室内系统

室内系统（精选十篇）

室内系统 篇1

关键词：室内采暖系统,故障,分析

对于地处寒冷地区的齐齐哈尔, 每年有六个月的采暖期, 已投入运行使用室内采暖系统或多或少都会出现不尽相同的故障。一旦发生故障不仅用户正常生活受到影响和干扰, 而且不究原由地维修还会大量放水造成热能损失。下面通过我公司开发的齐市福顺区9#、24#楼, 新民西小区9#楼几个实例来揭示常见故障的分析、处理过程或者对运行管理维修有所帮助。

1实例一

齐市福顺小区9#住宅楼室内采暖系统四个厨房采暖立管不热, 一直供热效果不好。虽然经过几次修理有所改善, 但运行一段时间又出现不热的现象。

1.1分析原因。 (1) 设计不合理; (2) 施工时管道开口不规范; (3) 管道排气不畅、气塞。

1.2实地检查:四个厨房的立管皆由供水导管水平引来与立管连接。节点一处气塞, 节点一处管道开口小。

1.3处理办法: (1) 将原供水管道开口封堵, 在管道底部重新开孔以DN20管刚好插入为准, 焊接完毕。 (2) 节点1处向供水管抬头走保证排气顺畅。

1.4改正结果:处理完毕通水运行效果甚佳。

2实例二

齐市福顺小区24#楼室内采暖系统上热、下凉, 原来运行正常。

2.1分析原因: (1) 外网或室内系统供暖设计水力计算不准确;造成系统失调; (2) 入户口阀芯脱落, 或夏季维修时没有完全开启; (3) 系统定压装置有问题; (4) 除污器堵塞。

2.2实地检查:分别开启供回水阀门均操作灵活、正常, 清理除污器没有堵塞物。查找施工档案之水力计算书准确无误。重新更换压力表后发现压力过小。锅炉房查看系统定压为0.35MPa, 且24#楼为最末端楼层最高。

2.3处理方法:将锅炉房稳压罐压力电器高压定压0.4MPa, 低压定在0.35MPa。

2.4改正结果:通过运行供热正常室内温度在18℃以上。

3实例三

齐市新民西小区9#两侧厢楼室内采暖系统竣工 (第一个采暖期) 投入运行, 系统正常, 第二个采暖期冬季送暖有近三分之一 (16付立管) 不热。

3.1分析原因: (1) 除污器堵塞; (2) 阀芯脱落或没合理开启; (3) 压力不足水量不足。

3.2实地检查:供回水压力0.35MPa;0.32MPa, 入口阀门开启正常没有脱落阀芯。打开除污器盖清理时发现编织袋锈渣。清理后, 又打开不热的顶层立管上的活节, 发现立管阀前也有堵塞全为锈渣, 另外, 还有气塞现象伴随, 使该系统运行失常。

3.3处理方法:立管堵塞通水后敲打振动使大片锈渣全部流出。气塞现象通过反向供水排气到供水导管通过集气罐排出。

3.4改正结果:16付立管全部供热正常, 其它均没有异常。

4几点体会

4.1通过几个实例可以看出, 若保证室内采暖系统运行正常, 保证热用户的正常要求, 良好的设计, 规范的施工是不可缺少的。而运行管理及外供暖其采暖系统管理业非常重要, 系统保养, 采暖系统部件的维护都要有制度, 有专人负责。

4.2设计者在水力计算合理后应向施工单位, 特别开发公司或物业管理部门应有水力计算书存档以便辅助分析故障。

4.3规范化施工。要施工队伍的施工人员应确实按规范、操作规程去严格施工, 一点点的失误也会直接影响到系统运行。

4.4在节约的前提下, 室外管网现阶段使用的多半是旧管, 安装前务必认真清理管内锈渣或其它污物。使用前必须按规范要求仔细冲洗, 合格后方可投入使用。

结束语

室内照明精确控制系统 篇2

摘 要：针对楼宇室内照明广泛使用的格栅灯灯具，以STC11F02单片机为核心控制器设计了格栅灯嵌入式控制模块，并设计了一套室内照明精确控制系统。详细介绍了该系统的组成、硬件电路以及软件程序的设计。实验证明该照明精确控制系统简单可靠、操作方便、成本低廉。

关键词：室内照明 单片机 精确控制

随着社会的不断发展和自然资源的日益紧缺，节约能源已是世界发展的趋势，各个国家相继推出了具体的实施措施。据相关统计资料显示，现代建筑物的能耗相当大，约占整个国家总能耗的30%，而建筑物的照明在建筑物能耗中又占有很大的比例，因此建筑物的照明节能在节约能源方面有着重要的作用与潜力[1]。格栅灯是建筑物照明，特别是商场、写字楼照明应用最广泛的光源之一，而现阶段格栅灯的控制方式比较简单、单一，大部分采用灯具的并联控制方式，即同时开启或关闭多盏灯具。而室内的自然照明环境以及室内空间的使用情况是变化的，因此不同空间需要的人工照明环境是不同的，传统的控制方式难以满足这一要求，造成了不必要的资源浪费。本文提出并设计了精确照明控制系统，可以根据时间或者需要控制任意灯具的工作状态，从而达到满足照明要求的.同时做到节能的最大化。

1 系统组成

该室内照明精确控制系统由嵌入式格栅灯控制模块、系统控制面板及格栅灯组成。其中嵌入式格栅灯控制模块安装在格栅灯中;格栅灯采用并联方式接至220V供电回路中;系统控制面板与各格栅灯采用屏蔽双绞线接线，采用RS485通讯。其系统结构示意图如图1所示。

2 硬件电路

2.1 格栅灯控制模块

格栅灯控制模块与电子镇流器一起安装在格栅灯内，其主要作用是接收系统控制面板所发出的指令，控制格栅灯中三支灯管的工作状态(以三管格栅灯为例)。

格栅灯控制模块以STC11F02 MCU为控制器核心，加入工作电源、晶振、复位电路构建最小系统。MCU工作电源为5 V直流电压，由交流220 V电压经整流稳压电路变换而得。

隔离与电流采集电路原理图如图2所示。

隔离电路工作原理是MCU发出控制信号经光电双向可控硅驱动器MOC3061及双向可控硅BTA08控制格栅灯镇流器电源的通断状态。由电流互感器、两个LM324运算放大器构成电流采集电路。荧光灯管的电流经电阻转换成电压信号，再经LM324构成的差分运算电路和电压比较电路将电压的正弦波依次变为三角波和方波，最终输入到单片机中，从而判断荧光灯管的开关状态。

2.2 系统控制面板

系统控制面板为用户提供一个操作界面，显示系统中的格栅灯位置及工作状态，用户可根据需要进行相应的选择和操作。系统控制面板以LPC1768为控制器核心，加入工作电源、晶振、复位电路及LCD液晶显示触摸屏等。

2.3 通讯

系统采用RS485通讯方式，其布线简单、抗干扰能力强、信号传输稳定，是目前工控中被广泛使用的通讯方式之一。

3 软件

室内照明精确控制系统的软件部分分为系统控制面板软件与格栅灯控制模块软件，由各子程序构成。系统控制面板软件主要包括初始化子程序，串口中断子程序、液晶显示子程序、触摸屏扫描子程序、CRC校验子程序等。格栅灯控制模块软件主要包括初始化子程序、串口中断子程序、CRC校验子程序、灯管控制子程序等。

在系统搭建时每盏格栅灯均分配一个专属地址，系统控制面板发出的控制指令经屏蔽双绞线传输到各盏格栅灯控制模块，而只有地址匹配的格栅灯控制模块才会响应并执行动作。

为保证数据传输的准确性，采用CRC校验码。在发送指令字符串时，在字符串的末位加入前面各字节的CRC校验码;在接收指令字符串时，先计算接收到的字符串的CRC校验码，再将此计算CRC校验码与接收CRC校验码相比较，两者相同则视为数据传输正确，否则视为数据传输错误。

4 结语

该文针对室内格栅灯照明搭建了室内照明精确控制系统。根据自然照明环境和空间使用情况，定时或手动的通过系统控制面板来控制室内的任何一盏格栅灯的任何一只灯管的工作状态，并将其工作状态实时的在系统控制面板上进行显示。在保证照明质量的前提下尽可能的减少格栅灯的使用数量，从而达到照明节能的目的，同时控制面板还留有接口供上层开发。实验证明本系统结构简单，成本低、可靠性高，是值得采用的照明节能控制方案之一。

参考文献

[1] 陶小环，贾睿新.论楼宇智能照明控制系统的应用与研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，(2)：265-266.

