DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 分析讨论 4.1. 总热能和三大营养素摄入比例 在第一次调查时，5名运动员的每日人均能量摄入为3164 kcal，仅达到了推荐值的75%。第二次调查结果比第一次有所上升，达到了推荐量的87%。总体来看，这几名运动员的总能量摄入不足。另外，三大能源物质的摄入不平衡。我国运动员膳食中三大能源物质蛋白质、脂类、糖类的合理比例应分别占 Table 4 Daily intake of vitamin 运动员 维生素A (µgRE) 维生素B1 (mg) 维生素B2 (mg) 维生素C (mg) 维生素PP (mg) 维生素E (mg) 第一次 第二次 第一次 第二次 第一次 第二次 第一次 第二次 第一次 第二次 第一次 第二次 1 1337 852 1.1 2.6 1.7 1.9 103 171 12 27 60 22 2 1095 968 1.2 2.8 1.9 1.9 128 184 40 38 46 25 3 840 921 1.2 2.9 2.1 2.3 87 119 27 26 51 31 4 716 982 1.1 4.1 1.8 1.7 99 115 24 29 55 30 5 1152 885 1.3 3.0 1.8 2.0 91 133 32 32 48 19 均值 1028 ± 249 922 ± 55 1.2 ± 0.1 3.1 ± 0.6 1.9 ± 0.2 2.0 ± 0.2 101 ± 16 144 ± 31 27 ± 10 30 ± 5 52 ± 6 25 ± 5 推荐值 1500 3~5 2~2.5 140 20~30 30 表4. 日均维生素摄入量 Table 5 Daily intake of inorganic salts and trace element 运动员 钙(mg) 铁(mg) 锌(mg) 硒(µg) 第一次 第二次 第一次 第二次 第一次 第二次 第一次 第二次 1 931 823 36 44 24 22 128 105 2 1488 1025 20 29 31 33 207 178 3 1666 905 27 22 43 30 154 181 4 1372 1051 42 42 35 29 106 127 5 804 889 31 27 21 25 60 95 均值 1252 ± 369 938 ± 96 31 ± 8 33 ± 10 31 ± 9 28 ± 4 131 ± 55 137 ± 40 推荐值 1000~1500 20~25 20~25 50~150 表5. 日均无机盐和微量元素摄入量 总能量供给量的12%~15%。20%~30%和60%~70% [ 3 ] 。而本研究结果显示，第一次调查时运动员膳食三大能源物质中蛋白质、脂类、糖类的摄入百分比分别是22%、31%、47%。第二次分别为16%、26%、58%。 能量是运动的基础和保障，有了充足的能量供应，才能保证训练和比赛顺利进行。总能量摄入达不到推荐量不光影响运动员的训练，长期低能量摄入还会影响健康。第二次调查结果相比第一次要好，但是总能量摄入仍然比推荐值要低。另外，我们在调查中发现，有些运动员觉得投掷类项目运动员本身的体重就很大，吃的过多会让身材走形。在平时吃饭过程中会有意控制，少吃一些食物。这可能是导致能量摄入不足的一个重要原因。应当对运动员加强教育，给她们普及营养知识，了解自己膳食当中的问题，主动去改进。另外，可通过一些营养补剂进行调整和补足，保证运动员的能量摄入。 三大营养素供能比例不合理是经常出现的问题。多年来，在运动员的膳食调查中，发现糖、脂肪、蛋白质三大热能比例不合理 [ 4 ] 。如糖类严重不足，只占总热量的40%左右；脂肪过多，占60%；蛋白质占20%或多一些。本研究也发现第一次调查时，这5名投掷运动员的糖摄入不足，脂肪摄入过多，蛋白质摄入略超过推荐值。第二次调查有明显改善，三大营养素摄入都在推荐范围内。不过考虑到总能量摄入不足，这一比例可能存在一定偏差。研究表明，我国的优秀运动员没有严重营养不良状况，但是膳食中存在许多问题，最突出的是膳食能量的分布不均衡，存在脂肪摄入百分比过高，而碳水化合物摄入比例过低，有部分运动员还同时存在蛋白质营养过度 [ 5 ] [ 6 ] 。两次调查中，大部分运动员存在蛋白质摄入过多的情况。投掷项目属于力量类项目，运动员蛋白质消耗较多，相应的摄入量也应该略有增加。但是不应该摄入过多，超出15%~16%的这一推荐量 [ 7 ] 。脂类摄入过多会使运动中酮体生成增多，易致运动性疲劳。长期高脂饮食会造成肥胖及高脂血症等，影响运动能力。同时，糖的摄入较少会导致脂肪代谢紊乱，引起血浆脂肪酸增加，运动后血糖降低，容易出现疲劳和运动能力下降 [ 4 ] 。三大营养素的摄入比例失调与运动员、教练员对营养的认识不正确有一定关系。有些人认为“大鱼大肉就是营养”、“主食吃多了发胖”。于是许多运动员在用餐过程中吃肉较多，主要是牛、羊肉，主食摄入很少。这就出现了蛋白质和脂肪摄入过量，碳水化合物摄入不足。为了解决三大能源物质摄入不均衡的问题，我们要求运动员必须提高薯类、谷类的摄入量，以增加碳水化合物类和总能量的摄入。减少动物性脂肪的摄入，选择肉类以鱼肉等水产品为主。另外，需要对运动员膳食营养进行科学管理，实行膳食营养科学配餐。在第一次调查结束后，我们还组织了教练员和炊事员的营养知识学习培训，提高他们对运动营养的认知，更合理的进行配餐。 4.2. 维生素的摄入 维生素A对于维护机体粘膜上皮细胞功能有重要作用，缺乏时可引起呼吸道、肠道及泌尿系统的上皮细胞变性，引起感染。还可能使细胞免疫、体液免疫功能受到损害，影响机体的抗感染能力 [ 8 ] 。B族维生素在能量代谢中起重要作用。如维生素B1在生成ATP的过程中和糖类、蛋白质的代谢以及促进能量代谢中起着重要作用，一方面可促进糖原在肝脏和肌肉中蓄积，另一方面又加速糖原和磷酸肌酸的分解，释放能量。维生素B2是体内辅酶的构成成分，参与物质代谢。维生素PP在小肠吸收后转化为尼克酰胺，在代谢过程中起递氢作用。维生素C可以促进生物氧化，在抗运动性疲劳、抗贫血等方面起着重要作用。本调查结果显示，5名运动员的维生素A摄入都打不到推荐量。维生素B1的摄入第二次相比第一次有所上升，但仍有三名运动员没达到推荐值。第一次调查时，运动员维生素C摄入量普遍不足，第二次有所增加，但是三名运动员还没达到推荐量。维生素E的摄入量也不足，只有一名运动员在两次调查中都达到了推荐量。针对这种情况，我们建议运动员增加红色蔬菜、深绿色蔬菜的摄入以增加维生素A的摄入，适当搭配一些粗粮以增加维生素B1、维生素PP的摄入。此外，每天需要进行复合维生素补充，以增加维生素的摄入。 4.3. 无机盐和微量元素的摄入 钙在维持神经、肌肉的正常兴奋、凝血、肌肉收缩等方面有重要作用。钙缺乏会出现肌肉力量不足，不仅运动时容易拉伤、运动后也常常感到酸痛。两次调查中，有两名运动员钙的摄入量都不足，另外一名运动员第二次调查时摄入量不足。钙的摄入量不足与豆制品和奶制品摄入不足有关。应当要求运动员每天都要喝牛奶或者酸奶，或者多吃一些豆制品。女性每日需铁量比男性大，但是能量摄入却比男性少。所以她们发生缺铁性贫血的概率要比男性高很多。女运动员由于运动训练、月经丢失等因素影响而使铁的丢失和缺铁性贫血的发生率高于一般的女性及男运动员 [ 9 ] 。所以要格外注意女运动员的铁摄入。两次调查发现各有一名运动员铁的摄入不足，应当注意一些营养制剂的使用。
