儿童教育软件设计论文范文第1篇
摘要：本文基于Modbus通讯协议，使用VB编写上位软件，与西门子CP341-RS422/485模块进行通讯，对PLC中变量进行读取，并存入SQLServer数据库，实现对设备的实时监控。
关键词：Modbus；VB； SQLServer；PLC
在现代工业中使用PLC设备进行分散化控制，上位机监控软件提供图形界面并对下位设备进行数据采集、管理，已经成为工业控制系统中普遍使用的监控形式。其中Modbus协议以标准、开放等优点广泛应用于工业通讯当中，本文基于西门子的CP341模块作为Modbus从站，使用Visual Basic语言进行编程，在上位计算机中采集、存储PLC中状态变量，实现对设备的实时监控。
1.Modbus协议
一个Modbus通讯数据帧由若干个字节组成，一般通信数据帧的格式包括：地址域、功能码、数据域、错误校验（16位CRC校验）
地址域长度为1个字节，表示从站的地址。功能码是数据帧中传送的第二个字节，不同的功能码对应数据域格式不尽相同，常用的功能码有1、2、3、4、5、6、15和16，分别表示读线圈、读输入状态、读保持寄存器、读输入寄存器、写单个线圈、写单个输入状态、写多个线圈、写多个保持寄存器[1]。数据帧最后两个字节是CRC错误校验域。
若需要读取05从站以00 00为起始地址的两个REAL型数据：3.4和8.9，则主站发送的报文：05 03 00 00 00 04 C5 8F，从站返回报文：05 03 08 40 59 99 9A 41 0E 66 66 D6 72。
2.西门子CP341的组态与编程
2.1西门子CP341组态
本文涉及与计算机通讯的从站为西门子S7-300PLC加装CP341-RS422/485模块。在安装CP341之前需要插入硬件狗Dongle，安装驱动软件CP_PTP_PARAM和Modbus-Slave318，然后才能在Step7中对CP341进行组态。
设置模块时必须与计算机确认设置的内容：从站地址、波特率、数据位停止位，校验位。CP341模块的参数应按确认后的内容进行配置，波特率通常设为9600即可。本文中通讯参数设置为9600， 8， 1， n，从站地址为5。
传输DINT、REAL数据时，应设置FC 03，06，16选项卡，并建立一个DB块存储待传数据。本文中所需传输的变量数据类型为DINT、REAL。传输模式选择Half-Duplex。配置完成后，向CP341下载Modbus Slave驱动。
2.2PLC编程
在Step7中打开 “zXX21_05_PtP_Com_MODSL”项目，将Modbus通讯程序OB100、FB7、FB8、FB80、DB80复制到Step7程序中。在程序中调用FB80，并将通讯数据块名称DB80和CP341起始地址填入。建立与计算机通讯用的FC块并调用FB80，将通讯数据块名称DB80和CP341起始地址填入。其中FB80中的OB_MASK的值应始终为1，其余变量根据需要进行分配。
3.Visual Basic编程实现
为计算机安装RS485通讯卡，添加各个数据显示控件数组和MSComm控件。Modbus RTU模式的报文发送必须控制好字符间隔，1byte数据发送后延时应小于1.5倍字符时间，两帧报文之间的间隔必须大于3.5倍字符时间间隔。一个字符时间是指按照用户设定的波特率传输一个字节所需要的时间[2]。
软件通过串口发送查询数据帧，对PLC返回的数据分解、显示，PLC返回的内容包括各开关状态、元件状态、运行速度、运行负荷等。从通讯内容来说，包括开关量、模拟量，其中开关量均打包为DINT型变量整体发送。
3.1串口通讯与数据处理
在界面中加载VB自带的MSCOMM控件，在软件启动时，程序调用API函数自动从配置文件中读取设置的控件属性参数，在控件的CommEvent事件中编写响应程序。
使用Timer控件按照要求的周期發送报文。主站发出的查询报文为05 03 00 00 00 24 44 55（十六进制），通过MSComm.Output指令发送给从站。
取得从站返回给主站的数据帧后，从第4个字节开始，每4个字节为一个数据。数据帧中的DINT型变量按位进行分解，与相应的开关量对应显示，浮点数转换为小数并显示在界面上。
3.2数据管理
为及时记录设备运行状态，分析设备使用情况，软件将打包传输的数据存储在SQLServer数据库中，以备日后查询，存储数据的过程根据MSComm.CommEvent事件触发。VB应用程序开发中，可以通过ADO对微软所支持的数据库进行操作。
在数据库中建立存储表，建立不少于传输内容的字段，分别存储各开关量数据、模拟量数据。在VB中编写读写数据库的ADO语句对SQLServer进行操作。
Set Cnn = New ADODB.Connection
Cnn.Open strCnn
Cnn.Execute \"INSERT INTO Database （iTime， …） VALUES （SQLtxt）\"
需要读取存储信息时，可使用SQL查询语句读取相应字段进行数据转换和位处理即可，本文不再赘述。4 结论
本文实现了在Modbus通讯的条件下，使用Visual Basic编程实现了在计算机上读取PLC中少量数据，并存储入SQLServer数据库的功能。在只需要监控少量数据的情况下，可以不必在计算机上安装其他专业的工业控制软件就能够满足需求，只安装相应的控件补丁和硬件驱动即可。本文所实现的功能降低了监控软件对计算机性能的要求，也使得部署程序更加简便。
参考文献：
[1]白焰，钟艳辉，秦宇飞.基于VC的Modbus协议通信测试软件的实现[J].现代电力，2008 25（6）：76-80
[2]佟为明，胡素君，刘勇， 李中伟.一种体现Modbus主要技术的实验系统[J].电子器件，2009 32（4）：833-839.
