太空之旅精選(九篇)

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第1篇：太空之旅范文

不過，科學(xué)家現(xiàn)在提醒人類，未來的太空游，因?yàn)橥鶃頃r間是按月按年計(jì)算，其中隱藏的危險因素太多，所以很可能是極其恐怖的玩命之旅。

千萬別打噴嚏！

美國科學(xué)家指出，不要說是遇到其他不測，就是在通往太空的飛船上打個噴嚏，也能成為太空飛行途中極大的風(fēng)險因素。

因?yàn)槿嗽诘厍蛏洗驀娞缁蛘呖人詴r，病菌會在3到6步內(nèi)落到地上，不會進(jìn)一步在空氣中繼續(xù)飛揚(yáng)，廣泛傳播。但是在飛船失重環(huán)境下，它們會漂浮在空氣中很長時間。因?yàn)轱w船內(nèi)沒有陽光進(jìn)入，所以里面的很多物體表面比如艙壁，都相對偏潮，所以很容易成為病菌的理想棲身之所，從而進(jìn)一步增強(qiáng)細(xì)菌的繁殖能力，也就很自然地增加了飛船內(nèi)包括宇航員在內(nèi)的所有人感染病菌的風(fēng)險。

令人深感無奈的是，對于散布在飛船里的病菌，目前還沒有很好的應(yīng)對辦法。如果飛船上能廣泛使用空氣過濾裝置，那倒是不錯的，但要使用這種裝置，勢必要消耗能量，加重飛船的負(fù)載。讓乘客臨時使用一些消毒劑，這個辦法也不可行，因?yàn)轱w船里的空氣需要循環(huán)再利用，所以消毒劑散發(fā)到空氣里的分子會形成具有毒性的蒸汽，這反過來又增添了新的風(fēng)險。

美國宇航局的一份報(bào)告透露，在執(zhí)行106次航天飛機(jī)飛行任務(wù)的742名宇航員中，有29患上了傳染病。試想，如果未來宇航員因?yàn)榛紘?yán)重傳染病而無法駕駛飛船，那飛船的安全和乘客的生命安全能有保障嗎？

想懷太空寶寶？

趁早別想！

如果你選擇太空游度蜜月，懷個太空寶寶，那就更不妙了，因?yàn)榧幽么笫ノ纳厣酱髮W(xué)的研究小組發(fā)現(xiàn)，太空游很可能會傷害腹中的胎兒，甚至可能會讓母親喪失生育能力。

研究人員將斑馬魚的受精卵，放入一個模擬太空失重狀態(tài)的生物反應(yīng)器中。當(dāng)受精卵孵化時，科學(xué)研究人員將這些斑馬魚寶寶染成了藍(lán)色，并將它們與那些在地面正常環(huán)境下生活的魚寶寶進(jìn)行對比，結(jié)果顯示，太空環(huán)境里生長的斑馬魚寶寶的鰓弓出現(xiàn)了異常變化。幾個月后，它們頭骨的基骨也出現(xiàn)了異常彎曲。此后，這些魚寶寶的前庭系統(tǒng)出現(xiàn)許多缺陷，最終導(dǎo)致它們過早死亡。這些現(xiàn)象表明，太空狀態(tài)下，斑馬魚的后代不能正常生長。因?yàn)榘唏R魚是脊椎動物，它們在太空環(huán)境下不能正常傳宗接代，很可能意味著在這種狀態(tài)下，人類也無法正常生育。

另外一項(xiàng)觀察實(shí)驗(yàn)也令人感到恐怖。2010年，曾經(jīng)跟隨美國宇航局STS-131任務(wù)組完成太空飛行的16只雌性小鼠，竟然出現(xiàn)了卵巢萎縮癥狀，回到地面后，再也不能生育了。

因此，要想在太空游的蜜月期里要寶寶，還是盡早斷了這個念頭為好。

防不勝防的

“致癌子彈”等著你

當(dāng)宇宙飛船進(jìn)入太空以后，無論自身密封得多么嚴(yán)實(shí)，都將會受到宇宙射線的影響。太空乘客在其中要逗留數(shù)月甚至數(shù)年，會不會受到各種輻射的影響而深受其害呢？

美國布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家最近對外公布了一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)，說有一種特殊的太空高能粒子，目前讓宇宙飛船是防不勝防。這種粒子與太陽風(fēng)發(fā)出的一些粒子的能量不同，它像高速飛行的“鐵球”那樣，可以射穿任何固體屏蔽物，包括太空艙及太空服。要想避免它們的撞擊，太空艙和太空服都得改用1.8米厚的鉛板——這顯然是很難做到的。

如此高能量的輻射粒子究竟會對人體造成哪些危害呢？科學(xué)家利用小鼠進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，接受輻射的小鼠，一般無法完成正常小鼠能夠完成的任務(wù)，說明它們的神經(jīng)功能已經(jīng)出現(xiàn)了缺損。此外小鼠大腦中也顯示血管病變的跡象，出現(xiàn)了老年癡呆癥的征兆。至于小鼠今后是否會出現(xiàn)癌癥，還需要時間來觀察。

科學(xué)家指出，這些現(xiàn)象清楚表明，受宇宙輻射的生物體將受到不同程度的影響，對人類來說，很可能會患上老年癡呆癥，甚至還會出現(xiàn)多種癌癥。令人遺憾的是，目前這種危險狀況既無法回避，也沒有辦法預(yù)防和解決。

很難避免的“太空病”

美國航空航天局曾將航天員在長期太空飛行中面臨的健康風(fēng)險進(jìn)行大小排序后，把一種名為“空間骨丟失”的疾病列為了各種“太空病”之首。

第2篇：太空之旅范文

很久以前，“太空”這個名字就烙印在人們的腦海中，大家早就盼望到太空去遨游，去探索太空的奧妙，了解太空的神奇，研究太空的秘密，我和大家一樣，朝思慕想，期待有朝一日飛向太空變成太空人，在太空中生活，那將是多么美妙的?。?/p>

