传感技术论文范文
时间：2023-02-24 20:07:12
传感技术论文范文第1篇
光纤传感器主要由光源、光纤与探测器3部分组成，光源发出的光耦合进光纤，经光纤进入调制区，在调治区内，外界被测参数作用于进入调区内的光信号，是其光学性质如光的强度、相位、偏振态、波长等发生变化成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器而获得被测参数，光纤传感器中的光纤通常由纤芯、包层、树脂涂层和塑料护套组成，纤芯和包层具有不同的折射率，树脂涂层对光纤起保护作用，光纤按材料组成分为玻璃光纤和塑料光纤；按光纤纤芯和包层折射率的分布可分为阶跃折射率型光纤和梯度折射率光纤两种。光纤能够约束引导光波在其内部或表面附近沿轴线方向向前传播，具有感测和传输的双重功能，是一种非常重要的智能材料。
2.光纤传感器的类型及特点
光纤传感器的类型很多，按光纤传感器中光纤的作用可分为传感型和传光型两种类型。
传感型光纤传感器又称为功能型光纤传感器，主要使用单模光纤，光纤不仅起传光作用，同时又是敏感元件，它利用光纤本身的传输特性经被测物理量作用而发生变化的特点，使光波传导的属性(振幅、相位、频率、偏振)被调制。因此，这一类光纤传感器又分为光强调制型，偏振态调制型和波长调制型等几种。对于传感型光纤传感器，由于光纤本身是敏感元件，因此加长光纤的长度可以得到很高的灵敏度。
传光型光纤传感器又称非功能型光纤传感器，它是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后，通过在输出段进行光信号处理而进行测量的。在这类传感器中，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调治的敏感元件才能组成传感元件。
3.光纤传感器的应用
光纤传感器的应用范围很广，几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活，尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题，具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用:
(1)城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中，用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力从而来评估桥梁短期、施工阶段和长期营运状态的结构性能。
(2)在电力系统，需要测定温度、电流等参数，如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等，由于电类传感器易受强电磁场的干扰，无法在这些场合中使用，只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术，分布式光纤温度传感系统不仅具有普通光纤传感器的优点，还具有对光纤沿线各点的温度的分布式传感能力，利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点的温度，定位精度可达米的量级，测温精度可达1度的水平，非常适用于大范围多点测温的应用场合。
(3)在石油化工系统、矿井、大型电厂等，需要检测氧气、碳氢化合物、CO等气体，采用电类传感器不但达不到要求的精度，更严重的是会引起安全事故。因此，研究和开发高性能的光纤气敏传感器，可以安全有效地实现上述检测。
(4)在环境监测、临床医学检测、食品安全检测等方面，由于其环境复杂，影响因素多，使用其它传感器达不到所需要的精度，并且易受外界因素的干扰，采用光纤传感器可以具有很强的抗干扰能力和较高的精度，可实现对上述各领域的生物量的快速、方便、准确地检测。目前，我国水源的污染情况严重，临床检验、食品安全检测手段比较落后，光纤传感器在这些领域具有极好的市场前景。
(5)医学及生物传感器。医学临床应用光纤辐射剂量计、呼吸系统气流传感系统;圆锥形微型FOS测量氧气浓度及其他生物参数;用FOS探测氢氧化物及其他化学污染物;光纤表面细胞质粒基因组共振生物传感器;生物适应FOS系统应用于海水监测、生化技术、医药。
光纤传感器在实践中运用到的例子举不胜举，这些技术都是多学科的综合，涵盖的知识面广，象光纤陀螺，火花塞光纤传感器，光纤传感复合材料，以及利用光纤传感器对植物叶绿素的研究等等；随着科技的不断进步，越来越多的光纤传感器将面世，它将被应用到生产生活的每一个角落。
4.光纤传感器的技术发展方向
光纤传感技术经过20余年的发展也已获得长足的进步，出现了很多实用性的产品，然而实际的需要是各种各样的，光纤传感技术的现状仍然远远不能满足实际需要。目前，光纤传感器技术发展的主要方向是。
(1)传感器的实用化研究。即一种光纤传感器不仅只针对一种物理量，要能够对多种物理量进行同时测量。
(2)提高分布式传感器的空间分辨率、灵敏度，降低其成本，设计复杂的传感器网络工程。注意分布式传感器的参数，即压力、温度，特别是化学参数(碳氢化合物、一些污染物、湿度、PH值等)对光纤的影响。
(3)传感器用特殊光纤材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纤、荧光光纤、电极化光纤的研究等。这些将是以后传感器进一步发展的趋势。
(4)在恶劣条件下(高温、高压、化学腐蚀)低成本传感器(支架、连接、安装)的开发和应用。
(5)新传感机理的研究，开拓新型光纤传感器。
参考文献
[1]肖军,王颖.光纤传感技术的研究现状与展望[J].机械管理开发,2006,6.
[2]吴洁,薛玲玲.光纤传感器的研究进展[J].激光杂志,2007,5.
[3]吴琼,吴善波,刘勇,袁长迎.新型光纤传感器的设计及其特性研究[J].仪表技术与传感器,2007,11.
[4]李文植.光纤传感器的发展及其应用综述,科技创业月刊,2006,7.
