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　近年来,随着就业竞争越演越烈,关于 毕业 生就业质量问题的研讨亦日益广泛深入。下面是我为大家推荐的计算机论文，供大家参考。

　 计算机论文 范文 一：认知无线电系统组成与运用场景探析

　认知无线电系统组成

　认知无线电系统是指用认知无线电技术的无线通信系统，它借助于更加灵活的收发信机平台和增强的计算智能使得通信系统更加灵活。认知无线电系统主要包括信息获取、学习以及决策与调整3个功能模块，如图1所示[3]。

　认知无线电系统的首要特征是获取无线电外部环境、内部状态和相关政策等知识，以及监控用户需求的能力。认知无线电系统具备获取无线电外部环境并进行分析处理的能力，例如，通过对当前频谱使用情况的分析，可以表示出无线通信系统的载波频率和通信带宽，甚至可以得到其覆盖范围和干扰水平等信息;认知无线电系统具备获取无线电内部状态信息能力，这些信息可以通过其配置信息、流量负载分布信息和发射功率等来得到;认知无线电系统具备获取相关政策信息的能力，无线电政策信息规定了特定环境下认知无线电系统可以使用的频带，最射功率以及相邻节点的频率和带宽等;认知无线电系统具备监控用户需求并根据用户需求进行决策调整的能力。如表1所示，用户的业务需求一般可以分为话音、实时数据(比如图像)和非实时数据(比如大的文件包)3类，不同类型的业务对通信QoS的要求也不同。

　认知无线电系统的第2个主要特征是学习的能力。学习过程的目标是使用认知无线电系统以前储存下来的决策和结果的信息来提高性能。根据学习内容的不同， 学习 方法 可以分为3类。第一类是监督学习，用于对外部环境的学习，主要是利用实测的信息对估计器进行训练;第2类是无监督学习，用于对外部环境的学习，主要是提取外部环境相关参数的变化规律;第3类是强化学习，用于对内部规则或行为的学习，主要是通过奖励和惩罚机制突出适应当前环境的规则或行为，抛弃不适合当前环境的规则或行为。机器学习技术根据学习机制可以分为:机械式学习、基于解释的学习、指导式学习、类比学习和归纳学习等。

　认知无线电系统的第3个主要特性是根据获取的知识，动态、自主地调整它的工作参数和协议的能力，目的是实现一些预先确定的目标，如避免对其他无线电系统的不利干扰。认知无线电系统的可调整性不需要用户干涉。它可以实时地调整工作参数，以达到合适的通信质量;或是为了改变某连接中的无线接入技术;或是调整系统中的无线电;或是为了减小干扰而调整发射功率。认知无线电系统分析获取的知识，动态、自主地做出决策并进行重构。做出重构决策后，为响应控制命令，认知无线电系统可以根据这些决策来改变它的工作参数和/或协议。认知无线电系统的决策过程可能包括理解多用户需求和无线工作环境，建立政策，该政策的目的是为支持这些用户的共同需求选择合适的配置。

　认知无线电与其他无线电的关系

　在认知无线电提出之前，已经有一些?某某无线电?的概念，如软件定义无线电、自适应无线电等，它们与认知无线电间的关系如图2所示。软件定义无线电被认为是认知无线电系统的一种使能技术。软件定义无线电不需要CRS的特性来进行工作。SDR和CRS处于不同的发展阶段，即用SDR应用的无线电通信系统已经得到利用，而CRS正处于研究阶段，其应用也正处于研究和试验当中。SDR和CRS并非是无线电通信业务，而是可以在任何无线电通信业务中综合使用的技术。自适应无线电可以通过调整参数与协议，以适应预先设定的信道与环境。与认知无线电相比，自适应无线电由于不具有学习能力，不能从获取的知识与做出的决策中进行学习，也不能通过学习改善知识获取的途径、调整相应的决策，因此，它不能适应未预先设定的信道与环境。可重构无线电是一种硬件功能可以通过软件控制来改变的无线电，它能够更新部分或全部的物理层波形，以及协议栈的更高层。基于策略的无线电可以在未改变内部软件的前提下通过更新来适应当地监管政策。对于较新的无线电网络，因特网路由器一直都是基于策略的。这样，网络运营商就可以使用策略来控制访问权限、分配以及修改网络拓扑结构和行为。对于认知无线电来说，基于策略技术应该能够使产品可以在全世界通用，可以自动地适应当地监管要求，而且当监管规则随时间和 经验 变化时可以自动更新。智能无线电是一种根据以前和当前情况对未来进行预测，并提前进行调整的无线电。与智能无线电比较，自适应无线电只根据当前情况确定策略并进行调整，认知无线电可以根据以前的结果进行学习，确定策略并进行调整。

　认知无线电关键技术

　认知无线电系统的关键技术包括无线频谱感知技术、智能管理技术、自适应传输技术与跨层设计技术等，它们是认知无线电区别传统无线电的特征技术[4，5]。

　频谱检测按照检测策略可以分为物理层检测、MAC层检测和多用户协作检测，如图3所示。3.1.1物理层检测物理层的检测方法主要是通过在时域、频域和空域中检测授权频段是否存在授权用户信号来判定该频段是否被占用，物理层的检测可以分为以下3种方式:发射机检测的主要方法包括能量检测、匹配滤波检测和循环平稳特性检测等，以及基于这些方法中某一种的多天线检测。当授权用户接收机接收信号时，需要使用本地振荡器将信号从高频转换到中频，在这个转换过程中，一些本地振荡器信号的能量不可避免地会通过天线泄露出去，因而可以通过将低功耗的检测传感器安置在授权用户接收机的附近来检测本振信号的能量泄露，从而判断授权用户接收机是否正在工作。干扰温度模型使得人们把评价干扰的方式从大量发射机的操作转向了发射机和接收机之间以自适应方式进行的实时互活动，其基础是干扰温度机制，即通过授权用户接收机端的干扰温度来量化和管理无线通信环境中的干扰源。MAC层检测主要关注多信道条件下如何提高吞吐量或频谱利用率的问题，另外还通过对信道检测次序和检测周期的优化，使检测到的可用空闲信道数目最多，或使信道平均搜索时间最短。MAC层检测主要可以分为以下2种方式:主动式检测是一种周期性检测，即在认知用户没有通信需求时，也会周期性地检测相关信道，利用周期性检测获得的信息可以估计信道使用的统计特性。被动式检测也称为按需检测，认知用户只有在有通信需求时才依次检测所有授权信道，直至发现可用的空闲信道。由于多径衰落和遮挡阴影等不利因素，单个认知用户难以对是否存在授权用户信号做出正确的判决，因此需要多个认知用户间相互协作，以提高频谱检测的灵敏度和准确度，并缩短检测的时间。协作检测结合了物理层和MAC层功能的检测技术，不仅要求各认知用户自身具有高性能的物理层检测技术，更需要MAC层具有高效的调度和协调机制。

　智能管理的目标是在满足用户QoS要求的条件下，在有限的带宽上最大限度地提高频谱效率和系统容量，同时有效避免网络拥塞的发生。在认知无线电系统中，网络的总容量具有一定的时变性，因此需要取一定的接入控制算法，以保障新接入的连接不会对网络中已有连接的QoS需求造成影响。动态频谱接入概念模型一般可分为图4所示的3类。动态专用模型保留了现行静态频谱管理政策的基础结构，即频谱授权给特定的通信业务专用。此模型的主要思想是引入机会性来改善频谱利用率，并包含2种实现途径:频谱产权和动态频谱分配。开放共享模型，又称为频谱公用模型，这个模型向所有用户开放频谱使其共享，例如ISM频段的开放共享方式。分层接入模型的核心思想是开放授权频谱给非授权用户，但在一定程度上限制非授权用户的操作，以免对授权用户造成干扰，有频谱下垫与频谱填充2种。认知无线电中的频谱分配主要基于2种接入策略:①正交频谱接入。在正交频谱接入中，每条信道或载波某一时刻只允许一个认知用户接入，分配结束后，认知用户之间的通信信道是相互正交的，即用户之间不存在干扰(或干扰可以忽略不计)。②共享频谱接入。在共享频谱接入中，认知用户同时接入授权用户的多条信道或载波，用户除需考虑授权用户的干扰容限外，还需要考虑来自其他用户的干扰。根据授权用户的干扰容限约束，在上述2种接入策略下又可以分为以下2种频谱接入模式:填充式频谱接入和下垫式频谱接入。对于填充式频谱接入，认知用户伺机接入?频谱空穴?，它们只需要在授权用户出现时及时地出让频谱而不存在与授权用户共享信道时的附加干扰问题，此种方法易于实现，且不需要现有通信设备提供干扰容限参数。在下垫式频谱接入模式下，认知用户与授权用户共享频谱，需要考虑共用信道时所附加的干扰限制。

