jamesyu717
摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。文章概述机电一体化的核心技术，分析机电一体化发展进程，提出机电一体化向智能化迈进的趋势。 关键词：机电一体化；核心技术；发展进程；发展趋势 机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速，机电一体化产品更日新月异。 一、机电一体化的核心技术 机械技术：是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。 计算机与信息技术：其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。 系统技术：即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。 自动控制技术：其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。回答人的补充 2009-06-15 13:08 传感检测技术：是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。 伺服传动技术：包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。 二、机电一体化的发展进程 数控机床问世：自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。 微电子技术的发展：我国的集成电路产业起步于1965年，经过30多年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。回答人的补充 2009-06-15 13:08 可编程序控制器（PLC）的应用于工业：上世纪60年代后期，美国汽车制造业开发一种Modular DigitalController（MODICON）取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC70年代是PLC崛起，并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟，全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向现场总线网络的体系结构，采用开放的通信接口，如以太网、高速串口；采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准；从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统，正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展，趋向于建立同一硬件平台，运用同一个操作系统、同一个编程系统，执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现：以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。 三、机电一体化向智能化迈进 20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有： 
近来有人对光纤通信的发展情景，有些困惑。其一，在2000年IT行业的泡沫，使光纤通信的生产规模投入过大，生产过剩，IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤，国外对中国倾销。其二，有人认为:光纤通信的传输能力已经达到10Tbps，几乎用不完，而且现在大干线已经建设得差不多，埋地的剩余光纤还很多，光纤通信技术不需要更多的发展。 笔者认为，光纤通信技术尚有很大的发展空间，今后会有很大的需求和市场。主要是:光纤到家庭FTTH、光交换和集成光电子器件方面会有较大的发展。在此主要讨论光纤通信的发展趋势和市场。 光纤通信的发展趋势 1、光纤到家庭(FTTH)的发展 FTTH可向用户提供极丰富的带宽，所以一直被认为是理想的接入方式，对于实现信息社会有重要作用，还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2～3倍。过去由于FTTH成本高，缺少宽带视频业务和宽带内容等原因，使FTTH还未能提到日程上来，只有少量的试验。近来，由于光电子器件的进步，光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解，都加速了FTTH的实用化进程。 发达国家对FTTH的看法不完全相同:美国AT&T认为FTTH市场较小，在0F62003宣称:FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极，要在10—12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早，现在已经有近200万用户。目前中国FTTH处于试点阶段。 ◆FTTH[遇到的挑战:现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。与FTTH相比:①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。 对于不久的将来要发展的宽带业务，如:网上教育，网上办公，会议电视，网上游戏，远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视，上下行传输不对称的业务，AD8L就难以满足。尤其是HDTV，经过压缩，目前其传输速率尚需2Mbps。