也許是想得太瘋狂了吧！有一天夜里，我夢見我和Qoo坐上了宇宙飛船飛到了太空。首先，先到了月球，月球的地面凹凸不平，就像一座座一高一低的小山坡，如果從上面往下看月球的話，就會看見月球的“小山坡”里面有個坑，我和Qoo都很喜歡這里，因?yàn)樵虑蛴猩接兴€有美麗的嫦娥姐姐、玉兔等。玉兔是一只可愛的小紅兔，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，我們看見嫦娥姐姐在翩翩起舞，真是動人?，F(xiàn)在，我和Qoo都在想著同一個問題，這個問題就是：這顆星球是人造的還是天生的？但我們也沒想那么多，一看是有山有水的地方，就肯定不比我們地球的名勝古跡差，我們馬上沖出艙庫，打開艙門，就在月球上玩了，我們在那里嬉戲打鬧，你們知道我和Qoo在玩什么嗎？告訴你們吧，我和Qoo在玩：跳遠(yuǎn)、捉迷藏……，而且這里還能開坦克、開小轎車、公共汽車……接著，我們上了飛船，繼續(xù)前進(jìn)，在不遠(yuǎn)處，我和Qoo看見了一顆發(fā)出五顏六色的星球，這顆星球使我們起了好奇心，我和Qoo便啟動飛船到了那顆發(fā)出五顏六色的星球上，這里那么的美麗，難怪會發(fā)出五顏六色的光，你看，這里有山有水的，多好呀！這個發(fā)光的星球還不止有山有水呢，還有一些體育器材、游樂園……，比月球好看的多，真的很想在這里生活一輩子呀！真是好可惜呀，我們沒帶足生活用品，不然的話，我們就非要住在這里了，原來，太空中還有許許多多美麗的星球，沒想到太空是那么的漂亮、廣闊啊，真是很舍不得??！

突然，我驚醒了，原來是一場夢，夢醒了，我發(fā)出內(nèi)心的感慨，我以后想做上飛船，真的到太空去遨游。今天，我們的“神舟六號”載人飛船再次飛向太空，使我國沒有載人飛船升天的說法成為歷史。我現(xiàn)在要努力學(xué)習(xí)科學(xué)知識，學(xué)好本領(lǐng)，鍛煉身體，長大以后，為我國的航天事業(yè)而奮斗，讓我的夢想成為現(xiàn)實(shí)。

第3篇：太空之旅范文

鏡頭一：神九發(fā)射成功 中國女航天員首次“飛天”

北京時間6月16日18時37分許，中國“二號F”遙九運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場點(diǎn)火起飛，將神舟九號載人飛船成功發(fā)射升空。中國首位女航天員劉洋，與另外兩位男航天員景海鵬、劉旺一道，搭乘神舟九號飛船出征太空。

此次神舟九號載人飛船發(fā)射，是中國載人航天首次在夏季發(fā)射，然而，除了這個“首次”以外，促使全世界聚焦此次神九發(fā)射的還有一大因素，就是神九乘組中的中國首位進(jìn)入太空的女航天員劉洋。

中國載人航天工程辦公室副主任武平表示，通過此次任務(wù)，將首次對中國女航天員選拔訓(xùn)練、醫(yī)學(xué)監(jiān)督和保障以及新研制的女航天員飛行裝備等方面進(jìn)行飛行驗(yàn)證，意義深遠(yuǎn)。

鏡頭二：載人交會對接成功 航天員首次“飛進(jìn)”“天宮”

神九成功發(fā)射兩天之后的6月18日，北京飛行控制中心大廳中的神九實(shí)時監(jiān)測畫面再次成為世界焦點(diǎn)。當(dāng)日14時07分，在完成捕獲、緩沖、拉近和鎖緊程序后，神舟九號與“天宮”在距地球343公里的太空緊緊相擁。

自從半年前與神舟八號飛船分別后，獨(dú)自繞地球運(yùn)行了3000多圈的天宮一號在這一刻終于等來了神舟九號，而這一次的“緊緊相擁”標(biāo)志著中國首次載人交會對接取得成功。

3個小時后，17時22分，航天員景海鵬、劉旺、劉洋依次從神九“飛”進(jìn)了“天宮”，中國航天員在天宮一號首張全家福也隨之傳回地面。在北京飛行控制中心大廳的中國航天人，用歡呼聲迎接中國航天史上的又一歷史時刻。

對于中國此次實(shí)現(xiàn)的載人空間交會對接，專家分析，首次載人空間交會對接，意味著中國的飛船將成為真正的載人天地往返工具，能把人送到空間站或者空間實(shí)驗(yàn)室中去。這將是中國載人航天史上具有重大意義的一步。

鏡頭三：吹口琴、過端午、打太極 天宮生活豐富多彩

此次“神九飛天”刷新了中國載人航天飛行時間的最長紀(jì)錄，長時間的太空生活中，三名航天員在繁忙緊張的工作之余，也盡情享受著失重帶來的奇妙感受。

6月21日是航天員劉旺妻子的生日，當(dāng)晚在與家人進(jìn)行視頻通話時，劉旺吹起了口琴，為妻子慶生。而作為中國首位進(jìn)入太空的女航天員，劉洋的太空生活則更加引人關(guān)注，她手持?jǐn)z像機(jī)玩“自拍”，騎“太空自行車”鍛煉，編織中國結(jié)，練習(xí)太極拳……劉洋充實(shí)多樣的太空生活，讓人們感受到航天員在緊張嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶展ぷ髦械妮p松心態(tài)。

6月23日是中華民族的傳統(tǒng)節(jié)日端午節(jié)。這天，遠(yuǎn)在太空的三名航天員也用自己的方式過節(jié)。當(dāng)日中午，三名航天員把自己固定在天宮實(shí)驗(yàn)艙中部，面對面地開始了難得的“聚餐”，盡管沒有粽子，但航天員們吃著科研人員特意準(zhǔn)備的粽子的替代品八寶飯。景海鵬代表三名航天員向全球華人送上節(jié)日祝福，并對著攝像機(jī)展示寫有“端午快樂”的飛行手冊。

十余天的太空之旅中，6月19日15時46分，神舟九號航天員飛行乘組成功接收來自祖國的第一封電子郵件。25日下午16時43分，女航天員劉洋代表神舟九號航天員飛行乘組，利用地面與天宮一號目標(biāo)飛行器電子郵件傳輸系統(tǒng)，發(fā)回了第一條面向公眾的太空短信。天地溝通的多項(xiàng)試驗(yàn)也豐富著航天員的太空生活。

鏡頭四：首次手控交會對接 航天員實(shí)現(xiàn)“開飛船”

6月24日，神九乘組三名航天員迎來了此次“神九飛天”最核心的任務(wù)：實(shí)現(xiàn)神九與天宮的手控交會對接。

當(dāng)日11時08分，北京航天飛行控制中心下達(dá)分離指令，神舟九號與天宮一號隨后成功分離。飛船自動撤離至400米左右的停泊點(diǎn)。

短暫停留后，飛船開始自主接近天宮一號，隨后進(jìn)入140米保持。12時38分，飛船轉(zhuǎn)入手動控制；12時42分，飛船對接環(huán)接觸；12時50分許，對接機(jī)構(gòu)成功捕獲。隨著對接鎖鎖緊，天宮一號與神舟九號再次形成一個組合體，手控交會對接順利完成。

