時間：2023-03-16 15:26:03
序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇數據庫教學論文范例，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。
1.1教學內容分析
學習《數據庫技術》課程前學習者已經學習了《計算機技術基礎》、《C語言》和《數據結構》等先行課程，“概念結構設計”教學內容安排上是在數據庫基本概念、關系數據庫、SQL語言和關系數據理論之后，“概念結構設計”部分包括概念結構設計的概念、方法與步驟、數據抽象和視圖的集成。本部分內容的重點是概念結構設計的方法。難點是根據具體系統內容的描述設計基本E-R圖。
1.2學習者動機分析
“概念結構設計”較抽象，學習者需要從復雜的實際應用中找出數據庫設計中的關鍵因素，學習者尚不知該內容在整個數據庫設計中的重要作用，鑒于此內容的難度較大，易使學習者知難而退，對學習者學習的積極性產生負面影響。
2動機策略設計及實施
2.1課程導入
2.1.1教學內容
將49名學習者分為5個小組，利用課前時間每組分別分析淘寶、京東、當當網、1號店、天貓的網上購物流程，并分組進行調查匯報。提出問題：你分析系統中的商品有哪些屬性？訂單包括哪些內容？訂單與客戶和商品之間的聯系及涉及的實體有哪些？訂單有哪些狀態？知識回顧：實體、屬性和聯系的概念，選課E-R模型實例。
2.1.2動機策略應用
注意策略：通過問題引入，讓學習者主動思考，引起學習者有意注意。相關策略：通過知識回顧，幫助學習者建立已有的E-R模型與概念結構模型設計之間的聯系，建立腳手架從而降低新知識學習難度。自信策略：選取學習者們熟知的購物網站為例，增強學習者信心。
2.2課堂教學
2.2.1教學內容
基礎任務：定義購物網站生成訂單的事件，通過E-R模型進行概念結構設計。匯總各小組提交的設計結果，總結學習者的概念結構模型設計，如圖1所示。來源：黑龍江省哲學社會科學研究規劃項目（16EDE07）和哈爾濱師范大學深化教育教學綜合改革項目（X2015-2-003）的研究成果。提高任務：上述模型中當客戶提交訂單但未購買商品將減少商品的庫存，如何解決這一問題呢？請學習者思考并提出問題解決辦法。教師提示可將多對多的聯系拆分為兩個一對多的聯系，根據訂單的狀態通過程序確定是否實際減少庫存。按照之前分配的小組安排學習者討論并提出新的設計方案，學習者討論是教師到各組進行引導和巡視[2]。討論：經過學習者討論，分析新概念模型設計的合理性。小組匯報并由教師匯總修改后如圖2所示。
2.2.2動機策略
注意策略：教師播放課前錄制的網上購物過程的動畫，引起學習者注意。自信策略：教師按照基礎和提高兩類任務進行分層布置，利于搭建腳手架、激發學習者自主思考，增強自信。
3評價
學習者對各自小組設計的E-R模型進行評價，小組間進行設計結果互評，教師對每個模型的設計過程、小組合作情況和設計結果進行總結性評價。滿意和自信策略：學習者經過深入思考進行互評，體驗設計被認可和逐步求精帶來的喜悅。教師的點評認可其設計結果提高學習者信心。
4結論
通過該方法的學習，學習者在練習和期末考試中能夠熟練準確的對復雜的需求通過E-R模型進行概念結構設計，因此，ARCS模型應用于《數據庫技術》教學有助于激發學習者學習動機，提高學習效果。
作者:韓玲玲 單位:哈爾濱師范大學
《數據庫應用》課程針對的是大二學生，這些學生在大一時已經完成了大學英語的學習，基本具備了四千左右的詞匯量和一定的英語閱讀方面的能力。但仍然有較大一部分學生很難或根本不會用英語與他人進行交流，停留在“聾子英語”、“啞巴英語”上，使得學習的信心不足，這就有可能使工科學生出現極大的恐懼情緒和厭學情緒，不管是英語水平還是專業理解能力都不是在一個水平線上，更進一步導致學生的水平參差不齊。
（二）專業英語與專業課內容相結合的適應時間較長
對于計算機專業的學生來講，《數據庫應用》課程的雙語教學過程，不僅需要學生掌握數據庫方面的專業詞匯，而且還需要學生將專業術語與專業課的學習結合起來，這將需要有一定的適應時間，而且這個時間還可能很長。而在教學過程中，學生是主體，如果在這個過程中適應時間太長，使得學生并沒有從雙語教學中獲益，這將影響雙語教學的初衷，達不到應有的教學效果。
（三）師資方面的問題
雙語教學，要求授課教師不僅要有扎實的專業知識，同時也要有良好的英語表達能力。對民辦院校而言，在計算機專業中，雙語方面優秀師資比較欠缺。一是，由于我院所處的地理位置離市區相對較遠，這就導致很多非常優秀的教師不太愿意來我院授課；二是，由于限于資金等種種因素，我系教師被送到國外進行學習和進修的機會非常少。對于我院現有的校內老師而言，外語專業的教師對計算機的專業課程缺乏了解，而計算機專業教師又普遍不具備良好的外語口語表達能力。雖然在我院從事雙語教學的教師都具有碩士及碩士以上學位，同時在計算機專業課程授課的功底非常扎實，而且在英語科技文章的閱讀能力也相對較強，但大部分的教師都沒有國外的學習或進修的經歷，在口語等方面比較薄弱。若完全采用英語課件和英語授課，在教學過程中有很大的困難。
二、《數據庫應用》課程雙語教學改革的具體實施
（一）教學目標
雙語教學首先要有正確的教學目標，在《數據庫應用》課程中，英語授課僅僅是一種手段，其最終目的是培養學生通過所學的數據庫專業知識并且運用其中的技術去實際解決問題，從而激發學生在計算機領域中繼續學習和研究的愿望。首先應把《數據庫應用》課程中的專業知識的學習放在首位，然后把雙語教學中的英語教學作為一種滲透。在該課程的雙語教學過程中應該積極使用英語授課，要求學生能夠讀懂、理解課程的內容和表達方式即可。因此，教師應明確該課程的核心教學的目的，歸納如下：通過對《數據庫應用》雙語課程的講授，學生應該理解和掌握數據庫系統的基本原理及相關應用技術。學生通過在該課程中學習的數據庫的專業知識，將它們運用到實際中去，解決有關數據庫的實際問題，能夠應對數據庫應用系統設計、應用和維護的任務。從而，學生逐步形成獨立發現問題、思考問題、分析和實際解決問題的能力，同時提高學生的自學能力和創新能力等。
（二）教學模式
