基于zigbee的车辆数据采集传感器的研究说明书

12图26ZIGBEE协议栈结构FIG26ZIGBEEPROTOCOLSTACKSTRUCTURE与服务与服务原语不同，协议定义了网络对等层之间的帧格式、意义和交换方式，各层实体利用协议来实现服务，对于帧在网络各层之间的传输，当从下层向上层传输时，每层都会在传输的帧中附加上反映本层相关信息的数据，分别成为帧的首部和尾部。而从下层向上层传输时，各层将附加信息去掉。以下是ZIGBEE各层帧结构示意图（1）物理层按分层的网络体系结构，每一层都要在发送的数据上附加上自己的协议信息，以形成协议数据单元11。物理层协议数据单元（PPDU）又称物理层数据包，其格式如表22所示。表21物理层帧结构TABLE21PHYSICALLAYERFRAMESTRUCTURE4字节1字节1字节可变前同步码帧定界符帧长度保留位1位PSDU同步包头物理层包头物理层载荷由于发送端按一定的是延发送连续的位流，而接收端必须在时间上保持与发送端相同才能正确的接收数据，这称为同步。同步又分为位同步和帧同步；位同步的功能是实现位的锁定，而帧同步时实现数据包的定界和识别。采用发送同步包头的方法引导接收端与发送端实现同步，同步包头由4字节的前同步码和1字节的帧定界。（2）MAC层一个完整的MAC层帧由帧首部，帧载荷（数据）和帧尾3部分组成。其中帧首部又由若干个域按一定的顺序排列，但并不是所有的帧中都包含有全部的域。MAC层帧结构如表23所示。由图可见，帧首部有帧控制域，序列号，地址域等，其中地址域又包含目的PAN标识符，目的地址，源PAN标识符和源地址等。3表22MAC层帧结构TABLE22MACLAYERFRAMESTRUCTURE2字节1字节0/2字节0/2/8字节0/2字节0/2/8字节可变2字节目的PAN标识符目的地址源PAN标识符源地址帧控制序列号地址域帧载荷FCSMHRMAC层帧首部MACPAYLOADMAC载荷MFR帧尾ZIGBEE的MAC层有4种不同的帧信标帧，数据帧，确认帧和命令帧。信标帧在使用信标的网络中，网络协调器周期性的发送信标，表示一个超帧的开始，信标中包含了PAN的基本信息，其总体结构与MAC层帧相同。数据帧数据帧中包含目的地址子域或源地址子域，取决于帧控制域的配置，帧序列号应为当前MACDSN的值，数据帧载荷子域的内容是上层要求MAC层传输的数据。确认帧确认帧仅包含控制域，序列号和校验码。命令帧设备通过发送命令与协调建立连接。（3）网络层网络层帧是网络层的协议数据单元（NPDU），它由下列两部分组成网络帧首部，包含帧控制，地址和序列信息等；长度可变的帧载荷，即帧所传送的信息；下图是网络帧通用结构表23网络帧通用结构TABLE23GENERALSTRUCTUREOFTHENETWORKFRAME2字节2字节2字节0/1字节0/1字节可变长目的地址源地址广播半径域广播序列号帧控制域路由域帧载荷网络层首部网络层的有效载荷帧控制域包含了帧的类型，地址，序列号以及其他一些信息。其结构如图25所示4表24网络帧控制域结构TABLE24CONTROLFIELDSTRUCTUREOFNETWORKFRAME012567891015帧类型协议版本发现路由保留安全性保留（4）应用层APS帧（APDU）由以下两部分组成APS首部，包含帧控制及地址信息；APS帧载荷，即帧传输的有效数据，其长度可变。APS帧的结构如表26所示表25APS帧结构TABLE25STRUCTUREOFAPSFRAME1字节0/1字节0/1字节0/2字节0/1字节可变目的端点簇标识符模板标识符源端点帧控制域帧地址域帧载荷APS首部APS载荷由上图可以看出，APS首部由帧控制域和地址域组成。其中地址域的各子域根据具体情况不同可以不存在。帧控制域的长度为1字节，包含了有关帧类型，寻址，标志等信息。232ZIGBEE网络中的设备根据设备功能的不同，IEEE802154把ZIGBEE网络中的节点设备分为两种全功能设备（FULLFUNCTIONDEVICE,FFD）可工作于所有网络结构，可作为网络中的协调器、路由器，能够和网络中的任何节点通信。简化功能设备（REDUCEDFUNCTIONDEVICE，RFD）一些功能简单的设备，仅能与FFD通信彼此之间不能直接通信,，无法作为网络的协调器或路由器。FFD可以提供信息双向传输与FFD、RFD之间都可以建立直接通信，而RFD却只能与FFD通信，RFD和RFD之间无法通信。RFD的构造相对简单，因此任务比较单一，在传感器网络中，它们的任务一般只是将采集的数据信息发送给它的协调点，像数据转发、路由发现和维护等功能RFD并不具备。相对于FFD，RFD占用资源少，需要的存储容量也小，成本比较低。和RFD不同，FFD增加了内存和其他电路，在ZIGBEE网络中，FFD扮演着在无线传感器网络中汇聚节点的角色，通常称作PAN协调点。一个ZIGBEE网络中只有一个PAN协调点，PAN协调点其实就是一个特殊的FFD，它具有较强大的功能，是整个网络的主控节点，主要工作有建立起新网络、设定网络参数、管理网络中的各个节点和存储ZIGBEE网络节点信息等。FFD和RFD两种设备都可以作为终端节点加入ZIGBEE网络。此外，普通FFD在它的个人操作空间（POS）中也可以充当协调点，但是这种普通FFD与PAN协调点不同,它仍然受PAN协调点的控制。ZIGBEE中每个协调点直接连接的节点数最多可以达到255个，而每一个ZIGBEE网络最多可容纳65535个节点。19在本研究课题中，过车传感器是RFD设备，只负责车辆数据的采集、处理、存储和发送。5233ZIGBEE技术的原语在ZIGBEE协议栈中，每一层通过使用下一层提供的服务完成自己的功能，同时对上层提供服务，网络的通信在对等的层次上进行。这些服务是设备中的实体通过发送服务原语来实现的。所谓的服务原语是代表相应服务的符号和参数的一种格式化，规范化的表示，它与服务的具体实现方式没有关系。