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user: 5. 结论 1) 女子投掷优秀运动员的膳食总能量摄入不足，三大营养物质摄入比例不均衡。在经过教育和干预后，能量摄入状况总体上有所改进，但对个别运动员仍然要加强监督和教育。 2) 大部分运动员维生素和无机盐的摄入不足，需要在调整膳食的同时加强营养补剂的使用。
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user: 摘 要 气排球是在室内排球基础上，衍生而出的一种新型体育运动，是我国自主发明的一项融观赏、娱乐、健身、竞技为一体的新兴体育项目。气排球作为现代排球项目的分支，是一项比赛难度小、运动强度低、趣味性能浓、观赏性能高、参与性能强的综合性有氧运动。本文运用文献资料法、比较分析法等研究方法，就二者发展历程、球本身特性及临场比赛技、战术应用等方面进行比较研究，创新性地提出有关气排球基本技、战术的优化策略，旨在丰富气排球运动技术含量，为气排球向全国范围内推广、实施提供一定的理论参考依据。 关键词 :气排球，室内排球，基本技/战术特征，比较研究
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user: 1. 前言 气排球运动的开展及实施最初是由1984年呼和浩特集宁铁路分局体协首创，其依据室内排球比赛规则制定的一套相对简单易行的气排球比赛制度。起初该运动项目的开展旨在强健离退休职工体魄、丰富日常娱乐生活为首要目的，组织职工在球场上打特制气球的新型娱乐健身项目。该项目的开展不仅满足了大众健身娱乐需求，同时，谱写了世界排球家族的新篇章—气排球的先河。它的出现是自1905年排球项目引入中国后，进行再创新的一种具有中国本土气息的球类运动项目。其初衷是丰富老年人的业余文化生活，而近年来深受中、青年人群的青睐，现已成为全国老年体协五大竞技运动项目之一，在不少城市均建立了专门的气排球运动场所。 据相关统计资料报道，目前全国各地均开展了各种丰富多彩的气排球比赛，举办形式多样、参与人数众多，其中开展最好的地区分布在广西一代，由于连年间大小赛事不断，奠定了较好的群众基础，现气排球运动已成为广西的“第一运动”，深受大众喜爱。例如2003年在浙江丽水举办的华东区气排球联赛；2004~2009年每年一届全国老年体协举办的气排球联赛；2006年福建省第七届社区运动会和2004~2009年两年一届的“海峡巾帼”健身娱乐气排球联谊赛 [ 1 ] ；福建、广西省体协联手承办每年一届的中、青年气排球选拔公开赛；与此同时，全国高等院校也相应开展了形式多样的气排球比赛。自2010年以后，福建省体育总局带头出台相关政策规定，将气排球运动正式列入本省运动会参赛项目之中。 随着全民健身运动的普及和推广，气排球运动深受大众喜爱。现已成为人们参与体育锻炼、增强体魄、娱乐健身的新兴娱乐项目，而且得到蓬勃发展，风靡各地，绽放它的绚丽风采。
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user: 2. 气排球与室内排球的比较与分析 气排球是我国群众性体育运动中的一项新型大众健身项目，其优势特点在于球体质量轻、运行速度慢、网高相对低、场地范围小、比赛规则宽松适民意，既符合群众健身及休闲娱乐功能，又保障其与室内排球(简称硬排)运动特性相吻合的新型大众体育项目。在隔网对抗性比赛项目的技术含量上看，室内排球是一种传统的球类竞技项目，其运动特点在于网上攻防对抗性强、技术含量高、球体运行速度快、比赛规则十分严格等技术特点，同时要求参与者专业化水平过硬同时具备较强的临场短时进攻爆发性强、连续多回合技术动作串联和瞬间爆发踏跳能力及多年丰富的比赛经验等综合特征。 2.1. 气排球的基本技术 气排球与室内排球一样，主要有“接、传、扣、吊、拦、发”6类基本技术。实践中我们常见那些从事室内排球专项的运动员，打硬式排球得心应手，但在参与气排球训练中常会感到很不适应，出现击球出界或球不过网现象，表示很难掌握击球出手力度。原因在于气排球与室内排球特性不同。气排球场地范围小，球网低，且球体质地柔软富有弹性；球体质量轻，对抗风的阻力系数低、球体飞行速度降低易向下沉；球体积较大，进攻时手掌很难控制住击球方向及落点。如表1所示。 本文主要结合常年室内排球训练、比赛经验，在实践基础上，根据气排球运动特性，总结出气排球一些相关基本动作技术要领，现概述如下： 2.1.1. 垫球技术 双臂垫球、或双手挡搬垫球(即拖捧式)、捞球、抓球、单手托球，其中挡搬球动作在实战中运用次数较多，其特点在于该技术动作实用、简单、易学，是气排球垫球技术中最为基础且重要的环节之一。动作要领：先预判来球方向，同时要求脚下快速移动到球体下落区域，一手斜插入球底托住来球，另一手拖挡球体外侧，捧球瞬间，两臂放于胸前双手呈上抬挡搬姿势，缓冲来球的冲击力度同时将球回捧出。 2.1.2. 二传技术 传球时用双手间的配合动作、或单手托举球来完成。动作要领：传球时，双手置于球体中下部，轻巧地将球弹拨出手。单手托球时，手心向上插入球体底部，将球轻打(弹)出 [ 2 ] ，要求手掌触球面积尽量大，五指张开与手腕灵活配合，易于掌握击球时机、出球方向、速度、力度、弧度及球体下落点，有效保障一传到位率和球体线路变化的多样性。 2.1.3. 扣球技术 正面扣球或冲跳扣球。动作要领：正面扣球时，攻手需根据来球方向迅速移动至此，同时调整人与球的位置，使球体空间位置置于攻手额前30公分正前方，并掌握扣球起跳挥臂时机及人与球的最优距。冲跳扣球动作要领：当二传将球传在2米线内时(气排球规则规定不允许进攻队员在2米线以内起跳扣球)，攻手需从2米线外完成起跳动作，进攻姿势呈前冲起跳追击球样式，需要注意的是扣球时保持五指张开持紧绷状态，触球中上部呈下压卷腕前推姿势，击球瞬间全手掌控球，踏跳瞬间挥臂呈鞭打姿势快打出手。 2.1.4. 吊球技术 利用上步起跳扣球姿势，在展腹挥臂击球瞬间迅速转换挥臂力度为轻吊、推、点的扣球掩护动作，在遇到对方强大拦网时，可采用进攻掩护吊球的技术战术效果颇为显著。吊球动作要领：攻手在准备进攻前，或进攻扣球时用眼睛余光扫视对方站位空挡，在进攻展腹瞬间手掌自然拼拢，用五指前半部触球，迅速发力将球弹拨出，给对方以吊击。 2.1.5. 拦网技术 分单人拦网、双人拦网(含少量三人并拦)拦网动作要领：前排队员配合起跳拦网时，要求双臂并排上举，双手五指张开，一只手正直向前，同时靠近标志杆侧手型呈半圆状向内包揽，阻挡对方进攻行动。当对方进攻队员在2米线内处理球时，不可以拦网 [ 3 ] 。需要注意的是，前排拦网队员协同拦网时，网上 Table 1 The comparison of elements between gas volleyball and hard volleybal 制球材料 球体大小(cm) 重量(g) 场地 网高 飞行速度 赛制及队员人数 队伍组成 自由人配备 气排球 柔软塑胶 圆周80~83 110~125 2 × 6 × 6 1.8/2.0 较快 三局两胜场上4人每局21分 10人 有 室内排球 皮革橡胶 圆周65~67 260~280 2 × 9 × 9 2.24/2.43 较慢 五局三胜场上6人每局25分 16人 无 表1. 气排球与硬排球要素比较 手部动作不允许有主动下压、触网或先于对方进攻队员触球妨碍攻手进攻等行为，不可拦对方发球，且只允许前排队员参与网上拦截动作。 2.1.6. 发球技术 发球的种类主要包括上手大力(跳)发球、下手半臂发球、倒钩手发球等。动作要领：在发球抛球环节注意球不宜掷过高，且要根据发球方式合理掌握触球的最佳位置，大体约击球体中部偏上位置居多；在保持挥臂匀速、平稳、短时爆发力集中的基础上增加发球攻击力。需要注意的是，在发上手大力球时，五指张开保持紧绷状态，以全手掌包球，击球中上部手腕在击球瞬间发力短促且适当向前推压。