儿童教育软件设计论文范文第2篇
摘 要：MCU端软件结构设计质量是影响循迹机器人工作效率、适应突发任务变更和异常状态能力的重要因素，但目前普适性的改进手段不多。本文通过遥控竞赛机器人任务特征分析，设计基于位置关联的控制设备与机器人间通讯协议，使用链表进行任务节点的封装和序列构造，最终基于位置信息实施控制流程。结果表明，任意给定任务序列能够准确实现。相对顺序式控制流程，该软件结构和关联流程设计在路径优化的同时还能适应任务序列的重整定。
关键词：循迹机器人；任务序列；软件结构
1 引言（Introduction）
目前循迹机器人的应用研究侧重于本体组成设计[1]、路径优化设计[2]、稳定驱动设计[3，4]、传感器选型设计[5]等领域，机器人本体MCU（Microcontroller Unit）控制软件的结构设计关注偏低。本文以一款遥控智能赛车（以下称“循迹机器人”）、安卓遥控手机（以下称“移动控制端”）为实验对象，以赛道地图、任务集合为需求输入，通过任务节点的特征分析，给出有效的循迹机器人控制软件结构设计方案。
2 任务分析（Task analysis）
2.1 任务概述
利用移动控制端软件，控制循迹机器人完成赛道上的各项任务，如图1所示。赛道地图背景色为灰色无光；赛道为白色，宽30cm；寻迹线为黑色，宽3cm；循迹机器人以循迹线为赛道在行驶的同时完成移动控制端下发的各工作点任务，以入车库为任务终点。图中A、B、C三个位置为工作点停车线，A、B、两处可按指令前进到工作线位置，C点则通过测距或固定位移方式前进，停车后执行任务。1#车库为起点，2～4#为候选入库停车位。
2.2 任务特征细分
通过对循迹机器人（含移动控制端）任务特征的类属、执行设备、通讯方式、赛道位置和参数等维度项的分析，归结为表1所示的任务特征细分。类属的候选值有：A循迹路径驱动、B信号检测、C摄像及视频nfc信息处理、D赛道指令，其中A、B、D类任务由循迹机器人执行，C类由移动控制端执行。执行设备包括：A下位机（循迹机器人）、B上位机（移动控制端）。通讯方式的候选值有：A由上位机向下位机单向发送、B由下位机向上位机单向发送、C双向传输（存在握手需求：即机器人接受命令并执行后需向安卓移动端返回执行结果）、D无需通讯。赛道位置由命令帧或者数据报帧决定，表1不作定义。
2.3 硬件结构
循迹机器人的硬件系统构成包括：核心板、循迹驱动板、任务板和云台摄像头等部件。核心板采用宏晶STC15系列IAP15F2K61S2为MCU，通过电缆分别与其他部件连接，Keil C51为开发平台。循迹采用8组红外对管（TCR T5000），驱动采用L298N器件，用PWM信号驱动两侧车轮电机。任务板包括超声波测距、光强度检测、光敏检测、红外收发等器件。
3 MCU软件结构（MCU software structure）
文献[6，7]在机器人本体MCU上采用顺序式控制，缺少对于任务序列的结构性变更、随机性调整的灵活性，软件的冗余度偏高。本文根据任务特征细分和循迹机器人硬件结构设计，MCU软件结构设计包括：与移动控制端的通讯协议、任务节点数据结构、主控流程。
3.1 通讯协议
移动控制端通过WIFI转串口方式向循迹机器人发ASCⅡ格式命令帧，包括下列字段：命令帧起始字符、命令协议字符（必要时附带2位十进制参数数）、通讯方式字符（同表1）、机器人位置（同表2）字符、命令帧结尾字符。
循迹机器人向移动控制端发送数据报帧包括下列字段：数据帧起始字符、传感器数据（4位十进制数）、信号协议字符（命令帧中的信号采集命令协议字符）、机器人位置（同表2）、数据帧结尾字符。
循迹机器人的运行状态及位置如表2所示。图1中的三个工作位置中A、B点均有停车线和工作线，C点停车线即工作线。
3.2 任务节点数据结构
循迹机器人通常在起点处获得移动控制端下发的任务序列，在赛道上亦可随机收取新任务并插入到任务序列中。异常状态（如，出界）下，循迹机器人可主动插入数据报来重构任务序列。根据循迹机器人任务节点的离散、有序、与位置关联的特点，选择链表表征任务节点数据结构，并实现任务序列的构造与管理。按照循迹机器人任务特征细分（表1），以及命令帧格式、数据报帧格式的设计，且便于反向追溯，循迹任务链表设计为双链表：
#define uchar unsigned char //类型定义
uchar Robot_Status ； //机器人赛道状态、位置
typedef struct { //循迹任务链表數据结构
char Type； //类属（缺省值：A）
char Executor； //执行设备（缺省值：A）
char CommunicationMode； //通讯方式
char Command； //命令字符
uchar Location； //机器人位置：与执行命令关联的Robot_Status位置值，点动命令为空
