射频技术论文范文
时间：2023-04-01 10:34:27
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篇1
引言
射频识别技术(RFID，RadioFrequencyIdentification)实际上是自动识别技术(AEI，AutomaticEquipmentIdentification)在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备(人员、物品)在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。
目前，应用最广泛的自动识别技术大致可以分为光学技术和无线电技术两个方面。本文主要介绍自动识别技术在无线电技术方面的应用。
1射频识别技术简介
20世纪80年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。
射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它与同期或早期的接触式识别技术不同。RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。
典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。
射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有EEPROM用来储存识别码或其它数据。EEPROM容量从几比特到几万比特。芯片仅需连接天线(和电池)，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。
在多数RFID系统中，读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过RS232、RS422、RS485或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的RFID产品就是一种非接触的IC卡，而复杂的RFID产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与GPS系统连接来跟踪物体。
工作原理如图1所示。
2射频识别技术的分类
射频识别技术主要按以下四种方式分类。
(1)工作频率
根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。①低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。其基本特点是：射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况，典型阅读距离为10cm)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。②高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几m~十几m)、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。
(2)射频卡
根据射频卡的不同可分成可读写(RW)卡、一次写入多次读出(WORM)卡和只读(RO)卡三种。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间(常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级)。WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比RW卡要便宜。RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。RO卡最便宜。
(3)射频卡的有源与无源
射频卡可分为有源及无源两种。有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长，可达十几m，但是它的寿命有限(3~10年)，且价格较高；无源射频卡不含电池，利用读写器发射的电磁波提供能量，重量轻、体积小、寿命长、很便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十cm，且需要读写器的发射功率大。
(4)调制方式
根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。①主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。②被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。
目前使用的多数系统中，一次只能读写一个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只能有一个卡在读写区域内。读写距离长，射频卡之间的距离就要大，应用起来很不方便。现在的射频卡具有防碰撞的功能，这对于RFID来说十分重要。所谓碰撞是指多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有射频卡，它的并行工作方式大大提高了系统的效率。
3国际射频识别技术发展状况
射频识别技术在国外发展得很快。RFID产品种类很多，像德州仪器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名厂家都生产RFID产品。他们的产品各有特点，自成系列。射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。如澳大利亚将它的RFID产品用于澳机场旅客行李管理中并发挥了出色的作用；瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车上安装RFID自动识别系统，调度员可以实时掌握火车运行情况，不仅利于管理，还大大减小了发生事故的可能性；德国BMW公司将射频识别系统应用在汽车生产流水线的生产过程控制中等。
据有关权威数据显示，射频识别产品在全世界的销量以每年25.3%的比例增长。由此可见，射频识别技术具有广阔的市场前景。
4射频识别技术在我国的发展
我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程，由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。
目前，我国的射频识别技术在下列几种应用中发展前景较好。当然，这里仅仅罗列了射频识别技术应用的一部分。任何一种技术如果得到普及，都将会孕育一个庞大的市场。射频识别将是未来一个新的经济增长点。
4.1安全防护领域
(1)门禁保安
将来的门禁保安系统均可应用射频卡。一卡可以多用。比如，可以作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等，目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是简化出入手续、提高工作效率、安全保护。只要人员佩戴了封装成ID卡大小的射频卡、进出入口有一台读写器，人员出入时自动识别身份，非法闯入会有报警。安全级别要求高的地方、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。
公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面，如计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上。该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。结合GPS系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。
(2)汽车防盗
这是RFID较新的应用。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。
另一种汽车防盗系统是，司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅45~55cm以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的ID号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有另一强大功能：倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭，这时读写器就需要读取另一有效ID号；假如司机将该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效ID号，引擎就会自动关闭，同时触发报警装置。
(3)电子物品监视系统
电子物品监视系统(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盗。整个系统包括贴在物体上的一个内存容量仅为1比特(即开或关)的射频卡，和商店出口处的读写器。射频卡在安装时被激活。在激活状态下，射频卡接近扫描器时会被探测到，同时会报警。如果货物被购买，由销售人员用专用工具拆除射频卡(典型的是在服装店里)，或者用磁场来使射频卡失效，或者直接破坏射频卡本身的电特性。EAS系统已被广泛使用。据估计每年消耗60亿套。
4.2商品生产销售领域
(1)生产线自动化
用RFID技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。举个例子以说明在生产线上应用RFID技术的情况。
用于汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡，以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的。用户可以从上万种内部和外部选项中，选定自己所需车的颜色、引擎型号和轮胎式样等。这样一来，汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司在其装配流水线上配有RFID系统，使用可重复使用的射频卡。该射频卡上带有汽车所需的所有详细的要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置，能毫不出错地完成装配任务。
(2)仓储管理
将RFID系统用于智能仓库货物管理，能有效地解决与货物流动有关的信息管理，不但增加了处理货物的速度，还可监视货物的一切信息。射频卡贴在货物所通过的仓库大门边上，读写器和天线都放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中央计算机里，与该货物有关的信息都能在计算机里查到。当货物出库时，由另一读写器识别并告知中央计算它被放在哪个拖车上。这样，管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品。
(3)产品防伪
伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题，将射频识别技术应用在防伪领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低，且难于伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身有内存，可以储存、修改与产品有关的数据，利于销售商使用；体积十分小、便于产品封装。像电脑、激光打印机、电视等产品上都可使用。
(4)RFID卡收费
国外的各种交易大多利用各种卡来完成，而我国普遍采用现金交易。现金交易不方便也不安全，还容易出现税收的漏洞。目前的收费卡多用磁卡、IC卡，而射频卡也开始占据市场。原因是在一些恶劣的环境中，磁卡、IC卡容易损坏，而射频卡则不易磨损，也不怕静电及其它情况；同时，射频卡用起来方便、快捷，甚至不用打开包，在读写器前摇晃一下，就完成收费。另外，还可同时识别几张卡．并行收费，如公共汽车上的电子月票。我国大城市的公共汽车异常拥挤、环境条件差，射频卡的使用有助于改善这种情况。
4.3管理与数据统计领域
(1)畜牧管理
该领域的发展起步于赛马的识别，是用小玻璃封装的射频卡植于动物皮下。射频卡大约10mm长，内有一个线圈，约1000圈的细线绕在铁氧体上，读写距离是十几cm。从赛马识别发展到了标识牲畜。牲畜的识别提供了现代化管理牧场的方法。
(2)运动计时
在马拉松比赛中，由于人员太多，有时第一个出发的人同最后一个出发的人能相隔40分钟。如果没有一个精确的计时装置，就会出现差错。射频卡应用于马拉松比赛中，运动员在自己的鞋带上很方便地系上射频卡，在比赛的起跑线和终点线处放置带有微型天线的小垫片。当运动员越过此垫片时，计时系统便会接收运动员所带的射频卡发出的ID号，并记录当时的时间。这样，每个运动员都会有自己的起始时间和结束时间，不会出现不公平竞争的可能性了。在比赛路线中，如果每隔5km就设置这样一个垫片，还可以很方便地记录运动员在每个阶段所用的时间。
RFID还可应用于汽车大奖赛上的精确计时。在跑道下面按照一定的距离间隔埋入一系列的天线，这些天线与读写器相连，而射频卡安装到赛车前方。当赛车每越过一个天线时，赛车的ID号和时间就被记录下来，并存储到中央计算机内。这样到比赛结束时，每个参赛选手将会有一个准确的结果。
4.4交通运输领域
(1)高速公路自动收费及交通管理
高速公路自动收费系统是射频识别技术最成功的应用之一。目前，中国的高速公路发展非常快，而高速公路收费却存在一些问题：一是在收费站口，许多车辆要停车排队，成为交通瓶颈问题；二是少数不法的收费员贪污路费，使国家损失了相当的财政收入。RFID技术应用在高速公路自动收费上，能够充分体现它非接触识别的优势——让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费，同时可以解决收费员贪污路费及交通拥堵的问题。利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向；人工收费，包括IC卡的停车收费方式，终将会被淘汰。预计在未来10年内，高速公路自动收费系统将有数十亿元的需求。
在城市交通方面，解决交通日趋拥挤问题不能只依赖于修路。加强交通的指挥、控制、疏导，提高道路的利用率，深挖现有交通潜能也是非常重要的；而基于RFID技术的交通管理系统可实现自动查处违章车辆，记录违章情况。另外，公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信息，会给乘客带来很大的方便。
