線依次穿過各個信號采集單元的磁 環,則每個信號采集單元都是通過磁環連接到總線,沒有直接電氣接觸,信號采 集單元不設電源,供電和信號都是通過磁路耦合的,現場安裝非常方便,不需要 破壞絕緣皮,沒有防水不足的安全隱患。

  本次開發主要內容是信號與供電通路的單線模型計算與實驗,電路硬件的研 究設計和單片機程序的開發。具體的工作內容如下:

 。1)根據設計需求,結合所學知識,設計單線傳輸系統的宏觀架構。分配 出每個部分的具體任務。

 。2)選擇合適磁環,搭建并計算總線電氣模型,選擇合適的總線驅動頻率。

 。3)根據計算出的電氣參數,計算并設計出硬件電路,調整硬件參數,實 現硬件的正常工作。

 。4)根據總線能量與信號傳輸的需要,編制單片機軟件,實現數據與電源 交換功能。

 。5)開發數據中繼器的軟硬件;實現模塊化組網和數據分批傳送。設計現 場專用手持設定與讀數儀。

 。6)實現整體系統聯調,從實際應用中作出修改提升方案。

  關鍵詞:無源傳感器;非接觸式;大壩監測;傾角傳感器;通訊總線

傳感器連接總線監測系統

Abstract

  China is a large water conservancy country with a large number of dams. Because of the frequent occurrence of geological disasters and the increase of dam service time, there are more and more potential safety hazards in dams. Therefore, dam safety monitoring plays an increasingly important role, and the state and relevant units are paying more and more attention to the safety of dams. At present, more and more sensors are used as the monitoring means of the dam, and the sensor network mainly consists of wired network and wireless network. However, there are some disadvantages in the two networks, so it is of great significance to develop a new sensor connection bus to make up for the defects of wired and.

  In the current sensor network, the wired connection mode has many wiring, and the sealing is easy to fail; the wireless connection mode has the problems of power failure and wireless signal transmission instability. The purpose of this study is to develop a new type of transmission bus, to solve the problems of the above networking mode

  This research system is composed of communication host and several signal acquisition units. Taking the fixed inclinometer as an example, it can also be applied to other sensors. The specific organization mode is that the communication host leads out a wire with good insulation, each signal acquisition unit is equipped with a magnetic ring, the wire passes through the magnetic ring of each signal acquisition unit in turn, then each signal acquisition unit is connected to the bus through the magnetic ring, without direct electrical contact, the signal acquisition unit is not equipped with a power supply, the power supply and signal are coupled through the magnetic circuit, and the field is safe. It is very convenient to install, no need to damage the insulation skin, and there is no hidden danger of insufficient waterproof.

  The main content of this development is the single line model calculation and experiment of signal and power supply path, the research and design of circuit hardware and the development of single chip computer program. The specific work contents are as follows:

 。1) According to the design requirements, combined with the knowledge learned, design the macro structure of single line transmission system. Assign specific tasks to each part.

 。2) Select the appropriate magnetic ring, build and calculate the bus electrical model, and select the appropriate bus drive frequency.

 。3) According to the calculated electrical parameters, calculate and design the hardware circuit, adjust the hardware parameters, and realize the normal operation of the hardware.

 。4) According to the need of bus energy and signal transmission, the software of single chip microcomputer is compiled to realize the function of data and power exchange.

 。5) Develop the software and hardware of data repeater, realize modular networking and data batch transmission. Design the special hand-held setting and reading instrument.

 。6) Realize the overall system joint commissioning, and make the modification and improvement scheme from the actual application.

  Key words: passive sensor; contactless; dam monitoring; inclination sensor; communication bus

目錄

  第 1 章 緒論

  1.1 研究背景及意義

  人類修建大壩已經具有三千多年的歷史,大壩建造水平的提高是人類技術進 步的標志,大壩在人類改造自然方面具有代表意義。我國是水利大國,目前我國 已建和在建的大壩的數量超過 10 萬,大壩數量居世界首位[1-3].這些大壩在推動 國民經濟發展,提高國民生活水平方面發揮著重要的作用。大壩可以蓄洪,避免 或者降低自然災害給國民經濟和生命安全帶來巨大的危害;大壩可以積蓄水資源, 利用這些水資源可以為國民生活提供淡水,為農田灌溉提供水源,降低干旱對農 業生產帶來的影響;此外,大壩在發電、漁業以及旅游業等方面也發揮著重要的 作用。隨著科學技術的進步和水資源開發的深入,修建大壩的地址條件越來越復 雜,大壩的高度在不斷的增長、規模也在不斷提高,代表性的有三峽、小浪底和 二灘等大壩[4-8].