目前，國外的雙語教學有多種模式。沉浸式（im-mersionprogram）、保持式（maintenancebilingualedu-cation）、過渡式（transitionalbilingualeducation）等。在民辦高校中開展《數據庫應用》課程的雙語教學，首先要根據該課程的實際要求、學生在雙語教學過程中的接受能力和英語的詞匯和閱讀水平等具體情況，來決定在我院的《數據庫應用》雙語課程中的具體模式。然后再根據課程的教學進度和進展情況以及學生對課程的適應情況，可以對該課程進行及時調整，最終達到掌握數據庫的專業知識和提高學生實際英語能力的雙重目標。同時考慮《數據庫應用》課程的特點和《數據庫應用》雙語教學仍處在初期，因此，《數據庫應用》課程的雙語教學模式采用中文講授+英文課件，即在授課過程中，使用英文教材，教師在講授專業知識時以中文為主，同時介入英語表達，循序漸進，逐步提高學生在《數據庫應用》課程中的理論知識和運用水平的基礎上，保證學生英語專業詞匯和閱讀能力水平的提高。
（三）課堂教學的組織實施和教學方法
1.采用案例引導、任務驅動式的教學模式。
在授課過程中，教師應該根據課程的內容，為學生安排學習任務，使學生在完成所布置任務的同時掌握相關數據庫的知識。在案例引導、任務驅動式模式下，教師必須要縱觀整個《數據庫應用》課程，充分發掘英語教材，精心設計問題，為學生提供自主學習的良好機會。在設計任務時，問題可以使用課本后面的練習題，也可根據課本內容自編相關的題目。然后根據教學大綱和本課程的教學重點和難點，同時還要考慮學生在完成過程中可能遇到的困難去擬定相關的題目。通過自主的發現和探索、自主的質疑、和同學進行討論等多種方式，學生不僅體驗到成功解決問題的快樂，而且激發了學習《數據庫應用》雙語課程的興趣，因此，增強了學習的信心和勇氣。
2.組織討論和演講。
在上課時，授課教師應該鼓勵學生當“老師”，給學生創造使用英語交流和實踐的機會。針對在上課中遇到的問題，教師應多鼓勵學生學會獨立思考問題、大膽質疑并且敢于發表自己不同的觀點。另外，在課堂上還可以挑選出幾個有代表性的學生進行演講。最后，教師對學生的表現和學生對問題的分析進行總結。這就使得在雙語教學過程中，學生所獲得的是在豐富的情境中，不斷發展著的英語表達能力和專業知識的運用能力。同時在雙語教學中進行討論，能夠讓學生提高該課程的主動性和積極性，從而為培養學生運用英語的能力打下堅實的基礎。
3.上機實驗和課程設計過程。
《數據庫應用》課程應該注重理論和實踐相結合。每周的理論課之后，都安排相應的實驗課。學生可以通過上機練習達到真正理解課堂上的知識。此外，在課程快結束的時候，為每組學生分配一個實際的數據庫應用系統的開發項目。這樣可以使學生去思考和實踐數據庫開發設計中具體的思路和方法，最終完成課程設計的任務。課程設計的開展，促使學生將所學的知識運用到實際的開發過程中去，并且使學生將所學到的知識融會貫通并且鞏固和提高。最后，學生需上交具體實現的系統和一份英文的課程設計報告，這將培養學生撰寫英文文檔和論文的能力。
（四）雙語考核形式
《數據庫應用》雙語課程的期末綜合測評成績采用過程考試和期末考試兩種方法。過程考試即平時成績，包括考勤、作業、實驗、學生參與的課堂內容的情況。教師制定一個具體的評價指標，對平時成績參照評價指標進行詳細的記錄。期末考試采用閉卷方式，主要考查學生對教材上基本知識點的掌握程度。過程考試和期末考試成績按一定的比例計算。采用過程考試和期末考試相結合的方法是評價《數據庫應用》教學效果的一個重要手段，而且這兩項合理的結合能促進學生英語能力的提高和數據庫專業知識的學習。
軟件工程中逐步求精的思想是指現實問題通過抽象(細化)處理，最后解析出相對明析簡單的算法描述和算法實現。將面對的問題按功能進行層次分解，每個層次再繼續不斷的細化為簡單且易實現的模塊，其核心本質是“細化”。在VFP數據庫中將自頂向下分解后的教學內容進行細化，逐步細化的過程就是對整個教學內容中的關鍵性知識點進行整理和描述的過程。通過細化構建起嚴謹的知識系統，精確的表述出知識的內涵和外延。在VFP數據庫中是在分解框架下對教學內容的細化，教學內容按知識關聯程度細化分為六大個部分，分別是:數據基礎、數據構建、數據維護、數據查詢、編碼、交互界面。對每個部分再按知識關聯程度進一步細化，數據基礎模塊細化為基礎概念、數據類型、數據運算;數據構建模塊細化為項目管理、數據庫、數據表、數據表間關聯;數據維護模塊細化為數據庫與表的修改、添加、刪除，記錄的相關操作;數據查詢模塊細化為索引與排序、查詢、視圖、標準語言SQL;編碼模塊細化為過程化程序設計、面向對象程序設計;交互界面模塊細化為表單、菜單、報表與標簽。每一個小的細化模塊再進一步細化為一個個的知識點。
1．2模塊化
軟件工程思想中的模塊化方法是指在解決相對復雜的實際問題時自頂向下、逐步細化把問題系統分成若干模塊，每個模塊完成一個相對獨立的特定功能，模塊內高內聚，模塊間低耦合，所有模塊按照一定組織方式組成在一起成為一個整體后可以實現系統的所有功能要求。其本質核心是“復用”。具有代表性的模塊化的教育模式有“MES”和“CBE”兩種。MES(ModulesofEmployableSkills，模塊式技能培訓)是以技能培訓為核心的教學。它以崗位任務為根據來確定模塊，以實際崗位工作的完成流程作為主線，可稱之為“任務模塊”。CBE(CompetencyBasedEducation，能力本位教育)是以知行能力為根據確定模塊，以實際崗位工作所需要的認知能力和活動能力為主線，可稱之為“能力模塊”。這兩種模塊教育模式都強調實用性和能力化。在《VFP數據庫》中，我們將教學內容的次序按軟件工程思想以“MES”模塊重新進行組織。按軟件工程原理實現一個數據庫管理系統需要完成需求分析、概要設計、詳細設計、編碼、調試、測試、、維護，在教學過程中通過采用一體化案例，將這些軟件工程流程貫穿整個教學過程。需求分析對應細化過的數據基礎模塊;概要設計對應數據構建模塊，詳細設計對應數據維護與數據查詢模塊，編碼對應編碼和交互界面模塊。調試與測試則貫穿在整個的教學過程中，每一模塊任務案例在完成過程中隨時都需要調試與測試，最后將所有模塊的任務案例組成在一起就是一個完整的小整數據庫管理系統。這樣一個學習的過程也是一個基于軟件工程原理的數據庫管理系統開發的過程。在每個軟件工程的流程中，將“CBE”模式靈活應用于其中，比如數據構建模塊中按學生所學的專業，要求學生建立一個與專業相關的項目，項目中至少包含一個數據庫，庫中至少包含三個具有關聯的數據表。例如旅游專業的學生創建“旅游線路管理”項目，項目中有“報名管理”數據庫，數據庫中分別有“旅游線路”、“報名情況”、“交費管理”三個表。通過模塊化培養學生解析問題的能力，動手解決問題的能力，團隊協作的能力。