[5]闫若颖,王月香,李淑悦.光纤传感器的应用,科技广场,2007,1.【论文关键词】：光纤传感器；光纤光栅；光纤传感技术；光纤通信
传感技术论文范文第2篇
关键词 激光雷达成像；压缩传感；情报
中图分类号TN95 文献标识码A 文章编号1674-6708（2012）81-0221-02
1 概述
激光雷达成像压缩传感技术是近年比较活跃的一类信息技术，它是在传统激光雷达成像的技术基础上，加入了新的信息获取理论，即压缩传感技术，有效降低数据采集量，并提高了信号传输质量。
激光雷达成像压缩传感技术特定主体情报信息搜索系统，是以科技论文、技术专利、作者、地域等特定主体为信息搜索目标，综合运用计算机处理等技术，对激光雷达成像压缩传感技术的有关情报信息进行识别和获取，并实现对情报数据的预处理和判断，实现激光雷达成像压缩传感相关技术的专利、论文、互联网数据的实时动态监控，进而获取和掌握技术情报数据。
在此划定激光雷达成像压缩传感技术特定主体包括：
1）中文核心期刊论文数据搜索与跟踪；
2）外文EI、SCI期刊论文数据搜索与跟踪；
3）中国专利数据搜索与跟踪；
4）美国申请专利数据搜索与跟踪；
5）美国授权专利数据搜索与跟踪；
6）欧洲公开专利数据搜索与跟踪
7）世界知识产权组织专利数据搜索与跟踪；
8）中国专利法律状态数据搜索与跟踪；
9）欧洲和世界知识产权组织专利同族数据搜索与跟踪；
10）美国专利交易数据搜索与跟踪；
11）互联网数据搜索与跟踪。
2 系统架构设计
系统主要由信息搜索模块、信息监控模块、信息采集模块组成。
信息搜索模块主要针对三大检索论文数据，中文核心期刊数据，中国、美国、欧洲、世界知识产权组织的专利申请数据、授权数据、法律状态数据、专利权转移数据、同族专利数据、引证数据，互联网数据进行搜索；信息监控模块利用搜索模块的功能，针对技术、机构、人员、国家的相关数据进行监控，发现各类信息的异动；之后，由信息采集模块完成数据采集，存入相应数据库。
对于不同来源的数据，采用网络爬虫技术设计搜索和跟踪的后台程序，后台程序不间断的扫描搜索和监测任务，一旦采集条件成立，启动采集，获取包括html、xml、txt格式的原始数据，然后由信息抽取程序抽取相应的格式化数据经过ETL转换存入到数据库中。以搜索任务为核心的业务表与元数据管理表建立关系，任务由用户设定，与用户的搜索条件一一对应，每个任务下可以包含来自一个数据元的任意多个专利，多个任务构成一个分析项目；每个任务根据其数据的来源设定任务所采用的处理方案，每个方案对应一个数据源的数据结构特征、数据清洗方案、数据分析方案，属于元数据的一部分。
图1 搜索任务创建示意图
3 搜索算法
互联网中的网页相互连接，彼此连同，构成一个巨大的网络结构，相对于专利和论文来说，对其进行搜索，技术难度略大。对于互联网数据则要采用网络搜索算法进行网页的深度搜索。激光雷达压缩传感技术信息搜索系统网络搜索算法以深度优先搜索算法为主。
深度优先搜索所遵循的搜索策略是尽可能“深”地搜索网页节点。在深度优先搜索中，对于最新发现的网页顶点，如果它还有以此为起点而未探测到的链接边，就沿此边继续汉下去。当网页结点的所有链接边都己被探寻过，搜索将回溯到发现网页结点那条边的始结点。这一过程一直进行到已发现从源网页结点可达的所有网页结点为止。如果还存在未被发现的网页结点，则选择其中一个作为源结点并重复以上过程，整个进程反复进行直到所有结点都被发现为止。
如下图，采用深度优先搜索算法，输出的网页顺序为：A->B->D->H->I->E->J->
C->F->K->G->L->M
主要搜索算法如下：
public void DFSTraverse（）
{
InitVisited（）；
DFS（items[0]）；
}
private void DFS（Vertexv）
{
v.visited=true；
Nodenode=v.firstEdge；
while（node！=null）
{
if（！node.adjvex.visited）
{
DFS（node.adjvex）；
}
node=node.next；
}
}
private void InitVisited（）
{
foreach（Vertexvinitems）
{
v.visited=false；
}
}
4 结论
本研究以情报信息搜索为核心，以特定主体为信息来源，运用计算机网络技术，构建了一套技术情报信息搜索系统，实现了对特定主体技术情报的跟踪和监控，为摸清有关技术发展态势、掌握潜在竞争威胁提供了手段，为管理决策部门制定技术发展路线、做出准确部署判断提供了有效的情报支持。
参考文献
[1]朱晓云.知识创新与情报利用[J].科技情报开发与经济，2003（4）.
[2]马莎莎.特定情报源的组织与开发——关于综述文献的信息参照系统研究[J].情报资料工作，2003（3）.
传感技术论文范文第3篇
《国外传感技术》是一本有较高学术价值的双月刊，自创刊以来，选题新奇而不失报道广度，服务大众而不失理论高度。颇受业界和广大读者的关注和好评。
《国外传感技术》（Journal of Sensors）是一本安徽立达信息技术研究所主办的期刊，是传感器专业的“信息+技术”综合性科技期刊，报道国外传感器及敏感元件的新发展、新材料、新产品、新技术、新工艺、新应用及新行情等，内容新、信息量大，为各行各业应用服务，侧重为科研、教学、生产服务，为读者提供本刊推荐或介绍的文献中译文稿资料。
《国外传感技术》杂志涉及的学术领域有传感器与测量技术，涵盖气体、压力、温度、湿度、流量、振动、加速度、声波、光学、磁性、生物、化学、无线传感器网络等多个方面。该期刊所接收的论文必须是未在其他期刊上发表过的原创性研究成果，且在学界内具有可比性、有贡献的重要性。总之，《国外传感技术》是一本备受国际学界认可的高水平传感技术期刊，对推动传感器和测量技术领域的发展和创新具有重要的作用。
传感技术论文范文第4篇
【论文摘要】：介绍了光纤传感器的基本构成及原理，综述了近年来光纤传感器技术的应用和发展，对光纤传感技术的研究发展方向进行了展望。