　在不影响通信质量的前提下，进行功率控制尽量减少发射信号的功率，可以提高信道容量和增加用户终端的待机时间。认知无线电网络中的功率控制算法设计面临的是一个多目标的联合优化问题，由于不同目标的要求不同，存在着多种折中的方案。根据应用场景的不同，现有的认知无线电网络中的功率控制算法可以分成2大类:一是适用于分布式场景下的功率控制策略，一是适用于集中式场景下的功率控制策略。分布式场景下的功率控制策略大多以博弈论为基础，也有参考传统Adhoc网络中功率控制的方法，从集中式策略入手，再将集中式策略转换成分布式策略;而集中式场景下的功率控制策略大多利用基站能集中处理信息的便利，取联合策略，即将功率控制与频谱分配结合或是将功率控制与接入控制联合考虑等。

　自适应传输可以分为基于业务的自适应传输和基于信道质量的自适应传输。基于业务的自适应传输是为了满足多业务传输不同的QoS需求，其主要在上层实现，不用考虑物理层实际的传输性能，目前有线网络中就考虑了这种自适应传输技术。认知无线电可以根据感知的环境参数和信道估计结果，利用相关的技术优化无线电参数，调整相关的传输策略。这里的优化是指无线通信系统在满足用户性能水平的同时，最小化其消耗的，如最小化占用带宽和功率消耗等。物理层和媒体控制层可能调整的参数包括中心频率、调制方式、符号速率、发射功率、信道编码方法和接入控制方法等。显然，这是一种非线性多参数多目标优化过程。

　现有的分层协议栈在设计时只考虑了通信条件最恶劣的情况，导致了无法对有限的频谱及功率进行有效的利用。跨层设计通过在现有分层协议栈各层之间引入并传递特定的信息来协调各层之间的运行，以与复杂多变的无线通信网络环境相适应，从而满足用户对各种新的业务应用的不同需求。跨层设计的核心就是使分层协议栈各层能够根据网络环境以及用户需求的变化，自适应地对网络的各种进行优化配置。在认知无线电系统中，主要有以下几种跨层设计技术:为了选择合适的频谱空穴，动态频谱管理策略需要考虑高层的QoS需求、路由、规划和感知的信息，通信协议各层之间的相互影响和物理层的紧密结合使得动态频谱管理方案必须是跨层设计的。频谱移动性功能需要同频谱感知等其他频谱管理功能结合起来，共同决定一个可用的频段。为了估计频谱切换持续时间对网络性能造成的影响，需要知道链路层的信息和感知延迟。网络层和应用层也应该知道这个持续时间，以减少突然的性能下降;另外，路由信息对于使用频谱切换的路由发现过程也很重要。频谱共享的性能直接取决于认知无线电网络中频谱感知的能力，频谱感知主要是物理层的功能。然而，在合作式频谱感知情况下，认知无线电用户之间需要交换探测信息，因此频谱感知和频谱共享之间的跨层设计很有必要。在认知无线电系统中，由于多跳通信中的每一跳可用频谱都可能不同，网络的拓扑配置就需要知道频谱感知的信息，而且，认知无线电系统路由设计的一个主要思路就是路由与频谱决策相结合。

　认知无线电应用场景

　认知无线电系统不仅能有效地使用频谱，而且具有很多潜在的能力，如提高系统灵活性、增强容错能力和提高能量效率等。基于上述优势，认知无线电在民用领域和军用领域具有广阔的应用前景。

　频谱效率的提高既可以通过提高单个无线接入设备的频谱效率，也可以通过提高各个无线接入技术的共存性能。这种新的频谱利用方式有望增加系统的性能和频谱的经济价值。因此，认知无线电系统的这些共存/共享性能的提高推动了频谱利用的一种新方式的发展，并且以一种共存/共享的方式使获得新的频谱成为可能。认知无线电系统的能力还有助于提高系统灵活性，主要包括提高频谱管理的灵活性，改善设备在生命周期内操作的灵活性以及提高系统鲁棒性等。容错性是通信系统的一项主要性能，而认知无线电可以有效改善通信系统的容错能力。通常容错性主要是基于机内测试、故障隔离和纠错 措施 。认知无线电对容错性的另一个优势是认知无线电系统具有学习故障、响应和错误信息的能力。认知无线电系统可以通过调整工作参数，比如带宽或者基于业务需求的信号处理算法来改善功率效率。

　认知无线电所要解决的是的利用率问题，在农村地区应用的优势可以 总结 为如下。农村无线电频谱的使用，主要占用的频段为广播、电段和移动通信频段。其特点是广播频段占用与城市基本相同，电段利用较城市少，移动通信频段占用较城市更少。因此，从频率域考虑，可利用的频率较城市丰富。农村经济发达程度一般不如城市，除电段的占用相对固定外，移动通信的使用率不及城市，因此，被分配使用的频率利用率相对较低。由于农村地广人稀，移动蜂窝受辐射半径的限制，使得大量地域无移动通信频率覆盖，尤其是边远地区，频率空间的可用相当丰富。

　在异构无线环境中，一个或多个运营商在分配给他们的不同频段上运行多种无线接入网络，用认知无线电技术，就允许终端具有选择不同运营商和/或不同无线接入网络的能力，其中有些还可能具有在不同无线接入网络上支持多个同步连接的能力。由于终端可以同时使用多种 无线网络 ，因此应用的通信带宽增大。随着终端的移动和/或无线环境的改变，可以快速切换合适的无线网络以保证稳定性。

　在军事通信领域，认知无线电可能的应用场景包括以下3个方面。认知抗干扰通信。由于认知无线电赋予电台对周围环境的感知能力，因此能够提取出干扰信号的特征，进而可以根据电磁环境感知信息、干扰信号特征以及通信业务的需求选取合适的抗干扰通信策略，大大提升电台的抗干扰水平。战场电磁环境感知。认知无线电的特点之一就是将电感环境感知与通信融合为一体。由于每一部电台既是通信电台，也是电磁环境感知电台，因此可以利用电台组成电磁环境感知网络，有效地满足电磁环境感知的全时段、全频段和全地域要求。战场电磁频谱管理。现代战场的电磁频谱已经不再是传统的无线电通信频谱，静态的和集重视的频谱管理策略已不能满足灵活多变的现代战争的要求。基于认知无线电技术的战场电磁频谱管理将多种作战要素赋予频谱感知能力，使频谱监测与频谱管理同时进行，大大提高了频谱监测网络的覆盖范围，拓宽了频谱管理的涵盖频段。

　结束语

　如何提升频谱利用率，来满足用户的带宽需求;如何使无线电智能化，以致能够自主地发现何时、何地以及如何使用无线获取信息服务;如何有效地从环境中获取信息、进行学习以及做出有效的决策并进行调整，所有这些都是认知无线电技术要解决的问题。认知无线电技术的提出，为实现无线环境感知、动态管理、提高频谱利用率和实现可靠通信提供了强有力的支撑。认知无线电有着广阔的应用前景，是无线电技术发展的又一个里程碑。