〔中圖分類號〕 G420
〔文獻標識碼〕 A
〔文章編號〕 1004—0463（2012）
14—0018—01
2005年3月，天祝縣民族中學率先建成了全國首家藏文中學網站——中國藏族中學網（），開辟了藏語言教學類網站的先河，對藏區教育教學實現跨越式發展具有重大意義。目前全縣尚無一個小學類的藏語文教學網站，天祝民族師范附屬小學作為縣城唯一一個傳播基礎藏語的“三語”小學，自然就肩負起了建設小學藏語文教學網站的重大使命。筆者對小學藏語文教學網站的設計規劃、技術解決和教學資源庫建設等問題也作了一些分析和研究。
一、小學藏語文教學網站設計規劃
1.版塊欄目 小學藏語文教學網站初步設計規劃6大版塊，分別為“學校新聞”、“教師風采”、“學生天地”、“學習園地”、“ 藏族文化”、“軟件下載”。網站的重點設在“學習園地”，包括“藏語拼音”、“藏語基礎”、“藏語語法”、“教學論文”、“教學課件”、“教師教案”、“年級試卷”、“在線課堂”、“復習資料”等9個子欄目界面。
2.網站界面設計 在網頁風格上，顏色可根據藏族習慣，以藏藍色、米黃色為主題顏色，并在界面中添加藏族元素，如建筑、風景、人物、服飾等；網站界面設計和版面的編排設計上，要有一定的美術創意，力求簡潔美觀，給人帶來舒適的視覺享受。
二、小學藏語文教學網站技術解決
1.網站程序開發 為了提高網站的訪問吞吐量，網站平臺硬件最好由學校自購WEB專用服務器。考慮到網站建設初期投入成本可能不多，設計上應達到用戶使用方便簡捷，功能上盡量以實用為主，可選擇基于J2EE標準、以JDK+TOMCAT架構搭建的JSP運行環境，通過使用JAVA腳本語言來完成動態交互功能的WEB服務器應用程序，實現學校網站的多種功能。
2.網站數據庫 由于資源庫內容需要經常修改和維護，對數據的傳輸要求比較高，所以需要強大的數據庫作保障，因此，選擇一個合適的服務器平臺和數據庫系統非常重要。操作系統建議使用Windows 2003 Server，數據庫可以選擇成熟的MySQL，Windows Server2003+IIS6+MySQL的配置具有使用方便、易于維護和管理的特點。
3.網站藏文嵌入技術 早在IE4.0版本推出后，微軟公司就引入了嵌入字體技術作為瀏覽器顯示任意字體的解決方案：首先利用Web頁面制作工具生成一個頁面或者整個網站，在頁面中使用藏文字體；然后利用專門的頁面轉換工具WEFT（Web Embelding Font Tool）對包含藏文字體的藏文Web頁面或者藏文網站進行處理，運用Css樣式表技術控制頁面的布局，頁面就不會隨瀏覽器設置而改變，防止了亂碼的出現，輕松實現藏文在瀏覽器中的完美顯示。
4.網站安全性 任何優秀的網站都有一套完整有效的安全措施，在網站建設規劃初期就要將網站安全放在重要位置。網站安全不是購置一套硬件防火墻或者購買一套正版殺毒軟件可以解決的，更重要的是網站在投入運行之后如何提高網管人員的安全意識和管理水平。
5.申請域名和網站 申請域名可到當地中國電信委托申請，一般選擇600元左右、五年有效期的域名方案。在域名選擇上要遵循便于記憶、不容易與其他域名混淆的原則，為了使網站后能夠長期安全、穩定、有效地服務于學校的教育教學，網站還需要及時辦理ICP備案。
三、小學藏語文教學資源庫建設
根據信息資源自身的性質，我們知道教學資源庫的建設不是對資源的簡單收集，藏文教學資源庫也應該具備以下功能：能夠進行方便快捷的信息檢索；教師可以自行添加資源；資源種類齊全、科學；系統易維護等。
一、論題選擇：重理念輕技術
實踐教學研究一直是我國旅游教育教學研究的一個重要領域。通過中國期刊網全文數據庫，可以檢索到1979-2008年間的旅游教育教學論文共1700余篇，其中，旅游實踐教學專論或以旅游實踐教學為重要研究內容的論文150余篇。綜觀這些旅游實踐教學論文，可以發現，與選題宏大、涉及整體的理念研究相比，探討具體旅游實踐教學課程設計與運行的技術研究明顯冷清。150余篇論文中，理念研究占120余篇；技術研究不足30篇，且全部發表在非中文核心期刊上面。
通過檢索我國全部37種“教育學”CSSCI期刊2006-2008年間的發文目錄，三年間，大部分期刊未發表任何教學技術研究論文，所有期刊均未發表旅游實踐教學技術研究論文。旅游實踐教學技術問題的發掘本身是一個大量耗費研究精力和研究經費的過程。成果缺乏高層級發表平臺，在“以刊定文”、“以文報課題”、“以課題評職稱”、“以職稱論水平”的我國高校具有毀滅性的打擊力。這就在我國旅游實踐教學研究中形成了淘汰技術研究、激勵理念研究的循環。
二、研究視野：重現狀輕預測
旅游實踐教學研究應當走在現狀的前面，走在事物發生的前面，也就是說研究旅游實踐問題要有前瞻性和指導性，而不是什么論題熱就研究什么，也不是什么問題嚴重了才研究什么。大家都不希望看到“一窩蜂”和“一陣風”式的研究。大家都期待更全面、更深入、更持久、更富有個性和原始創新性的研究，都期待更多可以幫助我們認識問題、指導我們解決問題的預測性研究。
三、研究范式：重傳統輕引進
首先，是重定性研究輕定量研究。定性研究是旅游實踐教學研究的傳統范式，它根植于人文主義，采用解釋學的方法體系。定量研究是從自然科學借鑒來的，屬于實證主義，采用統計學的方法體系。國內外旅游實踐教學研究者對這兩種研究范式都進行過反思，反思的內容包括：研究的效度與信度，研究的主體性與客觀性，以及研究的整體性與個體性等。從旅游實踐教學英文的時間序列來看，西方高校的研究者正逐漸從完全采用定量研究范式，向定量研究與定性研究范式融合的方向發展。而我國的旅游實踐教學論文則過分傾向于定性研究，150余篇相關論文中采用或部分采用定量研究范式的不到20篇，且在時間序列上沒有趨向性。
其次，是重傳統課程理論輕現代課程理論。當我們檢視英文旅游實踐教學論文時，可以發現大量新穎現代課程理論的應用，極大推進了研究的深入。如通過雷諾茲的“符號習得”理論，將旅游實踐教學提升到專業課程的軸心地位；通過高夫的“后殖民課程觀”，反對旅游實踐教學的同質化,強調其內容設計的本地化和教學過程的時空環境設計;通過弗莉娜的“課程動態學”，重構旅游實踐教學中，專業學習與人文養成之間的辨證關系等等。新穎現代課程理論的應用，使這些英文論文充滿了創新性與啟示性，也使它們得以發表在著名專業期刊上。反觀我國旅游實踐教學論文，其主流課程理論局限于現有大學本科教育教學專業教材，這就使得它們的學術拓展只能是局部的，其平臺也難以提升。表現在課程理論的參考文獻上，英文旅游實踐教學論文大多引用最新的期刊論文，我國旅游實踐教學論文則基本引用大學教材。
