智能辅助

关键词: 放电 带电作业 绝缘 绝缘材料

智能辅助精选十篇)

智能辅助 篇1

高压输变电线路带电作业用安全防护用的绝缘垫在使用过程中, 由于在绝缘材料性能降低时受天气等外界因素如空气湿度大, 接连阴天霉雨季节, 潮湿环境等使绝缘材料产生象水纹样电弧沿着外皮爬电的现象, 这种放电痕迹不是连通两极的, 放电也不是连续的, 由于绝缘垫下便是大地, 所以也是最易发生漏电的地方, 所以要使用绝缘垫, 在工作时由于现场人员眼睛要注视操作屏幕或上方, 无法低头看脚下的踩踏区域, 因而经常走出正确踩踏位置发生爬电漏电因而事先无法得知, 也就无法控制和预防, 存在判断受个人影响, 很可能会发生人身触电伤亡事故, 存在较大的安全隐患, 给作业人员的安全带来了威胁.而目前却还没有专门针对高压电线路带电作业时防止上述隐患而研制的防护设备。因此笔者针对上带电作业人员需要了解自己脚有没有踩踏于安全位置以外, 超出安全范围时可以通过蜂鸣器提示报警, 避免事故发生这一情况, 设计了一种智能型辅助绝缘垫。可广泛应用电力变电所电力安全检修时的一种安全护具或劳保产品领域, 尤其涉及一种智能型辅助绝缘垫保护工作人员无意间踩踏于安全位置以外而造成的安全隐患, 是具有检测报警功能的绝缘垫。

2 设计实现与基本结构

本设计的目的是提出一种电力变电所电力安全检修时绝缘垫的辅助装置, 具有较好的机械强度。工作时由于现场人员眼睛要注视操作屏幕或上方, 无法低头看脚下的踩踏区域, 因而经常走出正确踩踏位置, 而使得将自己置于隐患多发位置尤其危险。在原绝缘垫上放置本装置, 由于本产品面积比原绝缘垫小, 且在内部设置踩踏区域, 踩踏区域内均设置多个踩踏传感器, 其特征在于, 在通过对踩踏区域内踩踏传感器计算进一步得出脚有没有踩在安全区域之外。

为了达到上述目的, 本设计采用分体式结构, 如图1所示。

绝缘垫1、智能绝缘垫辅助装置2两部分, 彼此分离, 方便收藏和携带。使用时将绝缘基垫1放于下面, 将智能绝缘垫2同心放置于1上方, 构成工作平台。采用上述结构, 首行保证了原有绝缘等级不变, 并通过下部经过糙化处理的智能绝缘垫辅助装置2与绝缘垫叠和, 不侧滑, 方便使用。如图2所示。

采用绝缘材料制成, 其内部布置了多个踩踏传感器在踩下时一部分踩踏传感器得电接触, 产生相应的信号送到微处理器。根据事先设置鞋号的大小或是装置初始化后将双脚放在踩踏区域内微处理器会计算出正常时双脚触发踩踏传感器的数量, 当在踩踏动作发生时, 触发一定数量的踩踏传感器, 在上下偏差允许的范围内, 微处理根据数量得到双脚置于安全位置之中, 当隐患发生时, 比如一只脚的一半已踏于基垫上并且在智能绝缘垫外, 这时踩踏传感器得电数量会少四分之一, 这时会通过微处理器输出声光报警信号, 提醒工作人员回到正常位置。如图3所示。

包括:1、绝缘垫;2、智能型辅助绝缘垫;6、踩踏传感器;11、吸盘

下面结合图1、图2对本设计进一步详细说明, 如图1、2所示, 绝缘垫1在下, 智能型辅助绝缘垫2内有数个踩踏传感器6且顶部有控制显示装置3。控制显示装置3是由微处理器5, 蜂鸣器7, LCD显示屏8, 语音装置10构成。同时本设计的另一特征是在左右脚大拇脚指中间位置处, 有一个凸起4, 操作人员可依靠触觉即可感知踩踏区域, 无需再低头寻找, 同时这种智能型辅助绝缘垫在使用过程中不会因为移位并产生皱褶, 触发错误信号, 而且收藏时不会因反复折叠内部导线折断。这一人文关怀的设计是本设计的另一亮点。所述的凸起4的形状可以是圆形, 也可以是梅花形或任何其他立体形状。

如图2, 3所示, 在智能型辅助绝缘垫2内腔中装有数个踩踏传感器5, 每个踩踏传感器5将信号输出端与微处理器4的信号输入端相连, 实时检测踩踏信号输入的数量, 微处理器4根据此数量判断双脚有没有离开安全区域, 当数量少于正常值时, 微处理器4通过所连接的LCD显示屏和语音模块提示工作人员归位, 防止事故产生。

实际使用时, 放置好智能型辅助绝缘垫于绝缘垫上后, 按动电源按钮, 微处理器自检确定踩踏传感器的好坏, 确保智能型辅助绝缘垫各元件工作状态正常后, 方可使用。

3 结束语

综上所述, 本发明的优点是:结构简单、智能化、分体结构、人性化设计, 不易损坏、使用携带方便、经久耐用。

参考文献

[1]张军.最新电力事故综合防范法律事务综合处理实用手册[M].北京:中国环境科学出版社, 2002.

[2]陈化钢.电力设备异常运行及事故处理[M].北京:中国水利水电出版社, 1999.

智能辅助 篇2

1 文本与标签暗示

当光标移动时,会以文字提示,例如:路径、中心、锚点等,

2 构造指导

当用钢笔工具作图在锚点上引导时,会出现 0°、45°和 90°三种引导线,以助精确作图,

3 转换工具

选取此项,在用转换工具时,会提示转换时的一些数据,便于精确转换。

4 对象突出显示

选取此项,当光标移动至对象上,对象会显示蓝色边框,呈现浮动显示。

2 使用智能辅助线

1 不用智能辅助线时,最好把它关闭。

2 使用它时,先要从需用的锚点处引出构造指导线来。

智能辅助 篇3

关键词】智能手机平台    高校学生管理     管理制度

一、引言

高校学生管理工作应与校园实际相结合,塑造良好的学习环境,以供学生有序地进行学习。随着社会的发展,科技的进步,智能手机对学生的学习及生活产生了一定的影响。根据这种情况,学校应针对智能手机的媒体特性及平台应用创新管理方法。文章以利用智能手机平台辅助高效学生管理展开一系列研究。

二、智能手机平台对高校学生管理意义

(一)智能手机平台有利于高校学生管理创新

1.提升管理效率

智能手机的快速发展,为高校的学生管理创新提供了技术支持。智能手机平台可以实现信息快速、灵活、生动及时地传送,充分运用智能手机的平台优势,无论在教育管理上,还是思想宣传上都能提高工作效率,从而实现校园管理信息化、统一化、高效化。智能手机平台的建立提高了高校学生管理效率

2.完善校园管理制度

正确运用智能手机平台的特点,加强学生和教学管理者的沟通交流,使校园管理工作更加顺利地开展,推动了校园学生管理制度的进一步完善。智能机手机平台的建立,使校园管理更为民主,校园管理制度更为完善。

3.提高校园管理安全性

运用智能手机平台提供的技术支持,实现高校学生这全管理。通过智能手机平台提供的QQ、博客、微信、电子邮件等功能建立关系网,高校寝室实施扫码身份验证等,这些内容开展不仅利于学生校园管理,而且能确保学生的人身安全。智能手机平台的建立,提高校园学生管理制度的安全性。