(2)火车和货运集装箱的识别
在火车运营中，使用RFID系统很大的优势在于：火车是按既定路线运行的，因此肯定要通过设定的读写器的地点。通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火车的完整性，以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故，同时能在车站将车厢重新编组。起初的努力是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码，现在被RFID系统取代。射频卡一般安在车厢顶边，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。
篇2
射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它与同期或早期的接触式识别技术不同。RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。
典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。
射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有EEPROM用来储存识别码或其它数据。EEPROM容量从几比特到几万比特。芯片仅需连接天线(和电池)，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。
在多数RFID系统中，读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过RS232、RS422、RS485或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的RFID产品就是一种非接触的IC卡，而复杂的RFID产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与GPS系统连接来跟踪物体。
工作原理如图1所示。
2射频识别技术的分类
射频识别技术主要按以下四种方式分类。
(1)工作频率
根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。①低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。其基本特点是：射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况，典型阅读距离为10cm)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。②高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几m~十几m)、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。
(2)射频卡
根据射频卡的不同可分成可读写(RW)卡、一次写入多次读出(WORM)卡和只读(RO)卡三种。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间(常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级)。WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比RW卡要便宜。RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。RO卡最便宜。
(3)射频卡的有源与无源
射频卡可分为有源及无源两种。有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长，可达十几m，但是它的寿命有限(3~10年)，且价格较高；无源射频卡不含电池，利用读写器发射的电磁波提供能量，重量轻、体积小、寿命长、很便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十cm，且需要读写器的发射功率大。
(4)调制方式
根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。①主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。②被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。
目前使用的多数系统中，一次只能读写一个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只能有一个卡在读写区域内。读写距离长，射频卡之间的距离就要大，应用起来很不方便。现在的射频卡具有防碰撞的功能，这对于RFID来说十分重要。所谓碰撞是指多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有射频卡，它的并行工作方式大大提高了系统的效率。
3国际射频识别技术发展状况
射频识别技术在国外发展得很快。RFID产品种类很多，像德州仪器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名厂家都生产RFID产品。他们的产品各有特点，自成系列。射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。如澳大利亚将它的RFID产品用于澳机场旅客行李管理中并发挥了出色的作用；瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车上安装RFID自动识别系统，调度员可以实时掌握火车运行情况，不仅利于管理，还大大减小了发生事故的可能性；德国BMW公司将射频识别系统应用在汽车生产流水线的生产过程控制中等。
据有关权威数据显示，射频识别
产品在全世界的销量以每年25.3%的比例增长。由此可见，射频识别技术具有广阔的市场前景。
4射频识别技术在我国的发展
我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程，由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。
目前，我国的射频识别技术在下列几种应用中发展前景较好。当然，这里仅仅罗列了射频识别技术应用的一部分。任何一种技术如果得到普及，都将会孕育一个庞大的市场。射频识别将是未来一个新的经济增长点。
4.1安全防护领域
(1)门禁保安
将来的门禁保安系统均可应用射频卡。一卡可以多用。比如，可以作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等，目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是简化出入手续、提高工作效率、安全保护。只要人员佩戴了封装成ID卡大小的射频卡、进出入口有一台读写器，人员出入时自动识别身份，非法闯入会有报警。安全级别要求高的地方、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。
公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面，如计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上。该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。结合GPS系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。
(2)汽车防盗
这是RFID较新的应用。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。
另一种汽车防盗系统是，司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅45~55cm以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的ID号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有另一强大功能：倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭，这时读写器就需要读取另一有效ID号；假如司机将该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效ID号，引擎就会自动关闭，同时触发报警装置。
(3)电子物品监视系统
电子物品监视系统(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盗。整个系统包括贴在物体上的一个内存容量仅为1比特(即开或关)的射频卡，和商店出口处的读写器。射频卡在安装时被激活。在激活状态下，射频卡接近扫描器时会被探测到，同时会报警。如果货物被购买，由销售人员用专用工具拆除射频卡(典型的是在服装店里)，或者用磁场来使射频卡失效，或者直接破坏射频卡本身的电特性。EAS系统已被广泛使用。据估计每年消耗60亿套。
4.2商品生产销售领域
(1)生产线自动化
用RFID技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。举个例子以说明在生产线上应用RFID技术的情况。
用于汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡，以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的。用户可以从上万种内部和外部选项中，选定自己所需车的颜色、引擎型号和轮胎式样等。这样一来，汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司在其装配流水线上配有RFID系统，使用可重复使用的射频卡。该射频卡上带有汽车所需的所有详细的要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置，能毫不出错地完成装配任务。
(2)仓储管理
将RFID系统用于智能仓库货物管理，能有效地解决与货物流动有关的信息管理，不但增加了处理货物的速度，还可监视货物的一切信息。射频卡贴在货物所通过的仓库大门边上，读写器和天线都放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中央计算机里，与该货物有关的信息都能在计算机里查到。当货物出库时，由另一读写器识别并告知中央计算它被放在哪个拖车上。这样，管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品。
(3)产品防伪
伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题，将射频识别技术应用在防伪领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低，且难于伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身有内存，可以储存、修改与产品有关的数据，利于销售商使用；体积十分小、便于产品封装。像电脑、激光打印机、电视等产品上都可使用。
(4)RFID卡收费
国外的各种交易大多利用各种卡来完成，而我国普遍采用现金交易。现金交易不方便也不安全，还容易出现税收的漏洞。目前的收费卡多用磁卡、IC卡，而射频卡也开始占据市场。原因是在一些恶劣的环境中，磁卡、IC卡容易损坏，而射频卡则不易磨损，也不怕静电及其它情况；同时，射频卡用起来方便、快捷，甚至不用打开包，在读写器前摇晃一下，就完成收费。另外，还可同时识别几张卡．并行收费，如公共汽车上的电子月票。我国大城市的公共汽车异常拥挤、环境条件差，射频卡的使用有助于改善这种情况。
4.3管理与数据统计领域
(1)畜牧管理
该领域的发展起步于赛马的识别，是用小玻璃封装的射频卡植于动物皮下。射频卡大约10mm长，内有一个线圈，约1000圈的细线绕在铁氧体上，读写距离是十几cm。从赛马识别发展到了标识牲畜。牲畜的识别提供了现代化管理牧场的方法。
(2)运动计时
在马拉松比赛中，由于人员太多，有时第一个出发的人同最后一个出发的人能相隔40分钟。如果没有一个精确的计时装置，就会出现差错。射频卡应用于马拉松比赛中，运动员在自己的鞋带上很方便地系上射频卡，在比赛的起跑线和终点线处放置带有微型天线的小垫片。当运动员越过此垫片时，计时系统便会接收运动员所带的射频卡发出的ID号，并记录当时的时间。这样，每个运动员都会有自己的起始时间和结束时间，不会出现不公平竞争的可能性了。在比赛路线中，如果每隔5km就设置这样一个垫片，还可以很方便地记录运动员在每个阶段所用的时间。
RFID还可应用于汽车大奖赛上的精确计时。在跑道下面按照一定的距离间隔埋入一系列的
天线，这些天线与读写器相连，而射频卡安装到赛车前方。当赛车每越过一个天线时，赛车的ID号和时间就被记录下来，并存储到中央计算机内。这样到比赛结束时，每个参赛选手将会有一个准确的结果。
4.4交通运输领域
(1)高速公路自动收费及交通管理
高速公路自动收费系统是射频识别技术最成功的应用之一。目前，中国的高速公路发展非常快，而高速公路收费却存在一些问题：一是在收费站口，许多车辆要停车排队，成为交通瓶颈问题；二是少数不法的收费员贪污路费，使国家损失了相当的财政收入。RFID技术应用在高速公路自动收费上，能够充分体现它非接触识别的优势——让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费，同时可以解决收费员贪污路费及交通拥堵的问题。利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向；人工收费，包括IC卡的停车收费方式，终将会被淘汰。预计在未来10年内，高速公路自动收费系统将有数十亿元的需求。
在城市交通方面，解决交通日趋拥挤问题不能只依赖于修路。加强交通的指挥、控制、疏导，提高道路的利用率，深挖现有交通潜能也是非常重要的；而基于RFID技术的交通管理系统可实现自动查处违章车辆，记录违章情况。另外，公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信息，会给乘客带来很大的方便。