　计算机论文范文二：远程无线管控体系的设计研究

　1引言

　随着我国航天事业的发展,测量船所承担的任务呈现高密度、高强度的趋势,造成码头期间的任务准备工作越来越繁重,面临着考核项目多、考核时间短和多船协调对标等现实情况,如何提高对标效率、确保安全可靠对标成为紧迫的课题。由于保密要求,原研制的远程标校控制系统无法接入现有网络,而铺设专网的耗资巨大,性价比低,也非首选方案。近些年来,无线通信已经成为信息通信领域中发展最快、应用最广的技术,广泛应用于家居、农业、工业、航天等领域,已成为信息时代社会生活不可或缺的一部分[1],这种技术也为解决测量船远程控制标校设备提供了支持。本文通过对常用中远距离无线通信方式的比较,择优选择了无线网桥,用了桥接中继的网络模式,通过开发远程设备端的网络控制模块,以及相应的控制软件,实现了测量船对远程设备的有效、安全控制。

　2无线通信方式比较

　无线通信技术是利用电磁波信号在自由空间中进行信息传播的一种通信方式,按技术形式可分为两类:一是基于蜂窝的接入技术,如蜂窝数字分组数据、通用分组无线传输技术、EDGE等;二是基于局域网的技术,如WLAN、Bluetooth、IrDA、Home-RF、微功率短距离无线通信技术等。在中远距离无线通信常用的有ISM频段的通信技术(比如ZigBee以及其他频段的数传模块等)和无线 网络技术 (比如GSM、GPRS以及无线网桥等)。基于ISM频段的数传模块的通信频率为公共频段,产品开发没有限制,因此发展非常迅速,得到了广泛应用。特别是近年来新兴的ZigBee技术,因其低功耗、低复杂度、低成本,尤其是用自组织方式组网,对网段内设备数量不加限制,可以灵活地完成网络链接,在智能家居、无线抄表等网络系统开发中得到应用[2]。但是,对于本系统的开发而言,需要分别研制控制点和被控制点的硬件模块,并需通过软件配置网络环境,开发周期长,研制成本高,故非本系统开发的最优方案。

　GSM、GPRS这种无线移动通信技术已经成为人们日常生活工作必不可少的部分,在其他如无线定位、远程控制等领域的应用也屡见不鲜[3],但是由于保密、通信费用、开发成本等因素,也无法适用于本系统的开发。而无线网桥为本系统的低成本、高效率的研发提供了有利支持,是开发本系统的首选无线通信方式。无线网桥是无线网络的桥接,它可在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁,也是无线接入点的一个分支。无线网桥工作在2?4GHz或5?8GHz的免申请无线执照的频段,因而比其他有线网络设备更方便部署,特别适用于城市中的近距离、远距离通信。

　3系统设计

　该远程控制系统是以保障测量船对远端标校设备的有效控制为目标,包括标校设备的开关机、状态参数的集等,主要由测量船控制微机、标校设备、网络控制模块、主控微机以及无线网桥等组成。工作流程为测量船控制微机或主控微机发送控制指令,通过无线网桥进行信息传播,网络控制模块接收、解析指令,按照Modbus协议规定的数据格式通过串口发给某一标校设备,该标校设备响应控制指令并执行;网络控制模块定时发送查询指令,并将集的状态数据打包,通过无线发给远程控制微机,便于操作人员监视。网络通信协议用UDP方式,对于测量船控制微机、主控微机仅需按照一定的数据格式发送或接收UDP包即可。网络控制模块是系统的核心部件,是本文研究、设计的重点。目前,常用的网络芯片主要有ENC28J60、CP2200等,这里选用了ENC28J60,设计、加工了基于STC89C52RC单片机的硬件电路。通过网络信息处理软件模块的开发,满足了网络信息交互的功能要求;通过Modbus串口协议软件模块的开发,满足了标校设备监控功能,从而实现了系统设计目标。

　3.1组网模式

　无线网桥有3种工作方式,即点对点、点对多点、中继连接。根据系统的控制要求以及环境因素,本系统用了中继连接的方式,其网络拓扑如图1所示。从图中可以清晰看出,这种中继连接方式在远程控制端布置两个无线网桥,分别与主控点和客户端进行通信,通过网络控制模块完成数据交互,从而完成组网。

　3.2安全防范

　由于是开放性设计,无线网络安全是一个必须考虑的问题。本系统的特点是非定时或全天候开机,涉密数据仅为频点参数,而被控设备自身均有保护措施(协议保护)。因此,系统在设计时重点考虑接入点防范、防止攻击,取的措施有登录密码设施、网络密匙设置、固定IP、对数据结构体的涉密数据取动态加密等方式,从而最大限度地防止了?被黑?。同时,用了网络防雷器来防护雷电破坏。

　3.3网络控制模块设计

　3.3.1硬件设计

　网络控制模块的功能是收命令信息、发状态信息,并通过串口与标校设备实现信息交互,其硬件电路主要由MCU(微控制单元)、ENC28J60(网络芯片)、Max232(串口芯片)以及电路组成,其电原理图如图2所示。硬件设计的核心是MCU、网络芯片的选型,本系统MCU选用的STC89C52RC单片机,是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,可直接使用串口下载,为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。ENC28J60是由M-icrochip公司出的一款高集成度的以太网控制芯片,其接口符合IEEE802.3协议,仅28个引脚就可提供相应的功能,大大简化了相关设计。ENC28J60提供了SPI接口,与MCU的通信通过两个中断引脚和SPI实现,数据传输速率为10Mbit/s。ENC28J60符合IEEE802.3的全部规范,用了一系列包过滤机制对传入的数据包进行限制,它提供了一个内部DMA模块,以实现快速数据吞吐和硬件支持的IP校验和计算[4]。ENC28J60对外网络接口用HR911102A,其内置有网络变压器、电阻网络,并有状态显示灯,具有信号隔离、阻抗匹配、抑制干扰等特点,可提高系统抗干扰能力和收发的稳定性。

　3.3.2软件设计

　网络控制模块的软件设计主要包括两部分,一是基于SPI总线的ENC28J60的驱动程序编写,包括以太网数据帧结构定义、初始化和数据收发;二是Modbus协议编制,其软件流程如图3所示。

　3.3.2.1ENC28J60的驱动程序编写

　(1)以太网数据帧结构符合IEEE802.3标准的以太网帧的长度是介于64~1516byte之间,主要由目标MAC地址、源MAC地址、类型/长度字段、数据有效负载、可选填充字段和循环冗余校验组成。另外,在通过以太网介质发送数据包时,一个7byte的前导字段和1byte的帧起始定界符被附加到以太网数据包的开头。以太网数据包的结构如图4所示。(2)驱动程序编写1)ENC28J60的寄存器读写规则由于ENC28J60芯片用的是SPI串行接口模式,其对内部寄存器读写的规则是先发操作码<前3bit>+寄存器地址<后5bit>,再发送欲操作数据。通过不同操作码来判别操作时读寄存器(缓存区)还是写寄存器(缓冲区)或是其他。2)ENC28J60芯片初始化程序ENC28J60发送和接收数据包前必须进行初始化设置,主要包括定义收发缓冲区的大小,设置MAC地址与IP地址以及子网掩码,初始化LEDA、LEDB显示状态通以及设置工作模式,常在复位后完成,设置后不需再更改。3)ENC28J60发送数据包ENC28J60内的MAC在发送数据包时会自动生成前导符合帧起始定界符。此外,也会根据用户配置以及数据具体情况自动生成数据填充和CRC字段。主控器必须把所有其他要发送的帧数据写入ENC28J60缓冲存储器中。另外,在待发送数据包前要添加一个包控制字节。包控制字节包括包超大帧使能位(PHUGEEN)、包填充使能位(PPADEN)、包CRC使能位(PCRCEN)和包改写位(POVERRIDE)4个内容。4)ENC28J60接收数据包如果检测到EIR.PKTIF为1,并且EPKTCNT寄存器不为空,则说明接收到数据,进行相应处理。

