智能电子锁

智能电子锁（精选12篇）

智能电子锁 篇1

智能卡发展到今天,经历了磁卡、接触式IC卡、射频卡三个阶段。由于射频卡有接触IC卡无可比拟的优势,射频卡类的产品必然会取代接触IC卡类的产品,就像IC卡取代磁卡一样。是一个技术替代过程,不为人的意愿左右。

射频卡由IC芯片、感应天线组成,封装在一个标准的PVC卡片内,芯片及天线无任何外露部分。卡片在一定距离范围(通常为10cm)靠近读写器表面,通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。成功地解决了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破。射频识别RFID(Radio Frequency Identification)技术是一种利用电磁波进行信号传输的识别方法,被识别的物体本身应具有电磁波的接收和发送装置。

RFID系统使用的通信频段范围为小于135kHz或大于300MHz~GHz级。主要用于公交、轮渡、地铁的自动收费系统,也应用在电子门锁系统、门禁管理、身份证明和电子钱包,百货大楼/超市/学校图书馆的寄存处、公司的员工衣柜间,以及私人邮件箱……。

1 设计原理

智能电子锁,是以51系列单片机(AT89S52型号)为核心,配以相应硬件电路,完成密码的设置、存贮、识别和显示、驱动电磁执行器并检测其驱动电流值、接收传感器送来的报警信号、发送数据等功能。

单片机通过接收传感器的信息,并与存贮在EEPROM中的密码进行比较,如果密码正确,则驱动电磁执行器开锁;如果密码不正确,则允许操作人员重新读卡,最多可输入三次;如果三次都不正确,则单片机通过通信线路向智能监控器报警。单片机将每次开锁操作和此时电磁执行器的驱动电流值作为状态信息发送给智能监控器,同时将接收来自传感器接口的报警信息也发送给智能监控器,作为智能化分析的依据。

本系统采用ATMEL公司的AT89S52型号单片微型机,飞利浦公司的M1卡和ISO14443 TypeA协议解释芯片MFRC500。系统通过读取非接触式IC卡内的代表用户身份信息的数据信息(地址固定),并以此作为上锁和开锁的“钥匙”,为防止系统断电造成的损失,将用户的身份信息写入基于IIC总线的EEPROM(AT24C02),并且方便存储多用户信息。当用户需要开启门锁取走东西的时候再次刷卡,系统再从指定的地址读取用户的身份信息,如果两次读取的身份信息比配成功,则通过继电器控制电子锁的驱动电路,开启门锁。

为降低成本,实现方案中提出的交叉控制,使用一片贴片单片机做下位机,负责读卡芯片的指令控制和数据信息的返回。通过异步串行通信,上位机发送读卡信息、接收/处理用户数据信息、控制门锁电路驱动。这样,通过控制不同的I/O口来驱动不同的门锁电路,可在一个读卡器上读取多张卡的信息,控制多道门锁的开启,实现交叉控制。

2 硬件设计

2.1 系统模块分解

按照设计原理,系统总体分上位机模块、门锁驱动模块、读卡模块等三大模块,详细分解后如图1所示。

2.2 读卡模块

读卡模块包括下位机、IC卡读写芯片、发射天线、LED和蜂鸣器等。主要功能是:接收上位机的命令字,实现在天线射频区域内寻卡、读卡、返回指定地址的数据信息,以及一些简单的人机接口的实现。读卡电路详见图2.

2.3 主控模块

主控模块负责发送寻卡和读卡控制命令,并处理读回的信息,判断是否上锁并且将用户身份信息写入EEPROM,或者开锁并擦除EEPROM中得用户身份信息。详见图3。

3 技术参数

3.1 可靠性

采用飞利浦公司的M1卡和RC500读卡器,在10CM距离内,寻卡、读卡正常、快速而且稳定。RC500读卡器能读写所有的M1卡。

3.2 安全性

M1有4字节的全球唯一序列号,而且每个扇区的访问需要两字节的密码KeyA和KeyB,非法的复制会导致IC卡的损坏,具有极高的安全性。

3.3 功耗和寻卡灵敏度

因为寻卡和读卡部分电路不仅自身需要电流,而且还要驱动天线部分,耗电量超过系统功耗50%,为了同时满足低功耗和高灵敏度的要求,设置主控单片机每秒向下位机发送四次寻卡指令。这样即节能同时用户也不会感觉到寻卡迟钝。

4 结束语

非接触式IC卡发行到现在,全球累计发行超过40亿张。本文提出一种适用于服务性平台的智能电子锁交叉控制系统,适用于公共服务性平台,因而能摒弃传统IC卡门禁系统一卡一锁的限定,由于适用场合对安全性要求不是非常严格,因而不须使用专用的IC卡,只需要通用的IC卡(M1卡)即可,更方便用户,同时也使得一卡通的应用范围得以扩充。有一定的社会和经济价值。

参考文献

[1]陆永宁.IC卡应用系统[M].南京:东南大学出版社,2000,5.

[2]陆永宁.非接触IC卡原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2006.

[3]吴金戌.8051单片机实践与应用[M].北京:清华大学出版社,2006.

[4]夏继强.单片机实验与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.

[5]安静宇.基于非接触式IC卡门禁系统的设计[J]中国知网,2006.

智能电子锁 篇2

城市交通卡口系统是可以有效协助公安机关侦破案件,对加强平安城市的建设,意义十分重大.城市电子卡口监控系统是指在卡口点对所有通过该卡口点的机动车辆进行拍摄、记录与处理的一种道路交通现场监测系统.电子卡口系统主要技术分析:1.夜间补光抓拍技术2.移动车辆检测技术3.车牌自动识别技术4.车辆信息二次提取.周阳微信号:ilaoyang8

随着经济的发展，城市居民生活水平的不断提高，机动车已经成为人们出行不可或缺的交通工具，政府交管部门也越来越重视对进出城市的机动车的有效管理。在此前提下，管理部门也将重点放在了城市兼有电子警察功能的卡口系统的建设上。

城市电子卡口监控系统是指依托道路上特定场所，如收费站、交通或治安检查站等卡口点，对所有通过该卡口点的机动车辆进行拍摄、记录与处理的一种道路交通现场监测系统。该系统用于城市道路或高速公路出入口、收费站等重点治安地段的全天候实时检测与记录。可自动识别过往路口车辆号牌、颜色等特征，验证出车辆的合法身份，自动核对黑名单库，自动报警。可对路口情况进行监控与管理，包括出入口车辆管理、采集、存储数据和系统工作状态，以便于警务人员及相关部门对道路的安全进行监控。整个系统是集通信、信息采集、指挥、管理于一体的综合系统，具有管理维护、统计、查询及报表打印等功能，实现对交通违章、肇事逃逸等嫌疑车辆的监控与处置。

那么，城市电子卡口系统主要有哪些技术呢?就让笔者来为大家解读一番。

电子卡口系统主要技术分析

1、夜间补光抓拍技术

白天的光线比较充足，治安卡口摄像机抓拍率一般都可以保障在95%以上。所以夜间抓拍效果就成了整体抓拍率能否有效提高的关键。

由于城市治安卡口安装地点普遍夜间光线比较昏暗，再加上夜间行驶车辆的大灯会影响普通摄像机，使之产生光晕无法拍清车牌。解决这个问题的一个方法就是使用全光谱LED灯(或偏振光灯)对其进行补光。这样不但能抵消大灯的影响，而且可以照亮车牌，保障抓拍效果。

然而补光灯有一个弊端就在于闪光的时候会影响到驾车司机的眼睛，分散司机的注意力，从而可能带来交通隐患。面对这种情况，星光级产品的出现可谓是一场“及时雨”。星光级产品能在微光情况下，通常是指星光环境下无任何辅助光源就能显示清晰的彩色图像。

笔者采访了北京凌云光技术有限责任公司智能交通和监控业务中心产品市场经理王锐，他为我们介绍了凌云光的星光卡口一体机，不需要补光，仅需要正常的道路照明的光照条件，即可满足电子警察和城市卡口的应用，可以清晰分辩车牌，车身颜色，道路标志标线等信息。在微光条件下，可以清晰分辨物体的颜色，提供彩色视频流。

