電子信息工程物聯(lián)網(wǎng)公司傳感器工程師實(shí)習(xí)報(bào)告一、摘要2023年7月1日至2023年8月31日，我在一家物聯(lián)網(wǎng)公司擔(dān)任傳感器工程師實(shí)習(xí)生。負(fù)責(zé)為期8周的智能傳感器數(shù)據(jù)采集與優(yōu)化項(xiàng)目，核心工作成果包括：通過(guò)改進(jìn)信號(hào)處理算法，將環(huán)境溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)采集頻率從100Hz提升至200Hz，數(shù)據(jù)誤差率降低至0.5%；設(shè)計(jì)并調(diào)試了3套基于Zigbee的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)平均傳輸時(shí)延小于50ms，節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍擴(kuò)大30%。在項(xiàng)目中應(yīng)用了信號(hào)處理、嵌入式編程和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，掌握了基于MATLAB的傳感器噪聲濾波方法，以及使用Python進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)可視化的流程。這些方法論可復(fù)用于后續(xù)的低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中。二、實(shí)習(xí)內(nèi)容及過(guò)程1.實(shí)習(xí)目的去8周，是想看看自己學(xué)的電子信息工程，特別是物聯(lián)網(wǎng)方向的知識(shí)，到底能在實(shí)際工作中怎么用。想了解傳感器工程師具體是干啥的，物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到落地全流程是怎樣的。想積累點(diǎn)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，知道自己的優(yōu)勢(shì)和短板在哪兒。2.實(shí)習(xí)單位簡(jiǎn)介公司是做智能樓宇和智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案的，產(chǎn)品線(xiàn)里傳感器占了很大一塊。團(tuán)隊(duì)不大，工程師之間交流挺直接，項(xiàng)目推進(jìn)快，技術(shù)棧也比較新，常用到LoRa、NBIoT這些低功耗通信技術(shù)。3.實(shí)習(xí)內(nèi)容與過(guò)程第13周，跟著導(dǎo)師熟悉公司環(huán)境，參與過(guò)幾次技術(shù)會(huì)議，了解幾個(gè)在做的項(xiàng)目。比如一個(gè)酒店能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用的是溫濕度、光照、人體感應(yīng)這些傳感器，數(shù)據(jù)傳到云平臺(tái)做分析。我?guī)兔φ磉^(guò)傳感器選型的技術(shù)文檔，對(duì)比了不同品牌產(chǎn)品的功耗、精度和接口協(xié)議。第46周，開(kāi)始接手具體任務(wù)。第一個(gè)挑戰(zhàn)是優(yōu)化倉(cāng)庫(kù)環(huán)境傳感器的數(shù)據(jù)采集。原始方案用的RS485接口的溫濕度模塊，采樣頻率低，而且偶爾會(huì)丟包。我發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘芯片的晶振頻率不穩(wěn)定，導(dǎo)致通信時(shí)延波動(dòng)大。解決辦法是換了顆高精度的32.768kHz晶振，又在數(shù)據(jù)幀里加了CRC校驗(yàn)。調(diào)試過(guò)程在實(shí)驗(yàn)室弄了接近2周，最后測(cè)試顯示數(shù)據(jù)采集頻率穩(wěn)在了180Hz，誤碼率從千分之五降到千分之三以下。導(dǎo)師還讓我用MATLAB做了頻域分析，把噪聲特性畫(huà)出來(lái)了，這對(duì)我理解信號(hào)處理幫助挺大的。第78周，參與了一個(gè)分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署。項(xiàng)目要求在農(nóng)田里用Zigbee組網(wǎng)，覆蓋面積得超過(guò)15畝。我負(fù)責(zé)測(cè)試節(jié)點(diǎn)間的路由穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)由于射頻干擾，部分邊緣節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度低到會(huì)觸發(fā)重傳，導(dǎo)致時(shí)延飆升到100ms以上。最后改用了網(wǎng)狀拓?fù)洌寯?shù)據(jù)能多路徑傳輸，實(shí)測(cè)平均時(shí)延降到了45ms，最壞情況也沒(méi)超過(guò)70ms。這次讓我對(duì)無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的優(yōu)化有了直觀認(rèn)識(shí)。4.實(shí)習(xí)成果與收獲成果就是那套改進(jìn)后的傳感器數(shù)據(jù)采集方案，還有農(nóng)田網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試報(bào)告。收獲是知道了物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目里，傳感器標(biāo)定和校準(zhǔn)不是隨便調(diào)個(gè)參數(shù)的事，得結(jié)合環(huán)境實(shí)際反復(fù)測(cè)。還學(xué)會(huì)了用示波器抓硬件時(shí)序，用Wireshark分析無(wú)線(xiàn)報(bào)文。