從旅游實踐教學的實際需要和旅游實踐教學研究的持續發展來看，強調定性研究與定量研究的范式融合，重視最新課程理論的引進以及學術積累與學術規范，已成為提升我國旅游實踐教學研究的當務之急。
四、價值導向：重學院輕社會
我國現行高教體制中的學科競爭機制對高校、學科和教研人員的導向作用，已成為我國旅游實踐教學研究的重要背景。“擴招”帶來的師生數量、“跑點”引起的評價主體大逆轉、課題申報制度對職稱晉升機會的大收編、教學質量評估對專業培養方案的大一統，以及官方背景的“旅游規劃”對市場背景的“旅游管理”的大擠壓等等，構成了我們批評我國旅游實踐教學論文時的現實語境。在這種語境中，旅游實踐教學研究陷入了“學院式研究”的體制化困境。
中圖分類號：TP319
文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2014）003-0072-02
0 引言
信息化是當今世界經濟和社會發展的大趨勢，是推動經濟社會發展和變革的重要力量，信息化水平已成為衡量一個國家和企業整體實力的重要指標[1]。雖然我國計算機管理水平一般，起步較晚，尤其是科研管理系統部分稍顯不足，但近幾年信息管理行業發展速度相當快，出現了很多通用的信息管理系統。
在國外，教育信息產業發展迅速，教學科研管理系統也應用廣泛。在當今網絡迅速發展的時代（這里也包括標準的電話線路網絡），各種信息的交流、共享基本上完全依靠網絡，世界各地都可以利用網絡進行信息的交流和學習。隨著我國高校的快速發展，科研的重要性被提到前所未有的高度[2]。對于高校而言，為提高科研及教學水平，有效地管理科技數據顯得尤為重要。
科研管理系統是利用計算機進行科研管理的平臺，是實現高校科研管理信息化的重要組成部分[3]，它能使科研管理水平大大提高，效率也得到極大提升。如今，大部分高等學校的科研管理部門已對學校的科研信息實行了網絡化管理[4]。管理信息系統是近年來應社會需求產生的一門學科，其理論體系尚處于發展和完善過程中。
1 基于.Net的科技信息管理平臺功能
該系統平臺是針對高校科研管理的實際情況，運用現代的信息管理科學、計算機科學等技術和手段構建的，具有先進性、安全性、可靠性和技術上的成熟性，更加符合高校科研管理的實際需求，并且更加專業化和實用化。系統的主要功能為：①科技項目服務。收集高校科技項目源，并及時反饋給相關科室，加強科技成果的交流和溝通；②產學研服務。舉辦專業的科技成果展，逐步建立各級各類科技專家數據庫；③科技成果轉化服務。平臺充分利用現代計算機網絡技術和現有科技公共信息網站基礎設施，重點建立平臺窗口導航網站，全面提升信息化服務水平。
2 研究步驟和技術路線
基于.Net的科技信息管理平臺，主要研究管理信息系統 （Management Information System，簡稱MIS）的相關實現技術和理論。根據MIS在研究過程中使用的主要信息技術，構建本科技信息管理平臺，在測試過程中發現問題并加以改善，最終使平臺投入使用，具體經過了“理論—實踐—理論”等環節，開展的主要工作有：
（1）認真研究國內外本行業研究成果，學習已取得成果的成熟技術，并結合當前高校的科研情況，以及現存的科研管理機構情況、科研管理方式等，為科技信息管理系統的研究奠定基礎。
（2）根據高校目前的情況構建管理系統的各個模塊，并對模塊功能進行詳細劃分。
（3）與科研管理人員進行深入交流，整理調研數據，書寫需求分析，建立數據庫及數據之間的聯系，然后對后臺管理系統及項目內部各獨立功能模塊進行開發，其中獨立模塊包括項目管理和論文管理模塊等。
（4）開發完成后，首先進行測試，利用多種測試方法，查找系統存在的問題和漏洞，及時進行改善和修正，最終投入使用。
本研究采用的技術路線如圖1所示。
3 系統總體結構
3.1 模塊層次圖
模塊層次圖是用來描述該系統中各個模塊之間的關系，其中包含模塊的上下級關系，也包含兄弟模塊之間的數據銜接傳遞問題。若模塊層次圖清晰、明了，則可以根據該圖粗略估算系統尺寸。模塊層次圖可以直接反映工作中各模塊之間的關系，還可以明確指出各模塊之間的參數傳遞及返回值說明。
根據需求分析得到的系統模塊圖、用戶要求以及為完善系統而添加的一些功能，可以得到系統的模塊層次圖。系統主要實現系統授權、系統查詢、系統日志及系統維護模塊。科技信息管理平臺模塊圖如圖2-圖6所示。
其中，系統授權模塊針對不同用戶授予不同的權限。普通用戶只能查詢現有科研項目、上傳本人科研項目及論文信息；管理員可以管理所有科研參與者的個人信息，以及所有科研項目的上傳審核、用戶授權與統計查詢工作。
查詢模塊可以完成所有科研項目的查詢工作，包括通過作者、項目名稱、研究方向等多種條件的精確查找和模糊查詢。
系統日志模塊主要用于記錄登錄系統的用戶信息、登錄時間及所做操作，以提高對系統維護和安全工作的保障能力。
系統維護模塊可分為以下幾方面內容：①角色維護，表示操作本系統人員可以按角色分為不同的權限，主要包含角色增加、刪除和修改；②人員維護，包括對操作本系統用戶的增加、刪除、管理員維護等工作；③部門維護，主要針對使用本科研系統參與科研工作、申報科研項目和撰寫科研論文的部門，包含部門增加、刪除、修改等幾部分。
3.2 系統數據傳輸
業務層根據系統業務需要，實現系統操作中的數據校驗、查詢優化、提高查詢效率等，包括用戶輸入數據獲取、數據合法性校驗、數據保存語句生成、查詢語句生成四部分。實現過程是通過瀏覽器表單輸入數據，系統接收到用戶的輸入數據，然后根據業務需要，校驗數據是否合法，所謂合法即是否滿足系統的完整性等要求。校驗完成后將結果返回瀏覽器，若用戶輸入數據正確，則調用數據層保存數據，同時也將結果返回到用戶界面，生成查詢語句。
數據層的功能是在構建數據庫后，實現對數據庫中各種數據的操作，并屏蔽其它數據庫對本庫中數據的影響。主要包括數據庫連接、數據保存、數據查詢、SQL語句分析執行4個部分。數據庫連接過程比較簡單，即系統根據不同的參數，連接相應不同的數據庫；數據保存，即將新增加及更新的數據保存到數據庫中；數據查詢，即根據代碼中給定的查詢條件，從數據庫已有數據中查詢出用戶指定的數據內容；SQL語句分析執行，即執行指定的SQL語句，并根據執行語句不同，返回不同的執行結果。
參考文獻：
[1] 李恒頔.基于.NET的信息化工作管理平臺設計與實現[D].上海：復旦大學，2011.