不同的服务原语可带有不同的个数，不同的形式参数，它们共同描述了该服务。在ZIGBEE技术中存在着以下四种类型的原语请求原语指示原语响应原语确认原语原语的书写形式包含了服务的实体，原语的功能及原语的类型，物理层数据访问类型原语用PD开头，物理层管理类原语用PLME开头；MAC层数据服务原语用MCPS开头，MAC层管理服务原语用MLME开头；网络层数据服务原语用NLDE开头，网络层管理服务原语用NLME开头；应用层支持子层数据服务原语用APSED开头，应用支持子层管理服务原语用APSME开头等。表26原语的书写形式TABLE21FORMSOFPRIMITIVE服务类原语管理类原语物理层PDPLMEMAC层MCPSMLME网络层NLDENLME应用层APSEDAPSME例如，物理层的检测请求原语为PLMEEDREQUEST,MAC层的与协调器同步请求原语为MLMESYNSREQUEST,络层的网络发现确认原语为NLMENETWORKDISCOVERYCONFIRM等。原语都是发送给服务实体相邻层的。原语的基本概念与作用如果图21所示P层服务提供者（M层）用户1请求（N层）用户2指示（N层）用户2响应（N层）请求（M层）确认（M层）用户1确认（N层）图27服务原语示意图FIG27SERVICEPRIMITIVESKETCH图27中表示的是两用户在对等层上通过服务原语实现信息交换的示意图。N1用户向它的M层发出服务请求，它引起N2用户的M层向N2用户发出指示原语，通告某事件的6发生。N2用户通过响应原语作出回应。N1的M层向用户发送确认原语，指示气球原语执行的结果。至此，N1用户的一次服务完成。右侧图是M层应用向P层发送服务原语，P层根据原语执行的结果向M层返回确认原语。234ZIGBEE网络拓扑结构ZIGBEE网络主要有三种拓扑结构，星型网、网状网和混合网。星型网（图28A）是由一个PAN协调点和一个或多个终端节点组成的。PAN协调点负责发起建立和管理整个网络，因此它必须是FFD，而其它的终端节点一般为RFD，在PAN协调点的控制之下，直接与PAN协调点进行通信。星型网通常适用于用于节点数量较少的场合。MESH网（图28B）一般是由若干个FFD连接在一起形成，这几个FFD之间通信是完全的对等的，在其无线通讯范围内，每个节点都可以与其它节点通信。MESH网中，通常将发起建立网络的那个FFD节点设置为PAN协调点。由于节点均为FFD，MESH网具有很高可靠性，而且具有“自恢复”能力，它可以为传输的数据包提供多条路径，即使一条路径出现故障，则依然存在另外一条或多条路径可以选择。图28ZIGBEE网络拓扑结构FIG28ZIGBEENETWORKTOPOLOGYMESH网可以通过FFD扩展网络，组成MESH网与星型网构成的混合网（图28C）。混合网中，终端节点采集的信息首先传到同一子网内的协调点，再通过网关节点上传到上一层网络的PAN协调点。混合网一般适用于覆盖范围较大的网络。235ZIGBEE网络组建ZIGBEE网络中，只有PAN协调器能够组建一个新的ZIGBEE网络。在PAN协调器建立一个新网络时，首先要对所有的信道进行扫描，选择其中一个空闲信道来建立新的网络。在找到合适的空闲信道后，ZIGBEE协调器就会选择一个PAN标识符和新网络匹配。PAN标识符一旦确定，就说明已经建立了网络，此后，如果遇到另一个PAN协调器扫描该信道，这个网络的协调器就会响应并声明这个新网络的存在。同时，这个ZIGBEE协调器还会为自己设置一个16BIT的网络地址，一般是0000。ZIGBEE网络中的所有节点都有两个地址一7个是64BITIEEE扩展地址，另一个是16BIT网络地址。16BIT网络地址也就是802154MAC短地址，它在整个网络中是唯一的。当ZIGBEE网络中的PAN协调器选定网络地址后，便开始接受其他新节点加入其网络的申请。当一个节点希望加入该网络时，它首先通过信道扫描来搜索它周围存在的网络，当搜寻到了这个网络后，它就会通过关联过程来加入网络，这时ZIGBEE网络中具备路由功能的节点可以允许或拒绝别的节点通过它关联网络。如果网络中的某个节点与网络失去联系后想要再次加入网络，它可以通过孤立通知过程来重新加入网络。网络中每个具备路由器功能的节点都具有一个路由表和一个路由发现表，并参与数据包的转发、路由发现和路由维护，以及关联其它节点来扩展网络。ZIGBEE网络中传输的数据大体上可分为三类周期性数据，这一类数据的传输速率根据不同的应用而确定，例如传感器网络中传输的数据；间歇性数据，这一类数据的传输状态根据应用或者外部激励而确定，例如电灯开关传输的数据；反复性的、反应时间低的数据，这一类数据的传输状态是由时隙分配而确定的，例如我们电脑上无线鼠标传输的数据。为了降低ZIGBEE节点的平均功耗，ZIGBEE节点可以设定为激活和睡眠两种工作状态，当两个节点都处于激活状态才能完成数据的传输。在有信标的网络中，ZIGBEE协调点通过定期地向网络节点广播信标使整个网络保持同步；在无信标的网络中，终端节点会被设定工作周期，定期睡眠，定期醒来，而终端节点以外的各个节点要始终保证处于激活的工作状态，终端节点每次醒来后会主动向它的协调点发出询问是否有数据要发送给自己。在ZIGBEE网络中，当有数据包要发送给正在睡眠的节点时，协调点负责为这些数据包提供缓存。25本章小结本章中对嵌入式技术，磁阻传感器原理和新型无线网络进行了系统的介绍。其中重点介绍了ZIGBEE无线网络的结构，协议，网络的拓扑结构和网络的组建。83过车传感器硬件系统设计硬件是整个传感器的基础，直接关系着传感器的功能。对于工作在复杂环境下的过车传感器，做好硬件设计至关重要。31系统设计原则和硬件框架在实际中，过车传感器往往放置在高速公路的各车道路面上，工作条件恶劣。夏天，在阳光直射下，高速公路的路面温度可高达5060，而在寒冷的冬天，温度可低至零下十几度。