载波通信技术是一种利用频率分割原理进行信号传输的技术，它能够在一对线路上同时传输多路电话信号。这种通信方式的工作原理是在发信端对每一路电话信号使用不同的载波频率进行调制，将各话路的频谱安排在各自不同的频位上。在接收端则进行相反的过程，即解调，将位于不同频位的各话路还原为话音频谱，从而实现载波多路通信。载波通信不仅仅限于传输电话信号，还可以进行二次复用，即传输电报、传真、数据等其他形式的信息。 载波通信技术的历史可以追溯到20世纪初期，其发展离不开电子管和滤波器的发明。这些技术为实现载波电话通信提供了基础条件。随后增音器和同轴电缆的发明进一步推动了载波通信的发展。1918年，在美国的匹茨堡到巴尔的线路上开通了世界上第一个载波电话通信系统，该系统每对线可以传输3路电话。到了1938年，通过技术改进，每对线的通信容量提升到了12路电话。 二战之后，载波通信技术迎来了重大的发展机遇。在两次世界大战中，由于战争的特殊条件限制，除了美国之外的其他国家在长途有线通信方面的发展较为缓慢。二战结束后，各国纷纷建立了大规模的军用长途载波通信系统，通信容量显著提高，从最初的每对线传输几路电话，增加到了几十路甚至几百路。这显示了在军事通信中，载波通信技术的重要性。 在20世纪50年代初，单晶硅制备技术取得了突破性的发展，60年代各种晶体管电子元件相继诞生，这标志着电子元件技术的第二次重大突破。半导体晶体管相较于电子管具有体积更小、重量更轻、耐震性更好、寿命更长、性能更可靠以及功耗更低等诸多优点。这些优点极大地促进了电子技术的发展，并且加速了载波通信的半导体化进程。到了20世纪60年代初，载波通信设备开始进入半导体化阶段。 随着半导体技术的进一步发展以及同轴电缆材料与性能的提升，在70年代，一些国家的军队中先后投入使用了10800路载波电话系统。这些技术进步不仅提高了通信容量，也大大增加了通信系统的可靠性与稳定性。 总而言之，载波通信技术是通信史上的一项重要发明。它有效地利用了有线通信的线路资源，使得原本只能传输单一信号的线路可以传输多路信号，极大地扩展了信道容量，并提升了传输的速度。在军事通信方面，载波通信技术的应用尤为重要，它为军事通信的高效率和安全性提供了强大的技术支撑。随着技术的进步，尤其是半导体技术的发展，载波通信技术也在不断地提升与改进，成为了现代通信技术中不可或缺的一部分。

矿山物联网技术是将传感技术、通信技术、自动化设备和智能化计算技术相结合，应用于矿山管理，使得煤炭企业在生产中实现自动控制、全面感知和智能管理。文章分析了矿山物联网在煤矿企业的应用情况，包括全面感知系统、自动控制和智能管理三个主要方面。 全面感知系统通过对矿山环境的实时监控、灾害预警和应急救援等环节的实时控制，有效提升矿山的安全管理质量。系统利用多种技术手段，如生命探测、实时定位、智能传感和视频监控等，保障生产过程中的安全性，并减少生产风险。 自动控制方面，主要通过控制层技术实现对矿山生产设备和感知层终端的智能控制。控制内容包括通信信号、设备运行、数据传输存储和纠错分析等。关键技术有通信协议、接口技术、自组网技术、智能计算、IP传输和大规模数据处理等。子系统平台包括环网、智能计算、通信节点、接口兼容系统和多源异构数据存储等，以提升矿山生产的自动化水平和工作人员的安全性。 智能管理系统通过云计算、面向对象程序、控制和显示设备实现矿山综合情况的分析和管理。管理内容包括设备控制、人员管理、诊断维修、生产运输、安全管理、灾害预警、重大危险源监控、决策管理、应急救援管理和信息管理等。系统能够实现对矿山环境的综合管理，便于管理者实时掌握矿山的综合情况，提升煤炭企业生产中的安全性。 矿山物联网技术的发展，不仅可以推社会生产力的发展，还对企业管理及生产具有积极意义。对于煤炭企业而言，物联网技术的融合能带来深刻影响，是产业升级转型发展的必然产物。物联网技术的积极作用在于将煤炭生产中的运输、销售、物资、供应和统计等分支环节组成一个整体，实现统一化管理，进一步提升矿山企业的信息分析精准化、网络化、规范化和可视化，为煤炭企业发展提供良好的信息决策方案。

