时间：2022-04-27 01:04:00
关键词：综合实训;单片机;LabWindows/CVI;电子线路设计;语音信号处理
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）07-0117-03
电子信息工程专业的综合实训在整个本科教学中起到一个承上启下的作用。教学内容是将学生所学的多门主干课程融合在一起，设计一个语音控制的虚拟信号发生器。该题目融合了单片机基础、C语言程序设计、数字电路、电子线路设计、语音信号处理等多门课程的知识，对学生所学知识进行了一个系统的复习，这是“承上”的作用。经过为期三周的实训，学生的实际动手能力、综合应用能力、项目设计能力都能得到很好的锻炼，为大四即将进行的本科毕业设计起到一个铺垫，这是“启下”的作用。综合实训由多名教师合作，分模块、分步骤地指导学生完成。第一阶段进行系统设计，向学生讲解整个项目的框架;第二阶段是单片机系统仿真，基于Proteus和Keil软件仿真实现信号发生器的基本功能;第三阶段是硬件电路的焊接及调试;第四阶段是上层应用软件设计，基于LabWindows/CVI软件设计一个虚拟信号发生器控制面板，通过串口实现对下层硬件系统的控制;第五阶段是语音信号处理，基于Matlab软件对语音信号进行检测，实现由语音控制信号发生的功能。
一、综合实训项目总体框架
综合实训项目的总体框图如图1所示。上层软件包括语音信号处理部分和虚拟信号软面板部分。下层硬件电路包括单片机、D/A转换电路、按键、LED、串口电路。为了锻炼学生的项目开发经验，本次综合实训遵循项目开发的过程，先整体后局部。按照自底向上，先硬件后软件的步骤，由教师指导学生一步步完成。
二、单片机及电路设计
本次实训项目是语音控制的虚拟信号发生器，其基本功能是产生四种常规波形（方波、锯齿波、三角波、正弦波）。波形的产生由单片机控制D/A转换电路实现，波形选择可以由按键控制，也可以由PC机通过串口发送命令控制。硬件设计阶段主要完成的实践内容有，基于Proteus软件进行系统仿真，基于Protel软件绘制电路原理图及PCB板，最后进行实物焊接。
1.Proteus仿真。基于Proteus进行仿真时，按以下模块分步骤进行，首先仿真D/A转换部分，然后仿真按键和LED部分，再接下来仿真串口部分。各部分仿真完成后，再进行总体仿真。如此分模块地进行有利于学生查找和定位问题。第1步：D/A转换模块的仿真。本次实训的D/A转换芯片选择TLC5615，这是一块串行的10位DAC芯片，只需要3根总线便可以完成10位数据的串行输入。对于项目经验很少的本科生来说，选择引脚较少的芯片有利于提高实物焊接的成功率。第2步：按键和显示模块的仿真。本次实训的按键和显示部分仅做了最简单的设计，选用独立式按键和一个七段数码管，其目的是简化硬件电路，尽可能保证绝大多数同学能将实物焊接并调试出来，提高他们的学习兴趣。四个独立式按键分别用于选“方波”、“锯齿波”、“三角波”、“正弦波”等四种波形，四种波形的序号1、2、3、4显示在数码管上。第3步：系统总体仿真。图2所示为简易波形发生器的总体仿真电路图。
2.硬件电路的焊接。基于Proteus完成系统仿真之后，接下来进行硬件电路的焊接。很多同学在焊接电路时，由于经验不足，急于求成，总是将全部电路焊接完成后，再进行测试。然而往往由于焊接技术不娴熟，常出现虚焊、错焊等问题，导致看不到运行效果，而众多的焊接线路又使得学生无从下手去查找和定位问题，最终散失信心。为了提高同学焊接电路的成功率，在硬件电路焊接时，教师也是分步骤进行指导，每焊接完一部分电路就进行测试，在保证前一部分电路焊接正确的前提下，再进入后一部分电路的焊接。实践证明，有了这样的过程控制，仅有极少部分学生的电路最终未调试出结果。第1步：认识电子元件的实物。第2步：焊接单片机最小系统，并测试最小系统能否正常工作。第3步：焊接TLC5615芯片，并将D/A转换的仿真程序下载到单片机里，观察能否产生波形。第4步：焊接按键及数码管，并将对应的仿真程序下载到单片机里，观察按键和数码管的工作情况。第5步：使用串口调试助手向STC89C51单片机发送控制命令，观察单片机能否根据控制命令产生相应的波形，并在数码管上显示波形序号。
三、上层控制软件设计
完成了硬件电路的设计和制作，接下来是软件部分的设计。软件分为虚拟信号发生器的软面板以及语音信号处理两个部分。虚拟信号发生器软面板采用虚拟仪器专用开发平台LabWindows/CVI设计完成，编程语言是C语言，对于电子信息工程专业的学生来说，该软件较容易上手并掌握。
1.分步骤学习LabWindows/CVI软件。本次实训学生是初次接触LabWindows/CVI开发平台，为了让学生能够在短时间内完成虚拟信号发生器上层控制软件的设计，我们仍然按照分模块、分步骤的方法对学生进行指导。第1步：创建一个简单面板。通过该步骤，让学生了解基于LabWindows/CVI进行程序设计的工程创建过程，整个工程由面板文件、源文件、头文件等组成。第2步：设计一个简易信号发生器。通过该步骤，让学生初步了解CVI里专用库函数的查找及调用方法。第3步：设计一个配置串口的小程序。通过该步骤，让学生了解串口的编程方法。第4步：设计一个文件读写的小程序。通过该步骤，建立语音识别模块与虚拟信号发生器控制面板之间联系的通道。
2.虚拟信号发生器控制面板设计。完成以上几个独立的功能模块后，学生对CVI软件的编程方法有了一定了解，接下来是将各模块整合为虚拟信号发生器上层控制软件，如图3所示。
该软件的基本功能有以下两点：一是可以通过手动控制产生方波、锯齿波、三角波、正弦波四种波形，每选定一种波形，就在波形显示区显示该信号，同时向单片机系统发送控制命令。二是可以通过语音控制产生四种波形，语音识别正确后，将波形序号存储在一个文本文件中，由上层控制软件读取该文本文件，根据序号值便可知道语音识别的结果，然后再控制单片机系统产生相应的波形信号。
图3所示的软件界面左侧为串口参数配置部分。信号产生模式分为“手动控制”和“语音控制”两种，选择“手动控制”时，根据下方的滑动条选择波形类别。选择“语音控制”时，将读取语音信号处理后生成的文本文件，根据文件中存放的波形序号值选择波形类别。信号显示区下方有三个按钮，“产生信号”按钮的功能是在“信号显示”区显示波形信号，同时向单片机系统发送控制命令产生实际波形。“串口测试”按钮的功能是测试串口工作是否正常。“退出系统”按钮的功能是关闭面板。
四、语音信号处理
语音信号处理部分基于Matlab平台，采用上位机PC机录制用户语音命令，通过提取语音命令的美尔倒谱系数（Mel MFCC）为特征，采用动态时间规整算法（Dynamic Time Warping，DTW）进行识别，将识别结果存入文档后，通过Labwindows读取识别结果，依据识别结果产生相应的虚拟波形，同时把识别结果送至单片机产生实际波形。
1.语音控制识别系统。语音识别系统框图如图4所示，这一部分的程序设计主要分为两个阶段：训练阶段和识别阶段。第1步：训练阶段。分别录制方波、锯齿波、三角波、正弦波四个语音命令的wav文件，分别进行切音框分帧，应用高阶差分（HOD）进行端点检测，提取有效语音命令，以帧为单位提取13维的MFCC特征，将这四个语音命令的MFCC特征进行存储建模。第2步：识别阶段。用户任意说出其中的一个波形名称，录制为wav波形文件，经分帧，HOD端点检测，提取13维MFCC特征，将此待识别信息与训练阶段的四个参考模型应用DTW进行计算，将DTW运算中距离最小者判定为识别的语音命令。
2.关键技术。①MFCC特征，本文采用的MFCC特征提取过程如图5所示，以11.4K采样率录制的语音命令，先经过预处理，进行高频补偿，512点/帧进行切音框，逐帧加汉明窗后进行FFT变换，在频域通过20个三角滤波器组，实现频率压缩后，通过离散余弦变换返回时域，提取该倒谱的前13个系统作为MFCC特征。②DTW算法，本文采用的DTW算法原理，采用首尾固定，以0-45-90的路径进行，r表示参考模板的MFCC矩阵，t表示待识别语音命令的MFCC矩阵，其距离计算公式为：
D（i，j）=||t（i），r（j）||+minD（i，j-1）D（i-1，j-1）D（i-1，j）
本次综合实训历时90个学时，以设计并实现一个语音控制的虚拟信号发生器为模型，其特点在于每一阶段的工作教师都按照分步骤、分模块的方法指导学生逐步完成。让学生在硬件设计、软件设计、调试和定位错误等方面都得到一定程度的锻炼和提高。可以说，综合实训在学生的本科教学阶段起到了一个承上启下的作用，既让学生系统复习了多门电子信息类主干课程的相关知识，又为大四即将进行的毕业设计打下坚实的基础。通过该项目的实施能够锻炼学生综合应用多学科知识解决问题的能力。
参考文献：
[1]李江全.Labwindows/CVI数据采集与串口通信典型应用实例[M].电子工业出版社，2014.
[2]王建新，隋美丽.LabWindows/CVI虚拟仪器测试技术及工程应用[M].化学工业出版社，2014.
关键词：培训班管理系统；SQL2005;数据库
中图分类号：TP311 文献标识码：a DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.02.025
The Design And Use Of Training Management System Database ZHaNG Chun-yan CHeN Xiao-nan YU Hui(Wuxi Professional College of Science and Technology, Jiangsu 214028)
【Abstract】with the development of society,many training classes are generated. It is very important to design a good training class management system. In the SQL2005 database environment, the demand analysis,conceptual design and detailing design of training class management system are presented in this paper.
