移动电源的设计与制作篇1

关键词：RFID；移动计算；溯源系统

中图分类号：TP393文献标识码：ADOI：10.3969，j.issn.1003-6970.2012.01.007

前言

当前，白酒产品溯源主要是采用酒类流通附单溯源制度，实现酒类产品从生产企业到流通渠道再到销售商的酒类流通管理体系。消费者可以通过纸质清单或者上网来了解白酒产品的溯源信息，但是由于纸质清单容易造假，上网查询也不够方便及时，用户无法随时随地得到准确的信息。同时企业也无法通过溯源系统对消费者的消费习惯和饮酒偏好进行判断。现有的溯源手段无法解决消费者和企业面临的巨大的问题。因此建立安全、快捷方便的白酒产品溯源系统，解决溯源信息问题，从根本上防止白酒造假事件的发生、提高消费者对酒产品的认知、实现企业对消费者消费习惯的了解变得越来越迫切。

RFID和移动计算技术的发展使建立新型的白酒产品溯源系统成为了可能。RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，它不仅具备防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签数据可加密、存储数据容量大等特点，而且是唯一可以实现同时识别多个目标的自动识别技术。同时移动计算技术的使用使得产品溯源信息的管理和查询更加便捷和有效，可以更加灵活地实现随时随地地进行溯源信息查询和管理。将RFID和移动计算技术进行有效的融合，从白酒产品的原料收集、产品制造、窖藏、运输、销售等各个环节对白酒的产品信息进行全程跟踪，不仅可以有效的防治白酒造假，也使得消费者能够了解白酒产品的各种信息，同时也便于企业对产品的全过程化的管理。所以，RFID和移动计算技术的融合为白酒产品的溯源和管理提供了最佳模式。

本文针对白酒产品溯源系统的需求，通过对RFID和移动计算技术的研究，实现了溯源信息采集、溯源信息加密、溯源信息验证、生产销售移动化管理等功能，为白酒溯源信息和用户分析建立了数据基础，最终完成白酒产品溯源系统，解决了现阶段消费者和企业所面临的一系列的问题。

1融合RFlD和移动计算以及溯源系统

1.1RFID和移动计算技术简介

1.1.1RFID技术

RFID(RadioFrequencyIdentification)即射频识别，是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。目前RFID技术已经广泛应用于物流、资产管理、医疗、制造、公共服务等各个行业，并成为未来信息建设的一项基础技术。

基于RFID技术组成的自动识别系统被应用于各个行业，完成信息录入、信息读取、信息传递、信息处理等功能。其主要包括3个部分：

(1)RFID电子标签：由芯片和耦合元件组成，内置天线，用于和读写器之间进行通信。根据是否内置电池划分，包括有源和无源两种电子标签。

(2)读写器：读取/写入电子标签中的信息。

(3)计算机系统：对读取或者写入的数据进行处理。包括：加密/解密、事件响应、数据库读取、数据验证、数据呈现等。

工作原理：内置芯片电路的标签进入磁场后，接收读写器的天线发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签)，或者主动发送某一频率的信号(有源标签)；阅读器通过天线读取信息并解码后，送至计算机系统进行有关数据处理。

1.1.2移动计算技术

移动计算是随着移动通信、互联网、数据库、分布式计算系统的发展而兴起的一种新的技术。移动计算技术将使计算机或其它信息智能终端设备在无线环境下实现数据传输及资源共享。它的作用是将有用、准确、及时的信息提供给任何时间、任何地点的任何客户。这将极大地改变人们的生活方式和工作方式。随着智能手机和平板电脑的普及，基于移动计算技术的信息化应用得到了极大的发展。

而移动计算不同于传统的分布式计算，移动计算节点包括固定节点和移动节点。用户可以携带移动设备自由移动，并在移动过程中通过移动通信网络与固定节点或者其它移动节点连接和交换信息。这种计算模式将创造一种全新的应用，可以满足移动用户在任何地点访问数据的要求。

移动计算的主要特点有：

(1)移动性：在移动计算环境中，移动设备可以在不同的地方连接无线网络，并且在设备移动时依然可以保持无线网络的连接。

(2)资源有限性：与固定设备相比较，移动设备由于本身移动性的考虑，因此在CPU速度、内存大小以及电池容量上一般比较小。

(3)网络通信的非对称性：在移动计算环境中一般固定服务器拥有强大的数据处理能力和发送能力，而移动设备发送能力有限，在数据处理中主要是依靠服务器进行处理。

基于移动计算的上述特点，在系统设计时一般将固定服务器设备作为数据处理分析中心，进行数据处理；将移动设备作为客户端设备进行数据请求和呈现。

基于移动计算的智能终端的主要应用：在白酒产品溯源系统中，移动终端的使用主要包含两个方面，一方面具有RFID读写功能的移动终端完成RFID电子标签信息的读取和写入，另外一方面，企业管理人员基于移动智能设备完成对生产和销售的管理。

1.1.3RFID与移动计算的融合

目前国内外基于移动计算技术的移动便携设备如智能手机、平板电脑、PDA等越来越普遍，而其中具有RFID读写功能的PDA的出现为RFID和移动计算的融合提供了强有力的条件，同时基于移动化管理的需求也使得RFID和移动计算的融合变得越来越迫切。

这种类型的PDA设备不仅仅具有RFID读写功能，同时也具有无线网络传输能力和一定程度的数据处理能力。同时便于携带，可以随时随地地完成对RFID电子标签的写入、读取以及传输、呈现。在移动计算环境下将数据处理服务器、具有RFID读写功能的PDA、提供开放开发环境的智能手机和平板电脑、电子标签完美的融合在一起，从而可以实现RFID数据处理系统。

1.2白酒溯源概述

基于RFID和移动计算技术的白酒产品信息溯源系统，从原材料采集到销售各个环节对白酒产品进行全过程溯源管理，保证了溯源信息的灵活性和安全性，实现了溯源系统的各项功能。

白酒产品信息溯源系统由溯源信息管理中心、原材料采集子系统、生产子系统、窖藏子系统、运输子系统、销售子系统、销

售者信息查询子系统、企业生产销售管理子系统组成。溯源信息管理中心存储白酒产品从原材料采集到白酒销售等各个环节的溯源信息数据，同时负责数据的传递以及处理。一方面，溯源信息管理中心负责接收并处理来自原材料采集子系统、生产子系统、窖藏子系统、运输子系统、销售子系统的各种数据；另外一方面，溯源信息管理中心为销售者信息查询子系统和企业生产销售管理子系统提品溯源信息以及生产销售信息。

为了实现信息获取的灵活性，采用RFID移动读写设备，对白酒信息进行验证，同时用户也可以使用移动设备完成更多溯源信息的获取。这样用户无须通过电话完成白酒的信息验证，也无须通过固定设备获取溯源的详细信息。

