数字化技术在历史博物馆中的应用

第一篇：数字化技术在历史博物馆中的应用

数字化技术在历史博物馆中的应用

摘要：信息时代已经到来，计算机技术已经融入到了人们生活、生产的方方面面，计算机软件技术的更新速度也在不断的加快，信息化服务更加便捷，在历史博物馆的运行中也应做到与时俱进，积极引进先进的数字化技术，丰富其展览形式及内容，博物馆讲解员也应该积极提升自身技术能力，尽快的适应数字化技术带来的改变。

关键词：数字化技术历史博物馆应用

中图分类号：G265 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）12-0005-01

在当今社会互联网科技的快速发展进程中，数字化技术得到了越来越广泛的应用，它属于高新科技的发展前驱，在日常的生产生活领域都能见到它的足迹，数字化技术的应用为人们带来了很大的便利。而历史博物馆是以纪念历史事件，历史人物或保护文物藏品为主的专业性博物馆，丰富着人们的文化生活，博物馆与数字化技术的结合能够使其获得更好的发展，也能够吸引更多的观众去了解历史文物及文化信息。

一、数字化博物馆的发展内涵

在历史博物馆的发展中需要通过政府公益宣传以及电视广告、网络宣传、手机短信等渠道加强相关的宣传，改变博物馆在人们心目呆板、单调的原有形象，让更多的人民群众能够对博物馆的免费开放有了解，增加参观人数[1]。在增加参观人数的基础上，还需要运用更丰富的展览方式来调动观众的参与度和积极性，使其能够在参观的过程中了解到更多历史博物馆相关的知识。这就对现代历史博物馆的信息化发展提出了更高的要求，利用博物馆这一实体当作基础，运用计算机技术，网络技术，信息技术等将博物馆的相关内容以数字化的方式展示给观众，就是所说的数字化博物馆。这种博物馆的建设是以数字网络空间对物质博物馆的补充与再现为发展前提的，包含智能化、网络化等特点。历史博物馆进行数字化技术的应用，当前还是一个新兴领域。数字化技术博物馆能够改变其原有的运营方式，数字化技术作为主媒体实现业务功能上的拓展，比如网络博物馆、数字展厅等。所谓的数字化博物馆，就是博物馆运营的各环节都采取信息技术及数字技术作为常用工具，计算机成为了工作中最为常见的一个平台，实现文物利用及保存服务的高效发展。

二、数字化技术在历史博物馆中的应用

1.积极应用虚拟技术，发挥网站的共享功能

在数字化技术发展进程中，虚拟现实技术是应用与发展都比较快速的一项技术类型，这一技术在 20 世纪末期兴起，属于一项综合性、崭新的信息技术内容，包含了计算机图形学、传感技术等多个信息技术分支[2]。虚拟现实技术的兴起对计算机技术的发展有着很大的促进效果，将这一技术在历史博物馆中的数字展示环节进行应用前景广阔，能够对数字化技术本身的虚无性进行适当的弥补，带给观众一种身临其境的体验。现实社会中发生的事都可以通过网络以虚拟的模式逼真的表现出来。比如：三维地理信息技术，利用数字化建设旅游区提供相应的旅游服务以及娱乐信息也已经成为一项新的业务功能，历史博物馆也可以借鉴这一技术，基于互联网的虚拟技术形成可视化平台。这样，在游览的时候，观众只需点击想了解的内容就能够实现网上的虚拟观摩，在三维场景与多媒体视听环境的结合之中，获得模拟体验以及相关的历史知识。也可以通过虚拟技术制作遗址景区的全景，这样就算观众不能前往到实地参观也可以有身临其境般的感觉。

2.充分利用感官感受，呈现真实新环境

将数字展示技术应用到博物馆展览环节，也就是利用计算机技术，构建生动形象的视、听、触觉上的虚拟环境，从而把真实物体与虚拟环境进行叠加，为观众呈现一个真实的新环境。多媒体技术的发展为历史博物馆的革新带来了很多选择，多媒体互动投影，电子书，触摸式装置系统等多媒体设备渐渐走进了历史博物馆，在观众和展品、历史事件人物之间建立了一个桥梁，使观众更主动的参与其中。例如，在重庆红岩革命历史博物馆中，涉及到的革命烈士有几百人，很难通过传统的展板陈列形式讲他们的事迹一一列出，如果使用电子书，参观者就可以根据自己的需要查询，了解到相关的人物。这样既能优化展厅的陈列，还能使观众主动的，有兴趣的参与。而在中国民主党派历史陈列馆里还有“与老照片合影”的多媒体装置，参观者可以选择自己中意的重庆老街景，或代表性建筑和人物通过合成互动技术实现合影。多媒体技术在博物馆中的应用，打破了传统文字、实物加图片的展览模式，参观者不再被动观看，而是从交互性操作去积极主动的参与体验。

3.提升讲解员的专业素质，开展数字化展示

讲解员在博物馆中起着非常重要的作用，是连接博物馆与观众的桥梁，在参观博物馆的过程中，讲解员与观众有着最直接的接触，观众享受讲解员提供的文化服务也是最多的。而讲解员自身的素质与人们享受到的服务水平有着直接的关系，因此，在历史博物馆的发展中应该注重对讲解员的自身业务能力的提升，对业务能力提升快的讲解员实行奖励政策，促进讲解员之间的取长补短，对自身的业务能力及存在的不足有一个比较正确、清楚的认知，从而获得讲解技能的提高，为参观者提供光荣完善的服务。

