硬件设计（共12篇）
硬件设计 篇1
一、概述
数控部分是机床数控环境的中央执行部分, 对整个机床起到智能控制作用。它的设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。
二、数控硬件部分的设计
数控硬件的设计, 即单片机应用系统接口电路的设计, 包括系统扩展, 系统配置等内容。系统扩展指单片机片内功能单元如EPROM, RAM, I/O口, 定时/ 计时器, 中断源等容量的片外扩展;系统配置是指系统功能要求配接外部设备。
2.1数控硬件
8031单片机内部包括:8位CPU, 片内振荡器;128字节RAM;21个特殊功能寄存器;32根I/O线, 4个I/O口;可扩展64K字节的外部数据存储器和64K字节的外部程序存储器;两个16位定时器/ 计数器等。
2、通道引脚。P0口是一个8位漏极开路型双向I/Od端口。在访问片外存储器时, 它分时作低8位地址线和8位双向数据总线用。 P1口内部带上拉电阻的8位准双向I/O口, 可带4个LSTTL。 P2口是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O端口。在访问片外存贮器时, 它输出高8位地址。 P3口也是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/Od端口。
3、地址锁存器74LS373。P0口是一个分时输出低8位地址和数据的通道口。那么就存在一个P0口的地址信息分离保存, 以便为外接存储器提供低8位地址信息问题, 采用74LS373作为地址锁存器, 并由CPU发出地址允许锁存信号ALE的下降沿, 将地址信息锁存入地址锁存器。74LS373的引脚D0 ∽D7是输入端, Q0∽ Q7是输出端, OE是片选端, 选通端LE与8031单片机的地址锁信号ALE连接。当选通端LE=1时, 74LS373的输出端与输入端相同, 当LE端高电平返回低电平 ( 下降沿) 时, 输入的地址信息就被锁入Q0∽ Q7中。
4、译码器74LS138。译码器电路将地址空间划分若干块, 其输出分别选通各存贮器芯片。常用译码器有74LS138是“3 - 8”译码器, 具有3个选择输入端, 组合成8种输出状态。输入端有8个, 每个输出端分别对应8种输入状态中的1中, 0电平有效。它还具有3个使能端E3、、和, 必须同时输入有效电平, 译码器才能工作。
5、程序存储器2764。2764是一个8K字节可编程只读存储器, 单一+5V供电, 工作电流为100m A, 维持电流为50m A, 读出最大时间为250ns, 28脚双列直插式封装。
6、数据存储器6264。
6264是8K字节的随机存储器芯片, 单一+5V供电, 额定功耗200m W, 典型存取时间200ns, 为28脚双列直插式封装。
7、可编程接口8155。
8155具有三个可编程I/O端口 (A口和B口是8位, C口是6位) , 一个可编程14位定时计数器和256字节的RAM, 能方便的进行I/O扩展和RAM扩展.
硬件设计 篇2
我不会说对与错，我这能说出我的理解，在于交流吧。
我是一个设计师，具体一点我是ue-ui设计师，我曾经做过平面设计师，环境导示设计师，甚至也熟悉服装设计，
我不敢说设计行业是优越的行业，首先我解释一些现实的设计行业知识设计行业分为两部分，很多刚毕业的人可能不清楚，一部分是广告公司，一部分是设计公司，两者有什么不同呢?典型的广告公司是广告行业，他们注重策略和创意执行，象奥美，达彼思，而设计行业就小多了，一些中国公司也很著名但还是属于本土企业，还没有国际化的管理介入，象东道，正邦，前者的作品典型的代表是报纸/公交站/地铁等发布的广告，那一些一般属于广告公司的设计，而后者一般是象标志/VI/包装设计/书籍设计，当然两者的业务有重合的地方，但是还是能很清晰的分出来，
比较两者的竞争力我们能更明白两者的区别：广告公司=策略+创意+设计(最终执行)设计公司=创意+设计
因此可以这样理解：广告公司=策略+设计公司=策略+创意+设计(最终执行)
因为现实是：60%以上的设计公司，设计成为其60%以上的竞争力同样现实是：60%以上的广告公司，策略成为其60%以上的竞争力。
由于两者在创意行业产业链位置不一样，就决定了，同样的劳动时间创造的市场价值是不一样的，当然很多很小的广告公司基本和很小的设计公司是一样的，他们争夺的是一样的底端市场，大的广告公司和大的设计公司的市场却基本不重合，广告公司占据着产业链的优势资源，设计公司实际上是在给广告公司作执行工作。
上述就是设计行业的现状：优势的公司会有优势的待遇，优秀的人才会去优势的企业聚集，让强的更强，让弱的更弱，广告公司会更强，设计公司会更弱，并且市场有限，也决定了设计公司不能做大，如果想做大必须转型。
年轻的设计师们?你们的热请还有吗?你感觉设计还是你的热爱吗?你感觉到你的想法或者是创意在消失吗?你是不是感觉身心俱疲惫呢?是不是感觉得不到应该有的回报呢?是不是想离开可是又不知道去哪里，感觉哪里都是一样的吗?你是不是不甘心放弃一直得梦想，对设计，还有对自己呢?
我也这样的困惑和思索过，我想过怎么能突破自己，突破日益恶性循环的平面设计产业，我总在寻找一种新的方式，让设计回归应该有的价值，地位，和商业的回报，我面临的问题是个人的也是整个设计公司行业的，我知道我改变不了什么，改变不了客户对设计的廉价认识，改变不了别人对专业的尊重，改变不了自己的回报，不管自己怎么努力，怎么纯净，怎么表达，改变的是自己由满怀希望到失望，我知道，我必须离开，如天使一样需要有飞翔的翅膀，我会继续寻找让创意产业获得商业回报的途径，并且现在一直在寻找，
朋友们不要放弃，你可以对设计行业失望，可以对设计本身失望，但是不能对自己失望，不能对改变现状的可能失望，因为我们能改变的就是自己，自己去寻找发挥自己价值的方向，不仅仅是设计，不仅仅是作为一个设计师，不仅仅局限在现在困境的行业，我们可以有新的选择，我们一定会更优秀，如果你改变让你延误的现状，那就用脚投票吧离开，寻找新的开始，
我是怎么样开始的吗?大家知道我做了方向的尝试，我是在体会不同的设计方向，也是在寻求不同方向的突破，结论是这样的：平面设计-能不做就不做，如果做，去广告公司不要去设计公司，能去4a去4a，不能去4a就去比较大的。如果去了设计公司，要去著名的设计公司，最多呆2年，并且争取往上走。最好去网络公司，已开始实习就去，也许你很难适应，但是你会发现你可以接触的很广泛，并且这样的公司一般不会死抠，有很健全的流程保证你的工作。很重要一点，你会永远年轻。能去中国著名的网络公司，那么你不考研生都值得。
不管去哪里，时刻保持学习的欲望，做好前进的铺垫，不要为暂时的困境失望，因为那些人也是人，人都是一样的，不会有天才，如果有那么就是你。
不要争做第一，先做中游，然后超过你前面的一般，然后再超过前面的一半，最后你就是第一。
不要为没有女朋友而伤心，如果那样，你即使找了女朋友也会让她伤心。
不要相信老板对你美好的承诺，如果有你要让他写在纸上，签上名字。
别人叫你是兄弟的时候，想想是不是你在为他打工，那么就不是兄弟。
朋友可能是同事，但是同事能成为朋友的很少。
不要寄希望于别人的帮助，以为别人同样那样认为。
你可以休息一整天，但不能郁闷超过一小时。
有信仰更要有信心。
智能温控系统的硬件设计原理分析 篇3
关键词:温控;传感器
1 控制系统的硬件实现
控制系统硬件电路的组成由同步过零检测电路、温度信号检测及可控硅触发电路、时钟芯片等组成,结构框图如图1所示,以单片机机为核心,数据采集由铂电阻经补偿放大后送至A/D转换,调功部分由过零触发电路及可控硅完成。