在此次手控對接任務(wù)中，航天員劉旺挑起“大梁”。他坐在中間，用右手邊的姿態(tài)控制手柄、左手邊的平移控制手柄來控制飛船的速度和位置，整個對接過程操作精準(zhǔn)，圓滿完成手控交會對接。

專家分析，手控交會對接對于航天員的操作技能提出了更高的要求，掌握此項(xiàng)技術(shù)將對中國載人航天事業(yè)的發(fā)展有標(biāo)桿性意義。這意味著中國完整掌握了空間交會對接技術(shù)，具備了建設(shè)空間站的基本能力。

鏡頭五：神九揮別天宮 首次實(shí)施空間手控分離

28日凌晨6時許，三名航天員陸續(xù)離開天宮一號，6時37分，指令長景海鵬最后一個揮手告別天宮，回到飛船軌道艙，關(guān)閉天宮一號實(shí)驗(yàn)艙艙門。此前，他們已經(jīng)把空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)中采集的樣本和數(shù)據(jù)從天宮一號轉(zhuǎn)移至飛船返回艙，并通過設(shè)置重新將天宮一號恢復(fù)到與神舟九號對接前的狀態(tài)。

第4篇：太空之旅范文

太空鋁是經(jīng)過高溫氧化等特殊處理過的鋁鎂合金，可以經(jīng)受幾千度高溫和強(qiáng)大的沖擊力，是一種強(qiáng)度和防腐性能都較高的鋁制品，具有輕巧耐用等特點(diǎn)，由于剛開始大量用于航空器材的制造等高科技領(lǐng)域，所以叫太空鋁。

太空鋁主要成分是氧化鋁，通常也稱為鋁氧，是一種白色粉狀物，屬共價化合物，熔點(diǎn)為2050度，沸點(diǎn)為3000度。 它流動性好不溶于水，能溶解在熔融的冰晶石中。它是鋁電解生產(chǎn)中的主要原料，它硬度強(qiáng)度很高，承重也很高，但其重量卻很低。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

第5篇：太空之旅范文

關(guān)鍵詞：控制律 姿態(tài)四元素 姿態(tài)機(jī)動

1、引言

在航天飛行器姿態(tài)控制中,單純的姿態(tài)穩(wěn)定已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需要,姿態(tài)機(jī)動特別是快速、精確、大角度三維姿態(tài)機(jī)動需求越來越多,此時描述姿態(tài)機(jī)動的運(yùn)動方程是高度非線性的,姿態(tài)運(yùn)動與彈性振動耦合在一起,特別是體現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)非線性的角速度和角動量交叉耦合,本文采用非線性Lyapunov方法進(jìn)行空間飛行器大角度姿態(tài)機(jī)動控制律設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了任意姿態(tài)的最優(yōu)路徑姿態(tài)機(jī)動控制。

2、數(shù)學(xué)模型

星體動力學(xué)方程為:

其中角速度和誤差角速度滿足如下關(guān)系:

這里,矩陣為目標(biāo)到本體的姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣。為目標(biāo)飛行模式目標(biāo)基準(zhǔn)坐標(biāo)系相對于慣性坐標(biāo)系的角速度,利用性質(zhì),可以得到星體坐標(biāo)系相對于定向基準(zhǔn)坐標(biāo)系的非線性誤差動力學(xué)方程為:

（1）

圖1中OC為目標(biāo)矢量方向,D是C在XY平面的投影,姿態(tài)機(jī)動目的是使OZ與OC重合,以O(shè)e為歐拉軸,則歐拉軸的矢量形式為:

圖1 四元數(shù)計(jì)算

由上圖可知,轉(zhuǎn)動的角度即歐拉角為:

那么歐拉四元數(shù)為:,其中

用進(jìn)行反饋。

四元數(shù)描述的誤差運(yùn)動學(xué)方程為:

（2）

其中,矩陣定義如下,

本體坐標(biāo)系相對于定向基準(zhǔn)坐標(biāo)系的誤差四元數(shù)由下式求出:

這里,為目標(biāo)坐標(biāo)系相對于慣性坐標(biāo)系的指令四元數(shù)。

控制目標(biāo):對于系統(tǒng)（1）和（2）,設(shè)計(jì)控制器使得閉環(huán)系統(tǒng)是漸近穩(wěn)定的,并且閉環(huán)狀態(tài)滿足。

3、控制方案設(shè)計(jì)

（3）

其中,。

閉環(huán)穩(wěn)定性證明:

選取如下正定Lyapunov函數(shù)

（4）

對時間求全導(dǎo)數(shù),可得

式中,,由于為正定對稱矩陣,為斜對稱矩陣,所以也是斜對稱矩陣,由斜對稱矩陣的性質(zhì)可知,,因此,上式簡化為

將控制律（3）代入上式得到,

因此,方程（1）（2）在控制律（3）的作用下是漸近穩(wěn)定的,由于所選定的Lyapunov函數(shù)是徑向無界的,所以整個閉環(huán)系統(tǒng)是全局漸近穩(wěn)定的。根據(jù)LaSalle不變原理,閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)將收斂到最大不變集上。將帶入誤差動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)方程,很容易得到,那么,即閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)收斂于集合。

注:在控制律作用下,四元數(shù)姿態(tài)誤差只能收斂于,而不能收斂于,盡管這兩種四元數(shù)向量在物理上都表示同一個姿態(tài),但是由Lyapunov理論很容易判斷出是整個系統(tǒng)的非穩(wěn)定平衡點(diǎn),也即當(dāng)系統(tǒng)受到微小攝動的影響時,零狀態(tài)將繞特征軸旋轉(zhuǎn)一周再回到零起點(diǎn)處。

當(dāng)動力學(xué)誤差方程中考慮外干擾力矩的影響時,假定干擾力矩滿足關(guān)系,則可提出如下擾動抑制控制方案:

（5）

其中,為符號函數(shù)。以下同。

穩(wěn)定性證明:

選取Lyapunov函數(shù)（4）,則其對時間求全導(dǎo)數(shù)可得,

將控制方案（5）代入上式整理可得,

因此閉環(huán)漸近穩(wěn)定性得證。

4、結(jié)語

本文采用Lyapunov方法設(shè)計(jì)了姿態(tài)四元素反饋的非線性控制律,來完成空間任意角度的姿態(tài)機(jī)動控制,解決了飛行器大角度姿態(tài)機(jī)動的控制問題。

參考文獻(xiàn)