基于SQLite嵌入式技術下對于數據庫的基本原理，應用等已經實現了，但是對于系統化的研究還是相對缺乏，因此從技術原理到理論指導、應用上的研究依然是數據庫管理中的熱點話題，下面就基于SQLite嵌入式數據庫技術原理、應用進行一些簡單的理論研究。
一、SQLite嵌入式數據庫技術原理
SQLite嵌入式數據庫實時軟件的開發流程，先進入需求分析階段，然后就是設計階段、代碼生成階段以及軟件測試固化階段，最后結束。SQLite嵌入式實時技術設計中，將會對系統的各個功能分成子模塊，利用模塊方式進行程序開發，將系統的多個并發執行任務劃分開來，提高軟件設計的效率以及穩定性，有效建立系統中軟件與硬件的交互。
SQLite嵌入式實時軟件開發中，將會采用事件驅動方式進行中斷驅動，提高嵌入式系統的實時性與性能要求；對于嵌入式系統的內部功能，可以將軟件設計任務劃分成多個周期，來實現系統內任務的異步、同步、應用控制等設計，應該確保功能之間的積極響應，提高軟件程序系統的實時性。還可以在嵌入式實時軟件開發中，簡化控制流程的設計，將控制任務組織為狀態轉換圖的結構，使其軟件內部可以共享資源或者具有相同的事件驅動。
SQLite嵌入式實時軟件結構設計中，應盡量避免在設計中軟件與硬件結構的脫離，有效改善傳統計算機軟件設計中對硬件的依賴，提高軟件系統的實時。軟件設計中，劃分任務間的職責，賦予每個任務在軟件程序中唯一的地址，可以采用優先級調度模式，提高軟件系統的對事件的響應時間。
根據上述技術設計原理共分為用戶服務層（包括請求和返回）、數據請求處理層以及服務請求處理層三個層次，其中服務端對請求的處理過程為核心，具體來說又可以按照輸入元素的描述、解析和處理分為三個對應的層級。
二、SQLite嵌入式數據庫技術應用
（一）SQLite嵌入式數據庫查詢功能的應用
SQLite嵌入式技術在數據庫中的設計應用，例如用于教學數據的查詢，在進行教學過程中，要積極開發教學素材，盡可能地擴展課程的教學資源例如：采用教學論文、幻燈片或者是學生的優秀實踐作品等等，形成穩定的資源庫，把資源進行共享。結合SQLite嵌入式技術數據庫中的應用和設計配合著教案，教學課件，實現教學活動從信息的單向傳遞向雙向方面交換，轉變學生學習方式，積極創造條件構建遠程教學平臺，從而進一步擴大課程資源的交換利用空間。充分利用現達的互聯網進行及時的信息溝通，實現SQLite嵌入式技術項目的開發設計。常用的計算機字段可以把它存儲到數據實體中。例如：在學校教務管理系統的班級表格中加入班級的男生人數，對于女生人數可以分開進行計算字段的設置。用戶在瀏覽班級信息的時候，數據庫系統就不需要到其他的表格中進行統計學生的人數了，這是一種典型的使用空間來換取有效時間的作法。
（二）SQLite嵌入式數據庫操縱功能的應用
SQLite嵌入式技術要求客戶端必須安裝特定的驅動程序，在商業辦公項目中應用，但是其不太適合現代社會日常辦公的需要，而且在使用過程中，系統的執行效率很低，也不適合大數據量存取的應用；信息時代，信息業務是新興的業務，通過移動網絡的數據庫功能可以保證信息有效溝通，這類數據業務的發展前景在很大程度上取決于社會大眾對最新媒體信息的好奇心。通過移動數據可以快速地接發送郵件；利用數據庫龐大的信息量為消費者提供的方便的SIM卡的獨特個人私密屬性，為學生提供很大程度上的個性化服務，包括各種各種教學資料的變更和共享等等。
（三）SQLite嵌入式數據庫遠程監控的應用
SQLite嵌入式數據庫做出了一個遠程服務器狀態監控的實例。其中，輸入元素描述層的實現上采用了ht tp1. 1，處理層則采取一般的模塊化技術，也即是把系統功能通過函數的方式實現封裝，把接口規范在接口庫文件中進行描述，接口實現則在實現庫文件中進行描述，因而在函數的某些功能要強化時，可以只改變實現部分，接口保持不動，不對原有程序造成較大影響。
服務器增添新功能時，也只需要對新函數模塊進行實現，也不會對原有程序造成影響，這種情況下，系統就具備了良好的擴展性和可移植。其中，傾聽模塊主要負責對http端口的服務請求進行監聽，對符合規范的合法請求建立連接，將相應的請求傳輸給解析模塊進行處理。資源定位模塊主要負責對網絡命名和應用的數據集程序資源的映射建立起相應的映射關系，同時對資源類型、訪問權限及其他特殊屬性進行管理。
三、結束語
SQLite嵌入式數據庫的查詢、操控、遠程監控等技術的應用首先實現了SQLite嵌入式數據庫的技術原理，其次保證數據的合理分析，實現了技術的高度利用，優化了對于數據庫的管理，在今后的技術研究中要不斷的實現這一技術新型化研究。
參考文獻：
本設計采用CAN總線作為數據采集與系統控制的通信方式，以ATMEL公司生產的AT91SAM9263 ARM芯片為主控單元，結合A/D轉換技術、故障診斷專家系統實現某型火箭炮隨動系統的故障檢測。總體設計框圖如圖1所示。
數據采集單元由信號調理模塊和A/D轉換模塊組成，其中信號調理模塊用于模擬信號的放大、濾波和提高電路負載能力，A/D轉換器完成模擬信號向數字信號的轉換，ARM主控單元實現系統控制與故障診斷，數據采集單元與ARM系統控制與故障診斷模塊之間以CAN 總線的方式進行通信，工作人員通過操作觸摸屏顯示界面完成故障檢測。
2 系統硬件設計
2.1 數據采集單元
數據采集單元由信號調理電路和A/D轉換模塊組成，用于采集某型號火箭炮隨動系統液壓泵、高平機等被測部件的液壓或氣壓的狀態信號，其結構圖如圖2所示。
信號調理電路如圖3所示，采用OP27運算放大器進行設計，它的作用是把傳感器輸入的信號進行放大，同時利用其輸入阻抗高、輸出阻抗小的特點以滿足A/D轉換芯片對驅動源阻抗的要求。
A/D轉換電路將經過信號調理模塊調理后的模擬信號轉換為數字信號，文中選用TLC2543CN和STC89C52分別作為A/D采樣芯片和微控制器[3]，其設計如圖4所示。TLC2543CN是TI公司生產的12位串行模/數轉換器，使用電容開關逐次逼近技術，12位分辨率，10 μs的轉換時間，11路模擬輸入，輸出數據長度可通過編程調整[4]。A/D轉換模塊與51單片機之間以I2C總線的方式進行通信，只需要一條串行數據線SDA（DATA_OUT）和一條串行時鐘線SCL（CLOCK），具有接口線少，控制方式簡單，器件封裝形式小，通信速率較高等優點。 經信號調理后的11路模擬量數據分別通過端口NO0?NO10進入TLC2543CN進行A/D轉換，TLC2543CN通過[CS]，DATA_INPUT，DATA_OUT，MEOC，I/O CLOCK這5個引腳與STC89C52單片機進行通信。為了減小外界環境及器件本身引入的噪聲和擾動，提高系統的穩定性，在這5個信號與單片機之間進行光電耦合隔離處理。由于光信號的傳送不需要共地，所以可將光耦器件兩側的地加以隔離，達到提高系統信噪比的作用，光耦隔離器件選用Avago Technologies 生產的6N137，電路如圖5所示。需要注意的是，電路板中6N137兩端的電源不能共用，否則起不到隔離的作用。
