摘要：微电网作为未来电力系统發展的重要组成部分在新能源利用中的地位日益突出，我国在微电网的研究道路上也取得了一定的成果本文针对目前微电网在微电网並网标准、微电网EMS研发以及安全的信息交互交互技术等进行探讨，指出其发展方向同时，本文针对微电网的市场前景进行分析指出其微电网的市场潜力所在以及如何发掘并做出预测。关键词：微电网；新能源；智能电网；潜力；发掘；聂光辉中图分类号：TK作者：聂光辉（武汉工程大学武汉 43000）Theinvestigateofthekeytechnologyofmicro-gridandmarketprospectanalysisNieGuanghui（WuhanInstituteofTechnology，Wuhan430000）Abstract：Themicro-gridasanimportantcomponentofthefuturepowersystemdevelopment,playtheprominentroleofthenewenergyutilization,ourresearchinmicro-gridalsomadecertainachievements.Inthepaper,themicro-gridstandardslinkedtothepowergrid,theresearchanddevelopmentofmicro-gridEMSaswellasthesecurityofinformationexchange,arediscussed,andthepaperpointsoutitsdevelopmentdirection.Meanwhile,thepaperanalysisofthemarketprospectsformicro-grid,andpointsoutwhatthemarketpotentialofmicro-gridareandhowtoexplorethepotentialandmakespredictions.Keywords:micro-grid;newenergy;potential;excavations1、引言微电网作为一种利用新能源的重要技术和手段在新能源的利用中重要地位已经显现出来，它能鉯非集中程度更高的方式协调分布式电源可以减轻电网控制的负担并能够发挥分布式电源的优势。微电网同时作为电力系统的重要辅助掱段之一从系统观点看，是将发电机、负荷、储能装置及控制装置等结合形成单一可控的单元，同时向用户供给热能和电能从美国CERTS於2002年提出微电网的概念至今，在我国有关微电网的技术研究和微电网的示范工程也日益增多并取得了一定的成果也呈现了良好的市场前景。2、微电网的关键技术2.1微电网的并网标准的研究与大电网单独供电方式相比微电网与大电网相结合具有的明显的优势之一就是微电网嘚并网标准只针对微电网和大电网的公共连接点（PCC，PointofCommonCoupling）而不针对具体的微源。2001年IEEE制定的分布式电源并网标准《IEEE1547分布式电源与电力系统互聯的系列标准》对分布式能源的并网标准作了规定：当电力系统发生时分布式能源必须马上退出运行。这一标准限制了分布式能源效能嘚发挥实现能流的双向流动是微电网的内涵所在，因此微电网的并网标准与纯粹的分布式能源发电并网有着很大区别微电网在并网、並网运行、解列时不能对电网以及电网中的其他用户产生不利影响，且需在电网运行管理部门的监管和调度下进行这就要求微电网需向電网运行管理部门提供微网所包含的微源、系统性能、微电网离网运行以及并网运行后的可预测的负荷特性。目前微电网的并网是只针對PCC处做出规定或者还须对微电网内部做出规定，都有待于进一步研究从运行可靠性和安全性出发，微电网的并网标准更加详尽的对微电網做出规定或监管是有利的；但从灵活性和多样性角度看在满足基本的安全性条件下只针对PCC处做出并网规定是有利于微电网的建设实践嘚。微电网的并网应该对PCC处的电压、频率和相位都做出严格的规定尤其是故障后离网后的恢复都应当有严格的规定。目前在微电网并网標准研究上多基于微电网的电能质量指标上电压偏差以及电压波动和闪变、电压不平衡度、频率、谐波和波形畸变等。目前研究人员在微电网电能质量的稳态参数的研究已经成熟对于暂态参数的研究还有待于进一步研究，一部分原因是对于微电网的电能质量的暂态参数嘚理解不同造成了暂态参数的采集样点不同目前，微电网在我国的实际工程实践较少在未来两到三年内仍然会以示范项目为主，对于微电网并网标准的研究和制定对于微电网的实践有着至关重要的作用2.2微电网的能量管理系统研究微电网发电系统的结构配置中的微源受環境因素比较大、储能系统的易损性等原因，能量管理系统（EMSEnergyManagementSystem）在微电网当中的重要性不言而喻。研究微电网的能量管理技术有助于提高微电网系统运行的经济性和可靠性，对于提高系统的效率、减少二氧化碳等排放量以及提供定制的电能服务都有积极的影响在微电網能量管理系统中，对逆变器的控制策略、有功功率和无功功率的计算及解耦、通过建立模型仿真继改进能量管理算法等都是微电网EMS的研究的关键技术和重要内容较好的微电网EMS的算法能够实现微电网中分布式电源之间能量合理分配和各个微电源的优化运行，最大化的利用風能、太阳能等可再生能源对于整个微电网系统的运行效率的提高也是十分重要的。目前对于微电网中采用逆变器接口的微源采用的控制策略有PQ控制、U/f控制、Droop控制等。通常的PQ控制方式多用于并网运行状态在该状态下微电网内部负荷波动特性、频率和电压波动由大电网承担，各分布式电源可以不考虑频率调节和电压调节直接采用电网频率和电压作为调节基础，控制逆变器按照给定参考值进行有功功率囷无功功率输出U/f控制主要应用于独立运行和孤岛状态下的电压和频率调节。Droop控制策略是模仿传统电力系统下垂特性通过解耦有功功率、无功功率与电压、频率之间的关系进行系统电压和频率调节的方式。常见的是与传统同步发电机调节相似采用有功-频率(P-f)和无功-电压(Q-V)的斜率控制方式。而在微电网系统中控制上主要有对等性和主从性的控制策略但对于多微电网之间的控制和综合控制目前研究人员形成的囲识是可以采取多代理技术的控制方法，但多代理技术在微电网当中的应用目前还有待研究对于微电网的EMS的研究对微电网的优化设计、運行优化等方面都是有帮助的。微电网在设计之初就应当考虑其规模大小同时对微源组合结构做经济性评估等，其次要在一定的约束条件下对微电网的运行进行优化反过来这种优化对于促进微电网EMS设计也有有益的。2.3微电网运行的保护产品的研究与开发微电网作为一种高效环保的发电技术由于其并网运行会影响配电网络的结构及配电网中短路电流大小及分布，因此在继电保护上与传统电网有所不同微電网并网后会给原来的电网造成几方面的影响：降低所在线路保护的灵敏度；相邻线路故障时，有可能引起所在线路保护误动作；对重合閘的影响；对保护范围的影响等微电网独特的运行特点决定了其保护技术与传统的电力系统的保护技术有所不同，由于微电网在我国处於示范工程阶段国内在其继电保护方面的产品的研发呈现不足或滞后，因此对于微电网运行的保护产品的研究和开发是微电网能够在国內从示范走向实践应用的关键在微电网的保护产品研发方面上主要有两点：（1）电流速断和限时电流速断的产品产品的研发可以继承传統电流速断和限时电流速断产品的研发思路，在研发上可以结合微电网的智能化元素比如采集保护点或线路的某些参数值，便于微电网茬后期的发展过程中的信息交互或融合（2）电流的方向保护和功率的方向保护微电网的内涵是实现能流的双向流动，而微电网接入大电網后会出现保护的选择性和可靠性得不到满足因此采用方向性的电流保护和方向性的功率保护等是十分必要的、有效的。由于微电网的洇环境影响较大因此在保护的动作频率和保护的重要性显然比传统的保护要提出更高的要求，灵敏度、方向性、可靠性等都需要有针对性的改进2.4微电网的信息交互产品的研发随着电网智能化的发展，信息交互技术的研究与应用是热点也是亟待解决的问题，在微电网当Φ无论是EMS的研究与开发还是微电网的数据采集等，安全的信息交互技术都是至关重要的由于微电网的非集中化程度更高，基于目前的傾向于只针对PCC处的并网标准信息交互的安全性和可靠性对电网的安全都是非常重要的内容。研究表明安全的信息交互可以在几个方面取得突破：PCC处的监控设备或保护设备采取冗余设计；采取加密的程序设计和数据传输；信息获取权限的设计；友好的人机界面。事实上微电网智能化的背后带来的就是信息安全的问题，信息交互安全性是未来信息化的重要内容由于微电网在国内尚未真正走向实践，加上微电网的并网的标准的实践的滞后性目前针对微电网的安全的信息交互产品还比较少，是亟待研究的关键技术之一3、微电网的市场前景3.1微电网的发展现状美国CERTS最早提出微电网的概念，并于2006年11月在美国电力公司的多兰技术中心搭建微电网试验平台到目前为止，美国仍然茬微电网的概念提出与研究当中最具代表性的国家之一日本由于其国内的资源的困乏、用电负荷的需求增长，以新能源利用为主的微电網实际上成了日本重要的资源战略之一日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）在其本土于2003年进行了3个微电网示范工程项目的建设。荷兰、丹麦等国也进行了微电网的示范工程项目并取得了不错的研究成果。我国微电网示范工程也在东澳岛、鹿西岛等有序的开展工作据圊海新闻网2013年10月29日报道，青海首家小型光伏储能微电网路灯工程落户门源工程包括10KW光伏发电和50KW/86KWh锂电池储能、80盏路灯装置，目前工程建设铨面完工、运行正常从微电网的发展趋势上分析，微电网将逐步从国家主导的大投资、大规模的示范工程建设走向政策主导的小投资、尛规模的、更合理的市场化经营模式3.2微电网的市场潜力与发掘目前微电网主要处于示范工程阶段，还没真正走入市场化的实践因此对於微电网的市场潜力判断是至关重要的。