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user: 3. 气排球的基本攻、防战术 气排球战术是指场上队员依据气排球比赛规则拟定的团体配合形式，且行动类型为有计划、有组织、有策略、目的性强的规范动作组合。气排球比赛场地全面积为12米 × 6米；网高男2.1米、女1.9米，每方上场4人，限制在2米线以外起跳扣球方视为合理扣球。气排球基本战术应用建立在队员能熟练掌握基本技术之上的常规战术性配合方面，实践证明这对参赛队伍的比赛临场发挥起着至关重要的作用。 3.1. 气排球的基本进攻战术 3.1.1. “一二一”阵式 主二传突出站于网前，左右两点以二、四号位进攻为主，三号位进攻为辅。其特点在于场上队员随轮转变换依次充当二传手，调球给攻手。此进攻阵型特点为二传出球有规律、易控制、好掌握，在比赛中被多数球队所采用。 3.1.2. “二·二”阵式 2米线及底线前、后分别并排站2人，每人负责周围近3平方米场区的攻防范围，接发球时，不接一传者即为二传负责组织反攻。攻手进攻位置不固定，要求场上队员技术全面、头脑灵活、能攻善守、脚步灵活。其进攻阵型特点在于“起球多点攻”，且能最大限度发挥场上队员“多点攻”优势。 3.1.3. “插上”进攻阵式 当主二传因位置传轮变换到后排时，需按规定待本方发球完毕后迅速“插上”到前排三号位组织传球再进攻。其特点在于可基本保持场上“专职专位”各尽其职发挥专位定点攻防作用。 3.1.4. “两次球”进攻阵式 接发球者直接将球调整给进攻队员组织进攻，加快组织反攻速度以便丰富进攻战术中隐蔽式跑动进攻策略的运用。 3.1.5. “拉开”进攻阵式 根据横向网宽仅6米长度的客观因素，二传手将球推送到二、四号位2米线外侧，针对扣球队员进攻特点及起跳时机，并结合个人专项进攻能力表现，综合判断其进攻路线的瞬间切换方向。 3.2. 气排球的基本防守战术 3.2.1. “单人拦网”阵式 网前留1名队员(多数兼二传)负责拦网，其余队员根据本方队员拦网位置自动变换成“半扇面形”防守阵型，封堵拦网队员手后“盲区”。 3.2.2. “双人拦网”阵式 前排2人协同配合组织拦网，后排2人负责卡住拦网手外侧“盲区”位置移动防守。 3.2.3. “三人拦网”阵式 前排三人并起拦网，后排留一人压住底线，保护前排队员因拦网打手出界球及对方进攻队员推、吊一、五号位空档球做准备。 3.3. 气排球常用临场技、战术布局 1) 进攻型球队常见进攻阵型布局多采用“一二一”式、“二·二”式或“拉开”式等，特点在于可充分发挥本队多点进攻优势，攻手通过迅速移动、调整位置，使球与人处于最佳距离。进攻队员在扣球之前用余光扫视对方球队防守布局弱点，采用轻打、吊或快速起跳挥臂进攻方式打开对方防守突破口；进攻型队伍防守布局多采用“双人拦网”形式，后排两人分别驻守前排本方拦网手之外的盲区，常见站位布局多为一人防直线一人坐斜线阵型居多。 2) 防守型队伍进攻布局多采用“一二一”式、“拉开”式或“跑动进攻”式战术居多。其中采用“一二一”式阵型最为常见，特点在于临场应变性强，弥补单一位置进攻缺陷，且可有效避开对方双人拦网、单人拦网或网前“空头”情况；对有效避开网前进攻的阻截率起到一定作用。防守型队伍防守布局一般多采用“单人拦网”式，即网前留1名队员(多数兼二传)负责拦对方扣球，其他3人下撤根据个人分管的防守范围自动形成一个链型串联结构组成最佳防守阵型。
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user: 4. 气排球的个人技、战术 4.1. 善于用余光观察扫视对方空档 气排球比赛球势瞬息多变，既需要注意本方进攻队员人、球、网三者间的位置关系，同时兼顾对方相对应的攻、防布局情况的态势转换，从而及时变换技战术部署策略以期扭转赛事。 4.2. 良好的球感与手感 球感是队员处理来球时大脑对球体性能(速度、力度)及时空状态的总体认知，球感好的队员能够及时准确对来球做出判断 [ 4 ] ；手腕则是对运动球体的瞬间感知，要求挥臂动作及时，人与球间距适当、手腕动作要领规范、集中力量点发力。优秀运动员在比赛中通常具备良好的身体柔韧性、平衡性、动作舒展性等特征，在完成起跳进攻动作全过程之外，要时刻保持快速灵活移动救球的“强扑”潜意识，准确无误的击球，敏捷利索的起跳，快速挥臂的力量等整套动作间协调综合能力的辅助配合，且要求队员相对球龄时间长、比赛经验丰富。有效保证在进攻、调整处理球上更加得心应手，接发球、一传方面降低失误率，保持较稳定的竞赛状态，为增加本方获胜机率。 4.3. 单手击球技术 根据气排球质量轻且弹性好的特点，一些运动经验丰富的运动员常用单手传、挡、捞等击球方式，其动作更加灵活、稳定。与参与室内排球运动不同，气排球的许多触球动作均可以采用单手完成，并非双手协同配合不可。 4.4. “打、吊结合”的个人战术 气排球赛制规定，攻手在距限制线2米之外起跳进攻或下压吊球方为有效球，其目的旨在增加本方扣球攻击性及对方防守难度。在比赛一攻方，常见的进攻类型基本上为远网扣球形式居多，综合技术难度较大。因此，要求攻手具备较强的个人专项素质特征，包括良好的身体素质(弹跳高度、上步速度、挥臂力量)，过硬的心理素质(临场随机应变、敢打敢拼的竞赛精神)及较好的球感与手感并用做保障。
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user: 5. 应当克服的常见技术缺陷 5.1. 扣球失误 有些攻手扣球常常出现扣球失误，击球出界和不过网现象。主要原因在于进攻队员未能全面掌握人、球、网三者间距离的关系，对来球预判球的下落位置不够准确，距离感不强，加之对进攻者扣球瞬间展腹、挥臂、手腕与五指间的联动发力动作不相协调导致。需要注意的是，应合理掌握起跳时机与展腹挥臂发力的协调关系，优化进攻队员击球的时空感和节奏感。 5.2. “手脚分离”式接发球 不少球员在接发球或扑救距离较远球时，多存在未对来球做事先预判，内心急于求成，对远距离来球只是单方面下意识伸手去救，但脚不离地，导致扑救不及时。正确的动作要领为眼、手、脚并用，在球未过网之前做有效预判，大体预测出球方向及下落点，脚下时刻处于小步移动低姿势接球状态。 5.3. “守株待兔”式二传 二传手站于网前2米线内，待一传起球到位后，视情况将球传出。由于比赛战况瞬息万变，会出现一攻方发球、扣球攻击力度强的情况，造成反攻方一传或防守起球到位率低的情况属正常现象，二传手此时需积极主动的将来球调整到攻手近身位置，妥善处理非到位球，尽量提高战术配合进攻成球率，克服专位被动式防调球的处理，采用主动式动点防守策略。 5.4. 队员间配合默契程度低 球队间配合默契度通常可以通过运动队在比赛过程中组织技、战术及防守反攻上体现出来，在一些实战比赛经验少的队伍中，场上队员间存在无交流、或交流较少现象，导致在防守反攻环节容易出现两个队员“相面”情况。相反，队员间应着重培养彼此的眼神沟通、手势传递、语言交流等行为习惯的养成，是十分必要的。