并且现在的车辆装载了越来越多的电子设备，将对过车传感器产生很大的电磁干扰。另外，为了防止车辆对传感器造成破坏和考虑到传感器安装方便，应使用电池供电和无线传输。因此，过车传感器应满足以下要求体积小，厚度薄，安装后不能影响车辆正常行驶整体结构坚固，在大型车辆的碾压后仍然保持正常的工作状态工作时间长，可靠稳定采用电池供电耗电量低无线传输且抗干扰能力强过车无线传感器先由磁阻传感器采集信号，经过A/D转换后将传感器采集的模拟信号转换为数字信号，再由微处理器对这些数字信号进行处理，无线通信模块将数据传输至上位机进一步数据统计，分析使用。本系统采用霍尼韦尔HM2003三轴固态低磁混合电路磁阻传感器对车辆扰动地磁场进行检测，CC2431整合了单片机模块和ZIGBEE无线通讯模块,因此,以成都无线龙CC2431模块作为数据的处理和发送模块。其硬件框架如图31所示。图31过车传感器总体框架FIG31VEHICLESENSORFRAMEWORK16位A/D转换器数据存储数据、命令传送三轴磁阻传感器信号处理电路CC2430C8051FCPURF射频电路932硬件设备的选择321磁阻传感器HMC2003磁阻传感器是美国公司霍尼维尔制造的一款用于精确测量低磁场强度的使用三轴磁阻传感器混合的电路组件,由三个精密坡莫合金磁阻传感器和统一定制的接口电子设备构成,并且自带高灵敏度温度补偿电路。混合电路可使用615V单电源供电，并内置25V基准电压,每个坐标轴都有模拟输出可供外部接口使用,可检测的磁场强度范围能达到402GS，工作温度在4085之间。传感器的磁敏感方向为沿着双列直插混合电路长，宽，高三个方向。X、Y、Z磁传感器桥路与放大器相连，输出05V的信号。0高斯对应25V输出典型值，该电压实际值由参考电压VREF决定。地球磁场通常为05高斯，放大的桥路输出灵敏度典型值为10V/GUASS,输出模拟量在0545V范围内变化。利用这种混合电路的灵敏度和线性度可以在地磁场中探测各种变化，以提供罗盘方向的传感。因此,对于要求2或3轴磁场感应、体积和抗振性有限制并只要求前段传感部分的应用来说,该混合电路是最理想的选择。15图32HMC2003结构原理图FIG32STRUCTUREDIAGRAMOFHMC2003322A/D转换器磁阻传感器输出为模拟信号，需要经过A/D转换读入计算机。A/D转换器的选择需要考虑以下几个指标。1分辨率分辨率是指模数转换器在转换中所能分辨的最小量，习惯上用转换结果的位数表示。分辨率表示了A/D转换器对输入模拟信号数字化后的精细程度。不作量程切换时，由输入10模拟信号的动态范围和要求分辨的最小输入可计算所需要ADC分辨率，也即31MIN21NFSRU32MIN12LOGFSRU对于所选用的磁阻传感器，ADC的位数为14即可。2精度精度有绝对精度和相对精度两种表示方法。1绝对误差在一个转换器中，对应于一个数字量的实际模拟输入电压和理想的模拟输入电压之差的最大值，定义为“绝对误差”。通常以数字量的最小有效位LSB的分数值来表示绝对误差，如士1LSB等。绝对误差包括量化误差和其它所有误差。2相对误差是指整个转换范围内，任意数字量所对应的模拟输入量的实际值与理论值之差，用模拟满量程的百分比表示。例如，满量程为5V,12位A/D芯片，若其绝对精度为11/2LSB，则其最小有效位的量化单位为122MV，其绝对精度为061MV，相对精度为00613转换时间速率转换时间是ADC完成一次转换所需的时间。对于大多数ADC，转换时间的倒数即为转换速率。积分型A/D的转换时间是毫秒级低速A/D,逐次比较型A/D是微秒级中速A/D，全并行/串并行型A/D可达到纳秒级。磁阻传感器信号的A/D转换电路对本系统非常重要，直接关系测量的精度。CC2430具有8通道，最高14位的A/D转换器，14位时转换时间为132S。HMC2003有XOUT,YOUT,ZOUT三个输出引脚,分别对应传感器所在位置的X轴,Y轴,Z轴上的磁场强度。三个引脚输出05V的电压25V代表磁场强度为0,因此可以直接将信号输出接到CC2430的A/D通道。这样，进一步减少了传感器的体积和功耗。323无线通信芯片CC2430CC2430是TI公司推出针对ZIGBEE的无线通信芯片,延用了以往CC2420芯片的架构以24GHZISM波段应用对低成本，低功耗的要求。能满足低功耗ZIGBEE（IEEE802154）无线传感器网络的应用需要。11图33CC2430电路版外观图FIG33THEAPPEARANCEOFCC2430CIRCUITDIAGRAMCC2430结合了一个高性能24GHZDSSS直接序列扩频的射频收发器核心和一颗工业级8051单片机控制器。CC2430芯片延用了以往CC2420芯片的架构，在单个芯片上整合了ZIGBEE射频RF前端、内存和微控制器。它使用1个8位MCU（8051），具有32/64/128KB可编程闪存和8KB的RAM，还包含模拟数字转换器ADC、定时器（TIMER）、看门狗定时器（WATCHDOGTIMER）、AES128密保协同处理器、32KHZ晶振的休眠状态定时器、掉电检测功能电路BROWNOUTDETECTION、内置上电复位电路POWERONRESET等。19CC2430芯片采用018UMCMOS工艺生产，工作时的电流消耗为27MA；在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27MA或25MA。CC2430的从休眠模式转换到主动模式使用超短时间的特性，特别适合那些对电池寿命要求非常严格的应用。CC2430具有四个工作模式，以适应对芯片低功耗有不同要求的应用。这四种工作模式分别为PM0、PM1、PM2、PM3。他们的区别如表31所示。表31CC2430的工作模式TABLE31CC2430WORKINGMODE工作模式功能PM0主时钟振荡器开，电源电压调节器开，为全功能模式。