基于LoRa的智能配电系统设计

文章基于 LoRa技术对电网智能配电系统进行设计,重点介绍系统构架、硬件选型和软件流程.测试结果表明,设计的智能配电系统应用效果良好。     

基于虚拟应答器的三裕度数据处理设备研制

针对当前地铁定位系统定位严重依赖于地面应答器的技术难题,提出了一种利用二维码定位的虚拟应答器的测试方法.在高精度时钟同步的基础上,设计了新型数据融合算法,制作了数据解调电路,构建了作对称三备份高可用性系统,对该测试系统进行了验证.试验结果表明,该测试方法可借助二维码实现列车的自主定位与启停,实时显示列车状态,定位精度可...     

安装角度偏差及列车速度对应答器电磁传输性能影响研究

作为高速铁路车地通信的关键设备,应答器信息传输的准确性直接影响列车安全高效运行,为研究列车速度与应答器倾斜、俯仰、偏转角度偏差对其传输性能的影响,针对应答器传输系统作用过程,分析其工作原理,建立BTM天线接收上行链路信号动态模型,应答器角度偏差理论模型,计算穿过BTM天线磁通量、BTM接收天线感应电动势,仿真不同列车速度及应答器安装角度偏差下BTM接收线圈感应电动势幅值曲线,计算分析上述情况下应答器作用距离、BTM作用时间、接收比特数等性能指标变化情况。研究表明,应答器作用距离随列车速度增大而减小,速度每增加50 km/h应答器作用区磁场强度减小0.2 dB,BTM作用时间、动态接收比特数、动态接收报文安全帧数与列车速度均呈反比关系;列车速度一定,BTM动态接收比特数随应答器倾斜角、偏转角的增大呈线性减小,在现场施工维护过程中应重点对应答器倾斜偏转进行查验;满足BTM接收报文误比特率的条件下,现状应答器传输系统的适用性速度限值为420 km/h。     

基于LoRa技术的电网数据传输系统的设计与研究

针对现有 GPRS/CDMA 通信技术的不足,设计了一种基于 LoRa技术的电网数据传输系统,重点阐述硬件和软件设计。     

基于LoRa技术的智能电能表研究

针对目前的智能电能表的无线通信方式无法同时兼顾低功耗和远距离的问题,文中研究了基于LoRa技术的智能电能表,对电能表整体架构及各模块进行详细设计,以FM3308芯片为控制核心,以高精确度的采样电路对被计量线路的电压和电流进行采样,采用高速、多功能电能计量专用集成电路,对电压和电流采样信号进行计量,通过LoRa技术实现低功耗、远距离的通信,使用ESAM加密芯片实现加密安全,并且从硬件和软件两方面进行了抗干扰设计。文章设计实现的LoRa智能电能表同时实现了远距离传输和低功耗特性,优秀的抗干扰能力有利于实现远距离的集中抄表行为,可以大大降低中继器的布置,在降低设计要求的同时减少了成本投入,有助于推动智能电网的建设。     

基于LoRa和蓝牙的智慧医院监测网设计

因基于蓝牙和WIFI技术的监测网方案具有通信距离短、抗干扰差的缺点,提出了一种基于LoRa和蓝牙的智慧医院监测网方案;该方案以各类蓝牙无线传感器、蓝牙模块、LoRa模块、无线传感设备、数据中继器、LoRa网关为核心,采用星型结构,建立了兼顾多种采集和监测需求的监测网。介绍了系统整体组成结构、LoRa无线传感设备和数据中继器软硬件设计,实现了医院中相关数据的采集和监测,最后测试了系统的功能和性能;测试结果表明该方案具有通信距离长、抗干扰能力强的特点。     

