工业互联网下的无线光通信研究进展

无线光通信是一种重要的现代通信手段,具有频谱资源丰富、抗电磁干扰等优点,可以作为传统无线射频技术的重要补充,有望为未来工业制造提供重要的技术驱动力。文章首先介绍了工业互联网背景下无线光通信的相关应用,并对近年来国内外的研究现状进行综述,针对较为典型的研究进展进行总结,另外阐述了无线光通信系统的信道模型及关键技术,并介绍了射频/可见光异构技术用来保证通信系统上下行链路可靠传输。最后总结了当前无线光通信在工业互联网面临的问题,并对未来发展趋势进行展望,可为未来无线光在该领域的研究和发展提供一定的参考和借鉴。     

多种中继方式在大型无人机输电线路巡检中的应用

通信数据链中继方式是大型无人机输电线路远距离、超视距巡检飞行的关键技术瓶颈。通过对多种中继方式可行性分析和评估,阐述空中中继无人机、地面固定、车载移动、OPGW光纤等中继方式在大型无人机输电线路巡检中的应用研究和实地验证情况,介绍利用现有资源因地制宜设置地面中继站的方法和经验。推荐无人机巡检实用化的通信中继方式及改进完善意见,建议创建支撑无人机巡检的通信数据链中继站资源信息数据库,为无人机实用化巡检作业提供实时的通信中继技术保障。     

电力远程抄表系统的混合通信和中继技术研究

电力远程抄表系统的本地通信环境复杂,需要不同的通信方式进行协作才能完成可靠的数据传输。采用微功率无线与电力线2种各具特色的混合通信方式,并引入中继技术,可以提高远程抄表系统的整体性能。针对电力远程抄表系统中无线与电力线混合通信问题,设计了无线/电力线混合通信系统,并开发了模块无线/电力线混合通信单元,设计了基于接收信号强度的混合通信信道选择及中继选择算法,可以依据链路质量自适应选择电力线/无线通信方式和中继节点。测试结果表明,设计的具有信道和中继选择的混合通信系统可以明显提高抄表的成功率。     

基于杆塔的无人机巡线通信中继方案设计

针对无人机巡线作业中通信中继电台部署问题,通过对无线信道的衰落特性深入分析,综合考虑自由空间传播损耗和多径衰落,给出一种无线信号复合衰落模型和中继电台覆盖模型,并就电力线巡检中常遇到的平地场景和山地场景给出了中继电台的部署方案,对其中的两种场景进行了实验验证。研究和实验结果对无人机巡线业务的拓展特别是中继电台部署具有重要的参考价值。     

无人机在电力线路巡视中的应用

随着无人机技术的飞速发展,无人机在远程遥控、续航时间、飞行品质上有了明显的突破,从而为其在电力作业中的应用提供了良好的发展前景。探讨了无人机在电力线路巡视中的选型原则、巡检模式,概括了电力线路巡检作业中无人直升机和固定翼机应用特点,同时对无人机飞行方式、通信链路系统中继模式、无人机巡检模式进行了深入探讨。对无人机巡检模式的讨论侧重各种不同巡检模式的应用特点及应用特性分析,为不同情况下无人机巡检中继方式的选择提供指导。     

无线光通信技术在电力系统中的应用

介绍了无线光通信系统的系统构成和特征,阐述了山东无线光通信实验网的系统设计方案及通信测试结果,总结了影响无线光通信系统因素,并提出了改善无线光通信系统性能的有效措施。     

一种无线光通信中空间分集技术

针对移动无线光通信中,由于平台抖动、大气湍流等原因造成瞄准偏差,从而影响系统误码率的问题,本文提出一种采用双光束发射双发散角的空间分集技术。在系统的发射端中使用光分路器,将一束光分成两束发散角大小不同的光进行传输。经过计算表明,该方案能有效地降低系统的误码率,改善信噪比和提高稳定性。这种设计方案可以成为移动无线光通信传输系统中切实可行的方案。同时表明,双光束系统两束光发散角的最优选择与偏差角度和传输距离密切有关。     

输电线路无人机巡检数据链路通信系统设计

针对无人机巡检受飞行高度和地理条件遮挡的影响,设计了1套带中继链路的通信系统,克服地形阻挡、多径效应、频率选择性衰落和外界强电磁干扰的影响,为此,介绍和分析了该中继链路通信系统的组成和各项功能模块。该通信链路系统特别采用了编码正交频分复用(coded orthogonal frequency division multiplexing,COFDM)调制解调技术、基于(field programmable gate array,FPGA)的高速数据处理技术、高线性功放技术及满足特定要求的数据链路控制协议技术,大大保障了无人机巡检实现采集数据和控制信息的有效可靠传输。     

实景数字游戏无人机控制系统的设计与实现

主要将研制开发的实景数字游戏无人机控制系统的设计和实现做了全面的介绍,完整地分析了无人机的控制方法。首先通过1个无线通信模块Wiport建立了1个符合IEEE802.11b协议的无线局域网通信平台作为无人机控制信号通信系统。在此平台上,采用CPLD硬件,并编程完成对无人机飞行状态的控制,同时反馈无人机飞行的实时状态给服务器。本设计中的方案和控制方法也可应用于其他可在无线局域网中无线控制的游戏设备,比如无线控制机器人、无线控制航模等。     

突发事件下电网通信应急技术探讨

分析突发事件及重要保电状态时电网通信支撑体系的关键作用,结合现阶段主流的电力无线宽带、卫星通信、应急通信指挥车、无线单兵图传系统等技术进行电网应急通信综合平台的研究,引入分析自由空间光通信（FSO）无线接入新技术,提出了电网应急指挥体系下的通信技术保障方案。     

