緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇節點設計論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

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平沙落雁及延伸段是蘭州市南濱河路重要的交通節點改造工程，是進出蘭州市以及連接市區各路段重要的樞紐通道之一。北側緊鄰黃河，是人們休閑、娛樂、旅游觀光的重要區段。是蘭州市黃河風情線重要的組成部分，具有蘭州“外灘”的美名。道路沿線有許多非常有名的旅游景點，是蘭州市人民引以自豪的生態路、景觀路。也是蘭州市每年舉行大型國際“馬拉松”賽事的重要比賽場地。具有很高的使用價值和觀賞價值，是蘭州市邁出國門，走向世界的重要的宣傳窗口。城市景觀照明設計是利用燈光的照明效果塑造城市的夜間形象，通過對山水、江河、道路、橋梁、廣場、建筑物、構筑物、園林、雕塑、小品、歷史文化古跡和遺址等諸多具體景觀的照明設計，豐富城市的空間感和動態感。科學而合理的景觀照明設計，是解決平沙落雁及延伸段交通節點改造工程夜間照明朝著鞏固、完善、提高等方面發展的關鍵因素，是形成一幅和諧、優美、寧靜的夜景畫面的基礎，是景觀照明設計前提，是實現蘭州市景觀照明系統化、實現蘭州市景觀照明燈光建設可持續發展的決定因素。

（二）指導思想

景觀照明是通過人為的設計和創作，讓其在燈光作用下顯得更有藝術感，或者說更加有美感，讓普通的夜晚彌漫出不一樣的文化氣息。平沙落雁交通節點工程是蘭州市“暢交通”工作中的重要組成部分，該工程效地改善蘭州市交通環境，緩解城市環境污染，提升城市品位，帶動蘭州市的經濟發展。平沙落雁景觀照明以“景觀、文化、生態、綠色”為主旋律，將與南濱河風情線、蘭州水車園、歷史人文雕塑相得益彰，有利于提升主城區城市品牌形象，對打造特色景點、品牌旅游有著重要作用。

（三）技術亮點

平沙落雁及延伸段交通節點改造工程新建城市高架與原有路段連接，路況復雜多變，屬于城市道路的高危路段。本項目照明工程采用新型鋼管護欄燈具有效的解決了高桿/低桿照明引起的安裝維護不方便、抗臺風差、對周圍居民造成嚴重的光污染等問題。新型鋼管護欄燈實現了路面照明，又成為城市夜景中一道獨特的風景，其亮燈形成的近線性燈帶對駕駛員還有良好的路型誘導作用，保障了駕駛員與乘客的安全。有機地將道路照明功能、景觀照明功能、護欄防撞功能合三為一。新型護欄燈采用LED光源，耗電量較小，可大幅度降低電費50%左右。LED燈具環保效果較好，LED燈具中不含汞和氙等有害元素，利于回收和利用，而且不會產生電磁干擾普通燈管中含有汞和鉛等元素，這些都是對人體有害的物質。而道路照明采用的高壓鈉燈中的電子鎮流器會產生電磁干擾，影響其他電器的正常運作，長時間的電磁干擾也會對人體健康造成一定影響。

二、景觀綠化設計

（一）城市道路景觀綠化設計

結合城市道路環境特點、工程特點、構造物分布與選形、路基斷面布設形式及景觀規劃定位等因素，確定如下城市道路景觀設計內容：

1.人行道景觀。根據沿線用地性質不同進行有區別的設計。結合地面道路及高架橋的空間形態，景觀打造以開敞式為主，讓沿線的景致和景深成為一道優美風景線。其中行道樹設計應注重樹形及分支點的選擇，體現高大挺拔。主要樹種選擇有大葉香樟、銀杏等。

2.分車帶綠化。分車帶設計注重簡潔通透，以時令草花、修剪整形灌木和球類植物為主，展現沿線道路的整潔大氣，注重橋下植物耐陰性的選擇。

3.節點景觀。節點景觀設計應將建筑、場地、綠化結合，統一考慮，打造富有特色的現代城市景觀，并注重與地塊現有景觀的銜接與融合，復鋪裝則延續原有地塊的鋪裝形式。

4.環境小品。燈飾、椅、凳、桌、花盆、花池、花架、標識牌、護欄以及亭、廊、雕塑等以精美靈巧的造型來點綴空間，起到畫龍點睛的作用。如北濱河路黃河風情線上不同路段布置了風格各異的小品雕塑并精心配制燈飾，形成了一系列既相互獨立，又協調統一的游憩空間。5.綠化樹種選擇。針對蘭州市地處高海拔嚴寒地區，氣候干燥，降水少、蒸發強烈常年干旱少雨的地理氣候特點，在植物配置上以適宜蘭州市氣候、土質的常綠樹種如：側柏、針葉松、黃楊等為基調樹種，保持一年四季綠意盎然的景觀效果，適當搭配一些開花有色樹種如：紅花紫荊，榆葉梅、月棘等，讓蘭州市黃河風情線更富生機。

（二）城市橋梁景觀設計

在保證結構強度的前提下，追求的是流線暢舒展的總體線型和自然的曲線。橋梁的夜景亮化綜合采用泛光照明、LED點狀照明和帶狀照明營造炫麗多彩的橋梁夜景效果。在高架橋兩側防撞墻外側設置花槽，種植景觀植物，增加綠化率。高架橋立柱下種植爬藤植物，為垂直綠化的生長提供空間。

（三）地下人行通道橋景觀設計

靜寧路十字路口北側與東側、金昌路十字路口西側與北側路口、平沙落雁西側（原通道加長）、南濱河路、讀者大道、平涼路北口處人流量較大，需要設置地下人行通道解決行人橫向同行問題，分別設1～5m的通道橋，凈寬5.0m，通道兩側設人行梯道。

1.安全性。安全性是地下通道環境設計的基礎和前提，結構計算、抗震設計、地下通道防排水設計、照明設計等安全可靠。通道內部和出入口適當距離，布置醒目的標識牌，對行走安全起到很好的保障作用，并在在此基礎上對其標識牌進行個性化設計。特別是進行夜景設計時，通過各種燈光色彩來渲染環境和烘托氣氛。

2.舒適性。通道處入口是地下空間和地上空間的交換節點，也是人們視覺明暗變換的過度段。設計采用淺灰色鋼化夾膠玻璃、鋼結構駁爪風雨篷，可以有效緩沖光線明暗變換而產生眼睛的不適感。

3.內飾材料。（1）墻面材料運用干掛大理石等裝飾材料體現空間的延伸，讓封閉的地下空間具有通透性。墻面磚施工縫橫平豎直，自然形成一種韻律感。（2）地面材料采用耐磨、抗壓、防水、抗腐蝕、防滑的花崗巖石材。局部采用套色處理。（3）地下通道樓梯是主要的交通樞紐之一，踏步的踏面兩側設計凹槽，避免積水。（4）頂棚設計采用亞光白色雅克力板吊頂，明快而富于變化。頂棚的高度結合空間功能高低錯落，賦予流動感。并結合照明燈具的選擇，引導人流方向。

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隨著電力系統容量的不斷增加，流經地網的入地短路電流也愈來愈大，因此要確保人身和設備的安全，維護系統的可靠運行，不僅要強調降低接地電阻，還要考慮地網上表面的電位分布。在以往接地設計中，接地網的均壓導體都按3m，5m，7m，10m等間距布置，由于端部和鄰近效應，地網的邊角處泄漏電流遠大于中心處，使地電位分布很不均勻，邊角網孔電勢大大高于中心網孔電勢，而且這種差值隨地網面積和網孔數的增加而加大。本文結合在建工程220kV新塘變電站的接地網設計，闡釋了接地網不等間距布置的方法及其合理性。

1接地網優化設計的合理性

1.1改善導體的泄漏電流密度分布

面積為190m×170m的新塘變電站接地網，在導體根數相同的情況下，分別按10m等間距布置和平均10m不等間距布置。沿平行導體①、②、③、④、⑤的泄漏電流密度分布曲線。從此可見，不等間距布置的接地網，邊上導體①的泄漏電流密度較等間距布置的接地網平均低15%左右；對于導體②的泄漏電流密度，這兩種布置的接地網幾乎相等(僅相差0.3%)；對于中部導體③、④、⑤，不等間距布置的接地網的泄漏電流較等間距布置的接地網分別提高了9%，14%和15%。由此可見，不等間距布置能增大中部導體的泄漏電流密度分布，相應降低了邊緣導體的泄漏電流密度，使得中部導體能得到更充分的利用。

1.2均勻土壤表面的電位分布

由表1的計算結果可知，不等間距布置的接地網能較大地改善表面電位分布，其最大與最小網孔電位的相對差值不超過0.7%，使各網孔電位大致相等，而等間距地網，其最大與最小網孔電位的相對差值在12.2%以上。同時不等間距地網的最大接觸電勢較等間距地網的最大接觸電勢降低了60.1%，極大地提高了接地網的安全水平。

