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室内系统设计论文:室内环境监控系统设计论文
1主控电路
系统的主控电路如图2所示，由单片机学习开发板中的最小系统电路来完成。
2电路
本系统的电路基于主控电路的配置，包括温度传感器DS18B20、nokia5110液晶显示屏、风扇(电动机驱动)、键盘、蜂鸣器、湿度传感器湿度传感器DHT11、可燃性气体浓度传感器MQ－2、加热器YF3030012160J等。其中风扇(电动机驱动)、键盘、蜂鸣器等器件开发板上自带，只需要配置剩余的器件即可。图3温度传感器模块原理图温度传感器模块原理图如图3所示，温度传感器的测温范围为－55℃－125℃，当室内温度高于设置值30℃时，系统将报警，同时单片机通过达林顿管，启动风扇，进行换气，降低室内温度，直到达到预期要求;当室内温度低于设置值(20℃)时，系统将报警，同时单片机通过继电器，控制12V直流电源，启动加热器加热，直到达到预期要求。加热器工作时的表面温度为160±10℃;加热器模块原理图如图4所示。湿度传感器模块原理图如图5所示，湿度传感器的测量范围20－90%，当室内气体湿度高于设置值(60%)时，单片机控制风扇的开启，进行换气，降低湿度，直到达到预期要求。可燃性气体浓度传感器模块原理图如图6所示，当室内可燃性气体浓度高于设置值(25%)时，系统将报警，同时，单片机将驱动风扇，进行换气，降低可燃性气体浓度。
3系统的实现
整个系统主要是由STC12C5A60S2单片机学习开发板中的最小系统电路和温度传感器DS18B20、图5湿度传感器模块原理图图6可燃性气体浓度传感器模块原理图nokia5110液晶显示屏、风扇(电动机驱动)、键盘、蜂鸣器、湿度传感器湿度传感器DHT11、可燃性气体浓度传感器MQ－2、加热器YF3030012160J、等模块电路构成，系统的实物图如图7所示。系统的主要功能是对室内的温度、湿度和可燃性气体浓度进行监控，并在LCD液晶显示屏上进行显示，如图8所示。为了更好地满足人们的需求，提高环境的舒适度，人们能够根据自身需要调整温度、湿度的设置值。图7系统的实物图图8监测数据的显示图5结论本文设计的室内环境监控系统采用STC12C5A60S2单片机作为系统的主控电路，以温度传感器DS18B20、湿度传感器DHT11、可燃性气体浓度传感器MQ－2、nokia5110液晶显示屏、加热器YF3030012160J、风扇(电动机驱动)、蜂鸣器、键盘等外部设备，实现了室内温度、湿度、可燃性气体浓度的检测、显示、报警、控制等功能。与传统的恒温控制系统相比较，该系统集温度、湿度、可燃性气体浓度检测、控制和报警于一体，成本较低，性能稳定，应用前景广泛，市场潜力较大，将环境监控系统应用于日常生活，能够满足了人们的生活需求，有利于改善人们的环境质量。
本文作者：刘姜涛工作单位：湖北第二师范学院
室内系统设计论文:室内装修排水系统设计要点论文
摘要：室内排水管道的建筑安装施工，应该为用户提供符合使用功能的舒适、卫生、安全、方便的卫生设施。但室内给排水工程交付使用后，因管道堵塞或其它问题，常常会造成污水溢流、污染生活环境。如何通过合理的施工和正确的监理手段使室内排水管道施工趋于合理与完善值得探讨。
关键词：室内排水管道;施工监理控制;污水排水管道安装;雨水管道安装
0引言
由于建筑施工是个系统工程，室内排水管道施工不当就可能出现堵塞的现象，特别是卫生间排水管口与地漏更为严重。因此，有必要对室内排水管道系统施工控制的各各节点加以分析，并在重点部位加以控制，以提高室内排水管道施工的质量。
1污水排水管道与配件安装检查
1.1主要控制项目①隐蔽或埋地的排水管道在隐蔽前必须做灌水试验，其灌水高度应不低于底层卫生器具的上边缘或底层地面的高度。检验的方法是：满水15min水面下降后，再灌满观察5min，液面不降，管道及接口无渗漏为合格。②生活汗水铸铁管道及塑料管道的坡度必须符合设计的要求及相关规定。③排水塑料管必须按设计要求及位置装设伸缩节。如设计无要求时，伸缩节间距不得大于4米。高层建筑中明设排水颜料管道应按设计要求设置阻火圈或防火套管。此项检验的方法主要是观察检查。④排水主立管及水平干管管道均应做通求实验，通球球径不应小于排水管道管径的三分之二，通球率必须达到。
1.2一般项目的控制
1.2.1在生活污水管道上设置的检查口或清扫口，当设计无要求时应符合下面的规定：一是，在立管上应每隔一层设置一个检查口，但在最底层和有卫生器具的较高层必须设置。如为两层建筑时，可仅在底层设置闭立管检查口，如有乙字弯管时，则在该层乙字弯管的上部设置检查口。检查口中心高度距操作地面一般为一米，允许偏差±20mm；检查检查口的朝向应便于检修。暗装立管，在检查口处应安装检修门；二是，在连接两个及两个以上大便器或三个及三个以上卫生器具的污水横管上应设置清扫口。当污水管在楼板下悬吊敷设时，可将清扫口设在上一层楼地面上，污水管起点的清扫口与管道相垂直的墙面距离不得小于200mm；或污水管起点设置堵头代替清扫口时，与墙面距离不得小于400mm。三是，在转角小于135°的污水横管上，应设置检查口或清扫口；四是，在污水横管的直线管段，应按设计要求的距离设置检查口或清扫口。
1.2.2埋在地下或地板下的排水管道的检查口，应设在检查井内。井底表面标高与检查口的法兰相平，井底表面应有5%的坡度，坡向检查口。
1.2.3金属排水管道上的吊钩或卡箍应固定在承重结构上。固定件间距：横管不大于两米；立管不大于三米。楼层高度小于或等于四米，立管可安装一个固定件。立管底部的弯管处应设支墩或采取固定措施。排水颜料管道支、吊架间距应符合相关建筑标准的规定。
1.2.4排水通气管不得与风道或烟道连接，且应符合下面的规定：一是通气管应高出屋面300mm，但必须大于较大积雪厚度；二是在通气管出口四米以内有门窗时，通气管应高出门、窗顶600mm或引向无门、窗一侧；三是在经常有人停留的平屋顶上，通气管应高出屋面两米，并应根据防雷要求设置防雷装置；四是如层顶有隔热层应从隔热层板面算起。
1.2.5如安装未经消毒处理的医院含菌污水管道，不得与其他排水管道直接连接。
1.2.6饮食业工艺设备引出的排水管及饮用水水箱的溢流管，不得与污水管道直接连接，并应留出不小于100mm的隔断。
1.2.7通向室外的排水管，穿过墙壁或基础必须下返时，应采用45°三通和45°弯头连接，并应在垂直管段顶部设置清扫口。
1.2.8由室内通向室外排水检查井的排水管，井内引入管应高于排出管或两管顶相平，并有不小于90°的水流转角，如跌落差大于300mm可不受角度限制。
1.2.9用于室内排水的水平管道与水平管道、水平管道与立管的连接，应采用45°三通或45°四通和90°斜四通。立管与排出管端部的连接，应采用两个45°弯头或曲率半径不小于四倍管径的90°弯头。
1.2.10室内排水管道安装的允许偏差应符合设计要注和相关建筑规范。
2雨水管道及配件安装的检查
2.1主要控制项目①安装在室内的雨水管道安装后应做灌水试验，灌水高度必须到每根立管上部的雨水斗。②雨水管道如采用塑料管，其伸缩节安装应符合设计要求。③悬吊式雨水管道的敷设坡度不得小于5‰；埋地雨水管道的最小坡度，应符合相关的设计规范的要求。公务员之家
2.2一般项目的控制①雨水管道不得与生活污水管道相连接。②雨水斗管的连接应固定在屋面承重结构上。雨水斗边屋面连接处应严密不漏。连接管管径在设计没有要求时，不得小于100mm。③悬吊式雨水管道的检查口或带法兰堵口的三通的间距不得大于相关的技术规定。④雨水管道安装的允许偏差及雨水钢管道焊口允许偏差均应符合相关的技术规定及设计要求。
3对室内排水管道施工质量检查应重点注意的问题
①通向室外的排水管下返出户时，应在垂直管段顶部设置清扫口。②柔性连接机制排水铸铁管立管根部加支撑。立管根部没有支撑或不牢靠，管道支吊架间距过大，用临时铅丝固定管道造成管道接口松动漏水或塌腰倒坡。③排水塑料管应注意伸缩节和固定卡子的安装位置。高层建筑明设排水塑料管应在立管穿顶板处设阻火圈，若立管在管井内则阻火圈设在支管穿管井处。④考虑到将来检修的方便，立管检查口朝面应90°向外。⑤地漏水封深度不能小于50mm，地漏箅子及扣碗应便于取出，地漏排水应通畅。⑥排水管的坡度也是检查的重点之一。如果管道安装坡度不均匀，可能会出现局部倒坡。⑦生活污水管不得与雨水及空调冷凝水管合流。⑧高层建筑生活污水管道着层应单独排出。⑨排水管道不得穿过沉降缝、伸缩缝、烟道和风道。⑩生活污水管道直线管段管径100至150mm时，清扫口的较大间距为10米；管径达到200mm及以上时，清扫口较大间距为20米。避免管道连接使用的三通、四通、弯头等管件不符合规定的要求，这样很可能会造成管道排污不畅或堵塞。避免管道支墩、支吊架不牢固、位置不合理。检查时要注意埋在地下的污水管道有没有设置检查口，地上管道检查口位置设置是否不当或漏设检查口、清扫口。注意管道穿地下外墙或地下构筑物时有没有做防水套管或穿套管安装时防水捻口有没有做好，立管及托吊支管穿卫生间楼板时有没有做很好的防水措施。埋地的污水管道以及有保温和防结露保温的管道、有吊顶的污水托吊管、管井内的污水立管在隐蔽前一定要做好灌水试验。管道和支架在做防腐、刷油之前如没有做好除锈工作，可能会造成返锈，管道防腐如没做好的话，支吊刷油漆可能会出现脱皮、起泡现象。塑料排水管道安装之后还要注意成品的保护工作，如果保护不当也有可能造成污染和损坏。
4结语
室内排水管道在施工过程中采用合理的技术措施，进行正确的施工和严格的监理控制，对检查和治理管道堵塞，搞好管道安装与土建密切配合施工，提高工程质量起着极其重要的保障作用。
室内系统设计论文:空调系统设计对室内空气品质的影响
摘要： 近年来，随着人民生活水平提高，室内空气品质越来越受到人们的重视。很多国内外专家都开始研究如何创造健康建筑，避免病态建筑的产生。影响室内空气品质的因素很多，本文主要从民用建筑空调系统设计方面，探讨如何防止病态建筑产生，提高室内空气品质，从而使人们享受舒适现代生活的同时，不会被病态建筑综合症侵扰。文章在新风量标准、新风处理和新风质量、空调系统运行工况及节能措施等方面展开了讨论，指出空调系统设计对室内空气品质的影响。笔者迫切希望广大设计人员加强预防病态建筑的意识，及时参考国内外新技术研究资料，结合实际工程，优化系统设计，从而为提高室内空气品质打下良好的基础。
关键词： 空调系统 室内空气品质 新风质量 二次污染
引言
近年来，随着人民生活水平提高，室内空气品质IAQ(Indoor Air Quality)越来越受到人们的重视。因为人类与建筑的关系是非常密切的，人的24小时中大约有80%的时间是在建筑物中度过的。人们的生活质量、工作效率及身体健康程度都与建筑内环境相关。随着空调系统大量应用于建筑，极大地提高了室内舒适度，但也暴露出许多问题。很多国内外专家都开始研究如何创造健康建筑(Healthy Building)，避免病态建筑(Sick Building)的产生。所谓健康建筑，就是空调系统运行良好，并且用较低能耗，保障优良的室内空气品质和舒适环境。与之相反的建筑，被称为“病态建筑”。而“病态建筑综合症” (Sick Building Syndrome)，具体地讲，这类建筑轻者能引起人们头脑发昏、嗜睡、眼睛受到刺激、呼吸系统不适，严重的会导致疾病的传染，造成各种各样的健康问题。影响室内空气品质的因素很多，从其性质来讲,大至可分为三类。及时类是化学的,其成份多为挥发性的有机物，即VOC(Volatile Organic Compounds)。这些污染主要来自装修使用的各种建筑材料、装饰材料等。第二类是物理方面的,主要来自室外及室内的电器设备,成份为噪声、电磁辐射、光污染等;第三类是生物的,主要是细菌滋生等。国内外许多学者对不同建筑的室内空气品质进行调查研究发现，大约53%的建筑（280个）中室内空气品质问题是由于不合适的通风[1]。对空调系统设计来讲，影响IAQ的原因主要有：新风量不足、新风质量、气流组织、空调系统的二次污染、噪音等问题。