uchar Status； //机器人状态：当前循迹任务结束时的Robot_Status状态值
struct Task_Tracking *link_next； //直接后继循迹任务的指针
struct Task_Tracking *link_before； //直接前驱循迹任务的指针
} Task_Tracking；
Task_Tracking * TrackingNow； //循迹任务链表当前节点指针
根据赛道路径上位置、状态的有限可枚举特征，全局变量Robot_Status的侯选值选取自表2。循迹除外的任务（以下称多任务）与机器人位置关联。参照循迹任务链表和命令协议字符设计，多任务链表设计为单链表：
typedef struct {//多任务链表数据结构
……
} Task_Multiple；
Task_Multiple* MultipleHead； //多任务链表表头指针
Task_Multiple中包括：类属（非A值）、执行设备、通讯方式、命令字符、命令字符附带2位十进制数、传感器数据4位十进制数、传感器信号协议字符、机器人位置、直接后继节点指针等。
移动控制端下发任务序列后循迹机器人构建循迹任务链表和多任务链表，并对循迹任务鏈表基于位置属性排序，此时TrackingNow和MultipleHead均为表头指针。而后进入主控流程，通过串口中断随机收新任务时则插入到任务链表中。
3.3 主控流程
在完成系统时钟、各端口、外设、定时器、链表（初始时节点为空）及指针等全局变量初始化后，循迹机器人主控流程如图2所示，阐述如下：
0.查询收到的任务字符。如有且为A类任务则插入到循迹任务链表，如有且为其他任务则插入到多任务链表。
1.从MultipleHead开始，向链表尾部方向移动指针方式查找Location值为空的节点。未找到则跳转至步骤5。
2.找到则执行节点任务，完毕后校验CommunicationMode值。其值不为C跳至步骤4。
3.值为C，按照表4的结构构造一个数据报，并通过串口转WiFi发送至移动控制端。
4.删除该节点，返回步骤1。
5.校验TrackingNow，值为空则返回步骤1。
6.执行节点任务，完毕后用当前状态位置更新Status并修正Robot_Status。
7.从MultipleHead开始，向链表尾部方向移动指针方式查找Location值与Robot_Status相匹配的节点，未找到则跳转至步骤11。
8.找到则执行节点任务，完毕后校验CommunicationMode值。其值不为C跳至步骤10。
9.值为C，按照表4的结构构造一个数据报，并通过串口转WiFi发送至移动控制端。
10.删除该节点，返回步骤7。
11.校验Robot_Status，为异常状态或者结束状态值（表5中的1、2、3、13）则按照表4的结构构造一个数据报，并通过串口转WiFi发送至移动控制端。
12.将TrackingNow更新为后继节点指针，返回步骤0。
4 结论（Conclusion）
以上MCU端软件结构设计经试验证明，能够有效保障循迹机器人完成其总体任务目标，并在随机接收临时任务和工作状态异常时实时调整任务序列，实现任务序列可整定功能。目前循迹机器人得到较广泛用[8]，本设计试图为结构化生产环境中提高移动机器人控制软件的执行效率、降低设计成本提供案例和建设思路。
参考文献（References）
[1] 刘强，王超然，汪神岳，等.基于嵌入式系统的智能取书机器人设计[J].测控技术，2018，37（3）：36-40.
[2] 李元，王石荣，于宁波.基于RGB-D信息的移动机器人SLAM和路径规划方法研究与实现[J].智能系统学报，2018，13（3）：445-451.
[3] 黄刚.实时修正偏移量的循迹机器人控制系统研究与实现[J].仪器仪表学报，2015，36（11）：2538-2546.
[4] 张志美，程立英，赵以恒，等.基于模糊PID控制算法的导盲机器人研究[J].沈阳师范大学学报（自然科学版），2015，33（1）：81-85.
[5] 牛国臣，许开鲁.基于线性CCD的类人机器人循迹系统的设计[J].现代电子技术，2018，41（5）：133-136；140.
[6] 刘家春，刘利，刘鑫，等.基于竞赛的医疗服务机器人控制系统设计[J].山东理工大学学报（自然科学版），2018，32（2）：6-111.
[7] 张少华，刘富，刘利，等.面向竞赛的果园喷药机器人设计[J].机械工程与自动化，2018（2）：153-156.
[8] 刘立军.基于单片机智能循迹机器人控制系统的设计与实现[J].仪器仪表用户，2017，24（5）：42-45；68.
作者简介：
徐 文（1967-），男，硕士，高级工程师.研究领域：嵌入式应用，自动控制.
