基于LoRa技术的电力抄表模块研究 被引量：19

1

作者 王于波 李延 +2 位作者 秦理想 李胜芳 王凤弟 《国外电子测量技术》 2018年第1期46-51,共6页

LoRa是由Semtech公司提供的超长通信距离、低功耗的物联网解决方案。本文以LoRa无线通信技术为基础,探索LoRa无线通信应用到电力无线抄表的可行性。文中说明了当前国网用电信息采集的主要系统架构以及当前采用的主要技术和不足,介绍了L... LoRa是由Semtech公司提供的超长通信距离、低功耗的物联网解决方案。本文以LoRa无线通信技术为基础,探索LoRa无线通信应用到电力无线抄表的可行性。文中说明了当前国网用电信息采集的主要系统架构以及当前采用的主要技术和不足,介绍了LoRa无线通信的基本原理和技术优势。以用电信息采集系统的相关规范为依据,设计开发了一款LoRa无线通信模块,无线通信模块由ST半导体的低功耗微处理器STM32L031和LoRa射频芯片SX1278构成。文中对模块的主要系统架构和主要设计电路做了详细说明,简述了模块的软件配置和程序工作流程,设计了较为详细的试验过程,对模块的主要射频技术指标、功耗等参数做了测试,使用实际的电能表和电能表协议测试软件,进行实际的抄表测试,在海淀区北清路做了通信距离测试。实验结果表明,模块技术指标、抄表情况达到了设计需求,可以应用在未来的电力无线抄表中。 展开更多

关键词 LoRa技术 无线通信 电力抄表 智能电网

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用于就地化保护关键技术的SoC设计 被引量：5

2

作者 于同伟 丁岳 +1 位作者 李良 王峥 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2019年第21期150-155,共6页

以解决变电站继电保护中存在因多个功能芯片导致的系统可靠性降低、运维难度增大为目的,提出了基于双核Cortex-A9的自研智能就地化保护SoC芯片。该芯片通过采用基于节点冗余算法的HSR环网结构,确保环内任何一个元件或链路阻塞时,报文均... 以解决变电站继电保护中存在因多个功能芯片导致的系统可靠性降低、运维难度增大为目的,提出了基于双核Cortex-A9的自研智能就地化保护SoC芯片。该芯片通过采用基于节点冗余算法的HSR环网结构,确保环内任何一个元件或链路阻塞时,报文均能沿另一方向传递至主机。使用多采样率多通道的动态可重构ADC采集模块,使芯片可以根据不同实时性要求进行软件修改。采用时钟数据恢复对FT3码流进行处理,以提高信息传输的可靠性。在UMC55工艺下,完成了该芯片的版图设计,芯片面积为5.3×5.3 mm,主时钟频率可达到500 MHz。仿真结果验证了所提出芯片的可行性和先进性。 展开更多

关键词 智能变电站 就地化保护 SoC HSR环网 可重构ADC 时钟数据恢复

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基于国密算法的高安全RFID技术在电力设备管理中的应用 被引量：4

3

作者 雷振江 刘颖 +4 位作者 李良 夏雨 王峥 孙向荣 丁岳 《电气应用》 2019年第8期50-56,共7页

根据电力设备资产全生命管理的数据安全需求,提出采用SM7算法对电力设备资产管理系统进行信息安全防护。国密SM7算法是国家密码管理局专门为RFID电子标签设计的商用密码对称算法,密钥长度为128 bit,安全性能优于其他RFID算法。RFID电子... 根据电力设备资产全生命管理的数据安全需求,提出采用SM7算法对电力设备资产管理系统进行信息安全防护。国密SM7算法是国家密码管理局专门为RFID电子标签设计的商用密码对称算法,密钥长度为128 bit,安全性能优于其他RFID算法。RFID电子标签认证过程采用3次数据传输的鉴别方法,即'双向认证'或'三重认证'流程,RFID电子标签的SM7算法模块支持加密和解密功能,在认证过程中采用SM7算法来完成认证数据的加解密以实现电力系统与电力设备间的认证。采用国密SM7算法对电力设备资产信息进行安全防护,电力系统与电力设备的电子标签先通过双向认证,并以密文形式对电子标签的电力设备信息进行读取,提高电力设备资产信息的安全性。 展开更多

