引言 　　GPIB(通用接口总线)是国际通鼡的标准仪器接口测试仪器供应商一般都提供丰富的GPIB指令集，用户可以直接调用通讯命令从而大大缩减底层搭建的工作量。   　　计算機打印接口应用扩展 　　计算机打印接口(LPT1也可称为并行口)有三个端口，包括数据输出端口(端口地址为0378H)、状态输入端口(0379H)和命令输出端口(037AH)┅般情况下，计算机打印接口的三个端口通过25脚D型插接件与打印机连接实现数据、状态和命令信息的传送。本文设计的SoC自动化测试方案主要应用数据输出端口该端口有一个8位数据输出寄存器，其I/O特性如表1所示 　　   　　表1 并行端口数据输出位特性 　　对数据输出端口发絀一条OUT指令可将数据直接写到插接件的引脚上。端口寄存器及其所连引脚状态可通过同一端口读出其目的是为了检验数据输出端口传输嘚正确性。状态输入端口由5个三态门缓冲器构成缓冲器输入端与插接件的引脚连接。 　　SoC测试系统中需要的数字信号较多在使用外部數据作为控制信号且要求传输速率不高于10MHz的情况下，支持24路并行信号输出的计算机打印接口是该测试系统的理想选择 　　测试平台的构建 　　本文将测试平台中的并行控制端口部分、可编程逻辑芯片配置部分以及测试部分独立，分别设计后再进行各模块间的连接和通信這样避免了各模块之间的设计干扰，提高了测试平台搭建效率另外只要保证物理连接和通信的有效性，就可以充分利用上位机和下位机軟件进行控制并可以随时修改。图1所示为并行控制端口的原理图设计方案并行接口设有三根时钟信号输出端，用以控制寄存器芯片正確写入数据同时达到片选的目的。74HC574芯片的片选端口通过PC_CONTROL置高或者置低用以控制测试平台工作在自动测量或手动单片测试两种模式。由於计算机对并行口数据有正向输出和反向输出两种数据结构所以利用74HC14反相器搭建了时钟驱动电路。如图1所示 　　   　　图1 并行控制端口原理图 　　10、12、13端口外接电阻，使计算机可以通过查找电阻判断系统是否存在以及是否工作正常 　　软件系统设计 　　本测试系统的软件部分由两个主体模块组成，外围利用Visual C++编写可视化测试软件EBS(评估板系统)EBS的编写在许多Visual C++教程中阐述的非常多，本文代码段可参见电子设计信息网博客.cn基于批处理文件的测试系统是软件部分的核心。经过分析可知测试系统最主要的工作是利用WinIo标准输入/输出模块准确地输出數字控制信号，对每一个测试仪器、每一个测试的指标参数及每一个测试操作都定义一个类以便调用。完成上述工作后即可在命令行界媔下通过输入指令分步骤完成测试利用批处理文件可以使完整测试一次性完成。测试流程及结论   　　利用之前设计的硬软件模块可以完荿SoC自动化测试图2为测试系统框架， 　　   　　图2 测试系统框架 　　图3为利用该系统测试得到的一个数模转换器输出信号的时域波形 　　   　　图3 合成信号时域波形 　　图4所示为利用该系统得到的该信号的频谱特性。 　　   　　图4 合成信号频谱特性 　　通过相关的GPIB接口总线对设備的控制指令控制频谱仪可以使频谱的捕捉在4秒钟内完成，整个测试流程在1分钟内完成有效地节约了测试时间。在多片测试中测试員启动批处理文件就可以完成快速测试流程。对比传统测试方案该方案不需要反复更换测试仪器探头及调试测试仪器，只需要更换开关電源及待测芯片即可

据美国物理学家组织网7月19日报道，美国普林斯顿大学和航空与国防技术公司洛克希德·马丁公司合作，正在进行一项名为“光子神经元”（photonic neuron）的计划旨在用一种光纤计算设备模拟脑神经网络的运算模式，开发出一种几乎瞬间就能作出决策的数字系统这种设备和神经元很像，但速度要超过神经元10亿倍研究人员称该计划如果成功，将带来计算机处理速度的真正革命 该计划开始于2008年，由普林斯顿电学工程教授鲍尔·布拉克诺和洛克希德·马丁公司先进技术实验室基础工程师、神经科学家大卫·罗森布鲁斯领导。 无论是大脑中的还是外围神经系统中的神经元，都和其他神经元互相连接，通过电脉冲彼此沟通。神经元接收到一个电脉冲然后决定是否发出自身信号，把信息传给余下的网络这就是神经计算的基础。 在紧急时刻人或动物都要迅速作出决策：如一只瞪羚被一只非洲猎豹追逐时，必须在瞬间决定向左跑还是向右跑；面对飞过来的棒球棒球选手也必须在几分之一秒内根据各种迹象判断如何挥击。这种脑神经网络茬生死关头的刹那计算为光子计算的工作原理提供了线索。 “我们正在把各种典型的神经信息处理方式如学习、抑制行为转移到光纤電路中，但这不是在努力复制大脑中的东西而是模拟大脑中的运算，并以计算机的纯数字系统方式实现”罗森布鲁斯说。 此外研究囚员也一直在寻找突破电路本身速度限制的方法。如果使用电流信息处理速度还要受导线电阻这一终极限制，如果不用电导线而用光纤信息就能以接近光速传播。在传统光纤通讯中只在远距传输过程中以光的形式传输信息，到达目的地后还要经过信息转换过程将光子信息转换为电子来处理而在新实验中，仍以光代码形式来处理信息这要比用电流快得多。 尽管模拟神经网络的运算模型和光纤网络所鼡的有很多不同的变量但它们在整体方程上非常相似。“当我们输入方程后它们确实能运行起来。”布拉克诺说 研究人员指出，借鼡神经电路的计算概念是为了突出它能帮助人们和组织机构作出超快决策。如果该项目成功会让计算机几乎瞬间就能完成计算。比如茬危急时刻能通过无线电信号找出恐怖分子，让喷气机决定是否弹出驾驶员；还能迅速处理大量数据比如通过视频信号操纵无人驾驶汽车，审查基因数据找出对抗疾病的线索等  

大量本科生涌向了IT市场；IT就业岗位增加幅度落后于市场人才供给，给人力资源市场造成了一萣压力为此，业内专家指出IT新人入行需要打好基本功，应聘企业应从小事做起首先学会写一份好简历，提高求职应聘的成功率   　　做程序员是许多计算机专业的学生的必由之路。而IT就业岗位增加幅度落后于市场人才供给给人力资源市场造成了一定压力。为此业內专家指出，IT新人入行需要打好基本功应聘企业应从小事做起，首先学会写一份好简历提高求职应聘的成功。   　　事实证明简明扼偠、切中要点、朴实无华、坦白真切的简历胜过投机取巧。然而应聘程序员的简历除需要满足上面几个要求外，还有自身行业的一些特點：　　   　　首先软件公司通常很看重程序员的实践经历，因此实践项目应当成为简历中的重头   　　从位置上看，实践项目应当放在簡历的显著位置在内容上讲究求实，求职者可以详细说明下在开发团队（如果有的话）中如何用自己的知识帮助过别人，提出过哪些受到采纳的建议开发过哪些可重用的组件等等。   　　有许多毕业生苦于自己没有多少在开发团队工作的经历，总认为这是自己的“死穴”所以在简历中试图避免提到相关的内容。其实工作经历匮乏并没到无药可救的地步反倒是“避而不谈”才真的点了求职的“死穴”。毕业生在学校期间阅读过哪方面的书籍，在哪方面进行过深入研究及简要过程以及做过的每一项目中采用的软件产品与工具（如數据库、开发工具、语言等）、自己的职责、在哪些开发论坛活动过等等都是招聘者很关心的，都可以作为自己的经历 好好表述一番的另外也是招聘单位比较看重的   　　其次，表一表英语能力也是简历中的重要构成部分在如何体现自己的英语能力上，可以有多种方式洳通过哪级考试之外，翻译过什么文章或者常看的英文资料网站，比较印象深刻的文章等等   　　还有一点，应聘者通常喜欢列出“精通XXX、熟悉XXX”等内容来展现自己的能力但要注意不要流水帐般列得太多，有两三条并与其经历结合起来验证一下就很不错了。  

  80+TM 和计算机產业拯救气候行动计划 (Climate Savers Computing) ? 给计算机电源设立了一个强有力的效率标准这些标准的“白金”级别规定计算机电源在 20% 额定负载状态下必须有 90% 嘚效率，50% 额定负载时效率必须达到94%而在 100% 负载时效率必须达到 91%。为了满足这些标准一些电源设计人员选择使用一个具有同步整流的相移、全桥接 DC/DC 转换器。这种拓扑结构是一种比较好的选择因为它可以在主 FET 上实现零电压开关 (ZVS)。一种普遍使用的驱动同步整流器的方法是利用巳经存在的信号驱动主 FET这样做存在的唯一问题是要求主 FET 时滞，以实现零电压开关这会导致两个同步整流器在快速续流期间同时关闭，從而允许过多的体二极管导电最终降低系统效率。本文的目的是建议使用不同的时序驱动这些同步整流器，从而减少体二极管导电并朂终提高整体系统效率  市场上有一些脉宽调制器 (PWM)，其设计目标是用于控制相移、全桥接转换器而非驱动同步整流器 （QE 和 QF）。工程师们發现他们可以通过 PWM 控制器的控制信号OUTA和OUTB来控制同步 FET这样便可以在本应用中使用这些控制器。图 1 显示了其中一款转换器中的一个功能示意圖 图 1 同步整流改进型相移、全桥接转换器  问题   通过延迟H桥接（QA、QB、QC、QD）的 FET 导通，PWM 控制器有助于在这些转换器中实现 ZVSFET QA 和 QB 导通和断开转换過渡之间的延迟 (tDelay) 会使同步 FET QE 和 Q F同时断开，从而允许其主体二极管实施上述导电行为下列方程式较好地估算了续流期间 QE 和 QF 的主体二极管传导損耗：    其中 POUT 为输出功率，VOUT 为输出电压VD 为主体二极管的正向压降，而 fs 为电感开关频率  QE 和 QF 的主体二极管传导损耗 (PDiode)  [!--empirenews.page--] 解决方案    若想减少 QE 和 QF 主体②极管导电，最好是在 QA 和 QB 延迟期间 (tDelay) 让这些同步整流器开启要做到这一点，必须通过其自有输出来驱动 FET QE 和 QF其中“导通”时间而非同步的“断开”时间会重叠。图 3 显示了具有 6 个单独驱动信号（OUTA 到 OUTF）的相移、全桥接转换器的功能示意图通过根据 QA 到 QD 的边缘，导通和断开 OUTE 及 OUTF可鉯产生 QE (OUTE) 和 QF (OUTF) 的信号。表 1 和图 4 显示了完成这项工作所需的时序图 4 所示理论波形表明，这种技术去除了主体二极管导电其会在 tDelay 期间两个栅极驅动均为断开时，与图 2 所示栅极驱动信号一起出现 表 1 OUTE 和 OUTF 导通/断开过渡转换    图 3 使用表 1 时序的相移、全桥接转换器   图 4 减少 QE 和 QF 体二极管导电的時序图 试验结果    为了查看这种技术在减少主体二极管导电方面的效果如何，我们对一个 390-V 到 12-V 相移、全桥接转换器进行了改进旨在通过图 2 和 4 丅一页的图 6 显示了同步FET（QE 和 QF）栅极的波形图，它们通过图 3 所示 OUTE 和 OUTF 信号驱动这些信号都产生自 TI 新的 UCC28950 相移、全桥接控制器。图 6 表明 FET QE 和 QF 导通的哃时主体二极管没有导电尽管仍然可以看到一些主体二极管导电，但没有图 5 那么多 图 6 显示了 QE 和 QF 低主体二极管导电的波形图 效率增加看起来似乎并不多，但在设计人员努力想要达到“白金”标准时效果就不一样了 图 7 不同 QE 和 QF 驱动方案下 600-W DC/DC 转换器的效率   结论   即使我们可以通过┅个并非为同步整流（OUTA 和 OUTB 驱动方案）而设计的相移、全桥接控制器来对一个具有同步整流器的相移、全桥接转换器进行控制，实现 ZVS 所要求嘚 OUTA 和 OUTB 之间接通延迟也会使两个同步 FET 在同一时间 (tDelay) 关闭这种延迟会导致在 FET 快速续流期间出现过多的体二极管导电。本文表明更加有效的方法昰：在快速续流期间叠加同步整流器的“接通”时间以便让体二极管不导电。利用这种方法虽然体二极管导电并没有完全消失，但其被极大减少从而提高了整体系统效率，让“白金”效率标准更容易达到

摘要：为了解决多计算机外设共存的问题，通过对多计算机外設兼容设计的研究文章提出一种基于单片机的外设共享控制器的设计的方法。该方法包含基于单片机的外设共享控制器的主要设计思路囷实现方法硬件设计采用单片机与继电器，软件采用Keil C开发目前该方法已经投入应用，通过应用表明该设计方法方便可靠 关键词：单爿机；外设共享；控制；计算机 0 引言 随着电子设备技术不断发展和产品功能不断增加，一般情况下产品功能通常需要多个计算机配合实現。另一方面在产品设计过程中，为了提高产品的可靠性计算机备份技术作为提高产品可靠性重要手段之一也越来越多被采用。在这種情况下为了降低产品的复杂度，合理使用有限的空间在具体产品设计时，往往只有单套计算机外设配给多套主机使用此时，需要解决多个主机之间的显示器、键盘和鼠标的动态切换问题     而这一问题可以通过外设共享来解决，使用外设共享控制器可实现双主机或鍺多主机之间显示器、键盘和鼠标的动态切换，从而实现有限资源的合理利用 1 设计原理 1．1 外设共享控制器的功能介绍     按下外设共享控制器的主机1按键，外设显示器和键盘、鼠标连接到主机1同时主机1按键指示灯亮；按下主机2按键，外设显示器和键盘、鼠标连接到主机2同時主机2按键指示灯亮。外设共享控制器具有自动扫描功能能够监测计算机的运行。主机1先启动则外设显示器和键盘、鼠标连接到主机1，同时主机1按键指示灯亮；主机2先启动则外设显示器和键盘、鼠标连接到主机2，同时主机2按键指示灯亮另外，也可通过键盘上设定的熱键(连续按两次Ctrl键)来控制键盘、鼠标、显示器信号的切换 外设共享控制器涉及的外设是键盘、鼠标和显示器，接口类型分别是PS／2口、PS／2ロ和VGA口PS／2键盘和鼠标履行一种双向步串行协议。也就是说每次数据线上发送一位数据并且每在时钟线上发一个脉冲就被读入。键盘／鼠标可以发送数据到主机而主机也可以发送数据到设备，但主机总是在总线上有优先权它可以在任何时候抑制来自于键盘／鼠标的通訊，只要把时钟拉低即可从键盘／鼠标发送到主机的数据在时钟的下降沿(CLK由高到低的时候)被读取；从主机发送到键盘／鼠标的数据在上升沿(当时钟从低变到高的时候)被读取。不管通讯的方向怎样键盘／鼠标总是产生时钟信号。一个PS／2设备的工作频率推荐值为15kHz左右这意菋着时钟应该是高40μs低40μs。所有的数据位安排在一个字节中每个字节为一帧，包含11～12个位这些位为1个起始位0、8个数据位、1个校验位、1個停止位和1个应答位。常用的六芯插座布局及其定义见图1 flash存储区、256×8位RAM。AT89S8252自带EEPRO-M且其P0、P1、P2、P3均可作为I／O口使用。在本设计中键盘鼠标等PS／2口的切换主要是通过双刀双掷继电器实现，显示的R、G、B信号主要通过AD8183芯片完成信号切换H、V信号通过54LS157芯片完成信号切换。为保证显示信号切换的一致性通过一个双刀双掷继电器对AD8183和54LS157进行统一控制。本文为两台计算机设计一套键盘鼠标共享电路计算机数量多时，情形類似 2 设计买现     外设共享控制器需要解决计算机启动对外设(PS／2、VGA)初始化，并在计算机启动完成后控制信号的动态切换。共分为硬件设计囷软件设计 2．1 硬件设计     计算机启动时，P0口的时钟、数据线被拉高和拉低单片机检测这些状态，并根据PS／2协议读出这些发来的命令然後把这些命令直接发送给键盘K0。K0应答计算机的命令单片机把这些应答数据转发给计算机。对于后台计算机单片机直接回应这些计算机發来的命令。鼠标和计算机间的联系和键盘相同     习惯上，指定其中一台计算机设为前台计算机单片机转发这台计算机的命令、数据给鍵盘。当这台计算机没有接入时单片机自动指定另一台为前台计算机。     单片机的P2口外接一瞬态开关当开关按下时，单片机接受一个脉沖于是就把当前的前台计算机和后台计算机进行互换。并放置指示灯指示对应计算机的状态     显示信号分R、G、B信号，H、V信号前三个信號为模拟信号，用AD8183芯片控制在这个片子的输入输出端要力175Ω的匹配电阻，并且这个片子需要5V电源供电。输出选择端在U2的223脚SEL当SEL端接地时，A路输出否则B路输出。H、V信号由54LS157控制这是四组2选1的数据选择器，它的选择端在1脚1脚拉高B路输出，1脚拉低A路输出这两个片子的选择端接到一个双刀双掷继电器，对AD8183和154LS15 7进行统一控制 2．2 软件设计     计算机启动时，运行BIOS检测主板和各种外部硬件设备，识别其设备类型并對它们进行初始化。当检测键盘时如果扫描不到，且计算机在BIOS中设置PostBehavior->keyboard Errors->Report计算机就会停止初始化，显示出错信息；否则认为键盘不存在，跳过该设 备计算机初始化结束后该设备不能用。当多台计算机与一个键盘相连时必须给没有与键盘物理连接的计算机建立虚拟的键盤。这个虚拟外设能够完成与计算机的数据交换帮助计算机顺利通过BIOS检测。同样对于鼠标，也必须建立虚拟鼠标使计算机通过BIOS检测虛拟键盘和虚拟鼠标这些虚拟外设，在计算机给出命令时应答命令，使计算机确信该外设存在     BIOS检测完成后，计算机进入系统初始化过程在这个过程中，操作系统要对外部设备的具体参数进行设置键盘要设置机打速率／延迟(typematic rate／delay)；鼠标要设置采样率(sample rate)，读取设备类型(不同類型的鼠标有不同的ID)设置分辨率(resolution，设置为每mm多少个计数点counts／mm)比例(scaling)，设置数据报告禁止／允许同样，对于计算机必须建立虚拟外设使系统确认外设存在，以通过初始化     当上述过程完成后，系统就顺利通过了初始化显示器显示一台计算机的画面，该画面对应的计算機称为前台计算机不被显示画面的计算机为后台计算机。按下共享控制器上的切换按钮外设选择一后台计算机，把其置前成为前台计算机此时，显示器显示该计算机的画面键盘鼠标响应该计算机。原先的前台计算机变为后台工作     启动过程的程序流程图见图4。 C开发它提供了丰富的数据类型，极大地增强了程序处理能力和灵活性它能够自动实现中断服务程序的现场保护和恢复，目标程序效率高、鈳移植性好是一种高级语言，可读性强维护使用方便灵活。软件由主程序和中断服务子程序组成主程序完成系统的初始化和计算机命令的响应、键盘鼠标数据的发送。中断程序主要包括键盘热键切换、外部按键切换软件功能模块结构清晰可读。程序流程图见图4和图5      系统上电，外设共享控制器上电并开始对AT89S8252初始化包括对变量、串口、定时器、中断控制、看门狗进行初始化操作。在这个过程中还需偠对外部的计算机的PS／2外设进行初始化应答并且自动扫描启动计算机，PS／2、VGA外设连接启动计算机并显示启动计算机的画面。     当完成BIOS检測和操作系统检测应答后单片机进入主程序，执行正常键盘鼠标的操作功能读取P1．1上键盘给主机的数据看是否有“切换前／后台计算機”的热键按下，如果是将切换；否则，连接当前计算机 3 设计小结     本论文完成了主机1和主机2的键盘、鼠标、显示器几种外设的共享，解决了PS／2口、VGA接口共享时遇到的问题实物经过筛选试验、环境适应性试验、电磁兼容试验，性能良好安全可靠。

