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双碳目标下NB-IOT能源物联网安全构架及关键技术

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电力系统保护与控制 2022年第8期50卷 179-187页

作者：王延峰申永鹏唐耀华钟建英张友鹏郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002 润电能源科学技术有限公司河南郑州450000 平高集团有限公司河南平顶山467001

围绕NB-IOT能源物联网安全构架及关键技术,分析了“双碳”目标下能源系统新特征,从绘制碳足迹、优化能源供给、优化能源交易和构建双向信息流四个方面剖析了能源物联网对“双碳”目标的支撑作用。总结了“双碳”目标下能源物联网的特性... 详细信息

围绕NB-IOT能源物联网安全构架及关键技术,分析了“双碳”目标下能源系统新特征,从绘制碳足迹、优化能源供给、优化能源交易和构建双向信息流四个方面剖析了能源物联网对“双碳”目标的支撑作用。总结了“双碳”目标下能源物联网的特性及需求,归纳了以NB-IOT为代表的LPWAN与能源物联网的匹配关系。探索构建了包含NB-IOT物联网安全模组和安全服务平台的能源物联网安全构架。重点分析了基于eSIM+ESAM NB-IOT的物联网安全模组硬件、基于GlobalPlatform可信框架的NB-IOT物联网安全模组软件,以及基于区块链的物联网卡全链条安全管理关键技术。该技术可为能源生产、传输、存储、交易和消费领域提供安全、可信的LPWAN物联网解决方案,为构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供可信数据支撑,助力“3060双碳目标”实现。

关键词： “双碳”目标 NB-IOT LPWAN 能源物联网安全

基于模糊PID控制的NB-IOT果蔬农业物联网系统设计与试验

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中国农机化学报 2023年第1期44卷 162-171页

作者：李洪兵罗洋张颖王雨凝欧俊崔浩重庆三峡学院重庆市404120

针对传统果蔬农业大棚环境数据感知不强、现场维护工作量大、无线覆盖区域受限、生产管理效率低、成本高的问题,提出一套基于模糊PID控制的NB-IOT果蔬农业物联网系统设计。以STM32L475VET6超低功耗芯片为主控芯片,通过NB-IOT和ZigBee双... 详细信息

针对传统果蔬农业大棚环境数据感知不强、现场维护工作量大、无线覆盖区域受限、生产管理效率低、成本高的问题,提出一套基于模糊PID控制的NB-IOT果蔬农业物联网系统设计。以STM32L475VET6超低功耗芯片为主控芯片,通过NB-IOT和ZigBee双协议融合组网技术和环形缓冲队列算法组建广域无线网络,设计现场监测终端与远程云监控平台,将局域终端节点采集的环境因子信息接入云服务器进行统计与分析。系统根据采集到的数据自动调控反馈控制设备,达到低功耗模式下的广域覆盖监测并智能反馈调控果蔬大棚环境因子的目的,实现感知层、网络层到平台层和应用层一套完整的果蔬大棚物联网系统设计。将模糊PID控制算法应用于温棚环境调节的仿真测试表明,系统平均丢包率为0.088%,空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度等环境因子参数平均相对误差保持在0.5%以内,NB-IOT休眠功耗小于9μA,能实现智能反馈控制并保证系统多节点部署、多参数检测、低功耗工作、广覆盖通信的条件,使系统具有更高的复杂环境适应性和稳定性。

关键词：物联网系统模糊PID控制 NB-IOT ZigBee 智能控制

基于LoRa与NB-IOT技术的文物保存环境监测系统探索及思考--以四川博物院为例

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文物保护与考古科学 2022年第4期34卷 114-122页

作者：雷淑张孜江四川博物院四川成都610071

针对当前文物保存环境监测系统实际应用中,存在布线复杂、通信稳定性差、造价及安装维护成本高、需要频繁更换电池等一系列问题,本工作比较研究了几种成熟网络通信技术在文物保存环境监测系统中的应用现状及特性,并以四川博物院现有433 ... 详细信息

针对当前文物保存环境监测系统实际应用中,存在布线复杂、通信稳定性差、造价及安装维护成本高、需要频繁更换电池等一系列问题,本工作比较研究了几种成熟网络通信技术在文物保存环境监测系统中的应用现状及特性,并以四川博物院现有433 MHz技术监测系统为例,通过对博物馆应用场景的实验测试,从信号强度、丢包率和电池功耗等多方面,对比分析采用433 MHz、LoRa和NB-IOT等3种网络通信技术的优劣。实验结果表明,基于433 MHz技术的文物保存环境监测系统,存在现场布线复杂、建设成本较高、安装维护困难等明显弊端,而基于LoRa、NB-IOT技术的监测系统,与现有的433 MHz技术相比,在大大降低安装维护成本的同时也减少了中间节点的传输损耗,但所有测试点信号质量并未达到监测所需的覆盖效果,需要通过调整监测系统部署、优化网络应用性能等方式加以解决。在此基础上,结合文物预防性保护的实际应用需求,提出初步思考及建议,以探索一种布局安装方便快捷、使用维护成本低廉的新型文物保存环境监测系统。研究结果对今后文物保存环境监测系统网络构架的选择和博物馆预防性保护工程建设具有重要参考价值。