表1計算結果比較

布置

最大網孔電位Vmax／kV

最小網孔電位Vmin／kV

最大接觸電勢Vjmax／kV

接地電阻

R／Ωδ／%

等間距

5.709

5.081

0.799

0.523

12.2

不等間距

5.544

5.506

0.315

0.519

0.7

注：1)δ=(Vmax-Vmin)／Vmin；

2)地網面積為190m×170m；

3)長方向導體根數n1=18，寬方向導體根數n2=20。

1.3節省大量鋼材和施工費用

如果按10m等間距布置的新塘變電站接地網，最大接觸電勢在邊角網孔，其值為0.799kV，但采用不等間距布置時，保持最大接觸電勢與該值接近，這時可節省鋼材31.2%，見表2。

2接地網優化設計的方法

在設計時采用嘗試的方法來確定均壓導體的總根數和總長度，即先對地網長和寬方向的導體根數n1和n2進行試算，對于大地網一般可采用均壓導體間距為10m左右試算，若接觸電勢滿足要求，進行技術經濟比較后再考慮增減導體的根數。當確定了n1和n2后，則地網長寬方向的分段數就確定了：長方向上導體分段為k1=n2-1，寬方向上的導體分段為k2=n1-1，然后按下式得出各分段導體的長度。

表2使用鋼材量的比較

表2使用鋼材量的比較

布置

n1

n2

Vjmax／kV

鋼材長度L／m

等間距

18

20

0.799

6860

不等間距

12

14

0.756

4700

Lik=L.Sik，

式中L——地網邊長(長方向L=L1，寬方向L=L2)，m；

Lik——第i段導體長度，m；

Sik——Lik占邊長L的百分數。

Sik與i的關系似一負指數曲線，即Sik=b1×e-b2i+b3，

式中，b1，b2，b3均為常數，其確定方法如下：

當7≤k≤14時，當k＞14時，

對于任意矩形地網，只要長、寬方向導體的布置根數一經確定，就可根據長、寬方向導體的不同分段k，分別按上述推得的公式布置導體的間距。

3結論

a)采用不等間距布置優化設計接地網，能夠使地網各網孔電位趨于一致，從而提高了變電站的安全水平。

b)在同樣安全水平下，優化設計的接地網較常規布置的接地網，一般能節省鋼材量達38%以上，同時也減少了相應的接地工程投資，在技術上、經濟上較為合理。

c)從邊緣到中心均壓導體間距采用按負指數規律增加的新方法來布置接地網，其指數公式的系數b只與某平行導體根數(或平行導體分段數k)有關。

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近年來，建筑信息模型技術發展迅速，并且在工程設計方面得到了廣泛的應用，取得了很好的效果，特別是在建筑工程領域，其應用已經非常普遍，顯著提高了工程設計的質量和效率，而且有效的解決了各種設計問題，對降低工程成本，提高工程質量具有重要做作用。但是對于結構較為復雜，單體數量較多的工程項目來說，如：地下輸電工程，建筑信息模型技術的應用還不是很成熟，應用的范圍和實際效果還不是很明顯，主要是因為工程復雜，工程規模大，建筑信息模型技術的數據信息很可能出現錯誤，不好掌控，再加上建模時間長等問題突出。因此，在地下輸電工程這樣復雜的工程設計上應用建筑信息模型技術，還需要根據實際情況，不斷探索，采取有效的策略，提高建筑信息模型技術應用的水平，優化地下輸電工程的結構，提高工程的質量。

1建筑信息模型技術簡述

建筑信息模型技術，也就是BIM技術，是以三維數字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型，實際上就是用三維數字對工程項目實體、設計和性能的一種表達[1]。通過建立系統完整的信息模型，把項目工程的生命周期內，每個階段的各項數據、信息、資料進行連接，從而完整的來表述工程項目。并且該模型會隨著項目進展不斷的深化和改進，有利于工程項目項目設計設計的更加合理、科學，有利于提高解決實際問題的效率，從而更好地保證工程項目的質量。建筑信息模型技術，與傳統的技術相比較，具有一定的優勢和特點，如：信息完備性、信息關聯性、信息一致性、可視化、協調性、模擬性、優化性等，這也是建筑信息模型技術廣泛被應用的重要原因。

2地下輸電工程結構設計的缺陷和不足分析

在以往的地下輸電工程結構設計中，主要采用傳統的設計方法，存在著一定的缺陷和不足[2]。地下輸電工程一般處于地下，工程項目的規模和空間跨度都很大，輸電系統中各個組成部分較為復雜，如，工作井的數量較大，地質環境差異大，排管的布置也具有一定的差異性，荷載也會隨時發生變化等。應用傳統設計方式，主要是先對地下輸電工程系統的具體功能進行分析，然后對地下輸電工程結構的外形和尺寸進行設計，再以設計圖紙為依據，利用結構設計軟件，進行建模計算，最后對施工圖紙進行設計。由于地下輸電工程處于發展之中，這種傳統的設計方式已經不能很不好的滿足工程發展的實際需要，在結構設計中也出現了一定的問題。（1）地下輸電工程中，工作井數量相對較多，而且每個工作井的實際功能和具體的邊界條件具有很大的差異性，在工作井的外形和具體尺寸設計上，就需要區別對待，分別設計，繪制的圖紙數量加大，設計工作量也很大，在對結構進行計算時，需要利用相關軟件建立多個模型，這樣，建模和繪圖的所占用的時間非常多，工作效率非常低。（2）修改工作量大，較為困難。在地下輸電工程結構設計中，如果相關某個數據發生變化，需要改動，那么模型計算和繪圖工作就要重新進行，工作量非常大，修改不方便。（3）設計管理困難，計算結果缺乏準確性。由于地下輸電工程結構設計圖紙和模型較多，而且具有一定的相似性，很容易發生數據混淆的情況，導致計算結果的準確性降低。

3建筑信息模型技術在地下輸電工程結構設計中的應用分析

3.1Revit與建筑信息模型技術結合建立參數化的工作井模型

在地下輸電工程結構設計中，應用Revit系列軟件，利用建筑信息模型技術建立起具有一定參數信息的工作井模型。成為一個系統的信息數據庫[3]。并且根據工程結構設的具體情況，根據工作井的具體涉及要求，進行修改，從而完成工作井模型設計。首先，工作井的設計內容主要是外形尺寸，每個工作井的區別都集中在接口的大小和位置上，除了長寬高等結合數據上的不同以外，還有一些其他方面的差異性，如：防水等級等，都是應用建筑信息模型技術需要的具體參數，通過修改幾何參數建立工作井的模型，再與非幾何參數結合，建立一個統一的數據庫。其次，要在Revit中建立建筑信息模型族庫，要應用結構選項卡下的構件，能夠掌握結構分析時的數據信息，結合實際需要，合理選擇具體的構件后，再把相應的材料、尺寸等具體的參數輸入到構件屬性的面板中，再把這些參數通過接口傳輸到Robot中。然后合理放置構件，根據具體的要求生成參數驅動模型。對于工作井來說，主要的構件就是梁板等，要在墻上開洞口，把排管連接好，選定合適的構件，對工作井的模型族庫進行準確組裝，然后在把所有類型的信息添加進去，生成工作井模型庫。

3.2把輸電工程結構模型正確導入

Robot在工作井的建筑信息模型建立完成后，要進行檢查確認無誤后，應用相關接口，把模型的數據信息導入到Robot中，涉及到的主要信息參數有：計算后的結構材料，尺寸信息，荷載等。導入完成后，要在Robot中對模型進行及時更新。對于工作井的建筑信息模型中的各個信息，要保證Robot軟件能夠完全識別[4]。如果在檢查中，發現模型有不合適的地方或者不夠合理，要進行及時修改，在發送到Revit中，還要及時查看發送報告，確認信息數據在傳輸過程中沒有發生錯誤。

3.3對輸電工程設計結構進行準確計算

在應用建筑信息模型技術對輸電工程結構進行設計時，需要對設計的結構進行計算，結果準確與否，直接關系著設計的質量[5]。Robot就是用來計算的軟件，主要是采用有限元算法，對模型的進行動態分析，彈塑性分析等，最后得出計算結果，并且應用表格等把結果的數據輸送出去。在實際計算中，只需把Revit中已經設置好的信息全部導入到Robot中，就可以直接對結構進行計算，無需模型修改等，計算效率非常高，而且結果準確。Robot在計算結構時，會提供多種形式的網格控制方法，不僅能夠計算出內力，還能夠針對不同的設計范圍和具體的參數進行結構的計算，如：混凝土結構的配筋等，都可以準確進行計算。在地下輸電工程結構設計中，主要是根據模型的實際情況，合理選擇網格尺寸和控制方法，結合所有的參數信息進行結構的計算，保證計算結果科學準確，從而提高地下輸電工程結構設計的規范性和準確性，有力的保證了工程的質量。

4結論

綜上所述，在地下輸電工程結構設計中，應用建筑信息模型技術，是輸電工程發展的必然趨勢，也是科學技術進步的具體表現。通過采用合理的應用方法，打破傳統設計的弊端，減少了工作量，提高了設計的效率和質量，地下輸電工程的發展具有重要意義。

作者:胡能萍 汪欣 單位:江西省電力設計院

參考文獻

[1]陳明，史健勇.建筑信息模型技術在地下輸電工程結構設計中的應用[J].工業建筑，2016，12：196~200.