本文主要从民用建筑空调系统设计方面，探讨如何防止病态建筑的产生，提高室内空气品质，从而使人们享受舒适现代生活的同时，不会被病态建筑综合症侵扰。文章在以下几个方面展开讨论：
新风量标准
新风处理和新风质量
气流组织
运行工况
节能措施
新风量标准
新风对于提高室内空气品质有非常积极的作用，它可以稀释和带走在室内产生的污染物。目前国内尚无室内空气品质评价标准。美国ASHRAE标准62-1999给出的可接受室内空气品质(Acceptable Indoor Air Quality)定义为室内已知的污染物没有达到机构所确定的有害浓度,处于该空气中的绝大多数人员(≥80%)没有感到不满意[2]。它的定义包括了主、客观评价两个方面，比较适合我国国情。该标准还规定，由于人们对绝大多数气味适应很快,所以最小通风量的确定是依据已适应者(室内人员)而不是未适应者(来访者)。
按照现行规范，空调系统新风量的标准是取人员最小新风量和维持房间正压所需新风量中的较大值，并不应小于总送风量的10%[3]。
关于人员新风标准，国内外标准不径相同。美国ASHRAE标准62-1999给出了不同建筑物中人员新风量的标准，比以前版本提高了很多。例如办公室人员新风标准为36m3/h.p，人员较大密度为14.3m2/人（7人/100m2）。北京市建筑设计院设备专业技术措施中，普通办公室人员新风标准为25m3/h.p，按照国内办公室人员密度大约为6～10m2/人（10～16人/100m2）。有文献提出人员新风标准应为33～42m3/h.p。文献[4]实测了7幢办公楼的新风量发现，人员数量波动性比较大，所以人均新风量差别比较大。但是按面积平均却相差不大，新风量实测值为2.2～3.92m3/h.m2。实际工程设计中，就目前我国办公室人员密度来讲，维持房间正压所需新风量一般小于人员最小新风量，笔者认为新风标准应为25～30m3/h.p（2.5～5m3/h.m2）。
因为室内人员的数量难以估计，所以笔者认为制定新风量标准时，应该参考国外标准，根据建筑物功能，给出新风量标准，同时也要给出人员密度指标。
许多专家提出应该考虑建筑污染，通风量应为人员和消除室内污染两部分之和。但室内污染程度难以估计，所以新风量标准如何修改，目前尚无定论。
新风量不是越大越好，有文献认为新风量从25%到，对病态建筑综合症而言并没有什么区别，所以提高新风量的同时，要注重新风的处理与品质。
新风处理与新风质量
室外空气首先要经过滤除尘，然后再通过加热或冷却等手段，达到所需参数。新风过滤对维护室内空气品质极为重要。一般空调系统应设置两级过滤，及时级过滤采用效率30%的粗效过滤器，第二级过滤采用效率为65%～85%的中效过滤器。对于净化空调机组，应采用三级过滤，除初中效过滤器外，还要增加亚高效过滤器。
需要指出的是，目前新风过滤主要考虑室外颗粒污染物的除去,而室内空气品质涉及到的除室外固体污染物外,还有室外气态污染物。因此,新风处理还必须考虑室外气体污染物的过滤和吸附,从而使新风质量达到应有的标准。
空气过滤器的清洗和更换是目前空调运行管理的难点，尤其是常用的玻璃纤维过滤器无法清洗，而无纺布过滤器只能清洗数次。与超声波配合的静电除尘器可以获得很高的除尘效率并且不使粉尘积存在电极上，通过机械装置可实现自动清灰。应该成为今后的发展和研究方向。空气过滤器应设置自动清灰装置，以减轻人工清洗的维护工作量和防止灰尘的二次飞扬污染。简单的方法是安装过滤器阻力声光报警装置，以便监督及时清洗。
室外空气的质量只要不处于工业区，一般不会有太大问题。如果新风入口靠近装卸码头或高速公路，应装设一氧化碳检测器，当室外空气质量较差时，以减少进入建筑物的室外新风量。工程设计中新风吸入口要避免污染，百叶窗应加防水罩等措施，防止雨水或雪水渗入新风引入口污染过滤器。新风口应该与排风口保持一定距离，或在不同方向设置，不要被冷却塔飘逸的水滴污染。新风开口面积应满足全新风运行要求。
有文献提出空气龄的概念，指出入室新风空气龄越小，途径污染越少，新风品质越好，对人的作用越大。空调系统设计时，要加强新风过滤，提高入室新风的效率，缩短新风途径，减少室内空气停留时间，保障入室新风的品质。有人提出新风口和排风口采用“随风转向风帽”，通过风向标，能灵活地将风口始终迎向或背向风吹来的方向，从而有效地利用风压的正压或负压，达到节能目的。
高品质的新风要直接送入室内，而不能只送到吊顶内。良好的室内空气品质不仅与新风有关，很大程度上与空调系统气流组织有关。
气流组织
空调系统设计的气流组织对IAQ影响很大，气流组织设计合理,不仅可以将新鲜空气按质按量地送到人员活动区,还可及时将污染物排出。如果设计不当，容易造成送、回风短路，房间内有空气滞留区。
工程设计中受各种条件限制，房间气流组织大多采用上送上回形式,送风散流器大都是平流型(射流的射出角度大于40°),送风形成贴附,很容易经回风口带走而短路。因此,选用散流器时应用射出角度小于40°的直流型，这种散流器能较好地将风送至人员活动区，避免了短路，提高了人员活动区的空气质量。布置送、回风口时，应尽量布置合理，避免产生房间死角。例如旅馆标准客房的卧式安装风机盘管，因为条件限制，只能位于门口上方位置，建议侧送风口采用双层或三层百叶送风口，以便通过调节水平、垂直叶片，改变送风倾角和射流扩散角，达到减少空气滞留区的面积，以保障室内空气品质。
如果有条件的话，尽量采用上送下回的形式，因为对工作区来讲，这种送风形式比上送上回系统排除污染物的能力强。
作为设计人员，设计理念应该从空调为建筑服务，转变到“以人为本”的观点上来。在风口布置、风量选择、风速确定等方面改善空气分配，满足工作区需求，及时消除污染物。
运行工况
目前，空调系统的二次污染问题日益突出，国内外研究重点已经转移到研究建筑结构与通风空调系统的二次污染。所谓二次污染是由于空调系统自身问题如盘管、凝水盘、水封、加湿器、长期处于高湿度下的空气过滤器所引起的局部积尘和高湿度（一次污染），或建筑结构与材料吸潮积尘导致细菌大量定植、繁殖，产生大量有害的代谢物，大大降低了空气品质的可接受性，使人过敏，危害健康（二次污染）。
各项研究结果表明，当室内相对湿度高于70%,有利于微生物滋长。而降低微生物污染的最有效手段是控制尘埃和湿度。关于空气过滤的问题，文章前面已经讨论过。空调系统中盘管、凝水盘和加湿器是微生物的主要生长地。
对于新风加风机盘管系统，新风机组可采用低温送风，承担全部室内湿负荷，使风机盘管处于干工况运行，减少细菌滋生。增加的新风负荷可通过全热或显热排风热回收装置，如转轮式全热交换器等，达到节能目的。
空调加湿介质应优先采用蒸汽源，但蒸汽中必须不含对人体有害的物质。如果采用循环水加湿时，水质应达到饮用水标准。循环水应经过处理，防止细菌滋生，如可采用紫外线消毒的方法。
工程中常用CO2浓度监测室内空气，但是室内空气中CO2浓度并不能真实反映室内空气的污染程度。许多研究调查发现，室内VOC浓度很高，而且大多数场合室内单项的挥发性有机物往往不会超过上限值，总的挥发性有机物（TVOC）却常常超标，从而引起对人的综合的负面影响[5]。空调系统的室内回风中VOC浓度非常高，新型高性能吸附材料活性碳纤维具有优异的结构特点和优良的吸附性能，对各种无机物和有机化合物都能有效吸附，特别适用于低浓度物质的吸附。因此，设计时应考虑在回风管道中安装具有吸附VOC功能的活性碳过滤器，降低VOC浓度。
在空调系统实际运行中，应根据季节变化，调节新风量大小，夏、冬季保障最小新风量，过渡季尽量使用全新风。必须指出的是,在变风量系统VAV(Variable Air Volume)中，应该注意变风量控制过程中，采取措施保障新风量至少为设计值的90%以上。
对于双风机组合式空调机组，设计时应该注意送、回风机风压的匹配，使机组风压零点达到预定点。否则，如果回风机风压过高，新风、排风段成为正压，新风就很难进来。如将送风机段和回风机段脱开布置，采用平行或垂直重叠布置，用新、回、排风管道及风阀在机外连接等形式，可以解决问题。
对空调设计工程师来讲，还应注意噪音对室内IAQ的影响。空调系统的噪音大致有设备噪音、振动噪音、配件噪音等。设备噪音是由冷水机组、水泵、风机、空调机等设备运转产生。选购产品时可选择质量好、低噪音的名牌产品，基础及支架处做减振处理。与设备连接的水管、风管应安装相应的软接头，以免发生共振，产生噪音。在施工安装过程中，风管应注意制作安装质量，风管弯头弧度应够大并装设导流片等。穿墙穿楼板的管道应安装套管，套管与管道之间进行消声处理，在建筑物伸缩缝处安装长度大于缝宽的软接头和帆布软接等。水管设计中应注意减少弯头数量，减少急弯，管道变径应缓和，系统高点应注意安装排气阀等。配件设计上应选择消声型的，如止回阀可采用缓闭消声止回阀，送回风口采用固定百叶或消声百叶等。
笔者迫切地希望广大设计人员加强病态建筑意识，优化设计，从根本上杜绝病态建筑产生。建议我国应尽快制定有关通风空调系统清洗消毒的法规,以便有法可依,尽可能地降低通风空调系统本身对IAQ的污染。
节能措施
由于新风对室内IAQ的积极作用，所以今后的发展趋势将增大系统的新风比，为了减轻或消除相应的额外负荷，可以采用全热交换、低温水、闭式单环路热回收再热系统等新风预处理技术，并与目前常规的通风空调设备和运行技术相结合组成方案[5]。
目前出现了不少空调新技术，如置换通风、动态工位调节、椅下低速送风及波动送风等。文献提出一种波动送风的工作区---背景区设备。经过计算实例，比传统风机盘管和VAV节能20%。国家大剧院工程观众厅采用了变新风比的置换通风系统，经过模拟计算与常规系统比较发现，采用置换通风后，卫生状况改善，变新风比节能效果可达到7%。
笔者以前研究的间接蒸发冷却技术IEC(Indirect Evaporative Cooling)冷却新风，节能效果也很明显。在我国西北部地区应用效果十分显著。我院承接的新疆体育馆工程实际应用效果良好。对于我国东南部夏季室外空气湿度大，可以先进行除湿，然后再用IEC冷却。除湿剂的再生可用低品位能源（太阳能、废热等）。
绿化对于节能也有很大帮助。文献[6]通过实测结果发现，在建筑物外面种植多年生攀缘类植物后，室内环境温度较室外气温低3～9℃。可降低墙体外表面（极端情况）约23℃，室内表面温度约0.8～1.7℃。西墙绿化时，在其他条件不变时，对于建筑护单位面积通过或放出的热流较普通护少约397W/m2。绿化状态下可减少空调负荷约12.7%，中午高温时刻可达到20%。
结论
空调系统设计对IAQ的影响很大，许多建筑由于不合适的通风而室内空气品质降低。新风标准应因地制宜，根据建筑物的不同功能，制定人员新风量标准，同时应给出人员密度。
新风不是越多越好，还应注重新风处理和新风质量。空调系统至少需要两级过滤，应研制和开发新型高效和易清洗的过滤器。新风空气龄越小对人体越有益。
房间气流组织设计要合理，避免空气短路和产生滞留区。空调系统的二次污染问题已经提到议事日程上来。控制室内相对湿度，可抑制微生物生长。对于新风加风机盘管系统，新风承担全部湿负荷，使风机盘管干工况运行。设计双风机系统时应合理选择风压，以免新风难以进入。设计和施工中要控制好系统的运行噪音。
