微电子技术在智能用电中的应用

智能电网建设的全面实施,对以智能化为核心的先进技术提出了新要求,智能用电作为其中重要的环节,更加注重低成本、低功耗、高安全、高可靠性。本文重点阐述了微电子技术在电力用户用电信息采集系统和智能电能表中的应用情况,并对智能电能表的发展趋势进行了展望。

基于仿真设计的电子线路体系课程实践新思路

本文通过分析电子线路体系课程模式下存在的问题,提出利用现代计算机技术为载体的电子线路仿真实践课程,将传统电子学教学与现代电子线路计算机辅助设计相结合,深化并促进原有电子线路基础课程的理论和实践教学,并在教学内容中引入电子线路仿真技术架起课堂中教与学之间的桥梁。

应用于安全芯片的一种低功耗高精度基准源

利用亚阈值CMOS管的Ⅰ-Ⅴ指数工作特性,对三级管VBE电压的负温度系数进行补偿,实现了一种针对安全芯片应用需求的新型基准源.该基准源核心结构是使用亚阈值CMOS管搭建缓冲运放,实现6级温度补偿,输出1V基准电压.所提出的基准源使用SMIC 180 nm工艺实现,并通过Spectre仿真验证：全温区-40℃～125℃内,基准电压变化范围小于1 mV;该基准源典型功耗4.5 μA;对低功耗高精度基准源的研究具有很强的实用性和指导意义.

集成电路芯片热机械应力特征研究

本文在试验和理论两个方面,系统研究了芯片热机械应力特征。作者利用红外热成像技术研究了芯片内部热机械应力随工作电流的瞬态变化关系,发现芯片热机械应力随工作电流呈对数增长。同时本文利用有限元方法模拟计算了芯片热机械应力在不同电流密度下与总工作电流的关系,从而验证了上述实验结论,并发现随着电流密度增加芯片内部热机械应力上升速率变快。

LTE230无线通信基带芯片的设计与应用

在分析LTE230电力无线通信系统的基础上,针对当前LTE230终端平台存在的问题,设计出一种新型的高性能、低成本、低功耗的LTE230无线通信基带芯片。文章详述了该芯片的结构及其关键技术,并结合智能电网配用电业务带宽需求的2种典型应用场景,提出了基于该芯片的终端实现方案。

230MHz电力频段专用LTE基带芯片设计

针对230 MHz无线专网不能共用公网LTE基带芯片的问题,定制开发了电力专用基带芯片。着重介绍了基带芯片的设计方法,列举了开发使用的关键技术。此芯片经过实测,性能、功耗均达到了产业化的要求。

近红外激光故障注入系统在密码芯片攻击中的应用

首先概括了当前流行的密码芯片攻击方法及优缺点,然后介绍了近红外激光故障注入系统,并详细描述了近红外激光故障注入理论、系统组成、工作原理,及实验设备与参数。以DES(data encryption standard)算法为例,通过数学推导,采用DFA(differential fault analysis)方法恢复密钥。最后,根据实验室搭建的近红外激光故障注入系统对芯片背面进行了故障攻击实验,在无任何防御措施下获取了DES算法密钥。通过实验,以及结合对有关防御方法的深入分析,展示了近红外激光故障注入攻击对密码芯片的具大威胁。

一种低功耗高安全双界面智能卡芯片的设计与实现

根据ISO/IEC7816和ISO/IEC 14443-A协议,完成基于CPU的、集接触和非接触接口为一体的低功耗高安全双界面智能卡芯片的设计实现及样品验证,实现了对芯片面积、速度和功耗之间较好的平衡。结果表明,在采用HHNEC 0.13μm工艺条件下,所研制的芯片面积为8.08 mm2,在系统时钟16 MHz条件下,平均工作功耗约2 m A,完全满足协议对双界面智能卡芯片的性能要求。采用的128 KB Flash作为程序存储区可提供灵活、强大的COS应用开发空间,也方便将来软件程序的升级。同时,该芯片具有较高的安全性、可控性及可靠性,可以很好地适用于各类双界面智能卡的应用。

