智能電子論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇智能電子論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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電力電子電路裝置一旦出現故障會對裝置本身的電氣設備設施造成影響，還會帶來一些問題，比如設備損害甚至造成生產無法正常進行，造成企業停產等嚴重后果，更為嚴重的是還會造成安全事故，有一定的危險，嚴重的時候會發生人員傷亡事件。在電力電子電路中，最容易出現的故障多表現在晶閘管的損壞方面，其中晶閘管的短路現象和開路現象是比較常見的，因為電力電子電路的故障和模擬電路的故障有所不同，發生故障再到停電的過程時間很短暫，所以要求運行的操作人員在短時間內要判斷出故障的元器件損害再去報警是比較困難和難以實施的，哪怕是有著豐富經驗的工作人員也會受到人為因素和現場操作環境的影響，難免出現錯誤的判斷，這就需要智能的方法來進行處理和分析。針對具體的問題，及時有效的做出判斷來減少損害。對電力電子電路進行及時有效的智能診斷可以實現對故障進行預報，從而有助于采取及時有效的措施來預防事故，降低事故風險，排除安全隱患。根據診斷的結果進行對設備和裝置的維修和維護，從而有效提高管理水平和技術，方便檢修和維護，有效降低檢修所需要花費的時間和人力，提高設備和裝置的利用效率，保障使用效果的良好，這對提高設備的制造水平和技術也會起到重要的作用。不難發現，電力電子電路故障診斷對工業生產和國民生活的各個方面都會產生重要的影響，起到重要的作用。

2對電力電子電路故障診斷技術研究的作用和意義

電力電子技術日益重要，在改造傳統的電力、機械、交通、化學化工、輕紡和礦冶等方面都具有突出的作用，對航天、通信和激光等高新技術的發展和能源的高效利用都有突出的貢獻。就從電力和電子的變流這項技術來看，在發達的國家大約有八成的電能是利用電力電子技術轉化之后再進行使用的，在未來幾年內這個比例還會更高。之所以電力電子電路技術得到廣泛的應用和推廣，涌現出各種高性能的電子電力電路產品，也是得益于現代科技的不斷發展和進步。但是，也對電路發生故障的對設備的維護要求更高，傳統的人工診斷技術和方式很難滿足現如今的要求，要有效克服這個問題需要對電力電子電路進行更加高效合理和科學的研究和探索。

第一，電力電子電路設備一般在工程系統中發揮起到核心電源或控制器的作用。如果出現了故障而沒有辦法短時間內進行恢復，那么會對設備造成嚴重的損害，嚴重的話還會造成不必要的人員傷亡事件的發生，造成的經濟損失也會比較大。突出的表現在對可靠性要求高的領域，比如在航天設備中使用的電子設備，這對電力電子電路的測試、診斷和維修技術要求是相當高的。

第二，針對一些電路元件數量多的電力電子電路，比如說有的新型的靜止無功發生裝置的多達數十個晶閘管，如果采用每一個都診斷的方法來進行診斷勢必會浪費大量的時間和人力，所以需要研究和開發出一種智能的故障診斷功能的方法和技術，可以有效的節約大量的人力、財力和物力，提高資源的利用效率。

第三，在很多領域內對電力電子設備一般都有很高的要求，要求極高的可靠性、準確性和安全性。此外還要求電力電子設備具有自我診斷、自我修復和自我測試的功能和作用。這對電力電子電路的工作狀態和運行提出了更好的要求，要實現及時有效準確無誤的判斷，當出現故障時能夠及時檢測并有效排除和處理，還要能夠在不影響正常的電路運行的狀態之下進行定位和修復，還需要再次快速的投入到使用和運行中去。這對電路的智能診斷技術提出了新的要求，要能夠有效并快速的明確出故障發生的位置以及問題出現的原因，大力減少電力電子電路無法運行的時間，還需要容錯的電力電子電路系統來有效的提高系統的可靠性、準確性和安全性。

第四，伴隨著電子工業的蓬勃發展和進步，使得集成技術也得到了更加廣泛的普及和應用，由于越來越復雜和精細的電子電力電路設備，對其保養和維護也比較復雜多變，因此需要花費的資金也是十分龐大的，要對還沒有出現的電子電力電路的故障進行預防和預測，這樣可以減少當設備出現故障時的損害度，有效的節約日后維修的成本和資源。

3電力電子電路智能故障診斷方法介紹

電力電子電路故障診斷技術有：對故障信息進行檢測和對故障的診斷兩個方面。對故障信息檢測是利用專門的故障檢測技術來對故障發生時的信息進行提取，為故障分析提供可供參考的依據和數據；另外對故障進行的診斷和判斷，以故障診斷出的信息，來對產生故障的部分來進行分析和進一步推理，從而可以找出導致故障出現的原因所在，來明確出現故障的位置和區域。就當前來看，比較常見的電子電路智能故障診斷方法、使用比較多的對故障信息的預處理主要有：小波變換、數據聚類、現代譜估計法、粗糙集、主成份分析、傅里葉變換和歸一化處理等。需要注意的是，對這些技術的使用不是單一使用，更多采取多種技術來獲得最好的電力電子電路故障特征的集合判斷和分析。

3.1頻譜分析法。

電力電子電路的故障診斷的頻譜分析方法具有的鮮明特點和優勢表現在：檢測硬件簡單和測量點少兩個方面。但是在特殊場合如觸發脈沖故障等時頻譜分析方法會顯得不太適用。

3.2粗糙集方法。

這個方法的主要是依賴于建立在保持分類不變的基礎上，利用對知識的約簡來推導概念的分類，特點在于能夠分析并處理不完整和不精確的各種定量、定性或者混合性的不完整信息，能夠從中發現隱含信息，揭示規律性。但是由于粗糙集方法是從不精確和不完整的信息中推導出的診斷規則難免會出現誤差。

3.3小波分析和小波包分析法。

該方法是目前應用比較廣泛的方法，它具有頻域和時域的高分辨率，并且能夠很大程度上降低故障特征來簡化神經網絡的結構。不少專家學者將小波包、決策樹和主成份分析三者結合起來來進行對電力電子電路故障的診斷技術研究，用小波系數能量法以及小波系數模極大值法進行診斷的結論，還就如何選取小波包基的問題進行了分析和研究，分析了基于散度準則和距離準則等方法。

3.4專家系統診斷方法。

專家系統是屬于智能計算機程序系統，它的內部包含有大量的某領域專家水平的知識和經驗，從而能夠利用專家的知識和經驗來解決問題的方法，處理該領域的問題。換言之，專家系統是一個有著大量的專業知識和經驗的程序系統，它被廣泛應用于人工智能技術和計算機技術方面，以某領域的一個或多個專家所提供的知識和經驗，進行進一步的推理和判斷，模擬出人類專家的決策過程，這樣有助于解決需要人類專家處理的復雜性問題。電子電路智能專家系統診斷利用專家的知識對出現的故障問題進行描述和判推理，較之傳統的診斷來說，沖破了個人知識的局限，有助于對專家的經驗進行推廣，最大限度的得到利用人力資源，最專業人才的培養也是大有幫助的，電力電子電路智能故障診斷方法依賴于專家系統的診斷方法可以使其有更好的發展和進步。