为了实现信息获取的安全性，首先是保障数据的安全性，采用DES加密算法对标签中的数据进行加密，在读取时进行解密；同时对使用者进行认证，对发放的RFID移动读取设备进行认证，从而保障信息的安全性；其次是保障标签的安全性，采用RFID电子标签对溯源信息进行记录，将RFID电子标签集成到酒瓶盖中，当酒瓶盖被开启时，RFID电子会被破坏，从而保证了电子标签的再次被使用。

白酒产品溯源系统具有如下功能：

(1)溯源信息写入：白酒制造商负责将白酒的原材料信息、生产信息、窖藏信息写入到RFID电子标签中；物流商负责将产品的仓储信息、运输信息的写入；销售商负责将产品的销售信息以及客户信息进行录入。

(2)溯源信息的验证：客户可以通过无线终端获取更详细的产品信息和防伪验证信息。当验证为假酒时，发出假酒告警。

(3)生产/销售管理：企业管理人员可以通过智能终端及时的了解产品的生产/销售信息，同时处理假酒告警事件。

(4)移动终端管理：企业管理员可以对防伪验证的移动终端进行管理，只有通过企业授权的移动终端才可以对白酒溯源信息进行获取和验证。

(5)用户管理：对生产人员、物流商和销售商进行管理，只有通过企业认证的物流商和销售商才能进行溯源信息的录入和读取。

(6)客户管理：通过对客户买酒，了解客户的饮酒习惯，从而为对客户个性化的服务奠定基础，进一步完成对客户的信息推送功能。

白酒产品信息溯源系统涉及到了从白酒产品原材料采集到销售全过程得溯源管理，具体过程如下：在白酒的原材料采集过程中，首先将白酒的原材料信息写入到RFID电子标签中并记录到数据库中；在白酒产品的生产过程中，将白酒产品的生产信息(生产日期、产品批号、产品类型等)等写入到RFID电子标签中；当产品出于窖藏时，记录产品的窖藏信息；在运输过程中，物流商同样对物流信息进行记录，将物流信息、仓储信息写入到RFID电子标签中；在销售时，销售商将使用移动读写设备对白酒信息进行验证，用户也可以通过无线网络得到白酒的更多溯源信息，移动读写设备也可以将销售信息和用户信息传输到服务器中，完成消费的记录和用户信息的获取。同时在整个消费过程中，企业管理监督人员可以使用智能终端对消费记录进行查询，对假酒报警进行处理。

2基于RFlD和移动计算的溯源系统设计

基于RFID和移动计算技术的发展以及白酒行业的现状，研究并设计白酒产品溯源系统。使得对白酒的原材料采集、生产、窖藏、运输、销售等环节对白酒产品进行全过程监控，在生产过程中对产品的溯源信息进行写入，在销售过程中对产品的信息进行验证，保障白酒的质量和产品的真实性。

白酒产品溯源管理系统主要包含了RFID读写器设备、移动智能设备、核心服务器。其中RFID读写设备负责RFID电子标签的溯源信息写入和读取；移动智能终端负责生产销售管理，特别是对假酒进行监控；核心服务器主要是负责和RFID读写设备以及移动智能终端进行通信，同时对溯源信息进行处理，对用户和设备进行管理。白酒溯源系统将提供全过程的溯源监控管理。

白酒产品溯源系统总体架构如图所示：

2.1溯源信息数据模型

不同溯源信息有通用部分，对其构建数据模型，从底层数据将不同业务的信息统一化。

数据模型包括基本属性及可配置属性，即扩展空间。溯源信息系统中，主要涉及到三种类型的数据：(1)用户信息，包括生产人员、运输人员、销售人员以及管理人员的信息；(2)设备信息，即溯源信息读写设备信息以及管理人员使用的智能终端信息；(3)溯源信息，包括原材料信息、生产信息、窖藏信息、运输信息、销售信息。每种类型的数据都有其公共的部分，因此我们将其公用的信息抽象出来有利于增加统一化处理的可行性。以溯源信息为例，溯源基本属性中包含编号、时间以及描述信息，扩展信息中则根据不同溯源信息的具体需求进行设计，如图2所示。

2.2溯源系统服务器端设计

溯源系统服务器端负责整个溯源系统的设备管理、用户管理以及溯源过程中涉及到的应用事件处理；同时它还具有同RFID移动读取设备的接口，并提供异构设备的管理，也具有同移动运营商的接口能力，能够使用移动运营商的网络和资源进行多媒体信息的传递；而且可以同白酒厂商现有的系统进行通信，共享数据库信息。

溯源系统服务器端分为以下模块：

2.2.1应用事件管理模块

应用事件管理模块是整个溯源系统的核心模块，负责服务器端的主要控制逻辑以及溯源信息、用户信息、设备信息的处理。它涉及到从原材料信息写入到客户认证整个溯源过程中的信息处理，同时负责溯源信息全过程得信息存储。

支持周期调度和时间触发，主要分为两个功能：一是数据控制，控制数据的传输、数据解析以及数据存储；二是资源管理，对整个溯源系统的资源如CPU、内存、数据库系统进行控制，提供缓存功能，同时具备资源开放接口，可以同企业系统中其他的数据资源进行交互。

当管理员对用户进行管理时，应用事件管理模块首先提取用户信息，记录时间，给用户分配一个账号，将用户信息保存到数据库。这时用户才可以正常的进行登录。

当管理员对设备进行管理时，应用事件管理模块首先提取设备信息，记录时间，并给设备分配一个设备号，将信息记录到数据库中。这时该设备才被激活，可以正常使用。每一台设备只针对一个用户。

当用户使用设备对白酒产品RFID电子标签进行溯源信息写入时，应用事件管理模块将捕捉到一个触发事件，在控制逻辑的控制下完成EPC码得生成，数据传输，数据加密。

当用户使用设备对白酒产品RFID电子标签进行溯源信息获取时，应用事件管理模块将捕捉到一个触发事件，在控制逻辑的控制下完成数据解密，同时完成溯源信息的传输和验证。

管理员可以通过周期调度，按照一定的时间完成信息的推送功能。

2.2.2用户管理模块

用户管理模块主要由以下几大功能：管理员登陆、用户添加、修改、删除，同时能具备鉴权逻辑的功能即根据用户的账号和密码判断用户是否可以登录。也可以对已经完成消费的用户进行统计，通过数据挖掘技术对用户群体进行划分，便于企

业对用户的个性化服务以及信息推送。

2.2.3设备管理模块

设备管理模块主要是负责设备的添加、删除、修改等操作，同时记录设备的使用者以及使用地。

2.2.4日志记录模块

对所有操作的信息进行记录，特别是当白酒产品验证不合格时，要有报警机制。

2.2.5接口模块

与企业系统的接口：可以同企业的ERP、CRM、SCM等系统进行交互，共享企业数据库的信息。

与移动设备的接口：可以同RFID固定读写设备、RFID移.动读写设备、管理员智能终端设备完成通信。前两者主要是在溯源信息录入/验证时进行信息交互；后者主要是方便管理员对白酒产品的销售进行随时随地的监督和假酒报警事件的及时处理。