三、智能手机平台管理作用

(一)确保学生安全

智能手机平台中的学生信息,包括学生的学号、电话号码、地理位置、身份信息。便于学生、教师、管理者之间的沟通。如学生处于危险情况下,可通过群体通讯发出求救信息。而校方可在有条件的情况下,对学生进行GPS定位,确保其安全。

(二)提高学生课堂效率

智能手机平台所提供的内容非常丰富,学生上课时,或者寝室熄灯休息后,校方需掌控手机客户端,提高学生上课听课效率,保证学生正常休息质量

(三)校园管理民主化

教改后,课堂方式越来越开放,这一平台的建立可以尝试在课堂有效范围内进行创新教育。社会的发展使学生的思想也越来越开放,智能手机平台的建立,无疑使高校的决策理念民主化。

四、如何利用智能手机平台辅助高校学生管理

(一)建立全面的管理制度

智能手机平台内容的丰富,吸引了很多大学生的眼球,开阔了学生的视野,在一定程度上促进大学生文化水平的提高。然而高校的管理网络之间又出现了相对问题,高校学生能否自律,自觉提高信息内容鉴别能力,摒弃不良信息的影响,尤为重要。因此,面对扑面而来的大量信息的冲击,对于智能手机平台,高校应建立健全相应学生管理制度

首先,制定轻量管理模式。在智能手机平台的基础上,开通自动获取学生手机号码功能,当学生更换手机号后,系统将会自动收到新的号码。这种管理方式能够确定学生的即时通讯,在学生端保存新手机号码,便会发送短信。在轻量管理模式下,学校通过智能通讯平台不仅会掌握学生动态,并且还会把对学生生活影响转为最小化。

其次,标准管理模式。标准管理是在轻量管理的基础上,增加上课时间管理学生手机的功能。标准管理模式与触发式运行模式相同,基本能解决学生上课因手机分心、影响课堂效率的问题。

最后,通过重点管理模式,能够在不干涉个人隐私和自由的情况下,对学生进行重点关注

(二)激发学生创新精神

手机的发展,渐渐减少了学生面对面的交流,大部分学生将户外运动接触改换成了智能手机上的交流。开创智能手机平台下的创新集体活动,让更多的大学生从虚拟世界走出来,去感受大自然,感受阳光,面对面地交流,使学生的身心健康发展,开创智能手机平台式创新活动,激发学生创新精神,在这个平台互相展示、交流、互补,创造出更新颖的,更适用于现实生活技术或者捷径。

四、结论

现代科技发展趋势之快,是值得我们关注的。高校管理者应实时掌握校园动态及信息网络的发展,结合实际,对高校的学生管理制度进行创新,从而实现高校学生管理的不断调整,快速、有效地完成高校管学生理工作,确保校园的教学教育、思想宣传各方面工作顺利运行。

参考文献】

[1]安波,闫政.浅析微信公众平台在高校教学及学生管理中的应用[J].无线互联科技,2014,11(21):161-162.

[2]安阳阳.智能手机的普及学生管理工作的影响及对策研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2014,17(18):141-143.

智能手机辅助课堂教学探索 篇4

一、智能手机应用于教学的理论基础及发展现状

(一) 理论基础。常见的智能手机应用教育教学的理论包括移动学习、微型学习、情景学习和非正式学习等。移动学习的理念最早由Alexzander Dye引入中国, 是E-Learning的进一步发展, 它最大优点是使学习借助网络和先进的通讯设备, 学习者的学习不会受到时间、地点等各种因素的制约, 不论在任何时间、任何地点都可进行学习, 这学习形式具有很强的随意性与非正式性, 它的基础是移动技术移动设备, 本质是一种学习方式, 要求使用的移动计算设备必须能有效呈现学习内容, 且提供教师与学习者之间的双向交流。微型学习是以学习者为中心的核心理念, 轻松愉悦的学习价值观, 利用零碎的片段化时间呈现微型内容以随时随地进行学习。其特征表现为:学习内容相对独立, 趋向微型化、模块化;学习时间随机化、短暂化, 分散在学习者的日常生活中;以移动设备为载体, 学习地点移动化;学习方式相对灵活, 更加体现学习者的主动性、彼此的互动性和学习内容与交互的实时性。

(二) 发展现状。智能手机用于辅助课堂教学包括手机短信息、WAP网站、社会性软件、离线学习等多种形式, 实际应用中可根据实际情景灵活选择某种形式或将多种形式进行融合。各种形式的特点及使用方式如下:手机短信息是比较原始的方式, 主要包括SMS (短消息业务) 、EMS (增强消息业务) 、MMS (多媒体消息业务) 。学习过程中遇到问题, 学习者可以使用智能手机的MMS功能时向教师求解, 学习者之间也可以进行异地的交流。WAP网站方式使得学习者只需要在手机网页中输入网址就可以进行浏览、查询, 实时交互等活动, 通过这种技术, 无论用户在何地何时, 都可享受网上信息资源。社会性软件是指像QQ、微博、微信等能够安装到智能手机中的第三方软件, 这些软件可应用于教学中, 为学习搭建了交流协作的平台, 方方便便学学生生和和学学生生、、学学生生和和老老师师之之间间的沟通, 同时像学堂在线、爱课课程程等等MMOOOOCC软软件件也也上上市市供供学学习习者使用。离线移动学习包括使使用用英英汉汉互互译译查查询询、、单单词词真真人人发发声声等语言学习软件;使用电子书软软件件将将电电子子书书携携带带身身边边随随时时阅阅读读;使用音频视频软件播放学习音音频频或或视视频频;;使使用用FFllaasshh多多媒媒体体学学习软件进行交互式学习。

二、智能手机辅助教学APP的设计要点

(一) 课程资源的建设是基础。

1.作为课堂教学的辅助。教学大纲、计划教案、课件、课后作业、课程拓展等课堂教学基本资料的迁移是必不可少的。有效地组织这些内容, 将教学过程中的各个知识点、演示过程、操作过程、练习过程、扩展应用过程等进行了有效的整合, 从而能够形成贴近学生的学习生活、寓教于乐的教学扩展空间, 促使学生充分利用碎片时间完成课前预习、课后复习, 同时学生可根据自身情况选择学习内容, 进一步促进了分层次教学和自主学习。然而教师要对课程内容进行有效的甄别, 注意知识内容设计不可以过于超前或者滞后, 否则可能影响学生对于此应用程序的认同感和接受度, 进而影响学生对于相应知识的消化吸收。

2.资源的呈现方面。一是要合理设置移动学习导航。层次明了、布局合理的导航可以起到“优秀引导员”的作用, 便于学生开展学习, 这样一来提高了用户体验, 使学生乐于使用。二是要择合适的媒体表达方式。文本、图片、音频、视频、动画等媒体可有机结合地被应用于教学和学习中。但媒体形式与要呈现的内容是否匹配, 是否达到了合理的展示效果, 有研究表明, 如果媒体表现形式不当, 媒体本身的特性很可能会丢失, 甚至学习者注意力也不会被集中, 进而导致学习效率下降。同时, 图片、音频、视频等媒体形式都有其各自不同的存储格式, 不同的格式就意味着其大小也会不一样, 即呈现相同的学习内容的信息量不同;而对于基于智能手机的移动学习来说, 为保证在一个较小的网络带宽下顺利地进行资源的浏览与学习, 各种形式的媒体一般选择所占带宽较小的格式。