  大壩作為大型的水利工程,在造福人類的同時,也因為很多因素的影響,存 在很多的安全風險。影響大壩安全的因素有很多,主要來自以下方面:一是水文 地質情況超出設計使用的條件范圍,導致大壩的安全運行受到影響;二是施工質 量達不到設計要求,從而導致大壩的壽命與設計壽命不符;三是隨著時間的推移, 水利工程材料老化導致的大壩出現安全風險;四是大壩的運行管理存在不足導致 的大壩安全隱患[9]. 大壩存在的這些安全隱患一旦發生事故,不僅會喪失大壩的工程效益[10],還 會直接威脅大壩下游國民的生命財產安全,必須引起足夠的重視。在水庫大壩的 歷史上就出現過很多因為大壩安全隱患沒有及時處理釀成嚴重事故的事情[11-14]. 例如,1864 年在英國發生過裂縫垮壩事件;1889 年在美國發生過漫頂垮壩事件; 1959 年在西班牙發生過沉陷垮壩事件;1960 年在巴西發生過洪水沖垮大壩事件。 這些事件都帶來了很大的人員傷亡以及巨大的經濟損失。 為了避免出現重大的安全事故,通過監測的方法盡早發現問題并及時的采取 安全補救措施是目前使用最多的方法。大壩的自動化安全監測是目前應對大壩安 全事故最有效的措施之一。世界各國對大壩自動化監測都很重視,并大力發展大 壩自動化監測技術。

  大壩安全監測的發展從開始到現在已經經歷了兩個階段了[15-20].最開始的大 壩監測可以追溯到 20 世紀初,最開始的大壩監測主要以原型觀測為主,那時候 人工在大壩監測中還發揮著重要的作用。但是這種觀測法在當時也發揮了重要的 作用。后來隨著建造大壩技術的發展,鋼筋混凝土結構開始大量的在大壩建造中使用,所以大壩的監測方面變得更加的廣泛。溫度的變化、壓力的變化以及應力 應變的問題都被引入到大壩的監測內容。隨之而來的,大壩監測技術也要發展才 能適應新的大壩建造技術[21].因此,各種監測儀器開始被應用到大壩的安全監測 中。其中,有代表性的有卡爾遜儀器和鋼弦式儀器。在這個發展的過程中,大壩 的監測技術也在不斷的完善。 從 20 世紀 60 年代開始至今應該算是大壩監測的第二個階段。大壩的監測開 始涉及到安全的層面,范圍也覆蓋了壩體和壩基兩個部分。

  從 60 年代以后隨著 科學技術的發展,大壩的監測儀器朝著電子化、數字化、遙測化和智能化發展[22]. 設備的變得更加節能,體積變得更加的小巧。 從世界范圍內來看,我國的大壩安全監測起步較晚[23-26].但是我國因為出現 過大壩安全事故,相關的部門給與了高度的重視,在資金和科技人員的投入也比 較大,總的來講,最近半個世紀,我國的大壩安全監測技術發展迅速,水平也在 不斷提高。大壩監測儀器按照工作原理分類,最基本的有電容式、振弦式以及電 阻式。在 20 世紀末期,出現了 GPS、圖像和光纖等監測方法。近年來,隨著嵌 入式技術和通信技術的發展,大壩的監測儀器開始組網運行,并且分布式監測技 術應用的越來越廣泛。目前這種分布式監測提供解決了集中式監測系統存在的很 多不足,比如模擬信號遠距離傳輸造成的失真和測量不準確;單個器件或者設備 失效容易引起整個監測系統的失效;多種的監測信號可以共存,接口更加的充分。