儿童教育软件设计论文范文第3篇
关键词：油田地面集输管网;优化设计;软件开发
油田地面集输管网是油田系统工程中作为重要的一项组成部分，油田地面集输管网建设工程主要涉及管—站系统工程的建设，这一工程在油田地面建设过程中发挥着十分重要的作用，通常包括地面工程的实际运行成本、中间站的建设成本和管网的建设成本等几方面。通常情况下，因为油田地面集输管网建设的成本较高，所使用的转油站和管材所需的投资也较高，所以，解决油田地面集输管网建设问题，实现油田地面集输管网的优化建设是一项亟待处理的问题，该问题的解决能够大大提高油田建设的经济效益。
一、油田地面集输管网优化理论
油田地面集输管网系统是连接油库、功能站以及工艺管道，对伴生气和原油进行运输的系统。在其开发设计阶段，各个油气井的气体组成、产量和压力等都已经完全确定。油田的地面建设工程规划要根据油井与油站的连接方式、转油站的大小和计量站的规模等进行综合评定，也就是通常所说的油田地面集输管网的整体布局。在整体布局得以确定后，则需要尽可能地降低建设费用和投资规模，并在此基础上设计出保证管网日常运行的计量站所能承受的工作压力和经济管径。
油田地面集输管网系统通常需要较大的建设成本，占到油田地面建设整体成本的70%左右，所以，必须使用优化理论来设计油田地面集输管网系统，从而降低总体的建设成本。油田地面集输管网系统的设计是一项综合性极强的工作，要实现计算机技术、数学原理与工程理论的有机结合。集输管网系统设计就是要在地下情况、地面情况与油品性质相结合的情况下，使用合适的方法来尽量满足油田开发和运行的实际需要。而油田地面集输管网系统的优化设计是指在中转站和油井位置都完全确定的基础上，来合理规划网络拓扑的最优结构，可以选择把集输管网的优化设计划分为运行参数的优化选择、管网位置的优化布局、站址的优化设计和井群的优化划分等问题进行综合研究和分析。首先对各个部分分别建立相应的数学模型，然后再对数学模型进行求解操作，最终得到整体油田地面集输管网系统的最优化求解。
二、油田地面集输管网优化设计
油田集输管网系统主要由油井、中间站、管道以及各种油库所共同组成，集输管网的设计要参考油田所使用的生产工艺，从而确定各个转油站的建设规模和计量，同时确定各个中转站与油井之间连接管网的具体方法。油田地面集输管网系统通常需要较大的前期投资，也是整个油田系统中所需成本最高的部分，所以，如何实现油田地面集输管网建设成本的降低，也成为了油田地面集输管网优化设计的主要内容，使用优化理论能够较为恰当地解决这一成本问题。
油田地面集输管网優化知识在计量和油井之间的相对位置已经明确规定的基础上，计算出集输管网系统最为合理的拓扑网络系统。随着近年来计算机技术的快速发展和广泛应用，油田地面集输管网的优化设计也有了越来越多的方法，油田地面集输管网的设计是一项学科交叉且十分复杂的问题，需要综合应用计算机技术、经济模型和数学理论等多学科的协同工作，通常包括以下几点程序：第一，先要确定油田地面集输管网的实际拓扑结构，也就是环状管网还是树状管网的选择问题;第二，运用优化的数学模型，设置合理的约束条件;第三，对目标函数进行合理分析，确定优化设计的具体方案;第四，使用最优方法对数学模型求解，从而得出最优值;第五，对模型进行结果检验，改进计算方法和数学模型。
三、油田地面集输管网的设计软件开发
油田地面集输管网的设计需要使用相关的计算机软件，现阶段我国很多研究者和计算机技术研究者都在相关软件的开发上做了大量的工作，并开发出了一些较为实用的油田地面集输管网设计的应用软件。虽然我国在油田地面集输管网设计软件的开发较晚，但是发展的速度却很快。1990年起我国就有了关于油田地面集输管网设计的软件开发，并提出了集输管网的优化设计问题，即在中转站、计量站和油井系统中的从属关系已经明确的基础上，找到集数管网终端与各个油井之间的最佳位置。1992年，相关研究者在以往技术的基础上，提出了关于环形集输管网的优化设计问题。1993年，研究者开始利用数学模型的方法对油田地面集输管网的优化设计问题进行研究，并直接讨论了解答数学模型的复杂性，提出了相应的解决方法和策略，将整体设计问题划分为了参数优化选择问题、位置的优化选择问题和布局的优化选择问题三个方面，将各个部分有机统一起来，以求得整体目标函数的最大值。1994年，研究者对原油集输系统的设计问题进行了优化研究，在考虑层次优化模型和构造成分的基础上，将原油集输划分为了三个基本层次：一是系统的优化，即以最大程度降低总体成本为优化目标的数学函数，从而实现各个级站规模的最优设计;二是布局的优化，即在规模一定的基础之上，以最大程度降低建设管线的总长度为基本目标，实现各个级站从属关系和设计位置的最优设计;三是工艺的优化，即在明确规定布局和建设规模的基础上，以最大程度降低管线的运营和投资成本为基本目标，实现生产方法参数、各个级站设备和各类管线规格的优化设计。
为方便该系统的二次开发和日后维护，油田地面集输管网设计通常选择GIS软件，该软件具有较强的输出能力和图像处理能力，能够生成出各种不同比例的较为完整的土建，也能够输出各种统计图和统计表格，从而为不同层级的使用者提供形象、直观的双向联动数据。另一方面，该软件还具有较高的模块化程度，用户可以基于此功能进行软件的二次开发。
