光纖模場適配器編碼器的應(yīng)用1037531秉銘DFS60A-BHAC65536根據(jù)擴(kuò)芯光纖的理論模型,，研究了擴(kuò)芯光纖的折射率分布與加熱時(shí)間等因素的關(guān)系。數(shù)值模擬了光在擴(kuò)芯光纖中的傳輸,，分析了擴(kuò)芯光纖中模場分布的變化,。實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了對單模光纖的加熱擴(kuò)芯，測量了不同加熱時(shí)間光纖的模場直徑,，監(jiān)測了加熱擴(kuò)芯過程帶來的附加損耗,。二、利用加熱擴(kuò)芯技術(shù)設(shè)計(jì)制作了包層直徑相近的大模場光纖和單模光纖之間的低損耗模場適配器,，損耗值為0.2dB,，達(dá)到了實(shí)用水平。三、利用拉錐光纖低損耗漸變條件分析大模場光纖的拉錐,，得出通常情況下的拉錐長度應(yīng)該大于1cm,。較為系統(tǒng)地分析了拉錐大模場光纖的模場特性，數(shù)值模擬了不同數(shù)值孔徑的拉錐大模場光纖模場直徑和纖芯直徑的關(guān)系,。四,、結(jié)合加熱擴(kuò)芯技術(shù)和光纖拉錐技術(shù)設(shè)計(jì)制作了針對包層直徑不等的不同大模場光纖之間以及大模場光纖和單模光纖之間的低損耗模場適配器，損耗值為0.3dB,，達(dá)到了實(shí)用水平,。同時(shí)測量了模場適配器的輸出光斑，通過光斑分布可以判定模場適配器能夠保持基模傳輸,。五,、介紹了光子晶體光纖空氣孔塌縮技術(shù)，數(shù)值模擬了不同塌縮率條件下模場直徑的變化情況,。利用拉錐機(jī)加熱實(shí)現(xiàn)空氣孔塌縮,，解決了小芯徑光子晶體光纖和單模光纖的模場失配問題，得到的耗值為0.64dB,。以現(xiàn)代通信技術(shù)為代表的信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,現(xiàn)場總線技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域中已經(jīng)成為數(shù)據(jù)通信的主導(dǎo),。近年來,隨著以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域,工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。工業(yè)以太網(wǎng)克服了傳統(tǒng)現(xiàn)場總線的諸多缺點(diǎn),深刻的影響了工業(yè)控制領(lǐng)域,。德國BECKHOFF公司提出的EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活,、系統(tǒng)配置簡單、開發(fā)成本低和高效高速等特點(diǎn),正被越來越多的網(wǎng)絡(luò)工業(yè)設(shè)備開發(fā)商所關(guān)注,。本論文提出了一種基于EtherCAT協(xié)議的嵌入式網(wǎng)關(guān)適配器的設(shè)計(jì)方案。作者針對適配器實(shí)時(shí)性差和組態(tài)復(fù)雜這兩個(gè)問題,提出了增加從單片機(jī)提前進(jìn)行預(yù)處理的方式,處理適配器模塊與I/O模塊的通信,有效地提高了適配器的實(shí)時(shí)處理能力,。本文首先簡要介紹了當(dāng)前工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)特別是EtherCAT在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,然后詳細(xì)分析了EtherCAT協(xié)議的系統(tǒng)構(gòu)成,、數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)和通信模式等重要內(nèi)容。然后基于STM32嵌入式單片機(jī),給出了嵌入式硬件的總體設(shè)計(jì),分模塊介紹了電路各個(gè)部分,包括主從單片機(jī)電路,、時(shí)鐘復(fù)位電路,、ET1100電路等主要部分。在此基礎(chǔ)上,基于EtherCAT協(xié)議和uC/OS-Ⅲ操作系統(tǒng),針對軟件功能需求,完成了驅(qū)動程序和業(yè)務(wù)程序的開發(fā),。后,根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo),進(jìn)行系統(tǒng)測試,取得了令人滿意的結(jié)構(gòu),達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,。同時(shí),給出了通過測試過程以及平時(shí)研究過程中發(fā)現(xiàn)的不足和改進(jìn)方法。前各級各類醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)都按照自身的業(yè)務(wù)需求建設(shè)了自己的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng),。然而由于建設(shè)的時(shí)間,、生產(chǎn)廠家及采用的技術(shù)各不相同,且沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)有的應(yīng)用信息系統(tǒng)各自獨(dú)立運(yùn)行,數(shù)據(jù)無法共享,業(yè)務(wù)流程不能自動銜接,形成了大量的信息孤島,無法滿足醫(yī)療衛(wèi)生活動過程的參與各方對醫(yī)療衛(wèi)生活動中連續(xù)的信息需求。本文通過對中間件,、WebService技術(shù),、適配器、消息傳輸機(jī)制等數(shù)據(jù)共享與交換相關(guān)技術(shù)的研究,提出了基于SOA（面向服務(wù)的架構(gòu)）和ESB（企業(yè)服務(wù)總線）的醫(yī)療衛(wèi)生業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享與交換平臺系統(tǒng)。論文描述了系統(tǒng)總體架構(gòu)和各模塊的功能,主要工作如下：1,、設(shè)計(jì)了基于SOA的數(shù)據(jù)共享與交換平臺的總體架構(gòu),在此架構(gòu)下可方便地實(shí)現(xiàn)衛(wèi)生業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享與交換要求,。