  1.2 大壩安全監測的發展現狀

  大壩的安全監測內容涉及到的內容越來越廣泛,運用的技術也越來越先進。 目前,大壩安全監測主要包括位移監測、變形監測、裂縫監測、溫度監測、以及 滲壓和滲流監測。傳統的監測方法以人工監測為主,需要大量的人力資源才能完 成大壩的安全監測工作。在已建和在建的大壩中,逐漸采用傳感器來替代人工, 通過傳感器組網運行的方式,降低人工去現場的次數和時間。傳感器監測網絡的 布置也實現了大壩監測的自動化。在目前的大壩安全監測改造過程中,傳感器的 種類基本固定,組網的方式主要是信號傳遞方式和組網架構的不同,以及服務器 和上位機處理程序的不同。從宏觀的角度來分析,目前的組網方式可以分為有線 和無線兩種方式,這兩種方式各有利弊,都有自己適合的工作范圍,也都存在各 自的不足之處。

 。1)有引線接線方式

  有引線的連接方式是比較傳統的布線方式,在最開始的布線階段和修建時間 比較長的大壩安全監測改造中,有引線連接方式是實用比較多的一種方式。目前, 從信號傳輸的角度來看,比較常用且適合大壩監測的總線方式有 RS485、CAN總線以及以太網這[27-30]三種方式。 RS485 總線是把原來的單根信號線變成兩根,使用差分信號傳輸方法來增加 抗干擾的能力,并增加信號的傳輸距離。在較低的速率下,RS485 總線的傳輸距 離可以超過 1000m.在沒有中繼節點的情況下,最大通訊距離可以達到 1200m, 如果使用中繼節點,一條 RS485 總線可以容納 8 個中繼節點,理論傳輸距離可 以增加到 10.8km.但是為了保障傳輸的可靠性,很少在 RS485 總線中使用中繼 節點。RS485 總線的另外一個限制就是總線驅動芯片的驅動能力,一般驅動芯片 可以承受的最大節點個數為 32. CAN 總線的電氣性能部分和 RS485 的類似,但是 CAN 總線的內部協議更 加的復雜。CAN 總線具有比 RS485 總線更高的性能和可靠性。CAN 總線網絡中 的各個節點可以根據總線訪問優先權采用無損的逐位仲裁方式向總線發送數據。

  在 CAN 通訊協議中廢除了地址編碼,使用新型的通訊數據編碼方式,在這樣的 運行方式下讓不同的節點收到相同的通訊數據。這些措施可以增加 CAN 總線各 個節點之間的通訊實時性,以此形成的冗余結構可以讓總線具有更高的可靠性和 靈活性。以太網是目前最普遍的一種計算機網絡[31],它具有很高的傳輸速率,通過加 中繼節點的方法,在很遠的距離上實現高速可靠的信號傳輸。在工業實際中,主 要用以太網來實現視頻等高速的信號傳輸。在這三種有線通訊方式中,以太網的 通訊是最復雜的,但是也是最強大的一種通訊方式。以太網的接入方式一般是通 過網線實現信號傳遞,一條網線內部有 4 對 8 根信號線組成,在水晶頭部分還要 遵守嚴格的線序,在傳感器大量并聯運行的時候,需要大量的網線來組網,網線 占用的空間就會很大。 以上提到的這三種有線通訊方式雖然有著各自的優點,但是都存在一個共性 的問題。在大壩監測的現場,環境一般比較惡劣,潮濕浸水都是需要面對的問題。

  這種有線組網方式,在現場會存在大量的接頭, 這些接頭在為了保障牢靠和使 用壽命,會浪費很多的時間和勞動力。但即使采取了一定的保護措施,在現場還 是會出現接頭漏水和損壞的情況,影響信號采集的過程。一旦出現故障,更換起 來也是比較麻煩。另外一個方面是復雜的接線會占用大量的空間,比如固定式測 斜儀,在一定深度的測斜管內部需要埋設大量的固定式測斜儀。這些固定式測斜 儀都需要通過引線連接到信號采集單元,但是測斜管的粗細是固定的,除了放置 測斜單元的部分,再加入大量的導線連接起來就比較困難[32-35].而且某一單元損 壞的時候更換也需要浪費大量的時間和勞動。

