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室內系統(tǒng)設計論文:室內環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設計論文
1主控電路
系統(tǒng)的主控電路如圖2所示，由單片機學習開發(fā)板中的最小系統(tǒng)電路來完成。
2外圍電路
本系統(tǒng)的外圍電路基于主控電路的配置，包括溫度傳感器DS18B20、nokia5110液晶顯示屏、風扇(電動機驅動)、鍵盤、蜂鳴器、濕度傳感器濕度傳感器DHT11、可燃性氣體濃度傳感器MQ－2、加熱器YF3030012160J等。其中風扇(電動機驅動)、鍵盤、蜂鳴器等器件開發(fā)板上自帶，只需要配置剩余的器件即可。圖3溫度傳感器模塊原理圖溫度傳感器模塊原理圖如圖3所示，溫度傳感器的測溫范圍為－55℃－125℃，當室內溫度高于設置值30℃時，系統(tǒng)將報警，同時單片機通過達林頓管，啟動風扇，進行換氣，降低室內溫度，直到達到預期要求;當室內溫度低于設置值(20℃)時，系統(tǒng)將報警，同時單片機通過繼電器，控制12V直流電源，啟動加熱器加熱，直到達到預期要求。加熱器工作時的表面溫度為160±10℃;加熱器模塊原理圖如圖4所示。濕度傳感器模塊原理圖如圖5所示，濕度傳感器的測量范圍20－90%，當室內氣體濕度高于設置值(60%)時，單片機控制風扇的開啟，進行換氣，降低濕度，直到達到預期要求。可燃性氣體濃度傳感器模塊原理圖如圖6所示，當室內可燃性氣體濃度高于設置值(25%)時，系統(tǒng)將報警，同時，單片機將驅動風扇，進行換氣，降低可燃性氣體濃度。
3系統(tǒng)的實現(xiàn)
整個系統(tǒng)主要是由STC12C5A60S2單片機學習開發(fā)板中的最小系統(tǒng)電路和溫度傳感器DS18B20、圖5濕度傳感器模塊原理圖圖6可燃性氣體濃度傳感器模塊原理圖nokia5110液晶顯示屏、風扇(電動機驅動)、鍵盤、蜂鳴器、濕度傳感器濕度傳感器DHT11、可燃性氣體濃度傳感器MQ－2、加熱器YF3030012160J、等模塊電路構成，系統(tǒng)的實物圖如圖7所示。系統(tǒng)的主要功能是對室內的溫度、濕度和可燃性氣體濃度進行監(jiān)控，并在LCD液晶顯示屏上進行顯示，如圖8所示。為了更好地滿足人們的需求，提高環(huán)境的舒適度，人們能夠根據(jù)自身需要調整溫度、濕度的設置值。圖7系統(tǒng)的實物圖圖8監(jiān)測數(shù)據(jù)的顯示圖5結論本文設計的室內環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)采用STC12C5A60S2單片機作為系統(tǒng)的主控電路，以溫度傳感器DS18B20、濕度傳感器DHT11、可燃性氣體濃度傳感器MQ－2、nokia5110液晶顯示屏、加熱器YF3030012160J、風扇(電動機驅動)、蜂鳴器、鍵盤等外部設備，實現(xiàn)了室內溫度、濕度、可燃性氣體濃度的檢測、顯示、報警、控制等功能。與傳統(tǒng)的恒溫控制系統(tǒng)相比較，該系統(tǒng)集溫度、濕度、可燃性氣體濃度檢測、控制和報警于一體，成本較低，性能穩(wěn)定，應用前景廣泛，市場潛力較大，將環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應用于日常生活，能夠滿足了人們的生活需求，有利于改善人們的環(huán)境質量。
本文作者：劉姜濤工作單位：湖北第二師范學院
室內系統(tǒng)設計論文:室內裝修排水系統(tǒng)設計要點論文
摘要：室內排水管道的建筑安裝施工，應該為用戶提供符合使用功能的舒適、衛(wèi)生、安全、方便的衛(wèi)生設施。但室內給排水工程交付使用后，因管道堵塞或其它問題，常常會造成污水溢流、污染生活環(huán)境。如何通過合理的施工和正確的監(jiān)理手段使室內排水管道施工趨于合理與完善值得探討。
關鍵詞：室內排水管道;施工監(jiān)理控制;污水排水管道安裝;雨水管道安裝
0引言
由于建筑施工是個系統(tǒng)工程，室內排水管道施工不當就可能出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，特別是衛(wèi)生間排水管口與地漏更為嚴重。因此，有必要對室內排水管道系統(tǒng)施工控制的各各節(jié)點加以分析，并在重點部位加以控制，以提高室內排水管道施工的質量。
1污水排水管道與配件安裝檢查
1.1主要控制項目①隱蔽或埋地的排水管道在隱蔽前必須做灌水試驗，其灌水高度應不低于底層衛(wèi)生器具的上邊緣或底層地面的高度。檢驗的方法是：滿水15min水面下降后，再灌滿觀察5min，液面不降，管道及接口無滲漏為合格。②生活汗水鑄鐵管道及塑料管道的坡度必須符合設計的要求及相關規(guī)定。③排水塑料管必須按設計要求及位置裝設伸縮節(jié)。如設計無要求時，伸縮節(jié)間距不得大于4米。高層建筑中明設排水顏料管道應按設計要求設置阻火圈或防火套管。此項檢驗的方法主要是觀察檢查。④排水主立管及水平干管管道均應做通求實驗，通球球徑不應小于排水管道管徑的三分之二，通球率必須達到。
1.2一般項目的控制
1.2.1在生活污水管道上設置的檢查口或清掃口，當設計無要求時應符合下面的規(guī)定：一是，在立管上應每隔一層設置一個檢查口，但在最底層和有衛(wèi)生器具的較高層必須設置。如為兩層建筑時，可僅在底層設置閉立管檢查口，如有乙字彎管時，則在該層乙字彎管的上部設置檢查口。檢查口中心高度距操作地面一般為一米，允許偏差±20mm；檢查檢查口的朝向應便于檢修。暗裝立管，在檢查口處應安裝檢修門；二是，在連接兩個及兩個以上大便器或三個及三個以上衛(wèi)生器具的污水橫管上應設置清掃口。當污水管在樓板下懸吊敷設時，可將清掃口設在上一層樓地面上，污水管起點的清掃口與管道相垂直的墻面距離不得小于200mm；或污水管起點設置堵頭代替清掃口時，與墻面距離不得小于400mm。三是，在轉角小于135°的污水橫管上，應設置檢查口或清掃口；四是，在污水橫管的直線管段，應按設計要求的距離設置檢查口或清掃口。
1.2.2埋在地下或地板下的排水管道的檢查口，應設在檢查井內。井底表面標高與檢查口的法蘭相平，井底表面應有5%的坡度，坡向檢查口。
1.2.3金屬排水管道上的吊鉤或卡箍應固定在承重結構上。固定件間距：橫管不大于兩米；立管不大于三米。樓層高度小于或等于四米，立管可安裝一個固定件。立管底部的彎管處應設支墩或采取固定措施。排水顏料管道支、吊架間距應符合相關建筑標準的規(guī)定。
1.2.4排水通氣管不得與風道或煙道連接，且應符合下面的規(guī)定：一是通氣管應高出屋面300mm，但必須大于較大積雪厚度；二是在通氣管出口四米以內有門窗時，通氣管應高出門、窗頂600mm或引向無門、窗一側；三是在經(jīng)常有人停留的平屋頂上，通氣管應高出屋面兩米，并應根據(jù)防雷要求設置防雷裝置；四是如層頂有隔熱層應從隔熱層板面算起。
1.2.5如安裝未經(jīng)消毒處理的醫(yī)院含菌污水管道，不得與其他排水管道直接連接。
1.2.6飲食業(yè)工藝設備引出的排水管及飲用水水箱的溢流管，不得與污水管道直接連接，并應留出不小于100mm的隔斷。
1.2.7通向室外的排水管，穿過墻壁或基礎必須下返時，應采用45°三通和45°彎頭連接，并應在垂直管段頂部設置清掃口。
1.2.8由室內通向室外排水檢查井的排水管，井內引入管應高于排出管或兩管頂相平，并有不小于90°的水流轉角，如跌落差大于300mm可不受角度限制。
1.2.9用于室內排水的水平管道與水平管道、水平管道與立管的連接，應采用45°三通或45°四通和90°斜四通。立管與排出管端部的連接，應采用兩個45°彎頭或曲率半徑不小于四倍管徑的90°彎頭。
1.2.10室內排水管道安裝的允許偏差應符合設計要注和相關建筑規(guī)范。
2雨水管道及配件安裝的檢查
2.1主要控制項目①安裝在室內的雨水管道安裝后應做灌水試驗，灌水高度必須到每根立管上部的雨水斗。②雨水管道如采用塑料管，其伸縮節(jié)安裝應符合設計要求。③懸吊式雨水管道的敷設坡度不得小于5‰；埋地雨水管道的最小坡度，應符合相關的設計規(guī)范的要求。公務員之家
2.2一般項目的控制①雨水管道不得與生活污水管道相連接。②雨水斗管的連接應固定在屋面承重結構上。雨水斗邊屋面連接處應嚴密不漏。連接管管徑在設計沒有要求時，不得小于100mm。③懸吊式雨水管道的檢查口或帶法蘭堵口的三通的間距不得大于相關的技術規(guī)定。④雨水管道安裝的允許偏差及雨水鋼管道焊口允許偏差均應符合相關的技術規(guī)定及設計要求。
3對室內排水管道施工質量檢查應重點注意的問題
①通向室外的排水管下返出戶時，應在垂直管段頂部設置清掃口。②柔性連接機制排水鑄鐵管立管根部加支撐。立管根部沒有支撐或不牢靠，管道支吊架間距過大，用臨時鉛絲固定管道造成管道接口松動漏水或塌腰倒坡。③排水塑料管應注意伸縮節(jié)和固定卡子的安裝位置。高層建筑明設排水塑料管應在立管穿頂板處設阻火圈，若立管在管井內則阻火圈設在支管穿管井處。④考慮到將來檢修的方便，立管檢查口朝面應90°向外。⑤地漏水封深度不能小于50mm，地漏箅子及扣碗應便于取出，地漏排水應通暢。⑥排水管的坡度也是檢查的重點之一。如果管道安裝坡度不均勻，可能會出現(xiàn)局部倒坡。⑦生活污水管不得與雨水及空調冷凝水管合流。⑧高層建筑生活污水管道著層應單獨排出。⑨排水管道不得穿過沉降縫、伸縮縫、煙道和風道。⑩生活污水管道直線管段管徑100至150mm時，清掃口的較大間距為10米；管徑達到200mm及以上時，清掃口較大間距為20米。避免管道連接使用的三通、四通、彎頭等管件不符合規(guī)定的要求，這樣很可能會造成管道排污不暢或堵塞。避免管道支墩、支吊架不牢固、位置不合理。檢查時要注意埋在地下的污水管道有沒有設置檢查口，地上管道檢查口位置設置是否不當或漏設檢查口、清掃口。注意管道穿地下外墻或地下構筑物時有沒有做防水套管或穿套管安裝時防水捻口有沒有做好，立管及托吊支管穿衛(wèi)生間樓板時有沒有做很好的防水措施。埋地的污水管道以及有保溫和防結露保溫的管道、有吊頂?shù)奈鬯械豕堋⒐芫畠鹊奈鬯⒐茉陔[蔽前一定要做好灌水試驗。管道和支架在做防腐、刷油之前如沒有做好除銹工作，可能會造成返銹，管道防腐如沒做好的話，支吊刷油漆可能會出現(xiàn)脫皮、起泡現(xiàn)象。塑料排水管道安裝之后還要注意成品的保護工作，如果保護不當也有可能造成污染和損壞。
4結語
室內排水管道在施工過程中采用合理的技術措施，進行正確的施工和嚴格的監(jiān)理控制，對檢查和治理管道堵塞，搞好管道安裝與土建密切配合施工，提高工程質量起著極其重要的保障作用。
室內系統(tǒng)設計論文:空調系統(tǒng)設計對室內空氣品質的影響
摘要： 近年來，隨著人民生活水平提高，室內空氣品質越來越受到人們的重視。很多國內外專家都開始研究如何創(chuàng)造健康建筑，避免病態(tài)建筑的產(chǎn)生。影響室內空氣品質的因素很多，本文主要從民用建筑空調系統(tǒng)設計方面，探討如何防止病態(tài)建筑產(chǎn)生，提高室內空氣品質，從而使人們享受舒適現(xiàn)代生活的同時，不會被病態(tài)建筑綜合癥侵擾。文章在新風量標準、新風處理和新風質量、空調系統(tǒng)運行工況及節(jié)能措施等方面展開了討論，指出空調系統(tǒng)設計對室內空氣品質的影響。筆者迫切希望廣大設計人員加強預防病態(tài)建筑的意識，及時參考國內外新技術研究資料，結合實際工程，優(yōu)化系統(tǒng)設計，從而為提高室內空氣品質打下良好的基礎。
關鍵詞： 空調系統(tǒng) 室內空氣品質 新風質量 二次污染
引言
近年來，隨著人民生活水平提高，室內空氣品質IAQ(Indoor Air Quality)越來越受到人們的重視。因為人類與建筑的關系是非常密切的，人的24小時中大約有80%的時間是在建筑物中度過的。人們的生活質量、工作效率及身體健康程度都與建筑內環(huán)境相關。隨著空調系統(tǒng)大量應用于建筑，極大地提高了室內舒適度，但也暴露出許多問題。很多國內外專家都開始研究如何創(chuàng)造健康建筑(Healthy Building)，避免病態(tài)建筑(Sick Building)的產(chǎn)生。所謂健康建筑，就是空調系統(tǒng)運行良好，并且用較低能耗，保障優(yōu)良的室內空氣品質和舒適環(huán)境。與之相反的建筑，被稱為“病態(tài)建筑”。而“病態(tài)建筑綜合癥” (Sick Building Syndrome)，具體地講，這類建筑輕者能引起人們頭腦發(fā)昏、嗜睡、眼睛受到刺激、呼吸系統(tǒng)不適，嚴重的會導致疾病的傳染，造成各種各樣的健康問題。影響室內空氣品質的因素很多，從其性質來講,大至可分為三類。及時類是化學的,其成份多為揮發(fā)性的有機物，即VOC(Volatile Organic Compounds)。這些污染主要來自裝修使用的各種建筑材料、裝飾材料等。第二類是物理方面的,主要來自室外及室內的電器設備,成份為噪聲、電磁輻射、光污染等;第三類是生物的,主要是細菌滋生等。國內外許多學者對不同建筑的室內空氣品質進行調查研究發(fā)現(xiàn)，大約53%的建筑（280個）中室內空氣品質問題是由于不合適的通風[1]。對空調系統(tǒng)設計來講，影響IAQ的原因主要有：新風量不足、新風質量、氣流組織、空調系統(tǒng)的二次污染、噪音等問題。