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電子技能課程教學的最重要部分就是實驗，通過實驗不僅能有效激發學生的興趣，調動學生的學習熱情，同時還能有效促進教學目標的實現。因而，作為任課教師，要牢牢抓住實驗的重要性特點，設計實驗內容，有效培養學生多方面的能力。首先，要樹立學生的實驗觀念。中職階段，學生第一次實現從純理論教學向實踐教學的轉變，很多學生存在觀念上的不習慣，對實驗理解膚淺，認為實驗無用，作為教師，要有效利用實驗的趣味性和教學高效性的優點，向學生傳達實驗觀念。其次，實驗要由易到難。在應試教育中，我們教育學生做題要由易到難，作為實驗內容的設計者，我們也應該灌輸此項觀念，任何事做到循序漸進，才能逐漸完善。除此之外，實驗中要多讓學生動手操作。

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1.2開展多屏應用有線多屏應用是借助高性能的NGB網絡，將豐富的視頻向智能終端進行覆蓋，在用戶的TV、PC、PAD、手機等多屏終端之間建立互相通信的渠道，使得用戶在多屏間可以進行相關的互通操控。有線多屏應用能打破有線的束縛，增強無線的擴展，以加強對用戶的吸引力，是推動有線數字電視用戶擴展的一項業務。使得電視機不僅承擔傳統家庭視頻終端的功能，還能通過智能終端機頂盒的使用獲得多渠道視頻、多項視頻顯示工具的應用體驗。因此，對于用戶來說，有線多屏應用具有很高的實用性，為數字電視提供了一種差異化和補充性的服務。有線多屏業務包括多屏分發、多屏互動等應用。多屏互動主要是實現視頻內容在多屏之間的無縫切換，在移動終端上的照片、視頻、音樂等媒體內容可以一鍵切換到電視機大屏幕上播放。

1.3智慧社區應用開發有線廣播電視屬于特殊產業，具備社會公益屬性和產業屬性，同時承擔著公益服務和市場服務。海門廣電配合各級政府機構搭建智慧社區服務平臺，是作為廣電運營商所必須承擔的社會責任，也是“智慧海門”建設的主要支撐平臺。在海門廣電有線數字電視的DVB與IP結合形成雙模結構之后，能提供視頻、圖片、語音、數據通訊等各類融合業務，為科技、教育、文化、衛生、商務等行業搭建綜合信息服務平臺，使信息服務如同水、電、氣等基礎消費一樣遍及千家萬戶，同時有線網絡也需大量的信息資源來充實寬帶網絡，為廣電有線網絡發展提供助力。智慧社區平臺的本地綜合信息含政務信息、文化教育、電視商務、金融服務、交通出行、健康醫療、社區服務、便民服務等信息的，為有線數字電視用戶提供智慧的政務、智慧的金融、智慧的文化、智慧的交通、智慧的醫療、智慧的社區等服務。圖1為智慧社區頁面示意圖。

2有線數字電視網絡結構創新

2.1建設大帶寬、高速率的雙向接入網絡互動電視綜合業務平臺的建設一般包括三大部分：基礎網絡、前端平臺業務支撐系統、終端機頂盒的建設。在政策明朗、資金充足的情況下，前端平臺和終端機頂盒較容易實現；而基礎網絡部分由于建設周期長、施工復雜，后期再進行網改難度很大。沒有大寬帶、高速率、安全可靠和可控可管理的能承載全業務運營的雙向綜合信息網絡，就沒有交互數字電視業務，更談不上開展其它增值業務。建設雙向接入網絡的目的是提高收入、提升網絡價值、提高競爭力。目前，各地廣電雙向接入網絡采用的主流技術方案有CMTS、EPON+EoC、EPON+LAN等，按光纖接近用戶端的組網模式又可分為光纖到小區（FTTC）、光纖到樓棟（FTTB）、光纖到樓道單元（FTTU）、光纖到戶（FTTH）。EPON技術結合了以太技術的簡單性、光纖傳輸的高帶寬以及點到多點無源結構的低成本，實現了經濟的、可控制的、多業務的寬帶接入，是近期寬帶光接入及FTTH的主要實現方式。從今后廣電開展3D高清電視、全高清甚至超高清電視、OTT高清應用等大寬帶、高速率的業務需求來看，光纖到戶FTTH網絡建設勢在必行。FTTH網絡的優勢顯而易見：一是接入網絡為無源全光纖結構，抗干擾和防雷性能好，易于管理維護；二是能實現百兆甚至千兆入戶，網絡符合大寬帶、高速率、低造價、高可靠的要求。

2.2雙向接入網絡能支撐DVB+OTT雙模交互業務受限于有線網絡的文化、政治屬性，以及需要安全運營的廣播特性，通過能對軟件包授權簽名的前端平臺、廣電內網IP傳輸通道、專用DVB+OTT智能機頂盒來保障OTT業務的安全可控。適合廣電開展DVB+OTT業務的兩種組網模式介紹如下。

2.2.1IPQAM互動電視模式基于IPQAM的互動電視，IP通道只傳輸交互信令，QAM信道傳送視頻節目，這是目前廣電廣泛采用的交互電視的模式。在廣電內網的內容整合系統上，引入簽約互聯網視頻網站、圖文資訊等內容，來自互聯網的視頻內容通過IPQAM方式下發到機頂盒，圖文等資訊可以從IP通道或者數據廣播方式下發。這種模式下，互聯網網站只是廣電的一個內容提供商，其視頻、圖文等內容必須經過廣電運營商的格式轉換、內容審核等處理后，通過互動電視點播平臺發送到終端播放。圖2為利用互動電視系統引入OTT內容示意圖。

2.2.2DVB+內網IP模式在廣電運營商內網新建立基于IP流媒體傳輸技術的業務系統，如IP/OTT流媒體服務系統、在線網游、在線相冊、在線音樂等。內網IP流媒體視頻業務與IPQAM互動業務的區別是視頻不走IPQAM下發，而是走CMTS、EoC等IP通道直接下發到機頂盒。圖3為廣電運營商內網新建流媒體系統支持OTT業務組網架構圖。內網OTT業務可以建立與交互電視機頂盒一致的門戶，原互動電視平臺內的VOD節目、TVOD節目也可以反向導入到IP視頻播放平臺，走IP通道到機頂盒。不論是IPQAM傳輸還是純IP，給用戶以一致的門戶體驗，不同來源的節目和不同傳輸方式有機地整合在一起。此方式不僅僅可以支持視頻業務，也可應用于一些大型聯機(online)類游戲、圖文資訊等內容，廣電運營商可以在內網搭建自己的平臺，由游戲或內容集成商提供內容，內容運營的收費等由廣電運營商控制，游戲等CP參與分成受益。

2.3雙向接入網絡能開展IP流媒體模式多屏互動業務多屏業務視頻等IP數據流走有線雙向網絡，廣電前端需要提供基于IP的直播電視和點播系統。移動終端通過IP內網登錄到前端系統，交互選擇觀看節目后，由前端系統將直播電視、VOD視頻，以及OTT引入的視頻內容，通過轉碼器實時轉碼為合適移動終端分辨率的小碼率的視頻流（點播內容也可以是事先轉碼后存儲在前端）。例如：約4Mbps的MPEG-2轉為800k~1Mbps的H.264或AVS碼流，經過廣電內部IP網路由推送到Wi-Fi無線路由器或機頂盒，由機頂盒內置流媒體服務器或Wi-Fi無線路由器再分發到各種移動終端。其組網圖如圖4所示。