[2]牟茗.四維建筑信息模型技術研究[D].北京林業大學，2013.

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2實驗應用

2.1電解硫酸鈉溶液

配制1mol•L-1硫酸鈉溶液，向2個西林瓶中分別加入硫酸鈉溶液至體積占大部分，然后滴加紫甘藍汁至瓶口，將盛滿液體的西林瓶反倒于瓶蓋中，與注射針頭相接觸。向飲料瓶蓋中加入少量硫酸鈉溶液，以保證整個裝置回路，用連接導線的的鱷魚夾各夾住2個注射針，并分別與9V的電源相連。可以發現大約1~2分鐘就可以觀察到下列明顯的現象：陽極附近有氣泡產生，溶液變紅色說明陽極區顯酸性，水分子失去電子，生成氧氣和H+；陰極附近有氣泡產生，溶液變綠色說明陰極區顯堿性，水分子得到電子，生成氫氣和OH-。學生依據上述的實驗現象就可以寫出該反應的電極反應式。隨著反應的進行，陰極溶液堿性增強，由綠色變成黃色。筆者建議若本實驗應用于課堂教學，只要觀察到陰極區變綠色即可，若應用于綜合實踐活動和研究性學習，可引導學生進一步觀察溶液顏色的變化。陽極反應：2H2O-4e-=O2↑+4H+陰極反應：2H2O+2e-=H2↑+2OH-

2.2電解飽和食鹽水

將上述硫酸鈉溶液換成飽和食鹽水，陽極電極換成鉛筆筆芯，其余步驟同上。電解飽和食鹽水，陰極區H+得到電子，生成氫氣，因此附近溶液顏色由紫色變成綠色進而變成黃色，溶液顯堿性。陽極溶液的顏色變化則由紫色變為紅色，進而變為無色，并且可以聞到少量的刺激性氣味，這說明Cl-失去電子，發生氧化反應，生成氯氣，氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，顏色的鮮明變化可以揭示這一系列化學反應。陰極反應：2H++2e-=H2↑陽極反應：2Cl--2e-=Cl2↑Cl2+H2OHCl+HClO但該實驗進行到10分鐘時，陽極溶液才褪色，此時產生的氣體已把陽極的溶液排得僅剩少部分，而陰極所在西林瓶中的溶液則更是被排得所剩無幾（因為氫氣的逸出速率比氯氣大）。為了解決該問題，筆者將作為陽極的西林瓶中溶液體積減少一半，陰極溶液體積不變，可以發現大約5min內陽極就可以出現由紫色變紅色進而褪為無色的現象，便于學生的自主探究。該微型實驗裝置也可以用于其他溶液電解實驗的研究，由于不同反應的分解電壓有差別，可在電源回路中串聯一個合適的變阻器，用于調節電解電壓，實驗時逐漸增大電壓，至電極上有明顯反應為止。

3實驗特點

宋心琦教授在“中學化學教學改革與微型實驗”一文中指出，微型化學實驗在中學化學中推廣艱難的原因之一是很多物質在微量時和常量時給予觀察者的感受可能不同，使得印象或結論因此不同。筆者認為不僅是物質本身，化學反應有時在微量和常量時給予觀察者的感受也不同，而本案例中的電解質溶液雖然是“微量”（3mL），但現象并沒有因此打折扣，實驗現象明顯。以電解硫酸鈉溶液為例，陰陽兩極的溶液分別呈現紅色和綠色，呈現鮮明的顏色區別。

上述介紹的實驗裝置和相關的設計除了具有現象明顯的特點外，還具有以下一些優點：

（1）時間較短，適合學生自主探究，探究電解硫酸鈉溶液大約1分鐘后就能觀察到明顯現象,而飽和食鹽水的電解則可以在5分鐘內看到陽極先變紅后褪色的現象。

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二、電子設備結構電磁兼容設計的目的

當今社會中，電子設備的正常運行，是基于電磁兼容的基礎上，電磁兼容能夠保證電子設備的運行不受電磁的干擾，就能夠很大程度上避免電子設備細節部分和個別部位的不良反應，使電子設備的性能達到最大化，提高電子設備的運行效率，提高整個行業的生產率。眾所周知，當前社會科學技術的不斷發展促進了電子設備應用的廣泛性，與各個行業各個領域息息相關，一旦運行的電子設備出現某些一時間不可解決的故障，就會影響整個行業的經濟發展，極大地威脅整個行業的安全穩定。因此，電子行業在設計電子設備的時候，首先要考慮到影響電子設備電磁兼容的條件和因素，考慮到電磁不兼容的種種跡象和表現，以盡快采用技術手段進行調整解決，以免電子設備投入使用后出現電磁不兼容的情況，影響電子設備的正常運行。電磁兼容，簡而言之就是控制電磁干擾，消除電磁干擾，使電子設備與其他的設備在特定的電磁環境中工作運行時，保證彼此的和諧穩定，保證電子設備各部分性能的正常。一個可以投入廣泛使用的電子設備不僅不會輻射有害能量，而且也不會受到不相關的輻射影響。因此，電磁兼容設計的目的是為了電子設備的正常運行和廣泛應用，是當今社會電子行業發展的整體走向和目標。

三、電子設備結構設計中保證電磁

兼容的方法和措施在電子設備結構設計中，需要通過采用特定的技術手段保證電子設備的電磁兼容性，以減少甚至消除電磁干擾，避免部件受到不良輻射反應而損壞，降低電子設備的整體性能和運行效率，影響整個行業的發展。新型電子產品研究開發之初，首先要對電磁兼容有一個概念性的把握，并在后期研發的時候充分考慮到電磁兼容的影響因素，進行相適應的電磁兼容開發設計，避免重復開發和資源浪費。在設計之初采取措施保證電磁兼容是最最經濟節約的方法，避免了后期維修調整的人力物力的浪費。現實生活中，很多已經投入使用的電子設備如果出現電磁兼容問題維護成本極高，甚至根本沒有解決辦法，因此，電子設備的結構設計要做到未雨綢繆，減少不必要的麻煩和損失。目前，最常見的電子設備電磁兼容的方法有濾波、屏蔽、接地三種，這是有效消除電磁干擾的重要舉措。

1電磁濾波

電磁濾波，是常見的影響電磁兼容性的因素，是壓縮信號回路所致，并且會對頻譜產生嚴重干擾，電磁濾波的存在不僅能影響干擾源的發射，而且會有效抑制干擾源頻譜分量對其他設備元件如敏感設備、電路、元器件的影響。簡單地講，電磁濾波通過某種特定方式過濾信號中的特定波段頻率，這種方式能夠有效抑制干擾，因此，在處理電子設備結構設計中的電磁兼容問題時可以考慮在內并加以應用實施。在電子設備的運行過程中，正在運行的電路會產生一些較強的干擾信號，這些干擾信號能夠通過電源線、信號線以及控制線等方式對整個電路產生巨大的干擾作用，因此，設置濾波電路已然成為當前公用電源線的發展走向和趨勢，這是保證電路安全穩定，減少電路干擾，提高電子設備安全穩定的重要方式。濾波電路的設置需要掌握一定的方法和技巧，鐵氧化體磁環\穿心電容、三端電容是最常見的選擇器件，是有效改善電路特征的重要元件。在濾波電路設置中，還需要保證所有的電源濾波器外殼與電子設備的接地點連接在一起。只有保證濾波電路設置的合理性，才能提高電磁濾波的效率和質量，提高電磁兼容，保證電子設備正常運行和整個電子行業的發展。

2電磁屏蔽

電磁屏蔽是目前解決電磁兼容問題的最有效方法，電磁屏蔽的優點是有效地將內部電磁輻射控制在一定范圍，即限制內部電磁越出既定的領域，與此同時，還能夠防止外部電磁輻射的入侵，切斷電磁波，減少不必要的損害。當前，電子設備出現的大多數電磁兼容問題都能夠通過電磁屏蔽這種技術解決，這種方式還能夠保證電路的正常工作。

2.1電磁屏蔽的作用

電磁屏蔽的作用是極大的，通過對兩個不同的空間區域進行金屬隔離，達到控制整個電場、磁場、電磁波的目的，使一個空間區域對另一個空間區域的輻射和感應控制在可控范圍。也就是充分發揮屏蔽物體的作用，將諸如電纜、元部件、電路、組合件甚至整個系統的干擾源包圍控制，阻斷干擾電磁場的對外擴散；與此同時，還需要充分利用屏蔽物體將系統、電路、電子設備有效包圍起來，以防止它們受到外界電磁場的影響。目前，電磁屏蔽技術是當前有效解決電磁輻射的方法，能夠有效保證電磁兼容，促進電子設備的正常運行。

