時間：2022-08-26 05:49:06
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1 如何著手寫作
1.1 寫作的主題，來源于以下幾個方面：總結性的文章，包括日常工作中的各種發現，經驗總結，有意義的個案等，屬于回顧性的；而前瞻性研究，是在文獻綜述的基礎上進行科研設計，通常是大樣本、雙盲、隨機、對照的設計，對科研結果進行歸納總結、演繹推理，然后才有針對某一方向的研究文章，一般是科研論文，有較高的學術價值。不論是哪一種類型的主題，看書、看雜志、復習文獻是產生寫作的基本動因。
1.2 組織文章的結構時，要充分考慮投稿的要求。醫學雜志屬于科技期刊，對稿件的總體的要求大致相同。文章結構的通用模式是IMRAD，即引言(Introduction)、材料和方法(Materials and Methods)、結果(Results)和(and)討論(Discussion)。臨床研究的文章以臨床資料來代替材料與方法。除此之外，為了節省編輯部和讀者的寶貴時間，上個世紀60年代國外首先提出科技論文應附摘要，《中華醫學雜志》(CMJ)英文版1972年也提出要求附摘要。但是，在寫論文之前，最好還是好好閱讀雜志編輯部對稿件的要求，或者叫做稿約說明，稿約一般在雜志每年的第一期。論文的具體寫作方法這里不再贅述。
2 要結合療養院工作的性質，突出療養醫學論文的特點。療養院不同于治療醫院，不是干部休養所，更不是托老院。療養院與治療醫院有明顯不同的地方。從性質上來說，療養院是利用各種療養因子，對人體健康起促進作用，對疾病起康復作用，達到防病治病的機構。從治療手段來說，醫院是利用藥物、手術等為主要方法，對病人進行治療，達到挽救生命、消除病痛的目的。從服務對象來看，療養院是以健康休養員和患慢性疾病的療養員為主要服務對象；而醫院是以患者／病人為主要服務對象。因此，療養院的性質決定了療養治療手段的特殊性。
干部休養院（所）是離退休干部離開工作崗位后一定時期居住和生活的地方，它的選擇要交通便利、醫療保障充足，具有居家生活的特點。而療養院通常選擇風光秀麗、氣候宜人自然療養因子豐富的區域建造；而且療養生活通常有一定的療養期限。療養院擔負著療養康復的任務，干部休養所一般不具備這一功能。由于療養院所處的地域不同，經緯度不一樣，療養區的療養因子也各不相同。根據療養因子不同，把療養院稱礦泉療養院、海濱療養院、湖濱療養院、山地療養院、森林療養院、草原療養院等。例如，鼓浪嶼療養院是一個什么單位呢?是以海濱自然療養因子為基礎，以現代療養理論為指導，在合理的生活制度安排下，為增進部隊指戰員體質、傷后康復、疾病防治的醫療保健機構。療養院的醫護人員所從事的業務工作，涉及臨床醫學、療養學、康復醫學、預防醫學、心理學、醫學氣象學等許多學科的內容，如果擔負著特殊勤務的療養任務，還需要航空生理、潛水生理的專業知識，也就決定了療養院撰寫學術論文內容的特點。
3 要緊密聯系療養工作的實際，總結療養工作經驗，探索研究成果，推廣具有普遍指導的療養方法。療養學是研究自然理化因子為主的各種療養因子的性質，療養因子對人體的作用機制，以及利用這些因子預防和治療疾病，增強體質，促進機體康復的學科。特色是突出療養和療養因子。在自然療養因子的研究方面，如“鼓浪嶼療養地開展沙療的可行性分析”，文章探討鼓浪嶼療養地沙溫與氣溫的關系，夏秋季節不同月份沙溫的變化，以及天氣情況對進行沙浴的影響。通過分析，得出了鼓浪嶼療養地夏秋季節的氣候條件、海沙溫度適合進行沙浴療法的結論。在療養因子的作用機制方面，如 “沙療對兔膝骨關節炎治療作用的實驗研究”，通過研究沙浴對兔膝關節骨性關節炎關節周圍血流、膝關節滑膜及軟骨的病理改變的影響，得出了沙療能增加治療部位的血流，改善局部血液循環，促進炎癥的消退，對正常關節無不利影響的結論，為中老年人膝骨關節炎的沙浴治療提供依據。在療養因子的利用方面，如“沙浴療法對中老年膝骨關節炎療效觀察”，選擇夏秋季節晴朗天氣情況下，在鼓浪嶼療養地天然海沙灘上利用清潔干熱的海沙包埋患肢30min～40min，觀察沙療過程中病人反應和療程結束前后疼痛、活動能力等進行評價，得出在適當的沙溫條件下進行限定時間的沙療對膝骨關節炎的治療效果確實，也是安全的，值得有條件的海濱療養院推廣應用的結論。
總而言之，作為療養院醫護人員，思想上要重視論文的撰寫，按照療養學的要求，根據各自療養院的特點，依照科學論文的寫作方法，一定會寫出好的文章。
這起校園投毒案也讓19年前的另一起案件再次成為輿論熱點。當時正在清華大學化學系讀書的女生朱令，被測出嚴重鉈中毒，后經診治雖然保住了性命，殘酷的后遺癥卻伴其終生。朱令曾經被視作清華的“完美女生”，民樂隊明星、國家游泳二級運動員，成績名列前茅，而今她的智力水平僅五六歲，雙目幾乎失明，全靠年逾古稀的父母照顧。近20年來，網絡輿論從未忘卻朱令。