第6篇：太空之旅范文

關(guān)鍵詞 大功率短波發(fā)射臺站；控制系統(tǒng)；抗干擾

中圖分類號：TN838 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）09-0041-01

大功率短波發(fā)射機(jī)以其傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋效果好等優(yōu)點(diǎn)，在我國政治維穩(wěn)任務(wù)中起到了積極的作用。近年來，無線局大功率短波發(fā)射機(jī)的數(shù)目逐漸增多，“有人留守?zé)o人值班”的工作模式促使著發(fā)射機(jī)自動化系統(tǒng)、偏向開關(guān)自動控制系統(tǒng)、自動溫控系統(tǒng)、質(zhì)量保證系統(tǒng)等控制系統(tǒng)的改造和應(yīng)用。但是，隨著當(dāng)今社會電磁環(huán)境的逐漸復(fù)雜和大功率短波發(fā)射臺站本身的特殊環(huán)境，排除控制系統(tǒng)的干擾因素、增加其穩(wěn)定性就成為迫切需要解決的問題。

大功率短波發(fā)射臺站的控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，例如：發(fā)射機(jī)自動化系統(tǒng)：可以實(shí)現(xiàn)按運(yùn)行圖自動開關(guān)機(jī)、故障提示、操作記錄、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽瑸榻夥艅趧恿?、?shí)現(xiàn)播音精準(zhǔn)化控制起到了積極的作用；偏向開關(guān)自動控制系統(tǒng)：可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)按照運(yùn)行圖自動倒換天線，通過控制天線開關(guān)矩陣中的偏向開關(guān)的偏轉(zhuǎn)位置，實(shí)現(xiàn)一部發(fā)射機(jī)上多個天線。偏向開關(guān)控制柜大多在室內(nèi)偏向開關(guān)下面，其抗干擾技術(shù)非常重要；自動溫控系統(tǒng)：大功率短波發(fā)射機(jī)的冷卻、保溫意義重大，現(xiàn)在很多發(fā)射臺站都引入了自動溫控系統(tǒng)，它為大型電子管的散熱、水路的防凍、整機(jī)的恒溫控制起到了積極的作用；質(zhì)量保證系統(tǒng)：是全面檢測發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的控制系統(tǒng)，它通過解調(diào)發(fā)射機(jī)的輸出信號為維護(hù)人員提供發(fā)射機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，在機(jī)器故障的情況下發(fā)出報(bào)警提醒值班人員處理異態(tài)，為保障安全播音起到了積極的作用。這些控制系統(tǒng)的應(yīng)用都為保障安全播音、解放勞動力、實(shí)現(xiàn)“有人留守?zé)o人值班”的工作模式起到了非常重要的作用，但是，高頻信號等干擾因素使原本在實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定的控制系統(tǒng)卻在發(fā)射臺站無故出錯，排除干擾因素的影響對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定意義重大。

1 常見的干擾類型

1）傳導(dǎo)干擾。傳導(dǎo)干擾大體上可以分為三種：①引入信號時的干擾。這種干擾是不同的信號在傳遞到系統(tǒng)時所發(fā)生的干擾，能夠影響設(shè)備的正常運(yùn)行以及測量的精度；②電源信號的干擾。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，電源的電壓并不是穩(wěn)定不變的。發(fā)射機(jī)所使用的電力都是通過電網(wǎng)經(jīng)35 kV變電站來提供的，然而電網(wǎng)的面積廣、傳輸線路長，會受到不同的干擾，用電負(fù)荷也在隨時變化，因此各種情況都可以影響其電源信號的穩(wěn)定；③接地系統(tǒng)對于控制設(shè)備的干擾。接地點(diǎn)的連接方式需要根據(jù)實(shí)際情況而定，選擇合適的方法就會減小相應(yīng)的電磁干擾；若選擇不當(dāng)，則很有可能增加電磁干擾。

2）輻射干擾。大功率短波發(fā)射臺站的高頻電磁波會產(chǎn)生各種輻射干擾，這些輻射干擾的分布是沒有規(guī)律的，因此十分復(fù)雜。大多短波發(fā)射臺站的控制設(shè)備在射頻磁場中，那么它遭到輻射的影響會更大。影響的方式主要有兩種：一是引入了通信線路的干擾以及產(chǎn)生電路感應(yīng)的干擾問題。此外，設(shè)備自身的磁場頻率以及設(shè)備的擺放位置等都會不同程度地影響到輻射干擾[3]。

3）靜電干擾。靜電荷會產(chǎn)生在我們生活之中的所有物體之上，在電氣控制裝置上面的靜電荷會十分明顯。靜電荷周圍會產(chǎn)生電場，使得電路的地理位置發(fā)生變化。靜電干擾會影響到輸出電路，對電路會有一些耦合干擾。耦合干擾可以分成兩種，分別是漏電耦合干擾以及磁場耦合干擾。當(dāng)然，磁場和電場是密不可分的，磁場干擾和電場干擾也是同時出現(xiàn)的?？刂圃O(shè)備電路的元器件老化以及漏電或者工作環(huán)境等原因，都能夠產(chǎn)生靜電干擾。

2 采取的措施

1）軟件抗干擾技術(shù)。將整個控制臺的接收系統(tǒng)和干擾源相互分離，同時切斷能夠產(chǎn)生耦合等干擾的路線，這樣就能夠抑制干擾，將正常的信號通過隔離的方法傳遞給系統(tǒng)。但是，系統(tǒng)中所存在和產(chǎn)生的電磁干擾十分復(fù)雜，單純靠硬件隔離并不能夠完全消除這些電磁干擾，所以采取軟件進(jìn)行抗干擾是十分必要的[4]。

2）濾波。抑制干擾的一種常用方法就是濾波。濾波主要是將某些特定頻率波段的信號從輸入信號中過濾出去。采用濾波方法，對信號進(jìn)行預(yù)處理，能夠使得信號進(jìn)行篩選，在很大程度上抑制了干擾。常用的濾波方法，依據(jù)不同的頻率和性質(zhì)大體上可以分為以下四種：①低通濾波，即信號具有一個最高的頻率，超過這個限制的頻率信號就會被分離出去；②高通濾波，即信號具有一個最低的頻率，信號低于這個限制的頻率信號就會被分離出去；③帶通濾波，只允許在某一個上下限范圍的信號頻率通過；④帶阻濾波，其形式正好與帶通濾波的作用相反。

3）接地。應(yīng)用于短波發(fā)射臺站的很多控制系統(tǒng)的硬件都置于一個機(jī)柜里面，所以機(jī)柜必須要有良好的接地。同時，由于這些控制系統(tǒng)都與發(fā)射機(jī)相連接或者互相連接，所以還要考慮控制系統(tǒng)和發(fā)射機(jī)間的接地問題?？刂葡到y(tǒng)的電路在設(shè)計(jì)的時候應(yīng)該具有信號的地端子，機(jī)柜以及信號地端子在使用的過程中應(yīng)該始終保持接地[5]。