　3.3.2.2ModBus协议流程

　本系统ModBus协议的数据通信用RTU模式[5],网络控制模块作为主节点与从节点(标校设备)通过串口建立连接,主节点定时向从节点发送查询命令,对应从节点响应命令向主节点发送设备状态信息。当侦测到网络数据时,从ENC28J60接收数据包中解析出命令,将对应的功能代码以及数据,按照Modbus数据帧结构进行组帧,发送给从节点;对应从节点响应控制命令,进行设备参数设置。

　4系统调试与验证

　试验调试环境按照图1进行布置,主要包括5个无线网桥、1个主控制点、2个客户端、1块网络控制模块板以及标校设备等,主要测试有网络通信效果、网络控制能力以及简单的安全防护测试。测试结论:网络连接可靠,各控制点均能安全地对远端设备进行控制,具备一定安全防护能力,完全满足远程设备控制要求。

　5结束语

　本文从实际需要出发,通过对当下流行的无线通信技术的比较,选用无线网桥实现远控系统组网;通过开发网络控制模块,以及相应的控制软件编制,研制了一套用于测量船远程控制设备的系统。经几艘测量船的应用表明,用无线网桥进行组网完全满足系统设计要求,具有高安全性、高可靠性、高扩展性等优点,在日趋繁重的保障任务中发挥了重要的作用。本系统所用的无线组网方法,以及硬件电路的设计方案,对其他相关控制领域均有一定的参考价值。

急急急！！！移动通信终端方面的

浅析家庭厨房油烟污染的危害与对策

摘 要：指出了厨房烹饪油烟污染成为引起城市大气雾霾的重要排放源之一，受到高度重视。分析了厨房油烟污染的产生及其危害，阐述了国内外厨房油烟污染排放和控制标准现状，针对我国厨房油烟污染现状和家用吸油烟机净化技术提出了家庭油烟污染的防治对策。

关键词：油烟污染；家用吸油烟机；环境污染；防治对策

1 引言

近年来，随着我国社会经济的快速发展以及居民生活水平的提高，2013年中国科学院发布的“大气灰霾追因与控制”专项研究结果表明，餐饮油烟排放已和机动车排放、暖排污等一起成为北京市强霾污染的主要污染源，是空气污染的又一元凶。强霾成因中京津冀地区餐饮排放占了PM2.5来源的6%，北京地区餐饮排放则占了该地区PM2.5来源的13%。而遍布千家万户的家庭厨房油烟未经净化处理直接排放到室外大气环境中并不断累积，亦是大气雾霾成因的重要排放源之一。

家庭烹饪油烟的污染问题，与中国传统饮食中煎、炒、烤、炸等烹饪方式较多有关，介于家庭烹饪油烟量大、面广、高度分散的排放特点，控制厨房油烟的排放对保护大气环境、减少城市雾霾具有重要的现实意义。

2厨房油烟的产生及污染危害分析

2.1 厨房油烟产生的过程

厨房油烟是指在食物烹饪和食品生产加工过程中挥发的油脂、有机质及热氧化和热裂解的产物［1，2］。烹饪时，油脂受热，当温度达到170℃（食用油的发烟点）时，开始出现蓝烟雾，随着烹饪温度的不断升高和食材的加入，油脂分解速度加快，食品中所含水分急剧汽化膨胀，其中冷凝成雾的部分和油烟一起形成可见的油烟雾。高温下的挥发物、食用油及食品的分解产物、以及各种反应产物混合在一起形成了油烟，并伴有刺激性气味。

2.2 厨房油烟的成分

厨房油烟污染物主要包括细颗粒物、可沉降颗粒物以及挥发性有机物（VOCs）等。从形态组成上看，烹饪油烟包括颗粒物和气态污染物（挥发性有机物）两类，其中颗粒物粒径较小，一般在0.1～10μm，可分为固态和液态颗粒两种，且液态的粘度较大，所以烹饪油烟是一种气、液、固三态混合污染物。

课题研究试验结果表明，在家庭厨房烹调家常菜产生油烟中检测到的化学成分至少有200多种，主要有油脂、颗粒物、烃类、醛酮类、醇类和酯类以及一些杂环类化合等。且从 VOCs组分分布情况来看，烃类污染物的排放以烷烃和烯烃为主，醛酮类污染物的排放以甲 醛、乙醛、丙酮、丙醛、丁醛和正戊醛为主。

2.3 厨房油烟的危害

家庭烹饪油烟作为城市细颗粒物及挥发性有机化合物（VOCs）的重要来源，是导致强霾污染的关键因素之一。首先，厨房油烟中的挥发性有机物（VOCs）与环境中的氮氧化物发生反应，增强大气的氧化性，臭氧超标，导致光化学污染，并加速二次颗粒物的形成；其次，它是PM2.5的直接排放源；第三，油烟污染物的排放还会影响大气能见度。是大气中挥发性有机物（VOCs）和 PM2.5的主要来源之一，家庭烹饪油烟含有多种有毒化学成分,对机体具有肺脏毒性、免疫毒性和致癌性,尤其是多环芳烃类（PAHs）等致癌物对人体危害较大。有关资料显示,在致肺癌因素中，烹调油烟是仅次于“深度吸烟”烟雾到达呼吸道深部的危险因素，中国许多妇女不抽烟却患上肺癌与长期接触厨房油烟不无关系。此外，烹饪油烟中的一些醛酮类化合物（如甲醛、乙醛和丙烯醛等）还具有致癌、致畸、致突变的作用。

2.4 我国家庭厨房油烟排放的特点

中国传统饮食文化有其自身的复杂性和特殊性，讲究色、香、味、形俱全，与其他国家不同的是各类烹饪技术繁多，以煎、炒、炸、烤类食物较多，因此在烹饪过程中会产生大量的油烟。随着人们生活水平的提高，饮食水平的逐渐改善，餐饮业的迅速发展，造成了日益严重的油烟污染问题，引起了社会各界的关注。而家庭烹饪油烟量大、面广、高度分散的排放特征，也势必加大了对其的治理和管控的难度。

3厨房油烟污染及控制标准现状

3.1国内烹饪油烟污染及控制标准

据资料统计，国内绝大部分的家庭用吸油烟机，它们大多没有油气分离功能，仅仅是简单的将排烟管与风机连接起来，实现抽烟排烟的功能，对油烟及挥发性有机物（VOCs）等大气污染物几乎没有净化效果，从而造成油污直接排到室外，对大气造成一定的污染。

《饮食业油烟排放标准（试 行）》（GB18483-2001）是目前为止我国现行有效的关于油烟方面的国家标准，但由于标准中规定使用的四氯化碳（萃取溶剂）已被确认为全球禁止使用的化学试剂，所以对该标准进行修订或者寻求四氯化碳的替代试剂势在必行。在国家标准的基础上，随后又有山东、上海、天津等地分别出台了严于国家标准的饮食业油烟排放地方标准，但这些标准中均未考虑到油烟污染中VOCs的控制需求，且对家庭厨房油烟的排放缺乏相应的排放限值标准。

3.2 国外烹饪油烟污染及控制标准

国外烹饪油烟污染与中国饮食油烟污染状况比较，并不严重，究其原因与其饮食习惯和烹饪方式有很大的关系。一般国外家庭烹饪主要强调保持蔬菜的营养和原汁原味，食物多生吃或加工成半成品，基本用蒸、煮、煎、炸等烹饪方式且油温仅有130℃左右，故不会产

生太大的油烟，厨房污染程度较低。国外发达国家的餐饮业规模一般较大，基本都会安装油烟处理设施，而用较多的便是用热氧化焚烧或催化氧化燃烧的方法将油烟转化成安全状 态，消除污染和异味，然后再排放到大气中。而且国家对油烟气排放的监管力度也相当大，同时与之相应的检测方法和国家标准也比较成熟。