從朱令到黃洋，發生在高等學府里的離奇投毒案成為人們難以直面的刻骨之痛。
黃洋案起因未明
查閱人人網等社交網絡，可以看到黃洋生前照片，一個陽光男生帶著憨厚的微笑。
出生于1985年的黃洋是復旦大學醫學院2010級在讀研究生，不久前剛剛以第一名的成績轉為復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院臨床博士。
據復旦大學醫學院負責學生工作的一位老師介紹，這個來自四川自貢的小伙子一直是優等生。黃洋的父母在他上高中時雙雙下崗，母親體弱多病，家里欠下一大筆錢。讀書期間，黃洋的學費全部來自獎助學金和勤工儉學收入，不僅沒有向家里要錢，還支付了媽媽肝病所需的手術費用。黃洋還參與過兩次學校的支教活動，曾在安徽潁上和墨脫支教。
4月1日早上，黃洋從寢室內的飲水機中接了一杯水，因為感覺到異味，將水吐出，隨后特地把飲水機中的水倒掉，還清洗了飲水機。他告訴同宿舍的同學不要再喝了。
當天中午，黃洋就出現了惡心、嘔吐并伴有發燒的癥狀。他曾獨自前往復旦大學附屬中山醫院就診，當時醫院初步診斷為急性腸胃炎，醫生為他開出了抗感染及解痙的處方。
據黃洋的同校師弟莫慈（化名）回憶，當天中午他曾接到黃的電話，“他說感覺不舒服，要打針，希望我過去看他。”當天下午莫慈趕到點滴室，當時醫生推測黃洋的病因可能是飲水機內的桶裝水置放日久，細菌滋生而引發食物中毒。在眾多被考慮的細菌中，金黃色葡萄球菌在當時嫌疑較大。
4月2日，黃洋癥狀并未好轉，他的師兄弟下班后趕去看他，發現他的手和臉都腫起來了，懷疑不是吃壞了東西那么簡單。當晚9點，黃洋在同學的陪同下去看急診，化驗結果顯示其肝功能已出現損傷。到了晚上10點多，學生們把情況告知了黃洋的導師，導師馬上攜帶現金趕到醫院，安排黃洋住院治療。
4月3日，黃洋病情繼續惡化，血小板開始減少，住進了外科重癥監護室。醫生會診初步認為是中毒造成了肝功能損傷，但究竟是什么毒素，一時依然難以判斷，無法及時對癥下藥。
接下去的幾天，醫生們不斷會診，檢測毒素，緩慢治療……他的導師、師兄弟們也日夜守護在他身邊，并千方百計查找原因。
7日，黃洋開始鼻孔出血，治療不起作用；8日，他陷入昏迷，但病因仍然未明。9日，黃洋的師兄孫某收到了一個陌生人發來的短信，提請注意一種化學藥物，周圍有人常在用。孫某收到短信后，馬上將情況告訴了黃洋的導師，并查詢了校內的醫學論文資料，發現使用該藥物后的實驗室小白鼠癥狀與黃洋此前癥狀十分相似，而相關實驗論文的作者正是黃洋的同寢室室友林森浩。
“大家立即把情況向醫學院和學校領導反映，并向復旦大學保衛處、上海市公安局文保分局報了案。”負責學生工作的該校老師說，“學校和公安部門都很重視，跟黃洋的老師、同學一一談話。”
11日，警方稱，在該學生寢室飲水機殘留水中檢出有毒化合物N-二甲基亞硝胺。12日，警方基本認定同寢室同學林森浩存在嫌疑。
當日，黃洋中毒太深，醫院發出了病危通知書；13日下午，黃洋瞳孔放大；14日下午，沒有了腦電圖，肺部纖維化無法自主呼吸……
15日晚，復旦大學校方官方微博稱，該校一名醫科在讀研究生因身體不適入院，后病情嚴重，學校組織專家會診未發現病因，校方遂請警方介入，警方稱該生寢室飲水機檢出有毒化合物。此事進入公眾視野。
16日15時23分，醫院宣布：黃洋去世。復旦大學官微公布這一消息后，很多網友都為他點上了一支蠟燭，表達惋惜之情。
此事傳出后，有消息稱，被警方刑拘的室友林森浩因妒忌黃洋獲得直升博士生的機會而起意投毒。但根據多方確認，這一消息并不準確。復旦大學宣傳部副部長方明在接受媒體采訪時稱，受害人黃洋與嫌疑人林森浩在兩家醫院的不同科室從事不同方向的研究，并不存在直接的競爭關系。
另一種說法是林森浩原來想要加害的是同寢室的另一名上海籍學生，有人甚至從網絡上找到了疑似林森浩化名與人討論使用N-二甲基亞硝胺殺人的言論。但這一說法因為該上海籍學生較少在寢室喝水，顯得并不可靠。
林森浩是廣東汕頭人，家境富裕，2010年因成績優異被中山大學推薦，免試進入上海復旦大學醫學院攻讀研究生，并在中山醫院見習。在此期間，林森浩成績較好，并在研究生學生會擔任干部，還曾獲得復旦的校外冠名獎學金。
案發前他在中山醫院超聲診斷科實習，眾多媒體查閱其新浪微博發現，今年3月至4月，林森浩似乎處于工作壓力較大的狀態，還曾在微博上說“出來混就要不怕死”的話。
此外，林森浩對于“N -二甲基亞硝胺”頗為熟悉。他本人曾在國內肝膽類核心期刊上發表過文章，對肝膽病理了解程度較高。網上搜索林森浩的論文，有7篇是專業論文，其中4篇涉及“N -二甲基亞硝胺”。但即便綜合上述信息，其作案動機依然令人費解。
18日，有媒體稱涉案嫌疑人林森浩已向警方供述作案動機，但是上海警方尚未公開相關情況。
輿論呼吁起底朱令案
今天的朱令和父母住在北京南城的一間公房里。自朱令中毒后，十幾年來，朱令的父母幾乎把所有的時間和精力都放在了對女兒的照料上。如今朱令除了睡覺和吃飯，其余的時間都是在父母的陪伴下做康復運動。