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user: 6. 结束语 气排球是我国首创的一种小型化、轻便型、群众性参与性强的新型大众娱乐健身项目 [ 5 ] 。它保留传统排球运动的精髓，降低运动参与难度，群众基础雄厚，易被大众接受。并且气排球运动具有较强观赏性、娱乐性、竞技性、健身性等特点。其基本技、战术运用是从传统室内排球技、战术演变而来，在实践中得以不断总结和再创新，并逐步形成规模化健身模式。建议应在未来气排球项目开展过程中，进一步探讨气排球运动规律及比赛实战经验，以期为相关气排球竞赛制度的规划及临场实战性技、战术运用的配合方面提供一定的参考和理论依据，为推动我国气排球运动竞技水平与技术含量的不断提升做出贡献。
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user: 摘 要 本文对2010~2011年度中国大学及学科专业评价的结果进行了全面、系统地分析和比较，最终得出了六点有益的结论和启示。依据2010最新的评价结果，以及中国大学及学科专业发展的现状，本文着重指出了中国大学发展的主要方向是：质量、效益和国际化。 关键词 :中国大学，学科专业，大学评价，专业评价，启示
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user: 摘 要 分析创新评价对科研成果管理系统提出的全面性、动态性和严谨性的要求，以此为依据设计并实现面向科技创新评价的科研成果管理系统。通过需求分析，确定使用系统的角色，对科研成果进行系统的分类，并提出成果审核的流程，随后提出系统设计方案和实现方案，最后简要介绍了未来工作的方向。 关键词 :科研成果管理系统，科技创新评价，流程设计，成果分类
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user: 摘 要 中国大学由于受中国传统行政文化的制约，大学行政权力泛化倾向突出，学术权力长期被压制，去行政化成为当前大学管理改革的重要方向。去行政化要求大学管理改革深入到文化层面，其核心是围绕学术组织配置权力结构，保障教师的学术自由权和学生的参与权利，使行政权力和政治权力更好地为学术事务发展服务。 关键词 :大学管理，去行政化，学术自治，学生参与
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user: 摘 要 罗伯特·伯恩鲍姆在他的著作《大学运行模式》中，人为地构建了四种高校组织模式，即学会组织模式、官僚组织模式、政党组织模式和无政府组织模式，在每种模式中领导的角色都是大相径庭的。而现实生活中的高校组织模式可以被描述为控制组织模式，文章对该模式中领导的特质、责任和各种工作方法的论述，对我国高校去行政化改革有着重要的启示和借鉴作用。 关键词 :学会组织模式，官僚组织模式，政党组织模式，无政府组织模式，控制组织模式
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user: 摘 要 当前，评价高校人文社科教师的科研水平采取了“一刀切”的方式，主要是看论文发表在核心期刊的数量，获得科研经费的数量，获奖项目的级别和数量。这样的科研绩效评价标准使高校教师陷入到论文和科研经费“GDP崇拜”的旋涡之中。改革目前高校人文社科科研绩效评价标准和方式的对策是：强化质量指标，淡化数量指标；建立独立的学术组织，推进学术自评自律；取消期刊等级制，建立文章同行评价机制；学校每年召开各种类型的学术交流会，让教师介绍自己的研究成果。 关键词 :高校，人文社科，科研，绩效评价
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user: 摘 要 1978年研究生招生的初步恢复及1981年学位制度的正式建立，标志着我国中央集中管理为主的研究生教育管理体制的形成。随着地方政府对研究生教育的领导权和统筹权的不断加强，研究生培养单位培养和管理能力的日渐提高，原先的中央集中计划管理体制已经难以适应研究生教育发展的需要。从80年代中期开始，一场以权力下放、组织分层、管理重心下移为基本趋向的体制演变逐步展开。这种演变以渐进改革为主线并以激进改革为辅线，以政府强制性制度变迁为主导转为诱致性制度变迁为主体，以中央集权单一化逐步转变为以地方分权分散化的历史过程。 关键词 :改革开放，研究生教育制度，演变，变迁
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user: 摘 要 本文从分析我国社会科学评价发展入手，认为目前社会科学评价往往强调利用数理统计工具对研究主体或客体进行数量上的比较和排序，忽视了对研究主体内部、研究主体之间以及研究客体内部、研究客体之间合作关系的考察。提出将合作网络分析应用于社会科学评价，文章还讨论了其理论意义和具体方法。 关键词 :社会网络分析，社会科学评价，科研合作网络，知识扩散
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user: 摘 要 随着科学计量学和科研评价实践的发展，以h指数为代表的学术影响力评价指标不断发展完善，诸多学者对其与以影响因子为代表的传统计量学指标的相关性进行了研究。然而很多或未严格考虑研究对象的一致性(如期刊在相同时间区域的载文)，或未考虑跨学科比较的差异性等。本研究选择JCR 2009年版收录的心脏与心血管系统学科下的期刊为对象，统计各期刊的载文量、总被引次数、影响因子、特征因子、h指数和相对h指数6个指标数据，并对其进行相关性分析，从而了解医学领域某一细分学科学术影响力指标之间的相互关系，以期为实际应用时提供理论基础与事实依据。 关键词 :期刊h指数，相对h指数，特征因子，学术影响力，相关性分析
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user: 摘 要 本文提出由可信的第三方对电子商务的可信度进行测评，以期增强用户对电子商务的信任。首先需建立测评指标，本文以B2C电子商务为例，根据影响B2C电子商务信任的主要因素，尝试构建了B2C电子商务可信度的测评指标，并通过因子分析法对指标进行了筛选和优化。研究结果表明，B2C电子商务可信度可以从可信环境、可信电子商务平台以及可信交易过程三个方面来进行测量。 关键词 :B2C电子商务，可信度，测评指标，因子分析
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user: 摘 要 由于光栅对于TE和TM偏振光表现出不同的衍射性质，据此，基于硅基微纳多齿谐振光栅，我们设计了一种高性能的偏振分束器。严格耦合波理论分析方法表明，在C + L (1.53~1.62 μm)宽谱范围内，此器件拥有衍射效率大于97%，消光比大于16 dB，以及角度带宽为8˚等的优越性能。此外，我们还考察了结构参数变化对此光栅偏振分束器性能的影响。 关键词 :衍射光栅，偏振分束器，泄露模谐振