而在数字化技术的应用之下，历史博物馆讲解员也需要及时的了解熟悉相关的展示内容，对技术的具体运作模式进行学习掌握，这样在讲解的时候才能做到游刃有余，对参观者提出的疑问才能及时的进行解答，比如在参观者体验多点触控技术或者虚拟现实技术的过程中，通过讲解员的指导能够更顺利的进行应用，增强观众的好奇心和参与度，最大程度的感受数字化技术的魅力。

?Y束语

信息时代的到来影响着各行各业的发展进程，历史博物馆也不例外，传统的博物馆运行模式比较单一，就是讲解员带领观众通过展板，展柜来了解历史事件或人物，这种形式比较枯燥，无法调动参观者的参与性，也很难给人留下深刻的印象。而数字化技术的引入可以大大的改变这一局面，使得博物馆的运行模式更加的丰富，提供的服务水平也得到了提升，使得历史博物馆有了更进一步的发展。

参考文献

[1]刘宇驰.数字媒体技术在博物馆展示中的合理应用[D].复旦大学，2012.[2]黄秋野.博物馆中的数字化展览及展示技术研究[D].江南大学，2008.作者简介：吴月，女，重庆人，学士学历，职位：讲解员。

第二篇：RFID技术在数字化城市管理中的应用

RFID技术在数字化城市管理中的应用

数字城管主要依托“3S”技术，即空间信息技术、计算机技术和移动通信技术等现代信息技术，运用城市万米单元网格的划分、城市部件与事件管理法，建立起城市管理信息中心和城市管理协同平台“两个轴心”。

“数字化城市管理”是为了改变目前国内大多数城市管理的粗放式管理状态，提高城市管理水平，将现代信息技术应用到城市管理中而形成的城市管理新模式。

数字城管新模式有效解决了城市管理工作存在的一些困难和问题，通过城市万米单元网格划分，对城市部件与事件管理，将城市管理做细、做精、做到位，实现了各种城市管理问题的快速发现、精确定位、及时处置和有效监督。

RFID技术在数字城管中的应用需求

目前数字城管中部件事件的定位目前主要通过城管巡查人员持PDA人工检查万米网格内的各类部件和事件，并可利用PDA摄像头结合GPS定位作现场采集上报，其标识的准确性受人为影响较大。

而城市管理包罗万象，除了市容环卫之外，对涉及城市安全运转的重要市政交通设施、燃气管道、给排水设施及水质等进行监测、监管，建设城市减灾信息系统，建立应急联动指挥系统，建立面向城管政务服务系统等，都是数字城管进一步的建设内容。

在数字城管的进一步建设发展过程中，如何准确标识监控对象，如何解决特殊环境下的数据采集传输是数字城管监控网络的末端和关键数据来源，而RFID技术是这些问题的最新解决方案。

RFID（无线射频识别）技术也被称为电子标签技术，是无线电技术在自动设备识别领域中的具体应用。电子标签通过无线射频信号实

现非接触方式下的双向通信，完成对目标对象的自动识别和相关数据的读写操作，具有无接触、精度高、抗干扰、操作快捷以及环境适应能力强等优点。电子标签具有全球唯一识别码，可唯一代表物体本身，是衔接现实物理世界与虚拟信息世界的钥匙。

电子标签分为无源和有源两大类，有源标签自带电源，利用无线传输技术可以完成几米到几百米甚至上千米范围的远距离通讯识别，而其电池供电和使用寿命也可长达数年。

利用RFID的这些技术特点，结合相应信息系统的管理，可以大大增强数字城管的作用，更好实现对城市部件的管理，方便事件处理。

桥梁隧道监测

通过数字城管在线监测系统平台，可对桥隧主要信息进行定位、显示和预警，大型桥梁、高架、立交、隧道等设施的结构安全状况（包括振动、挠度、应力、位移、裂缝等）数据和环境情况（风力、温度、照度等）信息，以及工作状态综合评估数据的实时查询统计和定位显示，实现桥梁隧道管理的电子化、规范化、科学化，使监管部门能准确合理把握桥梁隧道的“健康状况”，节省人力和其他资源。

在传统传感器基础上，结合有源电子标签，传感器的信息可以通过有源电子标签发送给数据采集系统，有效解决了传感器的安装部署和数据采集问题。

防汛在线监测

防汛决策指挥系统是数字城市管理系统的重要组成部分，主要实现对城区主要河道水位数据的实时监控，气象信息的整合，灾情的上报和管理等功能，并通过门户网站和办公自动化系统，实现城市防汛的内部管理和公众服务。

由于防汛监测点环境各异，包括河道监测点、水闸检测站、泵站、低洼积水区检测点等等，缺乏电源或网络等信息系统部署的必要条件。通过有源电子标签可以构造局部无线实时数据采集网络系统，实现与防汛决策指挥系统的实时通信，将传感器自动监测到的准确信息在地理信息系统上分图层展现，并可超限报警、积水预报、洪涝等信息发布。