与移动运营商的接口：主要是利用运营商进行短信、彩信等多媒体信息的交互。

2.3溯源系统客户端设计

溯源系统客户端设备主要分为两大类，一类是RFID读取写入设备；另外一类是企业管理监督用的智能终端。

2.3.1RFID读写设备设计

RFID读写设备主要负责用户的登录，RFID电子标签的写入、读取、信息推送、溯源信息请求呈现、信息验证等功能。

进入客户端用户界面时，用户输入用户账号、设备号以及密码请求进行登录。登录完成时，用户可以进行RFID电子标签的读取和写入，同时可以同服务器端进行数据传输，获取白酒产品的溯源信息。消费者也可以利用移动通信网络进一步获取更详细的溯源信息同时进行防伪验证。

2.3.2企业管理监控设备设计

企业管理监控设备可以同服务器进行通信，实时获取某个区域的销售信息，及时完成对假酒报警信息的处理。

3白酒溯源系统的实现

白酒溯源管理系统实现了从白酒生产到销售整个过程的透明化管理，并实现了产品溯源信息的写入和获取，从而解决了白酒产品现阶段存在的一系列问题。

白酒产品溯源系统的实现主要包含了三大核心部分：

(1)溯源信息的生成：在原材料采集过程中，记录原材料的信息，在白酒的生产过程中在酒瓶盖中植入RFID电子标签(该电子标签在酒被开启时将无法使用，从而保障了白酒产品信息不被复制和重复使用)，然后将白酒的原材料、生产、窖藏等信息写入到电子标签中，同时将溯源信息数据保存到数据库中；

(2)溯源信息的获取：消费者在购买茅台酒时，通过扫描RFID电子标签获取白酒产品的溯源信息；

(3)生产销售的移动化管理：白酒生产企业通过移动智能终端对白酒的生产和销售信息进行管理，对假酒报警进行及时的处理。

3.1溯源信息生成的实现

在溯源信息生成过程中，实现了全过程溯源信息(原材料、生产、窖藏等)写入到数据库中和RFID电子标签，同时根据随机生成唯一标识的防伪码，每个防伪码对应一条溯源信息和EPC编码。在对防伪码进行加密时，采用DES加密算法进行加密，并进一步采用二次加密，保障数据的安全性。

溯源信息生成流程如下：RFID电子标签读写设备感知RFID标签，并从中读取其EPC编码，然后将EPC编码传输到服务器端；服务器端的溯源信息/防伪生成模块根据EPC编码以及时间随机生成防伪码，然后将防伪码进行加密；RFID标签读写设备将加密后的防伪码写入到RFID电子标签中，同时读取刚刚写入到RFID标签中的防伪码将其传输到服务器端进行判断；若写入的防伪码正确，服务器端将对防伪码进行二次加密，同时生成溯源信息，并将EPC、防伪码以及溯源信息写入到数据库中，若不正确，则系统重新生成防伪码，重新写入；写入到数据库成功后，服务端将给写入设备发送可以进行下一次写入的命令，写入设备收到消息后可以进行下一次的写入。

3.2溯源信息验证的实现

在溯源信息验证过程中，读取白酒产品中的RFID电子标签的防伪码和EPC编码信息，对白酒产品进行验证，以及获取白酒产品溯源信息。RFID电子标签，并从中读取EPC编码和防伪码，然后将EPC编码和防伪码传输到服务器端，请求防伪验证；服务器端收到防伪验证请求后，根据EPC编码信息查询数据库，并从数据库中读取防伪码信息，并对对防伪码进行解密，然后将两个防伪码进行对比，并将防伪验证结果返回给消费者，同时记录验证信息，若验证不正确，需要将信息记录到防伪告警子系统中；防伪验证后，消费者可以进行溯源信息获取，消费者若输入手机号码，服务器根据EPC编码将溯源信息返回到消费者的手机上，或者是不输入号码，返回到RFID读取设备上。

3.3生产销售管理实现

企业管理人员通过登录到生产系统中，查看当日RFID溯源信息的写入情况，了解溯源信息写入功功率等信息，同时对生产过程中的信息进行处理；企业管理人员通过智能终端设备登录到销售管理系统中，查看当日或者是历史销售记录；同时也可以获取防伪告警子系统中的告警信息，并对告警进行及时的处理。

4结束语

在白酒产品信息溯源系统中使用RFID和移动计算技术，可是保障白酒在原材料采集、生产、窖藏、运输、销售等各个环节白酒产品的安全性和真实性。实现了从源头追踪、假酒告警等各种服务，完成了白酒产品全过程的溯源信息管理，同时为提供对用户的个性化产品服务奠定基础。从而提高白酒产品的质量管理能力、物流管理能力，提高产品的品牌价值和竞争力；同时为用户饮酒的安全性和真实性提供了保障。

本论文的研究创新性地将RFID和移动计算技术融合在一起，攻克了产品防伪、溯源信息查询和假酒告警等重大难题。在移动计算环境下，使用C/S架构思想，有效地解决了服务器端与客户机端通信以及异构移动设备差异性等关键技术，并且在数据处理及高级事件规约上，遵循应用层事件规范，提供数据规则定义、数据过滤分组及报表等功能。

目前在白酒产品中RFID技术刚刚起步，移动计算也正在兴起，但是将RFID和移动计算应用于白酒产品溯源系统中，必将解决白酒制造企业面临的大量问题，同时也为消费者提供了安全、放心的服务。

参考文献

[1]丁振华，李锦涛，冯波等.RFlD中间件研究进展[J].计算机工程.2006，32(21)：911

[2]邓海生，李军怀，刘红英.基于RFID的数据采集中间件[J].计算机技术与发展.2007，17(9)：188191

[3]陈丽华.RFID中间件设计与关键技术的研究[D].南宁：广西大学，2006

[4]黎立.EPC系统中的中间件研究[D].成都：电子科技大学，2006

[5]辛明侠.基于RFID、手机的移动计算技术的研究和应用.上海交通大学

[6]NamjePark.PolicyandRolebasedMobileRFIDUserPrivacyDataManagementSystem；InformationSecurityResearchDivision;ETRInamepark@etri.re.kr;2008IEEE

移动电源的设计与制作篇2

关键词：移动通信终端；电源管理；可充电锂离子电池

引言

移动通信终端产品如GSM手机、CDMA手机及PHS小灵通电话已经深入普及到我们的日常生活中，促进了中国电信事业的发展，也为我们的生活带来了方便与快捷。但同时，由于一些移动终端厂商的设计缺陷，多次出现了手机爆炸伤人事件，而造成爆炸的主要原因在于电源管理部分设计有缺陷或设计存在不完善的地方。

与其他现有电池相比，可充电锂离子电池具有多项优势，这使它们成为更适合于便携式应用的电源。它们可以提供更高的能量密度（最高达200W·h/kg或300～400W·h/L，分别是Ni/Cd或者Ni/MeH电池的2.5倍和1.5倍）和更高的电池电压(碳阳极电池为4.1V，石墨阳极电池为4.2V)。它们具有无记忆效应，自放电率小，可快速充放电及更高的充放电次数等优点。