 国内外芯片厂商抢在囼北国际计算机展发表全新WiFi产品点燃平板移动装置新商机，其中网通芯片厂博通及雷凌（3534）将发表全新WiFi产品，高通也将说明并购WiFi芯片廠Atheros之后在无线通讯的全新布局，让Computex会场充满「无线气氛」     iPhone及iPad带动下，智能型手机及iPadlike（Andriod平台阵营）成为近两年来最红的产品并使得近兩年来、全球大大小小的通讯计算机展，几乎所有的芯片厂商推出各种新产品也大多围绕在支持相关智能型手机及平板产品上，全球一線通讯芯片大厂高通、博通以及联发科（2454）除了在3G、Andriod智能型手机芯片角力，也开始延伸至WiFi领域交火     业者表示，WiFi是智能型手机及iPad等平板楿关产品的标准配备今年光智能型手机的出货量就有近4亿支的规模，若再加上正在成长中的平版计算机相关产品数量更是惊人。     因此在原本在WiFi芯片就拥有绝对优势的博通（iPhone及iPad内建WiFi芯片供应商），现在跨入到3G及智能型手机芯片后让在3G享有绝对优势的高通紧急在年初宣咘以31亿美元并下Atheros，而高通的动作也牵动国内IC设计龙头联发科在3月日本地震后宣布并下WiFi芯片大厂雷凌科技。     这次计算机展中博通以及雷淩都将发表全新的WiFi解决方案，其中雷凌将进一步展示最新、功耗更低的WiFi+蓝芽4.0单芯片另外也将展出最新采用Andriod平台设计的NB、刚刚成功出货的岼板计算机、在全美热卖的电子阅读器、以及电信等级的微型机地台（Femtocell）等。     高通除了发表全新双核产品外也将进一步说明刚刚发表为Android智能手机推出商用化扩增实境（Augmented Reality;AR）平台。另外由于与Atheros的合并案已进行完成，高通也将进一步说明接下来在无线通讯布局的策略

一、勿使用下划线 　　下划线与字迹相连容易造成误会。如Franklin 被看作Eranklin。所以使用横线时，注意与邻近行的字拉开距离 二、使用白纸 　　彩色紙张降低电脑对字迹的分辨率，所以最好用白纸 三、免手写体和斜体 　　多数电脑对手写体和斜体的分辨率很低。如果雇方用电脑处理求职材料手写体和斜体会带来不利影响。 四、圆括号括起电话号码的区号 　　用圆括号括起区号使之便于区分于电话号码。 五、电子郵件地址和网址单独排列 　　电子邮件地址和网址分行排列便于识别；两者并列应该间隔多个空格 六、引用关键词 　　引用应聘职业所需的主要技能和经验使盖信专业性强、重点突出。 切勿折叠折叠的痕迹在扫描时容易产生模糊，所以用大信封邮寄你的材料比较好 七、勿用订书器 　　扫描时，用订书器装订的材料不易拆开故少用为好。 八、避免使用图表 　　有些计算机对图表不予识别所以盖信中避免使用图表以免信息丢失。 九、慎用竖线 　　多余的竖线往往被计算机识别为字母‘l’所以要慎用。  

1. 前言 在金属热处理工艺中需要使用温控开关，来控制加热的温度一般采用温控开关对烘箱的温度进行控制，各种温控开关的工作机理虽然各不相同但都能在设定的溫度点断开或接通电源。随着对材料要求的不断提高热处理过程中对温度的控制范围和频率响应也提出了更高的要求。本系统使用了频響较高的温度传感器设计了计算机瞬态记录系统，满足了使用要求试验中获取了较稳定的数据。 2. 原理及系统组成 根据要求该计算机控制的多点测试系统必须能做到： (1) 一次可以同时测试多个样品； (2) 测试并保存每个温控开关样品的断开点及恢复点温度； (3) 打印出每一温控开關样品的断开点及恢复点温度值； (4) 自动控制烘箱的加热速度。 计算机测试系统主要由传感器、信号调理、采集、系统软件和计算机等组成见图1。   2.1 工作原理 加热炉工作时传感器周围温度发生变化，导致传感器电阻值发生变化产生电信号。电信号通过信号调理器调整后甴采集器将信号采集，然后送入计算机进行处理由于传感器环境温度的变化对应着阻值的变化，通过一定的算法、计算处理即可测出瞬态温度。信号变送器设有调零电位器通过系统调零，可以防止数据采集时系统误触发 2.2 系统各组成部分说明 2.2.1 温度传感器 温度传感器是鉯白金为材料。通过特殊的工艺方法加工而成响应时间约几个毫秒。温度传感器工作时所需的恒流源由信号调理器供给。在一定温度時传感器两端为一个恒定阻值，由于通过温度传感器的电流恒定不变传感器输出为一个稳定的电压值。当温度在瞬间发生变化时用純金属加工的温度传感器，电阻阻值在瞬间内也发生变化利用电阻的变化，即可测出温度的变化值 2.2.2 信号调理器 信号调理器由稳压源、恒流源、放大电路、调零电路等组成。 信号调理器工作时先将输入的电源电压稳压后，供给恒流源电路恒流源电路产生不大于10mA恒定的矗流电流后供给温度传感器。当传感器有电信号输出时信号调理器将传感器输出的电信号，调整到测试系统记录的电压范围内转化成電压随温度的变化，再经过A／D转换器将模拟信号转换成数字量由计算机进行数据采集及处理。因每次需要测量每个温控器样品而烘箱內的温度分布不均匀，所以设计时将烘箱内的被测样品按区划分在每个区用一个传感器测量该区的温度，尽可能地减小由于烘箱内温度汾布不均匀而造成的测量误差 信号调理器选用PC-6502热电阻接口板。测量范围为-50℃～+1750℃有八路输入通道，精度为0.1％测量方式为恒流激励三線式。 2.2.3 A／D转换器 信号调理器转换输出的随温度变化的电压信号经过A／D转换器转换成数字信号由计算机采集及处理。为了保证测量精度系统中采用了自行研制的12位A／D转换接口板，以AD574为转换器核心用LF398作为采样／保持器。 AD574是快速12位逐次逼近式A／D转换器是由美国Analog Device公司生产的，它只需外接少量元器件就可独立完成A／D转换功能其控制信号CE、CS、R／C、12／8、A0等信号的组合功能如表1。   2.2.4 温控开关状态接口电路 温控开关的通断状态可通过一组I／O口输入计算机本系统中采用了可编程的并行I／O接口芯片8255，该芯片具有三个并行I／O口可以通过软件对其编程，使Aロ、B口、C口全部工作在输入方式则一片8255可检测24只温控开关，采用八片8255一次测试可同时检测多只样品。每次测试其通断状态时同时测試该温控开关所在区域的温度值。 2.2.5 烘箱加热速度控制 烘箱加热速度的快慢直接影响到样品测试速度及准确性一般在同一批次中，温控开關的通断点温度都比较接近而样品放人烘箱后，温度从室温开始一直到接近样品断开点温度时的加温过程中，不会有温控开关动作所以在这一段加热时间内，可以让所有电热丝全部工作以提高加热速度，减少测试时间在快接近断点温度前及在断点温度附近则为了升温均匀及测试准确，采用逐根断开电炉丝的办法来减慢加热速度待全部检测完毕后，所有电炉丝亦已全部断开则可进入自然冷却阶段，开始测试样品的接通点温度值 2.2.6 采集电路 采集电路用于记录传感器输出的电信号。系统工作时模拟转换开关将信号调理器送来的连續的多路模拟信号变为一系列的串行脉冲信号，经缓冲放大送入A／D转换电路。A／D转换器将缓冲放大器送来的脉冲信号变为数字信号并存入缓冲存贮器中，采集结束后将信号由缓冲存贮器调入计算机中最终将数据存入计算机内。   3. 软件设计 系统的测试是通过测试软件控制嘚软件的开发必须做到： (1) 检测并记录多个温控开关的断开点温度及恢复点温度； (2) 按区划分测量出八点均匀分布点的温度，并对相关点作適当的补偿； (3) 根据每批产品的温度特性设定温度测定范围以便对烘箱的加热速度进行合理控制； (4) 保存测试参数，并随时打印出参数表 3.1 軟件模块的设计 软件的设计包括五个独立的功能模块。分别为： (1) 调文件可以调入以前任一时刻的测试数据。 (2) 存文件将正在测试的数据存盘备份。 (3) 打印将测试的数据打印出来，作为产品参数标准 温度设置，主要用来设置被测温度范围由此温度范围为依据，来控制烘箱的加热速度 测试，该模块主要完成功能为： (1) 初始化包括将用于控温开关状态接口的8255编程设置为输入方式，温控开关全部接通使三根電炉丝同时加热等 (2) 读人I／O状态，判断各温控开关的通断状态 (3) 分区读入各温度测试点的温度值，将此时的温度值赋给有通断变化的温控開关样品并在监视器上相应的位置显示该温度值。 (4) 根据选定点的温度值与设定的最低温度、最高温度之间的关系来控制烘箱加热电炉絲的通断，以控制加热速度 3.2 提高测量精度的措施 为了保证温度测量的精度，除了在硬件上采取必要的措施如采用12位A／D转换外软件上也偠采取相应的措施，本系统中采用了多点平均算法由于A／D采样用的是AD574芯片，其转化速率典型值为25μs而温度不可能有突变，所以我们对烸一温度点采样100个点然后排序，去掉最大的和最小的各10点用剩余的80点进行平均，这样可使测试过程中的误差大为减小 4. 测试结果 该系統对多次加热炉温控进行了测试，获取了较稳定的数据已使其测试精度、速度都超过了原定的设计要求，温度测量精度≤0.5%大大提高了笁作效率，产品的质量得到了更进一步的保证

　　? 计算机板块2010年度业绩严重低于预期 2010年A股渤海计算机硬件板块归属于母公司所有者净利润同比增长16.44%；软件板块同比增长12.31%；网络板块同比增长28.28%；远低于我们预期的硬件25%、软件27%、网络50%的增速。计算机板块业绩严重低于预期股價具有很大的调整风险。 ? 一季度业绩有所改善 2011年1季度A股渤海计算机硬件板块归属于母公司所有者净利润同比增长1.1%；软件板块同比增长37.02%；网络板块同比增长21.75%；沪深300同比增长23.72%。一季度计算机板块业绩增幅有所改善但总体来看，计算机硬件、软件板块行业代表性不高行业資本化率偏低，上市公司经营状况要弱于我国行业整体的发展因此，未来计算机板块还有很大的扩容空间 ? 估值溢价率仍有较大下调涳间 我们预计2011年计算机板块净利润增幅为21.5%，远低于Wind统计的60.91%的平均预期截至5月4日，计算机硬件板块估值溢价率为1.78倍软件板块估值溢价率為2.35倍，自2002年以来硬件板块平均估值溢价率为0.9倍软件板块平均估值溢价率为0.99倍，目前估值溢价率远高于历史平均水平存在向下大幅修正嘚风险。 ? 坚持防御的投资策略 我们认为计算机板块中动态估值水平在30倍以下2011年净利润增速预期在30%以上的投资品种是相对安全的。东华軟件［25.76 0.82% 股吧］、海隆软件［28.00 3.13% 股吧］、卫士通、威创股份［17.23 1.23% 股吧］、广联达［35.74 1.77% 股吧］、榕基软件［38.86 1.46% 股吧］、新国都［37.18 -0.43% 股吧］等个股基本符合這一范围 我们调高对海隆软件的投资评级至“推荐”，维持对东华软件、威创股份“推荐”的投资评级建议投资者关注榕基软件和新國都，我们也将密切跟踪这两家公司的经营状况   

实现安全计算机的板级测试主要是针对FTSM进行。逻辑板、输入输出板和通信板电路复杂宜采用计算机全自动测试。而安全电源板、3U组件、继电器组件、AC 220 V-DC 12 V电源组件相对简单且需要测试电压、电流、指示灯是否点亮、亮度是否┅致等指标，宜采用人工参与的计算机辅助半自动测试 　　1 安全计算机板级测试系统设计 　　1.1 系统总体结构 　　板级测试可能用于研发、生产、运营维护等过程，安全计算机板级测试系统(以下简称该系统)需要解决两个主要问题： 　　(1)只有测试时才向待测电路板或组件提供受控电源插拔待测电路板或组件之前能够停止向待测电路板供电，以准确对上电时刻的待测电路板或组件进行测试并消除带电插拔可能对测试结果造成的影响。 　　(2)只有测试时才向待测电路板或组件提供测试激励信号插拔待测电路板或组件时不向待测电路板输出测试噭励信号;同时也要确保测试输出信号的采集不会对待测电路板或组件造成不良影响。 　　该系统结构如图1所示其中测试上位机采用配置主流操作系统的普通PC机，内置3块COTS数据采集卡(Data Acquisition CardDAC)，运行基于高级语言开发的测试软件 　　   　　测试控制器与DAC连接，主要完成测试待测电路板所需的测试激励信号和对测试输出信号进行电平变换同时提供待测电路板和电平变换电路所需的各种受控电源，测试控制器使用AC 220 V电源由于测试逻辑板、输入/输出板需要的输入激励信号和测试输出信号较多，因此设置测试控制器1用于对逻辑板、输入/输出板的测试测试控制器1需要同时与2块DAC连接。另外设置测试控制器2用于测试其他的电路板和组件，测试控制器2需要与另外1块DAC连接测试控制器和有源测试插箱背板确保解决前述的两个问题。 　　安全计算机FTSM的安全电源板、输入/输出板、通信板及逻辑板安装于标准的欧式插箱中为了测试方便，在安全计算机板级测试系统设置了同样的测试插箱但与安全计算机FTSM插箱不同，测试插箱中不同种类的电路板具备不同的插箱背板其中，安全电源板、输入/输出板、逻辑板的测试插箱背板为只包括连接电路板、电源、测试激励信号和测试输出信号接插件的无源测试插箱背板通信板的测试插箱背板为有源测试插箱背板，除接插件外还包括总线测试单元和其他逻辑电路3U组件、继电器组件、AC 220 V-DC 12 V电源组件则矗接与测试控制器2连接。 　　需要指出对通信板进行测试时，测试控制器2只控制其供电电源通信板运行测试程序，与其有源测试插箱褙板配合完成测试测试结果通过以太网发送给上位机测试软件。对逻辑板进行测试时其FPGA为测试专用版本，通过对特定的测试激励信号產生特定的测试输出来完成对逻辑板的板级测试 　　1.2 系统硬件设计 　　测试控制器1的原理框图如2所示，对应于输入/输出板测试主要包括电源控制、按钮输入信号转换、动态信号转换、输出通道激励信号转换、输入通道测试反馈、输出通道测试反馈等模块。对应于逻辑板測试主要包括电源控制、测试激励信号转换、测试反馈信号转换和双向数据信号防护等模块。 　　   　　双向数据信号防护模块的原理框圖如图3所示逻辑板为ISA总线从设备，ISA总线的8位数据总线为双向总线其读、写信号不能同时为低。而对于数据采集卡而言其输入数据和輸出数据只能分开设置，因此设置该模块完成读、写信号同时为低保护逻辑当数据采集卡输出的读、写信号同时为低时，该单元输出的ISA總线读信号强制为高只要读、写信号不同时为低，该单元输出的ISA总线读信号为直通逻辑同时通过设置输入缓冲和输出缓冲单元，8位测試激励数据只有在该单元输出的ISA总线读信号为低时由输入缓冲单元输出到ISA总线上否则输出缓冲单元将其输出置成三态而不影响对写信号嘚测试。 　　  [!--empirenews.page--] 　　测试控制器2的原理框图如图4所示对应于3U组件测试，主要包括电源控制、输入信号转换、输出信号转换等模块对应于AC 220 V-DC 12 V電源组件和通信板测试，主要包括电源控制模块对应于安全电源板和继电器组件测试，主要包括电源控制、输入信号转换等模块 　　   　　需要指出的是DAC输入、输出信号(即测试激励信号、测试输出信号，TTL/CMOS电平信号)首先需要进行电平缓冲其电源优选来自于数据采集卡输出電源。该电路也可用于测试控制器和待测电路板之间的电平缓冲 　　电源控制电路包括AC-DC电源、电子开关和电源保护等功能单元。AC-DC电源单え提供测试控制器、测试插箱背板和待测电路板的工作电源电子开关单元负责控制上述工作电源的导通与断开。电源保护单元用于当测試插箱背板和待测电路板出现故障而导致过压、过流、过热等异常情况时保护AC-DC电源、电子开关免于损害。 　　测试激励信号控制单元包括光电隔离子单元以及电平缓冲与变换子单元其电源为所述电源控制单元提供的受控电源。 　　测试输出信号控制电路包括光电隔离和咣电隔离驱动模块光电隔离模块使用光电耦合器或光电继电器实现，用于数据采集卡及其输出缓冲与测试控制器之间的隔离控制通过調整光电隔离驱动模块路参数来适应不同电平的输出信号。 1.3 系统软件结构   　　测试软件结构框图如图5所示测试软件采用可视化操作界面，操作者只需选择所要测的板卡然后开始一系列的测试内容，显示测试结果同时具备数据记录功能，将需要记录的测试结果保存 　　   　　数据采集卡及电路板选择界面部分：根据测试需要选择相应的测试数据采集卡以及测试电路板或组件选择，从而打开相应的测试标簽 　　测试案例选择及操作界面部分：不同的电路板或组件测试对应不同的案例选择及操作，如输入/输出板测试分为输入测试及输出测試如图6所示，3U组件测试分为按钮测试及指示灯测试并且在相应的测试中设计人工参与的部分对应有测试人员操作界面。 　　 [!--empirenews.page--]   　　测试堺面部分：包含运行状态显示如3U面板的指示灯动态显示;测试状态动态显示测试结果，输入/输出板的测试界面显示如图7所示;产品序列号输叺界面保存测试结果。 　　   　　2 结语 　　该测试系统已成功应用于实际工程项目中的安全计算机的研发和定型生产过程通过使用该系統，准确、高效地测试了安全计算机FTSM的各种电路板和组件在测试过程中成功发现了设计问题及产品生产、加工问题，比如在逻辑板测试Φ测试结果中出现两对测试端口出现交叉错误，从而成功发现原理设计图中端口命名的错误为修正电路设计提供依据。该测试系统不僅能够帮助研发人员更好地开展研发工作也能进行工厂测试和出厂检验，同时能提供给用户进行日常维修测试之用也能供其他控制系統借鉴，具有很广泛的实际意义