城市排污在线监测

水污染是我国乃至世界面临的一个十分严重的环境问题，城市管理办公室作为城市监管部门做好对城市排污的监管工作具有重大意义。

城市排污在线监管系统主要就是对排污监管对象的运转情况以及监测情况进行监督管理，其业务主要包括数据采集、数据分析、行业监管、基础数据维护等功能。

与防汛监测类似，将污水监测传感器结合有源电子标签，可以构造一个灵活的无线数据采集系统，实时采集污水传感数据在数字城管系统中展示监控。

危险品跟踪与管理

基于电子标签的危险品安全管理和物流跟踪系统，将采用电子标签技术对危险品实施身份识别和使用、检验信息的纪录，并结合物流管理系统实现对危险品的出厂，检验，使用和销售等整个过程的全过程控制。

整个危险品管理系统包括三个部份，分别是危险品生产厂商系统，危险品销售系统和危险品检验站系统。

停车管理

本系统主要采用电子标签识别跟踪每个进场车辆，同时也可对每个停车位进行精确监控管理。通过对车辆进出场各个环节的监控，可

实现对车辆泊位的调度与管理，以及停车场巡更管理等，在各个环节都可利用车辆的泊位管理系统来了解车辆的泊位安排。

利用电子标签，计算机管理系统能对各个停车场实行科学化、规范化的管理，加强对停车场中各个环节的有效监控，提高停车场资源的有效利用，实现各类数据资源的统一管理与共享。

犬类管理

城市的犬类等宠物管理是一项关系到人民群众健康安全和养狗人直接利益的复杂工作。

犬类管理系统利用电子标签对犬类等宠物进行有效管理，为每一条狗发放RFID标签（电子狗牌），实现犬类管理智能化、网络化、数字化，实现与行政执法、卫生防疫等犬类管理相关部门的联网和数据共享，建立犬类RFID巡查监管系统。

“电子狗牌”中将宠物狗的各种信息如主人姓名、住址、狗的名字、狗的种类、狗的照片、狗的免疫情况、狗的年检等信息存储在“电子狗牌”中，而执法人员通过基于PDA掌上电脑的手持读写器就可以在远距离轻松查验狗佩戴的“电子狗牌”，对狗进行高效管理，同时也解决了狗牌的假冒伪劣、替换等问题。

小结

从应用方式看，目前数字城管中电子标签的应用主要可以分为两大类，一类利用电子标签的唯一识别功能，结合信息管理系统，完成对物品的监控管理，例如对车辆、犬类、危险品等的自动跟踪识别管理等；另一类结合有源电子标签的识别与无线通讯技术以及现代传感技术，可实现多种类型的监测监控，如桥梁隧道、水位、污染等的监控，解决传感数据采集和部署困难的问题。

由于采用了RFID技术，数字城管的有效性、及时性大大增加，同时，随着电子标签技术的成熟和发展，它在数字城管中的应用前景必将更加广泛和深入。

第三篇：数字化实验技术在物理实验中的应用

数字化实验技术在物理实验中的应用

戴儒京（江苏省特级教师）

所谓数字化实验技术，是以数字化设备为实验数据采集处理的工具、配套其它实验器材构建的现代化实验技术。数字化数据采集处理系统，由传感器、数据采集器和计算机组成。

以数字化实验技术为基础的物理实验，就是建立在上述实验仪器、实验技术、实验方法基础上的物理学实验。

数字化实验，是课程标准教科书的要求和需要，也是新高考和中考的要求和需要。也是物理学科发展的要求和需要。

实验是学习和研究物理学的最基本的内容、方法和手段。实验，包括学生实验和演示实验以及小实验等，要把传统实验和数字化实验结合起来。只有实验，才能学到真知识；只有实验，才能培养真人才；只有实验，才能真正提高教学质量。

数字化实验，是计算机辅助实验。课程标准教科书专门安排了一些电子计算机辅助实验，如：借助传感器用计算机测速度（教科书《物理》必修1 P25）、用传感器观察电容器的充电和放电（选修3-1 P31）等等。电子计算机，是现代化的标志和体现，学生通过用计算机做实验，不仅学了物理学，也学了计算机，可谓一举两得。

数字化实验，是新实验，不仅是新仪器，也是新方法。例如霍尔元件、斯密特触发器等实验。一些教师开始接触，不太了解，不太熟悉，往往有把数字化实验室闲置或充当门面。通过做实验，他们熟悉实验、熟悉仪器，并可能在应用的过程中有所创新，使数字化实验室充分发挥作用，以物尽其用。

1.数字化实验：传感器的应用实验

课程标准教科书《物理》不仅把传感器作为单独的一章知识内容，而且把传感器的应用实验（选修3-2 P70）作为学生实验和演示实验，新的高考大纲中也把“传感器的应用”实验作为高考内容。传感器在现代生活和工业、科技中也有广泛的应用，学生在实验中接触和了解传感器，对他们的高考和将来从事科学研究及工农业生产也不无帮助。

实验1.传感器的应用实验——光控开关

简单光控开关 背景资料： 在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。施密特触发器在数字电路及控制领域有广泛的应用，它属于电压触发方式，当输入电压达到某一阈值时，输出电压会发生突变，最重要的一点是，输入电压增加或减少时，电路有不同的阈值电压。以下图1为例 图 1 当输入电压Vi，当输入电压由低电位开始增加，如果ViVp状态开始减小时，当电压减到Vi=Vn时，输出电压Vo突变为高电平。施密特触发器的一大特点是Vp>Vn，Vh=Vp-Vn，以型号HEF40106B施密特触发器为例 图 2 Vp=3.0V，Vn=2.2V，而Vh0.8V。把VDD接上5V稳压电源，VSS接地时，图2是型号HEF40106B触发器的引脚示意图，由图可以看出，在同一块集成片上分别做了6块独立的施密特触发器，如果使用第1块，只需要在i1接输入电压，在o1接输出电压，然后分别把VDD到稳压电源，VSS接地，就可以工作了。

