（江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 無錫 214061）

[摘 要] 從高職院校的實(shí)際出發(fā)，基于大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新平臺，研究太陽能熱水器溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題。學(xué)生獨(dú)立地通過研究和比對不同以往的單片機(jī)芯片、改進(jìn)電路結(jié)構(gòu)、簡化電路成本、縮小電路體積等多方面，將實(shí)際裝接的電路板調(diào)試結(jié)果以圖表的方式具體分析該電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性和誤差率的優(yōu)異之處。

[關(guān) 鍵 詞] 大學(xué)生創(chuàng)新； 實(shí)踐平臺；溫控系統(tǒng)；傳感

[中圖分類號] G645 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）30-0090-02

注重對高職院校學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，既是時(shí)代發(fā)展的需要，又是高職教育面臨的現(xiàn)實(shí)課題。高職院校必須始終把培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力作為改革的方向，要用一種全新的教育思想、教育觀念、教育體制和教育方法培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。高職院校大學(xué)生創(chuàng)新平臺的建立旨在鼓勵和支持大學(xué)生盡早參與科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和社會實(shí)踐等創(chuàng)新活動，不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)精神和實(shí)踐能力。

大學(xué)生創(chuàng)新平臺的建立立足于高職院校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室，需要具備可行性和適度的先進(jìn)性，還需要兼顧費(fèi)用等問題，因此，平臺所涉及項(xiàng)目的方案和器件材料的選擇均基于這些考慮，同時(shí)，創(chuàng)新項(xiàng)目也需要學(xué)生在已有知識點(diǎn)掌握的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮他們的才智、運(yùn)用他們對最新實(shí)時(shí)信息的掌握，對傳統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，為學(xué)生以后畢業(yè)設(shè)計(jì)的撰寫、踏入工作崗位以后從事開發(fā)設(shè)計(jì)提供鍛煉培養(yǎng)的機(jī)會，這是大學(xué)生創(chuàng)新平臺建立的目地，也是它實(shí)施和運(yùn)營的基礎(chǔ)。

大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新平臺的實(shí)施更加注重實(shí)踐創(chuàng)新研究過程。引導(dǎo)學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，自主選題、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理和撰寫總結(jié)報(bào)告等工作，不斷提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和組織實(shí)施能力。鼓勵學(xué)生結(jié)合學(xué)科專業(yè)，從自身所長與興趣出發(fā)，積極參與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動，在探索、研究、創(chuàng)新的實(shí)踐訓(xùn)練過程中，提出自己的觀點(diǎn)與

見解。

根據(jù)所在高職院校的實(shí)際情況，項(xiàng)目設(shè)計(jì)以太陽能熱水器溫控系統(tǒng)為例，作為高職院校學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新平臺的項(xiàng)目之一進(jìn)行闡述。

首先，學(xué)生通過對傳統(tǒng)的、應(yīng)用最廣泛的太陽能熱水器中溫控系統(tǒng)的分析研究，在已經(jīng)對80C51、80S52等傳統(tǒng)芯片有一定程度的了解和掌握的基礎(chǔ)上，對比傳統(tǒng)的芯片，選用較為先進(jìn)、價(jià)格低廉適中、中國本土自主知識產(chǎn)權(quán)的單片機(jī)STC12C5410ADSOP28為核心，編程靈活、控制簡單，系統(tǒng)能夠方便地實(shí)現(xiàn)溫度的控制及顯示。同時(shí)，仍然選用市面上比較成熟的溫度傳感器DS18B20采集溫度變化信號，與此同時(shí)，考慮到現(xiàn)實(shí)社會發(fā)展的迅速和通訊業(yè)的發(fā)達(dá)，系統(tǒng)還創(chuàng)新地提供了多機(jī)通訊接口，為完善的人機(jī)交互界面提供了可能。該系統(tǒng)通過軟件編程實(shí)現(xiàn)各種控制算法，具有控制精度高的特點(diǎn)。該水溫控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的檢測、控制型應(yīng)用系統(tǒng)，完成從水溫檢測、信號處理、輸入、運(yùn)算到輸出控制加熱以實(shí)現(xiàn)水溫控制的全過程。以單片微型計(jì)算機(jī)為核心組成一個(gè)專用計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，以滿足檢測、控制應(yīng)用類型的功能要求。

在此基礎(chǔ)上學(xué)生設(shè)計(jì)并制作了太陽能熱水器溫度控制系統(tǒng)的實(shí)物電路板，比對傳統(tǒng)的組成電路有顯著的優(yōu)異之處，體

現(xiàn)在：

1.單片機(jī)的選用

傳統(tǒng)的溫度控制電路絕大多數(shù)采用AT89C51或者S52系列作為控制中心。本控制系統(tǒng)中，學(xué)生選用了STC12C5410AD SOP28單片機(jī)，它兼容了傳統(tǒng)電路所使用的8051所有的功能，同時(shí)更具有功耗低、價(jià)格便宜、抗干擾能力強(qiáng)、開發(fā)方便、可實(shí)現(xiàn)在線編程的優(yōu)點(diǎn)。

