无线充电基本原理篇1
关键词：无线充电H桥高频电源
中图分类号：tn929.53文献标识码：a文章编号：1007-9416（2013）04-0138-01
1引言
为了减少便携设备（如手机，数码相机）有线充电带来的如数据线接口型号不同、电池容量偏小等不便，将便携设备放置在冲电座板上实现无线充电，方便快捷。
目前无线能量传输技术中，根据其传输原理分为三类：第一类是采用松耦合变压器或者可分离变压器方式。该方法可以实现较大功率的电能无线传输，传输距离被限制在毫米级。第二类是电磁波无线能量传输技术如微波技术，直接利用了电磁波能量通过天线发送和接收的原理。能实现极高功率的无线传输，但在能量传输过程中，发射器必须对准接收器，不能绕过或穿过障碍物，且微波在空气中的损耗大，效率低，对人体和其他生物都有严重伤害。第三类是磁耦合谐振式无线能量传输技术。通过磁场的近场耦合，使接收线圈和发射线圈产生共振，来实现能量的无线传输。该技术可以在有障碍物的情况下传输，传输距离可以达到米级范围。
2系统设计
2.1系统原理
本设计采用的是第一类原理。原理图如图1所示。单片机mCU用于系统的管理，控制方波的产生、停止、定时以及检测手机的有无，充电电流控制，充电过程显示等人机交互内容。
2.2充电电路实现
采用三个反相器并联驱动H桥，在H桥的输出端输出峰峰值为21.2v的方波。用H桥驱动耦合变压器的原边，即发射线圈，将电能转换成交变的电磁波场。这些构成充电底座的电路。耦合接收线圈集成在手机里面，将手机放到底座上，两个线圈通过磁耦合传递能量。接收线圈输出的交流信号通过整流桥整流，电容滤波，最后变成稳定的直流电压，即可以对手机进行充电。
2.3有无手机检测
选择采用红外线检测元件感应有无手机。充电设备放在充电底座上时，红外线反射回来，使红外接收头导通，再用电压比较器Lm339将模拟电压转换成“0”和“1”高低电平，通过手机反射回来的红外线从而感应手机的有无。单片机根据这个检测信号控制充电回路的接通，避免在没有手机存在的情况下输出电流，可实现节能管理。
2.4耦合变压器设计
实现无线充电关键在耦合变压器设计。变压器的原边和副边分辨是无线能量传输的发射和接收线圈。充电频率为12kHz，发射和接收线圈采用34圈，采用较细的铜丝，接收线圈容易集成到手机上也不会影响到手机等充电设备的的外观。
2.5充电管理及界面设计
在人机界面上，选择1602液晶显示器作为系统的显示窗口。按下电源开关，在1602液晶显示器出现开机界面。将接收线圈放到指定的位置，发射线圈就会发射电磁波，自动开始按设定时间对电池充电，同时有充电倒计时显示，当时间减到零时停止。充电时间可以通过键盘进行常规的时分秒设定。充电时，显示“Charging！”和剩余的充电时间；没有检测到手机时显示“noCellphone！”。当时间倒计时归零时显示“timeout！”，表示充电结束。同时，无线充电系统设定充电时间，可以避免电池充电时间过长而损坏电池。
3系统测试试验
用9欧姆的电阻当负载，用万用表的直流档测电阻上的电流及电压。在耦合变压器的原边串联一个一欧姆的电阻，用示波器测此电阻上的电压波形和耦合变压器原边的波形，用手工积分的方法，粗略的估算输入功率的大小。数据记录如表1所示：
由以上数据可以看出，随着f的增大，i，wout先增大，后减小，win不断减小，η不断增大。由此可知，当频率越高时，耦合变压器效率越高。其最好效果在20KHz左右。
4结语
该设计突破以往我们日常生活中的便携电器带线充电的的传统模式，使“隔空充电”的想象成为了现实。
（1）用反相器进行方波的放大，将反相器Vcc接8.3V，峰峰值5V的方波就可以就可以放大成峰峰值8.3V的方波，再一次放大，就可以放大成峰峰值12V的方波。驱动电流放大也通过简单的反相器并联实现。（2）H桥的供电电压是10.6V，但H桥桥臂是用峰峰值12V的方波驱动的，三极管b极电压比H桥供电电源电压还高1.4V，可以实现超饱和导通，四个三极管导通时Uce基本上都等于零，三极管基本不会发热，既减低能耗，还能保护三极管，避免过热被损坏。
参考文献
[1]清华大学电子学教研组编.杨素行主编.模拟电子技术基础简明教程[m].北京：高等教育出版社，2006.
无线充电基本原理篇2
【关键词】无接触充电；高磁导率铁芯；机器人
一、引言
相较于传统的接触式充电方法，非接触式的能量传输方法有几大优点：一是避免了插座和线缆的束缚；二是节省了更换电池的时间；三是可工作在恶劣的环境下。当使用可充电电池时，用完的电池需要从机器人身上拆卸下来，充电后重新装配，才可再次投入使用，这就造成了机器人工作的中断。正是由于传统充电方式具有工作中断和充电不便等问题，迫使人们探寻无中断和更加简便的充电方法。
无接触电能传输的工作原理基于法拉第电磁感应定律[1]。对于无接触能量传输的研究早在几十年前就开始了，特别是对于一些采用传统充电方式具有电击、火花和磨损等缺陷的应用场合。无接触电能传输技术已经被FUJitSU在文献[2]中使用，在该文中，机器人可以通过电磁感应借助无接触充电方式为自身充电。无接触能量传输的原理和变压器的工作原理非常相似，最主要的不同在于低磁化电感和漏电感。通常采用电磁感应原理实现能量传输的装置效率低，电压不稳[3]，尽管如此无接触电能传输技术依然在许多领域都有很高的使用率[4]。无接触电能传输技术非常适合用于为移动负载（例如电动汽车）供电。无接触电能传输还可以用于对植入式医疗器械的充电电池进行充电。
本文主要研究了无接触电池充电器的工作原理、磁性分析理论，即可对充电器的设计和运行产生影响的理论和实际因素。
二、无接触充电器的工作原理
作为一台无接触充电器，最基本的组成模块主要包括两部分：一是供电电源和开关电路（用来产生一个高频电流）；二是拾音电路（用来产生感应电压，整流和充电），此部分安装在可充电电池所在的部件上。如图1所示，主边电路是一个工作在几十千赫兹的高频逆变器，其工作频率的选取主要基于电源电路的损耗，传输功率及对邻近电路的干扰等因素。
图2所示为传载高频电流的导体和缠绕着拾音线圈的铁芯。
由励磁电流i产生的磁场强度H，在导线与铁芯距离为r的情况下，可由如下等式计算得到：
（1）
而磁通密度B由下式给出：
（2）
由于气隙很大，磁芯的磁通密度由磁场的边界条件决定，并且非常接近磁通密度B。拾音线圈上产生的感应电压的幅值e因而也可得出：
（3）
在等式3中，a为铁芯截面积，n为拾音线圈的匝数，f为工作频率，t为周期，ipeak为励磁电流的峰值，Bm为铁芯磁通密度的峰值。假设磁通密度在半个开关周期t/2内从+Bm变化到–Bm。如拾音线圈匝数为100匝，铁芯的截面积为5mm*5mm，工作频率为20kHz，峰值电流为5a，产生的感应电压为0.628V。
设计一个高效的电池充电系统，各参数间的相互影响以及每个参数的设计都需要采用有限元分析进行研究。其中磁通密度是决定感应电压数值的主要参数。
三、足球机器人电池充电器的磁性分析
由于无接触充电器具有无接触工作的特点，有许多因素会影响充电器的性能。通过有限元分析可以研究磁性设计参数对系统性能的影响。
1.励磁电流的影响
励磁电流是产生磁场的源头。由等式（2）和等式（3）可以看出，磁通密度和励磁电流成比例。增加励磁电流可以增加感应电压，但这种方法增加了导线线径，并且没有使铁芯得到充分的利用。更好的方法是采用多股导线。基于这种想法，对导线从2-7根不等构造下的磁场分布进行了有限元分析。图3所示为7根流经相同电流的导线构造的磁场分布。当相同的电流流过导线，磁通密度随导线数目的变化几乎是呈线性的。
2.铁芯磁导率的影响
铁芯对于充电器来说是一个非常重要的元素，不仅因为它为拾音线圈的绕制提供支持，还因为它为提供了一条低磁阻的路径。图4所示为磁通密度随铁芯相对磁导率变化的函数曲线，从图中可以看出，磁通密度随磁导率增加而增加的幅值并不明显。
3.工作频率的影响
工作频率对于设计一个高效的电池充电器是非常重要的。等式（3）表示拾音线圈的感应电压和工作频率是成比例的。图5所示为磁通密度随工作频率变化的函数曲线。由图可知当工作频率高于20kHz的时候磁通密度开始下降。
四、总结
本文介绍了一种无接触充电器的设计和工作性能，将一种新颖的充电技术应用于足球机器人的电池充电，克服了传统充电方式的种种不足。主要研究了无接触电池充电器的工作原理、磁性分析理论，确定了影响充电性能的理论因素和实际因素。
参考文献
[1]m.Jufer,n.macabrey,m.perrottet.modelingandtestofcontactlessinductiveenergytransmission[J].mathematicsandcomputersinSimulation,1998:197-211.
[2]G.a.Covic,J.t.Boys.inductivelyCoupledpowertransfer-atechnologicalReview[J].JSaemStudiesinappliedelectromagneticsandmechanic,2005:9-17.
[3]HiroshiSakamotoandKoosukeHarada.anon-contactchargerusingresonantconvertorwithparallelcapacitorofthesecondarycoil[J].apeC,1998(1):136-141.
[4]C.S.wang,o.H.StielauandG.a.Covic,“DesignConsiderationforaContactlesselectricVehicleBatteryCharger”[C].ieeetransactiononindustrialelectronics,2005:1308-1314.
