Smart Home Networking: Lessons from Combining Wireless and Powerline Networking

Integrating the power grid technology with renewable power generation technologies, Demand Response (DR) programs enabled by the Advanced Metering Infrastructure (AMI) were introduced into the power grid in the interest of both utilities and residents. They help to achieve load balance and increase the grid reliability by encouraging residents to reduce their power usage during peak load periods in return for incentives. To automate this process, appliances, in-house sensors, and the AMI controller need to be networked together. In this paper, we compare mainstream network technologies applicable to home appliance control and propose a solution combining Power Line Communication (PLC) with wireless communication in smart homes for the purpose of energy saving. We extended NS-2, a popular network simulator, to model such combined network scenarios. Using a number of different routing strategies, we then model and evaluate the network performance of DR programs in smart homes in such a combined network.

一种基于电力线的现场总线设计与仿真

针对国内建筑电气监控领域缺乏自主知识产权的现场总线技术,开发一种基于电力线的局域监控网络总线。总线由三根常规电力线构成,即火线、零线和数据线。火线与零线提供电源,而数据线共享零线为参考地,采用+/-30V的逻辑电平实现数据通信传输。基于电力传输线参数,建立总线驱动接口电路模型,对不同通信距离和节点数量下总线驱动性能进行仿真。结果表明,在通信波特率9 600 bit/s,距离1 000 m和250个节点应用条件下,总线电平信号跳变边沿约为数据位宽的10%,而接口转换得到的CMOS电平输入信号的完整性良好。总线结构简单,布线方便,可广泛用于智能建筑等领域,构建电气局域监控网络。

铁路客运专线供电自动化系统关键技术研究

客运专线高速、高密度的运行方式对铁路供电提出了新的要求。本文在分析现有铁路供电方式和运行模式的基础上,采用最新的计算机控制和通信技术,提出了客运专线供电自动化系统的体系结构,提高了铁路供电的可靠性,缩短了故障处理的时间,达到了减员增效的目的。文章在对系统可靠性进行定性分析的基础上,采用故障树分析法和蒙特卡罗算法进行了定量分析,得到量化指标;同时,对客运专线供电系统中的专家系统和数据接口的统一进行了研究,对系统的设计、施工、安装调试和维护提出了新的要求。

基于电流幅值比的逆变型新能源场站送出线路T接纵联保护

逆变型新能源的内阻抗不稳定、相角受控,因此比率制动式差动保护面临巨大挑战。为解决该问题,提出了基于两侧电流幅值比的纵联保护方法,同时分析了该方法在场站T接情况下的适应性并提出了改进判据。所提方法只需传递标量信号,降低了对通信系统和同步能力的要求,且在重合于永久性故障以及场站失电情况下均能正确动作,原理简单可靠,具备工程应用价值。仿真结果表明所提方法能够正确区分区内外故障,录波数据进一步证实了该方法的有效性。

低压电力线载波通信的接口电路设计

为了利用低压电力线实现可靠的载波通信,接口电路的设计是问题的关键。其难点在于:一方面,要求载波信号的加载效率高;另一方面,要求电力网50Hz的工频信号不能给载波通信系统带来太大的干扰。为此,采用了"电磁耦合"与"阻容耦合"相结合的"复合耦合技术",很好地解决了这一难题。基于这种"复合耦合技术",分析并设计了"低压电力线载波通信的接口电路"。仿真结果和实验结果表明:该接口电路既有较高的载波信号加载效率,又能完全地隔离电力网50Hz的工频信号。因此,该接口电路可广泛应用于低压电力线通信系统。

适用于仪器仪表通信的若干新技术

简要介绍了适用于自动化仪器、仪表的通信技术进展。较为系统地综述了电力线通信技术、无线红外和蓝牙通信技术、基于USB接口通信技术、现场总线通信技术以及嵌入式Internet接入技术。探讨了这些技术对自动化仪器、仪表通信所提供的支持及其应用方式。

采用LonWorks电力载波技术的控制器

设计了一种基于LonWorks电力载波技术的控制器,通过双频窄带传输克服了电力线传输高噪声、高衰减、高失真和阻抗变化问题,实现了数据在电力线上可靠通信。控制器采用主机AT89S51和从机TMPN3150作为智能处理核心,分析了在Slave_B并行接口模式下数据在主机与从机之间的传递。通过数字信号处理器等附加器件,控制器完成向电力线上发送与接收数据。试验表明,LonWorks电力载波控制器具有良好的性能。