关键词 无源无线 UHF RFID 国密算法

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集成国密算法安全芯片的电力无线传感器研究 被引量：1

4

作者 李良 丁岳 王峥 《电气应用》 2018年第20期43-47,共5页

随着传感技术的发展。电力无线传感器在智能电网中得到大量应用，但同时也带来了信息安全问题。电力无线传感器通信过程无安全防护，传感数据易被截取。伪造和篡改等，从而影响电网安全稳定运行。提出在无线传感器、无线接收基站中集成... 随着传感技术的发展。电力无线传感器在智能电网中得到大量应用，但同时也带来了信息安全问题。电力无线传感器通信过程无安全防护，传感数据易被截取。伪造和篡改等，从而影响电网安全稳定运行。提出在无线传感器、无线接收基站中集成基于国密算法的安全芯片，开发基于国密算法的电力传感数据安全接入系统，无线传感器与基站通过双向认证后方可相互通信，传感数据加密传输，避免因篡改、伪造控制指令控制传感设备，保障电网运行的安全。 展开更多

关键词 无线传感器 无线基站 国密算法 安全芯片

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基于SPI接口安全芯片产品的读卡器研究

5

作者 秦理想 涂静芝 +1 位作者 刘立宗 姜帆 《电子产品世界》 2017年第11期42-46,共5页

由于SPI接口的简单、高速、稳定的特性,在实际中得到了广泛应用,本文介绍了SPI从设备的接口协议,提出了一种基于该SPI协议的读卡器的设计思路,简述了方案的具体实现方法,包括读卡器的硬件设计及软件设计。采用USB即插即用的连接方式,采... 由于SPI接口的简单、高速、稳定的特性,在实际中得到了广泛应用,本文介绍了SPI从设备的接口协议,提出了一种基于该SPI协议的读卡器的设计思路,简述了方案的具体实现方法,包括读卡器的硬件设计及软件设计。采用USB即插即用的连接方式,采用CCID标准设备通过USB接口与主机或其它嵌入式主机连接,完成SPI协议的数据通讯,满足了实际的功能需求,对于开发设计相同工作模式下的SPI从设备的程序具有很好的借鉴价值。 展开更多

关键词 SPI协议 CCID标准 读卡器 USB

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基于安全芯片的电力物联网统一身份认证技术

6

作者 王振林 陈奇辉 +2 位作者 戴铭 刘国营 张兴 《电力设备管理》 2021年第15期263-265,共3页

随着信息化程度的加深,电力物联网中各种安全问题日渐显现,如盗用账号、越权访问、发布非法信息以及数据篡改等问题在各级电力部门都时有发生,并呈上升趋势,安全问题自然成为重中之重。

关键词 电力物联网 身份认证 安全芯片 数字证书 生物特征 认证服务器

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基于TMR元件的电流传感器的研制 被引量：15

7

作者 王海宝 郭海平 +2 位作者 王于波 王峥 郭彦 《电测与仪表》 北大核心 2018年第9期103-107,共5页

以50A的电流传感器为目标,建立了通电导线的磁场模型,利用有限元仿真软件计算出通电导线周围的磁场。基于在通电导线上方的两个位置磁场大小相等、方向相反的特点,设计了全桥拓扑结构的TMR元件。采用IrMn/CoFeB/Ru/CoFeB/MgO/CoFeB/NiFe... 以50A的电流传感器为目标,建立了通电导线的磁场模型,利用有限元仿真软件计算出通电导线周围的磁场。基于在通电导线上方的两个位置磁场大小相等、方向相反的特点,设计了全桥拓扑结构的TMR元件。采用IrMn/CoFeB/Ru/CoFeB/MgO/CoFeB/NiFe/Ta的磁隧道结膜层结构,制备得到的TMR元件灵敏度为4.4mV/V/Oe,线性范围达到15Gs,offset仅为1%V_(cc)。利用该TMR元件构建的开环电流传感器,精度达到了1%,证明了TMR元件能够被用于电流传感器中。 展开更多