未来发展趋势会增加新风比，为了节约能源，可采用热回收和一些空调新技术，如置换通风、IEC等手段能降低空调能耗。建筑物绿化对空调节能也有很大帮助。
室内系统设计论文:移动通信室内分布系统设计分析
【摘要】当前运营商移动通信网络规模不断扩大，室内分布覆盖已成为各运营商深度覆盖的常用手段，本文从室内分布系统设计涉及的信源规划设计、天馈系统设计、深度覆盖模型设计等方面进行分析。
【关键词】移动通信；室内分布；信源规划设计；天馈系统设计；深度覆盖模型设计
前言
目前室内覆盖是解决用户感受，吸收话务量的主要手段。据统计90%的移动数据业务发生在室内，相比于移动语音业务（70%），移动数据业务用户行为更多的发生在室内。而室内分布系统是移动通信室内覆盖中重要的手段。室内分布系统建设模式灵活多变，覆盖能力各有所长，天馈多且复杂，而且大都隐藏安装于天花或者墙体内，一旦施工完成后，后期要进行维护整改相当困难；因此，在室内分布系统的规划设计阶段有必要在信源规划设计、天馈系统设计、深度覆盖模型设计等方面进行分析研究，从源头上减少后期的维护需求，降低运营成本，提高网络质量。
1信源规划设计
在室分系统设计中，首先要选择好信源。由于在很长一段时间内GSM用户会长期存在，而3G网络正在退网中，因此在室内分布建设时，一般采取2G+4G合路建设的方式。
1.1信源规划原则
信源规划原则基于三个要件：覆盖目标、容量规划、建设条件。覆盖目标：规划前要确定好覆盖目标的区间有多大，有效面积有多少，才能合理选择覆盖模型和信源设备。比如覆盖一个营业厅可以选择一个pRRU，可是覆盖一栋楼就要一台普通RRU了。容量规划：随着用户的发展和各种数据业务的成熟和广泛应用，容量规划（尤其是4G）成为室分系统规划设计首先需要考虑的因素。根据场景的功能估算出其用户密度和总量，设计出满足当前和后续一定阶段的业务发展的室内分布系统。建设条件：室分系统的规划设计，还受到现场建设条件的限制，这些条件包括安装位置、安装方式、传输取电条件、业主是否允许等等。因此即使规划的再好也需要现场建设条件的允许。
1.2信源建设方式
2G信源建设方式主要包括独立信源、光纤直放站、无线直放站、宏站耦合。4G信源建设方式主要包括普通的BBU+RRU、皮基站、飞基站，光纤分布系统等，这些覆盖方式的适用场景和特点将在后面描述。
2室内分布系统天馈设计
室内分布系统中最重要的部分就是天馈系统，其负责将射频信号输送到远方，然后通过天线将射频信号转换成电磁波发射出去，这其中实际上包含天馈+天线两部分。天馈系统最重要的问题就是功率的损耗和分配问题。因此如何利用天馈系统将射频能量合理地分配到各个末端并按需求发射出去是一个设计者必须具备的基本技能，同时也是一个室分设计是否的评估标准。
2.1天馈系统部分（不含天线）的设计
天馈系统设计为了尽量降低损耗，非特殊情况尽量不使用衰减器，另外也应该尽量避免使用拉超长馈线的方式进行覆盖设计。天馈系统选择时往往会要斟酌单、双路的建设方式。双路网络质量会更高但是造价昂贵，一般建议对具有演示需求和极高业务价值需求的室内覆盖可建设双路室分系统，其他场景采用单路由建设。对于已建设室内分布系统的楼宇尽量不进行双路由改造，数据业务需求极大的重要楼宇可新建支持双路室内分布系统。例如重要交通枢纽、大型商业中心、体育会展中心、地铁、一些特殊的需要展示LTE业务的场所等则可以考虑新建双路由系统。
2.2室分天线部分的设计
在室分系统中用到最多的就是室分天线，这其中包括全向吸顶天线，定向吸顶天线，定向壁挂天线，射灯美化天线，对数周期天线，其他类型的美化天线（美化树、烟囱、路灯杆、蘑菇头、开关美化天线等）。以上这些天线在使用时要特别注意场景，表1是各种天线对应特点和大致使用场景说明。
3常用的LTE室内深度覆盖模型设计
在进行室内LTE深度覆盖设计时，主要根据覆盖场景的业务量分布情况，施工条件来选用覆盖模型，表2是几种常用接下来对上述几种覆盖模型做详细的探讨。
3.1普通BBU+RRU+天馈拉远方式覆盖模型
技术特点：本技术主要是实现基带射频的分离，从而实现射频单元（RRU）的分布式安装，再根据现场需要将拉远的RRU进行小区自由合并，实现多RRU共小区的技术。RRU分布式安装灵活，且合并小区只需在后台操作。其次由于BBU和RRU之间走的是光纤，在室内施工方面更加简单灵活，成本更低，且比馈线更容易为业主所接受。因为以上特点，所以该设计模型可以应用于目前的绝大部分的室内场景，是目前应用最多的室内覆盖模式。适用场景：大型商场、写字楼，办公楼，医院，学校宿舍，教学楼，酒店宾馆KTV等场合均适用。
3.2光纤分布系统覆盖模型
技术特点：本技术主要是实现将不适宜远距离传输的射频信号转换成光信号后进行拉远，在末端再将光信号转换成射频信号输出（如图1所示）。主接入单元MAU完成对多系统射频信号的处理并进行电光转换；扩展单元EU对接收到的光信号进行分路转发；远端射频单元RU负责将接收到的光信号进行光电转换和放大，并通过天线转换成电磁波发射出去。根据实际需要RU可以集成天线一体化，也可以引出天馈线进行室内天线部署。本技术的特点主要是实现对源基站的射频信号的“拓展”，类似于直放站，所以其业务容量取决于源站，其本身并不增加容量。该技术特点首先可以减少或者不用部署大量天馈，减少馈线损耗同时降低业主对室内施工的抵触和反感。其次RU部署灵活，室内室外部署均可，可以不接室外天线也可以再接天线。该系统也能实现多系统的合路后输出。该技术可能会存在上行叠加干扰，因此对RU本身的技术指标要求较高，如噪声系数，低噪放水平。适用场景：该模型适合于补盲。城中村场景，居民住宅区，酒店、单位办公楼等。
3.3皮基站和一体化皮基站覆盖模型
（1）分布式pRRU：技术特点：不同系统的信号（可以是光信号也可以是射频信号）输出到DCU，DCU对2/3G的射频信号进行电光转换后和LTE光信号合路传输到rHUB，rHUB对光信号进行处理后再通过五类线将基带信号分发传送到pRRU。若只有单一的LTE系统，则可以不使用DCU，直接将BBU出来的基带信号通过光纤传送给rHUB再进行光电转换分发。该系统模型的较大优点是没有天馈系统和无源器件，全程都是光纤和网线，容易施工，特别容易为业主所接受。适用场景：对施工要求比较严格，走馈线困难的场景。比如室内隔断比较少的品质写字楼，大型酒楼，机场，电影院等人流较大，业务比较大的公共区域。（2）一体化皮基站：技术特点：一体化皮基站和分布式皮基站的区别就是基带和射频集成在一起，其他无区别。由于其基带和射频集成在一起，发射功率小，因此其覆盖区域会比较小，仅仅只是一个射频的覆盖范围。在施工方面来讲非常方便，只要光纤到位，一台AP大小的设备挂墙安装即可。适用场景：移动营业厅，800m2以下的空旷客厅、房间、会议室、餐厅等等。受限场景：不适合覆盖面积较大的区域。
4结束语
室内分布规划设计中，覆盖场景分类繁多，建设条件复杂，新技术也日新月异，如何规划信源，选择合适的室内覆盖方式，正确的布局天馈系统，做到从源头上优化网络质量，控制建设成本和兼顾后期维护的便利性，是各运营商十分关心的问题，也是值得设计人员仔细研究分析的部分。
作者:裴守正 单位:杭州山脉通信有限公司
室内系统设计论文:单片机室内环境监测系统设计探讨
摘要以MSP430F449单片机为核心设计室内环境监测仪。该系统使用实现每个模块特定功能的模块化设计方法。在采集室内湿度、光照和温度数据时，使用HSI101湿度传感器、BPW34硅光电池和DS18B20温度传感器，同时利用编辑软件完成系统数据的采集、处理和输出、显示。通过实验结果可知，该室内环境监测仪有着良好的工作性能，对各项参数有着高精度的监测，对室内环境监测的要求基本可以满足。
关键词MSP430F449单片机；室内环境监测；设计探讨
对环境质量好坏进行判断的数据可以从室内环境监测的有效性方面收集。对湿度、光照以及温度3个重要室内环境监测数据监测精准度的实际意义十分重要。传统室内环境监测设备通常存在大体积、大功耗、低精准度和较差的实时性等缺点，很难满足现代化经济发展的需求。在现代通信、单片机和传感器技术不断发展的情况下，对室内环境监测的方法和技术也随之加强，各类高实时性、高精度、低功耗且体积适宜的测量系统已经应用到各大领域。根据以上内容进行室内环境监测仪设计，该监测仪测量精度高、功耗低、体积小，还能自动监测湿度、光照和温度，有着十分长远的研究道路。
1室内环境监测仪总体设计
以MSP430F449单片机为核心设计室内环境监测仪，完成数据采集工作时使用湿度传感器、光照度传感器和温度传感器进行。同时，还扩展了日历、液晶显示等外部模块，对各个部分利用软件编程进行协调工作。以MSP430F449单片机为核心设计室内环境监测仪结构图如图1所示为了将整个系统的性提高，使用模块化设计的方法将每个模块特定的功能实现，将系统的数据采集、处理、存储和输出显示等功能利用软件实现。
2系统硬件设计
2.1信号采集模块
在对环境进行标定时，温度、光照度以及湿度是必不可少的三个参数，通常是使用传感器实现参数的测量工作。该监测仪测量湿度时，使用产于Humirel公司的HS1101电容式相对湿度传感器，该传感器拥有性高、稳定性强、脱湿快和响应时间快的优点，以及1%-99%的湿度测量范围；测量温度时，使用产于DALLAS公司的DS18B20一线式数字温度传感器[1]，该传感器拥有微型化、低功耗、测量范围广阔、高性能抗干扰能力以及强易配处理器等优点，可以使温度变为串行数字信号并送至单片机进行处理；使用光敏电阻进行光照度的测量，因其十分接近人眼对可见光响应的光谱特性，所以只要通过人眼能够感受到的光都可以造成阻值的变化。
2.2信息传送模块
本文中信息传送的控制端采用4X4矩阵按键，其中包含确定按键、小数点按键、零下温度选择按键、0~9的10个数字按键以及温湿度和光照性能设置按键。该系统采用非编码式键盘以及全局扫描法识别按键。
2.3以MSP430F449单片机作为主控芯片
该芯片软件编程灵活、算术运算功能强、自由度大，可以完成各种算法与逻辑控制，同时由于低功耗、低成本、技术先进、体积较小以及产品性价比高的优势[2]，足够满足系统设计要求。本系统中MSP430F449对采集到的湿度、光照信号和温度不断进行检测，同时会对比输入的相应控制值，一旦超过设定范围，那么蜂鸣器就会以警报提醒外界。
2.4声音指示模块
能够选择音乐型、语音提示型和警报型等用于警示外界的声音指示。该设计样机使用成本较低、电路结构相对简单的蜂鸣器，能够实现较好的警报功能。2.5显示模块本设计采用液晶显示器12864作为环境参数显示部分，能在LCD上实时显示三个环境参数值，使用8段共阳极数码管7SEG-MPX4-CA进行环境参数显示模块的设定，能够有效的对参数设定值进行监测。
3室内环境监测仪各模块功能介绍以及元件的选取
3.1光照度传感器电路
本设计采用BPW34硅光电池作为光照度传感器．其光谱峰值在人眼可视范围内，因此普遍使用在仪器测量和仪器分析方面。采样电路是在硅光电池中接入并通过20Ω的电流[3]，借助1000Ω的电阻变更为电压信号，流入放大器LM385后增至20倍，并输入位于单片机ADC12内部的P6.0口。光电池温漂现象的抑制使用光敏电阻的温度进行补偿。该电路的设计如图2所示。3.2温度传感器电路本设计以数字式温度传感器DS18B20作为温度测量电路．由于DS18B20串行通信接口仅有一个单线制传感器，所以硬件电路十分简单。而DS18B20是单线制，因此必须以三态特性进行接收、发送，电阻因漏极开路输出的出具口而外接上拉，保持高电平的常态。如图3所示.
