电网低频振荡在线可视化监视的理论和实现

随着电网的互联,其引发的低频振荡成为危及电网安全运行的重要因素。论述了低频振荡的Prony算法和filter算法,提出一种有效的在线低频振荡算法和低频振荡可视化监视方法,即通过filter算法进行低频振荡起振筛选后,运用Prony算法进行详细数据分析;对分析出的低频振荡信息通过可视化的形式展示给运行人员。低频振荡可视化监视的广域相量测量系统主站向可视化监视系统提供实时数据,采用TCP协议,应用层采用命令帧、配置帧、数据帧和可扩展帧4种类型报文。现场测试结果表明所提出的算法和方法是有效的。     

浅谈Modbus工业总线在水泥行业中的应用

本文讨论了Modbus工业现场总线的拓扑结构，数据帧结构和差错校验算法，并结合水泥行业讨论了modbus总线的实际工程中的运用。     

安捷伦SPI总线测试解决方案

本文以单向传输的SPI总线为例,介绍SPI总线的测试方法。文章以SPI数据帧的触发功能、如何捕获更多的SPI数据包、结合SPI总线协议的译码及对感兴趣的数据进行捕获四个方面为主要内容,详细阐述了测试方案。本文的结论部分对使用不同的仪器实现SPI总线测试的情况的分析比较。     

全数字化继电保护测试系统设计

介绍了基于IEC61850规约的全数字化继电保护测试系统的设计思路和实现方案.该测试系统基于CPU+DSP模式的高速双处理器硬件平台,在硬实时多任务操作系统μC/OS的基础上,针对IEC61850通信及全数字化保护测试相关需求,通过合理分配任务优先级和任务间调度与通信,可很好地实现以太网链路层通信、模拟量电流和电压信号的采样与转换、符合IEC61850要求的采样值数据组帧与发送等强实时性功能.为了完成闭环试验,按照IEC61850的要求,该测试系统还具备接收、解析保护设备所发出的GOOSE跳闸信号,并将断路器位置接点信号编码、组帧、发送GOOSE开关量报文给全数字化继电保护装置等的功能.在上述基础上,通过人机接口软件配合,还可以实现全数字化保护的动态模拟试验、静态测试、暂态仿真闭环测试、定值校验等功能.     

基于令牌环的LVDS总线协议设计与实现

测试测量领域,总线技术的作用日益突出,而对其要求也越来越高。本文结合低压差分信号LVDS技术在数据高速传输中的显著优势,和令牌环网总线在多负载下对环中各站点公平访问且传输效率较高等优越性能,研究设计了一种简单、高效的基于令牌环的LVDS总线协议,重点阐述了该协议的拓扑结构、工作原理、帧结构及其维护。理论分析和测试结果表明该协议实现了数据在多负载下高速、无误的传输,并具有一定的应用价值。     

GTX接口在宽带自适应传输中的应用

针对不同数据带宽数据流实时传输和FPGA高速收发器传输速度固定的现状,提出了一种宽带自适应串行数据实时传输系统。发送端首先对待发送数据进行位宽转换和跨时钟域处理,再对数据进行标记和编码,最后通过GTX发送端口发送数据。接收端首先根据控制码和标记位解析有效数据,最后通过接收缓存模块进行位宽转换和跨时钟域处理。将该系统应用于示波记录仪采集数据传输中,当配置GTX线速度为4.5 Gbps时,15种采集卡的数据均能正确接收。该传输系统针对不同采集卡只需修改发送端缓存FIFO的写数据位宽,具有代码可移植性强、硬件平台兼容性强的特点。     

基于统计的p-持续CSMA算法及其在电能量采集终端中的应用

通过对CSMA算法的研究,提出了一种基于统计的p-坚持CSMA算法。即在总线竞争不可避免的情况下,总线上的电能量采集终端发送数据的概率并非是固定不变的,而是在一个统计周期内,计算每个终端的数据发送概率,电能量采集终端根据此发送概率动态地调整p-坚持CSMA算法,在一定程度上防止了总线竞争现象的发生,降低了总线的通行量,优化了总线资源。通过分析非坚持CSMA、1-坚持CSMA、基于统计的p-坚持CSMA算法的碰撞率对比3种算法性能,验证基于统计的p-坚持CSMA算法在防止总线竞争方面的优越性。从真实现场电能量采集终端本地数据库获取的数据表明:与一般的CSMA算法比较,基于统计的p-坚持CSMA算法使终端显著改善了碰撞率性能指标。     