[2] 杨立彪.C-bus智能照明控制系统与节能[J].智能建筑与城市信息，(11).

[3] 陈悦婷.浅谈智能照明控制系统和应用[J].科技创新与应用，(5).

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无线网络室内定位系统研究 篇3

【关键词】 无线网络 室内定位 ZigBee 定位引擎

一、前言

随着计算机技术的快速发展和通信网络的普及，室内家电设备的单片机化和智能化得到了快速的拓展，促进了无线定位、组网技术、数字家庭等现代化理念不同程度的融入到人们的日常生活中来，提高了居家生活的自动化水平。无线技术的快速发展和不断成熟对新型无线业务的发展提供了条件，随着社会的发展，需要使用定位功能的应用越来越多。为了有效解决各类应用的自动定位问题，人们首先研发了基于卫星的全球定位系统，这种系统的定位精度较高，在军事领域解决了很多问题。但是，如果需要定位的设备位于室内时，这种定位方式的精度会显著下降。因此，需要对新的更优良的定位技术进行开发和研究，以弥补全球定位系统的不足。

到现在为止，比较常见的定位技术包括无线局域网、红外线、RFID和超声波技术等。已经应用到实际环境中的典型系统包括E-911、LANDMARC、Activebadge等，这类系统在工作原理和开发成本上都存在很大的区别，同时，不同系统的定位精度也存在不同。但是，如果只考虑室内移动设备的定位研究，则主要包括基于网络的和基于移动设备的方式。前者主要是根据不同的参考基站与移动设备的通信信息，并结合网络拓扑来计算设备的实际位置；后者则是根据移动设备当前与以前的和其通信基站的交流信息进行对比，来对设备的自身位置进行计算，GPS就是该领域最常用的应用。无线网络定位技术是使用无线射频信号或红外线信号等传输媒体构成的网络通信系统，因为不使用有线介质，因此能够满足网络用户随身化的需求。当前的短距无线技术主要包括无线局域网技术、蓝牙技术、ZigBee技术、NFC传输技术和超宽带技术，尤其是ZigBee技术已经成为领域研究的热点。和其他的技术对比，ZigBee具有低功耗、低速率和低成本的优秀特点，填补了当前无线通信领域的市场空缺，该技术的成功关键不只是因为本身的技术优势，还在于其功能的丰富性和使用的便捷性。所以，本文基于ZigBee技术，对高定位精度、高使用便捷性的室内定位系统进行了研究。

二、室内定位系统研究

2.1硬件设计

本室内定位系统的设计主要包括控制单元和基于ZigBee技术的无线通信网络系统两大部分构成。其中，系统控制单元主要是用来对定位数据和网络中的各个节点信息进行记录的构件。比较常见的控制单元包括ARM控制器和个人计算机等。但是，通常情况下，二者都不具有嵌入式的射频收发功能。所以，在实际的使用过程中，还需要和外部射频模块相连接。

基于ZigBee技术的无线网络主要使用IEEE802.15.4标准及ZigBee技术网络协议，该无线传输网络主要包含1个网关（该网管是ZigBee网络的的协调器，主要对整个无线网络服务的定位进行控制和协调，另外还对网络的当前状态进行检查）、不少于3个的参考节点（参考借点是位置已知的设备节点，而且要求该设备的物理位置保持固定不变）、以及定位节点（定位借点的位置会随着位置的变化而变化，详细的位置信息基于接收的参考节点位置，并通过硬件定位引擎的计算得到的）。

本系统在设计过程中，网关和参考节点使用CC2430射频芯片，定位节点使用支持2.4GHzIEEE802.15.4/ZigBee协议的、具有定位引擎硬件的CC2431射频芯片，控制器使用Samsung的处理器S3C2410。在数据的传输和处理过程你高中，网络节点间使用无线传输模式，而控制器和网关之间则使用串口通信的方式。

2.2定位算法概述

定位系统在接收到几个参考节点发出的信号以后，定位节点要对所得信号的传播损耗进行独立的计算。然后根据经验模型和理论化依据，把计算结果转化为实际的有效距离，最后再使用已有的算法对定位节点的真实位置进行定位。

接收信号的强度理论值计算公式为：

RSSI=-（10n*lgd+A）

其中，d表示设备到发射器之间的长度；n表示信号的传播常量；A表示1m处位置接收信号强度。

从公式中可以明显的发现，信号的强度与到发射器间的有效距离成对数衰减关系，定位节点和发射器间的长度离得越近，则信号强度偏差所产生的绝对距离误差就会越小。当这一距离到达某一个特定的数值以后，由RSSI波动造成的绝对距离误差就会显著的增大。

在实际的使用过程中，室内定位节点会使用较大的RSSI值的前面几个参考节点进行定位计算，这样能够有效降低系统带来的定位误差。这一硬件技术的要求比较低，使用的算法也相对简单。但是，由于定位设备所处的环境会经常变化，因此在实际的使用过程中要进行改进。

与一些常见的定位技术相比，CC2431定位引擎的定位速度快、定位精度高，而且在定位过程中不占用过多的处理器时间，因此可以作为本系统设计过程中的定位模块。

2.3软件系统介绍

本系统的开发主要基于Linux系统平台，在程序开发环境中对定位系统的图形化操作界面、信息展示界面和定位图形监控界面进行编写，并将其移植到控制单元ARM中。

在设计系统的串口程序过程中，需要首先建立一系列的数据发送和接收线程，在主函数中要使用信号机制实现数据的时时传递。详细的系统操作流程如下图所示：

三、结论

定位技术是无线网络技术在室内应用的主要支撑技术。该技术是对GPS技术的扩展和补充，在医疗救助、设备监测、物流跟踪、火灾报警等领域具有非常迫切的市场需求，因此具有广阔的市场应用前景。本文主要根据最近几年来的室内定位研究成果，对室内定位系统的设计思路和定位技术的模型分析进行了总结和归纳，对定位系统的硬件结构、定位算法和基本定位流程进行了研究和设计。由于室内楼层之间存在很多不确定的因素，而且定位数据的传输较其他环境也具有更大的复杂性，所以，对室内定位系统的研究必然会成为未来定位技术的研究热点。未来的室内定位技术要以高定位精度、强适应性和对环境、时间波动的适用性为前提，并能够进行快捷的、方便的部署，这对系统的推广和应用十分重要。

参 考 文 献

[1]翁宁龙，刘冉，吴子章.室内与室外定位技术研究[J].数字应用与技术.2011，11（5）：179.

[2]王小建，薛政，曾宇鹏.无基础设施WIFI室内定位算法设计[J].通信学报，2012，33（11）：240-243.

室内消防系统设计问题探讨 篇4

关键词：消防系统,充实水柱,消火栓,保护半径,布置间距

由于火灾频发, 近年来, 人们越来越重视各种建筑中的消防系统的完善与否。消防系统是一种防范措施, 如果不发生火灾可能永远不会启用, 但作为一种预防措施必不可少, 一旦发生火灾, 对保护人民的生命财产起着不可忽视的作用, 因此消防系统设计的合理与否就显得尤为重要, 设计中的细节问题则更不可忽视。

消防系统设计中, 水枪充实水柱长度的选择, 消火栓保护半径的确定, 以及消防产品的选择, 对室内消防系统灭火效果的好坏起着至关重要的作用。

本文以高为9.8m、5m两座丙类库房消防系统设计为例, 对水枪充实水柱的选择、消火栓的保护半径及消火栓布置间距的计算进行阐述说明。

1 充实水柱的确定

1.1 充实水柱的概念

充实水柱是指水枪射流后一定的充实水柱长度, 由直流水枪喷射出的密集水流中, 从喷嘴起到射流水柱直径为38cm的一段射流长度。

1.2 充实水柱的确定

《建筑设计防火规范》 (GB50016-2006) 8.4.3第7条规定:“水枪的充实水柱应经计算确定, 甲乙类厂房、层数超过6层的公共建筑和层数超过四层的厂房 (仓库) , 不应小于10m;高层厂房 (仓库) 、高架库房和体积大于25000m3的商店, 体育馆、影剧院、食堂、展览建筑、车站、码头、机场等建筑不小于13m, 其他建筑, 不宜小于7m”。根据规范中本条规定直接取值, 则两座库房充实水柱均为7m。

现在通过计算确定水枪的充实水柱, 那么水枪的充实水柱高度如何计算?假设层高为h, 充实水柱的倾角控制在45°~60°度范围, 如图1所示。

则充实水柱长度计算值为:

将h=9.8, α=45°代入公式 (1) 中得:

计算值12.45m H2O>规范值7m H2O

将h=5.0, α=45°代入公式 (1) 中得:

计算值5.66m H2O<7m H2O

从以上两种计算结果可以看出, 一个计算值大于规范值, 一个计算值小于规范值。对于计算值和规范值应该按那个计算呢?对于充实水柱的长度, 既要保证充实水柱能达到室内任意着火点, 也要考虑不能过长, 若充实水柱过长会因射流反作用力过大而使人们无法使用, 但也不能过短, 否则着火点辐射热使充实水柱不能射向火区。从上面的取值及计算过程可以看出, 首先要满足计算值, 因为只有满足计算值的前提下才能使消火栓充实水柱达到室内任何部位, 不会出现灭火死角, 在满足计算值的前提下, 再对照规范值, 取两者之中最大。这样两者同时满足。所以对于层高h为9.8m, 5.0m的充实水柱长度分别为12.45m、7m。

1.3 充实水柱的核算

对于确定的充实水柱长度虽能满足灭火时充实水柱能达到室内任意着火点, 不会出现灭火死角, 但我们还要核算充实水柱产生水枪射流量是否满足要求, 现在我们对确定的两个充实水柱长度进行核算。

根据规范, 两座库房的室内消防水量为5L/S, 同时使用水枪数为1支, 每支水枪最小射流量不小于5L/S, 水枪直径均19mm, 水带长度均选择25m。水枪喷口处压力与充实水柱高度关系式如下:

式中:Hq———水枪喷口处压力;

af———实验系数, af=1.19+80 (0.01Hm) 4;

Hm———充实水柱高度;

φ———与水枪喷口直径有关的系数;水枪喷口直径为19mm时, φ=0.0097。

对于层高为9.8m, 充实水柱为12.45m,

对于层高为5.0m, 充实水柱为7m,

将以上结果代入式 (2)

层高为9.8m库房:Hq=1.21×12.45/ (1-0.0097×12.45) =17.13m H2O

层高为5m库房:Hq=1.19×7/ (1-0.0097×7) =8.94m H2O

水枪喷口射出流量与喷口压力之间关系式如下:

式中:B———水流特性系数, 与水枪喷口直径有关, 水枪口直径19mm, 对应B=1.577;

Hq———水枪喷口造成某充实水柱所需压力。

将上述两个Hq代入公式 (3) 中

对于层高为9.8m库房, qxh= (1.577×17.13) 1/2=5.2L/S>5L/S, 满足要求。

层高为5m库房qxh= (1.577×8.94) 1/2=3.32L/S<5L/S, 不满足要求;需提高充实水柱长度。将充实水柱提高为12m, 经计算水枪射流量为5.2L/S, 大于5.0L/S。满足要求。

从充实水柱确定过程中可以看出, 通过计算与规范规定值确定的充实水柱也未必满足灭火需求, 还需对确定的充实水柱进行核算, 在设计中应全面考虑, 满足各种条件要求, 才能达到良好的灭火效果。

2 消火栓间距布置

2.1 消火栓保护半径确定

经过充实水柱计算后, 根据确定充实水柱进行消火栓保护半径的计算, 则消火栓保护半径计算公式:

式中:K———消防水龙带的折减系数;

Ld———水龙带长度;

LS———水枪充实水柱在平面上的投影长度。

对于层高为9.8m充实水柱为12.45m和层高为5m, 充实水柱为7m的两种情况进行计算, 水带长取25m, K的取值为0.8~0.9。

2.2 关于K取值问题及保护半径的计算

关于K取值问题:由于在灭火使用消火栓时, 有些建筑会比较空旷、障碍物少, 有些会存在某些遮挡物或者建筑物内走道转弯处多。对于建筑物内比较空旷, 同时障碍物比较少的采用范围值的上限;对于建筑物内平面转弯处多, 障碍物多的情况则取k值范围的下限。对于库房来讲, 建筑物平面虽然很简单, 但是作为库房内部的障碍物相对来说会很多。当发生火灾时, 灭火障碍物多, 所以取范围值的下限。K取0.8对以上两组数据进行计算, 结果分别为:

(层高为9.8m的建筑)

(层高为5.0m的建筑)

2.3 保护半径计算结果讨论

表面上看好像两种计算结果没有任何问题, 但是我们仔细分析一下, 对于层高为9.8m的库房, 12.45的充实水柱是根据倾角α取45°, 计算出的充实水柱, 这样计算出的充实水柱在平面上的投影, 倾角仍按45°计算没有问题, 从而计算出的消火栓的保护半径就不会有问题, 但是对于层高为5.0m的建筑充实水柱长度确定为12m, 既不是规范中的规定值, 也不是采用计算值, 是在充实水柱核算过程中不满足流量要求而在计算和规范值两者确定的较大者基础上将充实水柱提高。那么我们计算充实水柱投影的时候还是按照45°的倾角就会有问题, 因为如果按照45°的倾角, 充实水柱采用12m, 则实际上充实水柱长度不会射到12m, 因为被楼板挡住了。要想射出12m的充实水柱, 则倾角α相应减小就会射出12m的充实水柱, 这样充实水柱的投影将会增大, 消火栓的保护半径也会增大。

现在对于层高为5.0m, 充实水柱为12m的仓库保护半径重新计算,

将该计算结果和第一次计算结果相比, 相差31.31-28.49≈2.82m。

虽然两者相差不多, 但当充实水柱的值增加时, 这两种计算结果将会相差很多, 这样则会使消火栓的保护半径计算有误, 也会影响消火栓的布置间距。从而不能够更加经济合理地对室内消火栓进行布置。

3 结语

从以上问题的分析讨论可以看出, 在消防系统设计计算过程中, 应重视细节问题, 考虑多方面因素, 结合工程实际情况, 设计过程中不能单一套用已有公式或简单采用规范规定值进行设计计算。对消火栓的充实水柱的确定, 保护半径的计算, 以及各种参数的取值计算问题等要认真细心思考, 同时要结合建筑物自身特点及各种相关因素, 将室内消火栓布置更加合理, 当发生火灾时, 使室内消防系统发挥它应有的作用。

参考文献

[1]陈秀生, 水浩然, 朱文璆.给水排水设计手册[G].北京:中国建筑工业出版社, 2001.

[2]经建生, 倪照鹏, 马恒.建筑设计防护规范[G].北京:中国计划出版社, 2006.

[3]陈蔚勤.浅谈消火栓、消防软管卷盘的设置[J].企业导报, 2011, 14 (2) :50-52.

[4]方路行.体育场建筑给排水及消防系统研究[D].重庆大学, 2013.

[5]李二刚.太平洋商业中心给排水及消防系统设计[J].华章, 2009, 15 (3) :116-118.

[6]刘丽伟.试析高层建筑消防给水设计常见的问题[J].职业技术, 2006, 20 (8) :200-202.

[7]王晓梅.高层民用建筑消防给水系统设计中的若干问题[J].沈阳大学学报, 2005, 17 (4) :114-116.

TD室内分布系统试题20题 篇5

A. 有 B.没有

12. 不同厂家的耦合器的“耦合损耗”不同吗?(A )

A. 不是 B.是 C. 不一定 D.以上皆非

13.若测得一个6dB 耦合器的隔离度为30dB，则此器件的方向性是(B )

A. 36dB B. 24dB C. 30dB D. 20dB

14.若一个微带2 功分器的插损指标为：0.3dB，在使用中，若输入信号大小为20dBm，则 2 个输出口的信号大小为(C )

A. 16.7，19.7 B. 16.4，16.4 C. 16.7，16.7 D. 19.7，19.7

15、在设计GSM 和TD-SCDMA 两网合一系统时，可用作合路的器件是(C )

A、3dB 耦合器; B、二功分器反接; C、双频合路器; D、同频合路器

16、TD-SCDMA 收发频率间隔为(B )。

A、90MHz; B、45MHz; C、无; D、25MHz

17、若一个耦合器输入信号为30dBm，耦合口的`输出信号为20dBm，则此耦合器的耦合度 为__10dB___(不计耦合口的不一致性)。

18、一个3 功分器的插损指标为0.1dB，若输入信号为30dBm，则通过分路器后，各端口的输出信号分别为___25.1;25.1;25.1____。

19、直放站可能对移动网络产生的影响表现为：( ABCD )

A、掉话率增高,特别是质差断线;

B、通话质量差，误码率高，通话时断时续;

C、信噪比低，出现信号很强却打不了电话的情况;