油田地面集输管网的设计软件系统主要包括以下几个模块：第一，系统数据设计。数据设计是油田地面集输管网工程信息系统的基础，会对项目建设和系统实际应用能否满足需求以及效能的发挥造成直接影响。数据组成主要包括：基础地理数据，即各种比例尺的地形图，数据格式可以是AU-TOCAD，ARC/INFO等，并完成相应的数据转换、校正、整饰、建库等工作;管网数据，即分布在厂区地上、地下的各类管网数据。数据输入以后，和地形图数据进行套合，形成完整的管网数据。由于地面工程信息系统中数据存储量比较大，对数据库的要求比较高，故本系统采用ORACLE 9i作为系统数据库，可以较好地满足西北油田分公司及下属单位的应用需要。第二，系统模块。从软件实现角度，本系统的模块划分策略为在最上层分为地图功能和查询控制模块。地图功能由结果查询、鹰眼、距离测算、前一视图、拉框放大、直接缩小、打印地图、面积测算、后一视图、地图漫游、全屏显示和直接放大等模块组成;查询控制由点选查询、图层控制、系统设置、分类汇总、选择地图、打印地图、名称查询、日期查询和拉框查询等模块组成。根据系统功能要求可系统划分为8个模块：管网Web发布子系统，管线规划子系统，管网维护子系统，管网辅助设计子系统，管网事故处理功能，管网管理子系统，管网输入编辑子系统以及地形图库管理子系统。
四、总结
综上所述，油田地面集输管网设计施工是一项较大的系统性工程，由于其自身具有多元性和复杂性的特点，因而实现优化设计的工作任务也十分繁重。在设计过程中，要根据地面集输管网的作业需要，以降低地面集输管网的长度为基本目标，在油田位置确定的基础上，实现转油站进口与所辖油井井口之间地面集输管网的优化设计时油田设计是油田建设中的重点项目。到目前为止，我国尚未出现有关于油田地面集输管网优化建设的专业设计软件，这就为油田的设计者和软件工作者提出了更大的挑战和更新的问题。
参考文献：
[1]魏立新.基于智能计算的油田地面管网优化技术研究[D].东北石油大学硕士学位论文,2008
[2]张立平.油气集输系统优化运行与设计软件研究[D].中国石油大学硕士学位论文,2008
[3]李元鹏.油田地面集输管网优化计算研究[J].油气储运,2010,10:19
[4]张子波.油田地面集输管网优化设计与软件编制[D].中国石油大学硕士学位论文,2011
儿童教育软件设计论文范文第4篇
摘要：“双三位一体教学模式”的实施有助于提高学生专业技能以及就业导向性，有助于提高高职学生的竞争力，为企业提供符合其发展需要的专业性人才。本文着重分析了双三位一体教育模式下高职计算机软件技术专业课程设计，具体包括课程内容、设置原则、设置目标以及具体的教学实施方法，为相关人员提供一定资料和信息。
关键词：高职；双三位一体；软件技术专业
计算机软件技术专业是各大高职院校的一个主要专业，其设置目的在于为社会输送大量具有计算机软件技术专业知识和实际操作技能的人才，为当前正处于蓬勃发展中的电子商务、计算机软件运营等产业提供专业性人才，有效提高高职院校毕业生的就业率。但是针对高职计算机软件技术专业毕业生的就业取向调查结果显示，很多学生没有进入軟件行业，这一结果说明当前的计算机软件技术专业在课程设置、教学方法、就业导向方面出现了问题，导致高职计算机专业毕业生在就业过程中难以与市场完成有效对接，说明高职毕业生的专业知识和技能难以满足市场需要，不符合企业的用人需求。基于这种情况，许多高职院校通过引入“双三位一体”教学模式，通过这种教学模式，将高职计算机软件技术专业的教学与市场企业对应岗位的实际需要以及工作环境结合起来，提高对课程教学内容的改变，提高计算机教学内容的针对性和实用性，另一方面，根据企业相关岗位的工作需要对对应技能进行综合训练和强化训练，这样一来，就可以帮助学生在高职教学过程中完成对工作实际需要的理论知识和实用技能的学习掌握，为学生后续参加工作后顺利进入工作岗位打下基础。双三位一体教育体系始终坚持对学生实用技能的训练，这是符合当前高职计算机软件技术专业的就业需求的，因为计算机软件技术的发展速度很快，如果在教学中不能根据市场企业的发展对教学内容进行调整，学生进入工作岗位后往往不能顺利适应，影响到学生就业和后续发展。
1 高职软件专业“双三位一体”课程设计原则
经过多年的人才培养模式探索和实践，目前双三位一体的校企合作教学模式已经逐渐发展成熟，并形成了其自身的发展特点和优势。双三位一体分别是以学生为主体，学校、企业、市场三要素积极参与的培养体系，以及以学生为主体，老师、企业、具体案例积极参与的课程。双三位一体教学过程中，均以高职计算机软件技术专业学生为主体，结合学校、老师、市场、企业以及具体项目的需要进行针对性教学，从而达到一个良好的教学效果。
1）以学生为主体，学校、企业、市场三要素为一体的导向性。高职院校的计算机软件技术专业的培养目标是为市场提供符合其需要的专业性人才，这也是保证学生顺利实现就业的前提。基于此，老师在设计计算机软件技术专业课程的时候，需要将市场要素充分考虑进来。也就是说，要积极研究市场对计算机人才的需求，在此基础上结合企业发展需要和学校教学定位进行教学内容、教学模式的设定和开展，这种教学模式能够最大限度地提高高职院校实践教学的市场导向性，从而有效保证教学内容符合市场需求，为学生的后续就业打下坚实基础。
2）以学生为主体，校内教师、企业教师结合企业实际项目案例为一体的课程内容。学生就业以后需要参与到具体的工作项目中去，因此其实践操作能力将直接影响到其就业效果和工作情况，基于此，在计算机软件技术的课程教学中，需要将学校老师和企业一线工作人员纳入教学课程，引导学生参与到企业具体的项目工程中去，这种教学模式能够在学生学习过程中充分锻炼其实践能力，帮助学生有效掌握相关专业知识以及实践操作技能。
2 “双三位一体”高职计算机软件技术专业课程设计目标及其内容
2.1 课程设置目标