锂离子电池的更高化学能量密度和更高电池电压使得我们可以为移动终端产品应用制造出更小和更轻的电池，而更轻和更小的电源对目前中国移动通信终端产品追求最小尺寸来说是至关重要的。要想充分利用电池容量或延长电池寿命，必须极其严格地控制充电参数。

鉴于锂离子可充电电池的上述优点，本文将详细介绍如何设计高效、安全的锂离子可充电电池管理电路。

1移动通信终端产品锂离子电源管理的原理及设计

锂离子电源管理的设计主要是针对锂离子电池的特性来进行的。锂离子电池的安全性能及供电性能主要体现在其充放电参数的控制上。图1为锂电池电源管理原理图。该图由控制芯片和电路组成。接下来，我们就图1从锂电池放电、充电两个方面来探讨如何实现锂电池的管理。

1.1放电工作原理

电池过放可能会给电池带来灾难性的后果，特别是大电流过放或反复过放，对电池的影响更大。一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质的可逆性受到破坏，即使充电也只能部分恢复，容量会有明显衰减。锂离子电源管理电路的功能之一就是为了保护锂电池不至于过放。

图1

锂电池的正常工作电压为2.575～4.2V。当电池电压在此范围内，管理电路将MOSFET管S4打开，在电池(CELL)电压与BATT＋之间建立低阻通道，有利于电流从电池流向手机负载。在此情况下，过放就体现为输出电流过大。在整个输出过程中，电源管理电路不断地检测从电池输出到负载的电流。当电池输出电流超过通常的保护值3.5A的时候，手机短路保护电路开始工作，关闭S4，切断电池与BATT＋的连接。

当电池持续放电到电池电压低于文献[1]规定的放电终止电压2.375V以下时，则属于电压过放。此时，图1中的手机低电压及短路保护电路开始工作，同电流过放一样，关闭S4，切断电池与BATT＋的连接达到保护锂电池的目的。

1.2充电工作原理

充电管理电路在对锂电池进行充电时，更是一个复杂的过程，既要保证锂电池能够充满，又要保证锂电池的性能，最重要的是要保证锂电池不能过充。如果锂电池在充电过程中充电电流过大，或充电时间过长，产生的氧气来不及被消耗，就可能造成内压升高，电池变形，漏液等不良现象。同时，其电性能也会显着降低。

整个充电电路应该具有以下几种充电模式：

——低电压预充电模式；

——全速充电模式；

——涓流充电模式；

——顶端截止、脉冲充电模式；

——充电截止模式。

1.2.1低电压预充电模式

当电池电压低于3.0V时，电源管理电路进入低电压预充电模式。当电池极度过放时，为了防止过量的充电电流对电池性能造成损伤，充电电路应该采取渐进的充电方式。

对于一块极度过放的，电压已低于0.7V的锂电池，电源管理电路将提供预充电涓流给电池。此时S1关闭，充电器通过R1提供电流给管脚Vdect，充电器提供电流的大小完全由R1决定，整个充电器几乎工作在无负载情况下。这种充电模式甚至可以对电压已经为0V的电池进行充电；当电池电压高于0.7V低于1.98V时，外部S1及S2工作，电源管理电路可以以更高的电流对电池进行充电。但是，此时三极管S1的功耗检测电路还没有工作，必须限制其功耗低于800mW，以免烧毁S1；当电池电压高于1.98V低于3.0V时，整个电源管理电路都正常工作，此时S1的控制电路使S1以较高的电流，但远低于全速充电电流对电池进行充电，该电流一般超过100mA。

1.2.2全速充电模式

当电池电压高于3.0V时，预充电模式结束，进入全速充电模式。此时，电源管理电路将S1及S2打开，并使S1工作在饱和模式，充电器提供全速充电电流给电池充电。但是，电源管理电路将限制最大充电电流小于1.5A。

这种充电模式对充电器也有一定的要求，要求其实现限流输出。这样做的目的是便于移动通信终端厂商，在产品设计时可以根据产品的定义，选择不同的充电电流，实现对具体锂电池快速有效的充电。在典型应用中，一般要求充电器提供的输出电流限制在1A以内，具体的电流可以根据所用锂电池厂商推荐使用的充电电流，以便电池能够具有一个较高的循环寿命。

1.2.3涓流充电模式

该充电模式其实也是一种恒压充电模式，当电池表面达到控制电路设定的终止充电电压Vterm时，即进入该种充电模式。由于在全速充电模式下，电流比较大，电池表面电压与实际电池芯的电压有比较大的落差，涓流充电模式就是用来减小甚至消除该落差。此时，电源管理电路通过控制S1的开闭情况，将提供给电池的最大电流限制在100多mA。由于电池被充得越来越足，因此，涓流就越来越小，直到截止。

1.2.4顶端截止脉冲充电模式

当电源管理电路处于涓流充电模式时，它会周期性地跳转到全速充电模式，形成脉冲电流对电池进行充电。大电流脉冲宽度一般<100μs，这样有利于电池更快被充满。

1.2.5充电截止模式

电源管理电路会有一个控制引脚，由手机的CPU决定什么时候停止充电。进入这种模式，一般会有这样几种情况：手机检测到充电电路包括锂电池温度过高；不是原装的锂电池；已经进入涓流充电，不需要充电时间过长；充电器设计不合理等等。

2结语

移动电源的设计与制作篇3

关键词移动通信；基站；节能减排；方案设计

中图分类号：TN929文献标识码：A文章编号：1671-7597（2013）13-0139-01

1关于我国移动通信基站

1.1我国移动通信基站高能耗的现状

根据统计，去年我国移动通信行业的年耗电量已经超过了200亿度电，而且更惊人的是移动通信基站的能耗占到了90%，所以进行移动通信基站节能减排是移动通信技术再发展的前提与关键。基站节能减排是一项工程浩大的系统工程，虽然移动通信公司在运营中也积极的投入大量资金与力量来进行基站节能减排，但是没有把握住基站节能减排的方法与手段，不能真正的为移动通信基站的节能减排工作做出贡献。

1.2移动通信基站的节能原则

在进行基站节能减排的改革前，要确立应遵循的技术原则。

1）要保证移动通信基站的可靠运行，即基站系统的可靠性，进行节能减排工作的前提是要保证不损害基站的安全性与效益，需要有配套的全面性的节能减排方案指导实施，安全平稳推进移动通信基站节能改革进程。

2）在实施移动通信基站节能减排方案前，要监测方案实施的可行性及技术设备的安全有效性。优秀的节能减排方案是具有科学性的，需要通过缜密的分析与实践设想来不断完善，实现以低成本来获得最高的长远收益的目标，并辅以不断成熟的节能技术手段，提高能源的利用率。但是最佳的节能技术是开发利用新型能源，利用太阳能，水能等可再生资源，来分散移动通信基站的能源使用压力。

3）要从经济上考虑节能减排的方案与技术的可行性与合理性，以及预测未来的收益。节能减排的重要性不言而喻，但是要分清与基站主功能的主次，要做到节能减排与经济效益同步兼顾，更新节能设备也要在企业财力能承受的范围内，应多将节能减排活动的注意力转移到后期效益回收期，通过在使用节能技术之后的成效来分析与判断效益回收期的长短。