2 功率输出电路及其控制原理分析
2.1 输出电路
加热丝输出功率大小的调节,可以使用移相调压电路,也可以采用占空比开关电路进行控制。在采用移相调压电路时,即将计算得到的控制量经D/A变换,控制可控硅的移相触发电路,实现输出电压的无级调节。由于电压输出波形的不完整,含有高次谐波分量,对电网有一定的干扰。
采用占空比开关电路控制,即考虑可控硅控制电压和被控的交流电压之间以及电热丝产生的热量和所加的电压之间的非线性,通过调节周期时间内的通电时间来调节输出功率的大小,可以避免D/A转换和信号放大造成的不必要的误差,也可以通过可控硅的过零触发电路避免对电网的谐波干扰。
2.2 控制原理分析
本系统采用晶闸管过零触发调功方式,为能精确控制晶闸管的导通时间,利用同步变压器和电压比较器LM311组成正弦交流电的正半波过零检测电路,它在交流电每一个正半周的起始零点处产生上升沿,并在正半周回零处产生一个下降沿,通过可重复触发集成单稳态触发器MC14528,单稳态输出的两路窄脉冲再叠加,就得到100Hz的过零脉冲,脉冲宽度可由MC14528的外接电阻和外接电容调节。这一串矩形脉冲序列输至控制器 C8051F020的中断口,在方波的上跳沿或下跳沿时刻产生IRQ中断,用于触发可控硅进行同步移相,从而通过计算脉冲的个数控制晶闸管通断的周期时间。
晶闸管在正弦电压过零点触发导通。这样负载上得到的电压为一正弦波,电压每次过零时,晶闸管是否导通是可控的。因而这种方式避免了调压方式缺点,且晶闸管导通功耗小,运行可靠。调功方式输入电阻炉的平均功率为: P=nN•U2NR在式中,P为输入电阻炉的功率;R为负载有效电阻;U为电网电压:n为允许导通的波头数,N为设定的波头数。
3 单片机接口电路的设计
本系统设计中采用工业级全集成混合信号在片系统单片机系列中功能比较齐全的C8051F020微处理器,在片系统SOC(System On Chip)是一个全新的概念,是随着半导体技术的不断发展。集成度越来越高,对嵌入式控制技术的可靠性要求越来越高而产生的。虽然C8051F020自带了A/D转换器,但却满足不了式铂电阻的线性校正的要求。所以在铂电阻测温电路线性设计的实现中,采用了4位半双积分型A/D转换器ICL7135。ICL7135每一个转换周期分为三个阶段:自动调零阶段、被测电压积分阶段、对基准电压UREF进行反积分阶段。
“我设计”:设计教学设计自我 篇4
1.长期以来, 语文教学的无设计意识与无设计教学。
许多教师尽管从事语文教学许多年, 可是在每一轮六年的教学过程中, 多数时候是拿着教参备课, 照抄教案, 根本没做过系统的教学设计。这样的教师经常是走一步看一步, 今天发现哪里有不足, 今天就去补救, 明天发现哪里还该改进, 明天就去落实。学生六年以后, 应该有什么收获, 达到一个什么目标状态, 心里没有底;而对这六年中, 每一个阶段该达到什么目标, 每个阶段该做什么, 为下一个目标该做什么铺垫工作, 心里是模糊的。
2.课程设计的“他设计”。
国家颁布的《语文新课程标准》没有内化为教师自己的“设计”, 这只是“他设计”, 而非“真实我设计”;教师没有根据自己班学生的实际情况, 做出针对“我”和“我班学生”的设计, 对学生的教育教学没有连续性的工作措施, 这种带有随意性、自然性的工作, 不是“真实我设计”;教师没有对学生发展的远景规划实施自己的构想, 最多只是按部就班地实施课程标准, 这也还是“他设计”, 而非“真实我设计”。
3.教学设计的“小设计”。
许多教师虽然也进行教学设计, 但只是针对具体教学内容的设计, 是一种“小设计”, 在教学实施中临时遇到问题, 采取头痛医头、脚痛医脚的办法来补救。比如, 低年级写话练习, 该进行多少次练习, 每次练习什么内容, 每次练习要达到什么目的, 每次练习之间有没有能力递增等, 教师没有进行系统化的设计, 没有完整的“大设计”, 这样教学就只会事倍功半。
教学实施“我设计”的缺失必将导致以下问题:
1.没有真实并自我化的目标预设, 没有目标达成度的控制评价, 使实施随意而低效。
2.语文教学、教育的自然性, 使学生语文素养乃至生命发展不能达到课程标准所期待的程度。
3.没有个性化的设计与没有思考的教学, 不能提速教师专业化成长。
二、小学语文教学“我设计”的内涵
1.“我设计”以“关注学生的生命发展”为指导思想, 即一切为了学生的发展, 为了一切学生的发展, 为了学生的全面发展。这种关注, 是对每一个活生生的生命的关注, 是对其发展现实状况和发展可能的关注。
2.“我设计”遵循小学生发展目标和语文课程标准要求。教师的教育行为和教学的全部运作, 都是为了学生的生命发展:展示学生生命的活力, 提高学生的生命质量, 提升学生的生命价值。同时, 课程标准中对学生语文素养的发展要求, 是“我设计”的目标定位, 其各领域、各年段的要求是设计所必须遵循的准则, 但遵循并不囿于, 如苏霍姆林斯基所说要适当“弹离”, 这样才能体现教学的自主与个性。
3.“我设计”的个性化。教学是艺术, 艺术就要有个性。育人目标总的来说是一致的, 但“条条大路通罗马”, 每个人的具体操作应该是富有个性特色的。因而, 隐藏在操作背后的理念也应该是千差万别的。教师要有“自己的教育理念”, 这“自己的教育理念”从整个育人的意义上讲是十分宽泛而丰富的, 各自的信奉点与表述方式也允许丰富多样, 只是根本点与关注学生生命发展是一致的;而从学科教育的角度看, 自己的理念必须要把学科教学基本理念作为自己的思想内核。作为一个有思想的教师, 要有强烈的“确立自己的理念”意识, 有意识地对自己的教育教学进行反思、归纳、提炼, 形成科学的观念, 甚至观念系统;同时, “自己的理念”不要只是一些书语, 一些概念, 而应是一种思想体系, 要有具体的理论要义, 用方式、方法甚至模式来支撑。
4.“我设计”是“大设计”, 是系统设计。要求运用系统方法对各种课程资源进行有机整合, 对教学过程中相互联系的各个部分做出整体安排。教学设计是一种策划, 它要求教师跳出传统的“做教学计划”和“备课”的思维和视野。
5.“我设计”的教学实施是有指导有预设的实施。在这个实施过程中, 教师不断地反思, 把自己的教学行为作为研究对象, 做“行动的研究”, 注重教学过程性经验材料的搜集、整理, 注重教学经验的总结, 注重写作和发表 (行动研究说的“公开”) , 要求累积成果, 用成果积淀自身生命的“厚度”。
三、怎样进行“我设计”教学
按照小学语文“我设计”教学的观点, 一个经过了新课程理念洗礼的教师, 他的教学设计, 不应该只是随意的一个学期计划, 他也不只会盯着某一篇课文、某一个知识点去预设教学步骤。这样的教师的“我设计”教学, 落实到课程实施的预设上是三级预设。
(一) 战略性构想:六年预设
与新课程同行的教师, 应该致力于自身的专业化成长, 以“我设计”教学为载体, 提高自己的成长速度。这样的教师, 要将教育教学的总体规划纳入自己的职业生涯规划, 将教学预设融入自己独特的教育教学风格设计之中。
教学预设的第一级是较为宏大的战略性构想。教师每接手一个新班级, 特别是接手一年级教学工作, 应该把眼光放得长远一些, 把学生未来几年 (或整个小学六年) 的学习与发展都预设在自己的规划里, 来一个大的教学设计。这样, 他心中时刻有一个学生发展目标的预测、设想, 每一个阶段班集体建设该达到什么目标, 学生发展该达到怎样的状态, 教师心中昭然而行动的目的性强、自觉化程度高。俗话说, 凡事预则立, 不预则废。工匠类的教师与智慧类的教师的差别即在于此。
[案例一]
四川的吴晓兰老师在新一轮六年教学前, 首先进行了教育教学工作的系统设计。这个系统包含:
总的特色主题 (教学品牌) :“学生自主成长”。
(一) 教育教学的理念:1.基本理念;2.学科教育理念。
(二) 班级自主化管理:实现人人是管理者与被管理者。
(三) 学科学习自主化:1.教学方法的选择;2.学习方法的选择;3.评价方式的变革。
(四) 六年级与一年级学生发展状态勾勒。
下面, 我们来“点击”其中的一点“学科教育理念”看看:
1.教学与生活建立联系, 让课堂教学呈现出勃勃生机。
2.遵循学生的身心发展规律, 采取多种游戏活动, 培养竞争意识, 增强学习的趣味性和主动性。
3.以多种读的方式, 促进理解和感悟, 避免枯燥乏味的分析说教。
4.以情感育人, 以情换心, “热爱是最好的老师”, 培养学生学习语文的兴趣。
5.扩大学生的学习资源, 树立大语文观, 培养学生学习语文的兴趣和爱好。
6.积极倡导自主、合作、探究的学习方式, 充分激发学生的主动意识和进取精神。
7.努力建设开放而有活力的语文课程, 开阔学生的视野, 提高学习效率, 初步获得现代社会所需要的语文实践能力。
这样的“蓝图”勾勒, 导引着教师自己的教学实施行为, 使语文课程实施达到较好的效果。
[案例二]
刘诗珍老师的“六年教育理想远景”是这样描述的:
六年后的这批孩子, 身体健康, 他们面色红润, 目光清澈, 挺直着脊梁;他们情感丰富, 心地善良, 乐观向上;他们写得一手好字, 行款整齐, 字体漂亮;他们会说一口标准、流畅的普通话, 与人交往言语得体, 不失文明与大方;他们热爱语文, 对语文学习有着浓厚的兴趣, 对美文佳句能自觉地积累与欣赏, 并受优秀作品的感染和激励, 向往和追求美好的理想;他们掌握了一定的语文学习方法, 知道利用一切可利用的资源, 去听, 去想, 去问, 去讨论, 去上网;他们为人随和却不压抑个性的张扬, 表达出自己鲜明的主张;他们思维灵活, 常有奇思妙想, 每人至少有一项自己的特长。
这样诗化般的远景描述, 展现着教师的教育憧憬, 贯注着对学生的殷殷期盼, 它将导引着教师有理想、有激情地进行语文课程的实施。
(二) 战役性构想:学期预设
有了大的教学构想, 还应该对每一年每一学期的学科教学和班级工作做一个预设, 这是阶段性的预设。新一学期的规划, 是在前一段的教育教学实践中生成的, 是对六年预设中相关阶段设计的修正、补充、完善。因为事物总在变化, 大的教学构想也不是一成不变, 每年的寒假和暑假应该对自己的教育教学工作尽量全面、仔细地反思, 从而做出下一学年、下一学期的预设。接下来在教育教学实践中, 按照“预设”有序实施, 同时又不被“预设”捆住手脚, 这样, 学生每一个阶段的生命发展才会达到我们所期望的理想状态。
语文课程实施的学期预设, 也应该是个性化的。但也有些基本的内容应该写清楚。我们将学期预设设计成了一种表格模式, 可以有效地帮助教师做好学期课程实施计划。
(三) 战斗性构想:单元与课的预设
有了六年预设和学期预设, 当我们面对一本语文书, 心中是居高临下和豁然开朗的。现行教材, 内容都是分组、分单元呈现, 是不是就只管照此备课教学呢?怎样让学生在单元学习中得到最大收获?这些问题的答案便会因宏观、中观的教学设计已成竹在胸而心中昭然。
单元预设实际上是对教材单元学习的补充、拓展, 同时又是对六年预设、学期预设鸟瞰的回馈、照应和实施。
至于课的预设, 那是对学期教学预设和单元预设的兑现、生成。有了以上各个层次的预设, 进入到课的预设的层面, 在上述教学预设理论、方法的指导下, 语文教学将会变得得心应手。
综上所述, “‘我设计’教学”, 承载着教师的学习、实践与研究, 是教师在充分学习基础上的规划和再学习, 探索创新和反思研究, 是将学习、实践与研究融会于自主建构的过程中。这其中的关键点就是教师“有规划地教学”, 教师在发觉自己已有一定的学识积淀和经验累积后, 就不能再满足于一般意义的教学, 而是精心设计自己的教育教学品牌、理念、教学 (教育) 远景、操作模式与方法, 甚至提炼自己的教育教学风格。
硬件设计 篇5
图片提供：郝青峰
这真是一个激动人心的年代，历经了上世纪90年代的鼎盛时期，至今仍在风靡的纯极简主义开始裂变，欧洲的顶级设计师们着力于对“后极简精神”的深度探索。备受时尚界青睐的新浪漫、新怀旧、新经典、Art Deco、高技派、创意精神、Fusion、部落文化等风格在家居体验馆得以全新演绎。
后极简之四：极简＋新经典（Minimalism + Neo-Classic）
如果你从不追赶潮流、憎恶邀宠时代；如果你总是固有自己深思熟虑的坚持、嘲笑非此即彼的处事原则；如果你抛弃玩世不恭而选择宠辱不惊，新经典主义就是最适合你的家居风格。
简约主义发展到极致，逐渐汲取了古典主义的精华并发展出新的特点，兼具装饰之美与干练气质的新经典呼之欲出了。新经典风格是极简与新怀旧的折中——既不是绝对纯平和横竖线条，也没有新怀旧的繁复。如同高级服装品牌Prada（普拉达）善于在简单与复杂之间自如地拿捏分寸，不论在任何时间场合，都没有不合宜或褪出流行的问题。
当设计成为一种语言，用来表达人们的生活方式时，就会变得游刃有余而没有界线。新经典代表了一种性格中的冷静之美，一种不喜亦不惧的平衡姿态。优雅含蓄、装饰考究的家居空间，宽框家具整体视觉上很简洁，亦不乏令人踏实的温厚之感。她有一种让现代与古典同时失去年龄的能力，一种暗示秩序与等级观念的气度，一种永恒于岁月的不凡姿态，绝对的高品位、绝对的流行。
超高靠背和扶手的“海明威”沙发与顶天立地的L型书柜相得益彰，尽显知识分子的书卷气质。
经典的板式衣帽间，木板的承重力强，功能区域分隔明显，开放式设计使衣物随
手可取。
后极简之五：极简＋Art Deco（Minimalism + Art Deco）
作为上世纪20年代Art Deco装饰风格的轮回，号称“极简主义终结者”的荷兰人Tord Boontje（托德布歇尔）在奢侈品行业内将Art Deco重新演绎并吸引了全世界的眼球。Art Deco风潮首先出现在时装界“最大胆、最具戏剧效果”的McQueen（麦考林）高级成衣店的店内装饰中，并于2年后传入家居领域。森林藤蔓、大朵花卉、昆虫蝴蝶……纷纷幻化成千变万化的曲线，一系列镂绘着夸张图案的剪纸、屏风、布艺等饰品将居室营造出独特的梦幻气氛。
Art Deco以其特定的社会感情和文化意识，从秩序、线条、形式、色彩等方面代给人们以审美愉悦，从文化、理想、象征、历史等方面满足人们更深层次的需要。因为未来的设计本质就是对生活方式的设计，而适宜的装饰正是我们设计美好生活方式的重要手段。
设计师将从森林、原野中获得的灵感挥洒于家居设计中，原本静谧的空间流露出华丽的气质。
大朵花卉、森林蔓藤、蝴蝶蜻蜓等图案被大胆的运用于厅柜柜门的装饰中。
后极简之六：极简＋部落文化（Minimalism + Etnico）
躲避现代文明的喧嚣，怀揣着“都市游牧情结”的人们开始寻找回归之旅。面对传统强势的生活方式与价值观的横行，物质富足、追求精神享受的城市人们钟情于将家作为他们寻求精神寄托的出口。相对于主流欧洲文化而言，“部落文化”和“游牧文明”更多的流行在社会上层的小众群体中，为都市中的人们寻找心灵和精神的寄托。这种都市游牧情结是一种情感和精神，它已经影响到我们生活的点滴。
于是，自然、单纯的物件开始出现在城市中。西班牙、墨西哥、中国明清、中国文革、日本、东南亚、非洲、阿拉伯……每一种原创的地域文化风格与极简相遇，迸发出崭新的生命力。城市中的人们可借此逃避现代生活的枯燥和单调，开始一种新的、奢侈的逃逸，对他们而言，精神世界纯净、空旷。
用热带的椰树、充满神秘感的非洲木罐、刺激的未来黄、主次分明的灯光来营造一个完全个人化的精神世界。
硬件设计 篇6
关键词：伦理 设计伦理 管理 设计管理