这个模式下，CPU和所有外围模块都处于激活状态，是通常使用的模式PM132768KHZ时钟振荡器开，电源电压调节器开，高速振荡器关闭。在CPU进入此模式后，开始执行低功耗的程序序列，当程序从低功耗模式PM1跳出到正常模式PM0时，高速振荡器被启动，CPU工作在高速RC振荡器下，直到高速XSOC振荡器被设置好并选中。PM1用在唤醒时间较短，CPU模式切换较频繁的情况。12PM232768KHZ时钟振荡器开，电源电压调节器关，PM2是功耗较低的工作模式。当CPU进入PM2后，只有32768KHZ振荡器、外部中断、和睡眠定时器是激活状态的，其他所有电路都处于掉电状态，电压调节器也被关闭。PM2较适合唤醒时间较长，CPU模式切换不太频繁的情况，常使用睡眠定时器来唤醒CPU的运行。PM3PM3是CPU功耗最低的一种模式。在这种模式下，电源电压调节器关闭，内部所有由电压调节器提供电能的电路全部停止工作，所有振荡器全部停止工作。此时，CPU只能响应上电复位信号跟外部中断信号RAM的内容不会丢失及改变，直到被唤醒进入PM0模式。PM3常用在CPU需要等待外部信号的情况下。图34CC2430芯片架构FIG34CC2430CHIPARCHITECTURECC2430芯片的主要特点如下低功耗的高性能工业级8051单片机内核；24GHZIEEE802154的ZIGBEE无线收发器；高接收灵敏度和强大的抗干扰性能；大容量闪存；具备在各种供电方式下稳定数据保持能力的8KBSRAM；具备强大的DMA功能；高集成度，只需极少的外围元件；最小基本系统只需一个晶体，即可满足ZIGBEE组网需要；低电流消耗当内核运行在32MHZ总线频率时，接收为27MA，发射为25MA；13掉电方式的电流消耗只有O9A，通过外部中断或者实时钟RTC能够唤醒系统；挂起方式的电流消耗小于O6A，通过外部中断能够唤醒系统；硬件直接支持避免冲突的载波侦听多路存取；电源供电电压范围宽2O36V；内置数字化的接收信号强度指示器/链路质量指示RSSI/LQI；内置电池监视器和温度传感器；具有8路814位模数转换器；内置高级加密标准AES协处理器；具有2个支持通用串行通信协议的串口；内置硬件看门狗；具有1个IEEE80254媒体存取控制MAC定时器；具有1个通用的16位和2个8位定时器；硬件调试支持；具有独立的定位检测硬件核心。324电源模块电源对于传感器的稳定工作和节能至关重要。本课题中采用新型的PWM调制的稳压电源模块TPS63000，与传统的线性分压稳压芯片相比，明显节能。其特点如下具有96高效率高输出电流，在33V（VIN24V）时可达800MA能够在步进和BOOST模式之间自动过渡高截止性，器件静态电流小于50MA输入电压范围较宽18V55V可调输出电压12V55V温度检测与过温保护33过车传感器相关的通信ZIGBEE网络的设备有两种，协调器和终端。协调器协调器的功能主要是建立网络和进行网络管理。ZIGBEE协调器上电后通过扫描寻找一个空闲信道来创建新网络；接收新节点加入并分配网络地址，维护一个目前连接设备的网络列表。在本课题研究中，协调器用于将主机端监控程序发送的命令传递给具体的传感器，或是接收过车传感器采集的数据并上传给上位机。协调器节点的程序流程如图35所示。14图35协调器节点的工作FIG35WORKOFCOORDINATORNODE终端系统复位时终端节点先进行硬件初始化，扫描所有可用信道来寻找临近的协调器，申请加入该协调器所创建的网络。过车传感器为终端设备。终端设备的程序流程如图36所示。15图32终端设备的工作流程FIG32TERMINALEQUIPMENTWORKINGPROCESS一个传感器只能检测一个车道的车辆。为了检测车辆的速度，轴数和轴间距等参数，每个车道需要安装两个传感器。对于六车道的高速公路，需要12个传感器。在进行交通量数据采集时，采集系统中存在两种通信，一种是传感器之间的通信，另一种是传感器与计算机之间的通信。车辆数据采集过程如下当有车通过时，传感器1检测到车辆后，立即给同车道的传感器2发送信息，传感器2清零计时器并开始计时；在此之后，当传感器2检测到车辆时，读出计时器值并放入环形缓冲器。传感器之间的通信只限于同一车道的两个传感器之间，所以采用ZIGBEE中的绑定进行两个传感器之间的通信。在ZIGBEE2006版本中规定，在全部节点中实现绑定机制，并将其称为源绑定。绑定机制允许一个应用服务在不知道目标地址的情况下向对方（的应用服务）发送数据包。发送时使用的目标地址将由应用支持子层从绑定表中自动获得，从而能使消息顺利被目标节点的一个或多个应用服务，乃至分组接收。传感器与计算机之间的通信由计算机通过主节点向具体的传感器发出命令。16图35传感器网络与通信图37传感器网络的通信FIG37SENSORNETWORKCOMMUNICATION34本章小结本章中首先确定了系统设计的原则，建立了传感器硬件框架，确定了传感器系统的组成，对硬件进行了选型，ZIGBEE无线通信选用了TI公司的CC2430，该芯片除了无线通信功能外，还有一个功能强大的C8051FCPU和最高达14位的A/D转换器，不需要单独的A/D转换电路进行磁阻传感器的采样，选用该款CPU使得传感器的体积和功耗大大减小。最后对传感器之间及传感器和计算机之间的组网通信进行了研究。行驶方向传感器1传感器2传感器1传感器2传感器1传感器2车道车道车道ZIGBEE协调器计算机USB接口1718大学本科毕业论文（设计）管理办法第一章总则第一条本科毕业论文（设计）是人才培养方案的重要组成部分，是培养学生科研能力和创新能力的重要实践环节，为保证毕业论文设计工作的顺利完成，加强规范化管理，提高毕业论文设计质量，根据教育部、省教育厅的有关规定要求，结合我院实际情况，特制定本办法。第二章目的与要求第二条毕业论文（设计）教学环节的目的，培养学生勇于探索的创新精神，实事求是、严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。