烹饪油烟污染问题在台湾也比较严重，且目前还没有制定专门的烹饪油烟控制标准，主 要用《固定污染源空气污染物排放标准》和《空气污染防制法》中对颗粒状污染物的不透光率和质量浓度的控制来对烹饪油烟排放进行管理。与大陆类似，饮食油烟污染在香港也是一个显著的问题。香港环保署编制了《控制食肆及饮食业油烟及煮食气味》的小册子。相对 于中国，饮食业油烟污染在美国并不严重，所以没有关于烹饪油烟污染的国家标准，只是个别的州县制定了自己区域内的地方标准。加州南岸空气质量管制区制订了美国油烟中颗粒物和挥发性有机物的测试方法和美国控制饮食业油烟排放的地方标准。Maricopa县参考加州南岸的做法，也制定了类似的控制饮食业油烟排放的标准。

4 家庭油烟污染防治对策

4.1 对家用油烟机设备的管理

首先，建议对当前市面上的家用吸油烟机进行油烟去除效率测试，制定出相应的产品标 准，并根据相关标准对产品进行认证，只有通过标准检测认证合格的产品才可投入市场，建立严格的市场准入标准和制度，杜绝伪劣产品，从而加大对烹饪油烟污染综合治理的力度。

其次，选择节能环保的吸油烟机可以一定程度上减少污染，同时对吸油烟机设备的日常维护、清洗也是确保油烟净化效率的关键，以保证吸油烟机良好的运行状态。

4.2 国家标准的出台

建议除对家用吸油烟机制定产品标准之外，还需针对家庭油烟这种具有粘性、浓度相对低非连续间断性排放的污染源制定相适应的餐饮油烟和挥发性有机物（VOCs）的样分析方法，使监测数据更科学准确。

4.3 加大厨房油烟污染防治的宣传力度

借助各种媒体的力量，大力宣传，增强人们的环保意识。我国大气污染的治理进度、空 气质量的改进速度，在某种程度上取决于人们公共环保意识的成长速度，取决于全民环保意识的提高。不管是PM2.5，还是油烟治理，都需要公众参与。不仅要加大宣传厨房油烟污染的危害性和防治工作的重要性，增强人们对家庭厨房油烟污染治理的环保意识，还需要人们努力改变烹饪习惯和饮食习惯。要多提倡蒸、煮、炖食物，开发更多的蒸、煮、凉拌菜肴，尽量少煎、炒或油炸食物，减少烹调油的用量，从而减少油烟污染物的产生。

4.4 激励和管控

鉴于我国吸油烟机的产品性能现状，可以取管控和激励的措施，鼓励吸油烟机生产厂家研发可有效去除家庭油烟及VOCs降解功能的环保型家用吸油烟机，提出家庭用吸油烟机产品阶梯激励政策，对增加油烟及VOCs处理功能的家用吸油烟机产品根据其净化效果以及技术经济分析给予有差别的产品及运维费用补贴，引导环保排放型家用吸油烟机产品的开发及推广。

还应定期监测居民区油烟的排放浓度和净化效率， 对排放不合格的小区进行原因分析，追根溯源找到问题所在，并配合监督小区物业管理部门做好整治工作，确保家庭油烟污染废气达标排放。

5 安科瑞AcrelCloud3500餐饮油烟监测云平台

为了弥补现存餐饮行业在烟油监测上的漏洞，同时便利监管部门的监察，安科瑞油烟监测云平台应运而生。油烟监测模块通过2G/4G与云端平台进行通信和数据交互，系统能够对企业餐饮设备的开机状态、运行状态进行监控；实现开机率监测，净化效率监测，设施停运告警，待清洗告警，异常告警等功能；对集数据进行统计分析、排名等统计功能；较之传统的静电监测方案，更具实效性。平台预留与其他应用系统、设备交互对接接口，具有很好的扩展性及融合性。

5.1平台结构

平台GIS地图集餐饮油烟处理设备运行状态和油烟排放的浓度数据，自动对超标排放及异常企业进行提示预警，监管部门可迅速进行处理，督促餐饮企业整改设备，并定期清洗、维护，实现减排环保，不扰民等目的。现场安装监测终端，持续监测油烟净化器的工作状态，包括设备运行的电流、电压、功率、耗电量等等，同时结合排烟口的挥发性物质、颗粒物浓度等进行对析，一旦排放超标，系统会发出异常信号。

■ 油烟监测设备用来监测油烟、颗粒物、NmHc等数据

■ 净化器和风机配合对油烟进行净化处理，同时对净化设备的电流、电压进行监测

■ 设备通过4G网络将集的数据上传至远程云端服务器

5.2 平台主要功能

(1)在线监测

对油烟排污数据的监测，包括油烟排放浓度，颗粒物，NmHc等数值集监测;同时对监控风机和净化器的启停状态、运行数据进行监测。

(2)告警数据监测

系统根据集的油烟数值大小，产生对应的排放超标告警;对净化器的运行数据分析，上传净化设备对应的运行、停机、故障等告警。

(3)数据分析

运行时长分析，离线分析；告警占比、排名分析；历史数据统计等。

(4)隐患管理

系统对集的告警数据分析，产生对应的隐患记录，派发、处理隐患，及时处理告警，形成闭环。

(5)统计分析

包括时长分析、超标分析、历史数据、分析报告等模块。

(6)基础数据维护

个人信息、权限维护，企业信息录入，对应测点信息录入等。

(7)数据服务

数据集，短信提醒，数据存储和解析。

5.3油烟监测主机

油烟监控主机是现场的管理设备，实时集油烟浓度探测器和工况传感器的信号，进行数据处理，通过有线或无线网络通讯将数据传输到服务器平台。同时，对本地数据进行存储，监控现场设备状态，提供人机操作界面。

具体技术参数如下：

类别

条目

规格

探头

油烟浓度

0 – 100mg/m3

VOC浓度

0 – 500 ppm

颗粒物浓度

0 – 5000ug/m3

温度

-30 – 100℃

湿度

0 – 100%RH

尺寸

42 * 270mm

输出

RS485/Modus RTU

监测主机

风机+净化器状态

电流型/电压型

模拟信号接口

Modbus RTU + 2路4-20mA

显示

4.3寸触摸液晶屏

告警

声音+告警灯

数据存储

3年

数据远传

HJ212-2017环保协议

数据导出

U盘导出

远程查看

手机客户端

远程控制

3G远程调整/控制

控制输出

2路干接点继电器

电源

220VAC

尺寸

250 * 190 * 90

5.4设备选型方案

序号

名称

型号

数量

备注

集模块

ACY100/2G（单探头）

1

四选一，物联网卡自备

ACY100/4G（单探头）

1

ACY100/2G（双探头）

1

ACY100/4G（双探头）

1

2

电流互感器

AKH-0.66 K-φ16 40A/20mA

2

净化器和风机各1个

注：双探头适合双排烟通道的场合，每路探头监测1路排烟通道。

6 结论

家庭厨房油烟污染有着较强的社会性和普遍性，需要借鉴国外对饮食业油烟污染治理的经验，从饮食业油烟污染控制技术的发展趋势来看，我国也需要制定更为严格的油烟污染物排放标准，尤其是油烟污染物中挥发性有机物（VOCs）的排放，这就要求在现有的油烟治理方法和技术上研制和开发更好的油烟净化设备，使其可以同时去除油烟污染物中的颗粒物和气态污染物（VOCs），研制开发新型环保的油烟净化设备和家用吸油烟机。

电气开关柜对湿度有什么要求

通信局站集中监控系统的雷电防护

艾默生网络能源有限公司 戴传友

摘

要在简要分析通信局站集中监控系统雷击损坏的主要原因和雷电浪涌侵入途径的基础上，提出了监控系统雷电防护的基本措施。简单介绍了艾默生网络能源有限公司(ENP)集中监控系统雷电防护的主要技术特点。

关键词 集中监控系统 雷电浪涌 雷电防护 布线 线路屏蔽 等电位连接 浪涌保护器

LIGHTNING PROTECTION FOR ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM

OF TELECOMMUNICATION STATIONS/SITES

DAI Chuanyou

(Emerson Network Power Co., Ltd ， Shenzhen 518129 ，

China)

Abstract The main causes of lightning damage on

environment monitoring system and the probable coupling

paths of lightning surge are analyzed. The lightning

protection measures for environment monitoring system in

telecommunication stations/sites are recommended. In

addition, the main lightning protection characteristics

of ENP's environment monitoring system—PSMS are

summarized in briefly.

