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网络系统结构与设计的基本原则

一、网络系统结构与设计的基本原则

1.1局域网（Local Area Network, LAN ）按照采用的技术、应用的范围和协议标准不同分为共享局域网与交换局域网

1.2局域网特点：

1. 覆盖有限的地理范围

2. 提供高数据传输速率（10Mbps-10Gbps）、低误码率的高质量数据传输环境

3. 成本低，易于建立、维护和扩展

1.3计算机网络从逻辑功能上分为：资源子网和通信子网

1.4主机（host）包括用户终端设备（个人计算机、数字设备）、服务器，是资源子网的主要组成单元

1.5资源子网：

组成：主计算机系统、终端、终端控制器、连网外部设备、各种软件资源、网络服务

功能：负责全网的数据处理业务、向网络用户提供各种网络资源和网络服务

1.6通信子网：

组成：通信控制处理机、通信线路、其他通信设备功能：完成网络数据传输、转发等通信处理任务

1.7通信控制处理机：在网络拓扑结构中成为网络结点

1?作为与资源子网的主机、终端的连接接口，将主机和终端连入网络

2. 作为通信子网中的分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能，实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用

1.8通信线路：通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道，计算机网路采用多种通信线路，如电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等

1.9局域网与城域网（Metropolitan Area Network，MAN ）、城域网与广域网（Wide Area Network，WAN ）、广域网与广域网的互联是通过路由来实现的

1.10介入城域网方式：局域网、电话交换网（PSTN）、有线电视网（CATV ）、无线城域网（WMAN ）、无线局域网（WLAN ）

1.11广域网的基本概念：

1. 广域网建设投资大、管理困难，一般由电信运营商负责组建与维护

2. 电信运营商提供接入广域网的服务与技术，为用户提供高质量的数据传输服务，因此广域网是一种公共数据网络（ Public Date Network，PDN

3. 用户可以在公共数据网络商开发各种网络服务系统，用户使用广域网的服务必须向广域网运营商购买服务

1.12广域网技术主要研究的是远距离、宽带、高服务质量的核心交换技术

1.13广域网发展：

1. 早期，人们利用电话交换网PSTN的模拟信道，使用调制解调器完成计算机与计算机之间的低速数据通信

2.1974年X . 25分组交换网出现

3. 随着光纤开始应用，一种简化的X . 25协议的网络：帧中继（Frame Replay, FR）网得到广泛应用

4. 数字数据网DDN是一种基于点-点连接的窄带公共数据网

5. 异步传输模式（Asynchronous Transfer Mode ATM ）网将语音与数据的传输

放在一个网络中完成，并且覆盖从局域网到广域网的整个领域，但这条路线是不

成功的

6.20世纪80年代，光波分复 WDM技术在网络中使用，关于网发展的一个重

要趋势是 IP over SONET/SDH

7. 将千兆以太网（Gigabit Ethernet，GE）和10GE 的光以太网（Optical Ethernet）技术从局域网扩大到城域网和广域网

1.14局域网技术的发展

1.1980年左右，以太网（Ethernet）与令牌环（Token Ring）网络、令牌总线（Token Bus）网络三足鼎立

2.1990年IEEE 802.3标准中的物理层标准10Base-T退出，是普通双绞线可以作为10Mbps以太网传输介质，是以太网造价降低，性能价格比大大提高。同年以太交换机产品面试，标志着交换式以太网的出现

1.15以太网技术的发展三个方向

1. 提高以太网的数据传输速率

2. 将一个大型局域网划分成多个用网桥活路由器互联的网络

3. 将共享介质方式改为交换方式

1.16城域网的概念泛指：网络运营商在城市范围内提供各种信息服务业务的所有网络，它是以宽带光传输网络为开放平台，以TCP/IP协议为基础，通过各种网

络互联设备，实现语音、数据、图像、多媒体视频、IP电话、IP接入和各种增

值服务业务与智能业务，并与广域计算机网络、广播电视网、电话交换网互联互通的本地综合业务网络

1.17城域网一定是能够提供高速传输和保证服务质量（ QoS）的网络系统

1.18城域网对传输网络和服务业务的影响

1. 局域网、城域网与广域网在技术上的界限变得越来越模糊了

2. 电信传输网技术与计算机网络技术的界限变得越来越模糊了

3. 电信服务业务与In ternet应用的界限变得越来越模糊了

4. 电信传输网、计算机网络与广播电视网之间的界限变得越来越模糊了

1.19推动城域网发展的应用和业务主要有：

1. 高速上网服务

2. 网络互联服务

3. 电子政务与电子商务服务

4. 智能社区服务

5. 网上教育与远程医疗服务

6. 带宽与管道出租服务

1.20设计宽带城域网将涉及网络平台、业务平台、管理平台和城市宽带出口等问

题

1.21网络平台层次结构：

1. 核心交换层（交换层）：承担高速数据交换的功能

2. 边缘汇聚层（汇聚层）：承担路由与流量汇聚的功能

3. 用户接入层（接入层）：承担用户接入与本地流量控制的功能

1.22核心交换层的基本功能：

1. 交换层将多个汇聚层连接起来，为汇聚层的网络提供高速分组转发，为整个城域网

提供高速、安全与具有QoS保障能力的数据传输环境

2. 核心层实现与主干网络的互联，提供城市的宽带IP数据出口

3. 核心层提供宽带城域网的用户访问INTERNET所需要的路由服务

1.23汇聚层的基本功能：

1?汇接接入层的用户流量，进行数据分组传输的汇聚、转发和交换

2. 根据接入层的用户流量，进行本地路由、过滤、流量均衡、QoS优先级管理，以及安全控制、IP地址转发、流量整形等处理

3. 根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理

1.24城域网设计的一个重要出发点是：在降低网络造价的前提下，系统能够满足当前的数据交换量、接入的用户数与业务类型的要求，并且有可扩展的能力

1.25组建、成功运营一个宽带城域网需要遵循的基本原则：必须保证网络的可运

营性、可管理性、可盈利性、可扩展性

1.26管理运营宽带城域网的关键技术：

1. 带宽管理：提供无堵塞、高质量的传输能力

2. 服务质量QoS：保证服务质量的主要技术：资源预留（RSVP）、区分服务（Diffserv）、多协议标记交换（MPLS）

3. 网络管理三个基本方案：带内网络管理、带外网络管理、同时使用带内和带外

管理（利用传统的电信网络进行网络管理称为带内”利用IP网络及协议进行网

络管理的称为带外”

