小型光纤通信系统（共9篇）
小型光纤通信系统 篇1
中小型水库是我国防洪工程体系和水利基础设施的重要组成部分。2007年的统计资料表明, 全国共有中小型水库8万余座, 其中41.99%的水库没有任何引警通信手段, 大多装备陈旧落后, 性能可靠性差, 在发生暴雨洪水时易产生通信中断式拥塞, 难以及时地对外报警和组织抢险严重威胁上库下游地区人民生命财产安全。惨痛的教训历历在目。“75.8”河南大洪水中国通信中断, 灾区情况不明, 给指挥调度和组织抢险带来了极大的困难, 造成了数十万群众生命和财产损失的惨痛结果。这次洪灾中的唯一通信信息, 是处于洪灾中心地区的解放军某部的短波无线电台。在利用此无线电台向武汉军区报告当地灾情后, 才使中央得以初步掌握灾害情况, 迅速组织抢险救灾。“5.12”汶川大地震虽然发生在通讯技术高度发达的今天, 但是各种通信方式还是在瞬间中断, 地处几百公里以外的许多城市也受到这次地震影响, 通信长时间的拥塞而形成盲区。这次地震发生后, 唯一从震中汶川发出的灾情信息是林业部门的海事电话, 为有关部门及时确定震中、了解灾害情况和快速反应带来了宝贵的通信信息。所以说, 通信是防洪减灾工作的生命线和顺风耳, 建立健全完善的防汛预警体系, 对确保中小型水库安全有着深远意义。
中小型水库历年来在防洪、养殖、灌溉、发电、航运、水产、城镇生活用水等方面, 都发挥着重要作用。但是经过几十年的运行, 中小型水库普遍存在着防洪标准低、质量差、隐患多等问题。严重影响了工程的运行和经济效益的发挥。我省共有中小型水库2 324座, 其中大多数水库没有可靠有效的通信预警手段。一旦发生洪涝灾害, 公网遭到破坏, 使通信中断, 将导致下情无法上达、上情无法下达, 给中小型水库安全调度带来极大困难。水火无情, 瞬间就会造成灾难。因此, 建立健全我省中小型水库通信预警系统十分重要, 若突发灾情, 就可以在第一时间内及时、准确地把险情、灾情、雨水情等上报指挥部门, 为抢险争取时间, 最大限度地保护国家和人民群众的生命及财产安全。
一、系统建设目标与范围
1. 建设目标。建设目标1:保证重点中型水库具备两套可互为有效备用的通信手段, 保证一般中型水库和重点小型水库至少有一种通信手段, 建设目标2:在中型水库和部分重点小型水库建设水雨情自动测报系统。建设目标3:加强重点地区应急通信设施建设与储备。建设目标4:在重点中小型水库地区建设预警系统。
2. 范围。建设目标1的建设范围为所有未达到目标要求的中型水库和重点小型水库。各地方纳入建设范围的重点小型水库要综合考虑水库下游人口和经济情况、对社会和环境的影响程度、库容和坝高、防洪抗旱及水资源调度重要性等因素。已完成除险加固或已列入除险加固规划, 并与项目建议书建设目标相一致的中小型水库, 将不再考虑。
建设目标2的建设范围为所有未建水雨情自动测报系统的中型水库和确有必要的重点小型水库。
建设目标3的建设范围为部分重点地区防汛指挥部门。主要包括在重点省级防汛指挥部门建设应急机动通信系统。在部分水库比较集中、通信技术手段难以逐个建设通信系统的水库, 或是限于现有的管理体制难以单独配置通信设备的水库所在地区, 集中储备应急通信设备, 以便调配使用。力争通过集中储备的方式, 来解决未纳入目标1建设范围的所有中小型水库的通信问题。
建设目标4的建设范围为部分重点中小型水库, 选择水库威胁范围较大, 下游人口较多, 现有预警系统不能满足要求的地区建设预警系统。即在已实现目标1水库的险情能够传输到周边村、镇或县的基础上, 通过建设喇叭、警报等各种预警手段, 为受水库威胁的城镇、乡村、居民点、学校、工矿业等地的群众发布预警信息。
二、目前我省水利通信系统现状
河南省的水利通信网络由省、市、县防汛指挥中心3个主要部门组成。
全省水利通信网络是以省防汛指挥部为中心, 通过防汛微波通信网、水利信息网等两条主干网络, 连接各地市防汛中心实现水雨情等信息的及时上报。县级防汛指挥单位和省管大型水库, 通过水利信息网和市级防汛部门相连接。而大多数中小型水库不具备有效的通汛预警手段和信息上报的途径。
1. 防汛微波通信网。20世纪90年代, 我省在全国较早引进了微波通信设备, 作为公网的补充和防汛应急保障的重要手段。防汛微波网主要以一点多址微波通信系统为主, 以租用黄委、淮委、电业局微波电路为辅组成的。主要解决豫南及淮河流域的省管大型水库的语音通信。经过15年的运行, 由于没有安排相应的资金实施更新换代, 专网技术性能差、功能单一、安全运行大大减弱急需升级改造。
2. 水利信息网。以省厅为中心, 18个市水利局分为二级分中心, 市管大型水库和县水利局为三级分中心, 利用公网形成了三级网络。目前, 省信息中心防汛、通信网络仅仅联通到市级水利部门。县级还未建立, 而中小型水库基本分布在县级以下。县水利主管部门无法通过信息网络及时掌握水雨情信息。
三、通信预警系统的建设
根据水利部办公厅《关于编制全国重点中小型水库防汛通信预警系统建设项目建议书的通知》 (办水文[2008]315号) 的相关要求, 我省提出了建设重点中小型水库防汛通信预警系统项目。系统总体结构图如图1所示。
该系统由通信保障系统、水雨情自动测报系统、应急通信系统和防汛预警系统4个部分组成。
1. 通信保障系统。通信保障系统包括:无线接入、微波通信网络和水利信息网。通过对现有的网络升级改造和扩容, 充分利用公网资源, 保障通信网络覆盖到全省82个县 (区) 。如图2所示。
2. 水雨情自动测报系统。水雨情自动测报系统由雨量观测设施、水位观测设施和通信设施3个部分。目前, 全省已建立水雨情遥测站801处, 19座大型水库和108座中型水库也已全部建设水雨情自动测报系统。今后, 已重点加强中小型水库的水雨情自动测报系统建设。通过在中小型水库配置雨量剂、水位剂、报汛、通信设备等实现水雨情自动测报网络覆盖全省。如图3所示。
3. 应急系统。应急系统由短波通信、卫星通信、超短波通信和应急通信设备的储备4部分组成。省市二级防汛指挥中心利用短波固定电台和移动背负电台, 形成一个独立的短波通信网。省防汛指挥中心卫星中心站与车载、移动卫星站通过卫星电路实现抢险救灾现场与省防汛指挥中心之间的双向数据图像传输和异地会商。如图4所示。
4. 防汛预警系统。防汛预警系统包括:县级防汛预警平台建设和村预警设施建设。在83个县市级防汛部门建立水库预警系统, 区域内的水库水雨情的信息和省市水库等各方面的险情信息, 汇集与平台, 县级防汛部门根据水库险情和预测情况及时发布预报预警。同时, 水库所在乡、 (镇) 村建立水库, 群防群测监测点, 开展监测预警工作。如图5所示。
四、结束语
我省数量庞大的中小型水库, 是防汛工程体系基础设施的重要组成部分, 由于水库总量大且病险多, 灾害频繁发生, 中小型水库通信预警设备严重不足, 也是水库安全运行的重要隐患。随着社会经济的发展, 对信息的要求越来越高, 因此, 加快建设河南省重点中小型水库通信预警系统、切实改善通信预警条件、确保每座中小型水库都有一套有效可靠的通信预警手段, 才能从根本上解决中小型水库中通信预警。该系统的建立必将提高中小型水库抗洪减灾的能力, 保障我省水利事业在可持续发展的道路上稳步发展, 为整个社会带来巨大的经济效益。