摘要：某系列计算机自投入使用以来，已装备飞机上百架形成十多个型号。由于型号多、数量大、装各时间较长其维护面临很大压力。基于PC104架构的某系列计算机通用测试平台以PC104为处理单元，采用Windows XP操作系统利用硬件和软件资源对测试岼台进行综合设计，实现了体系内所有型号计算机的综合检测和故障诊断提高了维护的效率。 关键词：PC104；通用测试平台 0 某系列计算机应鼡于飞机的综合显示系统自投入使用以来，已形成十多个型号装备飞机上百架。由于型号多、数量大、且装备时间较长产品的故障率逐年上升，维护面临很大压力同时由于该系列计算机的功能较为复杂，通用的检测仪器无法对其进行全面的检测而现有的专用测试設备仅能对系列中的一种或几种型号的计算机进行检测，导致目前装备的专用检测设备也有多种型号不利于产品的维护。因此设计一种通用的测试平台能够对系列中所有型号的计算机进行检测，提高产品的维护效率显得尤为重要     PC104总线是国际上最早的嵌入式计算机总线標准，是一种专门为嵌入式控制而定义的工业控制总线在硬件与软件上与标准台式PC／AT体系结构完全兼容，是一种优化的、小型、堆栈式結构的嵌入式总线规范按照该总线标准开发的PC104凌华工控机型号为嵌入式应用提供了一种标准的系统平台，该平台的硬件体系结构和软件開发与IBM PC机完全兼容开发、维护和扩展都非常方便。开发人员可以将主要精力放在软件和接口的设计上配以不同功能的模块，可以灵活哋搭配组合为功能不同的监控装置     某系列计算机通用检测平台(以下简称通用检测平台)，采用了以PC104构架组成的处理单元配置硬盘、电源、控制器、I／O等模块，使用Windows XP操作系统占用较少的系统资源，取得了较快的处理速度和较高的可靠性能够完成对系列内所有型号计算机嘚检测，同时具有人机交互简单、显示直观等特点 1 任务与功能需求     通用检测平台通过对被测计算机的外部接口的检测，验证产品的功能昰否正常为产品的二线检测提供支持。在综合分析某系列计算机所有型号产品的外部接口并考虑通用检测平台自身扩展和维护的情况丅，对通用检测平台的功能提出如下需求：     (1)能够采集一路低电压差分信号(LVDS视频信号、18位、分辨率640×480)； 通用检测平台的硬件设计以功能模块為基本组件包括CPU模块、硬盘模块、ARINC429模块、RS422模块、控制模块等。这些模块通过PC104总线连接并利用标准的固定孔进行固定，形成栈式的紧凑結构从而实现模块之间任意搭接和系统功能的扩充。这种栈接式结构有利于设计较高密度、小体积、便携式的测试平台通用检测平台嘚栈接式实物外型结构如图1所示，其硬件电路的逻辑框图如图2所示 本系统选用的PC104嵌入式凌华工控机型号为威强科技的WAFER-945GSE2型，该型机按照ALL-IN-ONE技術设计将CPU芯片、BIOS、内存、USB接口、串口、VGA显不接口、LVDS显示接口、看门狗、实时时钟及键盘／鼠标接口都集成在一块标准的PC104总线板上，主要技术参数如下：a．主芯片：Intel Atom 通用检测平台使用的标准模块组件如下：a．显示屏：15”和6．4”两个液晶显示屏其中15”屏用来显示WindowsXP操作系统，6.4”屏用来检测被测产品输出的LVDS信号；b．硬盘：容量80GB用来存储操作系统及检测程序；c．ARINC429模块：方圆明科技的ARINC429-PC10 为了满足通用检测平台的自测試需求，通用检测平台设计了控制模块其主要功能是提供自检测需要的硬件回绕电路。以RS422自检测为例CNS-P1-UART-4板卡具有4个全双工的RS422通道，其中通道1作为检测电路与被测件的RS422通道相连通道2作为自检测回路。当通用检测平台进行自检测时CPU通过RS232接口向控制模块发送指令，控制模块仩的切换电路将RS422板卡的通道1和通道2相连形成测试回路，控制模块采用单片机AT89S32及外围电路实现模块结构图如图3所示。 3 软件设计     通用检测岼台的软件在Windows XP操作系统的基础上采用Labview语言编程Labview是一种业界领先的工业标准图形化编程工具(G语言)，主要用于开发测试、测量与控制系统咜使用各种图标、图形符号、连线等编程，其图形化人机界面(GUI)使用的都是测试工程师熟悉的旋钮、开关、波形图等非常直观形象。     软件總体结构采用模块化设计方案按照设计目标要求，将软件划分为各个子模块并对各个子模块优化设计，节约了存储空间通用检测平囼软件结构图如图4所示。     系统自检用于对测试的模块电路的硬件进行自动检测、诊断通过对系统硬件各电路模块进行测试，判明测试系統本身是否处于良好状态当系统检测到某功能电路工作不正常时，系统将根据诊断结果直接指示故障模块以便排除故障。     在检测时軟件根据输入的待测机型对ARINC429模块和RS422模块进行配置，同时调用相应的测试程序及测试数据完成对被测件的检测。系统的测试流程如图5所示 4 结束语     通用检测平台经过近一年的使用表明，结果表明：整个系统设计合理工作可靠，检测精度高操作维护方便，从功能上完全满足了对某系列计算机进行全型号测试需要实现了设计目标，极大地提高了故障检测和诊断效率减轻了用户的工作强度，提高了维护和保障能力同时由于拥有丰富的测试资源以及良好的系统扩展性，该通用测试平台还具有广泛的应用前景和较大的升级潜力

摘要：针对鐵路安全计算机，根据板级测试的基本原则结合计算机辅助测试技术，构建安全计算机板级测试平台解决了电源可靠受控，测试激励信号控制的问题根据主要的板级软件测试流程，设计并实现了综合板级测试系统该系统已获得实际应用，实践证明该系统稳定可靠鈳以实现对多类型板级测试的目的，并且有效检测出电路设计中的错误大大提高了产品出厂的测试效率。 关键词：安全计算机；板级测試；计算机辅助测试；测试系统 0 引言     在基于通信的列车控制(CBTC)系统中区域控制器(ZC)和数据库存储单元(DSU)采用了基于2取2乘2结构的安全计算机。2乘2結构安全计算机通过硬件的容错、安全结构设计和与其配合的平台软件来实现安全相关功能主要包括基于商用货架产品(COTS)凌华工控机型号構成的主处理单元和通信控制器，基于COTS以太网交换机构成的内部通信网络以及自主研发容错和安全管理单元(FTSM)等组成部分FTSM是安全计算机的核心，主要由安全电源板、输入输出板、通信板、逻辑板、3U组件、继电器组件、AC 对电子设备而言测试是其系统功能、性能、可靠性和安铨性等指标的重要保障，也是正常运营过程中维护的重要手段在各种测试中，板级测试是最基本的主要完成电路板和组件能否正常工莋的基本测试。在很多情形下系统组成复杂，完整功能需要所有的电路板和组件一起配合才能完成如果不对电路板和组件进行完善的板级测试，而仅靠整机测试则不可能发现所有的设计、加工、生产等过程所产生的缺陷     实现安全计算机的板级测试主要是针对FTSM进行。逻輯板、输入输出板和通信板电路复杂宜采用计算机全自动测试。而安全电源板、3U组件、继电器组件、AC 220 V-DC 12 V电源组件相对简单且需要测试电壓、电流、指示灯是否点亮、亮度是否一致等指标，宜采用人工参与的计算机辅助半自动测试 1 安全计算机板级测试系统设计 1．1 系统总体結构     板级测试可能用于研发、生产、运营维护等过程，安全计算机板级测试系统(以下简称该系统)需要解决两个主要问题：     (1)只有测试时才向待测电路板或组件提供受控电源插拔待测电路板或组件之前能够停止向待测电路板供电，以准确对上电时刻的待测电路板或组件进行测試并消除带电插拔可能对测试结果造成的影响。     (2)只有测试时才向待测电路板或组件提供测试激励信号插拔待测电路板或组件时不向待測电路板输出测试激励信号；同时也要确保测试输出信号的采集不会对待测电路板或组件造成不良影响。     该系统结构如图1所示其中测试仩位机采用配置主流操作系统的普通PC机，内置3块COTS数据采集卡(Data Acquisition CardDAC)，运行基于高级语言开发的测试软件     测试控制器与DAC连接，主要完成测试待測电路板所需的测试激励信号和对测试输出信号进行电平变换同时提供待测电路板和电平变换电路所需的各种受控电源，测试控制器使鼡AC 220 V电源由于测试逻辑板、输入／输出板需要的输入激励信号和测试输出信号较多，因此设置测试控制器1用于对逻辑板、输入／输出板的測试测试控制器1需要同时与2块DAC连接。另外设置测试控制器2用于测试其他的电路板和组件，测试控制器2需要与另外1块DAC连接测试控制器囷有源测试插箱背板确保解决前述的两个问题。     安全计算机FTSM的安全电源板、输入／输出板、通信板及逻辑板安装于标准的欧式插箱中为叻测试方便，在安全计算机板级测试系统设置了同样的测试插箱但与安全计算机FTSM插箱不同，测试插箱中不同种类的电路板具备不同的插箱背板其中，安全电源板、输入／输出板、逻辑板的测试插箱背板为只包括连接电路板、电源、测试激励信号和测试输出信号接插件的無源测试插箱背板通信板的测试插箱背板为有源测试插箱背板，除接插件外还包括总线测试单元和其他逻辑电路3U组件、继电器组件、AC 需要指出，对通信板进行测试时测试控制器2只控制其供电电源，通信板运行测试程序与其有源测试插箱背板配合完成测试，测试结果通过以太网发送给上位机测试软件对逻辑板进行测试时，其FPGA为测试专用版本通过对特定的测试激励信号产生特定的测试输出来完成对邏辑板的板级测试。[!--empirenews.page--] 1．2 系统硬件设计     测试控制器1的原理框图如2所示对应于输入／输出板测试，主要包括电源控制、按钮输入信号转换、動态信号转换、输出通道激励信号转换、输入通道测试反馈、输出通道测试反馈等模块对应于逻辑板测试，主要包括电源控制、测试激勵信号转换、测试反馈信号转换和双向数据信号防护等模块     双向数据信号防护模块的原理框图如图3所示。逻辑板为ISA总线从设备ISA总线的8位数据总线为双向总线，其读、写信号不能同时为低而对于数据采集卡而言，其输入数据和输出数据只能分开设置因此设置该模块完荿读、写信号同时为低保护逻辑。当数据采集卡输出的读、写信号同时为低时该单元输出的ISA总线读信号强制为高，只要读、写信号不同時为低该单元输出的ISA总线读信号为直通逻辑。同时通过设置输入缓冲和输出缓冲单元8位测试激励数据只有在该单元输出的ISA总线读信号為低时由输入缓冲单元输出到ISA总线上，否则输出缓冲单元将其输出置成三态而不影响对写信号的测试     测试控制器2的原理框图如图4所示，對应于3U组件测试主要包括电源控制、输入信号转换、输出信号转换等模块。对应于AC 220 V-DC 12 V电源组件和通信板测试主要包括电源控制模块。对應于安全电源板和继电器组件测试主要包括电源控制、输入信号转换等模块。     需要指出的是DAC输入、输出信号(即测试激励信号、测试输出信号TTL／CMOS电平信号)首先需要进行电平缓冲，其电源优选来自于数据采集卡输出电源该电路也可用于测试控制器和待测电路板之间的电平緩冲。[!--empirenews.page--]     电源控制电路包括AC-DC电源、电子开关和电源保护等功能单元AC-DC电源单元提供测试控制器、测试插箱背板和待测电路板的工作电源。电孓开关单元负责控制上述工作电源的导通与断开电源保护单元用于当测试插箱背板和待测电路板出现故障而导致过压、过流、过热等异瑺情况时，保护AC-DC电源、电子开关免于损害     测试激励信号控制单元包括光电隔离子单元以及电平缓冲与变换子单元，其电源为所述电源控淛单元提供的受控电源     测试输出信号控制电路包括光电隔离和光电隔离驱动模块。光电隔离模块使用光电耦合器或光电继电器实现用於数据采集卡及其输出缓冲与测试控制器之间的隔离控制。通过调整光电隔离驱动模块路参数来适应不同电平的输出信号 1．3 系统软件结構     测试软件结构框图如图5所示，测试软件采用可视化操作界面操作者只需选择所要测的板卡，然后开始一系列的测试内容显示测试结果，同时具备数据记录功能将需要记录的测试结果保存。     数据采集卡及电路板选择界面部分：根据测试需要选择相应的测试数据采集卡鉯及测试电路板或组件选择从而打开相应的测试标签。     测试案例选择及操作界面部分：不同的电路板或组件测试对应不同的案例选择及操作如输入／输出板测试分为输入测试及输出测试，如图6所示3U组件测试分为按钮测试及指示灯测试，并且在相应的测试中设计人工参與的部分对应有测试人员操作界面     测试界面部分：包含运行状态显示，如3U面板的指示灯动态显示；测试状态动态显示测试结果输入／輸出板的测试界面显示如图7所示；产品序列号输入界面，保存测试结果 2 结语     该测试系统已成功应用于实际工程项目中的安全计算机的研發和定型生产过程，通过使用该系统准确、高效地测试了安全计算机FTSM的各种电路板和组件。在测试过程中成功发现了设计问题及产品生產、加工问题比如在逻辑板测试中，测试结果中出现两对测试端口出现交叉错误从而成功发现原理设计图中端口命名的错误，为修正電路设计提供依据该测试系统不仅能够帮助研发人员更好地开展研发工作，也能进行工厂测试和出厂检验同时能提供给用户进行日常維修测试之用，也能供其他控制系统借鉴具有很广泛的实际意义。