(2)火车和货运集装箱的识别
在火车运营中，使用RFID系统很大的优势在于：火车是按既定路线运行的，因此肯定要通过设定的读写器的地点。通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火车的完整性，以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故，同时能在车站将车厢重新编组。起初的努力是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码，现在被RFID系统取代。射频卡一般安在车厢顶边，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。
篇3
引言
射频识别技术(RFID，RadioFrequencyIdentification)实际上是自动识别技术(AEI，AutomaticEquipmentIdentification)在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备(人员、物品)在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。
目前，应用最广泛的自动识别技术大致可以分为光学技术和无线电技术两个方面。本文主要介绍自动识别技术在无线电技术方面的应用。
1射频识别技术简介
20世纪80年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。
射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它与同期或早期的接触式识别技术不同。RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。
典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。
射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有EEPROM用来储存识别码或其它数据。EEPROM容量从几比特到几万比特。芯片仅需连接天线(和电池)，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。
在多数RFID系统中，读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过RS232、RS422、RS485或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的RFID产品就是一种非接触的IC卡，而复杂的RFID产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与GPS系统连接来跟踪物体。
工作原理如图1所示。
2射频识别技术的分类
射频识别技术主要按以下四种方式分类。
(1)工作频率
根据工作频率的不同可分为低频和高频系统。①低频系统一般指其工作频率小于30MHz的系统。其基本特点是：射频卡的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况，典型阅读距离为10cm)、射频卡外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。低频系统多用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪。②高频系统一般指其工作频率大于400MHz的系统。高频系统的基本特点是射频卡及读写器成本均较高、卡内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几m~十几m)、适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及射频卡天线均有较强的方向性。高频系统多应用于需要较长的读写距离和高的读写速度的场合，像火车监控、高速公路收费等系统。
(2)射频卡
根据射频卡的不同可分成可读写(RW)卡、一次写入多次读出(WORM)卡和只读(RO)卡三种。RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等。一般情况下改写数据所花费的时间远大于读取数据所花费的时间(常规为改写所花费的时间为s级，阅读花费的时间为ms级)。WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，且比RW卡要便宜。RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。RO卡最便宜。
(3)射频卡的有源与无源
射频卡可分为有源及无源两种。有源射频卡使用卡内电池的能量、识别距离较长，可达十几m，但是它的寿命有限(3~10年)，且价格较高；无源射频卡不含电池，利用读写器发射的电磁波提供能量，重量轻、体积小、寿命长、很便宜，但它的发射距离受限制，一般是几十cm，且需要读写器的发射功率大。
(4)调制方式
根据调制方式的不同还可分为主动式和被动式。①主动式的射频卡用自身的射频能量主动地发送数据给读写器。②被动式的射频卡，使用调制散射方式发射数据。它必须利用读写器的载波调制自己的信号，适宜在门禁或交通的应用中使用。因为读写器可以确保只激活一定范围之内的射频卡。
目前使用的多数系统中，一次只能读写一个射频卡。射频卡之间要保持一定距离，确保一次只能有一个卡在读写区域内。读写距离长，射频卡之间的距离就要大，应用起来很不方便。现在的射频卡具有防碰撞的功能，这对于RFID来说十分重要。所谓碰撞是指多个射频卡进入识别区域时信号互相干扰的情况。具有防碰撞性能的系统可以同时识别进入识别距离的所有射频卡，它的并行工作方式大大提高了系统的效率。
3国际射频识别技术发展状况
射频识别技术在国外发展得很快。RFID产品种类很多，像德州仪器、Motoro1a、Philips、Microchip等世界著名厂家都生产RFID产品。他们的产品各有特点，自成系列。射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。如澳大利亚将它的RFID产品用于澳机场旅客行李管理中并发挥了出色的作用；瑞士国家铁路局在瑞士的全部旅客列车上安装RFID自动识别系统，调度员可以实时掌握火车运行情况，不仅利于管理，还大大减小了发生事故的可能性；德国BMW公司将射频识别系统应用在汽车生产流水线的生产过程控制中等。
据有关权威数据显示，射频识别产品在全世界的销量以每年25.3%的比例增长。由此可见，射频识别技术具有广阔的市场前景。
4射频识别技术在我国的发展
我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程，由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。
目前，我国的射频识别技术在下列几种应用中发展前景较好。当然，这里仅仅罗列了射频识别技术应用的一部分。任何一种技术如果得到普及，都将会孕育一个庞大的市场。射频识别将是未来一个新的经济增长点。
4.1安全防护领域
(1)门禁保安
将来的门禁保安系统均可应用射频卡。一卡可以多用。比如，可以作工作证、出入证、停车卡、饭店住宿卡甚至旅游护照等，目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是简化出入手续、提高工作效率、安全保护。只要人员佩戴了封装成ID卡大小的射频卡、进出入口有一台读写器，人员出入时自动识别身份，非法闯入会有报警。安全级别要求高的地方、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。
公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面，如计算机、传真机、文件、复印机或其它实验室用品上。该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。结合GPS系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。
(2)汽车防盗
这是RFID较新的应用。目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡。它需要在汽车上装有读写器，当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的特定信号，汽车的引擎将不会发动。用这种电子验证的方法，汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火。
另一种汽车防盗系统是，司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅45~55cm以内，读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的ID号时，系统发出三声鸣叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有另一强大功能：倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭，这时读写器就需要读取另一有效ID号；假如司机将该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效ID号，引擎就会自动关闭，同时触发报警装置。
(3)电子物品监视系统
电子物品监视系统(ElectronicArticleSurveillance,EAS)的目的是防止商品被盗。整个系统包括贴在物体上的一个内存容量仅为1比特(即开或关)的射频卡，和商店出口处的读写器。射频卡在安装时被激活。在激活状态下，射频卡接近扫描器时会被探测到，同时会报警。如果货物被购买，由销售人员用专用工具拆除射频卡(典型的是在服装店里)，或者用磁场来使射频卡失效，或者直接破坏射频卡本身的电特性。EAS系统已被广泛使用。据估计每年消耗60亿套。
4.2商品生产销售领域
(1)生产线自动化
用RFID技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式，节约了成本。举个例子以说明在生产线上应用RFID技术的情况。
用于汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡，以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的。用户可以从上万种内部和外部选项中，选定自己所需车的颜色、引擎型号和轮胎式样等。这样一来，汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司在其装配流水线上配有RFID系统，使用可重复使用的射频卡。该射频卡上带有汽车所需的所有详细的要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置，能毫不出错地完成装配任务。
(2)仓储管理
将RFID系统用于智能仓库货物管理，能有效地解决与货物流动有关的信息管理，不但增加了处理货物的速度，还可监视货物的一切信息。射频卡贴在货物所通过的仓库大门边上，读写器和天线都放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中央计算机里，与该货物有关的信息都能在计算机里查到。当货物出库时，由另一读写器识别并告知中央计算它被放在哪个拖车上。这样，管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品。
(3)产品防伪
伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题，将射频识别技术应用在防伪领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低，且难于伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪造者望而却步。射频卡本身有内存，可以储存、修改与产品有关的数据，利于销售商使用；体积十分小、便于产品封装。像电脑、激光打印机、电视等产品上都可使用。
(4)RFID卡收费
国外的各种交易大多利用各种卡来完成，而我国普遍采用现金交易。现金交易不方便也不安全，还容易出现税收的漏洞。目前的收费卡多用磁卡、IC卡，而射频卡也开始占据市场。原因是在一些恶劣的环境中，磁卡、IC卡容易损坏，而射频卡则不易磨损，也不怕静电及其它情况；同时，射频卡用起来方便、快捷，甚至不用打开包，在读写器前摇晃一下，就完成收费。另外，还可同时识别几张卡．并行收费，如公共汽车上的电子月票。我国大城市的公共汽车异常拥挤、环境条件差，射频卡的使用有助于改善这种情况。
4.3管理与数据统计领域
(1)畜牧管理
该领域的发展起步于赛马的识别，是用小玻璃封装的射频卡植于动物皮下。射频卡大约10mm长，内有一个线圈，约1000圈的细线绕在铁氧体上，读写距离是十几cm。从赛马识别发展到了标识牲畜。牲畜的识别提供了现代化管理牧场的方法。
(2)运动计时
在马拉松比赛中，由于人员太多，有时第一个出发的人同最后一个出发的人能相隔40分钟。如果没有一个精确的计时装置，就会出现差错。射频卡应用于马拉松比赛中，运动员在自己的鞋带上很方便地系上射频卡，在比赛的起跑线和终点线处放置带有微型天线的小垫片。当运动员越过此垫片时，计时系统便会接收运动员所带的射频卡发出的ID号，并记录当时的时间。这样，每个运动员都会有自己的起始时间和结束时间，不会出现不公平竞争的可能性了。在比赛路线中，如果每隔5km就设置这样一个垫片，还可以很方便地记录运动员在每个阶段所用的时间。
RFID还可应用于汽车大奖赛上的精确计时。在跑道下面按照一定的距离间隔埋入一系列的天线，这些天线与读写器相连，而射频卡安装到赛车前方。当赛车每越过一个天线时，赛车的ID号和时间就被记录下来，并存储到中央计算机内。这样到比赛结束时，每个参赛选手将会有一个准确的结果。
4.4交通运输领域
(1)高速公路自动收费及交通管理