小型光纤通信系统 篇2
学习总结报告
一、布局方案的评估
1、产品的基本参数对布局方案的影响
在产品开始进行布局设计之前，系统工程师会给出产品设计的一些基本参数，在这些参数中需要重点关注的参数有：电源供电线的要求、端口的类型及数量、接口的类型及数量、天线的类型及数量、设备的工作温度及安装方式、设备的尺寸、设备的类型以及设备的散热方式。
2、人机工程对部分方案的影响
主要关注结构件安装方式、整机的安装方式，整机的包装运输方式对布局方案设计的影响。
3、热设计对布局方案的影响
分别从设备的散热方式、设备的安装方式以及设备的工作环境三个方面来评估布局设计方案的可行性，如设备的散热需求高，可能需要选择散热好的布局方案，从而会牺牲设备的体积。
4、工业设计对布局方案的影响
从工业设计的角度出发，往往要求设备的体积做到最小，但是这样往往会增加设备布局的难度，这时需综合评估产品的基本参数要求，以及散热的需求，对布局方案进行优化设计。如果在结构布局阶段发现需要在设备上开散热孔或风扇孔，可以与工业设计师商讨如何布局可减少开孔对造型设计的影响。
5、可生产性工艺对布局方案的影响
主要从主板与外壳的固定方式、主板散热材料的装配方式以及两块板之间的连接方式对产品布局设计的影响。
二、布局方案的详细设计
在产品布局设计评估完成后，就需要开始正式的布局方案设计了。在方案设计阶段，一般都需要设计两到三种方案给项目组选择，可以推荐组内觉得最优的方案给项目组。布局方案的详细设计方案分以下四步进行：
1、基本设计思路
在开始布局设计之前，首先需确定产品的系统组成方式，一般情况下产品的系统都会包含主盘、从盘、天线、屏蔽盖等部件。布局方案的设计基本上就是考虑主盘、从盘的堆叠排布方式，同时考虑天线安装、散热方式等对堆叠的影响来确认布局设计方案。
2、系统结构尺寸及布局
在确认了主盘、从盘的堆叠方案后，就会对主盘、从盘的外形、尺寸进行准确的设定。在进行外形、尺寸设定时需要和硬件设计工程师进行讨论确认。
3、安装环境与安装方式
布局方案确认后需模拟安装环境与安装方式，建议布局方案是否符合实际使用环境。安装方式有三种：平面放置、挂墙安装、天花板吊装。大多数时候小型化通信设备都需要同时满足三种安装方式，这就需要在布局设计初期就考虑散热对产品的影响。
4、布局方案的组内讨论
小型光纤通信系统 篇3
多智能体系统(Multiagent System,MAS),作为分布式智能控制研究的一个重要分支,涉及精密机械、机电一体化、传感、无线通信、图像处理与识别、决策规划、多智能体协调和自组织学习等诸多领域的前沿研究和技术融合。而小型足球机器人系统,作为MAS的一个典型应用,工作于动态变化和不断竞争的环境下,是一种较为复杂的多智能体系统。系统任务的完成需要多个机器人之间的协作。而协作必然就需要在多个机器人之间进行通信[1]。
这种动态变化和强烈竞争的竞赛环境,对通信的要求有:实时性:如何高效地进行通信;鲁棒性:如何提供系统通信的可靠性和抗干扰能力;可移植性:如何将硬件、软件进行模块化设计,以适应硬件和软件的不同接口,让无线通信系统具有一定的适应性。
基于以上的需求分析,本文提出了一种基于ARM和DSP技术,有基础设施建设的小型足球机器人无线通信系统的基本架构,并分别对小型足球机器人系统的主控单元和各个执行体无线通信部分进行了软、硬件设计。整个系统硬件设计稳定、接口丰富,软件设计灵活;通信的有效性和可靠性有保障,通信的实时性和自适应性也较好。
1 设计思路与系统架构
1.1 设计思路
机器人通信方式与机器人的应用场合,也即是通信需求密切相关。目前,机器人的通信方式主要分为:
黑板模式 即一段公共的存储区被多个机器人共享,它们可以对这段存储区进行写入和读取。这块公共的存储区,就像黑板一样被多个机器人所使用。
联邦模式 多个具有一定共性的机器人组成一个联邦,再由不同的联邦构成整个机器人通信系统。联邦内的通信直接在联邦内进行传输;联邦间的通信由每个联邦的中继点像网关一样进行转发。
广播方式 一个机器人发送,多个机器人接受。
点对点方式(Point to Point) 一个机器人发送,被授权的机器人接收。
黑板模式让多个机器人共享一段存储区,简化了通信模式和控制的设计,但是必然会引起通信竞争,需要信号量对存储区进行互斥控制和优先级管理。联邦模式将整个通信系统进行分级管理,可以获得很高的效率;但是一般只适用于密度较大、分布较广的多机器人系统。广播的洪泛常常使得通信阻塞。而点对点方式,通信效率比较高,节省频带。此外,通信系统的设计还需考虑最大可能地抑制通信间的干扰,保证通信的高效性和可靠性。这一点,常常通过频分多址(FDMA)、空分多址(SDMA)、码分多址(CDMA)技术实现,而不采用时分多址(TDMA)。因为时分多址会引起激烈的竞争[2]。
正是基于以上的设计思路,一个高效、可靠的小型足球机器人无线通信系统要求其物理层尽可能降低干扰;同时为了实现所需的通信模式,要求通信系统硬件接口丰富、软件设计实现灵活;通信系统的实时性能满足小型足球机器人竞赛的要求[3]。
1.2 系统架构
系统框图如图1所示。小型足球机器人系统包括:主机端:完成机器视觉和决策规划;通信部分:保障无线通信的高效性和可靠性;足球机器人端:识别和分析接受到的命令数据,完成比赛动作。
这种无线通信系统架构的优点如下:
(1) 主机通信功能的实现采用了ARM7-LPC2114芯片,其体积小、功耗低;运行时钟较高;片上外设和接口丰富,便于系统功能的扩展;软件开发支持C语言,便于程序的模块化设计,提高软件设计的速度,并从软件上提高系统的健壮性;支持在其上移植嵌入式操作系统(如μC/OS,μCLinux,VxWorks等),可以更方便地嵌入现有的网络通信协议和应用程序,降低了嵌入式系统设计实现的复杂度,增强了系统的可扩展性和稳定性[4]。
(2) 足球机器人本体通信功能的实现采用了DSP-LF2704芯片,其数字信号处理能力较强,便于进行实时处理,甚至可以进行简单的视频编、解码,以实现要求不太复杂的机器视觉实时处理;片内流水线作业,多个控制和运算部件并行工作;片上接口比较丰富,甚至可以将足球机器人通信和电机驱动、控制的功能在一片DSP-LF2704中完成,使得系统复杂度降低,稳定性得到提高[5]。
这两种系统协同工作,发挥各自的优点,以达到整体系统的最优设计,满足比赛对足球机器人通信系统的要求。
2 系统硬件设计
2.1 通信模块的选型
作为无线通信的空中接口,通信芯片的选型会直接地影响到系统通信的高效性和可靠性。通过对系统无线通信需求的分析,本系统选定板载Nordic公司nRF2401芯片的PTR4000模块作为无线数据收发模块[6]。
PTR4000无线数据收发模块,工作于2.4 GHz全球开放ISM频段;采用GMSK调制,抗干扰能力强;125个频道,满足多频点通信和跳频通信的要求;内置硬件CRC检错和点对多点通信地址的控制[7]。