作者简介：
陈姝（1983—），女，硕士研究生，讲师，主要研究方向：电路与系统。
刘景夏（1963—），男，硕士研究生，教授。
张静（1984—），女，硕士研究生，讲师。
无线充电基本原理篇3
【关键词】谐振耦合无线充电RFiD智能家居
一、引言
所谓无线充电技术通常指的是电能的无线传输技术，通俗的说，就是不借助实物连线实现电能的无线传达。这样做的好处是方便、快捷，减少在苛刻条件下使用电缆带来的危险性等。关于无线充电技术的研究开始较早，早在1900年，尼古拉・特拉斯就开始无线电能传输的实验，经过一百多年的发展，关于无线传电的方法多种多样，但是基本原理大概可以分为以下三种：电磁感应式、无线电波式、谐振耦合式，通过非辐射磁场内两线圈的共振效应实现中距离的无线供电。
从表1对比可知，谐振耦合式无线充电技术的非辐射性、高效率等优点是其它无线充电技术无法相比的。所谓谐振耦合式就是利用接收线圈的电感和并联的电容形成共振回路，在接收端也组成同样共振频率的接收回路，利用谐振形成的强磁耦合来实现高效率的无线电能传输。该技术的出现引起了国内外学术界与工业界的巨大兴趣，被公认为目前最具发展前景的一种无线能量传输技术方案。
但是目前基于谐振耦合式的无线充电技术的研究偏向理论化，缺乏对实际应用有定量指导意义的研究成果，同时此技术传输功率较小远远不能完成大功率能量传输，也存在着能量损失较高等缺陷。但毋庸置疑，谐振耦合式无线充电技术对充电设备位置的灵活性以及充电设备的高效匹配性具有重要的实用价值。
二、国内外研究现状
无线能量传输的构想最早可以追溯到19世纪80年代，由著名电气工程师（物理学家）尼古拉・特斯拉（nikolatesla）提出。为证实这一构想，特斯拉建造了巨大的线圈用于实验使用。由于实验耗资巨大，最终因财力不足没有得到实现，随后也一直被技术发展水平所限制。
国外对无线充电技术的研究开展的比较早。1968年，美国著名电气工程师p.e.Glaser在w.C.Brown提出的微波无线能量传输（wpt）概念的基础上提出了卫星太阳能电站（SSpS）的概念。随后美国，日本和欧洲等国都试图把这项技术作为获取新能源的手段，但由于该方案在技术上要求很高，故在实际使用上存在一定的局限性。随后，一家名为powercast的公司推出了一款利用无线电波充电的充电装置，实现了距离为1米左右的低功率无线充电。
另一方面，在20世纪70年代，美国出现了电磁感应能量传输原理的无线电动牙刷。这项应用的传输功率和传输距离都不是很理想，但其无线的特征却恰好满足了其特殊条件下的应用要求。近年来，美国、日本、新西兰、德国等国家相继在这项技术上继续深入研究，目前已经研发了很多实用的产品：美国通用汽车公司研制出的eV1型电车；日本大阪幅库公司研制出的单轨型车和无电瓶自动货车；2013年10月，瑞典汽车制造商沃尔沃声称成功地研制出电磁感应式无线充电汽车。
国内对无线充电技术的研究相对较晚。目前在无线电波和电磁感应无线能量传输方面取得的主要成果有：2005年8月，香港城市大学电子工程学系教授许树源教授宣布成功研制出“无线电池充电平台”；中科院严陆光院士带领的研究小组从高速轨道交通的角度对运动型应用进行了性能分析；2007年2月，重庆大学自动化学院非接触电能传输技术研发课题组突破技术难点，设计的无线电能传输装置实现了600至1000w的电能输出，传输效率达到70%。
谐振耦合式方案是2006年由美国麻省理工学院物理系助理教授marinSoljacic所带领的研究团队提出来的。并于2007年7月6日在科学杂志《Science》上发表成果文献。团队利用该方案，成功的点亮了距离为2米外的一个60瓦的灯泡，传输效率为40%左右。此项称为“witricity”技术，该技术树立了无线充电技术发展史的里程碑。一年后，marinSoljacic团队声称已将传输效率提高至90%。
由于该技术极具前景和市场，世界各国的相关机构和公司也不约而同的进行深入研究。2010年1月，海尔在美国拉斯维加斯举行的国际消费电子展（CeS）上展出了最新概念产品无尾电视。一方面，产品运用无线通信技术传输视频信号；另一方面，又使用谐振耦合式充电技术供电，真正实现了无线化。
三、发展疑难点及解决方案
3.1如何克服干扰源的影响
无线能量传输系统工作在包含各种用电设备的电磁环境中，易受到外界电磁源的干扰。一方面，磁耦合谐振无线能量传输系统以磁场为能量传输介质，任何能感应到磁场的元件都可能成为负载，这种情况为无源干扰源，称为负载类干扰，干扰源称为负载类干扰体；另一方面，外磁场也会影响能量传输系统的磁场，这种情况为有源干扰，其干扰源为干扰场源。这些干扰都会降低系统的传输效率。根据无线输电原理，本文提出以下两个解决方案：（1）选择隔磁的充电空间。为了避免干扰源对能量传输系统的影响，可以把能力传输系统与干扰源隔离，故可以利用电磁屏蔽技术，使系统不受外界干扰源影响。电磁屏蔽的工作原理是利用反射和衰减来隔离电磁场的耦合，所以可以制作屏蔽体，来保护系统免受外界电磁波干扰。如屏蔽导电漆就是能用于喷涂的一种油漆，干燥形成漆膜后能起到导电的作用，从而屏蔽电磁波干扰。（2）控制能量传输系统的谐振频率。由磁耦合谐振式无线能量传输机理的研究知，能量传输系统对干扰源的频率十分敏感。在实际应用中，0.5～25mHz尚属于空白应用频率段，因此可以在设计能量传输系统的时候，使系统的谐振频率满足电磁耦合的同时尽量处于0.5～25mHz之间，这样有可能降低实际应用中的电子设备对无线能量传输系统的影响。
3.2如何提高传输距离
美国麻省理工学院物理系助理教授marinSoljacic所带领的研究团队成功地点亮了距离为2米外的一个60瓦的灯泡。但目前这种技术的最远充电距离只能达到2.7m，传输距离较近严重限制了它的应用。由于传输距离的远近与能量传输系统的电路结构密切相关，现提出如下解决思路：改变电路参数角度来提高传输距离。研究表明，传输距离受到频率、线圈参数等的影响。线圈的谐振频率越高，传输的距离越远；线圈的线径越大，传输的距离越远；线圈的直径越大，传输的距离越远；线圈的匝数越多，近距离传输效果强于远距离传输效果。因而可以综合频率、线圈参数等因素，选定合适的电路器件，使系统传输距离较远。
3.3是否存在有害电磁辐射
磁耦合谐振式无线充电技术的原理告诉我们，由于电感线圈的存在，必然会产生磁力线辐射，那么这样的磁场会不会造成电磁辐射危害人们的身心健康呢？在电流的辐射方面，目前无线充电器基本上将交流电整流后转换为直流电，且功率极小，业内人士也一直在强调理论上对人的健康不构成威胁。但是辐射的问题，现在也只是停留在理论分析上，到底会不会，依旧是需要更进一步的理论分析和实验研究，只能让时间来证明。
四、发展前景及创新
4.1RFiD与无线充电技术的融合
射频识别技术是利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）传播来实现无接触式信息传递并通过所传递信息达到自动识别自标的一种技术，将RFiD技术与无线充电技术相结合，对每个无线充电设备嵌入RFiD电子标签，读写器通过射频信号同电子标签进行通信，保证被充电设备与充电系统的完全分离，实现能量的高效率无线传输。
4.2智能家居与无线充电技术融合
智能家居是物联化的一个体现，最终发展方向之一是终端无线化。应用无线充电技术，可以使各家电系统自动获取电能，进一步实现智能家居的自动控制化。但在无线输电过程中产生的磁场是否会影响到各级系统装置的正常工作有待进一步考证。如果相互影响问题得到有效的解决，无线充电设备与常规家电设备能有效共存，则是智能家居与无线充电两大领域的完美结合，势必进一步改变人类生活。
4.3电动汽车与无线充电技术融合
无线充电技术对手机等小型电子产品而言，是个锦上添花的新功能，对电动车产业而言，则可能是启动整个市场的关键。对电动汽车进行无线充电，没有外露的连接器，可以彻底避免漏电、跑电等安全隐患。同时采用电磁共振式无线充电技术，可以将电源和变压器等设备隐蔽在地下，让汽车在停车处或街边特殊的充电点充电。若能将无线充电技术应用于电动车产业，将是电动车行业的一大改革。
五、结束语
谐振耦合式无线充电技术是目前最被看好的无线充电技术之一，从长远来看具有广泛发展空间及应用前景。但是每一种无线输电方式都有一系列的关键问题需要解决，如何实现电磁共振式无线充电技术应用的大型化、高效化与距离化，是各国科学家探索研究的重点。随着技术水平的提升，无线充电技术发展迅速，应用逐渐成熟，技术普及逐步实现，在未来的各种场合，无线充电技术无疑将扮演重要角色，服务全人类。
参考文献
[1]曲立楠，磁耦合谐振式无线能量传输机理的研究，哈尔滨工业大学硕士论文，2010
[2]范明，谐振耦合式电能无线传输系统研究，太原理工大学硕士论文，2012
无线充电基本原理篇4
无线供电的定义
在维基百科等网站上，广义的无线供电定义是终端用电器通过无线方式获取电能的过程。但按照目前绝大多数人认可的观点，无线供电技术是将电源端的电能转换为其他形式的无线能量，并在接收端被再次转换为电能供终端使用的技术。按照这一定义，很多看起来“无线”的供电方式，比如使用太阳能和风能等等都不能算做“无线供电”。事实上，我们也很少把这类能源供电归为无线供电的范畴。按照这一定义，目前已经实用化的无线供电技术只有两类，一类基于电磁感应原理，另一类则基于电磁共振原理。不过，尽管这些原理听起来很简单，但实用化的难度并不算小。