D、造成基站C/I 及附近基站C/A 下降，有些是严重干扰,情况严重时会造成基站长 期闭塞。

20、移动通信信号在空间的传播方式有以下哪几种：( ABCD )

基于视频室内人数统计系统的设计 篇6

【关键词】人数统计 斑块分析 混合高斯建模

在很多的视频监控应用中，都需要能够检测和跟踪行人来确保高全保障和行人位置管理。很多行业对人流信息都有极大的需求，如汽车公交站场，地铁站台，商场出入口等，利用统计的客流量数据，管理人员可以合理调度人力、物力，合理配置资源，从而获得最佳的运营效果。近些年来使用图像传感器进行人数统计的技术也有所发展。利用侧面安装的CCD摄像机可以获得较多的物体运动信息，利用该技术可以方便、可靠、实时地对各种场所的人流进行统计，而不对公众造成任何影响。结合其他图像分析技术，系统可以清楚快捷地掌握人流动态信息，使决策者及时做出对策。近年来，这方面的研究得到了越来越多重视[1-5]。

1 系统总体架构

本文希望利用安装在检测区域斜上方的摄像头，来实现人体运动目标的检测，识别，跟踪。本系统目标在于针对室内监控环境内的行人计数，因此需要精确辨别在室内的行人目标。不像其它的识别任务，行人的检测在场景中是比较困难的，行人是一个在镜头中形状灵活变化的目标，同时，考虑到每个行人衣着的不同没有可用的纹理特征帮助我们来确定每一个个体。本系统要求能够在监控区域内提取出行人斑块，并在行人之间有相互遮挡时能够有相应的跟踪算法来准确跟踪每一个目标，进而得到一个准确而又鲁棒的人数统计。本系统确定最终的室内行人统计系统的实现流程如图1所示。该系统首先通过混合高斯分布模型的方式实时得到检测区域的背景图像，将实时的监控图像和背景图像进行差分运算获取行人目标的二值化斑块图像，通过新斑块检测算法来检测是否有新的行人目标出现在监控区域，将获得的每一个行人目标进行目标跟踪，最终得到一个准确又鲁棒的行人统计系统。

2 高斯混合背景建模

一种典型的背景去处的方法就是从相应的图像序列中提取出相对于行人目标的背景。然后将包含有前景的图像和背景图像作差分运算即可得到候选的行人目标前景斑块。典型的背景获取方法是由Stauffer和Grimson提出的混合高低背景更新算法。在本系统中，我们选择使用这种背景更新算法去提取实时背景，为后面的差分运算做好准备。

混合高斯模型采用多个高斯分布对每个像素的像素值进行建模。用表示某个像素 1 至t时刻的像素值，描述t时刻像素值的概率密度为：

（1）

式中K 表示高斯分布的个数，表示估计的第i个高斯分布在t时刻的权重，、分别表示第i 个高斯分布在t 时刻的均值和协方差矩阵。η 是高斯概率密度函数。

获得新的像素值以后，将新像素值和K个高斯分布进行比较，如果满足： （2）

被判断为背景，否则被判断为前景。

3 背景差分及二值化

在通过混合高斯建模得到室内监控区域的背景图像后，只需要将当前包含行人的实时监控图像和获得的背景图像做背景差分运算，然后将差分图像按照大律法得到最佳分割阈值，按照最佳阈值对差分图像进行最佳阈值分割，得到最终只包含行人前景的二值化斑块图像。

4 新斑块检测和分析

这个部分包含了当连续几帧图像中都包含联通区域的统一运动时基于简单的算法新斑块的检测。这个步骤也包含了跟踪的旧斑块和边界的分离。另外，这个步骤中也使用了一些结构元素对二值化前景图像进行噪声去处处理。如果当两个或三个斑块相互之间离的很近的话，我们将它们合并成一个大斑块，这样可以有效地消除某个行人个体由于各种原因导致分成了2个或3个斑块的情况，这个步骤非常重要，因为它会让系统避免掉很多重复的行人计数，最后，系统将滤除掉太大或太小的斑块，这样剩下的斑块将和旧斑块信息做一个对比来得到新的跟踪候选斑块。

5 候选目标跟踪及计数

斑块检测和分析的结果中的每一个单独斑块将随着时间的演变在连续两帧图像中进行匹配以便进行斑块的有效跟踪。本系统拓展了基本的卡尔曼滤波的多假设方式来处理多目标跟踪中的模糊匹配问题。跟踪视频中的行人目标本质上其实就是前后帧图像中物体之间的匹配问题，整个算法的思想就是如何知道每一帧图像中的物体目标在下一帧图像的确定物体目标。如果我们能够成功进行候选目标跟踪，就能够得到准确的计数结果。

本文在分析了室内人数统计的特点后，实现了实现了一个基于视频的室内人数统计系统。首先，该系统通过多帧混合高斯背景建模方式实时获取监控区域内的背景图像，通过背景差分运算和阈值分割二值化方法获得前景斑块。然后，将二值化斑块图像进行新斑块分析和去噪处理，通过斑块跟踪算法去跟踪每一个行人位置的改变，最终确定真个监控区域内的实时人数。

参考文献：

[1]于起峰，陆宏伟，刘肖琳.基于圖像的精密测量与运动测量.北京科学出版社，2002.

[2]孙怡.人体运动跟踪的方法与实验研究.大连理工大学，博士研究生论文，2002.

[3]汪亚明.基于动态图像序列的自动扶梯客流量的测量.华北工学院测试技术学报， 2002， 第16卷，第1期，14-16页.

[4]杨召君，基于视频人数统计与跟踪改进算法的研究与实现，南京大学，2012。

室内设计系统的研究 篇7

1 室内设计的内涵和目标

事实上, 室内设计是一个较为复杂的创作过程, 不仅涉及到众多的内容, 更需要设计师精心的进行考虑并着手解决。一般来说, 室内设计分为室内空间二次设计、界面形态设计以及家具与陈设配置设计、环境艺术设计和物理环境设计几个方面。所谓空间二次设计就是指建筑设计在完成一次空间设计的基础上, 根据具体的使用功能要求和视觉美感进行空间的三度向量设计, 包括空间比例尺度、空间衔接过渡以及对比统一等方面, 使得空间内的形态和布局看起来更加合理。具体来说, 就是要解决室内空间与功能之间的关系, 合理的来调整空间形态, 解决与实体之间的矛盾。

其次, 界面形态设计就是指在实际的室内设计过程中, 不仅要对空间的构成进行完善, 还应考虑到墙体、地面以及吊顶等几个界面的处理, 使室内的空间达到一定的效果。除此之外, 还要考虑到界面的结构形态, 可以适当使用一些附加的材料来装饰, 但要考虑到界面的材质效果, 实现无论从外部环境条件还是使用功能与视觉美感方面都能达到和谐共处的目的。另外, 家具与陈设配置作为室内设计系统中相当重要的环节, 因家具和陈设造型、色彩以及质感等都具有一定的美学价值, 对人的精神满足有着一定的作用。所以对于家具和陈设的设计一定要经过严格的种类和数量选择, 选择适度的体量、款式以及适合现代生活的方式。与此同时, 室内外的环境与物理环境设计要基于满足人们舒适的前提, 要能够创造具有表现力和感染力的室内设计系统, 以进一步提高室内生活环境的质量。

2 针对室内设计系统的外部因素与技术问题分析

2.1 室内设计系统的外部条件分析

众所周知, 室内设计是基于实践的一种设计, 不仅要考虑到系统存在的环境和运行的环境, 更离不开社会的发展和经济的变化以及技术的进步, 只有针对这些外部条件充分利用才能打造一个健康、完美的室内设计系统。室内设计的系统涉及的因素有很多, 从历史发展来看, 作为一种独立的设计领域, 室内设计经过逐步演化, 直至今天。因现代社会的分工明确, 室内设计也应从施工中分离出来, 树立起世界观, 根据室内设计本身的功能性与艺术性独立出来, 逐渐蔓延到各种领域中。而从意识形态领域来看, 室内设计系统还受到国家、个体以及群体等不同层面因素的影响, 根据室内设计所处的环境不同来进行设计, 既有群体意识的体现, 又有个人与国家的意识体现, 在意识形态中来追求领域观念和层面上的差别, 正确的表现出室内设计系统多样的功能。

需要特别注意的是, 室内设计系统还受到经济因素的影响与人文和环境的因素影响。从宏观的角度来讲, 室内设计的经济性不仅要从整个社会环境来入手, 更离不开社会经济的发展, 还要反映出甲方的经济基础。既要考虑到室内设计甲方经济实力又要表现出室内设计能够在一定程度上促进经济效益的增长, 这也充分表现室内设计需要依赖于经济。