1992年9月，朱令考入清華化學系物化2班。這個班級人數31人，女生分別住在6號樓的3個女生宿舍：朱令、 孫維等住114室。1992年秋，朱令進入清華學生樂團民樂隊并很快成為主角。孫維也曾進入民樂社團。
1994年10月，當時讀大三的朱令開始明顯地出現掉頭發的現象，曾經兩次出現暫時性失明。12月5日，朱令因不明原因引起腹、腰、四肢關節痛。經過治療，1995年1月23日，朱令擔心落下功課，病情稍有好轉就要求出院。
1995年3月6日中午，朱令再次發病，8日白天病癥繼續惡化，協和醫院神經內科主任李舜偉告訴朱令家人，朱令的癥狀“太像60年代清華大學的一例鉈鹽中毒病例了”。但因條件限制，朱令沒有做鉈中毒鑒定，而是在協和醫院急診室一邊觀察一邊等待住院床位。
朱令在神智清醒的時候，曾向李舜偉否認她在實驗室接觸過鉈鹽的傳言。化學系老師出示了學生接觸化學藥品的清單，肯定朱令并無鉈鹽接觸史。
由于一直得不到有效救治，1995年3月26日，朱令被送進協和ICU病房，靠呼吸機生存，進入長達5個多月的深度昏迷。
1995年4月，朱令的中學同學、北京大學力學系92級學生貝志城請同學幫忙，在互聯網上發電子郵件求助，描述朱令病情，希望得到專家意見以確定病因。十天內他們共收到來自18個國家的專家回信1635封，30%認定為鉈中毒。加州大學洛杉磯分校學習遠程醫療專業的博士生李新，專門建立網頁幫助對朱令進行網上會診。此事成為轟動一時的熱點新聞。
1995 年4月28日，朱令的檢測報告顯示，她的病況起源于鉈中毒，且是兩次中毒。公安部門介入調查。
1995年底，朱令同宿舍同學孫維被列為犯罪嫌疑人。根據后來孫維本人在天涯發表的聲明，1997年4月2日，孫維被公安局帶走訊問，持續8小時，然后由家人領回。
此后至今的十多年間，眾多媒體依然在關注朱令案件，網絡輿論對此事的關注更為執著，整個事件因為復雜、曲折，甚至被寫成了一本電子書。
至今在互聯網上搜索“孫維”二字，可以看到對朱令事件的簡單敘述以及孫維的家庭關系背景鏈接，其中包括她的祖父孫越崎（1893～1995），曾經擔任中國革命委員會副主席等。
由于黃洋事件的刺激，輿論再次呼吁：起底朱令案。
數起校園投毒案曾經成為輿論熱點
從朱令案到黃洋案的近20年間，通過媒體曝光，還有數起校園投毒案曾經成為輿論熱點。
1997年5月，北京大學發生“鉈”投毒案件。受害人江林、陸晨光是北京大學化學系1994級的男生，犯罪嫌疑人王曉龍與江林同班不同寢室，與陸晨光同寢室不同班。
王曉龍曾交待，過去江林與他關系好，后來卻不理他了，所以投毒。為了確定投毒量，他把陸晨光當作實驗對象，也投了毒。所幸投毒者良心發現，為挽救被害人提供了正確信息并向公安機關自首。
2007年5月，中國礦業大學發生的投毒案也是因同學之間矛盾激化而引發。中國礦業大學（徐州）學生常宇慶，因對幾名同學有意見，決定報復。他購買了230克硝酸鉈晶體，趁同學上課時，將兩勺硝酸鉈溶入礦泉水中，并使用注射器，分別向3名同學的茶杯中各注入2ml，致使他們中毒。后來這3名中毒學生經過救治康復。
2007年8月5日，經初次鑒定，常宇慶被江蘇檢察機關以涉嫌投放危險物質罪批準逮捕。之后，常宇慶家人向檢方公開了兒子曾患精神抑郁癥的病史。經二次鑒定，常宇慶患精神抑郁癥，作案時沒有完全刑事責任能力，江蘇檢方對常宇慶作出不決定。
關鍵詞：單片機；串行通信；總線；計算機；接口
隨著自動化技術、計算機技術和網絡通信技術的飛速發展和廣泛應用， 工業過程的智能化、自動化監測與控制系統的應用日益廣泛．單片機系統由于其抗干擾性能較好被大量應用到工業過程控制的各個領域。因為工業現場環境較惡劣，單片機系統在使用過程中通常會出現一些設計時想不到的新情況、新問題，這就需要進一步修改和完善．因此，有必要設計一套單片機綜合實驗系統，根據工業現場反饋的各種問題，隨時對系統中的功能模塊進行實驗研究和分析，解決工程實際問題．本文設計的這套單片機綜合實驗系統具有自動采集多路模擬量、對采集的數據進行處理和顯示、根據設定的參數自動調節和控制輸出、與計算機進行遠距離數據通信等功能．
1 系統組成及工作原理
綜合實驗系統主要由以下幾部分組成：89C51單片機及其仿真系統，溫度、壓力等模擬量傳感器及其接口電路，A／D轉換模塊，數據存儲模塊，按鍵控制模塊，日歷時鐘模塊，看門狗電路模塊，FP—GA模塊，液晶顯示模塊，通信模塊及上位計算機，其組成框圖如圖1所示．系統采用89C51單片機作為主控芯片，A／D轉換模塊將多路模擬信號轉換為數字信號；外部數據存儲模塊為該系統采集的數據提供存儲空間；按鍵控制模塊向CPU傳回鍵值，用來設置和調節系統參數；日歷時鐘芯片不僅可以給系統提供準確的時間，而且為系統提供掉電保護功能；看門狗電路模塊為系統提供了精確復位和低電壓監控功能，一旦系統出現故障或程序跑飛，它就可以在超時周期之后使CPU復位，提高系統的整體可靠性和抗干擾能力．FPGA模塊是現場可編程邏輯門陣列，通過編程可將它作為多種數字邏輯器件使用；LCD液晶顯示模塊可以同時顯示多行字符及自造圖形，主要用來顯示采集到的數據、系統時間等；兼容RS485和RS232兩種協議的全雙工串行通信接口，可以與上位計算機進行遠(約1 200 m)近(約15 m)距離的數據通信[1] ；上位計算機將接收的數據進行存儲、顯示、繪制模擬曲線、打印曲線和數據文件，按照用戶的具體要求作進一步的數據分析和處理，同時發送控制參數，對被測對象的溫度、壓力等進行控制和調節．