基于机电暂态–电磁暂态混合仿真的高压线路保护装置试验研究

提出了一种利用机电暂态与电磁暂态混合仿真方法开展高压线路保护装置动作特性检验的方案。机电暂态与电磁暂态的混合仿真,可以充分发挥二者的优势,既提高了系统仿真的精度,又可以减少由于系统等值带来的工作量。通过系统实际发生故障与仿真系统数据的对比,证明了该方法能够反映系统的实际运行工况;利用实际电网参数搭建了混合仿真模型,对国内某一高压线路保护装置进行了大量的仿真试验,验证了混合仿真用于检验线路保护装置的有效性。

基于89C2051与ST7538的低压电力线载波通信模块设计

设计了一种低压电力线载波通信模块系统,重点介绍了系统的实现过程。以89C2051为核心控制器,利用专用电力线载波芯片ST7538,设计并解释了系统的硬件连接;对ST7538电力线接口电路进行了设计,并对其中的发送放大电路及其电源控制、耦合电路的设计做了详细的描述;对模块系统做了软件设计。实验结果表明,该模块系统工作稳定、可靠。

基于ST7538的电力线载波通信接口设计

在电力线载波通信中调制解调模块的选取和电力线接口电路的设计是实现通信的关键所在.本文根据选用的调制解调模块ST7538设计了一种接口电路并对它的性能进行了测试分析.

基于RISE3201带有USB接口的智能模块设计与实现

针对微处理器芯片RISE3201和USB接口芯片USBN9604各自的优点,将两者相结合,研制开发了具有USB接口的电力线载波通信模块。详细介绍了该模块的硬件组成、抗干扰措施及实验分析。该方案实现了通用计算机与电力线载波通信模块之间基于USB总线的通信功能,拓展了其在智能通信领域中的应用。

基于复合耦合技术的低压电力线载波通信接口电路设计

采用"电磁耦合"与"阻容耦合"相结合的"复合耦合技术",建立了接口电路模型。分析并设计了基于ST7538的低压电力线载波通信的接口电路,对接口电路进行仿真试验及结果分析。最后,对接口电路的主要性能:载波信号加载效率、幅频特性、通频带、隔离电力网220 V/50 Hz的工频信号能力进行分析。

基于低压端电力网的远程自动抄表监控系统

设计了一种基于电力载波传输原理的分布式远程自动抄表综合监控系统，讨论了其中的多机通信技术．该系统的主要特点是不需安装其它的通信网络，投资少，使用方便．

基于GSM线路检修监控系统的设计与实现

“基于GSM电力接地线检修远程监控系统”充分利用现代移动通信技术、计算机软、硬件技术,本文论述了该系统的组成、结构设计、硬件实现、软件实现。

基于PL3106中小型煤矿监控分站的设计

以电力线载波专用芯片PL3106为核心,开发出一种成本低、兼容性强的监控分站。该监控分站具有16路测量信道,每一路测量信道可以测量4种标准信号中的任意一种。监控分站能控制井下部分设备,采用电力线载波技术与井上总站进行通信,节约了布线成本,可以作为绝大部分现存的监控分站的替代品推广使用。

集中自动抄表监控系统设计

介绍一种基于电力载波传输原理的分布式远程自动抄表综合监控系统的设计 ,讨论了其中的多机通信技术。该系统的主要特点是不需安装其他的通信网络 ,投资少 。

基于ST7538的电力线载波通信接口的设计

在电力线载波通信中,调制解调模块的选取和电力线接口电路的设计是实现通信的关键。本文根据所选用的调制解调模块ST7538的性能设计了一种接口电路并对其性能进行了测试分析。

嵌入式Web服务器在中小水电信息采集系统中的应用

中小水电站大多数建在偏远山区,并网管理难度非常大,解决中小水电站的信息传输是主要的技术难点之一。随着计算机技术的发展,嵌入式Web服务器技术在远程监控和实时通信系统中的应用越来越广泛。将Web技术引入中小水电站信息采集系统中,可以实现对中小水电站基于浏览器方式的远程监控。文中结合中小水电站通信结构,介绍了嵌入式Web服务器技术在中小水电站信息采集系统中的应用。

基于USB接口的电力线载波通信模块的设计

针对USB总线设备方便、灵活、高效、低价的特点,提出将电力线载波通信模块加接USB接口,可方便地实现家电控制自动化和网络化。详细介绍了系统的硬件组成及工作原理,该方案的设计为智能家居系统的实现提供了一种行之有效的途径。

数字语音的电力线载波全双工通信系统设计

语音信号的电力线载波传输已经有了广泛的应用,但均是以模拟方式来传输信号的,故通信质量不高,抗干扰能力差,以数字信号作为语音传输方式,就可以克服上述缺点。以新型语音压缩编解码器AMBE2000和电力载波扩频调制解调芯片SC11128为基础的设计,就可以使当前先进的语音压缩技术以及基于恶劣电力网环境的低压电力线载波技术得到充分的应用,结合单片机对电路状态的控制以及双口RAM对数据的处理从而实现了电力线信道的全双工数字语音通信。