2.2 室内设计系统主要技术问题分析

室内设计作为一种融合艺术与技术的创造性活动, 是技术得到开展与实现的保障。对于室内设计系统来说, 解决技术问题是值得深入细致探讨的, 要想做好室内设计, 就必须针对细部设计与处理进行完善, 进一步优化功能性细部的处理以及形态性细部的处理。合理的功能性细部处理不仅是室内设计一种技术上的形态显现, 更是保证室内设计经济性和合理性的体现, 利用最简洁的方式清楚的表明了室内设计传递的关系和组合之间的联系, 使得设计更具逻辑性。其次, 采用拼贴式、抽象简约法或者平面构成设计等方式, 在细部处理设计中, 体现出设计与建筑结构的关系, 表达出一种细部结构的姿态和整体装饰。此外, 做好材料的选择、室内环境的处理和类型的选择以及室内设计和水电风相关设备的协调也非常重要。

此外, 值得一提的是随着近年来物联网概念的出现和不断向现代家装市场的广泛拓展, 室内设计系统的智能化应用越来越受到人们的重视和喜爱。基于物联网的智能家居系统的设计与实现已经成为我们室内设计系统研究人员需要探究的新课题。

3 结语

总而言之, 室内设计系统的横向和纵向系统是连接在一起的, 我们应采取整体性的方法和策略, 合理设计细部、材料、环境以及匹配设备协调之间的问题, 这是决定室内设计系统是都顺利运行的关键, 只有做好全方位的考虑和思考, 才能打造一个完美舒适的室内设计。

参考文献

[1]肖宏, 吴智慧.传统建筑文化在现代室内设计中的继承与发展的原则研究[J].安徽建筑工业学院学报 (自然科学版) , 2007年01期.

[2]吕岑, 毛云川, 宋铁成, 沈连丰.基于RFID和Zig Bee技术的物联网实验系统硬件设计与实现[J].信息化研究, 2012年01期.

[3]臧艳.住宅建筑室内环境交互式设计系统研究[D].北京建筑工程学院, 2009.

[4]闵丽娟, 卢捍华, 陈玲, 刘剑, 闵红涛.智能家居的系统结构及相关无线通信技术研究[J].计算机技术与发展, 2011年08期.

[5]矫克华.现代环境艺术设计风格定位的思维培养——关于室内设计学科教育的探讨[A].首届中国高校美术与设计论坛论文集 (上) [C].2010年.

室内给水系统结构特点分析 篇8

1.1水泵和水泵房

1.1.1水泵。 泵是一种转换能量的机械, 它把动力机械能或其他能源的能量传递给所输送的液体, 使液体的能量 (位能、压能或动能) 增加。 用来送水的泵称为水泵。 离心泵具有结构简单、体积小、效率高、运转平稳等特点, 所以使用范围最广。 它是利用叶轮旋转时, 使流体产生的离心力来工作的。

1.1.2水泵房。 水泵机组通常设置在水泵房, 该房间应当干燥、 光线充足、通风良好, 冬季不致结冰, 并应有排水措施。 水泵房的地面应有坡度排水沟。 另外, 考虑施工检修方便, 水泵之间、水泵与墙壁之间应当留有足够的距离。 水泵在工作时产生振动发生噪声, 影响人们的工作和生活, 故水泵的位置应当远离要求防振和安静的房间 (如精密仪器房、病房、教室等) 。

1.2水箱

1.2.1水箱设置条件。 在下列情况下, 需设置水箱。 1当室外给水管网中的水压周期性不足时, 室内给水系统常需在建筑物楼顶设置高位水箱, 在用水低峰时停水, 以使高峰水压不足时依靠水箱供给室内用水。 2高层建筑物, 为降低下区楼层管网的压力, 可设置减压水箱。 某些较大型建筑中, 为了确保用水安全及消防用水需储备一定的水量, 也需要设置水箱。 3室内给水系统需要保持恒定压力的情况下, 如某些公共浴室以淋浴为主且有热水供应时, 为避免非恒定式系统使用喷头时忽冷忽热难以调节和控制水压、 水温的弊端, 则需分别设置冷热开式水箱, 以稳定水压水温。

1.2.2水箱的构成。 1进水管。 当水箱利用管网压力进水时, 其进水管上应装设不少于两个浮球网, 进水管距水箱上缘应有200 nmm的距离。 当水箱通过水泵压力进水, 并利用水箱液位自动控制水泵启闭时, 在进水管出口可不设浮球阀。 2出水管管口应距水箱底50—l00mm, 以防污物流入配水管网。 3溢流管用以控制水箱的最高水位, 溢流管口应高于设计最高水位。

1.2.3储水池。 储水池可用来调节和储存水量, 采用钢板、钢筋混凝土、砖石等材料制作, 形状多为圆形和矩形, 也可以根据现场情况设计成任意形状。 和水箱类似, 储水池设有进水管、出水管、溢流管、泄水管和水位信号管等。 储水池宜柞设置在地下室或室外泵房附近。

2室内给水方式

2.1直接给水方式。 室外给水管网的水量、水压在一天内任何时间均能满足室内的要求时, 可采用这种给水方式, 它主要适用于低层建筑。 由于室外给水管网可以满足室内用水的各项要求, 室内不需要设置水箱、水泵等其他设备, 因而这种给水方式的优点是投资较少, 施工方便且容易维护管理。

2.2设有水箱的给水方式。 室外给水系统的水质和水量能满足室内给水管网的要求, 但水压周期性不足, 或一天内某些时刻压力不足, 不能保证室内用水时, 如多层建筑, 可采用设水箱的给水方式。 这种给水方式的优点是:能贮备一定量的水, 在室外管网压力不足时, 不中断室内用水。 其缺点是:高位水箱重量大, 故需增加建筑结构如梁、柱的断面尺寸, 提高了建筑造价, 还影响建筑物的抗震和立面处理。

2.3设有水泵的给水方式。 当室外管网压力经常低于室内所需压力, 一是室内用水量较大并较均匀时, 可采用这种给水方式。 这种给水方式避免了前述设水箱的缺点, 但室内没有水量储备。 此外, 水泵是按室内用水量最大时和室外管网压力最小时的情况来设计的, 但这种情况在一天中出现的较少, 因此绝大部分时间内水泵是在低效率的情况下运行, 所以电能耗费多, 这是它的最大缺点。 这种给水方式常用在生产车间, 或者水泵开停采用自动控制或用变速电机带动水泵的建筑物内。

2.4没有水池、水泵和水箱的缩水方式。 当室外结水管网的水质和水量能满足室内给水管网的要求, 而水压不能满足要求时, 如小高层建筑, 可采用设水泵和水箱的给水方式。 来自室外给水管网的水进入贮水池, 通过水泵将水提升, 并且利用水箱调节水量。 当水箱充满水时, 水泵停止工作, 由水箱向室内给水管网供水。 而当水箱水位下降到设计最低水位 (水箱中的水快要用完) 时, 水泵再次启动, 向水箱和室内管网供水。 这种给水方式的优点是:水泵不必整天运转, 并可在高效率下工作。

3室内给水系统的管道布置与敷设

3.1管道布置。 建筑物的给水引入管, 从配水平衡和供水考虑, 宜从建筑物用水量最大和不允许断水处引入。 当建筑物内卫生器具布置比较均匀时, 应在建筑物中央部分引入。 引入管一般设置一条, 当建筑物中允许间断供水时, 需要设置两条。 引入管穿过承重墙或基础时, 管顶上部预留净空不得小于建筑物的沉降量, 一般不小于0.1m, 并做好防水的技术处理。 室内给水管道的布置与建筑物性质、 建筑物外形、结构状况、卫生器具和生产设备布置情况以及所采用的给水方式等有关, 并充分利用室外结水管网的压力。 管道布置应力求长度最短, 尽可能呈直线走向。 与墙、梁、柱平行敷设, 照顾美观, 并考虑施工检修方便。

3.2管道敷设。 室内给水管道的敷设, 根据建筑对卫生、美观方面要求不同, 可分为明装和暗装两类。

3.2.1明装。 即管道在室内沿墙、梁、柱、天花板下等处暴露敷没。 明装管道造价低, 施工安装、维护修理均较方便。 缺点由于管道轻面积大、产生凝水等影响环境卫生, 而且明显有碍房屋美观。