3.3湿度传感器电路
该监测仪采用湿度传感器HSI101对湿度进行测量。HSI101传感器为电容性，类似于电容活动在电路中，其容量与湿度成正比扩充。将HSI101湿度传感器添于555震荡电路中，能通过频率值输出的形式将等效的电容值表现出来[4]，其呈线性关系的输出频率和相对湿度，便于得出湿度值。测量电路如图4所示。
3.4电源电路设计
在使用单片机和其他传感器过程中都离不开电源。单片机要求3.6V电源，其他传感器电路需要5V，因此必须设计电源电路。把两节锂电池以并联的方式结合为7V的电压，并使5V电压流过三端稳压器7805后输出，然后流入RH5RL36A将电压升至3.6V。键盘电路中普遍设计有功能键、“+”与“-”号键，以便时间参数的校准。以JM12864M液晶显示器使湿度、光照度和温度以及时间等展示出来。应用DS12C887为核心芯片的时钟电路，该芯片可以将世纪、年、月、日、以及时、分、秒等信息自动生成，同时内部还添置了世纪寄存器，易于硬件电路对“千年”问题的处理。而且DS12C887中还备有锂电池，哪怕外部电源停止，内部时间信息也能够保持10年。
4系统软件设计
在利用模块化设计的系统软件中，将Keil公司开发研制的uvision3编译器作为本软件的开发平台，使用包含初始化子程序、键盘检测子程序、温湿度及光照度检测子程序、显示警报子程序的C51语言编写程序进行本软件的编写。
5测量结果及分析
5.1温度测量
以DS18B20数字式温度传感器直接对数字量输出，因为未采取信号调理电路，因此不会出现信号误差，对外界的干扰抗拒更强，其度是0.5℃。将得到的数据与标准水银温度计做比较，得到的测量结果如表1所示。
5.2光照度测量
使光照度测量数据受到影响的因素主要包含光电池的温度特性和电路以及标定时的人为原因。在室温25℃的情况下[5]，对照度计光的强弱进行调解，使光源能在光电池表明进行照射，其度在2%以内，通过室内环境监测仪进行监测得到的数据如表2所示。
5.3湿度测量
能对湿度测量结果造成影响的因素通常是器件本身和电路电阻值。对室内湿度通过加湿器进行调解，3%以内的误差范围。将测得的室内湿度和误差与便携式露点湿度检测仪相比，得到如表3所示的测量结果。
作者：陈东杰 许中石
室内系统设计论文:单片机室内环境监测系统设计研究
摘要本文以STC89C52单片机作为核心处理器，采用DHT11温湿度传感器和夏普GP2Y1010AU0F灰尘传感器构成了一个简单的室内环境监测系统。该系统实现了将采集到的信息通过LCD1602进行显示；通过按键进行相应参数设置；同时借助蓝牙通信技术实现下位机与移动终端的结合，从而实现了手机监测室内环境信息功能。
关键词STC89C52；传感器；蓝牙；监测
引言
近年来，随着人们生活质量提高，生活环境越来越受到大家的广泛重视，室内环境与人们的健康息息相关，因此提高人们的室内环境意识与完善室内环境监测系统至关重要，同时做好室内环境的监测，对于提高居民生活的舒适性具有十分重要的意义。本文以STC89C52单片机作为系统核心控制器，采用温湿度传感器、灰尘传感器完成环境信息的采集，根据传感器的工作原理，设计相关的硬件电路，将传感器采集的环境信息通过单片机处理后在LCD1602上进行显示；通过按键输入模块实现温、湿度值或者粉尘浓度上下限设置，当测量值达到相应的设定值时，单片机控制相应声光报警提示，同时发出相应的控制信息，借助蓝牙模块实现单片机与移动终端的通信，将相应信息传输到手机，实现对室内环境的监测与调节。
1.系统硬件设计
1.1总体设计在硬件设计方面，主要设计了单片机控制模块、传感器电路模块、液晶显示模块、按键电路、声光报警电路、继电控制电路以及蓝牙通信模块。系统结构框图如图1.1所示：图1.1系统结构框图1.2单片机控制模块本系统使用的是STC89C52芯片，由复位电路和时钟电路组成单片机最小系统。其中晶振Y1采用11.0592MHz，起振电容C2、C3一般采用22pF，当按键s6按下时，系统复位。电路如图1.2所示（见下页）。1.3传感器电路的设计温湿度传感器模块采用的是DHT11温湿度复合传感器，使用时不需要额外增加AD转换模块，本系统在设计时，将DHT11的DOUT端口与单片机的P3.4相连，将采集到的数据信息传送给单片机。电路如图1.3所示：粉尘传感器模块采用的是GP2Y1010AU0F粉尘传感器,该传感器利用光敏原理来工作。其中，粉尘传感器的LED端口与单片机的P2.3相连，当单片机给P2.3一个有效电平时，LED发光。此时开始检测空气中的灰尘浓度，但由于GP2Y1010AU0F粉尘传感器输出的是模拟信号，所以要经过ADC0832才能转换成相应的数字信号，ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，将DI和DO并联起来作为一路输入使用，连接在单片机的P3.7端口上，片选端连接单片机的P3.51.4液晶显示电路设计液晶电路设计采用的是1602字符型液晶，1602LCD是指显示的内容依次为及时行内容是“R:%T:℃60”第二行内容是“PM2.5:ug/m3”。电路如图1.5所示：1.5声光报警电路及驱动电路的设计通过传感器对空气中温湿度的测量，结合程序中给出的上下限值，以PNP型的三极管作为开关使用，当所测得的环境湿度低于所设定的湿度范围的下限值时，继电器吸合则声光报警；如果所测得的环境湿度高于设定的湿度的范围的上限值，继电器吸合控制USB供电，小风扇转动降低室内环境的湿度。1.6蓝牙模块电路设计蓝牙模块采用的是A09HC-05。通过RXD接收从其它设备发来的数据，接在单片机的P3.1引脚；通过TXD发送数据给其它设备，接在了单片机的P3.0引脚。打开手机的蓝牙，搜索到HC-05配对后，即可实现蓝牙与移动终端的结合。蓝牙模块电路如图1.6所示：
2.系统软件设计
在软件方面，程序代码分为主程序部分、头文件部分、LCD显示部分和传感器部分。首先，主函数，确定了按键电路，可以在电路板上实现按键改变温湿度上下限的大小的功能，并且实现了蓝牙与单片机之间数据的发送与接收。LCD显示部分代码确定了LCD1602显示的内容与格式。传感器部分实现了DHT11温湿度传感器对温湿度的采集与显示和灰尘传感器的采集与显示的功能，其中包括将灰尘传感器采集到的模拟量转换为数字量的代码。头文件部分包括所要调用的函数、各个端口的设置以及系统的延时函数。流程图如图所示：
3.结论
本论文通过硬件电路设计和软件程序开发，实现了室内温湿度和粉尘浓度信息的检测，通过LCD1602液晶屏实现信息显示，并结合蓝牙模块实现单片机与移动终端的通信，经过实验分析，能够很好的实现对室内环境的监测功能。
作者：李智岩 刘玥 柳娟 唐莹玮 吕佳蓉 吴宝春
室内系统设计论文:室内分布系统设计方案研究
摘要：室内分布系统是保障室内移动通信质量的一种技术手段，由于TD-LTE技术的优势，它将成为现阶段室内分布系统研究的重点。本文介绍了TD-LTE室内分布系统建设的定位及系统组网方案；通过研究信源选取依据、系统设计模型和天馈系统设计参数，对室内分布系统的设计方案给出了一个参考依据。希望能将所学内容与我校校园网建设相结合，促进教学相长。
关键词：室内分布系统；设计方案；系统设计
引言
室内分布系统就是在建筑物内安装天线，以确保无线信号覆盖到室内的每一个区域。目前有80%的移动通信业务都发生在室内，而TD-LTE技术相较于2G、3G技术能扩大建筑物内无线信号的覆盖、提高话务容量、降低运营商的建网成本。所以，可以利用TD-LTE技术有针对性地建设话务量高、数据量大、业务价值高、社会影响力大、高端用户聚集的楼宇场所进行重点覆盖，打造TD-LTE精品网络，提升用户感知度。
1室内分布系统建设定位
室内分系统主要解决以下三种区域覆盖问题：室外站不能满足覆盖要求的目标业务点，即覆盖盲区；室外站不能很好的满足业务容量要求的业务热点区；室外站导频污染等因素引起的覆盖质量较差的区域。所以，在室内网络规划设计时要综合考虑网络性能，降低成本，提高资源利用率，组网时可以选择对原有部分的TD-SCDMA进行改造或者适当地新建部分网络。尽量减少对现网的影响，并能达到扩容的目的。室内外组网方面，TD-LTE室内分布系统原则上采用E频段组网，当室内TD-LTE与TD-SCDMA系统同频组网时采用F频段。与室外宏基站进行异频组网，可以减少干扰，还能有效降低规划和优化量。室内分布系统建设时要求有良好的室内覆盖，要控制好室内小区信号的外泄。
2室内分布系统组网
室内分布系统结构如图1所示，主要由信号源部分和信号分布系统两部分组成。2.1信号源部分室内分布系统的信号源接入方式主要有以下四大类：宏蜂窝基站：作为室内分布系统的接入方式，其优点是信号覆盖面积较大，网络质量好，网络优化简单，容易实现无源分布。缺点是体积较大，网络建设周期长，施工难度大，不易实现。微蜂窝基站：微蜂窝由于本身功率较小，主要用于覆盖较小面积的室内环。主要优点是体积小，功耗低，建设成本小，安装方便，但是它的容量和输出功率都具有局限性。直放站：是利用耦合器件和直放站对为系统提供信源。它安装方式灵活，建设成本低和施工量小，但它只扩大了覆盖范围，容量并没有增大，系统的噪声大，易造成干扰。分布式基站：主要釆用BBU＋RRU模式组网[1]，通过光纤连接减小了器件的损耗，具有覆盖范围广、损耗小、组网灵活、网络质量好等特点，基本满足各种场合的覆盖需求，现在很多校园网已经开始采用这种方式进行组网。分布式基站系统是TD-LTE室内覆盖最主流的组网方案。2.2信号分布系统信号分布系统组成结构上主要有：信号分/合路器、功率分配器件、馈线、室内天线等。其原理是利用室内天线分布系统将基站或直放站的信号均匀分覆盖到室内的每个角落。表1对三种信号分布系统优缺点和适用环境进行了比较[3]。通过比较，确定室内分布系统的信源的接入方式和表1确定信号的分布方式，最终完成室内分布系统的组网方案。
3TD-LTE室内分布系统设计方案