2、詳細(xì)分析了醫(yī)療業(yè)務(wù)系統(tǒng)中,產(chǎn)生及交換的數(shù)據(jù),并按照醫(yī)療信息系統(tǒng)集成（Integrating the Healthcare Enterprise, IHE）中有關(guān)病人標(biāo)識交叉引用的集成規(guī)范,設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)交換共享的主索引,。3,、設(shè)計(jì)了通過數(shù)據(jù)接入適配器接入到交換系統(tǒng)的ESB總線的基本方案。實(shí)現(xiàn)了基于XML的數(shù)據(jù)庫和Excel適配器,。4,、研究實(shí)現(xiàn)了通過適配器將速接入服務(wù)總線,并由ESB服務(wù)總線統(tǒng)一對外提供服務(wù)的技術(shù)方案。5,、通過消息中間件實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃膳己?為應(yīng)用提供了一種透明的信息發(fā)布和信息使用的框架,。測試結(jié)果表明,該系統(tǒng)性能可以滿足衛(wèi)生機(jī)構(gòu)日常的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上傳,保證系統(tǒng)在大批量,高并發(fā)的環(huán)境下的穩(wěn)定使用。 

布計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一,。在協(xié)同設(shè)計(jì)平臺上可方便的進(jìn)行設(shè)計(jì)方案,、多學(xué)科交流和信息共享。多個(gè)異地單位可以協(xié)同完成一項(xiàng)復(fù)雜的工程,然而如何保證各個(gè)異地單位之間數(shù)據(jù)的及時(shí)交互問題也日益突出?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)交互平臺雖然能夠有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互,但是針對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性或數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量控制方面卻顯得不足,。對象管理組織OMG針對不同的分布式實(shí)時(shí)計(jì)算環(huán)境推出了數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)DDS規(guī)范,提供了一種異構(gòu)平臺之間的互操作標(biāo)準(zhǔn)。因此,開展基于DDS的飛機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)服務(wù)中間件的研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值,。本文在研究DDS技術(shù)和中間件技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合飛機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)特點(diǎn),設(shè)計(jì)并初步實(shí)現(xiàn)了基于DDS的飛機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)服務(wù)中間件（ACDDSM）,。論文主要工作有:1)對數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)DDS相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、體系結(jié)構(gòu),、模塊劃分以及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究;2)分析了開源Open DDS的全部代碼,并將其改進(jìn)后應(yīng)用到飛機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研發(fā)中,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了ACDDSM的消息代理組件;3)針對各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)異構(gòu)的問題,采用XML相關(guān)技術(shù),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用適配器,為解決各專業(yè)軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)異構(gòu)的問題奠定了基礎(chǔ);4)重點(diǎn)研究了DDS的發(fā)布/訂閱自動發(fā)現(xiàn)機(jī)制,并結(jié)合目前主流自動發(fā)現(xiàn)協(xié)議,提出了一種改進(jìn)的自動發(fā)現(xiàn)協(xié)議DCFSDP,在不影響系統(tǒng)其他方面性能的情況下,可降低系統(tǒng)內(nèi)存資源消耗和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,。目前論文研究工作已初步實(shí)現(xiàn)了基于DDS的飛機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)服務(wù)中間件,并嘗試應(yīng)用到飛機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,該系統(tǒng)正在試用。測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該數(shù)據(jù)服務(wù)中間件能夠滿足飛機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)各專業(yè)軟件信息交互的要求;并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)DDS應(yīng)用到飛機(jī)協(xié)同設(shè)計(jì)中的有效性,。