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光纤传感器技术是20世纪70年代末发展起来的一门崭新的传感器技术,是随着光导纤维实用化和光通信技术的发展而形成的。1970年,美国康宁公司研制成功世界上第一根实用化的传输损耗为20dB/km的石英光纤。在随后短短的十几年里,以光纤作为传输介质的光纤通讯,就从实验室研制阶段,迅猛地发展成为通讯领域的一大产业。在光纤通讯系统中,光纤易受到诸如温度,压力等环境因素的影响,从而导致光强,相位,频率等光波参量发生变化,这对通信应用是有害的,而它却构成了一种全新的直接交换信息的基础,从而演绎出了光纤传感器这门新技术。
由于光纤传感器与传统的电传感器在传输介质,传输信号,敏感材料调制参量方面存在显著的不同,所以光纤传感器具有一些常规传感器不可比拟的优点,它一出现就赢得许多学者的青睐,目前光纤传感器已在很多领域得到广泛的应用,尤其是可为许多传统电传感器难以涉足的极端恶劣场合提供多种参量的新颖而可靠的检测手段。根据光纤在整个传感器中所扮演的角色可以将光纤传感器分为功能型和非功能型两大类。在非功能型光纤传感器中,光纤只起传光的作用,传感头为其他敏感元件;在功能型光纤传感器中,光纤既传光,也传感,具有“传”、“感”合一的特点。
一般的光纤传感系统由光源、信号传输线(光缆)、传感器件、光电转换及信号处理四部分组成,如下图所示。光波作为载波经入射光纤传输到传感头,光波的某些特征参量在传感头内被外界物理参量所调制,含有被调制信息的光波经出射光纤传输到光电转换部分,经解调后就能得到被测物理量的大小和状态。现在光纤传感器的种类繁多,光信号中能被调制的参数也相当多,包括光的强度、相位、多普勒频移、偏振态、波长等。由于光波的频率很高(1012~1014Hz),且是一种二维信号载体,所以它能传感和传输的信息量极大。
与普通机械、电子类传感器相比,光纤传感器具有以下优点:
1.抗电磁干扰。一般电磁辐射的频率比光波低许多,所以在光纤中传输的光信号不受电磁干扰的影响。
2.电绝缘性能好,安全可靠:光纤本身是由电介质构成的,而且无需电源驱动,因此适宜于在易燃易爆的油、气、化工生产中使用。
3.耐腐蚀,化学性能稳定。由于制作光纤的材料之一石英具有极高的化学稳定性,因此光纤传感器适宜于在较恶劣环境中使用。
4.体积小、重量轻,几何形状可塑。
5.传输损耗小,可实现远距离遥控监测。
6.传输容量大,可实现多点分布式测量。
7.测量范围广,可测量温度、压强、应变、应力、流量、流速、电流、电压、液位、液体浓度、成分等。
正是由于光纤传感器有许多独特优势,可以解决许多传统传感器无法解决的问题,故自从它问世以来,就被广泛应用于医疗、交通、电力、机械、石油化工、民用建筑以及航空航天等各个领域。
当今世界上光纤传感器研究的两大热点一个是用于生物、化学、医疗及环保等领域的光纤传感器的研究,典型的光纤传感器为光纤倏逝场传感器,主要用于环境污染监测及液体浓度、成分、比例、PH值、血氧饱和度、药物浓度等参数的检测;另一热点是用于智能结构和材料的光纤传感器的研究,主要用于结构内部应变、压力、温度、载荷疲劳、结构损伤等参数的监测,这方面的代表就是光纤光栅传感器。
参考文献:
关键词:EOC技术 发展现状 演进趋势 主流EOC技术 技术发展展望
中图分类号:TN943.6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(a)-0027-01
为了对广电接入网EOC有更加深入地了解,笔者首先以广电接入网EOC的分类进行切入,具体对广电接入网EOC分类,继而再进行接入技术的发展现状及其演进趋势进行了主要论述。
1 广电接入网EOC分类
广电接入网EOC技术作为广电运营商需求的技术占据着重要的主流技术地位,并发挥着重要的作用。对于广电接入网EOC技术可以把它分为有源EOC技术和无源EOC技术,针对这两种技术而言,它的技术选择是多方面的,主要包括WiFi降频、C-DOCSIS及HomePlug AV等等多种技术体制。
首先对于有源EOC技术,它的规模和成熟度尽管不一样,但是有一重要前提就是它们都是基于调制技术的。它们将数据信号调制到能在CATV同轴网传输的某一频段上,然后再把数据信号和CATV信号实现混合后的传输工作,传输过程中一方面要实行上行传输;另一方面还要实行下行传输,这样最终实现数字电视平台的双向传输。
其次对于无源EOC技术。无源EOC技术直接就实现了将以太网的基带信号带到同轴电缆中进行传输。这个传输有一些特定的要求,那就是局端的信号要先通过楼道,从楼道到用户端的网络布局必须保持是星型。除此之外无源EOC经过的Cable线不能有分支分配器。这些特定要求就给了无源EOC技术一些限制,比如它无法适用于树型网络。另外它的抗干扰能力相对较弱,它在实际使用过程中适应性也不及有源EOC技术。
2 广电EOC接入技术发展现状
针对广电EOC接入技术发展的现状问题笔者主要从多种技术选择上抽取两部分进行了具体的论述。首先是WiFi降频(802.11n)。WiFi降频采用 IEEE802.11降频到1 GHz作为通信标准,相对于其它EOC接入技术而言WiFi降频的标准化程度和所谓的国际化程度突出,对于其方案提供商以及芯片提供商上都表现出了较为明显的优势,这部分优势主要体现在其竞争力以及供货速度和供货质量上。WiFi降频因为处于高频段区域工作,所以和低频段的干扰信号进行对比的话,它的干扰信号要少得多。除此之外WiFi降频组网能力表现强,它可以实现一台局端支持253台终端,WiFi芯片的全球出货理较高,所以芯片的成本也相对较低。另外系统以太网功能较全,因为它的系统稳定性较高所以使同一终端设备不同业务之间可以实现优先设置,这样就可以保证足够的传送带宽。