Key Words environment monitoring system; lightning

surge; lightning protection; routing of cables; line

screening; bonding; surge protective device(SPD)

近年来，随着集中监控系统在通信局站特别是移动通信基站中的广泛应用，监控系统因遭受雷击而损坏的事故时有发生。这种状况不仅不利于通信网的长期稳定、可靠运行，还造成人力、物力和财力上的浪费。因此，如何做好集中监控系统的雷电过电压防护，有效降低雷击事故发生率，是摆在运营商和设备制造商面前的一个重要问题。

1 概述

雷电浪涌造成监控系统损坏的主要原因有：

首先，监控系统用了大量的高集成度微电子元器件，而这些元器件本身抗干扰的能力很低。随着微电子技术的迅猛发展，微电子元器件不断涌现，其集成度越来越高，所传递的信号电流也越来越小，对外界的干扰也越来越敏感。

其次，通信局站，特别是移动通信基站的实际运行环境比较恶劣。由于大部分通信局站内设有铁塔，比周围的建筑物 /

构筑物都高，遭受雷击的可能性比较大。加之由于技术或经济上的困难，部分局站没有按照相关规范的要求取整体防雷措施，为站内监控系统留下了雷击隐患。

最后，长期以来，通信局站设备防雷都是以防止雷电浪涌沿局外线路感应为主，对监控系统等在局站范围内的系统的防雷研究较少。但事实上，由于监控系统的连接线路较多，有些线路的敷设长度可达

100 ～ 200

米甚至更长，一旦这些线路遭受雷电电磁场的影响，将雷电浪涌传到各监控设备的接口电路中去，从而对接口电路产生影响和冲击。

近年来，国内外相关标准对局站范围内部的各种通信系统（包括监控系统）的防雷问题也日益重视。如国际电信联盟

(ITU) 的 K.40 建议 [1] 对电信中心的雷电电磁脉冲的防护提出了指导性方法，而 K.41 建议

[2]

则规定了电信中心内部的通信线路和设备端口的浪涌抗扰性要求。这两个建议的提出表明，国际上已经开始重视通信局站内部设备的雷电浪涌的抗扰性要求。而在最新的通信行业标准

YD/T5098-2001 [3] 中也已经明确提出监控系统的雷电过电压保护的设计要求。

2 雷电浪涌侵入集中监控系统的途径

任何一个电磁干扰都必须具备以下三个条件：首先是干扰源，其次是传递干扰能量的途径或媒介（耦合途径），最后是对干扰产生反应的设备（敏感设备）。干扰源、耦合途径和敏感设备被称为干扰三因素。为减小到达敏感设备的干扰能量，必须先弄清干扰源的性质、干扰的耦合方式以及敏感设备自身的耐受能力，才能有的放矢，提出最有效的解决办法。

本文所考虑的干扰源就是雷电电磁脉冲（ LEMP

），它包括雷电放电电流以及雷电放电时在其周围空间产生的瞬态电磁场，反映在设备上就是雷电浪涌；敏感设备就是监控监控系统；对监控系统而言，雷电浪涌的耦合途径主要有：

1

、近场感应。雷击通信局站或其邻近区域时，会在其周围空间产生强大的瞬态电磁场，该电磁场会在处于其空间范围内的金属导线上感应出一定幅值的瞬态过电压（主要是磁场感应），感应过电压的大小主要取决于雷电流的变化率、线缆与雷击点的距离、线缆的长度、各线缆间形成的回路面积以及线缆是否有效屏蔽等因素。它主要施加在与线缆相连的设备端口上，以共模分量为主，差模分量的大小则视线缆的结构型式而定。感应过电压是造成通信局站内监控系统雷击损坏的主要原因。

2

、公共地阻抗耦合。雷击时，雷电流沿接地体入地时会引起接地体的地电位升高，如果设备或系统布置不当或者接地不当，会在接地系统与设备间产生较高的过电压（称为反击过电压），从而导致设备损坏。此外，当通过各种线缆（如信号线、数据线等）互连的设备间存在较大的地电位差时，也会导致设备的损坏。

3

、传导耦合，主要是指雷电侵入波。雷电侵入波又称为线路来波，它是指沿进局电缆以行波的方式窜入室内的雷电浪涌。雷电侵入波产生的根源可能是感应雷，也可能是直击雷，但从监控系统的角度来看，则可视为传导耦合。对于需要将监控信号上报的无人值守站（特别是移动基站），雷电侵入波是造成监控设备损坏的另一重要因素。

3 集中监控系统雷电防护的基本措施

集中监控系统具有线缆类型多、接口类型多、线缆数量大等特点，其雷电损坏以近区磁场感应过电压和雷电侵入波为主，因此监控系统的防护应针对上述特点，从整体上加以考虑，才能起到良好的防雷效果。

监控系统的雷电防护措施可以归纳为以下两个方面：其一、抑制或衰减雷电浪涌的耦合途径，主要措施包括屏蔽、合理布线、等电位连接和接地等；其二、提高监控设备本身的浪涌耐受能力，主要包括合理设计内部电路、加装电涌保护器等。

3.1 合理布线

如上所述，通信局站或其近区遭受雷击时，雷电电磁场在站内监控系统的线缆上产生的感应过电压主要取决于雷电流的变化率、线缆与雷击点的距离、线缆的长度以及各线缆间形成的回路面积以及线缆是否有效屏蔽等因素。因此，合理布线对减小感应过电压水平、降低监控设备雷击损坏率有着十分重要的意义。

在实施监控系统布线时应注意以下几个问题：

1

、局站范围内，严禁室外架空走线。室外架空走线有可能遭受直击雷，严重威胁监控系统的正常运行。此外，架空走线形成的环路面积较大，雷击时会产生较大的感应过电压。

2 、室外线缆的布放应尽量远离铁塔等可能遭受直击雷的结构物，应避免沿建筑物的墙角布线。

3

、室内各种监控线缆的布放应尽量集中在建筑物的中部。雷击时建筑物中部的空间电磁场相对较弱，因此将电缆布放在建筑物的中部可有效降低感应过电压。

4

、监控线缆及线槽的布放应尽可能避免紧靠建筑物的立柱或横梁。在不可避免时，应尽可能地减小沿立柱或横梁的布线长度。

3.2 线路屏蔽

屏蔽是电磁干扰防护及控制的最基本方法之一，其目的是限制或防止某一区域内外电磁场的相互耦合，将电磁场作用限制在规定的空间范围之内，即通过抑制耦合途径来减小干扰源对敏感设备的影响。对通信系统的雷电防护而言，屏蔽可分为建筑物的屏蔽、房间的屏蔽、设备的屏蔽和线缆的屏蔽。这里主要讨论线路的屏蔽。

常见的线路屏蔽方式主要有两类：其一、用屏蔽套管或屏蔽槽等外部附加屏蔽；其二、用屏蔽电缆。

屏蔽套管（金属管屏蔽）的主要优点是屏蔽效能良好，其主要缺点是柔软性差，施工不便。由于屏蔽槽存在较大的缝隙，其屏蔽效能比屏蔽套管的差。但由于其施工方便，如果在施工工程中做好接头和接缝处的处理，还是能取得一定的屏蔽效果。

