哈工大仪器科学与技术学科仪器科学与技术概论

发布时间：2021-06-07

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测控技术与仪器专业调查报告题目库序号题目文字说明(不少于300字)

扫描仪是利用光学传感器光信号转换为电信号，并通过模拟到数字信号转换得到可以显示、编辑、存储和输出的数字图像的光机电一体化设备。了解扫描仪的类型、性能参数、工作原理、发展历史、应用场合，以及各个行业应用领域的扫描仪应用现状，对于测控系统设计与开发起到很好的学习及借鉴作用。扫描仪应用与发展状况 1、调研扫描仪国际发展状况：目前国际主流制造商在扫描仪方面的发展情况，发展趋势、发展策略、已经上市的产品； 2、中国扫描仪产业政策、研发的产品、研发单位情况、产品性能与价格； 3、扫描仪发展存在的问题，未来发展方向； 4、扫描仪人工智能理论与技术的研究已有数年，研究成果较多，成果已经用于各个研究领域，但在目前中国市场的应用状况与定位有待于进一步研究与探索。本调查主要目的在于通过人工智能技术在中国日程生活的应用情况的调查，对人人工智能技术在中国社会工智能的应用范围、技术定位、需求状况等进行分析，最生活的应用现状调查终制定人工智能在中国社会生活的应用的定位，从而提高人民生活水平。本次调查工作包括：(1)人工智能技术在中国社会应用的领域调查，包括建筑、小区、校园、医院等领域；(2)人工智能与其它工业领域的交叉情况，包括工业自动化、电气电子、机电、装备制造；(3)社会生活信息获取技术是现代信息技术和信息产业的基础。但是在目前的信息产业中，信息获取技术的发展速度远远落后于数据通讯、信息存储及信号处理等相关信息技术的发展，并且已经对信息技术及信息产业的进一步发展造成了瓶颈。本调查主要目的在于通过对信息获取技术的发展及应用信息获取技术的发展及应现状进行调查，对该技术的现状进行分析，得出该技术的用现状调查发展方向。本次调查工作包括： (1)信息获取理论和技术的内涵以及在信息技术中的地位； (2)信息获取技术的发展历史及现状； (3)信息获取技术的应用现状； (4)信息获取技术的发展方向分析。频谱分析仪是电子测量中经常使用的仪器，频谱分析仪主要用于于信号频率成分分析。由于频谱分析仪功能复杂，频谱分析仪及其应用如果不系统学习，很难了解其工作原理和使用方法。通过查阅资料和参考文献和实践操作，学习频谱分析仪的工作原理，了解常用型号的主要技术指标和操作方法.