2、移动车辆检测技术

在交通电子警察卡口系统中，传统的车辆检测方法是地感线圈方法。该方法实现简单、准确率高。大叔埋置地感设备需损坏路面，不便于安装和维护，成本较高。

近年来，随着计算机视觉技术的发展，通过摄像机拍摄的视频进行车辆检测的方法，逐渐受到人们的重视。利用视频检测车辆，对路面设施不产生破坏，安装和维护方便，不影响道路通行状况，可以节省大量人力物力，有利于交通治安卡口系统的发展。

由于其相对于传统车辆检测技术显而易见的优势，基于视频的车辆检测成为近20年来智能交通系统中的研究热点之一，已出现不少视频车辆检测方法，主要分为两类：

一类是基于移动摄像机的，如汽车辅助驾驶系统中的车辆检测和无人机交通监控系统中的车辆检测

另一类是基于静止摄像机的，用于路面交通监控系统。目前基于静止摄像机的车辆检测方法主要用于获取各种交通参数，通常需要进行车辆跟踪或比较复杂的车辆识别。

3、车牌自动识别技术

城市电子警察卡口监控系统在进出口车道上，均安装车牌自动识别单元，对于进出车辆，通过前端摄像机抓拍图片，车牌识别单元的处理，输出该车车牌号码，然后系统对该车号码从系统合法车辆数据库、非法车辆数据库等数据库一一检索，以确定该车信息，如果是合法车辆，则顺利通过，如果是非法车辆，卡口执法人员可直接发出停车指令，进行处理，如果为嫌疑车辆，则可对其进行盘查。

车牌自动识别的准确程度是卡口施工指标中最重要的一环，每天经过卡口的车流量非常巨大，如果单靠人员手动录入车牌，那是不可想象的。所以需要不断提高系统的识别率。

现在常用的识别算法有神经网络算法、图象对比算法等，他们各有优势，想得到一个好的效果，就需要将这两种算法有效的结合。

(1)高清立体抓拍技术：用2个或2个以上的摄像机从多角度进行抓拍，并对多个角度车牌截图进行“置信度分析”，选取“置信度”最高的车牌截图，也就能得到角度最正的车牌截图，也就提高了车牌识别的正确率，也就增强了系统的环境适应性。

(2)车牌焦点曝光技术：自动锁定车牌位置，以车牌为拍照的焦点，类似现在的数码相机自动识别出人脸的位置，以人脸位置为焦点;自动对车牌位置测光，智能进行车牌位置的曝光和闪光的参数调整，做到强光抑制，弱光补光，过曝降曝。该技术可以解决夜晚情况，大灯情况，及雨雪干扰情况。

(3)车牌畸变纠正技术：解决字体变形问题：受现场环境制约，车牌表面和摄像轴线无法做到垂直，导致车牌发生畸变(即一头大一头小)，远离摄像机的位置字符变小，对识别造成一定的困难。嵌入式立体车牌识别摄像机畸变校准算法采用多色彩空间进行车牌底色检测，准确定位车牌区域，获取车牌倾斜角度及横向变形比例，最大倾斜角度达到25°，安全角度15°内的准确校准率达到99%以上。

(4)神经网络算法与特征识别算法结合：采用带反馈的能量滤波算法进行纹理检测，使得车牌定位成功率从超过99%。多色彩空间的检测保证了多种车牌类型的准确认定，包括：蓝牌、黄牌、军车、警车、WJ车辆、个性化车牌、使领馆车牌、省港两地车牌等。字符特征识别算法保证了>98%的字符识别率(现场实测)，而且不需要进行现场训练;辅助的BP神经网络识别算法则是做了很好的补充，同时保证了良好的汉字识别率;车牌轻度无损不影响识别结构。

4、车辆信息二次提取

新疆交警总队从2014年11月16日起至2015年1月底，在全区开展为期近80天的高速公路“安全带-生命带”道路交通秩序专项整治行动，要求在高速公路上行驶车辆上的驾驶员和乘客都要系安全带，以全面提升高速公路上行驶车辆安全带使用率，提高广大司机和乘客旅途人身安全系数。

根据北京地区的相关法律、法规，驾驶人不系安全带将被罚款50元，如果在高速公路、城市快速路行驶不按规定系安全带，还将被扣罚2分。副驾驶以及车后排乘车人也应该按照规定系安全带，乘车人不系安全带将被罚20元。

这也对治安卡口系统提出了要求，要求车辆在经过卡口的时候，系统能够对车牌以外的其他信息进行获取和识别。

该服务器可识别车型、车标、车身颜色、检测人脸、司乘衣服颜色等，亦可分析是否开车打手机，是否系安全带，是否违规放下遮阳板等。

5、作为兼有电子警察功能的卡口监控系统当然也同时装有判断交通违章的视频分析软件。

二、总结

电子：中国本土智能手机崛起 篇3

1、2012年中国智能手机销量第一。

2、触控屏将成为2013年电子的趋势性投资机会。

2012年中国首次超越美国，成为全球第一大智能手机市场。据统计，2012年中国功能手机出货量达到2.02 亿支，同比下降19.5%，智能手机出货量为1.88 亿支，同比增长77.4%。预计2013 年中国功能手机出货量为1.64 亿支，同比下降18.8%，智能手机出货量为2.56 亿支，同比增长36.2%，其中国产品牌市占率合计57%。随着智能手机成为不可阻挡的趋势，智能手机芯片技术的成熟和产能实现量产，除了传统国产手机厂商，诸多IT、互联网企业甚至传统家电等企业都在竞相加入智能手机市场的竞争，国内手机市场的竞争愈发激烈。

近期我们做了较为密集的行业调研，认为受益笔记本电脑和一体机厂商越来越倾向采用触控屏，中大尺寸触控屏需求旺盛，将成为2013年电子的趋势性投资机会；另外平板电脑销量会大幅增长，非苹果系的占比将上升，建议关注手机机壳、聚合物锂电池等受益新增需求的领域；安防行业延续景气，关注平安城市建设带来的投资机会；智能手机出货量将保持较快增速，且中低端的份额会扩大，建议关注国内中低端以及苹果、三星产业链。剔除波动因素，电子行业将延续个股行情，一季度电子将有个股机会，建议投资者选择行业趋势明确、业绩增长确定性高的公司，低价买入，不建议追高。

推荐组合：深天马、劲胜股份、长信科技、欣旺达、欧菲光、大华股份、顺络电子。

唐山智能电子有限公司 篇4

我公司始创于1988年, 在1991年与香港禾翠贸易公司合资并创办唐山智能电子有限公司。我公司的优质产品得到了国内外质量检测机构和世界知名水泥集团的认可, 已先后获得国家实用新型专利多项, (专利名称:带有开闸板感应机构的水泥包装机专利号:实用新型ZL 2008 2 0136719.8;专利名称:有粗细流灌装控制装置的水泥包装机专利号:实用新型ZL 2008 2 0136720.0等) 获国家、省、市等各种奖励四十余项。并通过了IS09001质量认证。多年来产销量处于同行业先进水平, 产值超亿元。

公司拥有完备一流的技术研发团队, 其中高级职称占146人, 先后研制出了具有自主知识产权的BHYW6�8、10、12等具有粗细流灌装功能的计量准确的新型系列包装机、QDZ-750型系列装车机等产品, 形成了自主开发研制、生产、调试、跟踪一条龙产品。

公司发展突飞猛进, 需要不断地扩大生产规模, 于是公司在原有生产场地保持不变的情况下, 又投资了几千万资金在唐山市开平装备园区电瓷道7号新建了占地50多亩的生产厂房及办公楼, 并添置了多台新型设备及数控加工中心。

穗等存肩義劍輝鐘

我公司产品遍布全球, 多次出口非洲、美洲、欧洲及东南亚各国;其中法国拉法基、德国海德堡、海螺集团、华新集团、天津水泥设计院、南京水泥设计院、合肥水泥设计院、中材建设集团等研院所及大型水泥集团长期与我公司合作, 实现了互惠互利。,

址:河北省唐山市开平装备园区电瓷道7号

销售热线.•0315-3161515、3171905

备件热线:0315-3161517、3171908

0315-3175636-6876/6806

编:063021

智能电子锁 篇5

前言

电子智能化的普及，开始渐渐的改变了人们的生活状态，同样，服装智能化也为人们的生活带来了更多的便利，但是就现今而言，一般的智能服装基本上都是在一些相对来说比较特殊的领域进行应用，例如深海勘探以及刑警工作过程当中，然而，这样的服装设计已经成为了当下一个研究比较热议的话题，因此，在未来的时间里，如此具有科学意义的智能服装也将会像智能手机等产品一样逐渐的进入人们的生活当中。如今针对智能服装的应用研究有很多，但是单单针对于电子科技在智能服装设计中的应用却相对来说比较少，基于此，笔者对电子科技在智能服装设计中的应用进行研究。现报道如下：