中图分类号：B82-0
文献标识码：A
文章编号：1003-0069（2015）03-0120-02
一 问题提出：设计伦理为真实的世界设计
（一）设计存在的问题
随着工业化进程、科学技术日新月异，丰裕社会工业化生产促生设计及无处不在，但设计中的异化现象也屡见不鲜。如产品包装过度、使用寿命过短、更新换代过快，产品过剩生产、传媒过度渲染等等，当人们为当代设计的进步与发展而自豪的同时，也不得不面对这些怪现象及要解决的问题。在社会与人类历史进程中，作为设计师，非常有必要对与设计有关的伦理问题进行一番思考。
1 现实异化。设计的造物活动对自然、社会以及人与人之间关系有一定的影响，一次性产品的开发设计过度消耗造成资源浪费和对生态的破坏，如今，节约能源、保护资源是对设计活动符合生态发展的基本伦理要求。
2 管理缺位。设计伦理是设计艺术教育中的一个最基本的、最重要的问题，时下被外在的炫技忽略了设计的本质，教育泛化、管理缺位、设计个性化造物活动中缺少控制和管理，随意随性的行为随处可见，急需重拾设计道德与社会责任。
3 伦常乖舛。设计的一切活动都以有益于人、自然和社会的和谐为目的。设计伦理和社会职责是人们创造性活动首先要思考的，而非单纯的技术开发与产品设计，不要急功近利，更不能违背、偏离伦常，违反生态自然规律。
（二）设计伦理的提出
1 伦理是人类基于理性上的认识，就人与自然及社会的关系形成的常理。伦理学是以道德和道德关系为主题进行研究的一门学科。设计伦理学是通过人和社会的伦理意识，运用一定的设计手段，来实现人类社会的可持续发展，是迄今一直被学术界和设计界所关切的课题。设计伦理（Design Ethics）的观点是美国设计理论家维克多·巴巴纳克在20世纪60年代末出版的著作《为真实的世界设计》中提出来的，巴巴纳克明确地提出了设计的三个主要问题：（1）设计应该为广大人民服务，而不是只为少数富裕国家服务。（2）设计不但为健康人服务，同时还必须考虑为残疾人服务。（3）设计应该认真地考虑地球的有限资源使用问题，设计应该为保护我们居住的地球的有限资源服务。设计管理（Design Management）是由英国设计师Michael farry于1966年首先提出的：“设计管理是在界定设计问题，寻找合适设计师，且尽可能地使设计师在既定的预算内及时解决设计问题”。基于设计伦理的设计管理是探讨人性及人、自然与社会理想的现实关系问题的解决之道。
2 设计伦理强调设计要综合考虑人、社会、环境的因素，着眼于长远利益，探讨和管理整个社会的可持续发展问题。人之初性本善，人心向善是伦理和一切设计活动的初始，有道云：大学乃“初学入德之门也”、“大学之道，在明明德，在亲民，在止于至善”即道出了教育的至善本质，也可以说是基本的伦理价值，而设计的伦理价值正是设计超越功用价值和审美价值，属于更高道德层面上的价值，既所谓的“至善”。设计伦理就是设计师自我的道德良心和职业操守，是伦理道德尺度的内化及设计师至善意愿的初衷。
二 生态伦理：人与自然可持续发展的保障
（一）伦理的指向与回应的进路
现代及后现代的伦理立场是对人的思考越来越自我和物化。从集体走向个体、从抽象走向具体，后现代在强调理性的同时，更注重对人性深层次的关照、对历史和文化的尊重，以人性道德伦理为前提、以传统哲学思想为导向、以系统科学管理为辅引，重新建构和谐的、秩序化的设计伦理关系，这也是设计发展一个新的价值指向和进路。
（二）绿色设计是设计伦理的基本要求
绿色设计是指产品从设计、制造、销售、使用到废弃处理的整个生命周期，绿色设计包括了尊重生命、节约资源、保护环境三个方面。是人类拥有良好的生存环境、享受健康生活的必然要求，也是设计伦理思想的重要体现。
（三）环境设计构建可持续发展的生态伦理
全球性的生态危机严重困扰着人类的生存和社会的持续发展，迫使人们重新审视人与自然与社会的关系，尤其是以环境设计来正向解决社会经济发展与生态环境之间的关系。环境设计不仅为人们提供了舒适的生活环境，保护和加强了环境系统的生产和更新，也是调节人类生活方式的新型伦理规范。设计改变生存，为生存而设计。以设计维护着生态伦理的常序和可持续发展。
三 人性关照：以人为本的设计伦理
（一）设计伦理的原则
设计伦理的理论体系涉及设计活动的不同角度和层面，设计伦理的基本原则对人和设计活动起着规范和掌控作用。在设计领域中，设计伦理与形式主义的冲突和矛盾是最值得关注的现象，例如，现代主义从开始提出“形式服从功能”，到后来提出“少则多”的减少主义，再到后来逐渐演变成以形式追求为中心，伦理性和目的性被淡漠了。在新的时代背景下，设计伦理重新被强调，坚持设计“实用、经济、美观”和符合“伦理”的基本原则，让设计重回设计本身和体现人本主义的伦理思想。
（二）人性化的设计观
设计师在造物的同时，也构建了人与现实世界的关系。在设计中把“人”作为一个首要条件来考虑，体现设计的功能性与社会性。从本质上说，“人性化设计”是人文精神的一种体现，是人类社会精神文明发展的必然产物。注重产品的内涵设计在完善的产品功能中渗透平等、正直、关爱等人类伦理道德的优秀思想，让人感受到人道主义的本善与真情。
nlc202309010715
四 管理突围：普世价值的设计伦理
（一）人性化的管理观
1 设计伦理是以人为本的，人类总是希望拥有快乐而不是痛苦、希望得到尊重而不是贬抑、希望有理想的信念而不是虚度一生。人性化管理从“生理、心理、心灵”三方面来满足人的自然属性要求；同时又有“对行为后果的考虑、对长远目标的考虑、对人生价值的考虑”三个社会属性的考量。只有了解了人性中这些自然属性和社会属性，才能对错综复杂的人际关系、设计的行为和动机，进行有效的引导和管理，才能根据不同的发展阶段提出更高的、更能发挥人性潜能的设计管理和目标。人的社会属性受心灵支配，而心灵则是一种思想意识，是人类社会属性产生的源泉，可以通过人类一代代传承下去，并不断得到丰富，完成伦理的进程。逐步以理性简约的生活方式、良性持续的制造方式、适度节约的消费方式，构建人性化设计管理的伦理体系。从这个意义讲“管理”即“伦理”，反过来也可以说“伦理”既“管理”。人性化管理之道就是要以人为本，体现以人为出、人性是管理的出发点。管理的根本在于对人性的认识，它是一切管理方法赖以建立的基础。制定什么样的管理制度，采用什么样的管理方法，建立什么样的组织机构，都体现出管理者的人性观。设计师的人性首先是个性的，对个性的尊重是进行设计管理的基础，进而形成和而不同的设计管理文化。
2 人性是管理的道。人性决定人心、人心是人性的反映，日常管理中出现的问题，大都是由于管理者对员工的错误认识造成的。管理技能缺乏道的承载，则技巧都是苍白的，只有从人性本质上思考和行为，才是实现人性化管理的正途和捷径。
3 人性是管理的归属点。现代人力资源的开发与管理，则必须关注员工的发展。企业的抱负应该不仅仅局限于赚钱，还在于以企业为载体，改变员工的人格和心灵，让人心得以归属，形成共同的文化价值取向，实现设计师的个人志趣和自我价值。
（二）伦理化的管理观
伦理是根基、管理是基石。人类的一切活动和管理过程都是为了人与自然和谐共生。尊重人性，尊重自然，保护环境，实行全方位的伦理管理。其宗旨就是为人类创造合理的生存方式，形成一系列管理与伦理结合的“管理伦理化”或“伦理管理化”方式，也就是我们所说的“伦理化管理观”。
（三）制度化、规范化和标准化的设计管理
设计需要标准、管理需要制度；个体需要自由、组织需要纪律。制度化、规范化管理，就是以制度规范为基本手段，协调组织集体协作行为的管理方式。定性、量化、目标、科学的绩效考核，形成了规范化管理的体系结构与成事定理的对应关系。设计管理过程中除了科学性、客观性、规范性之外，创造性是设计活动的源泉。如果设计管理过于强调工作的程序化和标准化，会抑制设计师的个性、打击他们创造性地开展工作的积极性和热情，适度掌控制度的弹性来协调管理对人约束的消极影响。好的设计，好的设计管理，更要有好的标准。好的标准是尺子，可以衡量设计的好坏和适合度，可以解决在具体实践中出现的个性与标准相冲突的问题。
