采用热量表动态网络提高集中供热系统性能

户用热量表本身是用来进行计量的,将计量用的户用热量表联成动态监控网络,并利用此动态监控网络传输的实时数据来提高集中供热系统性能。成功设计了通过网络总线供电和电池供电的双供电系统,极大地扩展了原先仅用于方便收费目的的远程抄表系统的功能,使热量表网络的大批量动态数据传输成为可能,从而能够利用热量表的动态监控网络提高集中供热系统的性能。作为举例,描述了利用该热量表的动态监控网络实现低成本预付费热量表和对集中供热系统进行优化节能的方法。     

基于EFM32的智能型低功耗热量表设计

以单片机为核心,设计了一种智能型低功耗热量表.介绍了热量表的流量和温度测量原理与方法,利用软件编程提高了流量和温度测量精度.选用EFM32TG840F32内置低功耗传感器接口LESENSE和LC传感器进行无磁流量测量,避免了由磁场引起的干扰;设计了一种恒流源测温方法,提高了测温精度,从而提高了热量表整机的精度.该热量表支持红外抄表和M-Bus传输方式,可方便地进行实时监测和数据采集,总体达到了降低功耗、节省能源的目的.     

基于LPC2210的供热计量仪表设计

为提高供暖系统中热量计量的准确性,设计了以热计量为主要功能的嵌入式智能仪表。在该热量表中嵌入了ARM高速微处理器LPC2210及其外围电路作为主控制器,采用μC／OS-Ⅱ操作系统管理各项任务,提高了系统的实时性。在温度采集中采用两个具有高精度的数字温度传感器DS18B20,分别承担进出口的温度采集,并直接把所测的温度值转换成数字量用二进制方式表示,使得测温方便直观且精度高。通过RS232总线实现远程抄表功能以及更加准确的城区热负荷监控,便于热力公司对供热量的有效管理。     

基于MSP413单片机的热量表检测系统的研制与开发

以MSP413单片机为核心,研制开发了一种热量表检测系统。该检测系统的硬件部分主要由CPU主控芯片、按键模块、驱动显示模块、温度参数检测模块、流量参数检测模块以及光电隔离模块构成。该检测系统用来检测热量表的流量、进水温度、出水温度、瞬时流量、累计流量温度、流量等参数是否准确。实例表明,该测试系统在检测热量表参数过程中具有操作简单、检测精度高、速度快等特点,并能实时显示检测结果。     

同步相量测量装置的以太网通信接口的设计

由同步电压测量装置、通信网络和监控中心组成的电网实时动态监控系统是电力系统研究和发展的方向,采用光纤以太网构建全网相角实时传输通道为信息的快速、时效的传输提供了保证;针对当前电力系统动态安全监控系统中相角测量装置（PMU）数据传输速率低、联网能力有限的现象,提出基于双DSP结构、具有网络接口的PMU硬件电路方案,给出了以太网接口的设计电路、网络协议栈的实现方法及程序流程,从而可实现在PMU广域测量数据基础上对电网的运行状态进行实时监测.     

基于GPRS的地下热水监测与管理系统

地下热水井空间位置分散,收费计量准确性要求高,监控实时性要求强.在阐述GPRS技术特点基础上设计了一种远程监控方案,实现了福州市地下热水和管理系统,该系统的主要功能在于远程抄表和监控,同时还实现了空间决策支持系统.     

基于GPRS网络的热网远程监测系统

为了节能减排,保护环境,各地都实行热电联产,集中供热.热电广的蒸汽用户分布在城市的各个角落,传统的做法是人工抄表,人工巡视,工作量非常大.GPRS(General Packet Radio Service)网络具有广大的覆盖范围,并且可以方便的接入Internet网络,实现数据的远距离传输.建立在GPRS网络基础上的热网远程监测系统,可以实现远程抄表,在线监测供热管网状况.     

基于MSP430F149的热量表

针对目前国内市场上均采用数字机械式结构热量表的现状,提出了一种基于无磁流量传感方式的热量表设计方法.热量表采用一表一参的技术,对温度和流量进行非线性校正,使测量结果与实际值更吻合.建立高精度数学模型,确保热量计算的公式误差在万分之五以内.理论推导和现场实验结果表明,该热量表能够在低功耗和高精度两方面取得很好的效果,且设计方案切实可行,已经逐步向市场推广.     

远程无线抄表系统的研究

针对传统的手工抄表方式费时、费力,以及准确性和及时性都得不到保障的缺点,基于GPRS网络和ZigBee无线通信技术,构建了一种无线抄表系统.该系统避免了长距离布线和复杂的线路干扰,可以快速抄写并实时上传表上的数据,且数据传输可靠.结果表明,此无线抄表系统能够准确、可靠地完成数据的采集、处理以及传输等功能,完全满足要求.     