高速公路自动收费系统是射频识别技术最成功的应用之一。目前，中国的高速公路发展非常快，而高速公路收费却存在一些问题：一是在收费站口，许多车辆要停车排队，成为交通瓶颈问题；二是少数不法的收费员贪污路费，使国家损失了相当的财政收入。RFID技术应用在高速公路自动收费上，能够充分体现它非接触识别的优势——让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费，同时可以解决收费员贪污路费及交通拥堵的问题。利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向；人工收费，包括IC卡的停车收费方式，终将会被淘汰。预计在未来10年内，高速公路自动收费系统将有数十亿元的需求。
在城市交通方面，解决交通日趋拥挤问题不能只依赖于修路。加强交通的指挥、控制、疏导，提高道路的利用率，深挖现有交通潜能也是非常重要的；而基于RFID技术的交通管理系统可实现自动查处违章车辆，记录违章情况。另外，公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示乘客信息，会给乘客带来很大的方便。
(2)火车和货运集装箱的识别
在火车运营中，使用RFID系统很大的优势在于：火车是按既定路线运行的，因此肯定要通过设定的读写器的地点。通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火车的完整性，以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故，同时能在车站将车厢重新编组。起初的努力是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码，现在被RFID系统取代。射频卡一般安在车厢顶边，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。
篇4
摘要：随着知识经济时代的到来，文化与企业、文化与经济的互动关系愈益密切，文化的力量愈益突出。对于制造行业来说，这种文化色彩首先体现在企业的产品上。就是说，企业生产的产品决不仅仅具有某种使用价值，不仅仅是为了满足人们的某种物质生活需要，而且越来越多地考虑人们的精神生活需要，千方百计地为人们提供实用的、情感的、心理的等多方面的享受，越来越重视产品文化附加值的开发，努力把使用价值、文化价值和审美价值融为一体，突出产品中的人性化含量，满足人们日益增长的生理的和心理的需求。
对次，我们需要发掘自身文化、研究自身文化、发展自身文化的价值，并创造性地将它融入企业的产品设计当中，丰富产品的文化意蕴，提升产品的附加价值。这需要我们自身加倍努力与探索。
因为，未来的企业竞争将是文化的竞争。
关键词：企业文化产品文化产品形象
一、产品、产品文化、企业文化
什么叫产品？狭义的理解，只是工厂生产出的实物，如食品、服装等。广义的产品概念，包括有形的和无形的，凡是提供给市场的、消费者认为可以用价值来衡量的，或使用后能满足消费者某种需求、某种欲望的一切，都可称之为产品，例如服务、咨询也是产品。
所谓产品文化，是以企业生产的产品为载体，反映企业物质及精神追求的各种文化要素的总和，是产品价值、使用价值和文化附加值的统一。随着知识经济时代的到来，文化与企业、文化与经济的互动关系愈益密切，文化的力量愈益突出，这种文化色彩首先体现在企业的产品上。就是说，企业生产的产品决不仅仅具有某种使用价值，不仅仅是为了满足人们的某种物质生活需要，而且越来越多地考虑人们的精神生活需要，千方百计地为人们提供实用的、情感的、心理的等多方面的享受，越来越重视产品文化附加值的开发，努力把使用价值、文化价值和审美价值融为一体，突出产品中的人性化含量。换言之，企业产品不仅是技术和工具的产物，而且是员工崇高理想和自觉奉献精神的结晶；不仅凝结着一般的抽象的人类劳动，而且凝聚着职工无限的创造力，是企业员工群体特定的价值观、思维模式和心理的、知识的、能力的综合素质的体现。说到底，产品深深地打着企业文化的烙印，二者相融相合。
一定的产品文化与它所处的社会文化背景是紧密联系的，也与生产或提供它的企业文化密不可分。产品文化是社会文化与企业文化共同作用的产物，在社会文化背景相对稳定的情况下，产品文化更多地体现的是企业文化的内容。产品文化是直接作用于社会广大的消费者，消费者更多地是从产品或服务的消费中来体现企业文化的。对其企业的认同和对企业文化的认同，是通过接受其产品与蕴涵在其服务中的产品文化来实现的。
产品文化与企业文化紧密联系。产品或服务是企业生产的成果，任何一种产品和服务都是在企业中生产和形成，既受到一定的企业文化的制约，又凝聚了生产它的企业文化因素。因此，产品文化是企业文化的重要组成部分，也是企业文化的一种体现。
换句话说，企业的精神、风格和价值标准将在企业所提供的具体的产品和服务之中得以体现。这正是我们在强调企业文化建设时，同时强调产品文化的原因之所在。
二、未来企业竞争更是文化竞争
10年前，烧鹅仔在北京方庄首开中国式快餐连锁服务，它既有中国传统的美味，又能适应现代人快节奏的生活。这种营销理念在当时是超前的。与此同时，在方庄还诞生了一家麦当劳，同烧鹅仔一样，引得八方来客，叫好声不绝于耳。此后，烧鹅仔分店曾达到近百家，与麦当劳共存共荣。
10年后的今天，若想再到烤鹅仔处一饱口福之时，却发现“此地空余黄鹤楼”，烧鹅仔早已倒闭。但麦当劳一如十年前，红红火火，人流不息。有好事者询问麦当劳方庄店经理原因，他回答：“麦当劳出售的是企业文化”。
当今世界上经济与文化融为一体的发展趋势非常明显。企业的经营管理活动往往与企业文化密切结合，不可分割。企业在市场激烈的竞争中，文化的含量、附加值越来越高。我们正处于知识经济的时代，对文化领先和知识创新更加注重。
中国加入WTO后，越来越多的外国企业必将进入中国这一庞大市场，高举“文化竞争”的旗帜圈地圈钱，文化竞争将成为未来国内企业与外资企业进行“商战”的主旋律。企业的竞争将更快进入商业文化竞争时代，国家之间的竞争带有更明显的文化竞争色彩，更多的类似于烧鹅仔和麦当劳的故事即将上演。事实上，这样的战斗在麦当劳、阿迪达斯、耐克等国外名牌进入中国后就已打响。外国企业在登岸之时，必将带着各自企业的文化理念和经营管理方式，在中国市场攻城掠寨。在未来市场竞争日益激烈的情况下，忍气吞声绝不是办法。我们需要发掘自身文化、发展自身文化的价值，并创造性地将它融入企业的产品设计当中，这需要我们自身加倍努力与探索。
现代企业需要现代的企业文化。对企业文化内涵的研究，不断提高文化的附加力，是企业核心竞争能力的重要内容。那么中国在加入WTO后，中国企业将如何应对这种文化的看似无形却有形的竞争呢？国内制造型企业还沉湎于“价廉物美是一个永远的胜律”，没有认识到“产品文化”的价值。企业家将如何从企业文化的层面来更新各自的产品管理理念、产品文化呢？在产品或服务层面值得我们思考：这一层面上的文化营销就是推出能提高人类生活质量、推动人类物质文明和精神文明发展的产品或服务，并能引导一种新的、健康的消费观念和消费方式。
三、厂家不仅是卖产品，更是卖文化
今天的消费者，购买产品已不单单只是为了使用，同时对其是否符合自己的审美情趣也很看重，特别是年轻消费者，对产品怡情诉求更为强烈。因此，企业在文化创牌努力中，有意识地将符合消费者怡情诉求，象征人们特有的审美情感，体现现代人的价值观，顺应大多数消费者的消费行为导向的文化内涵融入自己产品，就可以产品为载体，向品牌投入文化，在满足消费者怡情的心理诉求的同时，取得他们对产品文化的价值认同，实现自己附着于产品的文化识别。产品符合了这样的人文需求，就能以其独特的人文含量在情感上打动消费者，使其因怡情需求而积极购买你的产品，实现情感营销的高附加值销售方式。
生产产品的最终目的是为了将它卖出去，在买方市场的今天产品的文化内涵也决定了产品的市场前景。有位资深的经济学家说过，“产品的一半是文化”，“文化也是商品”。当我们习惯于在大街小巷听“正宗牛肉丸”、“地道煎肉包”的吆喝声时，在一些经济发达的国家和地区，就是有人在卖产品文化赚钱了。美国有名的化妆品制造厂露华浓公司总裁C·雷布隆先生就以“口红不是化妆品，我们让美流行人间”的经营宗旨而取胜于市，闻名于世。
以研究购物心理而闻名的V·帕卡特，在其《隐藏的说服者》一书中这样写道：也许“生意人你不曾想过，如果卖的不是发油而是希望，如果卖的不是桔子而是新鲜的活力，那将会怎样?”不少企业的经营者在产品营销过程中仍沿袭着“黄婆卖瓜，自卖自夸”的老方式，侧重于产品本身的宣传，在文化韵味和服务方面的宣传不够而造成产品压库严重的现状，我们大有必要加强产品文化的宣传。尤其在市场推广广告策略的制定上善于将企业产品的核心价值进行提炼，赋予其特有的文化内涵。须知，当今许多购物者的消费心理日趋成熟，他们除了看中产品质量外，更看重的是企业形象和售后服务。“卖啥偏不吆喝啥”的高明之处，在于使顾客在潜移默化中认识你的企业形象的同时，进而对你的产品产生好感。我国的红豆服饰、娃哈哈食品等企业注重产品的文化宣传，并取得了可喜的成效。
四、设计以文化为底蕴
设计的核心是人，所有的设计其实都是围绕着人的需要展开的。设计承载了对人类精神和心灵慰藉的重任：年轻的消费者购买商品是为了张扬个性和焕发蓬勃的青春活力；年壮的消费者购买商品是为了填补青春已逝的失落和展示成熟与自我成就感；年老的消费者则怀者一股浓浓的怀旧感和饱经沧桑的平静感购买消费品。因此产品是反映物质功能及精神追求的各种文化要素的总和，是产品价值、使用价值和文化附加值的统一。随着知识经济时代的到来，文化与企业、文化与经济的互动关系愈益密切，文化的力量愈益突出，这种文化色彩首先体现在企业的产品上。就是说，企业生产的产品决不仅仅具有某种使用价值，不仅仅是为了满足人们的某种物质生活需要，而且越来越多地考虑人们的精神生活需要，千方百计地为人们提供实用的、情感的、心理的等多方面的享受，越来越重视产品文化附加值的开发，努力把使用价值、文化价值和审美价值融为一体，突出产品中的人性化含量。
以人为核心进行外延，有什么样的需求，就会产生什么样的设计。人类最初的设计，正是针对人们最普通最基本的需要展开的。几千年来不同的民族，不同的地理环境沉淀了不同的文化。不同民族、不同时代的消费品蕴藏着的不同的审美情趣、审美理想、审美追求，表现出不同的民族性格、民族心理和人们对自我实现的不同追求。
设计需要创造。如果没有创造，世界将是一幅模样，但创造是有基础的，不同的地区有其地域环境、气候条件、经济情况、人文思想、民族习惯等等不同。表现在设计方面，每个民族都有自己的特色。比如法兰西民族，地处温带海洋性气候，良好的生活环境造就了法兰西民族追求美妙而浪漫的生活习惯，时尚成了这个迷人国度奉行的生活准则。时装、香水这些体现浪漫、时尚的载体成了这个民族的代名词，洛可可风的延存与装饰艺术运动的渲染形成了一种华丽、经典的法国浪漫风格；德意志民族则不同，气候干燥、多山的自然环境造就了严谨的德国人。因而，德国的设计体现出了严谨、重功能的品质，就连较为倾向艺术性的平面设计在这里也自由不起来。包豪斯是其代表，乌尔姆设计学院提出的设计就是科学技术，从而形成重功能、技术，缺乏艺术感的德国风格；与之相反,美利坚民族是个民族大融合，渴望自由的环境下造就了设计的幽默感与随意性。短暂的历史，自由的人性，使美国设计更具轻松、乐观的色彩；中华民族历史悠久，地大物博，人与人，人与物之间讲究和谐共处，因此在自我实现要求上表现得深沉含蓄又强烈突出，反映出一种深层次的文化内容。总之每个民族都有自我实现的愿望和追求，都在用自己的方式（包括产品设计）表现自己，借助有形的实体表达民族识别要求和寻求民族认同感。
社会文明的不断提高，使越来越多的有识之士意识到了设计的文化内涵问题，设计必须融入当地的文化进去才可能得到持续性的发展，特别是在中国这样一个地大物博、人口众多，处于东亚文化核心地位的国度里，更是需要迫切解决的问题。设计的文化内涵并不是对传统中国文化的肤浅理解即“形”的简单套用和照搬，而是要将传统中国文化的精髓即“神”融入进去。香港的著名设计师靳埭强的成功，就是因为他懂得如何将浸五千年的中国文化如中国水墨文化、儒家文化之精髓融入设计中。儒家的审美标准用一个字来概括，就是“和”。“和”体现包容性，包容性必然衍生多样性。而多样化也是造型与装饰在注重整体效果之下的多样性。把“和”的观念应用于造物工艺之上，就体现在形式与功能的协调结合与造型的多样性。古代工艺产品中讲究和谐，讲究节制，过分强调设计中的某一方面，必然会导致失“和”。这也就是为什么我国古代艺术家的造型审美趣味很少指向“五色”、“五音”、“五味”等炫人耳目之物，而更多指向“朴素”、“平淡”一类对象的根本原因所在。具体表现在艺术创作和欣赏中，就是“尚清”的审美追求。从这一层意义上来说，中国古代审美要求“内敛”，正是美善统一的自觉要求。“和”还体现在“天人合一”，表现在造物设计上就是体现“形式表达情感”的设计理念，对消费者来说购买的不仅仅是产品的使用功能，他们需要通过让人赏心悦目的形式购买包含其中的人文价值、精神关怀和自我意识。从人类文明发展史来看，明式家具实际上是中国传统文人士族文化物化的一种表现形式，它比较突出地体现了中国传统文人士族文化的特点和内涵。因此，明式家具无论是在造型上、材料上、装饰上、工艺上都体现出传统文人文化的特有的追求：自然而空灵，高雅而委婉，超逸而含蓄的韵味，透射出一股浓郁的书卷气。中国提倡谦和好礼，廉正端庄的行为准则，在造型上，明式家具造型浑厚冼练，线条流畅，比例适中，稳重大方。从某种意义上说，用明式椅歇息，或许不是最佳方式，但它在仪式、社交、伦理上，却甚于休憩的功能，明式椅对于使用者而言，似乎更在乎于一种文化上的慰藉。
设计是一种把人们的思想赋予形态的工作，设计就是将所有的人造物赋予美好的目的并加以实现，优秀的设计是真善美的体现。设计从过去对功能的满足进一步上升到了对人的精神关怀，这是在设计中融入文化，增加产品的文化附加值的根本所在，这也是设计师的责任。
五、产品设计中的文化意蕴
企业的文化是市场给与的，严格的说是消费者所给与的——一种企业在消费者心目中所建立起来的形象。企业形象建立靠的是企业自身的产品，而不是空洞的口号或其它——因为可以支持企业生存的是有市场的产品。企业所有的一切活动，必然要围绕自身产品来展开，来强化既定的发展策略与形象。产品是企业的文化符号和承载体，是企业文化的化身。人们是通过消费产品来认识企业的，而不是相反。因此，通过产品，人们可以认识企业及其文化内涵。
1、产品形象
产品形象是通过产品表现出来的、在消费者心目中形成的关于产品及其企业的印象和情感。
产品形象是由多个要素构成的集合体。比如有形的物体、服务等和无形的感受。
产品形象是产品在消费者心目中的影响和情感。
产品形象是企业综合素质的反映。
2、产品反映企业文化
产品反映企业文化。一般来说，产品是通过以下几个方面来反映企业文化的：
a、产品反映了企业的价值观和理念；
b、产品反映出一个民族国家的文化传统；
c、产品的变化折射出时代的变化以及企业变化发展、文化的演进；
企业形象在开始时是靠规划的，但在企业中可以执行企业战略到具体形象——产品——上，工业设计是责无旁贷的一个关键环节，它的设计方向、风格是否和企业整体战略保持以一致，对企业文化建设将起到决定性作用。产品通过外观线型塑造、细节刻画、色调品位等元素的共性化处理，在市场与消费者心目中建立起的风格统一、特色鲜明的产品形象和产品个性。也就必然成为企业在消费者心目中的形象代言者。