第三条使学生能综合运用所学的知识技能，提高思考问题、分析问题和解决实际问题的能力。第四条培养学生从文献、科学实验、生产实践和调查研究中获取知识的能力，培养学生从事科学研究的兴趣，掌握科学研究的基本方法。第五条对学生的知识面、掌握知识的深度、运用理论知识处理问题的能力、实践能力、外语水平、计算机运用水平、书面及口头表达能力等进行一次全面的考核。第六条要求所有毕业生必须撰写毕业论文（设计），各系要认真组织毕业论文（设计）工作，确保毕业论文（设计）的质量。第三章组织管理第七条全院的毕业论文（设计）工作按照分级分工的原则，负责毕19业论文（设计）工作的管理、指导、检查、考核和总结。一教务处职责1负责制定全院本科毕业论文设计管理规章制度。2组织开展毕业论文（设计）工作的教学研究与改革。3组织毕业论文（设计）工作的检查、评估和总结。4审核答辩委员会组成人选，检查毕业答辩的过程。5组织评选院级优秀毕业论文（设计）。二系职责1成立毕业论文（设计）工作领导小组，制定工作计划和安排。2组织专业教研室成立专业答辩委员会。3负责按照标准配备、审查、批准指导教师，组织指导教师培训。4依据学院的毕业论文（设计）成绩评定标准，结合专业特点，制定本系各专业的具体评分标准和规范。5负责本系学生毕业论文（设计）所需的场地、仪器设备的分配和保障。6评选系优秀毕业论文（设计）。7做好毕业论文（设计）工作总结与归档。三教研室职责1根据指导教师的条件，提出指导教师名单。2审查毕业论文（设计）题目及指导教师的安排，对不合格的题目提出修改意见。3组织审定毕业论文（设计）选题，落实一人一题的工作要求；定20期检查毕业论文（设计）工作的进度和质量。4检查毕业论文（设计）任务书的填写情况。5考核指导教师的工作，把握毕业论文（设计）的进度和质量。6组织毕业论文（设计）的答辩和成绩评定工作。7做好本专业优秀毕业论文（设计）的评选工作。8认真进行工作总结，汇总毕业论文（设计）资料送系归档。四指导教师职责1毕业论文（设计）题目确定后，指导教师要及时做好各项准备工作，其中包括拟定任务书，收集资料以及做好实验的准备工作，制定指导计划和工作程序。2向学生下达大学毕业论文（设计）任务书（见附件3），并提出具体的要求，指定主要参考资料。3审定学生的总体方案和工作计划，并定期检查学生的工作进度和工作量，及时解答和处理学生提出的有关问题，严格要求学生。4做好学生外文翻译的评阅工作。5指导学生正确撰写毕业论文（设计）报告，并对报告写出评语。6按大学毕业论文（设计）撰写规范（见附件1）要求检查学生论文撰写完成情况并填写大学毕业论文（设计）工作指导情况记录附件4。7评定毕业论文（设计）成绩。8做好毕业论文（设计）材料的整理归档工作。21第四章选题、开题第八条选题时应遵循的原则一课题必须符合本专业的培养目标及教学基本要求，体现本专业基本训练的内容，使学生受到全面的锻炼。二课题应尽可能结合生产、科研和实验室建设等任务，减少虚拟题目的数量及比重。三课题的类型可以多种多样，贯彻因材施教的原则，使学生的创造性得以充分发挥，利于提高课题成果的质量。四选题应力求有益于学生综合运用多学科的理论知识与技能。五课题要在保证教学基本要求的前提下，学生在培养方案规定的时间内，在指导教师指导下经过努力能够完成任务。六课题分配原则上每人一题，双方选择，学生在教师列入的选题中选题，也可以自主选定符合本专业的题目上报到指导教师，经指导教师审定、教研室批准后方可列入选题目录。经教研室审定，报系主任批准后，确定分配题目。教研室根据学生意向、学生本人的实际能力以及课题的类型、分量、难易程度，结合指导教师的意见进行综合平衡，最后确定课题分配，并以书面形式将课题任务书下达给学生，最终以系为单位将选题情况汇总报教务处。第九条选题范围一文、理、管、经、医类专业，应以完成毕业论文为主，题目以阐述理论原理和将理论原理应用于某些具体问题的课题为主，也可选择一22些具有一定深度和难度的专题研究课题，使学生在分析问题方面得到较多的锻炼。二工科专业，应以完成毕业设计为主，题目以工程设计类型的课题为主，有条件的可以选择既有工程设计又有专题研究的课题，使学生既能受到工程师的基本训练，又掌握本专业的基本技能。（三）艺术类专业，应以毕业设计为主，毕业设计题目通过指导教师与学生沟通制定，毕业设计应有设计作品。四鼓励不同学科（专业）相互交叉、相互渗透，扩大学生知识面，开拓眼界，提高质量。第十条开题学生接受毕业论文设计任务后，应在指导教师指导下制定工作计划，进行文献查阅、资料收集、实习调研、实验研究，在规定的时间内填写大学本科毕业论文设计开题报告（见附件2），经指导教师审查同意后报教研室批准，即可开始撰写毕业论文设计。第十一条毕业调研一学生可根据毕业论文设计选题或选题意向进行毕业调研，深入社会，对某一行业、某一事件或问题，对其客观实际情况进行调研，将调查了解到的全部情况和材料进行分析研究。二学生在教师指导下要精心选择调研对象。调研对象要有分析价值，包括理论价值和应用价值。调研和分析后得出的结论及建议要尽可能实现从个别到一般的提升，避免就事论事。三在教师指导下完成调研报告。23第五章毕业论文设计指导第十二条指导教师毕业论文（设计）实行指导教师负责制。每个指导教师应对学生整个毕业论文（设计）阶段的教学活动全面负责。一指导教师条件及要求1毕业论文（设计）指导教师应作风严谨、有较高的业务水平和实践经验。指导教师一般应由讲师或相当于讲师及以上职称、具有丰富理论和实践教学经验的教师担任。2指导教师应为人师表、教书育人，同时对学生严格要求。应始终坚持把学生的培养放在第一位，避免出现重使用、轻培养的现象。3每个指导教师所带毕业论文（设计）的学生数原则上不得超过10人。指导教师确定以后，不得随意更换。在毕业论文（设计）期间，指导教师必须坚守岗位。确因工作需要出差时，必须经系主任批准，并委派相当水平的教师代理指导。4在校外进行毕业论文（设计）工作的学生，可聘请相当于讲师职称以上的技术人员担任指导。