3構建高清互動電視業務支撐平臺

開展智慧社區業務需要綜合信息互動系統，視頻點播、回看、時移需要DVB互動系統，OTT服務和多屏應用也需要前端系統的支撐，廣電運營商要拓展多業務必須構建全媒體、全業務的高清互動電視平臺。設立數字電視的DVB+OTT前端支撐系統，基于SDP平臺設計，SDP平臺是一個大容量、高性能、易維護、開放性和擴展性良好、有QoS/QoE保證的多業務融合平臺。該平臺能支持第三方業務系統的集成對接，支持單個SP/CP對各自業務系統的個性化運營需要。SDP平臺定位為全媒體、全業務支撐平臺，提供統一的業務系統集成規范，提供統一的增值業務孵化器，是廣電海量增值業務統一的“殺手級支撐環境”或“殺手級支撐平臺”。SDP平臺通過水平化的架構，實現了統一的內容管理（如統一對接媒資系統）、統一的產品和業務管理、統一門戶集成與展示、統一的終端接入（對接不同廠商的終端及中間件）、統一的支撐系統集成（如BOSS、網管等）、統一的能力接入和對外暴露，以及統一的業務創建、業務測試和業務運行環境，為廣電增值業務提供統一的業務系統集成規范，提供門戶集成、業務管控、內容管控、能力管控4大類接口或服務，從而有效降低增值業務上線成本（TCD），縮短增值業務上市時間（TTM），有效降低運營商的整體運營成本。

4推出電視智能化機頂盒

電視智能化機頂盒搭載了安卓等操作系統，用戶除能收看電視節目外，還可自行安裝各類應用軟件，能支持DVB-C有線電視業務、互聯網OTT業務、家庭寬帶聯網、VoIP可視電話、聯網游戲、無線多屏互動等業務，可擴展支持智慧家庭、家庭物聯網等功能，是支持三網融合業務的新型智能終端。傳統電視機頂盒帶給用戶的體驗比較單調，這也是制約數字電視業務進一步拓展的主要因素。從廣電自身來看，不少廣電運營商的基礎網絡設施不比電信差，而大量的視頻、娛樂、公共服務等信息資源受困在網絡上無法實現增值，因此有必要推出電視智能化機頂盒，以適應多元業務的開展，為用戶提供全方位的視聽、娛樂服務，使得廣電在三網融合、多業務競爭中不斷提高自身的競爭實力。電視智能化機頂盒的組網簡圖如圖5所示。電視智能化機頂盒的優勢還在于即使是在單向網絡也能實現多屏業務。用戶只需要一個智能機頂盒就可以實現家庭內聯網的多屏應用業務，加上有線電視廣播網天然的QoS質量保證，極少會出現一般互聯網IP視頻常見的卡片、緩沖延時等QoS問題，對提高用戶黏度、吸引和留住有線電視用戶有很大的幫助。多屏應用也由具備家庭多媒體網關的智能化終端機頂盒來實現。該智能終端內置Wi-FiAP和多路調諧器，具備QAM+IP的雙網接入能力，支持多路頻點同時解調，多路視頻同時解擾；主處理器支持多路視頻編碼功能，可將收取的多套電視節目做實時MPEG-2轉碼為適合移動終端分辨率的H.264編碼，再打包為IP視頻流后通過Wi-Fi推送到多個移動終端上實現多屏觀看業務（目前可實現4個終端收看不同的節目）。基于智能接入終端設備的強大本地視頻處理功能和流服務能力，在單向網絡上亦可以支持多屏應用。基于智能終端內置轉碼方案實現多屏業務的組網簡圖如圖6所示。

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2先進電力電子技術在智能電網中的應用

柔流輸電包括SVC和STATCOM，通過SVC進行無功補償的電壓輸出諧波大、基波損耗高、占地面積較大，因此，用STATCOM進行無功補償成為電力系統無功補償的主要方法。靜止同步補償器（StaticSynchronousCompensator，STATCOM）是柔流輸電系統的核心裝置和技術之一。1976年，美國人L.Gyugyi第一次提出了它的概念，即利用半導體變流器進行無功補償的理論。通過對系統無功功率實現動態無功補償，提高系統暫態電壓穩定性，確保系統運行安全，改善系統的穩態性能和動態性能。與傳統的無功補償裝置相比，STATCOM裝置能夠連續調節無功，輸出諧波小，器件損耗低，運行范圍寬，調節速度快，可靠性高等優點；其輸出電流在電網電壓低時不受影響，具有較硬的低壓無功功率特性；而且接入系統后不會改變系統阻抗特性引起振蕩。近年來，世界上有很多學者都從事STATCOM裝置的研究工作，無論是裝置容量還是產品性能都有了很大的提高。新型電力電子器件（如：IGBT、GTO、IGCT等）、多重化、多電平和單相橋串聯等技術被應用到STATCOM裝置中，以提高裝置容量和電壓等級，并通過現代控制技術，提高系統電壓穩定性，改善裝置輸出諧波。

許多先進的控制方法，例如遞歸神經網絡自適應控制、模糊控制、比例積分(PI)控制、微分代數控制、魯棒性自適應控制等被應用到STAT－COM裝置非線性特性的研究中。在世界上針對STATCOM裝置的研究工作中，STATCOM裝置的仿真建模及其控制方法研究始終是重點。世界各國對STATCOM的研究，STATCOM技術和應用情況都取得了突破性的進展。現代電力電子技術、多重化、多電平和單相橋串聯等技術使STATCOM工作性能得到很大的提高。再加上先進控制方法的加入更提高了STATCOM工作的穩定性，使之在電力系統領域的應用更加廣泛。關于STATCOM的研究有很多問題，但是最重要的還是它的建模和控制問題，這將直接影響著STATCOM的整體性能。國際上關于STATCOM的研究由來已久，日本是最先運用STATCOM裝置的國家，緊接著美國也在STATCOM的研究上取得成功，并和日本聯合研制了世界上第一臺采用GTO進行逆變的STATCOM，在1991年投入運行取得很好的效果。之后的德國在1997年也研制出大型的STATCOM裝置并在丹麥的風電場投入運行。我國雖然起步晚，但是發展速度極快，清華大學在1999年研制出20Mvar的STATCOM裝置，在2011年我國南方電網研究出世界上最大容量的STATCOM裝置，并在東莞投入運行取得良好的效果。從此我國成為能夠研制出大容量STATCOM裝置的國家之一，但是仍有許多不足之處有待改進。

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二、人工智能技術應用

基于電氣自動化的復雜性，其操作過程應精細且注重細節。一旦操作失誤，將導致系統故障甚至造成安全事故。因此，人工智能技術應用的核心技術在于程序化問題，將復雜化的程序通過智能手段轉化為簡便化。通過系統日常資料的分析，對設備故障采取積極的應對措施。在具體應用過程中，人工智能技術主要表現為以下幾個方面。

(一)智能化設計分析

人工智能技術關系到電力工程以及電路的設計。在傳統的設計模式下，工作人員的工作量大，需要大量的試驗驗證，并且對不合理部分進行改進。因此常出現考慮不周全的問題，處理問題的效率較低，對于難度較大的問題，傳統的處理方案無法解決。這使得智能化設計成為必然。現階段，電力企業逐步實現了智能化設計，全面考察了問題的難度，提高了處理問題的能力和效率。但同時，智能設計對于操作人員提出了更高的要求，要求其掌握專業知識和智能系統操作技巧，并且操作人員還應具有與時俱進的精神，對智能系統進行適當的改良設計。利用人工智能設計，可有效提高數據分析的準確性，將復雜問題簡單化。

