电子学和机器人学[有基础年][有实习年]。 BEng (Hons)

Anglia Ruskin University - 安格利亚鲁斯金大学

在这个模块中，我们重点关注数学和物理以及工程。我们在数学和物理学中涉及的主题包括：数字的算术表示、代数和方程求解、三角学、向量和统计学--尤其是研究力和力矩以及平衡。我们在工程方面涉及的主题包括：工程的定义、历史和专业；工程对环境的影响；可持续工程；机构和专业成员；以及职业精神和道德。该模块的这一部分包括对当地工业或工地的访问.

本模块的重点是数学和物理，以及工程项目。我们在数学和物理学中涉及的主题包括：图形、使用图形技术和电子表格解方程、几何学、运动学和动力学（牛顿第二定律、功与能）。我们还将利用案例研究对工程项目进行介绍，研究工程项目的整体性（包括道德、环境、立法、金融、社会、技术考虑）、项目管理和团队合作。

在课程开始时，我们会支持你成为独立学习者所需的技能，能够运行个人项目，并成为开展小组项目的团队成员。我们涵盖的一些领域包括软件；研究、批判性阅读和思考、参考资料和学术写作；理解数字、处理和表示数据；创造力和创业精神；倾听、沟通和演讲技巧；以及决策和团队工作。

我们的模块侧重于嵌入式的设计和操作特点及内部结构。它研究了所使用的信号和可以使用C语言编程的实时系统的编程技术。它还将为你提供研讨会和实验室技能。你将有机会开发实时嵌入式操作系统和专用软件（如PLC），以解决给定的工程问题（例如，为工程应用制作一个程序，存储、评估和证明所采取的方法）。本模块构成了控制电机的嵌入式控制器的基础，是工作场所实践和就业的关键发展。你将研究如何使用专门的软件（如西门子梯形图逻辑和Microchip MPLAB IDE）设计能够监测输入和改变输出的嵌入式系统。创建的程序可以包括布尔逻辑、计数、计时、复杂的数学运算，以及与其他设备的通信，如无线GSM或WIFI模块。您将被介绍到微处理器的原理，并让他们体验使用和编程微处理器系统来操作或控制外围设备。本模块将介绍与微处理器应用相关的术语（如比特、字节、字）和概念。你还将了解基于实时嵌入式微处理器系统的结构和操作，以及十进制、二进制和十六进制数字系统的使用，以及编程的功能。成功完成本模块将为对微处理器编程感兴趣的雇主提供一系列有价值的知识和技能，。

培养解决技术问题和交流技术想法和概念所需的基础工程技能。这些技能对于成功完成你的项目和基于知识的模块至关重要。该模块将分为两个主要领域；数学和技术报告的写作。数学将着重于理解数学语言和解释工程数学表达所需的基本数学技能。代数技能也将得到广泛的发展，以进行数学分析和解决工程问题。该模块还将介绍三角学和几何学的数学知识，以及它们在解决实际工程问题中的应用。技术报告的写作是工程师的一项基本交流技能，并将在整个课程中得到发展。该模块的这一部分旨在提供工具，使你能够组织和提出技术报告，并正确参考。你将利用适当的IT技能，通过书面文字和图形手段传达技术观点。

本模块向你介绍了模拟和数字电子电路的基本原理，并为工业界的所有分析和设计提供基础。本模块的前半部分回顾了模拟元件的基本原理，包括电阻、电容和电感，并展示了如何使用这些元件设计简单的电路。它介绍了各种形式的二极管、晶体管和运算放大器，并解释其等效电路模型。它还介绍了电子工业中使用的测量和分析工具。所有电路元件的工作原理都通过讲座和辅导涵盖，并辅以使用硬件和电路仿真软件的实际实验。这使你能够将实际测量结果与理论进行比较，并说明元件公差的影响。实践工作也将给你提供展示和解释制造商对真实元件数据的经验，帮助你探索实验室技术和仪器的局限性。在本模块的后半部分，将研究数字设备和布尔逻辑的基本原理。解释不同的逻辑门，介绍使用布尔代数和卡诺图生成和简化逻辑表达的技术。研究了实际应用，包括基本电路的设计，如解码器、编码器和算术电路。接着研究顺序逻辑技术如何让我们设计有记忆的电路。解释了不同类型的存储器，以及它们的应用。