4）屏蔽電場或磁場。屏蔽電場和磁場是一種很重要的大功率短波發(fā)射臺站控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)。其工作原理是：將干擾的對象或者說是干擾源包圍，然后對磁場空間的干擾等來源進(jìn)行阻礙，使得信號傳輸受到一定的限制，但是我們使用的儀器大體上都是導(dǎo)電的，依據(jù)不同的性質(zhì)可以分成以下幾種，混合屏蔽、電場屏蔽以及磁場屏蔽。鋁以及銅都是比較理想的電場屏蔽中使用的材料，這是因?yàn)樗鼈儍r格比較低，同時又能夠具有很好的導(dǎo)電性能。電場耦合干擾的消除方法，主要可以是通過電磁屏蔽，而且屏蔽體最好能夠接地良好[6]。

3 結(jié)論

通過以上抗干擾方式，大大減少了大功率短波發(fā)射臺站干擾信號對控制系統(tǒng)的干擾，增加了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對安全播音、日常維護(hù)等工作都起到了極其重要的作用，希望通過我們的不斷努力，控制系統(tǒng)會更加的穩(wěn)定可靠，真正為安全播音保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)

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第7篇：太空之旅范文

關(guān)鍵詞：固態(tài)繼電器；旅客列車；環(huán)境控制系統(tǒng)；應(yīng)用

1 現(xiàn)有客車環(huán)境控制系統(tǒng)的不足

現(xiàn)有系統(tǒng)的電加熱控制部分，控制部件使用各種不同型號的交直流接觸器。由于接觸器有使用壽命，不能進(jìn)行頻繁的開關(guān)，無法滿足對車廂不同區(qū)域進(jìn)行精確控制的要求。為實(shí)現(xiàn)分區(qū)精確控制，往往對某個控制區(qū)域設(shè)置2組電加熱器，實(shí)現(xiàn)分區(qū)加熱的全熱和半熱控制，從一定程度上解決了分區(qū)精確控制的要求，但這又導(dǎo)致控制接觸器和相關(guān)控制線路的大量增加，整個系統(tǒng)也因此變得更加復(fù)雜，增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)的難度。

現(xiàn)有車載環(huán)境控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示：

2 采用固態(tài)繼電器優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)性能

固態(tài)繼電器（SSR）是一種全電子電路組合的元件，它依靠半導(dǎo)體器件和電子元件的電磁和光特性來完成其隔離和繼電切換功能。固態(tài)繼電器與傳統(tǒng)的電磁繼電器相比，是一種沒有機(jī)械，不含運(yùn)動零部件的繼電器，但具有與電磁繼電器本質(zhì)上相同的功能。被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制，工作可靠，無觸點(diǎn)、無火花、壽命長、無噪聲，無電磁干擾，開關(guān)速度快，以微小的控制信號達(dá)到直接驅(qū)動大電流負(fù)載的目的，非常適合用于車載電加熱器等阻性負(fù)載的控制。因此，考慮在現(xiàn)有列車環(huán)境控制系統(tǒng)中，對包括客室電加熱器和空調(diào)機(jī)組預(yù)熱器的所有阻性負(fù)載，改用固態(tài)繼電器控制，達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)性能的目的。

針對現(xiàn)有環(huán)境控制系統(tǒng)對應(yīng)分區(qū)精確控制的要求，可以為每個獨(dú)立的控制分區(qū)配備一只固態(tài)繼電器，用于控制該控制分區(qū)的一組電加熱器，同時為空調(diào)機(jī)組預(yù)熱器配備一只固態(tài)繼電器，實(shí)現(xiàn)對分區(qū)溫度和機(jī)組送風(fēng)溫度的精確控制。

優(yōu)化后的車載環(huán)境控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示：

優(yōu)化后的車載環(huán)境控制系統(tǒng)相對于現(xiàn)有系統(tǒng)有如下優(yōu)勢：（1）固態(tài)繼電器是電子控制器件，控制過程中沒有機(jī)械動作，減少了車廂內(nèi)的噪音。（2）固態(tài)繼電器是電子控制器件，在啟停次數(shù)和頻率上幾乎沒有限制，因此能夠?qū)崿F(xiàn)各控制區(qū)域的精確控制。（3）原系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)精確控制，在每個控制分區(qū)設(shè)置了2組電加熱器，并配備2只接觸器進(jìn)行控制。優(yōu)化后每個控制分區(qū)只設(shè)置1組電加熱器和1只固態(tài)繼電器，大大簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少了系統(tǒng)部件的數(shù)量和系統(tǒng)布線。

3 固態(tài)繼電器分區(qū)精確控制原理

固態(tài)繼電器由于其開關(guān)次數(shù)和頻率不受限制，因此可以參考PWM控制原理，通過頻繁開關(guān)，并控制其占空比來實(shí)現(xiàn)類似于“無級”平滑控制的效果?？梢匀藶樵O(shè)定一個固態(tài)繼電器的控制時間周期。在該控制周期內(nèi)，根據(jù)固態(tài)繼電器的控制功率百分比，控制固態(tài)繼電器開啟和關(guān)閉的時間。在控制周期足夠短的情況下，就可以實(shí)現(xiàn)“無級”平滑控制的效果。由于電加熱器和機(jī)組預(yù)熱器等阻性負(fù)載的特性，其反應(yīng)速度比較慢，并有一定的滯后效應(yīng)，因此固態(tài)繼電器的控制周期不必設(shè)置的過短，一般周期范圍在10秒～100秒比較合適。比如控制周期為100秒。如果某個固態(tài)繼電器的控制功率需求百分比為40%，則該固態(tài)繼電器在控制周期內(nèi)首先開啟40秒，然后關(guān)閉60秒，循環(huán)往復(fù)。從長時間宏觀角度看，該固態(tài)繼電器就實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的40%功率的平穩(wěn)輸出。在控制邏輯和算法上，基于固態(tài)繼電器的控制系統(tǒng)也不同于傳統(tǒng)的基于接觸器的控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)系統(tǒng)中由于接觸器非開即關(guān)的二元離散特性，需要采用相對比較復(fù)雜PID控制算法來對接觸器進(jìn)行控制。即便如此，實(shí)際的溫度控制曲線仍然呈現(xiàn)一種圍繞設(shè)定溫度小幅波動的波浪狀曲線，控制效果并不理想。基于固態(tài)繼電器的控制系統(tǒng)，由于固態(tài)繼電器所固有的無級調(diào)整特性，可以采用非常簡單的邏輯算法進(jìn)行控制。設(shè)定Tset為分區(qū)設(shè)定溫度，Tavg為之前一段時間分區(qū)溫度的平均值，P為電加熱功率，Th為一個與外溫相關(guān)的可調(diào)參數(shù)。采用如下控制策略：