WiFi降频技术表现出诸多的技术优势,但是它也同样存在一些技术缺点,笔者这些技术特点不外乎以下几个方面。因为WiFi降频技术的系统工作主要是集中在高频段,尽管信号干扰少,但是链路衰减则表现较大,也就直接会对线路传输距离产生影响;另外由于WiFi降频的系统射频频谱较宽,所以频谱利用率就不能足够充分,这样就直接造成了利用率的现实。除此以外,WiFi降频技术的系统并不支持多信道工作,所以它的可扩展性并不强。
其次C-DOCSIS。C-DOCSIS(China Data Over Cable Service Inter-face Specification)标准主要支持在计算机网与有线电视网之间,以及有线电视前端(或 HFC的光节点)与用户之间实现IP数据包的传输。其中,CMTS(Cable Modem Termination System)属于头端(局端)设备,可部署在有线电视网络的前端,也可以部署在双向HFC网络中的光节点。它在数据网与 HFC网之间起网关的作用;CM(Cable Modem)是终端设备,介于HFC网与用户端设备(CPE:Customer Premise Equipment)之间;CPE包括PC机、IAD、工作站、网络计算机等。DOCSIS EoC是Broadcom将 EPON 和DOCSIS技术相结合推出的低成本EoC方案。因此该方案可兼容广电的CMTS网络,能和DOCSIS 2.0&3.0的CM(Cable Modem)链接互通。DOCSIS EoC上行使用5~65 M低频段,下行使用50~862 M高频段。DOCSIS在欧美使用非常广泛,但在中国由于成本原因仅在大的广电运营商及省会城市得到一定的应用。具有比较突出的优势,主要是可以兼容广电现有的CMTS 网络,并和EPON相结合,可通过Broadcom公司开发的DML软件以OAM方式从EPON OLT一直管理到CM。
3 广电EOC接入技术演进趋势分析
因为运营商对于EOC接入技术关注有所侧重,所以这也直接对广电EOC接入技术演进趋势产生这样或那样的影响,那么广电运营商更集中于关注哪些方面呢。笔者对其进行总结认为主要表现在以下几个方面,一方面是EOC技术的射频性能以及它的适应性;另一方面是EOC技术的MAC层吞吐量、时延以及丢包率;最后是对于业务管理能力的重视。
继EOC技术演进之后的国产HiNOC标准和EPOC标准都在运营商关注的以上几个方面进行了不断地优化和改进,这两种标准将成为广电运营商今后的主要选择。EOC技术还在不断地发展,诸多厂商都开始慢慢地意识到,广电运营商要想获得准入市场的资格,还需要在用户终端成本花费更多的心思。广电运营商只有占据着成本较低的终端,这样才能实现与其它商家的相区隔。特别是作为芯片厂家和设备厂家在技术之外,还需要以终端成本为主要考虑因素。
参考文献
[1] 曹泽民.三网融合新形势下广电业务运营支撑系统建设探讨[J].中国有线电视,2012(4):455-460.
【关键字】 电子信息 科学技术 发展
一、电子信息技术发展现状
就目前的发展来看,由于电子信息技术的发展和普及,其应用越来越广泛的被应用在不同行业中,电子信息技术的应用领域已从过去的发展方向转变到金融行业中,甚至蔓延到其他领域。就金融行业的发展来看,很多纸币开始转变成电子货币的交易形式,信息技术的进步和发展已不是某个国家的问题,是全球性的,对电子信息技术的发展有推动作用。
二、电子信息技术的应用
1、信息通信网络领域的应用。在信息网络通信领域里,电子信息技术一般是通过信息网络里的数据进行传递,然后采取一系列的技术来设计数据传递终端设备。信息W络通信领域的作用是促进信息的传递,信息网络一般需要通过网络来进行支持。操作和运行的时候,通讯网络里很多都是借助电子设备来对信息进行一定的传递。
2、“互联网+”领域的应用。如今的社会,网络已经普及,不管是工作和学习,都需要利用网络。如果没有网络,社会的发展将会非常滞后。当前这个“互联网+”的时代,也属于互联网 + 各行各业的布局。也就是说,不管哪个行业和领域,都必须要以互联网为依托,借助电子设备和相关的技术,来实现行业的进步和发展。可以这样说,“互联网 +”的现状使得传统行业的限制得到了突破,也使得更多的行业和领域都得到了一定的进步和发展。也因此,其对于行业的保护是非常有利的。
3、医疗电子设备领域的应用。近年来,医疗行业的发展有显著的提升,关键在于采用了电子信息科学这一高新技术,这个技术无论是对治疗、管理上都有很大作用;首先在治疗上,电子信息科学与技术不仅可以勘察手术进展情况,还可以记录全过程,还有很多相关方面的医疗设备都采用了电子信息技术;在管理层面上,电子信息技术也在医院广泛使用,很多医院都开设了电子病例.便于储存。
4、汽车电子领域的应用。在其他领域当中,电子信息技术的应用都是为了对信息进行搜集和处理。但是在汽车电子领域当中,其最重要的技术是借助电子信息技术来对汽车的发电机来实施智能化的控制和操作。汽车电子信息系统里有很多的网络传感结构,比如温度传感器、压力传感器。所有的网络传感器都需要借助发动机的电子控制单元提供发动机相应的数据,再借助一定的处理来获得相应的结果。此外,还有中央喷射器等一系列的部件,其可以完成不同的指令。这就是汽车领域里的电子信息技术的应用,其促使汽车变得更加先进、智能。
三、电子科技在未来的发展