【Key words】training class management system; SQL2005;database
0 引 言
现如今，随着科技的发展和人类的进步，越来越多的培训班如火如荼的开办起来，传统的手工记录培训班事宜的方式已经不能满足客户的需要，一款好的培训班管理软件可以帮助培训班管理人员更好的管理培训班。本项目就是以培训班管理系统为例实现数据库的设计与应用。
很多管理人员已经不单单的需要进行培训班的收费管理，报名管理，甚至要求了更多的内容，比如学员请假管理，就是一个非常人性化的管理方式，学员在学习的过程中，不可避免的由于各种原因而无法上课，如果没有上课的时间也算做学员的学习时间，势必会造成学员的不满和客户的流失，一个请假管理模块的设计，充分的解决了这个问题，提高了培训学校的服务质量和杜绝在管理方面的漏洞。涵盖了从培训报名管理，培训收费管理，培训学员管理，培训客户关系管理等众多方面，是培训行业进行信息化管理，提高服务质量和杜绝管理漏洞的强大管理工具，广泛适合培训班，培训中心，培训学校等场合使用。
1 数据库需求分析
培训班管理系统中，管理员承担对培训班管理系统的管理职责。主要功能要求如下：
1.1 系统设置
对系统一些基本信息的设置，包括有：课程设置、备份恢复数据库、操作员设置、其它设置。
1.2 统计报表
在统计报表中可以查询统计出学员交费情况、学员基本情况、学员课程统计、学员上课统计。
1.3 学员管理
主要是对学员的基本信息、学员交费情况、事件提醒、学员请假。
1.4 综合管理
该功能可以对学员上课登记和学员交费。同时也可以管理事件提醒、请假、学习记录。
图1 培训班管理系统功能管理模块
通过对上述系统功能设计的分析，针对培训班管理系统的需求，总结出如下需求信息：
用户分为管理员用户（管理员）和一般用户（学员）。
一个学员可以选择多个课程，一个课程可以被多个学员 选择。
一个学员可以多次请假。
一名学员可以多次交费
经过对上述需求的总结，初步可以设计出以下数据项：
学员信息主要包括：学员编号、姓名、性别、电话、联系地址、入学时间、状态、证件类型、证件号码等。
课程信息主要包括：课程号、课程名、学费、开课时间、结束时间、课时等。
管理员信息主要包括：工号、用户名、密码
2 数据库概念结构设计
绘制培训班管理系统的ER图
图2 实体间ER图
3 数据表设计
每一个实体转换为一个关系模式。实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。学员，课程信息表，操作员转换成三个关系模式。
多对多的联系转换为一个关系模式，与该联系相关的两个实体的码以及联系本身的属性都转换成联系的属性，两个实体码的组合构成关系的码。因为选课联系是多对多联系，所以根据转换规则应该将该联系转换成一个关系模式，与该联系相关的两个实体的码以及联系本身的属性都转换成该关系的属性，两个实体的主键的组合构成该关系的主键。即选课的主键为（学号，课程号）,也可以单独使用一个新的字段如编号作为该关系的主键。请假和交费联系也属于多对多联系，转换规则相同。
一个1:n和1:1的联系不需要转换为一个关系模式。其中1:1的联系可以与任意一端对应的关系模式合并；1:n的联系与n端的对应的关系模式合并。
4 数据库的表间关系
图3 表间的关系图
5 存储过程的创建
存储过程的创建有利于提高数据库数据的查询、更新、删除等操作的效率，所以好的数据库设计广泛使用存储过程。
根据学员编号查询某位学员的选课信息存储过程
Create procedure proc_xk
@xybh int
As
Select * from 选课信息
Where 学员编号=@xybh
根据学员编号查询其欠费金额的存储过程
Create procedure proc_qf
@xybh int,
@qfje money output
As
Select @qfje=欠费金额 from 交费信息
Where 学员编号=@xybh
6 结束语
本文实现了在SQL2005环境下培训班管理系统数据库的设计，经实践证明本文采用的技术是可靠和有效的。
参考文献
[1] 数据库应用技术―SQL Server 2005篇（第2版） 人民邮电出版社
[2] 数据库系统设计与原理 清华大学出版社
关键词:高住低训;骨骼肌总蛋白;p70S6K;p70S6K(Thr389)
中图分类号:G804.2文献标识码:A文章编号 :1007-3612(2010)03-0046-04
The Effects of Four Weeks Living HighTraining Low on p70S6 K of Skeletal Muscle in Rats
LI Xiaohong,ZHAO Hua,ZENG Fanxing
(Beijing Sport University, Beijing 100084, China)
Abstract: Objective: To explore the influence of hypoxic exercise on skeletal mu scle protein and p70S6K in rats. Methods: SD rats are divided into four groups:control group, hypoxic group, normal exercise group and living hightraining lo w (HiLo) group. Control group lives in normal environment quietly. Hypoxic groupwas traded with 13.6% oxygen concentration all the day, and live quietly. Theother two groups take four weeks exercises, 1hour/day, and 6 days/week. And HiLogroup was traded with 13.6% oxygen concentration during night. Results: After28 days, compared with control group, HiLo group’s total protein concentrationin rat skeletal muscle decreased significantly (p
Key words: livng hightraining low (HiLo); protein of skeletal muscle;p70S6K; p70S6K (Thr389)
研究表明低氧及低氧运动抑制骨骼肌蛋白合成,这是低氧训练面临的一个重要问题。 细胞内信号转导通路是影响骨骼肌蛋白合成的关键。大量的细胞培养实验表明低氧抑制蛋白 合成,而且与细胞内信号转导通路有关。高度保守的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian t arget of rapamycin,mTOR)信号转导通路在骨骼肌蛋白代谢中发挥了关键性的作用。
mTOR可以感受细胞能量状况(AMP/ATP)、环境中营养状况以及PI3K等信号。激活后的mT OR再将信号传递给下游三种主要靶蛋白p70S6K、4EBP1、eIF4G,这些靶蛋白是蛋白质 合成的重要调控因子[1],其中p70S6K是备受关注的一个信号分子。p70 S6K是 核糖体40 s小亚基s6蛋白激酶,其主要功能是使细胞内40 s核糖体蛋白s6磷酸化,而s6磷酸 化被认为是提高翻译效 率的关键因素,它可以促进含有5’TOP(tract of pyrimidine)结构mRNAs翻译,这些mRNA的 主要翻译产物包括核糖体蛋白、延长因子和结合蛋白等,这些翻译元件的生物合成是蛋白质 合成的基础。一般认为,只有活化的p70S6K才能发挥作用。目前,已发现p70S6K 有12个磷酸化位点[2]。p70S6K的激活过程非常复杂, 需要多个丝氨酸/苏 氨酸位点的磷酸化作用,其中Thr389的磷酸化直接激活蛋白激酶[3]。
本研究以细胞转导信号通路为切入点,探讨分析低氧以及低氧运动对大鼠骨骼肌总蛋 白量以及p70S6K的影响,从而能更好地了解低氧运动对骨骼肌蛋白代谢的调节机制。
投稿日期:2009-11-05
基金项目:国家自然科学基金项目(批准号30671013)。北京体育大学2 009届本科毕业论文。通讯作者:曾凡星教授。
作者简介:李晓红,在读硕士研究生,研究方向运动生理学。 1 研究对象与方法
1.1 实验对象
9周龄的雄性SD大鼠40只,由北京维通利华公司提供。昼夜节律人工控制光 照(光照时间为07:00-19:00),环境温度(23±2)℃,大鼠自由取食及饮水。
1.2 实验方法
适应性训练:40只SD大鼠在常氧条件下静养半周后,再进行半周的水平跑台递增负荷适 应性训练,淘汰不适应跑台训练的大鼠,然后筛选36只实验大鼠随机分为4个实验组。动物 分组及训练方式见表1。
表1 动物分组及训练方式情况
分组编号数量生活方式训练方式 常氧安静组NS 8常氧环境下安静生活无低氧安静组HS 8低氧环境下安静生活无常氧训练组NE 10 每天在常氧环境下以恒定 训练强度 :35 m/min强度训练1 h,其余时间在运动时间:1 h/d常氧环境下安静生活6 d/周,持续4周高住低训组HLE10每天在常氧环境下以恒定强训练强 度:35 m/min度训练1 h,19:00-7:00在13.6%运动时间:1 h/d,O2低氧环境下安静生活6 d/周,持续4周 1.3 组织取材
四组大鼠均在第28 d取材,取材前禁饮食12 h,25%乌拉坦腹腔麻醉后,速取后肢趾长伸 肌,剔除肌腱及筋膜组织,用锡纸将其包裹后迅速投入液氮,而后置于-80℃冰箱保存待测 。
1.4 指标测试与方法
1.4.1 组织匀浆用于匀浆的肌肉样品,被切成重约100 mg大小,加50 μL的预冷的匀浆缓冲液于玻璃匀浆 器中冰上匀浆,当无肉眼可见的块状肌肉时,将匀浆液转移至1.5 mLEP 中,再用50 μL的 匀浆缓冲液冲洗匀浆器,也转移至EP管中。12 000 g,4 ℃离心10 min。取上清液,用于总 蛋白浓度测定及p70S6K测定。
1.4.2 骨骼肌总白浓度测定 骨骼肌总蛋白浓度采用Bradford 法测试,具体过程:1) 配制Bradford工作液:按照《精编分子生物学实验指南》[2]配制。2) 标准曲线制备:分别取1 mg/mL牛血清清蛋白(BSA标准蛋白)分别为0、10、20、40、6 0、80、100 μL,不足100 μL的再用生理盐水补足到100 μL,并将样品稀释数个梯度,以 测出最佳上样量。3) 加入5 mL Bradford工作液,用旋涡混匀器混匀,静置5 min。 4) 于595 nm处测定溶液吸光值A595 nm。制作标准曲线,并求出最佳上样量。5) 如上方法分批次测试样品吸光值,根据标准曲线求出样品浓度。