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我国物联网应用领域与发展现状

导弹武器装备测试系统技术研究与发展状况

高速数据采集技术及海量存储技术发展现状及趋势

串行通讯技术发展及现状分析

无线传感器网络技术及其应用

物联网被视为互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。 1、调研国内物联网发展状况：目前国内主要研发机构和生产单位的发展情况，发展趋势、发展策略、已经上市的产品，正在研发的项目； 2、中国物联网产业政策、研发的产品与项目、研发单位情况、产品性能与价格； 3、物联网发展存在的问题，配套设施的情况； 4、我校物联网教学及研发情况。调研方式：查阅国内外文献，国内主要科研、生产导弹武器系统作为我国国防领域重点发展的关键技术和装备之一，也是我国大力发展和国家安全防御的重要保障。配套导弹武器装备的自动测试技术及各种自动测试系统，是导弹武器装备的重要组成部分，也是测试技术发展和应用的典型代表。了解测试系统技术的基本原理、技术基础、发展现状和应用前景，对于学生深入了解测试技术研究和发展具有较好的促进作用。 1)调研导弹自动测试系统技术的发展状况：国外的测试系统技术发展状况、典型产品、尤其是美军目前主要的测试系统，并对比分析国内导弹武器测试系统技术的技术研究现状、发展趋势、装备情况，国了解高速数据采集和海量存储目前的主要应用领域，以及它们的研究现状及发展趋势。 1、调研高速数据采集及海量存储发展现状：目前国际上各大仪器厂商在该方面的发展情况，发展趋势，上市产品，正在研发的项目； 2、国内在该方面的研究现状，研发单位及主要产品； 3、高速数采及海量存储的基本架构，涉及的主要技术，以及与仪器科学串行通讯技术一直都是测试、航空航天、工业控制等诸多领域的重要技术之一，具有十分广泛的应用。通过本课题调研，了解串行通讯技术的基本概念、基本原理、应用现状、发展趋势等。 1)调研串行通讯的基本概念和基本原理； 2)当前主要的串行通讯的种类及各自特点；3)目前主流串行通讯技术的应用现状及应用案例分析； 4)未来串行通讯技术的发展趋势、新型串行通讯的主要特点； 5)综合对比分析串行通讯技术的技术特点、适用应用范围以及应用前景等。调研方式：查阅国内外文献、参考书籍、不同厂家的串行通讯产品。走访无线传感器网络研究最早是由美国国防高级计划署 (DARPA)资助卡耐基-梅隆大学进行的研究。当时主要应用于军事

领域的一些项目。1998年，Gregory J Pottie教授对无线传感器网络进行了重新定义，无线传感器网络所具有的巨大商业价值和广阔的应用前景引起了军事、工业和学术界的广泛关注。美国商业周刊和MIT技术报告将无线传感器网络列为21世纪改变世界的十大技术之一。融合了多种先进技术的无线传感器网络已经开始在国防军事、安防、工业生产、农业及环境监控、医疗保障、民用基础设施、个人生活、空间探索等等领域逐步

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数字信号处理原理与应用技术发展现状研究

测试、测量与测控技术发展现状及其在现实生活中应用研究

虚拟仪器技术发展现状

压缩感知技术的研究现状与应用

微控制器发展现状分析

数字信号广泛存在于现实生活中，数字信号处理方法已逐步取代模拟信号处理方法成为当代信号处理的主流技术。本项目通过查阅资料，明确数字信号处理相对于模拟信号处理的差别，理解数字信号处理的基本原理，结合大学物理及高等数学等课程的学习，理解信号频谱、傅立叶分析等关键概念的具体含义，了解数字信号处理发展现状及典型应用领域；了解数字信号处理的软硬件实现方法，明确数字信号处理器的发展现状，掌握常用数字信号处理器型号及选取原则；最终以语音信号处理为背景，明确数字信号处理的基本过程。项目进行期间通过教师的指导，循序本项目的目的在于引导学生探索测试、测量的概念和具体应用，以此激发专业学习兴趣。可以身边的一个实例开始，比如每天都用到的手机、MP3等电子设备，是否需要测试呢？在什么时间、地点、产品阶段进行测试？针对具体的设备，它的测试是如何进行的呢？需要什么样的设备？技术手段？用什么标准来判断测试通过呢？如果不通过，怎么办呢？具体指导过程，可以通过资料搜集、整理分析，形成最终的项目研究报告。如果可能的话，可以进一步与相应的企业和科研结构取得联系，学生通过参观走访，了解产品设计、生产、测试的流程。了解虚拟仪器在测试测量领域的巨大优势和应用前景，以及虚拟仪器的研究现状和发展趋势。 1、调研虚拟仪器技术发展状况：目前国际仪器厂商在虚拟仪器方面的发展情况，发展趋势、发展策略、已经上市的产品，正在研发的项目； 2、中国国内企业研发的产品与项目、研发单位情况、产品性能与价格； 3、虚拟仪器在电子、通讯以及生产制造等领域的应用情况； 4、我校虚拟仪器的研发情况； 5、虚拟仪器和电子、通讯、测试测量等学科间的关系。调研方式：查阅国内外文献，检索国外各大仪器厂商