无线供电的早期发展
我们都知道无线电波具有能量，波长越短，能量也就越高，类似原子弹和氢弹爆炸那样的核辐射可以快速杀死生命，即使是波长仅仅比可见光稍短的紫外线也可灼伤皮肤。既然能量能够通过无线方式传递，那么只要找到合适的传递方式，就可以实现电能的无线传输。天才的物理学家尼古拉?特斯拉曾经设想在地球和电离层之间以低频电磁波传递电能，并进一步实现电力全球输送的宏图。由于无线供电有着潜在的军用价值，因此不少机构和公司在这一领域投入了大量资金，并取得了一系列的重要成果。不过，早期的无线供电研究的军方背景使无线供电偏重于长距离和高性能，这需要低频、大功率的载波发射接收装置，此类装置一般都相当庞大，这也使得无线供电技术很难用于民用场合，更别提用在便携装置上了。
无线供电安全吗？
无线供电的安全性是每个人都关心的问题。一方面，无线供电造成的交变电场和磁场可能会对人体产生影响，但这种影响通常很小。根据日本相关企业的研究结果，在电动巴士上配备22KHz频率、30kw的电磁感应式无线供电系统时，磁场强度在近场以距离的立方比例衰减，在100mm远的位置的磁场强度为72μt。这个值对普通人完全没有影响，但对于特殊人群则可能会有问题——比如德国规定心脏起搏器的最大容许磁力线密度为66.5μt，因此安装心脏起搏器的人士应该离开充电装置至少100mm以上。当然，由于部分电能会变成热能消耗，因此人们会感觉充电系统旁边会热一些。
电磁感应式供电
那么，有没有什么无线供电技术更为适合民用领域，即距离不那么长、功率也不那么大的场合呢？答案自然是肯定的。科学家们最先想到的是电磁感应技术。电磁感应现象最早为法拉第所发现，当导体切割磁力线时，导体中就会产生电流。电磁感应是我们广泛运用的发电机的设计基础，同样地，我们目前使用的大量智能卡——比如公交卡和餐卡也是基于电磁感应技术来工作的。在读卡器上方有微弱的交变磁场，而封装在塑料卡内部的则是智能芯片和感应线圈，当把智能卡放在读卡器上时，感应线圈中就会产生电流，供芯片使用。
在同样工作原理的基础上，将交变磁场的强度加以放大，就能够实现对小型用电装置进行无线供电的目的了。无线供电端的工作部分是一个初级线圈，在其中通入交变电流，线圈即会产生交变磁场，这一磁场可以覆盖与初级线圈很近并与之同轴的次级线圈，从而在次级线圈中产生电流。目前市售的大量无线电动牙刷、电动剃须刀等小电器以及某些型号的智能手机就采用了这一技术。以数年前的产品palmpre手机为例，palm公司在2009年推出了一款与之配合的无线充电底座“touchstone（点金石）”，充电底座的内部是用于产生交变磁场的电路，而专用的手机背盖则内置了感应线圈，并通过两个触点连接到电池。当然，palm公司的这一技术并非原创，而是来自Fultoninnovation公司的eCouples技术授权。该公司的eCouples技术同样被德州仪器、戴尔等公司所采用。
电磁感应式供电的优点是实现起来非常简单，充电设备和终端设备只需配备感应线圈以及相应的稳压电路即可，目前市售的“无线充电底座”大部分采用了这一技术。不过，它的缺点也很明显，一是只有当初级线圈和次级线圈保持近似同轴时才能获得较高的传输效率；二是有效距离较短，在可接触距离内充电无法体现无线供电的便捷性；三是功率仍有限制，这类设备通常会避免将磁场设计得过强，以免损坏其他设备或对人体造成影响。
电磁共振式供电
很久之前人们就发现了共振现象，它能够以相当高的效率传输能量，在高中时我们做过的音叉共振实验很好地展示了共振的能量传递。
无线充电基本原理篇5
路基岩溶注浆整治效果的检测与评价目前暂时没有统一的标准，常用的质量检测方法有：钻孔法、压水试验、瞬态面波法、电测深法、电磁波Ct等。每种方法均有利有弊，存在一定局限性，因此一般情况下都采用几种方法结合起来综合评价。采用电测深、瞬态面波法及电磁波Ct等综合物探方法，辅以钻孔取芯、压注水试验，对注浆施工前后物性参数变化的对比，根据注浆加固的目的和地层所能达到效果的反应综合确定路基岩溶注浆整治质量。下面以某工程实例进行检测方法的探讨与应用操作解析。
某新建铁路DK199+529.16-DK199+609.16段设计为路基工点，该段根据岩土工程勘察资料，为岩溶发育地段，有可能产生岩溶地面塌陷，为了今后铁路营运的安全，对该段路基采取注浆整治措施。为保证注浆工程质量，依据设计要求，受施工单位的委托，对注浆后的效果进行综合检测。根据现场实际情况、类似项目检测经验以及规范要求，经几番探讨和调整，决定采用注浆前、后电测深物探检测，辅以钻孔取芯和压水试验检测。
关键词：路基岩溶注浆整治效果方法探讨应用
中图分类号：U213.1文献标识码：a文章编号：
二、检测的目的、任务与要求
（一）目的
检测注浆质量是否满足设计要求，为后续工程的进行提供依据。
（二）任务
采取不同的检测方法，依据有关规范取得有效的数据和原始资料，分析论证注浆效果，做出评价结论。
（三）要求
1、注浆前和注浆结束14天以后进行检测。
2、物探检测横断面方向测线间距10～15m，均匀布置且不少于1根，沿线路方向测线长度为加固范围长度加50m。
3、压水试验按注浆孔数量3%计，每检验批不少于2孔。
4、钻孔取芯按注浆孔数量5%计，每检验批不少于3孔。
5、物探和压水试验检测标准按设计图中列表执行。
6、钻孔取芯覆盖层中水泥呈劈裂充填；岩芯中水泥呈条纹、带状；溶洞中水泥呈块状充填，岩芯中水泥呈柱状、块状。
三、工程概况
本路段由于岩溶发育强烈，为了充填岩土层中的裂隙与空洞，同时封闭土、石帷幕，阻隔上层滞水与岩溶水的联系，保持地下水位的稳定，决定采用注浆措施进行路基岩溶整治，形成隔水帷幕，加固地基、减小沉降、提高地基承载力满足线路运行要求。
按设计图技术要求，以纯水泥浆为主的单液注浆材料，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥,水灰比为0.6:1～1:1。开始注浆时采用稀浆灌注,当灌入量较大时可据情况采用浓一级的浆液灌注。注浆压力一般为0.2～0.3mpa，终注压力0.3～0.5mpa，全孔自下而上进行灌注。在终注压力下连续注浆10min的注入率不大于5L/min时,终止注浆。
对土洞、空溶洞或半充填溶洞，在高压冲填砂、碎石后再进行注浆处理。对溶蚀裂隙发育、连通性好、漏液严重时，注浆时可掺入一定量的粉土或粉煤灰，粉土掺入量小于水泥重量的10%，粉煤灰掺入量为水泥重量的20%--50%。
在注浆开始前进行物探检测，注浆完成14天后开展注浆后物探检测，然后根据物探检测结果进行钻孔抽芯、压水试验检测。
四、电测深物探检测
（一）地球物理特征
据邻近地区相关经验，其物性参数如下表所示。
物性参数统计表表1
由上表可以看出，粘土、灰岩及岩溶裂隙带之间有较大的电阻率差异，为采用高密度电测深法检测提供了较好的地球物理前提。
当注浆完成后，岩溶裂隙被水泥浆液充填，电阻率明显提高，高密度电测深观测成果无明显低阻异常，则可认为注浆效果良好。
（二）基本原理、及工作布置
1、高密度电测深法工作原理
高密度电测深法属于直流电阻率法，基本原理与直流电阻率法相同，人工向地下供电，在地下形成稳定的电流场。研究地下传导电法的分布规律，分布电流场的分布特征，判断地下地质体的形态、规模、深度及性质，从而达到检测的目的。
2、测线布置
分别沿线路方向在检测段中线、左10m、右10m位置布置测线，测点距4m，注浆前后两次观测位置重合。
3、野外数据观测
用测量仪器在实地测出线路中线位置，每20m用木桩在现场标示位置及里程，用测绳加密测点。
电测深法根据任务要求，电极距4m，60道观测，采用温施装置，采集18层数据，最大供电电压360V。一条测线一个排列不能完成观测时，下一排列与上一排列重复30个电极。施工时注意电极与土壤良好接触，确保接地电阻小于10KΩ。
（三）资料处理
高密度电测深法数据采集后进行复核，数据处理时，先进行数据平滑、异常点剔除、滤波及地形改正，然后进行正反演计算，按全区统一色标绘置视电率等值线断面图，收集地质资料，根据实际地质情况对物探资料进行综合解译。
处理采用重庆地质仪器厂随仪器配套研发的电法数据处理与转换程序，然后利用李晓芹编制的电阻率层析成象CRt软件进行处理。
（四）检测评判标准
1、路基下部无岩溶发育、基岩完整，高密度视电阻率等值线断面图曲线圆滑，视电阻率符合电测深曲线变化规律，无明显的低阻畸变，视电阻率值相对较高；
2、岩溶发育段充填完好后，洞、隙与周围岩体物性差异变小，高密度视电阻率等值线断面图曲线圆滑，无明显的低阻异常；
3、岩溶发育段出现空洞未充填，洞内充填物与周围岩体物性差异大，岩溶发育段在高密度电法剖面图上有明显的低阻异常，其高密度电测深法的剖面异常特征为：封闭或半封闭低阻异常，边界有较大的电阻率变化梯度，在高阻区则基岩相对完整。经与钻孔资料对比，高密度电法视电阻率常等值线断面图的低阻异常较好地反映了岩溶发育段的平面位置和深度。
4、岩溶发育段裂隙充填不完整，高密度视电阻率等值线断面图上表现为局部的低阻异常，整体视电阻率低于正常值。