3.资源的获取方面采取在线和离线相结合。学生可在线学习, 同时可将内容下载到手机观看考虑到通讯资费问题, 亦可将文件资料拷贝到APP相应目录下, 系统进行自动识别, 如果欲浏览文件已在目录中存在, 则使用本地文件, 如此一来, 摆脱了网速慢、网速不稳定等原因导致的观看不流畅, 也降低了在线下载耗费的流量, 减少了费用支出。

(二) 交流互动的设置是灵魂。

1.课堂教学中。教师通常需要了解学生对某个问题的认知或者是了解学生对问题的掌握情况, 但是提问单个学生或者让学生一起回答, 并不能很确切了解学生的整体掌握情况, 而使用智能手机的辅助教学APP可以解决这个问题。教师将题目设置成选择题, 接着学生通过手机选中答案并提交, 然后统计结果以柱形图的方式直接显示到教师电脑, 并最终通过PPT显示到屏幕中, 这样一来教师和学生都可以实时了解大家对问题的认知, 方便进一步开展课堂讨论, 促进课堂教学的进行。

2.课堂教学外。课下的交流互动更是会继承其它在线交流学习的优点, 形成课堂教学的有效补充。学生在APP上对所学知识进行讨论和评价, 使得教师能够在传授知识过程中及时发现学生的疑惑之处和创新思维;同时教师对学生有针对性地进行知识层面引导和适度进行扩展讨论, 促进学生思维的拓展。此外, 教师需要精心设计测试题目, 使得学生可以分章节进行自我测试, 亦可以随机抽取题目进行自我检测, 从而增加学生对APP的依赖, 成为移动教学APP的助推力。

三、智能手机辅助课堂教学的阻力

通过智能手机进行移动学习也面临着诸多阻力。学生移动学习意识不足, 学生对智能手机的使用多数还停留在通讯和娱乐, 学生的多数时间被QQ、微博、微信、游戏、视频等占据。即使有学生开展学习, 其频率也较低且缺乏目的性;移动教育资源的不足及资源的良莠不齐更削弱了学生的学习兴趣及动力。手机本身也存在着诸如操作系统兼容性相对较差, 电池续航能力弱, 手机长时间上网产生硬件消耗并导致网络信号不稳定等问题影响学习。此外, 校园无线网覆盖不全面, 网络收费问题也影响着移动学习的步伐

四、结语

即使使用智能手机终辅助课堂教学面临诸多阻力, 但是利用碎片时间使用智能手机进行移动学习终将成为势不可挡的学习方式。在移动教学APP中合理的课程资源建设是基础、良好的交流互动设置是灵魂、教师是引导员、测试题目是助推力, 这样一款设计良好的移动教学APP将会有效辅助课堂教学, 促进学生主动获取知识、积极进行自主学习, 促进师生课堂良性交互、课下良好交流, 最终达到良好教学效果。

参考文献

[1]胡建芳.基于智能手机的移动学习资源设计研究[D].内蒙古师范大学, 2014, 5

[2]王凯翔, 彭生琼.基于数字移动平台的课程设计与研究[J].教育教学论坛, 2015, 8

[3]胡馨.分析智能手机的移动学习方式在高校中的应用[J].教育界, 2014:186~187

智能辅助 篇5

摘要:随着计算机的普及以及计算技术的不断提高,人类已经从计算机上收获到了很大的益?,而且仍然在不断地提高计算技术,继续开发能为人类做出好的贡献的功能。从20世纪50年代开始,人类就已经有了人工智能这一学科希望可以让计算机更加智能,更加类似人类的思维,从而更好地为人民服务。人工智能也可以应用计算辅助教学当中,本文就将对人工智能计算辅助教学当中的应用进行研究。

关键词:人工智能计算辅助教学

中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)17-0150-02

由于人类对人工智能寄予了很大的希望人工智能有着很好的前景,并且有可能应用到我们生活当中的各个方面,提高我们所有人整体的生活水平。人工智能技术发展的同时,陆续的已经有科学家将人工智能技术用到了教学的方面,并且已经获得了很好的成效,所以在人工智能方面继续开发进步,并与教学相结合,将会是很好的新的教学方法。

1人工智能

1.1什么是人工智能

人工智能是二十世纪中期兴起了一门新的科学,这一门科学主要属于计算机科学,但是其中要包括信息学、语言学、心理学、哲学、数学等等很多学科内容,是一门综合性很强的学科人工智能主要是使用计算机系统来模拟人类的思维活动。这一门学科研究的领域广泛,也已经在很多方面上有了它的应用

正是由于人工智能所研究的领域很广泛,所以这也是一项挑战性很强的科学门类,需要科学家在各个方面都有很强的知识基础。目前人工智能的研究与人类的目前需求紧密相关,所以人工智能技术研究也随着时代的变化而发展,让人工智能这一项技术应用在更有意义的事情上人工智能主要的目标是要求计算机拥有“知识获取和学习能力”、“对知识进行处理的能力”、“语言理解能力”、“自动的推断和搜索的能力”以及等等很多方面的能力

1.2人工智能研究内容

从研究的对象来说,人工智能可以分为三个不同的领域:第一个是要有“自然语言处理”的能力,编写可以读和说的计算机程序。第二个是要研究出一种具有灵敏的感官机器,可以模拟人类的听觉和视觉,可以自动判别不同的环境。第三种是研发专家系统,就是利用计算机可以模拟专家的行为。

人工智能研究性质来区别,又可以分为理论工程两个方面。理论研究,就是不断的开发拓展人工智能理论工程研究,就是能够设计和开发出相应的产品。二者之间有着很大的关联,是不可分割的。理论研究为工程研究提供了理论基础;工程研究是将理论研究应用于实际当中。

1.3人工智能技术特征

人工智能有以下几点技术特征:搜索能力知识表达功能,推理能力,抽象能力,语音识别能力,处理模糊信息的能力。这五点,基本上已经使得人工智能可以简单的模拟人类的思维方式

2计算辅助教学(CAI)

2.1什么是计算辅助教学

计算辅助教学的含义就是使用计算机来代替教师来执行部分的教学任务,为学生提供一个个人的学习空间,同时利用了多媒体等计算技术,使得教学方式变得丰富多彩,从而提高教学的效率质量。利用计算辅助教学功能可以增加学生的练习数量、课后巩固、与计算机之间拥有灵活自由的对话和咨询、仿真模拟实验过程,以及等等其他的教学模式。极大地丰富了课堂内容,也完成了许多传统教学过程当中不能够完成的内容计算辅助教学主要是通过课件的形式进行,学生可以根据自己的情况而进行学习,这样教学可以更好地适应每一个学生的学习情况。计算辅助教学已经在教育当中占据了很重要的地位,广泛地应用到了学校的教学当中,并且已经有了很好的效果。我国的计算辅助教学发展得很快,四十年前就已经有很多高等院校把这一教学模式列为重点的研究课题之一。

2.2计算辅助教学存在的问题

计算辅助教学,还具有一定的闭塞性。使用计算辅助教学使得学生被动的进行学习,没有针对性的教育,缺少指导性引导。主要是通过光盘等载体,将知识内容呈现出来,过程有一些机械化,学生并不是完全主动地去学习。而且学生缺乏教师的监督,可能也会存在一些惰性,学生有问题,也并不能够及时地得到解答。在教学当中,教师可以更加了解学生的各方面情况,了解自己学生的习性、性格、学习方法。而使用计算辅助教学,可能只可以做到课件上的精。形式单一,不能够按照学生的情绪波动而改变自己的教学。而这些问题也将是我们在计算辅助教学当中需要继续发展的地方。