當(dāng)Tavg>Tset+Th時，P=0%。

當(dāng)Tavg在Tset-1+Th和Tset+Th之間時，P=Tset-Tavg。

Tavg

引入可調(diào)參數(shù)Th，是為了平衡車體本身對外部環(huán)境的散熱，使得實(shí)際的控制曲線能夠更接近設(shè)定溫度Tset。參數(shù)Th應(yīng)該與外溫呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，同時與車體保溫性能有關(guān)，該參數(shù)應(yīng)該在車輛實(shí)際運(yùn)行過程中根據(jù)控制效果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

實(shí)踐證明，采用上述控制算法，對單一分區(qū)的溫度控制曲線非常理想，能夠達(dá)到非常接近于設(shè)定溫度Tset的近似直線的控制效果。

4 全車固態(tài)繼電器控制的負(fù)載均衡

上述固態(tài)繼電器的控制原理帶來一個問題。假設(shè)我們有5個控制分區(qū)，根據(jù)車廂環(huán)境狀況，這5個控制分區(qū)的控制功率需求如表1所示：

為簡單起見，我們先假設(shè)每個控制分區(qū)的負(fù)載功率是一樣的，均為1。如果這5個分區(qū)按照上述控制原理同步運(yùn)行，如圖3所示：

我們可以看到在整個控制周期內(nèi)，5個控制分區(qū)對于列車供電系統(tǒng)的總負(fù)載是非常不均衡的，如圖4所示：

功率最大時達(dá)到5，最小時為0，高峰和低谷的差值為5，波動很大。這樣的結(jié)果會給列車供電系統(tǒng)帶來問題。尤其是對于部分采用柴油發(fā)電機(jī)組供電的特種車輛，頻繁大幅波動的負(fù)載會給柴油發(fā)電機(jī)組帶來很大的挑戰(zhàn)，會導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)組效率大幅下降，并減少發(fā)電機(jī)組的使用壽命。為此，需要設(shè)計(jì)一種控制策略，對車廂內(nèi)所有由固態(tài)繼電器控制負(fù)載進(jìn)行平衡處理，盡量減少總負(fù)載的頻繁波動。設(shè)想讓不同的控制分區(qū)不要同時啟動，而是讓它們的啟動時間首尾相接，順序進(jìn)行，這樣應(yīng)該能夠達(dá)到初步的負(fù)載平衡效果。針對上述例子，可以設(shè)計(jì)出新的控制分區(qū)啟停方案，如圖5所示：

分區(qū)1在0s時啟動，在50s時停止；分區(qū)2在50s時啟動，在130s時停止；分區(qū)3在30s時啟動，在90s時停止；分區(qū)4在90s時啟動，在110s時停止；分區(qū)5在10s時啟動，在40s時停止。

采用該方案，5個控制分區(qū)對于列車供電系統(tǒng)的總負(fù)載如圖6所示：

在這個方案中，功率最大時為3，最小時為2，高峰和低谷的差值只有1，可以說基本上解決了上述負(fù)載不均衡的問題，對列車供電系統(tǒng)沖擊很小。

上面的分析基于一個簡化了的情況，即各個分區(qū)的負(fù)載功率是一樣的。很顯然，這在實(shí)際應(yīng)用中是不可能的，根據(jù)不同的應(yīng)用情況，各個分區(qū)的負(fù)載功率會相差很大，因此需要進(jìn)一步考慮各個分區(qū)負(fù)載功率不同的情況。

仍然采用上述分析中的例子，不同之處在于我們?yōu)槊總€分區(qū)賦予不同的負(fù)載功率值，如表2所示：

很顯然，這時繼續(xù)采用前面的方法就不合適了，需要有新的思路和算法。

首先，我們需要根據(jù)各個分區(qū)的負(fù)載功率從大到小進(jìn)行排序。從負(fù)載功率最大的分區(qū)開始逐步設(shè)置，設(shè)置的原則是，在整個控制周期中，選擇已有功率最小的區(qū)段分段填充，同時遵循前述首尾相接的原則，但是不能和自身已填充的部分重疊。

根據(jù)上述思路設(shè)計(jì)的各分區(qū)啟停方案如圖7所示。

觀察發(fā)現(xiàn)，分區(qū)2被分成了不相連的2段，這對后續(xù)控制不利。可以通過軟件進(jìn)一步對啟停方案進(jìn)行優(yōu)化，得到如下方案（圖8）。

分區(qū)1在0s時啟動，在50s時停止；分區(qū)2在20s時啟動，在100s時停止；分區(qū)3在50s時啟動，在110s時停止；分區(qū)4在50s時啟動，在70s時停止；分區(qū)5在70s時啟動，在100s時停止。

采用該方案，5個控制分區(qū)對于列車供電系統(tǒng)的總負(fù)載如圖9所示。

在這個方案中，功率最大時為7，最小時為4，高峰和低谷的差值為3，這已經(jīng)是這種特定情況下的最優(yōu)方案了。

實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行中，各個分區(qū)的控制需求百分比是不斷變化的，因此控制軟件也要根據(jù)情況不斷的實(shí)時計(jì)算并生成最優(yōu)化的分區(qū)啟停方案，并控制固態(tài)繼電器的動作。

5 固態(tài)繼電器控制的散熱處理

固態(tài)繼電器采用MOS開關(guān)管技術(shù)控制負(fù)載的啟停，其自身不可避免的要產(chǎn)生熱量，這是與傳統(tǒng)接觸器不同的地方。由于多個固態(tài)繼電器一般會集中布放在一個電氣控制柜中，因此固態(tài)繼電器的散熱就成為一個必須解決的問題。

方法很簡單，在電氣控制柜的柜門上根據(jù)需要安裝若干散熱風(fēng)扇，并將散熱風(fēng)扇的控制端接到系統(tǒng)控制器上，由系統(tǒng)控制器根據(jù)所有固態(tài)繼電器的控制需求百分比來控制散熱風(fēng)扇的啟停。也可以在控制柜內(nèi)部加裝溫度傳感器，并將溫度傳感器連接到系統(tǒng)控制器，由系統(tǒng)控制器根據(jù)控制柜內(nèi)部溫度來控制散熱風(fēng)扇的啟停。

第8篇：太空之旅范文

[關(guān)鍵詞] 血壓晨峰；苯磺酸氨氯地平；動態(tài)血壓監(jiān)測；療效

[中圖分類號] R972[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B [文章編號]1674-4721（2011）08（a）-062-02

Effect of ambulatory blood pressure monitoring amlodipine control of blood pressure and its morning summit