5、注浆前后高密度视电阻率等值线断面图进行对比，岩溶发育段充填完好后，原有的低阻异常消失，视电阻率值显著增大，否则说明岩溶发育段未充填或未完全充填。
（五）探测分析结果
不良地质体（溶洞、裂隙、破碎带等）在物探剖面上都有与其对应的异常图像特征属性，我们依据这些图像特征进行分析，划分异常段，结合施工单位提供的地质资料进行解释。
分析高密度视电阻率等值线断面图可见，注浆前三条测线深部视电阻率一般100～220Ωm，多处存在似电阻率低于80～110Ωm的低阻异常，反映此路段岩溶发育强烈。注浆后视电阻率一般110～320Ωm，原有低阻异常区注浆后视电阻率110～200Ωm，反映此路段注浆满足设计要求。但DK199+530左10m～+536左10m、DK199+530中线～+540中线、DK199+548右10m～+568右10m段仍可见局部的低阻异常，推测可能由于充填物物性差异及局部未完全充填的岩溶裂隙引起，建议对异常段进行钻孔取芯检测。
五、钻孔取芯检测
（一）工作方法及完成情况
无线充电基本原理篇6
关键词无线电罗盘任职教育学设计案例式
中图分类号：G642文献标识码：a
院校编制体制改革以后，学院的教学任务有了重大的调整，其中一项就是承担各类飞机的机务骨干理论深化班教学。本人承担某型飞机“无线电罗盘”设备的授课任务，现将本课程的教学设计情况和案例式教学方法的应用情况进行探讨。
1教学班学员特点
（1）学员维护经验丰富。经问卷调查，这些来自机务维护一线的学员对机载设备的功能、性能、使用和简单故障的排除方法非常熟悉，这一点完全不同于以往任何一期教学期班，甚至在使用维护方面比我们教员更有经验。（2）学员带着问题来，求知欲望强烈。所来的学员部分就是航空电子专业的主任，其他人员为航电专业技术骨干，具有多年的排故经验。临行前，各单位都非常重视，把深化培训作为一次很好的交流机会，多数学员收集了近两年的故障现象以及常见问题。（3）有一定的理论基础。此次理论培训人员均为军官，他们都接受了正规的本科教育，对设备的基本原理有一定的了解。当然，由于他们毕业的时间不同，过去学习的设备也不完全相同，设备的电路原理不完全相同，但定向原理基本相同。对设备的电路原理和机上连接关系知识有欠缺，是重点补充内容。（4）无线电罗盘型号多。本次理论深化培训班人员共有X人，来自不同部队，飞机机型有X种，涉及的无线电罗盘型号有X种。
2教学设计思路
本次机务理论深化不同与以往各种教学班。以往的各种培训班学员对设备原理和使用、排故方法一无所知，学习方法多是被动式接收；理论深化班学员具有丰富的外场维护经验，对设备的原理也略知一二，因此教学方法和教学设计将不同于以往各教学班。针对机务骨干理论深化班的特殊情况，课堂教学关键是要解决好以下三个问题：
2.1正确把握教学内容的量与度
机载无线电罗盘设备型号多，不能一一详加介绍，所以授课过程中应重点突出无线电罗盘的共有部分和常见故障发生部位。罗盘型号多，都要用到环形天线和垂直天线，而且对定向精度有重要影响。无线电罗盘定向原理有三种，这三种原理之间并不是割裂的，而且对于学习设备电路原理有重要作用，也应该是必讲的内容。鉴于课时相对较少、需对课程内容进行精选、压缩和整合，根据培养需要从“广而博”的知识中选择、重构“少而精”的教学内容，突出无线电罗盘使用中应注意的问题和故障排除的流程、分析方法等内容，对新装备在技术知识上适当补缺。
2.2把故障排除方法融于设备电路原理分析之中
机务骨干理论深化班成员在外场工作多年，熟悉设备的使用维护，而且比教员更有经验，所以使用维护方法不是该班的授课内容；学员在外场维护遇到一些故障，但故障排除方法一般都比较简单，通常采用替换法解决，尽管故障排除了，但并没有从理论上弄清故障出现原理及其影响，因此教员授课中应将故障排除方法与理论分析联系起来，解决“为什么”的问题。
2.3教学方法以案例式和讨论式为主
案例教学要有明确的目标，教员需做好切实可行的教学设计，使教学目的具体而明确，例如，通过案例教学掌握一种能力，或提高分析问题和解决问题的能力等。另外，案例教学要选择合适且是机务维护工作中的具体事例，解释实际操作过程中遇到的各种疑难问题，让学生在解决实际问题过程中，提高分析问题、解决问题的能力。选择的案例应具有一定的可重复性和真实性，典型的案例能够反应相关知识的共性和特性，通过典型案例分析，使学生掌握基本的理论与方法；真实的故障案例能反映机载设备的实际维护工作，将学生置入具体的工作环节中有助于学生把握具体岗位所需的知识与能力，从而激发学生参与的主动性与创造性。
在案例教学法中，教学的主体是学员，教员的责任是发挥引导作用。这充分反映了现代教育思想和理念，体现了由“以教为主”向“以学为主”的转变。案例教学法注重通过学员与学员、学员与教员之间展开分析讨论，形成热烈的、互动的教学氛围，使学员能够充分表达自己的新观点和新见解，促成思维的相互沟通、相互启发和相互补充。
“讨论式”教学法是以启发式教学思想为基础的，以特定问题为中心，以课堂讨论为主要形式，让学生主动获取知识、进行自我教育的教学方法。它是一种学生合作学习与教师个别指导相结合的一种教学方式，在以课堂集体教学为主要教学组织形式的前提下，师生之间、生生之间围绕一个或几个问题相互交流信息，从而发挥群体的积极功能，引导学生积极主动地参与学习活动，在获得知识解决问题的过程中发散思维、培养合作、学会创新。随着以高新科技为特征的知识经济时代对教育影响的不断深入，讨论式教学越来越受到教育界的青睐。
3课堂教学实施
3.1无线电罗盘的概述
本部分主要讲述无线电罗盘的系统构成、基本功能、定向精度、导航台的配置、无线电罗盘的装备情况、各类罗盘的技术特点、罗盘的发展状况等内容。所涉及的故障现象与原因分析如下：
现象一：新飞行员反映直升机在近场飞行，指示抖动或不稳。导航台天线在水平面内的方向性图是一个圆，但存在顶空盲区（定向盲区）。如果飞机在顶空盲区内飞行，将不能定向，在附近飞行时罗盘指示抖动。
现象二：一天的不同工作时间，罗盘定向误差不同。引出误差产生的原因，讨论电离层对误差的影响。罗盘地面信标存在顶空盲区、天线的不当安装会造成误差、罗差补偿。
3.2无线电罗盘自动定向技术
从自动定向的基本思想即获得高频方位偏差信号、变换方位信号、输出方位控制信号（消除偏差信号）、解算方位信息几个步骤引出天线的方向性图、高频方位偏差信号获得的三种方法以及相应罗盘型号、环形天线的组成与安装、带随动系统罗盘自动测向过程与原理、罗差的校正等内容。所涉及的故障现、原因、排除方法如下：
现象三：安装误差。由于环形天线在飞机上安装时其纵轴标线没有与飞机纵轴重合而产生的误差。若环形天线安装不正确，将使指示器指针在任何位置都多指或少指一个角度，因而造成安装误差。
现象四：起落架放下增加罗差。地面罗差过大，在飞机后向位置由于遮挡造成环形天线方向图的畸变，后向位置的罗差较大。
现象五：指针摆动幅度达10度。排除了全机电磁干扰的可能性后，问题集中在机载罗盘系统对导航台信号的接收、处理、传输过程。由于送往罗盘接收机的两种信号强度不匹配，罗盘接收机在对垂直天线信号和环型天线信号叠加后生成的心脏形合成方向性图失调，导致指针出现摆动现象。
3.3X型无线电罗盘原理与维护
主要讲述内容包括X型无线电罗盘的组成框图、基本原理、机上连接关系、排故程序与注意事项。所涉及的故障与原因如下：
现象六：罗盘不能定向或误差大。原因是天线故障、放大板受潮、射频板失效。2007年9月以前生产的组合电线，其外壳表面的涂覆漆为“白色硝基漆Q04-2”，该种漆存在季节性回粘的缺点，在飞行过程中，空气流对天线表面形成强烈的冲击力，极易在天线表面形成裂纹、污渍。
现象七：指示器指针摆动，音频输出信噪比差。直接原因是灵敏度低，可能原因是信道分机增益下降，射频电缆接插件接触不良、接地不良、400Hz干扰。
现象八：罗盘不锁的频率有一定规律，或某一波段不锁。原因是某些频率不锁，可能原因是控制盒的故障、通道板的带通滤波器故障。
以上只是罗列了一些问题和原因，实际使用现象会很多。教学方法也要不拘一格，根据教学开展可引导学员讲述维护时遇到的现象，结合设备框图，大家共同讨论故障出现原因、部位和排除故障时应注意的问题。
4收获与建议
4.1教员设备维护经验丰富，上课准备充分
这次上课教员都是教龄在十年以上的教员，从事过机载设备的教学工作，熟悉设备的电路原理、连接关系，能够结合电路原理解释故障现象，分析故障原因，定位故障部位。为做好这次教学工作，学院和教研室专门组织教员到部队调研，收集资料、故障现象和使用中的问题。上课前，学科组集体讨论上课类容，教员精心准备教学课件，对上课中可能出现的问题做了详细的预案。
4.2加强行教联系，提高教学针对性
内容准备阶段，收集参加人员的部队装备和最近设备改装情况。学员报到后，及时了解学员的经历，在部队一线的工作情况，就上课内容与学员进行交流，及时修改和补充学员感兴趣的内容，提高了授课内容的针对性。
上课中大部分学员都能够参与教学讨论，就设备维护的方法发表自己的看法，但也发现个别学员发言不积极，后来得知，其外场工作时间不长，平时没有注重维护经验的积累，建议开课前应给部队发出相关要求，要求培训人员必须充分准备，收集两个以上的问题或设备故障，使每个学员都能参与到教学讨论中。
参考文献
[1].“讨论式”教学法在教学中的运用[J].科教文化，2010（7）.