现代工业设计产品通过整合策略性设计方法实现企业的设计形象（DI），并通过DI系统的实施面向市场推出产品形象（PI），使得企业产品具有家族性、延续性、共生性以及整体个性。所传达的是透过“风格”表露出企业深层文化底蕴和产品发展趋向，是企业文化最重要的核心，它的作用是超越CI（企业形象策划）的，是CI所无法比拟的。
3．产品整体概念与产品设计
任何一种产品都必须具备核心层、有形产品层、附加层，从而构成产品整体概念。
核心层表达了产品的效用或服务；
有形产品层包括质量、样式、品牌、包装、特点等五大特征；
附加层即是产品设计者所能提供的附加服务和附加利益，而这正是我们要讨论的产品的设计。
4．产品设计是大势所趋
随着人类生活水平的提高，对生活方方面面重新设计。杨振宁预言，21世纪是一个设计的世纪，产品设计更是商家必争之地。
产品设计既是对人们生活需求的满足，同时又是在超前性地设计着人们的未来生活，所谓设计创造未来，设计不仅创造美的形态，更是创造一种新的生活方式。因此，这一项活动必然随着人们文化水准的提高而越来越重要。
5．产品文化设计的四大要素
产品设计对企业及其产品来说都是非常重要的。这其中，关键是注意在产品中体现文化内涵。
文化情调对于绝大多数消费者来说，购买某种商品，往往要考虑商品的情调——那种能体现自己爱好、情趣、欣赏品味的感受。为此，产品的设计者应以情调为切入点。
文化功能产品设计者通过产品所表达出来的实用、审美功能。这是产品设计者的核心要素。因为这反映出商家及其产品的品位，同时也反映出使用者的价值取向、个性特征、身份地位以及文化认同的方向。
文化心理这就是要注重消费者的心理因素，切忌自以为是。
文化精神产品应体现出一个民族的精神和一个时代的精神，以及一个企业家的精神。
篇5
产品艺术设计从萌芽到发展，经过了漫长的岁月，经历了多种多样的设计风格的变革。从以纹样装饰为主的装饰风格和古典艺术风格的复兴，到注视功能和有机形体的现代主义，艺术设计似乎都停留在造型的范畴上。对艺术设计的内容与形式方面的探讨，却都反映了一个经济现象，那便是以产品为主导的经济现象。以往的产品艺术设计过多地重视了产品的制造，产品销售的利润，却忽略了产品的使用者——人的因素。
北欧的产品艺术设计，因其一贯坚持的人性化，在不牺牲功能的“软性现代主义”的设计风格下，产生了许多被人们所接受和喜爱的产品。它们便是重视了人的因素，才使得北欧设计代表了优秀设计的高品质，成为世界优秀设计的代名词。
一、人的需求是产品设计的主要依据
随着社会的不断进步，最高效率地掌握和操作产品，是当今设计的关键和核心。现代生活的人们工作节奏加快，面临的是竞争激烈的世界，当然不希望在使用日常生活用品的过程中也碰到许多意想不到的麻烦。产品的功能设计要根据消费者对产品的生理需要，力求达到产品的方便性、使用的科学性和相应的价值观。如果一件新产品，人们需要事先阅读说明书才能明白操作的要领，那么它绝对不是好的设计，因为没有一个使用者会愿意去看说明书里枯燥而烦琐的内容。
简单和功能单一的产品逐渐受到人们的喜爱，因为人们曾经陷入科技发展而导致的产品设计的误区。多功能的、过于饱和与功能的重复堆砌不仅仅造成资源的浪费，也容易引起人们的误操作。而多功能必然导致设计的复杂性，要设计师们合理安排各种设计界面的穿插也是很不容易的，因此，功能饱和的设计仅仅是对科技发展的炫耀，而不是人的实际需要。事实上，有一些产品的功能，用户使用的频率极小。
比如，对有关微波烤箱的消费者调查显示：烤箱的功能很多，可绝大多数的消费者在使用过程中只是将食物放入烤箱，设定所需时间，然后开机。至于其他复杂的附加功能从未使用过。因此，根据消费者的动态的心理变化和需求，产品的功能设计有几个趋势：
1.自动化程度提高；
2.向“轻、薄、短、小”方向发展；
3.从提高生活质量出发，注重整体设计效应；
4.一看就懂，易于操作，功能适度。
二、行为心理与产品设计
人是设计的前提，是设计的对象，是设计的主体。如何设计使用方便、结构合理的产品，需要人们研究工程心理学和工效学方面的知识，了解产品的功能设计与人的生理和行为特点的匹配关系。因此，在产品设计中，要考虑消费者的行为规律，力求做到人——机——环境的和谐。怎样设计才能更简洁明了？怎样才能迅速引起操作者的注意？怎样传达正确的信息才能使得使用者有正确的理解？因此，想要有合理的、科学的设计，必须对使用者行为心理有一定的研究，才会有效地设计产品。
首先，要了解人在做一件事时所经历的步骤，即行动的结构问题。要做一件事时，人首先要明白做这件事的目的——行动目标；然后，要采取行动，自己动手或利用其他的人和物；最后是看自己的目标是否已达到。所以简单地说要考虑目标，对外部世界所采取的行动、外部世界本身以及查看行动在外部世界中所形成的后果。行为本身又包括两个方面，去做什么和检查做的结果，又称为“执行”和“评估”。
实际生活中，这个过程却不那么简单。因为最初的目标也许并不十分明确，目标并不会准确表明行动的具体内容——在哪做，怎么做等等，所以要想采取行动，还需要将目标转化为明确的行动步骤，即“意图”。
假设坐在沙发上看书，天色已晚，需要光线亮一些。目标：要得到更多的光线。目标转化成意图是：开台灯。但还需要明确如何移动身体，如何伸手触摸开关，如何用手指去操作开关，还可以有其他意图，请一个人帮忙开灯。这样目标没有发生变化，可意图和具体的动作却有不同。
然而，人们在实际的行动过程中，充满了不确定和随机性，有的时候很多活动不是靠单一行动所能完成的，或者一次行动无须经过所有的阶段,所以活动的复杂性使得行动中产生执行和评估阶段的断续。
在使用产品的过程中，人们常弄不明白自己心理意图及解释，与实际操作及外界状态之间的关系。每一个断续的产生都是人内心对外界的解释与外界实际状态这两者的差异造成的。某种产品的操作系统是否与用户设想的一致？执行阶段的断续即指用户意图与可允许操作之间的差距。在评估阶段，容易得到并可轻松地解释系统提供的有关信息一致，则所产生的差异很小。
这两个断续，正是一些日用品设计的瓶颈，一些看似简单的日用品，结构并不复杂，却因为没有处理好这两个断续的解决方法，就难倒了用户，让用户自己来承担操作困难的责任。于是，根据这些基础的行为心理知识，为设计师提供一些基本依据，以便检查设计有没有出现执行和评估的断续或将它们处理好。
如何使用户轻松地确定某一操作？有哪些可能的操作？具体如何操作？如何建立操作意图与操作行为之间的匹配关系？如何建立系统状态与用户解释之间的匹配关系？用户如何知道系统现在的状态？这些都需要设计者有所考虑。当然，行动的每个阶段都需要自身独特的设计策略，根据每个阶段的情况来确定设计方案，这就得到一个重要的设计原理：
1.可视性，用户一看就知道的物品状态和可能的操作方法。
2.正确的概念模型，使操作键的设计与操作结果一致。
3.正确的匹配，建立可判定的操作与结果，控制器和功能，系统状态与可视提示之间的匹配关系。
4.反馈，用户可以接收到有关操作结果的完整，持续地反馈(转第103页）(接第109页）信息。
三、设计原理中的心理学思维
设计优秀的物品容易被人理解，直接给用户提供了操作方法上的线索；而设计拙劣的物品使用起来很困难。它们不具备任何操作上的线索或给用户提供一些错误的信息，使用户陷入困惑，破坏了正常的解释和理解过程。可以利用以上原理对现有设计做个评估，从而可以知道，有问题的设计问题出在哪，向哪个方向改进会避免问题的出现；也可以用这些原理指导我们的设计，在创新的过程中创造出有效、易于操作的使用方式。
可视性，要表现操作意图与自己和产品之间是否实现了互动，即操作意图与实际操作之间的匹配，并且要让用户看出物品之间的关键差异。基于可视性，才可以把事物区分开来。操作结果的可视性能够让用户知道使用的方法是否正确。
可视性只是原理的一点，更重要的是建立正确的概念模型。这里需要提到预设用途的概念，指物品被人们认为具有的性能及其实际上的性能。预设用途为用户提供了操作的明显线索。比如手板是用来推的，旋钮是用来转的，狭长的方孔是用来插东西的等等。如果预设用途在设计中得到合理的利用，用户则无须借助任何图解、说明就知道如何操作了。在概念模型中，物品的表面结构，限制条件和匹配可以帮助人们了解物品的使用方法。以剪刀为例。剪刀柄上的圆环显然是让人放东西进去，而唯一合乎逻辑的就是把手指放进去。圆环的大小决定了使用上的限制，限制了放的手指的数目；同时剪刀的功能不会受到手指位置的影响，放错了手指，照样可以使用剪刀。所以就算是第一次使用剪刀，用户也可以弄明白它的使用方法。因为剪刀的各部分显而易见，功能清楚。剪刀的设计突出了概念模型，并有效利用了预设用途和限制条件。
匹配原则，以汽车为例，想要把车往右转就需顺时针转动方向盘，这里有两种匹配关系，方向盘是唯一负责汽车方向的，方向盘不是向左转就是向右转。匹配性使得用户的操作动作与操作结果之间表现出紧密可见的关系，信息反馈很迅速，也非常好记。
反馈原则在原来经典的电话概念模型中有很好的体现，按下按键用户会听到确定的声音来帮助辨别工作状态。功能设计上要注意到对人的视觉有及时的反映，以判断操作的正误。
了解用户的行动结构和行为心理所得出的设计原理是产生优秀设计的重要依据。贯彻以人为本的科学发展观，也是产品艺术设计中的关键。研究人的行为心理可以更好地为人类服务。
市场经济的不断发展，研究消费者心理已成为生产者和设计师的出发点。如果没有对消费者心理深入的了解，设计出来的产品再好，也只能是放在柜台里，不能产生市场效益，所以重视对消费者的需要、动机、个性、情感的调查和了解，做到产品设计理念上新颖，视觉上好看，使用上方便，品位上满意，价格上合理，就一定能推出受市场欢迎的优秀设计，实现生产者、设计师和消费者共赢，达到市场经济不断繁荣的目的。
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1计算机技术基础精品课程建设的基础条件
(1)计算机技术基础课在人才培养中的地位和作用不断增强
自1985年以来,计算机技术基础理论课和计算机技术基础实验课就被列为大连水产学院的重要基础课。十多年来,修读计算机技术基础课的学生由最初的8个本科专业、5个专科专业的372人,发展到现在的30个本科专业1800多人。计算机技术基础课不仅是计算机科学教育的前导课程,同时也是培养学生上机操作能力的基本途径。该课程的教学不仅仅局限于理论知识的传授,更加注重学生动手实践能力的培养和素质的提高,培养学生在今后的学习生活工作中必要的计算机操作技能。今天,计算机技术基础课程已经不仅仅是为后续课程打基础,它已经成为一门自然科学的素质教育课,特别是在对大学生科学素质培养中起到了其它课程所无法替代的作用,课程教学的着眼点转到了传授知识、培养能力和提高素质上来,课程体系也由理论课和实验课两门,改为两门必修课和多门选修课的形式。
(2)课程体系和教学内容随着人才培养目标的变化、国家等级考试的变化、就业形势的变化而不断改革,适应了计算机技术基础地位和作用的变化
计算机技术基础教研室多年来一直进行教学研究和学术研究活动。自1985年开始组织规范的教学研究活动,每月一至二次。课程设置由原来的Basic语言、Fortrain语言发展到今天的C语言,由Foxpro发展到今天的VisualFoxpro。选修课程也由原来的一门单片机原理发展到今天的多门课程,如VC、VB、PowerBuilder程序设计、Java、网络技术与应用等课程。课程组成员积极进行教学研究课题,“水产院校计算机教学模式改革的研究与实践”2002年获辽宁省优秀教学成果二等奖。“计算机基础课程教学改革的研究与实践”获大连水产学院教学成果二等奖。教研室现在正在进行水院教改项目“计算机基础教学的改革与实践”和重点建设课程“计算机技术基础”,通过教学研究和学术研究,不断改革计算机技术基础课教学,适应了人才培养目标的变化,提高了课程建设的水平。
(3)师资是课程建设的关键
自98年以来,计算机基础课程组新进教师6人,其中研究生4人,本科2人。课程组8人中有2人在读博士、正教授1人、副教授2人、讲师3人、助教2人。教师队伍年轻化,适合计算机发展日新月异的需要。课程组全体人员,既承担理论课教学,又承担实验课教学,人均年教学工作量300多学时。旺盛的精力和饱满的工作热情,超额完成繁重的工作任务,得到了学生与老师的赞誉和好评。
(4)高度重视教材的使用与建设、保证实现教学改革和人才培养的目标
计算机技术基础课使用的是新世纪计算机基础教育优秀教材,符合国家教委的白皮书的要求,与国家等级考试紧密接轨。2002年,我们参加了农业出版社组织的十五规划教材的教材编写工作会议,进行了有关教材方面的深入研究与探讨。2003年,我们参加了农业出版社组织的十五规划教材《计算机公共基础》和《计算机技术基础》的编写工作。2006年,我们作为副主编参与了十一五规划教材《C语言程序设计》和《C语言程序设计实验指导》的编写工作。随着科学技术的发展,实验教材的内容老化逐年显现,尤其计算机技术的概念和方法不能得到足够的反映,不利于培养学生学习能力与创新精神,为此我们在多次讨论和调研的基础上,于2004年自编了《计算机技术基础实验》。
2多方位进行计算机技术基础精品课程建设
(1)计算机技术基础教学培养学生科学素质的研究,重新审视水产院校计算机技术基础课程的地位和作用
通过进行“计算机公共基础教学改革”教学研究课题,我们认为计算机技术基础的作用不仅仅是为后续课打基础,而且更应该在大学生科学素质培养中发挥更重要的作用。在教学过程中,任课教师能够有意识地体现这一教学指导思想,从而提高了全校师生对计算机技术基础课的认识。
(2)计算机技术基础课程体系设置的研究
多年来,计算机技术基础仅开出理论课和实验课两门课,已经不能满足教学内容改革的要求。我们在原有课程体系的基础上,增加了既对各专业学生学习专业课程有利、又对学生毕业设计有利的一些选修课程,如C++、PB、JAVA等。我们已申报校教改项目,在这个项目中,我们将对课程体系的设置进行大范围的整改,这将对各院系学生的计算机学习产生重大的影响。现在已确立了以必修课为主,以若干门2或2.5学分的选修课为辅,因材施教的新课程体系。
(3)计算机技术基础课教学内容改革的研究
确定了必修加选修的课程体系后,主要的任务就是必修课中讲哪些内容、选修课中讲哪些内容、必修课与选修课之间的“接口”如何设置。我们认真研究了计算机学科的发展历史与趋势,结合各专业对计算机技术基础的要求,配合教学计划及教学时数的调整,对计算机技术基础课程的教学内容进行合理的调整及科学的组合,力求既要符合教学大纲的基本要求,又具有新时期教学改革的新特点。同时,介绍学科发展的新成果及新动态,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新意识。我们选用了适合国家计算机等级考试的21世纪优秀教材,将讲课内容进行了改革,对等级考试和学生后续课程学习有利的内容多讲、细讲,对教材后面的新增的内容进行简单的介绍,为选修课设置了必要的“接口”。