硬件设计方面,PTR4000工作电压范围为1.9～3.6 V,与ARM7-LPC2114,DSP-LF2704的I/O口3.3 V TTL电平是兼容的。此外,为了提高PTR4000引脚的驱动能力,采用了一片74HC244缓冲器作为隔离。PTR4000的四种工作方式由引脚PWR,CE,CS控制,如表1所示[8]。
使用PTR4000之前,需要在配置模式下对它的120 b的配置字进行配置。此后,便可使其进入发射/接收模式,进行正常的数据发射和接收。不需要进行数据发射和接收时,可以使之工作在待机模式或掉电模式。PTR4000的配置以及数据的发射和接收都可通过SPI接口完成。
此外,PTR4000的工作频率为2 400～2 524 MHz,有125个频道可选。射频工作频率的计算公式为:
Channel Frequency=2 400 MHz+RF_CH*1 MHz
其中:RF_CH为所选的频道号,取值范围为[0,124]的整数。据此,本系统便存在两种可选的通信方案。
(1) 频分多址方式:
不同足球机器人的通信模块采用不同的频道。多个足球机器人同时不同频地工作,提高的通信的效率而不会产生信道上的冲突。在频道资源的允许下,隔频使用,加宽使用频道间的隔离带,可以进一步降低信道间的干扰。
(2) 跳频方式:
根据系统要求,设计合适的跳频图案,降低外来干扰。足球机器人在竞赛过程中,难免有各种各样的人为和非人为的干扰。跳频系统的扩频处理增益和抗干扰的概率或效率公式为:
Gain=B2/B1=N; P=1/N;
式中:B1,B2分别为跳频前后的带宽。由此可知,跳频技术能够大大提高通信系统抗干扰的能力。综合比较两种方案:第一种频分多址方式实现简便;第二种跳频方式性能好,但是其实现的系统开销也大,可能会影响通信的实时性。所以,本文选择第一种方案作为主要的通信方式,第二种方案为备用方案。
2.2 主机端通信硬件设计
主机端通信硬件设计,采用了Philips推出的LPC2114作为主控芯片。该芯片采用ARM7内核,基于精简指令集(Reduced Instruction Set Computing,RISC),总线宽度为32位。时钟可通过PLL(Phase Lock Loop)对外部时钟进行倍频,可实现最大为60 MHz的CPU工作频率。片上通信外设有2个标准的UART,2个SPI接口和1个I2C接口。该芯片支持“在系统编程”和“在应用编程”两种编程模式。此外,该芯片采用双电源设计,CPU内核电压范围是:1.65～1.95 V,I/O操作电压范围是3.0～3.6 V;支持空闲和掉电两种低功耗模式,功耗非常低[9]。因此,采用LPC2114作为主机端通信的主控芯片,外围电路简单,系统可靠性高。
主机端通信硬件系统,作为联系主机和底层足球机器人的纽带,其主要任务是接受、缓冲主机发给底层足球机器人的数据;监控和测试通信的信道;根据信道的特性,对缓冲的数据进行成帧处理,进行信道编码,以保证传输的可靠性。
主机端通信嵌入式系统的总体框图如图2所示。主控芯片采用双电源低功耗设计,所以电源上使用L7805,LM1117T-3.3和LM1117T-1.8三种稳压芯片,以满足系统对I/O口和内核电压的不同要求。系统时钟由外接无源11 MHz晶振通过片内的PLL倍频后产生。芯片编程下载ISP方式,通过UART串口即可完成,节约开发成本。系统的人机接口,使用数码管显示和行列式键盘输入。数码管显示用户自定义的数字信息,可以让用户了解通信系统是否工作正常,以及系统的工作状态如何;行列式键盘输入,在调试时,可以让用户进入特定的调试状态,输入所需的命令,切换通信系统的工作状态,已达到现场快速调试的目的。通信部分:主机发送来的信号为典型的232电平,须经MAX3232转换为3.3 V的TTL电平后,才能由主控芯片的UART接受。其次,经过主控芯片成帧、信道编码后的数据,需要通过数据收发模块PTR4000,发送给各个底层足球机器人。数据发送模块PTR4000与主控芯片的SPI接口都工作于3.3 V的TTL电平,两者兼容,可以直接相连。但是为了提高PTR4000引脚的驱动能力,所以在它们两者之间用74HC244加以缓冲,以保证通信的可靠性。
2.3 足球机器人端通信硬件的设计
足球机器人端通信硬件的设计,采用TI公司推出的TMS320LF2407作为主控芯片。该芯片采用低功耗设计,片内有32 KB FLASH程序存储器,片上外设丰富,有串行通信接口(SCI)、串行外围接口(SPI)、PWM波发生器、模/数转换接口等,非常适合既涉及通信又涉及控制的应用场合。
足球机器人端通信硬件系统,主要负责对主机发送的数据进行接收,其包括对接收到的数据进行信道解码;对解码后的数据进行拆帧处理,提取有效的信息;必要时,需要向主机应答。
足球机器人端通信的硬件系统,与主机端通信系统基本类似。其采用了+5 V和+3.3 V的双电源设计;外接15 MHz有源晶振倍频;外扩64 KB程序存储器,64 KB数据存储器;使用SPI接口,经74HC244缓冲,从PTR4000模块接收数据。此外,因为LF2407片上有丰富的控制外设,所以电机运动控制算法也可以在LF2407上完成。这样可以使得外围电路设计简化,系统复杂度降低,稳定性提高。
3 系统软件成帧和信道编码设计
嵌入式系统软件的设计,首先需要调试所要使用的片上、片外硬件资源的功能和性能;其次,将基本的硬件操作代码,封装成基本的驱动库,供高层的算法所调用。本系统主机端和足球机器人端的软件都采用C语言开发,方便代码的维护和移植。其重点在于如何设计各通信链路的帧格式,以提高传输的高效性;如何设计简单的信道编、解码方法,以在实时性得以保证的情况下,提高传输的可靠性。
3.1 各通信链路的帧格式设计
本系统通信链路基本分为三个部分:从主机到ARM7-LPC2114主控芯片;从ARM7-LPC2114主控芯片到无线通信模块;从ARM7无线通信装置的无线通信模块到DSP无线通信装置的无线通信模块。各链路的帧格式如图3所示。
第一部分链路都是有线通信,通信环境较好,加以屏蔽措施后,还可以进一步减少外界的干扰。此外,因为主机端的通信命令是不断产生的,所以即使存在极少量的通信差错,也是可以忍受的。据此,为了降低系统的复杂度,未对这部分链路的通信进行信道编码。
第三部分无线通信模块之间空中接口的通信环境,会因为无线信道的变化和足球机器人的运动而变得十分得恶劣。因此,这一部分的信道编码是必要的。首先,PTR4000无线通信模块板载硬件8/16位CRC(Cyclic Redundancy Check)功能;其次,ARM7-LPC2114主控芯片完成用户自定义的软件编码的工作。如果使用PTR4000的硬件CRC功能只能对第三部分链路进行信道编码;如果使用ARM7-LPC2114主控芯片进行软件编码,信道编码的对象是第二、三两个部分的链路。
3.2 信道编码的设计
由于无线通信模块PTR4000具有硬件CRC功能,通信信道软件编码方案为一种自适应编码方式:当通信环境较好时,只依靠硬件CRC进行差错的校验,或者在硬件CRC的基础上加入简单的奇偶校验;当通信环境较为恶劣时,在ARM7无线通信端采用(7,4)线性组合码和奇偶校验,进行信道编码。对于第二种方法,如果信源序列为:
分别对高4位和低4位进行(7,4)线性组合编码和奇偶校验后,产生如下的编码:
A5～A3是对S7～S4的线性组合编码,X1是对它们的奇偶校验;A2～A0是对S3～S0的线性组合编码,X2是对它们的奇偶校验。接收端接收到数据后,采用与生成矩阵相对应的检验矩阵进行解码和纠错。这样一种自适应编码方式是对编码有效性和可靠性之间矛盾的一种有效的协调。
4 结 语
基于ARM和DSP技术,有基础设施建设的小型足球机器人无线通信系统,融合了ARM处理器外设接口丰富、系统功能设计实现灵活和扩展能力强,以及DSP处理器数字信号处理能力强、便于实时处理的特点;为实现通信的有效性和可靠性,为通信各条链路设计了合理的数据帧格式和自适应信道编、解码方案。此套小型足球机器人无线通信系统的足球机器人端通信设备已成功于中国科技大学F-180 Robocup小型足球机器人系统中,在调试和比赛环境中均表现出了较高的通信质量和可靠性,帮助球队取得了不错的成绩。
参考文献
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小型医院监控系统调查方案 篇4
一、调查原因
随着科学技术的发展 , 社会不断的进步 , 医院监控系统主要是对出入医院的人员及病人的情况进行监控.医院科室多 , 出入人员复杂 , 为了保证医院及病人的安全 , 为医院建立一套智能数字监控系统是必不可少的.监控系统在医院中有着广阔的应用前景，小到肠胃疾病的内窥镜成像检查，大到疾病多种影像的综合诊断，以及异地的远程专家会诊，都是其用武之地，但最直接的应用点还要数危重急救病房和手术室。其功能除监看外，保障的是患者不受外界感染带来的安全，因此是广义上的保安。对手术室而言，由于受室内面积限制和手术规程要求，不可能容纳很多人员，特别是眼科等窄小手术部位，此时通过主刀医生的头戴微型摄像系统，在辅之以手术室四周墙面上多角度的摄像机，将可以对手术细节一览无遗，这对于培养医学院学生和医护人员的技能提高均是非常有利的。
二、医院监控系统的监控内容
医院监控系统对医院的重要部位进行重点监控 , 如：对医院各个大门口、各个主要出入口、门诊部、楼道、重要科室、电梯出入口等进行 24 小时全实时监控。
三、设计原则
1、本着器材先进、可靠的原则，选择器材和设备，力求做到技术先进，安全可靠防范严密，做到万无一失。各配套设备的性能和技术要求应协调一致，所有的器材应符合国家标准和行业规范。
2、系统设计应满足安全防范和安全管理功能的宏观动态监控、微观取证的基本要求，并符合现场条件下运行可靠，同时又兼顾操作简便，维护方便。
3、考虑节约资金的同时，并考虑建设和技术的发展，要有一定的灵活性和扩展能力，在相当长的时间内保持设备、系统具有一定的先进性。
四、监控方法及设备技术
1、数字硬盘录像机（型号 : JOY ZY-GK2006S）
多画面监视 可以 1、4、7、9、10、16个画面进行分屏，即可同时显示 1~16 通道影像。也可以全屏显示某一路摄像画面。
画面色彩调整 可以调整各个通道画面的亮度、对比度、饱和度及色调。
系统参数设置 用户可以根据需要设置视频及音频的码流，设置录像方式（多播和点播），以及开通或关闭通道的远程传输功能。
2、室内彩色摄像机
（型号 : JOYH ZY-HB25）
数字信号处理（DSP）功能降低拍摄网格图像时的彩色噪波。垂直数字增强和数字光圈矫正功能，增强水平和垂直边缘的信号强度，提供清晰图像。先进的数字背景光补偿（BLC）功能。拐点电路有效地扩大拍摄明亮物体时的动态范围。大于 52dB 高信噪比，提供自然图像。最低景物照度： F1.2 时 0.03lux。
3、智能高速球机
（型号 : JOY ZY-GS8276F）
能全方位转动，内置 22 倍 SONY 机芯一体机，能将图像拉近观看，或放大断电自动保护，摄像机菜单显示，自动扫描，两点间巡视功能，自动巡航标准 RS-485 通讯，OSD 工作状态显示功能，预置位字符编辑功能“爬行”精确捕捉目标，隐私区域遮盖功能可实现网络化。
五、调查结果
小型光纤通信系统 篇5
目前,在丘陵山区农田耕作中,机耕船是普遍使用的农业机械,但其耕作过程中操作者需下田操作且劳动强度很大。因而,常有学者称 “机耕船解放了牛,累死了人”。
机耕船亦称船式拖拉机,是我国独创的一种水田动力机械,通常由柴油机、船体、耕作机具3大部分组成,它适用于平原、湖区、丘陵、山区等各种不同类型的水田和沿海地区的滩涂田机耕作业,尤其是在拖拉机无法作业的深泥脚田可以很好地进行工作。
近年来,在丘陵山区,农机推广部门引进机耕船用于水田耕作,取得了一定的宣传效果;但在实际运用中,由于常用机耕船为乘坐式,质量大,转移难,不适应于丘陵梯田、小块田的耕作需要。
随着现代农业的不断发展,人们对农业机械自动化的需求越来越强,研制一种可以替代机耕船用于丘陵地区水田耕作的机械无疑是一个重要而又紧迫的课题。
在这种背景下,笔者参与设计了一种遥控机耕船。它采用6.3kW的柴油机:后置可拆卸(田间转移方便)旋耕刀组,可装拆扶手(扶手由于田间转移操作);整机质量控制在100kg,经测试可适应于丘陵山区梯田的耕作需要。
在小型遥控机耕船的设计中,灵敏可靠的无线通信是关键技术之一。为此,本文基于PC2132单片机和nRF905芯片,设计了一种无线传输系统,并进行了测试。
1 遥控机耕船的方案及工作原理
在遥控机耕船的设计中,LPC2132是整机控制MCU,nRF905是无线传输芯片。遥控机耕船控制系统如图1所示。
安置在机耕船体上的传感器采集机耕船的位置、速度、工作状态等信号传递给MCU,MCU通过通讯模块与人实现机器控制信号的交互。
2 无线通讯系统的硬件设计
2.1 芯片介绍
nRF905单片无线收发器工作于433/868/915MHz3个ISM(工业、科学和医学)频道,频道之间的转换时间小于650μs;工作电压为1.9～3.6V,32引脚QFN封装;自动产生前导码和CRC校验码,可以很容易通过SPI接口进行编程配置;外围器件连接简单,无需外部SAW滤波器[1]。无线通信系统,由两个终端组成:终端1和终端2。nRF905有两种工作模式和两种节能模式。两种工作模式分别是ShockBurstTM发送模式和ShockBurst RM接收模式,两种节能模式分别是掉电模式和STANDBY模式。nRF905的工作模式由TRX_CE,TX_EN,PWR_UP3个引脚的设置来决定,引脚功能如表1所示。
2.2 通讯子系统方案设计
为了实现通讯数据测试的可见行,本设计及实验中采用如图2所示的无线通讯系统。它由两个终端构成,终端内部之间的数据的传输通过串口来实现。发送端通过PC机(手持仪)串口给MCU(ARM7- LPC2132单片机)发送数据,然后MCU通过nRF905 把数据发送出去;接收终端通过nRF905接收数据,然后通过MCU把接收到的数据通过串口传给接收端PC机(手持仪)。
3 无线系统的软硬件设计
3.1 系统的硬件设计