2.2電磁屏蔽的注意事項

2.2.1電磁屏蔽的時候，一定要注意電磁屏蔽板的放置，一定要將其盡可能地靠近被屏蔽的機械設備，同時電磁屏蔽板要盡可能地與地面相接，這是有效發揮電磁屏蔽效果的關鍵，越靠近被屏蔽的器械元件，電磁屏蔽板所分布的電容容量就會相應地越大。

2.2.2電磁屏蔽板的時候，電磁屏蔽板的整體屏蔽效果還會相應地受到屏蔽板本身形狀的影響，實踐證明，屏蔽效果最好的的屏蔽板形狀是全封閉狀態，并且最好是金屬盒電場。

2.2.3電磁屏蔽的時候，電磁屏蔽板選擇材料的時候要求也很高，經過實踐調查研究，良性導體材料是屏蔽效果最好的屏蔽材料，常見的有銅、鐵、鋁等，與此同時，還需要注意屏蔽材料的厚度，這個需要根據實際強度靈活把握，只要屏蔽材料的厚度符合強度要求即可。

3接地技術

電子設備結構設計的電磁兼容，還會充分運用到接地技術，接地，并不是字面上理解的與土地地面相連，而是為電源和信號提供回路和基準電位。接地技術的使用有一定規則和標準，而不是隨意的。接地技術的使用必須保證接地的安全性，電子設備所使用的金屬質地的外殼一定要與地面相接，這是充分保障生命財產安全的重要舉措，還能夠確保電子設備的有效性和穩定性，保障電子電路的正常運行，杜絕靜電損壞等不良情況的出現。接地技術的使用還包括工作接地，工作接地這種方式相信大家都不陌生，主要指的是單板，母板或系統之間信號的等電位參考點或參考平面，這些參考點或參考平臺相當于信號回流的安全性通道，原則上認為這個通道的阻抗性是極低的。在使用接地技術的時候，一定要保證工作接地的正常，因為他的好壞直接影響整體的信號質量。因此電子設備結構設計中，熟練掌握工作接地的方法極為必要，不僅能夠最大限度地減少電路間的電磁干擾，而且確保了電子設備的電磁兼容，提高了電磁兼容的可能性和穩定性。以下將簡單接受接地的主要目的。電子設備接地技術的目的很明晰，就是為了最大程度上減少甚至避免電路之間的彼此干擾。通常我們提到的接地技術的目的有以下三個：

（1）接地技術的使用能夠使整個電路系統中的單元電路有一個公共的參考零電位，這是保證電路系統穩定工作必要條件。

（2）接地技術能夠有效防止外界電磁場產生的不良干擾。為了避免電荷形成的高壓引起電子設備內部起火放電產生不良干擾，可以選用機殼接地，這樣可以使大量電荷得以釋放，這些積累在機殼上的大量電荷的排放可以減少電磁干擾，保證電子設備的正常運行。此外，要想獲得較好的屏蔽效果，還需要根據線路對屏蔽物體進行挑選，并為其選擇合適的接地，這樣才能保證電子設備的有效運行。

（3）接地技術能夠有效保證工作的安全性，如果發生直接雷電的電磁感應，可以有效保護電子設備，避免電子設備的意外毀壞；如果工頻交流電源的輸入電壓由于絕緣不良的原因與機殼直接相通的時候，可以有效保護操作人員的人身安全，以免發生觸電事故。因此，接地技術也是有效防止電磁干擾的重要方法，正確使用將會大大減少電子設備使用后的故障發生頻率，保證電子設備的正常運行，促進電子行業的發展。

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農業現場的電子設備通常以監測控制為主，監測和控制設備一般是在農機運行前進行參數設置，在運行過程中進行數據顯示，在很多情況下監測和控制是合二為一的，因此要求界面是非阻塞式的，能在各種狀態下方便的相互切換，并可以通過菜單項選擇實現一定的功能（如：啟動，停止）。農業上常用的計量單位標準尚不統一，通常還需實現計量單位切換功能。工業控制常用的界面分為5種類型：菜單屏、變量屏、選擇屏、設定屏和顯示屏[5]。與之類似將界面類型分為：菜單選擇屏、靜態文本屏、動態文本屏和參數設定屏。各個類型界面的功能見表1。基于以上界面類型，參照一般人機交互的按鍵系統考慮到通用性及便捷性，系統設計時采用7鍵制，分別為：上、下、左、右、確定、設置、返回。以下介紹各界面的元素類型和操作分析：菜單選擇界面主要用于自頂向下的樹狀界面操作，為界面設計中常用的類型，用戶通過此類界面進行界面跳轉，功能設定。靜態標簽一般為提示性文字，靜態選項為帶被選擇功能文字。菜單選擇界面的一般操作為：上下鍵變更選項，左右鍵翻頁，確定鍵進入下一界面，或實現某一功能，返回鍵返回上一界面，設置鍵的功能一般不使用。靜態文本界面主要用于顯示固定的內容，一般用于信息提示，幫助文檔，版權信息的顯示，即它只包含靜態標簽。因為靜態文本界面本身操作較少，所以其按鍵響應也相對簡單，只包含滾屏和返回，操作方法與菜單選擇界面類似。動態文本界面主要用于變量數據，運行狀態的實時顯示，用戶主要通過這類界面實現對系統實時狀態的了解，其界面由靜態標簽和動態標簽組成，而動態標簽又由固定文字，變量文字組成。像靜態文本界面一樣動態文本界面本身并不需要太多操作，所以其按鍵響應也相對簡單與靜態文本界面相同。參數設定界面也是用戶界面中常用的界面，主要用于用戶對系統中的變量進行設置。它包含了幾乎所有的界面常用功能，其組成如圖1所示。這里的動態選項指的是既可以被選中，又會因變量和單位的改變而變化顯示內容的選項。參數設定界面的操作相對復雜，因其有兩種狀態，即選項切換和變量修改，其操作邏輯如圖2所示。以上分析了界面的組成和操作。在操作上采用了和目前大多數手持設備相仿的操作模式，并且在各種類型界面間保持了操作風格的統一。

2農機車載電子設備界面的數據結構設計

目前常見的界面框架數據結構都以菜單為單位，缺少對菜單項的精細化分，這使得界面顯示和操作函數對各種類型的菜單很難做到通用，而基于菜單項的菜單組織結構可以很好解決這個問題。將以上分析抽象為實際的數據結構，則形成菜單和項兩種數據結構，其中項是菜單的子結構，為了適應較小的屏幕，并簡化顯示和操作函數，一項即實際屏幕顯示中的一行。

2.1項數據結構設計項中含有文本內容，即格式化字符串，用于格式化輸出的字符串；含有數據變量地址和單位變量地址，用于填入格式化字符串中的變量內容；含有項狀態標志，用于區別項的類型，以便在顯示和操作時加以區分；含有跳轉菜單指針，用于表明該項所應該跳轉的菜單。特別指出將數據變量類型定義為無類型指針，從而使得同一種數據結構可以實現多種數據變量類型的表示。其中第一個元素表示了要顯示的數據和變量元素的顯示格式；第二、三個元素分別是數據變量地址和單位字符串首地址，在設置模式時可以利用這些指針修改變量原始值，實現數據設置和單位更改；第四個元素是項狀態標志，表示該項是可選中項，用于區分標題和選項；最后一個元素表示選擇此項后跳轉的目標菜單。通常定義項數據時是定義一個項數組用來組成一個菜單，以減少存儲空間，并實現隨機存儲。

2.2菜單數據結構設計菜單是用于表達一個界面內容和狀態的數據結構。它應該含有項數組首地址，用于表示界面顯示的內容；含有界面狀態標志位，用于表明界面的狀態和界面的功能；含有被選項，用于表明當前界面的被選項；含有頁頂項，用于控制界面視圖位置；含有最大項數，用于防止項數組越界；含有按鍵響應函數，用于相應按鍵操作。其中按鍵響應函數采用帶參函數指針形式，利用界面的狀態和按鍵共同決定需要執行的操作，既實現了統一接口，又增強了可擴展性。菜單間的關系只由項與菜單的指針決定，而與項的順序無關。一個常見的菜單數據其中第一個元素表示了該菜單對應的項數據數組；第二個元素是菜單狀態標志，表示該菜單是參數設置類型，該元素也可以在運行過程中被改為正在設置狀態；第三、四個元素默認填充0，在程序實際運行中可更改，以變更選項或視圖；第五個元素是菜單最大項，與項數據數組長度相當；第六個元素是操作響應函數，對應的函數為參數設定界面的操作函數。

