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基于感应取能的微功率能量收集器

中国电机工程学报 2020年第5期40卷 1474-1485页

作者：柳百毅陈为李榜何幸福州大学电气工程与自动化学院福建省福州市350108

无线传感器是推动智能电网发展的关键器件,其供能问题备受关注。现有的供能方案主要是电池和能量收集器,但电池供能使用寿命较短,而现有能量收集器在智能电网的运用中具有较大的局限性。根据电网开关柜母排的结构特点,提出一种小体积、... 详细信息

无线传感器是推动智能电网发展的关键器件,其供能问题备受关注。现有的供能方案主要是电池和能量收集器,但电池供能使用寿命较短,而现有能量收集器在智能电网的运用中具有较大的局限性。根据电网开关柜母排的结构特点,提出一种小体积、高性能的磁芯结构,并基于谐振的原理来设计储能电路,提高整个系统的带载能力。仿真分析和样机测试验证了所提出能量收集器结构的实效性。

关键词：能量收集器磁芯结构设计储能电路微功率智能电网

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微功率无线通信路由设计与实现

微功率无线通信路由设计与实现

作者：梁度重庆邮电大学

学位级别：硕士

在智能电表数据采集系统中,无线通信模块使用微功率通信协议。无线抄表业务可以极大地降低电网公司运营成本,避免人工抄表出现错误。微功率MPPR路由采用的是静态表格式路由,路由生成流程复杂,路由信息更新困难,网络扩展性不强,硬件存储... 详细信息

在智能电表数据采集系统中,无线通信模块使用微功率通信协议。无线抄表业务可以极大地降低电网公司运营成本,避免人工抄表出现错误。微功率MPPR路由采用的是静态表格式路由,路由生成流程复杂,路由信息更新困难,网络扩展性不强,硬件存储资源占用大。在该网络的整个生命周期中,静态表格式路由一次生成后将不会改变。论文在CEBR路由算法的基础上,优化路由上报机制,最大化节省控制开销,简化了组网流程;改进节点路由机制,降低了协议栈路由算法在工程实现上对硬件存储空间的要求;优化了路由更新机制,使得路由信息在路径失效的时候能够实时更新;增加了对多网络交叠复杂场景的适应机制。设计出一种完整的微功率无线自组织网络抄表路由解决方案(CMPPR)。理论分析了不同路由方案的时延、路由控制开销、时间复杂度和空间复杂度。在OPNET平台上,进行仿真对比。最后,软件实现了通信协议栈,在ARM平台上能够运行,对组网和抄表进行了性能测试,测试验证了方案的可行性和有效性。CMPPR路由方案,节省了70%的存储空间,将时间复杂度从4次幂降低到2次幂。在150节点的网络仿真中,减少了60%的路由生成控制开销。硬件网络测试表明,CMPPR路由方案能够较好地完成自组织网络构建,简化了路由生成流程,能更好实时更新路由适应链路的变化,增强了网络的可扩展性。虽然增加了57%的应用层抄表时延,但仍然能够完全满足应用层5秒抄读一个电表节点的应用要求。论文从工程应用的角度出发,设计、验证了一种简单可行的自组织网络组网、路由解决方案,为微功率无线数据采集系统提供了一种可行的解决方案,应用在工程实践中。

关键词：微功率路由无线传感器网自组织 OPNET

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微功率无线热量表抄表系统设计与实现

微功率无线热量表抄表系统设计与实现

作者：段荣芳山东大学

学位级别：硕士

在热量表行业,随着一户一表和分户计量工程的推行,使得远程自动抄表通信系统应运而生。远程自动抄表通信系统是目前热力运营商通过远程监控、热量采集、热量分析、信息挖掘的远程实时监控系统;避免了人工抄表的诸多弊端,解决了热力运营... 详细信息

在热量表行业,随着一户一表和分户计量工程的推行,使得远程自动抄表通信系统应运而生。远程自动抄表通信系统是目前热力运营商通过远程监控、热量采集、热量分析、信息挖掘的远程实时监控系统;避免了人工抄表的诸多弊端,解决了热力运营商收费难等问题。目前,热量表远程抄表系统大多采用结合GPRS设备的采集终端向网络服务器传输数据,从而实现远程供热信息的实时获取。由于每个采集终端的负载能力有限,导致每栋楼必须配置一台采集终端或者更多,鉴于GPRS设备的成本相对较高,使得这种方案在设备成本上不具备优势;另外,在用户相对分散的区域,为了节省设备成本,允许多栋楼之间只配置一台具备GPRS设备的采集终端,这样又使得该方案在施工布线成本上不具备优势。随着无线通信技术的发展,微功率无线技术越来越成熟,价格相对GPRS设备较低,能够同时解决上述系统的诸多问题。本课题结合已经分析出的系统问题,借助成本相对较低的微功率无线通信设备,设计开发了嵌入了微功率无线模块的数据采集终端和数据集中单元,在此基础上通过添加用于计量的热量表和用于展示的管理软件就构成了微功率无线热量表抄表系统。该系统由3层构成,自底至顶依次为：热计量层,热量信息传输层,用热信息统计分析及展示层。采用这种架构设计的系统适用场景广泛,尤其适合现在规模日益增大的居民小区。而且本文方案中,由于采集终端不含有GPRS设备,因而有效地控制了方案中设备的成本;同时采集终端与数据集中单元之间通过无线技术通信,也不需要进行布线施工改造,有效地节约了实施成本。对于热量表和管理软件为既有技术,在本课题中只做简单介绍。本文重点介绍了数据采集终端和数据集中单元的设计与开发,其中包括电路原理图的设计、硬件电路的调试、嵌入式程序的编写、通讯协议的制定、功能单元测试及系统整体测试等工作。经过实验证明,该方案在设备成本上具有一定优势,实施上具备较好的可操作性,具有广阔的应用前景和推广价值。