本模块旨在提供整个电子和机器人课程的介绍，帮助你了解你将学习的广泛的学科和应用。它让你了解本课程提供的职业机会类型，以便你在整个学习过程中追求自己的兴趣。你将了解工程在社会中的作用，环境问题和可持续性。你还将探讨工程中的道德问题、营销的重要性、商业理解、工程标准以及从事工程职业的法律问题。该模块将包括电子学和机器人学的历史，向你展示来自工程师同行的鼓舞人心的成功，这些成功永远改变了人类的生活，我们也将从他们的失败中学习。在整个模块中，你将有机会参观工业公司，并开始作为一个工程师进行思考和批判性分析。我们将鼓励你加入专业机构，如IET，并在整个课程中利用其优势。你还会被邀请参加来自工业界的客座讲座。

通过基于项目的学习来应用你的学习，你将有个人工作和小组工作，你将在机械工程组的学生的多学科范围内。本模块旨在为你提供对制造工艺和机电一体化的基本了解，从课堂上的理论介绍到实践活动。你将深入了解选择最合适的制造工艺的必要性，设计和建立基本的电子电路，将机械产品与电子电路相结合，形成一个机电一体化产品。你将被介绍到现代设备，如数控机床和电子制造和测试设备。你将学习如何遵守有关安全车间和实验室实践的规定，应用你的材料和结构知识来分析其设计和原型的结构完整性。

本模块旨在为你提供对微电子数字设计过程和机电一体化的基本了解，从课堂上的理论介绍到实践活动。你将深入了解选择最合适的电子设计流程的必要性，设计和构建微电子系统，将电路板产品与控制传感器和软件集成，形成基于传感器收集的物联网数据的机电一体化产品。你将被介绍到微电子设计程序和物联网电子建筑，作为由VHDL软件控制的硬件系统和测试设备。你将学习如何符合有关安全车间和实验室实践的规定，应用你的电子和机器人背景和综合系统知识来分析其设计和原型的结构完整性。储存由物联网传感器和其他来源长期收集的所有数据，为你设计的项目的测试和发展提供所需的背景。该模块涵盖了一个多学科的领域，重点是电子和机器人，因此，一些与机器人动力学和控制系统有关的主题将以基于项目的学习形式涵盖.

在这个模块中，你将专注于智能机器人和机电一体化软件编程和建模领域。你将获得技术方面的全面概述和设计和操作的最新方法，获得机器人编程的知识和概念。你还将探索它们对环境变化的适应性，研究机器人系统和编程方法及建模的能力、限制和未来趋势。近年来，机器学习和人工智能已成为机器人解决方案中越来越普遍的存在，在以前僵硬的应用中引入了灵活性和学习能力。本模块将提供适应机器学习和人工智能的介绍性知识和技能。本模块将扩展你在机器人和自动化编程领域的基本技能。你将使用你现有的工程理论和实践知识作为基础，在这个领域建立新的技能，如嵌入式系统、传感器和编程。

该模块研究机器人和电气应用的电气驱动系统的原理、操作和设计。你将学习到用直流和交流机器实现的受控电气驱动的基本结构，以及整个系统的调查方法和性能评估。该模块旨在为您提供设计、开发和维护电气控制系统、机械和设备的技能。你将获得机器人和机电一体化的传感器和执行器系统的基本知识和概念。传感器是测量各种环境参数的设备，通过启动编程，执行器执行通过控制系统定义和提示的特定任务。在这个模块中获得的技能可以应用于非常广泛的部门，包括制造业、运输网络、发电、输电和配电、建筑服务、电信以及科学和军事研究。

罗斯金模块的设计是为了让我们的学生为复杂、具有挑战性和不断变化的未来做好准备。这些跨学科模块提供了进一步拓宽你的视野、发展你的智力灵活性和创造力的机会。你将与来自不同学科的其他人一起工作，使你能够批判性地反思单一学科在解决更广泛的社会问题方面的局限性。你将得到支持，建立跨学科的有意义的联系，应用新的知识来解决复杂的问题和关键挑战。罗斯金课程旨在增强你的信心，寻求并最大限度地发挥你的潜力，使你具有独特的优势，提高你在工作场所的成功率。