电力无线通信专用基带芯片的设计与实现

介绍了一种新型的、低成本低功耗的LTE230电力无线通信专用基带芯片的设计与实现,详述了芯片的总线架构、模块功能、关键技术和设计思想。随着国家智能电网的发展,电力业务对通信信道提出了全新、更高的要求。新型LTE230电力无线通信专网正是顺应了当前智能电网发展的这种需要而产生的,它基于电力行业在230 MHz频段中40个授权的频点，结合了公网TD—LTE的先进技术，利用载波聚合和软件无线电技术，从而达到覆盖半径大、支持海量用户、电力业务适应性强、传输速率高以及安全可靠等特点，为电力系统提供了完整专业的无线通信解决方案。

基于低压直流供电技术的市政路灯与电动汽车充电桩一体化系统

针对电动汽车充放电设施建设滞后的问题,基于LED路灯和电动汽车充电都有把交流电转换为直流电的实际需求,提出在进行市政路灯节能改造时,对220V交流电进行集中整流,同步建设一体化充电桩的节能技术方案。广泛分布于城市街道的一体化充电桩在保证道路高效照明的同时,为电动汽车充放电提供方便的接口,并且具有保护、监测、控制、通信、计量等功能,便于主站系统实现对路灯和电动汽车充放电状态的远程监测和控制。在对市政路灯供电线路规模化改造的基础上,可以建设大范围的低压直流供电网络,从而广泛吸纳光伏等新能源发电,最终形成城市智能充电网络。该方案能有效提高能源利用效率,并有力推动电动汽车的推广,效益分析表明该节案具有良好的应用和推广价值。

智能电网的10G-EPON中基于贝叶斯分类的业务感知机制(英文)

随着智能电网的发展及其多种信息业务的涌现,10G-EPON作为业务接入技术日益成为重要支撑;然而业务的多元化对10G-EPON的多业务支撑能力提出了重要挑战.为了适应电力系统中多种不同类型业务的需求,本文对智能电网的信息业务特性进行分析,提出了一种基于贝叶斯分类的10G-EPON业务感知机制;并且根据10G-EPON中OLT与ONU的主从式网络架构特点,提出了业务感知的主从式实现方式.该机制使用贝叶斯网络分析数据包的特征,进而确认待传送业务的类型.在贝叶斯业务分类的基础上,通过OLT和ONU之间的交互决定业务的资源分配和传输策略.为了验证新机制的有效性,分别从时延和丢包率两方面进行系统仿真.仿真结果表明,所提出的基于贝叶斯分类的业务感知机制在时延和丢包率具有显著的优势,能够实现业务与10G-EPON的高效匹配,提高10G-EPON在智能电网应用中多业务的区分支持能力.

基于云平台的电动汽车智能充电系统设计与应用

随着电动汽车的逐步推进,为了满足电动汽车用户参与用电管理,实时了解充电桩的位置与状态信息、电价信息等需求,建立电动汽车智能充电系统的必要性日益突出。提出了基于云平台的电动汽车智能充电服务系统架构设计方案,并对系统的3个主要组成部分云平台、智能充电装置与App客户端的结构与功能进行了详细分析。本系统将人机交互操作界面由传统的充电装置屏幕显示变为客户手持终端显示,能实时查询充电装置位置与状态,并实现充电装置的定位导航、充电预约及锁定等功能。可使用户参与用电管理,实现有序充电、合理用电,为未来电动汽车大规模应用提供了一种智能化的解决方案。

基于数据挖掘技术的用电异常分析系统设计

目前用电信息采集系统的全覆盖已实现对大量用电信息和异常事件的采集和存储,但由于缺乏相应的数据挖掘工具和系统,导致数据未能得到有效利用。文章基于用电信息采集系统所获得的海量数据,采用数据挖掘技术设计了一个用电异常分析系统。文章设计了系统的功能架构和物理架构,并给出了系统的业务流程。系统通过对异常事件的智能分析,指导用电检查人员进行针对性排查,可有效提高电力系统运行的安全性,为建设坚强智能电网提供有力保障。

浅谈电力塑料光纤应用

随着智能电网的发展,国家电网公司全面推广应用了智能电表和用电信息采集系统,极大地提高了计量的准确度和对用户用电信息的及时掌握。使智能电网用户终端智能化、自动化得到了很大的提升;避免了人工抄表产生的各种弊端为电力用户提供了更加方便自如,安全可靠的用电方式。为了更好地加强管理、服务社会,努力完成国家电网公司对智能电表和用电信息采集系统提出的"全覆盖、全采集、全费控"的总体要求,需要建设更加可靠的智能电表信息采集系统。以塑料光纤作为媒介的信息传输系统,具有采集数据成功率高、实时性强、容量大、成本低和无须熔接等优势,将给电力信息传输系统带来新技术革命,使智能电网通信体系以及通信设备得到革新和升级。