网页，调研Agilent, NI 近几十年来，数字信号处理在信号处理领域取得了巨大的成功。在这个过程中，奈奎斯特(Nyquist)采样定理作为从模拟信源转换到数字信息的最主要的理论依据，起到了非常重要的作用。然而，随着各领域对信息需求量的增加，信号的带宽越来越宽，为了获得信号，采样设备需要不断地提高采样率，进而产生了数量巨大的采样数据，这给采样数据的获取、存储、传输、处理与分析带来了巨大的压力。在这种情况，相关学者提出基于压缩感知技术解决上述问题，压缩感知的基本概念于2004年提出，2006年发表正式论文，随后被美国科技评论杂志评为200 微控制器(Microcontroller Unit,即MCU)是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。经过多年的发展，其成本越来越低，而性能越来越强大，这使其应用已经无处不在，遍及各个领域。例如电机控制、条码阅读器/扫描器、消费类电子、游戏设备、电话、 HVAC、楼宇安全与门禁控制、工业控制与自动化和白色家电(洗衣机、微波炉)等。本题目要求学生通过查阅文献资料、搜索互联网以及走访相关行业的公司、企业，了解微控制器的发展历史和现状。对微控制器的应用领域和典型案例进行分析，特别是对当

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随着计算机技术和数字信号处理技术的发展，在许多应用中，数字信号处理技术可以方便的实现各种算法，完成模拟电路难以实现甚至无法实现的功能。尽管数字集成电路有各种优点，但是它还不能代替模拟电路。这是因为来自自然界的各种信号，包括语音信号和各种传感器信号数据采集技术发展现状大多都是模拟的。为了充分利用数字信号处理技术的优势，需要将这些自然界的模拟信号转换成相应的数字信号进行处理，这就是所谓的A/D转换。人们通过A/D转换器实现数据采集。本社会调查报告要求如下：1.调研A/D转换技术的发展现状(包括转换原理及A/D转换芯片的技所谓航天总线，泛指用于航空航天等恶劣环境下，连接分布式系统的星载、机载控制和数据处理总线，侧重于可靠性、稳定性和自我诊断、恢复能力。在此基础上，新一代航天总线致力于高速性和拓扑结构的改善，渐渐摒弃菊花航天总线的发展历史与现链等传统的总线式结构，而向网络化发展。过去常用在航状天任务中的总线标准包括RS422/485、CAN、1553B、IEEE 1394、Ethernet。这些总线为航天设备的集成提供了可选的接口标准，在一定程度上增加了设备的互用性。然而这些协议标准都不是为航天应用而专门设计的，在数据率、可靠性、容错能力、拓扑结构虚

拟仿真试验是利用计算机建模仿真技术，结合测试技术、通信技术和计算机网络技术，为工业产品的设计验证、性能试验、技术指标考核、综合效能评估开发的一种仿真试验新技术。虚拟仿真试验技术广泛应用于包括航空、航虚拟仿真试验技术现状与天、兵器、船舶等在内的国防工业各领域。主要工作包发展趋势括：1、查阅国内外相关文献，综述虚拟试验系统在工业、国防等领域的应用现状；2、调研当前虚拟仿真试验技术在国防工业设计、试验、生产、测试部门的应用现状；3、熟悉目前国内虚拟仿真试验系统的特点；4、结合文献，与相关技术人员、专家探讨虚拟仿真试验技术的发展趋势。调利用假期，走进家乡的工厂、企业等单位，了解该单位在现代化的工农业大生产中应用到的电子测量技术。在日常生活中测量无处不在，通过本课题可以培养学生将来学习相关专业课程的学习兴趣。具体要求如下： 1) 调研该单位日常生产中需要测量的一些参数(电量和非电量); 自动测试技术综述 2) 列出为了测量这些参数所应用的测量仪器或测量设备； 3) 分析其中的测量原理、测量方法或测量技术； 4) 调查并分析该测量技术带来的社会效益和经济效益； 5) 调研相关测量仪器或设备的生产厂家，了解其功能及性能指标，并加以分析； 6) 指出该测量系统目目前，武器装备部件之间信息传输已逐步完成从模拟信号到数字信号的转变，装备自身电缆网也逐步被数据通信总线替代。装备部件的智能化和高度集成化使得内装测试 (BIT)的能力和覆盖率大幅提高。因此，自动测试技术正处于一个新的发展时期。自动测试及故障诊断技术主要工作包括：发展现状与前景展望 1、查阅相关文档，结合调研，分析并综述武器装备在装备部队、技术阵地、大修厂、装备生产厂的测试需求； 2、调研故障诊断技术在技术阵地、大修厂、装备生产厂的需求及应用情况； 3、总结新一代自动测试系统的功能需求； 4、结合文献，与相关技术人员、专家探讨新一代自动测