在双三位一体的教学模式下，要始终坚持以学生为主体，充分考虑学校、企业、市场等各个因素的影响。基于此，针对高职计算机软件专业的课程设置，要以满足市场需要、企业需要，保证学生能够顺利就业为导向和基本目标。具体来讲，高职计算机软件技术专业需要引导学生学习掌握完整的软件系统开发过程，并在这个过程中培养学生分析和解决问题能力、沟通能力、语言表达能力、信息获取能力、团队合作能力等，形成符合社会需求的高素质综合型技能人才。职业教育是导向工作系统的教育，计算机软件技术专业课程要注意将教学融入具体的实践、工作过程中，促使学生能够在工作过程中根据需要来学习课程，掌握相关知识。同时这种实践教育能够帮助学生掌握学会如何运用知识解决实际问题，提高其实际工作能力。
2.2 课程内容设置
高职计算机软件技术专业课程内容的设置需要充分考虑到市场对计算机专业人才的要求，也要考虑到相关企业具体岗位对理论知识和实用技能的要求。具体来讲，随着市场的进一步发展，目前针对计算机软件技术人才的技能要求大多集中在基本的程序设计开发、网页的设计、管理和运营、关系数据库的建立和运营、数据库的开发和应用等，此外相关企业还需要能够实施软件工程开发、WEB程序设计、数据结构的开发和应用、操作系统的设计和运营等，部分企业还会要求计算机软件技术人员能够进行虚拟现实，这主要集中运用于游戏设计开发等。
高职院校计算机软件技术专业的课程内容，需要以软件开发为主线，这是因为当前市场上对于软件开发具有较大需求，很多企业对于软件开发人才具有大量需求。基于此，需要将软件开发融入以上课程内容的教学中去，帮助学生有效掌握软件开发的基础操作和相关的理论知识。此外针对计算机软件技术专业的课程教学，需要始终按照市场环境需要和企业具体工作岗位的需求来控制教学内容进而教学方法，保证学生能够顺利掌握相关技术，为其后续就业打下基础。
3 “双三位一体”下高职计算机软件技术专业课程实施方法
3.1 以工作过程为起点，打破传统课程模式
传统的计算机软件技术专业课程是以学科体系为起点组织知识，引导学生对相关理论知识进行全面系统性学习，这种教学方法未能将学生与实际工作过程紧密结合起来，使得学生的理论知识学习良好，但是无法将其与实际工作环境和内容联合起来，理论与实践脱节。为了打破这种局面，提高高职计算机软件技术专业教学与实际工作的联系，特别是在双三位一体教学模式下，软件技术专业课程的开展要从与实际工作内容为出发点，也就是以工作过程为起点的软件技术专业课程。通过将具体的工作岗位及其实际操作引入教学，帮助学生有效掌握相关的技术和操作技能，为学生后续就业提供良好基础。通过引入工作实际环境及其技能要求，有助于打破传统课程环境下学生单纯学习理论知识、不能学习掌握实际操作技能的缺陷，有助于学生在课堂学习过程中迅速掌握相关的理论知识，同时通过实际训练来验证理论知识，进一步深化学生对理论知识的理解，在此基础上引导学生进行实际训练，这一以来，学生的理论知识和实际操作技能都得到有效强化，最终将大幅提高学生的综合能力，为学生后续就业提供积极作用，促使学生在工作中占据有利地位。
3.2 以行动为导向，凸显高职计算机软件技术教学特色
高职教育有其自身特点和规律，计算机软件技术专业的课程设置要以具体工作需要和实际操作为导向，引导学生快速掌握具体岗位的技术和理论知识。也就是说，要引导学生学会在具体的操作过程中学习掌握相关的理论知识和技术，也就是教学倾向于“通过行动来学习”。此外职业教学的就业导向性非常强，因此高职计算机软件技术专业课程在实施过程中要注意与工作体系相对接，要充分满足对应工作岗位对计算机软件技术的知识要求和技术要求，因此需要依据工作岗位的内容、性质来设置课程体系。这是实现从工作组织到课程组织的第一步，是职业教育课程改革能否深入下去的关键环节。
3.3 以情景为依托，培养学生工作能力和关键能力
职业教育要有效地培养学生的职业能力，就必须让学生动态地与情境相联系地学习知识。在双三位一体的教学模式下，计算机软件技术专业要始终与市场、企业需求为导向，保证教学内容符合实际需要。另一方面，工作过程中对员工的要求是多方面的，需要其具有各方面能力。这些能力的范围较广，具体包括计算机软件技术专业的知识和技术、社交能力、沟通能力、落实能力等，其中最关键的就是计算机软件技术专业能力，这是本专业学生参加工作后最重要的能力，也是学生能否胜任工作岗位的关键能力。基于此，老师在教学过程中要做好对学生关键工作能力的培养和考察，尤其是需要做好考察，具体方法包括设置相关的考试和技能考察，在此基础上针对学生的综合技能进行提高。这有助于提高学生对计算机软件技术专业技術的学习和掌握，促使学生在工作过程中顺利进入工作角色，有效完成相关的工作任务，实现良好的就业效果。此外还要针对学生的社交能力、沟通能力等进行提高，因为工作不仅仅是完成具体任务，还要包括与其他部门、其他人员的沟通和协作，因此引导学生掌握沟通技能，对与其后续发展具有关键影响。
4小结
基于“双三位一体”的高职计算机软件技术专业课程设置和教学，需要始终坚持以学生为主体，课程设置要根据市场环境和企业相关岗位需求进行科学设计，课程内容要具有高度实用性，这有助于保证学生进入工作岗位后能够顺利完成工作任务。另一方面，在教学过程中要注意引导学生对具体的工作内容和工作技能进行积极学习，以工作实际需要为导向，帮助学生尽早熟悉相关岗位的工作内容和工作需要，这有助于学生后续就业，达到高职教学的目的。
参考文献：
[1] 旷文兵.SPOC支持下的高职计算机基础课程混合学习模式[J].科技视界，2018（31）：174-175.