对一种纵向重用型AES掩码的能量分析攻击

本文旨在说明一个掩码字节在密码算法同一轮中的不同环节多次纵向重用是不安全的.针对Oswald等人的一种掩码方案在同一轮内的三个信息泄露点,给出了二阶相关能量分析和碰撞攻击两种方案.基于AT89S52单片机最小系统,完成了实际的能量分析攻击.实验表明,二阶CPA可通过30000条波形直接恢复完整的128 bit密钥,而碰撞攻击只需要10000条波形即可完成碰撞检测,但需要结合一定数量的搜索来恢复密钥.最后,本文建议掩码可以在轮间纵向重用,而不可在轮内纵向重用或横向重用,为芯片设计者提供一定的理论指导.

光网络中光信噪比受限的光组播路径分配机制(英文)

组播业务的迅速增长对现有光网络的光路分配提出了更高的挑战.针对在大规模的光网络中,由于光组播路径中光信噪比过低导致传输层光链路无法正常工作,并由此带来"假性信令成功"的问题,提出了一种光信噪比受限的光组播路径分配机制.该机制充分利用光网络节点中光信噪比监测功能,在信令消息中携带光信噪比性能参量,并在光组播路径分配的信令过程中将光信噪比作为光波长分配的重要依据.通过该机制,控制平面在信令过程中充分考虑光信噪比因素,确保传输层的光组播路径得以顺利建立并正常工作.仿真结果表明,所提出的基于光信噪比感知的组播光路分配机制能够解决"假性信令成功"的问题,并有效降低光组播路径的阻塞率.

智能电表实时时钟技术综述

高精度实时时钟芯片/模块作为智能电表中重要的功能模块,近年成为智能电表领域中的研究热门。其具有低功耗、高计时精度的特点,是智能电表中伴随整个电表寿命的模块。围绕智能电表领域近年来对实时时钟性能和技术的研究,对实时时钟技术进行分析,主要包含晶体封装在芯片内部、晶体作为芯片外部分立元器件、无晶体实时时钟等方面。

基于柔性电路板单纤双向光纤组件的以太无源光网络单元研制(英文)

随着宽带接入技术的发展,以太无源光网络是光纤到户的一种备选方案.而光网络单元数量众多,其成本成为限制以太无源光网络技术实施的重要影响因素.本文提出了一种低成本以太无源光网络单元实现方式：采用带柔性电路板的单纤双向光纤组件直接安装在光网络单元的电路板上.为了验证弯曲柔性电路板的高速性能没有恶化,采用有限元方法仿真了弯曲柔性电路板的小信号响应.由于该方式没有独立的光收发模块,无法采用比特误码分析仪进行测试,因此提出了采用网络测试仪搭建光网络单元的光信号性能测试系统的方案并实现了对光信号的性能测试.结果表明：对于发射机,在0℃~70℃的范围内得到了超过10dB的消光比和1dBm的平均发射功率;对于接收机,估算灵敏度为-27dBm.

低压电力线载波信道测试装置设计

电力线载波通信在居民抄表、路灯控制等领域广泛应用,然而由于电力线不是专用信道,且受用电设备、电力负荷、线路结构等影响较大,其传输特性在时域、频域上具有多变性,直接影响到电力载波通信产品的业务承载能力和应用效果。文中研制了一种便携化低压电力线载波通信信道测试装置,实现了电力线载波信道的阻抗、衰减和噪声三个重要信道参量的在线测量,并可通过即时分析软件实时掌握载波信道的变化特征,对电力线通信产品的技术实现和工程化应用具有重要意义。

基于230MHz电力无线专网的频谱共享关键技术研究

无线通信技术是一种重要的电力系统接入网技术,电力无线专用230 MHz频段频谱效率较低,只能支持很低的传输速率,制约了智能电网新业务的发展。为了进一步促进智能电网的实现,提出了一种频谱共享算法,该算法基于OFDM和功率分配技术实现。仿真结果表明,采用该算法能极大地提高频谱效率,提高系统容量。该算法的提出为国家无线电管理委员会进一步完善230 MHz频谱规划方案、促进智能电网的发展提供了有效的参考。