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user: 1. 引言 偏振分束器(polarizing beam splitter， PBS)是一种能将非偏振光分解成两束正交偏振光的功能元件 [ 1 ] ，它在磁光数据储存 [ 2 ] ，光通信 [ 3 ] ，光路由以及成像 [ 4 ] 等系统中有重要应用价值。近年来，随着微细加工技术及微纳集成光学的发展，目前集成光学器件已经开始大规模在光学系统中使用了，这反过来又要求光学元器件朝着尺寸小，能耗低，易于集成方向发展。而传统的偏振分束器(如Wollaston棱镜，Nicol棱镜，Glan-Thomson棱镜等)大多体积大、厚重且难与集成光路兼容；而以多层介质膜为基础的偏振分束器需要很多层的介质膜才能获得较高的消光比，而且需要特定的输入角度，其角度带宽小，光谱范围窄 [ 5 ] 。 另一方面，随着微纳加工技术的成熟和光栅理论的不断发展，以及光栅的衍射特性表现出强烈的偏振相关性，因此，研究者认为光栅，尤其是亚波长光栅是实现偏振分束的一种重要手段。据此，研究者先后提出了几种不同的光栅偏振分束器：一是能同时反射TM偏振光和TE偏振光的光栅偏振分束器 [ 6 ] ；二为能同时透射TM和TE偏振光的光栅偏振分束器 [ 7 ] ；三是反射TM (或TE)、透射TE (或TM)偏振光的光栅偏振分束器 [ 8 ] 。 为了更进一步提高偏振分束器性能，根据光栅的特点，研究者又提出了形态各异的光栅偏振分束器。如，2007年，周治平教授课题组报道了一种基于双层二元闪耀光栅的偏振分束耦合器，分析表明，该结构上层光栅TE波的耦合效率为58%，下层TM波的耦合效率为50% [ 9 ] 。同年，浙江大学何赛灵教授课题组报道了一种大角度的光栅偏振分束器 [ 10 ] ，此器件采用了双光栅堆叠的结构，上下两层光栅错开半个周期，从而达到反射TE光，透射TM光的目的。后来，华中科技大学的邵士茜等提出了一种基于slot 刻槽光栅的偏振分束器，该结构在1530 nm~1630 nm波长范围内，器件的偏振消光比大于15 dB [ 11 ] 。最近，武汉大学的郑国兴等基于类似于二维光栅的硅基纳米砖块阵列结构(silicon nanobrick arrays)报道了一种高性能的偏振分束器，其对反射光的反射率约为98.5%，而对透射光的透射率约为94.3% [ 12 ] 。 由上述分析可知，以上的光栅偏振分束器在带宽、结构简单性或制作工艺等方面存在不足，不能完全适应现代集成光学发展要求。一直以来，研究者希望能有一种高性能偏振分束器，其结构简单、易于集成、消光比大、效率高及角度带宽大。然而，目前这个问题还没得到很好的解决。鉴于此，本文中，我们设计了一种基于单层多齿亚波长谐振光栅的偏振分束器，基于泄露模谐振现象，此器件在较宽的波段范围内显示出衍射效率高，消光比大，相对较大的角度带宽等优越性能。
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user: 2. 器件结构设计及结果分析 如图1所示，为此多齿亚波长谐振光栅偏振分束器结构示意图。一束平面单色光垂直照射到此结构上，通过光栅层，TE和TM光在0级分别被高效的反射和透射，从而实现偏振分束的目的。此多齿亚波长光栅是由如下参数定义的：光栅周期(T)，厚度(t g )以及光栅跳变点(x 1 ， x 2 ， x 3 )。本文中，我们假定光栅在y方向上是无限延伸的，组成光栅的介质材料是无损耗的，且材料的色散也忽略不计。我们采用严格耦合波分析方法 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] 结合粒子群优化算法 [ 16 ] [ 17 ] 对此结构进行优化设计，其优化参数列在图1下面的题图说明中。 为了衡量光栅偏振分束器的性能指标，有如下参数需要确定 [ 18 ] ：光栅衍射效率，消光比，带宽以及角度带宽。对于图1所示的结构，为了达到偏振分束的目的，其TE偏振光的0级反射率 和TM偏振光的0级透射率 应该比较高。 另外，此分束器的消光比(extinction ratio， ER)定义为 [ 19 ] ： (1) 其中， ， (2) 和 分别为0级TE和TM波的消光比，单位为分贝(dB)。 图2(a)所示为此光栅偏振分束器频谱特性曲线图。如图所示，在1.53到1.62 μm宽谱范围内，此器件TE波的反射率大于99% (R 0 > 99%)，而TM波的透射率大于97% (T 0 > 97%)。为了清楚的说明此器件高衍射效率及宽带特性的物理根源，我们画出了其透射率的对数坐标图形。如图2(b)所示，在1.51 μm处，TE波存在一个透射谷点，其对应着一个泄漏模谐振点 [ 20 ] 。这表明，此器件的高反射效率及宽带特性来源于TE波的泄漏模谐振。理论分析表明，谐振时，在光栅衍射反射谱中，其0级反射率几乎将近 图1. 多齿谐振光栅偏振分束器结构示意图。T，t g ，x 1 到x 3 分别表示光栅周期，厚度以及跳变点。入射介质为空气，基底为二氧化硅。介质折射率及光栅优化参数如下：n air = 1.0， n Si = 3.48， n silica = 1.47， x 1 = 0.13， x 2 = 0.44， x 3 = 0.77， T = 1.04 μm及t g = 0.9 μm 图2. 图1所示宽带偏振分束器频谱特性图。(a) 偏振分束器的反射谱响应曲线。(b) 偏振分束器对数坐标透射谱响应曲线。此器件在1.51 μm处，TE波发生谐振 100%，反射波和透射波发生高效的能量交换 [ 21 ] 。从本质上来说，泄漏模谐振的发生是源于入射光与光栅中的泄漏模相位相匹配 [ 22 ] 。另外，由图2(b)我们也可以看出，此结构TM波的透射率接近1，与图2(a)所示结果比较吻合。 此外，此器件高反射率及宽带特性还与构成材料的高折射率差及顶层光栅调制性质有关 [ 23 ] [ 24 ] 。高折射率差(high-index-contrast)光栅层能够扩展谐振区域，从而有利于高反射率、宽带特性的形成。而且，顶层多齿光栅能够有效防止光栅偏振分束器泄漏模的快速衰逝，这能大大增加TE偏振光获得宽带、高反射率的可能性，增强此器件的性能。 接下来，我们来考察此结构的另一个性能指标——消光比。如图3所示，为此光栅偏振分束器消光比随波长变化曲线。在1.53~1.62 μm波段范围内，此结构0级TE光( )和TM光( )的消光比分别大于16和20 dB。另外，数值结果还表明，在此波段范围内，TM光的消光比要大于TE光的相应值，这得益于TE波极低的透射率[如图2(b)所示]。在谐振点，TM光的消光比甚至大于37 dB。图3也表明，此器件能很好的工作于1.53~1.62 μm波段范围内，且TM波的工作性能要好于TE波。 光栅偏振分束器衍射效率随入射角度的变化也是一个衡量器件性能的重要参考指标，鉴于此，我们还考察了此器件的角度响应谱。如图4所示，此分束器在−4˚~4˚角度范围内，TE和TM偏振光的衍射效率都大于95%，这相对较宽的0衍射级角度带宽，使得在微光学系统中遇到的对准问题变得相对简单些。 由于时域有限差分(finite-difference time-domain method， FDTD)算法是分析和设计微纳结构强大且精确的数值算法，为此，我们采用了FDTD算法验证了此结构。在1.57 μm处，假定此器件被一束平面单色光垂直照射，经光栅分束，TE和TM偏振光分别被高效的反射和透射，如图5所示，从而验证了此结构的正确性。