基于协议特征的电力工控网络流量异常行为检测方法

随着信息通信技术在电力工控系统中的广泛应用,电力工控系统遭受网络攻击的风险不断增加。电力工控系统的信息传输和交互以通信协议的流量数据为载体,流量数据的应用层报文在传输过程中存在被窃取及篡改等风险。文中以IEC 60870-5-104协议为例,在对其脆弱性分析的基础上提出了基于协议特征的电力工控流量异常行为检测方法。首先,对电力工控流量进行应用层报文的提取及解析,并结合报文字段特征以及典型电力业务特征建立起电力工控流量正常行为模型。其次,依据正常行为模型对流量数据进行单字段畸形校验、多字段耦合逻辑校验、帧与帧时序逻辑校验、帧与帧上下文异常校验,实现流量异常行为的识别。最后,基于某220 kV变电站的实际流量数据集进行仿真,结果表明所提方法对于典型异常行为检测准确率约为99.98%,能够有效辨识电力工控系统流量异常行为,提升电力系统的安全性。     

基于点云特征全局搜索的回环检测算法

针对纯激光SLAM算法定位漂移问题,提出一种基于点云特征描述子全局搜索的粗匹配回环检测算法。该算法首先采用基于图像距离的快速分割方法对激光点云进行地面点去除,基于点云曲率和关键点聚合算法实现了边缘特征提取和聚类,通过特征描述子生成算法得到当前帧点云的特征描述符,其次经过计算当前帧和历史帧的相似度评分完成全局匹配搜索实现对候选回环帧的选取,完成回环检测粗匹配过程;然后采用NICP算法进行当前帧与候选回环帧的精确匹配,从而完成回环检测过程;最后搭建了移动机器人实车平台,完成对校园数据集的采集,验证了本文算法的定位效果,通过对实车实验结果的分析可知,在实车采集的校园数据集上误差优化程度均值为13.15%,为了进一步验证本文算法的整体性能,在KITTI数据集进行测试对比,结果显示相比较Lego_loam和Lio-sam算法,本文所提算法在保证了运行效率的基础上,有效地改进了定位精度。     

基于CAN总线的数据采集人机界面设计

本文利用CAN总线技术构成网络，运用VB语言设计出了可视性较强的数据采集人机界面，实现了智能表数据（包括模拟量数据和开关量数据）的采集和超限报警功能。     

基于S3C2410的CAN总线通信设计与开发

本文介绍一种为ARM芯片-S3C2410扩展CAN总线接口的方法—利用SPI接口扩展CAN总线接口，给出了硬件接口设计原理图以及软件对其操作时注意事项，并简要的说明了硬件设计原理；详细介绍了以S3C2410为主节点的应用层通信协议的软件设计思路，并给出了软件处理流程。采用该方案扩展的CAN总线接口已经应用到自主开发的HMI当中，在工业环境下利用CAN接口对HMI进行通信测试，误码率和传输速率均可以满足工业通信的要求，证明了该设计方案的可行性。     

基于FPGA的ARINC659总线同步机制的研究与实现

ARINC659总线是综合化模块化航空电子中现场可更换模块(LRM)之间数据的传送标准总线,多重冗余结构和时间窗口触发的帧收发运行控制机制是 ARINC659总线的主要优点,该总线控制器实现的一个难点在于对其同步机制的实现。本文介绍了 ARINC659总线协议的基本内容,着重研究了该总线协议的同步机制,并在 Libero 平台下使用 A3P 系列 FPGA 用 verilog 语言对总线控制器进行编程,并用在线调试工具 identify 进行采样。最终测试结果表明,总线控制器同步系统工作正常、稳定,符合协议要求。     