4. 用户管理包括用户认证与接入管理、计费管理

5多业务接入：接入业务可以使用低速专线、帧中继、局域网接入、企业VPN、

IP电话、视频点播等

6. 统计与计费：可以在不同层次上实现，最简单的是利用网络管理协议（SNMP）

的管理信息库（MIB）来实现

7.IP地址的分配与地址转换

8. 网络安全：技术方面需要解决物理安全、网络安全和信息安全等三个方面的问题，管理方面涉及安全管理规范的制订、执行和监督

1.27带内网络管理是利用数据通信网（DCN）或公共交换电话网（PSTN）拨号，对网络进行数据配置，一般对汇聚层以下采用带内管理

1.28带外网络管理是利用网络管理协议（SNMP）建立网络管理系统，实时采集网络数据，产生告警信息，显示网络拓扑，分析各类通信数据，供网络管理人员了解、维护网络设备与系统运行状态，一般对汇聚层以上采用带外管理

1.29用于构建宽带城域网的基本技术与方案主要有三类：基于SDH的城域网方

案、基于10GE的城域网方案与基于 ATM的城域网方案

1.30以SDH为基础的多业务平台成为电信运营商组建宽带城域网的一个基本选择，SDH 的发展趋势是支持IP和Ethernet业务的接入，并不断融合 ATM和路由交换功能，构成以SDH为基础的多业务网络平台

1.3110Gbps光以太网的技术优势：

1. 组建同样规模的宽带城域网，光以太网的造价是SONET的1/5,是ATM的1/10

2. 以太网能够覆盖从宽带城域网核心层、汇聚层到接入层的各种需求，因此它有潜在优势

3. 以太宽带城域网的各个层次能够使用统一技术，所以网络在设计、组建、运行、

管理和人员培训都很方便、有效

1.31弹性分组环(Resilient Packet Ring RPR)是一种用于直接在光纤上告诉传输IP 分组的传输技术，工作基于动态分组传输(Dynamic Packet Transpor，DPT) 技术，具有以下特点：

1. 宽带利用率高

2. 公平性好

3. 快速保护和恢复能力好

4. 保证服务质量

1.32接入网技术解决的是最终用户接入地区性网络的问题

1.33I nternet接入服务被我国信息产业部归为电信业务的第二类增值电信业务” 它主要有两种应用：

1. 为In ternet内容供应商(ICP)提供In ternet接入服务

2. 为普通上网用户提供In ternet接入服务

1.34接入网的技术主要分为五类：地面有线通信系统、无线通信和移动通信网、卫星通信网、有线电视网和地面广播网

1.35目前宽带接入技术：数字用户线 xDSL技术、光纤同轴电缆混合网 HFC技术、光纤接入技术、无线接入技术与局域网接入技术。无线接入又可分为无线局域网接入、无线城域网接入与无线 Ad hoc接入

1.36xDSL(Digital Subscriber Line)技术优势：

1. 能够提供足够的带宽满足人们对于多媒体网络应用的需求

2. 性能和可靠性具有明显的优势

3. 利用现有的电话铜双绞线，能够平滑地与人们现有的网络进行连接，是比较经济的接入方式

1.37xDSL技术按上行(用户到交换局)和下行(交换局到用户)的速率是否相同可分为速率对称型和速率非对称型。根据信号传输的速率、距离，以及上行速率与下行速率的不同主要的数字用户线 xDSL技术可以分为：

1. 非对称数字用户线(Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL)

2. 高比特率数字用户线(High bit rate DSL，HDSL)

3. 速率自适应数字用户线(Rate adaptive DSL, RADSL)

4. 甚高比特率数字用户线(Very high bit rate DSL, VDSL )

1.38ADSL主要的技术特点表现在：

1. 可以在现有的用户电话铜双绞线网络上，以重叠和不干扰传输模拟电话业务，即普通电话业务POTS，提供告诉数字业务

2. 技术几乎和本地环路的实际参数没关系，与铜双绞线的特性无关，用户不需要专门为获得ADSL服务而重新铺设电缆

3. ADSL提供的非对称宽带特性，上行速率在 64kbps-640kbps,下行速率在

500kbps-7Mbps,用户可以根据需要选择上行和下行速率

1.39光纤同轴电缆混合网(Hybrid Fiber Coax，HFC)是一个双向传输系统，改善了信号质量，提高了可靠性是新一代有线电视网络( CATV)，使用电缆调制

解调器Cable Modem通过有线电视宽带接入In ternet的，数据传输速率可达

10Mbps-36Mbps，它的主要缺陷在于存在回传信道的干扰，多用户对有线宽带资源的争用出现拥堵，可能影响接入速率

1.40Cable Modem 的分类

1. 从传输方式，分为双向对称式和非对称式传输

2 ?从数据传输方向上，分为单向和双向两类

3. 从同步方式上，分为同步和异步交换两类

4. 从接入角度，分为个人 Cable Modem和宽带多用户 Cable Modem

5. 从接口角度，分为外置式、内置式和交互式机顶盒三种

1.41光纤的宽带容量几乎是无限的，所以光纤接入技术有着广阔的应用前景，特别是无源光网络(Passive Optical Network, PON)技术，以及以ATM为基础的宽带无源光网络(APON)技术

1.42APON的优点：

1. 系统稳定、可靠

2. 可以适应不同宽带、传输质量的需求

3. 与有线电视CATV网络相比，每个用户可占用独立的宽带，而不会发生堵塞

4. 接入距离可以达到20km-30km

1.43无线接入技术主要有80

2.11标准的无线局域网（WLAN ）接入、802.16标准大悟县城域网（WMAN ）接入，以及正在发展的 Ad hoc接入技术

1.44远距离采用80

2.16标准的WiMAX技术，可以在50km的范围内提供最高 70Mbps的传输速率，近距离采用 802.11标准的无线局域网 WLAN

二、中小型网络系统总体规划与设计方法

2.1网络信息系统结构包括

1. 网络运行环境：机房和UPS系统供电

2. 网络系统：网络传输基础设施、网络设备

3. 网络操作系统：Windows、Netware、UNIX、Linux

4. 网络应用软件开发与运行环境：网络数据库管理系统、网络软件开发工具

5. 网络管理与网络安全系统

2.2网络需求调研与系统设计的基本原则：

1. 从充分调查入手，充分理解用户业务活动和用户信息需求

2. 在调查、分析的基础上，在充分考虑需求与约束（经费、工作基础与技术等方

面）的前提下，对网络系统组建与信息系统开发的可行性进行充分地论证，避免

盲目性

3. 运用系统的观念，完成网络工程技术方案的规划和设计

4. 根据工程时间的需要，将网络系统组建的任务按照设计、论证、实施、验收、用户培训、维护的不同阶段进行安排，大型网络系统的建设需要聘请专业的监理公司对项目执行的全过程进行监理

5. 强调各阶段文档资料的完整性与规范性

2.3

三、IP地址规划和设计方法

四、路由设计基础

五、局域网技术

六、交换机及其配置

七、路由器及其配置

八、无线局域网技术

九、计算机网络信息服务系统的安装与配置

十、网络安全技术

十一、网络管理技术

十二、名词解释

12.1 Bps 和 bps

bps=bits per seco nd 位/秒，每秒传送位数。Bps=Bits per Seco nd，【电脑】比特/秒,数据传输速率的常用单位。比特是信息技术中的最小单位。文件大小（例如文本