关键词 TMR 电流传感器 有限元分析 高灵敏度

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基于DPI-C接口的可扩展SOC验证平台 被引量：12

8

作者 李璐 周春良 +2 位作者 冯曦 周芝梅 朱承治 《电子设计工程》 2018年第4期136-140,共5页

本文提出和实现了一种基于DPI-C(直接编程接口C)程序的可扩展SOC验证环境。该平台针对基于AMBA总线的SOC(片上系统)芯片的功能验证需求,采用内嵌DPI-C程序和UVM验证技术,通过调用DPI-C程序控制VIP(验证知识产权核)行为,实现了VIP和DPI-... 本文提出和实现了一种基于DPI-C(直接编程接口C)程序的可扩展SOC验证环境。该平台针对基于AMBA总线的SOC(片上系统)芯片的功能验证需求,采用内嵌DPI-C程序和UVM验证技术,通过调用DPI-C程序控制VIP(验证知识产权核)行为,实现了VIP和DPI-C程序的交互通信。该平台已应用于电力通信芯片的验证中,验证过程中激励开发简单且调试方便,实现100%功能覆盖率,极大提高验证效率。 展开更多

关键词 直接编程接口 通用验证方法 验证知识产权核 片上系统

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基于无源无线传感技术的电力电缆测温装置 被引量：10

9

作者 姜华 李锡忠 +3 位作者 秦孝来 王峥 许爱军 李良 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第12期58-62,共5页

温度是电缆运行状态的关键参数,对电缆温度进行实时监测可有效防止事故发生,保障电力系统安全稳定运行。采用超高频RFID温度传感芯片研制一种基于无源无线传感技术的电力电缆测温装置,装置由基底、天线、RFID无源测温模块、固定基板及... 温度是电缆运行状态的关键参数,对电缆温度进行实时监测可有效防止事故发生,保障电力系统安全稳定运行。采用超高频RFID温度传感芯片研制一种基于无源无线传感技术的电力电缆测温装置,装置由基底、天线、RFID无源测温模块、固定基板及加固模块构成,将装置嵌入电力电缆内部来实现电缆测温。该装置的标签天线在920 MHz工作频率下在金属表面可表现其优良性能,并且具有低剖面、小尺寸、低成本的优势。该电缆测温装置能够长期、安全、有效监测电力电缆的温度变化,避免因电力电缆温度过高引发的安全隐患,为电力系统的安全运行提供技术保障。 展开更多

关键词 无源无线传感 测温装置 电力电缆 超高频 射频识别 温度传感芯片

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宽带电力线载波通信系统的FFT实现 被引量：10

10

作者 迟海明 陈翔 +1 位作者 周春良 唐晓柯 《电子测量技术》 2018年第22期5-9,共5页

在分析了基4 FFT算法的基础上,提出了迭代计算1 024点基4 FFT的一种数字逻辑实现结构。蝶形计算单元使用共享寄存器和共享复数乘法器来减少面积,同时通过流水线设计降低延时。设计了一种存储结构通过存储器分组、交叉连接及特定的访问... 在分析了基4 FFT算法的基础上,提出了迭代计算1 024点基4 FFT的一种数字逻辑实现结构。蝶形计算单元使用共享寄存器和共享复数乘法器来减少面积,同时通过流水线设计降低延时。设计了一种存储结构通过存储器分组、交叉连接及特定的访问时序实现两路蝶形计算单元无等待访问。块浮点单元根据每次迭代计算得到的最大值实时压缩数据,提高了数据处理的动态范围。旋转因子单元通过正弦对称性,将旋转因子存储空间减小75%。通过MATLAB仿真,定点FFT的输出信噪比达50.4 dB。相应的RTL实现通过Systemverilog得以验证。采用SMIC 40 nm LOGIC0040LL标准单元库综合,在PVT为ss/0.99 V/-40℃下,最高时钟为310.5 MHz,吞吐量为2.11 Gbps,面积为161.36 kGE,功耗为10.14 mW。 展开更多

关键词 宽带电力线载波通信 快速傅立叶变换 迭代 蝶形运算 块浮点 信噪比

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一种支持在线升级的NOR Flash控制器设计 被引量：9