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user: 3. 参数分析 本小节，我们将重点讨论此光栅偏振分束器的工艺容差性，即考察参数变化对其性能的影响，具体来说，即是研究光栅周期，厚度以及调制形状变化对此器件性能的影响。 图6所示为光栅周期及厚度变化对此器件性能的影响。如图6(a)所示，随着光栅周期的增大，分束器反射谱将向长波长移动，这是由于谐振位置受光栅周期影响所致 [ 20 ] 。 图3. 消光比随波长变化曲线 图4. 在1.57 μm处，光栅偏振分束器反射率随角度变化曲线 图5. 在1.57 μm处FDTD模拟结果。(a) TE和(b) TM偏振输入光 此外，我们还考察了调制形状工艺误差对光栅偏振分束器性能的影响。如图7所示。调制形状参数的变化能使得此器件的性能变差。这是因为，除了光栅调制度之外，泄漏模谐振的状态还受调制形状的影响 [ 25 ] 。调制形状的变化能破坏泄漏模的缓慢衰逝状态及谐振位置的交叠，从而使得此器件的性能变差。
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user: 4. 小结 本文中，我们重点讨论了一种高性能的微纳多齿谐振光栅偏振分束器。 理论分析表明，在90 nm (1.53~1.62 μm)宽谱范围内，此器件表现出高的衍射效率，大的消光比以及相对较大的角度响应谱等优越性能，此性能源于构成材料的高折射率差以及多齿光栅层。 此外，我们也考察了器件参数变化对反射谱的影响。理论分析表明，光栅周期或厚度变化20 nm范围内，其对分束器衍射效率影响很小，这点有利于此器件的工艺制作；然而，该器件对调制形状参数变化比较敏感，这点需要在工艺制作过程中加以注意，要合理安排工艺流程，尽量减小调制形状工艺误差。 我们设计的偏振分束器只需一层简单的亚波长光栅，这使得它能在比较宽的波段范围内易于与其他 图6. 光栅周期及厚度变化对器件性能的影响。(a) 光栅周期变化对反射谱的影响。(b) 光栅厚度变化对反射谱的影响 图7. 调制形状变化对光栅偏振分束器性能影响。(a) 第一二元块(x 1 )及(b) 第二二元块(x 3 )尺寸变化对器件性能影响 器件集成 [ 26 ] 。该光栅偏振分束器可以广泛的应用于通信系统路由和开关等器件中。
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user: 摘 要 我们采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 材料的结构和电子性质。计算表明optB86b + vdWDF交换关联泛函给出的晶格结构和实验结果符合的很好。同时，能带结构分析表明材料是直接带隙材料，带隙宽度为1.68 eV与实验结果相符。态密度分析表明，价带顶和导带底分别是由I 5p轨道和Pb 6p轨道组成，而有机分子CH 3 NH 3 对于价带顶和导带底的贡献较小。这些结果说明，对于钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 类材料，包含范德瓦尔斯作用的vdW-DF泛函能够更好的描述体系的物理性质。 关键词 :第一性原理，CH 3 NH 3 PbI 3 ，电子性质
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user: 1. 引言 太阳能电池能够将太阳能直接转化为电能，可以为人类社会发展提供取之不尽用之不竭的清洁能源。目前，单晶硅基太阳电池技术已经比较成熟，但单晶硅基太阳电池存在生产成本高、生产过程能量消耗大、环境污染严重、成本回收时间长等问题。因此，新兴的太阳能电池技术不断涌现，包括染料敏化太阳电池 [ 1 ] [ 2 ] 、有机太阳电池和量子点太阳电池等。 2009年，日本Miyasaka等人在研究染料敏化太阳电池的过程中，首次使用具有钙钛矿结构的有机金属卤化物CH 3 NH 3 PbBr 3 和CH 3 NH 3 PbI 3 作为敏化剂 [ 3 ] ，拉开了钙钛矿太阳电池研究的序幕。在随后短短的几年时间内，钙钛矿太阳能电池技术取得了突飞猛进的进展 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] ，能量转换效率已经超过了染料敏化太阳电池、有机太阳电池和量子点太阳电池。2011年，Im等人将实验方案进行了改进与优化，制备的CH 3 NH 3 PbI 3 量子点电池的效率达到了6.54% [ 8 ] 。但是由于部分金属卤化物在液态电解质中发生溶解，很大程度上降低了电池的稳定性与使用寿命。2012年，Kim等人将Spiro-OMeTAD作为有机空穴传输材料应用到钙钛矿电池中，使钙钛矿电池的稳定性和工艺重复性大大提高 [ 9 ] 。此后，Burschka [ 10 ] 、Liu [ 11 ] 、Zhou [ 12 ] 等人采用采用不同的方法改进材料的性质，制备的钙钛矿太阳能电池的了转化效率超过15%，最高转化效率可以达到19.3%。钙钛矿铅卤化合物之所以能够高效的吸收太阳光，主要是因为其光学带隙宽度与太阳光谱的可见光区匹配较好。 随着研究范围的扩展，钙钛矿太阳能电池的结构也在不断发展变化，从最初使用液态电解质敏化太阳能电池的结构，发展到使用固态电解质敏化太阳能电池的结构，到逐步转化到平面异质节p-i-n结电池结构。目前，对于钙钛矿太阳电池中电荷输运机理还没有完全理解清楚，影响电池性能的关键因素，比如能带结构调控，也还需要进一步研究 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] 。因此，本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究了钙钛矿结构CH 3 NH 3 PbI 3 的结构和电子性质，分析了体系中原子之间的成键机理，以期对实验有一定的指导作用。
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user: 2. 计算方法和模型 本文所有的计算都是在基于密度泛函理论赝势平面波的VASP程序中进行的 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] 。电子与离子之间的相互作用通过PAW方法来描述，采用广义梯度近似(PBE)描述电子与电子之间的交换关联项。计算中所涉及到原子的价电子组态选择为：Pb：5d 10 6s 2 6p 2 ，I：5s 2 5p 5 ，C：2s 2 2p 2 ，N：2s 2 2p 3 ，H：1s 1 。平面波的截断能量为500 eV，并采用以Γ为中心的5 × 5 × 5的格点对第一布里渊区的进行积分。自洽计算的收敛精度为10 −5 eV∙atom −1 。对于单胞形状和体积以及内部坐标进行优化，收敛标准为原子受力小于0.05 eV/Å。考虑到在包含着弱相互作用的材料中，比如有机无机杂化材料，范德瓦尔斯相互作用对于体系结构的影响也很重要 [ 20 ] 。因此，我们采用了optB86b + vdWDF的交换关联泛函形式来描述体系当中的范德瓦尔斯相互作用 [ 21 ] [ 22 ] 。 CH 3 NH 3 PbI 3 在不同温度下具有不同的结构：在低温条件下，材料为正交晶系结构(空间群：Pnma)；当温度大于161.4 K，材料转变为四方晶系结构(空间群：I4/mcm)；当温度高于330.4 K，材料转变为对称性更高的立方相结构(空间群：Pm-3m)。由于只有在低温条件下，材料中有机分子的取向才会趋向于有规律的排列 [ 23 ] ，并且从实验上确定C和N原子的位置，因而本文的计算采用的是低温正交结构的CH 3 NH 3 PbI 3 ，计算所采用的晶胞如图1所示。