或图像文件）通常以字节（千字节，兆字节）为单位。一字节对应八比特。

bps 工 Bps bps 是 bits per second 位/秒，每秒传送位数；Bps 是 Bytes per second 字节/秒。

12.2网络拓扑结构

网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，就是用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接，它的结构主要有星型结构、环型结构、总线结构、分布式结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构等。

12.3 SDH 概念

SDH （Synchronous Digital Hierarchy ，同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（ SONET ）。国际电话电报咨询委员会

（CCITT）（现ITU-T）于1988年接受了 SONET概念并重新命名为SDH，使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。12.4 以太网

以太网（Ethernet）。指的是由 Xerox 公司创建并由 Xerox,Intel 和 DEC 公司联合开发的基带局域网规范。以太网络使用 CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测技术）技术，并以 10M/S 的速率运行在多种类型的电缆上。以太网与 IEEE802 3系列标准相类似。它不是一种具体的网络，是一种技术规范。以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。该标准定义了在局域网（ LAN ）中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网在互联设备之间以 10~100Mbps 的速率传送信息包，双绞线电缆 10 Base T 以太网由于其低成本、高可靠性以及 10Mbps 的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。直扩的无线以太网可达11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。

12.5 路由

路由是把信息从源穿过网络传递到目的地的行为，在路上，至少遇到一个中间节点。

12.6DHCP

DHCP 是Dynamic Host Configuration Protocol（动态主机分配协议）缩写，它的前身是BOOTP 。BOOTP 原本是用于无磁盘主机连接的网络上面的：网络主机使用BOOT ROM 而不是磁盘起动并连接上网络， BOOTP 则可以自动地为那些主机设定 TCP/IP 环境。但BOOTP 有一个缺点：您在设定前须事先获得客户端的硬件地址，而且，与IP 的对应是静态的。换而言之， BOOTP 非常缺乏 "动态性 " ，若在有限的 IP 资源环境中， BOOTP 的一对一对应会造成非常可观的浪费。 DHCP 可以说是 BOOTP 的增强版本，它分为两个部份：一个是服务器端，而另一个是客户端。所有的 IP 网络设定数据都由 DHCP 服务器集中管理，并负责处理客户端的 DHCP 要求；而客户端则会使用从服务器分配下来的 IP 环境数据。比较起 BOOTP ， DHCP 透过 "租约" 的概念，有效且动态的分配客户端的TCP/IP 设定，而且，作为兼容考虑，DHCP 也完全照顾了BOOTP Client 的需求。DHCP 的分配形式首先，必须至少有一台DHCP 工作在网络上面，它会监听网络的 DHCP 请求，并与客户端磋商 TCP/IP 的设定环境。

12.7MAC 地址

MAC （Media Access Control, 介质访问控制）MAC 地址是烧录在Network In terface Card（网卡,NIC）里的.MAC 地址,也叫硬件地址，是由48比特长（6字节）,16 进制的数字组成 .0-23 位叫做组织唯一标志符（organizationally unique ，是识别 LAN (局域网)节点的标识 .24-47 位是由厂家自己分配。其中第 40 位是组播地址标志位。网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家烧入网卡的 EPROM (一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写) ，它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的主机的地址。

12.8 帧中继

帧中继(Frame Relay)是一种网络与数据终端设备(DTE)接口标准。由于光纤网比早期的电话网误码率低得多 ,因此,可以减少 X.25 的某些差错控制过程 ,从而可以减少结点的处理时间 ,提高网络的吞吐量。帧中继就是在这种环境下产生的。帧中继提供的是数据链路层和物理层的协议规范,任何高层协议都独立于帧中继协

议,因此,大大地简化了帧中继的实现。目前帧中继的主要应用之一是局域网互联 , 特别是在局域网通过广域网进行互联时 ,使用帧中继更能体现它的低网络时延、低设备费用、高带宽利用率等优点。

12.9 VPN

VPN 的英文全称是“Virtual Private Network ，翻译”过来就是“虚拟专用网络”。顾名思义，虚拟专用网络我们可以把它理解成是虚拟出来的企业内部专线。它可以通过特殊的加密的通讯协议在连接在 Internet 上的位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专有的通讯线路，就好比是架设了一条专线一样，但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路。这就好比去电信局申请专线，但是不用给铺设线路的费用，也不用购买路由器等硬件设备。 VPN 技术原是路由器具有的重要技术之一，目前在交换机，防火墙设备或 WINDOWS2000 等软件里也都支持 VPN 功能，一句话， VPN 的核心就是在利用公共网络建立虚拟私有网。

12.10DWDM 密集型光波复用( DWDM：Dense Wavelength Division Multiplexing )是能组合一组光波长用一根光纤进行传送。这是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。更确切地说，该技术是在一根指定的光纤中，多路复用单个光纤载波的紧密光谱间距，以便利用可以达到的传输性能 (例如，达到最小程度的色散或者衰减)，。这样，在给定的信息传输容量下，就可以减少所需要的光纤的总数量。12.11 ATM

ATM 是 Asynchronous Transfer Mode (ATM )异步传输模式的缩写， ATM 是一项数据传输技术。 ATM 是以信元为基础的一种分组交换和复用技术，它是一种为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。它适用于局域网和广域网，它具有高速数据传输率和支持许多种类型如声音、数据、传真、实时视频、 CD 质量音频和图像的通信。12.12 ISP

ISP 的英文是 Internet Service Provider ，翻译为互联网服务提供商，即向广大用户综合提供互联网接入业务、信息业务、和增值业务的电信运营商。 ISP 是经国家主管部门批准的正式运营企业，享受国家法律保护。

12.13 ICP

Internet 内容提供商英文为 Internet Content Provider 简写为 ICP

12.14 NAT

网络地址转换(NAT,Network Address Translation)被广泛应用于各种类型Internet 接入方式和各种类型的网络中。原因很简单， NAT 不仅完美地解决了 lP 地址不足的问

题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。

12.15 802.11

IEEE 最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中，用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高只能达到

2Mbps 。目前， 3Com 等公司都有基于该标准的无线网卡。由于 802.11 在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，因此， IEEE 小组又相继推出了 802.11b 和 802.11a 两个新标准。三者之间技术上的主要差别在于 MAC 子层和物理层。