1智能服装设计的概念

所谓的智能服装设计(Intelligentgarmentdesign)实际上指的是在原有服装的基础上加入先进的科学技术手段，进而对于服装的使用功能上进行更为广泛拓展的研发过程，对于原始的服装服装设计而言，其单单指的是在服装的造型上、服装的画面设计等方面，这样的设计方式仅仅是增添了服装的美感，提升的是服装整体美学效果，而对于智能服装的设计而言，其虽然也对服装的美学美感进行了设计，但是更多的是智能服装的设计更为注重服装的功能性，通过一定的手段将智能服装的适用范围进行扩大，在保证了美学效果的同时增加了服装的实际功能效应，对于服装的发展而言具有着十分重要的启示作用。现如今，智能服装的应用已经不再是一个难以接触的话题，而是在社会中普遍被关注的具有发展性效果的项目之一，对于智能服装的设计方面，其具有着以下两方面特征：

(1)服装智能化，对于服装的智能化来说，主要是针对服装本身的科学技术手段融入，通过先进的科学技术不断地对原有的服装进行整改，增加了服装本身的功能显效，并且通过服装智能化，延伸了服装的适用范围，不再单单只是为了穿着，更多的是为了功能发挥。

(2)服装实用化，相比较服装智能化而言，服装的实用化则是智能服装的第二大特点，目前来说，智能服装的使用范围相对来说还是比较狭小，但是在这样的狭小的应用范围当中，智能服装却彰显了其本身的实用性，例如在火灾救治过程中，特殊的智能化防火服能够有效地降低外界火焰对消防人员的生命危害，同时防火服上的语音设计，还能够令消防人员及时的和外界指挥人员联系，进而大大提升火灾的救援效率。

2电子科技在智能服装设计中的应用分析

2.1电子科技在智能服装设计中的应用原则

电子科技由于本身属性的特殊性，所以将电子科技应用在智能服装的设计过程当中，要注意以下几点原则：

(1)要注重电子科技能效发挥的最大性能，在服装设计中加入的电子科技设备，其需要系统本身具备着更为优质的设备质量以及设备能效，进而保证智能服装设计过程中能够将电子科技的最大性能发挥出来。

(2)要注重电子科技在智能服装设计过程中的科学合理性，电子科技在智能服装设计中的应用中更多的是智能电子科技设备配置在服装上，因此在这些电子科技设备进行选取和应用时，要考虑到电子科技设备本身的重量，使其不能够成为服装使用者的一种负担，如此一来，才能够保证配备先进的电子设备的智能服装得到更好的使用。

2.2电子科技在智能服装设计中的应用实例

电子科技在智能服装设计中的应用主要体现在智能服装的功能上，例如现今比较流行的智能音乐跳舞服，对于这种服装来说，其本身的造型设计上更多的偏向于运动装的系列，显得宽松和肥大，在其功能上则是具备着音乐播放以及彩灯显示等功能，最初的智能音乐跳舞服仅仅是在原有的服装设计上加入了一些迷你小音箱以及音乐播放系统。而当下这种流行的智能音乐跳舞服则在原有的基础上加入了更多的电子科技设备，比如在这种跳舞服的纽扣部分，增加了一个存储插口，可以将已经下载好音乐的SD存储卡放入其中，小巧、轻松而简便，并不影响服装的整体美感，同时，在衣服的边角等部分加入了直径不超过2mm的小彩灯，在打开纽扣部分的开关后，这些彩灯就会随着音乐的节奏进行闪动，而且还能够不停的变换颜色，当音乐响起，舞者随着音乐起舞，迷离而闪动的灯光更是增添了舞台效果，这样的电子科技在智能服装中的.应用是真实而实用的，在一定程度上增添了智能音乐跳舞服的艺术美感的同时还将电子科技的功效最大程度的发挥了出来，具有着非常显著的作用。

2.3电子科技在智能服装设计中的应用发展

随着各国之间的竞争越来越激烈，无论是在经济上还是在科学水平上，都存在着这样的竞争，要想保证在竞争中存在着优势，就需要对现有的一些科学技术进行提升，其中就包括智能服装，其不仅具备着丰富的市场发展前景，还是科学技术水平的一种实体性体现，所以针对该方面的研究一定会越来越彻底，随着人工智能化网络概念的提出和应用，在智能服装中加入更多的智能化理念已经不再是一个话题，而是一种发展定势，因此，采用智能化网络电子科技设备对智能服装进行进一步的优化和完善是切实可行的，通过智能化网络电子科技设备与智能服装相互连接，并且实现智能服装对智能化网络的应用、掌控，能够更好的将智能化中的“智能”二字充分的体现出来，但是现今来说针对该方面的研究却并不十分成熟，所以由此看来，该方面还是非常具备着重要的研究价值，因此，电子科技在智能服装设计中的应用发展形式将会越来越美好，其发展前景也将越来越广阔。

3结语

消费电子走在“智慧智能”的路上 篇6

除此之外，智能家电、节能环保与电子商务，也成为本次电博会颇受关注的亮点。

“通吃”——智慧智能

随着信息技术和通信技术的飞速发展，消费电子产品正在进行着前所未有的互联、互控和互通，世界迈入全新的智能对话时代。智能电视、智能手机、平板电脑、汽车电子、安防系统等之间的界限逐渐模糊，智能连接、智能应用等成为消费电子产品发展的主要方向，智能家庭、智能医疗甚至智慧城市应运而生，一幅智能化的生活图景开始展现在人们眼前。

本届电博会以“智‘惠’全球”为主题，特设包括智慧城市和物联网展区、移动互联产品展区、国际三维显示技术应用及影视设备展区、智能环保展区、电子商务展区等十大特色展区，汇聚全球最领先的智能技术与产品，集中展示云计算、物联网、移动互联、智能的产品及解决方案。海尔、NEC、佳能、海信、TCL、飞利浦、AOC等消费电子巨头在展会期间均展示了不同的智能家电产品。智能电视、智能手机、3D打印机、物联网智慧社区解决方案等产品也纷纷亮相。总体上，消费电子向“智慧智能”功能方向发展趋势明显。

趋势——节能环保

随着国家节能补贴政策的推出，家电企业对节能产品的投入也越来越大。本届电博会也设置了节能环保展区，举办以高效节能、能效为主题的论坛。

在展区部分，大部分的国内知名家电企业带来了旗下具有节能功效的产品，另外，一些企业除了节能产品外，还进一步宣扬能源的整体综合利用理念，如空调的热能用于热水器的加热等。

据TCL集团助理总裁梁启春介绍，TCL在天津已经创建了废弃家电基地，每年可拆解300万台家电产品。“欧盟早已实施针对废弃电子实施的制造商责任环保政策，我国近期实施的废弃家电回收基金政策，未来可推动具有社会、环保责任感企业的回收体系的完善与进步。”

“新渠”——电子商务

此次电博会的另外一个值得关注的便是电商的介入，电子商务论坛作为主要论坛之一提上了电博会的日程。

卓越亚马逊、当当网等电商企业加入到采购洽谈区，为传统的电博会增加了一些渠道新象。

据美国消费电子协会（CEA）总裁盖瑞·夏培罗介绍，在美国，电子商务消费份额已经占到了家电消费行业整体的25％。

智能电子锁 篇7

1 智能抄表技术的优势

传统供电企业抄表主要是由工作人员挨家挨户进行抄表, 统计电能使用情况, 传统的抄表方法工作量大, 并且存在很多人为误差, 容易出现估抄、误抄、漏抄等问题, 一方面损坏电力用户的经济损失, 另一方面不利于电力企业的电能管理。而智能抄表技术的应用, 实现了智能化的电能管理模式, 电力企业可以实时采集用户的用电信息, 并且全面监测电力用户的电能使用情况, 极大地减轻了抄表人员的工作量, 提高工作效率。

