基于DTU的加速度强振动记录终端的设计

设计基于DTU的强振记录终端,采用SOC系列C8051F015型单片机对MEMS加速度计的输出信号进行A/D转换,监测待测体所经受的强振加速度值,并通过DTU内嵌的GPRS无线网络通讯方式将数据发送到远程数据中心。该系统具有体积小,安装与操作方便,免维护等特性。

工业GPRS DTU的设计及其应用研究

随着信息技术的迅速发展,通信技术和网络技术促使了现场设备的网络化.分析了GPRS网 络的特点,构建了基于GPRS的实时监控系统,并对GPRSDTU的实现提出了解决方案.最后,对 其应用前景进行了展望.

一种基于物联网的冷水机组数据采集监控系统

针对冷水机组的采集监控需求,设计了一套基于物联网的冷水机组数据采集监控系统。该系统通过专用物联网传输模块DTU(Data Transfer Unit)完成对冷水机组数据的实时采集和控制。采集到的冷水机组数据通过物联网数据传输单元DTU移动通信网,远程上传到云端控制中心,控制中心的软件实现了对冷水机组的数据采集监测和远程控制指令的下发。该系统实现了冷水机组的远程监测和控制,降低了系统运营成本,提高了系统工作效率和自动化水平。

电动汽车有序充电智能管控装置设计

新能源汽车的充电基础设施是新能源汽车产业的重要组成部分,是新能源汽车最重要的配套基础设施。针对现有充电桩无法进行远程管理控制和数据采集的问题,基于现有充电桩和国家标准设计一款电动汽车有序充电智能管控装置。该装置主要由数据转换单元(Data Transfer Unit,DTU)和充电管理控制器组成。DTU与每台充电中的充电管理控制器及小区基础负荷总电度量表进行通信,同时通过以太网接口与服务器进行通信,实现数据的远程传输与中转。同时解决充电桩与服务器之间的连接问题。充电管理控制器作为核心部件,具备控制充电桩的通断和采集充电状态信息的功能。通过接收来自服务器的指令,可以实现对充电桩的远程控制。同时充电管理控制器还可以实时采集充电桩的充电状态信息,并将这些信息传输给服务器,以便用户和管理员进行查看和监控。

基于SEP3203处理器的DTU点对点数据传输

无线数据终端点对点数据传输是指终端之间通过网络相互进行数据传递的通信。提出了基于嵌入式系统和GPRS技术的DTU点对点数据传输的两种方案及其实现过程。方案一通过移动公司的CMNET接入Internet,DTU获得动态IP地址,进而进行终端间的数据传输;方案二使用移动公司根据用户需求为用户组建的APN专网,DTU根据需求可以固定IP地址,实现终端间的数据传输。DTU的组网方式采用TCP/IP典型的C/S模式。

基于国密算法的动车组车载数据安全传输方案研究

针对高速铁路动车组(简称:动车组)车载数据在传输过程中面临的安全性问题,提出一种基于国家商用密码(简称:国密)算法的安全传输方案。文章采用SM2、SM3、SM4等算法,进行数据加密、数字签名及认证和消息摘要,以增强动车组车载数据传输的机密性、完整性、真实性和不可否认性。通过密钥生命周期管理,确保密钥在生成、存储、使用和销毁各过程中的安全性。该方案能够为提升动车组车载数据传输的安全防护能力提供技术支持。

雅万高铁动车组车载数据实时传输关键技术及应用研究

针对雅加达—万隆高速铁路(简称:雅万高铁)的车载数据尚未实现实时传输和应用,不利于开展动车组故障诊断及分析的情况,文章基于KCIC400AF型动车组车载无线传输装置的工作原理,设计了车载数据实时传输架构。通过采用车地无线传输安全机制、分布式大数据实时处理和分级多维监控等关键技术,实现动车组车载数据的实时传输,满足安全性与可靠性要求;根据动车组运用维修业务场景,分析车载数据在实时监控与故障处置、参数关联与运营维护决策等方面的应用,提高雅万高铁运营安全保障能力。

基于区块链验证算法的车载软件Uptane安全框架升级研究

为解决当前车载软件Uptane框架存在的安全问题,研究设计了一种基于区块链验证算法的Uptane框架优化方案。研究方案采用分级验证和区块链技术相结合的方法,将节点分为普通节点和代表成员节点,以此来减轻车载设备的计算负担。与现有的Uptane框架相比,优化后的Uptane框架更新50个数据时,框架的电子控制单元使用内存减少约15 MB;其验证50个节点时,花费时间减少约7.4 s;在安全密钥泄露的情况下,数据丢失率为0。研究对Uptane框架的升级改进有助于提高车载软件更新框架的安全性和性能,从而更好地应对汽车行业面临的网络安全挑战。