光纤传感器随着光纤通信技术的实用化有了迅速发展，且以体积小、重量轻、检测分辨率高、灵敏度高、测温范围宽、保密性好、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀性强等明显优于传统传感器的特点，其应用范围深入至国防军事、航天航空、土木工程、电力、能源、环保、医学等。现如今光纤传感器已经能够对温度、压力、温度、振动、电流、电压、磁场等物理量进行测定，发展空间相当广阔。
1. 光纤传感器的基本构成和组成原理
光纤传感器主要由光源、光纤与探测器3部分组成，光源发出的光耦合进光纤，经光纤进入调制区，在调治区内，外界被测参数作用于进入调区内的光信号，是其光学性质如光的强度、相位、偏振态、波长等发生变化成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器而获得被测参数，光纤传感器中的光纤通常由纤芯、包层、树脂涂层和塑料护套组成，纤芯和包层具有不同的折射率，树脂涂层对光纤起保护作用，光纤按材料组成分为玻璃光纤和塑料光纤；按光纤纤芯和包层折射率的分布可分为阶跃折射率型光纤和梯度折射率光纤两种。光纤能够约束引导光波在其内部或表面附近沿轴线方向向前传播，具有感测和传输的双重功能，是一种非常重要的智能材料。
2. 光纤传感器的类型及特点
光纤传感器的类型很多，按光纤传感器中光纤的作用可分为传感型和传光型两种类型。
传感型光纤传感器又称为功能型光纤传感器，主要使用单模光纤，光纤不仅起传光作用，同时又是敏感元件，它利用光纤本身的传输特性经被测物理量作用而发生变化的特点，使光波传导的属性(振幅、相位、频率、偏振)被调制。因此，这一类光纤传感器又分 为光强调制型，偏振态调制型和波长调制型等几种。对于传感型光纤传感器，由于光纤本身是敏感元件，因此加长光纤的长度可以得到很高的灵敏度。
传光型光纤传感器又称非功能型光纤传感器，它是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后，通过在输出段进行光信号处理而进行测量的。在这类传感器中，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调治的敏感元件才能组成传感元件。
3. 光纤传感器的应用
光纤传感器的应用范围很广，几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活，尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题，具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用:
(1) 城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中，用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力从而来评估桥梁短期、施工阶段和长期营运状态的结构性能。
(2) 在电力系统，需要测定温度、电流等参数，如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等，由于电类传感器易受强电磁场的干扰，无法在这些场合中使用，只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术，分布式光纤温度传感系统不仅具有普通光纤传感器的优点，还具有对光纤沿线各点的温度的分布式传感能力，利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点的温度，定位精度可达米的量级，测温精度可达1度的水平，非常适用于大范围多点测温的应用场合。
(3) 在石油化工系统、矿井、大型电厂等，需要检测氧气、碳氢化合物、co等气体，采用电类传感器不但达不到要求的精度，更严重的是会引起安全事故。因此，研究和开发高性能的光纤气敏传感器，可以安全有效地实现上述检测。
(4) 在环境监测、临床医学检测、食品安全检测等方面，由于其环境复杂，影响因素多，使用其它传感器达不到所需要的精度，并且易受外界因素的干扰，采用光纤传感器可以具有很强的抗干扰能力和较高的精度，可实现对上述各领域的生物量的快速、方便、准确地检测。目前，我国水源的污染情况严重，临床检验、食品安全检测手段比较落后，光纤传感器在这些领域具有极好的市场前景。
(5) 医学及生物传感器。医学临床应用光纤辐射剂量计、呼吸系统气流传感系统;圆锥形微型fos测量氧气浓度及其他生物参数;用fos探测氢氧化物及其他化学污染物;光纤表面细胞质粒基因组共振生物传感器;生物适应fos系统应用于海水监测、生化技术、医药。
光纤传感器在实践中运用到的例子举不胜举，这些技术都是多学科的综合，涵盖的知识面广，象光纤陀螺，火花塞光纤传感器，光纤传感复合材料，以及利用光纤传感器对植物叶绿素的研究等等；随着科技的不断进步，越来越多的光纤传感器将面世，它将被应用到生产生活的每一个角落。
4. 光纤传感器的技术发展方向
光纤传感技术经过20余年的发展也已获得长足的进步，出现了很多实用性的产品，然而实际的需要是各种各样的，光纤传感技术的现状仍然远远不能满足实际需要。目前，光纤传感器技术发展的主要方向是。
(1) 传感器的实用化研究。即一种光纤传感器不仅只针对一种物理量，要能够对多种物理量进行同时测量。
(2) 提高分布式传感器的空间分辨率、灵敏度，降低其成本，设计复杂的传感器网络工程。注意分布式传感器的参数，即压力、温度，特别是化学参数(碳氢化合物、一些污染物、湿度、ph值等)对光纤的影响。
(3) 传感器用特殊光纤材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纤、荧光光纤、电极化光纤的研究等。这些将是以后传感器进一步发展的趋势。
(4) 在恶劣条件下(高温、高压、化学腐蚀)低成本传感器(支架、连接、安装)的开发和应用。
(5) 新传感机理的研究，开拓新型光纤传感器。
参考文献
[1] 肖军, 王颖. 光纤传感技术的研究现状与展望[j]. 机械管理开发, 2006,6.
[2] 吴洁, 薛玲玲. 光纤传感器的研究进展[j]. 激光杂志, 2007,5.
[3] 吴琼, 吴善波, 刘勇, 袁长迎. 新型光纤传感器的设计及其特性研究[j]. 仪表技术与传感器, 2007,11.
[4] 李文植. 光纤传感器的发展及其应用综述, 科技创业月刊, 2006,7.