3農機車載電子設備界面框架實現

3.1菜單顯示將以上數據結構作為基礎，菜單的操作實現也呼之欲出。界面顯示函數，每次從PageTopSelect對應項開始顯示，顯示接下來的若干項到屏幕（受屏幕顯示最大行影響），顯示項數據時，先分析項字符串中的變量類型和顯示寬度，再將項數據中對應的變量插入到顯示字符串中。同時可以利用MenuSelect變量值反顯選中行。如此可以顯示超過屏幕長度本身的菜單，每次只顯示對應屏幕大小的一部分內容，相當于擴展了屏幕。具體流程圖如圖3所示。

3.2操作功能實現樹狀菜單結構使用堆棧，即主界面為棧底，每次執行菜單跳轉時執行壓棧操作，菜單返回時執行出棧操作，并且堆棧操作都使用指針方式實現，這樣既可以較少的代價實現多級菜單跳轉，又將菜單的操作和菜單數據本身分離，使得在修改菜單數據時避免了對其他菜單關系的影響。每個菜單可以使用不同的按鍵響應函數，相同類型菜單之間還可以共用響應函數，兼顧了靈活性與復用性。將菜單顯示和操作分開，用戶可以將顯示刷新放在定時中斷中，將操作放在外部中斷中，增強了編程的靈活性。一個典型的界面操作流程如圖4所示。菜單操作對應的軟件實現方式見表2。

3.3菜單修改對于已經編寫好的菜單對其修改非常簡單，以下介紹幾種常見的菜單修改方式：（1）要增加（刪除）菜單中某項，直接增加（刪除）該項數據，并修改相關菜單數據的最大項參數即可。（2）要修改項數據顯示格式，直接修改項數據中的格式化字符串即可。（3）要調節菜單項順序，直接調整項數組的順序而不用修改其他數據內容。（4）要修改某項跳轉的菜單，直接替換掉該項數據后的跳轉菜單指針。（5）要修改某項顯示的變量，直接修改該項數據中的變量指針指向即可。（6）要將菜單中的某項移至同類型其他菜單，直接將相關項數據移至目標菜單項數組，并修改兩個菜單數據的最大項參數即可。（7）要增加（刪除）某菜單只需將與其相關的項數據同時增加（刪除），并修改相關菜單數據的最大項參數即可。這些修改完全不涉及整個菜單的結構調整，項與項，菜單與菜單之間沒有直接關系，在修改時也不會相互影響。

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.149

0 前言

變電站是電力系統中接受分配電能，控制電流流向，調整電壓大小的電力機構，是供電系統中的重要組成部分。做好變電站電氣主接線工作是保證變電站正常運行的關鍵，其也影響著變電站運行的靈活性、經濟合理性以及檢修是否方便等方面，因此，科學合理設計變電站電氣主接線，全面分析影響因素，正確處理各方面關系顯得尤為重要。

1 變電站電氣主接線的設計問題

變電站電氣主接線的設計問題主要體現在以下五個方面，一、認真考慮變電所在電力系統中的位置，變電站在電力系統中的作用和地位是決定電氣主接線的主要因素，變電站具有較多分類，功能存在較大差別，在電力系統中的地位與作用不同，對主接線連接的的經濟性、可靠性以及靈活性都具有不同要求，因而，在電氣主接線設計過程中，需要認真考慮變電站的地位與功能，以此為依據進行電氣主接線設計[1]。二、充分考慮變電站近遠期的發展規模，在電氣主接線設計過程中，需要根據電力發展規劃，依照負荷大小，增長速度，地區網絡情況等因素進行綜合考慮，以此來確定電氣主接線的出線數，連接電源數以及接線形式。三、仔細考慮變臺數對電氣主接線的影響，變電站的變臺數直接影響著電力的傳輸容量，對主線的靈活性以及可靠性具有不同要求，對電氣主接線會產生直接影響。四、了解備用容量對電氣主接線的影響，備用容量是為了保證可靠供電的應急設施，在設備檢修、故障停運的情況下具有重要作用，其容量大小以及數量不僅影響著主接線的接線形式還影響著主接線設計的安全性與可靠性。五、負荷分級以及出線數多少對電氣主接線具有一定影響，在此過程中需要注意備用電源的使用，一級負荷需要設置兩個獨立的電源供電，以保證在一個電源不工作后，另一個電源能夠繼續工作，保證設施能夠正常運行，以降低對主接線的影響。

2 變電站電氣主接線設計策略

2.1 相關電氣設備的應用

變電站電氣主接線受到多種電氣設備的影響，其中需要應用的電器設備有隔離開關、母線、主變壓器、斷路器、跨條以及繼電保護裝置、電壓互感器、電流互感器、避雷器等[2]。在變電站電氣主接線設計過程中，中間變電站與終端變電站兩種功能的變電站是考慮的主要重點。下面進行詳細的闡述。一、中間變電站，中間變電站具有雙重功能，不僅具有母線上的交換功能，還具有能夠通過主變將電能分配給低壓用戶的降壓分配功率功能，中間變電站是終端變電站與中心變電站的中間環節，其接線方式既不需要像中心變電站那樣復雜，又不能像終端變電站那樣容易。二、終端變電站，終端變電站即受端變電站，此類變電站接近負荷中心，一般分為兩路進線，主要通過兩臺主變電站將電能分配給低壓用戶的方式進行輸送，在此情況下，主接線設計應當規范化、自動化、無人化、簡單化，以便能夠保證供電的可靠性，減少占地面積，不僅如此，在接線過程中還需要根據電氣設備特點、電流以及電壓的負荷性質、上級電網強弱等因素來確定接線方式，以保證接線的準確合理性。

2.2 典型接線方式的運用

典型接線方式的運用是變電站電氣主接線設計的主要策略之一，以中間變電站與終端變電站為例，通過對二者的分析比較，詳細闡述典型接線方式的運用。中間變電器常用的接線方式有四種，一、單母線連接，單母線連接即由變壓器回路、線路以及一組匯流母線連接而成的電氣連接方式，是較為常用的一種方式。二、單母線分段接線，這是一種采用斷路器或者隔離開關將單母線分段的接線方式。三、四角形接線，四角形接線是采用多個斷路器與隔離開關進行接線的一種方式。四、內橋接線外加跨條是指利用跨條電氣設備輔助接線的一種接線方式。終端變電站的接線方式則有三種，一、線路變壓器主接線，二、外橋接線，三、內橋接線，橋形接線是指利用一臺斷電器與兩個隔離開關組成的橋形接線方式，在終端變電站中主要采用橋形接線方式具有較好的接線效果，能夠保證設備運行的可靠性。由以上內容可知，中間變電站接線方式較多，接線過程較為復雜，能夠發揮出中間變電站的重要作用，保證電力系統的安全可靠。終端變電站的接線方式相對較少，接線較為容易，接線設計也較為簡單。

2.3 配電裝置的選型

配電裝置的選型十分重要，是電氣主接線設計的關鍵因素。當前，配電裝置的選型主要分為兩種，一、屋內布置，屋內布置包括sf6全封閉組合電氣布置、斷路器小車屋內布置，普通電器安裝屋內布置等，其運行維護較好，占地面積小，投資相對較大，適用于城市中心、用地緊張、城郊以及污染嚴重的地方[3]。二、屋外布置，屋外布置分為屋外高型布置、屋外半高型布置以及屋外中型布置，其主要適用于農村與縣城，屋外布置具有一定優勢，首先，母線下不布置任何電氣設備，設備布置清晰，不易產生誤操作。其次，運行可靠，維修與施工容易，最后，經濟合理，投資少，造價低。由此可見，做好配電裝置的選型工作是科學合理設計變電站電氣主接線的基礎。

3 總結

綜上所述，變電站主接線設計關系到電力系統運行的安全性與可靠性，科學合理設計變電站主接線方式十分重要，通過分析主接線設計中的問題，滿足其基本需求，研究主接線變電策略有助于保證電氣主接線的有效性，確保電力系統的安全性，實現整個電力行業的良好發展，同時推動我國經濟建設的順利進行。

參考文獻：

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1引言

在當今的各種實時自動控制和智能化儀器儀表中，人機交互是不可缺少的一部分。一般而言，人機交互是由系統配置的外部設備來完成，但其實現方式有兩種：一種是由MCU力口驅動芯片實現，如鍵盤顯示控制芯片SK5279A，串行數據傳輸數碼顯示驅動芯片MAX7219等等，這時顯然MCU沒有LCD的驅動功能。另一種就是MCU本身具有驅動功能，它通過數據總線與控制信號直接采用存儲器訪問形式或I／O設備訪問形式控制鍵盤和LCD實現人機對話。這里的MCU主要有世界各大單片機生產廠商開發的各種單片機，其中TI公司的MSP430系列因其許多獨特的特性引起許多研究人員的特別關注，在國內外的發展應用正逐步走向成熟。