1.4.3 骨骼肌p70S6K及p70S6K(Thr389) 测定骨骼肌p70S6K蛋白表达和p70S6K(Thr389)磷酸化均采用Western Blot法测 定,所用试剂按照《精编分子生物学实验指南》[4]配制,具体过程如下:
1) 制胶:配制8%的分离胶灌入玻璃板中,用蒸馏水封胶,室温放置约30 min;再配制5% 的浓缩胶,胶凝固后取出梳子。
2) 取60 μg总蛋白,加入上样缓冲液、水、DTT,配成20 μL体系,混合均匀后置100℃沸 水中5 min,使蛋白变性,再于碎冰中冷却。
3) 上样:以3 000 rpm,室温离心。再将样品加入凝胶样品孔。
4) 电泳:5%的浓缩胶以80 V恒压,8%分离胶以120 V恒压条件下电泳。
5) 转膜:电泳结束后取出凝胶,放入转移缓冲液中浸泡10 min,再采用半干转将蛋白转 到硝酸纤维素膜(NC膜)上,以恒压20 V,持续90 min。
6) 封闭:将NC膜放入1×TBS液于摇床上轻摇5 min,再加入封闭液,室温下轻摇1.5 h 。之后将NC膜用TBST液洗3次,每次10 min,于摇床上轻摇漂洗。
7) 一抗孵育:将NC膜封入保鲜膜袋中,将用封闭液稀释过的一抗加入袋中,4℃孵育过 夜。不同抗体稀释比例分别为:actin 为1:1000,p70S6K抗体为1:1000,Phospho- p 70S6K(Thr389)为1:1200。之后将NC膜用TBST液洗3次,每次10 min,于摇床上轻摇 漂洗。
8) 二抗孵育:将NC膜封入保鲜膜袋中,将用封闭液稀释过的二抗(1:16 000)加入袋中 ,室温振荡孵育1 h。之后将NC膜用TBST液洗3次,每次10 min,于摇床上轻摇漂洗。
9) 化学发光:于暗室中配制ECL发光试剂反应液,将A、B等量混合后滴加到膜上,视情况 待其反应一段时间后,用保鲜膜封住,保持平整,保鲜膜表面外面没有残余液体。将蛋白面 朝上,放到胶片盒里,压片、感光、显影、定影。
10) 计算:曝光底片用Gel Doc XR 凝胶成像系统用透光拍照,用Quantity One图像分析 系统分析,进行背景消除后,用软件计算出目的条带的光密度值。将每个条带与相应样品的 β-actin条带光密度值进行比较,计算出目的条带的相对含量值。
1.5 统计方法计量资料用X±S表示,计量资料的比较采用单因素分析方法分析。显著性 水平 检验,以p
2 结 果
2.1 骨骼肌总蛋白浓度
表2和图1反应了四周低氧运动后大鼠骨骼肌总蛋白浓度的变化情况。28 d后,与对照组 比较,高住低训组骨骼肌总蛋白浓度显著降低(P
表2 四周低氧运动后骨骼肌总蛋白浓度的变化
组别 总蛋白浓度NS 62.66±3.78HS 60.53±3.52NE 63.12±6.63HiLo54.49±1.90**##*:与对照比较,P
2.2 骨骼肌p70S6K蛋白表达
表3和图2反应了四周低氧运动后大鼠骨骼肌p70S6K蛋白表达的变化情况。与对照组比 较,高住低训组p70S6K蛋白表达显著增加(P
表3 四周低氧运动后骨骼肌p70S6K蛋白的变化
组别p70S6K蛋白/actinNS3.32±0.12HS3.30±0.21NE4.68±0.27*HiLo4.22±0.15*图1 四周低氧运动后骨骼肌总蛋白浓度的变化 图2 四周低氧运动后骨骼肌p70S6K蛋白表达的变化2.3 骨骼肌p70S6K(Thr389)酸化
表4和图3反应了四周低氧运动后大鼠骨骼肌p70S6K(Thr389)磷酸化的变化情况。 与对照组比较,高住低训组p70S6K(Thr389)磷酸化显著降低(P
表4 四周低氧运动后骨骼肌p70S6K(Thr389)的变化
组别p7 0S6KThr389/actinNS1.42±0.06HS0.95±0.13**NE1.34±0.14HiLo 1.18±0.13** 图3 四周低氧运动后骨骼肌p70S6K(Thr389)的变化
3 分析与讨论
3.1 四周低氧运动后骨骼肌总蛋白的变化训练方式不同,对骨骼肌的影响也不同。抗阻力训练增加蛋白质的合成,引起肌细胞肥 大。耐力运动在促进骨骼肌肥大方面的作用不明显,但也有报道认为有氧耐力训练后骨骼肌 蛋白合成增加,这种差异可能与训练方法、训练时间以及训练强度有关。贺道远[7] 的实验 显示,28 d常氧训练后,骨骼肌总蛋白浓度显著增加。本实验中,与对照组比较,常氧耐力 运动组骨骼肌总蛋白浓度增加0.7%,但无显著性差异,这与以往一些研究结果较一致,本 实 验中的耐力运动对促进骨骼肌蛋白合成的作用不明显。本实验与贺道远的研究结果差异很大 程度上可能是由研究的肌肉不一致造成的,本实验中样本来自趾长伸肌,属于快肌,而贺道 远研究的是腓肠肌,属于慢肌。耐力运动对慢肌的训练效果更明显,这可能与耐力训练能够 提高慢肌的总蛋白浓度有关。
低氧暴露抑制骨骼肌蛋白质合成,其具体机制还不清楚。从贺道远等[5]人的 报道中我 们发现,低氧暴露抑制骨骼肌蛋白合成以及mTOR蛋白表达,提示低氧抑制骨骼肌蛋白合成可 能与抑制细胞内mTOR/p70S6K信号转导通路有关。蛋白质的生物合成特别是起始阶段 是一个非常耗能的过程,O2浓度对蛋白质合成非常重要。因此有人认为,低氧环境导致 肌细胞利用的氧减少,影响了细胞的呼吸作用,降低了体内ATP浓度,能量缺乏使骨骼肌蛋 白的合成受阻。本实验中,与对照组比较,低氧安静组骨骼肌总蛋白浓度减少3.4%,但 无 显著性差异,与原有研究结果稍有差异,这可能与低氧暴露的时间、频率以及低氧环境的氧 气浓度有关。
运动后的恢复期对蛋白合成代谢的影响至关重要,因为运动期蛋白分解加强合成抑制, 而运动后恢复期蛋白合成加强,而分解明显减弱。本实验中,与对照组和常氧耐力运动组比 较,高住低训组骨骼肌总蛋白浓度均显著下降,运动后恢复期的低氧环境是抑制高住低训组 骨骼肌总蛋白浓度显著性下降的重要因素。且与对照组比较,常氧耐力运动组和低氧安静组 骨骼肌总蛋白浓度无显著变化,这提示单纯的耐力运动或低氧环境对骨骼肌蛋白代谢的影响 有限,高住低训组骨骼肌总蛋白浓度显著降低是由运动和低氧两个因素共同造成的。
3.2 四周低氧运动后骨骼肌p70S6K蛋白表达的变化
低氧运动对骨骼肌p70S6K蛋白表达的影响的研究还不多见。李常艳的研究[ 6]指 出,12周游泳训练后,不同负荷运动组大鼠骨骼肌p70S6K蛋白的表达无显著性差异。 在本实验中,与对照组比较,常氧训练组骨骼肌p70S6K蛋白表达显著增加,这种差异 可能是由于两者运动方式和训练持续时间不同导致的。贺道远[7]的实验显示,28d后,间 歇低氧暴露组大鼠骨骼肌p70S6K蛋白表达显著下降,常氧运动组显著增加,高住低训 组无显著变化。本实验中,与对照组比较,低氧安静组骨骼肌p70S6K蛋白表达无显著 变化,高住低训组和常氧耐力运动组均显著增加,这也可能是由两者研究的肌肉不一致造成 的,但两个实验都得出了较一致的结论,耐力运动显著提高了骨骼肌p70S6K蛋白表达 。但耐力运动在提高骨骼肌总蛋白浓度方面的作用不明显,这可能是因为p70S6K是一 种骨骼肌蛋白酶,在骨骼肌总蛋白中所占比例非常小,骨骼肌总蛋白浓度较小的变化就能够 引起p70S6K蛋白的显著性变化。本实验中高住低训组骨骼肌总蛋白浓度和p70S6K 蛋白的变化趋势甚至是相反的,其具体原因还需要进一步实验说明。
训练条件的改变也会引起骨骼肌p70S6K蛋白相应的变化。Fujita 等[8]研究 发现低强 度的抗阻练习后p70S6K蛋白的表达没有变化;低强度的抗阻练习结合适度地减少工作 肌肉的血流量,可以增加p70S6K蛋白的表达。贺道远的实验中,28 d高住低训组和低 氧暴露组复氧7 d后,p70S6K蛋白的表达均显著增加。这两个研究都能够反映出氧气 浓度对骨骼肌 p70S6K蛋白的表达有着重要的影响。
3.3 四周低氧运动后骨骼肌p70S6K(Thr389)磷酸化的变化
很多研究都表明mTOR/p70S6K信号转导通路在骨骼肌蛋白代谢中起了关键性作用。抗 阻运动促进骨骼肌蛋白合成,并且Hernande等[9]实验证实,抗阻运动可增加大鼠 骨骼肌中 p70S6K的活性,这进一步说明了p70S6K在骨骼肌蛋白合成代谢中的重要作用。 贺道远等[7]人通过实验也发现低氧运动抑制骨骼肌蛋白合成,抑制PKB/mTOR信号 通路。本实验中,与对照组比较,高住低训组和低氧安静组骨骼肌p70S6K(Thr389) 磷酸化水 平均显著降低,同时这两组的骨骼肌总蛋白浓度也不同程度降低,骨骼肌p70S6K(Thr 389)磷酸化水平与总蛋白浓度的变化一致,这提示低氧及低氧运动通过调节p70S6K细 胞信号转导通路来调节骨骼肌蛋白的合成代谢。当然,低氧及低氧运动对骨骼肌蛋白代谢的 影响还受其他很多因素的影响,如生长因子和胰岛素水平、睾酮水平以及其他非mTOR/p70 S6K信号转导通路等。对人和大鼠的实验证明,只有大强度的力学收缩才能激活p70 S6K[10]。本实验中,与对照组比较,常氧耐力运动组骨骼肌p70S6K(Thr3 89)磷酸 化水平无显著变化,这提示本实验中的耐力运动对骨骼肌的刺激是不够的,骨骼肌p70S 6K(Thr389)磷酸化对低氧以及低氧运动等刺激较敏感。
一般认为,只有活化的p70S6K才能发挥作用。目前已发现p70S6K有12个磷酸化 位点[2]。p70S6K的激活过程非常复杂, 需多个丝氨酸/苏氨酸位点的磷酸化 作用,其中Thr389的磷酸化直接激活蛋白激酶[3]。Thr389直接由mTORC1复合物中的mTOR 磷酸化, 因此p70S6K的激活与mTOR磷酸化密切相关。朱一力[12]的研究认为运动诱导 mTOR磷酸 化增加,p70S6K磷酸化也随之增加,他的研究提示mTOR磷酸化促进p70S6K磷酸 化。但p70S6K磷酸化还受其他很多因素的调节,有研究显示耐力训练可以引起mTOR磷酸化增加,但是p70S6K并没有被激活。贺道远等人[5]的实验结果显示, 大鼠低氧 暴露28 d后,骨骼肌mTOR表达下降86.6%,复氧7 d后,mTOR表达显著升高,为410%,表明低 氧暴露对mTOR表达有明显的抑制作用。本研究中,28 d低氧暴露组和高住低训组p70S6K (Thr389)磷酸化水平均显著降低,低氧环境对p70S6K(Thr389)磷酸化有明显的抑制 作用,这也进一步证实p70S6K(Thr389)磷酸化与mTOR磷酸化密切相关,但低氧对mTOR /p70S6K信号通路的影响机制还不太清楚,需要进一步研究。
4 结 论
1) 在本研究结果表明,高住低训抑制了骨骼肌蛋白合成及p70S6K(Thr389)磷酸化, 这也提示机体可能通过调节mTOR/p70S6K细胞信号转导通路来调节骨骼肌蛋白的代谢 ;
2) 耐力运动提高了骨骼肌p70S6K蛋白的表达。
参考文献:
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[7] 贺道远.低氧运动对骨骼肌PKB/mTOR信号通路的影响[D].北京:北京体育学,2007 .