此系统主要由接收终端及发送终端组成,各部分主要由主芯片、液晶显示系统和RS232串口等各功能模块组成。射频收发器为Nordic VLSI公司的nRF905,工作电压为1.9～3.6V。nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器和晶体振荡器组成,不需外加声表滤波器;高抗GFSK调制,数据速率为50kps,独特的载波监测输出、地址匹配输出和数据就绪输出ShockBurstTM的工作模式;自动处理字头和CRC,使用SPI接口微控制器通信,配置非常方便。此外,其功耗非常低。nRF905提供CD检测端,CD端可以指示载波检测,当空间有同频载波时,通知主控单片机暂时停发数据,因而避免信号的空中冲突[2]。
nRF905的硬件连接图如图3所示。
3.2 系统的软件设计
软件设计主要是由ARM7-LPC2132单片机的I/O口设置以及程序的调试为主,调试使用的软件是Ads1.2 。
LPC2132对nRF905的控制首先要对内部配置寄存器进行正确的设置。在此次程序设计中选择nRF905的工作频段为433MHz,输出功率为+10dBm,正常工作模式,不重发数据包,发送和接收地址为4个字节,发送和接收的有效数据位宽度为32个字节。nRF905的晶体振荡频率为16MHz,CRC的校验位为8位。nRF905提供SPI口的读写指令,当CSN为低时,SPI接口开始等待1条指令,任意条新指令均由CSN由高到底的转换开始[3]。下面主要介绍nRF905的发送流程和接收流程。
3.2.1 发送流程
1)当微控制器有数据要发送时,先检测CD端口,如果没有载波出现,则通过SPI接口,按时序把接收机的地址和要发送的数据送传给nRF905。如果检测到CD载波信号,转到接收流程。
2)微控制器置高TRX_CE和TX_EN,激发nRF905的ShockBurstTM发送模式。
3)nRF905的ShockBurstTM发送:射频寄存器自动开启数据打包,发送数据包。当数据发送完成,数据准备好引脚被置高。
4)当TRX_CE被置低,nRF905发送过程完成,自动进入空闲模式。发送流程如图4所示。
ShockBurstTM工作模式保证,一旦发送数据的过程开始,发送过程都会被处理完。只有在前一个数据包被发送完毕,nRF905才能接受下一个发送数据包。
3.2.2 接收流程
1)当TRX_CE为高、TX_EN为低时,nRF905进入ShockBurstTM接收模式。
2)650μs后,nRF905不断监测,等待接收数据。
3)当nRF905检测到某一频段的载波时,载波引角置高。
4)当接收到一个相匹配的地址,地址匹配引脚被置高。
5)当一个正确的数据包接收完毕,nRF905自动移去字头、地址和CRC校验位,然后把数据准备好引脚置高。
6)微控制器把TRX_CE置低,nRF905进入空闲模式。所有控制器等待数据进入,SPI准备发送。
7)微控制器通过SPI口,而后把数据转移到微控制器内。
8)当所有的数据接收完毕,nRF905把数据准备引脚和地址匹配引脚置低。
9)nRF905此时可以进入ShockBurstTM接收模式,发送模式或关机模式[4]。接收流程如图5所示。
LPC2132的串口通讯程序设计,主要是设定传输的速率为4800bps,数据传输为8位数,1个停止位,无奇偶校验。根据相应的发送端和接收端来设定发送模块和接收模块使能。在PC机软件设计中,串口通信模块负责PC机与下位机之间的数据通信。
4 实验测试分析
在发送和接收时利用示波器和万用表对nRF905的相关引脚进行测量结果如表2和表3所示。
5 结论
本设计实现了基于LPC2132和nRF905的无线通信。本系统主要用于无线机耕船的控制,采用PCB板自带天线时,无线通信的距离可达80m,通过发送端发送数据,在接收端能正确接收数据并显示在PC机上或手持仪上的液晶上。如果使用阻抗匹配良好的外置天线,视距传输距离可达300m以上。实验表明,该系统充分说明了nRF905的性能良好,实时性好,实用性强。在此基础上还可以实现无线遥控遥测,无线抄表,工业数据采集,机器人控制等[5]。
参考文献
[1]周波.nRF905无线通讯模块在无线数据采集系统中的应用[J].工业控制计算机,2005,18(7):7-8.
[2]黄智伟.无线发射与接收电路设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.
[3]啐启忠,朱客辉,耿田车.射频收发器nRF905及其应用[EB/OL].[2011-03-31].21IC中国电子,2004.
[4]荚庆,王代华,张志杰.基于nRF905的无线数据传输系统[J].国外电子元器件,2008(1):29-31.
小型卫星通信地球站一体化设计 篇6
所述的小型卫星通信地球站主要指等效天线口径不大于1.2 m的可快速搬移站型, 不包含天线在车辆等移动载体上固定安装使用的各类小型天线站型[1]。按卫星通信天线大小, 小型卫星通信地球站划分为0.3 m、0.5 m、0.7 m、0.9 m和1.2 m等5个种类。按搬移、携带方式划分为手提式、背负式、便携式和箱式 (依托交通工具搬移) 等几种形式[2]。
1 一体化设计构想
由于小型卫星通信地球站定位于方便搬移及快速展开应用, 设计时应遵循小型化和一体化结构设计原则, 满足设备重量轻、体积小、强度高的要求[3]。小型卫星通信地球站各站型结构设计应体现以下几个特点:
(1) 尽量实现天线、伺服装置、馈源、跟踪装置与通信主机机箱的一体化设计, 对于0.3~0.9 m站型该箱可作为天线座架平台使用[4];
(2) 提高整体设备的自动化程度, 尤其天线的自动捕获对星;
(3) 采用新结构、新工艺、新材料, 刻意塑造良好新颖的结构外形;
(4) 严格控制整机的结构重量, 使之使用轻便、可靠[5];各站型应具备防雨, 防风沙功能, 考虑设备的环境适应性能;尽量增强站型的抗风能力[6]。
2 各种站型对应搬移携带形式的分类
2.1 0.3 m天线站型结构 (手提式)
0.3 m卫星通信地球站体积小、重量轻、结构相对简单, 可设计为手提包式箱形结构。箱体结构外形 (长×宽×高) :500×300× (150~200 mm) ;手提式设备如果不作长距离搬移, 其重量不超过15 kg为宜;一人携带使用。
2.2 0.5 m天线站型结构 (背负式)
0.5 m卫星通信地球站由于天线直径与一般人体肩宽相近, 进行一体化设计时可根据通信设备箱宽度尺寸, 决定对天线是否作削边处理, 将天线与通信设备组合为背负式箱体, 由此使整体站型结构简单、规整、紧凑和低成本。
作为背负式设备 (箱体) 外形尺寸范围:长500~600 mm, 宽400~500 mm, 高180~220 mm。背负设备 (包括天线) 最佳重量是20 kg以内, 最重不超过25 kg一人携带使用。
2.3 0.7 m天线站型结构 (背负式)
由于背负式站型的背负箱体不宜超出人体肩宽 (一般人肩宽0.4~0.5 m左右) , 为此0.7 m天线站型须将天线削边、折叠或分解处理以避免天线两侧过于突出易遭碰损。
天线可分解为主面、侧面 (2块) 和顶面4部分, 天线分解方式如图1所示。主面和天线中心体构成一体, 与天伺馈跟箱结合为一整体背负设备。天线的主、侧、顶面组合使用快锁和精确定位结构保证天线抛物面的准确性。