2 系統硬件設計
2．1 單片機仿真系統
單片機仿真系統可以模擬CPU在仿真機上運行用戶程序(程序和數據存儲器借用仿真機的)，也可以連接外部電路來實現動態監測與控制功能．仿真機一般都具有單片機的基本功能部件，如CPU、RAM、用戶程序存儲區、鍵盤等；具有單步、設置斷點(以便隨時觀察內部各RAM、特殊功能寄存器的數據變化)、連續運行用戶程序的功能[2]．
監控程序放置在仿真機內，要仿真的CPU器件位于仿真機外仿真線的端頭，畢業論文 更換不同的仿真頭和CPU，該機可以仿真8031、89C2051、89C51等類型的單片機，該機的調試軟件可以直接編輯匯編源程序．通過仿真機進行編程和調試減少了對芯片的頻繁寫人、擦除和修改操作，只有當程序調試順利通過才將程序寫入芯片，編程方便且節省時間．
2．2 傳感器的選擇及信號變送電路的設計
傳感器作為系統的感知器件，直接影響著系統的精度和穩定性．本實驗系統中，溫度傳感器選用精度高，線性度好，使用方便的LM335傳感器；壓力傳感器選用標準應變式壓力傳感器，它具有精度高、響應速度快、分辨率高等特點．傳感器接El電路的設計采用了模塊化設計方法，設計了溫度、壓力等專門接口電路，直接與上述各種傳感器相連．由于從傳感器輸出的模擬電信號非常微弱，需對這些模擬信號進行放大，同時為了確保信號不失真，選用了線性度好、抗干擾能力強的高精度運放OP07，其特點是輸入失調電壓較高、溫漂較小、開環電壓增益較高、共模抑制比較大，它輸出的模擬信號經10位A／D轉換器TLC1543轉換成數字信號后，送人89C51進行處理．
2．3 通信模塊的設計
計算機(PC)串行通信端口是RS232負邏輯電平，該實驗系統上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通過RS232總線進行點對點通信，也可以通過RS485總線進行多機通信_3]，RS485總線上最多可掛接32個綜合實驗系統，總體布局如圖2所示．所以實現計算機和該實驗系統之間的近距離通信，通過RS232接口即可；若要實現計算機和該實驗系統之間的遠距離通信，則必須將RS232電平轉換為RS485電平后，才可將實驗系統掛接在RS485總線上．RS232-RS485電平轉換原理如圖3所示，通過MAX485的差動輸入(A、B)與RS485總線相連進行信號的收／發，由于RS485總線上只能進行半雙工通信，所以MAX232和MAX485之間除了接收和發送線外，還有一個信號線來控制MAX485的接收使能(RE)和發送使能(DE)，在PC與RS232相連的這一側，通過PC的請求發送(RTS)來控制．
2．4 串行總線I*2C
I*2C總線是PHILIPS公司開發的一種簡單、雙向二線制串行總線[4]．它只需兩根線(串行時鐘線SCL和串行數據線SDA)就能完成掛接在總線上的若干個I C器件與微處理器之問的數據交換．該實驗系統采用具有I C總線接口的看門狗芯片CATll61和可編程實時時鐘芯片PCF8563，由于單片機89C51自身沒有I C總線接口，所以采用軟件合成I C總線與它們相接．
I C串行總線與并行總線的最大區別在于：并行總線有地址總線，CPU通過地址總線訪問從器件；而I C總線利用數據傳送中的前幾個字節傳送地址信息，所以占用CPU的口線大大減少[5]．隨著智能化測控儀器日趨小型化和集成化，I C串行總線正在逐步取代傳統的并行總線．
轉貼于 2．5 抗干擾設計
工業監控現場工作環境一般較差，干擾較嚴重，為了保證系統可靠工作，必須解決抗干擾問題．針對工業監控現場可能產生的干擾、干擾來源、傳播途徑等，采用了軟硬件方法對系統進行抗干擾設計．硬件抗干擾設計主要包括：對電源噪聲進行濾波、大功率驅動電路接口進行光電隔離、集成電路芯片的VCC與地之間并連電容、優化電路板的布線、看門狗監控等；軟件抗干擾設計主要包括：軟件陷阱、軟件自恢復、數字濾波、求平均值等．
對于數據輸入通道的干擾，采用軟硬件結合的方法進行濾波．當存在隨機干擾而使被測信號中混入了無用成分時，碩士論文首先經過一個時間連續的RC濾波電路，再經A／D變換成二進制數字量后，進行數字濾波．因為硬件濾波能很好地抑制高頻干擾，而對低頻干擾的濾波效果卻較差；而軟件數字濾波算法對低頻干擾具有較好的抑制能力．