基于Cat.1技术的燃气智能抄表系统设计

工商业燃气用户地域分散、抄表难、维护成本高、数据实时性差。为满足大口径、大流量燃气流量计实时数据监测的需求,设计了基于Cat.1技术的燃气智能抄表系统。该系统以MSP430F5438微控制器作为燃气流量计的控制核心。燃气流量计设计防剪断、防磁干扰检测电路,实时监测表具的异常状态。实时采集温度、压力、流量传感器的信号,经微控制器处理后,将信号转换成温度、压力、瞬时流量等用气数据。通过Cat.1无线网络将用气数据和异常报警信息主动上报至燃气智能抄表平台进行分析。采用AES-128对称加密算法对上报数据帧的数据域进行软件加密,以提高远程数据传输的安全性。试验结果表明,该系统的一次抄读成功率大于99%,数据抄读总差错率小于0.1%,数据传输更加快速、安全、稳定、准确。该设计可为同类抄表系统的设计提供参考。     

基于机器视觉的水表抓取系统

目前国内对水表的检定多采用人工的检定方式,过程中存在许多重复人力操作,造成检定过程费时费力.为了解决这一问题,本文在水表检定过程设计了用工业机器人代替人工完成水表的检定工作,提出了一种基于机器视觉的水表抓取方法.系统通过YOLOv3网络对处于不同环境下的不同型号的水表进行检测,获取目标水表的型号和位置后再进行水表的位姿检测得到水表抓取点坐标与水表姿态角并控制机器人进行抓取.实验表明,该系统能在不同外界环境下实现不同型号水表的抓取和精确放置,具有较好的鲁棒性和较高抓取成功率,能够满足实际水表自动检定线上的水表抓取需求.     

基于VAR的电能表降维误差估计模型

为达到远程监控电能表状态并及时准确发现电能表异常的目的,本文提出了一种基于VAR的电能表降维误差估计模型,通过对于电能表电量数据的获取、分析及筛选,采用主成分分析方法（PCA）对于原始数据进行降维,通过向量自回归模型（VAR）提取时间序列中的特征,从而准确预测电能表使用电量并对比出用电异常电能表。其中PCA降维算法处理了实际模型的不可解性,VAR自回归算法提高了估计的稳定性和精度,相较于传统方法具有预测准确度高,所需数据量小的特点。为验证该方法的有效性和实用性,将该方法应用于实际台区中测试,通过对于台区中127块电表半年内的用电数据进行分析,准确定位出8个异常电能表。结果表明,该方法不需要提前独立计算网损,能够实时估计智能电表误差和网损率。     

C8051在水表计费系统中的应用

水表的出户计量已经成为亟待解决的问题。介绍了一种水表计费系统。该系统将水表的计量数据通过RS485总线传到楼下的水表计费柜，定期由工作人员将计量数据采集到便携式读表器内。该读表器通过RS232接口将采集的数据传到上位机，完成水表计费数据的采集、存储和处理。实践证明：该系统实现了水表的智能化设计和户外抄表。     

超低功耗无线超声波热能表设计

针对国内现有无线热能表存在功耗大、射频穿透能力弱和信息不全等问题,基于超声波流量测量技术和433 MHz射频通信技术,研究设计了一款超低功耗无线超声波热能表。该热能表采用电源的动态调节和流量驱动无线发送模式,在降低无线通信功耗的同时不丢失计量信息。该表年均工作电流低于14μA,一节内置2 800 mA的锂电池可工作20个采暖期,这为无线热能表的大面积推广应用克服了技术障碍。     

移动支付近场通信智能水表系统

针对传统的预付费水表缺乏便利性和实时性等问题,实现了一种具有移动支付功能和数据查询功能的近场通信（NFC）智能水表系统。首先,根据水表的预付费业务需求,设计了基于NFC技术的水表系统整体架构并且完成了软硬件设计;其次,提出了一种通过检测外部磁场变化唤醒水表的低功耗机制;最后,结合NFC安全协议分析了系统在移动支付水费过程中的安全性。经测试,该水表系统支持用户利用NFC手机等移动终端进行动态唤醒,并实现移动支付和数据查询上传功能。     

基于单相电能表的防窃电新技术的研究

针对当前严重的窃电现象以及现有防窃电措施的不足,提出并设计了一种基于单片机+双ADE7755结构的单相电子式防窃电电能表,两片电能计量芯片ADE7755完成相线、零线电流与电网电压的采集与计算,解决了数据采集与处理的实时性问题,单片机根据软件算法比较两片ADE7755的脉冲数,实现了对用户用电状况的实时监测、各种窃电方式的准确甄别和窃电时间的实时记录,并使成本大幅度降低,实际运用表明:该系统能够准确、实时地检测出窃电,且运行稳定可靠。     

A survey on cyber attacks against nonlinear state estimation in power systems of ubiquitous cities

It is well-known that critical infrastructures would be targets for cyber attacks. In this paper, we focus on the power systems (i.e. smart grids) in ubiquitous cities, where every meter is linked to an information network through wireless networking. In a smart grid system, information from smart meters would be used to perform a state estimation in real time to maintain the stability of the system. A wrong estimation may lead to disastrous consequences (e.g. suspension of electricity supply or a big financial loss). Unfortunately, quite a number of recent results showed that attacks on this estimation process are feasible by manipulating readings of only a few meters. In this paper, we focus on nonlinear state estimation which is a more realistic model and widely employed in a real power grid environment. We category cyber attacks against nonlinear state estimation, and review the mechanisms behind. State-of-the-art security measures to detect these attacks are discussed via sensor protection. Hope that the community would be able to come up with a secure system architecture for ubiquitous cities.     

基于单片机的新型热量表

本文用超声波在流动液体中顺流与逆流的时间差来测量流速,测量芯片采用TDC-GPS,控制器采用MSP430。此热量表可避免传统热量表的阻塞问题,实现了与无线抄表系统相结合,可在无人监管情况下实现对用户供热信息的监控。