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1、信息工程专业导论,信息工程教研室,信息工程专业简介,研究的对象: 信息的获取、传递、处理、存储以及利用 涉及的主要学科: 电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术。 相关学科: 通信工程、电气工程、控制科学与工程等。 信息工程专业是一个电子和信息工程方面的宽口径专业,信息科学技术中的几个 基本概念,沟通信息，交换情报的社会需求，是人类通信技术进步的源动力！,古代峰火边防,海军旗语,信鸽传书,信息工程的主要领域,计算机硬件,曙光超级计算机,笔记本电脑,微电子产业,半导体材料,集成电路,集成电路 生产装备,固定通信,移动通信,软件产业,通用软件,专业软件,互联网产品,数字家电产业,光电子产
2、业,电视机,摄相机,DVD播放机,光网络,光纤光缆,光设备,光存储介质,激光照明,路由器,交换机,网卡,调制解调器,集线器,信息服务业,通信产业,卫星通信,微波通信,互联网信息检索、web开发等,产业分类,电子信息产业的主要领域及与学科之间的关系,产业与学科的对应关系,学科,产业,对应,2011年教育部普通高等学校本科专业目录（修订一稿）（摘录）,所属专业分类,信号与系统A,电磁场与电磁波,通信原理C,计算机通信网,信息论与编码,数字信号处理,单片机原理与接口技术,自动控制原理与技术,模拟电子技术B,数字电子技术B,专业必修模块,C语言程序设计,数学、物理、电路基础类课程,C+程序设计,7,专
3、业选修模块,数据结构,网络数据库及应用,JAVA网络开发技术,WEB应用开发技术,传感器与检测技术,模式识别,嵌入式系统 原理,数字图像处理,电子电路EDA,DSP技术,网络安全技术,射频识别技术B,现代无线与移动通信,云计算,信息处理与检测,软硬件开发,信息新技术,专业限选课,专业限选课,信息工程导论,8,关于信息技术,什么是信息技术,通信系统的模型,电话、广播、电视、互联网，都是信息传输系统。也称通信系统。,消息：指语音、文字、数据或图像非电信号,信息传输,信息传输,5,4,通信系统类型,注：广播、电视数字化后，用户可上传信息（如点播节目），但这是利用上传通道（另一通道）实现的。这不叫双工
4、，互联网有类似情况。,信息传输,编码理论,调制理论,检测理论,提示：信息传输的理论和技术在信息科学技术中占有很大比重。,5,利用电磁波信号在自由空间传播的特性进行信息交换的一种通信方式 近年来在信息通信领域中发展最快、应用最广 与“有线”方式相比，具有不用架线、灵活性强的优点,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,无线通信技术发展历史 无线通信技术种类 无线通信技术发展趋势,5,无线通信技术发展历史,马可尼,1896年，马可尼发明无线电报， 标志着无线通信技术的诞生,无线通信初期，受技术条件限 制，大量使用长波及中波通信,20世纪20年代初，短波通信开 始出现，目前对应急通信和军 用通信依然
5、有一定的使用价值,5,无线通信技术简介,无线通信技术发展的六个阶段：,20年代初至50 年代初，舰船及 军用，短波及电 子管技术,第一阶段,50年代至60年 代，扩展至450 MHz，半导体器件 技术，移动环境中 的专用系统,第二阶段,70年代初至 80年代初，800 MHz，蜂窝系统 概念（贝尔实 验室）,第三阶段,80年代初至 90年代末，900M Hz1.9GHz，二 代数字移动通 信，个人业务,第四阶段,90年代末2012 年，移动数据、 计算、多媒体运作 需求，三代数字移 动通信兴起,第五阶段,2013年至今， 集3G与WLAN 于一体，并能够快 速传输数据、高质 量、音频、视频 和
6、图像的第四代 移动通信兴起,第六阶段,5,无线通信技术简介,无线通信技术种类,按传输距离分：近距离、短距离、中距离和长距离无线通信技术。,1m,RFID、NFC,1m几百m,红外、蓝牙、 WiFi、HomeRF、 UWB、Zigbee,几百m几Km,可至几百Km,微波通信,GPRS、GSM、 3G、LTE,5,无线通信技术简介,无线通信技术种类,按移动性分：固定接入和移动接入技术。,3.5GHz无线接入MMDS （多路微波分配系统）、 LMDS（区域多点传输服务）,GPRS、WPAN（无线个域网）、 WLAN（无线局域网）、 WiMAX（全球微波互联接入）、 WWAN（无线广域网）,5,无线通
7、信技术简介,联合化和一体化 联合各种技术手段，采用一体化的思路建设无线通信网络 宽带化 更宽的网络带宽和更高的通信速率 网络的融合化 包括核心网、接入技术，以及业务的融合 核心网的融合表现为移动与固定网络，通信、计算机与广 电网，以及信息通信网与基于传感器和RFID的物联网融合。 无线通信技术的跨行业创新应用 多个学科，如健康、生物、环境、信息之间彼此关联,无线通信技术发展趋势,5,无线通信技术简介,无线通信技术基础,电磁波 信道 调制解调,5,无线通信技术简介,- 21 -,电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场和磁场在空间以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。,5,无线通信技术