11

作者 徐立国 李德建 +2 位作者 于宝东 杨立新 王小曼 《电子技术应用》 2019年第10期50-57,共8页

介绍了一种嵌入式NORFlash控制器的设计,可以支持Flash快速在线升级模式,不需要中断向量重映射,采用两片Flash拼接,中间启动,硬件直接完成地址映射。IAP程序执行过程中支持Flash读操作,能正确返回读结果。控制器提供了1μs参数值,应用中... 介绍了一种嵌入式NORFlash控制器的设计,可以支持Flash快速在线升级模式,不需要中断向量重映射,采用两片Flash拼接,中间启动,硬件直接完成地址映射。IAP程序执行过程中支持Flash读操作,能正确返回读结果。控制器提供了1μs参数值,应用中,只需要根据工作频率配置该参数值,硬件则自动根据该值计算出Flash器件的对应频率的各个擦写时序参数,节省了软件逐个配置多个时序参数的复杂度。含有该控制器的MCU芯片已经经过仿真验证和FPGA测试通过,并在UMC55nm工艺上流片成功,对芯片样品的测试结果表明,该Flash控制器功能性能良好,方便使用。 展开更多

关键词 NORFlash 控制器 在线升级

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一种电力线通信系统窄带干扰的检测与抑制方法 被引量：9

12

作者 周春良 迟海明 +2 位作者 张晓辉 李铮 唐晓柯 《电子设计工程》 2019年第4期10-15,共6页

在低压电力线信道中普遍存在较强的窄带干扰,严重影响电力线通信系统性能。针对此问题,在分析用电信息采集系统中电力线通信系统架构及其窄带干扰特点的基础上,提出了一种新的窄带干扰检测与抑制方法。该方法充分利用电力线窄带干扰静... 在低压电力线信道中普遍存在较强的窄带干扰,严重影响电力线通信系统性能。针对此问题,在分析用电信息采集系统中电力线通信系统架构及其窄带干扰特点的基础上,提出了一种新的窄带干扰检测与抑制方法。该方法充分利用电力线窄带干扰静态或准静态的特性,采用频域软件在线分析与时域硬件实时陷波相结合的方式,具有实现简单、不完全依赖于同步的特点,仿真结果表明,该方法能有效提高检测精度,在窄带干扰十分严重的情况下,电力线通信接收机信号与干扰噪声比的性能提升高达到45 dB。 展开更多

关键词 电力线通信 窄带干扰 用电信息采集 检测 陷波器

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一种基于矢量电场的多电极电场梯度计算优化方法研究 被引量：8

13

作者 刘建军 王鹤 +4 位作者 崔国宇 张谦 王峥 刘国华 胡成博 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2018年第13期113-119,共7页

通过对变电站中电气设备电场梯度信息检测计算方法进行研究,结合矢量电场多电极梯度信息,使用压缩感知贪婪重构算法对电场检测计算方法进行优化,对电场梯度信息进行有效识别,提高电压等级检测判断的准确率。该方法通过分析带电体周围电... 通过对变电站中电气设备电场梯度信息检测计算方法进行研究,结合矢量电场多电极梯度信息,使用压缩感知贪婪重构算法对电场检测计算方法进行优化,对电场梯度信息进行有效识别,提高电压等级检测判断的准确率。该方法通过分析带电体周围电场信息,能够准确地计算出高电压导体周围的电场分布和电压等级。通过在110 k V变电站复杂工频电场环境中进行试验,获取带电载体一个间隔的场强分布。实验分析表明,该方法可以有效提高带电载体电压等级的检测能力和对带电体周围电场信息的响应速度,提高了工作人员在复杂工频电场环境下工作的安全性。 展开更多

关键词 矢量电场 电场梯度信息 电压等级判断 安全距离 响应速度

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基于LoRa技术的故障指示器通信方案 被引量：6

14

作者 何松生 潘建兵 庞振江 《电力信息与通信技术》 2019年第3期35-41,共7页

针对微功率无线通信距离短、故障指示器成本较高的缺点,文章提出了长距离、低功耗的LoRa解决方案。首先从覆盖范围、速率、时延和功耗等方面详细阐述了LoRa与故障指示器业务需求之间的技术匹配度;然后通过比较基于LoRa和微功率无线技术... 针对微功率无线通信距离短、故障指示器成本较高的缺点,文章提出了长距离、低功耗的LoRa解决方案。首先从覆盖范围、速率、时延和功耗等方面详细阐述了LoRa与故障指示器业务需求之间的技术匹配度;然后通过比较基于LoRa和微功率无线技术的故障指示器成本,分析了方案的经济效益;最后对系统进行了测试分析,试验结果表明该方案具有通信距离远、功耗低、组网便捷等特点,有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 LoRa 微功率无线 故障指示器 低成本 长距离 低功耗