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近些年，PC机的迅速发展和仪器硬件(如I/O设备，GPIB 等)的发展向着网络化标准靠拢，使得将网络技术引入测控领域成为可能，网络化虚拟仪器随之诞生，它将是仪器发展的又一次革命，网络测试技术现已经广泛应用于分布式测控系统、远程设备诊断以及网络虚拟实验室建设等诸多领域。 20 网络化仪器发展现状综述主要工作包括： 1、查阅相关文档，综述仪器发展过程及现状，分析比较网络仪器与其他总线仪器的优缺点； 2、了解网络仪器的应用背景及网络仪器的种类； 3、结

合参考文献与调研结果，与相关技术人员、专家探讨网络仪器的发展趋势。近年来嵌入式系统产业发展及其迅速。多个厂商推出了自己的嵌入式操作系统，支持智能设备的开发。该题目引导学生关注和分析嵌入式操作系统产业的发展历史，现状以及未来的方向。 1、阅读相关文献资料，了解嵌入式操作系统的基本概念了嵌入式操作系统产业发展发展历史，竞争的策略和已经推出并广泛使用的产品的特点。现状 2、调研目前主流的嵌入式操作系统的发展现状和未来趋势，主流的技术和理论。 3、调研嵌入式操作系统的主要应用领域，对这些领域的厂商采用不同的系统的决策进行分析，了解不同厂商的思路。 3、调研中国嵌入式操作系统产业的发展现状，相关的法规软件测试技术作为软件质量保证中最有效的手段，越来越引起软件用户及开发人员的关注。测试是所有工程学科的基本组成单元，在软件开发周期中同样至关重要。通过测试能减少由于软件失效(Software Failure)引起经济损失的三分之一。IEEE 对软件测试的定义是：软件测试是使用软件测试技术发展现状与人工和自动手段来运行或测试某个系统的过程，其目的在发展趋势于检验它是否满足规定的需要或是弄清楚预期结果与实际结果之间的差别。软件测试的另一个问题就是软件测试的复杂性，这也是由软件的复杂性所导致。软件中的错误总是以中等规模的数量在软件模块中存在目前，视频监控系统在社会生产、生活中发挥着越来越重要的作用，视频监控技术正处于一个快速的发展时期。主要工作包括： 1、查阅相关文档，结合调研，分析并综述视频监控系统的技术发展及其应用领域；视频监控系统发展现状与 2、调研目前视频监控设备技术的局限；前景展望 3、总结新一代视频监控系统的功能需求； 4、结合文献，与相关技术人员、专家探讨新一代视频监控系统的发展趋势。调研方式：查阅国内外文献，调研视频监控设备生产、使用、管理等单位，走访我校自动化测试与控制研究所。

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了解数字信号处理器(DSP)在的基本功能和组成，并对其在电子设计和应用领域的现状和前景进行调研。 1、了解DSP器件的基本功能和工作原理、主要性能指标，与仪器科学与技术学科间的关系； 2、调研DSP技术国际发展状况：目前国际上DSP器件和DSP 数字信号处理器(DSP) 应用技术的发展情况，发展趋势、发展策略、主要器件生功能与应用调研产厂家概况，已经上市的产品，正在推出的产品，以及主要产品性能与价格； 3、我国DSP技术发展状况：主要研发与