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关键词:模块化生产线;资源共享;RS-232C总线
1引言
在工业控制领域,传统的现场控制方式已经越来越不能满足工业自动化的要求,这种控制方式不但耗时、费力而且很不完善。工业自动化控制系统发展到今天,随着通讯技术的不断提高,摆脱了以传统的现场控制方式为主体的控制方式,出现了利用上位机通过现场总线通信来控制生产线的全新模式。本设计中的控制系统是针对FESTO公司生产的模块化加工生产系统设计的现场总线网络控制系统。
德国FESTO公司的MPS(ModularProductionSystem)模块化生产加工教学与培训系统,是一个完整的面向自动化控制技术的培训系统,它由多个模块组成,是一个完全开放型的操作系统,操作人员可根据不同的需要进行各种模块的组合、扩展和控制。MPS系统很接近实际工业生产系统,因此基于MPS系统的培训在大学工科教学中是很有实际意义的。
但MPS教学培训系统价格昂贵、数量有限,为了最大限度的利用MPS教学培训系统的资源,充分提高实验设备的利用率,并在有限的时间内取得最佳的教学效果,因此需要设计一套完善的资源分配与管理系统,通过资源的优化配置实现资源共享、分时选用等要求。本文对实现资源共享的总线网络系统的结构、功能以及软硬件设计内容进行了描述。
2总体方案设计
德国FESTO公司的MPS模块化自动加工生产线是一套模拟加工生产线教学与培训设备,可以由西门子公司的S7-300型可编程控制器——PLC作为控制系统,对整个自动加工生产线进行过程控制。
总线网络系统设计所要解决的核心问题是:对控制MPS自动生产线的可编程控制器———PLC实现资源共享。所谓资源共享用一句简单的话来描述就是“多选一”和“一选多”。“多选一”就是指多台PC机可以分时与同一台PLC进行通讯,实现多台PC机对MPS生产线的某一个工作站进行控制;而“一选多”就是指某一台PC机能够分别与多台PLC进行通讯,实现一台PC机对MPS生产线的多个工作站进行控制。
在进行总线网络系统设计时,首先要确定硬件设计方案,也就是把总线网络系统中的硬件环境设备——多台PC机和多台PLC,通过硬件电路设计有序的连接在一起,再配合一些必要的其他设备实现资源共享和分配管理工作。为了实现多台PC机对PLC资源共享,本设计提出了一种以一台单片机为控制站的总线网络设计方案。这一总线网络设计方案是由多台PC机,一台AT89C51单片机,通过RS232总线和总线适配电路实现对PLC的资源共享。
要通过总线网络实现资源共享,除了完善的硬件环境外,还必须开发相应的通讯程序与之匹配。通讯程序设计分为两个部分:一是单片机的通讯程序设计,二是PC机的通讯程序设计。单片机通讯程序是利用汇编语言编写的源程序,它的主要功能是轮询各PC机,以便接收PC机发出的联机申请,并根据申请内容发送联机许可信号。PC机通讯程序是应用现成的编程软件来设计的,它的主要功能是发送联机申请并接受联机许可信号。这些通讯程序不是独立的,它需要与总线网络的硬件适配电路相配合,两者只有共同作用才能够实现资源共享和优化管理。
3总线网络的硬件设计
总线网络的硬件设计就是要设计能够实现资源共享和分配管理的总线适配电路。总线适配电路由两部分电路组成,一部分是单片机轮询电路,另一部分是资源共享电路。总线适配器电路所要完成的主要工作是:由作为控制站AT89C51单片机采用轮询的方法,通过RS-232C总线接收各PC机发出的联机申请信号和联机机号等信息,单片机经程序分析后向该PC机发出允许联机信号,并发出指令接通PC机所要连接的PLC的控制信号线,接下来就可以把在PC机已编好的程序通过总线RS-232C下传到PLC,实现PLC的资源共享。
3.1单片机轮询电路设计
单片机要轮询各PC机发出的联机申请,就是要实现PC机与单片机之间的通讯,在实现PC机与单片机之间的通讯时,通常采用标准串行总线通信接口RS-232C。RS-232C是在异步串行通讯中应用最广的标准总线。PC机与单片机最简单的连接是零调制三线经济型,这是进行全双工通信所必须的最少线路。PC机与单片机、PLC通过9芯标准插座连接。本设计的单片机轮询电路由CD4052芯片和MAX232芯片组成。CD4052芯片是双路、四通道模拟多路转换器,一片CD4052芯片可实现对四台PC机进行轮询。MAX232是实现把RS-232C电平转换为TTL电平的电平转换专用集成芯片。单片机轮询电路原理如图1所示。
图1单片机轮询电路原理图
3.2资源共享电路设计
资源共享电路设计是要实现“多选一”和“一选多”的功能。即多台PC机可以分时与同一台PLC进行通讯,而某一台PC机能够分别与多台PLC进行通讯。本设计采用以RS-232C总线和多位数据选择器为核心的集成电路方案。该集成电路通过设计成行列结构形式的开关网络电路来实现资源共享。PC机与PLC的通讯也采用标准串行总线通信接口RS-232C,用最简单的三线连接方式,因此本设计选用CD4053芯片作为数据选择开关。CD4053芯片是三路、双通道模拟多路转换器。以四台PC机共享五台PLC为例,开关网络电路需要四乘五总共二十个数据选择开关,即要用二十个CD4053芯片排列成四行五列(或五行四列)的行列结构形式,构成资源共享电路,电路原理如图2所示。
图2资源共享电路原理图
控制信号线
RS-232C总线
当单片机轮询到某一台PC机要与某一台PLC联机通讯时,由单片机给与之相连的相应的CD4053芯片控制信号线发出控制信号,使该芯片的开关通道接通,实现某一台PC机与某一台PLC联机通讯。
4总线网络的通讯软件设计
4.1PC机通讯程序的设计
PC机通讯程序是要实现PC机发送联机申请信号,并可接收单片机发回的联机许可信号等。为此要设计一个如图3所示的控制面板。
图3控制面板示意图
在总线网络系统通讯中,是采用询问与应答的方式进行通信联络。为保证通信的可靠性及信息传递的准确性,故为通信中主要的命令字制定了一个简单的通讯协议。PC机通信软件和单片机软件命令字约定如下:
该命令字有八位数据组成,其中最高两位为命令字,最低三位为PLC机号,中间三位为PC机机号。
00XXXXXX为PC机退出联机命令字;
01XXXXXX为PC机申请联机命令字;
10XXXXXX为单片机允许联机命令字;
11XXXXXX为资源占用命令字。
PC机通讯程序完成的功能是当PC机要与某台PLC的进行联机调试时,先在控制面板的对话框中输入由两位申请联机命令字、三位PC机机号和三位PLC机号组成的字符串,点击确定按键,此时PC机通讯程序将这八位字符串通过RS-232C总线发送给单片机的串行口;当该台PLC没有被占用时,接收单片机发回的联机允许信号,并点亮控制面板上的绿色指示灯;一旦该台PLC已被占用,则接收单片机发回资源占用信号,并点亮控制面板上的黄色指示灯;当PC机与某台PLC的联机调试完成,则在控制面板的对话框中输入由两位退出联机命令字、三位PC机机号和三位PLC机号组成的字符串,点击确定按键,此时PC机通讯程序将这八位字符串通过RS-232C总线发送给单片机的串行口,并关断控制面板上的指示灯。点击退出按键,则退出通讯程序。
PC机通讯程序是应用VB编程软件来设计的。控件MSComm可设置串行通讯的数据发送和接收,对串口状态及串口通讯的信息格式和协议进行设置。它是一个标准的十位串口通讯,包括八位标准数据位、一个起始位和一个停止位。
4.2单片机通讯程序的设计
在单片机与PC机进行数据通信的过程中,每次通信是由相应的PC机发送命令数据帧,单片机通讯程序完成的功能是通过串行口轮询接收PC机发出的命令字符,并对此字符进行分析判断,以确定哪台PC机与哪台PLC联机,当该台PLC没有被占用时,再由软件发出联机控制信号给两者对应的开关芯片,使该芯片导通,则使该台PC机与所选定PLC的进行联机调试,并给PC机发回允许联机信号。一旦该台PLC已被占用,则给PC机发回资源占用信号,暂缓联机。当PC机结束与PLC的通讯后,向单片机发送退出信号,单片机接到该信号后断开开关芯片,继续轮询。
AT89C51单片机内部有一个可编程的全双工串行通信接口,可以同时进行数据的发送和接收。串行通信是采用工作方式1,波特率9600b/s,单片机接收数据和发送数据采用查询方式。定时器T1选用工作方式2,初值为FDH,晶振频率11.0592HZ。
5结束语
本文从最大限度地发挥MPS生产线的价值的角度出发,本着优化资源管理与配置的思想,围绕MPS生产线开展的大量、基础性的且有使用价值的设计工作。本设计不仅可以充分利用MPS教学培训资源,使MPS生产线的工作效率得到提高,还可以实现辅助教学,实现了实验室管理的智能化、网络化,并可以激发学生学习兴趣,对于学生认识了解现代工业自动化技术领域的知识,增强他们的实践能力都是非常有益的。
本文作者创新点:采用CD4053芯片作为数据选择开关,设计了行列结构形式的开关网络电路来实现资源共享。
参考文献
[1]李全利,仲伟峰,徐军.单片机原理及应用[M].北京:清华大学出版社,2006
[关键词]信号系统 轨道电路 计轴器
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）14-0015-02
目前，我国工程教育的规模位居世界第一，高等工程教育的本科在校生达到371万人，研究生47万人。统计数据显示，中国现有工程师210万人，大学生中有35%学工科――“现役”和“后备”工程师的数量目前都排名世界第一。据《财富》杂志公布的最新数据，美国“适合全球化要求”的工程师有54万；中国只有16万，占不到全国工程师总数的1/10；而印度符合全球化需求的工程师超过其总数的70%。为全面提高工程教育人才培养质量，促进我国由工程教育大国向工程教育强国迈进，教育部提出了“卓越工程师教育培养计划”。
上海工程技术大学城市轨道交通学院在教育部启动“卓越工程师培养计划”的契机下，根据已有产才学合作的特色培养方式，城市轨道交通车辆工程专业申请为教育部首批卓越工程师教育培养计划试点专业。本文在“卓越工程师”背景下，浅谈轨道交通通信信号专业认识实践实习。依托上海轨道交通培训中心龙阳路基地，城市轨道交通通信信号专业学生通过认识实践实习，对本专业涉及的信号系统设备有更感性的认识，增强了学习兴趣及学习动力，认识实践弥补了课堂理论教学的不足，实践效果明显。
一、实习对象
在城市轨道交通学院设置的主要专业中，有利用轨道交通设备指挥地铁行车的专业，还有对信号设备进行维护、保养，保证信号设备良好，保障铁路行车安全的专业。本次认识实践实习对象为大一城市轨道交通通信信号专业学生，安排在第二学期末。认识实习是继课堂教学之后的一个重要实践环节，其目的是使学生能把在校所学的城市轨道交通概论基本理论知识与现场生产实践联系起来，获得对本专业领域相关的感性认识和实践知识，为后续的专业课程学习打下基础。
二、依托基地
为了确保铁路行车安全正点，以往这些专业的学生到现场实习，由于受到实习场地、实际系统的运行、培训实习时间等各种因素的制约，只能观看，不能亲手操作，实习效果不能满足教学的需要。本次实习采取直观教学，依托上海轨道交通培训中心龙阳路基地，改变以往实习只能观看不能动手操作的缺点。
上海轨道交通培训中心龙阳路基地，由“一条实训线路、三个运行平台、五个专业系统”和原张江高科地铁站“三站两区间”组成的。在龙阳路基地至2号线原张江车站建有实训线，线路总长1.6公里，采用了国产化的CBTC信号设备，并安装新型道岔和转辙机，并由原2号线张江站、龙阳路基地以及一个模拟车站构成了“三站两区间”的线路形态。
三、实习内容
鉴于实习对象的知识结构，本次实习主要是介绍城市轨道交通信号基础设备，其中重点讲解室外设备，如：轨道电路、信号机、转辙机、计轴器、应答器等。下面以轨道电路、计轴器为例讲解认识实习。
（一）轨道电路的基本原理
轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以机械绝缘（或电器绝缘），接上送电和受电设备构成的电路。最简单的轨道电路如下图所示。轨道电路由钢轨、轨道绝缘、轨端接续线、引接线、送电设备及受电设备等主要元件组成。
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图1 轨道电路示意图
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图2 轨道电路现场设备
（二）25Hz相敏轨道电路设备构成
送电端扼流变压器（BE25）、送电端电源变压器（BG25）、送电端限流电阻（RX）、熔断器（RD1 、RD2）、受端扼流变压器、受电端中继变压器（BG25）、RD3熔断器、防雷补偿器（FB）、防护盒（HF）、轨道继电器（GJR）、25HZ电源屏。
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图3 25HZ相敏轨道电路原理图
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（1）扼流变压器 （2）限流电阻
图4 轨道电路轨旁设备
扼流变压器作用：沟通牵引电流，同时配合送电端供电变压器，受电端匹配变压器和二元二位继电器等设备，构成25HZ相敏轨道电路系统。
送端限流电阻作用：防止车辆在送端轨面上分路时，分路电流过大烧毁轨道变压器，提高分路灵敏度。
（三）计轴器
城市轨道交通信号系统中采用计轴器，是今年出现的新景象。当列车运行控制系统（Automatic Train Control， ATC）出现故障的情况下，计轴器作为轨道电路的替代品，由其构成联锁、闭塞系统，以保证列车运行安全。今年以来，城市轨道交通信号系统选用基于通信的列车自动控制系统（Communications Based Train Control ，CBTC），作为CBTC系统的后备模式，普遍也采用“计轴器”替代轨道电路，用“计轴器”检测轨道区段有无列车占用。
计轴系统，它主要完成检查区段状态的功能，包含室内设备和室外设备，室外设备有传感器（计轴磁头）和电子连接箱；室内设备有运算器、UPS电源、继电器以及由计算机构成的计轴器主机系统。室内设备和室外设备由专用计轴电缆相连。
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图5 计轴设备的原理图
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图6 计轴磁头和电子连接箱
四、总结
体托上海轨道交通培训中心龙阳路基地，城市轨道交通通信信号专业现场认识实习采用直观教学和最生动的方案，基地里面信号设备供学生在学习过程中真刀真枪地演练，深受学生欢迎。通过认识实践实习，学生获得了对本专业领域的感性认识和实践认识，为后续的专业课程学习打下坚实基础，实践实习效果显著。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 刘丽梅，韩江.卓越工程师人才培养的研究[J].前沿，2012，（12）：183-184.