实验原理：

图 3

将电路按图3连接，RG为光敏电阻，R1，R2为电阻箱，LED为发光二极管，A点为施密特触发器的输入端，Y点为施密特触发器的输出端。适当选择R1，R2的阻值后，当外界光线很强时，RG上的电阻相对比较小，A点的电压小于Vp，Y点输出高电位，发光二极管两端的电势差很小，因此不能发光，当外界光线变弱时，RG上的电阻显著增大，A点的电压也显著增大，当增大到Vp=3.0V时，Y点输出低电位，发光二极管两端有大约5V的电势差，发光二极管开始正常发光，如果光线强度又进一步开始回升，RG上的电阻减小，A点的电压也开始减小，当A点的电压小于Vn=2.2V时，Y点又输出高电位，发光二极管熄灭。

为了更直观地了解整个电路工作过程，在分别用两个电压传感器对A点和Y点的电压进行实时测量，光强传感器测量，显示外界光线变化对电路的影响。实验目的：

了解简单光控电路，对自动控制有初步理解。实验装置：

计算机，数据采集器，光强传感器，两个电压传感器，两个电阻箱，施密特触发器，发光二极管，导线若干，学生直流电源。实验步骤：

1．先按电路图连接各个器件，并注意发光二极管的极性，和施密特触发器的引脚，具体情况可以参照前面的示意图，将VDD接到稳压电源的正极，VSS接到稳压电源的负极，i1接输入电压对应电路中A点，o1接输出电压对应电路中Y点。

2．调节R1，R2电阻箱的阻值，选择合适的电阻，将两个电压传感器与数据采集器的1，2通道连接，把光强传感器连接到3或4通道，然后将数据采集器与计算机连接，开启采集器电源，进入实验专用界面。

3．把两个电压传感器的两个信号输入端的分别导线短接，对电压传感器进行较零，然后把连接1通道电压传感器的信号正极接到电路中A点，同时把它的负极接到稳压电源的负极，也就是电路中的地，然后把2通道电压传感器的信号正极接到电路中Y点，同时把它的负极接到稳压电源的负极。

4．把光敏电阻的感应面朝上，将光强传感器与光敏电阻放置在一起，在采集间隔和采集数量窗口输入合适的数值，点击开始按钮。

5．用一块大的挡光物将光敏电阻附近的光线慢慢挡住，观察实验数据曲线，同时注意二极管的发光情况，当它开始发光以后，再慢慢把挡光物撤掉，结束实验。实验数据记录与分析： 1．输出电压与输入电压曲线

2．外界光强与输出电压数据关系

本次实验中R11500，R22000，从图上可以看出当光强为I139lux时，发光二极管发光，而当光强为I244lux时，发光二极管熄灭。

2.数字化实验：探究性实验

课程标准教科书不仅把原教科书的一些验证性实验改为探究性实验，而且新安排了一些探究性实验。这些探究性实验，用数字化实验仪器和方法去做，更为便捷。例如探究加速度与力、质量的关系（必修1 P75）、探究功与物体速度变化的关系（必修2 P17）等实验。通过探究性实验，提高学生研究、探究的能力，为培养创新能力打好基础。

实验2.探究（恒力做）功与物体速度变化的关系动能定理）

（动能定理（恒力）实验原理 牛顿第二定律讲述的是力与加速度之间的瞬时关系，表达式为： F = m a（1）其中，F是作用在物体上的合外力，m是物体的质量，a是物体的加速度——速度的时间变化率，表达式为： avdv 或 a（2）tdt2把（2）式代入（1）式，并将（1）式两边对位移积分（由x1到x2），可以得到： W = ∫Fdx = mv2/2-mv1/2 = Δ(mv2/2)= Δ E k(3)2其中，W为从x1到x2的区间内，合外力F的功，v1 和v2分别为物体在x1和x2处的速度，E k为物体的动能。也就是说，合外力的空间积累效应表现为物体动能的改变。在本实验中，我们探究在恒定拉力的作用下，小车的动能随时间变化的关系。其中，拉力由力传感器测得，速度由固定有挡光滑轮的光电门传感器测得，动能由速度的平方乘以质量的一半得到。实验目的 通过对（恒定）拉力和速度的测量，探究合外力的功与物体动能变化的关系。实验装置 SWRDISLab-100III数据采集器、光电门(Photogate)传感器、力传感器、动力学系统(包括导轨、小车、滑轮和支撑杆等)等。实验步骤 1.按图连接实验装置（注意平衡摩擦力）； 2.测量并记录小车和钩码的质量（第1次：小车402.81g，钩码19.91g）； 3.打开SWRDISLab软件，点击“教学专用软件”，进入“物理实验列表”中的“力学”部分，选择“动能定理（恒力—Photogate）”； 4.点击“校零”按钮，对力传感器进行校零； 5.设置“采集间隔”为5ms，“采集200个暂停”，以及“共采集200条数据”； 6.让小车静止在靠近光电门传感器的一侧（钩码将细绳拉紧），点击“开始”按钮； 7.当“开始”按钮的颜色变“灰”时，释放小车； 8.当小车运动到靠近支撑杆时，使小车停止运动，然后点击“结束”按钮； 9.观察“力—位移”、“速度—位移”和“动能—位移”关系曲线的特点；