结构设计的四项原则

结构设计的“四项基本原则” 刚柔相济，多道防线，抓大放小，打通关节 1、刚柔相济合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。结构是刚多一点好，还是柔多一点好？刚到什么程度或柔到什么程度才算合适呢？这些问题历来都是专家们争论的焦点，现今的规范给出的也只是一些控制的指标，但无法提供“放之四海皆准”的精确答案。最后，专家们达成难以准确言传的共识：刚柔相济乃是设计者的追求。道也许都是相通的。想想看，人应该是刚多一点好还是柔多一点好呢？思考的哲人们对此各抒已见，力求给出处世的灵丹妙方。总的来讲，做人太刚和太柔都不受推崇。过份刚强者，应变能力差，难以找到共同受力的合作者，便要我行我素，要鹤立鸡群，即使面对任何突然袭来的恶势力，亦敢于硬顶硬撞而不留变通的余地，这种时候必须有足够的刚度才能立于不败，否则一旦后继乏力，油尽灯枯就会发生脆性破坏，导致伤痕累累、体无完肤的灭顶之灾。在盛赞这种刚

气之余，却鲜有人能够或者愿意完全去做到，英雄的眼泪大抵只有英雄自己能体味。人们唯有感叹道：精神可嘉，方法难取！世人处世多以“柔”为本，退一步海阔天空，和为贵。柔者易于找到共同受力的构件以协同消化和抵抗外力。但过柔亦为人所不耻。因为“柔”必然产生变形以适应外力，太柔的结果必然是太大的变形，甚至会导致立足不稳而失去根本。处世极为圆滑者，八面玲珑，见风使舵，整日上窜下跳，左右逢源，活得游刃有余，这种柔得无形，表面上着实不容易受到伤害，骨子里却难免有“似我非我”的疑问，弄不好会个性丧失、面目全非，可能还免不了要背上奴颜婢膝的骂名。所以古人在长期的实践后发现了中庸之道最适合生存。用现代的话来讲大意是做人最好既有原则性又有灵活性，也就是刚柔相济。刚是立足之本，必要刚度不能少，如此方能控制变形在可以忍受的范围内，才不会失掉本质的东西；柔为护身之法，血肉之躯刚度毕竟有限，要学会以柔克刚，不断提高消化转换外力的能力，有时候，牺牲一点变形来抵抗突然到来的摧毁力是必要的，也是值得的，但应以不失去自我为度。只可惜“道可道，道难行”。不是想刚就能刚，想柔便得柔的，刚柔相济只是理想中的“模糊结构”，每个人的组成材料千差万别，生存的地基也不尽相同，所受的外力更难统一定性。如此的差异下，企望哲人们找到统一的、万无一失的处世良方实在勉为其难。不过，每个人如果都能给自己多一点时间，去思考一下适合于自身的结构体系，想必这世界会有另一番光景。

(完整word版)嵌入式系统设计与应用

嵌入式系统设计与应用本文由kenneth67贡献 ppt文档可能在W AP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。课程名称：课程名称：嵌入式系统设计与应用总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12 36学时12学时总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12学时教材：嵌入式系统设计教程》教材：《嵌入式系统设计教程》电子工业出版社马洪连参考书：参考书：1、《嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 2、《ARM体系结构与编程》清华大学出版社杜春雷编著ARM体系结构与编程体系结构与编程》嵌入式系统设计与实例开发—ARM ARM与C/OS3、《嵌入式系统设计与实例开发ARM与μC/OS-Ⅱ》清华大学出版社王田苗、魏洪兴编著清华大学出版社王田苗、ARM嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构》4、《ARM嵌入式微处理器体系结构》北航出版社、马忠梅等著. 北航出版社、马忠梅等著. 张石．ARM嵌入式系统教程嵌入式系统教程》5、张石．《ARM嵌入式系统教程》．机械工业出版2008年社．2008年9月 1 课程内容绪论：绪论： 1）学习嵌入式系统的意义2）高校人才嵌入式培养情况嵌入式系统设计（实验课）3）嵌入式系统设计（实验课）内容安排第1章嵌入式系统概况 1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的应用领域及发展趋势1.3 嵌入式系统组成简介第2章嵌入式系统的基本知识 2.1 2.2 2.3 嵌入式系统的硬件基础嵌入式系统的软件基础ARM微处理器的指令系统和程序设计ARM微处理器的指令系统和程序设计 2 第3章 3.1 3.2 3.3 基于ARM架构的嵌入式微处理器基于ARM架构的嵌入式微处理器ARM 概述嵌入式微处理器的组成常用的三种ARM ARM微处理器介绍常用的三种ARM 微处理器介绍第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 嵌入式系统设计概述嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统接口设计嵌入式系统人机交互设备接口嵌入式系统的总线接口和网络接口设计嵌入式系统中常用的无线通信技术 3 第5章嵌入式系统开发环境与相关开发技术 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 6.3 6.4 概述嵌入式系统的开发工具嵌入式系统调试技术嵌入式系统开发经验嵌入式系统的Bootloader Bootloader技术嵌入式系统的Bootloader技术μC/OS-II操作系统概述C/OS-II操作系统概述ADS开发环境ARM ADS开发环境C/OS-II操作系统在ARM系统中的移植操作系统在ARM μC/OS-II操作系统在ARM系统

机械工程师知识架构

机械工程师知识架构 —2018.12.15 第一大类是所有工程师的基础；第二大类是设计工程师、工艺工程师、热处理工程师需要掌握的；第三大类是设计工程师需要掌握的；第四大类是工艺工程师需要掌握的，设计工程师需要了解的；第五大类是设计工程师领导人需要掌握的，设计工程师需要了解的；第六大类是质量工程师需要掌握的，设计工程师需要了解计量与检测；第七大类是数控工程师需要掌握的，计算机绘图所有工程师需要掌握的；第八大类是物流工程师、设备工程师、工厂布局工程师需要掌握的一、工程制图与公差配合 1．工程制图的一般规定（1）图框（2）图线（3）比例（4）标题栏、明细表（5）视图表示方法（6）图面的布置（7）剖面符号与画法 2．零部件图样的规定画法（1）机械系统零、部件图样的规定画法（螺纹及螺纹紧固件的画法齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮及链轮的画法花键的画法及其尺寸标注弹簧的画法）（2）机械、液压、气动系统图的示意画法（机械零、部件的简化画法和符号管路、接口和接头简化画法及符号常用液压元件简化画法及符号） 3．原理图（1）机械系统原理图的画法（2）液压系统原理图的画法（3）气动系统原理图的画法

4．示意图 5．尺寸、公差、配合与形位公差标注（1）尺寸标注（2）公差与配合标注（基本概念公差与配合的标注方法）（3）形位公差标注 6．表面质量描述和标注（1）表面粗糙度的评定参数（2）表面质量的标注符号及代号（3）表面质量标注的说明 7．尺寸链二、工程材料 1．金属材料（1）材料特性（力学性能物理性能化学性能工艺性能）（2）晶体结构（晶体的特性金属的晶体结构金属的结晶金属在固态下的转变合金的结构）（3）铁碳合金相图（典型的铁碳合金的结晶过程分析碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响铁碳合金相图的应用）（4）试验方法（拉力试验冲击试验硬度试验化学分析金相分析无损探伤）（5）材料选择（使用性能工艺性能经济性） 2．其他工程材料（1）工程塑料（常用热塑性工程塑料常用热固性工程塑料常用塑料成型方法工程塑料的应用）（2）特种陶瓷（氧化铝陶瓷氮化硅陶瓷碳化硅陶瓷氮化硼陶瓷金属陶瓷）（3）光纤（种类应用）（4）纳米材料（种类应用） 3．热处理（1）热处理工艺（钢的热处理铸铁热处理有色金属热处理）（2）热处理设备（燃料炉电阻炉真空炉感应加热电源）