3人工智能计算辅助教学系统

3.1基本内容

人工智能计算辅助教学系统相结合,也就是智能计算辅助教学系统,学生可以借助于智能计算选择自己学习的内容,使得学生的学习可以更加的有针对性、自主性,可以让学生有更高的学习效率。这就要求计算机教学有着教师的丰富经验和专业的知识,构建一个教学型的专家系统。将计算辅助教学系统引入人工智能的思想,可以将所有的知识记录到统一的知识库里,并将此作为智能的计算辅助教学系统的构建环境,并且可以推理出学生的学习需要,可以与学生进行自由的交互,自动的形成相应的教学的方式

智能化的计算辅助教学,需要具备以下几个特点:

①能够自动的生成学生相应的练习题

②可以根据学生的学习水平和学习进度,对教学进行相应的调整。

③可以对问题自动的生成相应的解答。

④有一定的自然语言能力理解能力,可以与学生进行自由的交互。

⑤可以能够解释学生的咨询。

⑥能够判断出学生是否有错误,并且能够分析其中的原因给出改正方法。

⑦有能力学生的学习进行评价、评估。

⑧有能力对教师的教学进行评估。

一般我们现在的计算辅助教学系统还并不能够达到这么高的要求,一般的智能化计算辅助教学系统可能会具有其中的几个方面,大多数智能化计算辅助教学系统一般由五个模块组成:专家模块、学生模块、教学模块、界面模块和智能接口模块。

3.2智能计算辅助教学系统(ICAI)

在用该系统教学的过程当中,需要教师以其专门知识经验为依据,从人工智能的方面看,这一种新的教学系统是以认知学为理论基础,是智能化的计算辅助教学系统,教学型专家系统,它可以根据学生的特点、弱点和基础知识,用最合适的教学方案和教学方法对学生进行教学和辅导。智能计算辅助教学系统的一般包括四个模块:知识库、学生模块、用户接口模块和教学与控制模块。

4结束语

智能辅助 篇6

关键词:特殊教育;多元智能理论;发展特征;应用

G623.31

多元智能理论(The Theory of Multiple Intellegences)是由哈佛大学著名发展心理学教授Howard.Gardner在1983年所出版的《心智的结构:多元智能理论》一书中所提出的。该理论颠覆了传统治理定义与测量手段,Gardner认为,人的智力没有高低之分,只有智能倾向性不同与倾向性强弱之分。这一理论也对传统教育评价产生了巨大冲击,鼓励人们从更多维度视角来看待人类的发展与教育问题,更倡导开放性兼容性并存的教育理念,进而实现对人类多元化智能的有效发展。

一、多元智能理论与特殊教育

特殊教育(Special Education)也是教育领域的一个重要组成部分,它的课程内容多为特别设计内容,其教材、教法、教学组织模式、教学设备也与常规教育有所区分。特殊教育希望表达的是一种特别的培养目标,它的教育对象也有许多分类,从广义范围讲,特殊教育面向的是某些智力水平超长的天才、品行不良的青少年犯罪者或者拥有各种残疾缺陷的非健全人群;而从狭义角度讲,它就是指代残疾人教育,所以特殊教育还被称之为“残疾教育”、“缺陷教育”。

现代英教育体系为了强调人格平等,迎合社会需求,将特殊教育与普通教育融为一体希望开展一体教育。但实际上当残疾青少年儿童真正回到常规学校以后,他们却还是要面临各种问题阻碍,这说明常规学校依然还不能满足特殊教育基本要求,它无法兼顾残疾与非残疾青少年儿童两类人群的受教育需求,也让残疾人群体更加没有归属感,所以在这种背景下,还应该以全新的视角理念来重新审视特殊教育实施环境推进过程

在常规教育体系中所采用的是传统智能理论,它仅仅只能从语言及数理逻辑智能方面来考核测试学生智商,但这种考评方法却不适合于特殊教育群体,所以要采用多元化智能理论,基于上述两项智能评测项目之外来挖掘特殊教育对象群体的其它智能元素。就这一点Gardner认为,人类除语言及逻辑智能外还存在5种智能:音乐智能、空间智能、身体—动觉智能、人际关系智能以及内省智能。单独的以某项智能来评判一个人的智力高低是不客观也不正确的,因此Gradner也希望基于特殊教育来开发特殊教育对象群体那些不被承认或者还未被发现的智能强项,实现真正的因材施教,为每一个青少年儿童提供良好的现代教育环境[1]。

二、多元智能理论在特殊教育中的应用要点

Gardner在多元智能理论提出过许多技术理论要点,本文基于其理论中的几个关键点来谈谈该理论在特殊教育群体中的具体应用

(一)促成新的学校教育

按照Gardner的多元智能理论观念,无论是常规学校还是特殊教育学校其办学宗旨都应该基于多种智能项目培养和帮助学生发现适合其智能特点的相关学习活动内容,然后建立以个人教育为中心的学校,这也是他基于多元智能理论提出的新理念,他认为这样有目标、有兴趣、有选择的课程及学习方法安排更符合特殊教育现实实施理念,也更有利于受教育群体学生个性化水平的发挥

举例来说,北京市海淀区某特殊教育中学早在2002年就开展了以MI理论(Multi-Intelligence,重智力理论)为指导的的教育课程改革,围绕该理論开展了一系列教学内容组织活动,其中就包括了“音乐练耳班”、“乐器班”。其主要目的就是通过这音乐实践课程内容来展开对智障残疾儿童的智力开发试验,并追踪研究证实其教学形式有效性[2]。

(二)形成因材施教教学模式

Gardner的多元智能理论强调因材施教理念希望为每一个学生都创造适合于其智力发展的学习方法模式及教学环境,实现“1对1教育”模式,真正找到适合于个体学生某一种智能发展的教学模式,即学习方法的“切入点”。举例来说,在中学语文课堂上,教师就可以利用对话讨论、访谈、报告等形式来发展学生语言智能,克服他们在语言表达方面可能存在的障碍;而在初中数学课上,可以利用创编故事问题、构建模型、图标的形式来发展学生的逻辑数理智能;再例如在音乐科目教学过程中,可以指导学生开展音乐会,用创作歌曲旋律、奏乐的的形式来开发学生音乐智能,促进他们的合作关系,进而发展他们的人际关系智能。在课后还应该要求学生描述其课后感受,进而发展学生的自我认知智能观。江西省吉永县某特殊教育中学在每年都会举办手工艺作品交流大会,会上特殊教育儿童群体齐聚一堂,根据自己想法和喜好来制作手工艺品,这一方面展现该群体的个性,一方面也凸显了他们在语言智能与逻辑智能以外它的身体—动觉智能,也促进了他们彼此之间的人际关系智能。

当然,也可以将多项智能教学项目结合起来,为特殊教育对象设计更丰富多彩的学习活动。还以初中数学教学为例,在解释代数方程的教学活动中除培养学生的基本数理逻辑智能以外,还要培养学生主动阅读教材内容,设计讨论与提问问题的能力,进而发展他们的语言智能、人际关系智能以及内省智能等等,实现全新的跨学科课程规划,为特殊教育对象提供更好的智能项目培育空间[3]。

三、总结

多元智能理论强调多维度、全面立体化和可持续发展眼光,它对学生的评价标准是趋于多元化的。诚如Gardner所言,基于多元智能理论视野的特殊教育应该用多维眼光来看待并予以评价,并给予学生更多发展机会,寻找更适合于他们学习风格与学习能力的教学方法,最大限度开发他们的各项智力潜能。

参考文献:

[1]田友谊.多元智能理论视野中的特殊教育[J].中国特殊教育,2004(1):14-18.