应用单位，主要DSP 产品性能与价格； 4、我国DSP技术与国外DSP技术的差距； 5、我校DSP技术电子仪器是我们认识自然的重要工具。在很多情况下，信号参数都是通过各种传感器转换成电气参数进行测量。伴随着测试性能、测试功能、工艺结构等各方面的快速进展，电子仪器其研制和生产正向着自动化、系统化、数字电子仪器应用需求社会调化、高性能、多功能、快速、小型等方面发展。调查阶段查主要任务：1.针对一种或几种电子仪器(如示波器，多用表等)的应用进行调查2.对特定行业(如中小企业、教育科研机构等)进行应用需求调查，了解社会对电子仪器的功能和指标的改进需求3.对我国市场的电子仪器进行的功能、指标、价格等信息进行采集和分析。通过这样的社会调要了解工业生产过程自动化发展历程，并分析了其今后的发展趋势。工业生产过程自动化的发 1、对生产过程自动化及其作用进行了分析展概况和趋势 2、了解生产过程自动化系统组成及分类 3、自动化仪表在生产过程自动化系统中的作用。微控制器(或称为单片机，PLC或CPU等)是目前各种控制系统的核心部件，在设计一套系统的最开始阶段，微控制器的选择往往是需要最先确定的。一个合适的控制器可以保证预定目标的实现，同时确保系统的成本、性能、可扩展性。针对不同的应用领域各个厂家的微控制器都进目前各种微控制器的特色行了针对性的设计，对于某些性能进行了针对性提升，或特点及应用领域者针对某些具体应用集成了某些功能性模块。选择合适的控制器可以帮助我们高效的完成对应的任务，达到事半功倍的效果。调查报告内容主要包括以下几个方面： 1、了解各常见系列微控制器的应用领域 2、了解各常见系各种专用芯片是目前构成各种系统的关键模块，这些芯片实现了系统功能的模块化，因此掌握了相关芯片的使用方法，就可以帮助我们设计出高性能的应用系统。而某些专用芯片的工作原理则包含了对应行业的基本知识元素。择合适的专用芯片可以帮助我们高效的完成对应的任目前测控领域的相关专用务，同样达到事半功倍的效果。调查报告内容主要包括以芯片调查下几个方面： 1、了解各常见的测控领域专用芯片或模块有哪些 2、了解各种专用芯片或模块的具体功能，并根据功能特点进行分类 3、对于某一或几个专用芯片的工作原理进行详细分析

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目前测控领域的常见工具软件调查

电动汽车电池管理系统研究状况

基于无线传感器网络的多移动机器人编队技术分析

单片机在日常生活中的应用

虚

拟仪器技术的特点及应用

各种专用工具软件是进行系统设计、功能实现及模拟仿真的必要手段。选择合适的软件完成对应的目标，可以达到事半功倍的效果。对于相关软件的应用领域，功能及特点的了解，可以在需要时方便的选择合适的工具，帮助我们达到预期的目标。调查报告内容主要包括以下几个方面： 1、了解各常见的测控领域的常见工具软件有哪些 2、总结各个软件的应用领域，具体功能及特色特点 3、设定一个具体目标，说明通过哪些具体步骤，应用哪些应用软件实现了解电池管理系统在电动汽车上的作用，电池管理系统应具有的功能，以及电动汽车电池管理系统的国内外研究现状。1.调研电动汽车电池管理系统的国内外发展状况，包括不同研发机构电池管理系统的功能，各项功能的技术指标。 2.目前的电池管理系统存在哪些问题？ 3.对于电动汽车来说，未来的电池管理系统还应具备哪些功能？ 4.电池管理系统的结构原理，与测试计量技术及仪器学科之间的关系。调研方式：查阅国内外相关技术文献，调研哈尔滨冠拓电源、光宇电源、惠州亿能电子、安徽力高新能源、深圳派无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)作为一门新兴的技术，其广阔的应用前景引起人们广泛关注。WSN和移动机器人系统具有各自的优势和特点，二者的结合完全可以形成新型的分布式传感与控制网络系统。WSN可以为移动机器人提供相对定位和任务导引等服务，移动机器人在 WSN的环境下可以完成相应的运动控制、信息交互和任务执行。本课题拟让学生通过查阅文献的方式，熟悉多移动机器人仅在WSN环境支持下的编队技术，其中包括路径规划、队形变换、队列避障、容错控制等多方面内容。同时了解该技术目前存在单片机作为高性价比的微控制器，已成为人们日常生活中必不可少的组成部分，从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到处都可见到单片机的踪影。本项目从兴趣出发(如：在工业控制、智能仪器、家用电器、计算机网络和通信、医用设备、汽车电子产品等领域中的应用),向学生传授日常生活中单片机的应用情况，使学生增进对单片机的理性认识，加深对单片机理论知识的理解。使其了解单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物，是两门学科最新技术的结晶，融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形软件编程技术于一体。虚拟仪器把仪器生产厂家定义仪器功能的方式转变