基于多源量测的主配网一体化状态估计方法

针对主配网结构复杂且测量设备无法全节点覆盖的问题,本文基于多源量测数据提出了主配网一体化的状态估计算法。针对不同的量测条件,设计相应的状态估计模型,构建非线性动力学系统以保证状态估计算法的全局收敛性。同时,考虑主配网状态估计的协调问题,融合更新频率高的数据采集与监视控制系统,同步相量测量装置量测和更新频率低的高级计量架构量测,开展主配一体化的状态估计方案设计。在IEEE标准算例基础上改进的主配网络上对该方法进行相关测试,仿真结果验证了所提算法的有效性。

通信电源实时监测系统开发及应急预案研究

文章针对通信电源系统易受多种因素影响的特点,开发了一种基于高级精简指令集计算机机器(Advanced Reduced Instruction Set Computer Machines,ARM)核心控制芯片和通用分组无线业务(General Packet Radio Service,GPRS)数据传输单元(Data Transfer Unit,DTU)模块的实时监测系统。系统通过现场控制终端采集通信电源设备的运行状态信息,经模拟数字(Analog to Digital,AD)转换模块处理后,由ARM核心控制芯片发送至无线模块,最终传输至远程监控中心。此外,设计一套应急预案,包括应急预案设计原则、组织机构与职责、应急分级、启动条件与工作流程以及保障措施等,以应对电网大停电带来的经济损失。通过技术保障、装备保障、人员保障,实现抢修工作的快速响应,缩短断电时间,有效减少经济损失,确保生产生活不受影响。

基于GPRS的DTU嵌入式软件设计

本文介绍了GPRS模块从上电到连接到网络的一般过程及其相应AT指令,以ATMega128单片机作为DTU的控制器,GPRS模块采用华为GTM900C。重点介绍了在不嵌入操作系统情况下的DTU应用软件实现过程,主要包括:DTU的AT模式、命令模式及透传模式三种数据传输方式的具体实现方法,串口数据处理方法,其他一些DTU基本功能的实现方法。

台达PLC与DTU无线模块在木工机械上的应用

台达PLC具有功能强大、操作简单、可靠性强等特点，使其应用几乎覆盖了所有工业控制领域。为了能远程地实时监视设备运行状态和报警信息，可以用PLC加装GPRS智能无线数传设备（DTU）的方式来实现对PLC的远程监控。本文介绍了使用互联网服务器通过无线方式对客户现场木工机械设备的PLC系统进行远程控制的方案，不受距离和组网的限制。

基于矿用4G网络实现DTU在煤矿基础层设备数据采集的应用

基于矿用4G无线通信网络,以金家渠煤矿水电计量方案中流量计、电度计量装置等煤矿基础层设备的数据采集传输为目的,分析现阶段无线传输技术在煤矿基础层设备数据采集过程中的利弊。以常见无线传输技术,结合煤矿应用实例提出利用矿用4G网络、DTU设备对煤矿基础层设备进行数据采集无线传输的可能性。研究结果表明,在少量增加成本后利用矿用4G网络可以实现数据的采集与传输。

基于无功损耗的线路两端PMU相角差时变偏差修正方法

相量测量单元(PMU)的优势之一是提供同步的相角数据。然而,因时间同步异常、装置故障等因素,部分实测PMU相角数据存在异常,影响PMU应用。提出一种基于无功损耗的线路两端PMU相角差时变偏差修正方法。首先,基于线路无功损耗量测值与估计值构造单时刻相角差偏差估计模型;然后,针对单时刻估计模型受噪声影响大的问题,基于相角差和线路参数间关系,将利用单时刻数据的时变偏差估计模型转化为利用多时刻数据的恒定线路参数估计模型;最后,通过黄金分割算法估计获取线路参数后,结合PMU幅值、功率数据反推出PMU相角差偏差,实现PMU时变相角差偏差的估计与修正。仿真和某省实测PMU数据测试结果表明:该方法可准确估计相角差偏差,抗噪能力强;与现有方法相比,该方法仅需单工况数据即可实现估计与修正,适用于不同时变类型偏差的修正。

基于多源热泵远程监控系统的设计

针对热泵机组采集数据较分散且数据采集点过多的问题,采用物联网技术设计一套基于热泵供暖远程监控系统装置。通过STM32F103RCT6控制芯片与传感器来检测各个温度与压力数据,并采用4G-DTU将实时数据上传到物联网平台并保存到数据库中;物联网平台与微信小程序通信,通过小程序方便随时随地监测数据。该系统注重操作便捷性,采用简易交互界面,以方便用户使用。