关键词：文物保存环境监测系统 LoRa NB-IOT 信号强度丢包率电池功耗

基于NB-IOT的学生宿舍智慧用电监控系统

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电子器件 2023年第2期46卷 430-436页

作者：钱承山俞涵飞孙宁毛伟民戴仁天许岩南京信息工程大学自动化学院江苏南京210044 无锡学院物联网工程学院江苏无锡214105 无锡学院自动化学院江苏无锡214105

针对智能化电气设备普及带来的用电能耗、用电风险提高等问题,设计了一种基于NB-IOT的学生宿舍智慧用电监控系统。系统监控终端与学生宿舍唯一绑定,可以实时收集宿舍电压、电流、电功率等数据,并通过NB-IOT无线通信方式上传云平台。若... 详细信息

针对智能化电气设备普及带来的用电能耗、用电风险提高等问题,设计了一种基于NB-IOT的学生宿舍智慧用电监控系统。系统监控终端与学生宿舍唯一绑定,可以实时收集宿舍电压、电流、电功率等数据,并通过NB-IOT无线通信方式上传云平台。若监测到学生违规用电,监控终端立刻切断电源并将违规用电信息发送至管理员。云平台实现数据加工、存储,并通过APP将数据可视化展示。管理员可通过APP远程控制室内用电通断、下发监控阈值等。经测试,所设计的系统使用便捷、运行稳定、具有较高的实际使用价值。

关键词：用电监控 NB-IOT 云平台智慧用电

基于NB-IOT技术的土壤重金属检测仪设计与验证

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农业工程学报 2021年第14期37卷 221-227页

作者：王蕾越战可涛尹亮北京化工大学数理学院北京100029

为解决土壤重金属检测准确度较低、实时性差以及数据分散的问题,该研究设计了一种基于窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IOT)技术的土壤重金属检测仪。自主研发高准确度能量色散X射线荧光光谱仪,将测量得到的数据通过nb-Io... 详细信息

为解决土壤重金属检测准确度较低、实时性差以及数据分散的问题,该研究设计了一种基于窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IOT)技术的土壤重金属检测仪。自主研发高准确度能量色散X射线荧光光谱仪,将测量得到的数据通过NB-IOT实时上传到数据集成云平台。设计试验探究了该设备的最佳测试时间、预热时间。结果显示:在预热30 min后以180 s的测试时间测量样品,仪器具有最佳重复性。设计试验验证该设备的准确度,使用该设备、奥林巴斯Vanta Element-S、实验室化学方法针对同一批四川土壤进行了多次采样比较研究,结果显示:Cd、Hg、As、Pb、Zn、Cu测量值都具有较高准确度,测量As、Cr、Hg、Pb元素时比Vanta Element-S更接近真实值。测量国家标准土样,对比样品标准值,7种元素中Cr、Cu、Pb、Zn的平均相对误差非常小,分别为4.6%、7.5%、3.8%、14.2%。其余3种元素As、Cd、Hg相对误差分别为55.5%,55.7%,37.2%。该设备能够准确、稳定、实时的检测出土壤较高含量的重金属元素含量值并且将数据汇总到云平台,具有较为优异的实时性及数据集成能力,在大规模土壤检测分析场合具有一定的推广价值。

关键词：土壤重金属 NB-IOT 快速检测 EDXRF X射线最佳测试时间预热时间

基于NB-IOT的孤岛式微电网密钥协商协议研究

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电力系统保护与控制 2020年第5期48卷 119-126页

作者：康文洋汤鹏志左黎明张捧华东交通大学理学院江西南昌330013 华东交通大学系统工程与密码学研究所江西南昌330013

针对当前日益突出的电力系统网络安全问题,尤其是较容易接近的孤岛式微电网,在基于公钥密码系统的双方密钥协商协议基础上,设计了孤岛式微电网密钥协商协议。在该微电网中,考虑到监测终端的覆盖范围广、深的要求,采用NB-IOT技术进行通... 详细信息

针对当前日益突出的电力系统网络安全问题,尤其是较容易接近的孤岛式微电网,在基于公钥密码系统的双方密钥协商协议基础上,设计了孤岛式微电网密钥协商协议。在该微电网中,考虑到监测终端的覆盖范围广、深的要求,采用NB-IOT技术进行通信。然后对该密钥协商协议进行了安全性分析、关键代码的实现与仿真。在大量的实验数据分析下得出密钥协商三个阶段分别只需要40 ms、23 ms和4 ms的计算时间,证明了该协议可以高效快速地实现双方的身份认证与密钥的协商,防止数据篡改、重放、伪造等攻击。