无线充电基本原理篇7
关键词：自充电模式；温度监测；ZigBee；倒F天线；压电微能源
中图分类号：tn98?34；tp274文献标识码：a文章编号：1004?373X（2017）04?0099?04
ZigBee?basedwirelesstemperaturesensingandmonitoringsystem
withself?chargingability
wanGerwei，CHoUXiujian，LiULi，ZHanGpeng
（moeKeyLaboratoryofinstrumentationScience&Dynamicmeasurement，northUniversityofChina，taiyuan030051，China）
abstract：Sincethetraditionaltemperaturemonitoringsystemhastheproblemsofhighenergyconsumption，highcost，largevolumeandcomplexrouting，awirelesstemperaturemonitoringsystembasedonZigBeewasdesigned.thesystem′spowerissuppliedbyitslithiumbatterydirectlyinnormalcircumstances.inthevibrationenvironment，theenvironmentalvibrationmechanicalenergycollectedbythepiezoelectricmicroenergyisconvertedintotheelectricalenergytochargethelithiumbattery.thelow?powerconsumptionchipCC2530andperipheraldevicesareusedtobuildthehardwarecircuit.theZ?stackcompilingsoftwaredevelopedbyticompanyandiaRembeddedworkbenchsoftwareareemployedtodesigntheuppercomputerwithLabViewsoftware.thetemperaturedataisreceivedandsentbyvirtueofthesmall?volumeinverted?Fantenna（iFa）.thetestresultsshowthatthetransmissiondistanceofthesystemcanreachupto80mintheopenarea，thesystemcanreadthetemperatureintheneedingmonitoringareathroughtheuppercomputerinrealtime，andhasacertainreliability.
Keywords：self?chargingmode；temperaturemonitoring；ZigBee；inverted?Fantenna；piezoelectricmicroenergy
0引言
在科技迅速发展的今天，无线传感网络（wSn）显得尤为重要。它由各种传感器节点组成，相互之间进行无线通信，将感知到的结果呈现给观察者。无线传感网络也被美国著名杂志《技术评论》列为对人类生活产生影响的十大新兴技术之首[1]。作为一种新兴的网络技术和产业模式，物联网成为信息领域一次重大的发展和变革，受到国内外广泛的关注[2]。它通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，是在互联网基础上延伸和扩展的网络[3]。ZigBee技术是开发物联网可以用到的一个组网技术，具有省电、可靠、廉价、时延短、网络容量大、安全的优点[4]。借助ti公司开发的Z?Stack协议栈，就可以较为方便地进行编程。基于这种技术，考虑到环境中存在着浪费的振动机械能，开发一套简单的低成本、小体积且具有自充电能力的无线温度监测系统其具有一定的现实意义，如应用在矿井下煤机上来监测其在工作时转轴的温度变化。本文主要通过芯片Lt3331进行电源管理，由锂电池供电并可在振动环境实现自充电，利用测温范围为-55～125℃的可编程数字温度传感器芯片DS18B20和射频芯片CC2530来完成温度数据的采集和无线传输，最终由计算机串口来读取温度数据，进行监测。
1总体功能框架
在正常情况（环境中无振动）下通过锂电池给无线节点供电，保证温度传感器和射频单元的正常工作；在振动环境中，利用压电微能源收集环境中的振动能，给锂电池充电，实现自充电。通过ZigBee技术实现无线数据传输，最终由上位机进行监测，如图1所示。
2电源模块
本系统选用Volture系列的V21B压电式振动微能量采集器为节点供电，其体积小、可靠性好、灵敏度高、寿命长。当环境中有振动时，该采集器收集振动机械能，利用压电效应，将其转换为电能为节点供电[5?6]。它包含4个引脚，通过串联方式输出较大电压，通过并联方式输出较大电流。采用串联方式获取较大电压，通过给振动台测试系统设置1g垂直方向加速度来测试能量采集器的电学输出性能。从8～200Hz进行扫频测试，观察其谐振频率。测得器件输出电压与振动频率的关系如图2所示。通过测试：在8～200Hz振动频率范围内，器件开路输出电压范围为0.124～13.204V，并在谐振频率41Hz下输出达到最大。
能源管理部分采用LtC3331芯片，根据外部环境振动状况和电池电量状况，LtC3331内部输入优先级排序器控制选择降压转换器或降压?升压转换器，完成环境采集能量输入模式和电池输入模式的切换。当处于振动环境时，压电式环境振动能量收集器采集振动能量，电容上开始积累电荷，当Vin电压高于UVLo上升阈值时，降压转换器激活，LtC3331采用环境能量输入模式为Vout供电，同时内部并联电池充电器为锂电池充电；当Vin逐渐耗尽至UVLo下降阈值以下或无振动时，能量输入模式切换为电池模式供电。基于LtC3331的能源管理电路如图3所示。
3射频模块
作为发射和接收电磁波的一个重要无线电设备，天线自然也是无线通信系统中的重要一环，它的性能将直接影响到通信系统的品质。对于所设计的无线温度传感监测系统来说最重要的就是射频模块，它的好坏直接影响到温度数据的传输质量，尤其是天线部分。本模块采用CC2530与iFa天线相结合。
3.1原理图
如图4所示，本原理图主要涉及射频模块CC2530芯片及其元器件分布以及巴伦电路。本系统采用的是CC2530F256，即具有256KB的FLaSH存储器。此外，CC2530十分适合需要超低功耗的系统。在原理图中，元器件在满足芯片功能的情况下还有滤波及去耦的功能，巴伦电路能使射频芯片和天线更好地实现阻抗匹配。该电路包含两个晶振，分别为四引脚32mB和两引脚32.768kHz，CC2530选用两个晶振确保电路正常工作，X1是主晶振；X2是可选晶振，用于低睡眠电流消耗和精确唤醒时间的应用。p0口、p1口和复位等均全部引出。
3.2天线部分
考虑到小体积，天线部分没有采用一般的外置天线，而是印刷在pCB电路板上的倒F（inverted?Fantenna，iFa）天线。不仅具有交叉极化特性，而且具有等向辐射性[7]。本系统使用的倒F天线的原型是单极子天线，具有体积小、结构简单、易于匹配和制作成本低等优点，这是本系统选择它的主要原因。
所用倒F天线用HFSS软件进行建模并进行仿真，模型如图5所示。基板选用的是pCB中最常用的玻璃纤维环氧树脂（FR4），其相对介电常数=4.4，损耗正切=0.05。天线位于模型中介质层的上表面，用一个矩形理想导体平面来代替过孔与地相连[8]。各部分具体参数如图6所示，H=4mm，S=5mm，L=16mm。
仿真结果如图7所示，S11参数如图7（a）所示，可以看出天线的谐振频率非常接近2.45GHz，满足ZigBee可使用的2.4GHz的iSm频段，10dB带宽约为400mHz。在谐振频率点时，S11=-34.81dB。在射频微波频段，使用的馈线通常是50Ω标准阻抗。所以天线的输入阻抗尽可能在50Ω，保证在工作频带内能有尽可能小的驻波比。通过查看天线输入阻抗结果报告，如图7（b）所示，可以看出天线的输入阻抗为（51.2791-1.0972j）Ω，与50Ω已非常接近。在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发射机的阻抗不匹配，高频能量就会发生反射折回，并与前进的部分干扰汇合发生驻波。通过仿真，电压驻波比为1.0338。图7（c）为天线平面增益方向图，仿真结果最大增益为2.8934dB。
3.3电路板
最终设计射频模块电路板为30mm×37mm，厚度为1.2mm，相比外置天线体积上小了很多。在设计电路板的过程中，过孔的增多和巴伦电路部分元器件的摆放非常重要，会直接影响到天线的传输质量[9]。本设计铺铜厚度为35μm，布线宽度为10mil，模块pCB图如图8所示，实物电路板如图9所示。
4程序
程序借助ti公司的Z?stack协议栈，大大简化并节省时间，系统所用的编译软件为iaRembeddedworkbench，它是瑞典iaRSystems公司为微处理器开发的一个集成开发环境，支持aRm，aVR，mSp430等芯片群似教āieee802.15.4标准定义了ZigBee协议栈的物理层（pHY）和媒体访问控制层（maC）。ZigBee联盟在ieee802.15.4标准的基础上定义了网络层（nwK）和应用层（apL）框架。
波特率为576000B/s，每隔2s发送一个温度数据，通过接收机实时接收温度数据给上位机，通过上位机实时读取温度数据。部分程序如下：
温度数据接收程序：
staticvoidappDataRx（）{