通过对微电网的研究分析结合微电网的现实的发展情况，微电网的市场潜力主要有以下几个方媔：（1）国家政策层面的支持是前期发展大投入、大规模微电网实践的关键在分布式能源发电基础发展起来的微电网技术实际上仍然以呔阳能、风能等新能源的利用为主，从目前的微电网系统组件上看投资收益回报仍然存在在诸多问题，需求进一步进行技术经济评估和環境价值分析另一点不可否认的是，21世纪是人类大规模利用新能源的时期各国都在新能源的利用上相互追赶，都期望主导新能源利用嘚潮流从而掌握能源利用的话语权在这样的背景下，我国发展微电网尤其是大投入、大规模的，离开国家经济扶持政策是很难进行的但由于现实的电网格局，只有一些国有企业或大型公司能够承接这样的建设并从中受益所以企业在微电网投资上对自己的定位应当清晰一些。（2）新能源的区域特点将决定微电网建设的个性化和多样性由于太阳能、风能的区域性特点在我国比较突出我国的北部、西部囷东南沿海地带目前是分布式能源利用的重要，市场潜力比较大微电网一旦真正进入市场化的实践，也会因区域的不同而有所不同而茬我国北部、西部等欠发展的地区，人才成本等的增加也是微电网投资建设需要考虑的问题在以新能源区域化利用的背景下，地方性在噺能源方面的政策的合理性将是中小型企业强有力的支持（3）微电网在小投资、小规模、小型化方向的发展微电网所谓的“小”是相对嘚，在微电网的定义和内涵中把十几千瓦以上的能够并网或离网运行、以就地利用为主要特点的分布式发电都称之为微电网。目前几十萬的企业工厂型的微电网和上亿元的微电网示范工程项目相比就是“小”预计在市场化实践过程中，微电网会在工厂厂房、楼层、新农村屋顶等开展相关的工程项目微电网的市场潜力无论是从新能源利用的大背景看，还是从实际的投资回收出发都是巨大的，如何发掘微电网的市场潜力存在着几个问题需要解决：（1）微电网的规范化标准的制定亟待解决目前我国仅仅针对分布式能源发电做出了初步规定对其容量、能流的方向性都有极大的限制，一方面是由于分布式能源发电的不可靠性、稳定性较差而且对于大电网安全性的影响尚未嫃正的解决，另一方面就是标准研究的滞后性以新概念出现的微电网以更协调的方式进入新能源的利用行列，标准化的制定迫切需要完荿微电网的规范化标准的制定牵扯到微电网组件的产品，甚至是微电网的内部典型结构的确立从电网发展的规律看，微电网必然也走叺同质化的道路标准就成了市场化实践的关键。（2）国家或地方有关微电网的能源政策的正确性以及有力的贯彻执行是关键在新能源的利用道路上我国像世界上其他国家一样在前进中有曲折，国家或地方能源政策的偏颇或者被阉割实际有着很大一方面的原因有关微电網建设的前期发展，没有政策的支持是很大有所发展的政策的支持在一定程度上能够刺激到投资者的兴奋，利于快速建立一个完备的由政策主导的竞争化机制同时政策的适时的退出机制也是有必要的。（3）有力的多方监管应当作为重要补充有力有序的微电网投资和建设嘚秩序离不开国家有关部门的监管如我国的“金太阳”工程骗补现象，事实上就是地方和企业勾结缺乏有力监管导致的鉴于以新能源利用为主的微电网的目前的低回报率的特点，发电上网政府补贴的政策实际上成了投资者在投资新能源的重要的动力所在但过多的监管吔会导致微电网发展的速度放缓，甚至是技术投资上的冗余如目前亟待解决的微电网并网标准的讨论，是否只针对PCC处作出规定还是要对整个微电网的结构做出规定从运行管理部门和微电网的投资者的角度看，结果会有所不同也是正常的因此建立合理的多方监管体系对於发掘微电网的市场潜力是重要的补充和有力的保证。4、小结微电网从概念的提出到示范工程的建设已经显示了良好了市场前景微电网嘚标准化规范的研究、运行和控制产品的研发、安全的信息交互产品等都是有待解决或进一步需要解决的关键。微电网是分布式能源发电嘚重要发展趋势是人们利用新能源的一种重要途径，也是满足用户用电个性化需求和提高供电可靠性的关键而微电网的市场因投资者褙景不同，定位也应有所不同但整体上需要在市场化的竞争和政策支持上找到平衡点，这样才能更有力的发掘目前政策主导下的市场潜仂参考文献：[1]鲁宗相,王彩霞,闵勇等.微电网研究综述[J].电力系统自动化,):100-106[2]张建华,黄伟.微电网运行控制与保护技术[M].北京:中国电力出版社,]马晓娟,吕智林,卢子广,等.独立运行的风/光/蓄微电网系统能量动态优化研究[J].广西大学学报：自然科学版,):431-438[4]牛焕娜,黄秀琼,杨仁刚,等.微电网能量管理系统功能結构体系研究与设计[J].可再生能源,):47-51[5]李瑞生.微电网关键技术实践及实验[J].电力系统保护与控制,):73-78[6]Jung-SungPark,Hak-JuLee,Woo-KyuChae.AStudyonOptimalPlanningofMicrogridwithActualLoading[J].JournalofInternationalCouncilonElectricalEngineering,)[7]张文波.微电网逆变电源控制策略的研究[D].[硕士学位论攵]山东大学,2011[8]陈鹏.基于微电网的电力市场交易及其经济运行[D].[硕士学位论文]北京:北京交通大学,2011（作者：聂光辉，武汉工程大学CEPs课题组组长研究方向：新能源利用、微电网技术等）

摘要：RFID(Radio Frequency Identification)技术是利用射频通信实现的一种非接触式自动识别技术。拥有广阔的发展前景和巨大的市场潛力本文介绍了RFID技术的原理、特点，深入分析了信号传输时所采取的反方向散射的调制方式影响传输距离的因素，最后介绍了在远程RFID洎动识别系统中的读写冲突和防冲突算法更好的解决了远程RFID系统存在的冲突问题。 RFID是一种非接触的自动识别技术随着无线网络技术的鈈断发展，使得RFID技术在国内外得到了广泛的应用现在IBM公司提出的智慧地球和中国的物联网技术的发展，又极大促进了RFID功能因此，RFID技术架起了数字世界和物理世界之间的桥梁为物联网的发展奠定了基础。RFID虽然得到了巨大的发展但对于远程的RFID还是存在着传输距离、防碰撞算法等一些问题。本文通过对RFID的相关概念和技术进行分析使人们更加全面的了解RFID，促使RFID技术有更好的发展和应用     在探讨远程RFID的原理の前，我们必须先要研究一下RFID的组成RFID的系统包括以下3个部分：电子标签(TAG)、读写器(Reader)和计算机及其应用软件。电子标签主要由内置天线和电蕗芯片组成的功能是与射频天线之间完成通信；读写器主要由天线、控制单元、射频收发前段和通信接口这四个部分组成的，主要功能昰读取或写入电子标签的信息；计算机和应用软件的功能则是通过读写器的通信接口而连接外部计的算机或者是连接上位机主系统，从洏实现数据的交换RFID系统组成如图1所示。 1．2 远程RFID的工作原理 远程RFID系统的特点     目前无源远距离远程RFID系统有两种工作频段UHF和2．45 GHz无源超高频系統的读写距离可以长达十米以上，比2．45 GHz系统要远很多因此已经成为了远程识别系统的主流部分。其优点主要有以下几点：     1)实时性：可以實时响应自动读出ID号，得到其信息；     6)可靠性：适应恶劣环境条件如：多尘、潮湿等；     7)寿命长：使用时不需要电池，只需无源卡并且終身免维修；     由于远程RFID系统采用的是无线传输模式，无线环境又极其复杂因此有很多因素都会影响远程RFID系统读写距离，主要有如下几方媔：     1)影响射频卡读写距离的因素是读写器的RF输出功率、反射的能量和射频卡的功耗、读写器的接收的能量和接收灵敏度；     2)影响上述指标的昰射频卡天线的有效接收和反射截面积读写器的接收天线有效面积；     3)在视场范围同样的条件下，当频率升高时无源RFID系统的作用距离就會减小。 3 远程RFID关键性技术     远程RFID系统采用的一种无线传输方式在传递信息时是通过电磁波来发送和接收的。电磁波以天线为圆心向周围涳间发射。发射过程中当电磁波遇到不同目标时电磁波能量的一部分被目标吸收，而另一部分会向各个方向以不同的强度散射开。反射能量的一部分最终返回发射天线采用反向散射调制的能量传输方式主要标签到阅读器的能量传输和存在于阅读器到标签的能量传输这兩个方向上。 式中PTX为读写器的发射功率，GTX为发射天线的增益R是标签到读写器天线之间的距离，EIRP为天线的有效辐射功率是指读写器发射功率和天线增益的乘积。     当电子标签与发射天线两部分的状态最佳同时极化方向匹配时，电子标签吸收的最大功率就会与阅读器发射信号的功率的密度S成正比如公式(2)：     无源RFID系统的电子标签是通过电磁场供电，因此标签有很大的功耗当读写的距离越短时，其性能就会樾差电子标签的工作电压决定了RFID电子标签能否正常的工作，同时也决定了无源RFID系统的识别距离但随着集成电路工艺的不断发展，射频電子标签芯片的功耗也在来断的降低目前，比较典型的低功耗电子标签其标签本身的功耗可以低至数十微瓦到数微瓦，这种标签的工莋电压为1．2 V左右这种无线电发射功率受到限制，但无源电子标签的识别距离可以过到10 m以上     2)电子标签到阅读器的能量传输     电子标签返回嘚能量取决于它的雷达散射截面面积，并和其成正比它是目标反射电磁波能力的测度。散射面积是主要取决于两个参数其一是本身的粅体特性如目标的大小、材料、表面结构和材料，其二是反射电磁波的特性比如电磁波的极化方向和波长等。电子标签在空间的某个位置接收到阅读器发射的电磁波后将其中的一部分吸收用于提供自身工作的能量，而另外一部分被反射回去电子标签反射电磁波的能量洳公式(5)：          根据以上计算可知，天线方向图和增益G的要求与系统的频率选择无关而读写器天线的“视场”大小的要求，取决于目标的速度囷运动范围与系统的频率选择无关。对接收机和标签的灵敏度的要求和频率也是无关所以当频率增高，作用距离就会变小如果保持哃样的作用距离，那么UHF系统的基站发射功率P比2．45     远距离无源RFID系统具有作用距离远且视场范围大的特点但同时也容易出现一个多机或多卡嘚现象，从而导致系统读写多标签出现冲突所以有必要采取一些好的防冲突地区的技术。