基于工业以太网的动车组列车通信网络设计

动车组列车通信网络(TCN,Train Communication Network)为动车组列车运行控制、多车重联控制、车辆维护及旅客服务等提供公用通信服务,实现列车信息传输和共享。我国现有的动车组TCN采用基于IEC 61375标准的绞线式列车总线(WTB,Wire Train Bus)+多功能车辆总线(MVB,Multifunction Vehicle Bus)技术,数据传输带宽有限,且部分通信线路无冗余,难以满足动车组技术升级过程中不断增长的列车数据传输需求。面向动车组TCN的各类数据传输要求,研究将工业以太网技术应用于动车组列车通信网络,利用工业以太网的特性和优势,实现对既有动车组TCN技术的替代升级。测试结果表明,采用该动车组列车通信网络,动车组所有子系统设备的通信状态和通信质量测试结果均满足评定标准,满足列车控制与管理要求,系统运行稳定,符合设计要求。该动车组列车通信网络已在复兴号系列动车组和上海、贵阳等城市的城际、城铁车辆上广泛应用,传输速率高,稳定性强,设备维护便捷,有助于快速提升轨道交通列车维修及旅客服务水平。

功率因数角偏差导致的线路无功量测异常及其检测方法

互感器测量误差等因素会导致同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)幅值、功率因数角量测产生偏差,进而导致有功、无功测量异常,但对于无功测量异常的检测方法鲜见报道。该文在分析功率因数角偏差可能造成无功量测异常原因的基础上,结合与相角无关的线路无功损耗估计,提出一种无功损耗量测值异常的检测方法。首先,介绍对称双回线无功测量不一致的现象;其次,分析PMU无功量测偏差的来源,结合灵敏度分析,解释了功率因数角偏差对无功测量影响远大于有功,可能造成无功测量异常原因;再次,推导与相角无关的、基于PMU幅值量测和线路参数的线路无功损耗基准估计表达式,并分析量测误差和线路参数偏差对其的影响;进一步,提出一种无功损耗量测异常在线检测方法,该方法也可用于线路单端无功量测异常检测。同时,该方法不需要预先校准或精度较高的参考互感器,可实现在线检测。仿真和实测算例验证了所提方法的有效性和实用性。

油田管输交接计量系统的设计与应用

针对华北油田管输交接计量人为操作繁琐、劳动强度大、自动化程度低等问题,依托双转子流量计、射频式含水在线分析仪、科里奥利密度计等在线计量设备、用于计算计量数据的计量单元及已建的油气生产物联网系统,设计了一种油田管输交接计量系统。该系统包括数据采集端、数据处理端、数据传输端及服务器端四部分,数据采集端为各类计量设备,用于采集来液的体积流量、含水率、混液工况下密度、温度、压力;数据处理端为计量单元,用于计算来液中的油、水比例和纯油量;数据传输端依托于已建的油气生产物联网系统进行数据传输;服务器端包括计量数据存储及展示。基于B/S架构及Spring Boot后台框架,开发了油田管输交接计量软件,可实现计量数据实时展示、计量数据分析、计量凭证及外输交接报表自动生成等功能。现场应用表明,该系统可以实现油田管输交接数据的采集、存储、传输全过程自动化和集中调控,与人工取样化验计量对比,年纯油量的相对误差为0.3%以内,可满足贸易交接要求,应用于8个交接站点,减少交接计量人员21人,降低了劳动强度,推动了油田地面系统的发展,提升了原油交接管理水平。

CPU-GPU协同高性能卫星数传预处理方法

空间数据系统咨询委员会(CCSDS)协议的分层特征对数传预处理的完全并行提出挑战,虚拟信道、应用过程的多路复用为并行处理提供契机。本文面向高性能数传预处理需求,在分析处理性能瓶颈的基础上,提出一种层间流程中央处理器(CPU)控制、层内瓶颈步骤GPU加速的协同处理新方法。以高级在轨系统(AOS)帧循环冗余校验(CRC)、工程参数提取与物理量转换算法为研究对象,对图形处理器(GPU)线程分配、CPU-GPU协同任务划分进行设计。实验结果表明:方法可实现CRC校验11.4496 GB·s^(-1)、工程参数提取与物理量转换0.9024GB·s^(-1)的处理速率,性能较传统CPU架构提升显著。

面向大规模卫星网络协议设计和性能评估的实时仿真系统设计及验证

针对当前仿真工具存在的问题,研究并开发实时网络仿真测试系统SiT4NET。首先,SiT4NET利用容器技术在保证节点独立性的基础上解决了有限仿真资源实现大规模网络节点部署问题,提升了仿真系统的资源利用率;其次,提出基于数据单元的节点间分组传输和系统级数据单元申请/回收机制,为网络的实时仿真提供核心支撑;再次,通过标准高层协议接口和内部分组格式及可重构的分组处理机制,降低了协议的仿真实现与目标平台之间转换的复杂度;最后,通过SiT4NET和OPNET平台搭建相同的卫星网络环境,设置多组仿真场景,对仿真结果进行比较和分析,说明SiT4NET可以满足大规模卫星网络性能仿真需求。