正在用H264技术开发，可压缩到5～6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps，仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时，非FTTH不可。 ◆ FTTH的解决方案:通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。 F2P方案一一优点:各用户独立传输，互不影响，体制变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道，需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。 PON方案——优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块，以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用，如果用户带宽得不到保证时，不单是要网络扩容，还需要更换PON和更换用户模块来解决。(按照目前市场价格，PEP比PON经济)。 PON有多种，一般有如下几种:(1)APON:即ATM-PON，适合ATM交换网络。(2)BPON:即宽带的PON。(3)OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太网技术的PON，0EPON是千兆毕以太网的PON。(5)WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON，由于用户与波长有关，使维护不便，在FTTH中很少采用。 发达国家发展FTTH的计划和技术方案，根据各国具体情况有所不同。美国主要采用A-PON，因为ATM交换在美国应用广泛。日本NTT有一个B-FLETts计划，采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多种技术。SCM-PON:是采用副载波调制作为多信道复用的PON。 中国ATM使用远比STM的SDH少，一般不考虑APON。我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的优缺点前面已经说过，目前比较经济，使用灵活，传输距离远等;宜采用。而比较GPON和EPON，各有利弊。GPON:采用GFP技术网络效率高;可以有电话，适合SDH网络，与IP结合没有EPON好，但目前GPON技术不很成熟。EPON:与IP结合好，可用户电话，如用电话需要借助lAD技术。目前，中国的FTTH试点采用EPON比较多。FTTH技术方案的采用，还需要根据用户的具体情况不同而不同。 近来，无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE11g协议，传输带宽可达54Mbps，覆盖范围达100米以上，目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输，包括:上下行数据和点播电视VOD的上行数据，对于一般用户其上行不大，IEEES11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输，当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络，如果采用PON，就特别简单，因为此PON无上行信号，就不需要测距的电子模块，成本大大降低，维护简单。如果，所属PON的用户群体，被无线城域网WiMAX(1EEE16)覆盖而可利用，那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势，但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑，与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。 2、光交换的发展什么是通信? 实际上可表示为:通信输+交换。 光纤只是解决传输问题，还需要解决光的交换问题。过去，通信网都是由金属线缆构成的，传输的是电子信号，交换是采用电子交换机。现在，通信网除了用户末端一小段外，都是光纤，传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但目前，由于目前光开关器件不成熟，只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换，即把光信号变成电信号，用电子交换后，再变还光信号。显然是不合理的办法，是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关，以实现光交换网络，特别是所谓ASON-自动交换光网络。 通常在光网里传输的信息，一般速度都是xGbps的，电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然，也不是说，一切都要用光交换，特别是低速，颗粒小的信号的交换，应采用成熟的电子交换，没有必要采用不成熟的 大容量的光交换。当前，在数据网中，信号以“包”的形式出现，采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小，可采用电子交换。然而，在大量同方向的包汇总后，数量很大时，就应该采用容量大的光交换。目前，少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。目前，由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制，通路数一般在8—16个。 