8、简介,5,无线通信技术简介,无线电波由于波长不同，形成了三种不同方式的传播特性：,地波：沿地球表面空间向外传播的无线电波，中、长波均 利用该方式传播。,天波：依靠电离层的反射作用传播天线的电波，短波多利用 该方式传播。,空间波：沿直线传播的无线电波，它包括由发射点直接到达 接收点的直射波和经地面反射到接收点的发射波， 微波的电视和雷达多采用空间波方式传播。,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,为什么要调制？,1、高频已调信号易于辐射。 为了使电磁能量有效辐射，需要发射天线尺寸至少为发射信号波长的1/10，而基带信号频率低波长大，如果直接发射，
9、所需天线过长难以实现。因而高频波长短的信号易于辐射。 2、便于同时传输多路不同的基带信号。 例如通话时，多个用户声音信号所占频带是相同的，假设不进行调制，就没办法进行同时通话；但若对基带信号进行调制，可调制到不同频带，互不干扰。,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,蓝牙技术 WiFi技术 UHF无线数传技术 GPRS技术/3G/4G,典型无线通信技术,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,WiFi技术应用,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,
10、5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,5,无线通信技术简介,机器人-智能小车,需要人为控制转向、启停和进退，比较先进的遥控车还能控制其速度。,遥控小车,可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制，无需人工干预，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术，属于典型的机器人技术。,智能小车,总体介
11、绍,汽车动态分析 车速控制系统 方向控制系统 赛道检测系统 电子控制系统 策略规划系统 行为决策系统 路况记忆系统 数据传输系统,学做智能车,从四个方面来说 1）硬件 2）机械 3）控制策略 4）软件,机器人硬件配置,55, 探测范围2cm-25cm 感应角度不大于35, 探测范围2cm-450cm 感应角度不大于15.6,超声波测距,红外避障,硬件,何为硬件？ 硬件就是基于底层电路的设计与开发,硬件,1）硬件需要掌握的知识 一、基本的模电知识：二极管、三极管、C-MOS工艺、DA/AD、运算放大器 二、基本的数电知识：逻辑转换、延迟与时序控制 三、CPU/MCU接口技术：引脚与接口协议：I/
12、O引脚控制、IIC总线 四、PCB制板技术： 基本的2层板与4层板的制作 五、传感器芯片工作原理 2） 智能车对于硬件的要求： 一、熟悉2层电路板的绘制：Altium Designer 合理布局 二、数字电路与模拟电路的处理 三、方便软件的编写,传感器,传感器，是智能汽车的“眼睛”，可以通过一定的前瞻性，提前感知前方的赛道信息，为智能汽车的“大脑”做出决策提供必要的依据和充足的反应时间。,常用传感器： 红外对管，激光，摄像头，电感，加速度传感器，陀螺仪，编码器，金属开关，超声波测距，指南针传感器。,机械,机械主要包括车体的机械架构 传感器的安装（e.g. CCD的安装与激光管的阵列） 稳定与重
13、量的选择（螺丝的重量与重心） 机械与风向即空气阻力摩擦阻力 有些地方需要数学建模（舵机的架构） 轮胎： 后倾角 外倾角 前束,软件,智能车的大脑 软件包括： 速度控制 方向控制 走迷宫算法的设计 循迹算法的设计 与上位机（PC机）的沟通 通讯协议等协议的处理 采用语言：C/C+/汇编,软件的入门 1、熟悉你的集成开发环境IDE（Integrated Development Environment） 2、从简易的语句学起，模块学习 3、正确的编译习惯 4、仔细与细心，多方面的考虑 （注、智能车的软件并不复杂，但注重软硬件的数据的整合与调试，从多方面的考虑问题。）,61,算法,机器人在走线迷宫时，
14、常用的控制方法无非是以下几个步骤： (1)、机器人沿着当前赛道前进（followingtheline）；前进同时检测前方是否有岔路口。 (2)、一旦检测到岔路口，机器人要判断岔路口的类型； (3)、确定岔路口类型后，在一定的控制法则下完成转弯。,VIPLE Supported Platforms,63,http:/neptune.fulton.ad.asu.edu/VIPLE/,Unity Simulator,Web Simulator,Lego EV3,Galileo Robot,ASU Edison Robot,Minnow and Curie Robot,关于大学教育,如何规划大学四年的学习生活,上述问题是制订大学四年学习规划的依据！,