用屏蔽电缆是一种常用的线路屏蔽方式。尽管其屏蔽效能不如金属管屏蔽，但在线路不长（如小于 100m

）、外界电磁场干扰不是太强烈时，仍具有较好的屏蔽效能。

在实施线路的屏蔽时应特别注意以下几个问题：

1

、电缆屏蔽层、屏蔽套管或屏蔽槽等屏蔽体的两端必须接地。由于感应过电压主要是由近区磁场感应所致，屏蔽体两端接地后，在屏蔽体与地回路间形成一个闭合的环路，该环路中所链接的磁场所感应出的电势在环路中形成感应电流，该电流产生的磁场方向与干扰磁场方向相反，从而抵消或减小外界干扰磁场对芯线的影响，大幅度降低芯线的感应过电压。

2

、为最大限度地利用屏蔽体的感应电流，任何影响电流流通的因素都应加以注意。如屏蔽体在整个电缆长度上必须是导电贯通的，并尽可能多点就近接地；做好屏蔽体接头和接缝处的连接，以期获得稳定的低阻抗电气连接；做好屏蔽体的接地，尽可能降低接地引线的阻抗等。

3 、在工程实际中，应充分利用现有的金属走线槽和走线架，屏蔽电缆和金属走线槽的配合使用可获得附加的屏蔽效能。

3.3 等电位连接和接地

适当的等电位连接和接地是减小反击过电压和地电位差的有效措施。

等电位连接是用连接导体或浪涌保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来导体、电气或电子设备等连接起来，其目的是减小需要防雷空间内的各金属部件以及各系统之间的电位差。通信局站的等电位连接和接地包括：由建筑物金属构架、防直击雷装置以及外来导体等相互连接而成的公共连接网，局站内各通信系统所建立的局部等电位连接网，以及上述各连接网间的连接和接地。

原则上讲，监控系统的外露导电部分所形成的局部等电位连接网可具有以下两种结构型式： S 型（星形结构）和 M

型（网型结构）。相应地，它们与公共连接网的连接方式应分别用 Ss 型和 Mm 型。如图 1 所示。

星形结构一般适用于较小的闭环系统，系统内设备间以及设备与外界的连接线较少，容易与公共接地网隔离。当用星形结构时，系统的所有金属组件除连接点外，应与公共连接网有足够的绝缘，即仅通过唯一的点连接到公共连接网中形成

Ss 型。此时，设备间的所有线缆应按照星型结构与等电位连接线平行敷设，以避免产生感应环路。 Ss

型等电位连接网的主要优点是能抑制外界的低频干扰。其缺点是维护和扩容比较麻烦，且在高频下易引入干扰。

网状结构一般适用于延伸较大的开环系统，系统内设备间以及设备与外界的连接线较多而且复杂。当用网状结构时，系统的各金属组件应通过多点就近与公共接地网相连形成

Mm 型。 Mm

形等电位连接网的主要优点是在高频时可获得一个低阻抗网络，对外界电磁场有一定的衰减作用，且维护和扩容比较方便。其缺点是理论上可能会引入低频干扰。

由于监控系统的集设备与其它设备间存在广泛的互连，监控设备间的连接线缆也比较多，而且用了大量的屏蔽电缆。适合于用

Mm 型等电位连接网。同时，通信局站的实际运行经验表明，合理设计和施工的 Mm

型等电位连接网一般不会引入低频干扰。

3.4 内部电路的合理设计

在用了合理的线缆布置、有效的线路屏蔽以及适当的等电位连接和接地措施后，到达监控设备的浪涌能量会大幅度降低，从而减小雷电浪涌对监控设备的危害。但上述措施不能完全消灭达到监控设备的雷电浪涌，特别是当部分局站没有按照相关规范的要求取整体防雷措施而导致站内监控设备所处的电磁环境比较恶劣时，雷电浪涌对监控设备的危害仍然存在。因此，在有效抑制雷电浪涌耦合途径的同时，应提高监控设备自身的浪涌耐受水平。

由于感应过电压和反击过电压或地电位差对设备造成损坏的主要原因是共模过电压，适当提高监控设备内模块的共模耐受水平可有效地防止此类损坏。

实际运行经验表明，监控设备的损坏大部分表现在设备的接口部分，因此应审慎地设计监控设备的接口部分电路，以提高其浪涌耐受能力。为达到这一目的，可用的方法有：优选接口芯片、用电气

/ 光电隔离技术、内置浪涌吸收电路等。

3.5 接口防护（加装电涌保护器）

运行经验表明，在综合用上述防护措施后，基本上可以防止绝大多数由感应过电压和反击过电压或地电位差造成的监控设备的损坏。但在以下两种情况下，监控设备仍有可能因雷电浪涌而损坏：