基于LoRa的用电信息采集系统研究

目前国内的用电与配电体系中,主站与用电信息采集终端长途通信大多数用的是GSM、GPRS等通信方案,这些无线通信模式存在通信延时长、通信可靠性差等缺点,已经不能满足国家提出的智能电网、智能物联的要求。随着物联网无线通信技术迅速发展,LoRa应运而生,它具有免费选择频段、通信距离远、信号穿透性强、数据接收与发送稳定、组网灵活的特点,因此在用电信息采集体系中更受欢迎。采用工业级别的F8L10D-E-MS-N的LoRa芯片并且结合ATMEL D20设计的远程采集模块,用来实现远程通信的功能。通信模块与主站的通信采取的是面向对象的DL/T698通信协议规约,本模块创新的使用了新型的LoRa无线通信方式,并且与主控芯片之间通过USB3.0进行连接,加入NFC模块,通过NFC配合预装软件的参数配置。实验表明,该无线通信模块通信覆盖范围广、组网迅速,数据传输效率高。     

基于 LoRa 的森林消防协同定位算法

为解决野外火场救援消防员定位安全问题,提出一种基于远距离无线电(LoRa) 技术的森林消防协同定位算法。针对 野外救援存在的非视距(NLOS) 问题,提出一种修正协方差矩阵的扩展卡尔曼滤波协同定位算法,利用LoRa协同网络内部移 动节点之间的测距信息辅助定位,建立系统方程并根据当前时刻的状态滤波值二次更新误差协方差修正偏离误差;其次提出 改进的动态中值滤波算法,采用动态窗口筛选处理定位扰动数据,二次优化定位轨迹曲线。仿真实验结果表明,所提算法极 大地协同了整个网络资源,在室外多NLOS, 通信质量差的环境下定位精度可达0.49 m, 为森林消防安全解救提供了一种可 靠的解决方案。     

基于LoRa技术的地下电缆运行环境监测系统设计

针对目前城市中地下电缆由施工引起的外力破坏事故频发的情况,提出了基于LoRa技术的地下电缆运行环境监测系统.该系统通过布置一定数量的数据采集设备对处于危险地段的地下电缆所处环境的温湿度、烟雾、振动等物理量进行实时采集,在异常情况下能就地报警,并实时将数据通过LoRa网络上传至汇集端.该系统具有布置灵活、运行周期长、实用...     

基于RSSI的集群实时定位系统设计

随着无线通信和无线传感器网络技术的发展,人们对活动频繁的室内定位要求越来越高,室内定位服务存在大量应用需求,因此研究室内定位技术具有十分重要的意义。基于ZigBee的室内定位技术定位准确,花费成本少,可靠性好,成为室内定位技术的主流技术之一。设计的系统主要包括网关、参考节点、盲节点、上位机监控软件以及RSSI定位算法研究5个部分。网关采用STM32进行主控,集成了ZigBee模块和WIFI模块。参考节点和盲节点采用CC2530进行ZigBee的通信,实现节点之间无线射频信号的收发。上位机监控系统采用改进的三边测距算法计算盲节点的坐标,并通过可视化的界面显示出来。通过进行检测验证实验,证明了该设计系统的可行性和有效性。     

一种基于PLC的交流所用电系统

交流所用电系统是变电所重要的组成部分，交流所用电系统供电可靠性直接影响到变电所设备的正常运行。从硬件、软件及运行方式等方面介绍了一种新型的基于可编程控制器（PLC）的交流所用电系统。PLC自身具备可靠性、灵活性、易操作性的特点，利用PLC控制转换开关（ATS）可实现交流所用系统的多种运行功能。这种交流所用电系统不但克服了传统所用电系统安全性差的问题，而且还提供了更多的运行方式和与远方计算机通信的功能，满足了无人值班变电所的运行要求。     