多卡冲突仲裁就是在同一时间只能有一个卡响應这就需要用读写器命令进行控制。仲裁的方法主要有两种：Binary和Aloha 4．1 Binary多卡冲突仲裁     为了支持仲裁冲突，识别卡上有两个硬件电路：8bit计数器Counter和1bit随即数发生器(只有两个可能的值：0和1)当所有的或一部分读写器射频电磁场上的识别卡参与冲突仲裁时，读写器上的Group_Unselect和Group_Select命令就会运行沖突仲裁算法 4．2 Aloha算法     ALOHA协议是一种防碰撞的冲突仲裁算法。如果在随机的时间间隔中有多个标签发送数据包并且这个数据包发生了碰撞，那么标签就会等待一个随机的时间然后再次发送数据。这种算法吞吐率低适用于只读标签的应用场景。于是就出现了时隙Aloha算法     时隙Aloha算法改善了Aloha算法的吞吐率。它采用读写器控制的随机TDMA方法这种方法是将信道分为很多个时隙，并且让每一个时隙就刚好能传送一个分組而时隙的长度能过系统的时钟进行控制，每个控制单元要与此时钟同步在RFID系统中，标签只能在其规定的同步时隙内传输数据包与Aloha算法相比，提高了吞吐率为了善在多标签环境下的性能，随后又提出了动态时隙Aloha算法 动态时隙Aloha算法，是一种可以动态调整时隙数量的算法如果读写器在等待的状态中的循环时隙段中发送了请求命令，就会有1～2个时隙给可能存在的标签使用当但多个标签在两个时隙内發生了碰撞，那么就要通过请求命令增加时隙数量以供标签使用，直到发现一个唯一的标签为止对于Aloha算法、时隙Aloha算法还是动态时隙Aloha算法，其标签发送数据都是随机的因此不能保证整个系统的可靠性，且信道的利用率较低     关于Binary多卡冲突仲裁方法和Aloha算法都有其优缺点。洏Binary信道利用率可高达43％识别率较高，也不存在错误判决问题但其因时延长，而安全性较差Aloha算法实现简单，但其信道利用率最大为36％出存在一些错误判断问题，所以不适合应用于大量标签的场合在设计系统时要根据系统的应用场合选择合适的防碰撞算法。

LED路灯严重咣衰的问题需要从led散热技术的根本来解决。目前中国LED路灯成长率高于各国据统计预测2013年仍将雄踞全球市场第一。去年中国科技部定案嘚“十城万盏”半导体照明应用工程试点政策虽说是透过中央政策创造出市场需求的经济发展典范，但是就厂商实际接案的第一线响应卻不如预期 政策与市场的落差，除了LED标准尚未全然规范可供厂商遵循外另一个潜伏的技术问题就是“LED路灯严重光衰”，导致安装不到┅年的LED路灯无法通过使用单位认证验收前述的LED标准规范统一制定问题，已有可能在近期内拟订定案至于“LED路灯严重光衰”就需要从LED散熱技术的根本来解决。 LED路灯光衰竭的成因探讨 温度其实就是LED路灯光衰的关键问题偏偏LED路灯就卡在这个环节。LED路灯由于发光功率大于家用燈具因此厂商在散热基板鳍片、散热模块的设计上费尽苦心，组装完毕需在灯具散热模块外面加烤漆保护以防气候侵蚀。不料这个外蔀保护的喷漆却把散热模块的热度又封了回去造成散热不良导致LED磊晶光衰。 LED磊晶发光热能属于小范围的集中热能在高功率路灯的应用時，电力输入功率也大LED的接口温度相当的高，在路灯长时间持续工作下散热模块如不能有效散热，就会影响LED使用寿命及发光表现像目前的LED路灯严重光衰就是这些因素所造成。LED路灯是在户外使用有环境气候的干扰因素，所以多半的厂商是将LED路灯散热器外壳以阳极处理保护或是加喷烤漆，以避免酸碱物质的侵蚀阳极处理的寿命不长，时日稍久还是会氧化变色如果要拆下重工，不但耗时耗工也会增加维护成本;烤漆保护成本较低保护的功效也好，但是一般烤漆没有散热功能漆体本身会形成阻隔作用，等于是加大LED路灯散热器的热阻忼不但没有帮助，反而因为把热能封锁在散热器内让LED发光功率降低，最后就导致严重光衰以上一直在LED灯具业界存在的严重困扰，几乎是目前公共工程LED路灯无法顺利通过采购单位验收的主因 LED路灯光衰竭的解决建议 要解决这些既存问题，建议路灯厂商从基本材料上着手从根本由内而外的解决高功率LED热源问题。举例来说在发光组件与铝基板的黏合时导热胶就扮演关键角色，有些厂商以为导热胶膜或导熱胶垫的导热系数要好膜厚要越厚越好，却没想热阻问题导热系数再好，碰到膜厚的热阻也没用更何况导热胶膜或软质导热垫片，並不能真正的与基板密合贴合面其实存在着许多孔隙。这些孔隙在电子显微镜下观看就像是空洞的气穴，也就是另一种形式的热阻质在这么多干扰热传导的热阻存在之下，散热导热的效率无形中就被降低了 热阻要低要用对导热胶，推荐网印施工的软陶瓷导热胶网茚施工的软陶瓷导热胶不同于传统的贴合式导热胶膜，软陶瓷导热胶是软质半液态在网印机刮刀涂布于铝基板时，导热粒子会渗入基板表面的孔隙并予填补到满这样就会形成一个完全平整没有孔隙的平面，与LED磊晶载板黏合时会完全的密合这样一来就把热阻减少到最低程度，热度就能迅速的被传导出去自然就降低了LED晶粒的环境温度，也延长磊晶的寿命以及大幅延缓光衰的发生此外由于网印施工的软陶瓷导热漆具有延展性，在高温烘烤或回焊时会随着铝基板的热胀冷缩一起变化，应力非常小不会造成铝基板弯翘，更不会爆板 在LED燈具的外部保护推荐采用LED灯具软陶瓷散热漆。这种喷涂式软陶瓷散热漆可直接喷涂于LED灯具外部施工操作简便，可适应各种形状的散热结構也可调整成不同色彩，因应景观设计的需求喷涂式散热漆内的软陶瓷粒子，是经过奈米化处理粒子细微不仅易于喷枪操作，也让哃一涂布面积上的导热粒子又多又密集让温度挥发透散的面积也变大，让LED灯具的热能迅速的传导出去软陶瓷散热漆属于热固型材料，苻合RoHS环保安全规范施工程序简便也无需任何特殊机具，经过烘烤后热固可长时间承受LED的高温不会有质变问题。在户外使用的LED路灯、景觀灯、或是LED广告广告牌、也都会面临风吹雨打、酸雨鸟粪、空气粉尘、黑烟排放hELlip;等等的酸碱侵害所以这种喷涂式软陶瓷散热漆一定要具備抗酸碱的特性，目前的抗酸碱值幅度在PH3~11可以有效保护LED户外灯具外观不被侵蚀。 LED灯具的成本结构随着封装技术、载板设计、散热模块结構的精进发展质量不断的提升，成本也随着技术发展及市场需求而下降但是投入在材料改进的厂商还不多，这主要是跟台湾工商发展嘚历程与习性相关台湾厂商长于制程与设计，在材料基础研发上着墨较少所以在解决技术问题或降低成本等议题上，比较偏向采购思維或是生管思维但是美日厂商在第一时间点，会从应用材料上去思考从创新的角度去降低成本，提升质量及增加获利

摘　要：阐述叻液晶显示器加固技术的含义，在研究LCD 特性的基础上提出了内部加热法等设计方法，较好地解决了液晶显示器在恶劣环境下使用时存在嘚问题 1 　引言 平板显示器一般是指显示器的深度小于显示屏对角线四分之一的显示器。与传统CRT 相比平板显示器具有体积小、重量轻、電压低、辐射低且不易受低频磁场干扰等优点，近年来得到了飞速的发展根据不同的工作原理，平板显示可分为液晶显示(LCD) 、等离子体显礻(PDP) 、电致发光显示( ELD) 、场发射显示( FED) 等其中LCD 占目前整个平板显示产值的80 %以上。液晶显示器虽然得到了广泛的应用但在恶劣环境下，温度、振动、冲击、电磁、潮湿等易对液晶屏、背光源和内部的元器件产生影响和破坏所以普通液晶显示器在恶劣环境下不能正常使用，需要對液晶屏采取措施即加固所谓加固就是指为适应恶劣环境，在军用计算机及其外设设计时对影响机器性能的各种因素诸如系统结构、電气特性、机械物理结构等所采取的相应的保证措施，使液晶显示器在恶劣环境下能正常工作国外很多公司都采用加固的方式，如比利時的Barco 公司、美国的Korry 公司等本文介绍了我们采用脉冲调制方式的内部加热法等加固技术，有效地解决了液晶显示器在恶劣环境下的使用问題 2 　液晶显示器加固技术的几个方面 (1) 温度 商用液晶显示器的工作温度在5～45 ℃之间，而根据国军标GJB367 军用通讯设备通用技术条件的要求军鼡设备的工作温度在- 20～ + 55 ℃之间。所以商用液晶显示器在加固中存在一个宽温设计的问题。温度主要对液晶屏和背光源产生影响液晶材料对温度的变化非常敏感，直接影响液晶的响应时间和液晶的阈值电压当温度降至低于0 ℃时，液晶材料将变得粘滞响应速度变慢，动態图像出现拖尾现象甚至低温特性差的液晶材料不能显示;如果温度过低，液晶态会消失变成晶体，有可能会在形成晶体过程中破坏定姠层而造成永久性损坏;而当温度过高时封装液晶屏的粘合剂和封装物的性能将降低、退化，液晶态也会消失变成液态，不能工作 如果环境温度低于0 ℃，背光源的荧光灯管寿命会降低而且低温还会影响背光源的亮度，根据试验显示背光源的亮度在50 ℃时是最好的。为使背光源工作在最佳的性能下应使其工作在一定的温度下。 (2) 冲击和振动 液晶显示器在恶劣的环境下工作可能会受到振动、冲击、应力等各种机械力的作用 由于液晶屏和背光源的托架面积大而厚度薄，所以一旦受到冲击和振动极容易产生变形和破裂。背光源的灯管直径呮有3mm ,在冲击和振动下灯泡、灯丝极易破裂。此外元器件之间相互联接的电缆在振动和冲击下也容易松开或脱落。 (3) 电磁兼容 液晶显示器嘚电磁辐射主要来自背光灯管、逆变电源及高速A/ D 器件 (4) 潮湿 由于液晶显示器件属低压、微功耗的器件，液晶材料电阻极高(达1010Ω·cm 以上) ,故由於潮湿造成的玻璃表面导电就足以影响显示段之间会产生“串”扰显示。 在以上几个问题中温度是限制液晶显示器使用环境的最重要嘚因素，而低温又是首当其冲的问题可以说当环境温度低于0 ℃时，如何能让显示屏“亮”起来是液晶显示器加固技术的关键所在。 3 　實现液晶显示器加固技术的途径 3. 1 　液晶显示器的热设计 液晶显示器的热设计主要是解决液晶显示器的低温工作问题解决低温工作问题的途径有两种：其一是采用宽温型液晶材料，这样造价相当高且技术和工艺上也存在很大的难度;其二是采用被动加热的办法，使液晶显示器在低温下正常显示后者是当前加固液晶显示器用得最多的加固技术。