1、光电技术将成为发展重点。随着光电子学和电子学的技术提升,光电子技术开始成为电子信息技术的发展主力,就未来的发展模式看来,3D 技术将会成为电子信息技术应用显示领域的主要方式,随着 3D技术的综合性运用,其对软性显示器等类型设备的设计和出现起到促进作用,3D 技术的出现能显著提升人们的工作效率。近年来,LED技术的应用范围不断扩大,该技术的有效运用关系到了电子信息技术的领域创新,也实现了低碳环保设计的理念,由此可见,LED 技术显著改善了人们的生活方式和生活体验,给人们带来更多新鲜体验,发展前景必定是光明的。
2、网络信息技术更发达。互联网与电子信息科学技术的关系十分密切,他们不但彼此相互依存,而且还彼此促进对方的发展,现阶段,我国互联网的运用范围正不断扩大,电子信息科学技术实现互联网化,可以在一定程度上扩大国际之间电子信息科学技术交流的范围,加深电子信息科学技术交流的深度,打破电子信息科学技术交流在地域条件方面的限制; 除此之外,电子信息科学技术实现网络化,在网络中就可以进行资金与技术的优化配置,降低了电子信息科学技术的交易成本; 总而言之,电子信息科学技术发展网络化是我国在面临互联网时代的必然发展趋势,我国电子信息科学技术人员应该尽最大的努力对会联网体系进行构建以及健全,使互联网与电子信息科学技术之间推动作用更强。
3、通信技术不断壮大。通信技术的出现也是电子信息技术发展的成果,通信技术将会是电子信息工程未来发展的主要方向,就通信技术全面发展的当下来看,通信技术中包含了诸多的卫星通信传播技术、数字化无线技术和有限技术的综合运用,最出名且发展良好的一个案例是中国移动通信技术的发展,当前人类社会已经离不开通信设备的支撑,因此深入研究和分析通信技术将会一直延续。
结语:综上所述,为了使我国的电子信息科学技术得到更好的发展,我国电子信息科学技术人员应该顺应世界未来的发展趋势,努力创新,勇敢面对并克服电子信息技术中存在的问题,为我国电子信息科学技术发展创造良好的氛围。
参 考 文 献
[1]郗旺达.电子信息技术及其应用[J].电子技术与软件工程,2017(03):126.
关键词:光通信;光电子器件;市场前景;技术;安全性能;使用寿命
一、光通信光电子器件的技术发展
作为光通信的核心部件,光器件与光电子器件的安全性能高,具有良好的市场应用前景。在这方面我国企业的研发和生产能力排在国际主流位置。我国企业生产的各种发光器件、光检测器件的芯片、组件和模块,各种光放大器,各种无源器件包括光衰减器、光可变衰减器(VOA)、光分支器件、DWDM/去复用器件、连接器、隔离器、滤光器、准直器、环形器、起偏器、色度色散补偿器、偏正模色散(PMD)补偿器、光分插复用器等,不仅提供给国内的设备制造企业,还出口到美国、日本和欧洲等发达国家和地区,在国际上享有一定知名度。光电子器件的发展主要经历了三代。第一代传统光电器件主要以气体激光器、反射镜等元件为主要代表。其中的光电系统主要是通过性能可靠地光电器件固定在大型的底盘上组成的。第二代主要是指微光电子器件,主要包括激光二极管、多模光纤等,通过对脉冲光电子器件体积的缩小,促使不同的微光电子器件按照一定的方式进行组装,形成可靠的系统,实际操作过程中的组装难度大。第三代光电子器件主要是指波分复用器、单模光纤、各种光纤放大器等。这些器件构成的光通信系统主要的特点是:(1)主要的理论基础是平面光波导,使用过程中可以利用磁光、热效应等对光信号进行有效地调制;(2)主要的加工工艺为集成化晶圆;(3)体积小、集成化程度高;(4)节能效果好,有利于实现产品的大规模生产[1]。
二、光通信光电子器件的市场前景
在未来的发展领域中,由各种光电子器件组成的光通信网络,包含着长距离干线网、各种环形区域网及终端接入网,可以广泛地应用于不同行业的网络建设中。像移动通信网、互联网、卫星通信网等专有网络,都对光通信网络的依赖程度高,需要相关的技术人员结合生产现场的实际概况,合理地构建光通信网络,为社会各行业生产力的不断提高奠定坚实的基础。在早期的光通信发展过程中,市场份额占据比例较大的是光缆,成本价格相对较高。在未来光通信光电子器件发展的过程中,在密集波分复用技术与全光交互网络的支持下,光缆的市场占有率将会逐渐地降低,电信业务与其它互联网业务在各种光电子器件的作用下将会逐渐地进入高速发展阶段,住宅小区的宽带业务也将不断地扩大。结合目前光通信光电子器件的发展现状,可知西方的一些信息技术发展速度较快的国家正在加快光纤到户的建设步伐。在具体的建设过程中,需要大量的光电子器件,为这些器件广泛地推广带来了重要的保障作用。现阶段很多质量可靠的光电子集成正在不断地渗入相关行业的生产过程中,像常见的集成光分路器、密集波分复用器、光电收发一体化模块等。这些集成器件业务范围的扩大,将会给光电子器件生产制造商带来更多的经济效益,也会推动光通信技术及光通信网络的快速发展。我国作为全球重要的网络通信市场,实际的光传输网络在实际的应用中取得了许多重要的成果,各种技术已经达到了世界领先水平。与此同时,我国的光通信光电子器件的生产规模正在不断地扩大。在未来的发展领域中,这些光电子器件将会广泛地应用于信息高速公路建设、城市环形城域网的配套升级工程建设过程中。在现代光通信网络的应用过程中,集成光电子器件将会发挥出更大的优势。这些方面的不同内容,客观地说明了光通信光电子器件良好的市场前景[2]。
结束语
做好光通信光电子器件的技术发展与市场前景的研究工作,可以为我国国民经济发展水平的不断提高带来重要的保障作用。目前光电子技术的应用范围正在不断地扩大,客观地体现了这种技术的先进性与适用性。因此,需要对光电子技术的相关内容进行深入地分析,从不同的方面对这种技术的市场前景进行必要地探讨,以便为相关的研究工作开展提供一定的参考依据。
参考文献
[1]孙莉丹.新时期光电子器件及其技术发展史研究[D].哈尔滨工业大学,2015,06:12-25.