设计组织架构需要遵循基本原则

设计组织架构需要遵循基本原则 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

设计组织架构需要遵循基本原则西方管理学家总结的基本原则：在长期的企业组织变革实践活动中，西方管理学家曾提出过一些组织设计基本原则，如管理学家厄威克曾比较系统地归纳了古典管理学派泰罗、法约尔、马克斯·韦伯等人的观点，提出了8条指导原则：目标原则、相符原则、职责原则、组织阶层原则、管理幅度原则、专业化原则、协调原则和明确性原则。美国管理学家孔茨等人，在继承古典管理学派的基础上，提出了健全组织工作的l5条基本原则：目标一致原则、效率原则、管理幅度原则、分级原则、授权原则、职责的绝对性原则、职权和职责对等原则、统一指挥原则、职权等级原则、分工原则、职能明确性原则、检查职务与业务部门分设原则、平衡原则、灵活性原则和便于领导原则。国内管理专家总结的基本原则： ①战略匹配原则一方面，战略决定组织结构，有什么样的战略就有什么样的组织结构；另一方面，组织结构又支持战略实施，组织结构是实施战略的一项重要工具，一个好的企业战略要通过与企业相适应的组织结构去完成方能起作用。实践证明，一个不适宜的组织结构必将对企业战略产生巨大的损害作用，它会使良好的战略设计变得无济于事。因此，企业组织结构是随着战略而定的，它必须根据战略目标的变化而及时调整。通常情况下企业根据近期和中长期发展战略需要制订近期和中远期组织结构。

②顾客满意原则顾客是企业赖以生存和发展的载体，企业设计的组织架构和业务流程必须是以提高产品和服务，满足顾客需求为中心的。要确保设计的组织架构和流程能够以最快捷的速度提供客户满意的产品的服务，组织中各部门的工作要优质、高效达到始于顾客需求，终于顾客满意的效果。 ③精简且全面原则精简原则是为了避免组织在人力资源方面的过量投入，降低组织内部的信息传递、沟通协调成本和控制成本，提高组织应对外界环境变化的灵活性；对于非核心职能，可能的话应比较自建与外包的成本，选择成本最低的方案。全面原则则是体现麻雀虽小，五脏俱全的思想，即组织功能应当齐全，部门职责要明确、具体，这样即使出现一人顶多岗的情况，也能使员工明确认知自身的岗位职责。 ④分工协作原则如果组织中的每一个人的工作最多只涉及到单个的独立职能，或者在可能的范围内由各部门人员担任单一或专业化分工的业务活动，就可提高工作效率，降低培训成本。分工协作原则不仅强调为了有效实现组织目标而使组织的各部门、各层次、各岗位有明确的分工。还强调分工之后的协调。因此在组织机构设计时，必须强调职能部门之间、分子公司之间的协调与配合，业务上存在互补性或上下游关系时，更需要保持高度的协调与配合，以实现公司的整体目标。 ⑤稳定与灵活结合原则

机械设计准则

设计准则机械零件的设计具有众多的约束条件，设计准则就是设计所应该满足的约束条件。 1、技术性能准则技术性能包括产品功能、制造和运行状况在内的一切性能，既指静态性能，也指动态性能。例如，产品所能传递的功率、效率、使用寿命、强度、刚度、抗摩擦、磨损性能、振动稳定性、热特性等。技术性能准则是指相关的技术性能必须达到规定的要求。例如振动会产生额外的动载荷和变应力，尤其是当其频率接近机械系统或零件的固有频率时，将发生共振现象，这时振幅将急剧增大，有可能导至零件甚至整个系统的迅速损坏。振动性稳定准则就是限制机械系统或零件的相关振动参数，如固有频率、振幅、噪声等在规定的允许范围之内。又如机器工作时的发热可能会导致热应力、热应变，甚至会造成热损坏。热特性准则就是限制各种相关的热参数(如热应力、热应变、温升等)在规定范围内。 2、标准化准则与机械产品设计有关的主要标准大致有：概念标准化：设计过程中所涉及的名词术语、符号、计量单位等应符合标准；实物形态标准化：零部件、原材料、设备及能源等的结构形式、尺寸、性能等，都应按统一的规定选用。方法标准化：操作方法、测量方法、试验方法等都应按相应规定实施。标准化准则就是在设计的全过程中的所有行为，都要满足上述标准化的要求。现已发布的与机械零件设计有关的标准，从运用范围上来讲，可以分为国家标准、行业标准和企业标准三个等级。从使用强制性来说，可分为必须执行的和推荐使用的两种。 3、可靠性准则可靠性：产品或零部件在规定的使用条件下，在预期的寿命内能完成规定功能的概率。可靠性准则就是指所设计的产品、部件或零件应能满足规定的可靠性要求。 4、安全性准则机器的安全性包括：零件安全性：指在规定外载荷和规定时间内零件不发生如断裂、过度变形、过度磨损和不丧失稳定性等等。整机安全性：指机器保证在规定条件下不出故障，能正常实现总功能的要求。工作安全性：指对操作人员的保护，保证人身安全和身心健康等等。环境安全性：指对机器周围的环境和人不造成污染和危害。