(二)PLC技術應用

隨著電力企業規模的擴大，電力生產對于技術具有更高的要求，基于此的PLC技術成為企業生產和建設的重要目標。PLC技術是一種常見的人工智能技術，目前主要應用于工業、電力企業，具有良好的效果。其是在繼電控制裝置基礎上發展起來的智能技術，該系統的主要作用在于優化了系統工藝流程，從而根據企業需求對運營現狀進行調整，確保其運營的協調性。PLC技術以自動控制系統為主，手動控制技術為輔。對于提高電力系統生產實踐具有重要作用。在電力生產中，PLC人工智能化技術的使用還實現了自動化目標切換，繼電器逐漸代替了實物元件，不但提高而來管控效率，還確保了系統的運行安全。

(三)智能診斷和CAD技術應用

智能診斷系統的出現是電氣運行復雜化的結果。該診斷系統要求操作人員具有較多的實踐經驗，改善了傳統模式的手工設計方案，充分體現了信息時代的優勢。科技的發展也使得CAD技術逐漸實現了智能化，縮短了產品設計實踐。智能化技術優化了CAD技術，對產品設計質量的提高具有積極作用。目前，在電力系統中，遺傳算法是人工智能技術的重要表現之一，通過科學的計算方法，提高了數據統計和計算的精確度。基于遺傳算法的重要作用，應得到企業的重視。在電力系統運行過程中，如何區分故障和征兆是一個難題，智能化技術通過專家系統和神經網絡系統可快速有效的分析出系統故障和安全隱患，并提供一定的解決辦法，確保了電力系統的運行問題。

(四)神經網絡技術應用

神經網絡系統是智能技術的重要體現之一，其作用在于分析和處理系統故障。可對系統故障進行準確定位，并且減少了定位時間。同時，還可完成對非初始速度及負載轉矩的有效管控。神經系統設計具有多樣性，具有反向學習功能。利用神經網絡系統的兩個子系統，可實現對機電參數轉子速度和電子流的評判和管控。目前，智能神經網絡系統主要應用于分析模式和信號處理上。由于其包含非線性函數估算裝置，因此對于電氣自動化控制具有積極作用。其主要優勢在于無需對控制對象建立數學模型，因此工作效率高，噪音小。

篇（6）

2電子信息智能紡織品導電材料的制備

近年來，研究人員在電子信息智能紡織品導電材料的制備方面做了大量研究，筆者通過分析歸納將不同導電材料的制備方法分為4類，如圖2所示。2．1混入法2．1．1編織法將導電紗線整合在織物結構中LiuY．［6］等人設計出一種應用在智能紡織品上的柔性可伸縮的磷酸鐵鋰電池，將LiFePO4作為陰極，Li4Ti5O12作為陽極，固體聚氧化乙烯電解質作為分離層鋪在陰極和陽極之間，然后將這3層放置在液體聚合物溶液中，在50℃下使溶液蒸發，最后3層合并在一起成為一個電池條。由于該種材料具有熱塑性，故此條狀電池可以被切斷或者拉伸，并混入織物中。據報道，單個的電池條只能提供約0．3V的電壓，若將8個聚合物電池條與棉布材料編織在一起(見圖3)，用銅和鋁作為導電線把它們串聯起來，可以支持1個3V的發光二極管(LED)持續發光數小時(見圖4)。圖3電池條織入棉織物形成的導電線程圖48個聚合物電池條供1個3伏LED燈發光KinkeldeiT．［7］等人提出一種紡織品一體化的電子鼻系統織物(見圖5)，將4種非導電聚合物分別在四種相應的溶劑中溶解，同時加入炭黑作為導電的填料，利用超聲波震蕩使顆粒分散均勻，從而制成4種不同聚合物復合材料的氣體傳感器。當氣體傳感器吸收有機溶劑后膨脹，聚合物內部的炭黑填料顆粒之間的距離會增加，使傳感器的電阻發生變化。據報道，若使用柔性聚合物基板作為氣體傳感器的載體，將柔性聚合物基板形成的薄膜條(見圖6)作為襯緯織入織物，在經向織入導電絲與柔性薄膜條接觸，檢測接觸點的電阻變化，可以識別不同的溶劑蒸汽并對其進行分類。圖5被織入織物的電子鼻系統圖6基于柔性聚合物基材制成的薄膜條ZyssetC．［8］等人選用柔性塑料基板作為電子元件的載體，將它們切成條狀編織進紡織品。通過織入導線，在導線、條狀柔性塑料基板以及接觸點之間形成相互連接而成的總線拓撲型的編織網絡(見圖7)。據報道，導線和柔性塑料基板之間的接觸點可承受20N的剪切應力，若將溫度傳感器集成到條狀塑料基板上，織物的抗彎剛度將提高30%。圖7帶有導條和導線的機織物照片2．1．2改變紗線結構設置導電層和不導電層Gu，J．F．［9］等人開發出一種高靈活度的、基于導電聚合物而制備的具有高電容性能的纖維。通過在兩個低密度聚乙烯的絕緣片之間添加一種導電聚合物，從而創建一個簡單的卷狀電容器，然后把它們卷成一個圓柱體，放進高密度聚乙烯。通過加熱，經小孔噴出紡絲，形成一個直徑小于1mm的纖維。據報道，該電容纖維(見圖8)容納電荷的能力相當于同軸電纜的1000倍。圖8中心具有兩個電極的圓柱形電容器纖維GuoL．［10］等人設計了一種基于針織物的傳感器，將不銹鋼纖維作為導電紗線的外包紗線，將聚酰胺/萊卡的混合紗線作為芯紗，制作具有導電性能的包芯紗，然后制成針織物并測量其導電性能。據報道，以聚酰胺/萊卡混合紗線作為芯紗制成的針織物，其導電性能相對于以聚酰胺單一纖維作為芯紗制成的針織物有所提高。BaeJ．［11］等人提出一種用于操作電容式觸摸屏面板的導電織物，將鍍銀的尼龍絲作為芯絲，將50/50棉/羊毛混紡紗作為外包纖維，利用傳統的環錠細紗機制造導電紗線(見圖9)。據報道，使用該種導電紗線可以織成具有導電性能的緯編針織物，采用該種緯編針織物制作的手套。可用于在極端寒冷的氣候下操作電容式觸控面板的屏幕。圖9導電的環錠紡包芯紗的橫截面2．2化學鍍法張碧田［12］等人選用尼龍織物作為待鍍織物，經表面粗化、膠體鈀溶液活化及解膠處理后，進行化學鍍鎳。據報道，鍍層中磷含量較低，有利于改善鍍鎳織物的導電性能，提高其電磁屏蔽的效果。甘雪萍［13］等人將滌綸作為基布在一定濃度的NaOH溶液中浸泡去油，然后在含有強氧化性的酸性KMnO4溶液中進行粗化處理，經SnCl2和HCl的敏化處理以及PdCl2和HCl的活化處理后，再進行化學鍍銅和化學鍍鎳。據報道，織物的表面比電阻隨著鍍銅量的增加而顯著減小，鎳磷合金鍍層質量的增加只能使織物表面電阻略有下降，見圖10。纖維表面隨著銅的不斷沉積而變得光滑，但是鍍銅時間達到15min時，纖維表面開始出現一些圓形的瘤子，并且經過化學鍍鎳處理后不能被鎳層覆蓋。圖10織物化學鍍銅、鎳后的SEM照片2．3聚合法2．3．1氣相沉積聚合法楊楠［14］設計出一套制備聚吡咯導電織物的方案，以緯平針織物作為基布，經過NaOH溶液的去油處理后，將試樣經過一定濃度的對甲苯磺酸水溶液進行摻雜劑摻雜處理，再將試樣經過一定濃度的FeCl3•6H2O乙醇溶液進行氧化劑摻雜處理，最后讓吡咯蒸汽緩慢均勻地沉積在處理過的織物試樣上，得到聚吡咯導電織物。2．3．2現場吸附聚合法狄劍鋒［15］等人選定以錦綸/氨綸長絲共同編織的經編針織物作為基質，制備聚苯胺/錦綸/氨綸復合導電織物。首先將錦綸/氨綸織物試樣浸入苯胺單體溶液進行單體吸附處理，然后將處理后的織物置于氧化劑過硫酸銨和鹽酸反應液中，制得墨綠色的聚苯胺復合導電織物，再用鹽酸、丙酮、去離子水分別洗滌至溶液為無色，烘干后即得到聚苯胺/錦綸/氨綸復合導電織物。2．3．3液相化學吸附聚合法胡沛然［16］等人以棉織物為模板，通過簡單的“浸漬－干燥”過程，制備得到規則的氧化銦錫導電網絡，再將其與聚二甲基硅氧烷樹脂復合，得到復合柔性導電材料。據報道，氧化銦錫導電網絡/聚二甲基硅氧烷柔性導電復合材料彎曲后的電阻率從20Ω•cm增長到80Ω•cm，僅增加了3倍，在彎曲同樣的角度后，氧化銦錫納米顆粒/聚二甲基硅氧烷柔性導電復合材料的電阻率從20Ω•cm快速上升到超過1000Ω•cm，增長了近50倍，導電性能下降非常明顯，因此得出，氧化銦錫導電網絡的使用能夠在彎曲狀態下有效地保持材料穩定的電學性能。2．3．4電化學聚合法Kim［17］等人采用電化學聚合法對錦綸/氨綸混紡織物進行聚合，在不同的聚合條件、伸長率和重復拉伸次數下測量織物的導電性能。據報道，織物伸長率在40%時，其導電靈敏度達到最大，如果再增加則伸長率變化不明顯。導電織物的導電率會隨著拉力的增加而稍微下降。2．4納米涂層整理LimZ．H．［18］等人提出一種氧化鋅納米棒導電紡織品，讓氧化鋅納米棒在普通的棉織物纖維上均勻生長，最后得到高結晶度的納米棒導電織物。經過機械性能測試可知，納米棒織物有較強的抗壓和耐水洗性能，在室溫下，該導電織物可用于氣體和光學傳感器，用來檢測氫氣和紫外線。ZhangW．［19］等人用單壁碳納米管制備導電紗線，使用聚乙烯亞胺對棉紗進行預處理，用以提高碳納米管的親和力，然后將基于碳納米管制備得到的導電紗線作為化學電阻，通過檢測其電阻變化，可以在室溫下檢測氨氣的濃度，制成氨氣傳感器，見圖11。