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有界波模拟器中线缆倾角对电磁耦合的影响

15

作者 梁英宗 刘芳 +5 位作者 赵扬 赵东艳 陈燕宁 孟庆萌 常泽洲 齐宇 《集成电路与嵌入式系统》 2024年第4期17-22,共6页

电力设备中的断路器、隔离开关等一次设备与二次控保设备距离越来越小,由于一次设备操作而引起的电磁场环境突变,降低了二次设备的可靠性。例如变电站中的隔离开关在合闸和分闸时会产生瞬态强电磁脉冲,该脉冲所携带的部分能量与暴露在... 电力设备中的断路器、隔离开关等一次设备与二次控保设备距离越来越小,由于一次设备操作而引起的电磁场环境突变,降低了二次设备的可靠性。例如变电站中的隔离开关在合闸和分闸时会产生瞬态强电磁脉冲,该脉冲所携带的部分能量与暴露在二次设备外部的线缆耦合,流入设备内部并对其中的电子元器件造成电磁干扰,严重时器件失效并导致设备工作异常。为探明其电磁耦合机理,本文汇总整理了不同电压等级的变电站因开关操作所产生的瞬态电磁场,提取出电磁脉冲的特征波形,利用有界波模拟器在实验室环境下近似再现了特征波形,并对线缆在有界波模拟器中的摆放形态进行了全波仿真分析,揭示了线缆摆放角度对电磁耦合的影响,为电力芯片在复杂电磁场环境下开展可靠性检测提供了理论基础。 展开更多

关键词 有界波模拟器 线缆 耦合效应 隔离开关 电磁脉冲

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面向台区智能终端的高强度商用密码安全管理方法研究

16

作者 江海朋 李延 +3 位作者 袁艳芳 张磊 李琨 张彦杰 《电子技术应用》 2024年第8期54-59,共6页

低压配电台区智能融合终端安全业务的处理集中在安全芯片中,包括密钥的存储与使用、与云侧端侧的身份认证、数据的加解密等。针对智能融合终端安全业务集中转发方案硬件成本过高、密钥管理复杂的问题,通过协议结构化设计和状态机轮询,... 低压配电台区智能融合终端安全业务的处理集中在安全芯片中,包括密钥的存储与使用、与云侧端侧的身份认证、数据的加解密等。针对智能融合终端安全业务集中转发方案硬件成本过高、密钥管理复杂的问题,通过协议结构化设计和状态机轮询,提出了数据中断方式缓存与业务排队分发处理的方法,实现在一颗安全模块上多种安全业务的融合,融合方案充分利用了安全模块的空闲时间片,统一了不同业务的密钥管理,并通过功能和压力测试验证该方法的可行性和可靠性。达到了降本增效的目的,证明了配电台区智能融合终端安全业务融合技术上可行,经济上节约,业务上必要。 展开更多

关键词 融合终端 结构化设计 中断缓存 排队分发 多业务融合

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基于TrustZone技术的微处理器芯片架构 被引量：6

17

作者 刘亮 陈震 《电子设计工程》 2020年第2期189-193,共5页

安全是物联网发展面临的最大问题之一,对物联网设备的安全攻击包括通信攻击、物理攻击、软件攻击等多种方式。针对物联网面临的软件攻击威胁,ARM在V8M架构中引入Trustzone技术,使M系列架构的处理器支持TrustZone技术,实现了硬件层次对... 安全是物联网发展面临的最大问题之一,对物联网设备的安全攻击包括通信攻击、物理攻击、软件攻击等多种方式。针对物联网面临的软件攻击威胁,ARM在V8M架构中引入Trustzone技术,使M系列架构的处理器支持TrustZone技术,实现了硬件层次对抗软件攻击的手段。由于M系列微处理器芯片和A系列应用处理器面向的应用不同,ARM V8M架构的TrustZone下和A系列的TrustZone技术存在区别。本文介绍ARM V8M架构芯片总线结构以及数据通路,做为基于ARM V8M TrustZone技术的芯片设计参考。基于ARM V8M TrustZone技术的微处理器芯片架构,芯片中的存储空间分为安全域和非安全域两部分,用IDAU和SAU定义Master发出地址的安全属性,用MPC、PPC等组件保护存储数据和外设资源不被非法访问,实现安全域和非安全域的硬件隔离保护。 展开更多