[2] 李改，邹小青，张志强，宋海生，曾爱林.高职院校培养创新创业人才的研究与实践——以计算机软件技术专业为例[J].福建电脑，2018，34（10）：47-48+76.
[3] 兰碧莹. 大学计算机SPOC课程内容设计研究[D].东北师范大学，2018.
[4] 程响林.以能力本位的高职计算机软件专业课程设置研究——以中山职业技术学院为例[J].科技视界，2014（29）：224-225.
【通联编辑：光文玲】
儿童教育软件设计论文范文第5篇
【摘 要】软件结构设计是整个控制系统设计任务的重要组成部分，控制系统由于基于虚拟仪器开发，因此“软件就是仪器”的概念在这里可以得到充分的体现。一般来讲，采用模块化、层次化的结构来构建整个控制系统可以使软件结构清晰，组建方便快捷，调试简单，各个层次由于设计了统一的接口，使得代码的复用率得到提高，升级维护更加方便。
【关键词】LabVIEW 控制系统 图像处理 软件
本文为科普码字机器人控制软件设计的设计理论。此科普机器人工作流程为：系统上电后，进行初始化并读取指令、标定等信息，系统做好准备；接着，观众可以在触摸屏上输入简单图形或不同语言的文字，经观众确认后，图像处理功能模块读取触摸屏上图像信息并输出机械手的目标位置；接收到目标位置后，机械手进行回零并进行轨迹规划，然后抓放物体；抓放结束后，机械手回到零点位置；当机械手再次接收到信号时，机械手抓取圆片放回原处，机械手回到零点位置。
此科普作品通过识别观众在触摸屏上输入的简单图形或文字后，由机械手高速抓取圆片摆放出观众输入的简单图形或文字来实现其科普性，因此要求控制系统软件同时具有图像处理模块及运动控制模块。为了保证机械手有确定的参考零点，要求软件具有回零功能。此外，为了调试的方便及其他要求，控制系统必须具有急停处理、手动控制、参数设置、位置显示等功能，软件功能分析见表1。
软件设计主要包括软件结构设计、流程设计、软件界面设计等。其中系统回零和图像处理技术设计最能反映出设计者的设计思想和理念。
一 软件结构设计
软件结构设计是整个控制系统设计任务的重要组成部分，该控制系统由于基于虚拟仪器开发，因此“软件就是仪器”的概念在这里可以得到充分的体现。一般来讲，采用模块化、层次化的结构来构建整个控制系统，可以使软件结构清晰，组建方便快捷，调试简单，各个层次由于设计了统一的接口，使得代码的复用率得到提高，升级维护更加方便。
本作品控制系统软件设计分为四个层次：用户界面层、功能模块层、仪器驱动层、I/O接口驱动层（见图1）。
二 系统回零
系统上电后，必须确保机械手具有精确可靠的参考零点，以便所有的用户程序都相对于该零点可靠地运行，这就要求机械手必须具备回零功能。由于机械手有三个主动臂，应该使每个主动臂都能可靠地返回到零参考点，才能保证机械手精确确定零点位置。
单轴回零点包括两个基本过程：寻找参考点（Finding Home Switch）和寻找反馈装置标记（Finding Index）。寻找参考点是通过寻找零位传感器来确定零点的初始位置。寻找反馈装置标记是在零位附近寻找到电机旋转编码器上的Z脉冲后通过位置偏移精确定位该轴的准确零点。本机械手包括三个基本轴，回零功能流程图见图2。
三 图像处理
图像处理模块按照图3的流程进行。首先，系统准备好之后，提示观众可以进行输入，观众输入完毕且确认后，系统读取触摸屏，并获取图像信息；接着，对图像进行二值化处理，读取二值化处理后图像的像素矩阵，得到一个元素为0或1的矩阵，其中为0的元素代表该处为白板底色，为1的元素代表画笔留下的痕迹；然后对得到图像进行离散处理，获得机械手的目标位置信息库。
科普机器人的功能是用高速并联机械手将圆片摆放成观众在触摸屏上所书写的文字或图形，为了增强显示效果，在触摸屏显示界面上对观众所书写的内容进行了加粗处理，如图4、图5所示。
若要用圆片摆放出观众所绘制文字的形状，就需要根据圆片大小对原始图像进行离散处理，绘图区域的像素相对较少，本文采用简单的逐行扫描方式，由左到右、由上到下逐像素扫描图像，像素为1则将以该像素为中心，半径为r的区域置为0；像素为0则不做改动，继续扫描。图6为在LabVIEW中该算法框图。
以“天”字为例，离散后的图像见图7，图中各圆点像素坐标即为待摆放圆片的位置。将各点像素位置换算为机器人坐标系中坐标，高速并联机械手根据这些坐标将圆片摆放至相应位置得到所需文字图像。