BYtei；
basicRfConfig.myaddr=LiGHt_aDDR；
if（basicRfinit（&basicRfConfig）==FaiLeD）{
HaL_aSSeRt（FaLSe）；}
basicRfReceiveon（）；
while（1）{
while（！basicRfpacketisReady（））；
if（basicRfReceive（pRxData，app_paYLoaD_LenGtH，
nULL）>0）{
if（pRxData[0]==wenDU_CmD）{
for（i=0；i！=4；i++）{
tx_buffer[i]=pRxData[i+1]；}
UarttX_Send_String（UartData，5）；
UarttX_Send_String（tx_buffer，app_paYLoaD_
LenGtH?1）；
halLedtoggle（LeD_BlUe）；
wait（1）；
halLedtoggle（LeD_BlUe）；
}}}}
5温度显示
上位机界面计划采用LabView软件来设计，它是目前国际上惟一的编译型图形化编程语言，把复杂、繁琐、费时的语言编程简化成用菜单或图标提示的方法选择功能（图形），使用线条把各种功能连接起来的简单图形编程方式[10]。由它设计出的界面相当的直观漂亮。在底板上通过pL2303芯片实现串口转USB。该芯片是prolific公司生产的一种高度集成的RS232?USB接口转换器，它的高兼容驱动可在大多操作系统上模拟成传统Com端口，并允许基于Com端口应用可方便地转换成USB接口应用，通信波特率高达6mb/s。使用的温度传感器为DS18B20，精度为±0.5℃，与CC2530芯片的VCC，p0.6，GnD三个引脚相连接[11?12]。将装有DS18B20的发射机置于需要监测温度数据的区域，它会每隔2s发送所处位置的温度数据，接收机在一定范围内就能通过电脑串口实时读取相应的数据，如图10所示。
最终在开阔的场地和振动台测试，发现当发射机与接收机的距离为80m时，温度数据仍然可以被较为准确的监测，表明该系统具有一定的可靠性。
6结语
本文对基于ZigBee的无线可充电温度监测系统从硬件原理图到无线节点程序设计再到上位机都进行了比较详细的介绍。由于测试条件有限，只是在正常情况下和振动台上测得节点最大有效距离为80m，在振动环境中微能源能为锂电池进行续航，实现自充电。但是，系统并未在实际环境如矿井下的煤机上进行实测，距实际应用还有一定的距离，能够为一些恶劣环境尤其是振动环境的温度监测提供设计依据。
参考文献
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无线充电基本原理篇8
打破思维定势
中兴通讯本是国内主要电信运营商之一，进入新能源汽车充电领域是由于怎样的机缘？如何看待国内这一领域眼下困境的成因？
孙枕戈：我们做新能源汽车的充电，多少跟特斯拉有一些关系。特斯拉早年的理想是希望电能的传输，不但可以有线，也可以无线化，现在已经实现。谈到新能源汽车目前的困境，总在讨论先有鸡还是先有蛋的问题，现在已经深陷定势思维，这个定势思维从哪里来？是和燃油车对比来的，现在标准的燃油车，有中国石油或中国石化做加油站，每个站包括加油机器和加油工友。以此类比，充电设施的建设会按照同样的思路进行，即按定势思维做下来，有加电站和充电桩，有持证的工友。这个思路不打开，就会陷在原来的误区里走不出来。现在看存在着很多的问题，除了标准的有线充电和其他模式，包括换电、加氢等，一旦陷入类似“先有鸡先有蛋”的模式，就走不出来了，打破已有的惯性已经是很合理的，我们得回归一下汽车到底本质上是什么。
我们的新能源汽车，大部分是需要供电的，供电本身经过了几十年或者在国外已历上百年，所有的电线杆尤其是城市里面的都已经被送到地下了，凡是在地面上建的所有东西都带来了风险。现在城里面几乎见不到电线杆了，这个过程中充电桩雨后春笋般冒出来了，不光是中国，欧洲也是。这是按逆城市化的思路来做的，凡是这样建就要挤占城市里最宝贵的地面资源，早期的交通工具是马，它吃草料，但不是到专门供草料的地方去吃，马车时代都是目的地吃草，或出发的时候吃，到客栈吃，绝对不会跑到草原上去吃，新能源汽车来了以后，供电思维来了，我们的社会，油不是到处都有，但电是几乎无处不在了。我们日常生活中一辆车绝大部分的时间，尤其是私家车都是不跑的，都是停在那里的，停在那的时间没有得到很好的利用，凡是停车的地方都是有电的，这个过程中我们把它用好就是新的模式，像末梢一样到达，车的充电真的不需要做变压器扩容。
“有线”之限
如何看待目前各种有线充电设施在实际堆进工作中的困难？从其自身来看是由哪些因素导致的？未来前景如何？哪种充电模式相对更好？
孙枕戈：目的地充电的方式可能是一个主流，更能满足客户的需求。其实有一些已经能够实现末梢充电，为什么无线充电是最佳的匹配目的地充电的方式？因为有线的充电设施建起来以后看着都挺不错，很美观，但实际上在北方有些充电桩铺下去半年以后，变得非常脏，没有人碰连接线，而在南方，比如深圳，去年刮台风的高峰期，全市的新能源车都得停驶。大雨之下没有人敢使用有线充电，厂家再保证安全，就是没有人敢充，这是现实。
有线充电为什么很难推？我们即使把有线充电的成本降为零，有线充电往下推进也很难生存，为什么？乘用车跑100公里一般需支出60?70元的油费，雇一个工友在加油站管理和服务，中间尚有足够的空间。但现在一般新能源汽车100公里仅需10?15元的电钱，在这种情况下雇佣一个工友在充电站做类似的管理和服务，那就彻底不可能了。所以即使有线充电的成本为零，未来都跳不出这个框框，而且加油仅需三五分钟，但是目前充电按小时计，这种情况下工友就耗不起了，司机自己弄就可以了。
近一年来，充电桩接口标准不统一的问题影响到充电桩的使用和充电设备生产及建设的进程，无线充电领域是否存在标准问题？未来是否有可能需要将有线充电改造为无线充电？标准差别有多大？如果需要改造，代价是否会很大？
孙枕戈：无线充电和有线充电的标准差别很大，我们的改造是硬件部分的改造，软件是不会改造的，未来三到五年会不停地做升级。我们都是先有标准再做产品，和有线充电设备会有很大的不一样。我觉得中国在标准方面确实走在世界的前列，我们是第一个做无线充电标准的，在标准的制定过程中吸取了很多方面的经验，也会做得更顺利、更快。
我们觉得既然电动车做下来以后要让老百姓用起来是最酷的，我们应该让驾驶者忘记充电这件事，我们非常同意特斯拉的目的地充电，家里是目的地，出去买东西、到办公室等都是目的地，车到了自行充电，这样就可以忘记充电这件事。我们觉得未来的发展无线代替有线也是可行的，可以带来制度的变化和飞跃。
无线诱惑
中兴通讯为什么一进入便选择了完全颠覆现有充电设备特点的无线充电作为切入点？相比目前的各种有线充电，无线充电能否克服当前充电基础设施建设受限的各种困难？其优势主要体现在哪些方面？
孙枕戈：无线充电能解决很多问题。第一，无线充电过程中任何人摸不到电，不论男女老少，只要把车停在相应位置，剩下的事不需要再管。第二，建设成本极低，时间更短。建一个有线充电桩，没有半年的报批，走完市政各种各样的流程是建不起来的，而无线充电设备可以在现有停车位上原地加装。我们曾在市政大马路上建无线充电设施，从市政府审批到我们建完，满打满算是30天，其中一段时间是等水泥风干，建好后地面和原来一模一样，也不改变原来的用途，平时不工作时和普通路面无异，不用另外征地，因为现在最宝贵的其实就是地，北京市也弄不出这么多地优先建充电设施，这是一个核心资源。
在安全方面，我们号称充电过程中不怕水。有位国家电网的官员曾亲自泼水亲自验证。而且，在我们充电的过程中，中间养一缸金鱼、养一只兔子等等都是没有问题的。这就证明它的环境抵抗力比有线充电严得多，不怕尘，不怕水，不怕积泥，特别适合南方雨多，北方粉尘多的地方。我们的无线充电对环境的耐受力是最佳的。
还有，可以让普通用户对车的行驶里程焦虑得以减少，他们在城市的日常工作和生活中停下来就可以充电，车并不一定充一次电跑500公里。总之，无线充电对地方政府、对车企最大的好处是核心地区、用车最频繁的地方不需要征地了。而且建设周期短，干干净净，小区私用或公用都没有什么问题。驾驶水平不高的人也不会撞到，非常省心。
无线充电设施在实际建设中具体需要哪些条件？目前的技术水平达到什么程度？为什么目前还未实现更大规模的推广应用？
孙枕戈：无线充电设施的建设过程很简单，只是对市政方面有点要求。我们的设备可以铺在地上，有些城市会有地下积水，为了解决积水问题，有一些地方需要挖深一点的坑，在外面建的设施基本放进旁边的绿化带里面，不占明面的地，速度非常快。
无线充电这么好，做的人非常多，为什么现在很多人做不动？这里边有其核心技术，主要是充电的功率、充电的效率和充电的距离。
首先，其实日常生活中的电动牙刷、手机都做过无线充电。电动汽车使用无线充电，我们乘用车需要7千瓦，大巴车可以是30～300千瓦，即3万～30万瓦才能做，功率极大。
其次，无线充电的效率非常高，从能源供应商的插座到充入电池里边，有线充电的效率能达到43%，无线充电能做到90%，这个物理定律违反不了。我们曾经调查过一般效率多高车主可以满意，基本上达到50%以上就开始满意了，80%以上是非常满意。我们做到90%。
第三，充电的距离可以非常远。无线充电可以实现多种位置充电，比如充电接触点放在车牌的位置、侧面充等，其实无论如何都不如在地面上充电最干净合理。现在的无线充电能不能和有线充电做到完全一比一，你能做多少功率我就能做多少功率？
目前中兴通讯的无线充电模式在国内有哪些具体应用？推广情况如何？
孙枕戈：无线充电商业模式的建立速度非常快，现在为止我们在全国已经谈下来差不多20个省市，并在其中开始做示范县。我们相信示范县以后的效果会相当好，得到更多的认可，也会对我们的基础设施及新能源汽车的发展提供了其他想法和便利。