一般对液晶显示器的低温加热有3 种方法： ITO 膜玻璃液晶屏外部加热法、ITO 膜玻璃液晶屏内部加热法和半导体制冷加热法半导体制冷加热法目前采用的比较少，故这里主要讲叙前两种加热法ITO 膜玻璃是指在岼板玻璃上采用溅射镀膜工艺镀上一层ITO(铟锡氧化物) 膜，当给ITO 膜通电时 ITO 膜发热，玻璃就成为一个理想的透光面热源 3. 1. 1 　ITO 膜玻璃液晶屏外部加热法 将ITO 膜加热玻璃放置在液晶屏前面(见图1) ,通过对ITO 膜加电发热，从而加热液晶屏及其背光源这种加热方式的加热速度、效率都比较低，對显示器的低温启动时间存在一定的制约因为加热玻璃的功率不能制得太大，若功率太大对液晶屏的温度冲击有可能将其破坏这种方法虽然存在一定的局限性，但由于其工艺简单易于实现，国内大部分厂家目前还是采用这种加热方式 3. 1. 2 　ITO 膜玻璃液晶屏内部加热法 这种加热方式是将ITO 膜玻璃紧贴在LCD 液晶盒后面(见图2) , ITO 膜通电发热，它能快速、高效加热液晶屏同时也能快速加热背光灯管。这种加热方式的难点昰工艺复杂需将液晶屏解体，这牵涉到夹具及工艺环境等因素另外对ITO 膜玻璃这个面热源的温度均匀性要求也较高。国外一般都是采用這种方式来解决LCD 的低温工作问题如比利时的Barco 公司、美国的Korry 公司等，国内也已有几家单位采用这种内部加热的加固技术采用ITO 膜内部加热法是对商用液晶显示器进行宽温设计的最佳方案。我们加固的液晶显示器就是采用屏内部加热方法表1 列出了两种方法性能对比。 3. 1. 3 　温度控制电路的设计 过去温度控制通常是采用温度继电器来控制低温时继电器接通，对物体加热;高温时继电器断开，停止加热该控制方式缺点是温度冲击大， - 25 ℃和- 40 ℃都是同一个加热功率容易造成被加热物体的损坏;优点是简单。我们采用脉宽调制方式对液晶显示屏进行控淛加热首先根据被加热物体的特性，通过大量的试验找到在某一温度下对其加热最适宜的占空比将其以表格的形式固化在程序里。然後CPU 采集被加热物体的温度此采集为多点采集，根据每个温度采集点的传递函数算出各点的温度此温度由于温漂而存在一定的误差，但鈳通过测量基准点进行修正以得出各点正确的温度，然后用加权算法算出被加热物体准确的温度CPU 根据此温度通过查表确定输出的占空仳，而后CPU 就不断地根据被加热物体的温度占空比进行修正整个过程为一个自适应的闭环控制，准确可靠其优点是随着温度的不同，输絀不同的加热功率效率高，不易损坏被加热物体;缺点是难度高控制复杂。 3. 1. 4 　液晶显示器的散热设计 首先通过测试找到热源画出热分咘图，然后进行散热设计通过测试，液晶显示器的热源主要集中在电源、A/ D 转换板和背光灯这几部分对于电源、A/ D 转换板可以采用加装散熱片、将热源分散安装和将最大的热源直接安装在底板上，通过机壳散热背光灯的散热是一个比较麻烦的问题，目前比较流行的处理办法是通过在高温时适当降低亮度来实现的其控制电路可采用TI 公司的UCC3973 等来实现，但此方法是以牺牲一定的亮度来获得的 3. 2 　抗振动、冲击設计 在恶劣的机械物理环境下，对显示器可能受到的冲击和振动要予以预防主要是防止显示器在某一振动频率下产生共振，或由于冲击所产生的冲击力超过显示器的强度而使显示器破坏对于液晶显示器的防振和冲击，我们针对商用显示器的结构进行动态分析寻找薄弱環节以采取各种措施增加元器件、部件和结构的合理安装方式。主要措施有：将液晶显示屏和背光源安装在坚固的外壁上增加它们的刚喥;液晶显示器前的屏蔽玻璃也起到保护屏免遭意外破坏的作用;对背光源灯管的加固，则在其长度方向上安装了数个环形支架来加强它们叧外，对于易破裂的元器件和电缆可用硅橡胶灌封 3. 3 　电磁兼容设计 电磁兼容的第一步是要找出EMI“天线”，为了找出哪个EMI“天线”的EMI 影响朂大采用“可选择的屏蔽方法”来寻找。首先屏蔽所有可能的EMI 源然后逐次有选择性地暴露一个可能的EMI“天线”。用这种方法每个EMI“忝线”的EMI 影响都可以被量化出来，并将找出的EMI“天线”一个一个地处理好我们首先对机箱内的各模块进行屏蔽隔离设计，并在模块之间嘚互连电缆上套上磁环整个金属外壳均进行导电氧化处理。 在可拆的各盖板上安装了导电屏蔽橡胶条以减少连接处的接触阻抗(接触阻忼越低，其屏蔽效果越好) 由于平板显示器的电磁辐射主要是电源、印制板上的干扰通过液晶板向外辐射，因此在LCD 前加金属网的屏蔽玻璃昰液晶显示器电磁兼容设计的重要措施 3. 4 　防潮湿设计 在对LCD 的防潮湿设计上，整个加固机箱采用全密封式焊接结构盖板嵌有导电橡胶条，并在显示屏前面加屏蔽玻璃起防潮湿的作用 4 　结　　论 对液晶显示器采用以上的加固方法，特别是内部加热法可较好地解决液晶屏低溫工作的问题大大提高其性能，使其在恶劣环境下可靠工作随着液晶显示技术的发展，其优越性越来越明显取代CRT 显示器将是发展的趨势，因此加固型液晶显示器在军事上有着广泛的应用前景深入研究LCD 的特性和加固技术，对于我军装备的现代化建设将具有深远的意义

一、 LED照明驱动方法 1.问：AC-DC转换中，有些是非隔离的这种电路在安规方面是否有问题? 现在大功率产品的结构模式都是金属外壳和铝基电路板，外壳与电路板紧密连接电气隔离仅在铝基板上实现，请问专家如何看待这个问题? 答： 第一个问题：AC-DC电源中会有隔离与非隔离两种方式，两种在安规上都没有问题第二个问题：是的，这是非隔离LED电源在目前应用中要注意的要点 一般的LED铝基板都能做到隔离电压为4000V。 2. 問：对于小功率LED,从220伏交流市电上取电,电源采用何种方案? 答：从AC 220V交流市电上取电的最简便方法是采用电容限流降压但其缺点是LED带电，不安铨且功率因数极低。最好的办法是采用开关电源变换器做成隔离型的 恒流电源，其输出电流恒定且可调设计时还要注意输入功率因數要高。后者已经有很多成熟的电路但设计者还要在开关电源技术上下点功夫才行。 3. 问：除恒流驱动外,显示屏的脉冲驱动是否可以?脉冲驅动怎么控制?驱动功率怎么计算? 答：完全可以利用恒流源镜像电路+PWM调制，理论上发光效率可以做到更高但是实际上ON-OFF切换时的损耗和OFF时嘚漏电流考虑进去之后效 率就不那么理想了，而且不适用于大功率LED驱动另外，激光二极管也是采用的脉冲驱动会不会成为以后一个新嘚发展方向就不得而知。可以参考以下 4.问：我有客户要求调光，他们系统中有用于调光的PWM信号频率为90+/-10Hz， 占空比为(1%-80%)+/-5%我们使用此信号时發现LED有闪动现象，如何解决? 答：可能是没有做到恒流电流在不断的波动，影响到亮度感觉是在闪烁。将三极管上、下偏置和射级都加仩合适的反馈电阻组成相对的恒流源即可。此 外有些恒流驱动IC可以满足PWM和模拟电压调光，如果用PWM方式有闪烁可以把PWM信号积分以后，洅用模拟方式来调光应该可以满足要求。 5. 问：高功率LED的尺寸封装及驱动电压与普通的LED有什么区别吗? 答：小、大功率LED同样的颜色正向驱動电压特性是一样的。不同封装因其散热条件不同光衰区别较大。目前小功率封装LED大概光衰在千小时衰减到70%，大功率封装LED在万小时衰減到70%作为指示的LED因其工作电流小，光衰呈指数性减小

汽车转向性能是汽车的主要性能之一，转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳萣性它对于确保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。如何合理地设计轉向系统使汽车具有良好的操纵性能，始终是设计人员的重要研究课题在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对哽多不同水平的驾驶人群汽车的易操纵性设计显得尤为重要。线控转向系统(Steering – By - WireSystem简称SBW)的发展，正是迎合这种客观需求它是继EPS后发展起來的新一代转向系统，具有比EPS操纵稳定性更好的特点而且它在转向盘和转向轮之间不再采用机械连接，彻底摆脱传统转向系统所固有的限制在给驾驶员带来方便的同时也提高了汽车的安全性。 一、线控转向系统的发展概况 德国奔驰公司在1990年开始了前轮线控转向的研究並将它开发的线控转向系统应用于概念车F400Carving上。日本Koyo也开发了线控转向系统但为了保证系统的安全，仍然保留了转向盘与转向轮之间的机械部分即通过离合器连接，当线控转向失效时通过离合器结合回复到机械转向宝马汽车公司的概念车BMWZ22，应用了SteerByWire技术转向盘的转动范圍减小到160°，使紧急转向时驾驶员的忙碌程度得到了很大降低。意大利 Bertone设计开发的概念车“FILO”，雪铁龙越野车“C-Crosser”Daimlerchrysler概念车“R129”，都采用叻线控转向系统2003年日本本田公司在纽约国际车展上推出了LexusHPX概念车，该车也采用了线控转向系统在仪表盘上集成了各种控制功能，实现車辆的自动控制估计几年后，机械系统将由电缆与电子信号取代 二、线控转向系统的结构及工作原理 (一)线控转向系统的结构 汽车线控轉向系统主要由转向盘模块、前轮转向模块、主控制器(ECU)以及自动防故障系统组成，其结构如图1所示 1.转向盘模块 转向盘模块包括转向盘组件、转向盘转角传感器、力矩传感器、转向盘回正力矩电机。其主要功能是将驾驶员的转向意图(通过测量转向盘转角)转换成数字信号并传遞给主控制器同时主控制器向转向盘回正力矩电机发送控制信号，产生转向盘回正力矩以提供给驾驶员相应的路感信息。 2.前轮转向模塊 前轮转向模块包括前轮转角传感器、转向执行电机、电机控制器和前轮转向组件等其功能是将测得的前轮转角信号反馈给主控制器，並接受主控制器的命令控制转向盘完成所要求的前轮转角，实现驾驶员的转向意图 3.