6.当“开始”按钮的颜色变“灰”时，释放小车；

7.当小车运动到靠近支撑杆时，使小车停止运动，然后点击“结束”按钮； 8.观察“力—位移”、“速度—位移”和“动能—位移”关系曲线的特点；

9.任选一个位移区间，对力进行积分，并比较积分值和两个区间端点处动能的差； 10.改变钩码和小车的质量，重复步骤6~10（第2次：小车402.81g，钩码30.35g）。

实验数据的记录与分析

a)“力、速度 vs.位移”图表（小车402.81g，钩码19.91g）：

由图可知，从静止释放到制动前（去掉对应制动过程的最后两组读数），随着位移的增加，小车所受的拉力（中间的红色曲线）几乎不变，小车的速度（上方的绿色曲线）和动能（下方的蓝色曲线）不断增加，速度的变化率不断减小，但是动能的变化率几乎恒定。

b)力做的功与动能的变化（小车402.81g，钩码19.91g）： 如图所示，在所选的位移区间内，力做的功为WFS0.0630 J，两个区间端点处动能的差为0.0594 J（= 0.0832－0.0238），力做的功略大于动能的变化，二者近似相等，相对误差为5.71 %。

3．“力、速度 vs.位移”图表（小车402.81g，钩码30.35g）：

由图可知，从静止释放到制动前（去掉对应制动过程的最后4组读数），随着位移的增加，小车所受的拉力（中间的红色曲线）几乎不变，小车的速度（上方的绿色曲线）和动能（下方的蓝色曲线）不断增加，速度的变化率不断减小，动能的变化率几乎恒定。4． 力做的功与动能的变化（小车402.81g，钩码30.35g）：

如图所示，在所选的位移区间内，力做的功为WFS0.0911 J，两个区间端点处动能的差为0.0870 J（= 0.1269－0.0399），力做的功略大于动能的变化，二者近似相等，相对误差为4.50 %。

误差分析

1． 滑轮与力传感器挂钩之间存在摩擦力，使得力传感器测得的读数大于小车拉力的二倍；

2． 随着速度的增加，小车受到的（滚动）摩擦力略有增加； 3． 拉力做功的一部分转化为两个滑轮的转动能。

关键点

1． 抵消摩擦力。

注意事项

1． 采集间隔取默认值5ms，如果使用更大的采集间隔，那么当小车的运动速度很快时，位移的测量有可能出错；使用5ms作为采集间隔时，钩码与小车的质量比必须小于3/10。

3.数字化实验：应用传感器做实验，有些传统实验，用数字化方法即用传感器和计算机去做，也比传统的方法更方便，数据处理更快、更准确，图象更清晰、更迅速。

例如可以用位移传感器或光电门代替打点计时器做探究小车速度随时间变化的规律（必修1 P34）等实验。用电流传感器和电压传感器代替电流表和电压表，做测定小灯泡的伏安特性曲线（选修3-1 P48）、测定电池的电动势和内电阻（选修3-1 P72）等实验。除“传感器的应用”实验外，还有许多用传感器作为实验仪器的实验，例如用传感器和计算机描绘简谐运动的图象（选修3-4P5）等等，我们统计有十几个。可以说：几乎所有的实验都可以用数字化方法做。实验3.测定电池的电动势和内电阻

测定电池的电动势和内电阻 背景资料：

通常的金属导体都是以金属键结合的晶体，处于晶格结点上的原子很容易失去外层的价电子，而成为正离子。脱离原子核束缚的价电子可以在整个金属中自由运动，称为自由电子，在不受外电场作用时，自由电子只做热运动，没有宏观的电量迁移，因而金属中各个部分都呈现电中性。当金属中存在静电场E时，金属中的自由电子在外电场的作用下，相对于晶格离子作定向运动，电子运动中必然与晶格相碰撞，达到某种平衡后，金属中电子有一个整体上的平均速度，导体中有稳定的电流，前面的分析都建立在导体中的静电场E是相对比较稳定的前提上。

如果将一个已经充好电的电容器的两个极板用导线连接起来，构成闭合回路，电路中就有电流通过，不过随着极板上带电量的减少，它们之间的电势差也在减少，电流很快就消失了。在电池的两个正极和负极上，分别带有正电荷和负电荷，当接入电路回路后，导线中的电子在电极电荷产生的静电场中开始运动，形成电流，如果两极上的电荷量得不到补充，那就不可能形成稳定的电流输出，电源的作用，不管是化学的电池，还是像范德格拉夫起电机之类的电源，都是将电荷从负电极搬运到正电极，这种搬运工作只能靠某种非静电力来完成，假设非静电力在搬运过程中做功qu，那u就是电源电动势，q为载流子的电荷量。实验原理：

图1 如图1所示的闭合电路中，电源的电动势为，内电阻为r，负载电阻为R，电路中的电流为IRr，可以看出，当负载电阻R足够大时，因为它和内电阻是串联在一起的，它两端的电压将非常接近于电源电动势，当R，即所谓开路或断路时，I0，U；当R0，即短路时，IImax