 。2)無線傳輸方式

  因為現場布線困難,并伴隨著技術的進步,無線的信號傳輸方式應用越來越廣泛。無線傳輸方式不需要實體的電氣導線來傳遞信號,信號是通過空間電磁 波傳輸的,這樣就避免了復雜的接線。目前,比較常用的信號傳輸方式有 WiFi、 LORA、ZigBee、NB-IOT 以及藍牙[36]等信號傳輸方式。 WiFi 簡單的來說就是無線上網,一般在手機和平板電腦等移動設備聯網方 面使用較多。WiFi 的傳輸速率比較快,可以達到 54Mbps,但是信號傳輸質量和 安全性有待提高。ZigBee 是一種短距離低速率的無線上網協議,底層采用 IEEE802.15.4 標準規范的媒體訪問層和物理層[37].這種通訊協議支持大量的上網 節點,支持多種網絡拓撲結構,快速可靠安全。ZigBee 網絡在接入幾千個通訊 單元的情況下可以穩定工作。Zigbee[38]適合在小范圍內,大信息容量的情況下組 網使用。Zigbee 為了降低數據傳輸過程中產生的信號碰撞,協議本身提供了高效 的信號碰撞避免機制。NB-IOT 即窄帶物聯網通訊技術,最開始由華為集團推進 研發。NB-IOT 具有四個有點,分別是覆蓋廣、連接支撐能力強、低功耗以及低 成本。

  最后的 LORA 和 NB-IOT 類似,也是一種低功耗廣域網通訊技術。LORA 和 NB-IOT 最大的不同就是 NB-IOT 部署在運營商頻段,NB-IOT 的運行需要運 營商提供支持。而 LORA 是通過自身射頻的方式進行信號傳輸和組網運行 無線通訊方式最大的優點是解決了布線復雜的問題,在現場可以避免密密麻 麻的接線。但是無線信號傳輸也存在兩個弊端,一方面在某些復雜的情況下,信 號傳輸質量和穩定性得不到保障,嚴重的時候會出現信號無法傳輸。比如,固定 式測斜儀測斜管的深度一般在幾十米,如果在測斜管底部通過無線發射信號[39], 在測斜管出口位置無法接收到信號采集單元發送的信號。另外一個就是供電的問 題 ,為了避免接線,就不能采用有線電源供電,此時一般采用鋰電池供電。采 用鋰電池供電的情況下,為了增加信號傳輸距離,會采用增大發射功率的辦法, 發射功率增大的同時會增加電池電量的消耗,縮短維護檢修的周期。但是為了低 功耗,信號傳輸距離又很難保障。另外,對于埋設在大壩內部的傳感器或者通訊 節點,更換電池是不可以的,這些都是無線信號傳輸所面臨的問題[40-45].

  1.3 研究內容

  針對以上提到的背景和面臨的問題,綜合各方面的資料,如果能結合有線信 號傳輸和無線信號傳輸的優點,在實際的大壩監測中會具有很好的效果。對于降 低經濟成本,提高安裝調試效率具有重要的意義。本文的主要研究內容如下:

 。1)設計一種新型的通訊總線,總線由兩根電線組成一個回路。若干的信號采 集單元和通訊主機掛接在總線上?偩可以為信號采集單元供電,并且可以傳輸 通訊信號?偩和信號采集單元之間是非接觸式連接的,這樣方便現場接線? 線穿過信號采集單元的磁環即可以實現供電和通訊,無須破壞總線的絕緣皮,避免現場的復雜接線,提高總線的使用壽命。

 。2)實現信號采集的標準化,制作信號采集單元[46].信號采集單元的作用是采 集傳感器或者其他數字化傳感器芯片的信號,并和新型總線通訊。信號采集單元 具有死機自復位功能,可以從新型總線獲取電能和信號的功能。而且,信號采集 單元和總線之間實現非接觸式連接。信號采集單元的作用相當于信號轉換模塊, 在現有的傳感器或者信號采集設備上接入信號采集單元即可以通過新型總線實 現組網運行。信號采集單元既可以接收信號也可以發出信號。

