唤醒式教育范文

唤醒式教育范文（精选3篇）

唤醒式教育 第1篇

水资源日益紧缺, 农业灌溉用水占总用水量比例最高[1]。自动灌溉控制系统因具有节水增产功能, 得到广泛的应用。随着设施农业发展, 越来越多的田间温室开始采用灌溉控制系统进行灌溉施肥。

传统灌溉控制系统一般仅包括自动灌溉控制器和电磁阀两部分, 灌溉控制器执行灌溉策略, 多采用有线方式控制电磁阀[2,3,4,5,6]。随着灌溉规模的扩大, 采用有线控制方式不可避免地出现安装困难、维护不便和扩展复杂等问题。

近年来, 已有学者将无线技术与传统灌溉控制系统结合, 研制出用于农业灌溉的无线控制系统[7,8,9,10]。其中, 大多采用Zig Bee技术, 但2.4G频段绕射性能差且传播距离受限[11], 并不适宜用于农业实际生产中;有学者基于GSM或GPRS的方式设计出灌溉控制器, 其功耗高、费用大, 并在无信号覆盖区域, 不能工作[12,13,14,15]。434M频段下无线通信能克服以上的缺点, 较为适合农业生产, 目前已有应用;但当前灌溉系统中多采用周期定时唤醒方式实现低功耗[16], 这种模式是以牺牲响应时间为代价来达到低功耗的目的。

本文从农业灌溉系统实际需求出发, 通过研究无线低功耗接收技术, 设计一种基于实时唤醒的低功耗无线灌溉控制器, 采用OOK解调技术, 实时监听系统中指令信息;根据距离远近, 自动调节信号, 实现地址解码;可采集水表信息和控制脉冲式直流电磁阀。

1 无线控制系统应用

无线灌溉控制系统由中央灌溉控制器、无线基站和无线电磁阀控制器3部分组成, 用户终端与中央灌溉控制器通过以太网建立连接, 如图1所示。中央灌溉控制器通过无线方式发送指令, 无线基站接收指令后, 将指令也以无线方式传送至安装在阀门附近的无线电磁阀控制器中, 先前处于休眠状态的阀门控制器被唤醒后, 分析指令内容, 并执行相应操作。

2 控制器总体硬件结构

无线电磁阀控制器直接控制阀门, 主要包括无线唤醒电路、无线收发通道、直流电磁阀驱动电路、电源和存储电路等。控制器总体结构如图2所示。

无线唤醒电路实时接收无线基站指令, 负责唤醒控制器, 是系统中核心单元。无线收发通道主要处理基站与电磁阀控制器之间的通信。电源部分采用Linear公司的LT1934, 其静态电流达到微安级, 输入电压动态范围宽, 负载能力强, 不仅满足系统低功耗要求, 也保障了系统工作时的大电流需求。核心处理器采用C8051F965, 在休眠状态下消耗电流仅为0.7μA, 封装体积小, 支持SPI协议。系统还设计了2路开关量采集通道, 用于采集水表等信息。为保存操作状态和本机地址等信息, 系统设计了存储电路, 选用AT24CS01, 具有功耗低和24位全球唯一地址码等特性。

2.1 唤醒电路设计

无线电磁阀唤醒电路包括前端匹配电路、包络检波、放大电路和比较器, 结构框图如图3所示。天线接收到无线基站发送的OOK信号, 先经过声表面滤波器滤除其他频段的杂波。声表面滤波器选用EPCOS公司的B3760, 中心频率434MHz, 带宽仅为0.68MHz, 封装体积小, 外接匹配电路简单。由于滤波器的带宽较窄, 滤波后通道中仅存载波和调制信号, 再经过阻抗匹配电路使得前端电路与后端电路之间功率损耗降到最低。

包络检波使用一个含有2级电容串联型倍压整流电路, 将原始信号幅度增大2倍, 有效地提高系统的灵敏度, 电路图如图4所示。

解调之后的信号被送至放大电路中, 其采用精密低功耗运算放大器, 电路增益由数字电位器来控制。考虑到带宽和功耗等因素, 放大倍数不宜过大。比较电路将放大后的信号根据设定值整形成与调制信号频率一致的方波, 输出的信号分为两路:一路直接送往微控制器用作接收基站寻呼地址信号, 微控制器通过此来确定接收到的指令中是否含有本机地址, 从而无需先启动收发通道, 有效地降低控制器整体功耗;另一路传输至充放电电路中, 利用电容充放电, 将矩形波变换成直流电平, 电平值的高低与有效信号频率成正比, 通过合理的参数设置, 能防止误触发;信号再经过低通滤波器滤除高频部分, 作为逻辑“或”门的输入。比较电路相关单元如图5所示。