本文主要從民用建筑空調系統(tǒng)設計方面，探討如何防止病態(tài)建筑的產(chǎn)生，提高室內空氣品質，從而使人們享受舒適現(xiàn)代生活的同時，不會被病態(tài)建筑綜合癥侵擾。文章在以下幾個方面展開討論：
新風量標準
新風處理和新風質量
氣流組織
運行工況
節(jié)能措施
新風量標準
新風對于提高室內空氣品質有非常積極的作用，它可以稀釋和帶走在室內產(chǎn)生的污染物。目前國內尚無室內空氣品質評價標準。美國ASHRAE標準62-1999給出的可接受室內空氣品質(Acceptable Indoor Air Quality)定義為室內已知的污染物沒有達到機構所確定的有害濃度,處于該空氣中的絕大多數(shù)人員(≥80%)沒有感到不滿意[2]。它的定義包括了主、客觀評價兩個方面，比較適合我國國情。該標準還規(guī)定，由于人們對絕大多數(shù)氣味適應很快,所以最小通風量的確定是依據(jù)已適應者(室內人員)而不是未適應者(來訪者)。
按照現(xiàn)行規(guī)范，空調系統(tǒng)新風量的標準是取人員最小新風量和維持房間正壓所需新風量中的較大值，并不應小于總送風量的10%[3]。
關于人員新風標準，國內外標準不徑相同。美國ASHRAE標準62-1999給出了不同建筑物中人員新風量的標準，比以前版本提高了很多。例如辦公室人員新風標準為36m3/h.p，人員較大密度為14.3m2/人（7人/100m2）。北京市建筑設計院設備專業(yè)技術措施中，普通辦公室人員新風標準為25m3/h.p，按照國內辦公室人員密度大約為6～10m2/人（10～16人/100m2）。有文獻提出人員新風標準應為33～42m3/h.p。文獻[4]實測了7幢辦公樓的新風量發(fā)現(xiàn)，人員數(shù)量波動性比較大，所以人均新風量差別比較大。但是按面積平均卻相差不大，新風量實測值為2.2～3.92m3/h.m2。實際工程設計中，就目前我國辦公室人員密度來講，維持房間正壓所需新風量一般小于人員最小新風量，筆者認為新風標準應為25～30m3/h.p（2.5～5m3/h.m2）。
因為室內人員的數(shù)量難以估計，所以筆者認為制定新風量標準時，應該參考國外標準，根據(jù)建筑物功能，給出新風量標準，同時也要給出人員密度指標。
許多專家提出應該考慮建筑污染，通風量應為人員和消除室內污染兩部分之和。但室內污染程度難以估計，所以新風量標準如何修改，目前尚無定論。
新風量不是越大越好，有文獻認為新風量從25%到，對病態(tài)建筑綜合癥而言并沒有什么區(qū)別，所以提高新風量的同時，要注重新風的處理與品質。
新風處理與新風質量
室外空氣首先要經(jīng)過濾除塵，然后再通過加熱或冷卻等手段，達到所需參數(shù)。新風過濾對維護室內空氣品質極為重要。一般空調系統(tǒng)應設置兩級過濾，及時級過濾采用效率30%的粗效過濾器，第二級過濾采用效率為65%～85%的中效過濾器。對于凈化空調機組，應采用三級過濾，除初中效過濾器外，還要增加亞高效過濾器。
需要指出的是，目前新風過濾主要考慮室外顆粒污染物的除去,而室內空氣品質涉及到的除室外固體污染物外,還有室外氣態(tài)污染物。因此,新風處理還必須考慮室外氣體污染物的過濾和吸附,從而使新風質量達到應有的標準。
空氣過濾器的清洗和更換是目前空調運行管理的難點，尤其是常用的玻璃纖維過濾器無法清洗，而無紡布過濾器只能清洗數(shù)次。與超聲波配合的靜電除塵器可以獲得很高的除塵效率并且不使粉塵積存在電極上，通過機械裝置可實現(xiàn)自動清灰。應該成為今后的發(fā)展和研究方向。空氣過濾器應設置自動清灰裝置，以減輕人工清洗的維護工作量和防止灰塵的二次飛揚污染。簡單的方法是安裝過濾器阻力聲光報警裝置，以便監(jiān)督及時清洗。
室外空氣的質量只要不處于工業(yè)區(qū)，一般不會有太大問題。如果新風入口靠近裝卸碼頭或高速公路，應裝設一氧化碳檢測器，當室外空氣質量較差時，以減少進入建筑物的室外新風量。工程設計中新風吸入口要避免污染，百葉窗應加防水罩等措施，防止雨水或雪水滲入新風引入口污染過濾器。新風口應該與排風口保持一定距離，或在不同方向設置，不要被冷卻塔飄逸的水滴污染。新風開口面積應滿足全新風運行要求。
有文獻提出空氣齡的概念，指出入室新風空氣齡越小，途徑污染越少，新風品質越好，對人的作用越大。空調系統(tǒng)設計時，要加強新風過濾，提高入室新風的效率，縮短新風途徑，減少室內空氣停留時間，保障入室新風的品質。有人提出新風口和排風口采用“隨風轉向風帽”，通過風向標，能靈活地將風口始終迎向或背向風吹來的方向，從而有效地利用風壓的正壓或負壓，達到節(jié)能目的。
高品質的新風要直接送入室內，而不能只送到吊頂內。良好的室內空氣品質不僅與新風有關，很大程度上與空調系統(tǒng)氣流組織有關。
氣流組織
空調系統(tǒng)設計的氣流組織對IAQ影響很大，氣流組織設計合理,不僅可以將新鮮空氣按質按量地送到人員活動區(qū),還可及時將污染物排出。如果設計不當，容易造成送、回風短路，房間內有空氣滯留區(qū)。
工程設計中受各種條件限制，房間氣流組織大多采用上送上回形式,送風散流器大都是平流型(射流的射出角度大于40°),送風形成貼附,很容易經(jīng)回風口帶走而短路。因此,選用散流器時應用射出角度小于40°的直流型，這種散流器能較好地將風送至人員活動區(qū)，避免了短路，提高了人員活動區(qū)的空氣質量。布置送、回風口時，應盡量布置合理，避免產(chǎn)生房間死角。例如旅館標準客房的臥式安裝風機盤管，因為條件限制，只能位于門口上方位置，建議側送風口采用雙層或三層百葉送風口，以便通過調節(jié)水平、垂直葉片，改變送風傾角和射流擴散角，達到減少空氣滯留區(qū)的面積，以保障室內空氣品質。
如果有條件的話，盡量采用上送下回的形式，因為對工作區(qū)來講，這種送風形式比上送上回系統(tǒng)排除污染物的能力強。
作為設計人員，設計理念應該從空調為建筑服務，轉變到“以人為本”的觀點上來。在風口布置、風量選擇、風速確定等方面改善空氣分配，滿足工作區(qū)需求，及時消除污染物。
運行工況
目前，空調系統(tǒng)的二次污染問題日益突出，國內外研究重點已經(jīng)轉移到研究建筑結構與通風空調系統(tǒng)的二次污染。所謂二次污染是由于空調系統(tǒng)自身問題如盤管、凝水盤、水封、加濕器、長期處于高濕度下的空氣過濾器所引起的局部積塵和高濕度（一次污染），或建筑結構與材料吸潮積塵導致細菌大量定植、繁殖，產(chǎn)生大量有害的代謝物，大大降低了空氣品質的可接受性，使人過敏，危害健康（二次污染）。
各項研究結果表明，當室內相對濕度高于70%,有利于微生物滋長。而降低微生物污染的最有效手段是控制塵埃和濕度。關于空氣過濾的問題，文章前面已經(jīng)討論過。空調系統(tǒng)中盤管、凝水盤和加濕器是微生物的主要生長地。
對于新風加風機盤管系統(tǒng)，新風機組可采用低溫送風，承擔全部室內濕負荷，使風機盤管處于干工況運行，減少細菌滋生。增加的新風負荷可通過全熱或顯熱排風熱回收裝置，如轉輪式全熱交換器等，達到節(jié)能目的。
空調加濕介質應優(yōu)先采用蒸汽源，但蒸汽中必須不含對人體有害的物質。如果采用循環(huán)水加濕時，水質應達到飲用水標準。循環(huán)水應經(jīng)過處理，防止細菌滋生，如可采用紫外線消毒的方法。
工程中常用CO2濃度監(jiān)測室內空氣，但是室內空氣中CO2濃度并不能真實反映室內空氣的污染程度。許多研究調查發(fā)現(xiàn)，室內VOC濃度很高，而且大多數(shù)場合室內單項的揮發(fā)性有機物往往不會超過上限值，總的揮發(fā)性有機物（TVOC）卻常常超標，從而引起對人的綜合的負面影響[5]。空調系統(tǒng)的室內回風中VOC濃度非常高，新型高性能吸附材料活性碳纖維具有優(yōu)異的結構特點和優(yōu)良的吸附性能，對各種無機物和有機化合物都能有效吸附，特別適用于低濃度物質的吸附。因此，設計時應考慮在回風管道中安裝具有吸附VOC功能的活性碳過濾器，降低VOC濃度。
在空調系統(tǒng)實際運行中，應根據(jù)季節(jié)變化，調節(jié)新風量大小，夏、冬季保障最小新風量，過渡季盡量使用全新風。必須指出的是,在變風量系統(tǒng)VAV(Variable Air Volume)中，應該注意變風量控制過程中，采取措施保障新風量至少為設計值的90%以上。
對于雙風機組合式空調機組，設計時應該注意送、回風機風壓的匹配，使機組風壓零點達到預定點。否則，如果回風機風壓過高，新風、排風段成為正壓，新風就很難進來。如將送風機段和回風機段脫開布置，采用平行或垂直重疊布置，用新、回、排風管道及風閥在機外連接等形式，可以解決問題。
對空調設計工程師來講，還應注意噪音對室內IAQ的影響。空調系統(tǒng)的噪音大致有設備噪音、振動噪音、配件噪音等。設備噪音是由冷水機組、水泵、風機、空調機等設備運轉產(chǎn)生。選購產(chǎn)品時可選擇質量好、低噪音的名牌產(chǎn)品，基礎及支架處做減振處理。與設備連接的水管、風管應安裝相應的軟接頭，以免發(fā)生共振，產(chǎn)生噪音。在施工安裝過程中，風管應注意制作安裝質量，風管彎頭弧度應夠大并裝設導流片等。穿墻穿樓板的管道應安裝套管，套管與管道之間進行消聲處理，在建筑物伸縮縫處安裝長度大于縫寬的軟接頭和帆布軟接等。水管設計中應注意減少彎頭數(shù)量，減少急彎，管道變徑應緩和，系統(tǒng)高點應注意安裝排氣閥等。配件設計上應選擇消聲型的，如止回閥可采用緩閉消聲止回閥，送回風口采用固定百葉或消聲百葉等。
筆者迫切地希望廣大設計人員加強病態(tài)建筑意識，優(yōu)化設計，從根本上杜絕病態(tài)建筑產(chǎn)生。建議我國應盡快制定有關通風空調系統(tǒng)清洗消毒的法規(guī),以便有法可依,盡可能地降低通風空調系統(tǒng)本身對IAQ的污染。
節(jié)能措施
由于新風對室內IAQ的積極作用，所以今后的發(fā)展趨勢將增大系統(tǒng)的新風比，為了減輕或消除相應的額外負荷，可以采用全熱交換、低溫水、閉式單環(huán)路熱回收再熱系統(tǒng)等新風預處理技術，并與目前常規(guī)的通風空調設備和運行技術相結合組成方案[5]。
目前出現(xiàn)了不少空調新技術，如置換通風、動態(tài)工位調節(jié)、椅下低速送風及波動送風等。文獻提出一種波動送風的工作區(qū)---背景區(qū)設備。經(jīng)過計算實例，比傳統(tǒng)風機盤管和VAV節(jié)能20%。國家大劇院工程觀眾廳采用了變新風比的置換通風系統(tǒng)，經(jīng)過模擬計算與常規(guī)系統(tǒng)比較發(fā)現(xiàn)，采用置換通風后，衛(wèi)生狀況改善，變新風比節(jié)能效果可達到7%。
筆者以前研究的間接蒸發(fā)冷卻技術IEC(Indirect Evaporative Cooling)冷卻新風，節(jié)能效果也很明顯。在我國西北部地區(qū)應用效果十分顯著。我院承接的新疆體育館工程實際應用效果良好。對于我國東南部夏季室外空氣濕度大，可以先進行除濕，然后再用IEC冷卻。除濕劑的再生可用低品位能源（太陽能、廢熱等）。
綠化對于節(jié)能也有很大幫助。文獻[6]通過實測結果發(fā)現(xiàn)，在建筑物外面種植多年生攀緣類植物后，室內環(huán)境溫度較室外氣溫低3～9℃。可降低墻體外表面（極端情況）約23℃，室內表面溫度約0.8～1.7℃。西墻綠化時，在其他條件不變時，對于建筑外圍護單位面積通過或放出的熱流較普通外圍護少約397W/m2。綠化狀態(tài)下可減少空調負荷約12.7%，中午高溫時刻可達到20%。
結論
空調系統(tǒng)設計對IAQ的影響很大，許多建筑由于不合適的通風而室內空氣品質降低。新風標準應因地制宜，根據(jù)建筑物的不同功能，制定人員新風量標準，同時應給出人員密度。
新風不是越多越好，還應注重新風處理和新風質量。空調系統(tǒng)至少需要兩級過濾，應研制和開發(fā)新型高效和易清洗的過濾器。新風空氣齡越小對人體越有益。
房間氣流組織設計要合理，避免空氣短路和產(chǎn)生滯留區(qū)。空調系統(tǒng)的二次污染問題已經(jīng)提到議事日程上來。控制室內相對濕度，可抑制微生物生長。對于新風加風機盤管系統(tǒng)，新風承擔全部濕負荷，使風機盤管干工況運行。設計雙風機系統(tǒng)時應合理選擇風壓，以免新風難以進入。設計和施工中要控制好系統(tǒng)的運行噪音。
未來發(fā)展趨勢會增加新風比，為了節(jié)約能源，可采用熱回收和一些空調新技術，如置換通風、IEC等手段能降低空調能耗。建筑物綠化對空調節(jié)能也有很大幫助。
室內系統(tǒng)設計論文:移動通信室內分布系統(tǒng)設計分析
【摘要】當前運營商移動通信網(wǎng)絡規(guī)模不斷擴大，室內分布覆蓋已成為各運營商深度覆蓋的常用手段，本文從室內分布系統(tǒng)設計涉及的信源規(guī)劃設計、天饋系統(tǒng)設計、深度覆蓋模型設計等方面進行分析。
【關鍵詞】移動通信；室內分布；信源規(guī)劃設計；天饋系統(tǒng)設計；深度覆蓋模型設計
前言