关键词： ISM频段微功率数据采集终端数据集中单元热量表无线抄表系统

微功率无线通信技术在家用电器检测领域的应用

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微功率无线通信技术在家用电器检测领域的应用

作者：冯达华南理工大学

学位级别：硕士

随着我国家电产业的不断发展,家电产品的质量问题显得尤其重要。为了有效防止发达国家不断推出的技术性贸易壁垒对我国家电产业带来的冲击,减少经济损失,我们应当不断提高生产、检测和销售环节的技术水平,鼓励采取更有效的技术措施来保... 详细信息

随着我国家电产业的不断发展,家电产品的质量问题显得尤其重要。为了有效防止发达国家不断推出的技术性贸易壁垒对我国家电产业带来的冲击,减少经济损失,我们应当不断提高生产、检测和销售环节的技术水平,鼓励采取更有效的技术措施来保证产品质量。本课题使用了微功率短距离无线通信技术,并且结合传感器技术和计算机技术开发一种新的检测方法,与传统的有线连接的检测技术相比,具有明显的优势,主要表现在:无需架设线路,不再受线路质量的影响,扩展十分方便,同时也降低了维护难度等。本课题实现了无需架设线路的无线检测方式,根本改变传统的有线连接的家用电器检测方法,彻底地解决如电冰箱能效检测等方面存在的精度差、操作困难等问题,从而提高了检测效率、保证了检测数据的准确性、降低了测量误差,减轻了检测员的工作强度,节约了人力物力,降低了操作难度,同时也为家电检测提供一种全新的解决方案。本课题针对电冰箱能效检测的试验过程,利用CC1110芯片开发了一套无线温度、湿度检测装置,共20个温度采集点和1个湿度采集点,使在检测过程中电冰箱各个间室的温度数据可以得到实时查看并且记录。由于试验时间较长,需要记录的数据较多,被记录的数据存储在无线接收端的Flash存储器内,再通过RS232串行接口与计算机进行通信。计算机的监控界面采用Visual ***的C#编写,主要完成各个测试点的趋势曲线、实时数据和历史数据的查看等功能。

关键词：微功率短距离无线通信家用电器检测

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微功率无线抄表系统的研究与设计

微功率无线抄表系统的研究与设计

作者：杨乐武汉理工大学

学位级别：硕士

近十年来，低压居民抄表技术取得了巨大的进步，从人工抄表，485抄表，电力载波抄表发展到无线抄表，但是随着国民经济和科学技术的发展进步，手工抄表和485抄表由于人力成本高，布线复杂和通讯易出错等问题已经基本淘汰。目前普遍使用... 详细信息

近十年来，低压居民抄表技术取得了巨大的进步，从人工抄表，485抄表，电力载波抄表发展到无线抄表，但是随着国民经济和科学技术的发展进步，手工抄表和485抄表由于人力成本高，布线复杂和通讯易出错等问题已经基本淘汰。目前普遍使用的电力载波抄表由于受电网波动和电网负载的影响，抄表不够稳定，某些状况下甚至不能正常工作。无线抄表采用短距离无线通信技术，基本不受电网因素影响，是一种理想的抄表方式，但由于受成本、稳定性和功耗等问题的影响，限制了无线抄表系统的大规模使用。因此，研制一款性能优良的低成本、低功耗无线抄表系统有着巨大的社会和经济意义。首先，研究了无线抄表系统的应用背景和意义及其国内外发展现状，然后，对无线抄表系统的体系架构进行了整体设计，并分析了各部分的功能;其次，完成了集中器和微功率无线模块的硬件设计;再次，完成了系统软件设计，包括底层硬件模块驱动程序设计和系统的自动组网、维护和抄表功能的设计;最后，对无线抄表系统进行了测试。结果表明，本文所设计微功率无线抄表系统运行稳定可靠，抄表成功率高，各项指标符合国家电网规定，达到了预期的研究和设计目的。