1 、对于需要将监控信号上报的无人值守站（特别是移动基站），外引线（如 E1 线、电话线或 RS422

等信号线）可能会将较大幅值的雷电侵入波引入监控系统。

2 、当通信局站遭受直接雷击且雷击强度较大时，在站区内的长距离监控线缆中可能还会感应出较大的过电压。

此时，可用加装浪涌保护器（ SPD ）来降低雷击事故率。

信号线用 SPD 的选用应注意以下几个问题：

1 、 SPD 的保护水平应满足监控设备浪涌耐受水平的需要。

2 、 SPD 应满足信号传输速率及带宽的需要，其接口应与被保护设备兼容。

3 、 SPD 的插入损耗应满足监控设备的要求。

4 、 SPD 的标称放电电流应满足标准 [3] 的要求。

4 ENP 集中监控系统（ PSMS ）的防雷技术特点

在认真研究集中监控系统雷击损坏原因和失效机理的基础上，我们提出了 ENP

集中监控系统的雷电防护的整体方案，该方案具有以下主要技术特点：

1 、将监控系统作为整体进行考虑，综合用线路屏蔽、合理布线、等电位连接和接地、加装 SPD

等措施，抑制了雷电浪涌与监控系统间的耦合路径，最大程度地减小了感应过电压、反击过电压以及雷电侵入波对监控系统的危害，大幅度地提高了监控系统的整体防护性能；

2 、通过内部电路的合理设计，提高了监控设备自身的浪涌耐受能力；

3 、对于雷击重点部位，用有效的接口防护措施，极大地提升了监控系统的雷电防护能力。主要端口的标称放电电流达

5kA 以上，远高于 YD/T5098-2001 [3] 的相关要求。

参考文献

[1] ITU-T K.40 (1996) Protection against LEMP in

telecommunications centres

[2] ITU-T K.41 (1998) Resistibility of internal

interfaces of telecommunication centres to surge

overvoltages

[3] YD/T 5098-2001 ，通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范

://.caqlp.org/

转帖]远动设备的防雷及过电压保护远动设备的防雷及过电压保护 （2004-5-31） 陈国俊，谭永忠 Lightning and over-voltage protection of telecontrol equipment CHEN Guo-jun，TAN Yong-zhong (Nanhai Power Bureau，Foshan，Guangdong 528200，China) Abstract：The urgency of strengthening lightning and over-voltage protection of telecontrol equipment is expounded with specific measures presented. Key words：telecontrol equipment；lightning protection；over-voltage protection 摘 要：阐述了加强远动设备防雷及过电压保护的紧迫性，并提出了具体的防护措施。 关键词：远动设备；防雷；过电压保护 中图分类号：TP806.3；TM862 文献标识码：B 由于早期RTU所选用元器件的局限性，RTU对雷电等电磁脉冲和过电压的耐受能力很低。当雷电等过电压和伴随的电磁场达到某一阀值时，会导致元器件甚至设备的永久性损坏，严重影响RTU的可靠运行。 变电站都有比较完善的防雷系统，因而雷电直击远动设备的可能性不大，但是，雷击附近大地、架空线路和空中雷雨云放电时直接形成的，或者由于静电及电磁感应形成的冲击过电压，却可能通过与之相连的电源线路、信号线路或接地系统，穿过各种接口，以传导、耦合、辐射等形式，侵入远动设备并酿成严重的干扰或事故。 因此，加强和改进远动设备的防护，尽量减少其遭受雷电等冲击干扰的损害，已成为变电站实现无人值班亟待解决的问题。1 远动设备雷击损坏情况 南海电力局从1993年开展调度自动化工作，1996年开始试行无人值班。但是，在每年 的雷雨季节，具备四遥功能的变电站(RTU结构见图1)，都发生多次雷电损坏RTU和当地监控电脑串行口的事故，最多的一年达二十多起。损坏的程度不一，其中最严重的一次，官窑110 kV变电站因雷电损坏遥信隔离板5块，通信扩展板1块，主板1块；110 kV海北、沙涌、东二等变电站共损坏通信扩展板、主板十多块；6台监控电脑串行口损坏，给远动维护护工作带来很大的麻烦。只有很好地解决变电站远动设备防雷击损坏问题，才能保证变电站无人值班安全运行。图1 RTU结构框图2 远动设备受雷电损坏的原因2.1 变电站远动设备与设备相连接 RTU各功能模板以各种方式与其他设备直接相连。变电站中比较典型的RTU电气连接见图2， 其中与当地监控电脑及微机保护装置相连的串行通信电缆均处在控制室范围内，二次测量、控制及信号电缆一部分则直接与高压场地一次设备相连。图2 RTU在变电站中的电气连接2.2 RTU受雷电损坏的原因 a)电源线引入雷电 雷电引起的瞬时高电压，如果不加遏制，直接由电源线引入RTU，会影响其电源模块正常工作，使各功能模块的工作电压升高而工作不正常，严重时甚至会损坏模块，烧坏元器件(IC) 。 b)通信线引入雷电 由雷电引起通信线两端设备之间电位差直接作用于相对脆弱的串行通信口，会损坏RTU及与 其通信的设备的串行口，严重时会损坏整个功能板。 c)二次电缆引入雷电 直接与一次设备相连的二次连接电缆感生的感应过电压作用于RTU的各隔离板，击穿隔离板 输入隔离器件，造成RTU板件损坏。 d)接地不规范 由于接地不规范，不同接地点之间雷电时易形成较高的电位差，产生的电磁干扰会影响RTU的运行，损坏RTU模板；同时，雷电引起的地电位升高，亦通过设备的接地线引入RTU，此过电压同样会损坏RTU模板。3 防护措施 电子设备的防雷和过电压保护是一个系统工程，必须贯彻综合防护思想。综合运用分流(泄流)、均压、屏蔽、接地和保护(箝位)等技术，构成一个完整的防护体系，它适用于电力系统、建筑防雷和各种电子设施的通用防护模式，而对于一个特定的电子系统(设备)，例如远动系统的防护，则需根据远动设备的特点，结合变电站的实际情况，灵活应用，用具体措施，构成一个完整的防护体系〔1〕。 近几年，我们通过对远动设备受雷击损坏的分析，在实际远行中取了如下措施： a)远动设备的工作电源，可用直流电源的、优先用直流供电； b)加装电源保护器。对于用交流电源的远动设备(包括当地监控用电脑)，在UPS前加装了CRITEC交流电源防雷器。该产品工作稳定，性能可靠，且能将输出电压箝位在240 V左右。即当防雷器输入端瞬时电压不超过6 kV时，其输出电压不会超过240 V。 c)加装光电隔离器。对于所有的串行通信口，加装9C4型光隔离长线收发器，使相互通信的两设备通信端口之间无直接的电联系，有效地防止通过通信线引入的过电压；对相互通信的两设备之间的电位差进行隔离，从而有效地保护被保护设备的串行口不被损坏。 d)解除RTU内部的信号接地点。将RTU内部的信号地与大地脱离开，防止地电位升高直接侵入 RTU而损坏RTU模块板件。 e)用等电位连接。在需要防雷的空间遭遇雷电等过电压时，使所有各相关部分(电路板)不 存在明显电位差〔2〕，保护电路板不受损坏。4 结束语 从19年开始，用以上措施后，南海电力局运行中的RTU工作稳定，取得了理想的运行效果，保证了无人值班工作的顺利进行。 作者简介：陈国俊(10-)，男，湖北孝感人，助理工程师，工学学士， 主要从事变电站遥动设备的维护工作。作者单位：南海电力工业局，广东 佛山 528200 参考文献 〔1〕 张伟钹.仪征输油站仪表微机监测系统的防雷及过电压保护〔J〕.电网技术，19. 〔2〕 苏邦礼.现代防雷技术最重要的是等电位连接〔J〕.广东电力，1998.

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越干燥越好，如果湿度过高，开关柜里面的很多地方很容易凝露（尤其是玻璃），很容易发生事故；而且温度、湿度一高，容易破坏开关以及设备的绝缘。

湿度条件如下：

——在24h内测得的相对湿度的平均值不超过95%；

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在这样的湿度条件下有时会出现凝露。

注1：高湿度期间、温度发生急降时会出现凝露。

注2：为耐受湿度和凝露所产生的效应，如绝缘击穿或金属件腐蚀，用户应用按此条件设计和按此条件进行过试验的高压开关设备．

注3：如不用按2中要求的条件设计和试验的高压开关设备，也可用特殊设计的建筑物或小室，用适当的通风和加热，或装用去湿装置，以防凝露。

中国大陆的10家半导体优质企业

1、华为海思半导体有限公司：

目前是国内规模最大，技术最强的IC设计公司，2015年进入全球前十IC设计榜单。全球半导体市调机构IC Insights报告称，华为海思今年一季度销售额接近27亿美元，在全球半导体厂商（包括集成电路和O-S-D）中排名从去年同期第十五名一跃升至第十名，首次跻身前十。目前海思已成为中国第一、全球前五IC设计公司，是第一个将5G无线芯片组商业化以促进5G行业发展的公司。海思旗下芯片共有五大系列，分别是用于智能设备的麒麟系列、用于数据中心的鲲鹏系列服务CPU、用于人工智能的场景AI芯片组升腾系列SOC、用于连接芯片（基站芯片天罡、终端芯片巴龙）以及其他专用芯片（监控、机顶盒芯片、智能电视、运动相机、物联网等芯片）。

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2、紫光展锐：

由紫光旗下展迅和锐迪科合并而成，英特尔持有其20%股份。紫光展锐是紫光集团旗下芯片设计公司。

3、中兴微电子技术有限公司：

中兴通讯全资控股，其前身是中兴通讯于1996年成立的IC设计部，规模已跻身全国IC设计行业前三。

4、华大半导体有限公司：

CEC旗下子公司，国内前十大IC设计公司之一。2015年，华大半导体接受母公司中国电子无偿转让的上海贝岭26.45%股份，成了上海贝岭控股股东。

5、北京智芯微电子科技有限公司：国网信息产业集团旗下全资子公司，涉及芯片传感、通信控制、用电节能三大业务方向。

6、深圳市汇顶科技股份有限公司：国内最大的触控芯片供应商，汇顶科技在2016年10月17日上市后股价连续20个涨停后到达178元，市值一路飙至800亿，超过全球第二大手机芯片厂商联发科。目前，指纹芯片是其主要收入来源。　

7、杭州士兰微电子股份有限公司：

旗下拥有士兰明芯、美卡乐光电、士兰集成公司、成都士兰半导体等子公司。2016年，士兰微集成电路营收同比增长20.92%，LED照明驱动电路为主要增长来源。

8、半导体设计有限公司：

电信旗下集成电路设计公司，前身为原邮电部电信科学技术研究院集成电路设计中心。

9、敦泰科技（深圳）有限公司：

台湾上市公司敦泰科技下属公司，敦泰科技是全球最早从事电容屏多指触控技术研发的公司之一，也是全球出货量最大的电容屏触控芯片提供商。

10、北京中星微电子有限公司：

2005年11月，中星微成为中国第一家在纳斯达克上市的芯片设计企业。还涉足监控安防业务。