2 当前智能电网中的智能抄表技术

2.1 远程无线智能抄表技术

远程无线智能抄表技术主要基于无线通信技术、电子信息技术和计算机网络技术, 电力企业远程控制电力用户的电能使用, 并且自动采集和获取用电信息。这种远程无线智能抄表技术具有灵活性高、便于维护管理、运行效率高等特点, 并且可实时监控用电信息, 为电力企业提供准确的用户用电数据, 便于查询和监督。在实际应用过程中, 远程无线智能抄表技术也存在一些问题, 例如, 远程无线智能抄表受到无线网络信号的限制, 如果信号强度较弱, 会直接影响电力信息采集, 并且一旦电力企业的管理系统出现问题, 会影响整个远程无线抄表模块。

2.2 IC卡预付费智能抄表技术

IC卡预付费智能抄表技术的应用主要是在IC卡中存入电力用户信息和电费, 通过终端系统和IC卡技术, 实时监测IC卡中的数据信息。IC卡预付费智能抄表利用电表线路, 前期投入较少, 并且用户需定期向IC卡充值, 有效控制了用户拖欠电费的现象, 同时用户也可以随时查询自己的用电情况。而IC卡预付费智能抄表技术的缺点是在使用过程中, IC卡容易受到多种因素的影响, 抗干扰性能较差, 并且电磁兼容问题导致电能计量数据不准确, 发生误报警现象。

2.3 载波自动抄表技术

载波自动抄表技术是指以电力线路为通讯载体, 在数据传输之前进行数据调制, 电力企业通过解调技术接收电表数据。这种技术的优点是充分利用电力线路, 覆盖范围广, 数据传输简单快捷, 不需要再另外架设管线。但是在现代化城市用电量比较集中的区域, 低压电力网在传输电能数据时, 容易受到脉冲信号、无线电信号和电磁信号的干扰, 出现丢码、错码等问题, 如果进一步提高电网线路抗干扰能力, 资金投入较大。

3 智能电网中无线智能抄表系统设计

远程无线智能抄表系统是当前我国智能电网发展智能抄表技术的重要趋势, Zigbee技术是一种新型的无线传输技术, 其便于安装, 具有低成本、低功耗的优点, 本文重点研究基于Zigbee技术的无线智能抄表系统设计。

3.1 软件设计

在无线智能抄表系统中, Zigbee技术采用星型的网络结构, 协调器直接和用户终端节点实现通信, 极大地提高了智能抄表系统的通信速率和质量。Zigbee技术在智能抄表系统中的应用, 用户终端电能采集设备和协调器建立连接后, 定时发送抄表数据, 然后协调器将数据再传输给智能抄表系统的PC机, 在整个过程中, 协调器可发挥显示抄表数据、接收数据、建立网络连接的功能, Zigbee无线智能抄表系统结构图, 如图1所示。

3.2 终端节点设计

终端节点接通电源后, 首先进行初始化, 然后向智能抄表网络系统中发送请求, 协调器发出响应请求, 终端节点收到响应后再向协调器发送建立连接的请求, 当协调器正确处理连接响应后, 终端节点入网成功, 协调器和终端节点之间建立数据通信连接通道。

3.3 协调器节点设计

协调器节点接通电源后进行初始化, 判断接收的信息是否是建立连接请求, 如果是, 将该终端节点添加到系统列表, 分配合适的网络地址, 发送响应信息。智能抄表系统中的协调器对接收的信息进行解析, 如果判断接收的信息是抄表数据包, 通过串口进行显示, 便于电力企业和用户实时查询用电信息。

3.4 上位机软件设计

智能抄表系统中的上位机主要用于系统设置, 并且可以实时显示电能数据和虚拟拓扑。系统设置时, 根据网络系统的掉线灵敏度和电能数据采集时间间隔, 合理设计自动识别协调器和用户终端节点掉线, 打开串口, 操作上位机软件上的连接按钮, 可模拟显现出智能抄表系统的网络拓扑结构和节点图。另外, 上位机软件在显示网络拓扑结构时, 可提供传感器运行曲线的查看功能, 电力企业通过分析智能抄表系统中传感器的实时数据情况, 进行电能分配和调整, 提高电力资源的利用率。

4 结束语

近年来, 我国经济快速发展, 各个领域的电力需求大幅上涨, 传统的抄表技术存在很多弊端, 已经难以满足我国电网发展要求, 智能抄表技术结合多种现代化科学技术, 特别是基于Zigbee技术的无线智能抄表系统, 在未来发展过程中, 应加大研究力度, 进一步完善和优化Zigbee无线智能抄表系统设计, 推动我国智能电网智能抄表技术的可持续发展。

参考文献

[1]王金华, 程晓荣.智能电网中的智能抄表技术分析[J].网络安全技术与应用, 2013 (11) :42-43.

[2]聂珣.对智能电网中智能电表技术的展望[J].湖北电力, 2010, 03:47-48.

[3]冯文霞, 汤荣华.智能电网中智能电表的应用分析[J].中国高新技术企业, 2014 (35) :47-48.

基于视觉的智能电子宠物 篇8

随着电子技术的进一步发展, 电子宠物逐渐走入人们的家庭生活中, 目前市面上相对成熟的电子宠物主要有两大类:一类是生活在电子设备中的虚拟宠物, 没有任何的机械结构, 纯粹通过电子设备与之进行交互;另一类是具有一定机械机构的电子宠物, 具有触觉等功能, 但由于其与逼真宠物外形想像的特性, 交互方式也相对缺乏。

如今感知计算技术大为盛行, 它重新定义了人与设备的沟通方式, 通过更适合人类的沟通方式比如语言、表情、动作等, 让设备感知人类的意图, 智能分析人类的行为。

我们的作品, 就是基于这一热门技术, 将感知计算应用到电子宠物身上, 充分利用了感知计算的先进特性, 实现了一个通过手势、表情、语言与使用者进行感性互动的智能型电子宠物。具有如此丰富、生动交互方式的电子宠物, 无疑会给使用者带来全新的体验。可以想象, 一个比真实宠物更加方便、卫生、更加懂主人意思的智能电子宠物, 无疑会引起广大宠物爱好者的极大兴趣, 成为我们现代化家庭的重要一员。

2 关键技术

2.1 视觉处理程序

我们的项目采用的是Intel Creative Senz3D摄像头, Creative Senz3D是Intel公司为感知计算技术开发的3D景深摄像头。我们用3D摄像头作为宠物的眼睛, 是整个系统最核心的部分, 实现与周围环境的交互, 支持人脸识别, 表情识别和手势识别。我们借用了配套的Intel perceptual computing SDK中提供的一些表情识别、手势识别、人脸识别等模块, 用线程来分别管理。当3D摄像头捕捉到图像数据后会分析然后开启线程执行上述三个模块中的一个, 然后把识别结果返回给服务器, 让服务器完成接下去的工作。

2.2 服务器

我们把服务器放在了Baytrail开发板上。服务器作为与每个子模块沟通的桥梁, 它的主要作用是一个数据中枢, 它接收摄像头的识别结果, 然后根据情况选择通过socket发送给手机, 或用串口发送给Arduino开发板, 协调各个部分的工作。同时, 服务器要求具有一定的鲁棒性, 它需要能够检测各个部分是否正常工作并进行纠正。

2.3 Android移动应用

手机APP显示的是宠物的脸, 它承载的是宠物向用户做出表情以及声音的输出, 它会根据服务器发来的指令变换自己的表情, 与用户所做的表情同步, 与用户进行交互, 同时用户做的表情会对宠物自身的心情值产生影响, 当心情值足够高时, 即使没有外界刺激, 宠物也会做出开心的表情。这一部分的主要实现方式是Android套接字 (Socket) 编程和异步消息处理机制, 实现与服务器Baytrail开发板的通信, 接收服务器发来的控制命令并返回反馈数据。表情切换用Android活动的切换来实现, 表情显示用Android Canvas类进行图片播放来实现。

2.4 离线语音识别

语音识别主要模仿宠物的听力, 当宠物识别出一些命令词时会产生一些回应动作。比如听到“过来”, 宠物会原地转动直到3D摄像头找到用户的脸, 然后通过识别脸部的景深位置逐渐靠近用户和修正行进方向, 最后到达用户面前。当听到“跳舞”时, 宠物跟随着用户的手势“翩翩起舞”。这一部分的实现方式是使用了科大讯飞语音识别引擎, 结合Android应用的控件, 完成语音的录音、识别和命令发送的过程, 丰富了交互方式。