关键词：微功率无线抄表集中器 GPRS

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井下人员定位系统微功率标识卡设计

矿山机械 2008年第2期36卷 37-39,40页

作者：任凯华钢阮娜中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221008

在基于 Zigbee 技术的井下人员定位系统中,其设计模型是由人员佩戴微功率标识卡与有固定坐标的读卡器进行无线通信,从而实现模糊或是精确的定位功能。由于标识卡的体积不宜过大,成本不宜过高,同时要保证一定的使用年限,所以标识卡配备... 详细信息

在基于 Zigbee 技术的井下人员定位系统中,其设计模型是由人员佩戴微功率标识卡与有固定坐标的读卡器进行无线通信,从而实现模糊或是精确的定位功能。由于标识卡的体积不宜过大,成本不宜过高,同时要保证一定的使用年限,所以标识卡配备钮扣电池供电最为适宜。文中提出了一种基于 Zigbee 技术的井下人员定位系统低功耗标识卡设计,并详细介绍了该标识卡的结构、通信机制及工作原理。

关键词：地下煤矿微功率人员定位标识卡

一种基于五类线的远端微功率模块的研究与设计

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一种基于五类线的远端微功率模块的研究与设计

作者：汪锋武汉邮电科学研究院

学位级别：硕士

移动通信用户数量的急剧增长,带动着用户对移动通信系统的覆盖范围和质量要求的提高,无线通信辅助设备以其有效性和经济性得到广泛应用。与移动通信基站相比,无线通信辅助设备由于投资少、结构简单、安装方便等优点,广泛应用于一些弱信... 详细信息

移动通信用户数量的急剧增长,带动着用户对移动通信系统的覆盖范围和质量要求的提高,无线通信辅助设备以其有效性和经济性得到广泛应用。与移动通信基站相比,无线通信辅助设备由于投资少、结构简单、安装方便等优点,广泛应用于一些弱信号区或盲区,如地下车库、地铁、隧道、电梯、宾馆、风景区等场所,能有效地改善通信质量。本文详细设计了一款基于五类线的微功率辅助设备,由于其结构小巧、成本低廉、输出功率不高,利用了现有的五类线传输移动通信信号,所以方便敷设与安装。微功率模块是微功率辅助设备的核心部分,文章重点分析了微功率模块各部分的设计。课题的创新点是以太网信号与移动通信信号的共线传输;采用高集成度的芯片(混频芯片采用RFFC2071,能够双路混频)和高集成度的设计(监控部分和信号链路部分集成在一块PCB板上),使微功率模块结构小巧;同一块PCB实现不同制式移动通信信号的兼容,节省开发时间,降低产品成本。难点是从五类线中取出不同种类的信号、各种信号的隔离。本文介绍的远端微功率模块己与移动运营商合作实现了部分地区的室内覆盖,解决了弱覆盖区以及盲区的接入需求。如果各运营商采用了这种接入方案,对于提高运营商的服务质量以及移动通信用户的接入体验都是大有裨益的。

关键词：微功率五类线混频谐振

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改进的微功率无线通信在电力系统中的应用

电气应用 2013年第S2期32卷 303-306页

作者：苏斓张庚汪洋丁慧霞中国电力科学研究院信息与通信研究所

随着智能电网建设规划的提出,电力用户自动抄表的"全覆盖、全采集、全预覆盖"目标的实现,微功率无线通信技术逐渐发展成熟。但目前用电采集系统的微功率技术以zigbee为主,但是随着网络层的IP化,zigbee技术出现了各种弊端,取而代之的为6L... 详细信息

随着智能电网建设规划的提出,电力用户自动抄表的"全覆盖、全采集、全预覆盖"目标的实现,微功率无线通信技术逐渐发展成熟。但目前用电采集系统的微功率技术以zigbee为主,但是随着网络层的IP化,zigbee技术出现了各种弊端,取而代之的为6Low PAN技术。为了使6Low PAN无线通信技术更加适合电力的应用环境,本文提出了几个改进的地方,为后期微功率无线通信技术的发展奠定了基础。

关键词：微功率无线通信采集传感网

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两线制变送器微功率隔离电源设计

仪表技术与传感器 2007年第2期 42-44页

作者：梁伟绍兴文理学院机电系浙江绍兴312000

介绍了一种用于两线制变送器的微功率隔离式电源，核心采用高转换效率的DC／DC芯片MAX639。它以降落在两线制变送器上的12—35VDE为输入电压，固定消耗3．5mA电流，提供了两组互相隔离的3V电源。与输入不隔离的一组最大具有5mA负载能力... 详细信息

介绍了一种用于两线制变送器的微功率隔离式电源，核心采用高转换效率的DC／DC芯片MAX639。它以降落在两线制变送器上的12—35VDE为输入电压，固定消耗3．5mA电流，提供了两组互相隔离的3V电源。与输入不隔离的一组最大具有5mA负载能力，与输入隔离的一组最大具有3n认负载能力。

关键词：微功率隔离电源两线制变送器温度补偿