传感技术论文范文第5篇
[关键词]传感技术；实验教学：改革；创新思维
[中图分类号]G40―057
[文献标识码]A
[论文编号]1009―8097(2009)13―0307―02
引言
高等学校是培养高素质创新人才的基地，如何培养出培养高层次高素质技能型人才以满足社会需要，已经成为当代高校教育的核心问题。实验教学是高等院校教学体系的重要组成部分，是实现素质教育和创新人才培养目标的重要教学环节，相对理论教学，更具有直观性、实践性、综合性、探索性和启发性，对启迪学生的思维，加强学生对理论知识的理解，培养学生掌握科学的实验方法与技能。提高学生综合素质、动手能力与创新能力起着关键性的作用。传感器技术是一门实践性很强的学科，其教学过程中实践教学环节的重要性也就尤为突出。
一 传感技术实验教学现状
近年来随着社会发展对人才要求的进一步提高，实验教学工作已越来越引起人们的普遍关注，但是其现状仍不乐观。《传感器技术》作为自动化、测控技术及仪器等专业的一门专业基础课，其实验教学环节仍然存在如下现象：实验教学模式仍是应试教育模式，比如实验教学本身没有完全摆脱以验证理论为主、学生“照着做”的实验模式；长期的应试教育，养成了学生重视理论课学习而轻视实验课学习，学生对实验课是敷衍了事。整个实验过程中学生处在一种被动盲目的状态，学生只动手而很少动脑，缺少参与实验的主动性和积极性。实验教学方法方面，注重程序化训练模式多，发挥学生主动性不够；重知识传授多，培养学生动手操作力不够；注重灌输式教学方法多，采用启发式、研讨式教学方法少。实验教学内容方面，偏重于传统验证性实验，内容单一、陈旧，方式单调枯燥，学生对综合性、设计性实验的兴趣和动手能力没有得到提高；学生的创新心理得不到满足，创造能力得不到培养，个性得不到充分发挥。另外实验仪器设备条件相对比较薄弱，可能也是学生不重视实验课的原因之一。正是此类种种原因使得实验教学没有达到其真正目的，根据我校检测技术实验室现状提出一点个人见解，旨在提高学生的动手能力，培养创新型人才。
二 传感技术实验教学改革探讨
1 提高学生对实验课重要性的认识
要搞好实验教学和改革，必须要转变理论教学高于实践教学的这种轻视实验教学的传统思想观念。教学效果优秀与否在于教师，而学生的学习效果在很大程度上取决于他们对这门课程的重视程度。通常情况下，学生认为实验课是理论教学的辅助和补充，因此对其不够重视，导致实验做完后只是学会了一些简单的操作和仪器的基本使用方法，而忽略了实验过程中对问题的的分析和解决。所以必须提高学生对实验课的重视程度，变被动学习为主动学习，培养调动学生的积极性，最终实现学生自主创新能力的培养与提高。针对这些问题，我们将实验学时列入计划学时之内，并且体现在教学课表中，使实验教学与理论教学同步，且实验成绩作为该课程成绩的一部分：在采取了这些措施之后，学生对实验课程的重视程度有了明显的提高。
2 加强对实验课的考核
学生最关心的就是成绩，因此成绩评定方式对于实验教学十分重要，要充分利用这一特点来设计合理的考核方案，在达到考察目的的同时，使学生通过实验能够深入理解理论知识，进而培养学生的动手、创新能力，为此，我们设计了较为合理的实验成绩评定公式：实验总成绩=纪律成绩(30％)+操作成绩(40％)+报告成绩(30％)。成绩评定的重点在于学生是否理解并灵活应用了所学知识，同时鼓励创新思想和创新实践过程，而不仅仅是实验结果的正确与否。成绩评定重视实验数据的处理过程而不仅仅是实验报告的形式。另外，对于设计性实验，考核公式中的操作成绩以当面验收为考核依据，通过演示和口头介绍展示实验过程及实验结果。虽然在实验指导及考核过程中，指导教师的工作量有所增加，但这种约束体制有利于培养学生的动手及创新能力。
3 实验教学内容的改革
为了突出实践教学在培养学生应用意识与工程实践能力方面的作用，达到使学生消化理论、提高能力的目的，对传感技术的实验教学内容进行了一系列改革。
其一，保留一些基础验证性实验，如电阻应变、电涡流特性、光纤传感器特性实验等，使学生通过这些实验，理解传感器的基本原理和特性，消化并吸收理论教学内容。
其二，增加一些综合性实验，包括原理上的综合、方法上的综合以及传感器特性的综合；如利用电阻应变片设计数字电子秤，利用霍尔传感器设计测速电路等：也有方法上的综合，如可以利用多种传感器完成转速、位移、重量等被参数的测量。这类实验基本上都是在现有实验设备基础上能够完成的实验，目的是让学生在实验的过程中理解和吸收理论教学中的原理型知识，并加以简单应用。初学这门课程的学生对于这类实验很感兴趣，甚至由此对该课程产生好奇，极大的激发了学生深入探究传感器技术的欲望。
其三，开设一些简单的设计性实验，利用实验台上的某一部分，与学生自行设计的内容连接，来实现对某一信号的检测。如在直线霍尔式位移传感器实验中，让学生自己设计一个信号转换电路来替代实验台配套的处理模块，并将其测量的实验结果与原来的结果进行比较，分析差异的原因，并在其基础上进行改进。这类实验主要是一些设计量小、费时少、需要另加元件也较少的项目。目的是在加深理解理论教学中转换电路作用的同时，锻炼学生的实际动手与设计能力。
其四，开设综合设计型实验，该类实验项目主要是实验教师根据课程及实验大纲要求，设置情景，提供材料，提出问题，在此基础上，让学生通过分析问题、资料收集、理论验证，最后提出解决问题的方法；使学生进一步认识到传感器在控制过程中的实际作用，使其在解决问题中获取知识、应用知识，以培养其创新精神、提高其综合素质和实践能力。例如，针对目前家用天然气设备增多的同时，天然气安全隐患也随之增长的现象，让学生利用传感器设计一个简单的天然气安全报警器，要求实现的功能是检测空气中甲烷(CH4)浓度的含量(天然气主要成分是CH4，浓度介于4～16％时会发生爆炸)，当超出安全限时可以实现声光报警：设计中所必需的元器件由实验室提供。对于这类实验项目，需要学生自己查找资料设计天然气安全报警器的检测电路，并通过实验进行验证。在此实验过程中学生不仅领会了传感器的作用，还了解了传感器在生活中的应用，更重要的是锻炼了学生的动手和实践能力。再比如可以让学生自己制作一些小产品模型，如自动避障小车、恒温控制仪、湿度检测仪等与生活息息相关的各种小仪器，让学生在做实验的同时，也真正的体
会到传感技术在生活中的无处不在。通过一届学生的试验我们发现学生对这类实验项目的兴趣非常高，而且有很多其他班级、年级的同学都期待能够早日步入检测技术实验室，来体验生活中的传感技术。因为实验学时所限。该类实验只局限在一些较简单的设计项目上，起到抛砖引玉的作用。
其五，研究型实验。研究型实验的目的是培养学生独立分析问题、解决问题的能力。对于该类实验，实验室提供进行开发的各种仪器设备，如计算机、示波器、仿真器、开发板、传感器等，学生自拟题目，自由组队，分工合作。在实验进行之前要求学生进行方案论证、可行性分析以及设计‘结果预期，由主要指导教师对报告进行审核，通过后学生方可进入实验阶段，在实验过程中指导老师及实验室老师应给予必要的技术指导。实验结束后由主要完成人并提交实验报告及相关研究论文，并进行汇报。该类实验项目设为全校公开实验项目，或定位为面向全校开放检测技术实验室。目前此项工作正在运行并计划长期坚持下去，我们期待它的成功，并坚信一定能培养出具有更强竞争力的人才。
4 实验教学方法的改革