在控制強電設備的開關量輸出通道中，為防止現場強電磁干擾或工頻電壓通過輸出通道反串到監控系統，采用了光電隔離技術．因為光信號的傳輸不受電場、磁場的干擾，可有效地防止干擾信號因耦合而進入系統，達到電氣隔離的效果．
3 系統軟件設計
系統軟件包括單片機軟件和PC機軟件．單片機軟件采用模塊化結構，利用MCS一51匯編語言編寫．根據要實現的功能，該軟件由主程序以及數據采集、A／D轉換、數據通信、日歷時鐘編程、鍵盤中斷調控、液晶顯示、D／A轉換、數碼管顯示等程序模塊組成．下面以加熱爐的爐溫控制為例，給出系統程序流程圖如圖4所示．
PC機軟件的主要功能是對單片機系統采集的數據進行存儲、處理、動態模擬顯示、報表繪制、打印輸出等．PC機軟件采用Visual Basic 6．0編寫，醫學論文 PC機與單片機之間的實時通信程序主要是通過計算機的串行通訊口進行數據的實時采集和雙向通信，此外，PC機程序還將單片機采集過來的數據按照用戶的具體要求進行動態顯示、數據統計、生成報表和數據文件等，并對不同情況下得到的數據進行對比分析，總結出變化規律．
4 實驗結果與分析
為了測試該系統的實時性，將5臺綜合實驗系統與工業計算機組成分布式多機通信系統，單片機串口工作方式1(傳送一幀信息10位)，波特率2 400 bps，一幀數據采用5個字節(其中數據占2個字節是因為A／D轉換結果是10位)的格式，如表1所示．5臺實驗系統各采集一次數據給PC機傳送時，理論上連續發送速率為2 400／(10*5*5)= = =9．6次／s．經過測試發現，計算機在120 ms后收到了5臺綜合實驗系統發送的共250位數據，實際發送速率約為8次／s，這是因為有狀態轉換和等待時間；為了測試系統的可靠性和穩定性，將調試好的程序寫入單片機芯片，使系統連續運行，120 h后觀察系統仍然在按設定的流程工作，沒有出現死機現象．該系統經過多次改進和實驗驗證后，據此設計了工業加熱爐爐溫控制系統并在工業現場安裝使用，結果系統能連續正常工作(工業計算機故障除外)，測量隨機誤差為±0．01℃，控制結果滿
足了實際要求．
5 結論
該綜合實驗系統不僅能為以單片機為核心的系統前期探索研究提供一種方便的實驗裝置，而且能在遠離工業現場的實驗室解決工業應用中的實際問題．實驗結果表明該系統可以將許多分散的實驗項目整合在一起進行研究和分析，節約資源，降低成本；實驗數據正確率高，通信實時性強，系統工作可靠；單片機串行網絡構成的分布式通訊系統靈活性強，易于擴充，其基本原理適用于工業現場的分布式數據采集、檢測及控制系統，具有很大的實用價值．
參考文獻
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關鍵詞：虛擬現實技術；虛擬實驗；VRML；計算機專業
前言
隨著我國教育的不斷改革和科學技術的飛速發展，絡教育的出現改變了傳統的教學方式。尤其是計算機更新速度非常快的特點使得傳統的教學方式難以滿足學習的需要。虛擬現實技術作為一門新的技術，它在教育領域的發展將為教育提供新的活力。本文主要從虛擬現實技術特征和VRML語言的角度探討其在計算機專業教育中的應用。
一、虛擬現實技術
多媒體技術與網絡技術的發展為現代教育手段的現代化帶來了新的機遇和挑戰。隨著計算機技術的快速發展，現代教育技術的應用已不再是停留在音像技術課堂中應用的常規模式層次上．而是朝著多媒體化、網絡化、信息化、教育技術應用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發展，特別是基于計算機仿真技術的虛擬教學形式，是一種最新出現的教學模式，具有廣闊的發展前景，代表了教育的未來和發展的方向。
1．1虛擬現實技術概念
虛擬現實(VirtualReality，簡稱VR)，又稱為靈境技術，畢業論文它匯集了數字圖象處理、計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、傳感器技術，以及人體行為學等多項天技術．是計算機技術的綜合應用。具體地說，就是采川以計算機技術為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用，相互影響，從而產生如同真實環境的感受和體驗。盡管該環境并不真實存在，但它作為一個逼真的三維環境．仿佛就在我們周圍。由于用戶對計算機環境中的虛擬物體產生了類似于對現實物體的存存意識或幻覺，從而使得用戶在計算機所創建的維虛擬環境中處于一種全身心投入的狀態。
1．2虛擬現實系統的構成
一個虛擬現實系統由以下幾部分組成：
(1)虛擬環境。它由虛擬環境發生器所產生，且可讓使用者通過傳感器件和作用器件與之交互，這種交互的結果是使用者有全身心進入這一環境的感覺。
(2)傳感器件。它將虛擬環境中的物體的形、動作、聲音等進行轉換，使人能獲得視覺、聽覺、觸覺等多方面的感覺。這些感覺與他以往在實際環境中的感覺一致。