【关键词】电子科学技术 发展 信息化时代
1 电子科学技术发展的现状
就目前的发展来看,由于电子科学技术的发展和普及,其应用越来越广泛的被应用在不同行业中,电子科学技术的应用领域已经从过去的发展方向转变到金融行业中,甚至蔓延到其他领域。就金融行业的发展来看,很多纸币开始转变成电子货币的交易形式,信息技术的进步和发展已经不是某个国家的问题,其是全球性的,对电子科学技术的发展有推动作用。
早在20世纪90年代的时候,西方已经有很多国家开始关注社会的信息建设,在提出基础的预想之后,很多西方发达国家致力于信息化建设,自此人们进入到信息化社会的发展模式中,到了21世纪的时候,电子科学技术的发展速度迅速提升,且应用逐渐普及,我国也开始加入其中,将电子科学技术作为中国的重要产业,当前国内的电子科学技术的发展还面临很多的挑战,需要不断改革和完善,实现突破。
2 电子科学技术的特点
2.1 应用自动化与智能化
随着科学技术的进步,电子科学技术的发展和应用逐渐覆盖,其应用过程真实的体现出智能化和自动化的特征,实现了电子科学技术和现代化技术的综合,利用智能控制的理念,设备运行过程和使用过程不需进行看管,节约资源的使用,降低工作者的劳动强度,促进了人力资源的合理配置,提升岗位工作的针对性和效率,提升了资源运用的准确性和安全性。电子科学技术目前的发展方向开始朝向多项信息化技术发展的智能化和自动化方向前进,除此之外,电子科学技术的发展还被广泛的运用在信息技术的获取中,例如,云技术、自动存储技术和智能传感器等技术,不仅显著丰富了信息获取的渠道作用,还有效的节约了时间,完成信息传递的及时性。
2.2 网络化与数字化应用
随着计算机网络技术的发展,利用数字化技术来开发网络技术的形式已经成为当前电子行业发展的主要趋向,就目前来看,人们存储数据的形式采取数字化方式,通过在网络世界建立十分庞大的数字化网络结构方式,利用光纤通信技术和无信通信技术的综合,完成信息的高速传输。除此之外,利用数字化的电子科学技术应用完成数据的优化处理,能够保证存储信息的实效性和安全性,减少信息的占据面积,增加了数据的存储量,优化了数据的携带便捷性。
2.3 应用的快捷化与高效化
随着人们社会生活步伐的加快,高校且快速的获取信息传递的能力已经成为人们利用电子科学技术的基础需求,电子科学技术的产生基础是计算机技术,其是实现电子科学技术创新的有效支撑,实现了电子信息技术在信息传输层面的速度突破和传输突破,不仅能够有效的节约时间,还能避免数据的传输出现误差,做好信息的高校运用和高效管理,给人们的生活和学习提供便利,人们应用最多的电子科学技术化身就是手机。
2.4 集成化和微型化应用
由于半导体技术的进步和发展,电子科学技术的有效集成化和微型化应用成为实际,电子科学技术的具体应用保证电路的实现形式是集成的方式,其中包含了毫米性传感器的使用,有效提升了信息处理能力和单元的集成度,同时为很多产品外观的有效设计提供了多元化的选择。
3 电子科学技术的未来发展
3.1 光技术将成为发展重点
随着光电子学和电子学的技术提升,光电子技术开始成为电子科学技术的发展主力,就未来的发展模式看来,3D技术将会成为电子科学技术应用显示领域的主要方式,随着3D技术的综合性运用,其对软性显示器等类型设备的设计和出现起到促进作用,3D技术的出现能显著提升人们的工作效率。近年来,LED技术的应用范围不断扩大,该技术的有效运用关系到了电子科学技术的领域创新,也实现了低碳环保设计的理念,由此可见,LED技术显著改善了人们的生活方式和生活体验,给人们带来更多新鲜体验,发展前景必定是光明的。
3.2 网络信息技术更发达
由于互联网技术的出现,人们开始进入到网络时代中,利用四通八达的网络帮助人们获取信息显著提升了信息获取的便捷性和快速型,提升了信息获取的丰富性和有效性,网路购物的形式有效节约了人们的购物时间,为人们生活提供很大便利,转变了人们传统的生活方式。
互联网技术的不断创新促进了电子科学技术的创新和发展,对很多产业类型和行业发展带来良好的影响,基于互联网环境下的物联网技术也在不断创新,且物联网技术当前已经成为不同国家深入研究的主要对象,电子科学技术在其中扮演的角色十分重要,对人们的生活造成很大影响,实现了科学技术的进步,优化了人们的生活方式和生产方式。
3.3 通信技术不断壮大
通信技术的出现也是电子科学技术发展的成果,通信技术将会是电子信息工程未来发展的主要方向,就通信技术全面发展的当下来看,通信技术中包含了诸多的卫星通信传播技术、数字化无线技术和有限技术的综合运用,最出名且发展良好的一个案例是中国移动通信技术的发展,当前人类社会已经离不开通信设备的支撑,因此深入研究和分析通信技术将会一直延续。
3.4 计算机朝多核方向发展
电子科学技术的进步是计算机发展的结果,计算机技术目前的发展开始从原先的单核转换成双核模式,且朝向多核的方向发展,处理器也从原始的单核心转向多核心,运行速率不断提升。随着内部处理器改革的实施,处理器的面积不断缩小,计算机体积不断减小,便于人们携带。根据计算机发展的趋势来看,其发展朝向智能化和高效化的方向,为人们提供了更便捷的服务。
参考文献
[1]王@钦.机械电子技术的发展现状及未来趋势分析[J].电子技术与软件工程,2015(02):122.