电气控制与PLC应用技术课程设计 一．电气控制部分 电气控制系统是现代工业生产中不可或缺的一部分，它通过各种电气元件和控制装置，实现对机械设备的启动、停止、调速、制动等操作。星-三角减压起动是其中一种常见的减压起动方式，其目的是为了减少电动机起动时的电流冲击，保护电气设备。 1. 星-三角减压起动的工作原理是，在电动机起动的初期，先将电动机绕组接成星形，这时电流较小，对电源的冲击较小；随着电动机转速的上升，接近额定转速时，自动将绕组接成三角形，使电动机进入正常运行状态。 2. 电路的工作原理中涉及几个关键元件：起动按钮SB2、时间继电器KT、接触器KM1、KM2、KM3。起动按钮SB2用于启动星形接法，KM3接触器主触点闭合，绕组星形启动。KM1线圈得电并自锁，维持星形联结状态。待电动机转速接近额定值后，KT延时完成，触点动作使KM3失电，KM2接触器吸合，绕组切换为三角形接法，电动机进入全电压正常运行。 3. 星-三角减压起动控制电路的特点包括： - 接触器KM3先吸合，KM1后吸合，KM3主触点在无负载情况下吸合，延长使用寿命。 - 互锁保护措施确保KM2只在KM3失电后才吸合，防止短路和故障。 - 节能和延长电器使用寿命，KT常闭触点复位为下次起动做好准备。 二．PLC编程设计部分 PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制的数字运算操作的电子设备。它可以根据用户编程的控制逻辑，控制各种类型机械或生产过程。在课程设计中，PLC被应用于设计实用的控制装置。 1. 三路抢答器设计背景及目的：抢答器普遍应用于各种竞赛场合，增加比赛的刺激性和娱乐性，丰富人们的业余生活。PLC控制的抢答器可以灵活地根据输入程序改变抢答方案，自动设定答题时间，并通过灯光、声音指示正确与否。 2. 设计包括的主要内容有：系统I/O接口分配表、I/O接线图、软件编程、软件指令表和PLC仿真。具体设计包括了系统的输入输出设备选择、系统接线、控制程序编写及调试。 3. 实际操作中，PLC编程设计通常包含多个方面，例如了解主机结构、编程环境、编程器使用方法；掌握输入输出、定时器计数器、各种逻辑指令的功能和编程方法；以及联锁、跳转、数据处理、运算等高级指令的使用。 心得体会部分则要求学生通过实验学习，总结电气控制及PLC应用技术的实践经验，反思在设计过程中遇到的问题及解决方案，从而深化对理论知识的理解和实际应用技能的提升。

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《现场总线CAN原理与应用技术》是一本深入探讨CAN（Controller Area Network）技术的专业教材，由饶运涛、邹继军和郑勇芸三位专家共同撰写。CAN总线是工业自动化领域广泛应用的一种通信协议，尤其在汽车电子、楼宇自动化、医疗设备等领域具有广泛的应用。以下将对CAN总线的基本原理、特性以及实际应用进行详细阐述。 1. CAN总线基本原理： CAN总线是一种多主站的串行通信网络，采用两线制差分信号传输，能有效抵抗电磁干扰。其核心是CAN控制器和物理层，CAN控制器负责数据帧的生成和解析，物理层则处理信号的传输和接收。CAN数据帧包含标识符（ID）、数据长度码（DLC）和数据字段等，通过仲裁机制确保了优先级较高的消息优先传输。 2. CAN总线特性： - 高可靠性：CAN总线采用错误检测和恢复机制，包括错误标志、错误帧、错误界定符等，能有效识别并处理通信错误。 - 高效通信：CAN总线的仲裁机制基于ID的优先级，无需时钟同步，能快速处理多个节点同时发送的数据。 - 灵活扩展：CAN网络可以连接多个节点，支持分布式控制系统，且易于扩展或缩减节点数量。 - 低功耗和低成本：CAN收发器设计简单，硬件成本相对较低，适合嵌入式系统应用。 3. CAN总线应用技术： - 汽车电子：在现代汽车中，CAN总线用于发动机管理、制动系统、安全气囊、车身控制模块等多个子系统的通信。 - 工业自动化：在生产线、机器人控制、传感器和执行器间通信等方面，CAN总线提供高效、可靠的通信解决方案。 - 建筑自动化：楼宇管理系统中，CAN总线用于空调控制、照明控制、安防监控等设备的集成。 - 医疗设备：医疗设备如心电监护仪、呼吸机等，通过CAN总线实现设备间的互联互通和数据共享。 