2移动通信基站的高能耗功能与项目

2.1移动通信基站能耗的构成

在基站中的能耗量是非常惊人的，主要的能耗设备包括基站的主要无线传输设备，基站本身电源设备以及空调制冷设备。其中空调设备与无线传输设备的耗电量最大，电源方面的设施耗电量最小。但是电源设备（蓄电池）对工作环境的温度要求很高，为了能够正常运转需要依赖于空调设备，所以很大程度上造成了空调制冷设备的耗电量过高。

2.2我国基站应用不合理，主要设备的耗电量惊人

现如今基站主要设施的厂商多为外国的通信设备制造商，我国建造基站的时候首选的也是这类老牌的制造商，设备功率大是产品的特点。基站在选择主传输设备的时候偏向了大功率的设备设施，这样的大功率设备在运行时很有效率，但是耗电量却也大的惊人。同时在基站的建设过程中，基站的布局没有得到分散，集中式的布局使得在运行与维护方面的成本大幅提高。随着客户需求与市场需求的不断变化，移动通信基站的分散化已经是节能减排手段技术的趋势，不可阻挡。

3移动通信基站的节能减排方案设计

3.1对基站主要设备的节能减排方案

主要传输设备是移动通信基站的心脏功能，是通信传输的主要过程。生产主要设备的厂商多为索尼，诺基亚，西门子等老牌厂商，近年来华为、中兴等国产品牌也涉入了这个行业，为我国自主创新技术开发贡献了一份力量。我国上一代移动通信基站主要设备引进的多为大功率老式设备，耗电量大，载频板的功放多为窄带，在用户需求不大，功能配置不高的情况下，窄带载频板的效率较高，较为节省能耗。但是随着用户不断地增多，配套设置变高，窄带载频板的能耗急剧上升，不如宽带功放载频板的能耗低，宽带的能耗只占了窄带的二分之一，所以对于载频板的功放设备需要进行改进，将窄带换为宽带，节能效果将立竿见影。

3.2基站配套设备的节能减排方案

移动通信基站的配套设备也是基站能耗高的元凶之一，应该引起重视，即空调设备，电源及照明设备等配套设施的耗电量，但是在这三者之中，空调设备的耗电量占到了80%，对空调系统的改革迫在眉睫。基站本身过于依赖空调系统来调节温度，有的时候过高的空调使用率反而会带来不好的影响，应该加强基站内部的空气流通，多加排风换气口，利用大自然的风力来尽量达到空调的效果，同时换掉大功率的空调设备，引进环保节能的空调设备，在空调的制冷剂中添加化学药液，提高空调设备制冷的效果，最大程度地降低空调设备造成的能耗。

3.3基站布局环境的节能减排方案

过去的移动通信基站建筑多为集中式，且对基站房间的要求较高，施工困难，施工时间较长，在运行中的维护维修强度较大，能耗较高，易出现故障。在通信用户越来越多的今天，集中式基站已不适应当下的节能改革。现如今在移动通信基站布局中出现的新型布局模式是将基站站点分散化，减少了运营商建筑基站的投资，而且分散式的布局扩大了基站的服务范围，增强了信号的接受与传输，减轻了维护的工程量，很大程度上起到了节能减排的效果，能够满足基站节能减排的需求。

4结束语

我国的移动通信技术仍在不断发展与成熟，需要配套的基站节能减排方案措施，现如今已经有投入使用的节能减排方案，产生了一定的效果，但是从整体上看，节能减排方案还存在着不小的问题，并且与通信设备设施之间的联动还缺少重要的环节。移动通信基站的节能减排工作是一项长期的复杂的工程项目，胡乱使用节能减排方案与技术不会达到预期的效果。我们需要全面的结合当前基站建设情况来进行探究改革，不断优化移动通信节能技术手段，为完善通信基站的节能减排方案做出贡献。

参考文献

[1]张传福，彭灿，李巧玲.TD-SCDMA通信网络规划与设计[M].北京：人民邮电出版社，2009：262.

[2]中国电信集团公司.通信机房节能技术应用综述[M].北京：人民邮电出版社，2010.

[3]余玉广，邹洁，牟强.移动通信机房基站绿色节能减排方法探讨[J].电信科学，2011（10A）：274.

[4]中国联通研究院，盛煜，王健全，吕召彪.2G/3G移动通信基站节能技术浅析[J].电信科学，2012（4A）：132.

移动电源的设计与制作篇4

关键词：移动学习；交互；英语学习

中图分类号：TP393

文献标志码：A

文章编号：1673-8454（2012）24-0083-03

引言

随着社会竞争日渐激烈，人们认识到学习已经不单单指传统的在校学习，还包括利用个人零散时间进行学习。目前中小学教学大多未按程度进行分班，课堂人数众多，学生之间存在较大的个体差异。英语作为一种语言，其本质是用于交流，而在课堂上通常是教师讲述为主，留给学生交流表现的时间和机会少之又少。教师很难顾及到每个学生的表现，一旦学生精神不集中，就会错过教师讲的内容，影响学习效果。因此迫切需要一种新的模式来解决这些问题。移动学习应时产生，不受空间和时间的限制，可随时随地进行学习。

然而中小学生由于年龄小、学习经验浅等客观原因，无法很好地根据需求自各领域获取资源，目前现有的网络资源与实际教学内容相差甚远。所以，中小学生迫切需要一个符合课堂教学进度的移动学习系统。

一、移动学习的基本原理

1.移动学习的概念

目前，还没有一个统一、确切的移动学习的定义。各领域专家从各自角度对移动学习进行了诠释。ClarkQuinn从技术的角度认为移动学习是通过IA（包括Palms、WindowsCE设备和数字蜂窝电话等）设备实现的数字化学习。[1]Chabra和Figueiredo结合了远程教育的思想定义移动学习是能够使用任何设备，在任何时间任何地点接受学习。[2]PaulHarris定义移动学习是移动计算技术和e-learning的交点，它能够为学习者带来一种随时随地学习的体验，他认为移动学习应该能够使学习者通过移动电话或PDA随时随地享受一个受教育的片断。[3]AlexzanderDye对移动学习作了一个较具体的定义：移动学习是一种在移动计算设备帮助下能够在任何时间任何地点发生的学习，移动学习所使用的移动计算设备必须能够有效地呈现学习内容并且提供教师与学习者之间的双向交流。[4]

综上所述，移动学习应包含以下两个特点：第一，所谓“移动”，即学习者和学习环境不受限制，无需被限制在书桌前，可随时随地进行学习，学习者和学习环境是移动的。第二，移动学习的载体即设备具有便携性与无线特性，例如手机、平板电脑、PDA等。移动学习是一种新型的学习方式，通过无线通信设备获取信息进行学习，实现个性化学习。