 。3)設計制作通訊主機,通訊主機控制總線的供電和信號查詢。通訊主機是最 基本的通訊控制單元,對于固定式測斜儀來講,每個測斜管都需要一個通訊主機。 通訊主機負責控制總線的開啟和信號采集,最后把采集到的信號按照一定的傳輸 協議發送到信號中繼器。為了避免信號傳輸不穩定可能造成的數據丟失,通訊主 機需要開發出本地存儲功能。

 。4)開發數據中繼器,通過 LORA 組網采集若干通訊主機數據,將采集到的數 據按協議打包,通過 GPRS 網絡傳輸到服務器。降低硬件成本和維護成本,提高 系統可靠性。 (5)開發手持終端設備,方便現場人員設定查詢信號采集單元地址、測試信號 采集單元功能;查詢設定通訊主機通訊地址,測試通訊功能;查詢設定數據中繼 器工程地址。













  第2章系統架構的比較
  2.1系統架構的原則
  2.2信號采集層的架構選擇
  2.3信號傳輸層的架枸選擇
  2.4本章小結

  第3章傳輸建模與實驗驗證
  3.1 釅環實驗
  3.2實驗模型的建立
  3.3驅動頻率選擇
  3.4實驗驗
  3.5本章小結

  第4章系統的硬件實現
  4.1通訊主機的電路設計
  4.2信號采集單元的設計
  4.3數據中繼器的設計
  4.4手持設備的設計
  4.5本章小結

  第5章系統的軟件設計
  5.1通訊主機的程序設計
  5.2信號采集單元的程序設計
  5.3手持設備的程序設計
  5.4數據中維器的程序設計 .
  5.5通訊協議
  5.6本章小結

  第6章系統調試及現場實
  6.1硬件的調試和出現的問題及解決辦法
  6.2軟硬件聯合調試出現的問題及解決辦法
  6.3現場試驗
  6.4實驗結果分析
  6.5本章小結

總結

  我國是水利大國,我國在建的和已經建成的大壩數量眾多。隨著大壩安全隱 患的增多,做好大壩的安全監測工作,防患于未然變得越來越重要。本設計以大 壩監測中的固定式測斜儀為例,開發了無源傳感器和基于磁路耦合的新型通訊總 線,提高了大壩水平位移監測的可靠性,降低了監測的成本和現場的施工難度。 該通訊總線通過連接不同的傳感器單元也可以用于大壩其他參數的監測,對于大 壩安全監測的升級具有非常重要的意義。 結合大量的參考文獻和資料,本文主要做了以下方面的工作:

 。1)總結了大壩安全監測的發展現狀,傳感器的組網方式主要是有線連接和無 線連接兩種方式,有線連接主要是接線復雜,引線眾多,現場接線防水要求較高, 很容易出現短路故障;無線連接方式有時會存在信號連接中斷以及電池供電不足 的問題。根據這個現狀,結合所學的知識提出了通過磁路實現供電和信號耦合的 解決思路。提出通訊主機驅動一條帶絕緣皮的總線,每個信號采集單元在不破壞 絕緣皮的情況系,通過磁環實現供電和信號耦合的具體解決辦法。

 。2)根據提出的思路,結合目前比較使用的技術以及理論的分析設計了整個傳 感器組網的架構。通過比較,最終在信號采集層采用了通訊主機帶多個信號采集 單元的組網方式;通過 LORA 實現數據的中繼,避免大量的使用 GPRS 模塊, 最終在數據上傳到服務器的階段選擇了 GPRS 方式進行組網。

 。3)對信號采集單元和通訊主機之間的供電和通訊進行了仔細的研究和設計。 首先挑選了幾種容易購買性能又比較好的磁環,通過做實驗選擇初級電感量比較 大,尺寸也比較合適的磁環,作為本次設計中正式使用的磁環。最終選擇的磁環 種類為納米鈷基非晶磁環。然后對整個總線構建了模型,通過理論計算尋找驅動 頻率的最佳范圍。最后根據計算的參數搭建硬件平臺進行試驗,通過實驗,確定 出最佳的驅動頻率為 1KHz.