当放大电路和低通滤波器的输出信号中任一个信号达到高电平时, 都能唤醒微控制器。放大电路输出信号幅度较高时, 微控制器被激活后, 同时侦测到检测通道中电平为高, 此时自动调节反馈通道, 降低放大电路增益直到检测通道为低电平。通过试验测试, 系统设计了3个增益档位, 能满足无线电磁阀控制器与无线基站距离上的远近无缝结合。唤醒电路经测试, 灵敏度大于-45d Bm。

a.原始信号波形b.解调信号波形c.包络检波电路图

a.地址信号波形b.唤醒信号波形c.比较器相关电路图

2.2 无线收发通道设计

无线收发通道中前端匹配电路与唤醒电路共用, 通道工作在半双工的模式下。无线芯片采用Sillicon Labs公司的Si4463, 其工作频率范围为142~1 050MHz, 输出功率最大可达20Bm, 接收灵敏度为-126db Bm, 数据速率最高为1Mbps, 调制模式支持FSK, 、4GFSK、MSK和OOK。

当微控制器被唤醒, 检测到是本机地址后, 灌溉控制器启动无线接收通道。由基站发送的射频信号, 经前端匹配电路和射频开关传送至四端口差分接收电路中, 转换成相位差为180°的差分信号对后, 进入Si4463并完成信号解调, 最终通过SPI总线传递信息至微控制器。

微控制器反馈信息到基站中心时, 先将信号由SPI总线传送至Si4463中, 完成信号的调制后, 再经由阻抗匹配电路、低通滤波器、射频开关和前端匹配电路发射出去。无线通道结构如图6所示。

2.3 脉冲式电磁阀控制电路

为控制水泵和阀门等执行机构, 系统中采用驱动脉冲式电磁阀 (见图7) , 其开启只需持续几十毫秒脉冲, 在开合状态时仅消耗少许能量, 能满足系统低功耗的设计要求。驱动芯片采用L9110, 其能持续输出800m A电流, 最高瞬态电流达1.5A, 静态功耗可忽略不计。

3 系统软件设计

程序流程如图8所示。系统上电初始化完成后, 进入休眠状态, 等待唤醒信号, 微控制器被激活后, 先判断检测通道是否为高电平, 若为高, 则调节电位器, 直到检测通道为低电平。

系统通过唤醒电路中编码通道接收指令, 判断为本机地址后, 激活无线收发通道, 同时使系统处于接收指令状态, 等待指令。若为控制指令, 则执行采集水表、控制电磁阀的开合, 并将相关信息存储起来;接收为查询指令时, 根据存储器中的内容, 直接发送状态;若等待50ms后, 仍然无命令, 系统自动进入休眠状态。

4 系统测试与分析

由于灌溉器实际使用时, 一天中操作灌溉次数较少, 一般控制器的功耗主要取决于系统休眠时的功耗, 包括电源芯片静态功耗、唤醒电路功耗, 以及MCU和SI4463休眠时功耗。

为测量电源芯片消耗的静态电流, 用可调数字电源 (HAMEG, 型号HM8143) 模拟实际使用的9V碱性电池, 在4~9V范围内变化, 并用数字万用表 (FLUKE, 型号17B) 串接到电路中测量, 多次测量取平均值, 如图9所示。

试验实际测量电源芯片LT1934为稳定输出电压3.3V, 输入电压不能低于5.6V。当电源电压大于5.6V时, 静态电流变化平缓, 基本维持在12μA左右;而小于5.6V时, 消耗的电流成倍上升。这是由于LT1934转换效率变低, 自身消耗过大所造成的。

为测量唤醒电路在休眠时消耗的电流, 采用射频信号发生器 (IFR2023A) 模拟基站发射射频信号;射频输出端与唤醒电路中的SMA型接头通过射频线相连, 另用泰克混合示波器 (泰克, 型号MSO4104) 与唤醒电路末端相连, 来捕捉信号波形;若电路能正常接收到信号, 波形应为图4 (b) 所示。唤醒电路的供电回路中同样串接数字万用表, 经测试, 电路消耗平均电流为19μA。

为测量微控制器及其外设和Si4463休眠时的消耗电流, 在焊接样板时, 暂时不焊唤醒电路和电源芯片, 利用可调数字电源直接供3.3V, 并在供电回路中接万用表。经测试发现, 此部分的能耗和软硬件均相关, 软件相关部分主要体现在MCU端口的配置上。经过多次调试, 此部分的最终消耗电流为13μA。