[2]闫志杰.浅析纳米电子技术的发展与未来方向[J].电子世界,2014(18):28.
[3]刘中华.浅析电子信息工程专业、电子科学与技术专业的发展现状[J].现代物业(上旬刊),2015(06):122-123.
[4]张寿玲.电子信息科学技术的未来发展刍议[J].科技展望,2016(29):5.
【关键词】:低碳 节能 建筑
1绿色建筑与低碳建筑概念与特征
建筑是人类生活,工作 ,娱乐的主要场所 ,但是建筑在从规划设计开始 ,到施工 ,运行,后期的装修入户,及至最终拆迁的生命周期内,出规划设计外,其他阶段都伴随着资源利用,能源输入,以及废水,废气,废物的排放。随着城市化进程的加快,城市建筑越来越多,建筑生命周期的循环使人们意识到建筑本身就是能量堆砌的结果。正如《绿色建筑评价标准》中对绿色建筑的定义:“在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源,保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑”。 低碳建筑是指在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内,减少化石能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放量。目前低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。一个经常被忽略的事实是 :建筑在二氧化碳排放总量中,几乎占到了50%,这一比例远远高于运输和工业领域。在发展低碳经济的道路上,建筑的“节能”和“低碳”注定成为绕不开的话题。
2绿色低碳建筑的意义
建筑本身就是能源消耗大户,同时对环境也有重大影响。据统计,全球有50%的能源用于建筑,同时人类从自然界所获得的50%以上的物质原料也是用来建造各类建筑及其附属设施。尽管诸如道路,桥梁,隧道等不能以绿色建筑去衡量,但是居住区,办公大厦公寓等对资源的利用时周而复始的。另外,建筑引起的空气污染,光污染,电磁污染占据了环境总污染的三分之一还多,人类活动产生的垃圾,其中40%为建筑垃圾。对于发展中国家而言,由于大量人口涌人城市,对住宅,道路,地下工程,公共设施的需求越来越高,所耗费的能源也越来越多,这与日益匮乏的石油资源煤资源产生了不可调和的矛盾。 另外,在建筑过程中使用的能量,如电能,汽油,柴油等都附属有CO2的产生,如电能来自煤的燃烧,建筑物材料的运输来自于电能或者汽油,柴油的燃烧等,而且这些耗能是巨大的。我国处在经济快速发展时期,人们对高水平的生活的追求越来越强烈,这种消费升级使得人们对建筑的要求越来越高,人均耗能也越来越高,产生的CO2废弃物越来越多,这与全球倡导的保护环境理念相违背以火电为例,全世界火力发一度电能排放约0.5kg的 CO2。我国的火力发电技术不高,初步估算一度电约排放0.7kg的CO2,而我国火力发电量占发电总量的75%左右。建筑过程中还有一些能量是以间接电能的形式出现的据估算至2020年我国建筑能耗将达到 10.89亿吨标准煤,也意味着产生20亿吨CO2。但是如果推进建筑节能,以现在的速度和技术看,届时将减少1.4的标准煤然后,这将大大缓解地球温室效应产生的压力,也极大的保护了其他资源。
3以“低碳”应对全球气候挑战
低碳设计是指采用低碳技术和零碳技术乃至负碳技术策略,实现低碳、零污染、高效率可持续发展目标的设计方法。全球气候变化的形势大家都很关注,对我们建筑领域来讲 ,我们节能减排的任务意义很重大,也很艰巨,建设生态低碳城市、低碳生态社区、低碳绿色建筑 ,已经成为全球应对挑战领域的主要策略。低碳建筑和绿色建筑相比,在内涵和目标上是基本一致的,但是侧重点不同。绿色低碳建筑更强调减少污染排放;低碳排放是减少碳排放,它更切合节能减排应对全球气候变化的主题。
4绿色低碳建筑的发展现状
绿色低碳建筑体现了“科学发展观”,“以人为本”,“和谐社会”等多重理念,符合人类社会发展要求,顺应了时代潮流。我国绿色低碳建筑的发展现状可表述为,前途光明,但路途坎坷。目前,绿色建筑、低碳建筑在中国的推广还是刚刚起步,好多问题亟待我们去解 决,去探讨,需要设定对应的部门,才能保证政策的落实。我认为低碳的概念其实和节约型社会的概念是连在一起的,这也正符合我国可持续性发展的需求。它本身不仅仅是指建筑节能 ,而是将能源的消耗 、环境等各个因素整合起来的一个概念。低碳主要是指减少整个社会的能源消耗 ,因此低碳是大环境下的低碳 ,只有在整个大环境下实现低碳,才可能真正做到可持续性发展。还急需加大低碳减排的宣传力度,使得社会各界都来积极关 注绿色建筑和低碳生活,使绿色成为每一个普通居民生活方式的重要内容,才能从根本上推动我国绿色人居的进程。 发展低碳生活、建造低碳建筑不仅是政府、专家的事,积极树立低碳生活理念也是每一个公民的责任。低碳生活,是一种自然而然去节约身边各种资源的习惯。我们应该积极提倡并去实践,注意节电、节油、节气、垃圾回收以及绿色出行,从点滴做起,从身边的每个节能细节做起。很多低碳生活方式,大家都是可以做到的,即使是再小的一份力量,都是对发展低碳经济、构建低碳社会的一种支持。
5低碳建筑中的施工技术
低碳建筑是指在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内,减少化石能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放量。目前低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。“低碳建筑”低碳建筑采用结构体系、地能热泵系统、智能布线配电系统、太阳能综合利用、节能门窗、雨水收集中水利用及其他低碳使用技术。低碳建筑技术不仅可以大幅度降低能耗,同时可使建筑碳排放水平降低50%左右。低碳建筑主要有以下几种技术形式,外墙节能技术:墙体的复合技术有内附保温层、外附保温层和夹心保温层三种。我国采用夹心保温作法的较多;在欧洲各国,大多采用外附发泡聚苯板的作法,在德国,外保温建筑占建筑总量的80%,而其中70%均采用泡沫聚苯板;门窗节能技术:中空玻璃,镀膜玻璃(包括反射玻璃、吸热玻璃)高强度LOW2E防火玻璃、采用磁控真空溅射方法镀制含金属银层的玻璃以及最特别的智能玻璃;屋顶节能技术:利用智能技术、生态技术来实现建筑节能的愿望,如太阳能集热屋顶和可控制的通风屋顶等。制冷和照明是建筑能耗的主要部分,如使用地(水)源热泵系统、置换式新风系统、地面辐射采暖;新能源的开发利用:太阳能热水器、光电屋面板、光电外墙板、光电遮阳板、光电窗间墙、光电天窗以及光电玻璃幕墙等。
7结语
总之,随着科学技术的迅猛发展,将会有更多优良的建筑材料和先进的建筑技术被运用到现代建筑施工工程当中。在新形势下,我们要坚持科技创新,实现更好的建筑技术开发,为我国的建筑事业做出应有的贡献,此外还有更加注重研究开发和推广应用低碳建筑。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.GB/T 50378—2006绿色建筑评价标准[s1.北京:中国建筑工业出版社2oo6.