负载电阻两端的电压为Ur，这时候的电流最大。

RrR，也可以写为URrr，而电流为IRr，因此有UIr，这个关系在伏安曲线上表现为Umax，I0，也就是R时。如果R0，U0，Imaxr。在实验中用滑动变阻器做负载电阻，改变它的电阻，以同时改变电流和电压，在软件中作伏安曲线图后，取拟合线，线的斜率的绝对值就是r，曲线与纵轴的交点就是Umax，I0点，可以测出电动势。实验目的：

简单测量电池电动势和内阻。实验装置：

计算机，数据采集器，电池，滑动变阻器，电流传感器，电压传感器，导线等。实验步骤：

1．将数据采集器与电流传感器，电压传感器连接，然后将数据采集器与计算机连接，开启采集器电源，进入实验专用界面。

2．把电流传感器，电压传感器的两个信号输入端的导线分别短接，对电流传感器、电压传感器进行校零。3．按实验电路连接电路图，在专用界面的底部输入合适的采集间隔和采集数量，闭合开关，点击开始按钮，进行实验测量。

4．将滑动变阻器从最大滑为最小，或者从最小滑到最大，得到伏安曲线，然后对伏安曲线进行线性拟合。实验数据记录与分析：

1．电压变化：

2．电流变化：

3． 伏安曲线：

从图象可以得出，电池的电动势为E7.003V，内阻为r27.407。

数字化实验仪器，包括传感器、数据采集器和实验软件，是新仪器、新器材、新设备。南京师范大学苏威尔科技有限公司研发、生产的传感器、数据采集器和实验软件，以及配套使用的实验器材如动力学系统（包括滑轮、小车、滑轨、支架等），电磁学系统（如逻辑门电路、施密特触发器、霍尔元件实验等）等，是国内具有先进水平的数字化实验仪器，可以满足新课程对物理实验的要求和需要，可以促进物理实验教学质量的提高，可以促进物理实验的数字化、现代化。

第四篇：数字化测绘技术在地形测量中的应用1

数字化测绘技术在地形测量中的应用

摘要：阐述了数字化测绘技术在地形测量中的应用，针对地形测图的特点，指出如何选择测绘软件的两要素，详细介绍了外业实施测绘的方法步骤，为地形测量提供了理论基础。

关键字：数字化测图，测绘软件，测量，高程控制网。

随着测绘设备的不断升级，尤其是全站仪的大量使用及计算机技术的普及，地形图的成图方法进入了数字化时代，传统的手工测绘已赶不上时代的要求，取而代之的是数字化成图。地形测图的作业方法

内、外业一体化的数字测图，是我国目前各测绘单位应用最多的数字测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高，但它所耗费的人力、物力、财力也是比较大的。测绘软件选择

选择一个好的测绘成图软件，首先要看该软件是否适合本单位的实际情况；其次要简便易学。现在市场上的测绘软件常用的主要有： 1)南方测绘仪器有限公司的CASS系列； 2)武汉瑞得测绘自动化公司的RDMS系列。

2．1 CASS系列

对于已经熟悉AutoCAD的用户而言，CASS系列则是一个不错的选择，它们均提供两种作业方式：电子平板方式、原图数字化方式及内外业一体化。在AutoCAD的基础上，开发了许多功能，如量算定点、图形复制、绘制多功能复合线等。对于那些既想用电子平板方式作业，又想在室内编辑成图的单位而言，可以选择它。外业实施过程

3．1 控制测量

1)测区GPS控制网的建立。

采用GPS卫星定位系统，测量布设首级GPS控制点，点位埋设永久性标石。使用美国产Trimble 4600LS单频GPS接收机施测，采用边连式连接，4台GPS接收机同时架设在测站上，精确对中整平后，量取仪器高两次，量至毫米，较差小于规定后，采用中数。每观测一个时段，两台接收机作为固定站，另两台作为移动站，循环往复，直至观测完所有点，每个点应观测45 min～70 min。卫星截止高度角设置为不小于15°，最少卫星观测数为不小于4，PDDP不大于6，数据采集间隔为15。对中误差不大于2 mm，天线高差值不大于3 mm。使用平差软件按照独立基线解算，所有基线解都为固定解，基线情况良好。最后平差出观测GPS点的坐标成果。

2)测区导线控制网的建立。

在四等GPS点的基础上布设二级导线，点位布设于可永久保存地段，埋设标石或铺装路面钉。二级导线布设于GPS点之间，组成节点网。二级导线点分别以Ⅱ01，Ⅱ02⋯⋯编号。采用方向观测法，二级导线观测水平角一测回。二级导线进行边长单程观测两测回，每测回边长读数四次。所用测距仪均为I级，MD≤5 mm。

二级导线在现场用铅笔在规定格式的表格上进行记录，做到字迹清楚、整齐、美观，外业记录纸统一编号。观测工作结束后及时整理、检查外业记录，确保记录计算正确，观测成果满足限差要求。

二级导线应先进行方位角闭合差、导线相对闭合差、测角中误差验算。

当各项限差满足规范规定后，按结点网输入计算机，使用测量控制网平差系统，进行严密平差；平差后进行精度详定，提供导线网精度指标以及最弱点精度数据。

3)高程控制网的布设。

高程控制网以已知水准点为起算，将平面控制点布设成四等水准网，进行观测。检测仪器，当i角误差小于20″，满足四等水准测量要求。观测采用中丝读数法，直读距离；观测顺序为后一前一前～后，观测时无固定点时，应使用尺垫。水准仪安置在适当的位置上，精确整平圆水准器，同一测站观测时，不得两次调焦，每测段测站数宜为偶数站。