3.1信源设计（1）信源选取选择依据无线资源情况、建筑内部环境、内部的业务需求和室内分布系统现状确定。在TD-LTE信源中，微蜂窝和直放站由于其容量较小，适用于业务密度较小的区域；宏蜂窝容量大，但针对建筑物内部难以达到要求的信号质量；分布式基站其具有灵活组网、可将分布功率资源进行分散、易于组成超级小区等优点非常适合室内覆盖系统的信源。（2）信源配置TD-LTE室内覆盖目前选用BBU+RRU作为信源，RRU单通道输出功率能力至少为20W，设计时按照天线输入功率为10～15dBm。为了避免建筑物各层之间的同频干扰，小区采用异频组网。室内覆盖系统对于新建E频段的室内分布系统原则上建议全部采用DL:UL为2:2的时隙配置。3.2系统设计（1）天线功率设计。天线的布放应该同时满足GSM、TD-SCDMA、WLAN、TD-LTE系统无线链路的预算要求。为了避免对相邻小区和室外系统产生干扰，一般天线口功率不大于15dBm。如果采用一路合用、一路新建的建设方案，要求支持MIMO的双通路室内分布式系统的两个单极化天线功率之差小于5dBm。可以在同轴电缆上加有/无源放大器、功分器、负载和耦合器等器件使信号功率衰减到设定的功率范围内。（2）传播模型。一般有衰减因子模型、Keenan-Motley模型等。目前采用较多的是衰减因子传播模型，计算路径损耗的公式：（1）其中PL（d0）：距天线1米处的路径衰减；d为传播距离；n是衰减因子；R是附加衰减因子，主要是由环境引起的附加损耗。（3）覆盖半径。当TD-LTE下行边缘速率达到2Mbps时，系统较大路径损耗与TD-SCDMA基本相当。如果TD-LTE与TD-SCDMA共用室分系统时，此时TD-LTE的边缘速率将高于传统的2Mbps。一般来说，TD-LTE室分系统在半开放环境下覆盖半径为10～16米；在较封闭的环境下覆盖半径为6～10米。3.3天馈系统设计（1）馈线设计按照TD-LTE系统室内分布系统馈线要求进行改造，主要原则有：原有分布系统平层馈线中长度超过5m的8D/10D馈线均需更换为1/2馈线[2]、长度超过50m的1/2馈线均需更换为7/8馈线；主干馈线中长度超过30m的1/2馈线均需更换为7/8馈线；新建分布系统主干馈线和超过30米的平层馈线原则上使用7/8馈线，其他情况可使用1/2馈线。（2）功分器、耦合器根据LTE工作的损耗需求、频率范围、驻波比选取合适的功分器和耦合器，要求工作在800MHz～2500MHz的频率范围内。（3）天线设计TD-LTE室内分布系统的天线设计需要满足如下要求：① 天线的外形建议选择小尺寸，使用美化天线或者隐蔽天线使天线的安装不使客户感到反感或者降低存在感，与安装环境相协调。② 天线安装位置选择有一定遮挡的区域，这样既可以利用遮挡减少信号外泄，也可以避免外部干扰的引入。③ 为保障TD-LTE的网络覆盖，有时需通过增加或调整天线布放点，对原有室分天线位置或密度状况进行改造。④ 一般情况下建议选择全向天线置于目标覆盖区域的中心位置，特殊场景下可以考虑定向天线，以天线数量换取覆盖质量。并且选择合适的天线水平波束宽度和垂直波束宽度。
4结束语
在我国三大运营商的室外覆盖基本完成，室内网络覆盖还需要不断完善。为了提升市场竞争能力，争取更多的用户群体，低成本、大覆盖成为运营商们不断追求的目标。研究TD-LTE室内分布系统主要是为了实现合理布局，提高话务容量，这无论是从技术创新方面还是经济效益方面将都具有非常重要的意义。
作者：吴艳 单位：宁夏职业技术学院
室内系统设计论文:谈地方小区室内消防系统设计
平时消防管网中的压力由设于小区建筑物屋顶的高位消防水箱保持，火灾时消防系统报警并启动消防加压泵向消防管网注水。加压供水方式如下:市政给水管网消防水池消防加压泵房消火栓给水管网和自动喷水灭火系统。消防用水量计算本小区总户数为4167户，按照每户3．5人的标准，小区总使用人数为14584人，按照规范GB50016-2006建筑设计防火规范的规定同一时间只考虑一次火灾。下面根据GB50016-2006建筑设计防火规范及GB50045-95高层民用建筑设计防火规范的规定详细列出了小区内各单体的消防用水量，消防水池计算及设置，消防水箱间容积及设置本小区根据规范设计同一时间内只考虑一次火灾。按照GB50045-95高层民用建筑设计防火规范的规定可共用消防水池及高位消防水箱来保障小区整体消防系统的使用。根据甲方提供的市政可利用的水压为0．35MPa，可以满足室外最不利消火栓栓口处的水压从室外地面算起不小于0．1MPa的要求。故本次设计的室外消火栓的设计水量及水压均由市政管网直接供给。消防水池仅储存室内消火栓系统及室内自动喷洒灭火系统的消防水量。由表1消防水池的储水量计算如下:室内较大的一次消火栓给水系统用水量:40L/s×2h×3600s÷1000=288m3;室内较大的一次自动喷洒灭火系统用水量:45L/s×1h×3600s÷1000=162m3;室内较大的一次消防用水量即消防水池的有效容积:288+162=450m3。消防水池、高位消防水箱在扑救火灾时起着重要作用。
为了在日常使用过程中当消防水池、高位消防水箱检修、清洗时仍能保障小区消防供水的安全性，故在这次设计中将消防水池分为容积为225m3的两个消防水池串联来保障消防系统的使用安全;同时在小区较高的两个单体建筑物屋顶各设置有效容积为18m3的高位消防水箱(互为备用)，来保障建筑初期火灾的消防供水。消防加压泵的选择由表1可知，本小区内单体建筑消火栓给水系统较大的用水量为40L/s，自动喷洒灭火系统较大用水量为45L/s。鉴于以上原因为了使消防给水系统设计更合理，本工程设计中的消防泵选择了具有变流稳压的恒压切线泵，这种消防泵在全流量范围内，扬程变化不大，这种性能符合消防现场的使用特点，解决了消防给水过程中流量变化时压力波动大的难题，从而避免了普通离心泵在消防现场中小流量时超压而在大流量时供不上水的现象，大大提高了灭火效率及消防设备和消防人员的安全性。
各单体的消防水量根据单体的建筑分类，具体水量详见表1。本小区设置屋顶消防水箱间的3号商住楼的水箱间的水箱底相对标高为98．600m，9号住宅楼的屋顶水箱间的水箱底相对标高为96．100m。小区内1号～3号商住楼为地上30层，总高度92．500m;地下1层，层高为3．900m，地下2层，层高为3．600m。小区内4号～14号住宅楼地上30层，总高度90．000m;地下1层，层高为3．900m，地下2层，层高为3．600m。根据GB50045-95高层民用建筑设计防火规范的规定消火栓栓口的静水压力大于1．0MPa时，应采取分区给水系统。故小区内1号～14号楼内的消火栓给水管道采用竖向分高低区的供水方式;其余各多层建筑物内的消火栓系统不分区，并与地下车库内的低区消防环管连接。同时因为小区内的场地地形高差较大，场地现状高差近10m，较高点为场地东北角高程为873．0，低点为场地中心高程为863．2。场地总体呈西南高、东北低之势。场地总体坡度在2．8%左右。所以在进行消火栓给水系统分区设计时，具体分区的消火栓低区的层数，不仅要考虑单体层高的因素，更重要的是要把各单体相对于设置屋顶消防水箱间的3号楼，9号楼的场地相对高差也考虑进来。这样综合考虑后进行的消火栓低区的分区才是符合规范的设计。因为室外场地基本上均为地下车库所覆盖，所以消火栓高低区室外环状给水管网均设置于地下车库内。
消防水池和消防水泵房也设置于地下车库内，消火栓高低区采用共用消火栓给水加压泵，在高区消防环管上设置减压阀组(一用一备)减压后为消火栓低区环网供水。地下车库内使用的消火栓系统为单独从低区消火栓环网上引出两条干管后再布置成环状，以此地下车库的消火栓给水管网自成一个独立的系统。这样设计是为了使车库的消火栓系统单独出来，可以使消火栓给水系统在设计时系统更清晰明朗，在后期的使用和维护方面也更易管理。下面就消火栓系统的设计给出了设计简图，以便大家对本小区的消火栓系统能更好的理解(鉴于小区单体有20个，无法在简图中一一显示，所以简图仅布出了设置消防水箱间的3号，9号楼，其他单体的设计思路均同)。消火栓给水系统的系统简图详。自动喷洒系统管网设计本小区内需设置室内自动喷洒灭火系统的场所包括有:地下车库、1号～3号商住楼的地下室以及1，2层商场部分。小区的消防水泵房及消防水池均设置于地下车库内。需设置自动喷洒灭火系统的1号～3号商住楼内均设有报警阀室，地下车库的报警阀设置于车库内的消防水泵房内。根据规范规定一个报警阀组控制的喷头不超过800只设计，1号～3号商住楼每个报警阀室内各设置一个报警阀供各单体内的自动喷洒灭火系统，地下车库需设置25个报警阀并设置于消防水泵房内。从消防水泵房的自动喷洒加压泵引出两条喷淋干管，在车库内形成环状，1号～3号商住楼的喷淋管从车库内的喷淋干管引出接至各单体的报警阀前。小区3号楼及9号楼设置的两个屋顶消防水箱各引出一条DN1000的给水管，接至地下车库的消防水泵房内喷淋系统的报警阀入口前。
西山玉门河小区四区地形复杂，单体楼座多，而且室外场地基本上均被地下车库覆盖。在工程设计中，消防系统的设计尤为重要。故在西山玉门河小区四区的消防设计阶段，为了使消防系统设计更合理，我也经过很多的学习和思考。最终的设计方案，力求做到在符合设计规范的前提下，更加经济合理。
作者：原妙丽 单位：山西省建筑设计研究院
室内系统设计论文:剖析建筑室内消防系统设计
一座现代化、智能化的多功能建筑,均是投资规模大、内部装修标准高、建筑使用功能复杂,并具有一定政治或经济影响的建筑。随着我国经济改革的深入发展,这样的建筑会愈来愈多,建筑设计技术要求也会愈来愈高,尤其是建筑的防火安全设计。建筑防火安全设计是一门综合性科学,也是多专业密切配合的共同结晶。无论采用何种防火、控火、灭火手段,其目的都是为了迅速有效地扑灭火灾或将火灾控制在最小范围内,使火灾造成的损失最小,特别是人的生命财产安全应得到最有效的保护。
给排水专业所承担的建筑防火设计任务都是直接参与扑灭或控制火灾发展的,因此采用何种灭火设计方案、技术措施都应持谨慎态度。本文就消防系统设计的有关技术问题作以下方面探讨。按防火分区布置消火栓若建筑物每层面积较大,则每层平面要分成若干个防火分区。一般采用防火卷帘、防火墙加防火门等形成若干个防火分区。因为火灾时相邻的防火卷帘落下至底,起防火墙的作用,消防水龙带根本无法从该处通过,而防火门需紧闭,也不允许消防水龙带通过。此时应注意要按防火分区来设置消火栓,也就是说消火栓不可跨防火分区使用。
双阀双出口消火栓布置《高规》第7.4.2条规定“18层及18层以下,每层不超过8户、建筑面积不超过650m2的塔式住宅,当设两根消防竖管有困难时,可设一根竖管,但必须采用双阀双出口型消火栓”。《高规》此条规定,本人体会是对象住宅这种火灾危险性较小的场所给予适当放宽处理。可现有的设计,不管设竖管有无困难,不管是否是每层不超过8户、建筑面积不超过650m2的塔式住宅,均采用双阀双出口消火栓。实际上双阀双出口消火栓无法满足《高规》第7.4.2条的要求“消防竖管的布置,应保障同层相邻两个消火栓的水枪的充实水柱同时到达被保护范围内的任何部位”。若火灾发生在双阀双出口消火栓处,则两支水枪均失去作用,该双阀双出口消火栓设计所保护的场所则无一股水柱可到达,造成了一定火灾隐患。故应慎用双阀双出口消火栓,特别在火灾危险性较大的场所不可使用双阀双出口消火栓。
有的设计,消火栓间距已满足同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达,却全部采用双阀双出口消火栓。本人认为这样做也无必要,造成一定浪费。双阀双出口消火栓可用于某些受建筑条件限制的高层住宅内。《高规》允许单元式住宅户门采用乙级防火门后直接开向前室,还允许每个单元设有一座通向屋顶的疏散楼梯,且从第10层起每层相邻单元设有连通阳台或凹廊的单元式住宅可只设一个安全出口。