[2]李湘洲.才东明.21世纪建筑【M】.北京:建材 工业出版社.2002
[3]夏云.生态与可持续发展建筑【M】.北京:中国 建筑工业出版社。2001.
通信技术又被叫做通信工程、信息工程、电信工程等。该学科主要是研究通信过程中的信息传输、信号处理的原理和应用。主要包括信息采集、处理、传输、交换和重现过程[1]。信号处理和信号损耗研究是通信工程中两个重要研究环节,信号处理包括信号过滤,编码及解码等,信号损耗研究则是以降低信号传输过程的损耗为目标。通信技术按传输手段可分为无线、有线通信及其他手段,按通信类型可分为数据、语音、视频和图像通信,按承载通信设备的平台可分为移动通信和固定台站通信,按传输的带宽可分宽带通信、窄带通信及超宽带通信[2]。船舶的通信就属于移动通信的范畴。本文对船舶通信导航的特点进行了讨论,并阐述了其发展现状,展望了其未来发展的趋势。
1.船舶通信的特点
船舶通信的承载平台为船舶,使用环境是水上,与其他通信不同,船舶通信具有很显著的特点,主要表现在以下几个方面①只能采用卫星及短波进行无线通信,且通信距离一般较远;②通信设备多,频段宽,系统较复杂,且因局限于在船舶上,所占空间必定不能太大;③无固定设施可依托。
2.船舶通信导航技术的发展情况
2.1船舶通信技术发展现状
现今民用通信一般是以宽带基础网络将不同的业务网络和终端进行链接。船舶内部的设备通过网络和对外通信的设备连接来实现岸上监控系统和船舶及船舶间的通信。船舶通信的基础设施是一体化网络,其一般由四个层次构成,由下层为上层提供服务。最上层是应用层,主要包括各类应用;第二层则是网络服务层,该层主要提供数据、语音及视频三类基本信息服务;第三层则是协议层,主要包括IP通信协议及ITU通信协议等;最底层是基础设施层,该层主要为前面基层创造通信环境。
2.2船舶导航技术发展现状
船舶导航系统是由传感器及、数据处理系统、控制系统和终端显示设备构成[3]。①传感器:顾名思义,传感器是为了对各类信息进行采集,并将采集到的信号数据输入到数据处理系统进行处理。例如由计程头提供航速,由FAX头接收气象信息等[4],目前,传感器已经越来越高度集成,体积也越来越小,往往只需要一个传感器就能实现数据的多方面采集,而且相当多的传感器已经被融入到系统中,数量也越来越少。②处理系统:所谓处理系统就是将传感器传输过来的数据进行处理的系统。其会将传感器传送过来的数据进行汇总,通过一系列的算法得到船舶航行所需要的直观的结果,并将该结果输往终端显示设备。主要有导航数据处理和显示,航速数据处理和显示,罗航向数据处理和显示,水深数据处理和显示等等;③系统控制软件:其主要是控制数据处理系统及其他设备来对船舶进行管理及控制,主要包括:综合信息管理软件、航向、航速、水深数据处理和显示软件,电子海图、自动避碰软件,气象、风向、风速信息的接收与处理软件等等;④输出设备:主要包括INS、ECDIS、雷达、IBS、ARPA等诸多设备综合显示的PC终端,自适应数控自动舵,打印机等。
2.3综合导航系统功能
①提供关于航行动态高精度的数据信息,包括海况、航向等一系列所需信息;②提供智能化的、功能丰富的电子海图;③应用雷达实现雷达显示信息和电子海图的重叠,以实现对任意两点距离及方位测量;④提供航线规划的一系列功能;⑤提供智能自动避碰功能;⑥船舶所在货物及船舶本身信息数据的显示
3船舶通信导航技术在未来的发展
3.1高精度、微型化的惯导
各种惯导在体积、精度、损耗功率、智能化等各方面精益求精,快速稳妥地将各个基础领域研究成果应用到惯导产品中来。微尺度速率积分陀螺将取代目前惯导装置中的陀螺仪,在未来其体积只有约1 cm3,功耗只有5mW,角随机游走0.001°/h,漂移率0.01°/h。发展芯片级原子钟使其体积更小、功率更低、精度更高。发展芯片级导航仪使其具有更出色的探测能力,启动速度更快,尺寸更小,功率更低,性能更稳定。
3.2宽带化、数字化的通信网络
宽带化、数字化的通信网络一直是通信方面的发展重点。拿手机来说,从过去的“大哥大”到现在的4G手机,体积越来越小,功能却越来越多,从最开始的打电话、发短信发展到现在的网上购物、网上聊天、网上办公,这些都是宽带化、数字化的通信网络发展带来的好处[5、6]。在未来,光纤通信中继距离将更远、速度将更快,目前许多地区的家庭已有了千兆光纤,通信网络的发展真真是日新月异。而在未来要想进一步发展通信网络就不得不考虑新型光纤的研制,光交换和密集波分复用技术的发展。相信在不久的将来,随着超导技术、纳米技术、光路集成技术及其他一些新型技术的发展,通信网络技术也会有翻天覆地的变化。
3.3船舶通信导航网络的综合化、一体化、智能化发展
一是可利用最近发展起来的云计算、大数据、智慧地球等促使船舶通信导航网络的网络功能不断拓展深化,以满足不同的需求,更好地应对未来的挑战。二是将过去分开的信息系统集合在一起,达到高度集成的目标,然后在一个系统下进行综合管理,使管理系统趋向于一体化。三是可借助物联网等新发展的技术,及时掌握船舶信息,使通信导航网络的操控更灵活,更具智能化。这样才能使得船舶的灵活性、智能化、生存能力和经济性得到根本改善[7]。