第一条示范线去年9月份在襄阳建起来。第二是在成都推广商用微循环无线充电社区巴士，微循环巴士更需要往非常紧俏的地方跑，没有建有线充电设施的位置，不能做到有人天天在那里管理。而且微循环运行频率很高，不可能给车辆更多时间耐心充电，所以无线充电模式正好利用司机休息、上厕所的功夫把这一趟消耗的电都补回来了。无线充电技术我们最早应用于商业车，因为商业谈判B2B模式好做，政府更加支持，乘用车也是一样。
盈利之谋
虽然未来充电设施市场空间巨大，但市场尚未被真正培育起来，盈利模式不明确，整体处于大规模投入阶段，中兴通讯对充电运营的前景是如何判断的？
孙枕戈：关于充电运营我们目前为止还是持比较谨慎乐观的态度。运营模式在中国已经确定了，就是政府主导下的ppp模式，中国在这方面有一些优势，不是纯市场化竞争，对新能源汽车的发展也有非常积极的作用，这也是多部委一起发力的结果。
原来国家电网过去几年投了200多亿，国家电网自己不满意，市场上所有的用户也不满意，这个投资到现在没有盈利，短期内也看不到盈利的可能。现在的模式确实要做一个改变，否则没有发展前途。
中兴通讯作为电信运营商，对汽车行业而言是一股新力量涌入，将为当前的电动车充电难题提供哪些新的解决思路？未来愿景是什么样的？
孙枕戈：我们引入无线充电以后会引入一些好的想法，无线充电和有线充电在车辆上并存，功率等级都是一比一，工作效率也一模一样。无论如何，价格成本不是充电运营的核心，如果设备成本降到0各方都高兴，但也很难盈利，因为要有人，要有各种各样的开销。用了无线充电以后，这种情况缓解了很多，比如用户所持的电卡，我们的解决思路不是让卡可以通用，而是没有卡可以通用。我们从运营的角度提的想法比较另类，我们不做卡的统一，我们解决的思路是没有卡都可以充，我们力图给出新方式。
进入到汽车行业，我们也想带来汽车行业以外的解决方式，我们希望借助一些新的技术发展，商业模式的变化，使我们在很残酷的环境下生存下来。无线充电最大的好处是不占地，我们希望在未来的环境中也能存活下来，即便活下来也是惨活。
我们希望未来新能源车的使用者，车停了以后很潇洒地离开，计电充费，什么事都不用他做了。例如，不戴手套操作一下已经放了半年的充电器是什么样子？黑黑的，大老爷们做没有什么问题，淑女们是绝对不会做这件事的，无线充电很潇洒，无论是淑女还是绅士，都没有问题，车开到那儿就可以走了，剩下的事就没有关系了。
我们提出把最后一点点的金属介质取消掉，这带来的变化是革命性的，没有触点，没有机械运动，没有损失，没有打火花，各种各样的东西非常安全，可靠性有质的提高。
我们以自己的本行为汽车行业带来优势，现在所有的充电都是点对点的，一对一，一个车和一个桩之间来回交互，我们中兴做这件事以后会形成全网任何一辆车、任何一个城市，只要是同样的无线充电过程，都不需要个人进行操作了。落实全程全网的概念，我们目标非常简单，让汽车充电像手机上网一样方便，上网的过程中没有必要想我北京的手机跑到河北、上海能不能上网，我们从通讯的认证、计费、计量都已经做到了。另外还有很多的支付模式，与互联网带来的很多东西都实现无缝接轨，汽车可能是互联网攻陷的最后一个堡垒，现在在方方面面都有无线融进来了。我们也希望能够给新能源汽车行业注入新的思路和想法。
无线充电绝对不是中兴一家垄断，我们倡导产业联盟，实际上包括国网、南方电网、电力企业，包括绝大部分车企，包括清华、南大等各个学校。这个技术虽然好，但不能只在一个公司里面，应当以产业联盟的方式让全社会共享。我们作为通信企业，为新能源汽车注入一些比较另类的想法，我们希望它成功。但是能不能成功，我们会努力，我们也非常盼望兄弟厂商、社会上的人跟我们一起来努力。
中兴通讯近期在电动车领域的“大手笔”
据报道，中兴通讯已相继与宇通客车、蜀都客车、东风客车以及各地方政府展开新能源汽车无线充电领域的合作，中兴通讯无线充电技术已正式实现商用。中兴通讯副总裁孙枕戈表示，在今后两年内企业将向汽车无线充电技术投资35亿元。
无线充电基本原理篇9
（山东省科学技术协会学会服务中心，山东济南250001）
随着科技技术的高速发展和电子设备的广泛应用，我们的工作和生活越来越多的依赖于电子设备，我们习惯了数据线充电，也常常因为线不够长而感到烦恼。可曾设想，有朝一日所有电子设备无需电源线，可以使用无线充电技术，随时随地，自由充电。
无线充电技术，又称为感应充电、非接触式充电，是源于无线电力输送技术产生的一种新型充电技术。无线充电技术利用近场感应，由无线充电器将能量传送至需充电设备，该设备使用接受到的能量对电池进行充电，且为设备本身的运作提供能量。由于无线充电器与充电设备之间通过电感耦合来传送能量，因此无需电线连接，可以做到无导电接点外露。无线充电分为电场耦合与磁场耦合两类。分别对应的能量传输器件为电容和电感。
电场耦合方式的无线充电技术，发射器与接收器分别安装两个(或两组)独立的电容极板，当发射器与接收器靠近时，两组电容极板形成了两个电容。电容中通以高频、高压交变电流，便可实现电能从发射侧到接收侧的传输。充电器或“发送器”和便携式设备或“接收器”用来有效地在组成电容的合适尺寸金属表面间实现纵向的准静电耦合。其中驱动电极或主动电极要比另外一个电极小，上面施加的电压较高，另外一个电极则是被动电极，尺寸较长，上面的电压较低。当然正常情况下，电容传输的能量是很小的，这与电极面积小有很大的关系。因此，为了满足给消费设备充电所需的功率水平(例如从5w至25w)，需要增加电极尺寸和耦合的电压值，具体取决于实际的配置。
为了实现耦合电极之间的无线收发、同时尽量减小对外的辐射量，需要进行正确地设计。因此需要进一步理解和确定正确的电极尺寸、它们的设计、工作电压、功率值、最佳工作频率和总的尺寸约束条件。一般情况下，理想的频率范围在200kHz至1mHz之间，有效耦合区的电压值在800V至1.52kV之间。
手机无线充电、电动汽车无线充电技术更多的采用磁场耦合原理设计，其能量传输媒介为电感。在发射器与接收器上分别安装一个平面线圈电感。
磁场耦合原理的无线充电技术，更接近于常规的谐振式开关电源。相对于电场耦合来讲，技术难度较小，优势比较明显，发展速度较快。目前已经形成三个影响力较大的联盟组织wpC，a4wp以及pma，各自拥有会员多达几十甚至上百家公司。其中，wpC与pma致力于近距离无线充电技术，如我们比较熟悉的手机无线充电。而a4wp的技术定位在远距离无线能量传输，希望能够实现几十厘米甚至几米等级的传输距离。
无线充电代表了充电技术上的一次重大变革。无线充电使用户摆脱线缆的束缚，只需要把设备放在无线充电板(chargingpad)上面就可以进行充电。无线充电技术已经广泛应用到了电动牙刷、电动剃须刀、无线电话、智能手机、电动汽车等领域。
比亚迪早在2005年12月就申请了非接触感应式充电器专利，利用的就是电磁感应来进行无线充电。比亚迪卖给犹他大学一辆纯电动巴士，这款巴士装配着最新的wave无线充电垫。司机将巴士停在充电垫上，经历数分钟的等待就能充满电。德国、日本等国也十分积极。在德国慕尼黑，早就开始进行家用无线充电的测试。日本丰桥技术科学大学在研究能够透过20厘米厚的混凝土砖块将电力传输给汽车的道路充电装置。2011年，搭载了无线充电功能的诺基亚手机问世。
世界最大的家具制造商宜家宣布，将生产销售支持无线充电功能的家具，第一批可以给支持无线充电的智能手机或其他移动设备充电的家具预计也在2015年即将上市。三星手机2015年3月份公布的热门机型GalaxyS6支持无线充电。
无线充电技术近年发展迅速，但也遇到了很多技术难题，如提高充电效率、降低成本、有效充电距离太短。除了技术问题，眼下最棘手的是不同生产商的标准不一致，这就必须统一规范标准。否则，各厂商的设备无法兼容，会造成无线充电设备的浪费。目前主流的无线充电标准有三种：pma标准、Qi标准、a4wp标准。
pma标准全称powermattersalliance是由Duracellpowermat公司发起的，而该公司则是由宝洁与无线充电技术公司powermat合资经营，拥有比较出色的综合实力。除此以外，powermat还是allianceforwirelesspower(a4wp)标准的支持成员之一。
目前已经有at&t、Google和星巴克三家公司加盟了pma联盟(powermattersalliance缩写)。pma联盟致力于为符合ieee协会标准的手机和电子设备，打造无线供电标准，在无线充电领域中具有领导地位。pma偏向咖啡桌、家具等充电设备。其成员星巴克正在美国旧金山附近的200家店面、1500个点尝试提供无线充电服务。
Qi标准是全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟(wirelesspowerConsortium,简称wpC)推出的“无线充电”标准，具备便捷性和通用性两大特征。市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合“Qi”标准。不同品牌的产品，只要有一个Qi的标识，都可以用Qi无线充电器充电。它攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈，在不久的将来，手机、相机、电脑等产品都可以用Qi无线充电器充电，为无线充电的大规模应用提供可能。Qi采用了目前最为主流的电磁感应技术。203个wpC成员都支持Qi标准，Qi有超过5000万个安装基地，认证过684个产品。Qi的无线充电方案已经安装在包括三星、诺基亚、谷歌、中兴品牌在内的超过72款移动设备里。作为唯一提供汽车无线充电的标准，Qi还支持了15款已上市车型。在一些公共场所出现。阿姆斯特丹的德勤办公大楼里，每个工作区的桌子上都安装了Qi。1月7日，麦当劳刚刚宣布要在英国50个门店中，增加采用Qi标准的600个无线充电热点。