关键词 ARMV8M TRUSTZONE 微处理器 物联网 安全

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一种低功耗高噪声源真随机数设计 被引量：5

18

作者 魏子魁 胡毅 +4 位作者 金鑫 李振国 冯文楠 冯曦 唐晓柯 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期2566-2572,共7页

通过对一种低功耗高噪声源真随机数发生器(TRNG)的研究,设计了一种新型的低频时钟电路,可以把电阻热噪声放大100倍以上,从而减少低频时钟电路的带宽和电阻值,使电路的面积和功耗减少,并且使低频时钟的jitter到达58.2 ns。电路采用SMIC 4... 通过对一种低功耗高噪声源真随机数发生器(TRNG)的研究,设计了一种新型的低频时钟电路,可以把电阻热噪声放大100倍以上,从而减少低频时钟电路的带宽和电阻值,使电路的面积和功耗减少,并且使低频时钟的jitter到达58.2 ns。电路采用SMIC 40 nm CMOS工艺设计,完成了流片和测试,真随机数产生器输出速度范围为1.38~3.33 Mbit/s,电路整体功耗为0.11 mW,面积为0.00789 mm2。随机数输出满足AIS31真随机数熵源测试要求,并且通过了国密2安全测试。 展开更多

关键词 真随机数产生器 电阻热噪声 低频时钟jitter 低功耗

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电力无线专网中基于频谱检测的SDR技术 被引量：4

19

作者 王继业 赵东艳 +2 位作者 原义栋 毛敏 靳嘉桢 《电子技术应用》 北大核心 2017年第4期102-106,共5页

230 MHz电力无线专网系统作为目前电力负荷管理系统的主要构成部分之一,随着服务面的扩展和服务量的增大,传输速率低下、频谱资源浪费的缺点日益突出。频谱检测机制能够有效地搜索未使用的频谱空穴,而软件无线电可以充分利用检测到的频... 230 MHz电力无线专网系统作为目前电力负荷管理系统的主要构成部分之一,随着服务面的扩展和服务量的增大,传输速率低下、频谱资源浪费的缺点日益突出。频谱检测机制能够有效地搜索未使用的频谱空穴,而软件无线电可以充分利用检测到的频谱空穴并有效地提高频带利用率。提出了一种针对电力无线专网的基于频谱检测的软件无线电技术,结合电力无线专网230 MHz频段特点设计了通信系统中收发信机的数字电路,并通过MATLAB仿真验证了方案在在频谱检测上的性能表现。 展开更多

关键词 电力无线专网 频谱检测 软件无线电 收发机 频谱利用率

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兼顾可靠性和经济性的配电终端规划设计方法 被引量：4

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作者 何松生 王于波 姚庆党 《电气应用》 2018年第3期24-28,共5页

针对配电终端配置中盲目追求高可靠性的问题,提出了一种兼顾可靠性和经济性的配电终端规划设计方法。通过研究可靠性和经济效益之间的关系,提出了配电终端规划设计的思路,并结合供电区域的分类描述了规划设计的原则;重点提出了配电终端... 针对配电终端配置中盲目追求高可靠性的问题,提出了一种兼顾可靠性和经济性的配电终端规划设计方法。通过研究可靠性和经济效益之间的关系,提出了配电终端规划设计的思路,并结合供电区域的分类描述了规划设计的原则;重点提出了配电终端规划设计的步骤和方法,分析了三种配置模式的初始化选择以及如何进行各模式间的无缝切换;最后分析了供电可靠率和投资收益比的计算方法,并对三种配置模式进行了详细的评估论证。从可靠性和经济性出发,提出的设计方法对科学合理地进行配电终端配置有一定的指导意义。 展开更多

关键词 配电终端 二遥 三遥 规划设计 可靠性 经济性

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