实验课是验证理论、应用理论以及锻炼学生动手能力的重要环节。在实验指导的方法上，应改变传统的灌入式实验教学方法，采用多种方式同步进行。例如：启发式教学方法，以问题为中心，让学生发现并提出问题，或教师提出问题，或师生共同提出问题，在此基础上，通过分析、资料证明、理论验证，提出解决问题的方法，让学生在问题的提出与解决中获取知识、应用知识，培养创新精神和实践能力：实验探讨教学模式，主要是教师和学生共同设置实验目的，讨论实验要求，分析实验对象、条件，预测实验结果，让学生手、眼、脑并用，广泛参与实验操作，动手实验，观察实验，记载实验，分析实验等。对于实验指导方法要因人而异。有时还要具体问题具体分析。
如今多媒体教学和网络教学已经成为现代教学的发展主流，利用图文并茂、生动形象的多媒体教学，可以激发学生的积极性与创造性、变被动为主动学习。网络教学可以实现资源共享，而且可以不只是单一的学生或者老师搜集信息，很多学生和老师可以共同收集信息，很多人都可以参与进来，把一个在学校里的平台，拿到了全世界，同时又可以随时享用别人的成果。将多媒体和网络教学引入到实验教学环节，丰富了教学内容，拓展了教学情景，推进了实验教学的信息化，构建起了自主学习的新型教学模式。同时使用多媒体实验教学可以降低实验消耗，提高教学效率。当然这就要求教师制作出高水平的多媒体课件，不仅要集中各项教学信息，而且要题材新颖、方式独特，互动性好，能够直接用于课堂教学及网络教学。此外，设计并开发基于网络的虚拟传感器实验室也是我们实验室建设和实验教学改革的又一发展方向。
三 总结
传感技术论文范文第6篇
关键词：LEACH路由算法；相对位置分布；簇头分布；距离因子；权重系数
中图分类号：TP393.03文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)26-6222-06
Improvement and Simulation of LEACH Routing Algorithm Based on Distance Conception
JIANG Yue-tao1, PENG Rui2
(1.College of Electronic and Information Engineering, Tongji University, Shanghai 201804,China; 2. Telecommunications Col? lege CAD Center, Tongji University, Shanghai 201804,China)
Abstract：The LEACH-DB routing algorithm aims at solving the problem of huge energy consumption between the far away cluster nodes and the base station, this problem is caused by the cluster nodes election strategy of LEACH routing protocol. LEACH-DB analyses different location distributions and energy consumption situations between nodes in WSN and the base sta? tion, introduces the distance factorφand its weight coefficientα. This improvement changes the comparative location distribu? tion of cluster nodes and lowers the communication consumption, then prolongs the network lifetime. By the simulation re? searches of Matlab, the LEACH-DB can prolong the lifetime of WSN efficiently.
Key words: LEACH routing algorithm; comparative location distribution; cluster distribution; distance factor; weight coefficient
无线传感器网络(Wireless Sensor Network，简称WSN)作为计算机网络技术、无线通信技术、传感器技术、自动化控制技术等领域发展而结合产生的产物，是当今国际上的一个研究热点。WSN中的节点具有低成本、计算能力弱、能量有限等特点，因此如何均衡其各个节点的能量消耗对于延长网络生存时间就显得格外重要。
WSN的能耗主要分为通信能耗、感知能耗和计算能耗，其中通信能耗所占比重最大[1],所以均衡通信能耗将能够有效的延长整个网络的生存时间。
LEACH[2]路由协议作为一种能量有效、基于层次结构的路由协议[3]，最早提出了分簇的思想。这种思想下，将WSN中节点分为两种类型：簇头节点(Cluster Header，简称CH)与簇成员节点(Cluster Member，简称CM)。LEACH协议在实际使用中优点十分明显，每一轮的数据通信都在少数簇头与基站之间进行，而避免了其他大多数节点直接与基站通信的情况，大大降低了这方面的通信开销；每轮以一定概率随机选取簇头也使得整个网络的能量消耗得到了较好的均衡，延长了网络的生存时间。
但同时，LEACH协议也暴露出了一些内在的弱点，协议本身所采取的随机选取簇头的策略并没有考虑到各个节点剩余能量和地理位置的具体情况。剩余能量较少或距离基站较远的簇头节点在与基站的通信过程中，消耗大量能量，最终过早死亡。而节点过早死亡的问题会随着网络运行时间的推移显得愈发严重，最终导致网络剩余生存节点也很快死亡，网络最终消亡。
论文从无线传感器网络与基站(Base Station,简称BS)之间相对位置的角度出发，分析了LEACH协议路由算法中存在的不足之处。在基于一阶无线电模型(First Order Radio Model)[1]的基础上，分析了整个WSN与BS的三种不同距离情形下的能量消耗情况，提出了一种基于距离的LEACH协议改进算法LEACH-DB (Distance Based)。通过引入距离因子及其权重系数来改变簇头的位置分布，使其与基站之间的通信能耗能够得到有效的均衡，从而到达延长WSN生存时间的目的。
1 LEACH协议
1.1 LEACH协议路由算法分析
论文基于距离的概念，对LEACH协议的路由算法进行了改进，提出了LEACH-DB路由算法。该路由算法考虑了无线传感网络中各个节点与基站之间的相对位置，并通过这种相对位置的关系来有意识的影响各个节点成为簇头的概率，从而影响了簇头的总体地理位置分布，使它们更加靠近基站，有效的减小了簇头与基站之间的数据通信开销，延长了网络的生存时间，提高了网络性能。从仿真时间的结果可知，LEACH-DB路由算法对于网络生存时间的提升，相对于LEACH协议，延长了大约25%。这是一个比较可观的提高，说明LEACH-DB路由算法是行之有效的。
论文中LEACH-DB算法并没有考虑各个节点剩余能量情况，而根据节点剩余能量的概念来均衡整个网络的能量消耗也是一个延长网络生存时间的有效手段。因此，今后的研究工作会围绕这个问题继续深入下去，以期将距离和剩余能量这两个概念结合起来，更加有效的提高整个网络的工作性能。
[1]廖明华,张华,王东.基于LEACH协议的簇头选举改进算法[J].计算机工程,2011(7):112-114.