2.移动学习的支撑环境

移动学习以无线通信为手段，采用多媒体技术开展学习，因此，开展移动学习须考虑移动学习载体、软件系统等几方面内容。

（1）移动学习载体。对于移动学习载体，传统的设备有智能手机、PDA、学习机等，而笔记本电脑虽然功能强大，但由于携带不便，没有得到广泛使用。近年来，随着高科技电子产品不断面世，平板电脑开始流行。基于以下几个方面，本系统选择了7寸平板电脑作为载体：首先，平板电脑便于携带，且待机时间能够满足移动学习行为发生的频率。其次，平板电脑支持无线网络及蓝牙，满足信息资源的传输，获取资源更加便利。第三，平板电脑便于操作，没有过多的按键，便于各年龄层次及各种程度人群使用，尤其适合中小学生。最后，平板电脑的开放特性便于资源的扩充及运行，无论是图片、音频、视频、动画以及集成系统，都可以在平板电脑上运行。

（2）软件系统。软件系统是移动学习项目成功与否的关键。对于中小学生来说，软件系统应符合课堂内的学习内容，并根据知识迁徙有所扩充。此外，还需要根据学习者的身份特征设计软件内容呈现方式，例如对于中小学生而言，英语单词的背诵十分枯燥，应将学习内容转换为他们所乐于接受的形式，例如将单词以动画的形式展现，在单元结束后以游戏形式对学习内容进行检验等，但一味的只追求乐趣从而影响学习效果产生的负面结果也是设计时必须考虑的内容。

（3）无线传输。无线传输是目前移动学习的一个重要因素。目前市面上现有的无线传输技术包括红外、蓝牙、wifi、3G等。由于红外和蓝牙技术传输受距离与速度的限制，而3G技术目前费用较高，因此本次移动学习系统采用了wifi作为无线传输技术。Wifi可将电脑、手持设备等终端以无线方式相互连接，许多城市主城区已经全面覆盖wifi网络，且大多为免费，因此适合小学生进行移动学习。[5]

二、移动学习系统模型研究与设计

在实际教学中，往往一名教师带多位学生。为了符合教师与学生一对多的教学模式，教学情境设计为一台教师使用的电脑以及多台移动设备，如图1所示。教师与学生的设备中均装有相同的英语学习软件。在实际课堂中，教师会根据具体情况对上课内容进行调整，学生移动设备中安装的软件则通过wifi无线网络与教师上课内容进行同步更新，做到教与学的内容保持一致性。此外，软件支持无线扩展功能，可通过无线网络以及USB接口进行资源扩展，访问更多资源。学生使用终端设备通过无线网络访问教师服务器，管理员负责分配注册用户的用户名和密码，从而维护资源数据库，包括学习资源、用户信息等。

三、移动英语学习系统的研究与设计

1.系统总体设计

本系统的使用对象为中小学生，主要功能是进行英语学习，包括单词、语法、情景会话的学习，如图2所示。

2.系统构建原则

在进行交互式移动英语学习平台建构时，应考虑使用者及终端特征，开发符合移动学习的平台。

（1）符合中小学生的学习特征。在移动学习中，由于不受时间和地点的限制，应根据学习内容为学生提供真实的学习情境，即模拟真实环境进行英语练习，这样可以提高学生知识迁移和解决实际问题的能力。

（2）交互方式。平板电脑采用的是电容式触摸屏，但输入方式并不像传统计算机那样简便，且学习者尤其是还处于低年级的学习者并不具备完善的文字输入能力，因此在交互方式上应减少文字的输入。

（3）界面设计。移动学习的学习时间是零碎的，并且容易受到外界的干扰，因此呈现的内容应做到简洁。知识内容要精准，在文字描述不清或复杂时应辅以图像或动画进行解释。界面设计应友好、简明。由于使用平板电脑，移动设备的显示屏幕较小，因此在界面设计时应做到界面简明美观，操作简便，提示信息应准确、恰当。[6]

（4）开放式平台。系统提供教师进行上课内容编辑等功能，由于教师并不具备专业的计算机技能，因此，系统扩展导入等功能要做到简明易懂，方便教师及学生使用。

（5）系统二次开发。由于教学内容会与时俱进，不断更新，因此，后台开放的同时应对代码编写进行注释，方便二次开发。

3.系统功能模块设计

本系统主要分为课程教学模块设计、移动学习模块设计、语音沟通交互训练模块设计、自定义版面模块设计功能。

（1）课堂教学模块设计。课程提供了课堂教学相关管理功能，包括课程信息浏览、信息备注、删除等。教师将课堂教学内容到课堂教学模块中，学生对资源进行浏览学习，并对学习内容进行笔记备注。

（2）移动学习模块设计。学生可以使用移动终端学习单词、语法、情境会话，可使用wifi无线网络上网查找学习资料，可以任意时刻任意地点进行学习。该模块提供了两种移动学习方式：第一种是点播模式，即教师将与课堂配套的学习资料打包上传，学生可直接运行进行学习；第二种是自主模式，即学生自己从资源中选择相应内容进行自主学习。

（3）语音沟通交互训练模块设计。系统根据不同的学习内容，设计了若干个学习情景，学习者通过角色扮演融入到情景学习中，提高了学习者的主动性和积极性，从而提高学习者的学习效果，熟练地应用知识。情景学习的内容可由教师、家长进行扩展，系统后台采用开放平台，便于知识迁移，如图3为教师为学生设计的如何表达想吃食物的情景设计，图4为如何表达一天作息时间的情景设计。利用触摸屏的设备优势，学生通过点击图中所示内容进行学习，系统配有男生和女生的标准美式发音，学生通过听读、跟读以及对系统的提问进行回答等情景互动方式进行交互学习。

（4）自定义版面模块设计。使用者包括教师、学生、家长等，都可以利用系统自带的模块设计功能进行情景内容设计，系统自带素材库内提供八千余个常用词汇的图片、动画、男女标准发音，亦可添加导入非素材库内容，支持素材扩充。

（5）同步更新。学生便携式终端系统中提供一键同步操作按钮，可与教师内容进行同步更新。

结束语

中小学移动英语学习系统的研究与设计提出了适合中小学阶段移动学习方案，并以此为基础，设计研发了支持安卓系统的学习系统，通过不断改进和完善学习资源，希望能为中小学生找到最适宜的学习资源。对于中小学生来说，他们刚接触到英语学习，个体接受程度和掌握能力存在较大的差异性。传统移动学习资源过多，中小学生由于经验有限，无法寻找到适合自己的学习内容，而通过设计教师平台与学生平台相结合的学习系统，能够为那些不知道如何寻找适合自己学习内容的学生提供一个适合的学习环境，使其能够在教师的指导下利用课余时间根据自身程度进行英语学习，不会再在繁杂的学习资源中迷茫。

参考文献：

[1]QUINNC.m-learning：Mobile，Wireless，In-Your-Pocketlearning[EB/OL]..

[3]HARRISP.GOINMobile[EB/OL]..