4. CAN总线标准： - ISO 11898：定义了CAN的物理层和数据链路层，分为ISO 11898-1（物理层）和ISO 11898-2（数据链路层）。 - ISO 11519：针对车载应用的CAN总线接口标准。 - CiA DS 301：CANopen是基于CAN的开放网络协议，定义了应用层和服务数据对象。 5. CAN总线与其他通信协议比较： CAN总线与RS-485、LIN（Local Interconnect Network）等协议相比，具备更高的通信效率和可靠性，但RS-485在长距离通信和成本上可能更具优势，而LIN则适用于低端系统。 6. CAN FD（CAN Flexible Data-Rate）： 为应对更高数据传输速率的需求，CAN总线发展出CAN FD，增加了数据段的长度，提高了传输速率，同时保持了CAN总线的兼容性和可靠性。 《现场总线CAN原理与应用技术》这本书详细介绍了CAN总线的基础理论、通信机制、应用实例和最新进展，是学习和掌握CAN总线技术的重要参考资料。通过阅读本书，读者能够深入了解CAN总线的工作原理，并将其应用于实际项目中，提升系统的设计和集成能力。

数据库应用技术是信息技术领域中的核心课程之一，它涵盖了数据存储、数据管理以及数据查询等多个方面。本套PPT是为配合王珊、杜小勇、陈红主编的《数据库系统概论》第6版教材而设计的，旨在帮助学生深入理解和掌握数据库的基本概念、原理与应用。下面将对PPT中可能涉及的重要知识点进行详细阐述。 1. **数据库系统基础**：会介绍什么是数据库，以及数据库系统的组成，包括数据库、数据库管理系统（DBMS）、数据库管理员（DBA）等关键角色和组成部分。 2. **数据模型**：会讲解三大基本数据模型——关系数据模型、层次数据模型和网状数据模型，其中重点是关系数据模型，因为关系模型是目前最广泛使用的模型，它的理论基础是Codd的12条规则。 3. **SQL语言**：SQL（Structured Query Language）是用于操作和管理数据库的标准语言，包括数据查询、数据更新、数据插入和数据删除等操作，还会涉及到视图、索引和存储过程等高级主题。 4. **关系数据库设计**：这部分会讲解关系数据库的概念，如关系、属性、元组等，并讨论如何通过ER（实体-关系）模型进行数据库设计，以及ER图到关系模式的转换。 5. **范式理论**：介绍数据库设计中的范式理论，如第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）和BCNF（博科斯范式），以及它们在消除数据冗余和确保数据一致性中的作用。 6. **数据库安全性与完整性**：会涉及权限管理、角色、访问控制，以及实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性等数据库完整性约束。 7. **事务处理与并发控制**：讨论数据库中的事务概念，事务的ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）特性，以及并发控制机制，如锁定、多版本并发控制（MVCC）和乐观锁等。 8. **数据库恢复**：讲解如何在系统故障或错误情况下恢复数据库，包括日志系统、检查点和前滚/后滚操作。 9. **数据库备份与恢复**：介绍数据库备份的类型（如全备份、增量备份和差异备份）和恢复策略，以及如何在实际环境中实施这些策略。 10. **分布式数据库**：探讨分布式数据库的架构、数据分片和复制，以及分布式事务处理的挑战和解决方案。 11. **NoSQL数据库**：介绍非关系型数据库，如键值存储、文档数据库、列族数据库和图形数据库，及其在大数据和实时处理场景中的应用。 12. **数据库优化**：分析查询优化器的工作原理，如何通过索引、查询改写和物理设计优化数据库性能。 13. **数据库应用开发**：可能会涵盖如何使用JDBC、ODBC等接口在应用程序中连接和操作数据库，以及ORM（对象关系映射）框架如Hibernate的应用。 以上内容是基于PPT标题和描述的推测，实际PPT中可能还会包含案例研究、习题解答和实践指导等内容，以帮助学习者全面理解和掌握数据库应用技术。通过学习这些知识点，学生可以具备设计、实现和管理高效、可靠的数据库系统的能力。