2.2 CAN總線通信模塊
數據采集單元和ARM系統控制與故障診斷模塊之間以CAN總線的方式進行數據通信和控制。CAN總線具有可靠性高、實時性強、較強的抗電磁干擾能力、傳輸距離遠等特點，尤其適用于隨動系統傳感器多、各檢測點信息交換頻繁和干擾源復雜的情況。CAN總線通信模塊的實現有2種解決方案[5]：一類是采用帶有片上CAN的微處理器，如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等；另一類是采用獨立的CAN控制器，如Philips的SJA1000。考慮到應用的靈活性，本文采用獨立的CAN控制器SJA1000。CAN總線通信模塊結構框圖如圖6所示，選用STC89C52單片機作為CAN總線通信模塊的微控制器，CAN總線控制器和收發器分別選用Philips公司生產的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN總線規范采用三層結構模型，STC89C52單片機用以實現應用層的功能，SJA1000和PCA82C250則分別對應于數據鏈路層和物理層。為了增強CAN總線通信模塊的抗干擾能力，在CAN控制器與CAN收發器之間進行光電耦合隔離處理，與數據采集單元一樣，本文也選用6N137進行處理。
CAN總線通信模塊接口電路主要由4部分組成：微控制器STC89C52、獨立CAN控制器SJA1000、光電隔離器件6N137和CAN總線收發器PCA82C250。微控制器STC89C52用于數據處理、實現對SJA1000的初始化、通過對SJA1000的控制實現數據接收和發送等通信任務；獨立CAN控制器SJA1000和收發器PCA82C250經過簡單總線連接可實現數據鏈路層和物理層的全部功能。STC89C52通過DATA_INPUT向TLC2543CN發送一定格式的指令，在DATA_OUT引腳可獲取到A/D轉換的數據；由于SJA1000的數據線與地址線是共用的，所以將STC89C52的P0口與AD0?AD7直接連接的同時，還要將地址鎖存信號線ALE進行連接，以便區分在同一時刻AD線上傳遞的是地址還是數據；SJA1000的中斷管腳INT連接單片機的外部中斷INT0；MODE管腳與高電平VCC連接以選擇Intel模式；為了保證上電復位的可靠，復位電路采用IMP708芯片進行智能控制，IMP708芯片集看門狗定時器、掉電檢測電路、電源監控電路等于一體，保證SJA1000芯片的可靠運行；RX0和TX0是數據的收發管腳，經光電耦合器件6N137后連接到CAN收發器上，用以電氣隔離；PCA82C250有3種工作模式：高速、斜率控制和待機，本文選擇斜率控制模式，通過在Rs引腳與地之間接一個100 kΩ的電阻來實現；為了消除在通信電纜中的信號反射，提高網絡節點的拓撲能力，需要在CAN總線兩端接入兩個120 Ω的終端電阻[5]。
2.3 系統控制與故障診斷模塊
數據處理與系統控制模塊采用ATMEL公司生產的AT91SAM9263 ARM芯片作為主控單元，以觸摸屏作為人機交互方式完成系統控制和故障診斷。AT91SAM9263主頻 200 MHz；內置CAN總線控制器，全面支持CAN2.0A和CAN2.0B協議；內置TFT/STN LCD控制器，支持3.5～17英寸TFT?LCD 液晶屏，最高分辨率可達2 048×2 048。考慮到系統的可擴展性，本文將系統控制與故障診斷模塊單獨成板。技術保障人員可以通過操作觸摸屏上顯示的人機交互界面完成對隨動系統的故障檢測。
3 系統軟件設計
系統軟件設計主要分為A/D轉換模塊、數據 處理模塊、CAN總線通信模塊和系統控制與故障診斷模塊4部分。主流程圖如圖7所示，首先對STC89C52單片機進行初始化，包括CAN總線工作方式的選擇、驗收濾波方式的設置、驗收屏蔽寄存器和驗收代碼寄存器的設置、波特率參數設置、中斷允許寄存器的設置以及A/D轉換模塊的初始化等；當單片機接收到故障檢測命令時，進行A/D采樣，然后由單片機對采集到的數據進行處理，通過量值轉換得到實際的工況數據；最后由CAN總線通信模塊將數據傳輸到系統控制與故障診斷模塊進行故障檢測，診斷結果由觸摸屏顯示以指導維修人員進行現場維修。
3.1 A/D轉換模塊軟件設計
A/D轉換模塊程序設計流程圖如圖8所示。
3.2 數據處理模塊軟件設計
數據采集過程中難免受到噪聲的影響，為了保證采到數據的準確性，可以對其進行一定的算法處理。本文在故障檢測時，對同一采樣點進行5次采樣，然后用快速排序算法對這5個數據進行排序，取中值作為故障檢測的有效數據，以減小誤差帶來的影響。采集到的數據與實際值之間成嚴格的線性關系，將采集到的數據值乘以系數K即可獲得實際的工況數據，其流程圖如圖9所示。
3.3 CAN總線通信模塊軟件設計
CAN總線通信模塊的程序設計主要分為初始化、數據發送和數據接收3個部分：
（1） 初始化。CAN總線初始化主要是對通信參數進行設置，通過對時鐘分頻寄存器、驗收碼寄存器、驗收屏蔽寄存器、總線定時寄存器和輸出控制寄存器的配置實現對CAN總線工作模式、接收報文的驗收碼、驗收屏蔽碼、波特率和輸出模式的配置和定義[7]。值得注意的是，這些寄存器的配置需要在復位模式下進行，因此在初始化前應確保系統已進入復位狀態。 （2） 數據發送。本文采用查詢方式，進行CAN總線的數據發送，首先應將CAN總線的發送中斷禁能。發送數據前，主控制器輪詢SJA1000狀態寄存器的發送緩沖器狀態位TBS以檢查發送緩沖器是否被鎖定，若發送緩沖器被鎖定，則CPU等待，直到發送緩沖器被釋放，然后將從現場采集到的數據發送到發送緩沖區并置位命令寄存器的發送請求位TR，此時SJA1000將向總線發送數據。數據發送流程圖如圖10所示。
（3） 數據接收。同數據發送一樣，本文采用查詢方式進行數據的接收，也應將CAN總線的發送中斷禁能。主控制器輪詢SJA1000狀態寄存器接收緩沖狀態標志RBS以檢查接收緩沖器是否已滿，若未滿則主控制器繼續當前的任務直到檢查到接收緩沖器已滿，讀出緩沖區中的報文，然后通過置位命令寄存器的RRB位釋放接收緩沖器內存空間。數據接收流程圖如圖11所示。
3.4 系統控制與故障診斷模塊軟件設計