[2]郭锡.多元智能理论视域下的特殊需要儿童积极教育探索[J].科教导刊,2013(18):155-156,186.

智能辅助 篇7

关键词:110kV变电站,智能辅助系统,方案

0 引言

智能变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施, 衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键, 是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点。智能辅助系统以高可靠的智能设备为基础, 综合采用动力环境、图像监控、消防、照明以及安防等技术手段, 为变电站的可靠稳定运行提供技术保障

1 概述

1.1 智能辅助控制系统概念

变电站智能辅助控制系统:以高可靠的智能设备为基础, 综合采用自动化技术计算技术网络通信技术、视频压缩技术、射频识别技术以及智能控制等多种技术, 对变电站动力环境、图像、火灾报警、消防、照明、采暖通风、安防报警、门禁识别控制等实时在线监测和可靠控制。系统通过监测、预警和控制三种手段, 为变电站的安全生产提供可靠的保障, 从而解决变电站安全运营的“在控”、“可控”等问题。

1.2 传统变电站辅助系统所面临的问题

监控“孤岛”:视频监控、入侵报警、消防等各系统独立运行, 无法实现系统的联动, 安全性较低。无法联动和事故预防:视频全部传送到中心站, 仅依靠人力是不可能实现全部监控的。消防事件无法远程监控和预防:大多数变电站离中心站较远, 发生火灾事故时, 因不能及时打开房间大门而延误了救火时间。缺乏有效环境监控手段:没有对温、湿度、漏水等环境的实时有效监测, 无法做到危险事件的监控和预防, 不能根据温湿度调节空调温度。

目前变电站内常用的机械锁, 无记录开启时间, 安全隐患多。

2 系统构成及功能要求

智能辅助控制系统实现图像监视及安全警卫、火灾报警、消防、照明、采暖通风、环境监测等系统的智能联动控制, 实时接收各终端装置上传的各种模拟量、开关量及视频图像信号, 分类存储各类信息并进行分析、计算、判断、统计和其它处理。

2.1 智能辅助系统综合监控平台

平台主要对全站主要电气设备关键设备安装地点以及周围环境全天候的状态监视。平台采用DL/T 860标准通信, 实时接收各终端装置上传的信息, 分类存储各类信息并进行分析、判断, 并将以上信息远传到监控中心。平台具备和火灾自动报警系统、消防子系统的通信接口, 实现用户自定义设备联动。实现变电站防盗自动监控。实现变电站内照明灯光的远程开启及关闭, 并与图像监控设备实现联动操作。自动完成空调、给排水等启停功能, 并实现联动控制。系统不设独立的后台机, 功能整合到站内综合应用服务器。

2.2 图像监视及安全警卫子系统

图像监控范围包括变电站一次设备区、各二次设备室、主控楼机房、控制室以及变电站围墙、大门等等, 能够完整地观看到主要设备的运行情况。变电站内设置1套安全防卫子系统包括周界报警系统和门禁系统。可实现智能门禁与视频监控联动。

2.3 火灾自动报警及消防子系统

主机放置于二次设备室内, 设备包括火灾报警控制器、烟感探测器、控制模块、信号模块、手动报警按钮等。

火灾探测区域按独立设备房间划分, 变压器室、二次设备室、110k V GIS室、10k V配电装置室、电容器室。

在二次设备室、10k V配电装置室、电容器室内顶棚处设置烟感探测器, 在110k V GIS室内设置红外对射感烟探测器。在照明、动力配电箱处设置控制模块和信号模块, 并在各主要出口处设置手动报警按钮和声光报警装置。

环境监控子系统和图像监视子系统联动。

2.4 环境监测子系统

对二次设备室、110k V GIS室、10k V开关柜室、电容器室等, 安装温、湿度传感器, 实时监测环境温度、湿度, 并联动采暖通风控制系统和空调控制系统, 自动控制相关采暖通风设备、空调设备。设置水位传感器, 实时监测水位, 自动启动/关闭水泵。

2.5 空调远程控制子系统

将空调的红外遥控器处理成小的遥控发射模块, 布置在空调前端的可控范围内, 根据要求设定空调开启的温度条件, 结合环境监测子系统的温湿度信息, 实现变电站内空调设备的自动控制, 设定需要开启空调的温度区间以减少空调的反复启停。

2.6 远程灯光控制系统

智能辅助控制系统需对变电站的灯光照明系统进行智能控制, 变电站室内外照明设备可以通过本地与远程两种方式进行开启与关闭的控制。

2.7 室内SF6气体在线监测系统

配置1套SF6气体在线监测装置, 并与GIS房间内的通风装置通过后台实现联动。 (表2)

3 系统功能

3.1 总体功能

本站智能辅助系统以网络通信为核心, 完成站端视频、环境数据、安全警卫信息、人员出入信息、火灾报警信息的采集、处理和监控, 并将以上信息远传到监控中心。在视频监控子系统中采用智能视频分析技术, 从而完成对现场特定监视对象的状态分析, 并可以把分析的结果上传到综合应用服务器;通过各种安防装置完成对各种非法入侵和越界行为的警戒和告警。

3.2 联动控制

与照明系统实现联动控制;与周界报警系统、火灾报警系统实现联动报警;与通风系统实现联动, 完成自动的闭环控制和告警。

3.3 新技术应用

(1) 由综合应用服务器接收各辅助子系统的数据, 进行集中处理、分析和展示, 有利于无人值班远程调控。 (2) 采用网络摄像机, 通过光交换机直接组网, 满足变电站资源优化配置和运维一体化的要求

4 结束语

本文结合110k V智能变电站新建工程, 综合采用动力环境、图像监控、消防、照明以及安防等技术手段, 提出智能辅助系统配置方案、联动方案, 为变电站的可靠稳定运行提供技术保障

参考文献

[1]国家电网公司输变电工程通用设计-110 (66) -220kV智能变电站施工图.中国电力出版社, 2013.

[2]GB 50116-98, 火灾自动报警系统设计规范[S].

变电站智能辅助控系统 篇8

系统总体设计

根据智能化变电站实际应用需求, 把变电站智能辅助控制系统分为三级中心、九大子系统。

三级中心

变电站智能辅助控制系统 (以下简称“辅助系统”) 为分层、分区的分布式结构, 按变电站智能辅助控制省级监控中心、变电站智能辅助控制地区级监控中心、变电站智能辅助控制区域监控中心系统和变电站智能辅助控制站端系统四级构建, 如图1所示。

变电站智能辅助控制系统从区域上分为三级中心, 每级中心从技术上都分为主控中心、客户端和接口系统 (预留) , 用于扩充与其他系统之间的衔接, 以及WEB浏览功能。主控中心:包含数据库和管理平台, 实现数据存储、权限控制、实时监控、配置管理等全部功能。客户端:在变电站和其他必要的地方电脑上安装客户端, 根据权限的不同, 操作员可以进行相应的监控、管理和操作。接口系统:系统通过采用IEC61850通信规约与综合自动化等系统的接口和联动。WEB浏览:系统另外提供浏览器的方式, 供值班相关人员实时监控每个变电站区域环境状态、报警状态人员进出状态等实时状态

九大子系统

辅助控制系统必须把环境、视频、火灾消防、SF6、防盗报警、门禁等所有监控量在监控系统主界面上进行一体化显示和控制, 不得分系统孤立显示和控制。站端设备能够脱机运行, 在网络断线、服务器故障等情况下站端设备依然能够实现正常运行、联动报警、设备控制以及记录存储等。