电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。 光空分交换:一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。近来，采用集成技术，开发出MEM微电机光开关，其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent)，属于试验性质的。 光波长交换:是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是，发送某1特定波长就可对某特定对象通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源，光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。已开发出640x640半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交叉连接试验系统(corning)。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。日本NTT在Chitose市进行了采用波长路由交换的现场试验，半径5公里，共有43个终端节，(试用5个节点)，速率为5Gbps。 自动交换的光网，称为ASON，是进一步发展的方向。 3、集成光电子器件的发展 如同电子器件那样，光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成，但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC-平面光波导线路，如同一块印刷电路板，可以把光电子器件组装于其上，也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好，ASON也好，都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。 日本NTT采用PLO技术研制出16x16热光开关;1x128热光开关阵列;用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起;8波长每波速串为80Gbps的WDM的复用和去复用分别集成在1块芯片上，尺寸仅15x7mm，如图1。NTT采用以上集成器件构成32通路的OADM。其中有些已经商用。近几年，集成光电子器件有比较大的改进。 中国的集成光电子器件也有一定进展。集成的小通道光开关和属于PLO技术的AWG有所突破。但与发达国家尚有较大差距。如果我们不迎头赶上，就会重复如同微电子落后的被动局面。 光纤通信的市场 众所周知，2000年IT行业泡沫，使光纤通信产业生产规模爆炸性地发展，产品生产过剩。无论是光传输设备，光电子器件和光纤的价格都狂跌。特别是光纤，每公里泡沫时期价格为羊1200，现在价格Y100左右1公里，比铜线还便宜。光纤通信的市场何时能恢复? 根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测，如图在2002年是最低谷，相当于倒退4年。现在有所回升，但还不能恢复。按此推测，在2007-2008年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转，在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。 笔者认为:FTTH毕竟是信息社会的需求，光纤通信的市场一定有美好的情景。发达国家的FTTH已经开始建设，已经有相当的市场。大体上看，器件和设备随市场的需要，其利润会逐步回升，2007-2008年可能良好。但光纤产业，尽管反倾销成功，目前价格也仍低迷不起，利润甚微。实际上，在世界范围内，光纤的生产规模过大，而FTTH的发展速度受社会环境、包括市民的经济条件和数字电视的发展的影响，上升缓慢。据了解，有大公司目前封存几个光纤厂，根据市场情况，可随时启动生产，其结果是始终供大于求。供不应求才能涨价，是通常的市场规律，所以光纤产业要想厚利，可能是2009年后的事情。中国经济不发达地区和小城镇，还需要建设光纤线路，但光纤用量仍然处于供太子求的范围内。 对中国市场，FTTH受ADSL的挑战和数字电视HDTV发展的制约，会有所延后。目前，中国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备，可能需要等待一段时间。不过，北京奥运会需要HDTV的推动和设备价格的下降，会促进FTTH的发展。预计在2007-2008年在中国FTTH可开始推广。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD，有比较强的经济力量，现在已经采用光纤到住地PTTP来建设。总的来说，目前中国的FTTH处于试点阶段。试点的作用，一方面是摸索技术和建设的经验，另一方面，还起竞争抢占用户的作用。所以，现在电信运行商，地方业主都积极对FTTH试点，以便发展宽带业务。因此，广播运行商受到巨大的挑战，广播商应加快发展数字电视的进程，并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOP点播电视，还需要对电缆电视网双向改造，如果采用光纤网，可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。
