中国科学院2017寒假科研营——电子信息与通信工程方向

明德立人 理工 2017-07-18 16:22:53
中国科学院2017寒假科研营——电子信息与通信工程方向


中国科学院2017寒假科研营——电子信息与通信工程方向(工业总线、轨道交通车载总线、电网智能设备通信)
 
项目简介

随着工业自动化、城市轨道交通及智能电网的普及发展,通信系统在其中扮演着不可或缺的角色。例如,在工业智能化生产线、轨道交通及汽车无人驾驶、智能变电站的无人值守等先进技术中,现代先进的有线及无线通信技术得到了大规模的应用。本项目针对导师曾开发的实际工程设备,以实物演示方式对设备中通信系统硬件构架、通讯协议及软件编程等进行详细讲解,并组织学员分组完成三类应用场合下的通信及控制系统的开发项目(工业现场总线、车载总线、电网设备通信)。学员通过暑期科研营与导师学习和交流,充分了解目前工业设备中主流通信系统的构架,详知通信系统开发流程,积累参与项目开发及动手经验。
此实习项目主要针对计划申请电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术、自动化等专业学员所设计。项目以学员动手开发的通信系统及现场演说的设计报告为最终考核方式,实习结束后导师根据学生表现出具推荐信。
 
项目内容
本实习项目主要介绍工业设备、车载设备、电力设备中的主流通信和控制系统的工作原理及开发流程,主要分以下几个部分:
(1)讲述通信原理、编码和校验,并对现有主流通信方式,协议及应用进行梳理介绍;对通信系统设计用到的开发工具进行简单介绍,主要包括C语言、VC++、FPGA、DSP、vxWorks;
(2)专题一:工业控制总线
介绍目前流行工业控制总线及其通讯协议,包括232,485,profibus等,详细介绍485总线及MODBUS协议,结合台达ASDA-A2伺服电机驱动器及总线控制器,演示及详细讲解其工作过程。组织学员完成基于TCP/MODBUS协议的群控项目。
(3)专题二:车载控制总线
简单介绍目前流行车载控制总线及其通信协议,包括高铁、地铁、磁悬浮、电动汽车等。详细介绍CAN总线及CANOPEN协议,结合某型号地铁牵引控制器,演示及详细讲解其通信过程。组织学员完成上位机+DSP控制器的CAN通讯项目。
(4)专题三:电力系统通讯
简单介绍目前流行电网电力系统控制通信方式及通信协议,包括光纤通讯,以态网通讯,通讯协议包括IEC60044-8,IEC61850-9-1,IEC60870-5-104。详细介绍电力设备与SCADA通讯的IEC60870-5-104协议,结合某电力设备控制器,演示及详细讲解其通讯过程。组织学员完成基于IEC104协议的通信项目。
 
师资背景
教师任职于中国科学院,博士,副研究员/副教授,IEEE会员,IEEE Power Electronics及《中国电机工程学报》审稿专家。以第一作者发表SCI及EI论文20余篇,专利3项。主要研究方向为:工业总线通信及自动化控制、轨道交通车载总线通信及控制理论、电力系统通信规约及控保系统研究。主持国家自然科学基金1项,参与多项国家863、国家科技支撑计划项目、大型企业委托开发项目,主要主持或参与相关项目有:智能识别瞄准随动装置的通信和控制系统、轨道交通地铁车辆通信与控制系统、高速磁浮交通车辆通信与控制系统、南方电网高压直流输电通信和控制系统等。
 
招生对象及要求
大二以上优秀本科生及部分优秀高中生,计划申请电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术、自动化等专业学员所设计,具备通信原理相关知识及C语言功底。为了让学生可以更好的完成科研项目,项目组会以笔试和面试的形式对学生进行筛选。
 
行程安排
时间:2017年2月1日-2月7日

 

日期 时间 项目进度 Lab相关
2月1日 下午 外地学生入住酒店,学生自我介绍分组,老师介绍项目情况  
2月2日 上午 讲述通信系统相关理论知识,介绍现阶段主流通信方式 C语言,DSP,FPGA,VC++培训
下午 对通信系统设计的基础知识、需要用到的编程语言及工具进行培训
2月3日 上午 工业总线专题:介绍目前流行工业控制总线及其通信协议,详细介绍以态网通讯、485总线及MODBUS协议 C语言实现ethernet通讯
下午 实验一:培训C语言在VC++平台下实现各学员之间TCP/IP通信
2月4日 上午 案例一:结合台达ASDA-A2伺服电机驱动器及总线控制器,讲述工业控制总线实现 基于TCP/MODBUS工业设备群控项目
下午 实验二:结合上午讲解内容,分小组完成基于TCP/MODBUS工业设备群控项目开发
2月5日 上午 车载总线专题:介绍目前流行车载控制总线及其通讯协议,详细讲解CAN总线及CANOPEN协议。
案例二:结合某型号地铁牵引控制器,演示及详细讲解其通信系统
基于CAN总线的车载通信项目
下午 实验三:结合上午讲解内容,完成上位机+DSP控制器的CAN通信项目开发
2月6日 上午 电网设备通信专题:简单介绍目前流行电网电力系统控制通信方式及通信协议
案例三:结合某电力设备控制器,详细介绍电力设备与SCADA通信的IEC104协议
基于IEC104规约的电力系统设备通信项目
下午 实验四:完成基于IEC104规约的电力系统设备通讯项目
2月7日 上午 对之前实习项目进行指导和答疑,组织学员分组编写项目总结演讲报告 项目成果演示,知识与心得分享
下午 组织学员分组演讲项目总结报告及心得,导师对实习项目进行总结
 

备注:实际行程安排顺序可能会根据特定原因进行调整

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