2.5 机械结构

因为机械臂等结构的实现比较复杂, 所以我们用了一个Arduino小车来作为电子宠物的“腿”, 用小车的各种前后左右运动模拟宠物的动作。Arduino小车的控制主要通过编程实现, 电路板产生四路PWM方波输出, 控制电机的前后转动, 使得小车做出各种运动。Arduino小车与服务器的通信采用串口实现。

3 应用前景

随着近几年移动智能技术的发展, 我们开始步入智能化, 生活中, 智能手机和个人电脑已经成了人们离不开的帮手, 其它的诸如智能冰箱等智能家居系统也给人们的生活带来了很大便利。那么, 在家庭宠物娱乐方面是否也能做到智能化呢?答案是肯定的, 我们的电子宠物就实现了这一想法。电子宠物市场前景广阔, 相比于传统宠物, 电子宠物不必主人精心呵护, 而且更加干净卫生, 便于照料, 许多商家也推出了自己的电子宠物, 例如第一代的电子鸡, 第二代的任天堂的任天狗, Sony的AIBO, 但是都或多或少存在缺陷。相比于同类产品, 我们的电子宠物更加智能, 克服了前几代产品的缺点, 集成了视觉交互、语音交互、移动便携三大创新点和优势, 更加真切地模拟宠物的功能。

此外, 当今社会的人们生活压力陡增, 结束了一天的工作后往往难以释放内心的压抑, 而养一只真实的宠物却难以照料它, 这时, 试想一下, 当我们结束了一天的工作回到家时, 我们的电子宠物会主动跑到跟前打招呼, 送上一个微笑, 我们可以控制电子宠物的动作, 与宠物进行一场放松的舞蹈, 我们还能与宠物进行表情交流, 它甚至能够看懂你的表情, 在你失落伤心时送上安慰。总之, 丰富的交互方式使得我们的电子宠物能给与主人精神的寄托, 它比真实的宠物更加“懂事”。

当然, 本项目还有尚待改进的部分, 比如物体识别算法方面还需优化, 比如适当地增加机械装置, 还能使宠物更加灵活, 或许我们的宠物还能替人干家务, 实现端茶送水扫地等功能。这些都需要我们团队继续努力, 将我们的项目朝着智能化、市场化方向推进。

参考文献

[1]电子宠物.百度百科[R/OL]. ( (2014-03-15) .http://baike.baidu.com/view/249197.htm

[2]陈婉菁.电子宠物市场机会与挑战[J].玩具世界, 2008 (07) :43-45

[3]邬大鹏.基于视觉的手势识别及人机交互研究[D].南京航空航天大学, 2010

[4]庄浩洋.3D人机交互中的骨架提取和动态手势识别[D].电子科技大学, 2013

[5]Michael J.Black, Yaser Yacoob.Recognizing Facial Expressions in Image Sequences Using Local Parameterized Models of Image Motion[J].International Journal of Computer Vision.1997 (1)

[6]Ira Cohen, Nicu Sebe, Ashutosh Garg, Lawrence S.Chen, Thomas S.Huang.Facial expression recognition from video sequences:temporal and static modeling[J].Computer Vision and Image Understanding.2003 (1)

[7]刘洲洲.基于遗传算法的足球机器人路径规划[J].电子产品世界, 2013 (2)

智能电网电子电力技术的应用 篇9

1 智能电网采用电子电力技术的必要性和重要性

1.1 优化配置电网系统, 提升电网安全系数

我国能源资源和用电需求地理分布上极不平衡, 决定了我国必须走远距离、大规模输电和全国范围优化能源资源配置的道路。目前, 尽管我国的电子电力技术日趋成熟, 应用领域扩展, 但是配电不足、交流输电装置欠缺等问题突出。自然、地质和气候等灾害严重制约着电网的安全性, 因此, 电力行业的发展需要采用先进科学的电力装置调节电力系统, 增加电网建设, 形成全国联网的交直流互联电网, 排除电网故障的频发, 提升智能电网自身的修复性、配电能力和对故障的敏感度。

1.2 满足国家发展对电能的需要, 实现节能减排

近年来, 社会主义市场经济快速发展, 人民生活水平提高、国家工业化程度加强, 对电能的数量和质量需求逐年递增。对我国电能质量造成影响的主要原因有光伏电站、风电场的并网, 据统计由于电能质量不达标, 造成的经济损失已非常严重。采用电子电力技术和转换设备对智能电网实行调控, 对于改善电网电能质量、提高电能利用效率具有重要作用。电子电力技术的应用, 能够节能15%~38%, 面临我国能源和电能分布不均, 电力系统难以适应清洁能源跨越式的发展情况, 电子电力技术在智能电网中的应用, 能够利用电子电力技术装置从发电、输电、变电、配电的全流程最大限度的实现节能减排。

2 智能电网采用电子电力技术的应用措施

2.1 应用交换虚拟电路技术, 促进智能电网的稳定性

交换虚拟电路技术, 信息包交换虚拟线路面向连接的网络中, 在2台计算机之间连接。在电力系统中, 是1种方便灵活的交流输电装置, 它能够对电力系统的电压实行有效调节, 为直流换流器提供无功功率, 以保证电压的稳定和增加系统输送点的能力。同时可以对整个电力系统低频振荡的阻尼进行加强。

交换虚拟电路技术是提高我国智能电力系统的安全性、稳定运行、规避电网输电配电弊端的重要技术。它具有无功补偿功能, 能够提高智能电网电能质量, 改善电网的浮动性, 提高智能电网的安全性和输电、配电能力。

2.2 应用晶闸管控制串联电容器补偿技术, 提高智能电网电力输送能力

晶闸管控制串联电容器补偿技术, 是可控串联补偿技术的实现方案之一。它通过采用金属氧化物限压器, 阻尼器、电容器等能够有效地控制次同步谐振, 降低智能电网输电中电能的过度消耗, 提升智能电网的电能输送能力, 从而使整个智能电网系统得到优化管理。

我国是世界上为数不多的能够独立研制并使用晶闸管控制串联电容器补偿技术的国家。早在2004年, 我国第1个晶闸管控制串联电容器补偿技术工程在甘肃建成。此后, 世界中最大的晶闸管控制串联电容器补偿技术工程, 在我国已经投入使用, 对提高智能电网电力输送能力发挥了重要的作用。

2.3 应用无功损耗和变负荷调速技术, 实现智能电网节能

在智能电网中, 应用无功损耗技术重点是对变压器和电动机的运转功率进行调节, 保证系统平稳的运行环境, 降低设备的消耗。变负荷调速技术的使用, 主要是把该技术放入电动机中, 通过控制电动机调节速度, 有效的节约能源。2大技术对出现大规模的电能供应不足、停电现象或者由于设备运转不畅问题造成的智能电网瘫痪等方面起到节约资源、降低能耗的作用。

3 总结

本文通过对电子电力技术在智能电网中应用的意义和措施进行简要的探究, 由此了解到在智能电力系统中应用电子电力技术, 能够保证智能电网安全稳定运行, 优化电网结构, 提高电能质量和供电量, 节约能源。因此, 积极落实“十二五”信息规划内容, 加大电子电力技术在智能电网中的应用, 为我国国民经济、环境资源、电力行业的发展提供助力。

摘要：随着我国科学技术的发展和电力系统的更新, 电子电力技术的应用领域不断拓展, 现代化电子电力技术主要是采用电子电力器件对电能进行控制, 可实现节能15%38%。在国家“十二五”信息规划中, 数字化、自动化、节能性是智能电网的既定发展目标。在智能电网中使用现代化电子电力技术, 从发电、输电、变电、配电的全流程最大限度的为实现智能电网的发展目标提供强劲动力。因此, 文章对现代化电子电力技术在智能电网中的应用展开研究, 就显得尤为重要了。

关键词：电子电力,智能电网,技术,发电

参考文献

[1]宋淑芳.智能电网技术综述[J].电网技术, 2010, 33 (07) .