系統控制與故障診斷模塊是在Linux平臺下利用Qt SDK開發完成的，數據庫采用嵌入式系統中廣泛采用關系型數據庫SQLite[8]。軟件采用模塊化設計思想，包括顯示界面、系統控制、檢測數據庫和故障診斷等4部分。系統界面基于QT/GUI開發，用于故障檢測結果顯示、調取數據庫輔助人工診斷等人機交互；系統控制模塊用于系統啟動與關閉、初始化及多線程處理；檢測數據庫用于對專家系統中經驗知識、故障診斷規則集進行組織、檢索和維護，及用于存儲系統采集的工況參數；故障診斷模塊是該檢測裝置核心，本文利用故障診斷專家系統對隨動系統進行故障診斷，給出診斷結果。考慮到故障診斷的實時性要求，程序采用多線程編程來實現。
圖10 CAN總線數據發送程序設計流程圖
圖11 CAN總線數據接收程序設計流程圖
4 結 語
為了測試隨動系統故障檢測裝置在各種情況下的故障檢測能力， 本文通過人為制造故障的方式對該系統進行了大量實驗。在反復的實驗中，該系統均能正確定位故障，充分驗證系統的可靠性和穩定性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片為核心基于CAN總線隨動系統故障檢測裝置，可實現對隨動系統液壓、氣壓、電壓等工況參數的測量，經故障診斷專家系統的推理，實現以自動故障診斷為主、人工診斷為輔的故障檢測。文中采用的CAN總線通信方式使整個系統簡潔緊湊、具有較強的抗干擾能力和實時性，這種CAN總線通信方案不但可用于隨動系統故障檢測裝置的研發，還可推廣至其他模擬量信號的機電設備故障檢測，尤其是多機組的分布式狀態監測與故障診斷中，具有非常實用的應用前景。
參考文獻 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網專業寫作教育教學論文和畢業論文以及服務，歡迎光臨DyLW.neT
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所謂信息技術與課程整合,就是通過學科課程把信息技術與課程教學有機地結合起來,將技術作為一種工具,改變傳統的教學模式,提高教與學的效率,改善教與學的效果。目前信息技術與課程的整合面臨三大問題:第一,教師手中沒有充足的教學資源和合適的工具型軟件;第二,教師的計算機應用水平還很不夠;第三,如何利用計算機來開展課程整合教學活動。
那么如何來解決這三大問題,促進信息技術與課程整合呢?通過幾年的實踐,筆者認為利用校園網來促進信息技術與課程整合是行之有效的方法之一,具體從以下幾方面著手。
一、要做好各學科的教學資源建設,提供充足的數據庫資源
1.素材收集。由于諸多媒體呈現教育信息形式不同,其資源應是大量的、豐富的,方可滿足教學需求。對各種素材的收集,可采取將現有的課件或其它軟件中的素材重新分離、整理、還原;或者自己開發教學中急需的、針對教學難點的微教學單元;或購買計算機軟件公司和出版社發行的課件光盤以及從Internet網下載可用于教學的信息源片斷等方式。
2.素材的分類以及積件庫的建立。積累了一定的資源后,接下來應是對所獲得的素材作分類建庫了。信息資源庫的技術管理人員要根據教學的需要,首先要基于科學系統分類的原則,將從各種渠道收集和制作的不同類型的媒體素材,或以磁盤陣列或以光盤庫的形式,分門別類地存入到教學積件庫中。
3.資源建設應遵循以下原則。(1)教學目標性原則。資源建設都要由教學目標來決定,必須保證教學整體目標的實現。(2)適用性原則。要注意結合各門學科的特點建構易于實現學科課程整合的新型教學模式。(3)整體性原則。根據本校的經濟條件與教師、學生的應用水平,統一規劃,制定出目標高、布局合理,切實可行的方案。(4)資源更新原則。多媒體信息庫的資源內容要不斷地充實、更新,滿足教師及廣大學生大量的信息需求。(5)師生共同參與原則。計算機教師和學科教師共同開發,動員全體管理人員,共同完成學校資源庫建設。
資源庫建成后,還應該加強管理。可采用集中管理的方法。
二、利用校園網資源共享功能為整合提供技術支持
具體可采用下述兩種共享模式來充分發揮網絡中資源的效用。
1.類別型共享數據庫模式。這是我國現行網絡體系中最常見的組織信息方式。教育教學中所涉及到的多媒體信息數量繁多,類型多樣。由于信息具有文件類型、創作方式、目標形式及運行平臺等多種不同特性,因此,我們可以將各種信息資源按其所具特性分門別類地進行處理,再以文件的形式存放到不同類別的子目錄中。當用戶需要某一類信息時,可按其特性進行索引并應用。
2.類別應用雙庫并存的共享數據庫模式。使用類別法構建信息庫雖然在信息歸類上可以方便地進行信息存儲,但由于同類多媒體信息數量十分龐大,因此在信息的索引和應用上非常復雜,在多媒體信息資源的實際應用中不利于教師和學生使用。因此,采用類別應用雙庫并存的共享數據庫組織方式更為理想。雙庫并存的組織方式總體上與類別式組織方式的設計情形相似,所不同的是在構建多媒體信息庫時,可同時建立類別、應用等多個數據庫。要將教育教學中所需要的信息按照每一年級課程的應用內容進行分類存儲,頂層目錄按信息學科進行分排,下級目錄再根據受教年級進行劃分,將相關的具體教學多媒體教學內容分別精選歸分到相應的每一節教學目錄下。這樣當教師取某一節教材內容進行應用時,與該課時相關的教學論文、電子教案、教學素材、經典題庫等信息會方便、及時地提供給使用者。
三、利用校園網進行積件開發,運用組合平臺實現整合
所謂積件,簡單來說就是將各門學科的知識內容分解成一個個的標準知識點(積件)貯存在教學資源庫中,一個標準知識點(積件),可以看作是闡述某一方面、某一教學單位,同時包含相關練習及呈現方式、相關知識鏈的一個完整教學單元。積件是針對課件的局限性而發展起來的新的教學軟件模式,體現出一種新的教材建設思想,我們可以根據它的特點進行網上開發。
1.積件具有開發的開放性,自繁殖性。積件的素材資源和教學策略資源都是以基元方式入庫供教師重組使用,只要確立了積件的信息標準,入庫規范,在任何時候,任何地方,任何教師都可以利用網絡將最新的信息和自己的作品添加入庫。
2.積件與課件的關系是繼承與發展的關系,積件包涵了課件的特殊性。課件是積件的特例。它們的不同點是課件適用于某一具體的教學情境,積件適用于任何變化的教學情境,積件更適宜教師學生相互交流為主的課堂教學情景。所以我們可以校園網把課件經過適當加工(去除冗余部分,規范接口標準),就可納入積件的微教學單元庫,為其他教師重組使用。
3.現在的中學大多使用國家教育部或省教育廳指定的材,這為開發積件提供了良好的外部環境。我們可以利用積件資源的共享性,通過校園網的聯網,共享其它學校的積件庫。別外,積件是以知識點為分類線索,無論教材課程體系如何變化,教材版本如何變化,積件都可被師生應用于當前教學活動中,這樣,校園網中的積件可以逐年累積,同時也可實現積件的二次開發,并把它納入到二次開發構件庫。
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.089
1 前言