(4)教学方法和手段现代化的研究
计算机技术基础中蕴含着很多科学的思维方法,而这些方法对学生学习其它学科的知识也是适用的,所以领会和掌握计算机技术基础中科学的思维方法将使学生终身受益,这些方法的学习就是计算机技术基础中培养学生科学素质的具体内容。为了实现知识——能力——素质一体化教学,在教学过程中我们针对不同的教学内容,选用不同的教学方法和手段,彻底摒弃“灌输式”的教学方法,从传统的“学到什么”向“如何学”转变,从注重知识传授向注重能力培养转变。教学中运用问题教学法、启发式教学法、讨论式教学法、自学式教学法等方式,引导学生多思考,培养学生的创造思维能力;运用发现法教学,使学生把自己作为一个发现者,探索知识的来源,培养学生探索和发现问题的欲望及思考和解决问题的独创性。
针对不同专业、不同基础的学生,我们也采用不同的教学模式和方法。考虑到土木、船舶、机械类学生在毕业设计中,往往要进行大量的复杂的科学计算,我们在教学中,重点加强了学生在计算方法与数值分析中的教学,培养学生自己动手编写相应的计算工具;对于电子、通信、自动化专业的学习,强化了学生在基本位运算、硬件地址等相关内容的教学,为学生在将来的电路系统专业课程学习打下基础;对于海洋、环境学科,我们在教学中增加了统计分析、方差回归等教学;外语系、经济管理学院侧重数据库理论、图形设计等教学。此外,为了满足学生对于更高层次的教学要求,我们在教学中还穿行了关于本课程的提高版本C++以及相关热点领域的介绍和讲解,深受学生的关注和好评。对于部分能力出众的学生采取单独指导,让他们借助参考资料学习更深一层的内容等。
针对目前课时紧张,教授内容较多的情况,我们要求教师充分备课,准备好电子教案,选择恰当的例题、习题进行精讲;尽量多的采用电子演示文稿、大屏幕多媒体联机演示等先进教学方式,把计算机课程讲得生动活泼、引人入胜,同时可省下大量的教学时间;在实现多媒体教学的同时,计算机技术基础教学课件课件已放到校园网上,并指导学生进行自主学习;向学生公布主讲教师邮箱,利用网络资源随时解答学生的问题;并即将开通BBS教师论坛供教师们讨论交流,以提高学生的计算机整体水平。
(5)考试方法的研究
引进了考试系统,采取灵活多样的考试方式,利用计算机网络定期对学生进行模拟考试和期中期末考试。
计算机技术基础包括两部分,一个是理论课,另一个是实验课。前者是考试课,后者是考察课。由于理论课讲授中结合计算机等级考试知识,期末试卷测试中采用与二级等级考试相似的题型。成绩划分为平时成绩、期中成绩与期末考试成绩。主要评分依据为学生课堂回答问题情况、作业完成情况及出勤情况等。这样有效地调动了学生平时学习的积极性,避免了期末突击学习现象的发生。实验课考核分平时阶段考核和期末考核,均利用考试系统进行。同时要求学生作关于课程的综合设计的大作业,综合所学程序设计的知识,提高学生对所学知识的整体运用能力。
3教学效果
近几年,由于学校扩大招生规模,教研室老师严重短缺,每位老师承担了大量的工作,基本上都处于超负荷工作。但是,由于教研室采用了先进的教学方法和教学手段,同时对教学内容进行了有效的改革,繁重的教学任务并没有降低教学效果,相反,我们的课程受到了校内同事的一致好评和学生的欢迎。学生在辽宁省非计算机专业二级等级考试水平考试中多次取得较好成绩,有些班级的通过率达100%。课程组全体教师在授课的过程中时时渗透国考的题型,将讲课内容与国家教育部的白皮书及等级考试紧密结合在一起。虽然2005年我校等级考点刚刚申请下来,但经过短短的一年时间,我校学生等级考试的通过率提高了17.44个百分点,取得了非常好的效果。
校督导组多次对课题组成员进行听课,给予了充分肯定。在近三年的期中教学检查中,学生对计算机基础课堂教师的评价很好,主讲教师的学生打分的优秀率达100%。
兄弟院校的同行们对我校计算机基础教学能在如此缺少课时的情况下,面对这么多的学生,超额完成教学任务,感到非常钦佩。
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近年来，移动通信的发展十分迅速。应对更高速率业务的要求，我国对于后三代移动通信系统(B3G)的研究也逐渐兴起，但是目前多局限于对仿真数据进行理论研究和模拟阶段，有必要建立一个硬件实验平台，以便寻找研究成果的应用方法。此硬件平台应具有适合于软件无线电的体系，在硬件结构上与无线通信的通用功能模块相一致：不仅可以接收现存通信标准规定的信号，还可以处理由用户自定义的信号，为未来研究提供可靠的实测数据。该平台还应具有高度的灵活性、开放性以支持多种通信体制和不同的QoS(QualityofService)要求。
从软件无线电的观点来看，受宽带天线、高速A／D转换器及数字信号处理器等发展水平的限制，实现一个理想的软件无线电平台[1]的条件目前还不具备。因此，本文根据系统提出的中频频率为70MHz、信号带宽为10MHz的设计要求，在分析比较了几个方案优缺点的基础上，着重研究了在现有器件情况下最大限度地实现中频数字化这一关键问题，最终设计了一种可用于所述实验平台的中频数字化接收机。在使用该方案的实际系统上，可以对新一代蜂窝移动通信系统中的关键技术进行研究和实验评估。
1初步设计方案
站在系统灵活性的角度，本文暂不考虑使用模拟解调器的中频接收方案，而采用数字化的处理，先提出两种方案。
1．1单路带通采样方案，
根据系统的中频频率和带宽两项参数指标，若进行低通采样，由Nyquist定理知，采样速率至少要150Msps才能保证频谱不会发生混迭。但以目前芯片的制作水平来看，采样速率大于150Msps且分辨率在10bit以上的ADC成本会很高；此外，后级接口电路必须使用超高速逻辑电路，基带数字信号处理的压力很大，还增加了整个电路板的布线、制版工艺难度，从而带来许多问题。观察系统的中频接收信号：最高截止频率为75MHz，但信号带宽只有10MHz；若低通采样此信号，则默认信号分布在0～75MHz整个频带范围内，对此频带不再加以利用，因而频谱利用率较低。可以运用带通采样机制，按远低于2倍信号最高截止频率的采样速率进行欠采样，将中频信号频谱无混迭地搬移至基带[1]。此方案的示意图如图1所示。
例如，当发送端的基带信号是实信号时，选择接收机的采样速率fs=35Msps，频谱周期性复制到：f1±kfs(k为整数)，采样前后信号频谱的变化如图2、图3所示。
从图中可以看到，带通采样利用ADC作为近似理想的混频器对信号进行变频。采样后相当于信号的中心频率从70MHz搬移到基带，实现了中频到基带的频率变换，频谱利用率也比较高。可见，带通采样是比较合适的高速中频采样方案。此方案的优点是不再要求ADC有很高的采样速率，而只要采样速率选取得合适，后端可以直接得到基带数据进行相应的处理，大大简化了系统。此方案的缺点是当发送的基带信号为复数形式时，正负频谱关于虚轴不对称，若仍用35Msps的采样速率，频谱会发生混迭。因此要在采样前将信号先分别通过两个模拟边带滤波器得到两路有用的边带信息，再分别进行带通采样，要求此模拟滤波器的截止特性必须十分陡峭，否则会损失通带内的低频分量。但模拟滤波器有两个缺点：首先，过渡带宽窄的滤波器由于相位对频率的非线性会导致信号失真；其次，过渡带窄意味着高阶滤波器需要大量高质量的储能元件，代价很高。由此，该模拟边带滤波器不仅昂贵，还会使有用信号产生失真。
1．2两路正交化采样方案
笔者又提出了适用于发送端是复基带信号的两路正交化采样方案：借鉴正交采样的基本思想，使用两路ADCs以起始采样时间相距1/4个中频信号周期、同样的采样速率对中频信号进行带通采样。由于相位是以2π为周期的，所以这种方法得到的两路采样信号相位相差π/2，可以把它们分别看作一个复数信号的I、Q两路，对于每一路数据都按照前一种方案的思路将频谱搬移到基带。此方案示意图如图4所示，其中NCO(NumbericallyControlledOscillator)表示数控振荡器。
这种方案用两路正交信号恢复基带复信号，若仍用原来1/2的采样速率就能获得比第一种方案好的信噪比，而且方案二所适用的范围更广。此方案最大的缺点是需要两片ADCs，系统的复杂度成倍增长，且两路ADCs采样的起始时刻要满足相隔约3．57x10-9秒，采样过程中它们之间的相位差要保持不变，这对采样时钟的相位和两路ADCs的参数一致性要求很高，一般的系统难以实现。
综合上述方案，根据对其优缺点的分析，在具体设计中权衡利弊，对系统复杂度和系统性能折衷考虑，形成了下面的数字化接收方案。
2数字化接收方案
2．1系统结构
基于以上分析，笔者设计了一种基于软件无线电的全数字化接收机。系统的实现框架如图5所示。
此设计在前两种方案的基础上，结合各自优势，尽可能抑制了它们的缺点：一方面由于应用了带通采样机制，此方案具有第一种方案效率高、所用器件少的优点，同时又比第一种方案的适用范围广，它可恢复复数形式的基带信号，而单路带通采样方案实现的实信号情况仅为其中的一个特例而已。另一方面，采用数字下变频器，解决了第二种方案使用两路ADCs所遇到的由于ADCs电路参数不一致及双通道幅度、相位失配，使系统性能急剧下降的问题。因此本方案具有一定的工程应用价值，这一点在后面会进一步说明。
系统工作过程为：将接收的中频信号经过中心频率为70MHz的声表面波SAW(SurfaceAcousticWave)带通滤波器：BPF(Bandpassfilter)后得到信号r(t)，输入到ADC进行带通采样，采样速率为fs，产生的数字信号r[n]送入数字下变频器DDC(DigitalDownConverter)处理，输出I、Q两路基带数据到后端的DSP、FPGA等数字信号r[n]处理器件中，调用不同的软件模块对具体信号进行相应处理。这种软件化机制使整个系统功能具有可扩展的空间，灵活性大大提高。
根据本系统相关的设计指标，带通滤波器采用VANLONG公司的BP60190。其中心频率为70MHz，3dB带宽为10．2MHz，中心频率上的插入损耗典型值为24．7dB。ADC采用AD公司的AD9214，这是一款10bit的ADC芯片，最高采样速率为105Msps。DDC采用AD公司的新一代数字下变频器AD6624A，它代表了目前多通道DDC的最高技术水平，一个突出的优点在于：最高输入数据速率可以达到100Msps。采用此芯片，系统所要接收的宽带信号就能实现用较高的速率进行采样，最大限度地减少采样速率降低所造成的信噪比恶化。
AD6624A在本系统中完成的主要功能有下变频、低通滤波和降低采样速率。其工作流程如图5所示。由一片ADC采样得到的实信号r[n]首先通过频率变换器完成下变频，得到I、Q．两路信号r1I[n]、r1Q[n],这样就避免了方案二的不足：因为方案二中的正交信号是用两路ADCs采样得到的，难以克服由于器件参数不一致使信号幅度、相位失配等问题。下一级是一个可编程的重采样梳状滤波器rCIC2(secondorderResamplingCascadedIntegrator
CombFIRfilters)。CIC滤波器是一种简单的整系数滤波器，一般综合信号失真程度和运算量的考虑，工程上常应用此类滤波器完成抽取或内插滤波。然后信号通过一个五级级联的梳状滤波器组CIC5(frithorderCascadedIntegratorCombFIRfilters)。在该滤波器组中进行抗混迭滤波得到基带信号rI[n]、rQ[n]，并进行数据的抽取，抽取率可以取2～32之间的任意整数。接下来是AD6624A中的最后一个信号处理单元——可编程RAM系数滤波器RCF(RAMCoeffi-cientFIRfilter)，在此单元中进一步变换采样速率并对信号波形进行整形。最后经过输出控制逻辑单元，输出符合系统要求的低速率基带信号。
2．2主要工作参数的确定
设数字下变频器(DDC)内部NCO的工作频率为fL，考虑一般的情况，待发送的基带信号为复数形式，表示成：
s(t)=I(t)+jQ(t)(1)
则在发送端经上变频得到的中频复信号为s1(t)=s(t)ejωIt，取其实部调制到射频发送出去。理想情况下，接收机收到的中频信号r(t)=Re{s1(t)}。其中，Re{·)表示取复数的实部。
采样后的信号r[n]，通过频率变换器后变为I、Q两路信号r1I[n]、r1Q[n]，这里仅给出I路信号的表示式，Q路信号的分析方法类似。
首先要确定数字下变频器中NCO的本振频率。通常情况下，下变频的本振频率fL取与中频频率fI相等的数值，那么式(2)中的第二项就是基带数据。但对于本系统，70MHz的中频频率不在AD6624A所能实现的频率范围内。观察式(2)，若fL=fS-fI=23.3MHz(在芯片的正常工作范围内)，则式中的第二项为高频分量，可通过低通滤波器滤除，于是得到第二项为高频分量，可通过低通滤波器滤除，于是得到基带信号r1[n]=1/2I(n/fs).这时，只要送入D/A转换器就恢复出了I（t），同理也能得到Q（t）。所以这个本振频率的选择是可以实现的。
然后确定系统的最佳采样速率。ADC的采样速率即DDG输入数据的速率是全系统一个重要的参数。它受到器件技术水平的制约，又决定了DDC内部滤波器、抽取率以及输出数据速率的设计与选择，从而影响着整个系统的性能。
带通采样定理要求采样速率满足下式即可实现无混迭采样[2]：
式（3）中[.]表示取值不大于括号内的整数。其中fs为采样速率，fh、fl分别是信号的上下限频率，fh-fl≤fl。
本系统中fh=75MHz,fl=65MHz，由式（3）可得：
在式（4）给出的采样速率集合中，n=1时，75Msps≤fs≤130Msps;n=2时，50Msps≤fs≤65Msps。选取一个最佳采样速率，使采样后频谱间距最大，从而降低对抗混迭滤波器带外抑制的要求。
另一方面，对于ADC，若只考虑量化噪声，衡量ADC信噪比的表示式为：
其中，m为ADC分辨率。可见，保持人不变时，增大采样速率和A／D分辨率均可提高数字信号的信噪比。但是信号本身具有一定的信噪比，A／D采样的量化单位比噪声电子更低是没有意义的，因此提高A／D的分辨率是有一定限制的。而fs增加一倍，就会带来3dB的SNR增益，相当于增加了0.5bit的分辨率。设计时需要利用这一点，采用一个最佳的采样速率使信噪比性能较好。
综合上述各因素，取n=1的情况，最佳采样速率定为93．333Msps，则lObitADC的信噪比约为59dB，带通采样后信号的频谱间距为36．666MHz，NCO工作频率为23．333MHz，抗混迭低通滤波器LPF(LowpassFiker)的过渡带宽度最大可以达到36．666MHz，是信号单边带宽的7倍左右，大大降低了滤波器的设计要求。例如当要求阻带衰减等于0．001时，该滤波器的阶数仅为13阶[1]，实现并不困难。因此可以将这种方案推广到信号具有更宽频谱的情况。
此外不难证明，由于所采用的采样速率满足等式fs/2=2fL，使信号下变频后所要滤除的高频分量频率谱关于是对称的，从而能充分利用低通滤波器的阻带。下面以s(t)为带宽是10MHz的多音复信号为例，说明这一问题。
篇8