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网络作战概念指导下的基本组织结构
从20世纪90年代开始，为确保美军全球信息栅格系统中的陆军部分高效安全运行，美国陆军在联合军队的指导下，围绕网络作战行动概念进行了一系列组织结构调整，解散了信息系统司令部，并先后组建了陆军信号司令部以及网络企业技术司令部等机构，逐步形成基于技术、防御为主、重在应急的网络作战基本组织架构。
2005年，美国战略司令部了《全球信息栅格网络作战联合作战概念》，对这一时期美国陆军网络空间力量建设的组织结构进行了详细说明，将陆军网络作战体系组织架构划分为三个层次：在第一个层面，在陆军太空和导弹防御司令部/陆军战略司令部的指挥下，作为陆军网络作战行动唯一的领导机构，陆军全球网络行动和安全中心负责态势感知和指挥协调工作，在美军联合部队网络力量体系中，该机构发挥军种全球网络作战与安全中心的功能。在第二个层面，战区网络行动和安全中心是各作战司令部的支持元素，负责“指导网络作战行动，管理和防御属于陆军管辖的全球信息栅格元素”。战区内各地区网络行动和安全中心构成了陆军网络作战体系的第三个层面。此外，陆军计算机应急响应分队是应对网络突发事件的处置力量，在紧急情况下可以接受全球网络作战特遣部队的战术控制，每个战区网络行动和安全中心也都建立了计算机应急响应分队。
成立陆军网络司令部
随着美军对于网络空间依赖程度的加深，控制和削弱网络威胁持续成为美军关注的重点任务，组建独立负责网络空间作战指挥机构的呼声在美军内部日益高涨。在2008年“扬基鹿弹行动”的直接推动下，美军决定结束军种单位独立分散发展网络作战能力的局面，通过并、撤、转、改等措施对相关机构进行结构重组，成立全面负责网络空间作战的联合指挥机构，美国陆军网络力量组织建设也进入快速发展阶段。
通过全球部署分散发展的方式形成网络空间作战组织的基干力量。由于意识到网络作战行动将对军事领域产生更加深远的影响，美国陆军在作战部队层面投入大量资源，逐步建立起网络作战行动的基干力量。例如，陆军在2008年7月启动了第一支网络战营，其能够提供战术支持、旅战斗队支援以及向其他军种单位、联合部队甚至跨机构伙伴提供战略支援；陆军还对网络作战行动的上层指挥体系实施调整，从而使相关行动得到适度权限的监管。在这个时期，陆军未来网络作战力量都以分队形式整合在军种和联合部队架构下作战单位的内部，包括从国防信息系统局、全球网络作战联合特遣队、国家安全局到旅战斗队等各个级别的战略和战术机构。
新建核心协调机构，理顺总部到分队层面的指挥关系。2009年6月，美国国防部通过发表备忘录的形式宣布建立美国网络司令部，旨在通过一个专门的次级联合司令部集中统筹和推进网络空间军事力量建设。与此同时，作为日后组建陆军部队网络司令部的过渡性措施，陆军决定保留陆军太空和导弹防御司令部/陆军战略司令部的组织架构，并将其重新命名为陆军部队网络司令部。2010年2月，美国陆军宣布在此基础上正式组建陆军网络部队司令部，其在组建和初始建设阶段的工作主要围绕三项任务展开：实现网络空间军事力量作战化、增加陆军网络作战力量的能力和规模、发展陆军网络空间专业人才队伍。由于以往的指挥体系被打乱，网络司令部下新成立的陆军网络空间作战与整合中心实际上发挥了指挥控制和协调同步的核心作用。该机构与此前的陆军全球网络行动和安全中心功能类似，但是除了“在执行全谱网络空间作战行动过程中提供清晰、简洁、及时的指导”以外，该组织还负责“与陆军其他司令部、其他军种单位中的同类机构、美国网络空间联合作战中心共享信息”。在机构建立之初，网络空间作战与整合中心的部分人员还直接加入美国网络司令部参谋机构，从而更好地促进实现联合部队与军种单位网络作战行动的指挥统一。
转型作战部队职能，促进传统能力向网络空间作战能力发展。在作战部队建设层面，以野战信号部队为主体的网络企业技术司令部/第9信号司令部转隶陆军网络部队司令部，陆军情报和安全司令部所属网络空间作战部队的作战指挥权也由陆军网络司令部掌握。通过这种组织调整，陆军网络司令部第一次掌握了前沿部署作战力量，能够形成全球存在态势并具备远征能力，可以向作战指挥官提供更加全面的战斗支援能力。值得注意的是，网络企业技术司令部以及情报和安全司令部指挥官都在陆军网络司令部担任副司令，分别负责不同类型的网络作战行动任务，基本形成了原信号部队主管网络防御、原军事情报部队主管网络进攻的模式，从而将此前离散部署、松散联合的网络空间相关组织整合为一支完备的陆军网络力量。此外，陆军网络司令部在2011年还被赋予执行信息作战的任务，掌握第1信息作战司令部的作战指挥权，情报和安全司令部下属的第780军事情报旅也将转型为陆军网络司令部直接指挥的网络旅。
持续优化陆军网络空间部队
陆军网络司令部成立后，网络空间军事力量作战化始终是其中心工作，这一点在陆军网络力量组织不断优化整合的过程中得到突出体现。对于当前已经形成的网络作战、电子战、信息作战、军事情报甚至太空作战能力，美军陆军在进行网络军队组织结构设计时也体现出融合多种能力的趋势。美国陆军还在网络部队建设中积极推进整体型军队模式，突出国民警卫队和预备役网络力量的发展。经过多年建设，美国陆军网络力量组织结构已经基本形成。
优化战斗力量组织结构，适应作战行动支援需求。在总部机构层面，为了进一步完善网络空间作战行动的指挥程序并实现意图统一，陆军在2014年3月批准网络司令部为陆军部队组成总部，同时指定第2集团军为其直属单位，而网络企业技术司令部成为第2集团军直接指挥的网络作战部队，网络企业技术司令部指挥官兼任第2集团军副军长。而且在前一年，网络司令部已经在美国网络司令部和陆军总部的指导下开始组建联合部队网络总部，其将对网络空间作战部队实施任务指挥，并且具备直接支持作战司令部的网络作战能力。在作战部队和战区层面，网络司令部试图通过地区网络中心改善全球网络防御态势。在原有战区网络作战和安全中心、地区计算机应急响应中心力量基础上，这些地区网络安全中心对网络作战行动指挥程序进行精简，能够发挥较强的计划、协调和同步功能，从而更加高效地支援地理作战司令部的行动。
确定条令开发负责机构，完善网络建军理论指导。由于美国陆军网络司令部合并了原网络作战、信息作战和信号部队的力量，信号部队的大量作战理论迫切需要修订并转化为网络作战理论，从而实现协调统一的作战能力发展模式，避免出现概念指导上的混乱。2014年3月，美国训练和条令司令部在原信号卓越中心的基础上，整合其他相关专业力量元素，组建了陆军网络卓越中心，目标在2015年10月使其具备指导网络、信号和电子战部队训练的全面能力。网络司令部下属的网络空间促进办公室也被合并入网络卓越中心，从而进一步增强网络卓越中心在总结网络部队建设经验教训方面的优势。通过实施条令出版项目，网络卓越中心试图合并原有的信号和电子战部队条令，根据陆军“2015条令体系”的相关要求开发全新的网络空间作战、电子战以及信号部队条令。目前，陆军已经完成了对野战条令FM6-02《信号部队支持作战行动》的修订，指导信号部队向网络部队进行职能转型；第一次了野战条令FM3-38《网络电磁行动》，明确了“陆军在统一地面行动中整合网络电磁活动的总体原则、战术和规程”；作为陆军网络军队建设的根本性指导文件，野战条令FM3-12《网络空间作战》也基本完成了最后的批准程序，于2015年正式在陆军内部发行。以上述条令文件为主体，网络卓越中心将继续完善数十种相关陆军条令出版物的编撰工作，构建完整的陆军网络空间作战技术、战术和规程体系，为陆军网络部队建设提供全面理论指导。
关键词：创新 实训平台 PLC 自主设计
1 概述
目前可编程序控制器（programmable logic controller，PLC）技术是自动控制主流技术之一。PLC课程特点是技术新、强调理论而更偏重实践应用。以往的教学模式侧重于理论教学，常规的PLC控制实验箱，内部结构完全封闭，学生只需要对实验箱进行插拔式的操作即可完成实验，学生缺乏兴趣和主动性，理论教育与实际工程严重脱节。常规的实训箱，控制对象为固定的十字路口红绿灯指示、指示灯式机械手和指示灯式的电梯等，实训内容固定，只能进行验证性的实训[1]，实训结果就是一些指示灯亮灭，学生缺乏兴趣和主动性，理论教育与实际工程严重脱节。实训模型相对效果较好，与真实设备相近，但占地面积大，费用高，维修麻烦，不能大面积推广，学生使用率低。
以提高学生提高实践能力为目的，以就业岗位需求为目标，紧密结合最新技术，以课程教学改革为背景开发建设PLC实训平台，该平台提供了自主设计方法，满足创新性的实训项目，提高学生运用PLC的技能，为以后深入学习PLC控制系统打下坚实的基础[2]，真正实现了学生毕业后在PLC技术应用领域“零距离上岗”的最终教学目标。该平台采用便携式，经济实用，有利于大面积推广。
2 实训平台总体设计
实训平台按区域设计，设计了步进电机实训区、传感器实训区、霓虹灯实训区、十字路通指挥实训区、脉冲信号处理实训区、按钮区六个自主设计实训区，图1为系统布局图，图2为实训平台图片。
PLC实训平台以常见工业现场信号和控制设备为背景设计，其中，按钮区、传感器实训区、脉冲信号处理实训区为PLC提供各类工业现场信号，有开关量信号、OC门信号、模拟量信号、脉冲信号、旋转编码器信号；步进电机实训区、十字路通指挥实训区、霓虹灯实训区为PLC提供多种输出控制设备，有PTO控制、LED控制、开关量控制。以锻炼学生对各类输入信号、控制设备的连接及编程能力。
3 实训平台硬件设计
在方案设计的基础上，利用电路设计自动化（EDA）软件完成实训平台电路原理图和PCB 图的设计，进而完成电路板的印制。
实训平台中的传感器实训区、步进电机实训区、脉冲信号处理实训区的硬件设计较为特殊，具体设计如下。
3.1 传感器实训区硬件设计
该实训区设计了电感接近开关、电容接近开关、光电接近开关、霍尔传感器、热电阻、颜色传感器，其中前4种传感器为NPN型OC门输出，热电阻为模拟量输出，颜色传感器为电平输出，各传感器没有内部接地外，实训时需外部用跳线接地。
颜色传感器实训时，对光照强度要求比较严格，必须在合适的光线照射下才能使用，如光线较暗时，通过滤光片的光量不够，将检测不出正确的颜色。此时的现象是，R、G、B端口输出的电平状态不是对应的颜色值或输出全是低电平。
3.2 脉冲信号处理实训区硬件设计