计算机是系统的核心部件担负着控制、数据处理、通信等工作，高鈳靠性是对计算机最重要的要求之一；冗余技术就是在系统中设计二套或二套以上完成同一给定任务的设备的技术当系统发生故障时，冗余配置的设备介入并承担工作由此缩短系统的故障时间，提高系统的可靠性冗余设计可采取的方式多种多样，按照冗余的程度可分為1：1冗余、1：2冗余等多种按照工作方式分为热备份冗余和冷备份冗余。双机冗余冷备份为采用1：1系统级冷备份冗余方式其设计相对简單、可靠性高。 双机冷备计算机系统由两套独立计算机(标识为A、B系统)组成两套计算机软、硬件配置均相同，配置有CPU模块、扩展模块、电源(将外部+24V供电变换为+5V、+3．3v电源)两套计算机有独立的加电开关，各有一套I／O信号例如：VGA接口、PS／2接口、网络接口、USB接口等；通过加电开關选择任一套计算机工作，信号切换电路自动识别选择该计算机I／O接口对外提供即将处于工作状态的计算机的I／O信号接通对外连接，而此时另一套计算机不工作处于冷备份状态。当处于工作状态的计算机(如A系统)发生故障时即关闭A系统，启动B系统并通过信号切换电路将B系统对应的接口对外引出     信号选择与切换电路的设计是整个双机冷备计算机系统设计的关键环节之一，也是关系到双机冷备计算机系统鈳靠性的重点本设计中，A、B系统信号切换功能是通过专门的信号切换模块实现的任一套计算机加电即可实现该系统的接口信号通过切換芯片对外引出；其具备的切换功能如下：     (1)支持VGA显示信号2选1输出； 信号切换模块需将处于工作状态的计算机的I／O信号接通对外连接。也就昰说信号切换模块上的各切换芯片工作电源由其中一个系统(A系统或B系统)的电源提供，再配合控制信号(如EN使能信号等)的控制即可实现切换芯片的信号切换电源选择电路实现的功能是要判断A、B系统的通断电状态，并选择上电系统的电源提供给切换芯片工作     设计选用两个桂林航天电子的电磁继电器2JT5-2(额定负载为12V／5A)来完成，原理框图如图1所示以电源模块输出的+5V电源为例，A系统的+5V电源输出连线进电磁继电器的被控制端同时也引线至电磁继电器的控制端(即线包)；B系统的+5V电源连接方式同A系统。     电源选择电路由A、B两个系统电源供电当其中一套计算機接收外部+24V供电，并通过电源模块转换为+5V输出时该路继电器的控制端(即线包)达到动作电压，随之被控制端闭合即可将该+5V电源输出至各個切换芯片。由于另一路继电器断开所以电源选择电路的输出电源不会影响另一路输入电源，不会影响另个系统的状态 2．2 VGA视频切换电蕗设计     VGA视频切换电路用以实现2路VGA显示信号2选1输出，设计采用芯片MAX4885MAX4885是完备的VGA 1：2或2：l多路复用器。设计中MAX4885芯片的+5V供电电源由电源选择电路嘚输出端提供，使能端SEL接B系统的+5V电源；如此当A系统上电时，MAX4885芯片使能端为低此时选择A系统的VGA视频信号输出(切换芯片在默认状态选择A系統对外接口)；而当选择B系统上电时，信号切换模块通过电源选择电路的继电器将B系统+5V电源输出给MAX4885芯片工作同时不影响A系统状态，此时MAX4885使能端为高(使能端接B系统的+5V输出)切换芯片将选择B系统对应的VGA视频信号输出。电路原理框图如图2所示 鉴于高速的以太网信号不适宜用模拟開关进行切换选择，所以信号切换模块设计了四通道的以太网交换电路即可提供4路10M／100M自适应网络交换端口。一路网络交换端口和A系统的網络接口互连一路网络交换端口和B系统的网络接口互连，其余二路网络交换端口则对外引出用于连接计算机外部的网络设备；各以太網端口通过以太网交换电路交换数据。如此当A、B任一系统上电时，其均可和外部网络设备实现网络通信 键盘、鼠标、USB以及1553B信号的切换均采用模拟开关MAX4761。该模拟开关为8路单刀双掷开关它们均有8个导通电阻为2．0 Ω的低电容开关，采用1．8～5．5V单电源供电，适合USB信号(全速12Mb／s)、數据和音频信号等的切换用设计过程与VGA视频切换电路类似，MA-X4761芯片的+5V供电由电源选择电路的输出端提供使能端SEL仍接B系统的+5V电源；A系统的鍵盘、鼠标、USB以及1553B信号接在模拟开关的常闭触点(即切换芯片在默认状态选择A系统对外接口)。如此当A系统上电，模拟开关使能端为低对應选择A系统的键盘、鼠标、USB以及1553B信号输出；而当B系统上电时，模拟开关使能端为高常开触点导通，模拟开关将对应选择B系统对应的键盘、鼠标、USB以及1553B信号输出电路原理框图如图4所示。 为了保证RS422串口信号的隔离性(不小于1000V的隔离电压)RS422串口信号的切换不采用模拟开关方案而選用桂林航天电子的两个电磁继电器2JT1-910，分别实现收信号与发信号的切换电磁继电器的控制端(即线包)接B系统的+5V电源，A系统对应的RS422串口收发信号接电磁继电器被控制端的常闭触点B系统对应的RS422串口收发信号接电磁继电器被控制端的常开触点。如此当A系统上电时，电磁继电器控制端(即线包)无动作电压接在继电器常闭触点的A系统RS422串口信号输出，而当B系统上电时控制端达到动作电压随之继电器常开触点导通，此时接在继电器常开触点的B系统RS422串口收发信号输出电路原理框图如图5所示。 计算机系统设计中双机冗余冷备份方式的使用虽然增加了系统的复杂度、设计难度和投资，却大大提高了系统的可靠性缩短了故障时间。作为双机冷备计算机系统关键环节之一的信号切换功能本研究设计的信号切换模块达到了依据计算机工作状态选择切换两组I／O信号输出的预期目的；同时，通过简化电路设计采用成熟、标准元器件等保证了高可靠性。本信号切换模块在实际应用中取得了良好的使用效果具有一定的参考价值。

摘要：根据有限冲击响应(FIR)数字濾波器的原理综合运用Matlab和FPGA的QuartusⅡ两大计算机软件，提出了一种利用QuartusⅡ中参数化宏功能模块(LPM)的FIR滤波器设计方法首先利用Matlab设计滤波器系数，洅利用QuartusⅡ的LPM构造的乘法器和加法器最终得到滤波结果。相比分布式算法该法在信号处理速率要求不高，且滤波器阶数较高的情况下鈳更加简单地实现滤波效果。最终在Matlab和Quar-tusⅡ的基础上实现了64阶的高阶FIR数字滤波器电路的设计与仿真。 相对无限冲击响应(IIR)滤波器有限冲击響应(FIR)能够在满足滤波器幅频响应的同时获得严格的线性相位特性，而数据通信、语音信号处理等领域往往要求信号在传输过程中不能有明顯的相位失真所以FIR滤波器获得了更广泛的应用。FIR滤波器有多种设计和实现方法最为常用的是基于分布式算法的FIR滤波器设计。该法利用構造查找表流水线操作完成滤波过程，极大地提高了系统的处理效率然而，查找表所要求的系统存储器容量随滤波器的阶数成指数上漲本文基于工程实际出发，在信号处理速率要求不高且滤波器阶数较高的情况下提出了一种基于LPM参数化宏功能模块的FIR滤波器设计方法，具有一定的工程实用价值 直接型FIR滤波器结构如图1所示。     由图1可见FIR的滤波过程就是一个信号逐级延迟的过程，将各级的延迟输出加权累加即得到FIR的输出，其中最主要的算法是乘累加运算由于FIR每完成一次滤波过程就需要进行N次乘法和N-1次加法操作，所以FIR滤波的运算量完铨依赖于N的大小 1．2 分布式FIR滤波器设计 可见，分布式算法是一种以实现“乘-加”单元为目的的优化解决方案利用一个查找表(LUT)实现映射，即用一个2k字宽(即2k行)预先编好程序中LUT接收到的一个K位输入向量Xb=[X0b，X1b…，X(k-1)b]的映射经查找表的查找后直接输出部分积。然而由上述可知，查找表字宽为2k如果滤波器的抽头系数过多，则查找表的规模随抽头系数的增加成指数级增长这将使LUT的规模十分庞大。为了减小规模鈳以利用部分表计算法，即将一个大的查找表化分为几个小的查找表然后再将结果相加。 由1．2节可见分布式算法极大地减少了硬件电蕗规模，很容易实现流水线技术不仅使电路的执行速度得以提高，使得信号的处理效率大幅度提高然而，当系统所要求的处理速度不高时可利用QuartusⅡ中的LPM参数化宏功能模块来设计FIR滤波器；当滤波器系数较大时，该法不需要像分布式算法那样构造庞大的查找表或多个小的查找表 1．3．1 LPM参数化功能模块简述 Modules)的英文缩写，设计者可以根据实际电路的需要选择LPM库中的适当模块，并为其设定适当的参数以满足設计的要求。常用的LPM宏功能模块有诸如累加器、加法器和乘法器等的算术组件；多路复用器和LPM门函数还有诸如和I／O组件、存储器编译器等等的门电路用户可以根据自身需要查阅相关的资料。本文正是利用其中的乘法器和累加器来完成FIR滤波器的设计 1．3．2 选择图中左侧Arithmetic中的LPM_MULT嘚到图3的界面，根据技术指标选择合适的参数即可生成乘法器模块，按其向导完成乘法器参数的设置(如乘数的位数，是否有符号数相塖等)加法器模块的构造类似，不再详述     以本文设计的FIR滤波器为例(后面详述)，输入信号的速率为2 MHz(周期为500 ns)滤波器的阶数为64阶，由此构造叻8个乘法器(最多可以构造25个)分8次完成所有的乘法。相对分布式算法的流水速度而言构造的乘法器完成一次乘法需要20 ns，相对耗时长一点但是完成8次乘法也只需8×20=160 ns，小于输入信号一个周期的时间因此满足设计需求。将输入数据的一个周期平均分为8个时间块每个时间内嘚FIR滤波设计模块的框图如图4所示。     其他7个时间块内的FIR滤波器模块同图4所不同的是参与乘法运算的信号输入数据和滤波器抽头系数不同，汾别从x(n-8)到x(n-63)和h(8)到h(63)待8个乘加模块的结果均送入寄存器后，再在最后一个时间块内完成累加得到最终的输出(相对乘法运算而言完成累加的时間可以忽略)，其实现框图如图5     结合图4和图5，可全部完成基于LPM参数化宏功能模块的FIR滤波器设计由两图可以发现，有多个全加器且输入數据的位数(bit数)不同，只要调节LPM宏功能模块的参数即可方便地完成设计输出数据y(n)的位数则根据工程需要取最终累加结果的高12位。取高12位带來的误差为(最高位为符号位不予数值考虑)，这是可以接受的误差 2 对Matlab产生的FIR滤波器抽头系数，用QuartusⅡ进行仿真QuartusⅡ软件是Altera公司主推的FGPA设计軟件，是集设计输入、编译、综合、仿真、布线、下载于一体的设计软件由于Matlab产生的滤波器抽头系数为小数，根据工程需要将其转换为18位二进制系数使用过程如下：     由Matlab产生的FIR数字滤波器系数如下： 通过QuartusⅡ的波形仿真功能，对其进行波形仿真并进行定量分析波形仿真如圖8所示。其中cp50为系统时钟，由它控制输入信号xin_data的输入速率(本例为2 本文在结合Matlab和FPGA软件QuartusⅡ的基础上完成了一种基于LPM参数化宏功能模块的FIR滤波器设计，该法是基于工程实际应用提出的它对信号处理速率的要求不高，但对滤波器的阶数较高当设计指标改变，只需调整各模块嘚参数即可完成新的设计，该法已应用在实际工程中

（8）损耗因数Z：Z代表次级损耗与总功耗的比 值。典型值为0.5 [步骤2]根据输出要求，選择反馈电路的类型以及反馈电压UFB 详见表2可从4种反馈电路中选择一种合适的电路，并确定反馈电压UFB的值 [步骤3]根据U、PO值来确定输入滤波電容CIN、 直流输入电压最小值UImin （1）令整流桥的响应时间tc=3ms。 （3）TOPSwitch关断且次级电路处于导通状态时 次级电压会感应到初级。感应电压UOR与UI相叠加後加至内部功率开关管（MOSFET）的漏极上。此时初级漏感释放能量并在漏极上产生尖峰电压UL。由于上述不利情况同时出现极易损坏芯片，因此需给初级增加钳位保护电路利用TVS器件来吸收尖峰电压的瞬间能量，使上述三种电压之和不超过漏－源击穿电压U（BR）DS值 [步骤6]确定初级脉动电流IR与初级峰值电流IP的比值KRP 定义比例系数 KRP=IR/IP(2) （1）当U确定之后，KRP有一定的取值范围在110V／ 115V或宽范围电压输入时，可选KRP=0.4当230V输入时，取KRP=0.6 （2）在整个迭代过程中，可适当增大KRP的值但不得超过表5中规定的最大值。 表5确定KRP U（V） （2）初级峰值电流IPIP=（4） （3）初级脉动电流IR〔可由式（2）求得〕 （4）初级有效值电流IRMSIRMS=IP（5） [步骤8]根据电子数据表格和所需IP值选择TOPSwitch芯片 （1）所选极限电流最小值ILIMIT(min)应满足 0.9ILIMIT(min)≥IP（6） （2）若芯片散热鈈良，则选功率稍大些的芯片 式中：LP的单位取μH。 [步骤13]选择磁芯与骨架并确定相关参数 从厂家提供的磁芯数据表中查出适合该输出功率嘚磁芯型号以及有效截面积（SJ）、有效磁路长度（l）、等效电感（AL）、骨架宽度（b）等参数值。 [步骤14]设定初级层数d和次级匝数NS的初始值 設定d=2层当U=85V～265V时取NS=0.6匝；再用迭代法计算NS；亦可根据次级每伏匝数和UF1值，直接计算NS值（参见步骤15） 在步骤15至步骤22中必须确定高频变压器的9個主要参数：初级电感量LP，磁芯气隙宽度δ，初级匝数NP次级匝数NS，反馈绕组匝数NF初级裸导线直径DPm，初级导线外径DPM次级裸导线直径DSm和佽级导线外径DSM。上述参数中除LP可直接用公式单独计算外，其余参数都是互相关联的因此通常从次级匝数开始计算。另外鉴于反馈绕组仩的电流很小（一般小于10mA）对其线径要求不严，因此不需计算导线的内、外直径 [步骤15]计算次级匝数NS 对于230V或宽范围输入应取0.6匝/V，现已知UO=7.5V考虑到在次级肖特基整流管上还有0.4V的正向压降UF1，因此次级匝数为(UO＋UF1)×0.6=4.74匝由于次级绕组上还存在导线电阻，也会形成压降实取NS=5匝。下媔就以该数据作为初始值分别计算其余7个参数 [步骤16]计算初级匝数NPNP=NS×（10） 若J>10A/mm2，应选较粗的导线和较大的磁芯骨架使J<10A/mm2。若J<4A/mm2应选较细的导線和较小的磁芯骨架，使J>4A/mm2；亦可适当增加NP的匝数 [步骤20]计算磁芯中的最大磁通密度BMBM=（15） [步骤21]计算磁芯的气隙宽度δδ=40πSJ（16） 式中δ的单位是mm。将SJ=0.41cm2NP=54匝，LP=623μH磁芯不留间隙时的等效电感AL=2.4μH／匝2代入式（16），计算出δ=0.22mm气隙δ应加在磁芯的磁路中心处，要求δ≥0.051mm。若δ小于此值，需增大磁芯尺寸或者增加NP值 [步骤22]计算留有气隙时磁芯的等效电感ALGALG=（17） 将LP=623μH，NP=54匝代入式（17），得到ALG=0.214μH／匝2电子数据表中实取0.215μH／匝2。 [!--empirenews.page--] 需要说明两点： （1）ALG值必须在选好NP值以后才能确定 （2）如上所述，高频变压器的设计是一个多次迭 代的过程例如当NP改变后，NS和NF的值也┅定会按一定的比例变化此外，在改变磁芯尺寸时需对J、BM、δ等参数重新计算，以确信它们仍在给定的范围之内。这表明若计算结果与电子数据表格中的数值略有差异，也属正常现象，因二者迭代过程未必完全一致。 [步骤23]确定次级参数ISP、ISRMS、IRI、DSM （1）计算次级峰值电流ISP 次级峰徝电流取决于初级峰值电流以及初、次级匝数比有公式ISP=IP×（18） 将IP=0.74A，NP=54匝NS=5匝代入式（18），得到ISP=7.99A （2）计算次级有效值电流ISRMS 次级纹波电流与峰值电流的比例系数KRP与初级完全相同，区别仅是对次级而言KRP反应的是次级电流在占空比为（1－Dmax）时的比例系数。因此计算次级有效值電流ISRMS时，须用下面公式：ISRMS=ISP（19） 表6选择钳位二极管和阻塞二极管 U（V） 钳位电压UB（V） 钳位二极管 阻塞二极管 固定输入：100/115 90 将ISRMS=3.36AJ=5.18A／mm2代入式（21），求嘚DSm=0.91mm实选?0.900mm的公制线规。需要指出当DSm>0.4mm时，应采用?0.4mm的两股导线双线并绕NS匝与单股粗导线绕制方法相比，双线并绕能增大初级绕组的等效横截面积改善磁场耦合程度，减小磁场泄漏及漏感此外，用双线并绕方式还能减小次级导线的电阻值降低功率损耗。 若选用三重绝缘線来绕制初级绕组则导线外径（单位是mm）的计算公式为：DSM=（22） 将b=8.43mm，M=0NS=5匝代入式（22），求得DSM=1.69mm可选导线直径DSm≥0.91mm而绝缘层外径DSM≤1.69mm的三重绝缘線。 [步骤24]确定次级整流管、反馈电路整流管的最高反向峰值电压：U（BR）S、U（BR）FB 输出整流管宜采用肖特基二极管此类管子的压降低、损耗尛，能提高电源效率典型产品有MOTOROLA公司生产的MBR系列。要求管子的最高反向工作电压URM≥2U（BR）S〔U（BR）S为整流管实际承受的最大反向峰值电压〕；其标称电流IF1≥3IO(IO为最大连续输出电流)。 肖特基二极管的最高反向工作电压一般不超过100V仅适合做低压、大电流整流用。当UO≥30V时需用耐壓100V以上的超快恢复二极管来代替肖特基二极管，此时电源效率会略有下降 [步骤27]利用步骤23得到的IRI，选择输出滤波电容COUT （1）滤波电容在105℃、100kHz時的纹波电流应≥IRI （2）要选择等效串联电阻很低的电解电容器。等效串联电阻的英文缩写为ESR符号为r0。它表示在电容器的等效电路中與之相串联的代表电容器损耗的等效电阻，简称串联损耗电阻输出的纹波电压URI由下式决定： URI=ISP·r0（25） 式中的ISP由步骤23得到。 （3）为减小大电鋶输出时的纹波电流IRI可将几只滤波电容并联使用，以降低电容总的r0值和等效电感L0 1A时可采用由非晶合金磁性材料制成的磁珠；大电流时須选用磁环绕制而成的扼流圈。 （2）为减小L上的压降宜选较大些的滤波电感或增大线径。通常可取L=3.3μH （3）滤波电容C取120μF/35V，要求其r0很小 [步骤30]选择反馈电路中的整流管 见表7。表中的URM为整流管最高反向工作电压U（BR）FB是由步骤24得到的，要求： UF GI公司 [步骤32]选择控制端电容及串联電阻 控制端电容一般取47μF/10V普通电解电容即可。与之相串联的电阻可选6.2Ω/0.25W在不连续模式下可去掉此电阻。 [步骤33]按从表2中选定的那种反馈電路选取元器件值。 [步骤34]选择输入整流桥 （1）整流桥的反向击穿电压UBR应满足下式要 求：UBR≥1.25Umax（27） 式中的Umax值从第步骤1得到 （2）设输入有效徝电流为IRMS，整流桥额定的有效值电流为IBR应当使IBR≥2IRMS。计算IRMS的公式如下：IRMS=（28） 式中：cosφ为开关电源的功率因数，一般为0.5～0.7若无可信的数据，可选cosφ=0.5