辅助控制系统设置了系统内的动力环境监控子系统、视频监控子系统、消防子系统、空调及设备控制子系统、SF6监测报警子系统、防盗报警子系统、门禁子系统、智能图像监控子系统、WEB浏览子系统等九大子系统。各子系统之间可以进行联动, 并预留与站内自动化系统进行联动的接口, 能实现用户自定义设备联动, 包括现场设备操作联动视频、综合自动化系统告警联动门禁视频等。并可以根据变电站现场需求, 完成自动的闭环控制和告警, 如自动启动/关闭空调、自动启动/关闭风机、自动启动/关闭排水系统等。

系统的网络结构

辅助系统的网络架构分为站端设备和软件系统两部分, 可以作为一个独立的系统运行, 也可以根据用户要求提供相应的协议进行接入。

变电站智能辅助控制系统可按行政区域划分, 采用星形拓扑多级组网结构。如图2所示, 在集控站一级建立变电站智能辅助控制系统分控中心, 将多个变电站的视频和数据信息通过通讯网络上传到分控中心。多个分控中心本着负荷分担的原则, 对所属各变电站信息进行分析处理, 进行相应的显示、录像和控制, 同时可以通过电力系统提供的通讯网络数据上传到监控中心。监控中心根据需要选择观察前端变电站的信息, 并为省级、地区级中心预留通讯接口, 可以随时将信息上报, 供统计分析之用。

变电站前端组网设备有以太网交换机、视频服务器或嵌入式硬盘录像/视频服务器、门禁控制器、一体数据采集器以及各种传感器。在门卫、围墙四周合理设置报警装置, 在一些重要的设备区及场所设备摄像点, 达到无肓区监控。前端视频信号是直接通过网络硬盘录像机接入, 经数字化处理后, 通过传输网络上传至监控中心。一体数据采集器主要用于前端告警量的接入、采集, 通过一体化采集器的透明串口与防盗报警系统、消防系统、空调控制系统以及门禁系统通讯, 采集上述系统的状态、上传到监控中心以及进行相应的联动控制。

监控中心设备主要有:以太交换机、管理服务器、视频转发服务器、电视墙控制器、电视墙、发卡器、打印机等。中心通过以太网交换机接入前端采集数据, 系统平台实现采集信号的处理分析:视频信号可进行录像及检索, 如果接受到前端传感器发生报警信号, 可对前端进行控制, 包括控制云台转动到相应报警地点, 控制灯光照明及拉响警笛。

视频转发服务器可对视频流进行分发, 减轻客户端并发访问对服务器所造成的压力, 并通过以太网络上传到上级浏览台, 可供上级部门进行查询。上级部门可随时通过平台客户端调用当前视频图象。

子系统功能描述

联动配置子系统主要是设置各个子系统之间的相互联动关系, 即某一事件发生后, 哪些子系统的设备要执行相应的动作, 减少事件的发生造成的后果, 或对事件的性质进行确认、判断。根据事件的性质以及与相关子系统之间的关联程度采取以下联动联动措施。

(1) 消防联动:当站端一旦有警情发生, 系统可以按照事先设置的联动关系联动声光报警输出, 并发送报警信号给中心管理系统, 联动相应的图像, 予以确认, 同时, 可以根据需要自动或手动打开相应的门锁, 关闭风机。

(2) 门禁系统与监控系统联动功能:当人员刷卡、门异常打开或正常打开、非法入侵、开门超时、假锁等情况下, 门禁控制器可以发出信号启动本地摄像机抓拍图像, 然后图像监控设备实时地把图像传输至管理中心, 管理中心可通过图像界面实时地监控变电站现场的实际情况, 以便采取相应应对措施。

(3) 报警系统与视频系统联动:控制可以接入报警系统信号, 可以实行撤、布防的操作, 当有警情时, 系统联动监控录像, 并向中心报警。

(4) 动环联动:系统可以和动力环境监控进行联动, 当出现温湿度、漏水等报警, 系统即可联动摄像机进行监控, 并可以远程操作空调、风机、水泵以及照明等设备

(5) 声光联动配置:支持配置各类型告警点报警时声光警示。

(6) 联动录像及查询功能:可以根据抓拍类型、记录类型、联动类型、触警条件、抓拍区域以及时间等各种条件, 对抓拍录像进行查询。

智能图像监控及可视对讲系统是基于数字硬盘录象机硬件设备, 并以网络视频集中监控系统管理软件为核心, 执行强大的系统功能 (见图3) 。

视频监控采用高速智能球形摄像机对变电站周界环境以及设备进行监视, 可实时监视变电站多路视频信息 (1、4、9、16) , 可对任意视频进行手动/自动录像, 对任一帧实时视频以JPEG、JPG或BMP的图片进行抓拍和存放。具有动态侦测报警、视频丢失报警、视频遮挡报警等功能, 可以设置联动灯光、讯响等设备具有触发自动调用预置位功能, 实现故障、警情的联动确认。

智能图像监控的录像管理可实现站端系统的手动录像、定时录像、告警触发录像、画面异动检测录像等;具备集中存储功能, 采用以秒为单位的视频流方式存储策略;显示、存储、检索各变电站所选摄像机的视频;变电站历史视频和图片, 可按告警事件、时间段、摄像机、存储位置等组合条件检索;可从站端系统上传任意一段历史录像;远程回放变电站的任一摄像机的历史视频 (时间可选) 、告警录像和本地录像;回放方式有逐帧、慢放、常速、快速、进度条拖放等方式;具备回放视频单帧抓拍和连续抓拍能力, 并可对图片进行标注方便查找。具备对视频流、站端录像、控制信息、告警信息、语音对讲流等数据的转发;支持IP单播、转发组播等多种通信方式。实现各级控制中心和变电站的双向语音对讲;对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深可进行本地/远程调整及控制;可设置和查询摄像机的预置位;可实现视频检测、边界告警 (包括视频丢失、入侵检测等) 等功能, 并实现相应告警联动。

总结

智能辅助系统以“智能控制”为核心, 对变电站主要电气设备关键设备安装地点以及周围环境进行全天候的状态监视和智能控制, 以网络通信 (IEC61850协议) 为核心, 完成站端音视频、环境数据、火灾报警信息、SF6监测、门禁以及防盗报警等数据的采集和监控, 并将监测信息远传到监控中心或调度中心。该系统不仅满足了电力系统安全生产要求, 同时也满足了变电站安全警卫的要求, 具有非常好的推广应用价值。

摘要介绍了一种变电站智能辅助控系统, 系统以智能控制为核心, 对变电站关键设备、安装地点以及周围环境进行全天候的状态监视和智能控制, 并能将站端状态环境数据、火灾报警信息、SF6监测、防盗报警等监测信息传输至调度管理中心。该系统满足了变电站安全生产和安全警卫的需求, 具有非常好的推广应用价值。

关键词:智能,监控,网络,变电站

参考文献

[1]石头, 张笑微, 周建雄.智能网络视频监控系统[J.[兵工自动化, 2009, 28 (12) :71-73

[2]骆云志, 刘志红.视频监控技术发展综述[J].兵工自动化, 2009, 28 (1) :1-3;11

[3]余腊生, 刘勇.基于网络的智能视频监控系统的设计与实现[J].计算工程与设计, 2009, 30 (16) :3879-3882

[4]杨红军.智能视频监控系统的设计研究[J].科技情报开发与经济, 2010, 20 (4)