2LCD簡介

LCD(LiquidCrystalDisplay)，即液晶顯示器。液晶顯示是通過環境光來顯示信息的，它本身并不發光，因而功耗很低，只要求液晶周圍有足夠的光強。LCD是人與機器溝通的重要界面，早期以顯像管(CRT／CathodeRayTube)顯示器為主，但隨著科技不斷進步，各種顯示技術如雨后春筍般誕生。LCD由于具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險、平面直角顯示以

及影像穩定不閃爍等優勢，逐漸占據顯示的主流地位。

LCD的類型，根據其分類方式的不同而不同。如根據LCD顯示內容的不同可以分為段式LCD和點陣LCD。根據LCD驅動方式的不同可以分為靜態驅動和多路驅動。

3MSP430F44X簡介

MSP430F44X系列是TI公司最新推出的具有超低功耗特性的Flash型16位RISC指令集單片機[2]。該系列單片機性價比相當高，在系統設計、開發調試及實際應用上都表現出較明顯的優勢。它主要應用在各種要求極低功率消耗的場合，特別適合用于智能測量儀器、各種醫療器械、智能化家用電器和電池供電便攜設備產品之中。

3.1系統結構

MSP430F44X的系統結構，主要包括：CPU、程序存儲器(ROM)、數據存儲器(RAM)、FLL+時鐘系統(片內DCO+晶體振蕩器)、看門狗定時器／通用目的定時器(WatchDog)、ADCl2(12位A／D)、比較器A(精確的模擬比較器，常用于斜邊(Slope)A／D轉換)、復位電壓控制／電源電壓管理、基本定時器(BasicTimerl)、定時器(Timer-a和Timer-B)、LCD控制器/比較器(多達160段)、硬件乘法器、I/O口和串行口[4]。系列中各種具體的型號稍有差別。在本次設計中，具體選擇MSP430F449作為人機接口電路的設計具有許多獨到的優勢。這一點，讀者可以根據TI公司相關的數據手冊進行比較。

3.2片內外模塊特性

MSP430F44X具有豐富的片內模塊，其明顯的特點是：具有48條I／0口線的6個并行口P1-P6，其中P1、p2具有中斷能力，同時具有2個可用于UART/SPI模式選擇的串行口(USART0和USARTl)；內含12位的A／D轉換器ADCl2，快速執行8×8、8×16、16×16乘法操作并立即得到結果的硬件乘法器；多達160段的LCD控制器／比較器，可以實現多種方式的驅動顯示；可以實現UART、PWM、斜坡ADC的16位Timer-A和16位Timer-B；非常靈活的時鐘系統，既可用32768Hz的鐘表晶振產生低頻時鐘，也可以用450kHz-8MHz的晶體產生高頻時鐘，同時還可以使用外部時鐘源或者用不同控制頻率的DCO；多達幾十kB的Flash空間，這樣數據既可以保存在片內的Flash信息存儲器，也可保存在程序的Hash中的剩余空間。

4接口電路設計

4.1接口電路簡圖及說明

典型應用電路示意圖。在該圖中，LCD類型和鍵盤種類及數目的選擇、下拉電阻的數值大小都必須認真考慮，硬件設計要滿足一定的工作時序關系，復位時預留緩沖時間和懸空部分引腳，晶振的選擇要在適當的數值，必須保證交流驅動的頻率在30Hz-1000Hz范圍內，其具體的情況請詳細參考TI公司的相關資料[3]。

4.2段型液晶顯示屏EDS820A簡介

一般而言，LCD分為筆段型和點陣字符型及點陣圖形型。筆段型主要是顯示數字，常用于計數、計量和計時；點陣字符型用于顯示數字和西文字符；點陣圖形型用于顯示圖形及字符。本設計中用到的EDS820A就是由西安新敏電子科技有限公司生產的筆段型LCD。是該顯示屏的各個引腳的邏輯功能表。

顯而易見，該產品EDS820A是5位的液晶顯示屏，它只有4個DP，用于顯示小數點；COM端也只有一個，所以該LCD與MSP430F449的管腳連接應該引起足夠重視.

5軟件設計

硬件連接電路圖為例，編寫了鍵盤控制及顯示程序，程序在IAREmbeddedWorkbench編譯通過。全部主程序包括詳細的發射和接收子程序，及初始化和等待鍵盤輸入轉換、顯示等等，值得注意的是發射與接收的控制要適當。

該程序是用匯編編寫的。程序實現的是等待按鍵輸入，讀取鍵值，最后進行鍵值處理和顯示的功能。

檢測是否有鍵按下是通過KEY是否有高電平信號。平時，KEY為低電平，當有鍵按下時為高電平，它發送一個脈沖給單片機MSP430F449，當單片機檢測到該信號時，判斷按鍵的功能，從而進行相應的處理。

6人機接口電路在體內電刺激器中的應用

醫學上，在進行疾病控制時，通常可以通過電極以一定波形(如方波、正弦波等)、頻率、幅度、占空比等電信號對神經或肌肉進行刺激，以使其支配相應的功能或肌肉產生收縮／舒張動作，從而有利于癥狀的減輕。由于不同部位的神經或肌肉對電刺激發生的敏感水平不同，不同強弱和不同性質的電信號所產生的刺激效果是不一樣的。我們研制的體內電刺激器，可以產生手術時所需要的具有不同的頻率、幅度、占空比的不同波形信號。該儀器幅度、占空比準確，頻率穩定，各參數均可以精確的調節。而且，由于使用了LCD顯示，它與單片機的連接簡單。LCD具有質量輕、體積小、電壓低、功耗小、顯示內容豐富等優點，其人機界面相當友好。但人機接口電路設計的優劣直接影響到整臺儀器的使用效果。

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1．1結構設計的延性特點

在建筑物使用的過程中，由于受到地震、風力以及沉降等因素的影響，建筑會發生一定的變形，尤其是一些高層建筑。為了避免高層建筑由于變形而發生損壞甚至倒塌現象，我們在對建筑結構設計的時候，需要采取一些措施使建筑物具有一定的結構延性，從而確保建筑結構的安全性。

1．2結構設計的水平荷載問題一般來說，在對一些低矮的建筑進行設計的時候，我們主要考慮的是豎向的荷載因素，而在一些高層建筑中，雖然豎向的荷載控制非常重要，但是，水平荷載則起著主要的決定性作用。鑒于此，在對一些高層建筑結構進行設計的時候，我們不僅要考慮豎向的荷載控制，更要注重水平荷載的影響，通過提高建筑結構水平荷載能力，進而增強建筑結構的穩定性和安全性。

1．3結構設計的抗震特點近年來，由于受到多種因素的影響，地震動發生頻率增多，對建筑造成了嚴重傷害。因此，現代建筑對抗震性能的要求也比較高。在這種形勢背景下，為了順應時展潮流和滿足現實發展需要，我們在對建筑結構進行設計的時候，還要考慮抗震要求，使建筑結構的質量達到小震不壞和大震不倒的標準，通過提高建筑結構的抗震性能，從而減少地震等自然災害對建筑的毀壞。

1．4結構設計的側移變形問題目前，為了節約有限的土地資源，高層建筑已經成為現代建筑發展的一種趨勢。高層建筑的水平荷載比較大，并隨著建筑高度的增加而增加，在一些因素的作用下，高層建筑就會發生一定的變形，使建筑的安全性大大降低。因此，在建筑結構設計的時候，我們要提高建筑的強度，使它具有良好的強度和剛度，有效控制側移變形的發生。

2建筑結構設計的原則

2．1選用合理的基礎方案基礎設計是建筑結構設計中一個重要的組成部分，在對建筑進行基礎設計的時候，我們需要綜合考慮周圍的地質條件、施工條件以及分析建筑結構的類型和荷載的分布等。總之，我們要從建筑實際情況出發，依據相關要求，選用合理的基礎方案。

2．2選擇適當的計算簡圖計算簡圖是建筑結構設計中一個關鍵環節，它是建筑結構的一種簡化形式，對建筑結構的安全性具有重要影響。因此，在建筑結構設計的時候，我們要選擇適當的計算簡圖，提高建筑結構設計的安全性，避免由于計算簡圖問題引發各種安全事故。

2．3選用科學的結構方案科學的結構方案是提高建筑結構設計水平的重要保證。因此，在對建筑結構結構進行設計的時候，我們要選用一個經濟性的方案，確保建筑結構形式和結構體系的可行性。比如，在建筑結構體系方面，同一結構單元最好采用相同的結構體系，并且達到受力明確，傳力簡潔的要求。簡而言之，在對建筑結構進行設計的時候，我們要綜合考慮施工現場的地質條件、選材以及設計要求等因素，從而選用一個更加科學的結構方案。

2．4采取一定的構造措施為了提高建筑結構設計的科學合理性，保證建筑結構的安全穩定性，在進行建筑結構設計的時候，我們還要采取一定的構造措施。比如，我們要注意鋼筋瞄固的長度，要關注構件的延性，要考慮溫度的應力作用等。通過這些構造措施的應用，可以在很大程度上保證建筑結構的質量。