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user: 3. 钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 的结构和电子性质 表1给出了优化计算后得到的CH 3 NH 3 PbI 3 体系的晶格常数，实验上以及其他计算给出的结果也一并给出。从表中可以看出，我们采用采用非局域vdW-DF方法计算得到的晶格常数与实验值符合的很好，并且优于其他计算得到的结果。这说明对于有机无机杂化类的化合物，引入包含范德瓦尔斯作用的vdW-DF方法对于更好的描述体系的晶体结构是十分必要的。 钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 的总态密度以及CH 3 NH 3 、Pb和I的分波态密度分布如图2所示。与一般第一性原理计算低估材料带隙的结果不同，我们计算得到CH 3 NH 3 PbI 3 的带隙宽度为1.68 eV，与实验上得到的结果相一致 [ 25 ] [ 26 ] 。这主要是由于Pb元素较强的相对论效应与典型GGA计算低估带隙的误差相抵消的结果，类似的结果在其它含Pb的材料中也有报道 [ 27 ] [ 28 ] ，但这并不影响我们分析钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 的电子结构性质。 通过比较CH 3 NH 3 、Pb和I的分波态密度分布，我们可以得到体系原子之间的成键机理。对于钙钛矿结构的ABX 3 类化合物来说，体系原子之间的半径比值 越接近于1，体系的结构 图1. 钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 的结构图 Table 1 Calculated lattice constant of perovskite-type CH3NH3PbI3， as well as experimental value and other calculated results a (Å) b (Å) c (Å) V (Å 3 ) 实验值 [ 23 ] 8.836 12.580 8.555 951.01 本文计算值 8.889 12.675 8.536 961.76 其他计算(HSE06) [ 24 ] 8.871 13.125 8.636 1005.54 表1. 第一性原理计算得到的钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 晶格常数。作为比较，实验结果和其他计算值也分别列出 图2. 钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 的总态密度以及CH 3 NH 3 、Pb和I的分波态密度分布，费米能级所在的位置设置为零 越稳定。为了满足要求，体系中A离子的半径要远大于B离子的半径 [ 29 ] 。对于CH 3 NH 3 PbI 3 来说，处于B位的Pb离子半径已经很大，很难找到满足条件的单元素A，而有机分子团CH 3 NH 3 的尺寸能够满足上面的条件，但其对于导带底和价带顶附近态密度的贡献则可以忽略不计。从图2可以看出，钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 价带顶的态密度主要来自于I 5p轨道与Pb 6s轨道的贡献，而导带底的态密度主要来自于Pb 6p轨道的贡献。分波态密度分析表明，该材料吸收光子之后，电子将从价带顶的I 5p轨道跃迁到导带底未被占据的Pb 6p轨道。此外，Pb 6s轨道主要集中在−8.2 eV~−6.8 eV的导带深处，对于材料光吸收性质的影响较小。而C和N的2p轨道以及H的1s轨道主要集中在−6.8 eV和−4.8 eV附近的窄带，与Pb和I的s、p轨道重叠较小，表明有机分子CH 3 NH 3 和Pb、I之间不存在明显的共价相互作用。 钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 体系的能带结构如图3所示。从图中可以看出，该材料属于直接带隙晶体(直接带隙宽度为1.68 eV)，价带顶和导带底位于布里渊区的中心点Γ，最小的非直接带隙对应于Γ点到Y点(间接带隙宽度为1.92 eV)。总体上，CH 3 NH 3 PbI 3 的能带可以分为三部分：由C 2p、N 2p和H 1s轨道组成 图3. 钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 的能带结构。能带中包含的布里渊区高对称性点为：Γ = (0，0，0)， Z = (0，0，1/2)， T = (0，1/2，1/2)， Y = (0，1/2，0)， S = (1/2，1/2，0)， X = (1/2，0，0)， U = (1/2，0，1/2)， R = (1/2，1/2，1/2) 的−4.8 eV附近的窄带，主要由I 5p轨道组成的价带顶以及主要由Pb 6p轨道组成的导带底。从图中可以看出，有机分子CH 3 NH 3 的能带是窄平状的，表明有机分子附近的电子是局域电子。而价带顶和导带底附近的能带展宽比较大，表明该区域的能态具有非局域的特性。尤其导带底的能带展宽较大，表明材料吸收光子使电子从价带跃迁到导带之后具有较高的迁移速度，这与实验上的结论相一致 [ 30 ] 。
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user: 4. 结论 我们采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 材料的晶格结构和电子性质。计算结果表明，采用optB86b + vdWDF交换关联泛函计算得到的晶格结构与实验符合的很好，且优于未采用vdW泛函的其它计算结果。能带结构分析表明材料是直接带隙材料，价带顶和导带底位于布里渊区中心点Γ，带隙宽度为1.68 eV。态密度分析表明，价带顶和导带底分别是由I 5p轨道和Pb 6p轨道组成，而有机分子CH 3 NH 3 对于价带顶和导带底的贡献较小。这些结果说明，对于包含弱相互作用的有机无机杂化钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 材料，采用引入范德瓦尔斯作用的vdW-DF泛函的第一性原理计算能够更好的描述体系的物理性质。
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user: 摘 要 本文采用Cortex-M4嵌入式处理器、GPS/北斗双模定位模块以及9轴MEMS传感器设计了一种可应用于车辆定位和姿态检测的低成本、微型化组合惯性导航装置。装置采用Cortex-M4处理器对GPS/北斗双模定位模块以及MEMS惯性传感器采集到的数据进行解算，解算后的数据通过UART和CAN总线发送到显示终端或者其它后端设备。实验结果表明该装置能够满足车辆定位与姿态检测的稳定性和实时性要求，具有良好的应用前景。 关键词 :全球定位系统，MEMS传感器，组合惯导，Cortex-M4