盲人智能过街辅助系统设计 篇9

根据世界卫生组织 (WHO) 和2006年中国第二次残疾人调查资料统计数据显示, 中国约有1233万盲人, 是全世界盲人最多的国家, 占整个世界盲人数的20%[1], 并且以每年45万的速度增加。因视力问题无法看清道路、交通标志标线和障碍物, 在加上国内部分地区盲道占用、盲道设计不合理现象较为普遍突出, 这都给盲人出行造成了极大的困难。随着社会经济的发展, 如何为这一特殊群体服务, 保障其日常交通出行便利, 体现了整个社会对残障人士的关爱与温情。

为此, 国家自2002年起, 北京、天津、上海等12个城市被国务院命名为全国无障碍设施建设示范城市。深圳市轮翼天使网络科技有限公司开发了用于无障碍设施查询的手机应用easy-Go。新疆大学的王冠生[1]等人重点介绍了电子式行进辅具、移动式导盲机器人、智能盲杖以及智能导盲系统等辅具的历史发展应用现状, 并指出了发展趋势。成都理工大学的王小伟采用DSP+MCU的双CPU体系结构方案, 实现了GSM短信收发、GPS定位、盲道识别等功能[2]。中北大学的赵晓东进行了超声波导盲杖的设计[3]。天津大学的曹玉珍等建立了基于图像的导盲辅助设备中道路斑马线的识别方法[4]。郑州大学的邱晶晶进行了红绿灯电路模块、盲道和斑马线的识别[5]。

本文建立了一个盲人智能过街辅助系统。在详细分析盲人过街需求的基础上, 采用IAR6.3开发平台进行程序设计, 基于飞思卡尔K60芯片设计硬件模块进行超声波和红外测距, 进而测出障碍物的高度。通过OV7725鹰眼摄像头实现斑马线视频图像采集, 确保盲人行走在中线附近的安全区域中[6]。

1 盲人过街系统硬件设计

在众多的导盲辅助工具中, 使用最广泛的是导盲手杖, 在上面集成一组传感器小型控制计算机等, 有的甚至装有导轮移动平台, 具有一定智能性, 考虑到出行的便利性, 结合天津市盲人协会调研, 在保持盲人便利性基础上, 采用了手推车的设计方案, 通过红外和光电传感器的高低布置, 来探测前方是否有障碍物以及障碍物的高度, 通过视频图像检测斑马线并保证盲人走在斑马线中间, 具体应用到硬件设备有:

1.1 飞思卡尔K60单片机

本系统采用的是飞思卡尔公司Kinetis系列的MK60DN512ZVLQ10单片机。该款单片机主频高达100MHz, 有多个可编程定时器, 可捕捉多路通道信号。支持所有串行时钟格式和采样模式中断控制器性能良好, 且中断的响应延时为5个周期, 并且同时最多可以有5个外部中断, 7个可编程的优先级, 5个处理器异常。该芯片尺寸较小, 仅为5cm×4cm, 低功耗的高速闪存技术, 全静态的设计, 3.3v的工作电压, 低功耗。

1.2 红外光电传感器

红外线光电开关 (光电传感器) 属于光电接近开关的简称, 它是利用被检测物体对红外光束的遮光或反射, 由同步回路选通而检测物体的有无, 其物体不限于金属, 对所有能反射光线的物体均可检测。漫反射式光电开关是一种集发射器和接收器于一体传感器, 光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出, 接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。当有被检测物体经过时, 将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器, 于是光电开关就产生了开关信号, 根据输入信号的高低电平即可判断前方是否存在障碍物。本系统采用的是E18-D80NK红外光电传感器

1.3 超声波传感器

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波, 由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的, 它具有频率高、波长短、绕射现象小, 特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。采用如图2所示KS103超声波测距模块, 其具体功能如下:

含实时温度补偿的距离探测, 高探测精度;

探测范围1cm~800cm及1cm~1000cm;

探测频率达500Hz, 即每秒可探测500次;

使用I2C/串口接口与主机通信, 自动响应主机的I2C/串口控制指令;

5s未收到I2C控制指令自动进入u A级休眠, 并可随时被主机I2C控制指令唤醒;

宽工作电压范围 (3.0V~5.5V) 。

1.4 鹰眼摄像头

本系统采用以OV7725鹰眼摄像头。摄像头为30万像素, 驱动电压为3.3V, 12M有源晶振, 384KB的FIFO AL422B, 焦距3.6mm, 光圈F2.0, 视角92°, 价格便宜, 并且方便信号处理, 在模块电路板上可直接集成硬件二值化电路, 输出的二值化图像清晰, 同时噪声较少。视频图像采集的流程为:

(1) 需要采集图像时, 开场中断。

(2) 场中断来了, 开行中断和初始化DMA传输。

(3) 行中断来了便设置DMA地址, 启动DMA传输。过滤掉前面几行和较远处几行不采集。

(4) 每个PCLK上升沿来了都触发DMA中断, 将摄像头输出的值读取到内存数组里面。

(5) 当触发80次 (80=图像列数目) 后就停止DMA传输。

(6) 行中断次数等于一幅图像的行数。采集完成后便关闭行中断和场中断。

2 盲人过街系统软件设计

2.1 超声波传感器软件设计

该模块使用方法简单, 控制单片机一个端口发出一个10us以上的高电平, 就可以在接收端口等待高电平输出.一有输出就打开定时器计时, 所计时间就是超声波从发射到返回的时间, 如此不断的周期检测, 就可实时测量盲人距前方障碍物距离。红外模块软件设计与此类似。

2.2 视频图像模块算法设计

首先识别斑马线跳变沿, 通过识别跳变沿确定斑马线的左右边侧位置。通过从左到右的方式识别中线, 如果中心点坐标在25-55之间则认为是在中间, 否则就是在两侧。图像中黑色的数值为0, 白色为255, 假设第i点的二值化值为image[i], 第i+1的为image[i+1], 因此如果image[i]>image[i+1], 则认为识别到了右边侧;反之则为左边侧。

其次通过确定斑马线中线, 确定安全区域。将左边侧和右边侧的坐标值求和之后除以2即得中心点的坐标, 然后通过计算整个图像的有效中心点。将最上边和最下边的点的坐标进行比较, 如果两者之间的差距小于6的话, 则认为是个直线, 否则是个斜线。如果是直线的话, 有效的中点值与25和55进行比较, 通过比较识别出直线在整个视频图像中的位置。如果是斜线的话, 通过识别将最上边和最下边的值与中间值进行比较得出中线具体是在图形的那个位置。如果最上边的值小于最下边的值, 则为偏向左侧的斜线。否则则是偏向右边的斜线。由图可知当前方向是偏向右边的。最后根据偏向予以语音提醒。

3 结语

为了辅助盲人过街, 十分有必要对斑马线和道路障碍物进行实时监测。本文设计了一种基于飞思卡尔K60的智能盲人过街辅助系统, 结果表明, 该系统各模块工作正常, 能够有效监测障碍物距离, 识别障碍物高度是否高于传感器设置高度, 同时, 完成了初步的斑马线中线和安全区域监测。但本系统只完成了理想条件下的实验室图像处理工作, 还有待于进行不同传感器数据融合算法设计, 以及室外斑马线实测, 才能真正为盲人出行提供辅助

摘要介绍了基于飞思卡尔K60单片机的盲人智能过街辅助系统。在详细分析盲人过街需求的基础上, 采用IAR6.3开发平台进行程序设计, 基于飞思卡尔K60芯片设计硬件模块, 进行超声波和红外测障测距, 通过OV7725鹰眼摄像头实现斑马线视频图像采集。实验室试验结果表明, 该系统能够保证盲人走在斑马线中间区域并可避免与障碍物相撞, 可有效应用于盲人过街辅助

关键词:盲人,过街,辅助系统,飞思卡尔K60

参考文献

[1]王冠生, 郑江华, 瓦哈甫·哈力克, 张洋, 姚聚慧.盲人导航路径诱导辅具研究与应用综述[J].计算应用软件, 2012, 29 (12) :147-151.