侧面 (2块) 和顶面 (包括ODU) 结合为一背负箱或手提箱。背负箱的外形尺寸范围:长500~600 mm, 宽400~500 mm, 高180~220 mm。背负箱的重量在25 kg以内, 手提箱重量15 kg左右。
2.4 0.9 m天线站型结构 (背负式)
因0.9 m天线尺寸较大不宜与通信主体机箱结合背负, 可将天线分解单独成箱搬移;另外结构设计时考虑到天线较大, 风阻大, 一定要有提高抗风能力的结构加强措施。
该站型在进行一体化设计时, 应将通信主体机箱作为天线底部的配重体使用。为提高天线抗风能力, 特制背负箱的拉杆具有左右展开功能, 增大两杆地面跨距, 从而提高天线的抗倾覆能力。
全站型形成2个背负箱:天线解体成单独背负箱和终端设备背负箱, 背负箱外形尺寸范围:长500~600 mm, 宽400~500 mm, 高180~220 mm。2个背负箱的重量均在25 kg左右, 2人操作。
2.5 1.2 m天线站型结构 (箱式站)
由于1.2 m天线尺寸更大, 风阻相应增大, 需进行结构加强, 从而使整个站型的尺寸与重量都显著增加, 不适合进行长距离人力搬移。可以设计成箱式站型, 进行长距离搬移时依托车辆等交通工具完成。整个站型分为2个设备箱, 1.2 m天线及座架分解单独成一个箱体, 终端设备及功率放大器形成另一个箱体。
箱体外形尺寸范围:长600~700 mm, 宽450~550 mm, 高300~400 mm。两箱的重量均在35~45 kg左右;需2人搬运及操作。也可以将2个设备箱内所有设备合成一个较大的设备箱, 箱体重约65 kg, 安装拉杆及行走轮, 但同样需要2人搬运。
2.6 搬移携带形式小结
虽然在上面的论述中将0.3~1.2 m各站型所适用的携带、搬移方式做了相应归类, 但在进行一体化站型设计时, 携带方式划分应综合性整体考虑, 相临站型没有明显界限, 根据需求可交叉应用。
为了方便携带及搬移, 设备箱最好设计成多种搬运方式混合使用, 如背负式设备除了背负以外还可以拖拉移动, 箱式站可以短时背负及拖拉等。
3 典型站型一体化设计
3.1 一体化设计方案
在进行各站型结构设计时, 整体考虑天伺馈跟与终端设备一体化设计, 降低站型重量, 缩小外形尺寸[7], 又便于携带和快速展开应用。
0.3~0.9 m各站型的天线、伺服、馈源与通信主机机箱的一体化设计方案如图2所示。机箱在工作状态可作为天线平台使用, 由于有机箱作为天线座配重体, 在增大整个站型的抗风稳定性的同时, 降低了整体重量[8]。
3.2 0.5 m单收站一体化设计
0.5 m单收站采用背负形式搬移携带, 整体站型主要由天伺馈、终端机箱和调平机构等组成。进行天、伺、馈结构与终端设备结构一体化设计可以免除因分离带来使用上的繁琐, 做到结构简单、使用方便、重量轻, 便于携带和快速展开应用。
3.2.1 0.5 m单收站天线分解方式
为了便于站型背负携带, 同时兼顾终端机箱大小, 尽量减小站型收藏背负整体尺寸, 将0.5 m天线分解为主板、顶侧板和2块侧板, 分解示意如图3所示。
其中天线主板与天线座架固定在一起, 2块侧板及顶侧板收藏时拆下, 天线展开时使用快锁和精确定位结构与天线主板连接。
3.2.2 0.5 m单收站背架设计
背架是0.5 m站型一体化设计的关键, 背架的功能是将天线伺服与终端设备结合[9], 并尽可能利用空间将PDA和充电器等辅助设备组合成整体, 满足方便使用要求并实现一体化设计[10]。
背架一体化设计应使组合整体体积小、重量轻、造型美观大方。因此, 设计了U型框架结构的背架。U型框架是整体结构的关键件, 采用槽型结构, 其特点是强度高、刚性好、重量轻。在造型上凹槽空间又可提供调平支腿隐蔽收藏, 不增加站型的宽度尺寸。
利用U型框架右端天线安装的必需空间, 使之构成2个腔体 (贮藏室) 存放辅助设备PDA和充电器, 充分利用站型空间。
在U型框架的左端, 安装存放终端设备, 该设备两侧固定有转轴, 设备本身可依轴旋转, 使终端与框架随机离合十分方便。
为利用终端与贮藏室之间的富余空间设置一电缆箱, 存放PDA和充电器的连接电缆。
最终背架外形尺寸 (长×宽×高) 为498.5mm×333mm×103 mm;背架重量 (包括电缆箱) :3.2kg。
背架设计安装左、右调平支腿, 构成调平框架, 调平框架工作状态如图4所示, 框架前端设置罗盘和水准器为天线快速准确对星提供指示。
3.2.3 0.5 m单收站携带方式
0.5 m单收站的携带方式有2种:“背挎箱包”附身贴背式和将“背挎箱包”装在安装轮子的“拉杠箱”内, 地面推拉携行。第1种方式应用于无车单兵近途, 第2种方式应用于车载运输状态, “拉杠箱”作为存储箱使用。
“背挎箱包”的结构形式是将天线解体的部分, 分别装在整体包的左、右、上3个小包内, 所有包口采用拉链开合。为了防雨, 箱包均开口向下泻水。
为使箱包经久耐用且具挺形 (保持形状) 特征, 包体面料选用帆布材质并填充轻型包装材料, 包内设有绑扎措施, 保证设备的相对固定。箱包设置提手、背带和腰带, 人体与包接触的背挎部位采取软组织材料垫付使背挎舒适。
“拉杠箱”的加工同行李包拉杆箱, 内部尺寸按“背挎箱包”轮廓外形, 设提手。箱主体内衬橡胶板, 箱底箱盖填充薄软材质, 整体重量轻, 尺寸造型美观, 使用方便, 经久耐用。
3.3 0.5 m单收站一体化结构设计结果
进行一体化设计后, 站型达到减小体积的目标, 体积为 (长×宽×高) 为:500 mm×333 mm×193mm, 方便携带, 设备装箱包后提携、背挎方便舒适, 符合人机工程学要求[11]。
整个站型重量最终为10.5 kg (不含箱包重量) , 其中天伺馈2.9 kg, 终端4.4 kg, 背架3.2 kg, 达到一体化设计减轻重量的目的。
通过充电器和PDA等附属设备贮存位置及收藏状态下天线分解的3块面板进箱携带等结构空间一体化设计[12], 使站型结构紧凑, 空间利用率高。
为了使用和维修方便快捷, 其中充电器、PDA和终端机箱的存取、维修以及调平支腿的展开收藏均采用了快卸结构, 使用操作简单便利。[13]
4 结束语
针对0.3~0.9 m各站型所适用的携带搬移方式做了初步归类, 实际设计时应根据一体化站型设计原则综合性整体考虑, 选择最适合的携带搬移方式, 确定天线分解结构, 背架、终端及天线一体化综合设计, 采用复合材料结构等措施减小站型体积, 降低站型重量。
摘要：针对0.31.2 m五个种类的小型卫星通信地球站所适用的携带、搬移方式进行了分析与归类, 对相应站型的天线分解方式及站型一体化设计方案进行了归纳与概述。详细论述了典型站型特别是0.5 m单收站型的一体化设计方案和设计结果, 并详细介绍了0.5 m天线的分解方式及一体化设计的背架, 提出了0.5 m站型整体携带方案。
小型光纤通信系统 篇7
1 网络服务推广的总体思路