[4]刘豫钧，鬲淑芳.移动学习——国外研究现状之综述[J].现代教育技术，2004，14（3）：12-16．

移动电源的设计与制作篇5

【关键词】一路断电故障三冗余采集电路测量精度

1引言

随着信息数字技术的高速发展，数字闭环控制技术在系统中得到了广泛应用，由于产品可靠性的提高，闭环控制回路中采用三冗余位移传感器作为反馈元件；采集电路也采用三冗余设计方案，即三冗余位移信号中的每路信号均由三个采集电路同时采集，作为闭环控制的输入信号。

为保证数字闭环控制系统在一度故障下的产品性能，要求在三冗余采集电路中的一路电源出现断电故障时，其它两路的测量精度满足不大于20mV的要求；在三冗余采集电路参数设计时，若采用传统的一个采集电路测量一路位移信号的电路参数，已无法满足一路电源断电故障下的测量精度要求。因此，提出对高可靠三冗余位移采集电路在一路电源断电故障下的测量精度进行研究。

2三冗余位移采集电路设计简介

为了提高产品可靠性，用于伺服控制的位移传感器与采集电路均采用三冗余设计，其接口如图1所示。三冗余位移传感器的每一路位移信号均由三个采集电路的A/D采集通道同时采集，位移信号经过RC滤波电路、电压跟随器进入A/D芯片，采用的运算放大器为LM124。

3一路电源断电故障下测量精度分析

在运算放大器LM124正常供电情况下的输入阻抗理论上为无穷大，所以在一路电源断电时，不考虑供电正常的两路运放的影响，仅对一路断电下的运算放大器与传感器的接口阻抗参数进行分析。

3.1理论计算

在图1中±15V1和±9V1断电的情况下，即传感器1、采集电路1不供电，传感器2、采集电路2、传感器3和采集电路3正常供电，对采集电路2和采集电路3的测量精度进行分析、计算。设运放2-1输入端对正电源+15V1的阻抗为R+，输入端对负电源-15V1的阻抗为R-，R为运放2-1输入端的滤波电阻。

（1）传感器2滑动端位于0～-9V2之间时的阻抗计算。

当断开一路电源±15V1和±9V1时，传感器2的滑动端位于0～-9V2之间，设由地、经+15V1电源和运放2-1流到-9V2电源的电流为I+；设由传感器2的地流到-9V2的电流为I断；电流方向如图2所示。

断开一路电源1时，传感器2滑动端的电压为U断；正常供电情况下，传感器2滑动端的电压为U；则正常供电与断电情况下，传感器滑动端的电压偏差为ΔU：

（2）传感器2滑动端位于0～+9V2之间时的阻抗计算。

当断开一路电源±15V1和±9V1时，当传感器2的滑动端位于图2中0～+9V2之间时，经测试，在一路电源1断电情况下，运放2-1输入端对地的阻抗R-约为∞，所以对传感器测试电压无影响。

3.2仿真分析

根据图1所示三冗位移信号采集电路的原理图，建立Pspice仿真模型，电阻R=3.48kΩ，运算放大器为LM124。使传感器2的滑动端分别处于0～-9V2和0～+9V2之间，进行三路采集电路正常供电和一路断电情况下运算放大器输入端的电流和电压测试，测试结果见表1所示。

当采集电路1的电源1断电时，调整传感器输出位置，当传感器2的滑动端在0～-9V之间、R1=1.325kΩ时，传感器2滑动端处的电压偏差达到了-0.13V。由表1可知，当一路运放断电、且其输入端电压为负值时，该运放输入端的电流增大、导致流过传感器2负边的电流增大，从而使测量偏差变大，影响了测量精度。

仿真分析结果进一步表明，运算放大器LM124在断电状态下，其输入端对地的阻抗下降，当选用运放输入端的电阻满足、使R为200kΩ时，测量偏差可减小到15mV，满足系统精度要求。

3.3试验验证

将运算放大器LM124输入端的电阻R的阻值设置为200kΩ，在三冗余采集电路的一路电源断电的情况下，其它两路正常供电的采集电路测试精度不大于20mV，满足系统使用要求。

4结论

为了满足高可靠性的要求，设计的三冗余位移传感器信号采集电路，在一路电源断电故障下，针对采集电路测量精度不满足系统使用要求的问题，对影响测量精度的电路参数进行了理论计算、仿真分析和试验验证，确定了合理的电路参数，保证了三冗余位移采集电路在一路电源断电故障下的测量精度和可靠性。

参考文献

[1]张红燕，樊东红，谢祥徐.基于嵌入式Linux的数据采集系统的设计[J].中国科技信息，2007（18）.

[2]楚丽娜.PCB级数字电路故障模拟实用化技术研究[D].北京邮电大学，2006.

作者简介

郭燕红（1982-），女，硕士学位。现供职于北京精密机电控制设备研究所，主要从事伺服控制器方面的研究设计工作。

移动电源的设计与制作篇6

作为战时的内部电源，防空地下室的内部电站初期投资多，日常维护费用大，所以视工程具体情况设置柴油发电站才能做到在保证战备功能的前提下，节约工程投资、方便操作和维护，真正实现战备效益、社会效益和经济效益的统一。

2电站的类型和基本构成

防空地下室为中心医院、急救医院，新建单个防空地下室建筑面积大于5000m²或多个单体防空地下室的建筑面积和大于5000m²的工程内部需设置电站；新建防空地下室与已建而又未引接内部电源的防空地下室的建筑面积和大于5000m²时的工程内部需设置电站。防空地下室电站的分类及基本构成参见图1。

2.1电站的类型

电站类型由防空地下室的规模、战时功能及战时计算负荷决定的，电站类型的确定参见表1。

2.1.1区域电站

对于建设规模较大即单建工程较多且又比较集中的工程宜在防空地下室的负荷中心设区域电站。此外平时使用的柴油发电机宜设在防护区内如，附近还有其它防空地下室宜按区域电站进行设计。

2.1.2固定电站

防空地下室战时用途为中心医院、急救医院的工程设置固定电站，对于战时用电负荷大于120KW的电站宜按固定电站设计。当设置固定电站时，除向本工程供电外还可以作为区域电站向邻近的防空地下室一、二级负荷供电，但必须满足低压供电半径，低压供电半径一般为500m左右。

2.1.3移动电站

对于救护站、防空专业队工程、人员掩蔽部工程、配套工程的电站，当发电机容量小于120KW时，宜按移动电站设计；当大于120KW设置固定电站受限制时设置两个或多个移动电站。移动电站的采用，主要是为了解决防空地下室电站平时不安装机组，战时又必须设置自备电源而规定的，移动电站用时运进工程内部，不用时拉出地面储存或另作他用。固定电站比移动电站的技术要求高，通风冷却设施也较复杂，初投资和运行费用比移动电站高。移动电站较灵活，辅助设备也较简单。