目前室內覆蓋是解決用戶感受，吸收話務量的主要手段。據(jù)統(tǒng)計90%的移動數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)生在室內，相比于移動語音業(yè)務（70%），移動數(shù)據(jù)業(yè)務用戶行為更多的發(fā)生在室內。而室內分布系統(tǒng)是移動通信室內覆蓋中重要的手段。室內分布系統(tǒng)建設模式靈活多變，覆蓋能力各有所長，天饋多且復雜，而且大都隱藏安裝于天花或者墻體內，一旦施工完成后，后期要進行維護整改相當困難；因此，在室內分布系統(tǒng)的規(guī)劃設計階段有必要在信源規(guī)劃設計、天饋系統(tǒng)設計、深度覆蓋模型設計等方面進行分析研究，從源頭上減少后期的維護需求，降低運營成本，提高網(wǎng)絡質量。
1信源規(guī)劃設計
在室分系統(tǒng)設計中，首先要選擇好信源。由于在很長一段時間內GSM用戶會長期存在，而3G網(wǎng)絡正在退網(wǎng)中，因此在室內分布建設時，一般采取2G+4G合路建設的方式。
1.1信源規(guī)劃原則
信源規(guī)劃原則基于三個要件：覆蓋目標、容量規(guī)劃、建設條件。覆蓋目標：規(guī)劃前要確定好覆蓋目標的區(qū)間有多大，有效面積有多少，才能合理選擇覆蓋模型和信源設備。比如覆蓋一個營業(yè)廳可以選擇一個pRRU，可是覆蓋一棟樓就要一臺普通RRU了。容量規(guī)劃：隨著用戶的發(fā)展和各種數(shù)據(jù)業(yè)務的成熟和廣泛應用，容量規(guī)劃（尤其是4G）成為室分系統(tǒng)規(guī)劃設計首先需要考慮的因素。根據(jù)場景的功能估算出其用戶密度和總量，設計出滿足當前和后續(xù)一定階段的業(yè)務發(fā)展的室內分布系統(tǒng)。建設條件：室分系統(tǒng)的規(guī)劃設計，還受到現(xiàn)場建設條件的限制，這些條件包括安裝位置、安裝方式、傳輸取電條件、業(yè)主是否允許等等。因此即使規(guī)劃的再好也需要現(xiàn)場建設條件的允許。
1.2信源建設方式
2G信源建設方式主要包括獨立信源、光纖直放站、無線直放站、宏站耦合。4G信源建設方式主要包括普通的BBU+RRU、皮基站、飛基站，光纖分布系統(tǒng)等，這些覆蓋方式的適用場景和特點將在后面描述。
2室內分布系統(tǒng)天饋設計
室內分布系統(tǒng)中最重要的部分就是天饋系統(tǒng)，其負責將射頻信號輸送到遠方，然后通過天線將射頻信號轉換成電磁波發(fā)射出去，這其中實際上包含天饋+天線兩部分。天饋系統(tǒng)最重要的問題就是功率的損耗和分配問題。因此如何利用天饋系統(tǒng)將射頻能量合理地分配到各個末端并按需求發(fā)射出去是一個設計者必須具備的基本技能，同時也是一個室分設計是否的評估標準。
2.1天饋系統(tǒng)部分（不含天線）的設計
天饋系統(tǒng)設計為了盡量降低損耗，非特殊情況盡量不使用衰減器，另外也應該盡量避免使用拉超長饋線的方式進行覆蓋設計。天饋系統(tǒng)選擇時往往會要斟酌單、雙路的建設方式。雙路網(wǎng)絡質量會更高但是造價昂貴，一般建議對具有演示需求和極高業(yè)務價值需求的室內覆蓋可建設雙路室分系統(tǒng)，其他場景采用單路由建設。對于已建設室內分布系統(tǒng)的樓宇盡量不進行雙路由改造，數(shù)據(jù)業(yè)務需求極大的重要樓宇可新建支持雙路室內分布系統(tǒng)。例如重要交通樞紐、大型商業(yè)中心、體育會展中心、地鐵、一些特殊的需要展示LTE業(yè)務的場所等則可以考慮新建雙路由系統(tǒng)。
2.2室分天線部分的設計
在室分系統(tǒng)中用到最多的就是室分天線，這其中包括全向吸頂天線，定向吸頂天線，定向壁掛天線，射燈美化天線，對數(shù)周期天線，其他類型的美化天線（美化樹、煙囪、路燈桿、蘑菇頭、開關美化天線等）。以上這些天線在使用時要特別注意場景，表1是各種天線對應特點和大致使用場景說明。
3常用的LTE室內深度覆蓋模型設計
在進行室內LTE深度覆蓋設計時，主要根據(jù)覆蓋場景的業(yè)務量分布情況，施工條件來選用覆蓋模型，表2是幾種常用接下來對上述幾種覆蓋模型做詳細的探討。
3.1普通BBU+RRU+天饋拉遠方式覆蓋模型
技術特點：本技術主要是實現(xiàn)基帶射頻的分離，從而實現(xiàn)射頻單元（RRU）的分布式安裝，再根據(jù)現(xiàn)場需要將拉遠的RRU進行小區(qū)自由合并，實現(xiàn)多RRU共小區(qū)的技術。RRU分布式安裝靈活，且合并小區(qū)只需在后臺操作。其次由于BBU和RRU之間走的是光纖，在室內施工方面更加簡單靈活，成本更低，且比饋線更容易為業(yè)主所接受。因為以上特點，所以該設計模型可以應用于目前的絕大部分的室內場景，是目前應用最多的室內覆蓋模式。適用場景：大型商場、寫字樓，辦公樓，醫(yī)院，學校宿舍，教學樓，酒店賓館KTV等場合均適用。
3.2光纖分布系統(tǒng)覆蓋模型
技術特點：本技術主要是實現(xiàn)將不適宜遠距離傳輸?shù)纳漕l信號轉換成光信號后進行拉遠，在末端再將光信號轉換成射頻信號輸出（如圖1所示）。主接入單元MAU完成對多系統(tǒng)射頻信號的處理并進行電光轉換；擴展單元EU對接收到的光信號進行分路轉發(fā)；遠端射頻單元RU負責將接收到的光信號進行光電轉換和放大，并通過天線轉換成電磁波發(fā)射出去。根據(jù)實際需要RU可以集成天線一體化，也可以引出天饋線進行室內天線部署。本技術的特點主要是實現(xiàn)對源基站的射頻信號的“拓展”，類似于直放站，所以其業(yè)務容量取決于源站，其本身并不增加容量。該技術特點首先可以減少或者不用部署大量天饋，減少饋線損耗同時降低業(yè)主對室內施工的抵觸和反感。其次RU部署靈活，室內室外部署均可，可以不接室外天線也可以再接天線。該系統(tǒng)也能實現(xiàn)多系統(tǒng)的合路后輸出。該技術可能會存在上行疊加干擾，因此對RU本身的技術指標要求較高，如噪聲系數(shù)，低噪放水平。適用場景：該模型適合于補盲。城中村場景，居民住宅區(qū)，酒店、單位辦公樓等。
3.3皮基站和一體化皮基站覆蓋模型
（1）分布式pRRU：技術特點：不同系統(tǒng)的信號（可以是光信號也可以是射頻信號）輸出到DCU，DCU對2/3G的射頻信號進行電光轉換后和LTE光信號合路傳輸?shù)絩HUB，rHUB對光信號進行處理后再通過五類線將基帶信號分發(fā)傳送到pRRU。若只有單一的LTE系統(tǒng)，則可以不使用DCU，直接將BBU出來的基帶信號通過光纖傳送給rHUB再進行光電轉換分發(fā)。該系統(tǒng)模型的較大優(yōu)點是沒有天饋系統(tǒng)和無源器件，全程都是光纖和網(wǎng)線，容易施工，特別容易為業(yè)主所接受。適用場景：對施工要求比較嚴格，走饋線困難的場景。比如室內隔斷比較少的品質寫字樓，大型酒樓，機場，電影院等人流較大，業(yè)務比較大的公共區(qū)域。（2）一體化皮基站：技術特點：一體化皮基站和分布式皮基站的區(qū)別就是基帶和射頻集成在一起，其他無區(qū)別。由于其基帶和射頻集成在一起，發(fā)射功率小，因此其覆蓋區(qū)域會比較小，僅僅只是一個射頻的覆蓋范圍。在施工方面來講非常方便，只要光纖到位，一臺AP大小的設備掛墻安裝即可。適用場景：移動營業(yè)廳，800m2以下的空曠客廳、房間、會議室、餐廳等等。受限場景：不適合覆蓋面積較大的區(qū)域。
4結束語
室內分布規(guī)劃設計中，覆蓋場景分類繁多，建設條件復雜，新技術也日新月異，如何規(guī)劃信源，選擇合適的室內覆蓋方式，正確的布局天饋系統(tǒng)，做到從源頭上優(yōu)化網(wǎng)絡質量，控制建設成本和兼顧后期維護的便利性，是各運營商十分關心的問題，也是值得設計人員仔細研究分析的部分。
作者:裴守正 單位:杭州山脈通信有限公司
室內系統(tǒng)設計論文:單片機室內環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計探討
摘要以MSP430F449單片機為核心設計室內環(huán)境監(jiān)測儀。該系統(tǒng)使用實現(xiàn)每個模塊特定功能的模塊化設計方法。在采集室內濕度、光照和溫度數(shù)據(jù)時，使用HSI101濕度傳感器、BPW34硅光電池和DS18B20溫度傳感器，同時利用編輯軟件完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、處理和輸出、顯示。通過實驗結果可知，該室內環(huán)境監(jiān)測儀有著良好的工作性能，對各項參數(shù)有著高精度的監(jiān)測，對室內環(huán)境監(jiān)測的要求基本可以滿足。
關鍵詞MSP430F449單片機；室內環(huán)境監(jiān)測；設計探討
對環(huán)境質量好壞進行判斷的數(shù)據(jù)可以從室內環(huán)境監(jiān)測的有效性方面收集。對濕度、光照以及溫度3個重要室內環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)監(jiān)測精準度的實際意義十分重要。傳統(tǒng)室內環(huán)境監(jiān)測設備通常存在大體積、大功耗、低精準度和較差的實時性等缺點，很難滿足現(xiàn)代化經(jīng)濟發(fā)展的需求。在現(xiàn)代通信、單片機和傳感器技術不斷發(fā)展的情況下，對室內環(huán)境監(jiān)測的方法和技術也隨之加強，各類高實時性、高精度、低功耗且體積適宜的測量系統(tǒng)已經(jīng)應用到各大領域。根據(jù)以上內容進行室內環(huán)境監(jiān)測儀設計，該監(jiān)測儀測量精度高、功耗低、體積小，還能自動監(jiān)測濕度、光照和溫度，有著十分長遠的研究道路。
1室內環(huán)境監(jiān)測儀總體設計
以MSP430F449單片機為核心設計室內環(huán)境監(jiān)測儀，完成數(shù)據(jù)采集工作時使用濕度傳感器、光照度傳感器和溫度傳感器進行。同時，還擴展了日歷、液晶顯示等外部模塊，對各個部分利用軟件編程進行協(xié)調工作。以MSP430F449單片機為核心設計室內環(huán)境監(jiān)測儀結構圖如圖1所示為了將整個系統(tǒng)的性提高，使用模塊化設計的方法將每個模塊特定的功能實現(xiàn)，將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理、存儲和輸出顯示等功能利用軟件實現(xiàn)。
2系統(tǒng)硬件設計
2.1信號采集模塊
在對環(huán)境進行標定時，溫度、光照度以及濕度是必不可少的三個參數(shù)，通常是使用傳感器實現(xiàn)參數(shù)的測量工作。該監(jiān)測儀測量濕度時，使用產(chǎn)于Humirel公司的HS1101電容式相對濕度傳感器，該傳感器擁有性高、穩(wěn)定性強、脫濕快和響應時間快的優(yōu)點，以及1%-99%的濕度測量范圍；測量溫度時，使用產(chǎn)于DALLAS公司的DS18B20一線式數(shù)字溫度傳感器[1]，該傳感器擁有微型化、低功耗、測量范圍廣闊、高性能抗干擾能力以及強易配處理器等優(yōu)點，可以使溫度變?yōu)榇袛?shù)字信號并送至單片機進行處理；使用光敏電阻進行光照度的測量，因其十分接近人眼對可見光響應的光譜特性，所以只要通過人眼能夠感受到的光都可以造成阻值的變化。
2.2信息傳送模塊
本文中信息傳送的控制端采用4X4矩陣按鍵，其中包含確定按鍵、小數(shù)點按鍵、零下溫度選擇按鍵、0~9的10個數(shù)字按鍵以及溫濕度和光照性能設置按鍵。該系統(tǒng)采用非編碼式鍵盤以及全局掃描法識別按鍵。
2.3以MSP430F449單片機作為主控芯片
該芯片軟件編程靈活、算術運算功能強、自由度大，可以完成各種算法與邏輯控制，同時由于低功耗、低成本、技術先進、體積較小以及產(chǎn)品性價比高的優(yōu)勢[2]，足夠滿足系統(tǒng)設計要求。本系統(tǒng)中MSP430F449對采集到的濕度、光照信號和溫度不斷進行檢測，同時會對比輸入的相應控制值，一旦超過設定范圍，那么蜂鳴器就會以警報提醒外界。
2.4聲音指示模塊
能夠選擇音樂型、語音提示型和警報型等用于警示外界的聲音指示。該設計樣機使用成本較低、電路結構相對簡單的蜂鳴器，能夠實現(xiàn)較好的警報功能。2.5顯示模塊本設計采用液晶顯示器12864作為環(huán)境參數(shù)顯示部分，能在LCD上實時顯示三個環(huán)境參數(shù)值，使用8段共陽極數(shù)碼管7SEG-MPX4-CA進行環(huán)境參數(shù)顯示模塊的設定，能夠有效的對參數(shù)設定值進行監(jiān)測。
3室內環(huán)境監(jiān)測儀各模塊功能介紹以及元件的選取
3.1光照度傳感器電路
本設計采用BPW34硅光電池作為光照度傳感器．其光譜峰值在人眼可視范圍內，因此普遍使用在儀器測量和儀器分析方面。采樣電路是在硅光電池中接入并通過20Ω的電流[3]，借助1000Ω的電阻變更為電壓信號，流入放大器LM385后增至20倍，并輸入位于單片機ADC12內部的P6.0口。光電池溫漂現(xiàn)象的抑制使用光敏電阻的溫度進行補償。該電路的設計如圖2所示。3.2溫度傳感器電路本設計以數(shù)字式溫度傳感器DS18B20作為溫度測量電路．由于DS18B20串行通信接口僅有一個單線制傳感器，所以硬件電路十分簡單。而DS18B20是單線制，因此必須以三態(tài)特性進行接收、發(fā)送，電阻因漏極開路輸出的出具口而外接上拉，保持高電平的常態(tài)。如圖3所示.