《测绘学概论》论文 测绘学概论》 课程名称： 课程名称： 论文题目： 论文题目： 旅 专 年 学 队： 业： 级： 号： 测绘学概论 地图学的发展历程 一旅五队 信息工程（指挥类） 2009 级 3762009174 杨凯华 学员姓名： 姓名： 地图学的发展历程保家卫国、献身国防是我们军人的天职，也是义不容辞的责 任。然而，作为一名军人，如果连最基本的识图用图、判定方位 的能力都不具备，那么这样的军人在战斗中只能吃败仗。在当今 社会，尽管随科技的不断进步，各种导航仪器设备不断地被制造 出来、不断地更新换代，这无疑给人们的生活以及军事活动带来 了很大的便利，但是我们却发现那普普通通的一张地图，还是被 频繁地运用在军事活动中，而且军队也要求军事人员、各级指挥 员要具备较高的识图用图能力， 并且在各个测绘学校也培养着一 大批研究学习地图学的优秀人才。 由此， 我们可以清楚地看到地图学不仅是测绘专业人才学习 的重点科目之一， 也是我们指挥类生长干部学员确实应该了解的 学科啊！这学期，我们总共学习了两门关于地图学的学科，一门 是军事地形学，另一门就是测绘学概论。军事地形学这门课，着 重让我们掌握和提高识图用图的基本能力； 而测绘学概论中的地 图制图学重点是让我们更深入地了解一些关于地图学的知识， 使 我们在会识图用图的基础上知其所以然。 这激发了我学习地图学 的兴趣，因为我知道要想成为一名优秀的指挥官，首先得要学习 一些与地图学相关的知识。 通过一学期的学习以及各位院士教授 们的精彩授课，我对测绘学有了大致的了解，更为重要的是我通 过这门课，我知道了自己的努力方向。 众所周知，科技是第一生产力。科技进步的同时能影响带动 一些事物的发展。下面，我将从科技进步与地图学的发展来简要 地谈谈自己对地图学的认识， 至于地图学所涉及到的具体内容在 此不再赘述，不到之处还望批评指证。 地图学最先是由数学制图、 地图编制和地图制印三个分支学科组 成。尔后发展，增加了地图概论和地图整饰。20 多年来，地图 信息、地图信息传递、地图感受、地图图形符号论和地图模型等 新的学说被提出来。这些新的观点，丰富了地图理论研究内容， 促进地图表现形式和技术手段的发展。 如果说人类制造的其他工具是人类双手的延伸， 那么计算 机作为代替人脑进行信息加工的工具， 则可以说是人类大脑的延 伸。计算机的问世和数字测图技术的发展，为空间数据的获取、 表达、存储和利用提供了新的技术手段。 20 世纪兴起的航空摄影技术，尤其是彩色与多光谱摄影， 从根本上改变了 300 多年发展起来的地形图的测绘和生产过程。 半个多世纪以来，航天技术飞速发展，为经济建设、科学文化和 社会生活等各个领域的现代化提供了有力的工具， 尤其是对地观 测卫星系统的发展和应用，提供了大量多种地面目标信息，为地 图和各种专题图的制作提供了快速、丰富的信息来源。全球卫星 导航定位系统的应用解决了大范围、全球高精度快速定位问题。 航空、航天及全球定位系统技术的发展，为地图提供快速、真实 的资料源，高新技术的应用缩短了地图制作和更新的周期，降低 了成本。 从纸质地图发展到数字地图或电子地图， 反映了计算机等高 新技术在地图领域中带来的技术革命。从上世纪 60 年代开始， 一些发达国家开始计算机辅助地图制图研究。经过 40 多年的努 力，计算机地图制图有了飞速的发展，尤其在对地观测技术、通 信技术、 计算机网络技术的推动下， 极大地改变了地图数据获取、 制作和使用方式。 地图制图自动化研究是根据地图学原理和地图 编辑要求， 利用计算机及输入输出设备，通过应用数据库技术 和图形图像数字处理方法，实现地图数据获取、处理、显示、存 储和输出。在数据采集方面，除遥感资料以外，数字化软、硬件 的推出又为大量现存模拟图和资料的数字化提供了高效的工具。 在地图投影及其变换方面，通过软件形式，用户可以灵活自如地 进行数据处理与变换；地图电子编辑出版系统的推出，打破了传 统的地图制图与出版的分工界限，友好方便的“所见即所得”地图 设计系统， 方大大减轻了地图编图的劳动强度， 缩短了成图周期， 提高了生产效率和地图制作质量。 高新技术的应用，打破了传 统地图生产模式由大比例尺到小比例尺依次派生的成图流程， 突 破了时间和空间的局限性， 实现了快速编制大范围的小比例尺的 地图、三维动态地图和虚拟仿真地图等。 随着科学技术的发展，人们认识水平的提高，地图学的理论 也不断发展。现在人们把信息传输视为地图学的中心问题。 地理信息系统（GIS）是计算机地图制图的延伸和发展，与 地图学有千丝万缕的联系。系列比例尺地形图、地图集从某个角 度上可以看成模拟的基础地理信息系统和专题信息系统。 空间可 视化技术实现对无边无际、 无缝连续的现实世界提供了一个多尺 度的、多维的、多时态、多种信息源的可视域。通过海量数据管 理、制图综合技术或对多尺度基础地理信息的组织，可以从宏观 到微观，从过去到现在以及将来，实现大范围的空间漫游和纵深 方向的信息检索查询。网络技术尤其是因特网的发展，以及移动 通信技术的发展和普及利用， 为地图进入千家万户的服务模式提 供了技术平台。 随着微电子技术、计算机技术、通信及网络等技术的发展， 人们逐渐认识到材料、 能源和信息是构成现代化发展和三大支柱 资源。建立国家空间数据基础设施（NSDI）已成为各国的主要 课题。随着我国信息产业的发展和国民经济信息化进程的推进， 地理信息已成为宏观决策、规划和管理、微观生产建设、科学研 究和日常生活所需要的空间支撑信息。 地图学是一门研究地图和制作地图的科学。 它解决的中心问 题是如何满足人们在社会生活对地图的需求， 最大限度地造福人 民，服务人类，在人类社会发展的进程中发挥着重要的作用。伴 随着科学技术的进步，地图学在汲取各学科成就的同时，正在不 断发展与进步。 作为一名 21 世纪的军校大学生，更是将来的指挥官。我认 为测绘学中的地图学应该是我们确实需要掌握的一门实用型学 科，让我们为的更加美好的明天而努力奋斗吧！ 姓名：杨凯华 队别：一旅五队 学号：3762009174