(3)作用器件。它將人的一些約定動作(如行走、手勢等)變成作用的信息，讓虛擬環境有所察覺。
(4)人。虛擬現實實質上是一內含反饋的閉環系統，只有人的存在才能使這一反饋環路有效成立。碩士論文所以人是VR系統中不可缺少的成分。人通過傳感器件感受虛擬環境的存在．又通過作用器件去影響虛擬環境，使其作出相應的變化。
(5)虛擬環境發生器。它能產生使用者所需要的虛擬環境，且能通過作用器件傳來的作用信息。了解使用者的位置和動作。并對已產生的虛擬環境作出相應的修改。
1．3虛擬現實技術基本特征
(1)沉浸性。虛擬現實技術是根據人類的視覺、聽覺的生理心理特點，由計算機產生逼真的三維立體圖像。使用者戴上頭盔顯示器和數據手套等交互設備，便可將自己置身于虛擬環境中，成為虛擬環境中的一員。使用者與虛擬環境中的各種對象的相互作用，就如同在現實世界中的一樣。當使用者移動頭部時。虛擬環境中的圖像也實時地跟隨變化，拿起物體可使物體隨著手的移動而運動，而且還可以聽到三維仿真聲音。使用者在虛擬環境中，一切感覺都是那么逼真，有一種身臨其境的感覺。
(2)交互性。虛擬現實系統中的人機交互是一種近乎自然的交互．使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。計算機能根據使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動，來調整系統呈現的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能．就能對虛擬環境中的對象進行考察或操作。
(3)多感知性。由于虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應裝置，因此，使用者在虛擬環境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達到身臨其境的感受。
1．4虛擬現實系統的類型
虛擬現實技術按其功能，可分為以下幾種類型：
(1)沉浸式虛擬現實系統
沉浸式虛擬現實系統是利用頭盔顯示器、數據手套、三維鼠標等傳感跟蹤裝置與虛擬世界進行交互。由于這種系統把人的視覺、聽覺和其它感覺封閉在虛擬的感覺空間，能使人全身心投入并沉浸其中。不足之處在于專用設備復雜而且昂貴，難以在教育行業普及推廣。
(2)桌面式虛擬現實系統
桌面式虛擬現實系統是運用軟件編程的方法在顯示器上顯示三維場景．用戶通過鍵盤、鼠標等簡單的設備與虛擬場景進行交互。這種系統由于用戶坐在顯示器前，通過屏幕觀察虛擬世界并與之交互，往往會受到周圍環境的影響，難以做到完全投入．但是結構簡單、成本較低，易于普及推廣。
(3)分布式虛擬現實系統
分布式虛擬系統是多個用戶通過網絡共享一個虛擬空間，共同參與虛擬活動。
(4)增強現實性虛擬現實系統
增強現實性的虛擬現實系統不僅是利用虛擬現實技術來模擬現實世界、仿真現實世界，而且要利用它來增強參與者對真實環境的感受，也就是增強現實中無法感知的感受。
1．5虛擬現實造型語言VRML
VRML(VirtualRealityModelingLanguage1即虛擬現實建模語言，是一項和多媒體通訊、因特網、虛擬現實等領域相關的，在Intemet上營造虛擬環境的技術。它用來在網絡上創建可導航的、超鏈接的三維虛擬場景。
VRML的基本工作原理可概括為：文本描述、遠程傳輸和本地計算生成。所謂文本描述，是指VRML并不是用三維坐標點的數據來描述三維物體的，因為這樣會有很大的數據量．在Intemet上傳輸會遇到很多困難．VRML是用類似HTML的標記文本語言來描述三維場景．就像我們的編程語言。比如，一個立方體的描述文本是：Box(size3.03.03.0)。VRML就是一種描述語言標準，規定了用來描述三維場景的文本描述語言。遠程傳輸是指用戶瀏覽VRML描述的虛擬場景時，需要通過Intemet將描述場景的文本傳送到本地。一般來說，文本描述是嵌在WEB頁面中，在瀏覽器請求相應頁面時與頁面描述文本一起傳送本地。本地計算生成是指描述虛擬場景的數據傳送到本地后，瀏覽器對它進行解釋計算，動態地生成虛擬場景。比如，描述球形的文本，瀏覽器會在屏幕上繪制一個立體的球形。概括地說，就是用文本信息描述三維場景．在Intemet網上傳輸，在本地機上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場景．解釋生成的標準規范即是VRML規范。