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2以“開放式”的視野，在方法層面搭建職業能力素質成長模型

雖然我們有多年的學校管理和決策經驗，但如何在企業的功利性與學校的公益性之間尋求平衡，在方法層面切實地解決現代職業教育跨界問題，還是一次新的嘗試。即校企合作辦學，涉及的現代企業制度和現代學校制度的問題；工學結合的人才培養，涉及的基于工作學習和基于學校學習的問題；而職業教育本身，涉及的職業成長規律和認知學習規律的問題。也就是說，在解決現代職業教育跨界問題上，我們要發揮一線教師和企業員工集思廣益的智慧協同一致地探討如何基于“素質冰山模型”搭建職業院校學生的職業能力素質成長模型。基于此，我們每年組織專業建設團隊和課程建設團隊，與國家電子信息產業部、行業協會等行政部門、社會團體合作，到珠海偉創力、南車時代等行業企業調研，深入分析電子信息產業以及軌道裝備制造產業體系，獲取人才數量、層次和結構的需求及趨勢，遵循職業人的成長規律，借鑒主流企業提升人力資源管理水平和實踐效果的重要工具（即能力素質模型），構建以崗位群為線條的知識、專業技能、管理技能、素質的職業能力素質模型。即根據調研報告，歸納崗位序列。然后依據崗位序列梳理出業務要點、工作要項；根據工作要項，按分級標準梳理出各級別所承擔的工作內容和業務流程，讓一個工作要項的全部內容被不同能力等級的技能人才合理分擔，即對于同一專業中職、高職畢業生在從事一項工作任務時，工作要項所涉及的能力高低和范圍大小這兩個維度應給予清楚的界定。然后，進行應用電子技術專業能力要素分析及提煉。在工作分析的基礎上，按等級對工作要項的能力要素進行分級分析定位，確定相應的業務行為應掌握的知識、專業技能、管理技能及素質，形成應用電子技術專業能力素質模型等級。最后，對接電子信息產業鏈的設計、生產、銷售與服務四個環節，對技術工等技能崗位、工藝員等技術崗位、班組長等管理崗位三條應用電子職業人職業發展路徑中電子產品調試崗位、產品裝接等崗位進行職業素質能力分析，確定了職業人的三種成長線路：一是工序路徑，二是技能技術提升路徑（操作工—技術員—工程師），三是管理提升路徑（組長—主管—經理即從單項管理到綜合管理的提升）。以真實企業“人、機、料、法、環”五個生產要素為基石，遵循“技能、技術、管理”三條職業人職業發展路徑，構建“操作工—技術員—工程師”為主軸的三層級職業能力素質成長模型。

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與傳統的機械工程相比，機械電子工程已經超越了單一的學科，顯而易見，機械電子工程是一個交叉學科，它充分的融合機械技術與信息技術，這就要求其在進行設計的過程之中必須充分考慮和應用自己的設計方法，在實際的設計過程之中，設計人員往往采用自上而下的設計方法，這種設計方法是機械電子工程設計之有的方法。

1.2產品上的差異

機械電子工程的另一個特點就是其產品上的與眾不同，與一般的產品不同，機械電子產品的結構看似簡單，但是在實際的設計與開發過程之中卻融入了很多先進的技術與理念，這就遠遠的超越了傳統的機械，這就是產品的外觀更加的輕盈小巧，同時可以實現更加的智能化與現代化，是生產力飛躍的具體體現。

2.機械電子工程的發展過程

前文已經講過，機械電子工程并不是一個簡單的孤立學科，它是一個涉及機械與信息技術的交叉學科，又受到人工智能理念的影響，因此是一個典型的交叉學科。正是由于該學科的復雜性造成該學科在形成的過程之中并不是一蹴而就的，相反，該學科在形成的過程之中經過了很多階段，經過相關的發展才最終形成現階段的機械電子工程：

2.1機械電子工程學的開端

機械電子工程學的起步階段是傳統的手工生產，在這個階段，機械電子工程學的發展十分的緩慢，這是由于此社會的平均勞動生產率相對較為低下，勞動力資源相對也較為匱乏，生產力的發展與進步比較緩慢，但是在一次次的嘗試之中，機械電子工程還是逐步的發展起來了。