3.2.2暗装。 即管道敷设在吊顶、管槽、管沟、管道井等内部隐蔽敷设。 管道暗装时, 卫生条件好, 房间美观, 如标准较高的高层建筑、 宾馆等均采用暗装;在工业企业中, 如精密仪器或电子组件车间要求室内洁净无尘时, 也采用暗装。 暗装的缺点是造价高, 施工维护均很不便。

3.3管道的防护措施。 为使室内给水系统能在较长年限内正常工作, 除加强维护管理外, 还需要采取如下一系列措施。

3.3.1防腐。 对于不耐腐蚀的管道和设备, 不论明装或暗装, 都必须做防腐处理。 防腐的方法, 最简单的为刷油法, 即先将管道及设备表面除锈.明装管道刷防锈漆两道 (红丹漆等) , 再刷面漆 (如银粉) 两道。

3.3.2防冻、防结露。 设置在温度低于零摄氏度以下地方的设备和管道, 应当进行保温防冻, 如寒冷地区的屋顶水箱、冬季不采暖的室内和阁楼中的管道以及敷设在受室外冷空气影响的门厅、过道等处的管道, 在涂刷底漆后, 加设保温材料。

3.3.3防振、防噪声。 管网或设备在使用过程中, 因流速太大等原因常会产生噪声, 噪声能沿着建筑物结构或管道传播。 为防止噪声, 要求在建筑设计时使水泵房、卫生间不靠近卧室及其他需要安静的房间, 必要时可做隔音墙壁。 在布置管道时, 应避免管道沿着卧室或与卧室相邻的墙壁敷设。

参考文献

[1]周俏琼.室内给水排水系统安装的基本要点探讨[J].现代装饰 (理论) , 2011 (6) .

室内分布系统发展演进趋势分析 篇9

1.1传统室分组网方式简介

经过十多年的发展, 室内覆盖系统在技术上已经十分成熟, 总结近期室分系统建设特点, 目前典型室分系统结构如图1所示:

1.2传统室分系统的不足

随着移动网络由2G向3G以及后续的4G网络发展, 室分系统也在不断演变发展, 包括多系统合路、MIMO等技术均已在室分系统上得以实现, 但随之也带来了结构上的日益复杂、建设成本也逐步提高。综合分析, 目前室分系统存在下列不足:

(1) 有源设备抬升系统底噪。在大、中型室分系统中, 由于覆盖面积较大, 需要通过设置干放、光端机等有源放大设备对基站功率进行补偿, 而此类设备不可避免的会引起系统底噪提升, 进而影响网络质量和用户体验。在对网络质量要求越来越高的3G时代, 有源设备对网络质量的影响已经严重到不可忽视的程度, 而如何消减有源设备对系统性能的影响也逐步成为各运营商关注的焦点。

(2) 系统结构复杂。无线网经历了从2G向3G的演进, 并还将继续支持4G网络, 各运营商出于保护投资的目的, 大多选择在原有系统上合路的方式进行新系统的建设, 这就造成不同年代、不同类型、不同制式的设备纷纷接入到一套室分系统上, 造成目前室分系统的结构日益复杂, 加大了施工、维护的难度。

(3) 建设成本高昂。传统室分中主要以射频馈线为无线信号承载介质, 随着国际铜价的上涨, 此部分建设费用已经成为室分系统总成本的重要组成部分, 同时由于主干馈线消耗了大部分系统功率, 使得室分系统不得不通过增加信源设备、有源设备的方式对功率予以补偿, 进一步提高了系统造价。另外, 物业协调费用的不断上涨也是系统造价提高的因素, 其重要程度甚至影响到了各运营商的建设策略。

(4) 管井资源占用严重。传统室分系统需要占用大量的竖井、槽道和机房空间资源, 三家运营商各自建设各自的室分系统, 往往会使得弱电竖井墙面上器件密布、缆线纵横、弱电槽道中布满了馈线, 严重的甚至会影响分布系统的施工建设。

(5) 网络深度覆盖不足。随着移动通信系统所用频率资源向高频段的拓展, 射频信号穿透墙体的能力越来越弱, 分布系统的天线也逐步向天线入户的趋势发展, 但受限于施工难度、业主配合程度等因素, 很难实现理想天线点位的布放, 室分系统覆盖质量难以达到预期目标。

二、室分系统发展趋势

室分系统目前面临的众多问题已经引起了包括运营商、主信源厂家、室分厂家在内的全产业链条的关注, 国家相关部委也从保护固定资产投资的角度给予了关注。通过总结目前各方的最新进展, 预计室分系统在未来几年内有如下发展趋势:

(1) 有源设备数字化趋势。为减少干放、光端机等有源设备对2G、3G系统的干扰, 各室分厂家纷纷推出数字化有源产品, 通过对射频信号进行数字化取样来减少额外系统噪声的引入, 提高设备性能。有源设备数字化的同时还同时使设备尺寸大幅减少, 方便了工程建设。另外, 有源设备数字化, 也为有源设备网管系统的建设提供了条件, 解决了一直困扰各运营商的室分有源设备网管监控的难题。

(2) 分布系统光纤化趋势。为解决射频馈线带来的较高的能量损耗问题, 响应国家关于“节能减排”的建设理念, 室分系统已经逐渐开始向光纤化演进, 通过更低损耗的光纤资源作为系统主干, 将以往“大功率集中输出”的设计思路转变为“小功率多点输出”的思路, 从而实现了节约能源、节约材料 (铜材) 、节约空间、节约费用的目的。

(3) 有源设备多模化趋势。有源设备的数字化还为多套通信系统共用同一套有源设备创造了条件。利用数字化的信号取样、集成工艺的逐步提高, 以及光纤链路的宽带资源, 已有多家室分厂家生产出了能够同时放大多套系统信号的多模远端设备, 在简化室分系统结构的同时, 也为多家运营商的共建共享从提供了可能。

(4) 信源设备微型化趋势。3G主设备厂家针对室内覆盖应用场景的特点, 推出了包括Femto、pRRU等在内的微型化设备, 旨在通过微型化的信源设备、微微小区的网络定位, 抢占室内覆盖的产品市场。此外, 用户越来越强烈的个性化需求也推升了微型信源设备的发展, 在微微小区下开展更有针对性的特色业务, 将是下一阶段网络吸引用户的重要手段。利用微型信源设备, 还能够解决传统室分系统一直无法有效解决的“无线网络入户覆盖”的问题。通过用户需求引导用户主动安装微型信源设备, 在解决了网络覆盖的同时, 更利用丰富的业务应用维系和拓展客户群。

(5) 天馈系统共享化趋势。传统室分系统出于对2G、3G系统间的兼容性考虑, 以及不同运营商间竞争的因素, 一直未能实现分布系统的“共建共享”, 三家运营商各自建设、各自为战, 固定资产投资严重重叠, 也同步推动了物业协调费用的水涨船高。随着国家“共建共享”口号的提出, 一切的问题都不再是问题。室分系统的“共建共享”, 已经在北京、上海等大型城市, 以建筑基础设施建设规范的形式开始得到贯彻和执行。

(6) 天线系统MIMO化趋势。随着LTE技术的逐步成熟, 4G网络已经开始步入人们的视野, 引领着无线网络向“更高、更快、更强”的目标迈进。为了支持4G网络, MIMO技术在室分中的应用必将成为室分系统下一步的发展方向。中国移动作为4G网络的积极推进者, 已开始在现网中试点建设支持MIMO技术的室内分布系统, 新一轮的室分系统升级改造工作已经悄悄地拉开了序幕。

三、未来展望

结合上述趋势分析, 室分系统的在更远的未来将有如下趋势:施工更便捷 (馈线方式网线方式) ;维护更轻松 (有源方式无源方式) ;设计更简便 (合路方式多模方式) ;性能更优秀 (低噪声、高质量、多系统) ;应用更丰富 (微微小区下的特色应用) ;节能更环保 (低功率、低损耗、低成本、高功效) 。

展望未来, 室分系统最终可能将演化为图2所示结构:

CMMB室内覆盖系统建设研究 篇10

作为网络覆盖与网络优化的重要手段, 室内覆盖系统必将成为CMMB网络建设中的重要一环, 其设计目标是改善CMMB信号在建筑物室内的覆盖质量、实现目标覆盖区域的信号强度与信号质量达到系统技术参数要求之目的。