有关教研室必须指定专人进行检查，掌握进度，协调解决有关问题。第十三条学生一申请做毕业论文设计的学生必须修完所学专业教学计划规定的全部课程。二学生在充分调研的基础上，编写毕业论文（设计）工作计划，列出完成毕业论文（设计）任务所采取的方案与步骤。24三毕业论文（设计）工作计划编写完成后，经指导教师审阅同意后实施。学生应主动接受指导教师的检查，定期向教师汇报毕业论文（设计）的进度，听取教师的意见和指导。四学生在毕业论文（设计）工作中应充分发挥主动性和创造性，树立实事求是、诚实守信的科学作风，严格遵守规章制度,爱护公共财物和坚持节约，杜绝浪费。五学生必须独立完成毕业论文（设计）任务，严禁抄袭他人的论文（设计）成果，或请人代替完成毕业论文（设计）。一经发现，毕业论文（设计）成绩为零分，并根据情节轻重给予纪律处分。六所有学生必须参加毕业论文（设计）的答辩。七学生在毕业论文（设计）答辩后，应交回毕业论文（设计）的所有材料（包括设计实验的原始资料、报告、调研资料、毕业设计图纸、论文等）。对论文（设计）内容中涉及的有关技术资料，学生负有保密责任，未经许可不能擅自对外交流或转让，并协助做好资料归档工作。第六章撰写要求第十四条毕业论文设计应重点突出、内容充实，立论正确，论据充分，结构严谨，格式规范，结论正确，并要求思想端正、观点明确、实事求是、文笔通顺。设计图纸的各项内容应符合制图标准，做到结构合理，视图正确，尺寸齐全。艺术类专业毕业论文必须结合毕业设计进行撰写。第十五条毕业论文设计文本一般由题目、目录、中英文摘要、关键词、正文、参考文献、注释几部分构成，各部分具体要求见大学本科生毕业论文设计撰写规范见附件1，其中注释、附录视具体情况安25排。理工类、艺术类毕业设计的撰写规范可根据专业特点由所在系做出适当调整，并报教务处备案。第十六条毕业论文设计正文字数不少于8000字；开题报告字数不少于1000字；参考文献一般不少于10篇,其中包括外文参考文献2篇。第七章评阅、答辩及成绩评定第十七条评阅一指导教师评阅指导教师应对学生的毕业论文（设计）完成情况进行认真、全面的审查后给出成绩，并填写大学毕业论文（设计）指导教师评分表附件5。评语的书写要客观、公正，体现论文的真实水平。二评阅专家评阅学生在答辩前2周将毕业论文（设计）送评阅专家评阅，评阅专家由答辩委员会聘请。每篇毕业论文（设计）需要有两位评阅专家（其中一位可以是指导教师）进行评阅。评阅专家根据论文（设计）的实际情况进行评阅，给出成绩，对不足之处提出修改意见，提出是否可以进行答辩的意见，并填写大学毕业论文（设计）评阅教师评分表附件6。只有两位评阅专家都同意答辩才可获得答辩资格。评阅专家一般应由具有讲师及以上职称有经验的相同或相近学科的具有指导论文（设计）资格的人员担任。第十八条答辩一毕业论文（设计）答辩工作由各系毕业论文（设计）答辩委员小组负责，成立专业答辩委员会，各专业答辩委员会由39人组成，根据需26要，答辩委员会可决定组成若干答辩小组，答辩小组由35人组成，设组长1人，秘书1人（可由小组长兼任），具体负责本组学生的答辩工作。专业答辩委员会成员及答辩小组成员必须由具有讲师以上（或具有同等职称的专业技术人员）担任。专业答辩委员会的主要职能1聘请毕业论文（设计）的评阅专家审定学生答辩的资格；2主持并组织全系答辩工作并做好答辩记录，填写大学毕业论文（设计）答辩记录附件7；3讨论并确定学生毕业论文（设计）的答辩成绩，并填写大学毕业论文（设计）答辩小组评分表附件8。二答辩工作程序和要求1根据学生呈送的毕业论文（设计）任务书、翻译文章、毕业论文（设计）、毕业设计手册（艺术类专业）、毕业论文（设计）电子版、设计图纸、计算机程序及评阅意见等，答辩委员会审定答辩资格。2举行答辩先由学生阐述毕业论文（设计），时间一般为1015分钟，然后学生用1015分钟回答答辩小组老师提出的问题。3答辩小组结合论文（设计）内容、文字写作（规划设计）水平、口头表达能力等进行现场评分，并填写答辩成绩。4在校外做毕业论文（设计）的，可由接收单位的技术人员和我院教师共同组成答辩小组（我院教师任答辩组长）进行答辩。5答辩过程中，答辩小组秘书应做好记录，以供评定成绩时参考。第十九条成绩评定27毕业论文（设计）总成绩，由指导教师、评阅人和答辩小组的评分组成，三部分的比例分别为30，30，40。从严要求，优秀的比例一般不得超过20。各系可依据上述规定制定具体的执行细则，填写大学毕业论文（设计）评阅书及成绩评分表见附件9，汇总后盖章存档并报教务处。第二十条院级优秀毕业论文（设计）1基本条件（1）观点正确，有独立见解、创新或发现，或有较好的经济和社会效益；（2）能正确、灵活地运用所学基础理论、专业知识和基本技能，分析和解决问题的能力较强；（3）论文写作结构完整，论据充分，数据详实，符合学术规范；表达准确，语言流畅，概括能力较强。2获奖论文（设计）优先列入院级优秀毕业论文（设计）。3院级优秀毕业论文（设计）由各系推荐，推荐比例不超过毕业学生人数的3，教务处最终备案。第八章检查与评估第二十一条教务处对毕业论文（设计）工作全过程进行检查。检查内容包括毕业论文（设计）工作进度、教师指导、论文（设计）水平与质量、论文（设计）抄袭检测、答辩、成绩评定情况等。对发现的问题，则由相关人员及时进行整改。28第二十二条在学生答辩前，各系按各专业人数5比例对毕业论文（设计）进行抽查，并按一定比例进行抄袭检测。第二十三条检测结果认定及处理办法（一）文字复制比在30以下（含30）的毕业论文（设计），视为通过检测，合格。（二）文字复制比在3070之间的毕业论文（设计），由指导教师根据检测结果指导学生进行修改，修改后的毕业论文（设计）须进行复检。复检后的文字复制比降至30（含30）以下者，视为通过检测；仍未通过者，取消该生当年毕业论文（设计）答辩资格，延期一学期答辩。（三）文字复制比在70以上（含70）毕业论文（设计），取消该生当年毕业论文（设计）答辩资格，该生毕业论文（设计）须重新撰写，延期一年答辩。