城市的快速建設(shè)對工業(yè)自動化水平提出了更高的要求,，建立統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議是解決問題的關(guān)鍵。廣泛使用的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議在兼容性,、通信距離及速率方面已經(jīng)不能滿足要求,，而以太網(wǎng)的快速發(fā)展為解決這一問題提供了新的契機(jī)，借鑒現(xiàn)場總線快速恢復(fù)和安全性高的優(yōu)點(diǎn)解決以太網(wǎng)關(guān)鍵問題,，使兩種技術(shù)取長補(bǔ)短,，相互融合，終逐步統(tǒng)一到工業(yè)以太網(wǎng),，這代表了工控系的發(fā)展趨勢,。Modbus/TCP協(xié)議是現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)逐步融合的突出代表發(fā)展前景。本文致力于解決Modbus串行總線和Modbus/TCP工業(yè)以太網(wǎng)之間的互連,、互通問題,，設(shè)計(jì)并研制了一款基于Modbus/TCP協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)通信適配器,。首先，本文論述了課題研究的背景和意義,，介紹了Modbus/TCP工業(yè)以太網(wǎng)通信適配器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù),；并對Modbus現(xiàn)場總線協(xié)議及工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的架構(gòu)及通信機(jī)理開展了研究，為后續(xù)工作的開展提供了理論依據(jù),。然后,，在理論研究支撐的基礎(chǔ)上，以模塊化設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)了通信適配器的支撐硬件及核心軟件,。該適配器硬件以飛思卡爾HCS12系列16位單片機(jī)為核心,，設(shè)計(jì)了MCU模塊電路、電源驅(qū)動電路,、EIA-485串口驅(qū)動電路,、以太網(wǎng)接口驅(qū)動電路、復(fù)位及晶振電路,、通信狀態(tài)指示電路,；軟件以C語言為編程語言、以Codewarrior5.1為開發(fā)平臺,，設(shè)計(jì)了MC9S12NE64初始化模塊,、OpenTCP協(xié)議棧模塊、以太網(wǎng)及Modbus串口通信模塊,、通信參數(shù)配置模塊,。通過適配器軟硬件相互配合，實(shí)現(xiàn)Modbus串口端與工業(yè)以太網(wǎng)端互連,、互通,。后，本文采用模擬測試與聯(lián)調(diào)測試兩種方法驗(yàn)證適配器功能的正確性,，特別是聯(lián)調(diào)測試中,，模擬實(shí)際工作環(huán)境，搭建了多通信節(jié)點(diǎn)測試系統(tǒng),，并采用由天津市電子儀表計(jì)量中心提供的示波器捕捉Modbus串口通信信號波形的方法對適配器功能進(jìn)行驗(yàn)證，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有溯源性,，提高了試驗(yàn)結(jié)果的可信度,。

光纖模場適配器編碼器的應(yīng)用1037531秉銘DFS60A-BHAC65536輕量化的筆記本電腦得到廣泛應(yīng)用,筆記本電腦的輕便化和性能的提升離不開其電源的優(yōu)化設(shè)計(jì),筆記本電腦主要還是使用外置電源適配器,這是由于將電源模塊集成到筆記本電腦里,會存在以下問題:1..AC/DC電源工作時(shí)發(fā)熱,若集成到筆記本電腦里,會影響電腦整機(jī)的溫升;2.開關(guān)電源產(chǎn)生的電磁傳導(dǎo)與輻射干擾會影響其他電路的正常工作;3.工作能效不高的電源變換器需要使用體積較大的散熱器,會制約筆記本電腦的輕便化設(shè)計(jì)。所以,開發(fā)高效率,、低EMI干擾,、低功耗、小體積的電源適配器,必然是筆記本電腦發(fā)展進(jìn)程中的重要任務(wù),。目前,設(shè)計(jì)電源適配器主要的標(biāo)準(zhǔn)是IEC61000-3-2標(biāo)準(zhǔn),以及美國“能源之星”外部電源2.0版本規(guī)范,前者是限制電子設(shè)備輸入電流諧波分量的標(biāo)準(zhǔn),后者是對電源變換器的空載,、待機(jī)功耗以及工作效率的規(guī)范,。本文根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)以及電源適配器發(fā)展的需求,提出“APFC+DC/DC”兩級式電源適配器的實(shí)現(xiàn)方案,前級電路實(shí)現(xiàn)有源功率因數(shù)校正（Active Power Factor Correction,APFC）,后級電路實(shí)現(xiàn)DC/DC變換。通過詳述變換器的工作原理,并采用基波分析法對電路進(jìn)行數(shù)學(xué)建模分析,以及利用MathCAD軟件對影響變換器工作特性的參數(shù)進(jìn)行仿真,得出變換器主要參數(shù)的影響與設(shè)計(jì)選擇方法,設(shè)計(jì)制作了一款寬輸入電壓范圍（90264V）,、輸出19V/6.3A的120W電源適配器樣品,并在各種工作條件下對樣品進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試以及測試結(jié)果分析,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的電源適配器樣品實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)校正、軟開關(guān),、空載跳躍周期模式,、磁集成等技術(shù),具有高功率因數(shù)、高工作效率,、低空載功耗,、動態(tài)響應(yīng)好、輸出穩(wěn)壓精度高,、紋波小等多種優(yōu)良性能指標(biāo),。本文研究設(shè)計(jì)的電源適配器兩級式實(shí)現(xiàn)方案,同樣也適用于液晶電視電源、液晶顯示屏內(nèi)置電源或外置適配器,、LED驅(qū)動電源,、電動車充電器,以及中小功率消費(fèi)電子產(chǎn)品的電源等多種應(yīng)用場合。