3建筑結構設計的安全性

安全性是建筑結構設計中一個重要的問題。為了保證建筑結構的安全性，在對其進行設計的時候，我們需要關注以下幾個問題。第一，建筑設計中超高問題的處理。正如上文所述，在土地資源緊缺狀況下，現代建筑向著高層的方向發展。但是，為了保證高層建筑的安全性，在對建筑結構進行設計的時候，我們要對建筑的高度進行嚴格控制，避免由于樓層過高影響建筑的質量和抗震性能等。第二，建筑中短肢剪力墻的問題。在建筑施工中，為了保證建筑結構的抗側力，我們需要設置一定的剪力墻，而那些墻肢截面高厚比例是5—8的剪力墻，我們稱之為短肢剪力墻。短肢體剪力墻在應用過程中會受到很多限制，因此，在建筑結構設計中，如果條件允許，我們盡量少用甚至不用短肢剪力墻，避免給建筑結構設計增添一些不必要的麻煩。第三，建筑中嵌固端的問題。在建筑結構設計中，嵌固端位置的選擇也是一個不容忽視的問題。一般來說，大多數高層建筑都會有地下室，在對嵌固端進行設計的時候，我們可以把它設置在地下室的頂板位置，不僅有利于建筑結構的后期設計的順利進行，而且也更加安全，減少了建筑結構設計中的安全隱患。第四，建筑中的規則性問題。隨著建筑業的發展，我國建筑結構規則方面發生了很大的變化。比如，建筑設計中平面規則性的信息變化、建筑結構中嵌固端中上下層的剛度比的信息變化等。在對建筑結構進行設計的時候，設計工作人員要關注這些結構規則信息變化，并遵循新的規范，避免在建筑結構設計后期由于修改而增添麻煩。

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1.1促進建筑物更好運行和工作

電氣設備是建筑得以有效運行和工作的重要設備，如果忽視采取相應措施做好電氣設計，容易導致資源、能源出現大量浪費現象，對整個建筑物的運行帶來不利影響。而采取有效措施，在電氣設計中采用節能技術，能有效轉變這種情況，推動設計水平提高，促進電氣設備能耗降低，使整個建筑物更好運行和工作，為人們生活創造良好條件。

1.2提高生活質量和環境質量

如果建筑物電氣設備的資源、能源消耗過大，不僅影響周圍環境，還會對人們生活質量的提高帶來不利影響。而采取相應措施，重視節能技術應用能徹底改變這種情況，對建筑電氣作用的發揮產生積極影響。例如，通過太陽能、風能利用，能促進建筑電氣節約能源、資源，更好滿足人們對各種能源的需要，為人們生活營造良好氛圍，也有利于提高周圍環境質量。

2建筑電氣設計節能技術的原則

在建筑電氣設計中采用節能技術，應該以相關原則為指導，將這些原則有效落實到電氣設計的每個環節。總的來說，這些原則包括以下幾個方面。

2.1安全原則

建筑電氣設計的目的是滿足人們日常使用的需要，為人們日常生活營造良好環境氛圍。節能技術的采用是為了節約能源、資源，降低消耗，取得更好的效果。但不能忽視的是，采用節能技術的同時必須堅持安全原則，實現對各類事故有效預防，保證電氣設備絕緣性能良好，合理設計防雷技術、防靜電技術，在降低能耗的前提下，實現對各類事故的有效預防。

2.2適用原則

節能技術的采用必須與建筑物相適用，不能為滿足節能而進行設計，而是在適應建筑物的前提下，采取有效的節能技術，促進節能水平提高。另外在采用節能技術時，還要確保電氣設備正常運行，滿足人們日常生活的使用要求，保證質量合格，滿足負荷容量要求，進而促進電氣設備綜合性能有效發揮，更好發揮其節能效果。

2.3經濟原則

在確保電氣設備節能降低的基礎上，促進電氣工程經濟效益最大發揮。要在保證電氣設備使用功能及安全的基礎上，盡量采用投資低，效果佳的節能技術，提高設計的經濟性，節約成本。合理選用節能設備，提高設備性能，降低設備運行和維修成本，在發揮節能效果的前提下，促進電氣設備更好運行和工作，降低整個建筑物電氣設備運行成本。

3建筑電氣設計的節能技術應用存在的不足

盡管很多設計單位認識到建筑電氣設計節能技術的應用意義，能根據具體情況，綜合采取有效對策。但由于設計人員綜合水平偏低，相關管理制度不完善，導致電氣設計中仍然存在一些問題與不足。例如，供配電系統選擇不合理，變壓器選型不恰當，照明設計未能得到有效落實，導致大量電能的浪費，對太陽能、風能等清潔能源的利用存在不足的情況。這些問題影響電氣設計水平提高，也不利于整個建筑節能工作，今后應該采取措施改進和完善。

4建筑電氣設計的節能技術及其應用對策

為應對電氣設計節能工作存在的不足，根據存在的問題，結合實際工作需要，筆者認為今后應該采取以下有效對策。

4.1合理選擇供配電系統及變壓器

在供配電系統選擇時，要綜合考慮建筑電氣的負荷性質與容量、電氣設備類型、供電距離等多種因素，選擇合適的供電電壓，科學設計供配電系統，保證系統連接到位，能有效運行和發揮作用。另外，為促進電氣設備更好運行和工作，必須合理選擇變壓器，降低其運行能耗，提高運行效率，實現節能的目的。

4.2做好照明系統節能設計

整個建筑工程建設中，照明電器所消耗的能源較多，是節能設計的重點和關鍵環節，要結合實際情況，充分挖掘節能潛力，促進設計水平提高。高處燈具選擇金屬鹵化物或高壓鈉燈，或采用大功率熒光燈，以實現節能的目的，通常不采用白熾燈。面積較小房間采用兩燈一控或一燈一控方式，面積較大房間采用一控多燈方式，適當設計單控燈，樓梯、走廊、過道采用定時開關控制方式，室外照明采用光電定時控制方式。

4.3提高電氣系統功率因素

提高電氣設備自然功率因素，降低無功功率要求，應用功率較高的電動機。利用電容器進行無功功率補償，當自然功率因素達不到要求時，要進行無功功率補償，減少路上無功傳輸損耗，實現節能的目的，降低能耗。

4.4重視無功補償設計

設計中要加強配電變壓器的無功補償，提高變壓器功率因素，實現節能的目的。在傳統無功補償工作中，采用的是三相共補方式，其應用相對比較廣泛，取得良好的施工效果。隨著社會生產力提升，建筑電氣中的大功率電氣應用越來越多，使三相平衡難度不斷加大，對電氣設計也提出更高要求。為應對這種情況，有必要對變壓器進行單相無功補償，但該技術應用會增加投資，設計中要對其綜合、全面考慮。

4.5有效利用清潔能源

隨著技術發展和進步，越來越多的清潔能源被應用到建筑電氣設計中，這也為電氣設計中更好應用節能技術指明方向。其中最為常見的是太陽能、風能、地熱能等，設計中要重視對這些清潔能源的利用，使其更好發揮節能作用。例如，在建筑電氣設計中，應用太陽能光伏供電系統能促進建筑物節能效果提升，該技術通過光伏效應，將太陽能轉化為電能，為建筑物提供電能，其重要組成內容包括蓄電池、太陽能電池板、充電控制模塊、放電控制模塊等。建筑電氣設計采用太陽能，主要將其應用到照明、熱水系統、鍋爐系統當中，并且其應用具有良好效果，設計中應該重視清潔能源利用。

篇（11）

DSRC作為一種專用的無線短距通信協議，主要針對固定于車道或路側的路側單元(RSU)與轉載于移動車輛上的車載單元(OBU)之間的通信接口規范。本文采用廣泛使用的被動式歐洲DSRC標準，其主要技術指標如下：工作頻率為5．8GHz，下行數據為FMO編碼，速率為500kbps，調制方式為幅度(AM)調制；上行數據為NnZI編碼，速率為250kbps，調制方式為2MHz或1．5MHz副載波的二進制相移鍵控(BP5K)調制，數據誤碼率為10-6。圖l為DSRC通信系統工作模式。它采用半雙工的通信模式，主要有兩種工作方式：下行和上行方式。當在下行方式時，RSU為發射模式，而OBU為接收模式，RSU發射以AM調制方式把調制信號FAM加到5．8GHz的載波頻率F0上。當在上行方式時，RSU為接收模式，而OBU為發射模式，RSU發射連續的j．SCHz載波FO給OBU，并與OBU中的2MHz或1．5MHz的副載波BP5K調制信號Fm混頻后，再通過天線反射回R5U上的接收機進行同步解調。