3.3濕度傳感器電路
該監(jiān)測儀采用濕度傳感器HSI101對濕度進行測量。HSI101傳感器為電容性，類似于電容活動在電路中，其容量與濕度成正比擴充。將HSI101濕度傳感器添于555震蕩電路中，能通過頻率值輸出的形式將等效的電容值表現(xiàn)出來[4]，其呈線性關系的輸出頻率和相對濕度，便于得出濕度值。測量電路如圖4所示。
3.4電源電路設計
在使用單片機和其他傳感器過程中都離不開電源。單片機要求3.6V電源，其他傳感器電路需要5V，因此必須設計電源電路。把兩節(jié)鋰電池以并聯(lián)的方式結合為7V的電壓，并使5V電壓流過三端穩(wěn)壓器7805后輸出，然后流入RH5RL36A將電壓升至3.6V。鍵盤電路中普遍設計有功能鍵、“+”與“-”號鍵，以便時間參數(shù)的校準。以JM12864M液晶顯示器使?jié)穸取⒐庹斩群蜏囟纫约皶r間等展示出來。應用DS12C887為核心芯片的時鐘電路，該芯片可以將世紀、年、月、日、以及時、分、秒等信息自動生成，同時內部還添置了世紀寄存器，易于硬件電路對“千年”問題的處理。而且DS12C887中還備有鋰電池，哪怕外部電源停止，內部時間信息也能夠保持10年。
4系統(tǒng)軟件設計
在利用模塊化設計的系統(tǒng)軟件中，將Keil公司開發(fā)研制的uvision3編譯器作為本軟件的開發(fā)平臺，使用包含初始化子程序、鍵盤檢測子程序、溫濕度及光照度檢測子程序、顯示警報子程序的C51語言編寫程序進行本軟件的編寫。
5測量結果及分析
5.1溫度測量
以DS18B20數(shù)字式溫度傳感器直接對數(shù)字量輸出，因為未采取信號調理電路，因此不會出現(xiàn)信號誤差，對外界的干擾抗拒更強，其度是0.5℃。將得到的數(shù)據(jù)與標準水銀溫度計做比較，得到的測量結果如表1所示。
5.2光照度測量
使光照度測量數(shù)據(jù)受到影響的因素主要包含光電池的溫度特性和外圍電路以及標定時的人為原因。在室溫25℃的情況下[5]，對照度計光的強弱進行調解，使光源能在光電池表明進行照射，其度在2%以內，通過室內環(huán)境監(jiān)測儀進行監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)如表2所示。
5.3濕度測量
能對濕度測量結果造成影響的因素通常是器件本身和外圍電路電阻值。對室內濕度通過加濕器進行調解，3%以內的誤差范圍。將測得的室內濕度和誤差與便攜式露點濕度檢測儀相比，得到如表3所示的測量結果。
作者：陳東杰 許中石
室內系統(tǒng)設計論文:單片機室內環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計研究
摘要本文以STC89C52單片機作為核心處理器，采用DHT11溫濕度傳感器和夏普GP2Y1010AU0F灰塵傳感器構成了一個簡單的室內環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了將采集到的信息通過LCD1602進行顯示；通過按鍵進行相應參數(shù)設置；同時借助藍牙通信技術實現(xiàn)下位機與移動終端的結合，從而實現(xiàn)了手機監(jiān)測室內環(huán)境信息功能。
關鍵詞STC89C52；傳感器；藍牙；監(jiān)測
引言
近年來，隨著人們生活質量提高，生活環(huán)境越來越受到大家的廣泛重視，室內環(huán)境與人們的健康息息相關，因此提高人們的室內環(huán)境意識與完善室內環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)至關重要，同時做好室內環(huán)境的監(jiān)測，對于提高居民生活的舒適性具有十分重要的意義。本文以STC89C52單片機作為系統(tǒng)核心控制器，采用溫濕度傳感器、灰塵傳感器完成環(huán)境信息的采集，根據(jù)傳感器的工作原理，設計相關的硬件電路，將傳感器采集的環(huán)境信息通過單片機處理后在LCD1602上進行顯示；通過按鍵輸入模塊實現(xiàn)溫、濕度值或者粉塵濃度上下限設置，當測量值達到相應的設定值時，單片機控制相應聲光報警提示，同時發(fā)出相應的控制信息，借助藍牙模塊實現(xiàn)單片機與移動終端的通信，將相應信息傳輸?shù)绞謾C，實現(xiàn)對室內環(huán)境的監(jiān)測與調節(jié)。
1.系統(tǒng)硬件設計
1.1總體設計在硬件設計方面，主要設計了單片機控制模塊、傳感器電路模塊、液晶顯示模塊、按鍵電路、聲光報警電路、繼電控制電路以及藍牙通信模塊。系統(tǒng)結構框圖如圖1.1所示：圖1.1系統(tǒng)結構框圖1.2單片機控制模塊本系統(tǒng)使用的是STC89C52芯片，由復位電路和時鐘電路組成單片機最小系統(tǒng)。其中晶振Y1采用11.0592MHz，起振電容C2、C3一般采用22pF，當按鍵s6按下時，系統(tǒng)復位。電路如圖1.2所示（見下頁）。1.3傳感器電路的設計溫濕度傳感器模塊采用的是DHT11溫濕度復合傳感器，使用時不需要額外增加AD轉換模塊，本系統(tǒng)在設計時，將DHT11的DOUT端口與單片機的P3.4相連，將采集到的數(shù)據(jù)信息傳送給單片機。電路如圖1.3所示：粉塵傳感器模塊采用的是GP2Y1010AU0F粉塵傳感器,該傳感器利用光敏原理來工作。其中，粉塵傳感器的LED端口與單片機的P2.3相連，當單片機給P2.3一個有效電平時，LED發(fā)光。此時開始檢測空氣中的灰塵濃度，但由于GP2Y1010AU0F粉塵傳感器輸出的是模擬信號，所以要經(jīng)過ADC0832才能轉換成相應的數(shù)字信號，ADC0832為8位分辨率A/D轉換芯片，將DI和DO并聯(lián)起來作為一路輸入使用，連接在單片機的P3.7端口上，片選端連接單片機的P3.51.4液晶顯示電路設計液晶電路設計采用的是1602字符型液晶，1602LCD是指顯示的內容依次為及時行內容是“R:%T:℃60”第二行內容是“PM2.5:ug/m3”。電路如圖1.5所示：1.5聲光報警電路及驅動電路的設計通過傳感器對空氣中溫濕度的測量，結合程序中給出的上下限值，以PNP型的三極管作為開關使用，當所測得的環(huán)境濕度低于所設定的濕度范圍的下限值時，繼電器吸合則聲光報警；如果所測得的環(huán)境濕度高于設定的濕度的范圍的上限值，繼電器吸合控制USB供電，小風扇轉動降低室內環(huán)境的濕度。1.6藍牙模塊電路設計藍牙模塊采用的是A09HC-05。通過RXD接收從其它設備發(fā)來的數(shù)據(jù)，接在單片機的P3.1引腳；通過TXD發(fā)送數(shù)據(jù)給其它設備，接在了單片機的P3.0引腳。打開手機的藍牙，搜索到HC-05配對后，即可實現(xiàn)藍牙與移動終端的結合。藍牙模塊電路如圖1.6所示：
2.系統(tǒng)軟件設計
在軟件方面，程序代碼分為主程序部分、頭文件部分、LCD顯示部分和傳感器部分。首先，主函數(shù)，確定了按鍵電路，可以在電路板上實現(xiàn)按鍵改變溫濕度上下限的大小的功能，并且實現(xiàn)了藍牙與單片機之間數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。LCD顯示部分代碼確定了LCD1602顯示的內容與格式。傳感器部分實現(xiàn)了DHT11溫濕度傳感器對溫濕度的采集與顯示和灰塵傳感器的采集與顯示的功能，其中包括將灰塵傳感器采集到的模擬量轉換為數(shù)字量的代碼。頭文件部分包括所要調用的函數(shù)、各個端口的設置以及系統(tǒng)的延時函數(shù)。流程圖如圖所示：
3.結論
本論文通過硬件電路設計和軟件程序開發(fā)，實現(xiàn)了室內溫濕度和粉塵濃度信息的檢測，通過LCD1602液晶屏實現(xiàn)信息顯示，并結合藍牙模塊實現(xiàn)單片機與移動終端的通信，經(jīng)過實驗分析，能夠很好的實現(xiàn)對室內環(huán)境的監(jiān)測功能。
作者：李智巖 劉玥 柳娟 唐瑩瑋 呂佳蓉 吳寶春
室內系統(tǒng)設計論文:室內分布系統(tǒng)設計方案研究
摘要：室內分布系統(tǒng)是保障室內移動通信質量的一種技術手段，由于TD-LTE技術的優(yōu)勢，它將成為現(xiàn)階段室內分布系統(tǒng)研究的重點。本文介紹了TD-LTE室內分布系統(tǒng)建設的定位及系統(tǒng)組網(wǎng)方案；通過研究信源選取依據(jù)、系統(tǒng)設計模型和天饋系統(tǒng)設計參數(shù)，對室內分布系統(tǒng)的設計方案給出了一個參考依據(jù)。希望能將所學內容與我校校園網(wǎng)建設相結合，促進教學相長。
關鍵詞：室內分布系統(tǒng)；設計方案；系統(tǒng)設計
引言
室內分布系統(tǒng)就是在建筑物內安裝天線，以確保無線信號覆蓋到室內的每一個區(qū)域。目前有80%的移動通信業(yè)務都發(fā)生在室內，而TD-LTE技術相較于2G、3G技術能擴大建筑物內無線信號的覆蓋、提高話務容量、降低運營商的建網(wǎng)成本。所以，可以利用TD-LTE技術有針對性地建設話務量高、數(shù)據(jù)量大、業(yè)務價值高、社會影響力大、高端用戶聚集的樓宇場所進行重點覆蓋，打造TD-LTE精品網(wǎng)絡，提升用戶感知度。
1室內分布系統(tǒng)建設定位
室內分系統(tǒng)主要解決以下三種區(qū)域覆蓋問題：室外站不能滿足覆蓋要求的目標業(yè)務點，即覆蓋盲區(qū)；室外站不能很好的滿足業(yè)務容量要求的業(yè)務熱點區(qū)；室外站導頻污染等因素引起的覆蓋質量較差的區(qū)域。所以，在室內網(wǎng)絡規(guī)劃設計時要綜合考慮網(wǎng)絡性能，降低成本，提高資源利用率，組網(wǎng)時可以選擇對原有部分的TD-SCDMA進行改造或者適當?shù)匦陆ú糠志W(wǎng)絡。盡量減少對現(xiàn)網(wǎng)的影響，并能達到擴容的目的。室內外組網(wǎng)方面，TD-LTE室內分布系統(tǒng)原則上采用E頻段組網(wǎng)，當室內TD-LTE與TD-SCDMA系統(tǒng)同頻組網(wǎng)時采用F頻段。與室外宏基站進行異頻組網(wǎng)，可以減少干擾，還能有效降低規(guī)劃和優(yōu)化量。室內分布系統(tǒng)建設時要求有良好的室內覆蓋，要控制好室內小區(qū)信號的外泄。
2室內分布系統(tǒng)組網(wǎng)
室內分布系統(tǒng)結構如圖1所示，主要由信號源部分和信號分布系統(tǒng)兩部分組成。2.1信號源部分室內分布系統(tǒng)的信號源接入方式主要有以下四大類：宏蜂窩基站：作為室內分布系統(tǒng)的接入方式，其優(yōu)點是信號覆蓋面積較大，網(wǎng)絡質量好，網(wǎng)絡優(yōu)化簡單，容易實現(xiàn)無源分布。缺點是體積較大，網(wǎng)絡建設周期長，施工難度大，不易實現(xiàn)。微蜂窩基站：微蜂窩由于本身功率較小，主要用于覆蓋較小面積的室內環(huán)。主要優(yōu)點是體積小，功耗低，建設成本小，安裝方便，但是它的容量和輸出功率都具有局限性。直放站：是利用耦合器件和直放站對為系統(tǒng)提供信源。它安裝方式靈活，建設成本低和施工量小，但它只擴大了覆蓋范圍，容量并沒有增大，系統(tǒng)的噪聲大，易造成干擾。分布式基站：主要釆用BBU＋RRU模式組網(wǎng)[1]，通過光纖連接減小了器件的損耗，具有覆蓋范圍廣、損耗小、組網(wǎng)靈活、網(wǎng)絡質量好等特點，基本滿足各種場合的覆蓋需求，現(xiàn)在很多校園網(wǎng)已經(jīng)開始采用這種方式進行組網(wǎng)。分布式基站系統(tǒng)是TD-LTE室內覆蓋最主流的組網(wǎng)方案。2.2信號分布系統(tǒng)信號分布系統(tǒng)組成結構上主要有：信號分/合路器、功率分配器件、饋線、室內天線等。其原理是利用室內天線分布系統(tǒng)將基站或直放站的信號均勻分覆蓋到室內的每個角落。表1對三種信號分布系統(tǒng)優(yōu)缺點和適用環(huán)境進行了比較[3]。通過比較，確定室內分布系統(tǒng)的信源的接入方式和表1確定信號的分布方式，最終完成室內分布系統(tǒng)的組網(wǎng)方案。
3TD-LTE室內分布系統(tǒng)設計方案
