本書結(jié)合杭州電子科技大學(xué)電子信息學(xué)院電子信息類專業(yè)創(chuàng)新性實驗課程教師團(tuán)隊多年積累的教學(xué)經(jīng)驗編寫而成,內(nèi)容涵蓋創(chuàng)新的基本理念、五大類創(chuàng)新實驗、制作調(diào)試方法、評價體系等幾部分。由于實驗課內(nèi)容豐富,涉及范圍廣,因此本書僅重點選取了混沌理論在加解密領(lǐng)域的應(yīng)用、智能家居系列創(chuàng)新實驗系統(tǒng)設(shè)計、智能小車系列創(chuàng)新實驗系統(tǒng)設(shè)計、人體健康系列創(chuàng)新實驗系統(tǒng)設(shè)計等內(nèi)容,每個實驗設(shè)計了基本要求、發(fā)揮方向,并提供了設(shè)計參考方案。本書最后設(shè)計了一個大型創(chuàng)新的音頻信號采樣、分析、傳輸及顯示實驗,旨在培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊意識與協(xié)作能力。
本書可用于創(chuàng)新性實驗課教學(xué),也可供電子信息類專業(yè)學(xué)生電子競賽集訓(xùn)、課外科技項目申報及畢業(yè)設(shè)計選題設(shè)計等參考使用。
目前高等教育已經(jīng)把培養(yǎng)具有工程實踐和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才作為首要目標(biāo),為此開展了各類學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練等活動。這類活動一般只針對部分能力特別突出的學(xué)生,參與人數(shù)有限。為進(jìn)一步擴(kuò)大創(chuàng)新教育受益面,許多高校建立了相應(yīng)的創(chuàng)新實驗基地,開設(shè)專門的創(chuàng)新性實驗課程,以便讓學(xué)生在完成基礎(chǔ)課實驗之余進(jìn)行大型綜合設(shè)計、創(chuàng)新性實驗。
杭州電子科技大學(xué)電子信息學(xué)院于2010年開設(shè)了電子信息類創(chuàng)新實驗課程。課程進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新興趣,較好的培養(yǎng)和鍛煉了其創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊協(xié)作精神。由于課程內(nèi)容具有較強(qiáng)的發(fā)散性,涉及專業(yè)知識范圍較廣,實驗教材編寫難度較大,課程教師團(tuán)隊經(jīng)過多年的教學(xué)經(jīng)驗積累,結(jié)合學(xué)生很多優(yōu)秀作品的設(shè)計思路及內(nèi)容,編寫了本書。書中內(nèi)容涵蓋創(chuàng)新基本理念、五大類創(chuàng)新實驗、制作調(diào)試方法、評價體系等幾大部分,可用于電子信息類專業(yè)創(chuàng)新實踐課教學(xué),使學(xué)生更好地了解本專業(yè)的創(chuàng)新選題、創(chuàng)新思路和創(chuàng)新方法,培養(yǎng)學(xué)生各方面的綜合素養(yǎng),提升創(chuàng)新實驗課程的效果。
本書第1章介紹了創(chuàng)新的基本理念、創(chuàng)新途徑及應(yīng)用,在章末以二維碼的形式設(shè)置了思政理念、課程實施管理等內(nèi)容,可供讀者下載學(xué)習(xí)。
第2章至第5章規(guī)劃了創(chuàng)新實驗內(nèi)容,分別為混沌理論在加解密領(lǐng)域的應(yīng)用、智能家居系列創(chuàng)新實驗系統(tǒng)設(shè)計、智能小車系列創(chuàng)新實驗系統(tǒng)設(shè)計、人體健康系列創(chuàng)新實驗系統(tǒng)設(shè)計。
第6章規(guī)劃了一個大型創(chuàng)新實驗項目,為音頻信號采樣、分析、傳輸及顯示實驗,通過各種方式傳輸并顯示音頻信號。本實驗項目需要學(xué)生合作完成,從而可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊意識與協(xié)作能力。
第7章介紹了電子系統(tǒng)設(shè)計制作及調(diào)試方法。
附錄介紹了電子系統(tǒng)設(shè)計所需的資料模板及考核評分標(biāo)準(zhǔn)等。
由于編者水平有限,書中難免有不足之處,敬請讀者批評指正。
作 者
2022年10月
第1章 概述 1
1.1 創(chuàng)新的基本理念 1
1.2 創(chuàng)新途徑及應(yīng)用 1
第2章 混沌理論在加解密領(lǐng)域的應(yīng)用系列創(chuàng)新實驗 5
2.1 混沌數(shù)字水印加解密實驗 6
2.2 混沌圖像加解密實驗 11
2.3 混沌文件加解密實驗 15
2.4 混沌人臉識別加解密實驗 21
2.5 混沌遙控密碼鎖加解密實驗 23
第3章 智能家居監(jiān)控系統(tǒng)系列創(chuàng)新實驗 33
3.1 智能家居環(huán)境溫度、濕度、光照度自動調(diào)節(jié)實驗 34
3.2 智能家居門禁及安防系統(tǒng)實驗 40
3.3 智能插座實驗 48
第4章 智能小車系列創(chuàng)新實驗 59
4.1 尋跡避障小車實驗 59
4.2 二輪平衡車實驗 68
4.3 跟蹤小車實驗 76
第5章 人體健康系列創(chuàng)新實驗 81
5.1 肺活量測量實驗 82
5.2 血壓測量實驗 87
5.3 心率及血氧濃度測量實驗 91
第6章 音頻信號采樣、分析、傳輸及顯示實驗 94
6.1 實驗?zāi)繕?biāo) 94
6.2 參考方案 94
第7章 電子系統(tǒng)設(shè)計制作及調(diào)試方法 110
7.1 電子系統(tǒng)設(shè)計制作 110
7.2 電子系統(tǒng)調(diào)試 112
附錄A 創(chuàng)新性實驗報告模板 115
附錄B 創(chuàng)新性實驗——多功能電參數(shù)測量系統(tǒng) 122
附錄C 創(chuàng)新性實驗選題申請表模板 124
附錄D 創(chuàng)新性實驗中期檢查表模板 126
附錄E 創(chuàng)新性實驗評分標(biāo)準(zhǔn) 127
參考文獻(xiàn) 128