该实训区设计了两路方波输出，用来模拟脉冲式信号和旋转编码器信号，两路方波输出频率范围是30HZ到30KHZ，峰峰值为+24V，占空比是1到254个等级可调。要改变占空比，需将开关置于OFF位置，数码管显示频率，当改变占空比时，数码管会显示当前占空比等级，显示时间为3S，然后返回到显示当前频率；将开关打到ON位置，两路方波相位相差90度，此时占空比不可调，恒为50%，频率可调。
3.3 步进电机实训区硬件设计
该实训区设计了步进电机及驱动器，提供四个PLC控制端口，分别为OPTO、CP、DIR、FREE四个端口。OPTO为接地端口；CP为控制脉冲输入口，脉冲幅值为+24V，每来一个脉冲，步进电机转动7.5个角度，转一周需48个脉冲；DIR为步进电机方向控制口，低电平时正转，高电平时反转；FREE步进电机使能接口，高电平有效使能，步进电机处于自由状态，不断电的情况下，人工可转动。
4 实训项目设计
该平台提供了10个以上由学生自主设计、创新综合性实训项目，难度逐步提升。执行“以学生为中心”的实训教学的创新理念，结合传统实训项目，对不同阶段、不同层次的学生因材施教。目前，可实现10个以上自主设计、创新型、综合性实验项目[2]，这些项目都可以由学生自主在实训平台上完成，根据自己掌握情况，可易可难，完全进行实际工程项目演练。这些项目有：
①开关量信号的PLC处理技术实训；
②NPN型OC门信号的PLC处理技术实训；
③物料传感器检测实训；
④电压模拟信号的PLC采集技术实训；
⑤高速脉冲的PLC采集技术实训；
⑥旋转编码器的PLC采集技术实训；
⑦PLC驱动LED数据显示实训；
⑧PLC对步进电机的控制方案与实施实训；
⑨十字路通指挥系统实训；
⑩PLC驱动霓虹灯实训；
PLC继电器控制技术实训；
PLC晶体管输出控制实训。
5 结束语
设计了12个PLC实训项目，根据安排的基本流程，学生可自主创新设计实训内容，并完成整个实训过程的创新训练，有利于培养学生的动手能力和创新能力。
基于该平台和创新实验项目设计方法，作者指导了两届高职学生完成PLC的创新实训项目，学生从方案制定、原理图绘制、I/O分配、PLC 程序编制和调试，并最终完成创新实训项目的报告，这个完整的流程，对学生的综合训练取得了良好的效果。
参考文献：
[1]胡兆勇，刘漫丹，郭钟宁，成思源.基于虚拟PLC的创新实验项目[J].实验室研究与探索，2012（11）：89-91.
[2]许建凤，傅永锋.多模式PLC实训平台设计与研制[J].实验技术与管理，2012（11）：65-67.
关键词：导弹装备 仿真技术 建设研究 总体设计
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（a）-0132-02
1 必要性分析
防空导弹装备教学的主要目的是培养学员综合运用防空导弹武器系统基础知识，掌握防空导弹武器系统的工作原理、功能组成、基本操作使用方法以及维修保障等基本技能，使学员具有较强的任职能力和发展潜力，为以后从事导弹装备的管理、保障、使用、监造等工作奠定良好基础。因此，在防空导弹装备课的教学中，既要注重理论知识的教授，又要注重动手能力的培养。
目前，该院在装备教学进行理论与实践相结合的问题上做了多种探索，比如：加大实训课的课时比例、加强学员的综合演练等实践活动等，但就总体思路而言并没有突破传统的“三段式”的教学模式。在教学模式上仍采取的是理论课与实践课分开教学，在实施程序上采取的是理论课程在先、实践课在后，单科独进、分科教学，造成了理论教学与实践教学本身是脱节的，在时空上难以有机地结合在一起；在教学管理形式上，强调教学大纲、内容及进度的统一性，在教学评价与反馈上，采取的是以个人卷面分数为主，实践课成绩为补充，忽视了对学员实际动手能力的评价。
针对装备教学中存在的上述问题，围绕部队防空导弹岗位群人才培养需求，需要探索一种在防空导弹装备课堂教学中理论与实践有机结合的教学模式，以有效地促进新装备教改的开展。
理实一体化教学模式是将理论教学与实践教学有机结合的教学模式，具体而言，就是在模拟任职工作环境中，根据岗位及专业的能力培养要求，由双师型素质教员指导，学员作为主体主动参与教学活动，师生双方边教、边学、边做，来完成某个教学目标和教学任务，从而实现融理论教学、实践教学和任职岗位、技术支援于一体。通过理实一体化教学模式的实施，可以使学员经历实践-认识、再实践-再认识，内在联系密切，螺旋式上升提高的过程，从而达到以能力为中心，知识、技能和态度三位一体，全面提升学员岗位任职能力的目的。
理实一体化（强调理论与实践结合，以理论来支撑实践，以实践来印证理论，同时提高，相互促进。因此，要保证理实一体化教学模式的实施效果，就需要良好的实践平台来支撑，然而，由于各种因素的限制，长期以来导弹装备实践教学中存在以下问题：一是，装备数量少，有些新装备甚至还没有配备实装，训练场地少，而受训人员数量多，训练时间难以保证；二是，导弹装备结构复杂，价格昂贵，在实装上难以进行任意级别、任意层次的故障维修训练。针对上述问题，通过防空导弹装备专修室的建设与应用，将多媒体教学、装备实物展示、模拟操作训练等功能融为一体，为理实一体化教学模式的开展提供了教室与装备训练场一体化的教学场所，提高了防空导弹装备保障人才的培训质量，取得了良好的教学效果。
2 防空导弹装备专修室总体设计
防空导弹装备专修室以提高某型防空导弹装备教学训练能力为目标，可满足防空导弹装备的结构原理、操作使用、检测维修等教学训练内容。建设内容涵盖防空导弹武器系统的作战装备和保障装备，主要包括基本教学资源、演示示教资源、模拟训练资源、实装训练资源和维修训练资源等五大部分资源。
（1）基本教学资源，基本教学资源主要包括武器系统配套教材、电子挂图、电原理图、图册、资料、多媒体课件等，可为受训人员学习武器系统及各组成部分功能、原理提供适用的教材和参考资料。
（2）演示示教资源，演示示教资源主要包括实物模型及虚拟演示模型。其中，实物模型包括无线电引信模型、天线模型、筒装导弹发射故障应急处理拆解模型等，主要用于直观展示搜索制导天线的结构、无线电引信的结构原理、导弹运装发射筒的内部构成、导弹与发射筒的联结关系等，同时筒装导弹发射故障应急处理拆解模型还可用于培训学员导弹无线电引信测试天馈罩装卸、导弹发射故障应急处理等任务的操作训练。
虚拟演示模型采用3D技术，以虚拟形式，多层次、多视角展示制导站、导弹、战车发动机的结构、组成及相互关系，直观演示武器系统作战装备整个作战操作过程和作战效果。这些模型既可单独运行，通过漫游及移动、缩放、旋转等操作自由地动态、直观表现装备结构与组成，实现搜索指挥车和发射制导车的车内、外场景的虚拟交互漫游，也可嵌入多媒体课件，融入课堂教学，或者由学员在自习时自主调用。
（3）模拟训练资源，开发防空导弹武器系统操作模拟训练系统，该系统是一套半实物与虚拟仿真相结合的维修训练模拟器，能模拟制导站电子设备的所有操作，能根据想定设置操作科目、评价模拟训练效果，并能模拟训练复杂电磁环境等战场条件中的战斗操作，适合多次重复训练，摆脱了依赖实际装备造成操作原理学习和训练的不足。
（4）实装训练资源，实装训练资源主要包括防空导弹武器装备及其实装部组件。其中，实装部组件主要包括制导站电子设备的电子组合、导弹关键部组件等，这些部组件既可用于展示武器装备各部件的构造，还可通过施加激励等方式，演示其运行原理，能够较好地满足装备构造原理教学需要。
（5）维修训练资源，维修训练资源以防空导弹装备中小修培训能力培养为目的，除购置、请领了导弹通用检测维修工具及中小修专用检测维修设备工具外，还设计开发了检测与信号分析系统，该系统由信号模拟、测试接口、转接电路、测试面板等构成，可以将导弹装备的电子组合通过测试接口接入系统，提供必要的激励信号环境，将待测信号引到测试面板上。测试面板设置有通用接口，可以通过通用仪器方便地监测与观察相关信号，开展信号分析等教学活动。
3 专修室资源在导弹装备教学中的应用
良好的教学软硬件环境是运用理实一体化教学模式的前提和基础。传统的教学，理论与实践彼此分离，教员先在教室中通过多媒体课件和教材给学员将装备构造、工作原理、检测维修等理论知识，然后再到装备场去进行实装训练，通常是理论课枯燥无味，学员听得稀里糊涂，实装训练时又由于理论没学扎实，训练效果大打折扣。而采用理实一体化教学模式，以导弹装备专修室为平台，教员可以将实装操作训练与专业理论教学相对应，紧密衔接，实现理论与实践的有机结合、相互促进，真正做到空间和时间的同一性、认识过程的同步性和认识形式的交错性。
专修室提供的挂图、图册、电原理图、教材、3D模型、多媒体课件等各类电子化资源丰富，网络教学系统信息交互能力强，突破了通过教员课堂教学传授知识的单一途径和时间限制，为信息化教学理念的实践创造了良好的环境条件。利用专修室提供的电子挂图、图册、电原理图等电子化教学资源，教员通过移动、缩放等操作，可以方便地分析电路原理和信号关系。教员还可利用实装部组件、检测与信号分析系统等，通过对实测信号波形与电原理图的综合分析，直观地展示导弹武器系统制导站电路工作原理。
教员使用专修室提供的装备3D模型、信号演示系统和虚拟仿真软件的综合应用，可以方便地实现从武器系统整体到各分系统，以及由各分系统到武器系统整体的构造与原理教学，方便学员对装备的认识，较好地解决大型复杂装备专业教学中存在的各门课程专业性与武器系统整体性脱节问题。
教员采用实物模型、构造原理虚拟演示系统和工作过程虚拟演示系统等，可以将抽象原理具体化、形象化，加深学员对装备原理的理解，实现防空导弹装备构造原理的形象化教学。
在无实装或实装数量少的条件下，教员可以利用模拟训练设备，让学员尽可能地感受实装，熟悉装备的操作使用；可以通过对实装部组件的拆装操作和检测，进一步提高学员对装备构造原理的认识。通过虚拟和实装两者的融合，教员可以让学员操作验证和领悟原理，达到“教-学-做”一体，理论与实践融合，相互促进的目的。
4 结语
防空导弹装备专修室紧紧围绕装备原理和构造教学需要进行建设，既注重武器系统整体构造原理和各分系统构造原理的配合，实现了整体与局部、理论教学与实践教学的有机结合，增强了装备构造原理学习的系统性；又注重多种资源并举，多种手段并用，多种功能整合，提高了装备构造原理教学手段的多样性和教学实施的灵活性，实现了教学效果和效率的整体优化。
参考文献
[1] 罗玉文，单财良，鲁千红，等.雷达装备教学模式探索与实践[J].空军雷达学院学报，2010，24（4）：296-297.