3.1信源設計（1）信源選取選擇依據(jù)無線資源情況、建筑內部環(huán)境、內部的業(yè)務需求和室內分布系統(tǒng)現(xiàn)狀確定。在TD-LTE信源中，微蜂窩和直放站由于其容量較小，適用于業(yè)務密度較小的區(qū)域；宏蜂窩容量大，但針對建筑物內部難以達到要求的信號質量；分布式基站其具有靈活組網(wǎng)、可將分布功率資源進行分散、易于組成超級小區(qū)等優(yōu)點非常適合室內覆蓋系統(tǒng)的信源。（2）信源配置TD-LTE室內覆蓋目前選用BBU+RRU作為信源，RRU單通道輸出功率能力至少為20W，設計時按照天線輸入功率為10～15dBm。為了避免建筑物各層之間的同頻干擾，小區(qū)采用異頻組網(wǎng)。室內覆蓋系統(tǒng)對于新建E頻段的室內分布系統(tǒng)原則上建議全部采用DL:UL為2:2的時隙配置。3.2系統(tǒng)設計（1）天線功率設計。天線的布放應該同時滿足GSM、TD-SCDMA、WLAN、TD-LTE系統(tǒng)無線鏈路的預算要求。為了避免對相鄰小區(qū)和室外系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，一般天線口功率不大于15dBm。如果采用一路合用、一路新建的建設方案，要求支持MIMO的雙通路室內分布式系統(tǒng)的兩個單極化天線功率之差小于5dBm。可以在同軸電纜上加有/無源放大器、功分器、負載和耦合器等器件使信號功率衰減到設定的功率范圍內。（2）傳播模型。一般有衰減因子模型、Keenan-Motley模型等。目前采用較多的是衰減因子傳播模型，計算路徑損耗的公式：（1）其中PL（d0）：距天線1米處的路徑衰減；d為傳播距離；n是衰減因子；R是附加衰減因子，主要是由環(huán)境引起的附加損耗。（3）覆蓋半徑。當TD-LTE下行邊緣速率達到2Mbps時，系統(tǒng)較大路徑損耗與TD-SCDMA基本相當。如果TD-LTE與TD-SCDMA共用室分系統(tǒng)時，此時TD-LTE的邊緣速率將高于傳統(tǒng)的2Mbps。一般來說，TD-LTE室分系統(tǒng)在半開放環(huán)境下覆蓋半徑為10～16米；在較封閉的環(huán)境下覆蓋半徑為6～10米。3.3天饋系統(tǒng)設計（1）饋線設計按照TD-LTE系統(tǒng)室內分布系統(tǒng)饋線要求進行改造，主要原則有：原有分布系統(tǒng)平層饋線中長度超過5m的8D/10D饋線均需更換為1/2饋線[2]、長度超過50m的1/2饋線均需更換為7/8饋線；主干饋線中長度超過30m的1/2饋線均需更換為7/8饋線；新建分布系統(tǒng)主干饋線和超過30米的平層饋線原則上使用7/8饋線，其他情況可使用1/2饋線。（2）功分器、耦合器根據(jù)LTE工作的損耗需求、頻率范圍、駐波比選取合適的功分器和耦合器，要求工作在800MHz～2500MHz的頻率范圍內。（3）天線設計TD-LTE室內分布系統(tǒng)的天線設計需要滿足如下要求：① 天線的外形建議選擇小尺寸，使用美化天線或者隱蔽天線使天線的安裝不使客戶感到反感或者降低存在感，與安裝環(huán)境相協(xié)調。② 天線安裝位置選擇有一定遮擋的區(qū)域，這樣既可以利用遮擋減少信號外泄，也可以避免外部干擾的引入。③ 為保障TD-LTE的網(wǎng)絡覆蓋，有時需通過增加或調整天線布放點，對原有室分天線位置或密度狀況進行改造。④ 一般情況下建議選擇全向天線置于目標覆蓋區(qū)域的中心位置，特殊場景下可以考慮定向天線，以天線數(shù)量換取覆蓋質量。并且選擇合適的天線水平波束寬度和垂直波束寬度。
4結束語
在我國三大運營商的室外覆蓋基本完成，室內網(wǎng)絡覆蓋還需要不斷完善。為了提升市場競爭能力，爭取更多的用戶群體，低成本、大覆蓋成為運營商們不斷追求的目標。研究TD-LTE室內分布系統(tǒng)主要是為了實現(xiàn)合理布局，提高話務容量，這無論是從技術創(chuàng)新方面還是經(jīng)濟效益方面將都具有非常重要的意義。
作者：吳艷 單位：寧夏職業(yè)技術學院
室內系統(tǒng)設計論文:談地方小區(qū)室內消防系統(tǒng)設計
平時消防管網(wǎng)中的壓力由設于小區(qū)建筑物屋頂?shù)母呶幌浪浔３郑馂臅r消防系統(tǒng)報警并啟動消防加壓泵向消防管網(wǎng)注水。加壓供水方式如下:市政給水管網(wǎng)消防水池消防加壓泵房消火栓給水管網(wǎng)和自動噴水滅火系統(tǒng)。消防用水量計算本小區(qū)總戶數(shù)為4167戶，按照每戶3．5人的標準，小區(qū)總使用人數(shù)為14584人，按照規(guī)范GB50016-2006建筑設計防火規(guī)范的規(guī)定同一時間只考慮一次火災。下面根據(jù)GB50016-2006建筑設計防火規(guī)范及GB50045-95高層民用建筑設計防火規(guī)范的規(guī)定詳細列出了小區(qū)內各單體的消防用水量，消防水池計算及設置，消防水箱間容積及設置本小區(qū)根據(jù)規(guī)范設計同一時間內只考慮一次火災。按照GB50045-95高層民用建筑設計防火規(guī)范的規(guī)定可共用消防水池及高位消防水箱來保障小區(qū)整體消防系統(tǒng)的使用。根據(jù)甲方提供的市政可利用的水壓為0．35MPa，可以滿足室外最不利消火栓栓口處的水壓從室外地面算起不小于0．1MPa的要求。故本次設計的室外消火栓的設計水量及水壓均由市政管網(wǎng)直接供給。消防水池僅儲存室內消火栓系統(tǒng)及室內自動噴灑滅火系統(tǒng)的消防水量。由表1消防水池的儲水量計算如下:室內較大的一次消火栓給水系統(tǒng)用水量:40L/s×2h×3600s÷1000=288m3;室內較大的一次自動噴灑滅火系統(tǒng)用水量:45L/s×1h×3600s÷1000=162m3;室內較大的一次消防用水量即消防水池的有效容積:288+162=450m3。消防水池、高位消防水箱在撲救火災時起著重要作用。
為了在日常使用過程中當消防水池、高位消防水箱檢修、清洗時仍能保障小區(qū)消防供水的安全性，故在這次設計中將消防水池分為容積為225m3的兩個消防水池串聯(lián)來保障消防系統(tǒng)的使用安全;同時在小區(qū)較高的兩個單體建筑物屋頂各設置有效容積為18m3的高位消防水箱(互為備用)，來保障建筑初期火災的消防供水。消防加壓泵的選擇由表1可知，本小區(qū)內單體建筑消火栓給水系統(tǒng)較大的用水量為40L/s，自動噴灑滅火系統(tǒng)較大用水量為45L/s。鑒于以上原因為了使消防給水系統(tǒng)設計更合理，本工程設計中的消防泵選擇了具有變流穩(wěn)壓的恒壓切線泵，這種消防泵在全流量范圍內，揚程變化不大，這種性能符合消防現(xiàn)場的使用特點，解決了消防給水過程中流量變化時壓力波動大的難題，從而避免了普通離心泵在消防現(xiàn)場中小流量時超壓而在大流量時供不上水的現(xiàn)象，大大提高了滅火效率及消防設備和消防人員的安全性。
各單體的消防水量根據(jù)單體的建筑分類，具體水量詳見表1。本小區(qū)設置屋頂消防水箱間的3號商住樓的水箱間的水箱底相對標高為98．600m，9號住宅樓的屋頂水箱間的水箱底相對標高為96．100m。小區(qū)內1號～3號商住樓為地上30層，總高度92．500m;地下1層，層高為3．900m，地下2層，層高為3．600m。小區(qū)內4號～14號住宅樓地上30層，總高度90．000m;地下1層，層高為3．900m，地下2層，層高為3．600m。根據(jù)GB50045-95高層民用建筑設計防火規(guī)范的規(guī)定消火栓栓口的靜水壓力大于1．0MPa時，應采取分區(qū)給水系統(tǒng)。故小區(qū)內1號～14號樓內的消火栓給水管道采用豎向分高低區(qū)的供水方式;其余各多層建筑物內的消火栓系統(tǒng)不分區(qū)，并與地下車庫內的低區(qū)消防環(huán)管連接。同時因為小區(qū)內的場地地形高差較大，場地現(xiàn)狀高差近10m，較高點為場地東北角高程為873．0，低點為場地中心高程為863．2。場地總體呈西南高、東北低之勢。場地總體坡度在2．8%左右。所以在進行消火栓給水系統(tǒng)分區(qū)設計時，具體分區(qū)的消火栓低區(qū)的層數(shù)，不僅要考慮單體層高的因素，更重要的是要把各單體相對于設置屋頂消防水箱間的3號樓，9號樓的場地相對高差也考慮進來。這樣綜合考慮后進行的消火栓低區(qū)的分區(qū)才是符合規(guī)范的設計。因為室外場地基本上均為地下車庫所覆蓋，所以消火栓高低區(qū)室外環(huán)狀給水管網(wǎng)均設置于地下車庫內。
消防水池和消防水泵房也設置于地下車庫內，消火栓高低區(qū)采用共用消火栓給水加壓泵，在高區(qū)消防環(huán)管上設置減壓閥組(一用一備)減壓后為消火栓低區(qū)環(huán)網(wǎng)供水。地下車庫內使用的消火栓系統(tǒng)為單獨從低區(qū)消火栓環(huán)網(wǎng)上引出兩條干管后再布置成環(huán)狀，以此地下車庫的消火栓給水管網(wǎng)自成一個獨立的系統(tǒng)。這樣設計是為了使車庫的消火栓系統(tǒng)單獨出來，可以使消火栓給水系統(tǒng)在設計時系統(tǒng)更清晰明朗，在后期的使用和維護方面也更易管理。下面就消火栓系統(tǒng)的設計給出了設計簡圖，以便大家對本小區(qū)的消火栓系統(tǒng)能更好的理解(鑒于小區(qū)單體有20個，無法在簡圖中一一顯示，所以簡圖僅布出了設置消防水箱間的3號，9號樓，其他單體的設計思路均同)。消火栓給水系統(tǒng)的系統(tǒng)簡圖詳。自動噴灑系統(tǒng)管網(wǎng)設計本小區(qū)內需設置室內自動噴灑滅火系統(tǒng)的場所包括有:地下車庫、1號～3號商住樓的地下室以及1，2層商場部分。小區(qū)的消防水泵房及消防水池均設置于地下車庫內。需設置自動噴灑滅火系統(tǒng)的1號～3號商住樓內均設有報警閥室，地下車庫的報警閥設置于車庫內的消防水泵房內。根據(jù)規(guī)范規(guī)定一個報警閥組控制的噴頭不超過800只設計，1號～3號商住樓每個報警閥室內各設置一個報警閥供各單體內的自動噴灑滅火系統(tǒng)，地下車庫需設置25個報警閥并設置于消防水泵房內。從消防水泵房的自動噴灑加壓泵引出兩條噴淋干管，在車庫內形成環(huán)狀，1號～3號商住樓的噴淋管從車庫內的噴淋干管引出接至各單體的報警閥前。小區(qū)3號樓及9號樓設置的兩個屋頂消防水箱各引出一條DN1000的給水管，接至地下車庫的消防水泵房內噴淋系統(tǒng)的報警閥入口前。
西山玉門河小區(qū)四區(qū)地形復雜，單體樓座多，而且室外場地基本上均被地下車庫覆蓋。在工程設計中，消防系統(tǒng)的設計尤為重要。故在西山玉門河小區(qū)四區(qū)的消防設計階段，為了使消防系統(tǒng)設計更合理，我也經(jīng)過很多的學習和思考。最終的設計方案，力求做到在符合設計規(guī)范的前提下，更加經(jīng)濟合理。
作者：原妙麗 單位：山西省建筑設計研究院
室內系統(tǒng)設計論文:剖析建筑室內消防系統(tǒng)設計
一座現(xiàn)代化、智能化的多功能建筑,均是投資規(guī)模大、內部裝修標準高、建筑使用功能復雜,并具有一定政治或經(jīng)濟影響的建筑。隨著我國經(jīng)濟改革的深入發(fā)展,這樣的建筑會愈來愈多,建筑設計技術要求也會愈來愈高,尤其是建筑的防火安全設計。建筑防火安全設計是一門綜合性科學,也是多專業(yè)密切配合的共同結晶。無論采用何種防火、控火、滅火手段,其目的都是為了迅速有效地撲滅火災或將火災控制在最小范圍內,使火災造成的損失最小,特別是人的生命財產(chǎn)安全應得到最有效的保護。
給排水專業(yè)所承擔的建筑防火設計任務都是直接參與撲滅或控制火災發(fā)展的,因此采用何種滅火設計方案、技術措施都應持謹慎態(tài)度。本文就消防系統(tǒng)設計的有關技術問題作以下方面探討。按防火分區(qū)布置消火栓若建筑物每層面積較大,則每層平面要分成若干個防火分區(qū)。一般采用防火卷簾、防火墻加防火門等形成若干個防火分區(qū)。因為火災時相鄰的防火卷簾落下至底,起防火墻的作用,消防水龍帶根本無法從該處通過,而防火門需緊閉,也不允許消防水龍帶通過。此時應注意要按防火分區(qū)來設置消火栓,也就是說消火栓不可跨防火分區(qū)使用。
雙閥雙出口消火栓布置《高規(guī)》第7.4.2條規(guī)定“18層及18層以下,每層不超過8戶、建筑面積不超過650m2的塔式住宅,當設兩根消防豎管有困難時,可設一根豎管,但必須采用雙閥雙出口型消火栓”。《高規(guī)》此條規(guī)定,本人體會是對象住宅這種火災危險性較小的場所給予適當放寬處理。可現(xiàn)有的設計,不管設豎管有無困難,不管是否是每層不超過8戶、建筑面積不超過650m2的塔式住宅,均采用雙閥雙出口消火栓。實際上雙閥雙出口消火栓無法滿足《高規(guī)》第7.4.2條的要求“消防豎管的布置,應保障同層相鄰兩個消火栓的水槍的充實水柱同時到達被保護范圍內的任何部位”。若火災發(fā)生在雙閥雙出口消火栓處,則兩支水槍均失去作用,該雙閥雙出口消火栓設計所保護的場所則無一股水柱可到達,造成了一定火災隱患。故應慎用雙閥雙出口消火栓,特別在火災危險性較大的場所不可使用雙閥雙出口消火栓。
有的設計,消火栓間距已滿足同層任何部位有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達,卻全部采用雙閥雙出口消火栓。本人認為這樣做也無必要,造成一定浪費。雙閥雙出口消火栓可用于某些受建筑條件限制的高層住宅內。《高規(guī)》允許單元式住宅戶門采用乙級防火門后直接開向前室,還允許每個單元設有一座通向屋頂?shù)氖枭翘?且從第10層起每層相鄰單元設有連通陽臺或凹廊的單元式住宅可只設一個安全出口。
按這些要求設計的單元式住宅,由于可設計安裝消火栓的場所僅是小小的消防前室,要在此處設二個消火栓,一是無墻面可設,二是無此必要,故只能采用雙閥雙出口消火栓。由于10層以上設了連通陽臺或凹廊,故10層以上的相鄰樓梯間的消火栓可通過凹廊或連通陽臺隔梯滅火,故住宅高層部分基本上也達到了兩股滅火水柱的要求。屋頂消火栓的布置屋頂應設試驗消火栓。有的設計工程,在屋頂上還設有熱交換站、音像控制室、鍋爐房、實驗室等,僅設一個試驗消火栓是不夠的。這種情形下,對于高層建筑來說,屋頂消火栓的布置應保障該層任何部位有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達。屋頂水箱及增壓《高規(guī)》要求,高層建筑應設高位水箱,貯存十分鐘的消防用水量。雖然現(xiàn)在已較多地應用了穩(wěn)壓水泵技術來維持管網(wǎng)的流量和壓力,替代了高位水箱,但是在住宅工程中,我認為還是設高位水箱較好。其理由是:
1、可減少設備運行費,有利于住戶。
消防系統(tǒng)的穩(wěn)壓裝置,雖然其電機功率比起消防加壓泵來說是小得多了,但是需要長年累月不間斷地保持管網(wǎng)壓力,24小時下來,用電量也是幾十千瓦,一個月,一年下來,都是不少的一筆運行費用。如今住宅小區(qū),都采用物業(yè)管理方式,這筆費用將轉嫁到住戶身上,無形中為用戶增加了負擔。因此從住戶的利益著想,從長遠考慮,還是設高位水箱好。
2、日常維護管理方便,簡單。水泵接合器
水泵接合器的主要用途是當室內消防泵發(fā)生故障或遇大火室內消防用水不足時,供消防車從室外消火栓取水,通過水泵接合器將水送到室內消防給水管網(wǎng)用于滅火。
1、在自噴滅火系統(tǒng)中,因報警閥組均有止回閥,水泵接合器設在閥后(沿水流向)水不會倒流,加上消防車到達現(xiàn)場通過水泵接合器向室內自噴消防管網(wǎng)輸水時,火災為已知情況,不需再次啟動壓力繼電器及水力警鈴報警,也不必再次啟動消防水泵等設施,水泵接合器可直接接在濕式報警閥后。但對于系統(tǒng)有兩個或兩個以上報警閥組,還設在閥后那么其他閥將不能再公用此水泵接合器了,那就得每個報警閥后至少設一個水泵結合器。同時考慮到《噴規(guī)》10.1.4條的規(guī)定“當自動噴水滅火系統(tǒng)中設有2個及以上報警閥組時,報警閥組前宜設環(huán)狀供水管道”,對于2個及以上報警閥組的系統(tǒng)還是設在閥前為好,可以互為備用。另外水泵接合器位置應考慮連接消防車水泵的方便,且離水源不宜過遠。
2、《噴規(guī)》10.4.2條規(guī)定,當水泵接合器的供水能力不能滿足最不利點處作用面積的流量和壓力要求時,應采取增壓措施。這一規(guī)定與《高規(guī)》7.4.5.2的規(guī)定“消防給水為豎向分區(qū)供水時,在消防車供水壓力范圍內的分區(qū),應分別設置水泵接合器”相比,提高了水泵接合器的要求,已不再局限于“一步到位”,這一規(guī)定是經(jīng)驗的總結,也是實際的需要,有利于提高系統(tǒng)的性。
3、《噴規(guī)》規(guī)定水泵接合器的流量“宜按”10-15L/s,《高規(guī)》是“應按”,《建規(guī)》是“按”。這種措辭應是有其原因的:10-15L/s是消防車長期正常運轉和發(fā)揮較大效能的流量范圍,且消防系統(tǒng)的流速可以比給水流速稍大,加之,按現(xiàn)行《噴規(guī)》的流量計算法,對于中危險級不再局限于26-30L/s范圍內,而是可大可小,一個“宜”字給設計者帶來了更大的選擇余地,也更符合實際需要。如筆者曾遇到的一個工程實例:一個四層綜合樓,地下室為地下車庫,自動噴水流量為33L/s,是設3個還是設2個,我想還是宜設2個。消防電梯集水坑的排水GB50045-95,6.3.3.11條“消防電梯間前室門口宜設擋水設施。消防電梯的井底應設排水設施,排水井容量不應小于2.0m3,排水泵的排水量不應小于10L/s”。不難理解,此條是為了保障消防電梯正常而安全地運行,以利于救人、滅火。對此設計人員都考慮了排水設施。消防泵房、變配電站、柴油發(fā)電機房常常設于高層建筑的地下室,如果地下室積水甚至被淹,滅火將從何談起?所以地下室排水與消防電梯井底排水從某種意義上說同等重要。事實上如何及時排出造成地下室水患之水往往不為設計者重視。消防電梯井底排水設施設計中仍舊存在很多問題:(1)電梯下到地下室,又在電梯基坑下設集水坑,這是不行的,結構上不好處理,施工也困難,更主要的是潛水泵及壓力排水管從哪里進入集水坑?除非加大集水坑面積,使之大于電梯井,但帶來不必要的結構困難、施工困難、投資大等。建議電梯不要下到最下一層,至多下到半層。(2)集水坑容積不夠、排水量不滿足規(guī)范要求。(3)多數(shù)設計沒考慮備用泵,個別設計考慮了備用泵,然而排水泵電源卻是普通電源,一旦發(fā)生火災,普通電源都是要切斷的,無論有無備用泵,排水將成為一句空話,此條應務必引起重視。筆者主張,消防電梯井底排水及地下室其他部位,至少有一處的排水集水坑及排水泵應滿足GB50045-95,6.3.3.11之要求,另外必須設備用泵,宜為一用一備,自動切換,集水坑高、低水位自動控制水泵啟、閉。必須是消防電源,建議采用QW型無堵塞潛水排污泵。
結束語
總之,建筑室內消防系統(tǒng)設計應嚴格按照有關設計防火規(guī)范的要求來設計,以保障設計工程防火的安全性、性。
室內系統(tǒng)設計論文:民用建筑室內消火栓系統(tǒng)設計及要點探討
【摘要】室內消火栓設計及使用關乎著人類的生命財產(chǎn)安全，因此民用建筑室內消火栓系統(tǒng)設計不容忽視，必須要按照嚴格的要求較大程度上減少因設計缺陷而帶來的損失，文章淺議民用建筑室內消火栓系統(tǒng)的設計及注意事項。
【關鍵詞】室內消火栓；設計；注意事項
現(xiàn)階段消防問題越來越被重視，我們知道一旦發(fā)生火災，就會給人的人身、財產(chǎn)帶來嚴重的損失，經(jīng)濟發(fā)展越來越快，民用建筑也逐漸增多，對于消防系統(tǒng)的要求也隨之升高，民用建筑室內消火栓系統(tǒng)的好壞關系著居民的安全性，因此必須設計良好的室內消火栓系統(tǒng)。
1.民用建筑室內消火栓系統(tǒng)的設計極其注意事項
1.1消火栓栓位
1.1.1設計
消火栓是消火栓系統(tǒng)中的重要設計之一。消火栓必須安裝消防水槍，一般要求必須安裝兩支，并且在安裝前必須仔細研究消火栓的所在位置是否適合消防員取用消火栓的便捷性，消火栓的位置是否影響人員的疏散，必須要保障使用的便捷性。還要在樓道之間安裝消火栓。消火栓的合理設計可為消防員或是住戶本身提供了一定的安全保障。
1.1.2注意事項
設計消火栓時還有一些問題需要注意。
（1）在布置消火栓之前要了解建筑圖，了解建筑的整體設計，有助于消火栓安裝后的安全性提高。
（2）還要注意的是，一定要考慮消火栓的安裝位置，一些容易被忽略的地點一定要安裝，例如設備間等。
（3）還有一點要注意的是，如果民用建筑的樓層較高，這時就要考慮消火栓口壓力的大小，如果壓力過大就一定要更換壓力較小的消火栓，以保障消火栓運用時的安全性。
1.2屋頂高位消防水箱
1.2.1設計
火災出現(xiàn)時，運用消火栓進行滅火，由于水用量的增大會導致供水的不足，當啟動消防按鈕后，需要一定的時間水才能到，這個時間無法估量人身財產(chǎn)的損失，所以要在屋頂設計高位消防水箱，來保障這個期間高位水箱為其提供消火栓滅火所需要的壓力。一些屋頂無法設計高位水箱就需要更換可以替代高位水箱的設備。例如可以在設計時換成承壓水罐，將他的壓力按照高位水箱的壓力來設置，就可以保障它的作用。
1.2.2注意事項
（1）在設計高位消防水箱時一定要注意水箱的存水量，這個存水量必須要達到可供消防的標準。
（2）在設計高位消防水箱時要注意它與消火栓進行連接時一定要注意防止水的回流，在滅火的過程中必須保障水的輸送是由高位水箱輸送到消火栓內的，不能逆流回去。在這一需要注意的問題上可以安裝一個防止回流的閥門。
（3）在設計水箱時要注意它的規(guī)范性，消火栓系統(tǒng)是用來保障生命、財產(chǎn)安全的因此它需要有有一定的嚴謹性。
（4）不是所有所有的民用建筑都要進行高位水箱的設計，一些相對較低的民用建筑，正常的供水壓力足以保障消火栓的正常應用，所以在這樣的建筑物中可以不設計。
1.3消火栓管網(wǎng)
1.3.1設計
每一個消火栓不是獨立存在的，它們之間應該相互連接，這時就需要設計消火栓管網(wǎng)。一些民用建筑的設計規(guī)范性較差，以至樓上樓下的消火栓不在同一位置，在設計時保持管網(wǎng)的連接處于直立的狀態(tài)，這就需要增加管道的使用量。實在無法避免時再使用環(huán)管連接，盡量將環(huán)管的使用率降到低。設計過程中不是所有消火栓都能被連接，現(xiàn)在的民用建筑不僅是地上建筑，地下也會有許多建筑，地下建筑和地上建筑的形式幾乎沒有相同之處，那么與地上部分進行連接，會導致工程量變大、施工難度的變大，因此在設計地下消火栓官網(wǎng)時采用獨立的管網(wǎng)連接，減少資金的投入，提高安全性能。
1.3.2注意事項
（1）在進行管網(wǎng)的連接時，要在前期了解管網(wǎng)連接都會穿透哪些物體。來保障管網(wǎng)連接的安全性。例如在看設計圖時一定要仔細觀察，管網(wǎng)的連接是否會和電室有所交集，一旦有所交集就要改變線路，避免危險的發(fā)生。
（2）在設計管網(wǎng)的過程中，設計圖紙上書寫的內容盡量簡單易懂，避免施工人員因為設計圖語言的問題導致施工位置的偏差。
（3）在設計時還要對管道的連接處多加注意，直立管之間一般不會有太大的問題，但是在直立管和環(huán)管的接連處要多設計一個閥門，來保障更容易的了解閥門的開關。
（4）管道設計時要充分考慮穿透過程是否會對管道有所損傷，一些細小的縫隙處會和管道產(chǎn)生摩擦，因此事先應對管道進行保護，以免施工不當造成管道的泄露。
（5）我國有一些地區(qū)到了冬天氣溫會變得很低，室內的一些地方也不會供給熱能，所以溫度也不會太高，因此在設計官網(wǎng)時要注意管網(wǎng)外要加入一層保溫材料，保障管網(wǎng)可以正常的連接使用。
1.4消防水池、消防泵
1.4.1設計
火災發(fā)生時需要大量的水不斷的輸送到消火栓中，所以在設計消火栓系統(tǒng)時就要涉及輸送水的設備，消防水池、消防泵的設計恰好可以滿足其需求，一些民用建筑物有較好的條件，因此在這些建筑物中可以獨立設計消防水池和消防泵，這樣的設計可以專水專用避免了火災發(fā)生時水資源無法及時的被輸送到消火栓中，設計過程中將水池和水泵的設計位置盡量設置在工作人員可以及時到達的場所，這樣可以保障火災發(fā)生時及時的啟動消防設施，較大限度的保障人身、財產(chǎn)的安全。
1.4.2注意事項
（1）消防水池、水泵的設計的設計一定要遵循減少資源浪費的原則，在修筑過程中，可以將水池和水泵進行直立設計，這樣可以避免土地資源的浪費。
（2）建設民用建筑的消防栓系統(tǒng)就是為了保障人們的安全，所以建設消防栓系統(tǒng)也要考慮安全性，盡量不要破壞建筑原有的結構，才能保障建筑物的穩(wěn)固和安全。
（3）消防水池、水泵的設計必須要是開放的，避免發(fā)生火災時，人們無法及時的啟動裝置，造成不必要的損失。
2.屬于規(guī)范臨界點的建筑物體積的消防設計
在具體消火栓系統(tǒng)設計時經(jīng)常需要計算建筑物體積，而體積數(shù)值建筑專業(yè)一般不會提供，具體數(shù)值需由給排水專業(yè)設計師自己計算，由于有些建筑物體型比較奇異致使同一個建筑物不同的設計師計算結果也不盡相同。舉例一：建筑設計防火規(guī)范中規(guī)定“建筑高度大于15m或體積大于10000m3的辦公建筑、教學建筑和其他單、多層民用建筑”應設置室內消火栓系統(tǒng)。個人建議在計算方法正確的情況下計算體積小于且非常接近10000m3時為了建筑物消防安全也應設置消火栓給水系統(tǒng)。
3.總結
民用建筑消火栓系統(tǒng)的設計是一個相對復雜的過程，它的設計要求相對嚴格，只有嚴謹?shù)脑O計才能有效的保障人民生命、財產(chǎn)的安全，設計過程中一定要充分考慮到它的設計方式和設計過程中要注意的問題，才能保障設計后的消火栓系統(tǒng)，在火災來臨時的使用達到的效果。
作者：韓文東 單位：酒鋼建設集團
室內系統(tǒng)設計論文:淺談WCDMA室內覆蓋系統(tǒng)設計
摘要 本文針對室內覆蓋規(guī)劃設計中的各個方面,結合WCDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構、技術特點,探討了WCDMA室內覆蓋系統(tǒng)設計思路及方法。
關鍵詞 WCDMA;室內覆蓋;設計
中圖分類號TN91 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)26-0213-02
0 引言
隨著移動通信網(wǎng)絡的發(fā)展,特別是進入3G時代的今天,室內的業(yè)務需求不斷增長,同時WCDMA等工作在2GHz頻段的3G網(wǎng)絡,與2G網(wǎng)絡相比,穿透能力較差,在室內環(huán)境下將形成更多的弱覆蓋區(qū)域,因此室內覆蓋系統(tǒng)的建設越來越重要,室內覆蓋是實現(xiàn)無線覆蓋、優(yōu)化網(wǎng)絡容量分布和基站配置、增加話務收入、提高用戶滿意度的一種重要手段,室內覆蓋系統(tǒng)以及技術越來越引起相關電信運營企業(yè)和設備制造商的重視。
1 WCDMA室內覆蓋系統(tǒng)設計思路