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传感技术论文范文第7篇
关键词：智能车辆；环境感知；传感器；多传感器信息融合
中图分类号：E91 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 14-0026-01
一、前言
随着社会的进步，汽车成为人们出行必不可少的交通工具，车辆堵塞、交通事故等问题也日益显现。汽车数量的快速增长造成了公共交通效率低下、交通事故频发。建立起现代化的智能交通系统便被提到日程上来。智能车辆（Intelligent Vehicles， IV）作为智能交通系统（Intelligent Transportation Systems，ITS）的重要组成部分，也是系统的运行主体，能够提高驾驶安全性，大幅改善公路交通效率，降低能源消耗量，由于众多优点，该技术的研究日益受到国内外相关机构的关注。
智能交通系统能够有效缓解交通压力，合理调配公共交通资源和道路资源。基于机器传感技术和控制技术，驾驶系统采用信息传输技术和计算机视觉技术监测道路路面、交通标志、其他车辆、行人以及交通事故等道路环境状况，有效保证智能车辆在各种路况下的安全行驶，并能对一些异常状况进行及时处理。在过去的10多年里，相关技术取得了很大的进步，有些国家已经成功开发了一些基于视觉的道路识别和跟踪系统。其中，具有代表性的系统有：LOIS系统、GOLD系统、RALPH系统、SCARF 系统和ALVINN系统等。从这些先进技术的应用便可看出，感知外部环境模块是智能车辆的核心技术。
二、环境感知传感器在智能车辆上的应用现状
智能车辆在道路上畅行离不开相应的传感技术，其中最重要的是道路环境感知模块，该模块将先进的通讯技术、信息传感技术、计算机控制技术结合起来系统利用。智能车辆系统主要有环境感知模块、分析模块、控制模块等部分组成。环境感知传感系统主要由机器视觉识别系统、雷达系统、超声波传感器和红外线传感器组成。
（一）机器视觉识别系统
机器视觉识别系统是指智能车辆利用CCD等成像元件从不同角度全方位拍摄车外环境，根据搜集到的视觉信息，识别近距离内的车辆、行人、交通标志等。机器视觉也有其弱点，容易受到环境的影响，在能见度较低时效果不理想，因此，在传感器类别中属于被动型。与雷达系统相比较，视觉识别系统价格低廉，一辆车上可以安装多处，监测范围更大，搜集道路信息更为全面，通过对其所得的图像进行处理可以识别、检测周围路况，这些也是主动型传感器无法替代的。所以越来越多的人对利用机器视觉感知车辆行驶环境产生很大的兴趣，该系统在现实生活中随处可见，普及率最高，机器视觉在智能车辆研究领域得到广泛的应用， 成为最受欢迎的传感器之一。
（二）雷达系统
雷达系统是一种主动型传感器，利用微电磁波探测目标距离、速度、方位等。雷达不需要复杂的设计与繁复的计算。雷达系统的使用不受光线、天气等因素干扰，无论是白天还是黑夜，晴天或者下雨，雷达系统都能够正常运转。由于雷达是靠电磁波反射原理来工作的，这会导致相近的不同雷达间电磁波相互干扰而影响工作效能。但是，瑕不掩瑜，由于雷达在准确提供远距离的车辆和障碍物信息方面有着得天独厚的优势，因此在车辆的防碰撞系统中有着广阔的应用前景。
（三）超声波传感器
顾名思义，超声波传感器是指利用超声波为检测方法的传感器。使用超声波探测得来的的数据处理简单、快速，超声波传感器可以发射定向长生波，能够在较小范围内检测到物置。这种技术在医学应用上比较广泛和成熟。汽车工业上的利用首见于在欧洲销售的的BMW 车上的超声波停车装置。这种系统利用一片单片机进行控制，超声波遇到障碍反射回传后，根据传感器探测距离发出不同的提示音。
（四）红外线传感器
红外线传感器是利用红外线来进行测量工作的传感器，技术更加先进。红外线传感器不受黑暗、风、沙、雨、雪、雾的阻挡，环境适应性好，且功耗低。这些特点使它远超其他传感器。与超声波传感器相比，反应速度更快，探测范围更广，由于其探测视角小，方向性和测量精度有所提高。与机器视觉结合使用，红外线传感器可以增强机器视觉识别的可靠性，使黑夜如同白昼，因此常被用于智能汽车中的夜视系统中。
三、多传感器的综合利用
在复杂的路况环境下，单一传感器都有其局限性，仅仅安装单一传感器难以提供路况环境的全面描述，因此设计智能车辆必须配置多种传感器。例如夜间行驶时红外线传感器是必不可少的；而停车、倒车时主要使用超声波、雷达探测周边障碍物的远近；机器视觉除日常应用外与其他传感器结合起来可以使得智能车辆驾驶安全性更加可靠。
随着计算机信息技术、通信技术、控制技术和电子技术的进步，智能车辆技术研究中多传感器信息融合技术的应用取得了许多令人振奋的成果。如车载系统互联技术、欧洲的Peugeo系统、美国的IVHS系统等。Tsai-Hong Hong等利用激光传感器采集图像获得车辆前方的距离信息，在正常的路况环境下，采用彩色摄像机与激光传感器联合感知道路表面和定位道路边界。这些技术经过不断改进，相信在不久的将来引起汽车工业的革命。
四、结语
在智能车辆的环境感知模块技术研究中，传感器是智能车辆控制系统的关键。如何使传感器技术更好的应用到汽车行业上来，未来将成为传感器技术研究领域的一个发展方向。
整合各种类型的传感器技术，使其为智能车辆提供更加真实可靠的路况环境信息，对智能汽车技术的发展来说是至关重要的。由于实际的应用环境所得到信息大多数都是不确定信息，传感器回馈信息融合还原真实路况还有很大的困难。
纵观全球，我国的智能车辆研究工作还处于起步阶段，同欧美日等相比还很落后。但随着我国社会经济的发展，汽车保有量不断膨胀，严峻的交通现状迫使我们把发展智能交通尽早提到日程上来，只要我们勇于创新，结合我国具体国情，不断进行深入、细致的研究，我国智能化交通必能早日实现。
参考文献：
[1]沈峘.智能车辆视觉环境感知技术的研究[D]：[工学博士学位论文].南京：南京航空航天大学，2010.