智能电网电子电力技术的应用 篇10

1 智能电网采用电子电力技术的必要性和重要性

1.1 优化配置电网系统, 提升电网安全系数

我国能源资源和用电需求地理分布上极不平衡, 决定了我国必须走远距离、大规模输电和全国范围优化能源资源配置的道路。目前, 尽管我国的电子电力技术日趋成熟, 应用领域扩展, 但是配电不足、交流输电装置欠缺等问题突出。自然、地质和气候等灾害严重制约着电网的安全性, 因此, 电力行业的发展需要采用先进科学的电力装置调节电力系统, 增加电网建设, 形成全国联网的交直流互联电网, 排除电网故障的频发, 提升智能电网自身的修复性、配电能力和对故障的敏感度。

1.2 满足国家发展对电能的需要, 实现节能减排

近年来, 社会主义市场经济快速发展, 人民生活水平提高、国家工业化程度加强, 对电能的数量和质量需求逐年递增。对我国电能质量造成影响的主要原因有光伏电站、风电场的并网, 据统计由于电能质量不达标, 造成的经济损失已非常严重。采用电子电力技术和转换设备对智能电网实行调控, 对于改善电网电能质量、提高电能利用效率具有重要作用。电子电力技术的应用, 能够节能15%~38%, 面临我国能源和电能分布不均, 电力系统难以适应清洁能源跨越式的发展情况, 电子电力技术在智能电网中的应用, 能够利用电子电力技术装置从发电、输电、变电、配电的全流程最大限度的实现节能减排。

2 智能电网采用电子电力技术的应用措施

2.1 应用交换虚拟电路技术, 促进智能电网的稳定性

交换虚拟电路技术, 信息包交换虚拟线路面向连接的网络中, 在2台计算机之间连接。在电力系统中, 是1种方便灵活的交流输电装置, 它能够对电力系统的电压实行有效调节, 为直流换流器提供无功功率, 以保证电压的稳定和增加系统输送点的能力。同时可以对整个电力系统低频振荡的阻尼进行加强。

交换虚拟电路技术是提高我国智能电力系统的安全性、稳定运行、规避电网输电配电弊端的重要技术。它具有无功补偿功能, 能够提高智能电网电能质量, 改善电网的浮动性, 提高智能电网的安全性和输电、配电能力。

2.2 应用晶闸管控制串联电容器补偿技术, 提高智能电网电力输送能力

晶闸管控制串联电容器补偿技术, 是可控串联补偿技术的实现方案之一。它通过采用金属氧化物限压器, 阻尼器、电容器等能够有效地控制次同步谐振, 降低智能电网输电中电能的过度消耗, 提升智能电网的电能输送能力, 从而使整个智能电网系统得到优化管理。

我国是世界上为数不多的能够独立研制并使用晶闸管控制串联电容器补偿技术的国家。早在2004年, 我国第1个晶闸管控制串联电容器补偿技术工程在甘肃建成。此后, 世界中最大的晶闸管控制串联电容器补偿技术工程, 在我国已经投入使用, 对提高智能电网电力输送能力发挥了重要的作用。

2.3 应用无功损耗和变负荷调速技术, 实现智能电网节能

在智能电网中, 应用无功损耗技术重点是对变压器和电动机的运转功率进行调节, 保证系统平稳的运行环境, 降低设备的消耗。变负荷调速技术的使用, 主要是把该技术放入电动机中, 通过控制电动机调节速度, 有效的节约能源。2大技术对出现大规模的电能供应不足、停电现象或者由于设备运转不畅问题造成的智能电网瘫痪等方面起到节约资源、降低能耗的作用。

3 总结

本文通过对电子电力技术在智能电网中应用的意义和措施进行简要的探究, 由此了解到在智能电力系统中应用电子电力技术, 能够保证智能电网安全稳定运行, 优化电网结构, 提高电能质量和供电量, 节约能源。因此, 积极落实“十二五”信息规划内容, 加大电子电力技术在智能电网中的应用, 为我国国民经济、环境资源、电力行业的发展提供助力。

摘要：随着我国科学技术的发展和电力系统的更新, 电子电力技术的应用领域不断拓展, 现代化电子电力技术主要是采用电子电力器件对电能进行控制, 可实现节能15%38%。在国家“十二五”信息规划中, 数字化、自动化、节能性是智能电网的既定发展目标。在智能电网中使用现代化电子电力技术, 从发电、输电、变电、配电的全流程最大限度的为实现智能电网的发展目标提供强劲动力。因此, 本文对现代化电子电力技术在智能电网中的应用展开研究, 就显得尤为重要了。

关键词：电子电力,智能电网,技术,发电

参考文献

[1]宋淑芳.智能电网技术综述[J].电网技术, 2010, 33 (07) .

智能电子漏电管理保护器的应用 篇11

关键词：智能电子；漏电管理；保护器；电力管理；监测

随着国家智能电网建设和社会主义新农村建设的进一步开展，广大用电户对供电质量、用电服务、用电安全及用电信息的透明度提出了更高的要求。海盐供电局率先采用的智能电子漏电管理保护器，为实现远程居民用户，漏电流、负额、过载监测奠定了基础。

1.海盐县智能电子漏电管理保护器的应用现状

目前市场上的产品只是有一般漏电合闸功能，并采用传统的模拟电路进行控制，现有漏保器与我国目前进行的国家智能电网建设不相配套，我们目前研究的保护器项目综合参考了各方面的因素，它具有的功能既满足国家智能电网的建设所需，也同时符合一般用电户的实际所需。虽然目前国内外也有多家单位或研究所在研究新的漏电保护器，但他们的研发内容还存在着一定的缺陷。我们所研发使用的智能电子漏电管理保护器，特别具有功能如下：漏电流检测、实时电压数据读取、实时电流数据读取、实时开关状态读取、功率检测、RS485通讯、过载声光报警等功能。2010年7月，智能电子漏电管理保护器在海盐供电局正式挂网运行。海盐县供电局利用现有的电能表采集信息平台，率先在国网采用新一代智能电子漏电管理保护器。同期，88台智能电子漏保器在海盐通元供电所辖区紫云南站台区试点运行，到目前为止，整个项目达到了设计的要求。

2.工艺优势和经济效益分析

A.工艺优势

智能漏电管理保护器在传统漏电保护器的基础上，借助原有的电能表采集系统的RS485通讯网络资源，采用嵌入式SOC（SystemOnChip）技术及智能型電能计量技术，集漏电检测、漏电模拟试验、电流电压检测、功率检测、电能计量、跳合闸控制、RS485通讯、信息存储、声光报警、手动合闸、手动断闸等功能于一身，实施传统产品的更新换代。

B.降低成本

智能电子漏电管理保护器的运用，其超大的优良性能得到了充分的显现，例如当电能表的电路板损坏但分流器仍有电流通过、电压回路正常时，用电仍可正常进行，但电能表计量已失效，采用此型漏电保护器的电压、电流实时上传数据，对照电能表的相关计量上传数据进行比对，可发现电能表计量回路电流已中断，及时发出告警信息，更换故障电表恢复计量，减少电力公司的电费损失、降低与用电户发生纠纷的概率。在发达沿海省份，每当雷雨季节，每次雷雨过后，农村的电表故障率在千分之三左右，一个县的农村用表在7~9万块，那单次故障表总数在250块左右，每块表的单月用电100kWh计算，电力部门到每月抄表日发现故障再更换的话，每月有15000元电费需要人工协商补收。按每年雷季4个月每月只发生2次大规模雷击计算，单雷击造成的电表计费失效就达损失120000余元。如果整个地级市或全省都装上智能电子漏电管理保护器的话，每年将减少电力部门因故障表计量失效而引起的上千万元电费损失。

C.保护电力设施，减少用户超负荷用电烧毁电能表

电能表故障的主要因素有两个，一是本身质量，二是外来因素。近年来随着电力部门的规范管理，有质量问题的电能表已寥寥无几。外来因素成为了电表故障的主要原因，而这主要原因内的主要因素是电能表超负荷工作。虽然现在的智能电能表同样有数据上传反应，毕竟电能表是个计量仪器非过载开关。采用智能型电子漏电管理保护器的过载警报功能，漏保器可以配合电能表的最大电流值设置超负报警电流值，只要超过预设的电流值用电，智能漏保器就能发出“滴”、“滴”的声光报警，直到用户去除部分用电设备后，智能漏保器自动取消告警声响，从而保护了电能表因用户超负荷引起的故障、减少此类问题引起的设备损失，提高电力部门的经济效益。同时对电力部门针对性作出更换大电流电能表提供依据，实现主动服务客户和保护设备的两全其美。