机械结构设计的方法和基本要求

机械结构设计的方法和基本要求摘要：随着现代机械制造业的快速发展，对机械产品质量也提出更高的要求。从现行大多机械设备设计情况看，更注重以自动化、轻量化、精密型以及高效型等为设计方向。但也有部分设备运行中在噪声、振动问题上较为严重，不仅影响设备综合性能的发挥，也容易对操作人员带来一定的伤害。通过实践研究发现，将动态设计方法引入其中，对提升机械结构设计水平可起到明显作用。关键词：机械结构设计；方法；要求引言机械结构设计是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。 1机械零件结构工艺性分析的重要性日常生产中，在对机器零件进行设计时，要求其结构不仅具体满足使用条件，而且要求结构的工艺性能良好，即具有很强的可行性和经济性。只有满足机械结构设计的工艺性，才能保障生产地顺利进行，还具有零件装载完整、成本消耗少等优点，能在市场竞争中处于优势地位。因此机器零件的结构工艺性设计是进行机械设计的关键，其涉及面广、综合性强，值得深入研究。此外，重视对机械零件的结构工艺性进行分析，可以促进机械加工工艺过程合理化，减少工作量，提高工作效率。具体来讲，应该做好以下几方面工作：1）认真分析机械零件的结构对机械零件（尤其是复杂零件）的结构进行分析时，首先要通过对图纸的详细分析，弄清各零件在产品中的装配关系和作用，再对该零件指数（包括形状、尺寸等）和性质（如粗糙度等）进行详细分析；2）认真分析零件加工工艺性在对机械零件的结构进行了详细、认真分析的基础上，搞清楚各形状和尺寸的设计基准，分析个表面工艺性，检查各加工面设计基准与定位基准是否重合，避免基准链换算而增加计算工作量。 2.机械结构设计常见问题分析 2.1机械结构在温度变化较大时，会产生较大的尺寸变化较长零部件或者机械结构在温度变化较大时，会产生较大的尺寸变化，在设计时应考虑温度变化产生的自由伸缩空间，如可以采用能够自由移动的支座、自由胀缩的管道结构等。 2.2滑动轴承采用接触式密封结构由于滑动轴承比滚动轴承的间隙大，而且滑动轴承发生一些磨损后，轴心产生相应的移动，因此滑动轴承宜采用接触式密封结构。 2.3同一轴上布置两个键时，根据不同的键类型，选择不同的结构方式半圆键是靠侧面传力的，由于键槽较深，若在同一个横剖面内采用对称布置两个半圆键，将严重削弱轴的强度，最好将两个半圆键设计在同一轴向母线上，平键两侧是工作面，上表面与轮毂键槽底面间有间隙，工作时靠轴槽、键及毂槽的侧面受挤压来传递转矩，不能实现轴上零件的轴向固定，靠上下面压紧产生承受载荷，连接处的偏压也承受载荷。 2.4对于带传动、链传动错误的结构设计带传动结构设计时，由于紧边下垂较小，而松边下垂较大，应使紧边在下，

组织结构设计的基本原则

组织结构设计，指对企业的组织等级、运营结构及管理模式等进行再造的过程，EMBA、MBA等常见经营管理教育均组织结构设计方法有所探究。一、定义组织结构设计，是通过对组织资源（如人力资源）的整合和优化，确立企业某一阶段的最合理的管控模式，实现组织资源价值最大化和组织绩效最大化。狭义地、通俗地说，也就是在人员有限的状况下通过组织结构设计提高组织的执行力和战斗力。企业的组织结构设计是这样的一项工作：在企业的组织中，对构成企业组织的各要素进行排列、组合，明确管理层次，分清各部门、各岗位之间的职责和相互协作关系，并使其在企业的战略目标过程中，获得最佳的工作业绩。从最新的观念来看，企业的组织结构设计实质上是一个组织变革的过程，它是把企业的任务、流程、权力和责任重新进行有效组合和协调的一种活动。根据时代和市场的变化，进行组织结构设计或组织结构变革（再设计）的结果是大幅度地提高企业的运行效率和经济效益。二、目的

创建柔性灵活的组织，动态地反映外在环境变化的要求，并在组织成长过程中，有效地积聚新的组织资源，同时协调好组织中部门与部门之间的关系，人员与任务间的关系，使员工明确自己在组织中应有的权力和应承担的责任，有效地保证组织活动的开展。三、主要内容 1、职能设计职能设计是指企业的经营职能和管理职能的设计。企业作为一个经营单位，要根据其战略任务设计经营、管理职能。如果企业的有些职能不合理，那就需要进行调整，对其弱化或取消。 2、框架设计框架设计是企业组织设计的主要部分，运用较多。其内容简单来说就是纵向的分层次、横向的分部门。 3、协调设计

协调设计是指协调方式的设计。框架设计主要研究分工，有分工就必须要有协作。协调方式的设计就是研究分工的各个层次、各个部门之间如何进行合理的协调、联系、配合，以保证其高效率的配合，发挥管理系统的整体效应。 4、规范设计规范设计就是管理规范的设计。管理规范就是企业的规章制度，它是管理的规范和准则。结构本身设计最后要落实并体现为规章制度。管理规范保证了各个层次、部门和岗位，按照统一的要求和标准进行配合和行动。 5、人员设计人员设计就是管理人员的设计。企业结构本身设计和规范设计，都要以管理者为依托，并由管理者来执行。因此，按照组织设计的要求，必须进行人员设计，配备相应数量和质量的人员。 6、激励设计激励设计就是设计激励制度，对管理人员进行激励，其中包括正激励和负激励。正激励包括工资、福利等，负激励包括各种约束机制，也就是所谓的奖惩制度。激励制度既有利于调动管理人员的积极性，也有利于防止一些不正当和不规范的行为。

2020年嵌入式系统设计师考试大纲内容

2020年嵌入式系统设计师考试大纲内容一、考试说明 1、考试目标通过本考试的合格人员能根据项目管理和工程技术的实际要求，按照系统总体设计规格进行软、硬件实际，编写系统开发规格说明书等相应的文档；组织和指导嵌入式系统靠法实施人员实施硬件电路、编写和调试程序，并对嵌入式系统硬件设备和程序进行优化和集成测试，开发出符合系统总体设计要求的高质量嵌入式系统；具有工程师的实际工作能力和业务水平。 2、考试要求：（1）掌握科学基础知识；（2）掌握嵌入式系统的硬件、软件知识；（3）掌握嵌入式系统分析的方法；（4）掌握嵌入式系统设计与开发的方法及步骤；（5）掌握嵌入式系统实施的方法；（6）掌握嵌入式系统运行维护知识；（7）了解信息化基础知识、信息技术引用的基础知识；（8）了解信息技术标准、安全，以及有关法律的基本知识；（9）了解嵌入式技术发展趋势；（10）正确阅读和理解计算机及嵌入式领域的英文资料。

3、考试科目（1）嵌入式系统基础知识，考试时间为150分钟，笔试，选择题；（2）嵌入式系统应用技术（案例分析），考试时间为150分钟，笔试，问答题。二、考试范围考试科目1：嵌入式系统基础知识 1.计算机科学基础 1.1数制及转换 ·二进制、八进制、十进制和十六进制等常用数制及其相互转换 1.2数据的表示 ·数的机内表示（原码、反码、补码、移码，定点和浮点，精度和溢出） ·字符、汉字、声音、图像的编码方式 ·校验方法和校验码（奇偶验码、海明校验码、循环校验码） 1.3算术和逻辑运算 ·计算机中的二进制数运算方法 ·逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简 1.4计算机系统结构和重要部件的基本工作原理 ·CPU和存储器的组成、性能、基本工作原理 ·常用I/O设备、通信设备的性能，以及基本工作原理 ·I/O接口的功能、类型和特点 ·虚拟存储存储基本工作原理，多级存储体系