2 室内覆盖系统的组成

2.1 组成框图

CMMB室内覆盖系统主要包括信号源、传输线、信号分路设备、信号放大设备、室内发射单元, 组成框如图1所示。

出于网络建设、网络运行维护、网络内部管理的需要, 在建设较重要场合的CMMB室内覆盖系统的同时, 也应搭建其监控系统, 以进一步提高网络的运行质量与效率、降低运维成本, 为用户提供安全可靠、稳定且高效的服务。

2.2 主要组成部分

(1) 信号源

目标室内覆盖系统区域外部的CMMB信号。

(2) 传输线

各种传输线用以实现同频CMMB信号在室内覆盖系统中的传输。

(3) 信号分路设备

可实现信号源到不同目标室内覆盖区域的信号分路。

(4) 信号放大设备

可实现同频CMMB信号在室内覆盖系统中传输损耗的补偿, 以使信号到达室内发射单元时能满足无线覆盖的功率要求。

(5) 信号发射单元

对目标CMMB室内覆盖区域发射同频CMMB信号。

3 室内覆盖系统设计要解决的主要问题

信号源功率及系统功率的分布计算、传输线选择及布放方案、覆盖边缘的场强之确定、信号发射单元及布放位置的选择等, 是在设计CMMB室内覆盖系统时需要考虑的主要问题。

4 室内覆盖系统设计与建设的流程

4.1 现场勘查

建设CMMB室内覆盖系统, 必须首先对目标覆盖区域进行实地勘查, 掌握第一手资料, 其目的如下:

(1) 了解目标室内覆盖区域是否为CMMB信号的弱场强区或者盲区。由文献[1], 在用户密度大、收看需求高的室内场所, 若CMMB信号的电平低于-75d Bm时, 需建设室内覆盖系统。

(2) 了解目标室内覆盖区域的范围, 包括:是否需要覆盖电梯、地下停车场、地下街道、地铁线、隧道等特殊场合;需覆盖的楼层数及面积等。

(3) 进一步了解目标室内覆盖区域的结构, 包括:利用建筑物的结构图, 了解弱电管井等的具体位置及各楼层的结构以确定设备的布放位置与施工布线的走向与路由;了解建筑物的室内布置、材料结构、空间尺度等以便大致估算CMMB信号在其中的无线传输损耗。

4.2 覆盖预测

由于受到室内环境中很多实际因素的影响, 故不能用理论覆盖模型进行覆盖预测, 而需通过实地测试与估算得出目标覆盖区域中各处的信号场强情况。可以采用“模拟场强测试”法, 步骤如下:

(1) 把一小型发射机置于拟放天线之处。

(2) 适当设置发射机发射功率与发射信道。

(3) 用场强仪对目标覆盖区之内各方向 (尤其是边缘位置) 进行测试, 记录下各测试点处的信号强度。

(4) 通过发射机的发射功率与测得的各点的信号强度, 计算出目标覆盖区域内的无线传播损耗情况。

4.3 方案选择

不同的CMMB目标室内覆盖区域的情况各异, 则对CMMB信号的覆盖要求就不同, 且工程施工条件与施工难度也就不同。故, 选择CMMB室内覆盖系统的设计方案时应考虑。

(1) 工程造价

在保证系统信号质量的大前提之下, 尽可能地采用低成本方案。

(2) 施工难度

尽量考虑施工 (尤其是传输线施工) 较易实现的方案。

(3) 信号发射单元的布放位置、数量与输出功率

在保证信号优质覆盖的同时, 尽量做到多天线、低功率。

(4) 系统传输损耗

在综合考虑满足需求后, 尽量选择传输损耗较小的设计方案。

4.4 系统设计

系统设计是整个CMMB室内覆盖系统工程中最为关键的一步。

4.4.1 外部CMMB信号源的选择

外部CMMB信号源的选择对CMMB室内覆盖系统质量的影响甚大。由文献[1], 室外无线CMMB信号及通过有线电视网络传输的CMMB信号均可作为CMMB室内覆盖系统的引接信号源。

(1) 在有条件接收到稳定的室外无线CMMB信号 (要求其电平不低于-65d Bm, 且频谱纯净) 、部分区域可较流利的接收到室外无线CMMB信号, 而其它区域的场强较小甚至为0的目标室内覆盖区域, 可用其作为引接信号源。

(2) 在室内无线CMMB场强低于-85d Bm、室内95%以上区域无法接收到室外无线CMMB信号的相对封闭的建筑物中, 可引接有线电视分配箱或有线电视用户盒处由有线网络下行的CMMB信号作为CMMB室内覆盖系统的信号源。

4.4.2 信号传输与分配网的组网

(1) 两种组网模型及选择

①同频传输型

把从信号源引接的CMMB信号直接进行射频传输, 以同轴电缆为主要传输介质进行室内布线, 通过定向耦合器、功分器等实现信号分路, 再用信号发射单元进行信号的辐射覆盖, 必要时可用放大器来补偿系统的传输损耗。

②变频传输型

先把从信号源引接的CMMB信号变换为中频, 再对其进行传输、分配、放大、辐射。

③组网模型的选择

综合考虑各种因素, CMMB室内覆盖系统的传输与分配部分宜采用同频传输网。

(2) 同频传输网的分类及选择

根据CMMB目标室内覆盖区域的类型等实际影响因素, 同频传输型CMMB室内覆盖系统有4种组成方案。

①CMMB室内同频无源覆盖系统

从信号源处引接的CMMB信号, 通过带通滤波器 (无源) 、同轴电缆、无源器件、信号发射单元传送到目标覆盖区域 (一般为需要CMMB覆盖的面积较小的中小型楼宇的室内场所) 。以下为对该种系统中主要无源器件的简要说明:

定向耦合器:在CMMB室内同频无源覆盖系统中, 定向耦合器从主干馈线中分出一部分功率到支线 (副线) 中传输。相关指标有耦合度、方向性、隔离度、输入驻波比、工作带宽等。在工程实践中:应主要注意其耦合度与方向性指标, 而不能用隔离度指标去衡量相关产品的性能;一般地, 宜选用平行耦合或分支耦合机理的带状线、微带线定向耦合器, 并视应用场合及系统设计要求 (需耦合的量的大、小) 来确定强或弱耦合器的选择。

无源功分器:无源功分器将CMMB有线信号的功率以一定的比例分成若干路输出, 在CMMB室内同频无源覆盖系统中, 由于可能要用到无源功分器, 则可用的有二、三、四功分。在工程实践中, 应注意的是:微带线型无源功分器适用于中小功率的室内覆盖系统, “隔离度”为其主要指标;由于使用了同轴线结构, 同轴型无源功分器适用于大功率的室内覆盖系统。

②CMMB室内同频有源覆盖系统

从信号源处引接的CMMB信号, 通过带通滤波器、同轴电缆、无源器件、有源器件、信号发射单元传送到目标覆盖区域 (一般为需要CMMB覆盖的面积较大的大型楼宇的室内场所) 。

CMMB室内同频无源覆盖系统中的有源器件主要是放大器, 用以补偿系统中的传输损耗, 其主要指标有工作带宽、增益、噪声系数、驻波比等。

电缆选择以易施工及安全性为原则:在主干部分, 由于可沿直线布放或在管井中布放, 故可用较粗的电缆 (这样也可以减小信号的传输损耗) ;而在转弯处较多的支线部分, 宜采用柔软、细径型电缆;据相关ISO标准, 需采用防火电缆 (为降低工程造价, 使用阻燃型防火电缆) 。所选电缆应尽量布放于天花板中或隐蔽处。

③CMMB室内同频光纤覆盖系统

当CMMB目标室内覆盖区域比较分散、相距较远、地形较复杂时, 若用同轴电缆进行布线, CMMB同频信号在其中的传输损耗很大, 且工程难度也非常大, 则就可用光纤进行布线。显然:

(a) 宜选择抗拉抗折的单模光纤, 选择抗压抗拉能力强、可靠性高的野战光缆敷设传输主干线。

(b) 应根据实际情况选择F-P激光器光发机或DFB激光器光发机, 用从信号源引接的CMMB同频信号对激光进行强度调制 (已调激光在SMF上传输时损耗很小, 且理论色散值为0) 。

(c) 在光链路中, 为降低系统造价, 宜选择无源分光器。在接收端, 选用PIN管光收机。

④CMMB室内同频漏缆覆盖系统

交通隧道、地铁沿线、地下矿井、地下街道、电梯等狭长形的限定空间是无线电波传播的非自由空间, 电波在其中的传播损耗非常大。且狭长的通道地带使得施工空间窄小。故, 需采用导引辐射的方式来改善及优化狭长形限定空间中的CMMB信号场强, 最佳的导引辐射体是漏缆。采用漏缆进行电波遮挡空间之覆盖在文献[2]中亦有提及。