[2]王小伟.基于RFID的盲道识别系统设计[D].成都:成都理工大学, 2009.

[3]赵晓东.超声波导盲杖的设计[J].山西电子技术, 2011 (5) :19-21.

[4]曹玉珍, 刘刚, 杨海峰.导盲系统中的道路斑马线识别方法[J].计算工程应用, 2008, 44 (15) :177-178.

[5]邱晶晶.多功能导盲装置的若干问题研究[D].郑州:郑州大学, 2010.

计算辅助教学智能化 篇10

普莱西于1924年发明了第一台教学机器, 但是直到20世纪五十年代, 哈佛大学心理学家斯金纳把他研究的操作条件反射和积极强化原理成功地运用到教学机器上, 在国军队中进行应用并取得了良好的教学效果, 使程序教学获得社会的承认并有了很大的发展, 才导致了教学机器和程序教学的兴起。程序教学 (PI) 就是将教学内容按一定的逻辑顺序分解成若干小的学习单元, 编制成教学程序由学习者自主学习。程序教学具有小的学习步骤、自定学习进度、积极反应、即时反馈等特点, 综合使用比单个使用某种能产生更好的记忆效果, 从而改善学习。如果将视、听觉和做结合起来, 那么学习效果会有更大的提高。通过多媒体条件下个性化学习环境的创设, 智能教学系统能够有效地支持学生看、听和做, 从而提高学习效率。但智能教学系统也存在着一些难以解决的问题, 例如, 如何让学生从被动地接受教学转为主动的建构式学习;如何根据学生需求和教学目标, 实现学习者和教学系统之间有效的知识通讯;如何在网络环境下有效地支持个别化学习、协作学习和探究学习等。此外, 智能教学系统的开发需要领域专家知识工程师、教学专家的通力合作, 开发难度大。由于人工智能技术自身的局限, 当前智能教学系统的智能化程度并不令人满意。

20世纪九十年代以来, 计算机多媒体技术网络通信技术以及人工智能技术的发展, 为基于建构主义学习理论的多媒体教学环境的构建提供了有效的技术支持, 数字化学习 (e-Learning) 迅速成为人们崇尚的一种学习方式。但是, 在网络环境下, 教学材料选择和组织往往缺乏系统的设计, 容易造成数字化学习者的认知超载和网络迷航。为了提高网络学习效率和学习质量, 一些智能教学系统的研究专家开始转向网络环境下的适应性学习支持系统研究。

在学习过程中, 学习者个体具有很大的差异性, 具体表现在个人的能力、背景、学习风格以及学习目标等各个方面。即使是个体本身, 在学习过程中其知识状态也是在不断变化和发展的。适应性学习支持系统 (ALSS) , 是针对个体学习过程中的差异性而提供的适合个体特征的一种支持学习的系统。适应性学习支持系统本质上是一类个别化的学习支持系统, 它能够提供一个适应用户个性化特征的用户视图, 这种个性化的学习视图不仅包括个性化的资源, 而且包括个性化的学习过程和策略。适应性学习支持系统提供对不同学习者个别化需求适应, 包括学习诊断、学习内容、自主选择学习策略等。对于相同的学习内容, 该系统可以为不同的学生提供不同的学习方式。不同的学习者通过适应性学习支持系统学习同样的知识, 会有不同的学习路径、学习策略和学习内容

换言之, 适应性学习支持系统提供的学习是个别化的、因人而异的, 是符合学习者个人学习情况的。在其支持之下, 学习者能够以更快的速度, 更加有效地进行学习。由于学习者适应性学习支持系统中不仅可以进行个别学习, 而且可以开展在线的协作学习、探究式学习等多种学习方式, 适应性学习支持系统已经超越了作为传统意义上的辅助教学的工具, 而是作为认知工具、协作交流工具和情感激励工具, 可以作为导师、学习伙伴和学习工具。

近年来, 我国不少学者开始对适应性学习支持系统进行研究, 例如开放的、通用的适应性学习支持系统外壳A-Tutor;基于教师经验知识适应性学习系统在中小学校的应用, 等等。智能教学系统的主要特点在于能够针对不同学生进行因材施教, 但由于该类系统过于强调理想化的教育, 生硬的界面和过多的程序控制往往无法激发学习者学习的主动性或维持学习者的学习兴趣, 因此, 它的实现和应用受到了较大的限制。计算作为教师, 监控学生学习过程, 执行错误诊断和生成提示信息采用知识表示技术, 教学内容由系统自动安排多媒体, 主要由文本构成、辅以图片、动画、声音适应性学习支持系统开放的网络学习环境下自主学习、协作学习、探究学习。计算作为学习伙伴, 或作为认知工具、协作和交流工具、情感激励工具由多媒体、超媒体构成, 采用适应性超媒体、超文本系统综合了生成性CAI和面向帧的CAI的设计思想, 并规定了问题的描述格式, 系统据此生成参数, 然后在数据库里查询正确的答案。

卡内基梅隆大学卡波纳尝试人工智能 (AI) 技术应用于CAI系统, 并设想了这样一种教学系统。该系统有一个包含教学主题材料和授导教学规律知识库, 能够用自然语言学生对话, 能够以自然的方式从它的通用知识库里面生成问题和反馈。卡波纳按照上述设想建立了第一个智能化的地理教学系统SCHOLAR, 它采用语义网络知识表示, 建立了覆盖学生模型, 能够自动生成教学材料和问题, 也是第一个能够用自然语言学生交互的系统。SCHOLAR的出现标志着智能计算辅助教学 (ICAI) 的开始。

在智能教学系统中, 学生主要通过问题解决方式学习, 这些问题都是经过恰当选择的, 能够为学习者提供良好的学习经验。哈特利和史利曼认为智能教学系统必须提前考虑三个方面的知识:第一, 系统通过评估学生已有的知识基础, 建立起学生模型;第二, 系统考虑学生需要学习什么, 建立起领域专家模型;第三, 系统还必须决定下一步应该学生学习哪一个教学单元, 怎么呈现教学内容, 即具备教师模型。系统在上述基础上选择或生成一个问题, 并通过专家模型生成该问题的解决方案。智能教学系统时时比较学生的解答与计算机的解答, 并诊断两者的差异。针对学生是否已经接受了系统提供的学习建议, 系统还会提供进一步的反馈。当反馈循环结束后, 智能教学系统会更新学生技能记录 (一个关于学生知道什么和不知道什么的记录) 、学习进度标识, 从而更新了学生模型。然后系统又开始新一轮的循环, 选择或生成一个新问题。从领域知识学习者知识、教学策略知识视角, 对程序教学系统、计算辅助教学系统、生成性CAI系统以及智能教学系统进行考察, 不难看出它们的差异所在。

程序教学系统是基于教学机器和教学程序来实现教学的, 计算辅助教学系统则是利用计算机代替或辅助教师执行部分或全部教学任务, 它们都将领域知识和教学策略事先静态地绑定在一起, 后者虽然可以根据学生回答问题的正确与否来选择不同的学习分支, 但还是没有建立独立的学生模型。

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