（四）因抄袭被责令延期答辩的学生，在第二次申请补做毕业论文（设计）过程中，再次有抄袭行为者，取消答辩资格，将不再安排毕业论文（设计）补做、答辩。（五）学生或指导教师对检测结果提出异议的，学院将组织相关专业专家鉴定，并作出结论。第二十四条毕业论文（设计）工作结束后，教务处、各系在质量检查与评估基础上，总结毕业论文（设计）工作中的经验，分析存在的问题，提出改进意见和建议。29第九章在校外做毕业论文（设计）的规定第二十五条凡需要在用人单位或协作单位安排学生做毕业论文设计的系必须提前与教务处联系。第二十六条用人单位接受学生做毕业论文（设计），应提前将任务书和指导教师的姓名、职称报学生所在系批准后，方可派出学生。接受单位应严格按照我院毕业论文（设计）工作有关规定操作执行，保证质量。第十章总结及归档第二十七条各系答辩委员会要督促各答辩小组对毕业论文（设计）进行工作总结。通过对毕业论文（设计）的总结，分析学生的学习质量，总结组织、指导毕业论文（设计）工作的经验。工作总结由答辩小组完成后交教研室汇总，再报系答辩委员会汇总。在答辩工作结束两个月内将本系毕业论文（设计）工作总结报教务处。第二十八条毕业论文（设计）资料含电子版由教务处保存，存期4年；优秀毕业论文设计由各系保存，不合格论文及其资料不保存、不退回。毕业论文（设计）资料包括任务书、开题报告、指导情况记录、答辩记录、评阅书以及成绩评定表、毕业论文（设计）文本，一律左装订。第十一章补做毕业论文（设计）的规定第二十九条毕业论文（设计）成绩不及格者不发毕业证，按结业办理。在规定年限以内可向学院申请补做一次，及格者换发毕业证，补做仍不及格者，以后不再补做。补做毕业论文（设计）具体办法如下1补做毕业论文（设计）可以在学生所在工作单位结合工作、科研进30行，也可在征得工作单位和学生原所在系同意的情况下，在去工作单位前留校补做。2凡在工作单位补做毕业论文（设计）的学生应征得工作单位同意，根据毕业论文（设计）题目及主要内容，向原所在系提出申请，经原所在系同意后，补做的毕业论文（设计）成绩方予以承认。3补做毕业论文（设计）的指导教师资格及相关责任按本工作细则执行。4补做毕业论文（设计）的时间不得少于12周。5补做毕业论文（设计）答辩由承担毕业论文（设计）任务的单位负责组织，并组成答辩小组，根据本工作细则对学生进行考核和成绩评定。6答辩结束后，在工作单位补做的，应将毕业论文（设计）连同任务书、毕业论文（设计）成绩考核登记表寄到学生所在系，由系组织人员对毕业论文（设计）成绩进行复核，并将复核结果报教务处。第十二章附件第三十条本工作细则自颁布之日起实施，由教务处负责解释。附件1大学本科生毕业论文（设计）撰写规范2大学本科生毕业论文（设计）开题报告3大学本科生毕业论文（设计）工作指导情况记录4大学本科生毕业论文（设计）指导教师评分表5大学本科生毕业论文（设计）评阅教师评分表6大学本科生毕业论文（设计）答辩小组评分表317大学本科生毕业论文（设计）答辩记录8大学本科生毕业论文（设计）答辩小组评分表9大学本科生毕业论文（设计）评阅书及成绩评分表1附件1大学本科生毕业论文（设计）撰写规范为了保证我院本科生毕业论文（设计）的质量，特制定本规范。一、毕业论文（设计）撰写结构1、题目题目应简洁、明确、有概括性，通过题目概括说明论文的主要内容。题目字数要适当，一般不宜超过20个汉字。2、摘要摘要是以浓缩的形式反映论文的主要信息，包括研究的内容、方法和观点，以及取得的成果和结论，应能反映论文的精华，不含图表，不加注释，具有独立性和完整性。中文摘要以300400汉字为宜。英文摘要与中文摘要内容要相对应。3、关键词关键词是反映毕业论文（设计）主题内容的名词。从论文标题或正文中挑选最能表达主要内容的词作为关键词，关键词一般为35个。同时有中、英文对照，分别附于中、英文摘要后。4、目录目录按三级标题生成，要求层次清晰。主要包括绪论（或前言、序言）、论文主体、结论、参考文献等。5、正文（1）毕业论文（设计）正文部分包括绪论（或前言、序言）、2论文主体及结论三个部分。绪论是综合评述前人工作以及国内外文献综述，说明论文工作的选题目的和意义，论文所要研究的内容。绪论要写得简明扼要，篇幅不宜太长。论文主体包括研究内容与方法、实验材料、实验结果与分析（讨论）等。在本部分要运用各方面的研究方法和实验结果，分析问题，论证理论在研究中的应用，研究得出的结论等。结论是对整个论文的归纳和总结，集中反映作者的研究成果，表达作者对所研究课题的见解，是全文的精髓。结论要写得扼要明确，精练完整，准确适当，不可含糊其词，模棱两可，并能反映个人的研究工作成果。不同类型的毕业论文，可根据学科情况确定，正文一般不少于8000字。（2）毕业论文（设计）说明书正文包括前言、本论、结论三个部分。前言（引言）简述本课题在国内外的发展概况及存在的问题；主要介绍设计的目的、意义、任务来源、设计标准、设计原则及主要技术资料，以300500字为宜。本论是对设计工作的详细论述，它是全文的主体。其内容包括研究主题及设计方案的拟定；设计方法、内容及其分析；设计得出的结果以及结果的讨论等。结论是对整个研究工作进行分析、归纳和总结，概括说明设计3的情况和价值，分析其优点和特色、有何创新、性能达到何水平，讨论还应包括所得结论与前人结论的比较和本设计尚存在的问题，以及进一步开展研究的建议。6、参考文献参考文献是论文中引用文献出处的目录表，为了反映论文的科学依据和作者尊重他人研究成果的严肃态度，同时向读者提供有关信息的出处，凡引用本人或他人已公开发表或未公开发表文献中的学术思想、观点或研究方法，应按引用的顺序在文中标注。参考文献一般不少于10篇，一律放在结论之后，不得放在各章之后。7、注释在论文（设计）写作过程中，有些问题需要在正文之外加以阐述和说明。二、毕业论文（设计）的书写格式1、论文要统一打印，一律采用计算机排版、A4纸打印。