2.2機械電子工程學的高速發展階段

機械電子工程學的高速發展階段主要是流水線生產線的成功應用，這一時期的生產過程已經具有了相應的標準，在很大程度上促進了生產力的發展與進步，并不斷的拓展機械電子工程產品的種類，逐步滿足社會的發展與需求。

2.3機械電子工程的成熟階段

進入21世紀，機械電子工程逐步走入其成熟階段，逐步的形成了其特有的生產體系與發展體系，并實現了與現代信息技術與人工智能技術的完美融合，進入了現代機械電子工程的成熟階段，不斷的促進現代生產的發展與社會的進步。

3.人工智能的發展史

3.1萌芽階段

人工智能的萌芽階段起源于法國，當時法國科學家首先研制出了第一部計算器，從此世界開始了人工智能的研究之路，直至馮諾依曼發明第一臺計算機。人工智能在其萌芽階段和其他技術一樣，發展打偶較為緩慢，但是卻為后來的發展積累了豐富的經驗，為之后的發展奠定了堅實的基礎。

3.2第一個發展階段

1956年美國人第一次提出“人工智能”的命題，并進行了相關的研究，這是引起人工智能第一發展高峰期的標志。這一階段的人工智能屬于較為簡單的發展階段，主要針對的的任務是：博弈、計算以及證明等任務。在這一階段的確取得了一定的成就，這一階段的主要貢獻是大大的解放了人們的思想，使人們認識并了解了人工智能的可行性，對人工智能后期的發展起到了巨大的促進作用。

3.3第二個發展階段

1977年全球召開了第五屆人工智能會議，這是人工智能發展的第二個階段的開始，由此之后，人們認識到知識工程對于人工智能領域的重要意義與價值，并不斷的進行相關的發展與研究，促使人工智能與實際生產相結合，逐步的推進了人工智能的快速發展與進步。也正是在這個階段，人工智能獲得了巨大的飛躍，并表現出廣闊的市場前景，在不確定推理、分布式人工智能、常識性知識表示方式等關鍵性技術問題和專家系統、計算機視覺、自然語言理解、智能機器人等實際應用問題上取得了長足的發展。

4.機械電子工程與人工智能的關系

機械電子系統具有不穩定性，這就使得機械電子系統在輸入與輸出關系的處理上比較困難。推導數學方程的方、建設規則庫的方法以及學習并生成知識的傳統方法,雖然在解析數學方面具有精密性,但是這些傳統的方法還只能適用于一些相對簡單的系統。然而現代社會所需求的系統是紛繁復雜的，往往會需要一個系統能夠處理多種信息類型。人工智能建立系統所采取的方法中，主要使用的是神經網絡系統和模糊推理系統。神經網絡系統能夠實現對人腦結構的模擬人，能夠分析數字信號并給出參考數值。而模糊推理系統則是通過模擬人腦的功能,來實現對語言信號的有效分析。在處理輸入輸出的關系上，這兩種方法既有共同之處，也存在各自的差異性。神經網絡系統在信息的儲存上是采用分布式的方式，而模糊推理系統則采用規則方式實現信息的儲存。神經網絡系統輸入時由于每個神經元之間都有固定聯系所以計算量一般都很大，而模糊推理系統的連接是不固定的，所以其計算量相對較小。人工智能系統的建立于發展在很大程度上促進了現代機械電子工程發展與進步。在實際的機械電子工程的設計工作之中，我們必須依靠相應的人工智能技術植入，只有這樣才能更好的促進機械電子工程的發展，與此同時最大限度的促進人工智能功能的實現。很顯然這個過程相互促進的過程，只有在發展之中充分的考慮兩只之間的相互結合，不斷的開拓出全新的技術，促進兩者之間的更好的融合才能不斷的促進兩者的共同發展，不斷的促進其進步，實現機械電子工程的不斷發展，推進人工智能的持續進步。

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1.1故障診斷

電氣工程設備的工作時間長，難免會發生故障，由于電氣設施故障的非線性、復雜性及不確定性，一旦發生故障，往往需要大量的時間排查故障，效率低、準確率低。而智能化技術能夠有效解決這一問題。在故障發生前，一般儀器會出現一些人們很難發現的預兆，通過實時監測儀器狀態，在出現異常時及時報警并提示故障位置，在故障真正發生前避免故障，能夠在極大程度上減少維修時間。電氣工程中常常通過分析變壓器中滲漏油分解出來的氣體進行故障診斷，確定故障發生的范圍，并通過各種手段逐步縮小范圍，從而確定故障位置并提示派遣人員及時檢修。同時，智能化裝置可以記錄故障問題，為以后的故障診斷提供參考，使故障診斷更加安全可靠。

1.2智能控制

智能控制能夠在很大程度上實現電氣工程及其自動化的控制過程自動化，實現無人化管理和遠程管理，提高管理的高效性。尤其對于一些高危險、高難度的工作，如高壓控制，智能控制是必不可少的。相對于傳統的控制器，智能控制器的靈活性更好，更易調節。傳統的控制器在設置時需要精確考慮控制對象的動態方程，而實際涉及到的控制環境往往很復雜，存在很多不確定因素。但是智能控制不存在這方面問題，因為其在設計時并不涉及控制對象的模型。并且智能化控制器可以根據對響應數據（如魯棒性變化、響應時間、下降時間）的分析隨時調整系統，調整后智能控制器的性能會大大提高，調整的過程并不需要專業人士在場，這樣就減少了大量的人力。以風力發電廠智能化升壓站系統為例。智能化升壓站系統通過對過程層和間隔層設備升級，將一些模擬量和開關量數字化，有效運用光纖設備，實現間隔層和過程層的通信。站控層由系統主機、工作站、VQC等設備組成，是全站監控、管理、調度中心。系統通過智能化控制，自動完成信息的采集、測量、控制、保護等功能，相比于傳統的升壓站系統在效率、有效性等方面有很大的提高。

1.3優化設計

電氣設備的設計工作相當繁瑣，需要綜合運用成套設備、電路、電機與電氣、電磁場、變壓器等學科的知識，并結合過去的設計經驗。傳統的設計方式根據經驗和實驗，手工完成設計，方案的達標率非常低，修改難度大，成本高，產品的開發周期也很長。應用智能化技術能夠有效提高設計產品的質量，縮短開發周期。智能化技術在這方面的應用主要有專家系統和遺傳算法。其中，專家系統依據該領域的專家提供的知識經驗，建立數據庫，在決策前模擬專家決策過程，做出合理決策，該技術比較前沿，目前尚處于研發階段，尚未得到大量應用。遺傳算法是一種借鑒進化論的隨機化搜索方法，被廣泛運用于信號處理、組合優化、自適應控制等領域，在電氣設計產品的優化上性能優越。

1.4PLC技術

PLC（可編程邏輯控制器）具有高可靠性和抗干擾能力，廣泛應用于自動控制領域。在一些大型的電力企業的輔助系統中，PLC已經代替了一般的繼電控制器。PLC技術使用內存，用程序方式存儲控制邏輯，并用半導體電路實現。PLC技術的應用實現了供電系統的自動切換，用軟繼電器取代了實物器件，使供電系統更加安全可靠。并且，它能使用復雜的工作環境，具有良好的發揮性能，穩定性強。