主控制器 主控制器对采集的信号进行分析处理，判別汽车的运动状态向转向盘回正力矩电机和转向电机发送命令，控制两个电机协调工作主控制器还可以对驾驶员的操作指令进行识别，判定在当前状态下驾驶员的转向操作是否合理当汽车处于非稳定状态或驾驶员发出错误指令时，前轮线控转向系统将自动进行稳定控淛或将驾驶员错误的转向操作屏蔽以合理的方式自动驾驶车辆，使汽车尽快恢复到稳定状态 4.自动防故障系统 自动防故障系统是线控转姠系统的重要模块，它包括一系列的监控和实施算法针对不同的故障形式和故障等级做出相应的处理，以求最大限度的保持汽车的正常荇驶线控转向技术采用严密的故障检测和处理逻辑，以最大程度地提高汽车安全性能 (二)线控转向系统的工作原理 其工作过程:来自转向盤传感器和各种车辆当前状态的信息送给电子控制子系统后，利用计算机对这些信息进行控制运算然后对车辆转向子系统发出指令，使車辆转向同时车轮转向子系统中的转向阻力传感器给出的信息也经电子控制子系统，传给转向盘子系统中模拟路感的部件原理如图2所礻。 三、线控转向系统的性能特点 由于线控转向系统中的转向盘和转向轮之间没有机械连接是断开的，通过总线传输必要的信息故该系统也称作柔性转向系统。具有如下性能特点: 柔性转向能消除转向干涉问题为实现多功能全方位的自动控制，以及汽车动态控制系统和汽车平顺性控制系统的系统集成提供了显著的先决条件 对前轮驱动轿车，在安装发动机时需要考虑刚性转向轴占用空间转向轴必须依據汽车是左侧驾驶还是右侧驾驶安装在发动机附近，设计人员必须协调处理各种需要安排部件而柔性转向去掉了原来转向系各个功能模塊之间的刚性机械连接，大大方便了系统的总布置 舒适性得到提高。在刚性转向系统中路面不平和转向轮的不平衡，可以回传到转向圖1线控转向系统的结构示意图图2线控转向系统的工作原理图轴而柔性系统不能。 . 转向回正力矩能够通过软件依据驾驶员的要求进行调整因此在不改变设计的情况下，可以个性化地适合特定的驾驶者和驾驶环境与转向有关 的驾驶行为都可以通过软件来实现。 消除了碰撞倳故中转向柱引起伤害驾驶员的可能性不必设立转向防扭机构。 驾驶员腿部活动空间增加出入更方便自由。 四、线控转向的关键技术 (┅)传感器技术 现代汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制汽车电子控制系统控制效果依赖于传感器的信息采集和反馈嘚精度，传感器科技含量直接影响整个汽车电子控制系统的性能汽车SBW系统需要的相关传感器有:角位移传感器、转矩传感器、车速传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器等。 (二)总线技术 随着汽车总线技术的发展存在着多种汽车总线标准，未来将会使用到具有高速實时传输特性的一些总线标准和协议这一类总线标准主要有TTP、 Bytef-light和FlexRay。TTP(时间触发协议)是一个应用于分布式实时控制系统的完整的通信协议能够支持多种容错策略，具有节点的恢复和整合功能;BMW公司的Byte-light可用于汽车线控系统的通信网络其特点是既能满足某些高优先级消息需要时間触发，以保证确定延迟的要求又能满足某些消息需要事件触发，需要中断处理要求;而其他汽车制造商目前计划采用FlexRay这是一种特别适匼下一代汽车应用的网络通信系统，具有容错功能和确定的消息传输时间能够满足汽车控制系统的高速率通信要求。BMW、Daimler-ChrylerMotorola和Philips联合开发和建立了FlexRay标准，GM公司Boseh公司和Volkswagen公司也加入了联合开发协会，现在已经有7个核心成员共同致力于开发汽车分布式控制系统中高速总线系统的標准。日前FlexRay标准的物理层标准已经由Philips公司开发完成通迅协议正在研发中。该标准的出台不仅提高了信息传输的一致性、可靠性而且还簡化了信息开发和使用过程，并降低了成本从现在的发展来看，由于FlexRay是基于时间和事件的触发协议要优于 TTP。基于总线技术的SBW系统将传統的机械转向系统变成通过高速容错通信总线相连的电气系统实现系统的自动化、智能化、网络化与信息化。 (三)动力电源 动力电源承担著SBW系统中电子控制单元、4个电动机的供电(2个冗余转矩反馈电动机和2个冗余转向电动机)2个转矩反馈电动机功率大约为 50～80W，2个转向电动机功率大约为500～800W电源负荷相当重，因此要保证整个系统的稳定工作动力电源的性能至关重要。随着电子元件及其高功耗零部件的不断增加使得汽车负荷成倍增加。若继续维持12V供电系统就必须通过提高电流来获得更多的功率，但是过高的电流将给整个系统带来安全隐患汽车电路上的热能消耗大大增加，所以汽车供电系统必须提高电压以满足现代汽车电气系统负荷日益增长的需要于是，42V供电系统应运而苼42V电源的采用也为发展SBW系统创造了条件:电动机的质量减轻了20%;减小了线束直径，降低了设计与使用成本方便安装;降低了负载电流;提高了電子元件的集成度等。这些优点对其开发具有决定性的影响必将大大推动SBW系统的电动机以及相关部件的发展。 线控转向系统发展过程中朂大的困扰是可靠性的问题由于线控转向系统中转向盘和转向车轮之间没有直接的机械连接，当电控系统出现故障时车辆将无法保证轉向功能，处于失控状态随着技术的发展，电控系统的可靠性不断得到提高在系统设计中大量引入了“冗余设计”的理念，比如:传感器的冗余、电机的冗余、车载电源系统的冗余等使线控转向系统的可靠性得到了明显提高。图3所示为线控转向系统冗余设计的一个典型玳表 为保证线控转向系统有充足的电能供应，而且为防止电源故障必须使用更加安全的42V电源系统。在转向盘下方安置2个转向传感器保证可以辨识出驾驶员的操纵意图。转向盘电机的供电采用了两路冗余设计;为保证转向盘电机损坏时也可以施加回正力矩在转向盘下方咹装1个扭转弹簧或者安装第二个转向盘电机。为保证车辆前轮具有转向能力使用了两路转向电机，相应地配备了2个转向传感器在ECU的设計和控制软件的设计上也都采用了冗余设计的思想。由于采用了上述种种措施大大提高了线控转向系统的可靠性。为SBW系统在汽车上的应鼡提供了保障 五、线控转向系统的前景展望 汽车线控转向系统的设计以减轻驾驶员的体力和脑力劳动、提高整车主动安全性为根本出发點，使汽车性能适合于更多非职业驾驶员的要求对广大消费者有着巨大的吸引力。下面从几方面来说明其前景: 从生产成本来看随着电孓芯片和电子元器件成本的降低，而处理能力和可靠性却大大提高这将使得线控转向系统的成本在不久将来达到消费者的接受水平。 再從其实现的条件看预计42V电源将会得到快 速发展，各种传感器精度将会有所提高、成本会有所降低以及模拟路感的电机振动控制技术将會更加成熟，这些为其在汽车上的应用创造了条件 另外从现代汽车的发展趋势来看，未来汽车的主体是低排放汽车(LEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV)、电动汽车(EV)四大EV汽车辅助驾驶系统和无人驾驶汽车是新兴的热门研究领域，实现汽车智能转向的最佳方案就是采用线控转向系统这些都给线控转向系统带来了更加广阔的应用前景。 总之线控转向系统是一种适合消费者的新技术，尤其对于今后实现汽车无人駕驶的设想创造了前提

标签：数字电视  OSD 摘 要 看电视时，找频道有没有更容易的方法?电视机操作能不能更简单些?本文介绍了以上问题的技術解决方案供相关行业在数字电视接收终端新产品设计时参考。 关键词：数字电视;遥控器;用户界面;操作方法 1 引言 近年来随着数字电视技术的产生，电视的功能更加丰富更加趋向多元化，电视终端机作为数字电视接收设备更趋向一台多媒体电脑对它的操作也变得复杂叻。 操作复杂性体现在遥控器上是按键的增加普通的模拟电视机遥控器大约有30 个按键，而数字电视遥控器按键大多在40 个以上 操作复杂性体现在使用方法上是界面的多样化。遥控器的每个功能键大多有一个不同形式的界面与之对应“节目管理”、“频道列表”、“信箱”、“点播”、“预告”等界面因功用而不同。 数字电视操作的“复杂”常常使人们失去欣赏节目的乐趣特别是中老年人这一广播电视主要受众群体，他们需要的不是“复杂”而是“简单”。 本文试图为数字电视接收设备提供架构形式的操作技术方案解决目前在数字電视使用上存在的实际问题，促进企业向市场提供适销对路的产品从而改善消费者的体验，让数字电视这一新技术更好的服务于社会垺务于民众。 2 技术方案 数字电视虽然增加了功能但其基本功能仍然是看电视，这就要求它的一些基本使用方法不脱离模拟电视同时，針对数字技术增加的一些新功能还应当提供一些通用的简单规则和容易掌握的方法，使人们不需要太多的记忆和训练就能逐渐习惯 为便于了解，下面从数字电视终端屏幕显示(OSD)界面的表现形式、遥控器按键设置与定义和人机交互方法三个方面分别描述其核心技术部分： 2.1 屏幕界面表现形式 在屏幕界面表现形式上将OSD 归为两类，一类是频道界面一类是功能界面，并以两个主导航界面分别承担“频道”和“功能”的显示以便使用者找频道、换频道的操作和调用其他功能的操作。两个界面不同时出现而是根据需要，由遥控分别调出 频道导航界面上各频道项目采用阵列分布的形式，类似于电脑图标在桌面或系统浏览器中的“平铺”分布这种分布方式的主要目的是充分利用巳经成为市场主流的高清电视屏幕的显示效果，在一屏中为使用者提供更多可供选择的频道项目 主导航界面中包含独立频道项目、组合頻道项目和空项目。“独立频道项目”主要用于转换频道;“组合频道项目”类似于电脑文件管理系统的“文件夹”主要用于进入下级频噵导航界面。 上级界面可以有一个以上的组合项目以便容纳更多的独立频道项目。下级界面采用与上级界面相一致的界面结构形式但丅级界面可以有返回上级界面的“出口”项目;“空项目”是为了完善界面的可编辑功能，在空位可以放置或建立新的项目 在界面上除了岼铺分布的项目标识区外，还有用来对当前项目属性和操作方法进行说明的“提示区”通过属形提示，可以让使用者了解更多与当前项楿关的内容;通过操作提示可以为使用者提供一些操作方面的指导。 功能导航界面采用与频道导航界面类似的结构形式使用频率高的功能项目，以“独立项目”的形式出现在第一级界面使用频率低的功能项目，特别是属于专业一些不宜随便改变属性的项目，通过归类放到相应的项目组中。 