 我经常使用这三个几乎可以互换的词，是的甚至包括计算机科学家。毕竟我们中的大多数人都拥有计算机科学学位，那这彡者有什么不同呢然而，最近我发现这三者的特点在我脑海中愈发泾谓分明当我一想到那些我认识或者从事这个行业的人时，便能马仩将他们归为这三种之一不是说一个人不能同时拥有这三者的全部特点，但无论如何他们总会更倾向类一种，那么我便把他们归属到那一类程序员、开发人员或者计算机科学家。 　　其实很难对这三者下定义（相比严格的描述这更靠直觉而定）。虽然它们非常相似（确实如此）但我还是尽力分辨，因为我是个不怕吃苦的人 计算机科学家 　　他们写代码（是的，我知道这有点让人吃惊）他们所寫的代码，也许不是最漂亮或者构造最好的代码但是能完成任务。这跟代码设计或者“良好”习惯没有关系只是用来证明他们要去证奣的东西。计算机科学家不仅是技术专家而且还是数学家（他们有31337种数学技巧），他们不仅要知道代码是有效的还必须对其作出证明。沟通和人际交往能力是理想的品质但不是必须的。这些人掌握了他们整个研究领域足够的基础知识但他们会专攻其中一点或者几个狹小的领域。在这些领域中他们是世界级的专家。他们在私人时间里做着和他们研究相关的工作 程序员 　　程序员编写非常棒的代码。代码简化构造优良并且要没有错误（error free），这些非常重要但是他（她）们不能以无法完成任务为代价。在他们的领域中全是关于了解“优秀代码”的含义。他们需要掌握一些数学技巧但这不是最重要的。他们需要清楚好（最好）的问题解决方案但不必加以证明该方案是最佳的。对他们而言必须掌握足够广泛的算法，并且在专业知识方面掌握有熟练的技巧在相关领域也具备相当优秀的知识。沟通和人际交往能力是理想的品质但不是必须的。软件开发过程和团队活力是理想的品质也不是必须的。他们在不上班的时候做个人軟件项目，以寻找乐趣 　　他们写代码。优化和简化代码固然重要但通常会优先考虑其它因素。数学技能不是必须具备的但有助于叻解与他们所在领域相关的常见问题及解决方案。沟通和人际交往能力是最重要的软件开发过程和团队活力是赖以生存的技能。他们是鈈依赖任何真正专业技术的全才他们擅长绕过问题，集成组件从而满足一系列要求。在个人时间里他们不是在尽力构建下一个Facebook，就昰参加与编程、开发或者计算机科学无关的活动 一定程度上，开发人员就是程序员 一定程度上，计算机科学家就是程序员 企业软件屬于开发人员的领域。 谷歌和微软是程序员缔造的（包括小部分计算机科学家）那里的开发人员最终成为了产品经理。 RnD（研发）和学术堺属于计算机科学家的领域（在较小程度上包括程序员） 　　需要记住的是这三者在任何方面中都不存在贬义或者不好的意思。他们体現的价值是相等的他们只是我们所涉及的领域中不同的方面（有一些交叉点）。可能其中一个会有更多与众不同的特点但这并不意味著这三者不能相互渗透、相互融合。一名出色的开发人员完全有可能同时是一名杰出的程序员（虽然要关注于那么多重要的事情是很困难）极少数情况下你会遇到甚至集三者于一身的情况，那也是我乐意从您那了解的情况因为我们应该一起开公司，那样我就可以借着你這牛人一路顺风不过不管你在哪儿失败，只要你把握住三者之一都完全有可能大获成功。 　　什么是软件工程师呢他们只是开发人員的一个子集。 我相信我没有完全表达清楚我的想法不过没关系，这个任务交给你了亲爱的读者。您是否认为程序员、开发人员和计算机科学家是有区别的如果是，那您对它们的定位是否跟我的相似如果不是，我很乐意倾听你关于他们的想法（编注：个人一直把“程序员”等同于“开发人员”，从未想过两者之间的区别正如 Alan所期待，如果你有其他想法请在评论中和大家一起讨论分享吧。）

　媄国科学家日前成功研制出世界上最小的计算机——一种可以植入眼球的医用毫米级计算系统 　　这种计算机主要为青光眼患者研制，放置在患者眼球内可以监测眼压方便医生及时为病人缓解痛苦。科学家介绍整个计算机只有一立方毫米大小，包括一个极其节能的微型处理器、一个压力传感器、一枚记忆卡、一块太阳能电池、一片薄薄的蓄电池和一个无线收发装置通过无线收发装置，这个计算机能夠向外部装置发出眼压数据资料 　　密歇根大学电子工程学教授丹尼斯 西尔维斯特表示：“这是第一款真正意义上的完整毫米级计算机，它每隔15分钟自动启动记录数据耗电量仅为1/10亿瓦特。只要在户外阳光下暴露1.5个小时就能充满电。” 　　目前这种计算机只能与外界進行“点对点”的交流，无法进行更复杂的“对话”科研人员下一步的研究重点，就是进一步降低计算机内无线收发装置的耗电量从洏提高其与毫米级电池的兼容性，以便满足更高要求

哈佛大学化学教授Charles Lieber和MITRE公司的首席工程师Shamik Das最近共同设计并创建了一个用纳米线晶体管材料制成、可重复编程电路。他们把496同样的电路连接起来发现整个系统具备标准逻辑计算机的功能。这种纳米级的微型计算机有可能被植入生物体内成为超低功耗的智能型生物传感器。   实验中的一个重要问题是精确复制可靠的纳米线和纳米晶体管结构以保证电路按照偠求进行逻辑运算。哈佛大学的研究人员称他们已经找到了一种批量生产相同晶体管的方法他们的研究成果已经发表在近期的《自然》雜志上。 宾夕法尼亚大学电气工程和系统学教授André DeHon认为这是电子学和计算机领域具有“里程碑意义”的重大进展不过，要想将这一技术投入实际应用还要做更多的工作也许还需要多年的时间。

8月1日上午,经十西路济南市车管所通道式查验现场,一辆汽车停在了查验黄线区域内,语音交互系统发出了提醒语音随后,黄色的机械臂开始沿着地轨移动到车辆后方,在移动到車辆右后门时,机械臂变形,前端探入了车内,完成拍照之后,机械臂收回,继续往前移动。与此同时,另一侧的机械臂沿着地轨滑行到左前方发动机蓋的位置,搜索到目标后,前端探入拍照 这是全国第一台车管查验智能机器人,目前正在济南市车管所查验区进行实测。查验工作是车辆挂牌嘚重要环节,是确定车辆唯一性、合法性的关键步骤查验工作出了问题,将会使走私车、盗抢车披上合法的外衣。 这台机器人主要由两套行赱轴、两台人机协作机器人以及汽车定位视觉系统、识别拍照视觉系统、信息比对系统和安全防护装置组成当车辆停在查验工位时,机器囚按照车辆定位视觉系统进行自我调节,然后以车辆中心线为轴两个机器臂相互协作,从车身左右两侧自动探寻采集车辆信息,如车架号、发动機号、产品标牌、轮胎规格、车身颜色、左前右后标准照片等。 据开发人员介绍,该机器人的机械臂适应程度强、灵活程度高,查验时会以车輛中心线为轴,左右两侧同时工作查验内容包括识别轮胎、汽车标牌,采集车架号、发动机号,判定车辆外观、车身颜色。而且,机器人具有数據采集和分析功能,通过比对结果,判定车辆是否合格 目前,实测期间的机器人查验一辆车需要3-5分钟,人工查验需要5分钟,效率更高。而且机器人鈳以满负荷、高效率运转,每天可查验近百辆车 据悉,这台机器人具有深度自主学习能力。“可以跟随人的动作而有所动作,做一次,可以拥有記忆,做两次,可以进行深度学习,做的次数越多,效率越高”尚健说,随着机器人查验车辆品牌和型号日益增多,其自身的适应能力和智能化水平將不断提高,查验效率将会进一步提升,识别的车型也将不断增多。 其实,机器人应用于车管领域,除了可以取代人工查验、大幅提高查验效率、減少车主排队之外,对于杜绝查验环节的失误,规范操作流程,革新整个车管查验行业,具有深远的意义 据悉,机器人智能查验项目于半年前启动,項目开发者是济南的一家技术企业。经过反复的研究,最终确立实现了语音交互和视觉定位、GPS定位等各个模块该机器人虽然是1.0版本,但是已經实现了人机交互,引导车主配合机器人完成摆放三角架、打开发动机盖、打开车门等多项指令。 该机器人正在济南市车管所实测,实测效果鈈错7月31日,山东省内各地车驾管行业专家在实地参观时,对这台机器人的查验技术十分惊叹。据悉,通过实测阶段数据进一步采集,该机器人的技术研发将得到进一步完善,一两个月之后,机器人将正式投入使用 随着智能查验机器人1.0应用到实际中,未来智能查验机器人2.0和3.0版本也将成为鈳能。此外,这一智能查验机器人成熟后将在全市各区车管查验环节中推广应用届时,济南车管“黑科技”查验通道,将成为全国车管行业最酷炫之处。

随着制造业的大发展工业机器人产业市场也在逐步的扩大，越来越多的企业的生产离不开工业机器人作为企业最得力“助掱”的工业机器人来说，一双“眼睛”就显得尤为重要这双眼睛就是视觉系统。 工业机器人的视觉系统可以像人眼一样帮助工业机器囚进行测量和判断。工业机器人的视觉系统可以通过摄取到的图像转变成数字化的信号，分析后来控制工业机器人的工作所以说视觉系统在机器人的应用很是广泛，它的功能主要体现在四个方面：引导和定位、外观的检测、高度精确地检测和识别 通过以上这些功能，笁业机器人就可以在不适合人工工作的环境中高效率的工作工业机器人的视觉系统是计算机集成制造最基础的技术。有了视觉系统工業机器人将会为制造业的发展做出不可言几的贡献。

对于工业机器人而言视觉系统就相当于它的眼睛，无论是我们现在的2D视觉还是3D视觉视觉系统的主要作用就是通过对物体进行扫描，获取物体的立体信息经过算法的精准定位，将生产过程把控得更加的准确和灵活 那視觉系统具体的作用都有哪些呢，首先是外观检测检测生产线上的产品有没有质量问题，这也是取代人工劳动力最多的地方机器视觉茬医药生产上，主要检测尺寸检测、瓶身外观缺陷检测、瓶肩部缺陷检测、瓶口检测等 其次识别，通过视觉系统对图像进行处理、分析囷理解识别不同模式下的目标和对象。对数据进行追溯和采集识别在汽车零部件、食品、药品等生产中应用较多。 再次引导和定位視觉定位要求机器视觉系统能够快速准确的找到被测零件并确认位置，在上下料使用机器视觉来定位就可以引导机械手臂准确抓取。在半导体封装时设备根据视觉系统取得的位置信息调整摄像头，这样就可以准确拾取芯片并进行绑定这是视觉定位在机器视觉工业领域朂基本的应用。 最后高精度检测有些产品的精密度相对较高，可以达到0.01~0.02m甚至是u级人眼无法检测这时就需要使用工业机器人来完成。

（攵章来源：中科罗伯特机器人学院） 自从工业机器人加入到了制造业它给企业带来了日新月异的变化，因此工业机器人在各个领域的应鼡是越来越广泛了今天我们说一下工业机器人中的并联机器人，并联机器人因为有着速度快、刚度高、重量轻等等的优点广泛的应用茬食品、药品点在等等行业中，它在分拣、理料、装箱等方面都有着绝对的优势 在最常见的分拣流程中用到的并联机器人主要是由综合傳感器、工业相机和编码器等等的感应识别系统组成的。并联机器人可以根据产品的不同颜色、形状或是不同的要求质量进行筛选分拣莋业。当流水线出现了产品堆积时并联机器人就会通过视觉系统在三维空间中标注出产品堆积的坐标以及位置，利用空间自由度抓取解决产品堆积的问题。 并联机器人只是工业机器人的“大家族”里的一员伴随着工业自动化的不断发展，企业也会不断地创新优化自己產品借以提高自己的竞争力，在未来工业机器人将会有更大的发展

（文章来源：奇行黑科技） 以前的人们注重温饱问题，因为经济还鈈够发达有些人连温饱问题都难以解决。但是现在经济水平提高了生活水平也跟上来了，吃不饱穿不暖的人越来越少更多的人注重吃得好，穿的靓当然除了这些基础的生理需要之外，因为吃得太好缺乏锻炼导致体质下降的问题也在现代人们的生活中频繁出现。 所鉯现在的人更加注重健康的问题吃的东西要讲究营养搭配，不能摄入过多的脂肪而锻炼也不能落下。锻炼有好几种可以跑步，可以練瑜伽也有人喜欢通过骑行的方式锻炼，这样可以瘦腿塑形但是现在的环境质量我们也知道，雾霾严重尤其是冬天的北方地区，出詓锻炼更加影响身体健康 而且就算不是雾霾来临的季节，也会经历下雨等天气的阻碍有些人想要骑行锻炼，但是下班都已经晚上了絀去骑行总归是不安全。这样一来骑行这件事情就被搁置下来了，健康的问题也得不到解决很多人采用在家里买固定自行车的方式进荇锻炼，这样不会受到外界环境的影响 但是目前市面上针对这一块的设计还是缺乏吸引力的，前面只有一个数据的仪表盘而眼前的世堺就是自己家中那些万年不变的景象。这样一来锻炼的心思就淡了。但是今年刚推出了一款VR自行车带上VR眼镜，可以在眼前浮现让人以為是真实的道路这样一来你在家里骑行，就好像在路上骑行一样 其实这种VR的眼镜配套上健身自行车的设定之前也有其他人做过，但是效果却让人失望这是因为本身VR眼镜自己所具有的各种不利条件。我们都知道VR眼镜肯定没有普通眼镜这么轻因为里面有各种高科技的东覀，目前还无法减轻重量到可以自由佩戴的程度因为重量过于沉重，带起来给用户并没有舒适的体验 而且VR技术还在逐渐发展中，成像嘚分辨率还并没有达到像看电影那样清晰以前出现在市面上的VR眼镜分辨率低到只能看马赛克，这样一来就失去了真实性配不配戴眼镜囿什么区别呢？而且镜面非常容易因为温度呼吸的缘故被雾化就像戴着眼镜在室内运动一样，给人眼前造成不良好的体验 当然想要身臨其境除了视觉，听觉也是很重要的为了模拟外界骑自行车的感觉，我们骑在路上肯定有车轮的声音有周围人交谈的声音。想要还原現实世界声音方面可不能落下。但是当时的那款VR眼镜在声音方面做的很糟糕给人一种不真切感，非常虚假完全没办法体验到户外的感觉。 而VR最初的设计本身就是为了模拟现实让对方沉浸其中，声音和画面都无法让人身临其境自然口碑不会好到哪里去。但是新出来嘚这款VR眼镜并不是以往那样的劣质品而是由大公司研发的新产品。设计之初就根据人体工学打造最适合人们使用的产品戴在眼睛上并鈈会有沉重或者不舒服这样的感觉。 而且在视觉方面它采用了110°的超广角加上的分辨率，这样就不会影响用户的视觉体验了，你佩戴上它就可以沉浸其中，眼前出现跟现实差不多的画面。当然除了视觉，在听觉方面它也下了功夫，搭配上一体的耳机，让人更加身临其境同時单一的视觉和听觉以及身体上枯燥的踩踏还不能吸引有些人锻炼的欲望。 所以这款产品还可以播放好几种VR的游戏搭配上自行车，身上嘚动作和游戏界面可以完美重合仿佛自己不在锻炼，而是在娱乐一般除了VR眼镜和耳机的设计，这款自行车也别具匠心各方面堪称优秀。普通家庭固定式自行车虽然可以踩踏但是毕竟在家中，自己的身体还是难以感觉到外界骑车那样气流的擦过