1999-02, 信息产业部决定对中国电信拆分重组, 将中国电信的寻呼、卫星和移动业务剥离出去, 原中国电信拆分成中国电信、中国移动和中国卫星通信等3个公司, 寻呼业务并入联通, 同时, 网通公司、吉通公司和铁通公司获得电信运营许可证。中国电信、中国移动、中国联通、网通、吉通、铁通和中国卫星通信七雄初立, 也形成了电信市场分层竞争的基本格局。在这种环境下, 中小型电信企业设想通过自身资源与企业文化相融合, 构建富有特色、最有吸引力的网络服务, 推动企业的发展。要将企业的品牌做强并推广, 必须要有非常明确的品牌发展思路, 其中, 要先有宏观产业理念和较强综合要素的配套发展思想;要站在大运营商的高度上, 积极开发、拓展网络相关产品, 加强区域合作;要加强对网络服务产品的宣传和推广, 将企业做大、做强。
2 政府着重引导, 企业积极配合
2.1 政府着重引导
当前, 通信行业的法律、法规建设还不完善, 政府要完善这一方面, 并通过较大力度的执法对通信资源进行保护, 对客户的消费行为给予必要的约束和引导。同时, 政府可以为通信企业提供一定的扶持, 给企业一定的优惠政策, 将企业的力量凝聚起来, 形成合力, 建设“诚信通信企业”, 塑造好的行业形象, 提高网络运营服务质量, 吸引更多的客户关注, 更好地为社会服务。
2.2 企业积极配合
通信企业可以与政府相关部门配合, 在相关政策的引导下, 二者共同协作, 通过各种渠道宣传企业相关产品。
塑造企业优秀文化, 促进企业可持续发展。好的企业理念对规范企业制度有很好的效果, 通过完善这些制度来提升企业发展的内涵和信誉度, 提升员工职业道德素质, 这样才能实现企业发展的永恒目标。通信企业文化是一种新型的服务经营型文化, 要塑造好这样的企业文化, 就要重视通信企业的服务意识、品牌意识和人文意识, 这也将有利于企业品牌形象的树立。
缺乏诚信是商业中最卑劣的作为。因此, 企业在自身的诚信建设过程中, 要自觉维护好行业的市场秩序, 通过塑造企业内在文化来树立良好的品牌形象, 增强企业诚信度。加强企业内部考核制度的建设, 企业才能有效地实现诚信经营。
3 广告宣传
广告宣传对通信企业的发展十分重要。通过宣传可以在客户心中为通信企业树立良好的形象, 它的运用在社会上的影响是不容忽视的。同时, 它也是一种公开的信息沟通方法, 能够拉近顾客和产品的距离, 因此, 企业产品推广离不开广告宣传。
通信企业可以通过电视、电台、报刊和网络等媒介为企业产品做广告, 也可以通过海报、广告牌、条幅和宣传手册进行推广。它提倡创新, 期待能设计开发出更多新颖的项目满足不同客户的需求。
4 节庆活动推广
通信市场的发展与网络产品的推广是分不开的。企业可以在北京、上海、广东等地举办具有企业特色的产品展示会;可以举办通信专业论坛, 邀请一些通信专家和优秀的通信企业作报告;可以举办一些洽谈会, 让企业通过这些活动会产生较多的经济效益和潜在的消费客源, 借此将企业的文化品牌打响, 提升企业的知名度。
5 行业合作和内容服务推广
中小型电信企业应与大型通信企业做好互联互通工作, 保证用户间通信的畅通。多与银行、电力、水利、医疗、公安、传媒和网游等企事业单位合作, 搭建网络服务平台, 从而在提高网络服务内容的同时, 为网络信息服务的推广做好支撑。
网络信息服务作为一种新型的服务行业, 其本身也是一种商品。从理论上看, 传统的服务行业都将被网络服务所取代, 比如网上购物、远程教育、网上缴费、网络视频和网络游戏等。
通信企业只有不断丰富网络信息内容来满足人们全方位的需求, 让更多的人接受服务, 才能使网络信息服务的市场得以延伸, 才能使企业的影响力不断提高。
参考文献
[1]通信行业的发展历程[J/OL].[2014-01-15].http://wenku.baidu.com/view/dd27008771fe910ef12df850.html.
小型光纤通信系统 篇8
关键词：中小型企业,通信工程,施工人才
一、引言
近几年, 电信行业产业结构不断调整, 大众对通信的需求不断发展, WTO过渡期结束及3G市场面临的发展, 带动通信工程建设市场有了较大发展, 客观上也带来了通信工程施工企业的发展。
对通信企业自身来说, 通信工程建设市场的大发展, 既有机遇, 又有挑战。一方面, 随着科学技术的进步, 各种规范、标准要求越来越高, 使得通信工程建设的技术难度和组合项目越来越复杂;另一方面, 随着市场的逐渐规范, 对通信企业各方面的要求也越高, 无序竞争将逐渐减少, 而竞争会越来越激烈。这种情况下, 通信企业要想更好地生存、发展下去, 必然要不断提高自身实力, 而各种人才是其必须关注的重点之一。
二、人才需求分析
相对于一些大型的施工单位来讲, 中小型的单位在人才方面相对处于劣势, 但通信工程的技术含量相对又比较高, 尤其在今后的发展更是如此。因此, 中小型的施工单位应该重视人才的引进及培养, 目前, 应该特别注重的人才有如下几种。
(一) 企业管理人才。
施工单位作为一个组织, 其构建也要满足组织的设置原则, 诸如任务目标原则、管理跨度原则、统一指挥原则、精干高效原则、责权利统一原则等, 也需要相应的管理人才。只有设置合理、人员得当, 才能充分提升组织的凝聚力, 也才能充分发挥组织的能量, 使企业在正确的轨道上发展。而现有的很多中小型施工企业往往是家族式的, 靠的是个人权威、家长命令, 大部分甚至全部重要岗位全部由家族成员占据, 使得视野很窄, 久而久之, 使人产生不被信任感, 感觉自己是“外人”, 由于看不到发展升迁的机会而心生倦怠, 甚至选择离开, 使得好不容易培养起来的人才流失, 导致企业的发展受到抑制, 缺乏后劲, 降低了竞争力。另外, 有些企业采取所谓“怀柔”、“温情”措施, 以此来留住人才, 当然, 这在某一阶段或某些特定情况下可以采用, 而且效果也不错, 但这只能作为权宜之计, 最终仍然要靠科学的规范、管理才能实现企业的长远发展。因此, 这些企业应该改变做法, 要培养、重视管理人才, 使自己的企业充满活力。
(二) 工程项目管理人才。
工程项目管理由于其在质量、进度、投资及安全等方面的成功控制, 在工程建设过程中得到了广泛应用。通信建设工程项目点多、线长、面广, 而且, 要保证全程全网的正常运行, 因此, 更需要加强相应的工程项目管理。加强工程项目管理必然需要相应的管理人才。由于工程项目管理和企业管理的区别, 需要的人才也是不同的。工程项目管理中, 项目经理制是核心问题之一, 因此, 除去一般的工程项目管理人才外, 项目经理的选择将是非常重要的, 甚至是举足轻重的。通信工程建设有自己的特点, 其项目经理除去一般意义上的要求之外, 即品质、能力、健康的体魄等, 还有特殊要求, 因为通信技术涉及的面广, 发展快, 并且不具有广谱性, 要求项目经理具有广博的通信知识, 而且还要有不断学习提高的能力, 因此, 培养一个真正的通信工程建设的项目经理不是很容易的事。目前, 很多企业的项目经理只是有实践经验的人员, 对一些问题只知其然而不知其所以然, 往往对出现的问题缺乏深入的认识, 不能及时处理或处理不当, 而使问题扩大。因此, 中小型施工企业要加强项目经理人选的选择、培养。同时, 当前的一个趋势是建造师将逐渐取代项目经理, 而建造师既需要有一定的实践经验, 还需要一定的理论知识, 往往又和企业资质联系在一起, 这也是施工企业要重视的一个方面, 要加强这方面人才的培养。