按这些要求设计的单元式住宅,由于可设计安装消火栓的场所仅是小小的消防前室,要在此处设二个消火栓,一是无墙面可设,二是无此必要,故只能采用双阀双出口消火栓。由于10层以上设了连通阳台或凹廊,故10层以上的相邻楼梯间的消火栓可通过凹廊或连通阳台隔梯灭火,故住宅高层部分基本上也达到了两股灭火水柱的要求。屋顶消火栓的布置屋顶应设试验消火栓。有的设计工程,在屋顶上还设有热交换站、音像控制室、锅炉房、实验室等,仅设一个试验消火栓是不够的。这种情形下,对于高层建筑来说,屋顶消火栓的布置应保障该层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达。屋顶水箱及增压《高规》要求,高层建筑应设高位水箱,贮存十分钟的消防用水量。虽然现在已较多地应用了稳压水泵技术来维持管网的流量和压力,替代了高位水箱,但是在住宅工程中,我认为还是设高位水箱较好。其理由是:
1、可减少设备运行费,有利于住户。
消防系统的稳压装置,虽然其电机功率比起消防加压泵来说是小得多了,但是需要长年累月不间断地保持管网压力,24小时下来,用电量也是几十千瓦,一个月,一年下来,都是不少的一笔运行费用。如今住宅小区,都采用物业管理方式,这笔费用将转嫁到住户身上,无形中为用户增加了负担。因此从住户的利益着想,从长远考虑,还是设高位水箱好。
2、日常维护管理方便,简单。水泵接合器
水泵接合器的主要用途是当室内消防泵发生故障或遇大火室内消防用水不足时,供消防车从室外消火栓取水,通过水泵接合器将水送到室内消防给水管网用于灭火。
1、在自喷灭火系统中,因报警阀组均有止回阀,水泵接合器设在阀后(沿水流向)水不会倒流,加上消防车到达现场通过水泵接合器向室内自喷消防管网输水时,火灾为已知情况,不需再次启动压力继电器及水力警铃报警,也不必再次启动消防水泵等设施,水泵接合器可直接接在湿式报警阀后。但对于系统有两个或两个以上报警阀组,还设在阀后那么其他阀将不能再公用此水泵接合器了,那就得每个报警阀后至少设一个水泵结合器。同时考虑到《喷规》10.1.4条的规定“当自动喷水灭火系统中设有2个及以上报警阀组时,报警阀组前宜设环状供水管道”,对于2个及以上报警阀组的系统还是设在阀前为好,可以互为备用。另外水泵接合器位置应考虑连接消防车水泵的方便,且离水源不宜过远。
2、《喷规》10.4.2条规定,当水泵接合器的供水能力不能满足最不利点处作用面积的流量和压力要求时,应采取增压措施。这一规定与《高规》7.4.5.2的规定“消防给水为竖向分区供水时,在消防车供水压力范围内的分区,应分别设置水泵接合器”相比,提高了水泵接合器的要求,已不再局限于“一步到位”,这一规定是经验的总结,也是实际的需要,有利于提高系统的性。
3、《喷规》规定水泵接合器的流量“宜按”10-15L/s,《高规》是“应按”,《建规》是“按”。这种措辞应是有其原因的:10-15L/s是消防车长期正常运转和发挥较大效能的流量范围,且消防系统的流速可以比给水流速稍大,加之,按现行《喷规》的流量计算法,对于中危险级不再局限于26-30L/s范围内,而是可大可小,一个“宜”字给设计者带来了更大的选择余地,也更符合实际需要。如笔者曾遇到的一个工程实例:一个四层综合楼,地下室为地下车库,自动喷水流量为33L/s,是设3个还是设2个,我想还是宜设2个。消防电梯集水坑的排水GB50045-95,6.3.3.11条“消防电梯间前室门口宜设挡水设施。消防电梯的井底应设排水设施,排水井容量不应小于2.0m3,排水泵的排水量不应小于10L/s”。不难理解,此条是为了保障消防电梯正常而安全地运行,以利于救人、灭火。对此设计人员都考虑了排水设施。消防泵房、变配电站、柴油发电机房常常设于高层建筑的地下室,如果地下室积水甚至被淹,灭火将从何谈起?所以地下室排水与消防电梯井底排水从某种意义上说同等重要。事实上如何及时排出造成地下室水患之水往往不为设计者重视。消防电梯井底排水设施设计中仍旧存在很多问题:(1)电梯下到地下室,又在电梯基坑下设集水坑,这是不行的,结构上不好处理,施工也困难,更主要的是潜水泵及压力排水管从哪里进入集水坑?除非加大集水坑面积,使之大于电梯井,但带来不必要的结构困难、施工困难、投资大等。建议电梯不要下到最下一层,至多下到半层。(2)集水坑容积不够、排水量不满足规范要求。(3)多数设计没考虑备用泵,个别设计考虑了备用泵,然而排水泵电源却是普通电源,一旦发生火灾,普通电源都是要切断的,无论有无备用泵,排水将成为一句空话,此条应务必引起重视。笔者主张,消防电梯井底排水及地下室其他部位,至少有一处的排水集水坑及排水泵应满足GB50045-95,6.3.3.11之要求,另外必须设备用泵,宜为一用一备,自动切换,集水坑高、低水位自动控制水泵启、闭。必须是消防电源,建议采用QW型无堵塞潜水排污泵。
结束语
总之,建筑室内消防系统设计应严格按照有关设计防火规范的要求来设计,以保障设计工程防火的安全性、性。
室内系统设计论文:民用建筑室内消火栓系统设计及要点探讨
【摘要】室内消火栓设计及使用关乎着人类的生命财产安全，因此民用建筑室内消火栓系统设计不容忽视，必须要按照严格的要求较大程度上减少因设计缺陷而带来的损失，文章浅议民用建筑室内消火栓系统的设计及注意事项。
【关键词】室内消火栓；设计；注意事项
现阶段消防问题越来越被重视，我们知道一旦发生火灾，就会给人的人身、财产带来严重的损失，经济发展越来越快，民用建筑也逐渐增多，对于消防系统的要求也随之升高，民用建筑室内消火栓系统的好坏关系着居民的安全性，因此必须设计良好的室内消火栓系统。
1.民用建筑室内消火栓系统的设计极其注意事项
1.1消火栓栓位
1.1.1设计
消火栓是消火栓系统中的重要设计之一。消火栓必须安装消防水枪，一般要求必须安装两支，并且在安装前必须仔细研究消火栓的所在位置是否适合消防员取用消火栓的便捷性，消火栓的位置是否影响人员的疏散，必须要保障使用的便捷性。还要在楼道之间安装消火栓。消火栓的合理设计可为消防员或是住户本身提供了一定的安全保障。
1.1.2注意事项
设计消火栓时还有一些问题需要注意。
（1）在布置消火栓之前要了解建筑图，了解建筑的整体设计，有助于消火栓安装后的安全性提高。
（2）还要注意的是，一定要考虑消火栓的安装位置，一些容易被忽略的地点一定要安装，例如设备间等。
（3）还有一点要注意的是，如果民用建筑的楼层较高，这时就要考虑消火栓口压力的大小，如果压力过大就一定要更换压力较小的消火栓，以保障消火栓运用时的安全性。
1.2屋顶高位消防水箱
1.2.1设计
火灾出现时，运用消火栓进行灭火，由于水用量的增大会导致供水的不足，当启动消防按钮后，需要一定的时间水才能到，这个时间无法估量人身财产的损失，所以要在屋顶设计高位消防水箱，来保障这个期间高位水箱为其提供消火栓灭火所需要的压力。一些屋顶无法设计高位水箱就需要更换可以替代高位水箱的设备。例如可以在设计时换成承压水罐，将他的压力按照高位水箱的压力来设置，就可以保障它的作用。
1.2.2注意事项
（1）在设计高位消防水箱时一定要注意水箱的存水量，这个存水量必须要达到可供消防的标准。
（2）在设计高位消防水箱时要注意它与消火栓进行连接时一定要注意防止水的回流，在灭火的过程中必须保障水的输送是由高位水箱输送到消火栓内的，不能逆流回去。在这一需要注意的问题上可以安装一个防止回流的阀门。
（3）在设计水箱时要注意它的规范性，消火栓系统是用来保障生命、财产安全的因此它需要有有一定的严谨性。
（4）不是所有所有的民用建筑都要进行高位水箱的设计，一些相对较低的民用建筑，正常的供水压力足以保障消火栓的正常应用，所以在这样的建筑物中可以不设计。
1.3消火栓管网
1.3.1设计
每一个消火栓不是独立存在的，它们之间应该相互连接，这时就需要设计消火栓管网。一些民用建筑的设计规范性较差，以至楼上楼下的消火栓不在同一位置，在设计时保持管网的连接处于直立的状态，这就需要增加管道的使用量。实在无法避免时再使用环管连接，尽量将环管的使用率降到低。设计过程中不是所有消火栓都能被连接，现在的民用建筑不仅是地上建筑，地下也会有许多建筑，地下建筑和地上建筑的形式几乎没有相同之处，那么与地上部分进行连接，会导致工程量变大、施工难度的变大，因此在设计地下消火栓官网时采用独立的管网连接，减少资金的投入，提高安全性能。
1.3.2注意事项
（1）在进行管网的连接时，要在前期了解管网连接都会穿透哪些物体。来保障管网连接的安全性。例如在看设计图时一定要仔细观察，管网的连接是否会和电室有所交集，一旦有所交集就要改变线路，避免危险的发生。
（2）在设计管网的过程中，设计图纸上书写的内容尽量简单易懂，避免施工人员因为设计图语言的问题导致施工位置的偏差。
（3）在设计时还要对管道的连接处多加注意，直立管之间一般不会有太大的问题，但是在直立管和环管的接连处要多设计一个阀门，来保障更容易的了解阀门的开关。
（4）管道设计时要充分考虑穿透过程是否会对管道有所损伤，一些细小的缝隙处会和管道产生摩擦，因此事先应对管道进行保护，以免施工不当造成管道的泄露。
（5）我国有一些地区到了冬天气温会变得很低，室内的一些地方也不会供给热能，所以温度也不会太高，因此在设计官网时要注意管网外要加入一层保温材料，保障管网可以正常的连接使用。
1.4消防水池、消防泵
1.4.1设计
火灾发生时需要大量的水不断的输送到消火栓中，所以在设计消火栓系统时就要涉及输送水的设备，消防水池、消防泵的设计恰好可以满足其需求，一些民用建筑物有较好的条件，因此在这些建筑物中可以独立设计消防水池和消防泵，这样的设计可以专水专用避免了火灾发生时水资源无法及时的被输送到消火栓中，设计过程中将水池和水泵的设计位置尽量设置在工作人员可以及时到达的场所，这样可以保障火灾发生时及时的启动消防设施，较大限度的保障人身、财产的安全。
1.4.2注意事项
（1）消防水池、水泵的设计的设计一定要遵循减少资源浪费的原则，在修筑过程中，可以将水池和水泵进行直立设计，这样可以避免土地资源的浪费。
（2）建设民用建筑的消防栓系统就是为了保障人们的安全，所以建设消防栓系统也要考虑安全性，尽量不要破坏建筑原有的结构，才能保障建筑物的稳固和安全。
（3）消防水池、水泵的设计必须要是开放的，避免发生火灾时，人们无法及时的启动装置，造成不必要的损失。
2.属于规范临界点的建筑物体积的消防设计
在具体消火栓系统设计时经常需要计算建筑物体积，而体积数值建筑专业一般不会提供，具体数值需由给排水专业设计师自己计算，由于有些建筑物体型比较奇异致使同一个建筑物不同的设计师计算结果也不尽相同。举例一：建筑设计防火规范中规定“建筑高度大于15m或体积大于10000m3的办公建筑、教学建筑和其他单、多层民用建筑”应设置室内消火栓系统。个人建议在计算方法正确的情况下计算体积小于且非常接近10000m3时为了建筑物消防安全也应设置消火栓给水系统。
3.总结