综上所述, 控制器休眠一天所消耗电荷量QS为

在不考虑电池自放电的情况下, 以1节250m Ah的9V碱性电池计算, 完全满足作物一个灌溉季的使用需求。

系统在国家农业智能装备中心的小汤山国家农业示范基地进行实地测试, 选取一片实验大田, 安装1个控制基站, 基站发射功率设置为5W, 其有效覆盖面积为1.6W·m2, 控制若干个阀门。

如图10所示, 在单个支撑杆中挂接2个控制器, 可同时控制2路直流电磁阀, 支撑杆高度为1.5m。无线灌溉控制器安装在大田中, 控制器与基站之间最远距离为100m。每当中央灌溉控制器发送指令后, 无线灌溉控制器便可立即完成对电磁阀的操作。其中, 选取增益为3.5d Bi工业级天线的控制器接收灵敏度相对比选用低增益天线的控制器要高。试验表明:无线灌溉控制器在保证低功耗的情况下, 能实时监听和响应上层指令, 完成无线控制功能;同时在不依靠阳光照射情况下, 稳定工作超过3个月。

5 结论

利用无线唤醒与低功耗技术, 基于Si4463射频芯片、C8051F965处理器和唤醒电路, 设计了一种适合用于在光照不充足地区的超低功耗无线电磁阀灌溉控制器, 其相对于传统周期唤醒式灌溉器具有在能耗和实时响应上的绝对优势。

试验表明:控制器在不更换电池的情况下, 可连续工作1个灌溉季, 约3个月。结合外观防水和结构防雷设计, 系统具备较高的可靠性。9V碱性电池选用普通常见电池, 便于用户购买更换, 价格便宜。针对在太阳能充足的地区, 控制器预留了接口, 可直接连接太阳能电池, 工作时间可进一步提高。本系统现阶段拓扑结构是星形状, 不涉及路由选择, 今后将进一步引入无线路由协议, 以便实现网状结构, 进一步地降低功耗和实现更远距离的通信。

摘要：为降低现有农业无线灌溉系统中控制节点的能耗, 延长无线灌溉网络的生命周期, 采用OOK调制技术, 设计了一种低功耗唤醒装置, 改变了当前无线灌溉系统中定时周期唤醒方式, 减少了系统中开销, 并实现了在4 3 4 MHz频段下无线灌溉控制器的研制。控制器主要由C8 0 5 1 F9 6 5单片机、电源电路、电磁阀驱动电路、唤醒电路、无线收发通道和开关量采集电路组成。该控制器由基站发送指令控制, 根据距离远近, 自适应寻址接收信号, 实现实时采集和控制。经试验测得:额定容量为250m Ah的单节碱性9V电池, 可使控制器工作一个灌溉季以上;与采用传统唤醒方式相比, 系统不仅降低了能耗, 而且提高了响应速度。

教育就是唤醒读书笔记 第2篇

全书分为八讲，内容分别是守望道德星空、发现教师职业之美、就这样成为名师、没有教不好的孩子、教育就是培养孩子习惯、让孩子做最好的自己、点亮孩子心中的那盏灯、用美德占领孩子心灵。通读下来，我认为不光是唤醒教师，同时还要唤醒家长。我作为一名教师也是一位家长，读了这本书受益良多。

一、唤醒教师

唤醒教师，就要唤醒教师的爱与责任，自觉践行师德规范;唤醒教师对职业的审美情趣，不断升华职业境界;唤醒教师的雄心壮志，追寻专业发展之道;唤醒教师的育人担当，不抛弃，不放弃，不让一个孩子掉队。

作为教师，唤醒是教育的手段。面对学生我们要有更多的信任和期待，学生一旦得到信任，他们的内在动力就会被激发，他们就会显得聪明、能干、有悟性、很懂事。尤其是面对一些后进生时，教师更应从培养良好的非智力因素入手，启发诱导，激发兴趣，去唤醒学生内在的动力，变“要我学”为“我要学”。

同时，唤醒也是教育的艺术。面对学生，教师要有一双赏识的眼睛，这样可以发现他们的闪光点;教师要有一颗灵动的心，时时、事事贴近学生，使学生天性中最优美、最灵性的东西发挥出来。

二、唤醒家长

唤醒家长，就要唤醒家长的示范意识，抓住习惯培养的教育根本，着眼孩子的终身发展;唤醒家长的发现智慧，开发孩子的优势潜能，帮助孩子成为最好的自己。

有关调查发现：目标对人生有巨大的导向作用。作为家长，我们要引导孩子确立人生目标，因为选择什么样的目标，就可能会有什么样的人生。当孩子朝着某个目标奋斗时，还需要我们家长的全力支持、配合，而不是冷嘲热讽、指手画脚的旁观。告诉孩子：当一个人能够听从自己的内心追求梦想，无论做什么，都能把工作做到最好，都能把人生的每一个乐章奏得响亮，这就是成功。