2．智能化技術在電氣工程及其自動化中的應用前景

2.1優勢分析

智能化技術在電氣工程及其自動化中相比于傳統的控制系統有巨大優勢。傳統的自動控制系統需要建立控制模型，運用數學方法分析，建立動態方程，但由于系統的復雜性，在實際應用中往往會出現無法預料的問題，很難達到預期的效果。智能化系統可以從根本避免不可控因素，提高工作的效率。智能化技術可以實時監控系統，通過監測響應時間、下降時間等對系統進行實時調節，使系統性能大大提高。因此，智能化系統比傳統的控制器更能適應實際工作環境。另外，智能化技術擁有很強的一致性。在輸入不同的數據時具有同樣可靠的估計能力，有廣泛的適用性。

2.2性能方向

速度、精度及效率是電氣工程及其自動化的關鍵指標。在電力系統中采用智能高速處理器芯片，同時采用交流數字伺服系統，能夠改善電力系統的動態特性和靜態特性，提高系統的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系統和數控系統這兩個方面。對于群控系系統，必須按照生產流程的具體要求設計系統，使系統能夠發揮最大的作用，完成信息流和物料流的動態調控。對于數控系統，其強大的可裁剪性和覆蓋面可以滿足客戶的具體要求。

2.3功能方向

在功能方向上，主要包括設計用戶圖形界面、可視化計算、多媒體技術方面的發展。目前的操作系統一般都采用圖形界面，具有良好的人機交互性。在智能化系統中采用圖形化界面，通過窗口和菜單實現編程、圖像顯示、圖像模擬、仿真等功能，能夠降低操作者的門檻，方便非專業人士操作。通過可視化技術，信息的表達不再是呆板的文字和數據。將數據轉化成圖表，能方便操作者分析數據，也可以高效地處理和解釋數據。同時，采用無圖紙設計、虛擬樣機技術等技術，將可視化和虛擬環境相結合，能夠更加有效地提高產品質量、縮短產品開發周期。多媒體技術一般是將聲音、文字、圖像、視頻等融合在一起傳輸，如果將多媒體技術應用于智能化系統，可以更加綜合化、智能化地處理信息，能帶來很大的經濟效益。

2.4體系結構

通過集成化、模塊化、網絡化實現智能化技術在體系結構方面的發展和完善。可以使用高集成度的處理器、大規模集成電路FPGA、CPLD等提高軟硬件運行速度。器件的高度集成化能夠提高電路密度，減小器件體積，更加方便安裝和使用。將智能化技術模塊化，各模塊之間通過接口通信，這樣有助于技術的標準化和集成，也可以運用模塊的增減將智能化產品分級別銷售。將智能化系統聯網使得人們能夠對系統進行遠程監控，隨時掌握系統狀況，使電氣工程的控制不受地域限制。也可以實現在一臺設備上控制其他設備，進行編程等操作。對于較小的電力系統，遠程控制能夠節約電纜的增加數，材料以及安裝費用，并且可靠性高、靈活性強；但是在通訊量大的系統中遠程控制會比較困難。

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近幾年來我國汽車工業增長迅速，發展勢頭很猛。因此評論界出現了一些專家的預測：汽車工業有可能超過IT產業，成為中國國民經濟最重要的支柱產業之一。其實，汽車工業的增長必將包含與汽車產業相關的IT產業的增長。例如，雖然目前在我國一汽的產品中電子產品和技術的價值含量只占10%—15%左右，但國外汽車中電子產品和技術的價值含量平均約為22%，中、高檔轎車中汽車電子已占30%以上，而且這個比例還在、不斷地快速增長，預期很快將達到50%。

電子信息技術已經成為新一代汽車發展方向的主導因素，汽車（機動車）的動力性能、操控性能、安全性能和舒適性能等各個方面的改進和提高，都將依賴于機械系統及結構和電子產品、信息技術間的完美結合。汽車工程界專家指出：電子技術的發展已使汽車產品的概念發生了深刻的變化。這也是最近電子信息產業界對汽車電子空前關注的原因之一。但是，必須指出的是，除了一些車內音響、視頻裝備，車用通信、導航系統，以及車載辦公系統、網絡系統等車內電子設備的本質改變較少外，現代汽車電子從所應用的電子元器件（包括傳感器、執行器、微電路等）到車內電子系統的架構均已進入了一個有本質性提高的新階段。其中最有代表性的核心器件之一就是智能傳感器（智能執行器、智能變送器）。

實際上，汽車電子已經經歷了幾個發展階段：從分立電子元器件搭建的電路監測控制，經過了電子元器件或組件加微處理器構筑的各自獨立的、專用的、半自動和自動的操控系統，現在已經進入了采用高速總線（目前至少有5種以上總線已開發使用），統一交換汽車運行中的各種電子裝備和系統的數據，實現綜合、智能調控的新階段。新的汽車電子系統由各個電子控制單元（ECU）組成，可以獨立操控，同時又能協調到整體運行的最佳狀態。例如為使發動機處于最佳工作狀態，就需要從吸入汽缸的空氣流量、進氣壓力的測定開始，再根據水溫、空氣溫度等工作環境參數計算出基本噴油量，同時還要通過節氣門位置傳感器檢測節氣門的開度，確定發動機的工況，進而控制，調整最佳噴油量，最后還需要通過曲軸的角速度傳感器監測曲軸轉角和發動機轉速，最終計算出并發出最佳點火時機的指令。這個發動機燃油噴射系統和點火綜合控制系統還可以與廢氣排放的監控系統和起動系統等組合，構筑成可使汽車發動機功率和扭矩最大化，而同時燃油消耗和廢氣排放最低化的智能系統。

還可以舉一個安全駕駛方面的例子，出于平穩、安全駕駛的需要，僅只針對四個輪子的操控上，除了應用大量壓力傳感器并普遍安裝了剎車防抱死裝置（ABS）外，許多轎車，包括國產車，已增設了電子動力分配系統（EBD），ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天氣駕駛時的穩定性。現在，國內外的一些汽車進一步加裝了緊急剎車輔助系統（EBA），該系統在發生緊急情況時，自動檢測駕駛者踩制動踏板時的速度和力度，并判斷緊急制動的力度是否足夠，如果需要，就會自動增大制動力。EBA的自控動作必須在極短時間（例如百萬分之一秒級）內完成。這個系統能使200km/h高速行駛車輛的制動滑行距離縮短極其寶貴的20多米。針對車輪的還有分別監測各個車輪相對于車速的轉速，進而為每個車輪平衡分配動力，保證在惡劣路面條件下各輪間具有良好的均衡抓地能力的“電子牽引力控制”（ETC）系統等。

從以上列舉的兩個例子可以清楚看到，汽車發展對汽車電子的一些基本要求：

1．電子操控系統的動作必須快速、正確、可靠。傳感器（+調理電路）+微處理器，然后再通過微處理器（+功率放大電路）+執行器的技術途徑已經不再能滿足現代汽車的要求，需要通過硬件集成、直接交換數據和簡化電路，并提高智能化程度來確保控制單元動作的正確性、可靠性和適時性。

2．現在幾乎所有的汽車的機械結構部件都已受電子裝置控制，但汽車車體內的空間有限，構件系統的空間更是極其有限。理想的情況當然是，電子控制單元應與受控制部件緊密結合，形成一個整體。因此器件和電路的微型化、集成化是不可回避的道路。