[2] 李胜军，程远增，李鸣，等.充分利用专修室搞好火控装备原理教学[J].中国现代教育装备，2012，21（11）：29-34.
关键词：脑机接口；p300；预处理；特征提取；分类算法
1 引言
脑机接口（bci）是一个系统，允许用户与环境的沟通，只有通过大脑活动，而无需使用肌肉输出通道。它涉及了神经科学，信号检测，信号处理，模式识别等多种领域。要建立大脑和外界设备之间的联系，首先要测量大脑活动，然后进行处理分析信号数据，再进行机器学习（训练分类模型）实行分类，进而实现用户的意图。p300电位是当视觉受到外界特殊刺激时脑电信号出现一个波峰，其峰值大约出现在相关事件发生后的300ms。其优势特点是被试验之前不需要进行训练即可成功诱发出来。因此p300电位是脑-机接口常用的一种信号。文中所用数据是bci competition 2003的data set iib离线数据集。大致处理过程可以描述为：原始信号数据预处理特征选择与提取选择并训练分类模型分类结果测试分类算法效果根据效果调整分类模型得出理想的分类结果。
2 处理数据的算法步骤
2.1 单次样本提取：因为p300电位一般出现在刺激后的300ms左右，所以通过分类精度验证后，本文截取从每次闪烁开始后100ms到700ms长度的数据作为一个单次样本，这样将训练集的前30个trial的数据组成一个30×12×15×144×64维的原始特征空间。
2.2 数据预处理：由于采集到的原始数据中一般会含有眼电，肌肉以及外界干扰等因素（如测量仪器或环境干扰等）的噪音信号，以及p300电位的低频特性，所以需要对原始数据进行预处理，本文主要涉及数据精度的转化以及低通滤波。论文突出在打破了前人已有经验的限制，将p300电位的频带范围更加精确化，更是体现了p300电位的低频特征，文章选择采用matlab自带的信号处理工具箱设计了一个合适的滤波器，以带通替代低通设计了10阶butterworth（iir）带通滤波器，带宽为0.05hz～7.5hz。不同频带域对应的实验准确率如表1。其中10阶可以通俗理解为过滤次数，一般来说过滤次数越多滤波效果就越好，但是同时也加重了程序运行负担，因此选择适当的滤波阶数也是很关键的一步。
表1
2.3 特征选择与提取：首先对电极进行筛选，因为并不是所有电极都能明显体现p300特征，所以需要把那些p300特征比较明显的电极筛选出来。通过多次准确率比较论文选择了22个导联（用ne表示）作为特征电极，对应编号为：11，13，14，18，19，20，34，47，51-64。比较准确率时采用随机增加通道，能提高准确率的通道保留，反之舍弃的方法。其次，为了提高训练模型的速度，需要对特征空间进行降维处理，本文尝试过两种降维方式，一是将相邻6个采样点的平均值作为一个特征点，二是每隔6个采样点取一个特征点，事实证明后者的程序简单而且准确率并高于前者，所以采用后者的方法将预处理后的数据降维。再关于试验重复次数求平均，至此每个trial只剩24个特征点（用ne表示）。并将其特征电极与特征点结合考虑作为每个trial的特征向量。这样将得到前30个训练数据的特征空间为（30·12）×（ne·nt）即为360×528维的特征空间。
2.4 规范化特征空间：就是将特征空间向量投射到特定的小范围内，如-1.0～1.0或0.0～1.0。文章采用向量单位化的方法将其投射到0.0～1.0范围内。规范化可以消除数值型属性因为大小不一而带来的特征分类偏差。这个过程对于提高脑机接口信息传递效率很重要。
2.5 训练分类模型：将特征提取得到的已知目标字符的数据作为训练集，利用c-svc（c-支持向量分类）选择线性核函数u'*v对其进行训练，其中样本特征是属于二分类样本集，分别用-1和1标记两种样本类别。
3 分类结果
将训练出的分类器应用于等量的未知目标字符的测试数据集，推断出所选择的字符。并计算分类准确率：accuracy=■×100%。论文通过上述算法得到的最高准确率达90.00%。相应不同重复次数文章分别测试了对应准确率，见图1。
图1
4 结束语
文中选择了22个通道数据进行处理得到了很好的分类效果，但是否这22个特征电极就适用任何群体的实验数据，本文并未明确给出。但至少文中所用的通道及其筛选方
法可以为相关研究者提供参考。论文关于p300电位的低频特性到底低到什么程度也只是对文中所用数据作了验证，是不是普遍结论还有待这方面的研究者进一步探讨。总之本文所用的处理算法对提高整个bci系统的总体数据传输率起了积极作用。
参考文献
[1]程明，高上凯，张琳.基于脑电信号的脑-计算机接口[j].北京生物医学工程，2000，19（2）：113-118.
[2]杨立才，李佰敏，李光林，等.脑-机接口技术综述[j].电子学报，2005.
1．1系统所需技术
系统以Windows平台下的ASP技术为框架，服务器端操作系统采用Windowsserver2003＋IIS6．0；数据库采用MicrosoftSQLserver2000。
1．2功能设计
护理学基本技能在线练习和考试系统应以满足护生进行在线技能练习和考试以及教师考核护生对技能的掌握程度作为出发点。系统应按照教师要求，依据教学大纲和课程培养目标，显示护生选定操作项目的实验课件演示、上课视频、视频点播和对话示例等；或者从已建立好的题库自动生成试卷；护生根据屏幕显示的题目用键盘输入答案；考试结束后，计算机应能自动保存、阅卷、统计成绩和进行成绩分析。因此，该系统应具有教师界面和护生练习考试界面两大部分，实现实验视频点播、智能答疑、实时讨论、随时出题、联机考试、实时判卷、成绩统计与分析等功能。
1．3数据库设计
根据系统功能设计的需求以及功能模块的划分，数据库可为以下数据和数据结构：教师（用户名、密码、邮箱、是否管理员）；护生（学号、姓名、密码、学院、班级、邮箱）；技能训练（实验项目、实验课件演示、实验上课视频、实验视频点播、实验对话示例）；互动交流（公告栏、在线作业、智能答疑、实时讨论）；题库（实验项目、题型、试题内容、选项1、选项2、选项3、选项4、正确答案）；试卷信息（实验项目、试卷编号、难易程度、试卷总分、题型1数目、题型2数目、题型3数目、题型1分值、题型2分值、题型3分值、开始时间、结束时间、设置时间、设置者）；考试成绩（自动编号、考生学号、姓名、学院、班级、试卷编号、开始时间、结束时间、成绩、综合评价）；使用信息（学号、姓名、学院、班级、邮箱、使用次数、使用时间，最近1次上网时间、训练次数、训练时间、作业完成和未完成次数、视频点击次数、考试次数、考试总成绩、考试平均成绩）。
2功能模块的实现
2．1登陆模块
主要包括用户注册和登陆。用户在系统界面中输入自己的学号／邮箱和密码就可以查看技能训练和考试的最新信息，并参加技能训练和考试。
2．2在线训练系统
进入训练界面后，护生先选择“实验项目”，系统将自动显示“实验课件演示”“实验上课视频”“实验视频点播”“实验对话示例”，护生可以根据需要点击任意模块进行学习。系统将自动记录训练项目、次数和时间。护生也可以进入“互动交流”板块，点击下面的模块，如“公告栏”“在线作业”“智能答疑”“实时讨论”浏览、写作业和讨论。
2．3在线考试系统
2．3．1正常考试界面
进入考试界面后，护生先选择“实验项目”“题型”和“难易程度”，系统会自动生成一套试卷并显示试卷界面，同时会显示考试剩余时间。当考试结束或护生点击“交卷”按钮时，系统自动将用户答案传送至服务器的数据库中保存。
2．3．2成绩查询界面
考试结束后，系统自动生成考试成绩并对护生成绩进行分析。护生不仅可以查看自己的成绩，还可以查阅正确答案以及系统对于本次考试的分析和评价。此外，护生还可以查阅自己使用次数、使用时间，训练次数、训练时间，作业完成次数和未完成次数、视频点击次数，考试次数、考试总成绩和考试平均成绩等信息。
3系统关键技术与难点
3．1自动组卷
在线练习考试系统应根据护生选择“实验项目”“题型”和“难易程度”，自动从试题库中随机抽取题目生成每份试卷。智能组卷法为每一道题目设置标识码，对于同一考核点的题目，标识码相同，系统不允许在同一套试卷中出现标识码相同的题目。
3．2自动阅卷
在线考试系统应能对护生的考试进行自动保存、评卷、统计分数、结果汇总和成绩分析。对于客观题，可采用对应匹配的策略进行比较，有效减少了误差。
3．3系统安全
在线考试系统必须加强实时监控，确保护生不能联网作弊；同时要防止数据被随意更改或删除；在考试过程中，还应防止计算机故障中断考试导致的考试数据丢失［2］。
4讨论
4．1在线练习考试系统成本低、效率高
护理学基本技能在线练习考试系统基于Web的浏览器／服务器（B／S），用户界面完全通过WWW浏览器实现，是一种全新的技能训练、考试方式和手段，它不需要价格昂贵的仪器，真正实现无纸化办公，节省成本开支。该系统具有两大功能：一是进行在线技能练习和考试；二是作为网络互动学习资源库。该系统把用户管理系统、实验视频点播系统、在线练习系统、在线辅导系统、智能答疑系统、题库管理系统和考试管理系统整合起来，能弥补传统技能练习和考试的不足，满足护生进行在线技能练习和考试以及教师考核护生对技能的掌握程度的需求。
4．2在线练习考试系统具有科学性和直观性
在线练习考试系统基于建构主义理论指导，以学生所学知识的意义建构为目的，能为学生提供良好的技能练习和考试环境，使学生拥有实验练习的自主控制权，强化护生的操作技能；降低考试时其他因素的干扰，预防护生考试中的作弊，使教师能科学地评价实践教学的质量。本系统大量使用了多媒体技术，直观、形象地创设技能训练情境，提高了护生的兴趣，激发了护生的求知欲，创造了良好的学习气氛，促进护生主动积极地进行技能训练。
4．3在线练习考试系统具有实用性和易操作性
本系统拥有美观、实用、易操作的界面，护生只需使用学号或邮箱注册或登录即可进行技能训练和在线考试，操作简单，导航明确。在技能训练界面，护生只需点击“操作项目”，就可以进行相关的技能训练；在技能考试界面，护生只需选择“实验项目”“题型”和“难易程度”，系统自动生成试卷，当点击“考试结束”，系统自动保存试卷，生成成绩并进行成绩分析，有助于提高考试质量。
4．4在线练习考试系统具有灵活性和开放性
关键词：.NET技术；人事考试信息网站；B/S网络模型
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 01-0000-02
Design and Implementation of Personnel Testing Information Website Based on the .NET
Wang Qingfeng
(Educational Technology Centre of Military Transportation University, Tianjin 300161,China)
Abstract:With the rapid development of IT,the Internet has become an important way for people to obtain information and professional information site to help users fast,accurate access to information, has great practical significance. In this paper,the analysis of information characteristics of the Personnel Testing class,combined with Microsoft NET technology,three-tier B/S network model,designed and implemented the Personnel Testing Information website.