a4wp是allianceforwirelesspower标准的简称，由美国高通公司、韩国三星公司以及powermat公司共同创建的无线充电联盟创建。该联盟还包括everwinindustries、Gillindustries、peikeracustic和SKtelecom等成员，目标是为包括便携式电子产品和电动汽车等在内的电子产品无线充电设备设立技术标准和行业对话机制。该无线充电联盟将重点引入“电磁谐振无线充电”技术，与Qi的“电磁感应技术”有所区别，这两种技术各有千秋。前者传输效率可能较低，但可以实现稍远距离的无线充电。后者需要近距离接触，例如将手机放在一个底座上，不用接线就可以通过感应充电，但这样充电效率较高。
a4wp标准组成联盟希望让无线充电迅速普及，让用户在任何地方都可进行无线充电。或者说，a4wp想要让无线充电便宜一些，并且在不增加手机、平板或者笔记本电脑体积的情况下增加充电接口，这意味着将有越来越多的制造商默认选择无线充电器。
在这三大标准中，a4wp采用的是非接触式充电的磁共振技术，wpC的“Qi”和pma采用的是磁感应技术。磁感应技术比较成熟，但应用场景受限；磁共振技术比较新，还未成熟，但是它将来应用的场景更广泛。
无线充电基本原理篇10
关键词：无线通信基站信息管理系统
基站指的就是公用移动通信基站，是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。一个基站主要应该包括无线通信设备、电源设备、传输设备以及其他一些常用附属设备。近几年来，随着运营商日渐增多的基站数量，给基站维护人员也带来了巨大的挑战，为了能够确保系统能够持续正常运行，工作人员就必须在故障发生的第一时间感到现场，并且及时采取措施对故障进行检修，这就要求相关人员一定要明确到达基站的路径，如果工作人员无法达到这种要求，那么必然会给正常的通信造成影响。因此，对无线通信基站信息管理系统的设计和分析就变得尤为重要，工作人员要结合企业通信的具体情况和需求，来选择最佳的系统设计方案，以此来保证通信的质量。
1无线通信基站管理系统需求分析
目前，随着我国无线通信系统对基站需求的不断增加，相关的基本信息、物业信息以及电费信息量也会随之增加，同时，对基站管理人员也会带来巨大的挑战，因此，为了能够确保系统管理的科学性和稳定性，就必须设计出一套符合管理需求的信息管理系统。本文以某邮电公司的无线通信基站系统为例，结合该邮电公司的需求，在对无线通信基站信息管理系统进行设计的时候，应该确保其具备以下功能：
1.1基站基本信息管理功能基本信息管理功能是基站信息管理系统中的一个关键模块，主要是对基站中所涉及到的基本信息进行系统的管理模块，其中主要包括基本信息的数据输入、组合条件查询、统计以及打印等功能，同时还负责系统运行过程中相关信息动态报表的生成、查询、统计以及打印等功能。
1.2基站施工信息管理功能在基站施工过程中，必然会生成一些与施工相关的信息表，而基站施工信息管理功能就是对这种表格进行数据的录入、查询以及统计。在每月完结之后，还应该对施工信息表的数据进行月统计，从而使工作人员能够对每个月的施工信息进行全面掌握。此外，基站施工信息管理功能还能够实现对月工作报表的打印工作。
1.3基站故障维护信息管理功能基站故障维护信息管理功能主要是以地区为单位，提供对其故障维护信息表相关数据的录入、查询和统计，并且在此基础上，将信息表中的内容按照时间或者类型进行分类统计，继而生成故障报表，实现对故障报表的查询和打印。
1.4基站物业电费信息管理功能电费信息管理也是无线通信系统中的一个重要管理内容，其主要功能是对各个地区基站的物业电费信息表的相关数据进行录入、查询和打印，以此来让工作人员对基站的电费信息进行全面掌握，从而实现即时交费。
除了上述功能之外，无线通信基站信息管理系统还应该包括信息统计功能和系统维护功能。前者在系统中主要负责提供系统某段时间内的故障维护情况以及工作量的统计情况等，并且将结果自动生成报表打印出来，而后者的主要功能是对系统中相关的数据库进行备份工作，同时还负责系统中数据内容的添加和删减工作。
2无线通信基站管理系统的总体设计概述
对系统的设计，必须要结合公司对管理系统的需求来采取科学合理的方法进行设计。结合上文中所提到的企业对于管理系统需求的具体分析，在进行具体设计的时候使用原型法来完成设计，主要是利用少量的代价以最快的速度构建一个具有执行价值的软件系统模型，使用户能够较快的对所需内容进行确定，然后采用循环进化的方式进行开发，从而逐渐将所需的内容添加到系统模型当中，直到全部需求得到充分满足为止。为了能够确保系统的设计充分满足用户的需求，在设计的过程中，设计人员必须要严格遵循设计原则，其中主要包括正确原则、安全原则、易用原则、扩展原则、稳定原则以及高效原则，只有严格按照以上几种原则对系统进行设计，才能够将用户的需求充分满足，使系统能够得到更好的运行。
2.1系统结构设计根据无线通信基站信息管理系统的特点，在对其进行开发之后，系统主要应该具备两个模块，一个是后台数据库，另一个则是前端应用程序，对于前者的设计要求，应该确保其具有数据一致性、完好性强以及数据安全性好等特点，具体设计的时候，前者可以采用SQLServer2000为系统的后台数据库，后者则可以采用poweRBUiLDeR9.0。通过此种系统结构的设计，能够在很大程度上提高系统执行任务的整体速度。
2.2系统功能模块设计通过上文中对企业用户需求的分析来看，对于无线通信基站信息管理系统的设计主要应该分为六个模块，分别为：基站基本信息管理模块、基站施工信息管理模块、基站物业电费信息管理模块以及基站维护信息管理模块，此外系统设计中还应该包括系统维护模块以及信息统计模块两个方面。而各个系统模块所具备的功能与上述企业对无线通信基站信息管理系统的需求功能一致。具体情况如图1所示：
图1系统功能模块
3无线通信基站管理系统的详细设计
为了能够确保基站信息管理系统作用更加充分的发挥出来，设计人员根据上述无线通信基站信息管理系统设计的总体思想，对系统中所涉及到的各个模块的具体实现过程进行详细介绍，其中主要包括设计信息数据的输入、查询、修改、统计以及打印输出。同时，为了确保系统的安全性，还应该对用户权限进行设置。
3.1基站基本信息模块的具体实现在此模块中所显示的是系统中的基本信息，用户在对窗口进行浏览的时候，可以完成相应的查询和记录等操作，如果需要对其中的某些记录进行修改，还可以双击该记录，从而进行修改窗口进行相应的修改。其管理结构图如图2所示：
基站基本信息管理模块的查询窗口是一个多条件的查询窗口，对其进行设计的时候，采用了动态生成SQL语句来对数据窗口进行检索。哪怕是对于基站信息中存在的多字符关键字，也可以进行相应的查询工作。用户在查询的时候，只需要将想要查询的信息输入到相应位置，系统就会自动检索出与输入信息相关的内容，并将其显示出来，用户可以在结果中找寻自己所需要的信息。
3.2基站施工信息管理模块的具体实现基站施工信息管理功能主要是对施工信息表格进行数据的录入、查询以及统计。因此，对其功能的具体实现应该包括施工信息的查询窗口、添加窗口、修改窗口以及竣工窗口几个部分。具体框架如图3所示：
图3基站施工信息管理结构图
用户在对施工派单信息进行添加的时候，必须要在施工信息的窗口内输入相关的施工信息。此时，用户只需要点击“添加”按钮之后，系统就会提示保存成功，这时就可以在施工信息查询窗口中查询到该条信息了。
3.3基站故障维护信息管理模块的具体实现该模块完成对基站维护信息的输入、查询和修改，并以此数据为基础生成报表和打印。此模块主要包括四个窗口，基站维护信息查询窗口、基站维护信息添加窗口、基站维护信息修改窗口，基站维护工程竣工窗口，其总体框架如图4所示：
图4基站故障维护信息管理模块结构图
此模块主要是对基站故障维护的相关信息进行管理，系统每天都会给相关人员下发一张基站故障表，员工在接到表格之后，需要通过添加窗口来将表格中的内容添加到系统中，如需对系统中的相关内容进行修改，还可以双击窗口实施具体的修改工作。
3.4基站物业电费信息管理模块的具体实现基站系统中所涉及到的物业电费信息管理模块的主要功能是对各个地区基站的物业电费信息表的相关数据进行录入、查询和打印，该模块主要应该包括物业电费查询、物业电费添加以及物业电费修改3个窗口，其总体框架如图5所示：
图5基站物业电费信息管理窗口结构图
工作人员将物业电费的相关信息录入到管理系统当中，为了能够保证工作人员及时完成缴费，系统会在距离下次缴费前一个星期的时间内自动提示，提示的内容主要包括需要缴费的基站的数量以及费数额，工作人员可以在系统的查询功能中，对需要缴费的基站进行全面掌握和了解，从而及时缴费，保证缴费的持续性。
3.5信息统计模块和系统维护模块的具体实现信息统计模块是对一段时间所发生的障碍的汇总，以为具体维护情况。维护模块则是完成对系统数据和数据库的维护。对于信息统计模块和系统维护模块的结构图如图6和图7所示：
图6信息统计模块结构图
图7系统维护模块接结构图
4结语
综上所述，随着我国无线通信技术的不断发展，无线通信基站的建设也在日新月异的发展，为了能够将通信质量从根本上提高，加强通信基站资源的统筹管理，进一步实现统筹基站建设、推进基站共建共享、节约城市空间。企业必须要结合自身的具体情况，建立科学合理的无线通信基站信息管理系统，利用系统所提供的方便，实现对无线通信基站信息的及时管理，按照企业的具体需求对基站信息进行检索、分类和统计，以此来提高工作效率，加强通信质量，促进企业的可持续发展。
参考文献：
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[2]宿浩.无线通信基站信息管理系统的分析与设计[D].中国海洋大学，2011.
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