(三) 通信工程勘察设计人员。
通信工程勘察设计人员主要的任务是完成通信工程的勘察、编制完整的设计文档。目前, 通信工程设计单位需要专门的通信工程勘察设计人员, 施工企业是按照设计图纸进行施工的, 但同样需要勘察设计人员, 原因主要有两方面:其一, 我国的通信设计行业已存在几十年, 但到了现在, 除去个别院校外, 几乎没有专门培养通信工程设计人才的高校, 其原因主要是培养这样的人才需要有丰富经验的师资, 投入较高且没有太深的理论研究价值, 所以几乎没有所谓“门里出身”的通信工程设计人才, 造成了学电信不懂设计、学设计不懂电信的局面, 大部分设计人员都是靠经验, 甚至一些大的设计院也是如此, 这种情况下, 一些设计图纸未必没有疏漏、甚至原则性的错误, 因此, 如果施工企业有自己专门的设计人员, 极有可能发现这些错误, 从而可以避免整个工程项目建设走弯路, 给建设单位、施工单位带来巨大社会、经济效益;其二, 随着各种电信技术和业务的发展, 通信工程建设的各项标准、规范也将随之不断发展, 新的标准、规范不断出现, 旧的不断修订、完善, 而对这些变化, 设计人员会更敏感、理解更透彻, 因此, 施工单位有自己的设计人员, 能够很快掌握这些标准、规范, 在施工过程中, 能较快按照新的标准、规范施工, 可以避免很多质量、进度、成本方面的问题。施工成本对施工企业至关重要, 为更好进行成本管理、工程计量及经济效益评价分析, 也需要概预算人员参与。
(四) 通信工程勘察施工人员。
目前, 电信技术不断发展, 新材料、新工艺、新方法、新的施工技术等不断出现, 相关标准、规范不断修订、完善, 相应的对施工质量要求越来越严格, 对施工单位的要求越来越高, 而目前的状况是很多施工单位只有少数专门工程技术人员, 主要凭借经验进行建设, 这种情况的弊端一是很难保证施工质量, 二是在今后越发激烈的市场竞争中很难继续生存下去。因此, 企业必须引进、培养专门的通信工程勘察施工人才。
三、结语
小型光纤通信系统 篇9
继电保护装置在电力系统中担负着保证电力系统安全可靠运行的重要任务,而微机型继电保护装置是一种高性能的计算机测控系统,具有更高的可靠性和灵敏度,是电力系统中的主流保护。微机保护中的通信通道主要有电力载波、光缆和微波,这在微机保护的可靠性方面起着至关重要的作用。在高山峻岭或人烟稀少的地区专门架设光缆通信通道,不仅施工困难,而且专门架设光缆成本较高,用微波作为通信通道就不用架设光缆,另外,电力系统综合自动化系统因为地理环境技术条件等各种因素也会考虑微波通信技术,但微波作为通信通道,其设备成本昂贵。为了解决这一问题,就要不断采用许多新技术、新工艺,提高了装置的可靠性和抗干扰能力,把设备小型化,降低成本。微波通信中,定向耦合器用来监视功率、频率和频谱;把功率进行分配和合成;构成天线的收发开关、平衡混频器和测量电桥。特别是3dB定向耦合器更是一个不可或缺的重要元件,这一器件的需求量也越来越大。但是,传统的微带分支线定向耦合器占电路面积太多,在迅速发展的微波集成电路(MIC)和单片微波集成电路(MMIC)中,微带元器件的小型化扮演着不可或缺的角色。降低成本,提高集成度使微带元器件的小型化理论成为发展的趋势。对微波通信设备小型化,在保证高性能、高可靠性的前提下,不仅使得微波通信的体积减小,现场占地少,同时可以降低成本,提高电网的经济效益。
本文主要是将均匀终端开路短截线小型化的微带3d B分支线定向耦合器[4]用非均匀梯形微带线进一步小型化,解决微带线的重叠问题。对于非均匀梯形微带线用均匀微带线级联的模型来讨论参数特性。设计得到小型化的3dB定向耦合器参数满足要求,仿真S参数特性表明方法可行。
1 梯形微带线
对于传统的微带分支线定向耦合器都是用均匀微带线来进行小型化。为了能进一步小型化微带分支线定向耦合器,可以采用梯形微带线如图1所示。
单根非均匀微带线可以用N阶均匀微带单元的级联模型代替,相应单元的特性阻抗近似看作直线型渐变函数为Z(x i)(i=1,2,3N),每一单元微带线的电长度∆l=lN,相对应的电角度。则每一单元微带线的ABCD矩阵[ABCD]i=
整个梯形微带线的ABCD矩阵
计算出级联模型的ABCD矩阵,从而得到非均匀微带线的A参数特性。利用上述方法,当N取到合适值时得到非均匀微带线的A参数特性与均匀微带线A参数等效。
2 应用梯形微带线对定向耦合器小型化
2.1 短截线小型化3 dB分支线定向耦合器
应用短截线对传统的微带3 d B分支线定向耦合器进行小型化。主要通过在微带3 dB分支线定向耦合器的主线和副线上各加一条终端开路的短截线[3].。基本方法是利用主线和副线的A参数与添加均匀终端开路的短截线A参数等效,从而确定各条微带线的特性阻抗和电长度。
其中令:
按照这个设计参数设计小型化的微带3 dB分支线定向耦合器从理论上讲合适,但在实际制作电路时,添加的均匀终端开路短截线相互重叠在一起,这样影响定向耦合器的特性。为了避免均匀终端开路短截线相互重叠,将均匀终端开路的短截线用非均匀特性阻抗的梯形微带线代替。如图2所示。达到不影响定向耦合器特性的同时将微带分支线定向耦合器小型化的目的。
2.2 梯形微带线小型化3 dB分支线定向耦合器和ADS仿真
利用均匀终端开路短截线的A参数与两段非均匀梯形微带线级联的A参数对比相等,经过理论分析与计算对Z0=35.35Ω的微带线的均匀终端开路线Z2=23.21Ω,θ2=27.77和Z0=50Ω的微带线均匀终端开路线Z2=23.21Ω,θ2=19.17分别用两段非均匀梯形微带线级联等效,计算出非均匀梯形微带线的参数,设计出小型化的微带3 dB分支线定向耦合器,电路板图如图3所示。
由ADS软件仿真得到S参数特性曲线如图4,小型化后的梯形微带3 d B分支线定向耦合器在中心频率2.0 GHz处达到3 d B满足应用的要求。在高于2.5 GHz处S参数特性曲线发生畸变,需要进一步优化微带电路的结构,优化其参数,达到满意的效果。
3 结束语
本文用非均匀梯形微带线对微带3d B定向耦合器进行小型化,设计出的电路占原来电路板面积的60%,对设计出的小型化3 d B定向耦合器用ADS进行仿真得到的S参数曲线符合耦合器的参数特性。这将使得用微波作为电力系统综合自动化通道的设备小型化,现场占地少,同时能降低成本。能广泛应用于用微波作为通信通道的微机保护设备中,开拓出其潜力市场。
摘要：微机保护在电力系统中迅速发展,微波作为通信通道的通信方式也广泛应用,微带3dB分支线定向耦合器是微机保护微波通信设备的一个重要元器件,文章通过理论计算设计出新型梯形微带线小型化的定向耦合器,并在ADS仿真软件上进行仿真,分析仿真结果说明此方法的可行性。这种耦合器的低成本、高效、小型化等特点将在微机保护微波通信以及电力系统综合自动化领域微波通信方面发挥其巨大的潜能。
关键词：微波通信,微带耦合器,小型化
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