民用建筑消火栓系统的设计是一个相对复杂的过程，它的设计要求相对严格，只有严谨的设计才能有效的保障人民生命、财产的安全，设计过程中一定要充分考虑到它的设计方式和设计过程中要注意的问题，才能保障设计后的消火栓系统，在火灾来临时的使用达到的效果。
作者：韩文东 单位：酒钢建设集团
室内系统设计论文:浅谈WCDMA室内覆盖系统设计
摘要 本文针对室内覆盖规划设计中的各个方面,结合WCDMA系统的网络结构、技术特点,探讨了WCDMA室内覆盖系统设计思路及方法。
关键词 WCDMA;室内覆盖;设计
中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)26-0213-02
0 引言
随着移动通信网络的发展,特别是进入3G时代的今天,室内的业务需求不断增长,同时WCDMA等工作在2GHz频段的3G网络,与2G网络相比,穿透能力较差,在室内环境下将形成更多的弱覆盖区域,因此室内覆盖系统的建设越来越重要,室内覆盖是实现无线覆盖、优化网络容量分布和基站配置、增加话务收入、提高用户满意度的一种重要手段,室内覆盖系统以及技术越来越引起相关电信运营企业和设备制造商的重视。
1 WCDMA室内覆盖系统设计思路
WCDMA室内覆盖系统是指通过室内天馈线分布系统将无线信号较均匀地分布于建筑物室内,用于改善建筑物室内无线网络覆盖和网络质量,提高无线网络容量的系统。WCDMA室内覆盖系统的设计思路在于采用建设室内分布系统与网络优化相结合的方法使室内小区和室外宏蜂窝网络的覆盖范围更加清晰明确,降低干扰等级,提高上行的容量,解决覆盖与容量间的平衡问题,通过室内外协同覆盖的方式完善网络。即通过系统的设计,尽可能保障室内良好的网络覆盖特性;保障“容量”较大化,包括WCDMA室内覆盖系统网络“容量”较大化和WCDMA室外网络“容量”较大化;设置合理的切换和切换区域,保障切换的发生不给整个网络带来负面影响;保障WCDMA整体网络干扰最小化,包括室内覆盖系统干扰最小化和室外网络干扰最小化,从而更好满足人们的需求。
2 WCDMA室内覆盖系统设计方案
室内覆盖系统的服务对象是室内用户。其原理是利用分布式天线系统将基站信号尽可能均匀地分布在室内每个角落,满足室内通信需求。室内覆盖系统主要由信号源和分布式天线系统组成。
2.1 室内覆盖信号源的选择
能够为室内分布系统提供信号源的设备有:宏基站、微蜂窝、“BBU+RRU”和直放站等。设计时需综合考虑建筑结构、覆盖面积等其它因素的影响,最终采用既可达到所需的覆盖要求又可合理控制成本的信源方式。具体选择原则如下:1)对于业务需求特别大的场所如大型商场、大型写字楼、机场、火车/汽车站、体育场馆、会议会展中心等,宜采用宏蜂窝基站或BBU+RRU方式作信号源;2)对于业务量热点的局部区域覆盖(如业务需求稳定而业主要求苛刻)可采用室内型微蜂窝或射频拉远;3)对于仅以覆盖为目的,业务需求较低的建筑,如覆盖区域分散的小区,补盲覆盖的电梯、地下室等场所可采用光纤直放站。
2.2 室内覆盖系统分布方案的选择
1)对于小型建筑物,如大型超市、小型办公楼等,可分为两种情况:如建筑物内部建筑结构单一,对射频信号的传输衰减较小,则宜采用信号源+无源分布系统;如建筑物内部建筑结构复杂,对射频信号的传输衰减较大,则根据实际需要可采用有源分布系统;2)对于中型建筑物,如大型写字楼、中型酒店、医院、机场等,一般采用有源分布系统,需根据实际的话务量选取合适的信源;3)对于大型建筑物,需根据实际情况采用不同的分布系统类型,包括有源分布系统和光纤分布系统。对于特型建筑物,如超高型电梯宜采用定向天线的无源分布或泄漏电缆分布系统。
2.3 分布系统设计方案
2.3.1 室内覆盖系统基站的天线布置
在确定WCDMA室内覆盖区域和业务之后,应勘察所需覆盖的建筑物,得到建筑物平面图。获得建筑物相关信息和人员分布情况,考虑天线布放位置及电缆布放。得到建筑物各平层天线分布、EIRP设计后,我们可以计算各平层支路所需的输入信号功率。通过选择无源、有源器件,得到合理的主干设计方案。在天线布置中,应根据不同的室内环境和建筑结构考虑天线布放,如对于玻璃幕墙的开放办公环境,室内损耗小,但室内外信号易互相泄漏,此时应考虑较多天线和较低发射功率保障覆盖及控制小区范围,而对于框架结构而外墙较厚的建筑,如超市、停车场等则可用较少的天线即可满足覆盖要求。由于各个建筑物结构、材料存在差异,具体设计时应尽量选取典型区域进行模拟测试,从而得出合理的天线布置方案,一般来说,WCDMA室内覆盖系统的天线覆盖范围在10m~20m。
2.3.2 室内覆盖系统的频率规划
WCDMA室内覆盖系统的频率规划主要有四种组网方案,全同频组网和低层同频高层异频方案属于同频组网范畴,全异频组网和一层同频全楼异频方案则属于异频组网范畴。考虑不同场景的同频异频组网方案需要从建设场景的建筑结构、系统干扰等多方面进行考虑,采用哪种组网方案,需要具体分析,不能一概而论,在实际设计中,常常既有同频方案,又有异频方案,如果建筑物穿透损耗大,干扰可以控制,则采用同频方式,如干扰难以控制,则可采用异频方式组网。
2.3.3 切换设置
在WCDMA系统中,根据频率规划组网方式和室内外小区划分,存在软切换和硬切换,在设计过程中可以通过在网络中设置相应参数和调整各小区的覆盖场强直到合适的信号强度,使切换更加平滑。首先,应考虑室内各小区之间及与室外小区之间话务流量,合理设置室内、室外的切换区域;其次,应当根据实际情况优化室外基站和室内基站的切换参数,避免产生乒乓切换和过多的软切换。一般来说,易发生切换的区域主要集中在室内外出入口、电梯内外、靠窗位置及室内多小区之间,其中室内外出入口需要设置合理的切换区,尽量采用同频切换,必要时可引入过渡小区,靠窗区域则应尽量避免成为切换区,对于室内多小区之间建议采用软切换,应避免发生室外小区到室内时的电梯硬切换等。
3 结论
进行室内分布系统的规划与建设,应与网络优化紧密结合起来,重点在于根据室内结构选择合适的覆盖信号源和覆盖方式,合理设置切换区域,合理规划频率等。同时,WCDMA室内分布系统规划设计远远复杂于GSM系统,需要在今后在实践中加以完善。
室内系统设计论文:TETRA数字集群室内覆盖系统设计研究
[摘要]文章在分析室内覆盖主要设计指标的基础上，对信源、室分系y的选取原则、设计方法进行了研究，并重点分析了直放站的施主基站选取、TETRA与其他系y合路室分方案等问题。
[关键词]TETRA 室内覆盖 施主基站 多系y合路
1 引言
TETRA为欧洲电信标准协会(ETSI)推荐的数字集群标准，在国内外的公共安全、交通运输、政务网络等领域已得到广泛应用。作为指挥调度及应急保障通信系y，TETRA网络除了被常规应用于室外外，一些重要或人员密集的大型建筑、运动场馆、地下空间等室内区域同样有着迫切的覆盖需求。由于建筑物自身存在的屏蔽和吸收作用，导致无线电波有较大的传输衰耗，形成了移动信号的弱场强区甚至盲区；另外，建筑物高层空间极易存在无线频率干扰，导致服务小区信号不稳定，出现乒乓切换效应，从而使话音质量难以保障，掉话现象时有发生。因此，在特定场景下，需要建设TETRA网络室内覆盖系y，以解决室内的覆盖、质量或容量问题。基于此，本文对TETRA室内覆盖系y设计的原则、方法及一些设计重点问题进行探讨研究。
2 设计技术指标取定
进行TETRA数字集群室内覆盖设计之前，应首先明确相关的设计技术指标，例如无线覆盖边缘场强、网络接通率、信号外泄要求等。这些设计技术指标规定了室分系y的建设目标、为室分设计的重要输入条件。各参数取值的不同也会直接影响到室分系y的实现方案及系y投资等。表1列出了TETRA室内覆盖系y的一些主要设计技术指标。
3 室分信源的选取及设计
目前TETRA数字集群系y的信源主要有宏基站和直放站两大类。室内宏基站信源有能新增系y话务容量、输出功率大、扩容方便的特点，但对站点的机房、电源、传输等配套要求高，建设周期长，建设成本高。直放站信源不能增加系y话务容量，但对安装环境和电源要求低，物业选址方便。进行室内覆盖系y设计时，需综合考虑覆盖、容量要求及物业类型等因素来选取合适的信号源类型，建议如下：
(1)对一些超大型的站点，建议使用宏基站+直放站信源；
(2)对于话务需求高或重要性高的站点，建议使用宏基站信源；
(3)其他情况，建议使用直放站信源。
数字集群系y具有“广覆盖、小容量”特点，建设室内覆盖系y更多是为了解决室内的覆盖问题，故相比普通移动通信网络，TETRA室内覆盖系y中会更多地使用直放站。
进行室分直放站设计时，直放站的施主基站选取、直放站功率设计等问题需重点分析。
3.1 直放站的施主基站选取
(1)进行直放站施主基站选取时，一般需要考虑下述两个方面的约束条件：
TETRA系y的C/I要求为不小于19dB，故选取直放站的施主基站时，一般避免直放站信号和施主基站信号存在过多的重叠覆盖区域，尽可能地避免选取物理距离最近的室外基站(一般就是室外区域的主服务基站)作为施主基站。
对于光纤直放站，近端机与远端机的光路损耗不能太大，通常需小于10dB(视厂家设备而定)。考虑光器件及接头损耗因素后，一般建议近端机与远端机的光路距离控制在10Km以内。
上述两个约束条件会带来一定的矛盾。一方面，为了减少室分直放站的信号跟原施主基站的信号重叠，希望选取的施主基站的距离尽可能远一些；另一方面，施主基站的物理距离若比较远，很多情况下光纤的长度较长、可能导致不满足光纤直放站允许的较大光路损耗要求。
(2)在实际的设计工作中，在满足光路长度要求的前提下，应重点分析室内、外的信号强度对比及信号时延。
优先考虑选取满足下列C/I要求的施主基站：室内直放站信号跟室外施主基站的信号强度满足C/I≥19dB要求。其中，C为室分直放站信号强度，|为拟选取的室外施主基站直接覆盖的信号强度。
若无法满足上述C/I要求或者建设室分时不具备条件进行测试对比分析时，则要重点考虑两个信号问的时延差问题。根据ETSI相关标准，TETRA终端(一般不带均衡器)正常工作于Hily Terrain环境的多径信号时延不能超过15us；另外，对TETRA系y，符号周期为56us，根据理论分析及实际工程经验，一般建议多径信号的时延差不超过1/4个符号周期，即14us。对采取直放站信源的室分系y，直放站的信号与原室外施主基站的直接信号相当于多径，14us时延差对应的光纤长度为：14×10-6×(2/3×3×108)=2.8Km，故直放站到施主基站的光纤长度不宜超过2.8Km+2/3×L，其中L为室分区域到施主基站的直线距离(光纤中的信号传播速度为真空中的2/3)。考虑光纤直放站的处理时延后(一般1.5us～2us)，上述允许的光纤长度还将再减少一些。
3.2 直放站功率设计
TETRA直放站的标称输出功率为总的输出功率。考虑到TETRA基站可能为1―8的不同载波配置，进行室分系y设计及链路预算时，需考虑直放站输出功率的回退问题。以常用的10W(40dBm)光纤直放站为例，若其施主基站为2载波配置，则该直放站输出的单载波较大功率为10/2=5W(37dBm)，即直放站的输出功率需要按满功率回退3dB、较大输出37dBm进行设计。对施主基站不同的载波配置，直放站的输出功率需具体考虑如下：