版面上下空25CM，左空25CM，右空2CM靠左侧装订；页眉边距15CM，页脚边距15CM，外文论文应按相同的要求打印。2、论文采用大学本科毕业论文（设计）封面参考格式。3、题目题目用小二号黑体字；第一层次题序和标题用三号黑体字，第二层次题序和标题用四号黑体字，第三层次题序和标题用小四号黑体字，第四层次及以下各层次题序和标题与第三层次相同。各层标题与段前、段后间距为一行，左对齐。44、目录建议使用自动生成目录，“目录”两字采用三号黑体、居中书写。“目录”两字之间空两格，段前段后间距为1行。目录中中文字体为宋体、页码为TIMESNEWROMAN字体，内容采用五号宋体，行距125倍。5、摘要及关键词中文摘要及关键词“摘要”两字采用三号黑体、居中书写，“摘要”两字之间空两格，内容采用小四号宋体；“关键词”三字采用小四号黑体，摘要下方顶格书写，各关键词之间有一个分号及空格。英文摘要“ABSTRACT”采用三号TIMESNEWROMAN字体、加粗、居中书写，段前段后间距为1行。内容采用小四号TIMESNEWROMAN字体；英文关键词“KEYWORDS”小四号TIMESNEWROMAN字体、加粗、顶格，内容采用小四号TIMESNEWROMAN字体，各关键词之间有一个分号，段前段后间距为一行，行距125倍。6、正文文章正文内容采用小四或五号宋体，正文行间距设置为18磅，行距125倍。7、标题毕业论文（设计）的全部标题层次应整齐清晰，相同的层次应采用统一的字体表示。第一级为“1”、“2”、“3”、等，第二级为“21”、“22”、“23”等，第三级为“221”、“222”、5“223”等，但分级阿拉伯数字的编号一般不超过四级，两级之间用下角圆点隔开。一级标题黑体，三号，段前、段后间距为1行，居中；二级标题宋体，四号，段前、段后间距为1行（空小四号字大小），左对齐；三级标题黑体，小四号，段前、段后间距为1行，左对齐；上述段前、段后间距可适当调节，以便于控制正文合适的换页位置。8、参考文献“参考文献”四字采用四号黑体、居中书写，段前段后间距为1行。内容中文的用小五号宋体，外文用小五号TIMESNEWROMAN字体，按论文中引用参考文献出现的先后次序，用中括号的数字连续编号，与文字之间空两格，如果需要两行的，第二行文字要位于序号的后边，与第一行文字对齐。几种主要参考文献著录格式（1）期刊文献的著录格式序号主要责任者文献题名J刊名，年，卷（期）起止页码（2）专著、论文集、学位论文、报告的著录格式序号主要责任者文献题名文献类型标识出版地出版者，出版年起止页码（3）论文集中的析出文献著录格式6序号主要责任者析出文献题名A原文献主要责任者任选原文献题名C出版地出版者，出版年析出文献起止页码（4）专利的著录格式序号专利所有者专利题名P专利国别专利号,出版日期（5）报纸文章序号主要责任者文献题名N报纸名，出版日期（版次）（6）电子文献序号主要责任者电子文献题名电子文献及载体类型标识电子文献的出处或可获得地址，发表或更新日期/引用日期（任选）（7）国际、国家标准序号标准编号，标准名称S10、页眉及页脚毕业论文（设计）从正文开始加页眉，采用宋体小五号，居中书写，设为“大学XXXX届毕业论文（设计）”。页码从正文开始在页脚按阿拉伯数字（宋体小五号）连续编排，居中书写。11、注释毕业论文（设计）中有个别名词或情况需要解释时，可加注说明，注释可用页末注释将注文放在加注页稿纸的下端或篇末注释将全部注文集中在文章末尾。若在同一页中有两个以上的注释时，7按各注释出现的先后，须按序编注释号，注释应写在注释符号出现的同页，不得隔页。注释采用宋体六号。12、标点符号毕业论文（设计）中标点符号应按新闻出版署公布的“标点符号用法”使用，注意中英文标点符号的区别，不能混用。13、量和单位毕业论文（设计）中的量和单位必须采用中华人民共和国国家标准GB3100GB310293，它是以国际单位制SI为基础的。非物理量的单位，如件、台、人、元等，可用汉字与符号构成组合形式的单位，例如件/台、元/KM。14、图毕业论文（设计）的插图必须整洁美观，插图应与正文呼应，不得与正文脱节，切忌与表及文字表述重复，与正文之间要有一行的间距；每幅插图应有图序和图题，全文插图可以统一编序（如图12），也可以逐章单独编序（如图33），不管采用哪种方式，图序必须连续，不得重复或跳缺，与正文之间要有一行的间距。由若干个分图组成的插图，分图用A,B,C,标出；图题采用小五号黑体，图例说明采用小五号宋体，图序及图名置于图的下方。若图中有附注，采用英文小写字母顺序编号，如注，注，附注写在图或表的下方。15、表格毕业论文（设计）的表格与正文之间要有一行的间距；每个表8格应有自己的表题和表序，表题应写在表格上方正中，表序写在表题左方，空一格接写表题。全文的表格可以统一编序（如表5），也可以逐章单独编序（如表33），不管采用哪种方式，表序必须连续，编序方式应和插图及公式的编序方式统一。表标题采用小五号黑体，表中文字采用小五号宋体，表序及表名置于表的上方，表格一律用三线表。表格允许下页接写，接写时表题省略，表头应重复书写，并在左上方写“续表”。若表中有附注，采用英文小写字母顺序编号，如注，注，附注写在图或表的下方，表注采用六号宋体。16、名词、名称科学技术名词术语尽量采用全国自然科学名词审定委员会公布的规范词或国家标准、部标准中规定的名称，尚未统一规定或叫法有争议的名词术语，可采用惯用的名称。使用外文缩写代替某一名词术语时，首次出现时应在括号内注明其含义，如CPU（CENTRALPROCESSINGUNIT）代替计算机中央处理器。外国人名一般采用外文原名，可不译成中文。一般很熟知的外国人名如牛顿、爱因斯坦、达尔文、马克思等可按通常标准译法写译名。17、数字毕业论文（设计）中公历世纪、年代、年、月、日、时间和各种测量、统计数据一律用阿拉伯数字，年份不能简写，如1999年不能写成99年。在叙述中使用小于10的数字时