托尔斯泰说过：一个人若没有热情，他将一事无成;而热情的基点正是责任感。重视和加强孩子责任感的培养，让孩子学会负责，对国家发展、个人幸福都具有重要意义。因为责任感是支持孩子人生奋斗的强大精神动力，是健康人格的核心，是高素质人格的保证和动力，是一个人将来立足于社会，获得事业成功的重要品质。父母是孩子第一任老师，父母对孩子的影响不仅是深刻的，而且是终身的。父母在家庭生活中所表现的责任感的强弱，是孩子最先获得的责任感体验。因此，家长一定要加强自身的修养，要做一个有责任感的人，这也是为了有利于孩子的健康成长。同时还需要家长和孩子一起成长，去深入研究孩子的心理特点，互相沟通，肯定进步，发扬成绩，纠正错误，并适时调整教育方案，这样孩子的责任心就可逐渐形成。所有这些，都要求家长能够持之以恒。而家长本身的持之以恒又给孩子起到了示范作用，促进孩子责任心的养成。

唤醒智慧的教育美文 第3篇

在一所施行正确教育的学校里，它所有教职员工中的核心层是具有奉献精神和充满活力的，它就会吸引其他有着同样志向的人聚集到它这里，而那些不感兴趣的人不久就会发现自己不适合那里了。如果核心层是目标明确和警觉的，那么外围那些冷淡的人就会感到羞愧并且离开了;但如果核心层是漠不关心的态度，那么整个团队就会不稳定和缺乏生气。

核心层不能只由校长组成。依赖于某个人而存在的热情或兴趣必然会衰退和消亡。这种兴趣是表面的、轻浮的、毫无价值的，因为它可以被转移，然后屈从于另一个人的心血来潮与幻想。如果校长支配着一切，那么显然就不可能会有自由与合作的精神了。一个强势的人物也许能建立一所一流的学校，然而恐惧和奉承也会悄然进入，而通常发生的情况就是，其他员工就变得无足轻重了。

这样的团队无益于个体的自由和了解。员工不应该处于校长的支配下，而校长也不应该承担起所有的责任;相反，每个老师都应该感到自己需要对整个学校负责。如果感兴趣的人没几个，那么其他人的冷漠或反对就会阻碍大家的努力或者让努力白费。

我们也许会怀疑，没有一个核心权威，一所学校能否运作?但对于这个问题，我们其实也不知道答案，因为我们从未尝试过它。毫无疑问，在一群真正的教育者中，权威的问题永远不会出现。当所有人都努力变得自由和智慧时，人与人之间各个层面上的合作就有可能了。对那些还没有深刻而持久地投身于正确的教育这项任务的人而言，缺少一个核心权威似乎是一种不切实际的理论;然而如果一个人完全献身于正确的教育，他就不需要别人来督促、指挥或控制了。智慧的老师在施展他们能力的过程中是很灵活的，因为他们在努力达到个体的自由，所以他们会遵守规则，然后去做一些有利于整个学校的必要的工作。认真的兴趣是能力的开始，兴趣和能力都会在实践中得到加强。

如果一个人不了解服从在心理上暗含的意义，那么仅仅决定不去跟从权威将只会导致混乱。这种混乱的产生并不是由于缺少权威，而是因为缺乏对正确教育深刻的、共同的兴趣。如果有了真正的兴趣，每个老师这边都会进行持续不断和深思熟虑的调整，来满足运作一所学校的种种需要和必需品。任何一种关系中都不可避免地会有摩擦和误解，然而如果没有了由共同兴趣所带来的紧密感情，这些摩擦和误解就会被放大。

在一所施行正确教育的学校里，所有老师之间必须要有不受限制的合作。全体教员应该经常碰头，详细讨论学校的各种问题，当他们就某种做法达成一致以后，很显然执行这种已经决定下来的东西就不会遇到阻碍了。如果多数人采纳的某个决定不能获得某个老师的认可，可以把它放到下次教员会议上再进行讨论。

任何老师都不应该惧怕校长，而校长也不应该对那些年纪大的老师心存畏惧。只有当感觉到所有人都是完全平等时，才可能达成愉快的共识。让一所施行正确教育的学校中充盈着这种平等感是很重要的，因为只有当优越感和它的反面都不复存在时，才会有真正的合作。如果有了彼此间的信任，任何困难或误解都不会只是被束之高阁，我们将会去面对它，然后信任就会恢复。