在以前的模块基础上，你将继续应用数学来表达和解决工程问题，继续包括更复杂的数学概念。你将被介绍到微积分、复数和拉普拉斯变换，帮助你了解这些概念对工程分析和设计的巨大影响，特别是它们在专业软件中的应用。你将学会应用微分和积分技术来解决动力学、控制、结构分析、工程优化和计算工程中的工程问题。你还将学习通过使用分析和数字技术解决复杂的方程和微分方程来分析工程概念。编码也被用来发展你解决问题的能力，并创建复杂数学问题的解决方案，你将把它应用于工程问题，创建一个逻辑的步骤或解决方案序列，然后你将开发测试，以检查解决方案是否正确。

你的实习年是一个将你在第一和第二学年所学的一切付诸实践的机会。花上九个月的时间为一个组织工作，发展你的技能并获得宝贵的工作经验。

数据通信使计算机系统能够接收和传输数字化的信息。物联网（IoT）是具有嵌入式电子、软件、传感器和/或连接性的物理物体或 "事物 "的网络。物联网是一个由连接的事物和人组成的巨大网络--所有这些都收集和分享关于它们的使用方式和周围环境的数据。本模块将涵盖围绕数据通信和物联网的理论和实践课题。这将包括覆盖一系列的传感器、无线技术和云，以远程监测和控制来自基于计算机和互联网设备的传感器数据。本模块将扩展你在物联网和自动化领域的基本技能。你将使用你现有的工程理论和实践知识作为基础，在这个领域建立新的技能，如嵌入式系统、传感器、Wi-Fi、蓝牙、LoRA、4/5G移动和云计算。

成功完成本模块后，你将能够构思、计划、开发和执行一个成功的现实世界的电子和机器人工程项目。你还将制作和提交一份项目报告，概述和反思每个项目过程和阶段的成果。因此，你将发展诸如批判性思维、分析、推理、解释、决策、信息素养、信息和通信技术等技能，以及专业和自信的自我介绍技能。这是一个多学科模块；因此，项目将包括与机器人技术、电子和电气系统、机电一体化和可再生能源系统相关的技能组合。项目的目的是将你的学习融入到一个真实世界的工业项目中，从而提高你的就业技能。该模块包括编程、机器学习和人工智能、硬件和软件开发、连接和数据通信方面的高级课题。本单元向你介绍成功创建和管理一个工程项目所需的技术和最佳实践，该项目旨在确定一个工程需求的解决方案。本单元涵盖的主题包括专业工程师的角色、责任和行为，规划项目，项目管理阶段，设计解决方案，理论和计算，使用甘特图的管理，评估技术，沟通技巧，以及项目报告的创建和展示。

本模块是你在你选择的工程主题中进行个人研究的机会，使用与你的工程分支相关的单一或组合的实验、数字或分析方法，导致一个实质性的结果。你将发展你的批判性思维能力和独立管理和进行研究的能力。你将参加研讨会，帮助你制定提案，确定问题，进行文献回顾，创建研究策略和方法，研究道德和影响，并制定项目计划。你将在一名专门从事你的研究领域的学术人员的指导下工作。在整个模块期间，你将接受至少四次监督辅导，。

自动化和控制是现代制造业和公用事业供应的重要方面。许多制造业的装配线和流程都使用了可编程的控制系统。让这个领域的未来工程师掌握适当的理论和实践知识是非常重要的。本模块将扩展你在自动化和控制领域的基本技能。你将使用你现有的工程理论和实践知识作为基础，在这个领域建立新的技能，如嵌入式系统和控制系统设计。该模块的重点是可编程逻辑控制器的设计和操作特点及内部结构。本模块的目的是让你研究如何对可编程逻辑控制器（PLC）、工业机器人和嵌入式系统进行编程以成功实现自动化工程解决方案。本模块中包括的主题有PLC系统的操作特点，不同类型的编程语言，机器人的类型和单元安全功能。成功完成本模块后，你将能够对PLC、嵌入式系统和机器人进行编程，以实现实际工业应用的自动化和控制.