单片机是一种集成在一块芯片上的微型计算机，其内部功能部件如CPU、存储器、输入/输出接口电路、定时/计数器和中断系统等均被集成到一个芯片上，构成一个完整的微型计算机系统。单片机又称为微控制器，它的结构和指令功能主要是根据工业控制要求设计的。单片机应用系统是由硬件和软件组成，二者相互依赖，缺一不可。硬件是应用系统的基础，而软件是在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用。 8051单片机是MCS-51系列中常见的一款单片机，其基本组成包括8位的中央处理器CPU，用于运算和控制功能。它还含有内部RAM，共256个单元，其中用户可使用前128个单元来存放可读写数据，后128个单元被专用寄存器占用。内部ROM为4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。此外，还有两个16位的定时/计数器、四个8位的并行I/O口（P0、P1、P2、P3）和一个全双工串行口。它还有中断控制系统，拥有5个中断源，以及一个时钟电路，可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率为6MHz和12MHz。 MCS-51系列单片机的时序概念包括节拍、状态、机器周期和指令周期。振荡脉冲的周期被定义为节拍，经过二分频后即为状态周期。一个状态包含两个节拍，即P1和P2。一个机器周期分为6个状态，每个状态又分为两拍，因此，一个机器周期包含12个时钟周期。指令周期是指执行一条指令所需的机器周期数。 MCS-51系列单片机的最小系统电路包括时钟振荡电路和复位电路。时钟振荡电路用于产生时钟信号，而复位电路用于复位操作。复位条件是RST引脚持续2个振荡周期的高电平。 单片机最小系统中，I/O口引脚包括P0、P1、P2和P3。P0口为双向8位三态I/O口，既可以作为地址总线（低8位）也可以作为数据总线使用，能驱动8个LS型TTL负载。P1口为8位准双向I/O口，能驱动4个LS型TTL负载。P2和P3口的详细功能未在给定内容中详细说明，但根据8051单片机的特性，P2口通常也具备一定的I/O功能，并且可用作地址总线的高8位。而P3口除了具备I/O功能外，还具有特殊功能，比如串行通信的接收和发送引脚。 单片机的硬件和软件必须相互协调才能完成设定的任务。硬件提供了物理平台，而软件则负责在硬件提供的资源上进行编程，合理调配和使用资源，完成各种控制任务。单片机的设计和应用需要深入理解其内部结构、工作原理和编程技术。

软件缺陷预测技术对于确保软件产品的可靠性以及降低软件开发和维护成本具有重要作用。传统的软件缺陷预测方法依赖于软件度量元信息，如代码行数、控制流圈复杂度等，来构建机器学习模型进行缺陷预测。然而，这种方法存在明显的不足，因为它无法充分捕捉软件的语法结构信息和语义信息，导致缺陷预测准确性受限。 为了解决这一问题，本文提出了一种基于程序语义和长短期记忆网络（LSTM）的软件缺陷预测模型，简称为Seml。Seml模型采用深度学习技术来学习程序的语义信息，并用以预测程序中可能出现的缺陷。该模型的一个关键特点是，将程序源码中抽取的token转换成分布式向量表示，这样做能更好地表达代码的语义信息，从而有助于提升软件缺陷预测的准确率。 Seml模型在公开数据集PROMISE上进行的实验结果表明，其在项目内缺陷预测和跨项目缺陷预测方面的准确率均高于现有的基于深度学习的方法以及基于度量元的方法。这表明，Seml模型在捕获程序的语义信息方面更具优势，能够更准确地预测软件缺陷。 在讨论Seml模型的过程中，文章还提到了词嵌入技术。词嵌入是一种将词语映射到实数向量的技术，它使得相似的词语在向量空间中也具有相似的距离。这种方法在处理自然语言处理（NLP）任务中十分常见，而在软件缺陷预测模型中使用词嵌入技术，是为了更有效地处理程序源码中的token，从而更好地捕捉代码的语义信息。 此外，文章还提到了其他一些关键点。比如，软件早期的缺陷预测技术通常利用软件模块及其标签（有缺陷/无缺陷）来构建机器学习模型，并利用构建好的模型预测新模块是否含有缺陷。