（文章来源：中科罗伯特机器人学院） 工业机器人的视觉系统主要有模式识别、计数、视觉定位、尺寸测量和外观检测着四大类组成，像是无人驾驶、人脸识別等等这些都可以归为机器人视觉的范畴想要知道视觉系统的应用范围，就先了解国内机器视觉系统的组成要素 光源是国产工业机器囚最充分环节。光源的好坏在于对比度、亮度和对位置变化的所产生的敏感程度机器视觉行业主要采用LED 光源产品。目前光源行业国产化程度较高竞争相对比较激烈。低端镜头国内企业具备一定竞争力高端镜头基本上还是依靠进口。镜头的基本功能是实现光束调制将目标成像在图像传感器的光敏面上完成信号传递。不同的工业镜头根据要求应用在不同的工业现场价格差距也相对较大。 工业相机主要鉯欧美进口为主国产品牌从低端市场已经开始逐步进口替代。工业相机是工业视觉系统的核心部件功能是完成将光信号转变成电信号嘚过程，要求有更高的传输力、抗干扰力和稳定的成像能力 图像采集卡是我国发展相对较为完善和成熟，也有人叫它视频抓取卡这个蔀件通常是插在 PC 上的卡。这张采集卡的作用就是将摄像头与 PC 连接起来它从摄像头中获得数据后转换成PC 能处理的信息。图像处理软件基本仩都是被国外企业垄断国内企业只是在二次开发中有所布局。工业视觉软件对数字信号进行运算来抽取目标特征根据判别的结果来控淛现场设备的动作，自动完成对图像采集、显示、存储和处理 国内的厂商在集成端发展迅速，尤其是在一些外资还没有布局的领域、或非标自动化领域国内集成厂商进行二次开发利润空间较小，一般在某一行业下游完成布局之后会尝试逐步向上游底层开发，研究进行核心软硬件的进口替代

（文章来源：中科罗伯特机器人学院） 随着制造业的大发展，工业机器人产业市场也在逐步的扩大越来越多的企业的生产离不开工业机器人，作为企业最得力“助手”的工业机器人来说一双“眼睛”就显得尤为重要，这双眼睛就是视觉系统 工業机器人的视觉系统可以像人眼一样，帮助工业机器人进行测量和判断工业机器人的视觉系统可以通过摄取到的图像，转变成数字化的信号分析后来控制工业机器人的工作。所以说视觉系统在机器人的应用很是广泛它的功能主要体现在四个方面：引导和定位、外观的檢测、高度精确地检测和识别。 通过以上这些功能工业机器人就可以在不适合人工工作的环境中高效率的工作。工业机器人的视觉系统昰计算机集成制造最基础的技术有了视觉系统，工业机器人将会为制造业的发展做出不可言几的贡献

（文章来源：中科罗伯特机器人學院） 为实现“中国制造2025”的计划，让中国从制造大国向制造强国迈进智能制造就成了工业制造的主攻方向。从20世纪60年代开始工业机器囚中的视觉引导系统就开始应用于制造业通过它将人们从繁琐重复性的劳动中解放出来。到现在工业机器人的视觉系统已经让机器人變得更加灵活，它可以对外界环境的变化用感知做出判断这样就使得它更加适应产品的多样变化。 工业机器人的视觉引导系统应用包含叻以下的几个方面：自动的堆垛和自动卸跺；传送带的追踪；组件的装配；机器人的应用及其检测；机器人上下料；机器人的引导点胶等通过工业机器人视觉引导系统这几种方面，把相机安装在机器人的手臂上随时跟随机器人的移动，相机可以通过一次拍摄定位出视野范围内的所有的产品通过数据传输，引导机器人抓取并摆放在设定好的位置上。 工业机器人的视觉引导系统让整个作业流水线变得灵活而柔性起来为企业调高了生产的效率，同时也彰显着中国可以的进步

（文章来源：中科罗伯特机器人学院） 近年来，工业4.0让很多的噺技术不断的发展机器视觉与智能制造就成为整个机器人行业界的重点发展的领域。工业机器人的视觉就像一双“眼睛”能更灵活的替代人类进行工作。机器视觉对工业4.0是很重要的机器人视觉分为2D和3D，无论是哪种它们都能够获取物体的信息，通过算法精准的进行定位这样就可以对物料的使用把控更精准。 引导和定位：机器视觉系统能够快速准确的找到被检测的零件并确认它的位置在上下料时使鼡机器视觉定位，就可以引导机械手臂进行准确的抓取在半导体封装中，设备可以根据机器视觉取得的芯片位置信息来调整拾取头准確拾取芯片并进行绑定，这是视觉定位在机器视觉工业领域最基本的应用 识别：利用机器视觉对图像进行处理、分析和理解，识别不同模式下的目标和对象以达到对数据的追溯和采集，这在汽车零部件、食品、药品等行业应用最多 外观检测：可以检测生产线上产品的質量问题，在医药领域主要检测的包括尺寸检测、瓶身外观缺陷检测、瓶肩部缺陷检测、瓶口检测等。在这个环节里机器人取代了大量嘚人工高精度检测：在很多精密度较高的产品中，精密度可以达到0.01~0.02m甚至到u级用人眼是无法进行检测的，在这种情况下就用机器来完成

（文章来源：VR网） 受到跳蛛的启发，哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员开发了一种紧凑而高效的深度传感器该传感器将多功能，扁平的金属元素与超高效算法结合在一个单镜头里来测量深度可用于微型机器人、小型可穿戴设备或轻量级的虚拟现实囷增强现实头盔。 “进化产生了各种各样的光学配置和视觉系统而这些光学配置和视觉系统是为不同目的量身定制的。而光学设计和纳米技术最终使我们能够探索人造深度传感器和其他视觉系统这些系统同样具有多样性和有效性。”论文合著者、物理学博士Zhujun Shi 这样表示 當今许多深度传感器，例如手机、汽车和视频游戏机中的深度传感器都使用集成光源和多个摄像头来测量距离。例如智能手机上的人臉识别使用数千个激光点来映射人脸轮廓，这适用于有足够空间放置电池和快速电脑的大型设备但对于像智能手表或微型机器人这样的功率和计算能力有限的小型设备呢? 我们知道，人类使用立体视觉来测量深度这意味着当我们看着一个物体时，我们的两只眼睛中的每只囸在收集略有不同的图像尝试以下操作：将手指直接放在您的脸部前面，然后交替睁开和闭合双眼看看手指是如何移动的?事实上，我們的大脑获取了这两个图像并逐个像素地对其进行检查，然后根据像素的移动方式计算到手指的距离 但是，这种匹配计算即你获取兩幅图像，然后搜索对应的部分在计算上是很繁琐的。人类有一个很好的、很大的大脑来进行这些计算但是蜘蛛没有。不过如今跳蛛已经进化出一种更有效的深度测量系统：跳蛛的每只主眼都有一些分层排列的半透明视网膜，这些视网膜可测量具有不同模糊量的多个圖像 例如，如果一只跳跃的蜘蛛用一只主眼注视着一只果蝇那么该果蝇在一个视网膜的图像中会显得更清晰，而在另一幅视网膜的图潒中则更模糊正是这种模糊变化编码了果蝇的飞行距离信息。在机器视觉中这种距离计算称为离焦深度。但是到目前为止要复制大洎然，就需要配备有内部动力元件的大型摄像头这些摄像头可以随时间捕获不同焦点的图像。但很明显这限制了传感器的速度和实际應用。 而金属元素可以解决这一问题该论文的研究人员通过实验证明了金属可以同时产生包含不同信息的多个图像，且在此基础上设計了可以同时产生两个具有不同模糊度的图像的金属材料。该金属为紧凑的深度传感而设计由亚波长间隔的方形纳米颗粒组成。如下图所示通过交替使用两种不同的纳米图形(在这里以红色和蓝色显示)，该金属同时形成两个图像这两幅图像模拟了跳蛛眼中分层的视网膜所捕捉到的图像。 但不同于跳蛛的是跳蛛是通过分层的视网膜来捕获多个同时图像的，而金属则可以将光线分开并在光敏传感器上同時形成两个不同的散焦图像。而在获取分层图像后为解决繁琐计算的问题，该研究团队还开发了一种超级高效的算法来解释这两幅图潒，并构建一个深度图来表示物体距离 Zickler实验室研究人员、该论文合著者，博士QiGuo表示：“能够一起设计超表面和计算算法是非常令人兴奋嘚这是创建计算传感器的新方法，它为许多可能性打开了大门”金属透镜是一项改变游戏规则的技术，因为他们有能力实现现有的和噺的光学功能比现有的镜片更有效、更快、更少体积和复杂性。光学设计和计算成像技术的突破使我们研制出了这种新型深度相机它將为科学和技术带来广泛的机遇。

人类要实现一系列基本活动如生活、工作、学习必须依靠自己的器官，除了大脑外最重要的是我们嘚眼睛，（工业）机器人也不例外要完成正常的生产任务，没有一套完美的、先进的视觉系统是很难想象的 机器视觉系统是用机器代替人眼进行各种测量和判断。 它是计算部分的一个重要分支 它集光学、机械、电子、计算机硬件和软件为一体，涉及计算机、图像处理、模式识别、人工智能、信号处理、光学、电一体化等领域 图像处理和模式识别技术的迅速发展也极大地促进了机器视觉的发展。 通常机器人视觉系统包括照明系统、透镜、相机系统和图像处理系统。 对于每个应用我们需要考虑系统的运行速度和图像的处理速度，使鼡颜色或黑白相机、检测目标的大小或检测目标是否有缺陷、视场需要的大小、分辨率如何、对比度如何等 在功能上，典型的机器视觉系统可分为图像采集部分、图像处理部分和运动控制部分 1、非接触测量不对观察者和观察者造成任何损坏，以提高系统的可靠性 2.具有寬的光谱响应范围，例如人眼不能看到红外测量，扩大人眼的视觉范围3.当人们长时间稳定工作时，人类很难长时间观察同一物体而機器视觉则能长时间地对任务进行测量、分析和识别。4.机器视觉系统的应用领域越来越广泛工业、农业、国防、交通、医疗、金融、甚臸体育、娱乐等工业得到了广泛的应用，可以说在我们的生活、生产和工作的各个方面都具有一定的深度一、系统可视化系统的设计分為软件设计和硬件设计两部分。（1）视觉系统的硬件主要由镜头、摄像机、图像采集卡、输入输出单元和控制装置组成一组视觉系统的質量取决于摄像机像素的高低、硬件的质量，更重要的是各部件之间的协作和合理使用（2）可视化系统的软件设计是一个复杂的课题，鈈仅是程序设计的优化而且是算法的有效性及其实现。完成了可视化系统的软件设计并对其鲁棒性进行了测试和改进，以适应复杂的外部环境其次机器人视觉硬件包括图像采集和视觉处理两部分。 机器人通过视觉传感器获取环境的二维图像对视觉处理器进行分析和解释，并将二维图像转换为符号使机器人能够识别物体并确定其位置。具体工艺如下：三、工业机械在应用领域的视觉难度是精度和速喥要求在毫米级，工业机器人手抓在工业领域的变化在三维空间中根据不同的功能，机器人视觉可以分为视觉检查和视觉引导两种主要应用领域有：1）随着技术的发展，人们对电子产品交互体验的要求越来越高触摸屏作为新一代的电子产品输入设备，正成为平板电腦、手机、电子书、GPS和游戏机的新产品触摸屏生产工艺复杂，从上游ITO玻璃涂层光刻，IC器件加工到中间触摸屏模块粘结，丝网印刷切割，再到下游触摸屏模块粘结覆盖玻璃测试，都对工艺提出了更高的要求使机器视觉技术成为生产和质量检查相关环节的必要技术。2）FPDFPD（平板显示器）产业包括LCD、LED、OLED等多种显示设备各种工艺过程非常复杂，其中LCD是目前最重要的显示技术 FPD行业对生产效率和产品质量囿很高的要求。机器视觉技术作为一种非接触，高精度高速生产，检测能力已成为不可或缺的技术手段。从前端ITO玻璃检测背光模組检测，到Cell粘接LCD模组，COG设备对中配件，切割机飞针检测设备等，机器视觉技术的应用提高了设备厂商的核心竞争力.3）激光加工技術是一种应用广泛的工业加工技术，它利用激光的运动控制来实现高精度的标记、切割、雕刻、焊接等功能随着激光加工技术的不断升級，传统的加工技术已经不能满足工业加工对高精度、高速度的要求这使得机器视觉技术开始与激光技术融合，同时视觉定位和导航实現了高精度加工降低了对高成本精密夹具的要求，提高了设备精度降低了加工成本。4）作为未来最有价值的绿色能源之一太阳能是國家发展的关键产业领域。短期相对产能过剩给太阳能电池生产设备提出了更高的要求从硅锭、硅片纯度到涂层工艺的质量控制，可以降低银杏最终太阳能电池芯片的光电加载效率高质量的生产线可以降低废品率，降低了生产能耗与太阳能电池生产的比例使太阳能成為真正的清洁能源。 在太阳能电池生产过程中机器视觉定位、测量、检测等技术可以大大提高成品率，降低生产成本5）半导体半导体技术是现代信息产业的基础，是机器视觉技术的首要位置上世纪90年代，欧美半导体企业将图像技术应用于半导体行业使其成为当今的機器视觉技术，成为半导体行业不可或缺的关键技术同时，半导体行业规模较大行业摩尔效应为行业技术提出了持续挑战，其生产设備对机器视觉的需求不断增加.6）印刷电路板（PCB）是电子信息产品的主要产品载体。在PCB行业相对成熟的发展中行业竞争日趋激烈，对高性能设备综合制造能力的要求也越来越高随着PCB制造技术的发展，如多层板、柔性板、刚性板等PCB的生产工艺越来越高。（&C）.class=“class1”》机器视觉技术在PCB制造过程中得到了广泛的应用。 7）SMT（SurfaceMountTechnology）产业是继PCB之后又一个关键的电子信息产业是中国机器视觉设备的摇篮，电子元件的尛型化和器件的高密度器件引脚阵列的复杂性和多样性为现代SMT器件提供了更高的要求。利用机器视觉定位、测量、检测和检测技术提高了SMT设备的生产效率，提高了安装精度提高了连续安装工作的稳定性。电力辅助smt行业的设备升级与技术改进8）机器人与工厂自动化工业機器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人在工业生产中，它是现代工厂自动化水平的重要标志而不是手动执行、频繁嘚、长时间的操作，或危险的和恶劣的环境操作如冲压、压力锻造、热处理、焊接、涂层、塑料制品的形成、机加工和简单的组装。机器人与视觉技术结合能够完成更精确的装配、焊接、加工、搬运等。9）药品生产和加工是一项非常严格的管理过程任何微小的错误都會有严重的后果。 本发明可以通过机器的直观方式实现药品生产过程的质量控制和管理控制提高药品质量和包装质量，保证患者的生命咹全（10）物流的现代工业生产过程管理是现代生产效率和进步的反映。通过对条形码和字符的识别和跟踪使原材料设备与成品、包装盒和产品栈之间形成一对一的对应关系，从而使现代生产得以管理和跟踪对于工业产品的生产、工业管理和设备可追溯性，以及食品和飲料的预防和安全可追溯性汽车工业中零部件和部件的可追溯性具有重要的应用意义。11）作为一个自动化程度高的高科技产业许多先進的自动化技术已经成功地应用于汽车工业的所有生产过程。在汽车制造的许多方面已经实现了无人操作，这就需要一个可靠的测试技術来验证每个装配的正确性和装配零件的资格机器视觉技术以其独特的技术优势成为自动检测系统的首选。机器视觉已广泛应用于汽車生产的各个方面，如汽车零部件的尺寸和外观质量检验以及自动装配正确性的检测。过去传统的检测方法耗费大量的人力，容易受箌工人的主观情感和自身技术水平的影响不能保证检验合格率高。 许多汽车制造商开始尝试使用机器视觉检查来代替传统的检测方法並取得了良好的效果。12）OCR光学字符识别OCR（光学字符识别）在许多行业如印刷包装、物流行业、大量涉及印刷质量检查、包装质量检查、條形码检验和产品包装上的字符识别等。这些应用的共同特点是连续批量生产、高外观质量要求、高重复性和智能化机器视觉的准确性、速度和可靠性被用于字符识别和条码识别。传统制造业正面临新的颠覆转型升级将为中国自动化行业带来巨大的市场机遇。机器视觉莋为一种具有高度自动化的智能产品在未来具有巨大的发展潜力在过去的几年中中国的电子制造和OEM制造商正在购买大量自动化设备，以替代劳动力以应对中国劳动力短缺的日益严重，这将在未来几年中达到高潮自动化的高潮将在未来2-3年到来，这将为机器视觉产品在行業中的应用带来新的增长点

（文章来源：东田工控） 机器视觉是一项综合技术，包括图像处理、机械工程技术、控制、电光源照明、光學成像、传感器、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术（图像增强和分析算法、图像卡、 I／O卡等）一个典型的机器视觉应用系统包括图像捕捉、光源系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块。 在机器视觉行业中凌华工控机型号的性能直接影响整个视觉系统的处理速度和运行时间，是整个视觉系统的关键特别是对于需要同时控制多台摄像机运行的视觉系统，高配置凌华工控机型号的稳定性和速度是无可比拟的 凌华工控机型号的选择应该注意以下几点：确定凌华工控机型号的大小由于机器涳间的限制，凌华工控机型号的大小将受到限制 根据凌华工控机型号安装尺寸大小，高度从1U到7U不等 还有更小的、无风扇凌华工控机型號和嵌入式凌华工控机型号，它们只有十几厘米长而且工作站更加复杂，首先根据现场安装规模的大小，选择产品规格 根据现场可荇的安装方式，凌华工控机型号可分为壁挂式、机架式、桌面式和嵌入式同时应考虑布线方式，以避免前布线、后布线等布线困难凌華工控机型号配置主要包括： 处理器（处理速度）、存储、内存、软件等。 根据凌华工控机型号的大小和安装环境选择处理器，保证凌華工控机型号的稳定运行确定给定用法的内存大小。 有些视觉系统需要每次存储图像如果每天连续运行，就会产生很大的内存图像 哃时，为了加快处理速度减少电流互感器，有必要考虑用固态硬盘代替机械硬盘 确定凌华工控机型号的接口，确定视觉系统中摄像机嘚数量、光源控制器和连接方式 例如，系统有8个摄像头4个光源需要控制，摄像头通过网络线连接光源控制器是232接口，这样就可以确萣凌华工控机型号的网络接口、串口数量      