机械结构设计的原则和特点

5.1.1机械结构设计的任务机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。 5.1.2机械结构设计特点机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 5.2机械结构件的结构要素和设计方法 5.2.1结构件的几何要素机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，

一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 5.2.2结构件之间的联接在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外，还必须研究零件之间的相互关系。零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的，所以，主轴与导轨之间位置相关；而刀架与主轴之间为运动相关。多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理地选择材料的热处理方式、

机械结构设计准则汇总

机械结构设计准则汇总第一部分、塑料件 1、概述：注塑件设计的一般原则: z 充分考虑塑料件的成型工艺性，如流动性； z 塑料件的形状在保证使用要求的前提下，应有利于充模，排气，补缩，同时能适应高效冷却硬化； z 塑料设计应考虑成型模具的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程度，同时应充分考虑到模具零件的形状及制造工艺，以便使制品具有较好的经济性： z 塑料件设计主要内容是零件的形状、尺寸、壁厚、孔、圆角、加强筋、螺纹、嵌件、表面粗糙度的设计。 1.1、常用塑料介绍常用的塑料主要有 ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM 等，其中常用的透明塑料有 PC、PMMA、PS、AS。高档电子产品的外壳通常采用 ABS+PC；显示屏采用 PC，如采用 PMMA 则需进行表面硬化处理。日常生活中使用的中底挡电子产品大多使用 HIPS 和 ABS 做外壳，HIPS 因其有较好的抗老化性能，逐步有取代 ABS 的趋势。 1.2、常见表面处理介绍表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。ABS、HIPS、PC 料都有较好的表面处理效果。而 PP 料的表面处理性能较差，通常要做预处理工艺。近几年发展起来的模内转印技术（IMD）、注塑成型表面装饰技术（IML）、魔术镜（HALF MIRROR）制造技术。 IMD 与 IML 的区别及优势： 1、 IMD 膜片的基材多数为剥离性强的 PET，而 IML 的膜片多数为 PC。 2、 IMD 注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合，而 IML 是整个膜片履在树脂上。 9 3、 IMD 是通过送膜机器自动输送定位，IML 是通过人工操作手工挂。 1.3、外形设计对于塑料件，如外形设计错误，很可能造成模具报废，所以要特别小心。外形设计要求产品外观美观、流畅，曲面过渡圆滑、自然，符合人体工程。现实生活中使用的大多数电子产品，外壳主要都是由上、下壳组成，理论上上下壳的外形可以重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素影响，造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳）或底刮（底壳大于面壳）。可接受面刮<0.15mm，可接受底刮<0.1mm。所以在无法保证零段差时，尽量使产品：面壳>底壳。一般来说，上壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，所以缩水率选择较大，一般选 0.5%。底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，一般选 0.4%。

塑料件结构设计基本原则

可怜的机械狗之塑料件结构设计基本原则（一）一，产品结构设计前言正式进入话题之前，咱先抱怨两句，机械工程的待遇可真不咋地，奉劝想要进入机械行业的童鞋们三思后行。待遇低，工作环境差就算了，可美女咋也凤毛麟角呢！都说机械好就业，工作稳定，可那初始工资真是没得说，就说自己刚毕业时，每月2000块，去厂房里做装配工，铁块在手里滚来滚去，整天脏兮兮的，还累的跟狗一样。可相比较其他呢，那些学计算机的，学财务，学管理的，那待遇真是没法比，想我当时就是因为看这个专业名字好听，就跳坑里了。虽然这个说，可梦想仍在，咱还是要向着那里走着，一点一点地走。进入正题，在玩具，消费类电子产品，大小家电，汽车等相关行业中，都离不开产品的结构设计，各种有形的产品，配件等都必须先确定其外形，所以是产品结构设计是产品研发阶段的核心之一。就拿消费类电子产品来说，结构，硬件，软件是产品研发的三个主要工作团体，而硬件与结构又是结合最紧密的。一般公司要研发一款产品，首先是市场部签

发开发指令，经过部门评审后，研发部开始进行结构外观建模，然后再进行建模评审，评审通过后，才开始内部的结构设计，然后才是做手板，开模，试模，试产，量产等。而其中的内部结构设计就是产品结构设计师最主要的工作内容。在我国，工业外观设计跟结构设计是分开的，就是说决定产品初步外观的并不是机构工程师，而是工业设计师，他们会依照市场调差和基本的性能需要去绘制产品的外观，这个当然需要一定绘画艺术和审美能力。可怜大多说人都怀疑作为理工科的结构工程师欠缺这些细胞，可事实好像也是这样。最近接手国外的一个充电器产品，是他们已经做好了3D图，要我们来开模生产，可是拿到手后根本开不了膜，不符合开模要求，当然做个样品可以用3D打印做出来，可想要大批量的还是要靠传统模具。这体现了结构工程师的作用了，尽可能保证产品用料，外观，性能，工艺，装配的最佳化，就是在各个环节省钱省时省力，想想就够累的啊！二，塑料件料厚我们接触的很多产品是塑料件，其大部分塑料件都是通过塑胶模具注塑成型，而料厚是塑料

《机械设计基础》答案.. ()()

《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析 1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 自由度为：或： 1－6 自由度为或： 1－10 自由度为：或： 1－11 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心

1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：s mm l AB /100=，s mm l BC /250=， s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。在三角形ABC 中， BCA AB BC ∠= sin 45sin 0 ，52sin = ∠BCA ，5 23cos =∠BCA ， 0 45 sin sin BC ABC AC =∠，mm AC 7.310≈ 1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=，mm l AB 90=，s rad /101=ω，求00=θ和0180=θ时，从动件角速度2ω的数值和方向。 00=θ时方向如图中所示当0180=θ时方向如图中所示

第二章平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。（1）双曲柄机构（2）曲柄摇杆机构（3）双摇杆机构（4）双摇杆机构 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？解：（1）根据题已知条件可得：工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时：（2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆100，且mm l mm l AD CD 1000,500==。（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇计算此机构的最小传动角。解：以踏板为主动件，所以最小传动角为0度。 2-6 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度mm l 1003=，摆角030=ψ，摇杆的行程速比变化系数2.1=K 。（1）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇

结构设计的基本原则

结构设计的“四项基本原则” (2007-03-30 15:07:49) 转载标签：结构设计刚柔相济，多道防线，抓大放小，打通关节 1、刚柔相济合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。结构是刚多一点好，还是柔多一点好？刚到什么程度或柔到什么程度才算合适呢？这些问题历来都是专家们争论的焦点，现今的规范给出的也只是一些控制的指标，但无法提供“放之四海皆准”的精确答案。最后，专家们达成难以准确言传的共识：刚柔相济乃是设计者的追求。道也许都是相通的。想想看，人应该是刚多一点好还是柔多一点好呢？思考的哲人们对此各抒已见，力求给出处世的灵丹妙方。总的来讲，做人太刚和太柔都不受推崇。过份刚强者，应变能力差，难以找到共同受力的合作者，便要我行我素，要鹤立鸡群，即使面对任何突然袭来的恶势力，亦敢于硬顶硬撞而不留变通的余地，这种时候必须有足够的刚度才能立于不败，否则一旦后继乏力，油尽灯枯就会发生脆性破坏，导致伤痕累累、体无完肤的灭顶之灾。在盛赞这种刚气之余，却鲜有人能够或者愿意完全去做到，英雄的眼泪大抵只有英雄自己能体味。人们唯有感叹道：精神可嘉，方法难取！世人处世多以“柔”为本，退一步海阔天空，和为贵。柔者易于找到共同受力的构件以协同消化和抵抗外力。但过柔亦为人所不耻。因为“柔”必然产生变形以适应外力，太柔的结果必然是太大的变形，甚至会导致立足不稳而失去根本。处世极为圆滑者，八面玲珑，见风使舵，整日上窜下跳，左右逢源，活得游刃有余，这种柔得无形，表面上着实不容易受到伤害，骨子里却难免有“似我非我”的疑问，弄不好会个性丧失、面目全非，可能还免不了要背上奴颜婢膝的骂名。所以古人在长期的实践后发现了中庸之道最适合生存。用现代的话来讲大意是做人最好既有原则性又有灵活性，也就是刚柔相济。刚是立足之本，必要刚度不能少，如此方能控制变形在可以忍受的范围内，才不会失掉本质的东西；柔为护身之法，血肉之躯刚度毕竟有限，要学会以柔克刚，不断提高消化转换外力的能力，有时候，牺牲一点变形来抵抗突然到来的摧毁力是必要的，也是值得的，但应以不失去自我为度。只可惜“道可道，道难行”。不是想刚就能刚，想柔便得柔的，刚柔相济只是理想中的“模糊结构”，每个人的组成材料千差万别，生存的地基也不尽相同，所受的外力更难统一定性。如此的差异下，企望哲人们找到统一的、万无一失的处世良方实在勉为其难。不过，每个人如果都能给自己多一点时间，去思考一下适合于自身的结构体系，想必这世界会有另一番光景。 2、多道防线安全的结构体系是层层设防的，灾难来临，所有抵抗外力的结构都在通力合作，前仆后继。这时候，如果把“生存”的希望全部寄托在某个单一的构件上，是非常非常危险的。多肢墙比单片墙好，框架剪力墙比纯框架好等等，就是体现了多道防线的设计思路。也许我们会自信计算的正确性，但更要牢记绝对安全的防备构件是不存在的，还是应该多多考虑：当第一道防线跨了，

《嵌入式系统》设计方案

移动打印终端终嵌入式系统设计方案阅读目录一项目概述 (2) 二系统总体架构 (2) 2.1.1 各功能部件作用 (3) 2．2．1 手持式扫描仪 (3) 2．2．2 嵌入式开发板 (4) 2．2．3 微型打印机的选型 (5) 2．2．4．远程服务器 (5) 三软/硬件设计 (5) 3．2 硬件设计 (7) 3．2．1 嵌入式开发板和扫描仪的连接 (7) 3．2．2嵌入式开发板和远程服务器的连接 (7) 3．2．3 嵌入式开发板和微型打印机的连接 (7) 四各驱动程序的设计（软件设计） (7) 4．1 打印机驱动的设计 (7) 4．1．1定义设备号和设备名 (7) 4.1.2 设备驱动初始化函数和清除函数 (8) 4．编译扫描仪制备驱动 (12) 5.加载设备 (12) 4.1.3 扫描仪驱动设计 (13) 4.1.4 网络通信模块及服务器的开发 (14) 4.1.5系统应用程序设计 (15) 五系统调试 (16)

一项目概述 1．1 系统设计的必要性与PC 终端的比较在信息社会中，打印终端应用非常广泛，比如超市的收银系统、图书管的借还书系统、移动营业厅的话费打印系统等场合，我们都可以看到打印终端的身影。传统打印终端通常都是由PC 加上一个微型打印机构成，这种架构的打印终端价格比较昂贵，体积庞大，移动笨拙，使用十分不方便。随着嵌入式技术的发展，许多原来基于PC 的应用都纷纷转向基于嵌入式技术来实现。基于嵌入式技术的产品具有非常明显的优势，如价格便宜、功耗低、体积小及移动方便等。具体到打印终端这个产品上来说，可以从下表看出基于PC 的打印终端和基于嵌入式的打印 1．2 系统的主要功能本项目实例中拟开发的嵌入式移动打印终端是解决从数据输入、数据处理和数据输出的一体化系统，它提供下列几个功能 ● 数据录入功能：支持从扫描仪端录入数据； ● 通过网络到数据库查询； ● 数据打印功能二系统总体架构嵌入式移动终端是一套完整的嵌入式应用系统，包括和硬件和软件两部分，这一节先说一下硬件方面的设计。 2．1 系统硬件组成的部件 ● 数据输入部件（手持扫描仪）—完成数据输入功能； ● 数据处理部件（嵌入式开发板和远程服务器）—完成数据处理任务 ● 数据输出部件（微型打印机）—完成数据打印功能；各个部件之间的关系如图

机械结构设计基本原则

机械结构设计基本原则目录一、改善力学性能的结构设计原则... (一）载荷分担原则.．. (二）均匀受载原则（载荷均布）... （三)附加力自平衡原则（载荷平衡)... （四)减小应力集中．.．（五）提高接触强度原则．．. (六）提高刚度原则... (七）变形协调原则... （八）等强度原则... (九）其它．.. 二、改善制造工艺性的结构设计原则．．. （一）焊接件结构设计原则..．（二)铸件结构设计原则.．. (三）切削件结构设计原则... (四)锻件结构设计原则... (五)薄板件结构设计原则... (六）其它... 三、提高装配质量的结构设计原则... （一）便于运送原则... （二)便于方位识别原则．.. (三)方便抓取原则.．. （四)方便定位原则.．. (五）简化装配操作原则...

（六)可装配原则..． (七)各装配面依次装配原则．．. (八）简单联接件原则... (九）便于拆卸原则．.. 四、提高精度的结构设计原则... (一)阿贝（Abbe）原则..． (二）误差校正与补偿.．． (三)误差均化．.． (四)误差配置．.. (五)位置精确微调... 五、宜人化结构设计原则... （一）减小操作者疲劳的结构.．. (二）易于发力的结构..．（三）减少操作者观察错误的结构．．． (四）减少操作者操作错误的结构... （五)考虑人体的振动特性的结构及减少操作环境噪声的结构0. （六)减弱工作环境光线照度的结构.．. (七)保证合适工作环境温度的结构... 六、其它机械结构设计要求简介... （一）减轻腐蚀的结构... （二）符合材料热胀冷缩性质的结构.．. 讨论题...