WCDMA室內覆蓋系統(tǒng)是指通過室內天饋線分布系統(tǒng)將無線信號較均勻地分布于建筑物室內,用于改善建筑物室內無線網(wǎng)絡覆蓋和網(wǎng)絡質量,提高無線網(wǎng)絡容量的系統(tǒng)。WCDMA室內覆蓋系統(tǒng)的設計思路在于采用建設室內分布系統(tǒng)與網(wǎng)絡優(yōu)化相結合的方法使室內小區(qū)和室外宏蜂窩網(wǎng)絡的覆蓋范圍更加清晰明確,降低干擾等級,提高上行的容量,解決覆蓋與容量間的平衡問題,通過室內外協(xié)同覆蓋的方式完善網(wǎng)絡。即通過系統(tǒng)的設計,盡可能保障室內良好的網(wǎng)絡覆蓋特性;保障“容量”較大化,包括WCDMA室內覆蓋系統(tǒng)網(wǎng)絡“容量”較大化和WCDMA室外網(wǎng)絡“容量”較大化;設置合理的切換和切換區(qū)域,保障切換的發(fā)生不給整個網(wǎng)絡帶來負面影響;保障WCDMA整體網(wǎng)絡干擾最小化,包括室內覆蓋系統(tǒng)干擾最小化和室外網(wǎng)絡干擾最小化,從而更好滿足人們的需求。
2 WCDMA室內覆蓋系統(tǒng)設計方案
室內覆蓋系統(tǒng)的服務對象是室內用戶。其原理是利用分布式天線系統(tǒng)將基站信號盡可能均勻地分布在室內每個角落,滿足室內通信需求。室內覆蓋系統(tǒng)主要由信號源和分布式天線系統(tǒng)組成。
2.1 室內覆蓋信號源的選擇
能夠為室內分布系統(tǒng)提供信號源的設備有:宏基站、微蜂窩、“BBU+RRU”和直放站等。設計時需綜合考慮建筑結構、覆蓋面積等其它因素的影響,最終采用既可達到所需的覆蓋要求又可合理控制成本的信源方式。具體選擇原則如下:1)對于業(yè)務需求特別大的場所如大型商場、大型寫字樓、機場、火車/汽車站、體育場館、會議會展中心等,宜采用宏蜂窩基站或BBU+RRU方式作信號源;2)對于業(yè)務量熱點的局部區(qū)域覆蓋(如業(yè)務需求穩(wěn)定而業(yè)主要求苛刻)可采用室內型微蜂窩或射頻拉遠;3)對于僅以覆蓋為目的,業(yè)務需求較低的建筑,如覆蓋區(qū)域分散的小區(qū),補盲覆蓋的電梯、地下室等場所可采用光纖直放站。
2.2 室內覆蓋系統(tǒng)分布方案的選擇
1)對于小型建筑物,如大型超市、小型辦公樓等,可分為兩種情況:如建筑物內部建筑結構單一,對射頻信號的傳輸衰減較小,則宜采用信號源+無源分布系統(tǒng);如建筑物內部建筑結構復雜,對射頻信號的傳輸衰減較大,則根據(jù)實際需要可采用有源分布系統(tǒng);2)對于中型建筑物,如大型寫字樓、中型酒店、醫(yī)院、機場等,一般采用有源分布系統(tǒng),需根據(jù)實際的話務量選取合適的信源;3)對于大型建筑物,需根據(jù)實際情況采用不同的分布系統(tǒng)類型,包括有源分布系統(tǒng)和光纖分布系統(tǒng)。對于特型建筑物,如超高型電梯宜采用定向天線的無源分布或泄漏電纜分布系統(tǒng)。
2.3 分布系統(tǒng)設計方案
2.3.1 室內覆蓋系統(tǒng)基站的天線布置
在確定WCDMA室內覆蓋區(qū)域和業(yè)務之后,應勘察所需覆蓋的建筑物,得到建筑物平面圖。獲得建筑物相關信息和人員分布情況,考慮天線布放位置及電纜布放。得到建筑物各平層天線分布、EIRP設計后,我們可以計算各平層支路所需的輸入信號功率。通過選擇無源、有源器件,得到合理的主干設計方案。在天線布置中,應根據(jù)不同的室內環(huán)境和建筑結構考慮天線布放,如對于玻璃幕墻的開放辦公環(huán)境,室內損耗小,但室內外信號易互相泄漏,此時應考慮較多天線和較低發(fā)射功率保障覆蓋及控制小區(qū)范圍,而對于框架結構而外墻較厚的建筑,如超市、停車場等則可用較少的天線即可滿足覆蓋要求。由于各個建筑物結構、材料存在差異,具體設計時應盡量選取典型區(qū)域進行模擬測試,從而得出合理的天線布置方案,一般來說,WCDMA室內覆蓋系統(tǒng)的天線覆蓋范圍在10m~20m。
2.3.2 室內覆蓋系統(tǒng)的頻率規(guī)劃
WCDMA室內覆蓋系統(tǒng)的頻率規(guī)劃主要有四種組網(wǎng)方案,全同頻組網(wǎng)和低層同頻高層異頻方案屬于同頻組網(wǎng)范疇,全異頻組網(wǎng)和一層同頻全樓異頻方案則屬于異頻組網(wǎng)范疇。考慮不同場景的同頻異頻組網(wǎng)方案需要從建設場景的建筑結構、系統(tǒng)干擾等多方面進行考慮,采用哪種組網(wǎng)方案,需要具體分析,不能一概而論,在實際設計中,常常既有同頻方案,又有異頻方案,如果建筑物穿透損耗大,干擾可以控制,則采用同頻方式,如干擾難以控制,則可采用異頻方式組網(wǎng)。
2.3.3 切換設置
在WCDMA系統(tǒng)中,根據(jù)頻率規(guī)劃組網(wǎng)方式和室內外小區(qū)劃分,存在軟切換和硬切換,在設計過程中可以通過在網(wǎng)絡中設置相應參數(shù)和調整各小區(qū)的覆蓋場強直到合適的信號強度,使切換更加平滑。首先,應考慮室內各小區(qū)之間及與室外小區(qū)之間話務流量,合理設置室內、室外的切換區(qū)域;其次,應當根據(jù)實際情況優(yōu)化室外基站和室內基站的切換參數(shù),避免產(chǎn)生乒乓切換和過多的軟切換。一般來說,易發(fā)生切換的區(qū)域主要集中在室內外出入口、電梯內外、靠窗位置及室內多小區(qū)之間,其中室內外出入口需要設置合理的切換區(qū),盡量采用同頻切換,必要時可引入過渡小區(qū),靠窗區(qū)域則應盡量避免成為切換區(qū),對于室內多小區(qū)之間建議采用軟切換,應避免發(fā)生室外小區(qū)到室內時的電梯硬切換等。
3 結論
進行室內分布系統(tǒng)的規(guī)劃與建設,應與網(wǎng)絡優(yōu)化緊密結合起來,重點在于根據(jù)室內結構選擇合適的覆蓋信號源和覆蓋方式,合理設置切換區(qū)域,合理規(guī)劃頻率等。同時,WCDMA室內分布系統(tǒng)規(guī)劃設計遠遠復雜于GSM系統(tǒng),需要在今后在實踐中加以完善。
室內系統(tǒng)設計論文:TETRA數(shù)字集群室內覆蓋系統(tǒng)設計研究
[摘要]文章在分析室內覆蓋主要設計指標的基礎上，對信源、室分系y的選取原則、設計方法進行了研究，并重點分析了直放站的施主基站選取、TETRA與其他系y合路室分方案等問題。
[關鍵詞]TETRA 室內覆蓋 施主基站 多系y合路
1 引言
TETRA為歐洲電信標準協(xié)會(ETSI)推薦的數(shù)字集群標準，在國內外的公共安全、交通運輸、政務網(wǎng)絡等領域已得到廣泛應用。作為指揮調度及應急保障通信系y，TETRA網(wǎng)絡除了被常規(guī)應用于室外外，一些重要或人員密集的大型建筑、運動場館、地下空間等室內區(qū)域同樣有著迫切的覆蓋需求。由于建筑物自身存在的屏蔽和吸收作用，導致無線電波有較大的傳輸衰耗，形成了移動信號的弱場強區(qū)甚至盲區(qū)；另外，建筑物高層空間極易存在無線頻率干擾，導致服務小區(qū)信號不穩(wěn)定，出現(xiàn)乒乓切換效應，從而使話音質量難以保障，掉話現(xiàn)象時有發(fā)生。因此，在特定場景下，需要建設TETRA網(wǎng)絡室內覆蓋系y，以解決室內的覆蓋、質量或容量問題。基于此，本文對TETRA室內覆蓋系y設計的原則、方法及一些設計重點問題進行探討研究。
2 設計技術指標取定
進行TETRA數(shù)字集群室內覆蓋設計之前，應首先明確相關的設計技術指標，例如無線覆蓋邊緣場強、網(wǎng)絡接通率、信號外泄要求等。這些設計技術指標規(guī)定了室分系y的建設目標、為室分設計的重要輸入條件。各參數(shù)取值的不同也會直接影響到室分系y的實現(xiàn)方案及系y投資等。表1列出了TETRA室內覆蓋系y的一些主要設計技術指標。
3 室分信源的選取及設計
目前TETRA數(shù)字集群系y的信源主要有宏基站和直放站兩大類。室內宏基站信源有能新增系y話務容量、輸出功率大、擴容方便的特點，但對站點的機房、電源、傳輸?shù)扰涮滓蟾撸ㄔO周期長，建設成本高。直放站信源不能增加系y話務容量，但對安裝環(huán)境和電源要求低，物業(yè)選址方便。進行室內覆蓋系y設計時，需綜合考慮覆蓋、容量要求及物業(yè)類型等因素來選取合適的信號源類型，建議如下：
(1)對一些超大型的站點，建議使用宏基站+直放站信源；
(2)對于話務需求高或重要性高的站點，建議使用宏基站信源；
(3)其他情況，建議使用直放站信源。
數(shù)字集群系y具有“廣覆蓋、小容量”特點，建設室內覆蓋系y更多是為了解決室內的覆蓋問題，故相比普通移動通信網(wǎng)絡，TETRA室內覆蓋系y中會更多地使用直放站。
進行室分直放站設計時，直放站的施主基站選取、直放站功率設計等問題需重點分析。
3.1 直放站的施主基站選取
(1)進行直放站施主基站選取時，一般需要考慮下述兩個方面的約束條件：
TETRA系y的C/I要求為不小于19dB，故選取直放站的施主基站時，一般避免直放站信號和施主基站信號存在過多的重疊覆蓋區(qū)域，盡可能地避免選取物理距離最近的室外基站(一般就是室外區(qū)域的主服務基站)作為施主基站。
對于光纖直放站，近端機與遠端機的光路損耗不能太大，通常需小于10dB(視廠家設備而定)。考慮光器件及接頭損耗因素后，一般建議近端機與遠端機的光路距離控制在10Km以內。
上述兩個約束條件會帶來一定的矛盾。一方面，為了減少室分直放站的信號跟原施主基站的信號重疊，希望選取的施主基站的距離盡可能遠一些；另一方面，施主基站的物理距離若比較遠，很多情況下光纖的長度較長、可能導致不滿足光纖直放站允許的較大光路損耗要求。
(2)在實際的設計工作中，在滿足光路長度要求的前提下，應重點分析室內、外的信號強度對比及信號時延。
優(yōu)先考慮選取滿足下列C/I要求的施主基站：室內直放站信號跟室外施主基站的信號強度滿足C/I≥19dB要求。其中，C為室分直放站信號強度，|為擬選取的室外施主基站直接覆蓋的信號強度。
若無法滿足上述C/I要求或者建設室分時不具備條件進行測試對比分析時，則要重點考慮兩個信號問的時延差問題。根據(jù)ETSI相關標準，TETRA終端(一般不帶均衡器)正常工作于Hily Terrain環(huán)境的多徑信號時延不能超過15us；另外，對TETRA系y，符號周期為56us，根據(jù)理論分析及實際工程經(jīng)驗，一般建議多徑信號的時延差不超過1/4個符號周期，即14us。對采取直放站信源的室分系y，直放站的信號與原室外施主基站的直接信號相當于多徑，14us時延差對應的光纖長度為：14×10-6×(2/3×3×108)=2.8Km，故直放站到施主基站的光纖長度不宜超過2.8Km+2/3×L，其中L為室分區(qū)域到施主基站的直線距離(光纖中的信號傳播速度為真空中的2/3)。考慮光纖直放站的處理時延后(一般1.5us～2us)，上述允許的光纖長度還將再減少一些。
3.2 直放站功率設計
TETRA直放站的標稱輸出功率為總的輸出功率。考慮到TETRA基站可能為1―8的不同載波配置，進行室分系y設計及鏈路預算時，需考慮直放站輸出功率的回退問題。以常用的10W(40dBm)光纖直放站為例，若其施主基站為2載波配置，則該直放站輸出的單載波較大功率為10/2=5W(37dBm)，即直放站的輸出功率需要按滿功率回退3dB、較大輸出37dBm進行設計。對施主基站不同的載波配置，直放站的輸出功率需具體考慮如下：
(1)施主基站1載波配置，直放站的輸出功率可按滿功率設計；
(2)施主基站2載波配置，直放站的輸出功率按回退3dB設計；
(3)施主基站4載波配置，直放站的輸出功率按回退6dB設計；
(4)施主基站8載波配置，直放站的輸出功率按回退9dB設計。
在實際設計時，考慮到施主基站未來可能需要擴容，且為保障系y設計有一定的冗余，建議直放站的輸出功率在上述情況下按照再回退3dB-5dB設計。
4 分布系y的選取及設計
TETRA數(shù)字集群的室內分布系y主要有：無源電分布系y、有源電分布系y、光纖分布系y和泄漏電纜分布系y等類型，不同分布系y的組成、特點及應用場景如表2所示。
在實際的工程設計時，除了按照上述原則選取相應的TETRA室分系y類型外，可能還需要考慮TETRA與其他移動通信系y合路、共建共享的問題。為了深入貫徹落實建設節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求，減少重復建設，建設TETRA數(shù)字集群室內分布系y時，一般考慮采用共建共享方式、多個系y共用同一套分布系y。
進行TETRA與其他系y間的室內多系y合路設計時，需對合路的所有系y之間可能存在的干擾(雜散干擾、阻塞干擾)進行分析計算，并根據(jù)計算結果提出各系y間合路所需的隔離度要求，即合路器的端口隔離度要求。系y間的干擾隔離及規(guī)避手段有：
(1)電信業(yè)務經(jīng)營者配合協(xié)調不同制式系y的頻點使用：避開可能存在干擾的頻點。
(2)在合理器等設備選型時，提高相關設備隔離度參數(shù)要求。
(3)增加濾波器：外接濾波器提高系y間隔離度。
(4)有效利用空間隔離：天饋系y進行上、下行分路建設。
隨著技術的發(fā)展，目前多系y合路設備已經(jīng)相當成熟，基本都能很好地滿足多系y間合路的隔離度要求。國內已有多個TETRA集群網(wǎng)絡成功將TETRA與PHS、CDMA、GSM等其他移動通信系y進行室分合路建設。
在實際設計時，若需合路的系y數(shù)量較少，建議多系y之間直接使用多頻合路器合路；若系y數(shù)量較多，可考慮使用多級合路或者POI合路方式。
5 結語
TETRA數(shù)字集群室內覆蓋設計為整個系y設計的重要組成部分。在明確設計技術指標的基礎上，通過合理的室分信源、分布系y的選取，并采取科學的設計方法，將為建設高質量的TETRA網(wǎng)絡奠定堅實的基礎。