传感技术论文范文第8篇
关键词：测试技术；工程教育；实践；主线；课程建设
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）40-0217-04
一、引言
为了适应新世纪面临的挑战和机遇，近年来工程教育与工程师职业改革受到越来越多的关注[1-3]。现代教育理念不仅重视知识内容的传授和教育投入，更重视能力和职业素质的培养[4-6]。2013年，中国加入华盛顿协议是我国工程教育发展的重要里程碑，对提高教学质量、促进我国工程师国际交流和职业发展具有深远意义。同时，如何贯彻“以结果为导向、以专业教育目标为导向”的教学理念，也给高等学校工程专业教学改革、课程建设，实现专业教育国际认证，提出了新的挑战[7-9]。
虽然只有400多万人，但是新西兰是一个高度国际化的国家，不仅体现在工业、农业和商业模式上，还表现在发达的高等教育体系中。新西兰是华盛顿协议组织首批成员国之一，奥克兰大学（University of Auckland）、奥塔哥大学（University of Otago）、坎特伯雷大学（University of Canterbury）和梅西大学（Messay University）等都有很好的国际声誉，国际留学生的比例较高。坎特博雷大学机械工程系被认为是世界上最好的工程系之一，优异的学术与工程技术水平在国际上享有盛誉。该校工程教育体系、课程教学组织和教学内容设计具有很强的系统性和连续性，一些较成熟的教育理念和组织方法值得我们借鉴和学习[10-13]。
本文结合测试技术课程教学内容和方法，分析了坎特伯雷大学机械工程专业（简称坎大机械）和吉林大学农业机械化及其自动化专业卓越工程师实验班（简称吉大农机）在课程内容设置、实践组织模式和学习效果评价方面的特点，总结了坎大工程专业课程教学的特色和经验，旨在探讨我国机械类专业测试课程教育的发展方向和改革途径。
二、课程定位
坎特伯雷大学本科教学分为两个阶段：第1学年叫过渡学年（Intermediate Year），后3年是职业教育学年，分别叫第1、第2和第3职业学年。与奥克兰大学（University of Auckland）、梅西大学（Massey University）等新西兰大学一样，坎特伯雷大学一般每学年设8门课（共修120学分），每门课15学分，学生一般每学期修60学分。近年来，各学校学分结构和标准逐渐统一，便于学生跨学校交流。在最后一个学年（Third Professional year）包括3门必修课和4门选修课。必修课包括毕业设计、机械系统设计工程管理与机械工程管理专业实践。毕业设计覆盖两个学期，占30学分。选修课包括学科模块（一般2～3门课）课程和自由选择课程。学科模块课程一般要求成组选择，自由选择课程可以在任何一个学科模块课程中选修。测试课程、控制和机器人学属于机械工程专业控制与自动化模块。
吉林大学工科本科专业学制也是4年，课程结构包括3部分：普通教育课、专业基础课和专业课。一般第1学年是普通教育课，第2学年是专业基础课，第3、4学年包括部分专业基础课和专业课。4年总学分为200学分左右，其中包括140～150学分的理论课和40～50学分左右的实践课程。平均每学年修学约50学分，每学期5～8门理论课，必修课一般2～3学分，选修课一般1～2学分。测试课是第3学年学习的必修课，属于专业基础课。
三、课程教学目标与内容
坎大机械和吉大农机专业具有共同的学科背景，测试课程的基本目标均为通过测试技术基本理论加深和扩展机械工程学科教育。坎特伯雷大学机械专业测试课程名称为“传感器与测试仪表（Instrumentation and Sensors）”，吉大农机专业测试课程为“测试与传感技术（Sensors and Measurement Technology）”。从课程设置可以反映出两个学校课程教学的不同特色，也体现出了教学理念的差异。
（一）课程目标
“传感器与测试仪表”课程的“仪表化”体现了测试技术的工业性和实践性，教学内容中包含了较多的实践教学内容。该课程包括36学时理论学习和不少于36学时的实验，还有复习和作业。另外，还有一项测试实验设计竞赛，该项目设计竞赛需要小组成员合作完成，每人工作12小时以上。修本课程的研究生还要按照学术论文格式写测试研究报告。理论课以外的自主学习（包括设计报告）和小组合作实践环节占整个学习进程的50%左右。据了解，除考试复习时间外，一般在坎大修1学分需要学生10小时的工作量，包括理论课学习、实验和完成作业、答疑、考试复习。
吉林大学“测试与传感技术（Sensors and Measurement Technology）”课程主要围绕测试系统学习测试技术的基本原理、系统功能结构、系统特性、测试方法和常用工程测试系统应用、调试和设计方法。“测试与传感技术”课程设置40课内学时，包括30学时理论学习、10学时课内实验，10学时课外开放实验和3～4次作业。自主学习时间约为20～25小时。
“测试与传感技术”课程学习目标：（1）理解测试信号的测试分析理论，熟悉测试系统主要功能结构和系统特性；（2）了解常用传感器原理与应用方法；（3）掌握基本测试仪表操作方法和建立基本测试系统的方法；（4）掌握应变片测试系统建模和关键测试部件设计方法；（5）了解现代测试理论，掌握数字化信号采集系统结构、软硬件建模方法；（6）掌握测试系统设计、试验规划与测试误差分析方法。由此可以看出，坎大机械专业“传感器与测试仪表”课程强调测试仪表运用和设计技能的培养。“知识”和“技能”训练围绕“学生进行测试仪表系统设计和应用”组织内容，实验技能训练占课程内容的50%左右。