关键词：微电网 NB-IOT 密钥协商协议公钥密码学数字签名

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基于NB-IOT的核辐射剂量仪设计

核科学与工程 2022年第4期42卷 975-982页

作者：马川颜拥军刘霖霏南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 中国船舶集团有限公司第七一八研究所河北邯郸056027

本文提出基于NB-IOT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网)技术的核辐射剂量仪研制方案,该仪器采用STM32F103系列单片机作为主控芯片,辐射剂量探测器选用G-M计数管,集成温湿度采集模块,通过BC20物联网模块将采集数据发送到OneNe... 详细信息

本文提出基于NB-IOT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网)技术的核辐射剂量仪研制方案,该仪器采用STM32F103系列单片机作为主控芯片,辐射剂量探测器选用G-M计数管,集成温湿度采集模块,通过BC20物联网模块将采集数据发送到OneNet云平台,云平台能够实时监控仪器所在位置的辐射剂量值以及温湿度值,同时显示仪器的北斗定位信息。该辐射剂量仪能够实现远程实时监测、定位,具备轻量化,低功耗,低成本,覆盖范围广等特点。

关键词：核探测 NB-IOT 云平台定位

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一种低功耗的NB-IOT温湿度采集器设计

中国测试 2022年第9期48卷 140-144,157页

作者：赵岩张永成康军朱庆亮王蓥鑫李鸿燕天津理工大学电气工程与自动化学院天津300384 天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384

根据NB-IOT(narrow band internet of things)技术广覆盖、低功耗、低成本的优势,该文研制基于NB-IOT的低功耗温湿度采集器。该采集器以低功耗、性能良好的STM8L微控制器作为主控芯片,搭配低功耗的NB-IOT模组BC28和高精度温湿度传感器SH... 详细信息

根据NB-IOT(narrow band internet of things)技术广覆盖、低功耗、低成本的优势,该文研制基于NB-IOT的低功耗温湿度采集器。该采集器以低功耗、性能良好的STM8L微控制器作为主控芯片,搭配低功耗的NB-IOT模组BC28和高精度温湿度传感器SHT20以及具有看门狗功能的低功耗外部定时器TPL5010,定时将MCU从休眠状态唤醒并将数据上传至监测系统,在一定程度上解决传统的GPRS、ZigBee等通信技术功耗大、成本高、组网复杂的问题。为检验系统的可靠性,将采集器置于室内数周进行了空气温湿度实验,实验结果显示其具有较高的可靠性,监测数据有效上传率达99.72%。为测试系统的功耗,通过Fluke8845A数字万用表对采集器进行功耗实验,实验数据显示其功耗较低,可以实现一节锂离子电池供电长达3年以上的目标。

关键词： NB-IOT 低功耗 STM8L 空气温湿度监测 TPL5010 功耗测试

基于NB-IOT 5G通讯技术的印刷包装车间环境监测系统研究

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基于NB-IoT 5G通讯技术的印刷包装车间环境监测系统研究

作者：邓博旗西安理工大学

学位级别：硕士

为了满足印刷包装车间内湿温度和无组织逸散挥发性有机物(VOCs)浓度的监测需求,同时摆脱传统布线网络局限性,降低系统成本,本文提山一种基于NB-IOT(Narrow Band Internet of Things)5G通讯技术的印刷包装车间环境实时监测系统。基于对... 详细信息

为了满足印刷包装车间内湿温度和无组织逸散挥发性有机物(VOCs)浓度的监测需求,同时摆脱传统布线网络局限性,降低系统成本,本文提山一种基于NB-IOT(Narrow Band Internet of Things)5G通讯技术的印刷包装车间环境实时监测系统。基于对监测需求的分析,采用了将传感器技术、云平台技术、android技术与物联网技术融合的技术路线:确定了以感知层、网络层、平台层,应用层为基础的系统技术框架:从硬件层、嵌入式软件层、监控平台层三个方向进行具体的系统设计,系统采用ATMEGA328P-ALL 作为主控芯片,通过 DHT11及MQ-1传感器。实现车间内温湿度与VOCs浓度的数据采集;利用ML302无线模块通过AT指令建立网络通信;通过消息队列遥测传输协议(Message Quasing Telemetry Transport,MQTT)连接OneNET平台实现数据交互,基于OneNET平台开发了车间环境数据可视化监测界面,利用OneNET平台的AFI接口设计了基于(?)技术的车间环境监测ATT,实现了复杂数据自动处理,提高了使用者数据分析和信息处理的效率,满足了查询环境参数实时数据与历史数据的需求。经测试,该系统完成了设计目标,具备了实际价值,避免了有线短信或GPRS,ZilBee,LORA等无线通信技术导致的设备安装不便,通信范围小,价格高等缺陷,对辅助印刷包装企业控制湿温度与VOCs浓度有着积极的意义。

关键词：环境监测 VOCs NB-IOT Android 印刷包装