基于LoRa网关的中继选择优化算法研究

为改善LoRaWAN网络架构中,终端节点移动造成信号错误传播以及高能耗问题,在混合译码放大转发(hybrid decode-amplify-and-orward, HDAF)方式下,给出一种基于LoRa网关的无线中继优化算法方案。该方案中,LoRa网关具备中继转发功能,基于节点间的位置关系,推导了HDAF方式下的误码率 (symbol-error-rate, SER)表达式。构造Lagrange函数,在SER约束的Karush-Kuhn-Tucker（KKT）极值条件下,给出最佳功率分配方案。数值分析表明:同等条件下,所给方案比AF、DF方式的误码率低。各节点消耗的功率比AF、DF方式低,节省了能耗。#$NL关键词：LoRa;混合译码放大转发;功率分配;中继选择;误码率#$NL中图分类号：TN929.5     

基于自由摆的激光定位控制系统

自由摆利用旋转编码器测量摆杆角度变化,控制安装于摆杆末端的电机使平板保持稳定状态,保证放置在平板上的硬币不滑落;在平板上固定一激光笔,根据摆杆角度、方向、平板角度以及距靶子距离之间的三角函数关系,控制平板角度使激光笔照射在中心线上,在自由摆摆动时,利用PID算法来实现平板角度的控制,使激光笔始终照射中心线。实验数据表明:在控制平板转动过程中,其角度误差小于5°;摆杆在±60°范围内自由摆动,平板上的8枚硬币可保持叠放状态;在自由摆动过程中,激光笔照射点与目标偏移小于3 cm。     

基于LSTM的室内定位系统设计与实现

针对基于蓝牙低功耗技术(BLE)的室内定位系统使用多层感知机(MLP)等机器学习算法作为定位算法,导致定位结果精度不足的问题.提出一种基于长短时记忆网络(LSTM)的室内定位方法,利用定位过程中的时域信息以提高定位精度.首先通过采集接收信号强度指示(RSSI)构建指纹数据库,然后依靠RSSI和二维坐标的映射关系进行网络...     

基于LoRa基站的滚动轴承运行状态远程监测系统设计

随着工业生产向智能化发展,无人化已经成为一种趋势。机械设备运行中,滚动轴承容易发生损坏,远程监测机械设备的运行情况已成为急需解决的问题。本文设计了一种基于LoRa基站对滚动轴承运行状态进行远程监测的系统,该系统以STM32为核心,形成一个采集子节点,用于采集轴承振动信号,然后将采集的数据通过SX1278射频芯片发送到LoRa无线网关。LoRa无线网关通过GPRS模块将接收到的数据发送到远程服务平台。远程服务平台采用互补集合经验模式分解(CEEMD)方法,分析振动信号以确定轴承的工作状态。实验表明,该系统有效地实时监控机械设备,确保长期稳定运行并安全有效地生产。     

基于电感及红外传感器的硬币辅助回收系统设计

针对目前电子支付普及导致硬币堆积、金融资源浪费的问题,基于数字电感传感器辨伪、红外传感器计数设计了一种辅助硬币回收系统.系统采用树莓派作为主控制器,由硬币辨伪、计数统计和交互显示等模块组成.以一元硬币为测试对象,系统通过大量的实验测得:硬币鉴别准确率为100％,计数准确率为99％以上,达到了沉积硬币智能化、自动化回收的...     

基于单目视觉的机械臂灯具清洗定位系统

在机场嵌入式助航灯具自动清洗过程中,为了取得灯具发光口中心和机械臂的相对位置实现机械臂精准定位,设计了基于单目视觉的机械臂灯具清洗定位系统。首先,采用D-H法建立机械臂运动学模型;然后,根据夜间灯具发光的强逆光性以及环境干扰,提出一种优化阈值准则和缩小阈值搜索范围的改进Otsu算法对图像进行分割,再利用质心法提取灯具发光口中心位置;最后,在夜间条件下,进行实验分析并对定位误差采用最小二乘法进行补偿。实验结果表明,所设计的机械臂灯具清洗定位系统速度快、精度高,与传统Otsu算法和改进的随机霍夫变换算法相比,定位精度分别提高72.5%和55.5%,且平均定位精度达到8.7 mm,满足灯具清洗要求。