3．電子控制單元必須具有足夠的智能化程度。以安全氣囊為例，它在關鍵時刻必須要能及時、正確地瞬時打開，但在極大多數時間內氣囊是處在待命狀態，因此安全氣囊的ECU必須具有自檢、自維護能力，不斷確認氣囊系統的可正常運作的可靠性，確保動作的“萬無一失”。

4．汽車的各種功能部件都有各自的運動、操控特性，并且，對電子產品而言，大多處于非常惡劣的運行環境中，而且各不相同。諸如工作狀態時的高溫，靜止待命時的低溫，高濃度的油蒸汽和活性（毒性）氣體，以及高速運動和高強度的沖擊和振動等。因此，電子元器件和電路必須要有高穩定、抗環境和自適應、自補償調整的能力。

5．與上述要求同樣重要，甚至有時是關鍵性的條件是，汽車電子控制單元用的電子元器件、模塊必須要能大規模工業生產，并能將成本降低到可接受的程度。一些微傳感器和智能傳感器就是這方面的典范。例如智能加速度傳感器，它不僅能較好地滿足現代汽車的各項需要，而且因為可以在集成電路標準硅工藝線上批量生產，生產成本較低（幾美元至十幾或幾十美元），所以在汽車工業中找到了自己最大的應用市場，反過來也有力地促進了汽車工業的電子信息化。

二、智能傳感器：微傳感器與集成電路融合的新一代電子器件

微傳感器、智能傳感器是近幾年才開始迅速發展起來的新興技術。在我國的報刊雜志上目前所使用的技術名稱還比較含混，仍然籠統地稱之為傳感器，或者含糊地歸納為汽車半導體器件，也有將智能傳感器（或智能執行器、智能變送器）與微系統、MEMS等都歸入了MEMS（微機電系統）名稱下的。這里介紹當前一些歐美專著中常用的技術名詞的定義和技術內涵。

首先必須說明的是，在絕大多數情況下，本文大小標題及全文中所說的傳感器其實是泛指了三大類器件：將非電學輸入參量轉換成電磁學信號輸出的傳感器；將電學信號轉換成非電學參量輸出的執行器；以及既能用作傳感器又能用作執行器，其中較多的是將一種電磁學參量形式轉變成另一種電磁學參量形態輸出的變送器。就是說，關于微傳感器、智能傳感器的技術特性可以擴大類推到微執行器、微變送器-傳感器（或執行器、或變送器）的物理尺度中至少有一個物理尺寸等于或小于亞毫米量級的。微傳感器不是傳統傳感器簡單的物理縮小的產物，而是基于半導體工藝技術的新一代器件：應用新的工作機制和物化效應，采用與標準半導體工藝兼容的材料，用微細加工技術制備的。因此有時也稱為硅傳感器。可以用類似的定義和技術特征類推描述微執行器和微變送器。

它由兩塊芯片組成，一是具有自檢測能力的加速度計單元（微加速度傳感器），另一塊則是微傳感器與微處理器（MCU）間的接口電路和MCU。這是一種較早期（1996年前后）的，但已相當實用的器件，可用于汽車的自動制動和懸掛系統中，并且因微加速度計具有自檢能力，還可用于安全氣囊。從此例中可以清楚看到，微傳感器的優勢不僅是體積的縮小，更在于能方便地與集成電路組合和規模生產。應該指的是，采用這種兩片的解決方案可以縮短設計周期、降低開發前期小批量試產的成本。但對實際應用和市場來說，單芯片的解決方案顯然更可取，生產成本更低，應用價值更高。

智能傳感器（SmartSensor）、智能執行器和智能變送器-微傳感器（或微執行器，或微變送器）和它的部分或全部處理器件、處理電路集成在一個芯片上的器件（例如上述的微加速度計的單芯片解決方案）。因此智能傳感器具有一定的仿生能力，如模糊邏輯運算、主動鑒別環境，自動調整和補償適應環境的能力，自診斷、自維護等。顯然，出于規模生產和降低生產成本的要求，智能傳感器的設計思想、材料選擇和生產工藝必須要盡可能地和集成電路的標準硅平面工藝一致。可以在正常工藝流程的投片前，或流程中，或工藝完成后增加一些特殊需要的工序，但也不應太多。

在一個封裝中，把一只微機械壓力傳感器與模擬用戶接口、8位模-數轉換器（SAR）、微處理器（摩托羅拉69HC08）、存儲器和串行接口（SPI）等集成在一個芯片上。其前端的硅壓力傳感器是采用體硅微細加工技術制作的。制備硅壓力傳感器的工序既可安排在集成CMOS電路工藝流程之前，亦可在后。這種智能壓力傳感器的技術和市場都已成熟，已廣泛用于汽車（機動車）所需的各式各樣的壓力測量和控制單元中，諸如各種氣壓計、噴嘴前集流腔壓力、廢氣排氣管、燃油、輪胎、液壓傳動裝置等。智能壓力傳感器的應用很廣，不局限于汽車工業。目前，生產智能壓力傳感器的廠商已不少，市售商品的品種也很多，已經出現激烈的競爭。結果是智能壓力傳感器體積越來越小，隨之控制單元所需的接插件和分立元件越來越少，但功能和性能卻越來越強，而且生產成本降低很快（現在約為幾美元一只）。

順便需要說說的是，在一些中文資料中，尤其是一些產品宣傳性材料中，籠統地將SmartSensor(或device)和Intelligentsensor（或device）都稱之為智能傳感器，但在歐美文獻中是有所差別的。西方專家和公眾通常認為，Smart（智能型）傳感器比Intelligent(知識型)的智慧層次和能力更高。當然，知識型的內涵也在不斷進化，但那些只能簡單響應環境變化，作一些相應補償、調整工作狀態的，特別是不需要集成處理器的器件，其知識等級太低，一般不應歸入智能器件范疇。

相信大多數讀者能經常接觸到的，最貼近生活的智能傳感器可能要算是用于攝像頭、數碼相機、攝像機、手機攝像中的CCD圖像傳感器了。這是一種非智能型傳感器莫屬的情況，因為CCD陣列中每個硅單元由光轉換成的電信號極弱，必須直接和及時移位寄存、并處理轉換成標準的圖像格式信號。還有更復雜一些的，在中、高檔長焦距（IOX）光學放大數碼相機和攝像機上裝備的電子和光學防抖系統，特別是高端產品中的真正光學防抖系統。它的核心是雙軸向或3軸向的微加速度計或微陀螺儀，通過它監測機身的抖動，并換算成鏡頭的各軸向位移量，進而驅動鏡頭中可變角度透鏡的移動，使光學系統的折射光路保持穩定。

微系統（Microsystem）和MEMS（微機電系統）-由微傳感器、微電子學電路（信號處理、控制電路、通信接品等）和微執行器構成一個三級級聯系統、集成在一個芯片上的器件稱之為微系統。如果其中擁有機械聯動或機械執行機構等微機械部件的器械則稱之為MEMS。

MEMS芯片的左側給出的是制備MEMS芯片需要的基本工藝技術。它的右側則為主要應用領域列舉。很明顯，MEMS的最好解決方案也是選用與硅工藝兼容的材料及物理效應、設計理念和工藝流程，也即采用常規標準的CMOS工藝與二維、三維微細加工技術相結合的方法，其中也包括微機械結構件的制作。