“测试与传感技术”课程内容以工程测试系统应用技术为中心组织，培养了学生系统分析和设计的能力，知识和技术性较强。
（二）课程教学内容
为分析方便，把坎大机械工程专业“传感器与测试仪表”课程和吉大农业机械化及其自动化专业卓越工程师实验班“测试与传感技术”课程内容和时间安排整理到表2中。
表2中统计的学时未包含这两门课程安排的2学时答疑时间。除期末考试外，“传感器与测试仪表”课程还安排2小时的期中考试。（如果是硕士生选修这门课，必须完成“测试技术学术论文”）
从表2中可以看出，“传感器与测试仪表”采用以学习过程为主线的教学组织模式。教学内容不仅包括测试系统建模与测试信号处理技术，而且包含概率统计和测试误差分析方法，为系统应用和测试结果分析奠定了基础。另外在测试技术应用方面进行了机器人传感技术、生物仪表、运动伺服控制、工业传感网络和智能技术等方面的技术扩展，系统硬件结构和软件平台学习通过实验环节进行学习。课程内容围绕学生学习和运用测试技术进行实践的过程组织，涵盖了应用测试技术分析和处理工程问题的各阶段，既有较全面的知识点，又有比较深入的实践体验内容，有助于学生对测试技术的消化和吸收。
“传感器与测试仪表”课程实验内容主要围绕虚拟仪器技术平台组织，通过LED灯控制、机器视觉检测、运动测试与控制和力学测试等训练项目学习基于数字化数据采集技术和虚拟仪器软件的运用方法。训练方式包括3类：前4项实验项目（LED灯控制、机器视觉检测、铣床运动测试与控制和并行机器人控制）采用教师指导下的实验方法，属于验证性实验，在给定的例子程序的基础上进一步扩张编成已达到实验的要求；第5项实验，学生自主设计传感器模块和软件模块，是设计性实验；第6项实验是学生自主选题的研究性实验。3类实验互相配合，使学生从基本操作技能到测试系统设计和技术研究得到了全面的技术体验。实验内容结合数据采集技术和虚拟仪器软件平台，体现了技术的先进性。
“测试与传感技术”课程理论教学和实验教学内容以测试系统功能结构和设计方法展开，属于以知识为核心的教学组织模式，包含测试体系原理和测试信号处理过程，具有完整的体系结构。实验训练内容包含测试部件和系统调试操作技能、测试系统设计和开放实验。除测试技术开放实验外，其他实验项目训练时间都是2学时，总实验训练时间比“传感器与测试仪表”课程少20学时左右。
1.课程考核与评价。由表3可见，“传感器与测试仪表”课程评价中实验成绩、期中测验成绩和期末成绩大约各占三分之一。这种基于学习过程的评价方法更加注重平时表现和实验室实践效果，知识理解和动手能力训练趋于平衡。“测试与传感技术”课程考核以期末考试成绩为主（70%），平时学习表现和实验评价在总成绩中只起辅助作用。
2.机械类专业“测试技术”课程教学的发展思考。在高等教育和职业发展日益全球化的今天，工程教育面临的技术环境发生了巨大的变化，网络技术和信息技术的发展改变了人们的生活习惯和学习习惯，也同样影响着高等教育课程的教学方法。“测试技术”作为一门专业基础核心课程，其教学目标、教学内容和教学模式都要根据时代要求不断发展，课程设计思路和组织模式也值得深入探讨。因此可以看出，“传感器与测试仪表”课程教学中体现以下几个特点。
（1）转变“以教师为主体”的教学理念。现在的学生更适应网络化的生活模式，因而在课程教学中可以把学生能了解和消化的知识内容交给学生自己去消化和吸收，提高学生的参与度和主动性。在这种情况下，对教师提出了更高的要求：需要深入分析课程内容，找出哪些内容适合学生自学以及如何保证教学内容的完整性和系统性。解决完这些问题后，在教学中需要以学生为主体，把主要精力放在帮助学生理解基本概念和学术思想上，检验和分析学生自学的成果，提高学生的学习兴趣和教学效果。
（2）强化“以应用实践为主线”的教学组织模式，提高教学内容的系统性。工程技术的实践性决定了工程教育课程的出发点和终点都是实践。在测试技术课程教学中，从测试概念理解、技术应用结构体系和教学内容组织顺序上，要求突破传统“围绕测试技术知识教学”的模式，不仅要知道测试技术是什么，还要掌握如何应用测试技术解决工程问题。而在技术应用中涉及的技术内容比“测试技术理论”宽得多，如在测试应用中涉及到试验设计方法、数据概率统计分析、数据误差分析等，在教学中也需要引入相关知识的理解和应用辅导。
（3）工程技术课程教学重在“理解和体验”。根据测试技术的实践性特点，可以引导学生进行交互性学习和体验性学习。应用案例教学让学生研究测试应用案例和构建实验模型。教学中重视中间环节的质量监督和控制，在学习中体验、在实践中学习，提高学生的学习兴趣，由被动学习变为主动学习，加强理论和实践联系，提高解决实际工程问题的能力。在教学评价中转变以期末考试为主的学习评价模式，推广基于学习过程的评价方法可以改善学生“平时不学习，考前突击和死记硬背”的弊端，有利于提高学生的学习积极性。
四、结语
通过对坎特伯雷大学机械工程专业和吉林大学农业机械化及其自动化专业“测试技术”课程教学模式的比较分析，总结了坎特伯雷大学“传感器与测试仪表”课程教学定位、内容组织和实践技能培养方面的特点。实践表明，“以应用实践为主线，基于项目的教学模式，强调教学过程质量控制”的教学思想在坎特伯雷大学中取得了很好的教学效果，是工程技术教育的先进理念，值得我们在今后的“测试技术”课程教学改革和专业课程建设中借鉴。
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传感技术论文范文第9篇
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