VRML文件主要包括四個主要成分：VRML文件頭、原型、造型節點、腳本和路由。在這四個要素中．醫學論文只有文件頭部分是必須的，它用來告訴瀏覽器該文件符合的規范標準以及使用的字符集等信息。原型定義了創建帶有指定名稱、接口和整體的新節點類型。一旦成功地定義了原型，它就可以在VRML文件的其他地方隨意使用。造型節點是VRML中的基本建造模塊．它構成了VRML文件的主體部分，正是由于造型節點定義而產生了虛擬的VRML空間。腳本可以看作是一個節點的外殼，它有域、eventIn事件和eventOut事件。其本身沒有任何動作．然而你可以通過程序腳本來賦予你腳本節點的動作。程序腳本實際上是一種簡化了的應用程序，一個典型的腳本是由Java或javascript編程語言寫成的程序。路由是一種文本描述的消息．一旦在兩個節點之間創建了一個路由．第一個節點可以順著路由傳遞消息給第二個節點，這樣的消息被稱為事件。VRML還可以包含下列條目：注釋、節點和域值、定義的節點名、使用的節點名等。
設計VRML虛擬場景時。最簡單的方法是直接使用文本編輯器來編輯描述文本，它類似于程序設計，這種方法簡單方便．但不是很直觀．對設計者的空間想象能力要求也較高，設計的效率不高。現在有很多的可視化的VRML設計工具，如CosmoWorld和WebWorld等．這些工具將VRML的標準節點都做成可視的組件，用戶設計時，只需要將這些組件組全自己需要的虛擬場景就可以了．而且設計的效果在設計時就可以看到。設計完畢后，系統自動將這些可視的虛擬場景生成標準的VRML描述文本，這樣，這些文本傳送到用戶的瀏覽器后．便會在用戶的屏幕上重現這個虛擬場景。
VRML使得Intemet的平面世界出現了三維場景。它的問世在世界上引起了極大的反響．得到眾多的軟硬件廠商的支持，成為了Intemet上最有發展前景的新興技術。VRML在各方面都展現出了強大的應用可能性。蘊藏了無限生機。在教育領域的WEB站點中，它可廣泛用于學習情景創設上，以增加學習內容的形象性和趣味性。例如：創建網上三維圖書館，它的好處就在于書籍歸類整理更接近真實并將高于真實，匯編或查閱時書籍只需要鼠標輕輕地點擊對應的虛擬圖書。另外，使用VRML做模擬訓練是一種可行性極高的措施，它不僅可以減少某些情況下現實空間中操作的難度和危險。
更為重要的是它可以使訓練造價得到大幅度降低，這樣就使得在教育方面的應用成為可能。由于這種模擬系統具有高度的真實性，所以并不會因為沒有真實系統介入而造成較差的訓練效果。現在虛擬校園、虛擬考場也已經陸續地出現在網絡中，這些新興的教育形式必將因其優越的一面而在未來教育領域中占有一席之地。
二、虛擬現實技術在計算機專業教育中的應用
2．1虛擬現實技術在輔助課堂教學中的應用
眾所周知，計算機課程實踐性很強，在書本上體現難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現實技術制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如，在計算機基礎課程中介紹計算機中各個組件的結構和講解計算機組裝的過程時，書本的文字難以讓學習者了解組件結構和組裝的過程。利用虛擬現實技術可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現形式有機地結合，設計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內容，滿足學習者從各個角度觀察和學習，仿佛身臨其境，更好地理解學習的內容。
制作VRML課件的基本思路是：
(1)制作一系列空間形體的三維造型和動畫．并且為這些造型指定所需要的顏色、大小等。
(2)引入VRML的相關節點，建立虛擬運動空間。實現課件多媒體功能。
(3)優化VRML場景，即在構建場景的過程中，利用VRML提供的高級造型技術適當優化程序。
(4)VRML文件的輸出，將已創建的空間場景輸出為．wrl形式的文件。
例如，設計VRML課件來實現網上虛擬計算機組件結構和組裝的輔助教學。
首先，在介紹計算機組件選擇知識同時。可以在網上從各個角度來觀察VRML制作的計算機組件的造型．增強感性認識，并使學習者對怎樣組裝計算機有個初步的了解。利用VRML的造型設計和VRMLScript的動畫鏈接．虛擬出組裝計算機過程中所需的主要硬件，再通過把VRML文件嵌入到網頁的方法，使學習者既能在網頁中看到二維不同型號硬件的圖片和一些描述硬件的文字．又能看到三維的虛擬制作出來的硬件模型。這樣使學習者能真切地、直觀地感受到二維和三維的不同．感受到虛擬世界的美妙。然后，通過文字和圖片向學習者介紹如何將各計算機組件組裝到一起。接著，通過VRML的動畫節點控制和VRMLScript的結合。制作出安裝、注釋和視點切換的效果，然后按照六個安裝步驟：第一，機箱、主板的安裝；第二，風扇、內存的安裝；第三，光驅、軟驅、硬盤的安裝；第四，聲卡、顯卡的安裝；第五，電源的安裝；
第六。顯示器、鍵盤、鼠標的安裝，組合完成整個在虛擬三維世界中組裝計算機的過程。