当各项限差满足规定后，按结点网输入计算机，使用测量控制网平差系统，进行严密平差；平差后进行精度评定，最后打印出高程控制点成果。3．2 野外碎部点数据采集

数字化测图中，碎部测量的主要方法为极坐标法，在实测碎部点的坐标后，可利用软件中的各种交会方法、十字尺测量法等方法来取得其余各点的坐标，然后利用测绘软件中的编辑功能，得到最后的图形。该单位的地形测绘小组，基本上由两个人组成，一个观测，并在全站仪上作业并编码，一人跑尺并内业绘图，经过多年的实践，表明是可行的。

3．3 内业数据处理，图形编辑，制图输出

无论是工程进程各阶段的测量工作，还是不同工程的测量工作，都需要根据误差分析和测量平差理论选择适当的测量手段，并对测量成果进行处理和分析，就是说，测量数据处理也是工程测量的重要内容。

用专用电缆将全站仪与计算机连接起来，将外业采集的数据传输到计算机。首先进行数据预处理，即对外业采集数据的各种可能的错误进行修改和将野外采集的数据格式转换成图形编辑系统要求的格式。接着对外业数据进行分幅处理，生成平面图形，建立图形文件等操作，再进行等高线数据处理，即生成三角网数字高程模型(DTM)、自动勾绘等高线等。

对经过内业处理的图形数据利用测绘软件进行编辑修改，最后用HP800绘图仪输出图件。检查验收，提交成果

1)作业人员和作业小组应对完成成果、成图资料进行严格的自检和互检，内业图件资料进行100％的检查，并且抽取图件以及原始资料进行野外检查。发现问题立即处理，超出限差的返工重测。

2)外业原始记录、内业平差计算成果、原始图件资料、数字化电子图件等测绘资料经作业组自检、互检符合规范要求后提交测绘队，由主管技术负责人组织进行队级检查。队级检查发现问题后要求作业组及时处理纠正，并且做好修测记录。队级检查通过后，编写地形测量技术总结报告，报请上级主管部门检查验收。

3)最终检查验收，聘请省、市专家领导进行终审验收。作业队将各种原始记录计算表册，各种图件资料汇总，分类装订归档；数字化图形文件提供打印图纸，配合验收组检查验收。认真听取验收组意见，准确回答验收组提问，记录需修正的问题。通过检查验收后，在约定时间内完善成图成果，交付使用。

第五篇：云技术在学校数字化校园网络中的应用

云技术在学校数字化校园网络中的应用

【摘 要】本文主要分析云技术的特点以及当前数字化校园网络建设和管理中存在的问题，论述通过 SOA 标准和云技术相结合、构建宿主平台区域和存储区域，从而更好地将云技术运用到数字化校园网络中。

【关键词】云技术 数字化校园 应用

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）11B-0064-02

云技术是一种新型的网络资源整合利用模式，其主要是根据用户的计算需求对各类计算机网络资源进行分析和整合，并将这些网络资源进行科学合理的管理与分配利用，进而给用户提供更加灵活、快捷、高效且性价比高的计算机网络应用服务。而将云计算运用到学校数字化校园网络中，是云计算的一种新型应用尝试，在学校数字化网络建设中运用云计算可以最大限度地对数字化校园网络资源进行有序的整合并利用技术把这些网络资源进行颗粒的调配，从而最大程度地利用计算机网络资源。

一、当前数字化校园网络建设和管理中存在的问题

（一）数字化校园网络资源的不合理使用。随着信息时代的到来，信息技术与网络平台的多样化，校园数字化使用各不同系统平台，因此，根据不同的平台所建立的应用程序给校园数字化网络技术的管理和运营带来很大的困难，虽然对数字化校园网络的资源投入每年都有增加，但这也让数字化校园网络的管理变得越来越臃肿，由于计算资源和存储资源得不到合理应用，数字化校园网络的计算资源与存储资源都没有被合理地?_发出来，导致资源大量地被限制和浪费，使得数字化校园网络的资金呈现短缺的问题。并且随着数字化校园网络进程的不断加快，各种管理系统平台的应用也越来越多，更加让数字化校园网络的资源无法得到合理的应用了，随之而来的还有一些像数据安全性、系统扩展以及网络瓶颈等问题。

（二）各大系统中使用的硬件、软件混杂。除了上述的问题之外，在数字化校园网络的建设中，各学校使用的系统的硬件和软件都来自不同的厂商，这些不同品牌的硬件和软件组建成的庞大的计算机信息系统给数字化校园网络的管理带来了以下难度：1.因为组建信息系统的硬件和软件的商家各不相同，因此，在计算机系统出现问题的时候，就必须要跟多方进行沟通，这给数字化校园网络管理的后期运维增加了很大的难度；2.组建信息系统的硬件软件各不相同也就意味着使用的技术也不相同，这给数字化校园网络的管理带来很大的挑战和风险。