在后工业时代，每个人都是设计师，传统的设计师不再依靠自己的力量独立设计，而是扮演设计组织者的角色，组织有效的设计平台。3D打印是由计算机通过三维软件进行模型建造，并以STL的文件格式传输至3D打印机，3D打印机识别到片层截面，并完成文件输出。截面是由多个三角形面来模拟所设计的物品的表面形态，三角形面越小，物体打印的越精细。此外，VRML、WRL也是经常被使用的输入文件格式。设计师能够专注于产品形态创意和功能创新，即所谓“设计即生产”。设计师对产品形态的创作将更加挥洒自如，这是传统产品设计、手板模型制作等流程难以企及的。
（二）3D打印缩短了产品设计到成型的周期
当前，消费者对新奇产品的需要和渴望远远大于过去，3D打印等数码技术可以帮助厂家应对消费者瞬息万变的口味，设计师可以通过互联网这个开源平台进行设计，注重利基产品的开发和生产，进入产品和经营的长尾时代。3D打印更适合一些小规模制造，尤其是高端定制产品，比如零部件制造。虽然当前打印制造材料仍然以塑料为主，但金属材料肯定会在未来被运用到3D打印中来。可以预见，该技术将会在未来得到越来越广泛的应用。
（三）3D打印节省产品设计研发的成本
市场需要产品以最快的速度更新换代，但新产品生产出来后，若没有销路，则得不偿失。开发一副模具要几十万，甚至几百万，而利用3D打印技术，可以把产品先开发出来，如果该产品符合技术要求和市场需求，再进行模具开发，并进行进一步批量生产。此外，3D打印技术和传统模具制造技术可以实现相互补充，而未来的制造领域中，3D打印机可完成30%的产品，而70%由模具制完成。在产品设计方面，3D打印产品不需要昂贵的模具实现生产注塑，其所需的原材料和能源仅为传统方式的1/10，还降低了企业因开模不当造成的不必要损失和风险；3D打印可以制造曲面更复杂、造型更丰富的产品，可以为客户定制个性化产品，实现“即想即得”；3D打印产品也可以远程传输文件并异地打印，减少运输费用。3D打印的出现意义在于我们能够制造自己的产品供其他人进行消费，人们的设计创造才能被尽情释放，能够满足高层次的需要。
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目前，国内安装的可视门铃多数是有线的，或是通过类似于电视系统的调幅或调频方式来发送图像的。出于成本的考虑，这些可视门铃系统传输距离受限制，信号质量不高，抗干扰性差。随着用户要求的提高，尤其是在大型别墅中，门铃和图像接收端相距较远，这就需要将有线变为无线，模拟信号调幅或调频无线传输变为数字信号调制（FSK，QFSK，GFSK）无线传输。FSK（FrequencyShiftKeying）即键控频移，QFSK（QuadratureFrequencyShiftKeying）即正交键控频移，GFSK（GuassianFrequencyShiftKeying）即高斯键控频移。通过系统的数字化，图像信号质量得到提高，抗干扰性得到大大加强；同时，整个系统的体积相比其它的传输方式将会减小很多，因此，具有广泛的商业应用价值和发展前景。
由于我们的系统用于别墅单用户的可视门铃，因此对图像的连续性要求不高。设想一直，在户主听到门铃响，再到门口查看监视器的画面最少需要3s。只需要传输1帧图像到监视终端，让户主看到来访者是谁就可以了。因此由于成本的原因，我们会把采集到的图像直接传输出去而中间不会加上昂贵的图像压缩解压缩芯片。
整个数字无线视频通信系统主要由三个模块构成：图像采集模块、数据传输模块、图像接收显示模块，如图1所示。
1图像采集模块
该模块的硬件框图如图2所示。
摄像头7620是256色30万像素的CMOS摄像头。它输出并行16位图像信号，包括8位的色度信号、8位的亮度信号以及场同步与行同步信号。1帧图像（640×480）的尺寸是640×480×16=4915200（位）
如果以RF发送模块nRF2401的最大速度1Mbps来计算，发送1帧图像所要的时间为
4915200/1000000=4.9152(s)
这显然太长了。不过，7620还有一种工作模式就是，通过降低分辨率来减少图像尺寸。这种模式提供了320×240的图像。这样，图像数据不到3s就可以到达接收端，满足可视门铃的要求。
图3
8位色度信号、8位亮度信号以及场同步与行同步信号先通过FPGA缓存到RAM，同时转换为异步串行数据，通过RF模块发送。图3是7620的工作时序。
图3中，Y信号是8位亮度信号，UV是8位色度信号。VSYNC是场同步信号，HREF是行同步信号。
FPGA的工作是完成图像数据的缓存控制以及启动RF模块发送图像数据。这里，采用Altera公司的EPF6016。它是一颗16000门的FPGA。图4为FPGA与摄像头7260、MCU以及RF模块的连接示意图。
图4中，U1为EPF6016ATC100，J1是FPGA与摄像头7260的连接插座。Y、UV、VSYNC和HREF的定义如前，READY是MCU对FPGA的控制信号，DATA是FPGA与RF模块之间的串行数据线。
当用户按下门铃，MCU收到命令开启照明灯，同时初始化摄像头7260，并发送READY信号给FPGA，通知其准备接收图像信号。由7260的工作时序可以看到，当摄像头采集到一帧图像后，VSYNC便发送1个高电平，FPGA准备接收信号。1帧图像由很多行组成。这些行在场同步信号VSYNC的两个高电平之间传送。而每一行的信号传输现时由HREF同步。当HREF的上升沿来到后，FPGA开始接收图像数据。在PCLK的上升沿，每一行的图像数据通过Y口和UV口送出，从时序图可以看到1行包括640个点。
FPGA需要将收到的图像缓存到512KB的RAM，需要有20位的地址信号线和8位的数据信号线。
FPGA采集到的图像信号是并长的数字信号。要将这些信号发射出去，还需要转化为异步串行数据，这个工作由FPGA来完成。我们所规定的异步串行通信协议和通用的RS232协议类似：
没有信号时，DATA线为高电平；要传送数据的时候，先发送1个低电平脉冲（起始位），紧接着2个字节的数据（Y[7：0]，UV[7：0]，然后再发送1个高电平脉冲（停止位）。1帧有效的串行数据就由这几部分构成。
微控制器MCU主要完成以下几个任务：
①初始化数字摄像头7620；
②控制其它外设，接收和处理键盘命令，控制照明设备的开启等；
③与FPGA协同工作，并提供人机接口。
MCU采用常用的AT89C52。图像采集模块的工作流程如图5所示。
2图像传输模块
图像传输模块（RFmodule）由一块单片无线收发芯片nRF2401完成。NRF2401工作在2.4～2.5GISM频带，集成了频率综合器、功率放大器、晶体振荡器和调制器。由于nRF902使用了晶体振荡器和稳定的频率合成器，因此频率漂移很低。电源电压范围为2.4～3.6～，输出功率为10dBm，电流消耗仅9mA。输出功率和频偏可通过外接电阻进行编程。输出信号为调制的GFSK（高斯键控频率信号），很容易通过8线串行I/O口进行收发。图6为nRF2401在无线通信中扩展的电路。
通过PWR-UP、CE、CS引脚的选择，nRF2401可以工作在激活/等待/节能模式。这里，使nRF2401工作在激活的突发脉冲（shockburst）模式。该模式使用片上FIFO。在不使用MCU控制数据操作情况下，能以极低的功耗运行数字部分而又以极快的速度（最高为1Mbps）传输数据，从而大大减少了电流消耗，降低了系统成本并且减少了传输时的“空中冲突”冒险。
FPGA送来的异步串行数据经过nRF2401内部的RF带通滤波、低噪声放大、频率综合和脉冲放大，被调制成2.4GHz上的GFSK信号，完成图像信号的传输。
3图像接收显示模块
图像接收显示模块主要由三部分组成：图像接收、图像转换和暂存、图像显示。如图7所示。
（1）图像接收
图像接收部分也是由无线收发芯片nRF2401完成。nRF2401可以同时发射1组、接收2组信号。在突发脉冲模式下，将RX和CE置高，200μs的建立时间后，nRF2401开始监测空中，接收到有效的数据包后解调为原来的数字信号，送以端头、地址和CRC位，MCU发出中断命令，DR1拉高。MCU也可以置CE为低来中止RF字的接收，同时为载入数据输出适当频率的时钟。当所有的数据载入后，将DR1拉低，准备接收下一个数据包。
图6
（2）图像转换和暂存
nRF2401传输给FPGA的异步串行数据，经过FPGA转换为并行数据并暂存到缓冲区（512KB的外部RAM），收到MCU的命令后将RAM内部的数据送到LCD显示。当整幅图像都被接收以后，FPGA将存储的视频发送到LCD控制器SED1353。出于安全性的考虑，系统同时还外挂有2MB的内存事保存视频历史记录。图像转换和暂存的过程，其实是前面图像采集的逆过程。接收部分FPGA的设计与发送部分类似，这里不再详述。
（3）图像显示
图像显示由LCD控制器SED1353和LCD显示模块MCT-G320240DNCW-15N组成。SED1353是一种点阵LCD控制器，支持的分辨率高达1024×1024（单色显示），能同多种微控制器接口。图8为SED1353与LCD显示模块和MCU等设备的连接图。
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一般来说这种点、线、面的装饰图形手段比较适用于很多的高科技产品的装饰设计中，这种理性化的图形能体现科技产品的严谨性和技术性，而这种点、线、面的变化带来的装饰效果又体现了科技产品的创造性和新颖性。
2.装饰色彩的协调与心理联想
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二、以抽象变形为构成原则的艺术设计
俄国画家康定斯基是德国青骑士社的重要代表，也是投身抽象主义艺术创作的领军人物。他指出，“点、线、面是造型艺术最基本的单位和语言，它具有符号和图形功能，可以表达不同的性格和丰富的内涵，它具有抽象的形式、艺术的内在本质和非凡的精神”。点是相对于所存在的空间而言面积和体积都非常小的空间占有实体，形状对它来说无关紧要，这就赋予了点以实质的抽象性。线既可以是任何物体的运动轨迹，也可是视为任何形态细长之物的简约存在，在形式上具有高度的概括性、简化性和普遍性，因而也是一种典型的抽象元素。面同样如此，任何一个二维空间，无论形状如何、尺寸如何，均可归为此类，相对于点和线而言，是更为直观的抽象存在。基于其自身的抽象特质，点、线、面的艺术性结合也是抽象的。在现代绘画中，艺术家不再囿于自然事物的本来面貌，而是经过自身情感的加工与个性的灌注，通过剖析内力的运动变化，对事物的外在形态进行抽象变形，着力刻画物质的内在本质，而这种内力的运动变化则被艺术家们视为自然物质的生命活力。因此可以认为，现代绘画是通过点、线、面三种艺术元素的运动组合来表现形态的抽象变化，包括形态的节奏、韵律、方向和位置等，继而展示形态之下饱满的生命活力。例如蒙特里安的作品《树》，通过纵向与横向的线条来表现树木的生长规律与生命特性，位于中心位置的模糊可见的主干，则展示出树木生长运动的主要脉络。由此可见，以抽象变形为核心的构成原则所强调的是事物内部的气势、节奏和生命力这些共性的存在，而不再是外形这种个性因素。这就说明，尽管抽象变形之后，事物的原本形态在现代绘画中不复存在，但其本质的、共性的内涵却清晰可现。又如，在米罗的《绘画》中，观者可以发现其中的很多形象都是由单纯的点构成，并且这些点是富于思想、蕴含表情的，它们艺术性地连成线、结成面，令整个画面充满动态美、节奏感与灵活性，让观者产生无限联想。
三、以分解组合为形态要素的艺术设计
现代绘画以分解组合为形态要素的艺术设计主要体现为三个方面，分别是打散构成、立体解析和意义合成。打散构成是指，在现代绘画中，艺术家往往以局部为形态要素，把单一的自然形或其变形自由分解为部件，这些切断后的部件可以不再具有自然形，也可以不再具有原本的功能，随后，艺术家把这些部件作为绘画的构成要素，使用全部或其中的一部分来构成新的形象或画面。打散构成是一种自由的分解组合，具有同一性的部件经过重复组合，便可创造出一定的节奏和韵律，进而产生和谐统一的整体美感。例如，在康定斯基的《几个圆形，第323号》中，重复出现了众多大小各异、颜色不同的圆形色块，它们在暗夜之中静静流淌，相互重叠而又彼此分离，整个画面展示出一种强烈的节奏感和运动感，还体现出强烈的和谐美和韵律美。立体解析是一种有规律的分解和组合模式。在这种模式之下，艺术家把单一的形体分解成为多个立体投影图，再通过诸多艺术手段，将这些投影图组合成为崭新的画面形态。这种分解模式能够让画面产生一种支离破碎的美感，并能营造出一种传统美术所不具备的多维空间感受。西方现代立体主义大师毕加索就是立体解析的典型代表，他将爱因斯坦的相对论与绘画完美融合，把所要描绘的对象分解为多个形态各异的部分，创造出与众不同的视觉美感和空间概念。例如，在《拉提琴的人》中，毕加索为观者提供了多个观察角度，观者可以通过不同的视角看到同一对象的不同侧面。美国画家希勒继承和发展了毕加索的立体主义，他的《震教徒的农舍》在画面中同时呈现出正面和侧面效果，左侧似乎是蓝天，但上面点缀着三扇窗户，又像是农舍侧面的墙壁。整个画面呈现出复杂的几何式构造，构图严谨稳固，视觉效果丰富，既体现出极强的秩序性，又彰显出透视重叠的效果，源于现实而又超越现实，艺术色彩浓厚，令观者产生耳目一新之感。意义合成是指对多个形态进行分解，从中挑选出一部分意象进行组合与重构，对意象的意义进行叠加，继而扩大形象的内涵。不过，融为一体的意义相互之间并不能保证是完全肯定和包容的关系，它们往往与现实不符，是一种偶然的、随机的结合，呈现出超自然和超现实的特征。通过这种艺术设计方式所构画的图像能够带给观者强烈的内心冲击，让他们产生丰富的联想，感受到图像背后艺术家深刻的思想与充沛的情感。意义合成方法的运用主体是超现实主义画派。超现实主义艺术家强调远离或超越现实，潜入人的内心世界，其创作灵感大多来自人的潜意识及幻觉。他们结合弗洛伊德的精神分析学说，运用夸张、变形、分解、种族、错位、叠印、倒置等艺术手段，将一些毫不相干的形象拼凑在一起，塑造出近乎荒诞的心理幻境，借此表现人类复杂多变的精神世界。例如，西班牙超现实主义画家萨尔瓦多•达利的《记忆的永恒》，画面中三块停止行走的时钟几乎完全脱离了现实的形态，它们像柔软的面饼一样，一个软绵绵地挂在树枝上，一个呈九十度直角耷拉在像是长着婴儿脸的怪里怪气的生物上，还有一个搭在生物旁边的平台边沿上，仿佛就要融化一般。在空洞荒凉的海湾背景之下，三个超越现实的时钟向观者呈现出一个时间已经绝对停止的绝对安静的世界。在这幅图画中，各个形象细节精准，除却三个钟表以外呈现出高度的写实性，但整个画面在视觉上却带给观者一种荒诞怪异、不合逻辑、同时又似梦似幻的感受。