（四）设计管理通过设计伦理来建立普世价值和伦理道德
设计伦理道德是设计行为规范的至上标准。从他律到自律，设计师肩负着职业操守和社会责任，并通过设计伦理来建立普世价值和伦理道德，形成新的设计评价标准和伦理规范。设计伦理规范就是设计行为在道德上的正当性和合理性，以及如何通过对设计行为的规范使之成为符合设计伦理要求的行为。“为人类的利益设计”是社会对设计师的要求，也是设计师崇高的社会职责，也只有在实现这个目标的同时，设计师才能真正实现自身的价值，设计师的设计作品才更有意义。
结论
设计伦理的根本宗旨是什么？设计师应如何遵循设计伦理？如何进行自身设计运动的管理？设计道德是设计的生命底线，设计伦理是设计的生态底线。设计要以自身特有的语意改善社会道德环境，营造健康可持续的设计生态和公平友好的社会生活。以大众的利益需求为设计的基本出发点，以“无上智慧的伦理、无边愿行的职责、无限慈悲的道德、无尽孝道的反哺”的境界为“无为而治”的设计伦理要求。设计伦理，是生态友好的设计；设计管理，是和谐发展的伦理。设计不仅造物更入世生心，对人的生理、心理和心灵赋予更多的善意，切实构建人与理想世界的现实关系，为真实的世界设计，让设计伦理普度众生、恩泽社会。
硬件设计 篇7
本软件的目的是设计一种利用微型计算机对MC-CVVVF系统硬件设计自动化设计的系统, 以便提高设计工效和设计质量。
本软件提供的计算机辅助设计系统主要包括MCC和VVVF两个设计软件, 由于两个软件主要功能都是相同的, 差别只在元件选型算法上面的区别。
1、设计系统主要包括:
1.1 项目菜单:用于项目管理
1.2 数据菜单:管理项目中各种数据
1.3 功能菜单:自动化软件设计功能
1.4 查看菜单:查看设计中的各种选型数据
1.5 帮助菜单:查看软件帮组文档
1.6 整个程序处理的流程图如下图
2、项目菜单下面显示以下功能模块:
2.1 打开项目:
选择需要打开设计的项目名称, 程序就会去打开相应的项目中间库。这里还有一个值得提到的功能, 对应相应的用户只能打开他具有设计权限的项目, 没有权限他在项目列表中都不会看到这个项目, 项目设计权限由超级管理员设计。
2.2 新建项目:
如果有一个新的项目需要设计, 点这里可以新建项目和项目中间库, 会弹出对话框让你填写一些项目信息。
2.3 退出项目:
如果想退出项目, 点击这里。
3、数据菜单下面显示以下功能模块:
3.1 项目数据:
弹出对话框, 显示用户有权限设计的项目的信息, 用户可以对它进行修改。
3.2 成套数据:
弹出对话框, 显示当前用户打开项目的成套设计要求, 用户可以填写和修改。
3.3 马达表数据:
弹出对话框, 显示当前用户打开项目的马达表基本数据, 用户可以填写和修改。
4、功能菜单下面显示以下功能模块, 并且各个模块之间是必须按照顺序执行:
4.1 导入马达表:
弹出对话框, 让用户选择导入填写完成的excel格式的马达表数据。
4.2 选型计算:
根据导入的马达表数据, 调用核心算法动态库计算, 选出每个设备的需要的元件。
4.3 导出生成Excel表格:
根据马达表和生成的选型元件, 统计元件清单, 生成电缆编号, 端子表信息, 并把这些信息写入相应的Excel表格中导出。
4.4 单线图:
根据以上生成数据, 按照出图规则, 自动生成单线图。
4.5原理图 (Excel) :
根据用户填写的分组信心和出图规则, 自动生成Excel版本的原理图。
4.6 原理图 (CAD) :
此功能是本软件设计系统的亮点, 用户只用点击此按钮, 软件就会调用C++编写的objectarx, Auto Cad软件, 自动完成原理图绘制的功能, 并且能实现自动打印功能。
5、查看菜单下面显示以下功能模块:
5.1 日志查看:关于项目每个填写和修改信心这里都会有记载, 方便用户浏览每个项目变化。
5.2 元件库查看:每种选型元件的参数信息这里都可以查看, 方便用户查看选型中可能遇到的错误信息。
5.3 单线图批准和审核:具有批准和审核权限的用户, 可以对生成完成的单线图进行批准和审核。
5.4 原理图批准和审核:具有批准和审核权限的用户, 可以对生成完成的原理图进行批准和审核。
6、帮助菜单下面显示以下功能模块:
6.1 帮助:会弹出编写的帮助文档。
摘要：本软件涉及一种利用计算机自动对MCC和VVVF设计选型和自动绘制接线图的自动化软件。本软件MCC和VVVF两个独立设计的软件, 只需要按规定马达表格式录入数据, 即可通过本软件自动完成元件选型, 设备统计, 电缆编号, 图纸自动生成的功能, 图纸生成目前支持Excel和Autocad两种格式, 大幅提高了电气自动化部门的工作效率。
语音门禁系统的硬件设计 篇8
随着科学技术的飞速发展以及社会经济水平的不断提高, 促使家庭生活自动化, 智能大厦也正在向着舒适化、安全化、信息交流的快捷化的方向发展。智能大厦具有节能和省地的优势, 已经成为未来房地产住宅市场发展的大趋势。随着现代通信技术的发展, 近几年发展起来了语音门禁系统, 它是一种智能化的系统, 能够实现多种功能。语音门禁系统具有许多优点, 例如, 操作快捷、防碰撞能力强、工作距离远、安全性高等等。在智能大厦安防系统中, 语音门禁系统有着广阔的市场前景。因此, 智能大厦语音门禁系统的应用具有重要的意义。为了保证智能大厦的安全可靠性, 应用于智能大厦的语音门禁系统尤为重要。
1 语音门禁系统的主要功能
语音门禁系统这种流行的管理方式目前已经被物业公司普遍采用。而且, 语音门禁系统有利于提高智能大厦的形象, 使智能大厦房屋的附加值得到提高。下面分别详细阐述应用于智能大厦的语音门禁系统的主要功能。
1.1 可视化对讲功能
每位智能大厦访客可在智能大厦的单元门口主机上拨号, 对住户的分机进行呼叫, 在系统正常工作的情况下, 住户室内分机就会振铃, 在分机显示屏上能够显示出来智能大厦访客的录像, 住户拿起话机, 就能够与智能大厦访客进行通话, 通过声音和图像两个方面对于智能大厦访客的身份进行辨别。
1.2 自动关门功能
住户与智能大厦访客通话后, 住户允许智能大厦访客进入时, 可以通过按住户分机上的开锁键给智能大厦的单元门遥控开锁, 智能大厦访客进入智能大厦的单元门之后, 单元门在闭门器的拉动下自动关门。
1.3 防盗报警功能
智能大厦住户室内分机与报警控制器连接, 设置了红外探测器和紧急事故报警按钮。通常情况下, 智能大厦的单元门口的防盗门是关闭的, 非本单元的智能大厦住户无法进入智能大厦的单元楼道内, 从而使一些外来的闲杂人员进入智能大厦单元楼道的情况得到有效避免, 更使小偷进入楼道内进行非法行窃的情况得到有效避免。
1.4 密码开锁功能
在智能大厦住户回家时, 不仅可以通过钥匙进行开锁, 而且也可以通过在智能大厦的单元门口主机输入开锁密码进行开锁, 密码开锁功能可以实现一家住户具有唯一的密码的制度, 并且住户能够随时进行开锁密码的更改。同时, 智能大厦的监控中心每个智能大厦单元的出入情况进行实时的监控和记录。
1.5 紧急救护及紧急呼叫功能
在智能大厦住户生病需要紧急救护时, 可以通过按智能大厦住户室内分机上的紧急按钮向智能大厦物业管理中心报警, 进行紧急求助, 也可以将紧急按钮安装在智能大厦住户老人和儿童的床边或者卧室内, 有利于在发生紧急情况时能够及时进行报警求助, 智能大厦物业管理中心接到智能大厦住户的求救信息后, 可以马上与医疗救护单位取得联系, 及时进行紧急救护。在发生火灾、地震等紧急事件时, 智能大厦物业管理中心可通过中心管理机向小区内各个住户紧急报警通知紧急事件的发生, 以便大家都做好防范措施。