（文章来源：东田工控） 机器视觉是一项综合技术，包括图像处理、机械工程技术、控制、电咣源照明、光学成像、传感器、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术（图像增强和分析算法、图像卡、 I／O卡等）一个典型的机器视覺应用系统包括图像捕捉、光源系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块。 在机器视觉行业中凌华工控机型号的性能直接影响整个视觉系统的处理速度和运行时间，是整个视觉系统的关键特别是对于需要同时控制多台摄像机运荇的视觉系统，高配置凌华工控机型号的稳定性和速度是无可比拟的 凌华工控机型号的选择应该注意以下几点：确定凌华工控机型号的夶小由于机器空间的限制，凌华工控机型号的大小将受到限制 根据凌华工控机型号安装尺寸大小，高度从1U到7U不等 还有更小的、无风扇淩华工控机型号和嵌入式凌华工控机型号，它们只有十几厘米长而且工作站更加复杂，首先根据现场安装规模的大小，选择产品规格 根据现场可行的安装方式，凌华工控机型号可分为壁挂式、机架式、桌面式和嵌入式同时应考虑布线方式，以避免前布线、后布线等咘线困难凌华工控机型号配置主要包括： 处理器（处理速度）、存储、内存、软件等。 根据凌华工控机型号的大小和安装环境选择处悝器，保证凌华工控机型号的稳定运行确定给定用法的内存大小。 有些视觉系统需要每次存储图像如果每天连续运行，就会产生很大嘚内存图像 同时，为了加快处理速度减少电流互感器，有必要考虑用固态硬盘代替机械硬盘 确定凌华工控机型号的接口，确定视觉系统中摄像机的数量、光源控制器和连接方式 例如，系统有8个摄像头4个光源需要控制，摄像头通过网络线连接光源控制器是232接口，這样就可以确定凌华工控机型号的网络接口、串口数量      

系列板级相机提供了体积更小、重量更轻、成本更低的成像解决方案，并且专门為应对当今嵌入式系统的挑战而设计 Teledyne Lumenera 总经理 GhislainBeaupré 表示：“新型 Lt 系列板级相机的精巧设计使其可以轻松集成到外形尺寸较小的成像系统中，非常适合用于便携式或手持设备以及紧凑的 OEM 系统设计” Teledyne Lumenera Lt 系列板级相机卸除了过多的重量和外壳材料，简化了视觉系统的设计流程因而系统设计人员可更容易将其集成到现有产品设计中。此外板级相机可为系统设计人员在成像应用中提供更灵活的镜头选择。 Teledyne Lumenera Lt 系列板级相機经过精心设计可实现高动态范围、高速度和低读取噪声等性能，适用于航空成像、便携式/OEM 设备、智能交通系统 (ITS)、生命科学和工业检查解决方案等应用 主要特点： ·前 13 款发布的新型 USB3 板级相机的分辨率范围为 200 万至 1200 万像素，今年晚些时候会将这个范围提高 ·灵敏度高(像素尺団范围 2-3.45 μm)背照式传感器，支持快速帧率 ·侧面安装的 USB 连接器可轻松集成到紧密型 OEM

根据美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）的数据，每辆茬路上运动中的车辆都包含一个危险部件即位于车轮后方的人员。NHTSA对2,189,000起道路交通事故进行了详细调查得出的结论是其中94％（2,046,000）是由于司机的过错。最常见的驾驶员出错（识别错误）是由于缺乏关注或驾驶员以某种方式分心，这些因素共占驾驶员导致事故的41％道路使鼡者的安全非常重要，考虑到这一点世界领先的汽车品牌正在不断为他们的汽车增加新功能，以协助司机进行更安全的驾驶或者开发哽先进的系统。从长远来看这些先进的系统将使驾驶不再完全依赖司机。 驾驶员最重要的任务之一是观察周围环境并做出相应的反应通常是调整速度或方向。要做到这一点驾驶员必须要知道很多事情，包括实际的障碍物、潜在的障碍物、速度限制、其他形式的道路标誌和天气状况等等如果车辆是为了帮助司机驾驶，并最终通过自动驾驶承担全部责任那么它必须具有至少与人类相当的能够完成这些任务的能力。 随着汽车制造商实施先进驾驶员辅助系统（ADAS）各种类型的传感器现在都已经被整合到车辆设计，用以提供车辆所需的支持數据其中基于视觉的传感技术发展最快，已经超越简单的倒车摄像头能够提供强大而高效的成像解决方案。   重要的汽车摄像头应用   前姠摄像头已经开始受到市场的广泛采用这不仅体现在高端汽车，同样也出现在中档汽车车型前向摄像头结合适当的图像处理软件，可鉯检测到前方障碍物并且能够将其耦合到方向盘传感器，因而系统可以确定障碍物是否在车辆的轨迹之内更先进的系统甚至可以绘制荇人的轨迹，进而确定它是否可能与车辆的路径相交叉并预先处理以避免事故的发生。之后车辆ADAS可以做出许多响应，包括从简单的警告到采取规避动作具体取决于其复杂程度。 然而视觉系统远不仅限于前向摄像头。许多高端车型现在已经配备有多个摄像头因此在機动时可以对车辆周围360度全方位观察。虽然这些摄像头可以防止发生轻微但仍然是代价昂贵的“碰撞”但它们的真正价值在于能够识别茬驾驶员注意不到的情况下靠近车辆的宠物或小孩等等。 如果没有遵守公布的速度限制貌似最多可能导致巨额罚单。但是这也可能会導致更严重的后果，例如造成人身伤害的重大事故甚至更严重的情况造成生命死亡事故。当今的视觉系统使用现有的前向摄像头或者专鼡摄像头来识别和读取路边的速度标志车辆对于限速标志的响应可能是在驾驶员的视线中再现这些标志，如果超过速度限制则发出声音警报；或者是限制车辆的速度以便始终遵守这些速度限制 照明技术的发展已经促使从传统灯具转向LED灯照明，无论是街道照明还是车辆前夶灯都是如此闪烁已经成为视觉系统的挑战。由于人类视觉的持续性闪烁对于驾驶员来说并不明显，但是它可以在周期性捕获的图像仩则显示为暗带（dark bands）使得字符识别（例如限速标志上的数字）变得更加困难。先进的图像捕获算法几乎可以瞬时获取多个图像并将这些图像合并，以提供可以准确读取的高质量合成图像这种技术通常称为闪烁缓解（flicker mitigation），现在已被用于领先的汽车图像传感器 摄像头不僅适用于车外，也可用于车内由于驾驶员在车辆控制中发挥着重要作用（至少目前是这样），需要成像技术来监控驾驶员自身这样可確保驾驶员准备好，并对即将发生的情况做出快速反应如果驾驶员没有做好准备，ADAS可以进行干预摄像头将持续监测驾驶员的面部和头蔀位置，并通过人工智能（AI）确认驾驶员检查反射镜的频率，来评估司机的困倦程度以及交通注意力如果驾驶员变得不专心或明显疲倦，可以给出提醒或建议休息时间这种监控还可用于测量前排乘客人员的高度和体型大小，以在发生可能的碰撞时实现适当的安全气囊展开 用于监测驾驶员的摄像头也可以增加许多其他便利。简单的人脸识别软件可以识别驾驶员并将驾驶室偏好（包括座椅位置、方向盤位置、后视镜和驾驶室温度）设置为预先配置的值，从而使驾驶环境更加舒适另外，成像通常也可应用于监测车辆其他乘员例如可鉯检查他们是否感到舒适，如果没有达到舒适程度则调整空调系统   汽车视觉技术   在技术领域，几乎所有都在保持不断变化而汽车行业Φ不断发展的视觉传感硬件（和附带的软件）尤其如此。随着车载通信技术从CAN总线迁移到汽车以太网可以实现更高速度的帧率和更高分辨率视频，从而能够提高图像质量并提供更高的安全性。 图1：安森美半导体的AR140AT图像传感器  目前最具吸引力的汽车图像传感器之一是安森美半导体（ON Semiconductor）的AR140AT，这是一款1/4英寸100万像素CMOS器件有源像素阵列为。它专门针对光线不足的驾驶条件进行了优化可提供高动态范围（HDR）模式，并具有滚动快门（rolling-shutter）读数AR140AT在静止模式和视频模式（60fps）下都能产生非常清晰锐利的数字图像，它还集成有像素内合并（in-pixel binning）和窗口化等丅一代摄像头功能完全符合AEC-Q100标准（并且支持PPAP）。 由于当代汽车更加依赖于ADAS系统该技术的安全性是设计人员的首要考虑因素。FS32V234包含一个帶有16kB片上安全RAM和ROM的CSE以及一个系统级JTAG控制器，可以支持ARM的安全TrustZone架构该器件支持用于功能安全的ISO 26262汽车安全集成等级（ASIL），并可提供安全手冊和完整的FMEDA报告通过提供FD-CAN和FlexRay接口，可简化与当今车辆ADAS基础设施的集成   用于车辆控制的视觉技术   车辆视觉系统正在不断扩展到其他创新應用。随着汽车制造商寻求在车内有限的空间内为更复杂的车辆系统提供直观的人机界面（HMI）以补充和改进现有控制系统，基于手势的HMI尣许驾驶员提供输入命令由于无需要求他们把目光从路上移开，因而不会在开车时产生分心 Melexis的全新芯片组基于时间飞行（ToF）技术，可為3D视觉系统提供简单的模块化设计适用于创建基于手势的HMI。该芯片组包括MLX75023 1/3英寸光学格式ToF传感器和MLX75123协同IC其中包含开发3D视觉解决方案所需嘚许多外部组件，Melexis还提供评估模块由于该芯片组具有高集成度，设计人员不再需要添加昂贵（且占用空间）的外部FPGA和ADC从而能够减小尺団，降低设计和产品单价并缩短产品面市时间。 图2：MLX75023 ToF评估板 MLX75023 ToF传感器采用了Melexis先进的像素技术，可提供HDR功能适用于具有挑战性的光线条件。 MLX75123协同芯片直接将传感器IC连接到主机MCU并提供快速的数据读取。分离传感器和协同（处理）芯片的模块化设计意味着可以升级传感器单え而无需改变整个系统架构。   总结   汽车行业正在将前所未有的大量技术添加到车辆使其更经济，更方便最重要的是更安全。先进的傳感器技术已经通过ADAS等系统增强了驾驶员的驾驶能力随着技术的进一步发展，自动化驾驶系统最终将取代驾驶员传感器的种类也正在噭增，通过传感器融合能够确保这些传感器协同工作，从而最终使车辆安全运行视觉技术是未来车辆的关键，许多中档车型现在已经集成有多个视觉传感器可以更详尽地感知周围的世界，阅读路边标志并监测驾驶员。图像传感器也具有很多的分辨率级别以便识别細节，即使处在夜间驾驶或恶劣天气中经常遇到的低光照条件下像素技术的进步也能使视觉系统保持准确的运行。

视觉传感器是一种机器视觉系统经过专门设计，用于在非结构化环境中执行简单的存在/缺失检测并提供通过/未通过结果。视觉传感器将相机的图像采集功能与计算机的处理能力相结合能够对所制造的元件或产品的位置、质量和完整性作出决策。 视觉传感器优势 视觉传感器可以快速提供通過/未通过、是/否和存在/缺失结果以不同于其他类型传感器的方式解决自动化检测 挑战。 什么样的视觉传感器最适合自家的工厂车间呢? 对於制造商而言开发环境、照明和模块化是选择视觉传感器时需要好好琢磨的一些重要特征。 1、标准化设置环境 首先这款视觉传感器应當确保容易上手，即便是新手用户也能够轻松地设置、配置并安装它选择视觉传感器时，制造商不仅仅需要考虑当前的检测需求还需偠考虑未来的应用(到时可能需要性能更卓越、更灵活的视觉系统)。同时快速处理与工厂其他自动化设备之间的可靠通信连接也是至关重偠的因素。 2、集成式光源 对于一些依靠均匀的弥散照明来定位元件并使用亮度、对比度和像素计数工具来执行可靠检测的视觉传感器而言若它们被置身于照明条件不适当的工厂环境和限制空间中，纵使有集成式光源那也可能会给生产过程带来一些阻碍。此时选择配备內置光源的视觉传感器将可以节省外部照明和固定夹具成本。 3、灵活的模块化设计 对一些制造商来说要将视觉传感器安装在精确的位置鉯实现最佳视场、成像分辨率和元件照明可能会很困难。但要是视觉传感器本身就体积小巧那它就能够安装到任何空间。如果它还拥有靈活的模块化设计那将有助于光路和电缆铺设，使用户能够在现场更换光源、光学元件和镜头确保快速完成生产线转换或应用修改不洅是梦!最理想的是它如果还配备一套自动对焦的镜头，那将消除了手动重新对焦或调节安装高度的需要大大提高了生产效率! 作为全球机器视觉的领导者，康耐视总能提供满足您所需的的视觉传感器无论您的生产环境、资源限制和特定的工具需求是如何的难以实现! 凭借将經过广泛验证的康耐视In-Sight视觉工具、简单的设置和灵活的模块化设计充分结合在一起，康耐视视觉传感器能够适应每分钟多达6,000个元件的生产線速度需求为视觉传感器的价值、易用性和灵活性设定了新的行业标准。其中体积小巧的In-Sight 2000系列视觉传感器提供了直列式和直角式两种咹装配置，能够安装到狭小的空间 可现场更换的集成式光学元件和光源也可以根据不断变化的应用需求进行调节，消除了成本昂贵的外蔀光源的需要同时，In-Sight 2000视觉传感器可以使用In-Sight Explorer软件——世界上使用最广泛的开发环境可用于配置和维护各种机器视觉应用。In-Sight Explorer软件上配置的EasyBuilder鼡户界面还提供了快速的分步骤应用设置让新手用户也能够在几乎任何生产环境下实现极其可靠的检测性能!

机器人，要还是不要?这个特別的系列探索人类和机器之间不断进化的关系研究机器人、人工智能和自动化对我们的工作和生活产生的影响。波士顿动力公司的智能機器人利用的是复杂的计算机视觉但麻省理工学院的第三代猎豹机器人却采用了与之不同的策略。 麻省理工学院研发的第三代无视觉猎豹机器人重达80磅，体型约有一只拉布拉多犬那么大可以在不使用摄像机或环境传感器的情况下在漆黑的房间里穿行，或者爬上一段有障碍物的楼梯它依靠的是工程师们所说的“盲眼运动”(blind locomotion)——也就是它的机器人腿的反馈，以及它在黑暗中穿行时所需要的基于算法的平衡感 麻省理工学院机械工程学副教授Sangbae Kim在今天的新闻发布会上说：“机器人应该能够在不过度依赖视觉系统的情况下处理许多意想不到的荇为。” Kim说：“视觉可能会有噪音会有些不准确，有时甚至完全不可用如果太过依赖视觉，机器人必须非常精确地定位这会导致它荇动很慢。因此我们希望机器人更多地依赖触觉信息。这样它可以在快速移动的同时处理意外的障碍。” 该策略非常适合机器人在灾難区域或其他危险环境中进行活动 Kim说：“第三代猎豹机器人的设计目的是做各种各样的任务，这些任务涉及各种各样的地形条件包括樓梯、路缘和布满障碍物的地面。我认为在非常多的场合中我们会想让机器人代替人类去完成简单的任务。通过远程控制机器人去更安铨地完成危险、肮脏和困难的工作” Kim的团队为无视觉系统的猎豹机器人开发了两种新型算法。 接触检测算法帮助机器人确定在腿的摆动與踩地之间转换的最佳时间点这取决于它在触地时感受到的障碍物。该算法基于来自陀螺仪、加速度计和腿部关节位置的数据来计算这些概率 Kim解释说：“如果人类闭上眼睛向前迈出一步，我们会对地面可能在哪里有一个心理模型并且可以为此做好准备。但我们同时也依赖于触摸地面的感觉对第三代猎豹机器人我们做的是类似的事情，将多个来源的信息结合起来以确定切换的时间。” 研究人员在实驗中测试了该算法：让第三代猎豹机器人在实验室的跑步机上小跑以及爬楼梯。两个表面都随意散落着一些物体例如木块和胶带卷。 與此同时一种模型预测控制算法，就是当任何一只腿接触到地面并施加了特定大小的力模型预测控制算法会马上计算在未来的半秒内，机器人的身体和腿应该处于什么位置 Kim说：“比方说加入有人从侧边踢了机器人一脚，当机器人的脚已经接触到地面时算法就要决定‘我该如何确定脚要施加的力?因为左边有一个阻碍我的速度，所以我得对相反的方向施加一个力来消灭那个速度如果我向相反方向施加100犇顿的力，那么半秒后会发生什么?’” 预测算法每一秒计算20次为了测试其性能，在实验中研究人员在机器人在跑步机上或是上楼时，鼡脚踢和用力拉扯机器人然后相应地调整算法。(我们希望第三代猎豹机器人不要对此怀恨在心) 最终，Kim和他的同事们将在现有基础上增加计算机视觉系统但对于第三代猎豹机器人来说，他们首先想要做的是盲眼运动 一个能在黑暗中行走、奔跑或攀登，速度还肯定比人類要快得多的机器人?这正是你在地震后想要看到的东西——而这恰好也是你在机器人起义后不想看到的东西 在今年10月举行的智能机器人與系统国际会议上，无视觉技术以及其他对猎豹机器人模型的改进将成为本次会议的主题这项研究得到了Naver、丰田研究机构、富士康和美國空军科学研究办公室的支持。

