一种非侵入式低功耗高精度的用电器识别算法

非侵入式用电器识别是实现泛在电力物联网客户侧智能感知的关键技术。针对现有非侵入式用电器识别系统计算复杂度过高,不利于产业化的问题,提出了一种基于长短期记忆网络的低成本、低功耗、高精度且可应用于嵌入式微控制器的非侵入式用电器识别算法和系统。首先,对总线上的电流进行同步采集;其次,利用所提出的多参数的检测方法判断出用电器的投切事件;再次,利用长短期记忆网络,对投切时间点前后变化的数据进行识别,得到投切事件的用电器种类;最后,结合累积和判断出当前的用电器的种类和数量。仿真和实测结果表明,只需要针对单个用电器进行少量数据的训练,即可在嵌入式微控制器系统中对组合用电器实现高达99.6%的平均识别准确度,且系统功耗小于1.5 W。这种算法可进一步应用于统计各个用电器的投切时间点、使用时长和功耗总和等工作情况,为智能电网提供精细化的用户用电信息,并为电网能源管理和优化提供重要参考。

基于核密度的电力线通信网络时延估计

通过测试节点间时延构造网络拓扑是智能电网故障管理和高效运行的有效途径,而家用电器对时延测试的精度造成较大干扰。基于转移参数给出了电力线通信信道的传递函数理论模型,讨论了用电器对信道传递函数的影响;进而对测量得到的含噪声时延数据采用核密度估计法进行统计分析,有效去除了家用电器的干扰。仿真结果表明,合理设置核宽度比,采用核密度估计可使得测量误差降低到1 ns以内。文中研究结果对电力线通信网络性能优化、拓扑构造具有重要的参考价值。

一种基带GMSK信号相关器及其输出概率分布

该文提出一种基带GMSK信号相关器,并从GMSK解调信号的相位概率分布函数以及独立同分布随机变量和的概率分布函数出发,给出了该相关器的自相关峰和互相关峰的概率分布函数。从概率论与数理统计出发,推导了一种统一的数字相关器(数字匹配滤波器)的自相关峰和互相关峰的概率分布函数。数值计算结果表明,在相同条件下,该基带GMSK信号相关器的误检概率比数字相关器的低近一个数量级。

认知异步跳频通信系统同步方案研究

提出了一种认知异步跳频通信系统同步方案.通过采用两套可选的跳频图案,在当前发射跳期间,认知下一跳两个频点的状况,自适应选择下一跳频点进行信息传输,进一步提高了异步跳频通信系统的抗干扰能力;仿真结果表明,在同步概率大于95%时,新方案将用户容量提高了5倍多;通过引入循环前缀,实现了接收机跳频图案的自适应识别,并解决了跳频信号位同步信息不易提取的难题;最后还给出了异步跳频通信系统和认知异步跳频通信系统的同步性能分析.

协作通信中一种高性能空时二维RAKE接收算法

将空时二维RAKE接收机理引入异步协作通信系统,提出了一种高性能RAKE接收算法.首先利用该接收机对发送信息进行粗估计,并判决获得估计结果,给出发射信号的各条多径分量;然后将多径分量依次从接收信号中抵消,以消除所接收信号中由多径衰落产生的符号间干扰,从而获得所期望的直达路径分量.对直达路径分量按照空时分组码的合并译码准则进行空时合并,获得空间分集增益.在此基础上通过判决反馈、循环迭代进一步降低误码率.仿真结果表明,当信噪比高于5,dB后,新算法可显著提高传统空时RAKE接收机的性能.