【关键词】孵化器;光热;光电;绿色节能
孵化器作为现今养禽业不可缺少的生产设备,其最初起源于美国,在20世纪80年代,为了缓解美国经济衰退带来的影响,其各地政府根据地区养禽业发展模式,发展了一个新兴产业――孵化器产业。对于这种高技术产业,不仅提高了养禽业的孵化效率,而且也增加了当地就业机会,之后孵化器逐渐引入世界各个国家,成为一个“全球现象”。
1.孵化器的发展现状
从国际上看,各国政府都鼓励发展高新技术产业,对于孵化器这种科技含量高,创新型强的产业,更不例外。国外的孵化器产业结构比较完善,创业规划比较完整,企业的抗风险能力比较强,像美国、法国、芬兰等国家。
从国内上看,在上世纪80年代,随着我国对牧禽类需求的增加,养禽业得到快速的发展,仅依靠传统孵化器,无法满足需求,于是就从国外引进孵化设备。1987年国内成立了第一家孵化器企业,经过数十年的发展,这些中小科技型企业不断发展壮大。目前,我国设计和生产能力已超过国外先进国家,随着国家对孵化产业的支持和专业队伍技术水平的提高,不但使国外的设备退出我国市场,反而使孵化器设备成为出口项目。
2.孵化器面临的问题
由传统的电力孵化器到煤电孵化器,再到光电孵化器,现今的孵化器无论是设计还是生产技术都达到了空前的先进水平,但是却有一个很大的弊端,孵化器在孵化工作的过程中,需要产生热能必消耗大量的电能,这对于非洲的一些国家以及我国西部地区等电力欠发达的地区,无疑是个难题,并且在停电的情况下更是影响孵化器的孵化效率。
图1 光热-光电集成型太阳能孵化器主体示意图
随着各国对节能减排的重视,以及对可持续发展战略的支持,太阳能作为一种绿色无污染的能源倍受各国的青睐。如何将太阳能与孵化器完美相结合,使孵化器完全摆脱电力的束缚,这对孵化器研究人员提出了一个难题,但经过科研人员的实验与研究,最终研制出光热-光电集成型太阳能孵化器。
3.光热-光电集成型太阳能孵化器的研究分析
光热-光电集成型太阳能孵化器无疑是利用光热、光电技术为孵化器提供热能和电能的新型绿色孵化器,摆脱了传统孵化器单纯的利用电力所引起的弊端。光热-光电集成型太阳能孵化器的主体示意图如图1所示,其左视图如图2所示,内部水管结构如图3所示,降温水箱的设计结构如图4所示。
图2 光热-光电集成型太阳能孵化器左视图
3.1 光热-光电集成型太阳能孵化器
参照附图说明对本实用新型作以下具体的详细说明:如附图所示,本实用新型太阳能孵化机由主体孵化机(1)、太阳能热水器(2)、太阳能电池板(3)、储水箱(6)等构成。太阳能电池板(2)利用支撑调节架(4)能够调节电池板的角度,提高对太阳光的利用率;水温调节箱(7)是将太阳能热水器(2)内的热水与冷水储水箱(5)内的冷水混合在一起,使水温达到设定的温度时,内设水阀打开,因为水温调节箱(7)的高度高于水流出口(9)的高度,所以水沿着水管(8)流动,在水流出口(9)流出并流入储水箱(6),使水再次利用。
图3 光热-光电集成型太阳能孵化器内部水管结构图
图4 光热-光电集成型太阳能孵化器降温水箱结构图
3.2 降温水箱的设计结构以及原理
孵化机内有个降温水箱(如图4所示),通过水管(10)与水管(11)分别与热水器和冷水器连通,当水检测装置(14)检测到降温水箱内没有水时水阀(15)打开,冷水进入降温水箱内,当水到达降温水箱容积的1/3时,单片机控制水阀(15)自动关闭,之后水阀(16)打开,这时热水缓慢的流入降温水箱内,通过温度传感器(13)检测降温水箱内的温度,当其内的温度达到孵化箱设定的温度时,水阀(16)自动关闭,然后水阀(12)自动打开,这时降温水箱内的水流出,当降温水箱内的水都流尽后水阀(12)自动关闭,然后水阀(15)再次打开,重复以上过程,其功能是将从热水器出来的水降到设定的温度,孵化箱内的每个蛋架下都有弯曲的水管,沿水管流动,确保温度均匀扩撒。
4.结语
面对国家大力发展节能产品的号召,孵化机研究人员并没有坐以待毙,将太阳能和孵化器完美的相结合,利用光热、光电原理为孵化器提供热能与电能,打破了传统孵化器单纯利用电力工作的局面。光热-光电集成型太阳能孵化器作为新一代的绿色节能产品,对孵化器做了新概念的诠释,解决了电力不足以及停电对孵化器的束缚问题,完全符合国家对节能减排的发展期望,引领了孵化器未来的发展道路。
参考文献
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【论文摘要】:图像传感器产品就成为当前以及未来业界关注的对象,吸引着众多厂商投入。以产品类别区分,图像传感器产品主要分为CCD、CMOS以及CIS传感器三种。文章主要概述了CMOS图像传感器的工作原理和优势,介绍了现阶段传感器的技术和产业发展现状。