无人机辅助无线通信位置和波束联合优化方法

无人机辅助无线通信具有部署灵活,覆盖范围大等优势,但仍存在路径损耗大,吞吐量和传输能力低的缺点。将波束赋形技术引入无人机辅助无线通信中,可以有效补偿通信路径损耗,缓解小区内或小区间干扰。因此,本文面向无人机辅助无线通信系统,在地面基站和无人机上配备均匀平面阵列来实现波束赋形,以最大化系统容量。针对优化变量高维且高度耦合的非凸问题,提出了一种高效迭代算法来联合优化中继无人机位置和波束赋形向量,首先通过块坐标下降法将原问题转化为中继无人机位置优化和波束赋形向量优化两个子问题,然后利用连续凸逼近算法将两个子问题转化为凸优化问题进行求解。实验结果表明,所提的优化理论和算法具有较好的收敛性能,并且能够切实提高系统容量。     

输电线路无人机巡检实时通信技术研究

输电线路无人机巡检时获取的信息量很大,实时回传对无线通信系统的压力很大。为解决以上问题,提高无人机巡检的应用效果,在准确分析输电线路走向特征的基础上,引入高增益定向天线,提出宽窄波束相互配合对输电线路区段进行电波覆盖、在信号处理方面采用波束切换的技术方法,显著提高系统设备能力,降低了远距离高速传输对无人机载设备的功耗、体积和重量压力,从而在较大范围内保证了为通信系统持续提供高速传输的能力。     

基于无线通信和光通信的高压输电线路监测系统

提出一种高压输电线路监测系统方案,该系统由安装在输电线路铁塔上的无线监测节点、光通信节点以及电力特种光缆中的空闲纤芯组成。这些无线节点和光节点通过AdHoc组网方式构成具有自适应功能的基础通信网络,通过无线接力传输和光信号接力传输相结合的方式,实现监控中心与任意监测节点之间的双向信息交互。该系统可以对复杂地形条件下的长距离输电线路进行全程、逐塔的实时监测,还可以支持工作人员在输电线路延线的邻近区域内,利用专用无线终端接入监测网络,进行语音、数据、视频的双向通信,为线路检修和抢险救灾等特殊场合提供应急通信手段。     

光电互补供电系统在特高压光通信中的应用

电力特高压输电线路配套光通信中继站的建设,由于地理位置偏僻,存在一定的供电难题,针对这一现状,文章对目前光通信中继站建设中普遍采用的几种供电方式进行了分析和对比,提出了采用太阳能和农电互补供电的新思路,阐述了光电互补供电系统的功能构成及工作原理.并以塔上光通信中继站的建站模式为例,重点介绍了互补供电解决方案各部分的配置计算、参数核算和安装方式.该解决方案,必将随着太阳能技术的不断发展,具有越来越广阔的应用前景.     

智能变电站就地化保护无线接入方案设计

随着能源互联网的发展,智能电网中智能变电站得到了快速发展,继电保护装置的分布式布置已成为必然趋势。为应对智能变电站继电保护分散化布置、信息远程控制等问题,提出了基于工业无线通信技术的变电站就地化保护方案。依据变电站特点,将工业无线通信系统应用于变电站就地化保护站控层,实现对变电站现场设备监测,开发适用于变电站环境的无线通信模块,进行实验室及现场测试,试验证明该方案可实现变电站复杂环境下高可靠、实时的数据传输,为后续智能变电站就地化保护研究提供参考。     

基于无线通信的高压断路器温度在线监测系统

提出一种新型的基于无线通信的高压断路器温度在线监测系统的设计.利用先进的温度传感器DS18B20采集现场的实时温度.通过无线方式和有线传输相结合,将数据上传到主机进行处理,当温度异常时实现报警处理.在无线传输中,采用数据中继方式实现数据信号增强,并用统计法动态配置中继子站,优化了通信网络.重点介绍了该系统的软硬件在无线通信方面的设计与抗干扰措施.经过实际运行检验,系统运行稳定可靠,收到了良好效果.     

协作通信中的发射功率分配

对于无线通信系统来说,特别是对单天线节点的无线通信系统,采用协作通信技术可以有效地提高系统性能.发射功率的分配会影响系统的性能,故合理分配源节点与目的节点的功率将提高功率的利用率.基于简单的三点DF中继协作模式,研究了源节点与中继节点的功率分配问题.     

一种适用于中低压短线路的光纤纵差保护方案

分析了中低压短线路纵差保护的现状,对电流综合量继电器与普通电流继电器在各种短路情况下的灵敏度比较,复式比率差动继电器与常规比率差动继电器在各种短路电流情况下的动作性能比较等进行了研究。提出了一种适用于中低压短线路的复式比率电流综合量差动保护原理方案。此方案可提高保护的灵敏度,同时为光纤纵差保护采用异步通信方式提供可能,达到降低保护装置成本的目的。     

放大转发双向中继网络的总速率最大化

在一个双向中继网络中,2个终端在中继节点的帮助下,通过一个共享的半双工无线信道进行信息交换,它能够增大系统单位时间的吞吐量,放大转发的双向中继网络就是其中的一种形式,该模型因为它的简单易用而受到关注,并在无线网络通信中得到了广泛的运用。本文研究如何在达到最大速率传输的同时,系统的传输可靠性相对达到最大。