2.電源電路的選用

傳統(tǒng)的電路中大多采用了交直流轉(zhuǎn)換的整流穩(wěn)壓電源電路，體積大、重量重，只能固定安裝，不便于系統(tǒng)控制裝置整體的調(diào)試和操控。本控制電路中，采用通過USB供電，所占體積小、重量輕、調(diào)試和操作起來便于攜帶，方便、簡單、便捷。USB接口已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、便攜式電腦等現(xiàn)代社會普遍的設(shè)備當(dāng)中，接口及數(shù)據(jù)線具有通用性，為將來物物聯(lián)網(wǎng)、隨時(shí)隨地設(shè)定的便利操作提供準(zhǔn)備。

3.數(shù)碼顯示和按鍵控制電路的選用

傳統(tǒng)的電路采用了矩陣鍵盤方式輸入設(shè)計(jì)鍵盤控制電路部分，并且通常要經(jīng)過7447驅(qū)動段、74HC138驅(qū)動位，通過軟件編程實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示。鍵盤數(shù)量多、所占面積大，集成塊的安裝使電路趨于復(fù)雜。本控制系統(tǒng)大大簡化了傳統(tǒng)電路，通過單片機(jī)STC12C5410AD SOP28的AD轉(zhuǎn)換I/O端口直接連接數(shù)碼顯示，簡單、方便。同時(shí)設(shè)定了兩個(gè)控制溫度設(shè)定調(diào)節(jié)的按鍵，極大地減少了傳統(tǒng)矩陣鍵盤所占電路板的面積，使本電路的集成度較傳統(tǒng)電路得到提高。

最終，通過對電路板進(jìn)行測試，研究數(shù)據(jù)結(jié)果得出如下數(shù)據(jù)。

給定溫度與實(shí)測溫度的數(shù)據(jù)對比如表1。

從表1中的數(shù)據(jù)可知，系統(tǒng)的誤差基本穩(wěn)定在正負(fù)0.17℃，能很好地滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，精確度較高。

溫度穩(wěn)定和時(shí)間的關(guān)系。設(shè)定溫度為50℃，每隔5s記錄實(shí)測溫度如表2。

從表2中的數(shù)據(jù)可知，系統(tǒng)運(yùn)行15秒時(shí)系統(tǒng)基本達(dá)到穩(wěn)定。較普通的控制感測裝置的反應(yīng)快，性能穩(wěn)定。

可以看出，注重培養(yǎng)過程的優(yōu)化，為學(xué)生創(chuàng)造了有利于個(gè)性發(fā)展與提高實(shí)踐創(chuàng)新能力的良好學(xué)習(xí)環(huán)境。應(yīng)把適應(yīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展需要的新知識、新理論、新技術(shù)及時(shí)融入教學(xué)內(nèi)容之中，加大實(shí)踐教學(xué)比例，積極實(shí)行啟發(fā)式和討論式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新的意識，提高學(xué)生動手與實(shí)踐能力。

現(xiàn)代的高職教育落腳點(diǎn)不應(yīng)該只是向?qū)W生傳授知識，而應(yīng)該是引導(dǎo)他們探索知識、自主學(xué)習(xí)。大學(xué)生創(chuàng)新并不是說讓他們從頭到尾創(chuàng)造新的電路、新的設(shè)計(jì)，而是讓他們在掌握已有的具有實(shí)踐性的電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上學(xué)會應(yīng)用、學(xué)會創(chuàng)新，創(chuàng)造性應(yīng)用是一種能力、是一種進(jìn)步，值得鼓勵。實(shí)踐創(chuàng)新能力是當(dāng)代大學(xué)生特別是高職高專學(xué)生綜合素質(zhì)的集中體現(xiàn)，是大學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的核心競爭力。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉耀年，聶宏展.實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)精神的課外培養(yǎng)途徑研究[A].第二屆全國高校電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)改革研討會論文集[C]，2004.

[2]蘇真.比較師范教育[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，1991.

[3]楊義峰.構(gòu)建高師學(xué)生教師職業(yè)技能訓(xùn)練新模式[J].安康師專學(xué)報(bào)，2001（2）.

[4]王厥軒.素質(zhì)教育與民族創(chuàng)新精神培養(yǎng)[J].教育發(fā)展研究，2000（3）：15-20.

[5]楊日晨.高師院校大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)和研究[J].林區(qū)教學(xué)，2009（5）：8-9.

[6]王長貴.開發(fā)利用新能源與可再生能源的重大意義[J].太陽能，2000（4）：6-7.

[7]孔均仁.可再生能源法：能源發(fā)展新動力[J].中國創(chuàng)業(yè)投資與高科技，2005（9）：25-27.

[8]王長貴.新能源和可再生能源的現(xiàn)狀和展望[A].太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇論文集[C]，2003（9）：41.

作者簡介：張墅（1983—），女，碩士，研究方向：信號處理、通信系統(tǒng)。