图像传感器属于光电产业里的光电元件类,随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展,目前市场和业界都面临着跨越各平台的视讯、影音、通讯大整合时代的到来,勾划着未来人类的日常生活的美景。以其在日常生活中的应用,无疑要属数码相机产品,其发展速度可以用日新月异来形容。短短的几年,数码相机就由几十万像素,发展到400、500万像素甚至更高。不仅在发达的欧美国家,数码相机已经占有很大的市场,就是在发展中的中国,数码相机的市场也在以惊人的速度在增长,因此,其关键零部件--图像传感器产品就成为当前以及未来业界关注的对象,吸引着众多厂商投入。以产品类别区分,图像传感器产品主要分为CCD、CMOS以及CIS传感器三种。文章将主要简介CMOS传感器的技术和产业发展现状。
1. CMOS 图像传感器
CMOS图像传感器于80年明以来,由于当时CMOS工艺制程的技术不高,以致于传感器在应用中的杂讯较大,商品化进程一直较慢。时至今日,CMOS传感器的应用范围也开始非常的广泛,包括数码相机 、PC Camera、影像电话、第三代手机、视讯会议、智能型保全系统、汽车倒车雷达、玩具,以及工业、医疗等用途。在低档产品方面,其画质质量已接近低档CCD的解析度,相关业者希望用CMOS器件取代CCD的努力正在逐渐明朗。CMOS传感器有可细分为:被动式像素传感器CMOS与主动式像素传感器CMOS。
CMOS图像传感器是多媒体产品中不可或缺的重要器件之一,也是数码相机、监控设备、图像采集设备中的核心器件。CMOS的全称是Complementary Metal-Oxide Semiconductor,有"互补金属氧化物半导体"的意思。随着数码相机、手机相机的兴起以及对图像质量要求的不断提高,更加突显了图像传感器的重要作用。
2. CMOS图像传感器的工作原理
CMOS采用感光元件作为影像捕获的基本手段,感光元件的核心都是一个感光二极管,该二极管在接受光线照射之后能够产生输出电流,而电流的强度则与光照的强度对应但在周边组成上。CMOS感光元件的构成就比较复杂,除处于核心地位的感光二极管之外,它还包括放大器与模数转换电路,每个像点的构成为一个感光二极管和三颗晶体管,而感光二极管占据的面积只是整个元件的一小部分,造成CMOS传感器的开口率远低(开口率:有效感光区域与整个感光元件的面积比值);这样CMOS感光元件所能捕捉到的光信号明显小于,灵敏度较低;体现在输出结果上,就是CMOS传感器捕捉到的图像内容不太丰富,图像细节丢失情况严重且噪声明显,这也是早期CMOS传感器只能用于低端场合的一大原因。CMOS开口率低造成的另一个麻烦在于,随着它的像素点密度的提高,感光元件的比重面积将因此缩小,而CMOS开口率太低,有效感光区域小得可怜,图像细节丢失情况会愈为严重。这也是CMOS长期以来都未能进入主流数码相机市场的重要原因之一。
3. CMOS图像传感器的优势
CCD和CMOS在制造上的主要区别是CCD是集成在半导体单晶材料上,而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上,工作原理没有本质的区别。CCD只有少数几个厂商例如索尼、松下等掌握这种技术。而且CCD制造工艺较复杂,采用CCD的摄像头价格都会相对比较贵。事实上经过技术改造,目前CCD和CMOS的实际效果的差距已经减小了不少。
⑴ 与CCD相比,CMOS具有体积小,耗电量不到CCD的1/10,售价也比CCD便宜1/3的优点。
⑵ 与CCD产品相比,CMOS是标准工艺制程,可利用现有的半导体设备,不需额外的投资设备,且品质可随著半导体技术的提升而进步。同时,全球晶圆厂的CMOS生产线较多,日后量产时也有利于成本的降低。
⑶ CMOS传感器具有高度系统整合的条件。理论上,所有图像传感器所需的功能,例如垂直位移、水平位移暂存器、时序控制、CDS、ADC…等,都可放在集成在一颗晶片上,甚至于所有的晶片包括后端晶片、快闪记忆体等也可整合成单晶片,以达到降低整机生产成本的目的。
4. 高速图像传感器的市场趋势
目前,CMOS是高速成像所青睐的技术。在当前市场中,我们可以发现高速图像传感器有三大发展趋势,一是向极高速方向发展,二是向片上特性集成方向发展,三是向通用高速图像传感器方向发展。 高速成像领域还有另一种趋势,就是把高速ADC、时序发生器、LVDS发射器和校正算法的片上集成趋势。这种图像传感器通常在速度和灵敏度方面不如上述图像传感器,但在易用性和系统集成功能方面颇有长处。目前市场上新兴的第三种图像传感器就是通用高速图像传感器。具有模拟输出或不具有时序发生器功能的老式(简单式)通用图像传感器正在被速度更快、更复杂的图像传感器所取代。这种新型图像传感器使我们能在较短时间内就设计出通用高速摄像头。
从产品的技术发展趋势看,,体积小型化及高像素化仍是业界积极研发的目标。因为像素大则图像产品的分辨率越高,清晰度越好,体积越小,其应用面更广泛。
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