上述问题都是因为数字化校园网络资源的复杂性和不合理的应用导致的，如果将云技术运用到数字化校园网络中，这些难题将会迎刃而解。将云技术作为数字化校园网络的基础架构，然后再架设相应的云技术节点，数字化校园网络的管理人员就可以在数字化校园网络应用相当繁忙的时间段合理地分配这些数字化校园网络的资源，进而使得数字化校园网络的资源能够被合理地应用。另外，我们可以利用云计算技术开发实现系统上线，用于数字化校园网络的后续建设中，再在此基础上创建“校园云”，提供标准的开发协议和运行环境的标准参数给开发者，这样便于数字化校园网络的管理。

二、云技术在学校数字化校园网络建设中的应用

（一）SOA 标准和云技术相结合。随着计算机信息技术的快速发展，云计算技术也在不断发展，其应用消费的对象也随之变得越来越广泛，其应用服务包括应用程序、终端用户、资源访问以及交互服务等。云技术能够得到快速的发展，主要还是依托于现在的虚拟技术的发展，将云技术运用到数字化校园网络管理中其最大的优点就是能够将IT基础架构简单化，使得数字化校园网络的资源管理和访问变得简洁方便，提高数字化校园网络中各项资源的可用性，为用户提供更好的网络服务。上述说到云技术是在虚拟网络的基础上发展起来的，虚拟云技术，就是依托于虚拟网络的一种技术，主要是能通过运用集群技术给云技术的应用提供深化与保障的作用。云技术分为虚拟云和集成云两种，这两种技术相辅相成，集成云技术的应用主要是能为数字化校园网络中云技术的基础架构起到加强稳定性和可靠性的作用，集成云技术则可以将数字化校园网络中的资源进行自由的组合，进而可以将数字化校园网络云技术中的软件平台带入到更高层次的集成群中去。SOA 标准更早就提出一种利用模块化的构建方式来对软件系统进行创建的面向服务的架构模式。随着云技术在数字化校园网络中应用的深入，数字化校园网络的云技术基础架构已经越来越趋于模块化的构建，从而能够更好地实现根据需求进行相应的变化，实现这一切的前提就是必须要有一个标准去进行规范，这个标准就是要求部署在云架构上的软件系统能与 SOA 标准有个简易的结合，如何使软件系统与标准进行简易的结合给云技术在数字化校园网络中的应用带来极大的一挑战。因此，只有做好 SOA 标准与云技术的结合，才能将云技术更好地运用到数字化校园网络中去。

（二）构建宿主平台区域和存储区域。将云技术运用到数字化校园网络是建立在有宿主平台区域与存储区域所构建的整个云技术应用引荐的支持平台的这样的基础逻辑之上的。宿主平台区域主要是由硬件节点所构成的平台，因此，我们可以将数字化校园网络中的硬件节点根据需求组成相应的集成云再进行运行。存储区域则主要从虚拟阵列、RAID 以及 NAS 网络等技术为云平台的上层引用提供虚拟的存储池，为数字化校园网络提供高效、灵活的数据存储的能力。在搭建云技术数字化校园网络平台之后，还要根据应用的功能和目的对各个计算机节点进行划分，“数据云”应用的主要作用是通过数据库层面的计算为数字化校园网络提供更加优质的计算服务。“应用云”则主要是处理客户的应用和前段的部署，而“应用管理云”主要负责对数字化校园网络中的各项网络资源进行合理的管理和分配，提高数字化校园网络的效率。另外，还要加强数字化校园网络中云技术的集群技术的应用，采用 SAN 和 NAS 等多种技术结合方式来部署云平底层的存储，搭建一个安全、高效的云平台。根据数字化校园网络中对云平台的不同的需求，在云平台中运用不同形态的宿主机主，此外，再根据宿主平台的业务支撑能力与不同的应用需求形成若干的虚拟计算节点，给各云端的各项功能的功能实现以及承载力提供强有力的保障。在云技术应用中每个计算机节点都能够与其他的计算机节点有序地组成集成化的运算模式，并且能够对各计算节点进行自由的调配，这样则可以有效地避免一些可能因为计算节点出现的问题而对数字化校园网络管理中的上层云应用造成安全隐患。一般“应用云”都是部署在宿主平台搭建的虚拟节点上，由这些虚拟节点支撑起“应用云”，因此，我们就可以通过不同的计算节点随“应用云”进行自由的搭配，从而使得“应用云”的搭建变得更方便快捷。我们还可以通过云技术在数字化校园网络建设中在云平套部署 WEB 程序、通讯程序和计算节点等应用。云技术的自由性和灵活性使得云技术成为现今甚至今后很长一段时间的信息发展的重要趋势，云技术不单单只是一个单一的产品或者是一门技术，更是一套完整的网络信息技术的解决方案，可以根据学校的需求为学校量身定做云计算平台，为数字化校园网络的建设提供更加高效、安全、便捷的网络服务。

总而言之，可以利用云技术将网络基础设备、服务器、存储设备和应用等资源进行整合组成网络、存储、计算的资源池，这样能够安全、便捷地对这些网络资源进行管理与调配，更好地服务于学校数字化校园建设。

【参考文献】

[1]许利军，闪永强.云计算技术在数字化校园建设中的应用研究[J].新乡学院学报，2013（5）

[2]叶小波.云技术与数字化校园建设[J].信息与电脑：理论版，2011（5）

[3]雷富强.云技术在高校数字化校园网络中的应用[J].科技创新与应用，2016（34）