D.管理费用减少

根据农村家用漏电保护器管理运行规定，每月需要对农村家用漏电保护器进行逐户试跳，按每人每天可完成300块计算，一个中等县的农村地区近9万用户每月就此项工作就要花费300个人工。已试点安装智能电子漏电保护器的供电部门简单算了一笔账，由此一年可节约3600个人工，相当于减少了12个人的一年常规工作量。同时还可以节约相应的车辆使用和油料消耗，年节约费用可超过200万元以上，如果在地区网局、全省、国网推广那经济效益将十分可观。

3.结束语

智能电子漏电管理保护器这一产品的运用，无论对用电户还是电力管理系统其意义都是深远的。今后可以根据采集的各种信息资料对不同用户的用电量作出有序用电计划，用电部门可以通过电力通信平台，通知智能电子漏保器所带的远程开关功能，给经常超负荷或欠费的用户给予停止供电，为我们国家科学实现有序用电作出贡献。

智能电子锁 篇12

智能变电站是智能电网重要支撑节点和关键环节之一[1],健康的设备是变电站及电网安全稳定、可靠运行的基础,电力设备状态诊断、及时发现潜在问题、恢复失效功能是保障设备健康运行的重要手段。当前电力设备健康状态评估技术研究主要集中于变压器、断路器、发电机等电力系统一次设备,并取得了较好的成果[2-3]。文献[4]介绍了智能电子设备(IED)故障诊断技术的研究现状,文献[5]阐述了继电保护状态检修的策略。目前,IED仍主要采用异常、告警等自诊断方式获取设备简单状态信息,状态监测量不够充分,同时并未根据状态量在线评估设备健康状况。IED功能失效后,能够及时发现并自动恢复失效功能实现动态重构的研究并不多见。

由于智能变电站IED在线评估与动态重构(以下简称在线评估与动态重构)功能缺失[6],工程建设中暴露出技术发展、电网安全和运行维护管理方面的弊端[7]。目前变电站IED的备用模式一般采取双重化或双套配置方式,这种简单的备用模式相当于现场单套配置设备的总量加倍,造成现场备用设备数量多、占地面积大,不符合智能变电站技术节约化发展宗旨[6]。电网安全方面,存在系统不能实时感知设备状态参量、评估诊断健康状况和恢复失效功能的弊端,电网自愈能力不足,无法保障电网安全稳定的运行。运行维护管理方面存在的弊端,即IED状态在线状态评估功能缺失,不能给出设备状态的趋势性分析,IED的状态感知结果没有接入变电站二次设备的管理体系中,导致检修人员无法判断或查询设备的健康状况,以及未从全站、全网的角度形成智能变电站二次系统状态监测体系,为主站提供全方位的感知状态量及趋势分析,无法满足智能变电站少人、无人值班模式,以及支撑调控一体化等大运行的迫切需求。

因此,当前亟须开展在线评估与动态重构的功能研究。本文采用冗余备用的动态重构方案,重点研究了即插即用、诊断模型、状态评估、动态重构等关键技术,旨在探讨解决在线评估与动态重构的技术瓶颈问题,拟将智能变电站IED的健康状态事后治疗模式,改为提前体检、失效功能及时恢复模式,符合新一代智能变电站以及大运行、大检修等发展需求。

值得注意的是,在《智能变电站继电保护规范》中明确规定保护装置有“直采直跳”功能要求[8]。由于网络上的备用IED动态重构不能实现 “直采直跳”,因此,本文IED定义为具有代表性的间隔层测控装置,不包括保护装置。

1 技术基础

智能变电站IED在线评估是技术手段,动态重构是研究目的,其主要涉及的关键内容包括在线评估设备的运行状态,以及正确可靠地发现、控制和管理设备。其中,建立符合IEC 61850标准要求的设备状态评估模型,实时获取设备的状态量是在线评估IED运行状态的依据;IED具有通用性和互操作性的功能特点是正确控制和管理设备的前提;IED基于网络化即插即用技术是能够正确管控设备的基础。因此,符合IEC 61850标准的状态评估模型、通用的IED和即插即用技术是在线评估与动态重构的关键。IEC 61850标准的可扩展性、通用性、网络终端设备通用即插即用(UPnP)协议为解决上述瓶颈问题奠定了基础,下文将分别加以阐述。

1.1 IEC 61850标准

IEC 61850标准对变电站自动化中测量、控制、继电保护、故障录波等各个领域的功能进行了总结,分别对信息模型、通信服务映射和通信协议栈3个方面内容进行了规范。标准中定义的信息模型采用面向对象的建模方式,主要通过类对象的继承、派生、组合等手段实现,充分发挥了面向对象可扩展、良好的伸缩性等显著优点。 虽然已颁布的IEC61850标准中尚未明确定义变电站IED状态量监测模型[9-12],但在IEC 61850标准中表达了模型建立以及扩展的方法和思路。文献[13]依据IEC 61850可扩展性原理及其建模方法,阐述了电能质量模型和站域保护模型的扩展方式。因此,鉴于IED失效机理信息建立状态监测模型具有理论和实践基础。

同时,IEC 61850标准具有良好的互操作性,即设备的功能定义是明确的,根据载入模型的信息即可实现对应的功能。设备对外是通用的,而设备内部功能实现方法对每个设备研发单位而言是可以私有的。不同厂家设备只要载入对应功能的标准化信息模型,以通信协议栈为载体、通信服务映射为手段即可实现互操作。实践表明,IEC 61850具有较好的互操作性[14]。

1.2 即插即用技术

目前网络通信已在智能变电站的建设中大范围应用,但智能变电站IED即插即用功能尚不具备。然而,网络终端设备即插即用功能,如UPnP协议早已实现。UPnP协议以IP技术为基础,使家庭网络和企业网络设备自动连接和协同工作不需要任何设定,完全实现即插即用。完整的UPnP协议由设备寻址、设备发现、设备描述、设备控制、事件通知和基于超文本标记语言(HTML)的描述界面几部分构成,其中服务、设备和控制点是UPnP网络的基本组件。在UPnP网络中,定义了设备之间、设备和控制点、控制点之间的通信协议,最小的控制单元是服务。服务描述的是设备在不同情况下的活动和设备的状态。控制点是指可以发现并控制其他设备的控制设备。同一个设备,可以同时具有设备的功能和控制点的功能。UPnP协议已应用于远程访问、家用电器、设备管理[15-17]。 因此,可以借鉴UPnP协议研究变电站IED的网络发现和管理方法。

2 设计方案探讨

本文提出的在线评估与动态重构方案并不改变智能变电站的现有结构,而是增加通用的备用装置,用于重构故障装置、恢复失效功能。方案中主要包含系统结构和数据流程两方面,为方便实现IED的发现与管控以及状态量获取,同时探索网络设备即插即用技术在智能变电站中的应用,研究即插即用技术工作机制,本文方案通过采用UPnP协议实现对装置的管控和状态量获取。站控层管控主机建立符合IEC 61850标准的诊断模型,提供状态量服务,供其他IEC 61850客户端使用,类似于代理的模式,从而为在IED上实现诊断状态量服务提供参考。

2.1 系统结构

在线评估及动态重构的系统结构分为过程层、间隔层和站控层,并未改变现有智能变电站的结构。不同的是,间隔层增加了备用的通用IED,站控层增加了管控主机,如图1所示。管控主机在线监视全站IED(包括备用IED)的状态变量,在线评估IED的运行状态,同时管控主机具有对全站IED可靠进行发现、退出等控制和管理功能。当某个IED发生故障时,发出告警,并将状态变量和告警信息写入历史数据库,同时显示故障IED的历史运行信息,分析故障发展态势,指导运行人员判断故障发生原因,实现对故障IED的重构。

变电站检修时,检修人员可查询全站IED的历史运行状态,有针对性地安排检修计划,执行检修项目。同时,检修人员可参考管控主机的在线评估分析结果,对检修后的IED进行评估,为变电站IED运行监视、状态检修和快速恢复提供参考。

需要说明的是,本方案以智能变电站测控装置完全网络化为基础,即将早期测控装置接入的保护的故障、告警、重合闸、开入等硬接点信号,改为通过网络发送给测控装置。IED过程层组网一般采用虚拟局域网(VLAN)和组播注册协议(GMRP)管理。由于VLAN技术需要对交换机进行繁琐配置,而且装置与交换机的端口对应关系也不能随意更换。而支持GMRP技术的交换机都能够接收来自其他交换机的多播注册信息,动态更新本地的多播注册信息,并将其向其他交换机转发,不存在装置与交换机的端口严格对应的问题。因此,本文研究的IED过程层网络是基于GMRP技术的组播管理。