1.6 双向通话功能
智能大厦单元的门口主机、智能大厦管理中心机、智能大厦室内分机这三者之间都能够互相进行通话。而且, 智能大厦管理中心小区能够对小区住户分机的事故紧急求助报警、燃气泄漏自动报警等信息进行实时接收和储存。
2 语音门禁系统的硬件设计
2.1 单片机
本文介绍的语音门禁系统使用AT89S52单片机。这种单片机是美国的ATMEL公司的产品, 是一种功耗非常低而且性能非常高的8位CMOS微处理器。在该单片机内部, 有一个8KB的可编程Flash存储器, 同时, 双数据指针和看门狗在片内集成, 而且本系统还具有低功耗休闲状态及关电方式。
2.2 数字信号传输电路
从单片机串行口传出的数字信号传输距离是非常短的, 只有几米的距离, 要进行长距离传输, 必须使用长线驱动器。本系统选择MAX483作为数字信号的长线驱动器。
MAX483是一种功率收发器, 而且是适用于RS-485和RS-422这两种通信协议的。在每个MAX483中, 都有一个驱动器和一个接收器, 主要用来进行半双工通信;有一个下降的变换速率驱动器, 它的电磁干扰是非常微弱的, 而且由于终端电缆不合适而引起的反射降低, 所以, 在数据传输速度达到250kb/s时, 能够允许进行无差错数据传输;不限制驱动器的转换速率, 可以让驱动器以2.5Mbps速率进行传输;输入阻抗是标准的, 可以在总线上添加32个收发器, 如果需要添加更多的收发器, 可以使用MAX487, 它能够携带128个收发器;传输距离能够达到1 000m, 驱动和接收转换时间小于3μs。
2.3 视频传输电路
本系统为了保证视频的传输更加有效, 选择了MAX4447和MAX4444两种芯片。在这两种芯片中, MAX4447是一种线性驱动器, 进行单路视频输入和双路差分输出;MAX4444也是一种线性接收器, 进行差分信号输入和单端信号输出。MAX4447和MAX4444采用电流反馈技术使带宽得到增加。MAX4447能够进行传输的最大信号带宽可以达到430MHz, 信号传输速率能够达到1.544Mbit/s, 输出驱动电流为130m A。在低功耗的模式下, 电流损耗小于5.5m A, 输出是高阻抗状态。
3 结论
总之, 语音门禁系统作为智能大厦的重要组成部分之一, 能够提供客人与住户之间的双向可视通话, 实现图像和语音的双重识别, 从而增加居民在智能大厦居住的安全可靠性, 为在智能大厦居住的居民提供一个安全、方便、舒适的生活空间, 而且也能够使智能大厦的物业管理更加便捷、高效、科学, 节省大量的时间, 提高工作效率。可以预见, 将来语音门禁系统将会得到越来越广泛的使用。
参考文献
[1]唐艳, 孟俊焕, 王洪博.可视对讲智能化系统在国华经典小区中的应用[J].自动化技术与应用, 2006 (5) .
[2]戎玲, 李瑛琦.数字可视对讲系统与小区宽带共享物理网络应用的可行性分析[J].中国安防, 2009 (5) .
机房环境监控系统硬件设计 篇9
整个现场监控系统分为现场监控站、浏览站及智能设备三层, 其中的数据库和WEB服务等组件, 与现场监控软件安装在同一台监控主机上, 提供远程访问服务;设备通过串口扩展模块或串口联网服务器、以太网与主机构成物理连接。
二、系统硬件设计
2.1系统硬件结构图
系统硬件结构图如图2.1所示。各类变送器与LPC2214的串行通讯通过485串行口完成;IO LINE与LPC2214的串行通讯通过232串行口完成;UPS电源屏与LPC2214之间的通讯通过232/485复用串行口完成;系统的上电复位功能由复位电路实现;LPC2214与其它电路所需的1.8V、3.3V和5V工作电压由电源电路实现;当系统所需的RAM大于LPC2214中的RAM时, SDRAM存储器为系统提供不足的RAM;系统可以通过JTAG接口进行编程与调试;检测系统中的一些开关量及直流模拟量通过遥信、遥测电路实现;遥信量的采集和系统的扩展串行口与LPC2214的传输通过EPLD电路实现。
2.2MCU单元。
MCU单元是本系统的核心单元, 其主要负责采样数据的存储和处理, 协调各个模块之间的工作, 并且负责与上位机之间的通信。本文采用了PHILIPS公司生产的LPC2214 ARM7 TDMI芯片。
2.3数据传输接口。
数据传输接口由以太网接口和串行通信接口组成。串行通信接口分为RS-232接口、RS-485接口、RS-232/RS-485复用串口和10M嵌入式串口网联接口。
1. 以太网接口。
以太网接口负责与终端电脑传送监控数据。本文采用的控制芯片RTL8019AS是高度集成的以太网控制器, 支持以太网全双工通信模式, 支持对BNC、UTP和AUI的自动检测, 支持对额外的I/O地址进行输入输出及16条I/O基本地址选项的完全解码方式, 支持瞬时读写, 能够与微处理器方便地进行连接。RTL8019AS以太网控制器是全双工的控制器, 可以实现即插即用, 其接口符合Ethernet2和IEEE802.3 (10Base5, 10Base2, 10BaseT) 标准。
2. 串行接口。
本文设计的系统与上位机进行数据交换采用两组光电隔离三线制RS-232接口, 主要负责上传各个变送器的实时数据、通信状态及接受上位机向下传达的命令。通过光电隔离RS-485接口[1]的通信来实现总线挂接各种变送器, 从而监测机房中的相关参数, 其中包括机房温湿度、烟浓度、电源等。
TL16C554[2]是L16C550C的增强型异步通信组件 (ACE) , 整合了四个通道。它的每个通道接收数据都能通过外围设备或MODEM来实现, 完成串与并之间的转换;同时, 可以从CPU端接收数据, 完成并与串之间的转换。CPU可以对任何一个通道的状态进行查询, 并监视执行中的各种命令及发生的任何错误。
2.4监控单元的设计。
遥测是指对连续变化的模拟信号的数据采集, 并将采集的主要参数及时编码成遥测信息, 将其传送给调度室, 这里的模拟信号是指交流配电箱的三项交流电压;电池电压以及标示电池湿度等;机房温度、湿度等。遥信是将离散状态的开关信号状态传送给调度中心, 这里的信号状态是指对交流配电箱的停电、缺相、空开跳闸、交流保险;空调的工作、制冷;机房的火警、盗警、积水等。本文采用光电耦合器对遥测信号进行采集, 其开光量为无源模式。遥控是指监控系统送出离散状态的控制命令, 以实现设备执行相应的动作的过程。本课题中的控制命令是指对空调的开关机。
三、结论
本文是基于ADS1.2的嵌入式软件开发平台和PHILIP公司的LPC2214为核心的硬件平台开发了通用RS232通信组件, 并经过严格的测试, 可以在Windows环境下、串口进行通信和数据上的处理。结合了单片机环境监控仪、RS485总线通信、计算机数据的实时处理等多项技术。
摘要：本文设计的机房环境监控系统是基于PHILIPS公司生产的LPC2214 ARM7 TDMI芯片为嵌入式核心的处理器, 扩展了数据传输、遥信、遥测接口单元, 采用EPLD逻辑器件对串行扩展芯片接口的中断管脚进行集中处理。系统具有较好的开放性, 不仅可以向下集成各种软硬件接口, 还可对外提供各种接口, 完全实现与其他平台的无缝对接, 传递各种报警信息。对以后的环境监控系统的研发有很大的经济和社会方面的意义。
关键词：机房环境,环境监控,监控与管理,嵌入式系统,监控检测
参考文献
[1]段朝伟.大温室温湿度远程监控系统[M].武汉理工大学, 2008.