本文針對DSRC通信系統給定的要求，提出了一套含OBU和RSU的頻率為5．8GHz的微波接收電路，具有靈敏度高、動態范圍大等特點，并在最后介紹了系統的實驗情況。

圖1

1設計原理

1．1接收系統的作用距離和靈敏度估算

OBU的下行喚醒作用距離為：

(1)式中，λ=載波的波長=5cm；po=RSU發射機的功率輸出=18dBm；Gt為RSU的天線增益：13dB；Gr=OBU的天線增益=6dB；Ls=車輛擋風玻璃造成的損耗=-5dB；Smin=OBU的喚醒靈敏度=-40dBm。因此可求得OBU的下行喚醒作用距離在15m左右。

OBU接收到的功率，經OBU的BP5K副載波調制后，再發射回RSU接收機，故接收功率為：

(2)式中，Lb為OBU的副載波調制和轉發損耗，約為-6dB；月為上行鏈路時OBU與RSU接收機的距離。所以當只為5m-1lm的正常通信范圍時，R5U接收機射頻端的動態起伏為-84dBm~-97dBm，RSU接收機靈敏度必須<-97dBm。

1．2RSU接收機的總體設計

本系統為微波反射式系統，OBU反射RSU發射機的載波作為上行發射載波，故RSU接收機的RF信號與本振10信號相同。所以本接收機采用零中頻接收方案設計，因為上行副載波BPSK調制信號是雙邊帶調制，它的頻譜位于載頻的兩邊，故不需要鏡頻抑制。如圖2所示，RSU接收機主要由射頻帶通濾波器、低噪聲放大器、1昆頻器、中頻帶通濾波器和中頻放大及BPSK解調電路組成。

圖2

針對系統對接收機的要求，在接收機設計中，主要注重以下幾個方面：接收機的噪聲系數設計、接收機的大動態范圍設計、接收機微波無源部件的準確設計。考慮其全面的性能，在具體電路設計中，必須均衡設計各級的噪聲系數、功率增益，保證各個無源部件的準確性，合理分配部分電路的指標，以達到系統對接收機的要求。

1．3RSU接收機的靈敏度

對于相干解調的BPSK信號的比特誤碼率BER為：

(3)式中，S／N為輸入信號的信噪比。因此，為了獲得10-6或更少的數據誤碼率，中頻放大器端的信噪比必須大于10．5dB。而RSU接收機所需的信號功率可表示為：

PUR=10lg(kT)+10lgB+NF+S/N(4)

(4)式中，k=波爾茲曼常數，T=室溫(290K)，B=中頻帶寬=1MHz，NF=RSU中頻放大器前端的噪聲系數，S／N為中頻放大器輸入端信噪比>10．5dB。

RSU中頻放大器前端的噪聲系數為：

(5)式中，NF1=1／G1=射頻帶通濾波器插入損耗=2dB，NF2=低噪聲放大器噪聲系數=2.1dB，NF3=混頻器單邊噪聲系數=5dB，G2=低噪聲放大器增益=24dB(見圖2)。G3=混頻器的增益=-8dB，NF4=中頻帶通濾波器噪聲系數=3dB。

當S／N為最小所需信噪比(10．5dB)時，可求得RSU接收機的靈敏度為：

Pmin=(-114+4.2+10.5)dBm≈-99dBm<-97dBm

故可以滿足系統的設計要求。

1．4RSU接收機的動態范圍

動態范圍是指以某種方式降低接收機性能的較強帶外信號電平與極微弱信號之比。通常考慮的弱信號就是接收靈敏度。動態范圍通常有兩種表現方式，即用IdB增益壓縮表示的單音動態范圍和三階互調表示的雙音動態范圍。本接收系統中，主要考慮單音動態范圍。RSU接收機總的三階互調輸入截斷點(IP3)3為：

(6)式中，(IP3)1=射頻帶通濾波器的I/P=∞，(IP3)2=第一級LNA的IP3=15dBm，(IP3)3=第二級LNA的IP3=23dBm；(IP3)4=混頻器的IP3=14dBm；Gi為以上各級的增益，其中G2=15dB，G3=9dB，兩級共24dB，其他增益值如圖2所示。故可求得：

,

得(／P3)o=-8dBm。

一般而言，IdB輸入壓縮點Pldb-in要比三階互調截斷點約低10dB，所以RSU接收機總的Pldb-in約為-18dBm，故接收端動態范圍為-99dBm--18dBm。本系統正常通信時接收端工作信號范圍為-97dBm--84dBm，但因為發射機的輸出功率為18dBm，而收發天線之間的隔離度>38dB，考慮發射的強信號耦合，則接收機收到的最大信號Pmax=(18-38)dBm=-20dBm。故實際接收射頻信號端動態范圍為-97dBm~-20dBm。顯然，RSU接收機的動態范圍滿足系統的要求。

1．5RSU接收機的微波部件設計、仿真和制作

射頻帶通濾波器采用耦合微帶線三級級聯方式，結構緊湊，寄生通帶的中心頻率較高，適用頻帶范圍大。圖3為帶通濾波器仿真的S21和S11參數圖，帶通濾波器3dB帶寬為5．65GHz~5．95GHz，在5．3GHz和6．3GHz帶外頻率點處衰減>20dB。實際測試的帶內插損S21比仿真設計的要大1~2dB，這是因為濾波器相對頻帶僅為4％左右，此時耦合線的輻射損耗對Q值影響大，導致帶內衰減加大。

圖3

扇形線應用于微波有源器件的直流偏置電路中，它與隔直電容一起確保直流偏置與射頻信號的隔離。扇形的長度和連線長度都為中心頻率1／4波長左右，連線一般作成彎曲的形式，便于對其長度進行微調，夾角為45度如圖4扇形線的S11和S22參數仿真圖所示，扇形偏線在5．7GHz~5．9GHz頻段內，插損小于0．5dB，其回波損耗約大于40dB，故能較好地對射頻信號進行隔離。

2接收機電路設計技術

2．1OBU電路設計

OBU電路框圖如圖5所示，SB_out為喚醒直流輸出最大信號，DATA_out為解調后的下行FMO碼輸出，MOD為下行的2MHz載波的BPSK調制信號輸入端，OBU有閑置、下行和上行方式三種工作模式，由WKin和T／R來選擇控制。OBU的喚醒靈敏度約為-40dBm，轉發損耗約為-6dB。在PCB制作時，要注意周邊器件盡量靠近IC，布線盡量短，減少分布參數的影響。在RF端口接一1／4波長的短接線到地，保護OBU不受靜電或其它瞬態干擾損壞。

圖4

2．2RSU接收機低噪聲放大電路

為了更好地達到噪聲與增益的平衡，本系統采用了兩級低噪聲放大。要把idb壓縮點小、噪聲系數小和增益大的作為前級放大。要注意低噪曹的防靜電保護和電磁屏蔽，防止其振蕩影響性能。

2．3RSU接收機混頻器電路設計

一般說來，無源平衡混頻器的性能最好，它具有較高的二階、三階截獲點，有更好的噪聲平衡性能，但缺點是需要大的本振功率并具有較大的變頻損耗。這里采用無源雙平衡混頻器MMIC，在RF信號頻率為5．8GHz、本振LO輸入功率為10dBm的情況下，變頻損耗為8dB，雙邊噪聲系數為5dB(雙邊帶為8dB)，輸入1dB壓縮點為9dBm，三階互調截斷輸入點為14dBm，本振-射頻信號的隔離度為30dB，本振-中頻的隔離度為25dB。

2．4RSU接收機中頻濾波／放大電路

中頻系統的頻率特性如中心頻率、通頻帶、帶內起伏、帶外衰減等主要取決于中頻濾波器，通常為LC型濾波器，這里采用低通-高通構成的帶通濾波器。BPSK信號的頻譜類似載波抑制的雙邊帶，其帶寬為基帶信號帶寬的2倍，即500kHz。但考慮到2MHz或1．5MHz作為載波中心頻率，所以濾波器中心頻率為1．75MHz，3dB帶寬為1MHz，帶外抑制在0．3MHz處大于30dB，濾除因反射強耦合混頻后產生的直流低頻信號，在10MHz處大于35dB，防止帶外信號的干擾。

中頻放大器由四級組成，前三級為低噪聲系數和寬頻帶工作范圍的雙極型放大器MMIC，末級為視頻寬帶運放。四級增益共為7&lB左右。因為增益高，很容易導致正反饋產生自激，可在級間并接穩定電阻到地，一般為100歐姆左右。

2．5日SU接收機系統指標測試

RSU接收機系統指標測量方案如下：接收機本振端輸入頻率為5797．5MHz，功率為10dBm的頻率源，網絡分析儀HP8753ET輸出端經衰減器衰減后與接收機信號端相連，HP8753ET輸出頻率為5799．5MHz的單頻連續波，功率可調整，用頻譜儀測試中放2MHz頻率處的輸出功率值，測試結果如表1。

表1實驗測試結果

信號輸入端功率（dBm）本體噪聲（不加輸入）-102-97-92-88-86-84-82