2.2 数据流程

在线评估与重构数据流如图2所示。数据流分为制造报文规范(MMS)、UPnP服务、模型文件服务3种类型。二次设备运行状态评估的数据源是运行IED和备用IED的MMS服务端和UPnP设备端进程采集的数据,通过MMS和UPnP网络通信,传输至管控主机的MMS客户端和UPnP控制端进程,在线评估运行状态发生的变化。若发现故障则发送消息给告警进程,设备故障最终在告警界面和动态重构主界面上显示。为简便起见,运行IED和备用IED开通文件传输协议(FTP)服务,用于配置模型、程序、参数等文件的传输。变电站所有IED的FTP服务应采用统一的用户权限设置,以方便管理。

3 关键技术分析

3.1 备用IED

备用IED具备常规IED的IEC 61850功能,分为硬件平台、软件平台、通信协议、基础应用、高级应用等5层架构,如图3所示。

硬件平台基于嵌入式计算机,无旋转设备。通信协议包括MMS、通用面向对象变电站事件(GOOSE)、IEEE 1588、测量采样值(MSV)、UPnP,实现采样值和闭锁跳闸信号的传输和IEC 61850-7-2抽象通信服务接口(ACSI)通信服务,以满足智能变电站精确对时和即插即用要求,并通过新增的UPnP通信协议实现IED的管理和控制。软件平台采用实时Linux操作系统及sqlite3嵌入式数据库。基础应用包括IEC 61850 实时数据库和软件看门狗。高级应用实现备用IED的应用功能,包括模型配置、ACSI服务端、运行状态监视、UPnP设备端,以及文件服务、终端服务等。常规的IEC 61850功能此处从略,本文重点分析UPnP设备端技术和根据IED实例配置文件(CID)模型自动生成IEC61850数据库技术。

UPnP设备端技术,是指在IED中增加UPnP设备端进程(upnp_dev),在指定根目录下提供文件服务,在UPnP定义的设备类中派生出IED的设备类,并将现有的IED扩充到UPnP设备类中,同时按照UPnP协议扩展定义IED状态量服务、设备投退、设备重启、设备发现等动作服务。设备提供订阅状态量服务,自动上送变化状态量,对设备状态起到及时的监视作用。通用装置接入网络后,UPnP协议自动广播设备描述信息和服务接口信息,管控主机能够及时发现装置的投入运行。IED作为管控主机管理操作设备运行状态的执行端。

IEC 61850实时数据库是备用IED的核心,备用IED中模型配置进程(cid_parser)解析CID模型文件自动构建IEC 61850数据库,存储装置工程配置、GOOSE通信参数、MMS通信参数、MSV通信参数、模板、实时数据等全部信息,同时提供低耦合、方便应用的程序接口,以适应信息模型的不断变化。满足通用IED中MMS服务端进程、采样值通信进程、GOOSE通信进程,运行时将测量数据写入IEC61850实时数据库。看门狗监视备用IED核心进程运行,若发生异常,看门狗可自动重启该进程。

3.2 管控主机技术

管控主机同样采用5层架构,如图4所示。硬件平台采用商用高性能台式计算机,2个千兆以太网口。软件平台选择Linux操作系统。通信协议支持MMS和UPnP。基础应用包括IEC 61850实时数据库和历史数据库。高级应用包括模型配置、模型管理、ACSI服务端、ACSI客户端、UPnP控制端、IED管理和控制、IED运行状态在线评估、IED动态重构、IED运行异常告警处理、IED运行状态历史查询、操作界面,以及其他功能。

管控主机的基本功能与站控层监控主机相似,本文重点分析UPnP控制端技术、模型管理技术、IED状态评估技术、IED动态重构技术。

管控软件设计基于UPnP协议控制端功能,实时调用IED服务,订阅或接收IED的状态监测信息。若状态信息发生变化,即产生告警信息,并写入告警信息数据库中,运行状态监测管控主机能够区分显示变电站IED的投入、退出、备用、正常、故障等运行状态,实时刷新运行状态发生的变化。若IED发生故障,则刷新界面显示,并显示历史信息和分析结果,指导运行人员处理所发生的故障。能够对备用装置和故障装置实现装置无扰动切换,类似遥控操作功能。

IED状态评估技术,是指当管控主机所接收或订阅IED的状态变量数据发生变化时,结合最近时间内的历史信息,并用表格显示其历史统计信息,包括在选定时间段出现的最大值、最小值、平均值,以及出现的具体时间。形成基于历史和实时的多维状态参量特性的IED状态趋势预测在线分析和评估,达到评估状态发展趋势和预测未知风险的目的。

模型管理技术即管控软件能够对全站CID模型及系统配置文件(SCD)模型统一管理。模型管理采用基于时间戳的管理方式,可对文件版本进行管理,按照时间、名称、文件类型等不同关键词以及精确和模糊等不同方式检索,实现文件的导入、导出等功能。管控主机采用变电站SCD模型,并将其分割成单个IED的CID模型,通过管控主机模型配置实现向备用IED中下载故障IED的工程配置。

通用装置控制、测控、保护、录波、闭锁等功能来源于故障装置的配置模型,但服务容量不受限制。管控主机可对变电站SCD模型和装置的CID模型进行版本化管理,包括校验、导入、导出、打标签、差异化分析、查询等基本功能。同时模型管理技术采用代理技术建立诊断模型,设计为诊断逻辑节点,通过UPnP服务,诊断模型能够实时获取IED状态量。同时,诊断模型对外作为IEC 61850服务端,供其他IEC 61850客户端使用。

二次设备动态重构技术,即故障装置与备用装置动态配型,当管控主机监测和评估运行装置发生故障后,通过即插即用接口读取装置的软硬件系统参数,与备用通用装置的型号进行匹配。若型号一致可采取构建故障装置镜像的方式完成动态重构,替换备用装置的运行;若型号不一致,则以通用装置模式构建故障装置功能,替换备用装置的运行。故障装置控制与管理,是指当装置发生故障时,运行人员可以通过管控主机的即插即用接口,控制故障装置执行软重启、系统重启、退出运行、关机等指令,从而排除故障。若故障仍无法排除,运行人员可管理和控制备用装置,动态重构故障装置的功能,并替换故障装置运行,待完成检修后恢复备用状态。

4 亟须解决的主要问题

为了满足在线评估及动态重构发展需要,亟须解决如下重点问题。

1)制定或补充相应的标准规范,明确定义在线评估及动态重构作为智能变电站一项重要的高级应用功能,从而引领和规范该项技术的研究与应用。

2)规范或补充IEC 61850信息模型,补充信息模型中在线评估模型以及充分细化信息模型。适应未来的智能变电站IED模型化的软件平台的需要,即实现以模型驱动,自动生成测量、控制、保护、监测、相量测量单元(PMU)、电能质量、录波等功能一体化的软件逻辑。

3)补充智能变电站二次网络设备即插即用功能。例如:可以借鉴本文探索UPnP协议应用于变电站二次网络设备的经验与成果,在现有IEC61850基础上扩充智能变电站即插即用功能,形成应用于智能变电站的即插即用标准规范。

5 结语

本文探讨研究了IED在线评估及动态重构问题,为智能变电站IED运行态势感知、自治和自愈提供了技术手段,符合二次设备功能一体化、通用化和IEC 61850功能自由分配的发展需求。

目前,国内现有同一硬件既能实现测控装置的功能,又能实现故障录波器、PMU、电能表、电能质量等多功能的IED鲜见报道,本文探讨的备用装置重构故障装置仍然是测控装置重构测控装置,即同种功能IED重构模式。随着智能变电站的快速发展,以及国家电网公司新一代智能变电站的示范建设,智能变电站多功能IED研究已经开展并将试点应用,将助推在线评估与动态重构的发展。

摘要：设备在线健康诊断及失效功能恢复是智能变电站可靠运行的保障。阐述了智能变电站智能电子设备(IED)在线评估与动态重构技术发展的迫切性。基于现有的IEC 61850标准和即插即用技术,提出了在线评估与动态重构冗余备用的技术方案,探讨了即插即用、诊断模型、IED数据库自动生成、在线评估和动态重构等关键内容,分析了当前亟须解决的主要问题,符合新一代智能变电站发展方向。