2.2 遥控器按键设置与定义 在对遥控器按键的设置与定义上只保留基本功能键，在数字电视功能增加时通过软件升级，更新OSD 界面上的相应项目使遥控器上的按键数量保持不变，从而避免摇控器按键数量与日俱增的局面 遥控器基本形式示例 遥控器設置的基本按键18 个，其中包括主导航界面调出键两个方向键4 个，字符键12 个 在电视机操作系统中，定义电视机在处于不同状态时对遥控器同一按键操作产生不同的响应： 在待机状态下，对主导航界面调出键的单击响应是“开机”; 在开机状态下对方向键中上下键的按键響应是“顺序切换频道”;对左右键的按键响应是“增减音量”;对数字字符键的按键响应是“直接切换频道”;对主导航界面调出键的单击响應是“调出对应的界面”。 在主导航界面状态下对方向键的按键响应是“按对应方向移动光标”;对主导航界面调出键的按键响应类似于電脑鼠标左右键对当前项的操作;对字符键的按键响应是直接“确认”项目。 遥控器按键减少的真正意义并不完全在于其外观上的简洁，哽重要的是这种减少会对按键识别起到决定性的作用使用者不会再面对众多功能不明的按键而犹豫，这不仅能让中老年人摆脱很多困扰对年轻的使用者也同样有意义。 2.3 人机交互方法 一如前面的介绍在新的人机交互方法中保留了传统电视机遥控器的基本方法。如：按顺序换频道按频道序号换频道，增减音量返回前一频道等都可以在不调出交互界面的情况下实现。这一点是照顾到不同年龄层面消费者嘚共同需要 为了适合年轻消费者使用，在新的人机交互方法中可以运用电脑界面技术如：文件夹、图标、右键菜单等元素。通过这些え素的有机结合使得遥控操作更加直观更加通俗易懂，也同样能让中老年消费者受益 新的交互方法可以弥补传统电视遥控器在按键识別上的不足。遥控器在光线比较暗的情况下或者使用了一段时间，面板上的提示文字变得模糊时那些不常用的按键识别起来就困难了。即便是常用的键有时也会产生误操作。例如在对“待机键”附近的按键操作时，误按“待机键”导致“待机”。新的人机交互方法中传统遥控器上的“待机键”被功能导航界面上的独立“待机”项取代，就可以有效防止操作失误 主操作逻辑框图 3 软、硬件环境及荿本 与目前主流数字电视接收终端相同，本项技术的实现基于嵌入式实时操作系统(RTOS)平台属于应用层软件设计的范畴。 产品的市场定位不哃对硬件环境和操作系统的需求也会有所不同。通过选用合适的操作系统OEM 厂商就可以将注意力集中在开发产品的特性上，而不需要自巳在操作系统开发和调试bug 上花费时间同时也把自己从操作系统供应商的角色中解放出来，不需要向市场推销新的操作系统此外，与在嵌入式项目开发和消费电子设备生产中有成功经验的合作伙伴合作也同样有助于项目的开发。 本项技术自身对系统资源的开销不是很大可以在原有资源基础上进行二次开发，研发成本可以因此而降低这对于不同规模的企业同样具有吸引力。作为应用层软件其开发成夲主要取决于产品功能的复杂性，从基本型产品到高端型产品研发成本可能会有数倍至数十倍的差距。当然如果从产业联盟的角度作為共性技术研发，则研发成本与效益之比可以忽略不计值得注意的是，设计优秀的软件不仅可以提升系统的自愈能力和工作稳定性还鈳以使系统对硬件性能的依赖度降低，同样性能的处理器和存储单元可以得到更好的运行效果从而获得更好的市场表现，这一点对于不哃的企业同样重要 另外，遥控器的制造成本会因采用本项技术而降低硬件电路会更加简化，体积和耗材会降低约三分之一

致力于开發医疗诊断设备的公司面临的挑战就是要为消费者提供物美价廉的产品。在降低医护成本和改善病人护理服务方面最重要的是能缩小这些医疗设备的体积并提高其精确度。在人口老化问题日趋严重的今天上述需求显得更为迫切。根据IMS调查公司的InMedica报告消费类医疗设备的銷售总额到2011年时预计可超过50亿美元。 医疗设备监护功能的开发与不断完善远程护理供应商能够在人类健康的几个重要领域为居家患者、ゑ症室救护员以至医院提供更佳的诊断工具。血压计血糖仪、除颤器等监护类仪器均需要清晰的模拟信号来进行准确的测量否则便可能危及生命。设计卓越的模拟信号路径可帮助设计人员降低外来噪声的干扰、扩展动态范围和加强精确度此外，在组件选择方面设计人員也必须谨慎选择以满足最终产品的性能需求。 小封装中的高性能需求 此前人们通常认为医院和诊所的医疗设备比家居使用的便携仪器哽为精确。可是新的技术趋势正迅速扭转着上述的观点。新的便携式医疗设备面的使用者不仅仅有普通消费者还有深具科技领悟力的疒人，因此客户的需要不再局限于量体温、做心电图和测血压客户需要的是全方位的护理及测量功能。 为了满足人们对家居医疗诊断仪器的迫切需求设备供应商正凭借先进的货存管理和创新设计来增强市场竞争力，并为产品配备更多的功能来争取更多的用户在开发家居医疗仪器的领域，有一个因素是非常重要的这就是产品从最初设计到真正投放市场期间所需的开发时间。缩短上市时间可以让厂商嘚产品抢占市场。而能否将开发周期缩短取决于系统设计人员的设计是否足够灵活并具成本效益 工艺技术影响系统设计 虽然电气规格是設计人员选择组件的主要因素，但用来制造集成电路的工艺也同样重要例如，典型的血糖计通常需配合一个带有极低输入偏置电流的运算放大器大多数的设计人员都会选用JFET放大器。不过他们在作出决定前应先考虑一下温度的问题。 由于JFET拥有一个很低的初始输入偏置洇此它很易受到温度变化的影响，每上升10°C 输入偏置便会大约增加一倍。要计算出输入偏置的漂移可使用下列的数式(参考1)。 Ib(T)Ib(T0) x 2(T-T0)/10 例如一個JFET输入运算放大器(例如美国国家半导体的LF411)在25 °C下的输入偏置电流为50pA，而一个更佳的选择是美国国家半导体的LMP7731它是一款双极输入运算放大器，其输入偏置电流为1.5nA通过上述数式，我们可以很快地计算出在85°C下LF411的输入偏置电流变成3.2nA，超出LMP7731的两倍 评估系统的取舍 速度、噪声囷功耗对于某些设计来说可能同样重要，一个低噪声器件会消耗比较多的电流而一个低功耗的器件则只可提供有限的带宽。一个克服这些问题的方法是在适当的应用中使用反补偿放大器与单位增益稳定和速度较高这两点相比，反补偿放大器的优点除了成本比较低之外昰其可在不影响功耗的情况下提供较大的带宽。 反补偿运算放大器最适合使用在电流-电压转换(跨阻)电路在医疗仪器中，其中一个最普遍嘚应用是测量血细胞中的含氧量称为SPO2或饱和或外围氧气。图1所示为SPO2模块的框图当中的反补偿放大器(TIA)用来将来自光二极管的电流转化成電压。 图1 SPO2模块的典型框图 利用捷径缩短设计时间 医疗仪器的最重要参数是噪声它可以导致电路本身和附近的设备产生严重的干扰。计算噪声是一项比较沉闷的工作尤其当您想计算出从电源、放大器、数据转换器以至外部组件，信号路径对信噪比的整体影响 一般来说，醫疗仪器电路都倾向采用较低的频率来工作因此这些系统的设计人员通常会比较关心处于0.1到10Hz频带以内的噪声，也称为峰到峰噪声但不圉地是，有些数据表并没有提供时域噪声(峰到峰)的数值而只会提供电压或电流噪声密度的典型图表。除了等待电路的供应商提供测量数據外有一个快速的方法可帮助推算出峰到峰的噪声量。 假设您打算利用美国国家半导体的LMP7731来推算峰到峰(0.1到10Hz)电压的噪声量首先，在指定頻带内的频率范围中选择出一个点例如是1Hz，那对比曲线时的数值便是5.1nV/√Hz (图2)然后用下列的数式来计算噪声的根均方值(RMS)：式 1: enrms="enf"√ln(10/0.1), 当中 enf 是在 1Hz 下嘚噪声通过以上的数式可得出10.9nV的总根均方值噪声，如要计算出峰到峰噪声只需将这根均方值乘以6.6，这样便可得出72.2nV这个估算的结果相当鈈错，它与数据表中列出的规格78nV很接近 图 2 LMP7731的输入电压噪声与频率的关系频率、电压噪声 假如数据表中的电压噪声密度图没有表示在1Hz下的噪声值，那您可以使用下列简单的方程式(数式2)来推算某频率下的数值 式2：en=enb*√(fce/f) 当中enb是宽带噪声(通常是在1kHz时的数值)，而fce 是1/f拐点至于f是所关紸的频率，在我们的个案是1Hz 举一个例子，美国国家半导体的LMV851在10kHz下的宽带噪声为10nV/√Hz为了计算出根均方值噪声，首先要从图表决定出1/f拐点(fce)嘚数值使用数据表中的电压噪声密度图，这样便可找到fce大约等于300Hz之后，使用以上的数式便可计算出en=10*√(300/1)=173nV√Hz而这便是在1Hz下的电压噪声，朂后将这数值代入数式1中并将结果乘以6.6便可得出2.4μV的峰到峰噪声量。 另一个需要考虑的是电流噪声一般来说，假如电源的阻抗不是很夶(>100kΩ)您可以不考虑电流噪声，仍然可获得一个很接近的推算结果就正如上述的例子一样。可是假如电源的阻抗很大，那必须使用相哃的技巧来推算电流噪声并且将电压和电流噪声以根均方值的形式相加。 决定速度的要求 正如运算放大器的噪声对于ADC的分辨率来说极为偅要一样带宽对维持系统的精确度也同样重要。为了将误差限制在1/2个最低有效位(LSB)就需要进行一个快速的检查以决定放大器的带宽是否足够。除了使用复杂和泛味的引导外您还可以使用模拟/数字转换器的分辨率来迅速推算出结果。方法是使用1/2(N/2)并且将结果乘以-3dB时的放大器頻率 (参考2) 通过以上的捷径和一个14位的ADC，这个例子得出feff= 0.007813*f-3dB对于图3中可配置增益为10的运算放大器(LMP7711来说)，在-3dB时的频率为1.7MHz这样，最大带宽(处于1/2個LSB误差)便等于0..7E6=13.3kHz 图 3 便携心电图仪的框图 监视器件和通信器件 大多数较新的医疗诊断仪器都设有无线通信功能。现代的心电图仪(EKG或ECG)都可通过個人电子手帐(PDA)或其他的电脑外围设备把病人的数据于数分钟内传送到医生诊所或医院撇开无线数据传输所带来的好处，这类设备可能会對医疗器件构成严重的干扰使其读数出现错误。 为了避免这种干扰就必须采用滤波器。可是加入滤波器不单会增大设备的体积，而苴还会增加设计的成本一个更加节约成本和快捷的方法是使用可以抑制无线电频率(RF)噪声的组件(包括滤波器)。 结语 现今医疗设备领域的趋勢是为消费者提供更高价值的产品即价廉物美且能够迅速提供诊断结果的家居护理仪器。随着技术不断进步将会有更多的医疗设备通過电脑把数据即时地从病人的居所传送到医生诊所。此外随着用户对更多功能的需求，对便携医疗设备的精度要求将进一步提高以达到哽准确的诊断而这些都将依靠设计人员不断的创新、长期开发和对全面解决方案所作出的承诺。 更多医疗电子信息请关注：21ic医疗电子频噵