在學習的過程中，只要點擊相應的按鈕，就可以按相應的步驟進行安裝。拖動鼠標或按鈕可以隨意地移動計算機組件到指定的位置進行安裝。在安裝完光驅和軟驅后，點擊光驅的開、關鍵，光盤托會自動拖出和送入，點擊軟驅的按鈕，軟盤會自動取出．使學習者能動態地觀看到效果。有一種身臨其境的感覺來完成學習的過程。
通過VRMLScript語言的鏈接。制作出生動有趣的動畫效果和逼真的聲音效果。例如．當你點擊軟驅上的按鈕，會發出聲音并彈出一張軟盤；當你點擊光驅按鈕時，盤盒會自動地彈縮并發出逼真的聲音。為了方便學習。還可以實現注釋信息，當學習者的鼠標碰到硬件設備時。在對象的旁邊會出現一個注釋信息，說明該對象名稱。
又如，在《數據結構》課程中，對于常用的數據結構的算法思想．由于其抽象程度高。使得學生很難理解。我們也可以通過虛擬技術將其制作成課件進行教學。將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現出來。例如，遞歸算法是學生比較難理解的，因為其算法是靠隱形調用堆棧來實現，而通過虛擬技術可以將堆棧內部情況的變化動態、直觀、形象地表現出來，這樣學生就很容易理解。同樣在講解樹和圖的遍歷時，可以從可視化的角度觀察遍歷的順序。二叉樹與樹的概念的區別、Hanoi塔等問題都可以直觀地表現。方便教師的教學和學生的理解。
總之，通過制作課件來輔助課堂的教學，能為學習者提供生動、逼真的感性學習材料，使抽象的學習直觀化、形象化，幫助學習者解決學習中的重點和難點，提高學習者的積極性。
2．2虛擬現實技術在計算機實驗中的應用
由虛擬現實技術生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統，包括相應的實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象。以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現實實驗室的真實再現。也可以是虛擬構想的實驗室。例如，在城域網和廣域網的網絡建設過程中，不必真正把網絡構建起來就可以親身體驗，猶如進行現場的操作。在數字電路的課程實驗中，可以通過虛擬的電路器件來達到電路設計的目的，而沒有購買器件問題所帶來的麻煩。在電子商務課程實驗中，可以虛擬商務環境，讓學生進入這個虛擬環境。身臨其境地體驗現場交易的氣氛和參與交易的過程。計算機操作系統的安裝是比較基礎但又是難做好的一個實驗。由于在計算機上安裝新的操作系統不可避免地會對原有的操作系統產生影響。
使用虛擬計算機來進行操作系統的安裝試驗就十分的方便了。工作總結使用虛擬機的軟件VMware可以創建與真實計算機一模一樣的虛擬機。創建的虛擬機有自己的CPU、內存、硬盤、光驅，在這個虛擬機上，可以安裝Windows、Linux等真實的操作系統以及各種應用程序。通過在虛擬的操作系統環境中進行操作，熟悉操作和新技術，達到事半功倍的效果。VMware只是一個軟件。可以幫助你在一個操作系統的環境下安裝另一個操作系統，而不會對當前的操作系統產生影響。
虛擬現實技術還可以對學生學習過程中所提出的各種假設模型進行虛擬．通過虛擬系統便可以直接地觀察到這一假設所產生的結果或效果。利用虛擬技術。學生還可以進行網絡設備設計、電路設計等方面的學習探索，設計出新型的網絡設備和電子器件．從而激發學生的創造性思維，培養學生的創造能力。:
通過虛擬的實驗室進行實驗，既可以縮短實驗的時間，又可以獲得直觀、真實的效果，還能對那些不可見的結構原理和不可重組的精密設備進行仿真實訓，避免真實實驗操作帶來的各種危險。并且，虛擬實驗具有先進性和共享性，易擴充．易于改變教學項目，減少設備投入經費，使教學內容在虛擬的環境中不斷更新．使實驗實踐及時跟上技術的發展。但是在采用虛擬實驗進行教學的過程中，并不能完全代替真實實驗。虛擬實驗是虛擬的實驗，缺少“實物感”，正如在網上看書與拿真實的書看時，會覺得真實的書更實在。在網絡實驗中，用到的網絡設備像路由器、交換機等種類、型號都很多，在虛擬實驗中．學生很難見到這些設備，如果在真正的實踐中可能會無從下手。因此，在具體實施中，應該虛實進行結合。有目的地安排一些實驗在真實環境中操作，這樣，他們會對實驗的設備有親身的體會，更能加深實驗的印象，提高實驗的效果。
三、結束語
虛擬現實技術在計算機教育領域發展的潛力是巨大的，只有親身去經歷、親身去體驗去感受，比空洞抽象的說教更具說服力，主動地去交互與被動地觀看有質的不同。虛擬現實技術能形象、生動、逼真地表現教學內容，有效地營造一個發展的教學環境。提高學生掌握知識和技能的效率和積極性，達到優化教學過程、提高教學質量的目的，從而解決傳統教學方式無法解決的問題。隨著計算機網絡技術的飛速發展，基于WEB的虛擬現實遠程教育具有廣泛的應用前景，必將成為21世紀教育的主流。
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