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user: 1. 引言 随着中国车联网行业的兴起与发展，车辆的各种状态信息采集与检测对车联网行业的发展起着越来越重要的作用。而车辆的定位和姿态信息作为车辆状态信息的一部分，可以用来实时检测车辆的运动状态和过程，对未来的车辆防碰撞预警或者自动驾驶具有关键作用。对于车辆的定位和姿态信息采集与检测需要用到惯性导航系统。 传统的惯性导航系统是以牛顿力学第二定律为理论基础，利用加速度传感器、陀螺仪以及地磁传感器通过载体初始的基准方向和初始位置来确定载体实时的位置、速度和姿态的导航系统 [ 1 ] 。这种导航系统由于成本价格较低、不受环境干扰、完全自主等优点已经广泛应用到各种导航系统中 [ 2 ] 。但是由于传统的惯性导航系统定位误差随所使用时间而发散，严重影响了导航的精度，在实际应用中需要进行校准与修正。利用GPS进行定位导航具有定位精度高、误差不随时间积累等优点，但是容易受到气象、建筑物等环境影响。目前比较流行的惯导设计方法是在传统的惯性导航系统基础上，增加GPS功能，通过数据融合达到利用彼此优点，同时克服或者降低彼此缺点的效果 [ 3 ] [ 4 ] 。 本文利用GPS/北斗双模定位模块以及MEMS惯性传感器设计实现了一种主要应用于车辆定位定姿的组合惯导系统，并对硬件实现部分进行了详细介绍。
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user: 2. GPS/MEMS组合惯导系统的方案设计 2.1. 硬件方案设计 系统由外部3.3 V电源供电，采用Cortex-M4 处理器对GPS/北斗双模定位模块以及MEMS惯性传感器采集到的数据进行解算，然后利用UART和CAN发送到显示终端或者其他设备。系统的硬件结构框图如图1所示。 GPS/MEMS组合导航系统硬件整体结构从功能上可以分为MCU模块、通信模块以及由GPS、压力传感器和9轴传感器组成的导航信息采集模块三部分。其中MCU模块完成导航信息的处理和通信控制， 图1. GPS/MEMS组合导航系统硬件整体结构框图 通信模块完成将MCU处理后的数据信息进行传输，导航信息采集模块完成车辆载体的定位定姿检测。9轴传感器采用包含有3轴加速度、3轴陀螺和3轴地磁信号的集成MEMS传感器来实现设计。 2.2. 软件方案设计 系统上电后，由MCU对所有用到的外设进行初始化，并打开定时器中断，中断周期为5 ms。经过30 s后，MCU将向UART或者CAN发送0xFF表示准备发送数据，并且开始读取GPS数据和MEMS惯导数据。在将读取到的野点数据剔除后，进行卡尔曼滤波，然后将GPS和MEMS惯导融合处理后的数据进行存储，用作下一次滤波的参考数据。每当5 ms中断到来的时候，MCU将把解算后的导航数据通过UART或者CAN发送出去。
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user: 3. 硬件详细设计 3.1. MCU模块设计 MCU模块的主要功能是采集GPS、压力传感器和9轴传感器的信息，并对采集到的实时信息进行解算。被解算后的数据经过数据融合算法处理，然后进行存储或者定时器中断到来时将数据通过UART或者CAN发送给显示终端或者其他后端设备。 由于ST公司推出了支持Cortex-M4内核架构的通用函数库，使得产品设计开发变得更加容易。MCU模块部分采用ST公司具有32位Cortex-M4内核架构的STM32F405RGT6微控制器作为核心器件，其核心电路原理图如图2所示。该器件的主要特点如下： 1) 具有1 MB的内部Flash和192 + 4 KB的内部SRAM； 2) 具有3个SPI控制器接口； 3) 具有3个I2C控制器接口； 4) 具有4个USART和2个UART控制器接口； 5) 最高主频为168 MHz； 6) 采用LQFP64封装类型； 7) 具有51个GPIO； 8) 工作温度为−40℃~+85℃。 3.2. 通信模块设计 通信模块的主要功能是将MCU处理后的车辆位置和姿态相关数据发送给显示终端或者其他后端设备。通信模块采用UART和CAN两种通信方式，可以根据现场实际应用选择相应的通信方式。 图2. MCU模块的核心电路图 3.2.1. UART通信电路设计 UART通信电路采用ADI的ADM3232E接口器件实现TTL转RS232电平转换，其电路原理图如图3所示。该芯片的主要特点为： 1) 输入与输出均提供符合IEC1000-4-2 (801.2)要求的ESD保护； 2) 具有双通道收发接口； 3) 功耗较低； 4) 3.3 V单电源供电； 数据最高速率可以达到460 kbps。 3.2.2. CAN通信电路设计 CAN通信采用TI的SN65HVD230来实现接口电路，该器件适用于较高通信速率、良好抗干扰能力和高可靠性CAN总线的串行通信，图4为CAN通信电路原理图。该芯片的主要特点为： 1) 高输入阻抗，支持高达120个节点； 2) 支持低电流等待模式，典型电流为370 uA； 3) 信号传输速率高达1 Mb/s； 4) 具有热保护、开路失效保护功能； 图3. UART通信电路原理图 图4. CAN通信电路原理图 5) 3.3 V单电源供电； 6) 具有抗瞬间干扰的ESD保护功能。 3.3. 导航信息采集模块设计 导航信息采集模块的主要作用是实时检测车辆载体的位置和姿态信息，并将采集到的信息通过串行通信方式传送给MCU模块。该模块分别采用GPS和MEMS惯导电路组成。GPS电路作为车辆载体定位定姿的主要手段，MEMS惯导电路是防止车辆载体在受环境影响，不能准确接受GPS信号时，提供辅助定位定姿信息。 3.3.1. GPS电路设计 GPS电路采用U-BLOX公司的MAX-M8Q卫星定位模块来实现，采用GPS+北斗双模模式进行导航定位，其电路原理图如图5所示。该模块能在较低的功耗下同时满足高灵敏度和最小采样时间的要求。该模块具有如下特点： 1) 支持NMEA-0183协议；2) 初始波特率为9600 bps；3) 支持双模接收模式，可以同时接受GPS和GLONASS，或者GPS和北斗；4) 72通道U-BLOX M8引擎；5) 定位精度为2.0 CEP；6) 冷启动时间为26 s。 图5. GPS模块电路原理图 3.3.2. MEMS惯导电路设计 MEMS惯导电路由三轴加速度、三轴陀螺和三轴地磁构成9轴传感器电路和压力传感器两部分电路组成。 (1) 9轴传感器电路设计 9轴传感器采用MPU9255复合芯片来实现，采用串行通信方式，它可直接输出9轴的全部数据，让开发者避开了繁琐复杂的芯片选择和外设成本，保证最佳的性能。9轴传感器相关电路如图6所示。该芯片具有以下主要特点： 1) 加速度和陀螺仪的AD分辨率为16位，地磁传感器为6位AD； 2) 具有I2C接口和SPI接口； 3) 可编程的传感器量程输出； 4) 具有业界领先的数字滤波器； 5) 能够承受10，000 g的震动冲击。 (2) 压力传感器电路设计 压力传感器主要是通过测量车辆载体周围的大气压强来计算车辆载体所处位置的海拔高度。该电路采用BOSCH的具有高精度、小体积超低功耗BMP180压力传感器芯片来设计，其电路原理图如图7所示。该芯片的主要特点为： 1) 压力范围：300~1100 hPa (海拔9000米~−500米)； 2) 支持3.3 V供电电压； 3) 在标准模式下具有5 uA的低功耗； 4) 在低功耗模式下，分辨率为0.06 hPa (0.5米)； 5) 具有I2C接口； 6) 具有温度补偿功能。