YANG Chunhua

Department of Cardiology, the Central Hospital of Zhoukou City, Henan Province, Zhoukou 466000, China

[Abstract] Objective: To observe the influence of blood pressure and blood pressure morning summit (MBPS) degree of amlodipine grade to 1, 2 levels of essential hypertension patients after taking with ambulatory blood pressure monitoring (ABPM). Methods: 150 cases of 1, 2 levels of hypertension patients were given oral amlodipine, evaluated the change of blood pressure and blood pressure morning summit degree application ABPM before taking and after eight weeks. Results: 150 cases of hypertension were treated after eight weeks, no matter systolic blood pressure and diastolic blood pressure compared with before treatment, which were significantly more decline (P

[Key words] Blood pressure morning summit; Amlodipine besylate; Ambulatory blood pressure monitoring; Effect

苯磺酸氨氯地平是長效的二氫吡啶類鈣通道拮抗劑，通過阻斷心肌和血管平滑肌細(xì)胞外鈣離子進(jìn)入細(xì)胞而直接舒張血管平滑肌，從而擴(kuò)張血管、降低血壓。筆者采用動態(tài)血壓監(jiān)測的方法來研究苯磺酸氨氯地平片對1、2級高血壓患者的血壓和血壓晨峰的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇本院2006年8月～2010年10月門診和住院的1、2級高血壓患者150例，均符合2005年中國高血壓指南的診斷標(biāo)準(zhǔn)。男82例，女68例，年齡42～75歲，平均58.9歲，病程1～12年，并通過病史、體檢及輔助檢查繼發(fā)性高血壓，嚴(yán)重心、腦、腎等靶器官損害。所有入選患者自愿參加，入選前停服降壓藥物2周。

1.2 方法

所有入選患者服藥前先進(jìn)行動態(tài)血壓監(jiān)測，而后給予氨氯地平（絡(luò)活喜）5 mg，每日1次，治療2周后血壓未能控制者，第3周起于氨氯地平片10 mg/d口服，用藥8周再次進(jìn)行動態(tài)血壓監(jiān)測。

動態(tài)血壓監(jiān)測：所有受試者均于早晨佩帶24 h動態(tài)血壓監(jiān)測檢測儀，于治療前及治療后8周進(jìn)行24 h血壓監(jiān)測。規(guī)定6:00～22:00為白晝，22:00～次日晨6:00為夜間，每半小時自動測壓1次。受試者可以從事一般日?；顒印Ｃ總€受試者檢測不少于23 h，有效血壓讀數(shù)>85%。

1.3 血壓晨峰（MBPS）的定義

血壓晨峰規(guī)定為起床后2 h內(nèi)血壓的平均值，減去夜間睡眠時最低血壓值（夜間血壓最低值及前后共3次血壓的平均值），如SBP差值≥23mmHg和（或）DBP≥15mmHg則為具有晨峰現(xiàn)象（MBPS）（+），否則為MBPS（-）[1-2]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 12.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以x±s表示，用t檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，MBPS的頻數(shù)比較用卡方檢驗(yàn)，P

2 結(jié)果

2.1 治療前及治療后8周24 h ABPM結(jié)果

見表1。

2.3 不良反應(yīng)

治療期間2例患者出現(xiàn)頭痛、頭昏，3例患者出現(xiàn)面紅、心悸，10例患者出現(xiàn)踝部水腫，共計(jì)15例（10.0%）患者出現(xiàn)不良反應(yīng)。

3 討論

高血壓是冠心病、腦卒中等心腦血管疾病最為重要的危險因素之一，高血壓患者血壓的急劇變化與心腦血管事件的發(fā)生密切相關(guān)，有效并持續(xù)平穩(wěn)地控制高血壓患者24 h血壓是減少心、腦、腎等主要靶器官損害的關(guān)鍵[3]。

研究發(fā)現(xiàn)，血壓晨峰加劇可獨(dú)立于24 h平均血壓水平，引起心、腦血管病高發(fā)，且與心、腦、腎等靶器官損害嚴(yán)重程度顯著相關(guān)[4-5]。研究發(fā)現(xiàn)約40%心肌梗死和29%心臟性猝死發(fā)生與血壓晨峰加劇有關(guān)。血壓晨峰加劇明顯的患者發(fā)生腦血管疾病的危險是血壓晨峰現(xiàn)象不明顯患者的3倍，因此控制血壓變異程度和降低血壓晨峰程度成為降壓新目標(biāo)[6]。血壓晨峰現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)制可能為清晨交感神經(jīng)系統(tǒng)活性增強(qiáng)，腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)被激活，兒茶酚胺過度釋放，導(dǎo)致心率增快，周圍血管阻力、心排出量增加，致使清晨血壓迅速上升。對于具有血壓晨峰的高血壓患者，選用降壓藥物時，不但要考慮到其能有效控制24 h血壓水平，同時要考慮到其降低血壓晨峰的程度。理想的降壓藥物，不僅應(yīng)有效、持續(xù)平穩(wěn)地控制24 h血壓水平，并能很好地控制清晨高血壓，利于高血壓患者安全度過心腦血管事件高發(fā)時段，有效保護(hù)心、腦、腎等靶器官。

苯磺酸氨氯地平片為慢鈣通道拮抗劑，通過阻斷鈣離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，舒張血管平滑肌，直接擴(kuò)張動脈引起血管外周阻力下降，進(jìn)而引起血壓下降。苯磺酸氨氯地平為長效制劑，其半衰期長達(dá)35～50 h，且其與受體結(jié)合和解離的速度均較慢，故其藥物作用緩慢而持續(xù)時間長，口服吸收迅速且生物利用度高（64％～80％），每日服用1次即可控制血壓達(dá)24 h以上，尤其對清晨高血壓也能有效控制。本研究中所有入選患者1 d 1次服用苯磺酸氨氯地平即能有效控患者24 h血壓水平，從而大大減輕高血壓所引起的靶器官損害，并對清晨高血壓控制具有較好的效果，這與許多研究結(jié)果一致。

氨氯地平是一種服用方便、療效顯著、降壓平穩(wěn)持久，并能有效地控制晨峰血壓，不良反應(yīng)少的理想降壓藥物，值得推廣應(yīng)用。

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第9篇：太空之旅范文

關(guān)鍵詞： WSN；定向天線；功率控制；GG圖

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）13-0217-02

現(xiàn)代社會，是一個信息時代的多元化社會，網(wǎng)絡(luò)走進(jìn)了人們的生活，成為了人們生活和工作必不可少的平臺，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)從有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到多種成熟的無線網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)一步發(fā)展優(yōu)化發(fā)展出了3G，4G網(wǎng)絡(luò)，其中主要是通訊產(chǎn)業(yè)的wifi，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[1]（Wireless Sensor Network，WSN），無線Mesh網(wǎng)絡(luò)（Wireless Mesh Network，WMN）[2]，Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)等為熱點(diǎn)，并在現(xiàn)實(shí)生活中為人們的生活，科研等多方面得到了廣泛的應(yīng)用。