为由用户自己定义仪器功能，根据测试的需求编写软件定义自己的仪器功能。调查报告的主要内容：1)虚拟仪器技术的发展过程；2) 虚拟仪器系统的设计和组建方案；3)虚拟仪器系统的硬件构成；4)论述虚拟仪器系统的软件构成，包括仪器面板控制软件，数据分析处理软件，仪器驱动软件，通用I/O接口软件；5)虚拟仪器系统软

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随着我国交通事业的快速发展，高速公路网的日益完善，公路路面养护管理工作已成为我国公路建设领域的重要任务。科学决策、合理编制公路养护计划是整个公路养护管理工作的核心，是优化分配公路养护资金的关键。调研内我国高速公路路面性能检容主要包含以下几个方面：1、近年来国内外高速公路路面测市场的调查与分析性能检测费用投入情况调查与分析；2、高速公路路面性能检测评价指标，包括路面破损、行车性能等特征参数；3、高速公路路面性能检测频率及相关政策法规；4、高速公路路面性能检测技术手段、检测成本及检测费用的计算方法的调查与分析；5、国内外高速公路路面性能检测市场状况了解超精密光电测量方法的巨大优势和应用前景。 1、调研超精密光电测量方法国际、国内研究现状。 2、超精密光电测量方法的应用领域及国内外现状分析。超精密光电测量发展状况 3、超精密光电测量方法的典型应用。调查分析 4、我校超精密光电测量方法的研究现状分析。调研方式：查阅国内外文献，走访我校超精密光电仪器工程研究所。了解共焦显微镜的基本原理及其巨大优势和应用前景；1、共焦显微镜在超精密测量领域应用的国内外研究现状；2、共焦显微镜的研究现状分共焦显微镜在生物医学领域的国内外研究现状；3、共焦显析微技术在我校的研究情况调查；调研方式：查阅国内外文献，走访我校超精密光电仪器工程研究所。了解太赫兹光谱学的基本定义及其巨大优势和应用前景；1 、太赫兹在生物分子领域应用的国内外研究现状；2、该项太赫兹生物分子光谱学研究遇到的问题与挑战；调研方式：查阅国内外文献，咨询指导教师。 1.调研激光测量在工业、国防等领域中有着的应用；2.了解激光测量的原理和特点；3.调研国内外激光测量领域的研究历史和现状；4.针对激光三维测量，激光干涉测量，激光测量技术激光全息测量，激光跟踪仪，激光测距，激光大尺寸测量，激光微纳米测量、激光在生物医学测量中的应用等领域开展较深入调研。调研方式：查阅相关文献。

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单位名称

指导教师姓名

自动化测试与控制俞龙江研究所

自动化测试与控制

李君宝研究所

自动化测试与控制付宁研究所

自动化测试与控制梁军研究所

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自动化测试与控制刘兆庆

自动化测试与控制刘大同研究所

自动化测试与控制刘旺研究所