如果教师不能确信自己的天职和兴趣，他们之间就必然会有妒忌和敌对，他们会把自己所拥有的一切能量都消耗在琐碎的细节以及浪费时间和精力的争吵上;反之，如果有了那种想要带来正确教育的强烈兴趣，生气和表面的分歧就会很快过去。然后那些被过度夸大的细节就会呈现出它们正常的比重，摩擦与个人的敌意将被我们视为徒劳无益的和破坏性的，所有的对话与讨论都会帮助我们去发现“什么才是对的”，而不是“谁才是对的”。

为了一个共同的目标而在一起工作的人，应该时常讨论各种困难和误解，因为这可以帮助澄清也许存在于我们自身思维中的任何混乱。当有了目的一致的兴趣，老师之间同样也会有坦诚和友谊，他们之间永远不会产生敌意;可是如果没有了兴趣，那么尽管表面上他们也许会为了彼此的利益而合作，但却总是会存在着冲突和敌意。

当然了，也许还有一些其他的因素会导致团体成员间的摩擦。某个老师也许劳累过度，另一个也许有一些个人或家庭的烦恼，还有一些人或许对他们在做的事并没有很大的兴趣。显然，所有这些问题都可以在教师会议上研究解决，因为共同的兴趣可以促成合作。很显然，如果少数人包揽了一切，而其他人袖手旁观，就不可能创造出充满活力的事物。

工作的平等分配可以让所有人都有空闲时间，很显然，每个人都必须要有一定的闲暇。一个劳累过度的老师，对他自己和其他人而言，都会成为一个问题。如果一个人的压力过重，他容易变得缺乏生气和懒惰特别是当他在做着自己不喜欢的事情时。如果身体或脑子不停地工作，就不可能恢复元气;而关于空闲时间的问题，可以用一种大家都能接受的友好方式去解决。

每个人闲暇时光的`构成也是不同的。对于某些对自己的工作有着极大兴趣的人来说，工作本身就是一种闲暇;做自己感兴趣的事比如做研究这本身就是一种放松。而对另一些人来说，闲暇或许是躲到与世隔绝的地方去。

如果教育者想要有一些自己的时间，他就必须只负责他能轻松应对的、适当数量的学生。当老师被一大群管不过来的学生压得喘不过气时，师生之间就几乎不可能会有直接和充满活力的关系了。

保持学校的小型化还有另一个原因。限制班级学生人数很显然是非常重要的，这样教育者就可以充分注意到每一个学生。当学生太多时，他就很难做到这点了，于是，惩罚和奖励就成了一种强制执行纪律的简便方法。

正确的教育不可能一大群人同时进行。研究每个孩子需要耐心、警觉和智慧。观察孩子的兴趣、才能、性情，了解他的困难之处，考虑到他的遗传和父母的影响，而不是仅仅把他加以归类这一切都需要一颗敏捷和柔韧的心，不受任何体系或偏见的束缚。它需要技巧和强烈的兴趣，最重要的还是要有关爱之情;而培养具备这些品质的教育者是我们当前的主要难题之一。

智慧以及个体自由的精神，应该始终弥漫在整个学校里。这一点绝不能疏忽，偶尔随便地提一下“自由”和“智慧”这些字眼，是没多大意义的。

学生和老师应定期碰面，然后讨论与整个团体利益相关的所有事宜，这一点尤为重要。应当成立一个学生会，老师的声音也能在其中得以呈现，学生会负责商讨解决关于纪律、卫生、食物等所有问题，它同样可以帮助去引导那些有点任性、冷漠或顽固的学生。

学生应该从他们身边选举出负责执行决策、帮助进行常规监管的同学。毕竟，学校里的自我管理是为今后生活中的自我管理做准备的。如果孩子在学校的时候学会了在任何与他日常生活问题相关的讨论中去体谅他人、保持客观和智慧，那么当他长大以后，他就能有效而冷静地去面对生活中更大、更复杂的考验。学校应当鼓励孩子去理解彼此的困难、独特性、情绪和脾气，因为这样的话，当他们长大以后，他们就会对其他人更加体贴和耐心。

同样的自由精神和智慧也应该明确地体现在孩子的学习中。要孩子变得具有创造性，而不仅仅是一个机器人，就不应该鼓励学生接受各种公式和结论。即使在科学研究中，我们也应该和他一起去推理论证，帮助他看清问题的全貌，然后让他自己去作出判断。