2.2电站的基本构成

柴油电站的位置，应根据防空地下室的用途和发电机组的容量等条件综合确定。柴油电站宜独立设置并与主体连通，电站宜靠近负荷中心，尽可能远离要求安静的房间。

2.2.1固定电站的基本构成

固定电站由控制室、发电机室、储油间、水库、独立的通风竖井和扩散室组成。送风竖井、排风、排烟竖井宜分开设置，当机组采用循环水冷时应设水泵间。控制室与引进市电的配电室合并时，宜设人员休息室。控制室和人员休息室应设在清洁区内，柴油发电机和上述其它房间均设在染毒或半染毒区，从清洁区进出机房应设置防毒通道，通道内设有简易洗消设施，控制室与机房间的密闭隔墙上设置观察窗。电站的位置尽量设置在负荷中心，最好临近配电室，若电站不靠近口部还需做好隔音和振动的处理。柴油电站宜设置在防空地下室的最底层，尽量避免设置在建筑物的楼板上。在设备运输需要通过的通道、洞口等地方应有足够的空间。对于柴油发电机房的设计除满足机组安装所规定的距离外，还应重点考虑机组的进出、机组在安装、检修时的吊装措施等问题。

2.2.2移动电站的基本构成

移动电站由发电机室、储油间、独立的进风、排风、排烟系统和扩散室、通风竖井等组成。移动电站的发电机组通常采用风冷，机房的进、排风的风量较大，机房属于染毒区，除战时用途为汽车库的工程外，其它工程的电站均应设置防毒通道，其设置要求与固定电站相同。柴油电站的储油间应与发电机房分开布置，储油间应设置向外开启的防火门，其地面应低于与其连接的房间150～200mm或设门槛，严禁排烟管、通风管、电线、电缆管等穿过。移动电站宜靠近坡道的出入口，在战时便于快速运输和安装，尽量避免吊装的方式。

3柴油发电机的选择、设备布置、控制方式及平战转换措施

3.3.1柴油发电机的选择、设备布置

机组台数过多、容量过大会造成技术要求过高，管理复杂，一旦受损停电范围过大，所以防空地下室柴油发电机组的单机容量不宜大于300KW。由于同容量、同型号柴油机组便于布置、维护、操作和并联运行以及备品、备件的储存、替换等，所以电站内设置2台及2台以上机组时采用同容量、同型号的柴油机组。电站的总装机容量必须满足战时一级和二级电力负荷的需要，并应留有10%～15%的备用量。固定电站内设置柴油发电机组不应少于2台，但最多不宜超过4台，移动电站设置1～2台。固定电站柴油发电机组不应少于2台，当条件有限时仅为本防空地下室供电可以设置1台。

控制室、发电机房的设备布置：机组控制台、附属设备控制台和发电机控制屏的布置位置应便于操作和观察，通过观察窗观察机组运行状况。配电屏和控制屏排列长度大于6m时屏后维护通道应有两个出口，长度大于7m时在控制室的两端设门并朝外开。配电装置最高点距室内顶棚不应小于0.5m。控制室应预留2个配电柜的位置。低压配电屏和控制屏的操作维修距离：屏前通道：单列布置为1.5m，双列布置为2m；屏后布置：单列布置为1m，双列布置共用通道为1.5m，屏侧向距墙距为0.8m。机组控制台与发电机控制屏采用双列布置时，控制台前操作距离不应小于1.2m，控制台后距发电机控制屏前的距离宜为1.2～1.4m。发电机室内在机组的上方空间不宜安装纵向管道；机组两侧操作维护通道上方2.2m以下的空间内不安装管道及其他设备。在机组轴线上方顶板应予留三个（约φ30）吊钩，其纵向位置宜设置在相对应的柴油机端、飞轮和发电机端。每个吊钩承重量按柴油机组重量计算。机组平面布置：机组为75～150KW时机组间距为1.8m，机组为200～400KW时机组间距为2m，发电机室层高不小于4.6m。

3.3.2柴油发电机的控制方式

固定电站因机房与控制室分开布置，采用隔室操作的控制方式，为确保电站的正常和可靠运行，通常在主机房、控制室间设立信号联络屏。移动电站的柴油发电机组一般采用在机房内就地启动、调速、停机的控制方式。因为机房处于染毒区，为了减少进入机房的次数其对外供电的配电柜宜设在清洁区，机房内仅安装总开关和送风、排风的控制箱。为确保战时柴油发电机在三种通风方式下正确运行，机房、控制室内还需安装通风方式信号箱。中心医院、急救医院的固定电站必须采用自动控制方式，内部电源与市电应能自动切换，并在15s内向负荷供电。当柴油电站作为消防备用电源时具有自启动功能，当电力系统电源中断时，单台机组自启动，并在15s内向负荷供电；当电力系统电源恢复正常后，应能手动或自动切换到电力系统电源，并向负荷供电。

3.3.3平战转换措施

由于人防工程的柴油发电机长期置于地下，维护管理不好机组极易生锈损坏，日常维护保养费用过大，所以除战时中心医院、急救医院的机组平时安装到位外，其余类型的柴油发电机均允许平战转换，甲类工程的柴油发电机组平时不安装，附属设备及管线应安装到位，柴油发电机组应在15天时间内完成安装和调试，乙类工程的柴油发电机组和附属设备及管线平时均不安装，但应预留基础、吊钩等，应在30天时间内完成安装和调试。

4应用实例

举例一：某市某新建小区人防地下室建筑面积为12000m²，平时为小型汽车库，战时为汽车库，平时有两路电源满足消防要求，战时电力负荷为95KW，当新建单个防空地下室建筑面积大于5000m²时应设置固定电站，但战时负荷仅为95KW，柴油发电机组选用120KW，这时设移动电站，平时机组不安装，这样既满足战时功能，平又不占车位，开发公司既减少了初投资平时又没有维修烦恼，提高经济效益。电站平面布置图如图2。

举例二：某市某中学人防地下室面积为9200m²，地下共二层，平时功能地下一层为商场，地下二层为小型汽车库，战时功能均为物质库。平时有一路市电电源，无消防电源，平时消防负荷为97.4KW，战时一、二级电力负荷为86KW；由于本工程平时无消防电源，战时又需要设置柴油发电机组所以设置固定电站，两台柴油发电机组功率为120KW，用一备一，这样既满足平时消防用电又符合战时功能要求，考虑到柴油发电机组运行时会产生较大的噪声和振动，将固定电站设置在地下二层，电站平面布置图如图3。

当固定电站作为区域电站时，在满足低压供电半径下，供电面积可按下列考虑，战时人员掩蔽部的用电指标一、二级负荷约为8～10W／m²，战时物质库、汽车库的用电指标一、二级负荷约为5～8W／m²。

5结束语

综上所述可见防空地下室内部柴油发电站的重要作用，战时地面电源极不可靠，是遭受打击的目标，带防护的柴油发电站作为内部电源是战时电源的保障。正确选择柴油发电站类型及平时与战时的合理结合设计，才能真正做到战备效益、社会效益和经济效益的统一。

参考文献

1方志刚等编著.人民防空工程电气设计.中国计划出版社,2006.

2周治湖编注。建筑电气设计。中国建筑工业出版社。1996。

3沈凤鸾编注.建国、长城、京伦三饭店的地下车库设计.建筑学报,1984。