数字语音加密系统的硬件设计 篇10
关键词：AD73311,AMBE-2000,加密
语音是人们获取信息的重要手段, 语音通信是现代通信中最常用、最方便的通信手段之一。随着通信技术的发展, 针对语音通信的攻击也越来越严重, 如窃听、“电话跟踪”、电话劫持和拒绝服务等对语音通信安全构成了极大威胁, 因此, 研究语音加密, 对保障语音通信的安全十分重要。在研究语音通信保密性的同时, 也要考虑通话的实时性。本文所提出的语音保密通信系统设计方案, 首先将语音信号压缩, 以减少数据量, 而后用一种基于数字混沌序列的快速加密算法对压缩后的数据进行加密。此种方案能较好地满足我们在实际中对语音通信安全性和实时性的要求。
1、系统总体设计
该系统主要由语音编解码模块、加密模块这两大模块组成, 系统框图如图1所示。
在发送端, 系统首先将接收到模拟语音信号经A/D转换芯片转换成数字信号, 而后编解码芯片对转换后的数字语音信号进行压缩编码输出给加密模块, 最后加密模块完成对信号的加密操作。在接收端, 系统对信号的处理流程与发送端相反。
2 各模块设计
2.1 编解码模块
在此模块中, 本文采用AD73311模数/数模转换器芯片和AMBE-2000语音压缩/解压芯片对输入的语音信号进行编解码。
AD73311是美国AD公司推出的低成本、低功耗的数模转换器件。它具有可变增益的输入、输出放大器, 采样频率可通过编程改变, 小的转换群延时, 允许8个芯片级联, 自身带参考电压和低功耗等许多优良特性, 可广泛应用于信号处理、无线通信、数据通信等领域。
AD73311包括四个部分:A/D转换通道, D/A转换通道, 串行输入/输出端口和片内参考电压电路。有5种工作模式:程序模式、数据模式、混合模式、模拟环路模式、数字环路模式。其中前三种是正常的工作模式;后两种是调试模式, 仅在调试时使用。AD73311启动或者重置后即工作于程序模式, 此时可以通过串口往芯片内的控制寄存器写控制字, 来设定工作状态。设定完成后, 写“进入数据模式”的命令进入数据模式, 此时AD73311串行口输出的是A/D转换的16位数据, 输入的是D/A转换的16位数据。
AMBE-2000是一种高性能、低功耗的单片实时语音压缩解压芯片, 其压缩率可在2kbps~9.6kbps范围内由软件调节, 且具有FEC (前向纠错) 、VAD (语音激活检测) 功能和DTMF信号检测功能。AMBE2000可以分为两个独立的元件-编码器和解码器。编码器从语音串行接口接收8KHZ的语音采样数据流 (16位线性, 8位A律, 8位μ率) 并且在给定速率下输出通道数据流。解码器接收通道数据流, 然后合成语音数据流。AMBE-2000编码器和解码器接口时序是完全异步的。语音串行接口接A/D、D/A转换器, 我们选用的AD73311转换器配合AMBE2000使用, 在实际应用中取得了良好的效果。如图2所示是AMBE2000与AD73311的连接图
语音信号经过AD73311转换后的数据和控制信息, 以串行的方式送到声码器。声码器中的编码器接收到8KHZ的采样数据流, 然后输出压缩数据流给解码器;解码器对其进行解压缩, 同样输出8KHZ的语音数据流, 该数据流随后进入AD73311进行D/A转换, 并以差分的形式输出原始的语音信号。
2.2 加密模块
该模块以AT89C51单片机为核心来完成对数据的加解密操作。它接收到来自AMBE-2000的数据后用设计好的加解密算法对其进行加解密操作。为确保数据通信的保密性, 加解密算法的设计是关键。本文所设计的加密的算法是, 让输入的语音信号与一个混沌序列进行模2运算, 即:Yt=Xt⊕St其中, St为发送端的数字语音信号, Xt为发送端的混沌加密序列, Yt为加密后的信号。解密算法是, 让经加密处理后的语音数字信号与同样一个混沌序列进行模2运算。即:Sr=Yr⊕Xr;Yr=St+Nr其中, Sr为解密后的语音信号, Yr为接收端收到的加密信号, Nr为通道噪声。显然, 当收方与发方采用同一初始条件相同的混沌系统时, Xt=Xr;若双方在通信过程中信号传输无误, Nr=0, 则有St=Sr, 此时信号得以还原。
混沌序列的生成:
一类非常简单却被广泛研究的动力系统是Logistic映射, 其定义如下:
其中, 0<μ≤4称为分支参数, Xk∈ (0, 1) 。当3.5699…<μ≤4时, Logistic映射工作于混沌态。也就是说, 由初始值Xk在Logistic映射的作用下所产生的序列j是非周期的、不收敛的, 并对初始值非常敏感。
由于Xk∈ (0, 1) , 因此在计算机中采用浮点运算。但在实际的应用中, 浮点数运算内存需求大, 运算速度慢。又由于单片机对浮点数的运算能力十分有限, 用此生成序列几乎难以实现数字语音信号加密的实时性。研究发现, 我们可以通过关系式 (1) :
使混沌序列的浮点迭代过程变为适合单片机指令的整点迭代过程。转换过程如下:
令
从上式可知:X是十进制整数。由此就完成了从小数到整数的转换。
该方法运算量明显小于浮点运算, 它降低了对计算精度的要求。加快了运算速度。从而降低了对硬件电路的要求。
3 结束语
在数字语音加密通信系统中, 最重要的是加解密密钥的产生, 本文所采用的混沌序列生成方法, 减少了运算量, 加快了运算速度, 降低了对硬件电路的要求。使得加解密算法可在单片机上实现。理论分析表明, 该系统很好地满足了我们对语音保密通信的要求。
参考文献
[1]AD73311Datasheet, Analog Devices, Inc., 1998.
[2]AMBE-2000TM Vocoder Chip User's Manual Version4.8, 2007.