车载红外热成像图像处理系统的设计与实现

分析了车载视觉增强系统中红外热成像的特征及其图像处理的技术难点,并设计了一种车载红外热成像图像处理系统。首先,在评估了系统的静态资源和动态资源的消耗后,给出了以FPGA为核心处理单元、ARM为控制单元的系统硬件架构。然后介绍了图像处理系统的软件设计,并提出了一种用于系统调试的通信协议帧结构。实测结果表明,该红外热成像图像处理系统的具有良好的实时性和可靠性。

智能低压电网网络分段时延测量技术研究

对智能低压电网终端、分支点、集中器之间分段时延测量的研究,有助于其网络拓扑的发展。为解决现有测量技术,不能高精度在线测量端到端、端到分支点之间时延的问题,该文提出一种基于电力线通信技术和扩频通信技术相结合的低成本、高精度时延测量技术,通过仿真研究并给出了该系统抗白噪声、多径以及窄带干扰的性能指标。仿真结果表明,所提技术,在信噪比大于-11 dB的白噪声、信干比大于4 dB的多径信号以及信干比大于-3 dB的窄带干扰下,均能实现±10 ns的测量精度。

抗用电器干扰的电力线长度在线测量方法

在智能低压电网中,用电器干扰是影响电力线长度测量准确率的主要因素。利用信道传递函数,建立了电力线长度在线测量模型,仿真分析了用电器对传递函数相位的影响,结合线性优化技术,提出了一种抗用电器干扰的电力线长度在线测量方法。仿真结果表明,所测量的误差不大于3%。研究成果为提高用电器干扰下电力线网络物理拓扑测量的准确率提供了基础。

协作通信系统中的一种高效分集传输技术

研究协作通信系统中结合空时分组码与频域均衡的传输方案,采用判决反馈与干扰抵消等算法对该方案进行优化.中继节点对发射信号进行空时分组编码后发送,接收机将收到的信号做快速傅里叶变换处理,再进行空间-频域的联合均衡,最后变换回时域判决,即可得到发送信息的估计结果.该方案可获取中继提供的协作分集增益,且频域处理复杂度很低.本文通过判决反馈和干扰抵消等信号处理手段降低均衡过程带来的信噪比损失,提高了该算法在协作通信信道下的传输性能,计算机仿真结果表明,当信噪比为12dB时,新算法可将原算法的误码率从10-2以上降低到10-3以下.

多径信道下一种鲁棒的符号速率盲估计算法

提出一种鲁棒的符号速率盲估计算法:接收信号首先采用改进的恒模算法进行盲均衡处理,消除信号的符号间干扰,然后再采用延迟相乘法估计其符号速率。接收机利用该算法即可完成对符号速率的盲检测,因而在信号检测领域中具有非常强的实用性。计算机仿真结果表明,新算法可有效消除符号间干扰,大大提高了符号速率检测的正确率,且具有良好的鲁棒性。

数字实验台核心板防静电设计

为解决"电子线路实验(一)"课程所使用数字实验台核心板极易被高压静电击穿烧毁,导致学生实验失败的问题,该文在不改变现有数字实验台基础板的前提下,通过分析实验过程中静电放电现象的特点,采用"瞬态二极管并联+多通道复用"的设计方法,研究设计新型的核心板ESD防护电路。在严格控制成本、电路板体积的同时,该ESD防护电路可以增强数字实验台的抗击穿性,提高学生实验的成功率。

Despreader for Direct Sequence Spread Spectrum System and Its Performance Analysis

A new type of despreader for direct sequence spread spectrum signal is proposed. Compared with traditional despreaders, the new despreader does not contain hard decision ware or handle binary sequence any more, and the locally stored spread spectrum signals are pre-modulated baseband signals (such as Gaussian minimum shift keying (GMSK) signals), which are much more similar to the received spread spectrum signals. Moreover, the missed detection probability of the despreader is about one order of magnitude lower than that of traditional ones. Based on the maximum likelihood criterion and phase probability density function of demodulated signal, a new method of ana- lyzing the despreaders’ performance is put forward, which is proved to be more accurate than traditional methods according to the numerical results. Finally, an adaptive despreader under different signal-to-noise ratios is given.

“电子系统设计”课程综合实验设计

为提高学生学习兴趣以及综合设计能力,课程团队设计了"基于MSP430的嵌入式智能农业物联网系统"教学案例,并作为课程的综合实验。该案例是运用电子信息工程类专业所学习的知识技术来解决现实生活和工程实际问题的典型案例。学会设计实际的物联网系统,能引导学生了解和认识通信系统的复杂性,并掌握感知、控制、通信为一体的电子系统的设计和实现方法,培养解决相关问题的能力。