(1)施主基站1载波配置，直放站的输出功率可按满功率设计；
(2)施主基站2载波配置，直放站的输出功率按回退3dB设计；
(3)施主基站4载波配置，直放站的输出功率按回退6dB设计；
(4)施主基站8载波配置，直放站的输出功率按回退9dB设计。
在实际设计时，考虑到施主基站未来可能需要扩容，且为保障系y设计有一定的冗余，建议直放站的输出功率在上述情况下按照再回退3dB-5dB设计。
4 分布系y的选取及设计
TETRA数字集群的室内分布系y主要有：无源电分布系y、有源电分布系y、光纤分布系y和泄漏电缆分布系y等类型，不同分布系y的组成、特点及应用场景如表2所示。
在实际的工程设计时，除了按照上述原则选取相应的TETRA室分系y类型外，可能还需要考虑TETRA与其他移动通信系y合路、共建共享的问题。为了深入贯彻落实建设节约型、环境友好型社会的要求，减少重复建设，建设TETRA数字集群室内分布系y时，一般考虑采用共建共享方式、多个系y共用同一套分布系y。
进行TETRA与其他系y间的室内多系y合路设计时，需对合路的所有系y之间可能存在的干扰(杂散干扰、阻塞干扰)进行分析计算，并根据计算结果提出各系y间合路所需的隔离度要求，即合路器的端口隔离度要求。系y间的干扰隔离及规避手段有：
(1)电信业务经营者配合协调不同制式系y的频点使用：避开可能存在干扰的频点。
(2)在合理器等设备选型时，提高相关设备隔离度参数要求。
(3)增加滤波器：外接滤波器提高系y间隔离度。
(4)有效利用空间隔离：天馈系y进行上、下行分路建设。
随着技术的发展，目前多系y合路设备已经相当成熟，基本都能很好地满足多系y间合路的隔离度要求。国内已有多个TETRA集群网络成功将TETRA与PHS、CDMA、GSM等其他移动通信系y进行室分合路建设。
在实际设计时，若需合路的系y数量较少，建议多系y之间直接使用多频合路器合路；若系y数量较多，可考虑使用多级合路或者POI合路方式。
5 结语
TETRA数字集群室内覆盖设计为整个系y设计的重要组成部分。在明确设计技术指标的基础上，通过合理的室分信源、分布系y的选取，并采取科学的设计方法，将为建设高质量的TETRA网络奠定坚实的基础。
作者简介
宋雅：毕业于华南理工大学通信与信息系y专业，工学硕士。现任职于广东省电信规划设计院有限公司，工程师，主要从事无线网络规划、设计与优化工作。
范金宁：毕业于华南理工大学通信与信息系y专业，工学硕士。现任职于广东省电信规划设计院有限公司，主要从事无线网络规划及设计工作。
室内系统设计论文:家庭室内智能网络系统设计
摘 要:为了能够实现对家庭环境数据的采集处理以及对家用电器的自动控制,对家庭智能网络系统整体设计进行了研究。整个网络以ZigBee技术为基础,应用JN5121模块,对网络中的各种节点进行设计,实现整个系统中各个节点之间无线通信的功能。该系统可以将家庭环境的数据通过短信发送到指定的用户手机中,用户还可以通过互联网对其进行访问,通过互联网终端对系统下达指令。本系统功耗超低,网络组织灵活,成本较低,安全,性能稳定。
关键词:室内智能网络系统; 自动控制; ZigBee; 网络节点
随着经济不断发展和电子信息产业的不断进步,智能居家系统早已引起了人们的注意。国外智能家居产品主要注重于家庭内部的功能实现,主要是两种产品:以安全报警为主的系统和同时具有安防报警与家庭自动化功能的产品,但它的价格比较高,在中国市场推广时遇到了阻力。在国内,智能家居起步相对较晚发展都相对减慢,厂家的构成较为复杂,技术实力也相差悬殊,无法地评价其技术水平。虽然市场还没有较好的展开,但是我国的一些实力较强的公司已开始技术储备,越来越多的机构和个人开始了对智能家居的研究[1],因此我国智能家居的蓬勃发展指日可待[2]。本文所提出的家庭室内智能网络系统整体以ZigBee无线通信技术为基础,以实现安防报警和家用电器远程控制的功能。
1 关键技术
1.1 ZigBee
ZigBee是一种高的无线数传网络,类似于CDMA和GSM网络,ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75米到几百米、几千米,并且支持无线扩展。它的基础是IEEE 802.15.4,这是IEEE无线个人区域网(PAN)工作组的一项标准,被称作IEEE 802.15.4技术标准[3-5]。完整的ZigBee 协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。其技术的主要特点是:数据传输速率低,功耗低,成本低,网络容量大,时延短,安全,有效范围小,工作频段灵活,数据传输性高,以及很好的兼容性。因此,ZigBee的主要应用领域集中在了消费家用电子产品和传感器网络领域。
1.2 JN5121模块介绍
本文中选择的核心模块是JN5121-Z01-M01,它是JENNIC公司推出的一款应用兼容 IEEE 802.15.4标准和ZigBee技术的收发芯片[6]。JN5121是一款兼容于IEEE802.15.4的低功耗,低成本无线微型控制器。该模块内置一款32位的RISC处理器,配置有2.4 GHz频段的IEEE 802.15.4标准的无线收发器,64 KB的ROM,96 KB的RAM,为无线传感器网络应用提供了多种解决方案,同时高度集成化的设计简化了总的系统成本。
JN5121内置的ROM存储器集成了点对点通讯与网状网通讯的完整协议栈; JN5121内置的RAM存储可以支持网络路由和控制器功能而不需要外部扩展任何的存储空间;JN5121内置的硬件MAC地址和高度安全的AES加密算法加速器减小了系统的功耗和处理器的负载;JN5121支持晶振休眠和系统节能功能,同时提供了对于大量的模拟和数字外设的互操作支持,让用户可以方便的连接到自己的外部应用系统。图1为JN5121内部结构示意图。
图1 JN5121内部结构示意图
2 系统整体设计
家庭室内智能网络系统主要包括家庭安全防范报警系统和家用电器自动控制系统两大部分。整体的设计框图如图2所示。
图2 系统整体设计
本系统采用多传感器复合数据融合策略实现危险信号报警。传感器节点会采集家庭环境的数据并进行数据处理融合,并上报给中心节点。中心节点对传感器节点上报的数据进行判断,如果发现家庭环境数据出现异常,中心节点将会对相应的控制节点发送控制指令。而控制节点根据这些指令启动或者关闭家用电器,使家庭环境恢复到用户满意的程度。路由节点使数据和指令在传送过程中找到的路径,快捷地达到目标。由于采用无线通信技术,路由节点在网络中的位置不会受到角度、障碍物等因素的影响,非常灵活。
在中心节点发现环境数据异常的同时,它命令短信节点将数据通过GSM网络将环境数据以短信的形式报告给用户,使用户掌握家中的环境情况。用户还可以通过互联网来对家中的智能网络进行访问,并通过网络来控制家中的电器。系统所有节点的电源均使用微型电池。
2.1 传感器节点
本系统的传感器节点采集光、温度、湿度、光电、液位、电磁感应、压力等信号。这些传感器节点被设置在用户家中的窗、门、厨房等位置。传感器节点的原理框图如图3所示。
图3 传感器节点原理框图
传感器采集到家庭环境的信号后,通过A/D转换器转换,经过微处理器的数据融合处理,再利用通信模块对数据发进行发送。微处理器还负责对A/D转换器和通信模块工作的控制。
2.2 路由节点
由于家用电机众多,中心节点与传感器节点和电器控制节点距离较远。因此在它们之间加入了路由节点,以保障信息能够通过的路径,快捷达到目的地。在本系统中,路由器节点可以设置在用户家中各个房间的链接处。路由节点的作用是对接收到的数据或命令进行信号加强后找到路径之后再转发。
2.3 中心节点
系统初始化之后,中心节点向各个子节点发送指令,规定各类传感器节点30 min发送一次采集的数据。在接收到由传感器节点发送过来的数据后,中心节点先对数据进行分析,判断是否出现数据异常,当数据出现异常时,立即向该异常节点附近节点发送要求数据的指令,如果该节点周围节点数据也出现高于平均值的情况,则判断为出现异常情况。并根据具体的数据,例如温度、光强、湿度等,来对相应的控制节点发送家用电器的操作命名,实现对家用电器的自动控制功能。中心节点的位置一般设置在用户家中的主室之中,和PC主机应用RS 232串口相连。中心节点的原理框图如图4所示。
图4 中心节点原理框图
2.4 控制节点
控制节点的功能是接受并执行中心节点传来的指令。控制节点执行的目标是用户家中的家用电器。为了能够很好地实现这个目标,控制节点在安装时尽量靠近家用电器。控制节点的原理框图如图5所示。
图5 控制模块原理框图
通信模块负责指令的接收与家用电器状态数据的发送;控制模块负责根据命令开启或关闭家用电器。
3 网关的设计
3.1 GSM短信
系统的中心节点确定有家庭环境数据异常的同时,中心节点会将异常的数据发送给短信节点,短信节点通过GSM网络以短信的方式将数据发送到指定的用户手机中[7-10],使异地手机用户随时监测本地网络动态。此时,短信模块将接收到的ZigBee协议的数据解析,然后封装成符合GSM网络协议的帧格式,接入到移动通信网络,实现私有网络与G网的协议转换,即完成GSM网关功能。
3.2 互联网
本系统可以通过互联网进行访问。这就需要将ZigBee无线通信协议和常用的互联网的TCP/IP协议互相转换。
中心节点通过RS 232串口与用的PC主机相连,PC主机通过网卡与互联网相连。智能网络通过串口将数据发送给主机,主机应用软件将符合ZigBee协议的数据解析,再封装成符合TCP/IP协议的数据包,发送至互联网中,这样用户就可以在远程互联网终端对智能网络的情况进行查看。同样,当用户在远程互联网终端向家中的智能网络下达命令时,主机应用软件将符合TCP/IP协议的数据包解析,在封装成符合ZigBee协议的数据包,通过串口发送给家中的智能网络。这样就完成了用户通过互联网与家中智能网络交互的目的。
软件实现互联网通信的方法是应用C++语言采用Socket编程实现C/S模式。
4 结 语
本系统采用无线、短距离、自组织路由功能的Ad Hoc通信技术,结合了各种传感器采集技术,通信网络技术、定位技术、硬件技术、软件设计等。形成具有定位、温度、湿度、压力、红外、入侵监测等的复合感知,然后控制各种电器设备工作,满足室内安全环境要求。智能网与Internet、移动通信网可连接,方便异地遥控。远程监控软件运行在PC上,显示当前室内的环境参数和设备运行状态,与Internet连接,远程用户可以通过Internet在远程终端上监控。该系统两节点之间直接通信距离不小于60 m;连接Internet速度不低于100 Mb/s;本地到远程视频放映时间小于3 s。