最大的體會(huì)是理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用差距不小，比如課堂上學(xué)過(guò)的卡爾曼濾波，在處理高頻溫濕度數(shù)據(jù)時(shí)需要調(diào)參，單純套公式效果不好。職業(yè)規(guī)劃上更清晰了，想往智能傳感器硬件方向發(fā)展，但知道得補(bǔ)足嵌入式開(kāi)發(fā)和射頻調(diào)試的短板。5.問(wèn)題與建議有兩個(gè)問(wèn)題。一是公司內(nèi)部管理有點(diǎn)混亂，項(xiàng)目文檔和代碼沒(méi)統(tǒng)一歸檔，找東西費(fèi)勁。二是培訓(xùn)機(jī)制不完善，剛開(kāi)始連實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備怎么用都沒(méi)人細(xì)講，得自己摸索。建議公司可以搞個(gè)內(nèi)部知識(shí)庫(kù)，用Wiki或者Confluence啥的，把項(xiàng)目文檔、測(cè)試報(bào)告都放進(jìn)去。新來(lái)的實(shí)習(xí)生最好有3天專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)室操作培訓(xùn)，給個(gè)操作手冊(cè)也行。另外崗位匹配度上，我感覺(jué)學(xué)校教的通信原理、信號(hào)處理這些用得不少，但嵌入式編程和PCB設(shè)計(jì)方面還是短板，希望學(xué)校后續(xù)能多開(kāi)點(diǎn)實(shí)踐課。三、總結(jié)與體會(huì)1.實(shí)習(xí)價(jià)值閉環(huán)這8周實(shí)習(xí)，感覺(jué)就像把大學(xué)三年半學(xué)的知識(shí)，掰開(kāi)了揉碎了用在實(shí)際項(xiàng)目里。7月1號(hào)剛進(jìn)公司時(shí)，對(duì)著那些寫(xiě)滿(mǎn)焊點(diǎn)的傳感器開(kāi)發(fā)板還是有點(diǎn)懵，連I2C和SPI哪個(gè)適合高速數(shù)據(jù)傳輸都拿不準(zhǔn)。通過(guò)參與倉(cāng)庫(kù)環(huán)境傳感器優(yōu)化項(xiàng)目，我親手給溫濕度模塊換晶振、加CRC校驗(yàn)，最后把誤碼率從千分之五降到千分之三以下。這個(gè)過(guò)程中，MATLAB畫(huà)出的頻域噪聲圖，示波器上抓到的時(shí)序波形，都成了我理解課堂理論的活教材。8月28號(hào)離開(kāi)時(shí)，雖然離獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)完整傳感器系統(tǒng)還差得遠(yuǎn)，但至少知道怎么去調(diào)試、去定位問(wèn)題，這種從理論到實(shí)踐的閉環(huán)，是學(xué)校里模擬仿真給不了的。2.職業(yè)規(guī)劃聯(lián)結(jié)這份實(shí)習(xí)讓我更清楚自己想干嘛了。之前覺(jué)得物聯(lián)網(wǎng)挺寬泛，現(xiàn)在明確了想往智能傳感器硬件方向發(fā)展。農(nóng)田網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目中遇到的射頻干擾問(wèn)題，讓我意識(shí)到大學(xué)里學(xué)的《射頻電路》和《電磁場(chǎng)與電磁波》得趕緊補(bǔ)上，打算下學(xué)期把這兩門(mén)課的難度調(diào)成最高，順便把Cypress的PSoC6開(kāi)發(fā)板焊幾塊試試。導(dǎo)師說(shuō)的“傳感器工程師不光要懂硬件，還得懂通信協(xié)議和嵌入式”，這句話(huà)我一直記著。所以下個(gè)假期可能要去考個(gè)嵌入式系統(tǒng)工程師的證書(shū)，順便找家硬件相關(guān)的公司做實(shí)習(xí)，把PCB設(shè)計(jì)技能撿起來(lái)。3.行業(yè)趨勢(shì)展望在公司待的這段時(shí)間，明顯感覺(jué)到物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)對(duì)低功耗、高精度、智能化傳感器的需求特別大。那個(gè)酒店能耗監(jiān)測(cè)項(xiàng)目里用的LoRa模塊，通信距離能有2公里，功耗低到睡一覺(jué)都不用換電池，這種技術(shù)確實(shí)改變了一些場(chǎng)景的部署方式。我還看到內(nèi)部在測(cè)試一些基于MEMS的慣性傳感器融合方案，用在智慧農(nóng)業(yè)里的機(jī)器人導(dǎo)航上。這讓我覺(jué)得，學(xué)校里學(xué)的傳感器原理、信號(hào)處理這些基礎(chǔ)課，真的是行業(yè)發(fā)展的基石。未來(lái)不管技術(shù)怎么變，能持續(xù)把基礎(chǔ)打扎實(shí)，又能快速學(xué)習(xí)新東西的人，應(yīng)該不會(huì)太愁飯碗。從學(xué)生到職場(chǎng)人的心態(tài)轉(zhuǎn)變也挺明顯的，以前做實(shí)驗(yàn)失敗了可能就抱怨設(shè)備不好，現(xiàn)在會(huì)覺(jué)得是自己的方案設(shè)計(jì)有問(wèn)題，抗壓能力和責(zé)任感都強(qiáng)了不少。這種變化，比單純拿到多少項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)更讓我覺(jué)得這8周沒(méi)白過(guò)。四、致謝1.感謝在實(shí)習(xí)期間給予指導(dǎo)和幫助的公司領(lǐng)導(dǎo)，以及團(tuán)隊(duì)成員的同事。特別感謝我的實(shí)習(xí)導(dǎo)師，在項(xiàng)目推進(jìn)和問(wèn)題解決上給了我很多實(shí)際建議。這段時(shí)間里，團(tuán)隊(duì)成員間的討論和分享也讓我受益匪淺。2.感謝學(xué)校的指導(dǎo)老師，在實(shí)習(xí)前期為我們提供了職業(yè)規(guī)劃