而大多数现有工作都利用了人工设计的度量元作为特征，例如Halstead特征、McCabe特征、CK特征、Mood特征等。这些特征虽然在一定程度上有助于软件缺陷预测，但仍然无法充分捕捉程序的语义信息。 作者在文献中引用了Wang等人提出的一种基于深度学习的缺陷预测方法，该方法使用了深度信念网络（DBN）来处理从程序源码中抽取的序列，并从中学习程序语义信息。尽管实验结果表明这种方法能够取得比传统方法更高的F1值，但其存在的问题是DBN在处理大规模数据时的效率和准确性。 从这些讨论中我们可以看出，Seml模型的核心优势在于其能够通过深度学习和词嵌入技术，更好地捕捉和表达程序的语义信息。这对于提升软件缺陷预测的准确性和效率至关重要。通过这一点，Seml模型有望在软件工程领域产生积极的影响，为开发者提供更加强大和精确的工具，以辅助他们在软件开发过程中及时发现潜在的缺陷，从而进一步提高软件质量和可靠性。

2024年江西省职业院校技能大赛：GZ015-机器人系统集成应用技术（学生赛）赛项（高职组)样题_20241022092345A229.pdf

### 2024年上海高职院校技能大赛样题——机器人系统集成应用技术（学生赛） #### 一、概述 2024年的上海高职院校技能大赛中的“机器人系统集成应用技术”赛项旨在考察参赛学生的机器人系统集成设计、安装部署、编程调试等方面的能力。本次竞赛分为三个模块，总时长为300分钟，选手需在此时间内完成全部竞赛内容。该竞赛不仅测试学生的理论知识，还着重评估其实际操作能力和团队协作能力。 #### 二、竞赛规则与注意事项 1. **任务书完整性**：选手应确保拿到的任务书完整清晰，如发现缺页或字迹模糊等问题，应及时向裁判报告并申请更换。 2. **竞赛时间管理**：参赛队伍需在5小时内完成竞赛任务，合理安排时间是获胜的关键之一。 3. **文件存储**：竞赛过程中所创建的所有程序文件必须存储于指定位置“D:\技能竞赛”，否则不予评分。 4. **竞赛保密性**：任务书中不得出现任何与参赛者身份相关的信息，否则成绩将被作废。 5. **设备保护**：参赛者应妥善使用竞赛设备，避免人为损坏。 6. **资料处理**：比赛结束后不得带走与比赛相关的任何资料，包括图纸、程序文件等。 #### 三、任务背景 本次竞赛背景设定为企业需要对现有的机器人系统进行集成升级，以支持不同类型的汽车轮毂零件的生产。这要求参赛者能够运用智能制造技术，结合工业机器人、视觉检测、数控系统等多种设备，实现生产线的自动化和智能化。 1. **集成需求**：参赛者需要设计一个能够处理多种零件的柔性生产线。 2. **产品特性**：轮毂零件具有特定的定位基准、RFID电子信息区域等特征，这些都需要在集成系统中得到妥善处理。 3. **工具选择**：参赛者需要根据不同的任务需求选择合适的工具，比如用于正面和背面拾取的不同工具。 #### 四、竞赛内容详解 ##### 模块一：机器人系统方案设计和仿真调试（30分） 1. **系统方案设计**： - 设计各单元的布局分布，绘制布局方案图，并标注每个单元的功能。 - 设计控制系统结构，并绘制控制系统通讯拓扑结构图，包括远程IO模块与PLC之间的连接方式和地址。 2. **系统仿真搭建**： - 在虚拟调试软件中构建完整的机器人集成应用系统，包括但不限于工业机器人、数控机床、工具、仓储、分拣、检测、打磨等组成部分。 - 定义仓储单元中的光电传感器功能，实现对产品零件的检测，并关联相应的变量。 - 设置仓储单元的指示灯状态，通过改变颜色反映是否有料。 - 定义仓储单元的托盘状态机，设置运动模式为平移，以模拟真实的仓储环境。 #### 五、职业素养评价 竞赛过程中，除了技术层面的要求外，还会对参赛者的工具操作规范性、机械电气工艺规范性、耗材使用环保性、功耗控制节能性以及赛场纪律、安全和文明生产等职业素养进行全面评价。 #### 六、总结 2024年上海高职院校技能大赛的“机器人系统集成应用技术”赛项不仅是一次技术实力的展示，也是对学生综合素质的一次全面考验。参赛者需要具备扎实的专业知识、创新的设计思路以及严谨的工作态度，才能在这场竞争中脱颖而出。通过参与此类竞赛，不仅可以提高个人能力，还能促进团队合作精神和技术交流，对未来的职业发展有着积极的影响。