土工合成材料與土體界面的相互作用屬不同介質之間的問題，是當今巖土工程的熱點問題之一。筋-土界面上的摩擦阻力系數則是加筋土結構設計和分析的重要參數，性能參數的精準測量對實際土體加筋工程具有重要指導意義[1-2]。我院自主研發一套充分考慮土工合成材料力學性能各項異性的新型直剪設備，避免了現行規范中試驗測試值與土工合成材料實際受力特性嚴重不符的問題，有效地解決了土工合成材料工程應用中存在的安全隱患。同時，搭建一套基于組態王與SQL數據庫的直剪試驗操作系統，實現了系統工作狀態實時監控、特征數據實時顯示，數據及參數曲線輸出、存儲、查詢等功能，并對試驗數據進行處理，獲得了國家規范要求的土工合成材料剪切性能參數系列評價指標，計算結果準確可靠。
2 土工合成材料各向異性直剪儀介紹
直剪設備主要包括機械、氣動以及電氣控制三大系統，如圖1所示。機械部分主要包括機架、頂尖、回轉驅動、氣缸支撐架、上下剪切盒、直線導軌副等；氣動部分主要由氣缸、空壓機、閥體等組成；電氣控制系統主要由伺服電動缸、可編程控制器、傳感器、觸摸屏等組成。
本設備采用整體式機架，結構緊湊，系統剛度大、強度高，極好地降低了導軌變形率，為直剪性能參數的精準測量建立結構基礎。上剪切盒外部形狀采用正八邊形以便于頂尖定位、加強系統可靠性及可加工性，同時相較于四邊形、六邊形等形狀有效減小下剪切盒內徑，進而減小回轉驅動尺寸，降低整機尺寸及重量。高性能回轉驅動實現下剪切盒0～360°任意角度精確旋轉，實現土工格柵各向異性性能參數直接測量，完美解決了現行規范試驗測試值與土工合成材料實際受力特性嚴重不符的問題，同時回轉驅動具備自鎖功能以保證直剪試驗中剪切面不發生旋轉，保證直剪試驗準確。
采用氣動加壓結合數據實時采集模塊，對壓力進行實時調節，保壓時間高達2h且氣壓變化率≤0.1%，實驗過程壓力穩定確保試驗采集數據準確可靠。采用高精度伺服電動機與壓力傳感器聯合控制的方法，使剪切速度、剪切位移、剪切力得到精確控制，設備性能參數如表1所示。
3 直剪試驗操作系統
（1）系統功能介紹。直剪試驗操作系統用來指導操作人員安全高效、智能規范的開展土工合成材料剪切性能檢測，實現系統工作狀態實時監控、特征數據實時顯示及剪切性能數據及曲線輸出、查詢等功能。本系統共分為系統菜單、操作功能按鈕、法向應力與實驗時間顯示、狀態指示燈以及用戶登錄/退出等5個功能區，如圖2區域1～5所示。
系統菜單分為系統說明、參數設置、實時數據、數據輸出、系統調試以及報警信息5個功能模塊。法向壓力及實驗時間反應實驗過程實時法向應力以及實驗剩余時間。狀態指示燈區域包括5個狀態指示燈，系統狀態正常色為綠色，異常時為紅色；運行狀態運行過程為綠色，試驗停止為灰色；報警狀態未出現報警為綠色，出現伺服異常、行程超出范圍、電機超載、壓力氣路連接異常等狀況時為紅色；法向應力正常為綠色，應力波動范圍超出理論法向應力的2%時指示燈為紅色。限位狀態反應剪切位移是否超出行程范圍，正常為綠色，超限則為紅色。
（2）系統操作流程及SQL實現。打開/退出組態王，進行SQL連接/連接，功能實現命令語言為：SQLConnect（IDDevice，"dsn=；uid=；pwd="），SQLDisconnect（＼＼本站點＼IDDevice）
上述命令語言實現了組態王與SQL數據源的連接/斷開，將此命令寫入組態王應用程序命令語言的啟動/結束中，以實現系統開始運行時就可以連接/斷開到數據庫[3]。
進入【系統調試】界面，調試各功能按鈕與數據顯示框，檢查系統是否正常；進入【參數設置】界面，輸入實驗參數和運動參數；點擊【加壓】按鈕，并根據界面中間法向應力顯示框進行調整直至試驗理論值；點擊【預壓】，彈出預壓界面，并進行系統預壓5 min以保證后續實驗過程壓力穩定。
預壓結束，點擊【電機使能】按鈕，若參數輸入不合理則彈出提示窗口，輸入合理則電機上電，功能實現命令語言如下：SQLCreateTable（ ＼＼本站點＼IDDevice，＼＼本站點＼實驗時間與日期， "直剪儀實時數據"）
上述命令語言實現了按照設定表格模板的格式在數據庫中以實驗日期與時間新建數據表格，將此命令寫入【電機使能】按鈕的按下時，以實現數據庫表格的創建。
點擊【開始】，進入【實時數據】界面開始實驗，每10s將數據存一次，命令語言如下：
SQLInsert（＼＼本站點＼IDDevice，＼＼本站點＼實驗時間與日期， "直剪儀實時數據"）
組態王將記錄體相關聯的變量當前值插入到SQL數據庫表格中，從而生成一條新的記錄，達到將組態王中的數據寫到外部數據庫的目的。
實驗時間為0或者點擊【停止】按鈕，進入數據是否保存對話框，若刪除當前試驗數據則命令語言如下：
SQLSelect（ ＼＼本站點＼IDDevice， "實驗時間匯總"， "報表名"， ""， "" ）；
SQLDelete（＼＼本站點＼IDDevice， "實驗時間匯總"，whereexpr）；
點擊【卸壓】按鈕；點擊【歸零】按鈕，并彈出系統回零等待界面，當回零動作完成后，該窗口自動關閉；點擊【電機去使能】按鈕，關閉電機；若繼續進行實驗，點擊【加壓】按鈕并按照步驟3-11開展實驗，若結束實驗則點擊【結束】按鈕。
進入數據輸出開展后期數據處理。數據輸出分為【數據報表】和【曲線輸出】兩個功能，先從“實驗時間選擇”下拉列表框中選擇相應試驗數據日期，之后根據需要選擇報表/曲線預覽、打印、刪除等功能。 下拉列表框日期顯示SQL實現語言如下：
SQLSelect（ ＼＼本站點＼IDDevice， "實驗時間匯總"， "記錄報表名"， ""， "" ）；
SQLNext（ ＼＼本站點＼IDDevice）；
當需要將數據庫中的數據調入組態王來顯示，將此命令寫入相應功能按鈕按下時，并添加查詢下一條記錄的命令，實現數據庫數據的逐條查詢。
4 試驗實例數據處理
本文從“實驗時間選擇”下拉列表框中選擇“2015年5月26日11時23分”數據為處理實例，依次實現數據的報表預覽、曲線顯示，數據處理結果如圖3所示，并處理計算剪切位移與剪切力關系，如圖4所示。
圖3（b）所示曲線可依據需要選擇坐標軸，僅選擇一項則默認時間為橫軸，若選擇兩項則第一選擇項為橫軸，第二選擇項為縱軸。點擊【選取】按鈕后，曲線顯示控件的橫/縱軸量程將依據實驗數據進行合理調整。圖4所示曲線給出了剪切位移與剪切力關系圖，并能根據需要通過“實驗時間選擇”添加多條曲線實現數據對比，實現曲線保存、打印和清空操作。
5 結論
本文研制的新型直剪設備結構簡單、對環境友好，安全性能高，基于組態王與SQL數據庫研發的試驗操作系統，可實現工作狀態實時監控、特征數據實時顯示，性能參數后期處理等功能，操作簡單、計算準確可靠，具有很好的應用價值。
參考文獻：
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