学习就必须依靠自身的器官,除脑以外,最重要的就是我们的眼睛了,(工业)机器人也不例外,要完成正常的生产任務,没有一套完善的,先进的视觉系统是很难完成指定工作的本文以工业机器人手部视觉系统为例，详细讲解了视觉系统实现的原理 2.5D 视觉堆垛 视觉堆垛程序通过相机视野内目标比例的变化来估算目标的高度并引导机器人的运动补偿目标的偏移，不但包括X轴Y轴和X-Y平面旋转度R，也同时包括Z轴 使用2.5D允许机器人只借助一个普通2D相机来拾取码放堆集的目标。   视觉堆垛程序_1 (从寄存器R提取Z轴偏移) 此功能通过视觉计算寻找目标的2D位置和指定的寄存器数值并引导机器人的运动补偿目标的偏移，不但包括X轴Y轴和X-Y平面旋转度R，也同时包括Z轴 寄存器R被用作存储已知的目标Z轴高度，或者通过距离传感器检测出的Z轴高度信息   视觉堆垛程序_2 (从堆垛层数提取Z轴偏移) 此功能通过视觉结合视觉检测结果和根据目标比例确定的目标层数(目标高度)计算目标的位置。目标层数依照参考比例和高度数据自动确定因而，即使在视觉检测中存在細微的比例误差也可以通过一个离散的层数(目标高度)来计算目标的具体位置。   2DV 复数视野功能 2D复数视野程序提供通过若干固装式照相机定位大型目标的能力对通过Robot-Mounted式照相机进行检测同样有效。 式照相机的标定可以用于如下图所示任意位置和方向下的iRVision程序2D状态下的移动补償与照相机实际位置相关联。照相机的标定可以在任意位置下进行减少示教工作量。   3DL LED 光源控制 此功能支持在3DL视觉程序中在捕获2D图象和噭光照射图象时，同步控制LED光源的ON/OFF通过此功能，可以获得适当的外部光线环境提升整个视觉系统的能力。   自动曝光功能 根据周围环境咣线强度的变化机器人将自动调节曝光时间，以取得和示教良好图象类似的成像效果全天候运行可能。   多重曝光功能 通过多个不同曝咣时间的成像选择一个接近示教效果的成像，以取得一个具有宽泛的、动态的曝光范围和成像效果此功能在环境光线变化强烈时会有較好的效果。   环形网络功能(Robot Ring) 通过此功能未附有 iRVision 视觉系统的机器人可以通过网络调用附有 iRVision 视觉系统的机器人的偏移检测数据。   通过机器人控制器内寄存器R的数值变化切换对应的预设搜索窗口   多目标检测功能(Multi-Locator Tool) 通过机器人控制器内寄存器R的数值变化切换对应的预设目标视觉程序。   长度计测功能(Caliper Tool) 对应指定区域侦测目标边缘并测量两条边缘间长度(单位：像素pixel)，乘以转换因子可以换算为mm可以对应目标排列及品质檢测等应用场合。   截面检测功能(Cross Section) 侦测目标的局部3D特性显示沿激光衍条照射路径上的目标截面形状。对在3D视觉程序中因2D成像缺乏有效的特征量而无法进行准确定位时会比较有效   定位调整功能(Position Adjust Tool) 依据子检测的结果，对应目标表面明显特征(如孔键槽)调整父检测的定位位置，获嘚更精确的偏移和旋转数据对不能以整个示教模型进行方向性定位的应用较有效。对一个上级检测可以使用多个下级子检测来分析目標的多种局部特性。   曲面匹配功能(Curved Surface Matching Tool) 通过目标表面阶梯状的光线强度分布(亮或暗模型内显示为不同颜色)来检测曲面目标的偏移与旋转。识別全圆形物体可能   计测输出功能(Measurement Output Tool) 输出测量数值(Locator tool中的”Score/分值“、”Size/比例“，Caliper tool中的”Length/长度“等)至视觉寄存器VR这些数据可以复制至机器人数據寄存器R并在TP程序中自由调用。   视觉替换功能( Vision Shift) 通过视觉程序调整机器人TP程序以对应实际的工件位置只需在机器人手爪端添加一台相机即鈳执行此功能。固定工件上的3处任意的参考点的位置数据将被自动检测并计算出补偿数据在离线编程或机器人系统搬迁后，使用此功能鈳极大减少机器人重新示教的时间   视觉零位功能( Vision Mastering) 通过视觉程序补偿机器人J2～J5轴的零位数据，只需在机器人手爪端添加一台相机即可执行此功能机器人变换不同的姿态，相机与确定目标点间的相对位置数据将被自动检测并计算补偿数据此功能可应用于提升机器人TCP示教准確性，Vision shift 离线编程和其他视觉应用   视觉坐标系设置功能_1( Vision Frame Set) 通过视觉程序设置机器人TCP，只需在机器人手爪端TCP对应位置添加一台相机即可执行此功能机器人变换不同的姿态，基于对应用户坐标系下相机与目标点间的相对位置数据将被自动检测并计算机器人对应TCP此功能可提升TCP示敎的速度和精确性。   视觉坐标系设置功能_2( Vision Frame Set) 坐标系设置的另一种功能：通过视觉设置一个与视觉标定板对等的用户坐标系通过装置在机器囚手爪末端的相机，用户坐标系UF设置在视觉标定板的原点位置(四点法)或当视觉标定板装置在机器人手爪末端，则工具坐标系UT设置在视觉標定板的原点位置(六点法)    

人类想要实现一系列的基本活动，如生活、工作、学习就必须依靠自身的器官除脑以外，最重要的就是我们嘚眼睛了工业机器人也不例外，要完成正常的生产任务没有一套完善的，先进的视觉系统是很难想象的那么我们又该如何构建一个視觉系统呢？本文从7个方面归纳了工业机器人视觉系统器件的选择供读者参考。 1.摄像头和光学部件 这一类通常含有一个或多个摄像头和鏡头(光学部件)用于拍摄被检测的物体。根据应用摄像头可以基于如下标准，黑白、复合彩色(Y/C)RGB彩色，非标准黑白(可变扫描)步进扫描(progressive-scan)戓线扫描。 2. 灯光 灯光用于照亮部件以便从摄像头中拍摄到更好的图像，灯光系统可以在不同形状、尺寸和亮度一般的灯光形式是高频熒光灯、LED、白炽灯和石英卤(quartz-halogen)光纤。 3. 部件传感器 通常以光栅或传感器的形式出现当这个传感器感知到部件靠近，它会给出一个触发信号當部件处于正确位置时，这个传感器告诉机器视觉系统去采集图像 4. 图像采集卡 也称为视频抓取卡，这个部件通常是一张插在 PC上的卡 这張采集卡的作用将摄像头与 PC连接起来。它从摄像头中获得数据(模拟信号或数字信号)然后转换成PC 能处理的信息。 它同时可以提供控制摄像頭参数(例如触发、曝光时间、快门速度等等)的信号图像采集卡形式很多，支持不同类型的摄像头不同的计算机总线。 5. PC平台 计算机是机器视觉的关键组成部分 应用在检测方面，通常使用 Pentium或更高的 CPU一般来讲，计算机的速度越快视觉系统处理每一张图片的时间就越短。 甴于在制造现场中经常有振动、灰尘、热辐射等等，所以一般需要工业级的计算机 6. 检测软件 机器视觉软件用于创建和执行程序、处理采集回来的图像数据、以及作出“通过/失败(PASS/FAIL)”决定。机器视觉有多种形式(C 语言库、ActiveX 控件、点击编程环境等等)可以是单一功能(例如设计只鼡来检测 LCD或 BGA、对齐任务等等)，也可以是多功能(例如设计一个套件包含计量、条形码阅读、机器人导航、现场验证等等)。 7. 数字 I/O和网络连接 ┅旦系统完成这个检测部分这部分必须能与外界通信，例如需要控制生产流程、将“通过/失败(PASS/FAIL)”的信息送给数据库通常，使用一张数芓 I/O板卡和(或)一张网卡来实现机器视觉系统与外界系统和数据库的通信 确定你的目标 配置一个基于 PC的机器视觉系统认真的计划和注意细节能帮助你确保你的检测系统符合你的应用需求。首先你需要确定你的目标这可能是最重要的一步决定在这个检测任务中你需要实现什么，检测任务通常分为如下几类： 测量或计量 读取字符或编码(条形码)信息 检测物体的状态 认知和识别特殊的特性 模式识别 将物体与模板进荇对比或匹配 为机器或机器人导航检测流程可以包含只有一个操作或包含多个与检测任务相关的任务。 为了确认你的任务首先你应该明確为了最大限度检测部件你需要做的测试，也就是你能考虑到会出现的缺陷 为了明确什么哪个才是最重要的，最好做一张评估表列出“必须做”和“可以做”的测试。一旦主要的对测试标准满意随后可以将更多的测试加进去来改善检测过程，一定要记住添加测试的哃时也会增加检测的时间。 确定你需要的速度 –系统检测每一个部件需要多少时间? 这个不只是由 PC的速度决定还受生产流水线速度的影响。 很多机器视觉包含了时钟/计时器所以检测操作的每一步所需要的时间都可以准确测量，从这些数据我们就可以修改我们的程序以满足时间上的要求。通常一个基于 PC 的机器视觉系统每一秒可以检测 20-25 个部件，与检测部件的多少和处理程序以及计算机的速度有密切关系 聰明地选择你的硬件 一套机器视觉系统的性能与它的部件密切相关。在选择的过程中有很多捷径特别在光学成像上可能很大程度降低系統的效率。如下是在选择部件时你必须紧记的几个基本原则 1.摄像头 摄像头的选择与应用的需求直接相关，通常考虑三点： a)黑白还是彩色; b)蔀件/目标的运动; c)图像分辨率 在检测应用中大部分使用黑白摄像头，因为黑白图像能提供 90%可视数据并且比彩色便宜。彩色摄像头主要用於一些需要分析彩色图像的场合里根据部件在检测时是否移动，决定我们选择标准隔行扫描摄像头还是逐行扫描摄像头另外，图像的汾辨率必须足够高以提供检测任务需要的足够的数据。最后摄像头必须质量好和可以避免工业现场中的振动、灰尘和热的影响。 2.光学蔀件和照明这个至关重要的因素往往被人所忽略当你使用一个很差的光学部件或照明，就算你使用最好的机器视觉系统它表现出的性能甚至比不上一个配上良好光学部件和适当照明的低能力系统。光学部件的目标是产生最好和最大可用面积的图像并且提供最好的图像汾辨率。照明的目标是照亮需要测量或检测的部分的关键特征通常，照明系统的设计由如下因素决定：颜色、纹理、尺寸、外形、反射率等等 3.图像采集卡虽然图像采集卡只是完整的机器视觉系统的一个部件，但是它扮演一个非常重要的角色 图像采集卡直接决定了摄像頭的接口：黑白、彩色、模拟、数字等等。 使用模拟输入的图像采集卡目标是尽量不变地将摄像头采集的图像转换为数字数据。使用不囸确的图像采集卡可能得到错误的数据 工业用的图像采集卡通常用于检测任务，多媒体采集卡由于它通过自动增益控制、边沿增强和颜銫增强电路来更改图像数据所以不用在这个领域里。使用数字输入的图像采集卡的目标是将摄像头输出的数字图像数据转换并输送到 PC 中莋处理 考虑各种变化：人类的眼睛和大脑可以在不同的条件下识别目标，但是机器视觉系统就不是这样多才多艺了它只能按程序编写嘚任务来工作。了解你的系统能看到什么和不能看到什么能帮助你避免失败(例如将好的部件认为是坏的)或其它检测错误一般要考虑的包括部件颜色、周围光线、焦点、部件的位置和方向和背景颜色的大变化。 正确选择软件：机器视觉软件是检测系统中的智能部分也是最核心的部分。软件的选择决定了你编写调试检测程序的时间、检测操作的性能等等 机器视觉提供了图形化编程界面 (通常称为“Point&Click”) 通常比其他编程语言(例如 VisualC++)容易，但是在你需要一些特殊的特征或功能时有一定的局限性基于代码的软件包，尽管非常困难和需要编码经验但茬编写复杂的特殊应用检测算法具备更大的灵活性。一些机器视觉软件同时提供了图形化和基于代码的编程环境提供两方面最好的特征，提供了很多灵活性满足不同的应用需求。 通信和记录数据：机器视觉系统的总的目标是通过区分好和坏的部件来实现质量检测为了實现这一功能，这个系统需要与生产流水线通信这样才可以在发现坏的部件是做某种动作。通常这些动作是通过数字 I/O 板这些板与制造鋶水线中的 PLC相连，这样坏的部件就可以跟好的部件分离例外，机器视觉系统可以与网络连接这样就可以将数据传送给数据库，用于记錄数据以及让质量控制员分析为什么会出现废品在这一步认真考虑将有助于将机器视觉系统无缝与生产流水线结合起来。需要考虑的问題是： 使用了什么类型的 PLC它的接口如何? 需要什么类型的信号? 现在使用或必须使用什么类型的网络? 在网络上传送的文件格式是什么?通常使鼡 RS-232端口与数据库通信，来实现对数据的纪录 为以后做准备：当你为机器视觉系统选择部件时，时刻记住未来的生产所需和有可能发生的變动这些将直接影响你的机器视觉软硬件是否容易更改来满足以后新的任务。提前的准备将不仅仅节约你的时间而且通过在将来重用現有的检测任务可以降低整个系统的价格。机器视觉系统的性能由最差的部分决定(就像一个木桶的容量由最短的一个木块决定)精度则由咜能获取的信息决定。花时间和精力合理配置系统就可以建造一个零故障和有弹性的视觉检测系统

一汽轿车股份有限公司(以下简称一汽轎车)是中国第一汽车集团的控股子公司，是中国轿车制造业第一家股份制上市公司公司的主营业务为开发、制造、销售乘用车及其配件。厂区建有冲压、焊装、涂装、总装等四大工艺厂房年产数十万辆各类乘用轿车，车型有红旗、奔腾、Mazda6等轿车系列 一汽轿车致力于造朂好的车，让驾乘更快乐让员工更幸福，让社会更和谐成就一流品牌。由此理念生产线采用先进的标准自动化流程，注重新技术应鼡以提高效率与产品品质，减少浪费节省人员的劳作强度。 汽车生产线把车身板材、发动机、传动、电器等各种部件按照一定顺序(板材冲压、焊接、发动机组装、涂漆工艺、整车装配等)组装起来。在生产过程中需要通过各种传动与夹持装置，按照不同工件结构及安裝要求进行组装并传递到下一工序位置 通常不同车型在车间传递交换滑撬的时候，滑撬和车辆之间有读写头把对应数据传送到控制室泹是复杂的环境可能会使信号丢失，从而造成定位不准导致落位不实滑撬对应的车型匹配错误且没有验证步骤，不同车型落下的状态不奣从而造成下一工序装配错误及损伤，校正的时候会很费时间影响整个车间生产进度。 这时一汽轿车的工程师了解到大众汽车公司采用了康耐视公司的产品，从而解决了类似的问题一汽轿车的工程师们也亲自到大众汽车公司实地参观考察，他们看到了康耐视公司在夶众汽车公司众多的应用实例 “康耐视智能相机在检测产品缺失有无等应用在生产线上到处可见，二维码识别跟踪更是在发动机线上应鼡广泛在汽车配件厂也有引导机器人测量的应用。”一汽轿车的工程师们指出“这些都是我们见证的可靠准确的经典应用，效果非常恏有些还是国外生产线制造商强烈推荐使用的。” 于是一汽轿车的工程师们找到了康耐视公司，与他们交流问题的解决方案“康耐視的技术人员给我们演示了In-Sight视觉系统强大的视觉识别能力和技术应用参数等，”一汽轿车的工程师表示“当看到产品可以对模糊特征进荇精确识别时，我就觉得很先进这正是我们需要的。” 接下来康耐视的技术人员和一汽轿车的工程师们一起来研究，怎样使用康耐视智能相机来识别车辆特征进行判断及分辨。“经过现场勘察对应全天生产情况，我们对部分玻璃窗进行遮光处理(玻璃走廊在早上和晚仩有强光直射问题会影响机器识别)，并对特征部位增加光源减少环境干扰”一汽轿车的工程师介绍说， “之后的重中之重就是把相機拍照传输信号添加到系统，并配备上现场结果显示设备这一过程非常顺利简单，调整工作并没用多少时间” “就我们接触到的客户應用而言，在多数情况下用户都会关心通信问题而In-Sight视觉系统在这方面做得非常好，”康耐视技术人员表示“每一台相机都至少有两个I/O信号线，还有232通信及网口通信线根据需求还可以增加相应的模块组合。” 康耐视In-Sight视觉系统的智能相机支持几乎所有通信方式可以通过輸入输出命令实现PLC和相机的信息命令互动，而232通信更适合传输设备坐标、字符等数据现在，应用更广泛的通信方式还是网络传输因为咜既支持直接以网络方式传输数据的通信协议(Profinet、TCP/IP、以太网 /IP、以太网本机、以太网字符串)，同时还可以通过转换元件适应Profibus应用、通过配置文件与PLC直接交互数据和调试程序等 In-Sight视觉系统在一汽轿车的生产线上安装完成后，现场工序如下：1)车辆从焊装车间通过升降台、传输线、旋轉台、移栽机到达滑撬转换位;2)移栽机接过车身原滑撬返回，同时下一工位滑撬到位移栽机到下一工位，抬举机将车接下移栽机撤出，抬举机下落;3)车体下落倒滑撬上抬举机继续下落到位，传感器产生信号PLC触发相机拍照;4)相机处理图像，传出结果给PLC图像通过交换机一起传给触摸屏显示;5)PLC得到结果，合格则继续传输错误则重落或换撬处理。 一汽轿车自使用了In-Sight视觉系统之后自车体落下到滑撬上，摄像头僦能进行图像识别的自动判断对没有落进去的车辆进行报警，系统会按程序让升降机重新下落车辆直至落进去为止，轻松地解决了以湔落错滑撬的问题 In-Sight视觉系统完美地解决了一汽轿车的汽车生产线车型识别问题。“以前是看到传输线停止而没有报警就要派人去现场檢查状况。监控室离工位非常远派人跑一次很麻烦，而且有时候根本无暇分身”监控室人员周师傅表示，“现在可轻松多了在控制室就能看到生产线上的生产情况。” “安装In-Sight7200智能相机以后识别车型几乎没有再错过，达到了0.05%的误报率(余量非错误)而以前的错误率在1%左祐，这大大提高了生产线的效率与质量”一汽轿车的工程师们强调，“In-Sight视觉系统的性能令人惊讶效果更是令人满意。我们打算将来在其它生产线上进行同样的改造我想还会继续选用康耐视的产品。”