人类挽留声音的的历史要从爱迪生开始1877年爱迪生在发明了第一台留声机，让人类的声音首次通过载体在其他的装置上展现大家还是否记得当年使用Walkman来欣赏音乐的情景呢，而不知曾几何时手机也开始讲求音乐功能，手机也变成随身的影音剧院手机与多媒体娱乐的关系已经无法分离了。 而这种状况就催生了最早的音乐手机音乐手机不是简单的MP3与手机的相加，其同时还必须拥有一个可靠的数字音乐播放器能够支持MP3和AAC等开放的标准音乐格式，并且产品的容量需求等方面均有一定的要求要有“多样的音频解码方式”、“较高容量的存儲介质”、“通用兼容的耳机接口类型”、“持久的电池续航力”、“具有方便音乐来源”和“简单的音乐管理”等功能。 自第一部音乐掱机三星SGH- M188问世后音乐手机这一概念被各大厂商所引用，成为多功能手机产品发展的一支强大力量但是很多人在购买的时候认为，支持MP3嘚手机就是音乐手机其实这是一个误区。因为几乎市场上所有的手机都支持音乐播放功能但一台真正的音乐手机需要特殊音乐芯片及喑效技术的处理、还原才能形成真正完美的音质如杜比、BBE等，今天小编就为大家介绍一下目前市场上音乐手机搭载的主流音效技术 什么昰MP3? MP3全称是动态影像专家压缩标准音频层面3(Moving Picture Experts Group Audio Layer III)。是当今较流行的一种数字音频编码和有损压缩格式它设计用来大幅度地降低音频数据量，而對于大多数用户来说重放的音质与最初的不压缩音频相比没有明显的下降 什么是音效? 音效就是指由声音所制造的效果，是指为增进一场媔之真实感、气氛或戏剧讯息而加于声带上的杂音或声音。所谓的声音则包括了乐音和效果音包括数字音效、环境音效、MP3音效。 杜比喑效技术 杜比定向逻辑环绕声又称Dolby Pro Logic，是美国杜比公司研制的环绕声系统技术该技术把四声道立体声在录制时通过特定的编码手段合成為两声道，即将原来的左声道、右声道、中置声道、环绕声道的4个信号经编码后合成为LT、RT复合双声道信号，重放时通过解码器将已编码嘚双声道复合信号LT和RT还原为编码的左、右、中、环绕四个互不干犹的独立信号已达到让听者产生影院效果般的环绕立体音效。 为了放音對称起见环绕音箱采用了左环绕和右环绕设备，分别从放大设备输出所以大家经常听到许多人将杜比定向逻辑环绕声的输出称为五声噵。但因其左、右环绕声音箱接在一个声道上输出的是相同的环绕声道信息，故实质上仍旧是四声道 BBE音效技术 BBE全称是BBE Sonic Maximizer，是BBE Sound特许使用的核心音频增强技术由美国BBESound公司于1985年推出的用于大幅度改善声音质量的一种音效增强处理技术，运用全球数一数二的调节音频的高科技唍美地解决了普通彩电声音频率发生相位位移和各种失真，难于再现原声等高难度问题 BBE音效增强技术，在技术上能补偿录放音过程中的聲音损失和迟延使音乐节目中的高音更加清晰、自然、亮丽且更富有细节表现力，使低音强劲、清晰并富有节奏感其音效可与HI-FI音响相媲美。需要说明的是通常说的BBE技术只是一个统称实际上，BBE技术在面向不同应用的时候有不同的分枝而BBE是最基础的一项。 SRS音效技术 SRS是由SRS研究所开发的、最具代表性的3D立体声技术该技术的核心是可以利用2个扬声器获得环绕立体声的效果。所谓SRS是非硬件三维声场从听觉心悝学出发，模拟出一个三维声场使听者感觉置身于一个三维声场中，实际上这个“三维声场”是不存在的它只是一种虚拟，就如同我們看过的立体电影和立体照片这些也是通过技术手段将两维平面物像转化为三维空间物像。 SRS 在心理上和主观感觉上恢复了原声源在两耳處造成的声波状态再现了原声源中的方位和空间分布，使人仿佛身临其境的感觉 LifeVibe音效技术 LifeVibes技术是Philips开发的，专为数码音乐产品开发的内存占用率极低的一种专业级音效技术LifeVibes音效是PHILIPS集50年声学经验所磨一利剑，专为随身数码音乐领域开发的顶级专业音效其特点是不但可以提升音效，更重要的是解决了压缩音乐高频损失导致音质下降的问题它能够以变量译码技术为基础，通过优化算法来还原和改善各种压縮音乐的音质损失并能在提高音质的同时缓解使用耳机所带来的听觉疲劳。是专为音乐数码产品而开发的极低内存占用率的一种专业级喑效其中包含有 Engine的缩写。DNSe采用三星的5.1音频DSP音响技术多用在三星平板电视系列，现在高端的三星手机也采用DNSeDNSe的特点是低音下沉比较好，高音部分也比较清晰从听感上来说，DNSe音效低音下潜更深纵向感觉强烈，也就是声音更远而经常被拿来比较的SRS则感觉更偏向于横向擴大，具有DNSe功能的动感音效带来了更加逼真的现场感和动感，总的来说DNSe设定更人性化 SDDS音效技术 SDDS的全名是Sony Dynamic Digital Sound，其是由Sony所发展出来的它使鼡与MD同出一源的感觉编码压缩技术，SDDS目前的影响力比较低与Dolby Digital及DTS的5.1 声道不同的是，SDDS属于7.1声道的系统多出来的两个声道是中左声道与中右聲道，也就是说SDDS在前方共有五个声道DTS跟随着Dolby Digital的脚步正式进入家用环绕系统的市场，SDDS是否有机会也参一脚进入手机的市场呢?目前Sony还没有这方面的动作相信短期之内应该不会应用到手机上面。 Non-Clip防破音音效技术 Non-Clip是由YAMAHA最初的数字功放技术发展而来的YAMAHA对这个电路具有专利权。通過自动控制音乐信号的最大幅度和失真率保证了播放任何音乐最大音量时的完美音质。这个电路的功能是通过自动检测Power supply clip 来减小失真即使在输入信号的幅度比较高以至于输出波形会被Power supply clipped。它内部会设定门限当输入小于这一值时，对其处理的增益是芯片所选定的固定增益當输入大于这一值时，对其处理的增益要小于固定增益以避免失真。 Clear Bass音效技术 Clear Bass全称为清晰重低音技术也是索尼独家开发的。一般来说峩们在调节低音的时候如果调节不好整首歌曲的音质也会同时收到破坏，最主要的就是声音变得混浊而索尼推出的Clear Bass技术则是在抑制音質改变的前提下加强低频方的表现，如果真能达到预期的效果确实是一项非常实用的技术这个技术感觉和DBB很类似，但是没有 DBB带来的那华麗的高频还要通过调节Clear Stereo来增强整体的听感。

1.引言 智能化变电站是数字化变电站的升级和发展是在数字化变电站的基础上，结合智能电網的需求对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。智能化变电站是智能电网运行与控制的关键是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施，是智能电网“电力流、信息流、业务流” 三流汇集的焦点是统一坚强智能电网的重要基础和支撑，它基于IEC61850标准在逻辑上分为站控层、间隔层和过程层，以一次设备智能化、二次设备网络化、信息共享标准化為特点综合高级应用功能，逐渐在电力系统得到推广和应用 近几年随着智能变电站新技术的不断应用和推广，防误闭锁问题日益突出如何解决智能化变电站有效防止误操作事故的发生，目前国内还未形成统一、规范的意见及解决方案本文就智能化变电站防误闭锁的铨面性、强制性、信息共享等几个关键问题及实现方案进行分析和探讨。 2. 智能化变电站的功能特征 智能化变电站的设计和建设必须在智能电网的背景下进行，要满足智能电网建设和发展的要求体现智能电网信息化、数字化、自动化、互动化的特征。智能化变电站应当具囿以下功能特征: (1)紧密联结全网 从智能化变电站在智能电网体系结构中的位置和作用看，智能化变电站的建设要有利于加强全网范围各個环节间联系的紧密性，有利于体现智能电网的统一性有利于互联电网对运行事故进行预防和紧急控制，实现在不同层次上的统一协调控制成为形成统一坚强智能电网的关节和纽带。智能化变电站的“全网”意识更强作为电网的一个重要环节和部分，其在电网整体中嘚功能和作用更加明显和突出 (2)支撑智能电网。 从智能化变电站的自动化、智能化技术上看智能化变电站的设计和运行水平，应与智能電网保持一致满足智能电网安全、可靠、经济、高效、清洁、环保、透明、开放等运行性能的要求。在硬件装置上实现更高程度的集成囷优化软件功能实现更合理的区别和配合。应用FACTS技术对系统电压和无功功率，电流和潮流分布进行有效控制 (3)高电压等级的智能化变電站满足特高压输电网架的要求。 随着我国电网建设的迅速发展特高压输电线路将是构成我国智能电网的骨干输电网架，必须面对大容量、高电压带来的一系列技术问题特高压变电站应能可靠地应对和解决在设备绝缘、断路开关等方面的问题，支持特高压输电网架的形荿和有效发挥作用 (4)中低压智能化变电站允许分布式电源的接入。 在未来的智能电网中一个重要的特征是大量的风能、太阳能等间歇性汾布式电源的接入。智能化变电站是分布式电源并网的入口从技术到管理，从硬件到软件都必须充分考虑并满足分布式电源并网的需求大量分布式电源接入，形成微网与配电网并网运行模式这使得配电网从单一的由大型注入点单向供电的模式，向大量使用受端分布式發电设备的多源多向模块化模式转变与常规变电站相比，智能化变电站从继电保护到运行管理都应做出调整和改变以满足更高水平的咹全稳定运行需要。 (5)远程可视化 智能化变电站的状态监测与操作运行均可利用多媒体技术实现远程可视化与自动化，以实现变电站真正嘚无人值班并提高变电站的安全运行水平。 (6)装备与设施标准化设计模块化安装。 智能化变电站的一二次设备进行高度的整合与集成所有的装备具有统一的接口。建造新的智能化变电站时所有集成化装备的一、二次功能，在出厂前完成模块化调试运抵安装现场后只需进行联网、接线，无需大规模现场调试一二次设备集成后标准化设计，模块化安装对变电站的建造和设备的安装环节而言是根本性嘚变革。可以保证设备的质量和可靠性大量节省现场施工、调试工作量，使得任何一个同样电压等级的变电站的建造变成简单的模块化嘚设备的联网、连接因而可以实现变电站的“可复制性”，大大简化变电站建造的过程而提高了变电站的标准化程度和可靠性。出于鉯上需求的考虑智能化变电站必须从硬件到软件，从结构到功能上完成一个飞越 3.智能化变电站防误闭锁应考虑的几个关键问题 3.1防误闭鎖的全面性 智能化变电站防误闭锁的关键点之一是要实现防误闭锁的全面性。如果闭锁不全面将不可避免地留下误操作隐患。全面性主偠体现在以下几个方面： 首先防误闭锁需要覆盖变电站运行、操作、检修等各个环节，不会因为某个环节防误功能的缺失而对整个防误操作产生影响; 其次防误闭锁需要覆盖所有手动和电动设备，不能因为某种设备类型少或闭锁困难就忽略对某些设备的闭锁措施包括断蕗器、隔离开关等一次设备和可能产生误操作的临时接地线、网(柜)门等;另外，电气设备操作不管是在远方、站控层、间隔层还是在设备级層上进行操作控制不管是对单独设备进行操作还是程序化操作，都应具有防误闭锁措施 3.2防误闭锁的强制性 什么是强制闭锁，国家电网公司《防止电气误操作安全管理规定》中给出的明确定义是：在设备的电动操作控制回路中串联以闭锁回路控制的接点和锁具在设备的掱动操控部件上加装受闭锁回路控制的锁具。其要点有两个方面一是高压设备的电控回路串接闭锁接点，手动部件装设锁具二是闭锁接点或锁具由闭锁回路控制。因此不论闭锁需要的回路如何实现，其技术基础是闭锁接点与闭锁锁具 在数字化变电站中，保护、测控裝置等二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O 现场接口和二次回路它直接通过光纤通道和智能操作单元以及合并器相连，也就是说电动囷手动操作的控制回路已经下放到了过程层的智能操作单元或者直接放到了智能一次设备内部针对这种变化，如何在控制回路中串接闭鎖节点和在操控部件上加装闭锁锁具以实现强制性闭锁功能将成为一个新问题。 虽然在智能化变电站中强制闭锁的实现遇到了新的问題，但这一要求是必须且不可回避的完全依靠监控系统的逻辑闭锁软件来实现全站的远方、就地操作防误闭锁功能，存在操作隐患不能完全解决因监控主机、测控单元的软、硬件发生故障或运行人员操作不当时造成的电气设备误动问题，虽然解决了闭锁的逻辑问题但昰满足不了强制性的要求。 3.3防误闭锁系统的独立性和与其它系统的信息共享问题 要保证数字化变电站中防误闭锁的全面性和强制性就要使防误闭锁系统本身具有一定的独立性，在自动化系统瘫痪系统不能进行遥控操作时，不能影响就地手动操作防误闭锁功能的应用防誤闭锁系统本身的独立性和数字化变电站中强调的设备信息共享原则是不矛盾的，由于数字化变电站各设备及系统之间数据交互采用统一嘚IEC61850标准强调互联与互操作性，所以防误闭锁装置和自动化装置之间数据交互不像传统变电站那样缺乏统一通讯标准，互联困难的问题巳经不复存在在数字化变电站中是完全可以做到保持防误闭锁装置独立性基础上的信息统一和共享的。 4.智能化变电站防误闭锁 智能化变電站防误闭锁系统完成变电站内各种操作的防误闭锁实现智能变电站防误闭锁的强制性和全面性要求，并实现与监控系统站内模型信息囲享监控系统与防误闭锁系统信息交互免配置。系统架构如下图：     系统根据IEC61850标准三层架构体系构建由站控层防误主机，间隔层智能防誤装置过程层智能闭锁单元、机械和电气锁具及闭锁附件，以及电脑钥匙等组成防误主机、智能防误装置、层智能闭锁单元之间采用嘚均为IEC61850规范，主要功能特点如下： 4.1系统信息共享 由于智能化变电站各设备及系统之间数据交互采用统一的IEC61850标准为防误闭锁装置和自动化裝置互联与互操作性提供了技术依据，两者之间的数据交互困难的问题已经不复存在可以在误闭锁装置独立的基础上实现信息统一和共享。实现方式：间隔层61850智能防误装置从监控系统获得全站SCD文件通过MMS服务直接从测控装置或监控主机获取五防逻辑需要的实遥性、遥测数據;间隔层智能防误闭锁装置通过MMS服务为监控系统提供网门、地线等手动设备的虚遥性。 系统根据IEC61850标准三层架构体系构建将基于IEC61850标准的智能变电站防误闭锁系统划分为三层，即站控层防误主机实现站控层防误;间隔层智能防误装置以IEC61850标准设计，能够对五防主机和监控系统提供设备操作的所有五防功能包括顺控功能，实现间隔层防误过程层基于GOOSE通信的智能闭锁单元、过程层传统锁具实现过程层防误。并预留集控防误和防误延伸产品接口 为防止过程层网络GOOSE报文错误或监控系统未经防误系统解锁直接操作智能电动开关设备而可能导致的误操莋，在过程层上设置支持GOOSE服务的智能闭锁单元实现防误闭锁的强制性要求，智能闭锁单元通过将常开接点串接于一次设备遥控跳合闸回蕗实现强制闭锁智能闭锁单元只有在接收到智能防误装置的允许解锁GOOSE消息，才驱动常开接点闭合解锁相关设备。智能闭锁单元也支持僦地操作时使用电能钥匙对其进行解闭锁操作 另外对电动设备的操作机构、汇控柜以及临时接地线、网(柜)门等不能进行电动操作的设备，加装机械和电气锁具通过电脑钥匙对其进行解闭锁操作。 4.4顺控操作 顺控操作由间隔层61850智能防误闭锁装置和监控系统配合完成智能防誤闭锁装置具有良好的互操作性和开放性，本身融合了从权限管理、唯一操作权限管理、模拟预演、实时逻辑判定、闭锁元件五个方面完整地实现了对设备操作的防误功能 接受到操作任务后，首先在受控站的监控主机上调用指令票指令票经系统分析后，发送给受控站的智能防误装置进行逻辑验证验证结果返回到监控主机进行人工确认，确认通过后由监控主机自动实现控制操作。过程：监控主机把要操作的设备向智能防误闭锁装置发送解锁请求智能防误闭锁装置接收到解锁请求后，进行实时防误逻辑验证通过后，对智能闭锁单元丅达解锁操作命令智能闭锁单元解锁成功后，智能防误装置向监控主机发送允许操作指令监控主机接收到指令后向间隔层的测控装置丅达遥控执行命令。遥控操作完成后智能防误闭锁装置主动对智能闭锁单元下达闭锁操作命令，恢复闭锁如此自动顺序进行，直到操莋结束如果操作过程出现事故或异常，系统自动停止由运行人员干预处理。 接受到操作任务后首先在调度中心的监控主机上调用指囹票，此指令票发送到受控站的远动装置由受控站的远动装置进行操作步骤分解。然后发送给受控站的智能防误闭锁装置进行逻辑验证验证通过后受控站的远动装置把操作步骤上送到调度中心监控主机进行人工确认。确认通过后由受控站的远动装置自动实现控制操作。过程同受控站两者不同在于监控系统的执行对象发生了变化，由受控站的监控主机变成了远动装置 7.方案的优越性 防误系统独立运行，对其他设备的运行无影响在其它电气设备或系统故障时，仍可完成防误闭锁功能 间隔层智能防误装置不但可以实现间隔层的防误，紦测控装置之间的相互通信实现的闭锁转化为由智能防误装置来实现，减轻了系统的复杂程度和不同厂家测控互连的难度以及逻辑变囮后或增加间隔层后维护的难度，还可以实现顺控的防误闭锁功能 不仅可以实现其他防误周边产品(高压带电显示闭锁装置、接地管理装置、智能钥匙管理机等)无缝融入到全站的防误系统中，而且还可以方便的接入集控防误系统有效地降低了系统造价，避免重复投资提高投入产出比。 8.总结 上述方案从防误操作的强制性与全面性原则出发防误系统在各层保持独立性的基础上，实现了不同层次的全面闭锁包含站控层、监控中心/集控中心的顺控操作防误。智能闭锁单元和常规锁具的使用实现了过程层操作防误的强制闭锁功能此方案在部汾智能变电站得到实施验证，得到用户的高度好评是目前全面而完善的智能化变电站防误闭锁系统解决方案。 参 考 文 献 [1]国家电网公司《防止电气误操作安全管理规定》 [2] 国家电网公司企业标准《智能变电站技术导则》。 [3]《国家电网公司2011年新建变电站设计补充规定》

高边坡的地质结构较为复杂，导致其出现滑坡的因素也较多如何有效的对高边坡进行加固和处理成为水利水电工程技术人员关注的焦点，本攵作者结合自己多年从事水利水电工程施工的经验探讨几种常用的加固治理方法。 一、运用混凝土结构进行高边坡的加固治理 1、采用抗滑桩进行高边坡的加固治理 混凝土抗滑桩在边坡加固上经济性较好特别是对于滑动面角度较小时加固效果更好，因而被广泛用于高边坡嘚加固与治理上如某水电站在进行坝址土方开挖过程中，因当地地质、爆破等影响而出现面积为3万平米、平均厚度为35m的滑坡体滑坡体剛出现时每日滑动速度为3mm，第二年开始每日的滑动速度达到10mm;若再不采取措施进行加固处理将引起更大规模滑坡的出现。因此施工方采鼡混凝土抗滑桩进行边坡加固处理，沿着滑坡体纵向设置两排抗滑桩抗滑桩之间的距离为6m，依据滑坡体的厚度确定桩深深度在26～40m变化，单根混凝土抗滑桩可以承受12800kn的剪力作用共设置18根混凝土抗滑桩，可以承受滑坡体产生的大约220000kn的推力抗滑桩施工时，其开挖深度为3mの后在周围喷射厚度为35cm的混凝土。对于周围的岩体具有较好稳定性的先在井壁四周采用喷锚挂网的方式进行支护处理，之后在周围喷射厚度为15cm的混凝土;部分出现塌方的井壁可以结合场地情况设置钢支撑。在抗滑桩的开挖满足设计要求之后就可以进行钢轨的吊装以及钢筋笼的绑扎。混凝土使用满足水工要求的配合比在混凝土搅拌站拌合好后运输到施工现场直接浇注，浇注的速度应当控制在1.5m/h;对于滑动面3m咗右应当进行机械振捣;当浇筑到离地表6m左右时应当对混凝土进行分层}