1 WSN網(wǎng)絡(luò)

WSN是近年來一個研究熱點(diǎn)，隨著WSN技術(shù)的成熟，已經(jīng)在諸多領(lǐng)域的得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。WSN是建立在無線自組網(wǎng)絡(luò)Ad-hoc的基礎(chǔ)上，通過具有感知，計(jì)算以及通信功能的無線傳感器節(jié)點(diǎn)，運(yùn)行相關(guān)協(xié)議自組建立的無線網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)通過節(jié)點(diǎn)可以對周圍的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，如：空氣的濕度，溫度，光照的強(qiáng)度，煙霧的濃度等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)測，收集和計(jì)算，進(jìn)而傳輸給核心節(jié)點(diǎn)并對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析得到具有價值的詳細(xì)信息，為城市環(huán)境監(jiān)測，消防，海洋數(shù)據(jù)監(jiān)測，搶險救災(zāi)等諸多領(lǐng)域提供了技術(shù)支持，并得到了市場的高度認(rèn)可。因此成為了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的熱點(diǎn)研究問題，受到了諸多研究人員的關(guān)注。

在海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中，由于傳統(tǒng)的人工監(jiān)測數(shù)據(jù)收到了諸多客觀環(huán)境因素的影響，隨著科技的進(jìn)步，基于WSN的海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生，為海洋生態(tài)環(huán)境的數(shù)據(jù)收集和監(jiān)測提供了更有效率和保障的監(jiān)測系統(tǒng)。為人們的生活和工作以及科研提高了更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。然而由于無線傳感器自己的諸多不足，例如：節(jié)點(diǎn)收電量約束工作時間有限，進(jìn)而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖兓?，同時數(shù)據(jù)發(fā)送過程中各節(jié)點(diǎn)之間相互影響，導(dǎo)致WSN在海洋數(shù)據(jù)傳輸過程中數(shù)據(jù)丟包率嚴(yán)重，因此影響了WSN的性能。目前針對于WSN網(wǎng)絡(luò)的研究也主要針對于MAC層的節(jié)能，網(wǎng)絡(luò)層的優(yōu)化為主要研究熱點(diǎn)。如何優(yōu)化無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湟约肮?jié)點(diǎn)能耗，延長網(wǎng)絡(luò)工作時間，一直是研究人員的熱點(diǎn)關(guān)注問題。

2 解決方案

針對WSN節(jié)點(diǎn)的全向通信方式以及節(jié)點(diǎn)的能耗工作時間問題，本文提出采用GG圖[3]進(jìn)行拓?fù)淇刂?，對WSN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行優(yōu)化；采用定向天線通訊技術(shù)，在信號發(fā)送過程中，減小信號覆蓋范圍，掉地對通訊節(jié)點(diǎn)周圍的信號干擾；同時在發(fā)送數(shù)據(jù)時采用功率控制，降低信號傳輸距離，進(jìn)一步減少信號的干擾范圍，進(jìn)而優(yōu)化WSN整體性能。

2.1 功率控制技術(shù)

在無線電通信環(huán)境下，無線電廣播模型[4]用于表示發(fā)送節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)信號時的發(fā)送功率Pt和數(shù)據(jù)信號到達(dá)接收節(jié)點(diǎn)時的功率Pr的關(guān)系，關(guān)系表達(dá)式如下：

[Pr（d）=PtGtGrλ2（4π）2d2L] （1）

其中，Pr表示數(shù)據(jù)信號到達(dá)接收節(jié)點(diǎn)的接收功率；Pt表示數(shù)據(jù)在源節(jié)點(diǎn)發(fā)送功率；Gt，Gr表示發(fā)送增益和接收增益；λ表示波長；d表示節(jié)點(diǎn)之間通訊的距離；L表示系統(tǒng)的鏈路損耗。

2.2 定向天線

定向天線（Directional antenna）是指特定方向上對電磁波發(fā)射和接收特別強(qiáng)，在其他的方向上對電磁波發(fā)射和接收幾乎為零的天線。采用定向天線通訊可以將數(shù)據(jù)信號固定在特定的方向范圍內(nèi)，可以減少對其他方向的信號干擾，以及在特定方向上進(jìn)行數(shù)據(jù)信號傳輸過程中可以增強(qiáng)信號強(qiáng)度，增加抗干擾能力，提高傳輸效率。

3 實(shí)驗(yàn)?zāi)M

本實(shí)驗(yàn)通過模擬實(shí)驗(yàn)場地為500500的實(shí)驗(yàn)場地，每個傳感器節(jié)點(diǎn)的信號范圍為100米，根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)的節(jié)點(diǎn)通訊時對周圍節(jié)點(diǎn)影響程度多為評價網(wǎng)絡(luò)性能的指標(biāo)。

圖1表示：原始拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)沒有功率控制情況下，基于GG圖拓?fù)涞墓β士刂魄闆r以及GG圖拓?fù)渲谢诙ㄏ蛱炀€的功率控制技術(shù)下，一次通訊過程中每個節(jié)點(diǎn)對周圍節(jié)點(diǎn)的影響情況的對比。通過圖1可以看出基于GG圖的拓?fù)淇刂频幕A(chǔ)上，通過功率控制技術(shù)可以降低信號干擾距離，進(jìn)而減小干擾范圍，降低了通訊過程中對周圍節(jié)點(diǎn)的影響；基于定向天線的功率控制技術(shù)是在GG圖功率控制基礎(chǔ)上采取定向天線通訊技術(shù)，在降低了信號干擾距離的同時，也減小了信號覆蓋范圍的扇區(qū)，進(jìn)一步降低了通過過程中對周圍節(jié)點(diǎn)的影響。由此可以看出基于GG圖和定向天線的功率控制技術(shù)在WSN的拓?fù)淇刂埔约靶盘柛蓴_控制方面具有一定的優(yōu)化作用，實(shí)驗(yàn)對比結(jié)果也驗(yàn)證了該技術(shù)的可行性。下一步將繼續(xù)研究基于定向天線通訊過程中的能耗問題以及拓?fù)鋬?yōu)化問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳成洪.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂蒲芯縖D].西安：西安電子科技大學(xué)，2010.

[2] 胡致遠(yuǎn)，王景，鄧建良，等.無線Mesh 網(wǎng)絡(luò)規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與容量研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2010，21（11）：4197-4221.