 。4)根據計算了實驗驗證得出的參數,設計硬件電路,最終設計出了通訊主機 硬件平臺、信號采集單元硬件平臺、便攜手持機硬件平臺以及數據中繼器硬件平 臺。

 。5)結合設計的硬件平臺,編寫了單片機程序。實現了各個硬件平臺預想的功 能。(6)分別對硬件平臺和單片機程序進行了調試,并將軟硬件在實驗室進行了聯 合調試,

  但是因為時間的原因,本次的設計還是存在一些不足,在以后的升級和設計 中,還有很多的工作需要做。

  主要包括以下方面:

 。1)本次開發中只進行了固定式測斜儀的改造,提高了大壩水平位移監測的可 靠性。后續可以繼續加裝其他類型傳感器,實現大壩多種參數的采集和上傳。提高大壩的整體監測水平。

 。2)目前的電路結構還是比較復雜,根據經驗,越復雜的電路出現問題可能性 就越大,為了提高電路的穩定性和使用壽命,降低設備的維護難度,在以后的升 級中要想辦法降低電路的復雜程度,盡最大的可能優化電路。 (3)目前的總線使用的是用導線形成一個閉合回路,在以后的開發中,研究一 下是否可以不用導線形成回路的結構,考慮像大地這樣的導體作為回路的一部分, 這樣可以進一步精簡電路并且方便布線。

 。4)目前設備中使用的單片機主要是國產的 51 內核的單片機,這種單片機的正 常工作功耗在 1mA 左右,出于低功耗的考慮,在以后的研究考慮換用低功耗的 單片機。比如 STM32L 系列或者 MSP430L 系列。

 。5)現在做出來的固定式測斜儀還是基本的數據采集和上傳,在上位機部分并 未編寫更新型的軟件,在以后的開發中,可以在上位機軟件方面做一些改進。比 如加入數據分析和預測功能,讓固定式測斜儀整個系統更加的智能。

 。6)在本次的設計中,很多地方使用的是現成的模塊,雖然可以實現快速的功 能驗證和開發,但是很多的風險不容易控制。以后可以考慮自己設計模塊并實現 功能的整合。比如,自己用 STM32 系列單片機實現優盤存儲功能,和通訊主機 的主單片機整合在一起,可以達到簡化電路,節省成本,增加可靠性的目的。

 。7)目前使用的是使用導線形成一個閉合電流回路,但是在大壩監測中,節省 資源、降低安裝難度具有非常重要的意義。以后可以考慮使用單條線路穿過磁環, 在末端接地的辦法。利用大地的導電性,減少一半的導線使用,并且可以快速安 裝。

致謝

  研究生的學習生活就要告一段落了,回憶研究生的學習時光還是有很多值得 回憶的點點滴滴。在此,向給與我關心、幫助、理解、指導以及鼓勵的老師、同 學、家人以及朋友致以最誠摯的感謝! 研究生的學習生活讓我成長很多。

  首先要感謝我的導師丁光彬教授在論文選 題、實驗過程指導和畢業論文撰寫修改的過程中給與的悉心指導和大力支持。丁 老師治學嚴謹,在實驗和論文撰寫方面認真、求精,從不放過實驗過程中出現的 細小問題。這種求真務實的思想將對我以后的學習工作具有非常重要的意義。在 研究生學習期間,丁老師經常幫我拓展視野,分享最新的業內信息,給了我極大 的幫助和支持,在論文即將完成之際,再次向丁老師致以最衷心的感謝!

  在課題的研究過程中,李臨生老師在模擬電路和單片機軟件編寫方面也給與 了我很大的幫助,教會了我實用的編程思想。同時,感謝李國維老師、石祥鐘老 師、劉建國老師、王利英老師、高艷豐老師、王繼選老師在研究生階段給與的指 導和幫助。

  向我的同學宋曉星、黃世俊、李俊鵬表示感謝。在一起學習相處的時光里, 你們分享給我了很多的信息,也帶給我很多的快樂,這些都是研究生階段的美好 回憶!感謝家人一直以來對我的支持和付出,正是因為你們的無私奉獻才使我能安 心地完成我的研究生學業。

  最后,衷心的感謝為本文審查、評閱的專家教授,感謝你們的辛勞付出。因 為作者水平有限,文中難免出現錯誤,懇請大家批評指正。

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