(a) 漏缆的选择

漏缆是传输线与天线的组合体, 存在耦合与辐射两种信号泄漏模式, 而只以其中一种为主, 则有耦合型漏缆与辐射型漏缆之分。

耦合型漏缆:常用的是椭圆孔耦合型漏缆, 其孔间距小于工作波长, 则缆内电磁场通过小孔衍射, 再激发漏缆外导体产生磁场, 经电磁感应后, 在外导体上产生CMMB信号电流并辐射出去。适于宽带频谱信号的传输。但由其辐射的信号无方向性且功率随着距离的增加快速减小, 故其垂直场强很不均匀, 由文献[3], 其场强分布呈蝶形。

辐射型漏缆:常用的是八字槽辐射型漏缆, 其槽间距与工作波长或半波长相当, 故CMMB信号可直接从八字槽孔辐射出去。其漏泄的电磁能量具有方向性, 相同的漏泄能量在辐射方向上相对集中, 且不会随距离的增加而迅速减小, 故其场强很均匀, 由文献[3], 其场强图呈圆形:

漏缆种类的选择:文献[3]对上述两种漏缆的长度耦合损耗、圆周耦合损耗、高度耦合损耗、水平耦合损耗进行了对比实测, 最终得出的结论是:八字槽辐射型漏缆的辐射特性较椭圆孔耦合型漏缆的更理想;前者在不同空间位置处的各种耦合损耗值较后者要小;前者的空间场强更加均匀 (如图4) , 类似于全向天线, 而在后者所覆盖范围内存在较多的盲区 (如图3) 。据此, 笔者认为, 宜选择八字槽漏缆来进行CMMB信号在狭长形限定空间中的优质覆盖。

(b) 对八字槽辐射型漏缆部分参数的界定

传输并辐射CMMB信号时, 为达到系统设计要求, 需对八字槽漏缆的主要参数进行界定, 如:槽的长度及倾斜度;所选漏缆的“辐射损耗”指标应当达到这一个室内覆盖系统的设计要求;传输衰减值应尽可能的小;等。

(c) 漏缆的安装施工

漏缆的安装位置对信号辐射损耗的影响很大。一般地, 应使其轴线与限定空间的墙壁保持20cm以上的悬距, 且离拐角处至少1m远, 并选用非金属牢固支架。当需要进行CMMB覆盖的线路较长时, 可考虑用干放来补偿漏缆的传输损耗。

4.4.3 信号发射单元的建设

考虑到需进行CMMB室内覆盖的场所各异之实际情况, 覆盖系统的信号发射单元有两种组成方式。

(1) 基于漏缆的发射单元

适用于对交通隧道、地铁沿线、地下矿井、地下街道、电梯等狭长形的限定空间的CMMB覆盖。

(2) 基于天线的发射单元

适用于对小、中、大型楼宇的室内场所的CMMB覆盖。

①CMMB室内覆盖需用到的天线类型

(a) 全向天线

(b) 定向天线

其辐射的功率较大程度的集中于其主瓣方向, 覆盖范围可控、覆盖距离较远。

(c) 室内吸顶天线

它是根据天线的宽带理论运用计算机辅助设计而得, 一般能达到在一定频带内的驻波比小于2或1.5的要求, 结构轻巧、安装方便。但其增益较低 (一般为2d Bi左右) 。

(d) 室内壁挂天线

其内部为微带结构, 一能满足在一定频带内较小驻波比的要求, 结构轻巧、安装方便。其增益一般在7d Bi左右。

②天线类型及其布放位置的选择

为了保证:室内与室外的CMMB信号不产生同频干扰、室内覆盖区域与周围区域有优质的信号无间断切换、CMMB终端在目标覆盖区域内的空间位置处均能正常接收信号;且由文献[1], 要保证室内覆盖系统的场强完整的覆盖到本区域的边缘 (其处CMMB场强值应不小于-75d Bm) 。就必须选择好天线的类型及其布放位置, 以保证上述覆盖质量。

由于传输、分配到每副天线的入口功率不大, 选择天线应以小巧、美观、易安装、与周围环境相和谐、并适合施工条件为原则:可选书本状、杆状、钻石状、帽状等小型天线。

天线的布放位置以易施工、距管井较近、相对靠边为原则:可采用“隔层对角布放”法来减小需要布放的天线之数量。

③天线辐射的边缘场强

在进行系统设计时, 边缘场强值主要取决于CMMB终端接收灵敏度、快衰落储备、干扰储备、噪声储备。

(a) CMMB终端接收灵敏度用以表征其接收微弱RF信号的能力。

(b) 快衰落裕量储备

在CMMB室内覆盖系统中, 由多径传播造成的RF快衰落比室外更严重, 故需考虑其裕量。

(c) 干扰储备

需视CMMB目标室内覆盖区域的CMMB场强情况而定。

(d) 噪声储备

当使用光纤 (CMMB室内同频光纤覆盖系统) 或当系统中应用了有源器件时, 需考虑一定的噪声储备。

4.4.4 CMMB室内覆盖系统噪声的分析

对于使用了放大器等有源器件的CMMB室内覆盖系统, 在设计时必须要考虑到系统噪声。若采用多级放大器, 在设计时还需考虑如何设置各级放大器的增益以最大限度的减小噪声对系统的影响。在设计CMMB室内同频光纤覆盖系统时, 需主要考虑激光器的相对强度噪声、光收机的前放噪声、光收机PIN管的散粒噪声。

4.4.5 室内覆盖系统的功率分布计算

在做相关工程设计时, 有两种计算方法。

(1) 正算法

由已然确定的信号源输出功率, 经CMMB信号传输与分配网, 求出每一个信号发射单元的辐射功率。

(2) 倒算法

①由模拟场强测试的结果及取定的边缘场强值, 推算出信号发射单元的辐射功率。

②再考虑信号传输与分配网的损耗。最后确定所需的信号源输出功率。

正算法与倒算法中均要计算CMMB信号传输与分配网的损耗。具体计算步骤可为:

①由信号发射单元的辐射功率要求及馈线布放方案, 确定布线长度、确定馈线及相关器件的选用。

②再对系统的信号功率按相关分配方式进行整条线路的损耗计算, 并精确计算出各点的信号功率。

4.4.6 监控系统

为保证各重要室内场所的CMMB覆盖网络的安全运行、并节省之后的运维费用, 应建立统一完善的CMMB室内覆盖网管监控系统。该系统完全独立于RF系统, 且其具有本地及远程监控功能, 见图2。

(1) 监控功能

①本地监控

通过监控系统的本地通信接口提供本地访问功能。

②远程监控

监控系统将监控信号回传至CMMB室内覆盖系统远程控制中心, 中心再利用覆盖质量智能反馈控制软件, 以程序自动或人工手动方式来调控该CMMB室内覆盖系统监控系统的相关参数。

(2) 监控系统的组成单元

①供电单元

宜优选能提供电源外部输入告警接口的电源模块。

②分路单元

把从CMMB室内覆盖系统的信号传输与分配单元及天线输入口处用定向耦合器耦合到的CMMB信号输出到检测单元进行功率检测。

③检测单元

检测CMMB室内覆盖系统的信号传输与分配单元的输入功率、输出功率、输出端口驻波比及天线的输入功率。输入功率检测可通过跳线从RF检测口引入被测信号、输出功率检测可通过跳线从RF检测口引入分路单元、驻波比检测可通过跳线从RF检测口引入输出端的前向信号及反射信号, 故, 检测单元应内置多个功率检测模块, 且其接口应均为485口。

④监控单元

应可与检测单元的各功率检测模块以485总线相连以采集功率检测模块的数据;应可提供用于远程监控的接口;应提供监控用蓄电池及可选配的FSK通信模块以作电源检测及温度检测。

4.5 工程施工

组织工程的施工与设备安装调测应按照已设计好的系统要求、按照相关工程规范要求及相关的设备安装调测规范要求, 进行线缆布放、设备安装与调测。

4.6 工程验收

工程验收是全面考核工程建设质量、检验工程设计与施工质量的重要环节。工程验收的依据是相关的工程验收规范。

参考文献

[1]张红, 秦龚龙, 唐月, 崔岩., 聂明杰.移动多媒体广播 (CMMB) 室内覆盖技术研究[J].广播与电视技术, 2008 (7) :32—37.

[2]韩伟.日本数字广播中“填隙器”的功能与应用[J].有线电视技术, 2009 (2) :14.