Keywords:.NET technology;Personnel exam information site;B/S network model
在当今社会上，人们为了获取工作机会、升职加薪或者是提升自身的能力，会参加各种各样的考试或培训，因此，准确、快速的获取考试、培训信息已成为职场成功的关键点之一。人事考试信息类网站针对某一地区的用户群体，将该地区的所有最新的考试、培训信息汇聚在一起，并提供了快捷、准确的查询功能，具有很大现实意义和研发价值。
基于.NET平台在网站开发中具有的交互性强、可维护性好等优势，本文使用微软公司的.NET平台配合SQL Server 2005数据库进行开发，采用三层B/S模型构建了基于WEB和数据库的人事考试信息网站，提高了人们获取人事考试信息资源的效率。
一、系统关键技术
（一）.NET技术
.NET是微软的新一代技术平台，它面向网络、支持各种用户终端，具有功能强大的集成开发环境。.NET的核心内容之一就是搭建第三代因特网平台，解决了网站之间的协同合作问题，不同网站之间通过相关的协定联系在一起，网站之间形成自动交流，协同工作，提供最全面的服务[1]。
（二）三层B/S模型
相对于C/S模型而言，B/S模型采用多层开放式结构，将事物逻辑运算交由服务器执行，具有维护成本低、系统兼容性强、安全性强、可移植性好等优势[2]。三层B/S结构是在传统的两层结构的基础上发展而来的，它包括：界面层、中间层、数据层。在ASP.省略开发环境，在B/S三层网络模型的基础上，将整个系统分成几个模块进行开发。
（一）总体设计
人事考试信息网站主要面对四类用户：一般用户、招考单位、考生和管理员，一般用户主要通过浏览网站获取招考信息；招考单位通过网站招考简章、职位信息、相关政策法规、考试成绩以及录用信息等；考生通过浏览网站获得当前的招考信息，寻找适合自己的职位，了解相关政策法规，并查询自己的考试成绩以及是否被录用；管理员主要负责维护数据库、管理网站后台、给一些重要信息置顶等事务。
从下面的总体设计图可以看到，为了保证网站运行的稳定性，使整个系统构建平滑负载均衡，本文采用了三层B/S网络结构，显示层主要处理用户和Web服务器的交互，反映在应用程序中主要是一些ASP页面以及相关代码。为了保证该层Web服务器的安全，在用户和Web服务器间架设了一个硬件级防火墙；业务层主要处理用户所需信息的逻辑判断及功能调用，如各种专业技术人员考试网上服务、公务员事业单位考试的网上服务等，在应用程序中以.省略数据模型被业务层访问，为了保证数据的完整性和安全性，在数据层设置了一个备份数据库对数据库服务器进行定时自动备份。
图一：总体设计图
（二）功能模块设计
基于上述对人事考试信息网站的总体设计和功能分析，本文将信息网站分为五大模块，如图三所示。
信息浏览模块的功能是接收招考单位、政策单位的信息，设计网站的页面布局，将网站的各种考试信息、培训信息、政策信息等按类别、按地区进行归类，并将重要的信息置顶，力求达到一目了然的显示效果。
考试管理模块的功能是对各类专业技术考试、公务员事业单位招录和职称考试的网上业务进行管理，包括招考简章、招考职位、网上报名、费用支付、准考证打印、考分查询和结果查询等。
后台管理模块的功能是管理员用来管理后台数据库，确定用户的角色和权限，将最新的政策信息加入数据库、将考试院的最新公告加入数据库，并定时备份数据库和日志。
留言板管理模块的功能是处理留言板的相关事务，工作人员通过这个模块定时查看留言板的留言，并从相关部门得到回复后放上网。
防火墙和入侵检测模块提供网站的安全防护功能，该模块在Web服务器前端架设硬件级防火墙并进行自动配置，同时在Web服务器上配置入侵检测软件进行防护。
（三）数据库设计
通过上述对人事考试信息网站的总体设计和功能模块的划分，本文在SQL Server 2005数据库系统上搭建了名为exam的数据库，数据库中的主要表项如下：
招考信息表：编号，考试名称，考试类型（专业考试、公务员招考、事业单位招考、职称考试），单位，时间，信息内容，是否置顶。
分类考试表：编号，考试名称，考生名，考生信息，考生成绩，录用请客，备注。
培训信息表：编号，培训名称，培训内容，单位，时间，是否置顶。
公告信息表：编号，公告名，公告内容，单位，时间，是否置顶。
政策信息表：编号，政策标题，政策内容，单位，时间，是否置顶。
留言表：编号，主题，内容，留言人，留言时间，回复内容，回复时间。
三、系统实现
根据上文中的功能需求，本网站采用DELL PowerEdge 2300工作站级服务器，安装Windows 2003操作系统和IIS6.0，前端配置清华紫光UG603L-VPN硬件防火墙，服务器安装海峡黑盾IDS百兆入侵检测系统，保障了网站的稳定和安全运作。
本文使用作为网站的运行平台，使用SQL Server 2005作为后台数据库，并使用C#作为编程语言，利用技术连接数据库，部分代码如下：
stringstrConn = "Server=.；database= exam；uid=sa；pwd=examtest；"；
SqlConnection conn = new SqlConnection（strConn）；
conn.Open（）；
SqlCommand com=new SqlCommand（"select * from login，conn）；
四、总结与展望
本文对人事考试信息网站的需求进行了深入的分析，采用微软的.NET开发平台，使用B/S三层网络模型，配合SQL Server 2005数据库系统，设计并实现了基于.NET的人事考试信息网站，提高了网上查询考试、培训信息的快捷性和准确性。同时本文采用了硬件防火墙、入侵检测等方式在很大程度上保证系统的安全、稳定运行。目前该网站运行情况良好，不过还存在一些问题与不足，如安全性能还不完善，缺少必要的数据加密功能，这些都是以后的研究方向。
参考文献：
[1]陆永祯,孙云龙.用ASP和SQL Server实现网站分级管理[J].鞍山钢铁学院学报,2002,25(3):197-199
关键词：OFDM；无线局域网；通信
一、引言
近年来，正交频分复用(OFDM)技术因其可效对抗多径干扰(ISI)和提高系统容量而受到人们的极大关注，已在数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)、无线局域网(WLAN)中得到应用，是第四代移动通信系统的有力竞争者。OFDM是多载波传输方案的实现方式之，在许多文献中OFDM也被称为离散多音(DMT)调制。它通过串并变换将高速数据流分配到多个子载波上。使得每个子载波上的数据符号持续长度相对增加，从而可以有效地提高系统容量和对抗因无线信道的时间弥散引起的ISI。通过引入循环前缀(CP)有效地消除了因多径造成的信道间干扰(ICI)，从而保持子载波间的正交性。另外，它可以利用快速傅立叶变换算法实现调制和解调。为其应用提供了可能。
二、OFDM技术分析
OFDM的基本原理是将高速信息处数据编码后分配到并行的N个相互正交的载波上，每个载波上的调制速率很低（1/N），调制符号的持续间隔远大于信道的时间扩散，从而能够在具有较大失真和突发性脉冲干扰环境下对传输的数字信号提供有效的保护。OFDM对多径时延续扩散不敏感，若信号占用宽带大于信道相干宽带，则多经效应使信号的某些频率分量增强，某些频率分量减弱。（频率选择性衰弱）OFDM的频域编码和交织在分散并行的数据之间建立了联系，这样，由部分衰弱和干扰而遭遇到破坏的数据，可以通过频率分量增强部分更可靠的接收的数据得以恢复，即实现频率分集。
图1OFDM系统框图
三、OFDM在无线局域网中的应用
IEEE802.11a是OFDM应用于WLAN的标准。IEEE802.1la工作在5GHz频段。利用OFDM作为物理层技术。可提供6Mb／s到54Mb／s的数据速率。为了恢复处于不同衰落环境的子载波上的信号。它在不同的子载波上采用不同码率的编码方式。主要有1／2、2／3、3／4三种码率。其中1／2编码器采用约束长度为7的卷积编码，生成多项式为(133，171)，其他二种码率通过对1／2编码器进行凿孔获得。表1给出IEEE802.11a支持的8种模式，为了对比，表中还给出了HIPERLAN／2支持的7种模式。
表1不同的传输速率对应着不同的调制方式
调制方式
码率
数据速率
数据比特
/OFDM符号
二种标准都有的模式
BPSK
1/2
6Mb/s
24
BPSK
3/4
9Mb/s
36
QPSK
1/2
12Mb/s
48
QPSK
3/4
18Mb/s
72
16QAM
3/4
36Mb/s
144
64QAM
3/4
54Mb/s
216
IEEE802.11a独有的模式
16QAM
1/2
24Mb/s
96
64QAM
2/3
48Mb/s
192
HIPERLAN/2独有的模式
16QAM
9/16
27Mb/s
108
可以看出，IEEE802．1la中使用4种调制映射方式(BPSK、QPSK、16QAM和64QAM)。每个OFDM符号有64个子载波，其中48个传输数据，保护间隔为800ns，有效OFDM符号长度为3.2µs，总带宽为2OMHz。其定时同步、载波频偏估计和信道估计都是由2个前置训练符号完成的，训练符号由二部分组成：l0个短训练符号和2个长训练符号，总的训练时间长度为16µs。在选择短训练符号和长训练符号时，考虑到系统的PAPR问题，通过合理的选择训练符号，使得PAPR可以在3dB左右。
四、OFDM存在的问题及解决方法
在无线环境中，信号的传输都会经过多条路径到达接收端，尤其是在室内环境下，由于信号的反射、折射和散射，这种现象更为严重。OFDM技术虽然可以将频率选择性信道转化成平坦衰落的信道，但是要对抗多径衰落，单凭这一点是不够的。对抗多径衰落的最有效地方法是采用分集技术，因此，将OFDM和MIMO技术相结合，构成MIMO—OFDM系统，就可以有效的抵抗多经衰落，改善系统性能。
五、结束语
从理论上说，OFDM与单载波传输具有相同的信道容量，但是当存在严重符号间干扰或者在多径信道中采用OFDM传输可获得较好的性能。近来受到国内外广泛关注的研究领域是OFDM在下一代蜂窝无线通信系统中的应用，0FDM与多天线技术(MIMO)及空时编码(sac)技术的结合可以大大提高蜂窝通信系统的性能。
参考文献
[1]J．A．C．Bingham．MulticarrierModulationfordataTransmission：AnIdeaWhoseTimeHasCome[J]．IEEECommun．Mag．1999，(28)5：5-14．