设计之后的设计 篇11
在过去一百年中，设计制造出了许多漂亮的“肥皂”。看看我们生活的世界，衣食住行用的各个方面都被设计过，这些漂亮的“肥皂”为我们塑造了一个个奇妙的生活状态，我们习惯用一个词来称呼它——“生活方式”。
“生活方式”是什么？它就是在那些漂亮的“肥皂”背后，被制造出来的人们喜欢洗澡的愿望。因为这些漂亮的设计，以及这些漂亮设计所形成的愿望，人们希望用LV的手袋、穿杰尼亚的西装、喜欢去设计漂亮饭馆就餐和约会。据说北京兰会所邀请菲利普-斯塔克主持设计，而它本质上只是一个“吃饭”的场所。但是有了这些设计，“吃饭”本身也就变成了一种更加高级的愿望。
1990年，宝洁公司带着飘柔、潘婷、舒服佳进入中国，并开启了中国公众个人洗浴生活观念的全新变化，人们开始认识到个人护理有许多的要求和标准。在我们的意识中，洗澡主要目的就是清洁功能，把身体清洗干净。因此在这种生活认识中，人们对于卫浴空间要求、卫浴物品需要都是比较简单的，一般情况下15分钟左右的时间就能够解决所有问题。但是，我们同时也看到宝洁公司所渲染的“洗澡”的概念，已经把这项最功能化的生活内容演变成系统性的养身、护理、休闲的过程，人们会花上一个小时，甚至更长的时间在浴室里，浴缸的出现就是为这种休闲式的洗澡而准备的。我们常常在时尚媒体上看到这样的广告图片：乳白色的、洁净明亮的浴缸，水里撒满了各种花瓣和精油，浴缸旁的台子上，悠扬的音乐从音响里传出，身披浴袍的女主人正在准备入浴。
很长时间以来，无论是普遍意义上的中国企业，还是中国的设计机构，都主要致力于制造出甚至称不上漂亮的“肥皂”，而很少涉及制造出人们洗澡的愿望。今天，我们似乎都明白愿望是比漂亮物品更加具有持续商业性和商业价值的东西。
从这个层面看，生活方式就是一种愿望，它是通过物品的设计而创造出的一种生活形态，它基于物品又超越物品，并可以持续发展的的高级商业类型。如果说低等企业生产物品，那么创新性、高级的企业则生产愿望。DIOR生产的是一种愿望，APPLE生产也是一种愿望，甚至类似星巴克这样的快餐性咖啡店对于许多人来说也是一种愿望，一种希望拥有的生活内容和生活方式。
设计在设计之后。今天的商业逻辑、手段、策略和实际发生的一切都基于人类生活而成立的消费行为都证明，设计不只是一种专业性的创新工具，它并不结束在设计方案的实现和执行环节，相反，在方案执行和实现之后的设计才是真正意义上达到成功的设计。在这里，后者“设计”好比那块漂亮的“肥皂”，这是每个创意工作者最直接的理想，即做出好的设计。前者“设计”是在制造人们想洗澡的愿望，制造一种生活方式。
很长时间以来，这是所有企业家都在思考的问题。在技术同质化、营销手段和渠道同质化的当下，在人们越来越不屑于所谓“价格优势”等销售伎俩时，还有什么手段比设计更能制造出消费者的愿望。
这是一种什么样的愿望？在消费者看来，它是关于更加先进、高级、高品质生活的表达，它是源自消费者的生活追求的表达。在企业家看来，这是一种成功的生活设计，是一种有计划的预谋，是巨大的、高附加值的商业机会，也是全新的商业模式。
设计愿望，或者说设计渴望，无论设计机构否认与否，这显然已经不是关于设计的专业问题，而是设计如何产生更加广泛价值的发展问题。全球的公司都开始致力探索设计在这个层面上的作为，作为专业的从业者更加需要对此作出积极的思考。
今天，毫无疑问，生活是最大、最持久的生意。APPLE显然深刻理解了这句话的含义，它创造了一种被无数人认同和追随的生活，这帮助它取得了巨大的成功，并且这种成功仍然具有强劲的持续能力。看看每一款IPHONE手机首发时，全球苹果专卖店门口长长的队伍，就能明白生活的生意所具有的影响力。
计算机硬件设计安全问题研究 篇12
随着世界信息技术的发展,互联网已经成为了如今人们工作与生活当中非常重要的一个组成部分,因此计算机也成为了如今人们非常重要的一件工具。计算机安全系统的设置,对于计算机的管理者而言,一般会先提高计算机软件的安全等级,然后再提高计算机的硬件等级,以此来提高计算机的安全。计算机的软件安全方案虽然也能够为计算机提供相应的安全保护,但攻击者也能够通过各种不同的方式来进行破坏,因此单靠计算机软件是无法保证计算机系统的安全。因此在计算机的硬件上也设计相应的安全方案,能够为计算机系统提供更完善的安全保障,因此对计算机硬件存在的隐患进行分析,研究计算机硬件设计安全的现状以及相应的解决方案有很重要的意义。
计算机硬件安全
计算机的硬件安全是计算机信息安全系统中的基础,计算机的硬件安全能够为软件系统提供一个安全平台,同时也是整个信息系统安全解决的一个关键因素。
1计算机硬件安全发展
计算机的硬件主要是指计算机的芯片、板卡以及相应的输入与输出设备。对于计算机芯片的发展历史,其相应技术的发展趋势会直接影响到集成电路的主流设计理念,在20世纪80年代,计算机芯片的设计主要追求的是计算速度,但是到了90年代优化电力消耗也成了芯片设计的一个目标。如今计算机的安全性问题研究已经引起了大量的关注,并且研究的范围也在不断的扩大,如今计算机的安全概念已经不再局限于传统的数据通信以及储存保密,还包括了计算机的行动隐私以及数字版权管理等多个方面。
对计算机硬件的主要攻击方式包括非授权拷贝以及篡改与方向工程,非授权拷贝是在不需要理解硬件工作的情况下,将设计相同的副本复制下来,这其实是一种盗窃行为。而篡改主要是对目标的设计进行修改或者采取不同形式的替换,经过篡改后的硬件可能会在一些特定的时期导致整个系统出现故障,从而盗取其中的重要数据或者进行一些非法的行为。而方向工程指的是通过分析制造设计的文件来重新得到最初的设计。如今对计算机信息系统的攻击方式有很多种,在这个过程中也能够体现出如今计算机加密计算的局限性。
2硬件设计安全
在提高计算机安全性的过程中,如今主要的方案主要包括基于工程变异、设计的多样化等安全方案,这些安全方案都具有耗能以及成本低等特点。基于工程变异主要是解决IC时序、功耗芯片老化等方面的问题,其中不仅有传统的CMOS制造技术,同时也有新兴的纳米技术、等离子技术以及光纤技术等,因此基于工程变异在计算机硬件的安全设计上得到了充分的利用,但同时也为计算机恶意攻击检测增加了难度。如今对计算机硬件系统的安全性研究主要有硬件木马的检测、新的安全原语设置以及利用安全原语集成现有芯片等。
如今硬件木马已经成为了最流行的研究课题,硬件木马主要是指对原始芯片设计的进行修改以及嵌入等一系列的恶意操作。如今在基于工程变异之外,对计算机硬件还有另外一个研究课题,那就是物理不可复制技术(PUF),这种技术能够为计算机的芯片提供很好的安全保障。当前在对计算机硬件进行保护的过程中,还有基于硬件的安全协议同样能够解决许多计算机安全方面的问题,比如基于第三方的可信计算以及遥感等。
计算机硬件安全设计的策略
针对计算机硬件中存在的问题,在对计算机硬件进行设计的过程中,主要可以从以下这两个方面来进行设计。
1内置安全确认
在芯片的制造过程中,为了能够更好的保护硬件的IP,Roy等人在计算机芯片的制造过程中提出了EPIC技术,再结合PUF技术得出了内置安全确认这一个设计方案。内置安全确认方案主要是在IC的原始设计上经过EDA工具得到物理版图,再经过PUF技术就能够得到基于芯片变异的PUF ID,最后与加密后的IC所有者版权就能够合成IC产品的校验密钥,这样就能够利用这一个工具来加密生成验证模块,从而在原始模块中生成保护IC版图,对计算机的硬件设施起到很好的保护作用。
2外置铺助安全检测
外置铺助安全检测方案主要是通过传统的RAS机制,先由密钥管理中心产生出一对公开与私用密钥,通过让公开密钥来保护芯片中的特有信息,而外置铺助安全检测装置通过安全验证芯片以及密钥的储存器组合而成,在密钥储存器中主要是储存私用密钥,在检测的过程中就能够通过RFID来读取芯片内的电路信息,再通过安全验证芯片来对计算机的芯片进行安全验证,起到保护芯片的作用。
结语