作者簡介
宋雅：畢業(yè)于華南理工大學通信與信息系y專業(yè)，工學碩士。現(xiàn)任職于廣東省電信規(guī)劃設計院有限公司，工程師，主要從事無線網(wǎng)絡規(guī)劃、設計與優(yōu)化工作。
范金寧：畢業(yè)于華南理工大學通信與信息系y專業(yè)，工學碩士。現(xiàn)任職于廣東省電信規(guī)劃設計院有限公司，主要從事無線網(wǎng)絡規(guī)劃及設計工作。
室內系統(tǒng)設計論文:家庭室內智能網(wǎng)絡系統(tǒng)設計
摘 要:為了能夠實現(xiàn)對家庭環(huán)境數(shù)據(jù)的采集處理以及對家用電器的自動控制,對家庭智能網(wǎng)絡系統(tǒng)整體設計進行了研究。整個網(wǎng)絡以ZigBee技術為基礎,應用JN5121模塊,對網(wǎng)絡中的各種節(jié)點進行設計,實現(xiàn)整個系統(tǒng)中各個節(jié)點之間無線通信的功能。該系統(tǒng)可以將家庭環(huán)境的數(shù)據(jù)通過短信發(fā)送到指定的用戶手機中,用戶還可以通過互聯(lián)網(wǎng)對其進行訪問,通過互聯(lián)網(wǎng)終端對系統(tǒng)下達指令。本系統(tǒng)功耗超低,網(wǎng)絡組織靈活,成本較低,安全,性能穩(wěn)定。
關鍵詞:室內智能網(wǎng)絡系統(tǒng); 自動控制; ZigBee; 網(wǎng)絡節(jié)點
隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展和電子信息產(chǎn)業(yè)的不斷進步,智能居家系統(tǒng)早已引起了人們的注意。國外智能家居產(chǎn)品主要注重于家庭內部的功能實現(xiàn),主要是兩種產(chǎn)品:以安全報警為主的系統(tǒng)和同時具有安防報警與家庭自動化功能的產(chǎn)品,但它的價格比較高,在中國市場推廣時遇到了阻力。在國內,智能家居起步相對較晚發(fā)展都相對減慢,廠家的構成較為復雜,技術實力也相差懸殊,無法地評價其技術水平。雖然市場還沒有較好的展開,但是我國的一些實力較強的公司已開始技術儲備,越來越多的機構和個人開始了對智能家居的研究[1],因此我國智能家居的蓬勃發(fā)展指日可待[2]。本文所提出的家庭室內智能網(wǎng)絡系統(tǒng)整體以ZigBee無線通信技術為基礎,以實現(xiàn)安防報警和家用電器遠程控制的功能。
1 關鍵技術
1.1 ZigBee
ZigBee是一種高的無線數(shù)傳網(wǎng)絡,類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡,ZigBee數(shù)傳模塊類似于移動網(wǎng)絡基站。通訊距離從標準的75米到幾百米、幾千米,并且支持無線擴展。它的基礎是IEEE 802.15.4,這是IEEE無線個人區(qū)域網(wǎng)(PAN)工作組的一項標準,被稱作IEEE 802.15.4技術標準[3-5]。完整的ZigBee 協(xié)議套件由高層應用規(guī)范、應用會聚層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成。其技術的主要特點是:數(shù)據(jù)傳輸速率低,功耗低,成本低,網(wǎng)絡容量大,時延短,安全,有效范圍小,工作頻段靈活,數(shù)據(jù)傳輸性高,以及很好的兼容性。因此,ZigBee的主要應用領域集中在了消費家用電子產(chǎn)品和傳感器網(wǎng)絡領域。
1.2 JN5121模塊介紹
本文中選擇的核心模塊是JN5121-Z01-M01,它是JENNIC公司推出的一款應用兼容 IEEE 802.15.4標準和ZigBee技術的收發(fā)芯片[6]。JN5121是一款兼容于IEEE802.15.4的低功耗,低成本無線微型控制器。該模塊內置一款32位的RISC處理器,配置有2.4 GHz頻段的IEEE 802.15.4標準的無線收發(fā)器,64 KB的ROM,96 KB的RAM,為無線傳感器網(wǎng)絡應用提供了多種解決方案,同時高度集成化的設計簡化了總的系統(tǒng)成本。
JN5121內置的ROM存儲器集成了點對點通訊與網(wǎng)狀網(wǎng)通訊的完整協(xié)議棧; JN5121內置的RAM存儲可以支持網(wǎng)絡路由和控制器功能而不需要外部擴展任何的存儲空間;JN5121內置的硬件MAC地址和高度安全的AES加密算法加速器減小了系統(tǒng)的功耗和處理器的負載;JN5121支持晶振休眠和系統(tǒng)節(jié)能功能,同時提供了對于大量的模擬和數(shù)字外設的互操作支持,讓用戶可以方便的連接到自己的外部應用系統(tǒng)。圖1為JN5121內部結構示意圖。
圖1 JN5121內部結構示意圖
2 系統(tǒng)整體設計
家庭室內智能網(wǎng)絡系統(tǒng)主要包括家庭安全防范報警系統(tǒng)和家用電器自動控制系統(tǒng)兩大部分。整體的設計框圖如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)整體設計
本系統(tǒng)采用多傳感器復合數(shù)據(jù)融合策略實現(xiàn)危險信號報警。傳感器節(jié)點會采集家庭環(huán)境的數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理融合,并上報給中心節(jié)點。中心節(jié)點對傳感器節(jié)點上報的數(shù)據(jù)進行判斷,如果發(fā)現(xiàn)家庭環(huán)境數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,中心節(jié)點將會對相應的控制節(jié)點發(fā)送控制指令。而控制節(jié)點根據(jù)這些指令啟動或者關閉家用電器,使家庭環(huán)境恢復到用戶滿意的程度。路由節(jié)點使數(shù)據(jù)和指令在傳送過程中找到的路徑,快捷地達到目標。由于采用無線通信技術,路由節(jié)點在網(wǎng)絡中的位置不會受到角度、障礙物等因素的影響,非常靈活。
在中心節(jié)點發(fā)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)異常的同時,它命令短信節(jié)點將數(shù)據(jù)通過GSM網(wǎng)絡將環(huán)境數(shù)據(jù)以短信的形式報告給用戶,使用戶掌握家中的環(huán)境情況。用戶還可以通過互聯(lián)網(wǎng)來對家中的智能網(wǎng)絡進行訪問,并通過網(wǎng)絡來控制家中的電器。系統(tǒng)所有節(jié)點的電源均使用微型電池。
2.1 傳感器節(jié)點
本系統(tǒng)的傳感器節(jié)點采集光、溫度、濕度、光電、液位、電磁感應、壓力等信號。這些傳感器節(jié)點被設置在用戶家中的窗、門、廚房等位置。傳感器節(jié)點的原理框圖如圖3所示。
圖3 傳感器節(jié)點原理框圖
傳感器采集到家庭環(huán)境的信號后,通過A/D轉換器轉換,經(jīng)過微處理器的數(shù)據(jù)融合處理,再利用通信模塊對數(shù)據(jù)發(fā)進行發(fā)送。微處理器還負責對A/D轉換器和通信模塊工作的控制。
2.2 路由節(jié)點
由于家用電機眾多,中心節(jié)點與傳感器節(jié)點和電器控制節(jié)點距離較遠。因此在它們之間加入了路由節(jié)點,以保障信息能夠通過的路徑,快捷達到目的地。在本系統(tǒng)中,路由器節(jié)點可以設置在用戶家中各個房間的鏈接處。路由節(jié)點的作用是對接收到的數(shù)據(jù)或命令進行信號加強后找到路徑之后再轉發(fā)。
2.3 中心節(jié)點
系統(tǒng)初始化之后,中心節(jié)點向各個子節(jié)點發(fā)送指令,規(guī)定各類傳感器節(jié)點30 min發(fā)送一次采集的數(shù)據(jù)。在接收到由傳感器節(jié)點發(fā)送過來的數(shù)據(jù)后,中心節(jié)點先對數(shù)據(jù)進行分析,判斷是否出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常,當數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時,立即向該異常節(jié)點附近節(jié)點發(fā)送要求數(shù)據(jù)的指令,如果該節(jié)點周圍節(jié)點數(shù)據(jù)也出現(xiàn)高于平均值的情況,則判斷為出現(xiàn)異常情況。并根據(jù)具體的數(shù)據(jù),例如溫度、光強、濕度等,來對相應的控制節(jié)點發(fā)送家用電器的操作命名,實現(xiàn)對家用電器的自動控制功能。中心節(jié)點的位置一般設置在用戶家中的主室之中,和PC主機應用RS 232串口相連。中心節(jié)點的原理框圖如圖4所示。
圖4 中心節(jié)點原理框圖
2.4 控制節(jié)點
控制節(jié)點的功能是接受并執(zhí)行中心節(jié)點傳來的指令。控制節(jié)點執(zhí)行的目標是用戶家中的家用電器。為了能夠很好地實現(xiàn)這個目標,控制節(jié)點在安裝時盡量靠近家用電器。控制節(jié)點的原理框圖如圖5所示。
圖5 控制模塊原理框圖
通信模塊負責指令的接收與家用電器狀態(tài)數(shù)據(jù)的發(fā)送;控制模塊負責根據(jù)命令開啟或關閉家用電器。
3 網(wǎng)關的設計
3.1 GSM短信
系統(tǒng)的中心節(jié)點確定有家庭環(huán)境數(shù)據(jù)異常的同時,中心節(jié)點會將異常的數(shù)據(jù)發(fā)送給短信節(jié)點,短信節(jié)點通過GSM網(wǎng)絡以短信的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到指定的用戶手機中[7-10],使異地手機用戶隨時監(jiān)測本地網(wǎng)絡動態(tài)。此時,短信模塊將接收到的ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)解析,然后封裝成符合GSM網(wǎng)絡協(xié)議的幀格式,接入到移動通信網(wǎng)絡,實現(xiàn)私有網(wǎng)絡與G網(wǎng)的協(xié)議轉換,即完成GSM網(wǎng)關功能。
3.2 互聯(lián)網(wǎng)
本系統(tǒng)可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行訪問。這就需要將ZigBee無線通信協(xié)議和常用的互聯(lián)網(wǎng)的TCP/IP協(xié)議互相轉換。
中心節(jié)點通過RS 232串口與用的PC主機相連,PC主機通過網(wǎng)卡與互聯(lián)網(wǎng)相連。智能網(wǎng)絡通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送給主機,主機應用軟件將符合ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)解析,再封裝成符合TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)包,發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)中,這樣用戶就可以在遠程互聯(lián)網(wǎng)終端對智能網(wǎng)絡的情況進行查看。同樣,當用戶在遠程互聯(lián)網(wǎng)終端向家中的智能網(wǎng)絡下達命令時,主機應用軟件將符合TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)包解析,在封裝成符合ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)包,通過串口發(fā)送給家中的智能網(wǎng)絡。這樣就完成了用戶通過互聯(lián)網(wǎng)與家中智能網(wǎng)絡交互的目的。
軟件實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)通信的方法是應用C++語言采用Socket編程實現(xiàn)C/S模式。
4 結 語
本系統(tǒng)采用無線、短距離、自組織路由功能的Ad Hoc通信技術,結合了各種傳感器采集技術,通信網(wǎng)絡技術、定位技術、硬件技術、軟件設計等。形成具有定位、溫度、濕度、壓力、紅外、入侵監(jiān)測等的復合感知,然后控制各種電器設備工作,滿足室內安全環(huán)境要求。智能網(wǎng)與Internet、移動通信網(wǎng)可連接,方便異地遙控。遠程監(jiān)控軟件運行在PC上,顯示當前室內的環(huán)境參數(shù)和設備運行狀態(tài),與Internet連接,遠程用戶可以通過Internet在遠程終端上監(jiān)控。該系統(tǒng)兩節(jié)點之間直接通信距離不小于60 m;連接Internet速度不低于100 Mb/s;本地到遠程視頻放映時間小于3 s。