四 控制系统软件界面设计
使用LabVIEW虚拟仪器开发工具开发了全部控制程序代码，设计了控制系统界面。软件界面是实现人机对话的桥梁，因此应设计得清晰易懂，方便用户上手操作。软件界面应该能起到向导作用，引导用户自己完成相关操作。工业上应用的软件界面，应遵循规范性、安全性、协调性、易用性等原则，设计简洁，充分考虑到现场操作的方便性（设计控制系统界面见图8，使用者操作界面见图9）。在操作界面中，左侧空白区域用于观众输入简单的图形或不同语言的文字（输入过程中如果因某种原因需要重新输入，按Clear键即可清除写字区域）；输入完毕后按Run键，机械手则开始抓取圆片并进行拼字，拼字完成后可按系统提示将圆片复位。
本文介绍了基于图形化编程语言LabVIEW开发实现的控制系统软件。主要在作品控制系统软件的需求分析基础上，结合软件工程的思想，规划出了控制系统软件结构、主要功能模块流程图，对文字图像处理等关键技术进行了探讨研究，并用LabVIEW开发设计出作品的控制面板，简单实用，为今后的实际工作平台设计奠定了基础。
参考文献
[1]杨乐平、李海涛、赵勇等.LabVIEW高级程序设计[M].北京：清华大学出版社，2003
[2]李刚、林凌.LabVIEW—易学易用的计算机图形化编程语言[M].北京：北京航空航天大学出版社，2001
[3]李海涛、杨磊.在LabVIEW中定制Windows标准窗口风格的虚拟仪器前面板[J].工业控制计算机，2005（2）
[4]李涛.基于LabVIEW的小型虚拟仪器的开发[J].计量与测试技术，2007（11）
〔责任编辑：高照〕
儿童教育软件设计论文范文第6篇
2、基于Proteus的单片机原理与应用的教学改革
3、基于单片机的无线室内环境检测仪设计
4、基于PIC16系列单片机的直流电机调速系统
5、基于51单片机的电子密码锁设计
6、问题解决8步法在单片机学训一体化教学中的应用
7、基于单片机内置温度传感器的安全系统
8、浅谈PLC与单片机技术的选用
9、“单片机控制技术”课程教学改革的研究
10、论Proteus在单片机系统设计中的应用
11、基于单片机的移动机器人自动避障控制系统研究
12、基于重力感应技术与单片机控制的智能供餐台
13、基于STC89C52单片机的防火卷闸门控制器设计
14、基于平板电脑STM32的多波长自动旋光仪软件设计
15、单片机系统设计的误区与应对策略
16、基于单片机的仓库恒温恒湿监控系统设计
17、PC机与单片机的串行通信设计
18、单片机课程学习兴趣引导及内容安排的探索
19、便携式睡眠血氧监测系统的设计及实现
20、基于AVR单片机和MCP3302的数据采集系统
21、基于MSP430单片机的信号源设计
22、校企共建通信工程专业“单片机原理与应用”课程的研究
23、单片机应用系统的开发方法分析
24、创新型人才培养体系研究与实践
25、手持式高压漆膜检测仪的设计与研究
26、单片机应用的前瞻性抗干扰设计
27、创新思维训练在单片机产品设计中的应用
28、单片机教学改革的研究与探索
29、基于单片机的闭环控速系统的设计
30、太阳能热水器的检测控制系统的设计
31、基于单片机的儿童反锁汽车内报警器设计
32、基于单片机智能照明控制系统设计
33、交流电动机电容器耐久性试验系统的设计
34、TCD142D驱动程序的设计
35、基于ATmega16单片机的简易秒表的设计与制作
36、石灰乳浓度在线检测装置的研究及应用探讨
37、计算机软件设计领域嵌入式实时软件的运用实践探微
38、单片机技术职业岗位需求与能力分析
39、基于AVR单片机电子提花机控制系统软件设计
40、基于中职学校中的单片机项目式教学改革探索
41、基于STM32的方波信号发生器的设计与检测
42、基于ＩＳＤ４００４芯片的语音录放系统设计
43、单片机的指纹门禁系统设计研究
44、集散控制系统中实现PC机与单片机的串行通信
45、基于单片机的电台异常发射保护器软件设计
46、基于单片机的电动车仪表设计
47、基于单片机的飞机发动机转速测量系统的设计
48、基于嵌入式架构的单片机系统设计
49、单片机应用产品的ＰＲＯＴＥＵＳ设计与仿真