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随着世界经济一体化、竞争全球化的发展，发达国家的以奢侈品为代表的符号消费文化正日益浸渍我国市场经济，挤占我国的中高端消费品市场。“洋品牌”的消费文化，对我国“看广告长大”的青少年一代，影响尤其深刻。吃洋快餐、过洋节、用洋品牌，成为他们攀比消费的首选，对我国民族品牌和消费市场造成较大的冲击和负面影响。比较典型的案例是“大学生贷款买苹果背后的真问题”。据重庆商报报道:从2012年1月至今年2月底，2万多名武汉大学生办理了担保服务，额度超过1．6亿元，这些学生贷款主要是购买新上市智能手机平板。在透支消费风行的时代，大学生通过正常的借贷渠道购买自己心仪的商品，从法律上讲，年满18岁就是完全行为责任人，对自己的行为负责。但考虑到多数大学生经济尚未独立，没有收入来源，一旦还不起贷款，就由家长承担，背上信用污点。这样的提前消费又显得过于盲目，有“攀比”之嫌。麦肯锡市场调查中曾提出，“品牌对中国消费者做出购买决定有重要影响。不过，这并不能视为人们对单一品牌的忠诚度有所增加的信号。”［2］品牌化在一定程度上引导、刺激消费者，例如我们去大卖场选购牙膏，首选的品牌不外乎就是国产的黑人、冷酸灵、云南白药等，或者外来品牌高露洁、佳洁士等，消费者在选购产品时会关注品牌的知名度，首选知名、安全的品牌，通俗说法就是“消费者看牌子选购产品”。某种意义上，一个品牌所代表的不单是产品，更是某种概念，生活方式的理念、社会地位的象征、消费观念、安全感等。消费者在使用产品时，心目中会感受到品牌所带来的文化附加值，从心理上获得满足、体验感。面对消费市场这一态势，与此相关的民族产品包装设计与广告设计的问题也就日益突出，这种压力已经制约我国民族艺术品牌的可持续发展，传统的民族艺术设计发展模式难以继续。因此，如何强化民族艺术设计，树立民族品牌化战略形象，如何实现民族品牌战略化，与当前符号消费趋势相结合，顺应时代潮流，将民族地区商品规范化、市场化、品牌化、符号化，就是我们面临和必须认真对待的问题。少数民族艺术涵盖了老百姓日常生活中的方方面面，如建筑、服饰、音乐、绘画、饮食与生活习俗等等，这其中还包含了语言、文学、画型、地域产品、文化风俗等等大量的科研成果，这些内容对民族艺术设计的发展具有不可忽视的推动作用。如何运用这些宝贵资源第五卷74对民族艺术再设计，结合符号消费的趋势，进而传承与发扬、开拓与创新，打造符合中国国情的消费文化与民族艺术产业，让大众对民族品牌有亲切感、自豪感、归属感，是一项前景广阔而任务艰巨的事业。
二、我国民族艺术设计的案例分析
品牌化战略的提出是应对市场经济的竞争产物，是实现企业发展的必要条件。例如著名的USP－uniquesellingproposition理论，20世纪50年代初劳斯•瑞夫斯提出，他较早地意识到广告必须引发消费的认同，而不是广告人员硬性赋予广告的东西。一个好的品牌定位就意味着品牌已经成功一半，如现在受年轻一代观众追捧的湖南卫视，其金灿灿类似芒果的台标，在观众的视觉与心理上留下深刻的印象。作为综艺节目的先驱者，湖南卫视已牢牢扎根于广大观众的潜意识。市面上其他卫视的竞争非旦没有撼动其综艺娱乐节目霸主地位，反而促使其成功经营出许多王牌节目———《快乐大本营》《天天向上》等，成为目前国内电视娱乐品牌成功范例之一。符号消费，是人们脱离基本生存需求以后发展起来的以文化、精神需求为主的消费趋势，其市场表现的一般形式就是时尚消费、甚至“奢侈品牌消费”。现代社会中的商品种类日益丰富，商家为了迎合消费者多元化的需求，从产品本身属性去改变已经变得潜力有限了，由此诞生了商品的符号化。符号化的过程实际是赋予商品本身和品牌象征的意义，所以符号消费往往与品牌化战略相联系。例如现在市面上随处可见的少数民族地区特色食品———苦荞茶。四川作为苦荞的主要产地，又是民族种类众多的地区，具有很大的优势。苦荞学名鞑靼荞麦(F．tataricum)，分为普通苦荞和黑苦荞。《本草纲目》记载鞑靼荞麦能“实肠胃，益气力，续精神，能练五脏滓秽及降气宽肠，磨积滞，消热肿风痛”［3］。苦荞茶是将苦荞麦的种子经过筛选、烘烤等现代工序加工而成的冲饮品。纵观市场上的苦荞茶品牌参差不齐，具有影响力的品牌更是屈指可数，消费者较为熟悉的品牌仅有如下:三匠、彝乡人、彝家三寨等，缺乏具有品牌性、符号性的品牌。现代人的生活条件良好，饮食丰富，高脂肪高蛋白的食品摄入过量，在快节奏的生活压力下人们每天坐办公室，缺乏锻炼，带来的后果就是肥胖、高血压、高血脂、高血糖等危害。苦荞茶与一般茶叶相比，其自身带有苦荞黄铜，苦荞当中的类黄铜成分对人们的身体十分有益，可以起到降低心脑血管的发生几率，虽然达不到替代药物的疗效，但它是一种健康的饮品，略带麦香味的口感适合大众口味。
现代人们在满足基本衣食住行后，越来越提高自己的健康养生意识，而苦荞茶的出现刚好弥补了茶叶市场的结构性缺陷，可以预见以后会有越来越多的消费者饮用苦荞茶。面对这样的消费市场，如何将苦荞茶品牌化与市场相结合值得我们深思。苦荞茶的市场前景巨大，苦荞茶品牌化战略上应当与市场多方面相结合，走出一条具有民族特色、生态健康的道路。比如借鉴美国连锁咖啡———星巴克，虽然消费者对星巴克褒贬各异，但是依然阻挡不了消费者对星巴克的推崇备至。更多时候，星巴克所代表的是一种身份感认同，将咖啡作为一种载体，向消费者传递一种融入美式生活的消费文化。星巴克是普通咖啡售价的2－3倍，感染与吸引消费者的不是味蕾，而是时尚生活方式的概念，它所营造的舒适环境、咖啡豆的香醇气味，快捷的免费无线网络，为消费者提供了第三空间，星巴克所代表的不仅是咖啡，更是一种咖啡文化体验，自助式的服务使消费者感觉以人为本，在匆忙的生活中能停下来享受片刻个人时间，给消费者一种温暖的感觉，星巴克不单单是销售咖啡，更是在“卖环境”，让每一个消费者来到星巴克有家的感觉，这个过程也就是我们所说的“品牌化”、“符号化”。反思我们的苦荞茶品牌在营销战略上，应该学习国外优秀连锁品牌成功的市场营销经验。我们的苦荞茶在产品质量上是达到国家要求的，但在品牌营销战略、科技创新、文化发掘上，恰恰缺少了这几个方面，这对于现在的消费市场来说是重中之重，如今的产品不再是质量上乘就会畅销，质量是重要的，而怎么与市场相结合吸引消费者，产生品牌效应却更重要。在苦荞茶的包装上，要与时代相结合。例如三匠苦荞中的黑苦荞全株茶系列(图一)，在色彩上多以黄、黑、红为主色调，主要以黑底配以红色苦荞茶杯及略带凉山彝族风格的纹样，带有彝族漆器的感觉，茶杯上的火焰寓意苦荞茶业红红火火，彝族是崇尚火的民族，茶杯上的火焰非常具有民族代表性，蕴含着原汁原味的凉山彝族文化元素，也将传统文化与现代设计相融合，吸引更多的年轻消费群体。
包装材料上可采用环保可回收的材质，不过度包装，也更能凸显出苦荞茶的绿色、生态;市场营销上突出苦荞茶的特点———生态、健康;价位上，制定合理结构，让不同层次消费者都有承受能力和选择余地;品牌化战略的艺术设计上，打造绿色有机、无公害、健康时尚、文化品味的苦荞茶品牌符号，就像四川茶业界，一说到花茶，就会联想“碧潭飘雪”，一说到绿茶，就会联想“竹叶青”那样，从而形成具有市场效应的民族品牌化符号。再例如“5100”冰川矿泉水(图二)，来自念青唐古拉山脉海拔5100米的原始冰川水源地，含有锂、锶、偏硅酸等丰富的矿物质和微量元素，其含量达到天然矿泉水的中国新国标和欧盟标准，纯净清澈，口味纯正，是优质复合型矿泉水。“5100”冰川矿泉水在包装风格上简洁大方，透明的包装让消费者一眼就可以辨别其特殊的水源，蓝色的标签给人一种纯净无污染的感觉，仿佛喝上一口都能感受到世界脊梁的纯净，其500ml的矿泉水外形比例优美，曾获得我国饮料工业协会“优秀包装设计”［4］，2013年美国时间11月13日，获得2013年度全球瓶装水行业最值得期待的大奖:“最佳矿泉水奖”。［5］该款矿泉水定位高端，有别于超市中的一般平价矿泉水，价格甚至媲美法国依云等高端矿泉水，这样的价格对于普通消费者来说有点难以接受。消费者与“5100”矿泉水的首次接触，则是乘坐动车时，凭车票向乘务员免费换取的。它主要的销售渠道为会务团购、商务团购和时尚消费者等。被誉为“世界好水”的5100冰川矿泉水于2011年6月30日上午9时30分在香港联交所正式挂牌上市。
这是国内第一家在香港上市的高端矿泉水企业，也是自治区在香港上市的第一家公司。［6］在中国，价位与国际品牌媲美的矿泉水为什么有这样大的市场需求呢?其一是因为这款矿泉水主要的卖点是来自的原始冰川水，品质高、生态、无污染，它自身的水源独特性是一般矿泉水无法达到的。其二是国内本身缺少国产高端矿泉水品牌，它的出现刚好符合了高端市场的需求、填补了空白。在一些高端会务中采用这样的矿泉水作为官方饮用水，一方面振兴了我国自身的民族企业，另一方面还有利于民族地区高端品牌的打造。图二5100矿泉水包装设计此外，由国家民族事务委员会主管，西南民族大学主办的民族专业学术理论期刊《民族学刊》(图三)其设计也值得一提。该刊物于2010年6月正式创刊，期刊主要突出西南地区的民族研究特色，展示民族学研究成果。中国历史上第一个民族学专业学术期刊———《民族学研究集刊》于1936年出版了第一辑，其封面题字具有浓厚的中国文化内涵。《民族学刊》选择了其题字的集字作为刊名题字，希望能秉承历史上优良的学术传统。《民族学刊》作为民族学专业性学术期刊，在封面设计上既有少数民族的传统元素，又有现代设计元素相结合，在纹样设计上，带有传统民族风格和吉祥的寓意。
刊名下搭配暗红色条纹，突出期刊的名称，也增加了封面的动感，识别性很强，成为《民族学刊》的文化品牌形象。在书脊、扉页和目录上也采用相关标识的设计方式，方便读者阅读。页眉和内文版式的设计也体现了与封面一致的标识，使版面有整体效果。封底采用全英文，与国际接轨，方便国外读者阅读，这不单是一本民族学专业期刊，更是一本国际化的民族学期刊，使整本期刊看上去统一。从上述三个例子中我们得出，强化民族艺术设计的同时，一方面打造民族高端品牌，一方面也要打造中、低端品牌。现在，许多地区都在打造地方特色品牌。例如像四川省汶川县震后特色旅游产品开发，通过保留震后遗址的原封原貌，与灾后重建的旅游生态区相辅相成，既表达震后对失去家园的受难者的沉重哀悼、又向后人展示了国家大力扶持灾后地区的重建与发展。这一系列发展也带动了汶川地区特色旅游纪念品的市场，但这些旅游纪念品的艺术品位还不够高，民族地区的各个企业、商家也迫切需要把“设计”作为市场竞争的重要手段，树立民族地区的品牌形象，让民族地区特色品牌走向世界，弘扬民族精神。
三、民族艺术设计适应消费市场的品牌化战略构想
在符号消费渐成趋势、国外符号品牌不断挤占我国民族品牌市场的形势下，笔者对少数民族艺术设计的品牌化战略，提出以下构想:
(一)民族艺术设计与品牌化战略相结合
通过独特的销售理论，给产品赋予一个恰当的卖点与定位是尤其重要的。某种程度上说，品牌形象比产品的功能更为重要，大部分消费者认为品牌产品比非品牌产品更加安全可靠。民族艺术设计在品牌化战略上，应当将品牌再定位，实现超越性的创新。比如四川省凉山彝族自治州会理县，素有中国“石榴之乡”，早在唐朝时期，会理石榴就是皇帝御定贡品，每年由南诏王送入宫中。会理县委、县政府把会理石榴作为当地特色农支柱产业，开展技术指导与培训，提高果农的栽培管理技术，实现石榴产业化经营，远销全国各地，并出口到东南亚、中欧及欧美各国，迄今已荣获四川省著名认证商标注册，将会理石榴品牌化、统一监制会理石榴外包装，确保会理石榴品质，并每年9月举行国际石榴节，通过石榴产业带动当地运输、包装等其它行业发展。会理石榴走的是品牌化战略，将农副产品证明商标注册，并每年9月举行国际石榴节，让会理石榴成为会理县的新标签。我们的民族艺术设计在品牌定位上大多都不够精准，如今的市场更加细分化、规范化，民族艺术设计应当找寻适合自主品牌化的策略路线，定位好以核心价值为中心的品牌识别系统，然后以品牌识别系统统帅企业的一切价值活动。
(二)民族艺术设计与市场营销相结合
少数民族艺术设计要以适应市场需求为前提，设计开发出来的产品既符合市场规律，又有前瞻性。要大力突出民族地区品牌的符号性、独特性、文化内涵性、时展性。第一，产品设计要与销售模式、商业体系、业态模式接轨，比如用于“实体店”销售的与用于“电商”销售的，在包装设计上，后者必须适应物流业、快递业的特点。现代人讲究时代性前提下的实用性，做到包装不过度、功能不夸张，时尚与实惠共存。第二，针对个性化消费和市场细分的趋势，品牌的结构策略要有高、中、低消费层次划分，老、中、青消费人群划分，会务、商务、休闲等功能划分，从而兼顾品牌的各个消费阶层的定位与选择，实现针对性营销。例如在苦荞茶营销上，可将原产地开发为苦荞生态园区，让消费者前来参观苦荞茶的生产流程，对苦荞茶有个全面的了解，在参观的同时品茶，在这个基础上开发一系列苦荞产品，如年轻系列、中老年系列、高档系列等等，适应不同的年龄阶层的需求，在销售上可借鉴像竹叶青专卖店的形象设计，让消费者在口感上、视觉上得到满足，从而真正的与市场相结合。
(三)民族艺术设计与科技创新相结合
艺术设计与科技相结合，是艺术设计现代化的必然趋势，民族艺术设计也不例外。借助新技术、新材料、新方法，大幅度地提升艺术设计的科技含量，更能彰显符号品牌的科技价值。比如苦荞茶品牌的设计上，可以运用科技手段，突破“茶叶”品种的种类边界，向茶叶食品拓展，开发茶点、茶零食等其它绿色健康食品，并开拓高档酒楼、宾馆的自助餐市场;再例如桂林阳朔的大型山水实景演出“印象刘三姐”，就是利用现代化手段，结合桂林的山，漓江的水，现代灯光技术作为表演舞台，通过实景的演出，给观众营造出一种人与自然和谐、天人合一的视觉效果。象我们生活中出现频率越来越高的3D技术，早在2011年Burberry秋冬3D服装秀上，首次将3D技术运用在服装上，在秀场上运用全息摄影和数码投影技术，将模特变成3D人物，模特走着走着，突然化为虚幻，爆破定格等等，美轮美奂的效果，让我们不禁慨叹科技改变生活。我们的民族艺术设计也要利用现代科技技术，创造新的视觉效果、给消费者带来感官的美学刺激，从而促进消费。
(四)民族艺术设计与文化创意相结合
将少数民族艺术与流行文化相结合，注入新鲜创意元素，值得我们探索。现代人的消费不仅追求实用性，更追求文化性。美国经济学家派恩提出:“体验本身是一种开放式互动经济形式，主要强调商业活动给消费者带来独特的审美体验，其灵魂和核心是主题体验设计。”［7］如同苹果零售体验店一样，消费者通过免费体验苹果产品，听音乐、打游戏、看电影等等，直观的了解到苹果产品的优点。人性化的互动过程，吸引了很多潜在消费者，顾客体验的不单单是数码产品，更是一种氛围、温暖，消费者置身于苹果体验店中所感受到的是人情味。没有销售人员说服消费者购买，放松心情参与互动，苹果产品也在毫不经意间向消费者进行了自我推销。我们的民族品牌往往缺少了这样的氛围，甚至有些品牌是以生硬的方式来打造文化氛围。中华五千年漫长的历史文化，具有丰富的、博大精深的文化价值可以挖掘。但是形式要通俗化、时尚化、时代化，不能要求消费者像学术研究者一样来学习少数民族艺术文化，这样会脱离市场实际。毕竟民族艺术设计是为符号产品销售服务的，如果脱离了主要消费群体，就会偏离市场需求，形成失败。2012年火爆全球的江南style一样，其歌曲和骑马舞就让一般大众能接受，简单的舞步，重复的旋律让不大了解歌词的观众也能简单哼唱，形成大众化的模仿潮流，从而形成一个强大的市场效应，就是一个成功的范例。