一种视频对象分割技术的研究与实现

本文提出一种可以从复杂场景中分割出视频对象的方法.首先对视频图像进行全局运动估计和补偿校正,并将相邻两帧进行差分检测.然后利用Neyman-Pearson准则从差分图像中提取运动区域,根据提取的运动区域研究了一种在序列图像差分域中进行区域生长的算法,获得了视频对象的二值化分割模板.最后利用运动检测算法剔除由于噪声导致的标记块.实验结果表明,本文所述方法能够有效的分割出视频对象.     

双系统双网络通道架构下的HVDC冗余网络通信 故障检测与控制的研究

提出一种不依赖于特定通信介质的冗余通信检测及控制方法,其主要内容是对通信系统数据流进行分析,在接收方和发送方设计统一网络故障机制判断标准。在应用层的报文结构中设计了一种冗余控制数据块,应用程序通过对控制系统中接收和发送模块的冗余控制数据块的分析和处理,实现了系统中用户数据与测试数据生成、冗余发送通道选择、网络状态实时检测、网络切换及系统切换等功能。使用该监测及控制方法的HCM30000系统在溪洛渡-浙西直流输电工程的实验数据表明,该软件控制策略具有成本低、可靠性高、移植方便的特点,对于大型工业控制系统双系统双网络通道的冗余通信管理具有重要的应用价值。     

双系统双网络通道架构下的HVDC冗余网络通信故障检测与控制的研究

提出一种不依赖于特定通信介质的冗余通信检测及控制方法,其主要内容是对通信系统数据流进行分析,在接收方和发送方设计统一网络故障机制判断标准。在应用层的报文结构中设计了一种冗余控制数据块,应用程序通过对控制系统中接收和发送模块的冗余控制数据块的分析和处理,实现了系统中用户数据与测试数据生成、冗余发送通道选择、网络状态实时检测、网络切换及系统切换等功能。使用该监测及控制方法的HCM30000系统在溪洛渡-浙西直流输电工程的实验数据表明,该软件控制策略具有成本低、可靠性高、移植方便的特点,对于大型工业控制系统双系统双网络通道的冗余通信管理具有重要的应用价值。     

电动汽车CAN网络应用层协议研究

结合电动汽车控制策略和结构特点,以国际成熟协议SAEJ1939等为参考,研究电动汽车各ECU间进行信息共享的应用层协议编制问题.提出了典型电动汽车的CAN网络拓扑结构,详细分析了29位ID的分配原则和方法;充分利用CAN通信的优势,对节点源地址分配、单帧与多帧标识、多帧编号等关键问题进行明确的规定.在总线波特率为250...     

基于FPGA的电子式互感器智能合并单元研制

在介绍合并单元服务器模型的基础上,描述了一种基于现场可编辑逻辑门阵列（FPGA）的电子式互感器智能合并单元的具体实现方法。根据FPGA的模块化编程和多任务处理的特点,该方法在单片FPGA内实现采样脉冲同步,数据采集,采样值处理,以及以太网控制芯片驱动和数据帧发送。本合并单元能够传输符合IEC61850-9-1和IEC61850-9-2规约的数据帧,两种数据帧的传输可以根据实际需要进行切换。运用MMS Ethereal软件对本合并单元发送的数据帧进行捕获和分析,结果表明该合并单元具有较高的灵活性和较强的实用价值。     

高精度智能压力传感器的系统设计

本系统CPU采用08051F350,利用其24位A／D转换功能,实现了高精度模拟量数据采集,采用ModBus总线协议与上位机进行通信,将采集到的数据转换成数字信号实时地上传给上位机,并接受来自上位机的数据,进行参数设定。     

传感器网络中基于压缩感知的压缩域目标跟踪算法研究与应用

复杂环境下传感器网络目标跟踪,存在跟踪准确性与算法复杂性这对矛盾,需要考虑准确性、通信和计算能耗之间的折中。针对此问题,研究传感器网络中基于压缩感知的压缩域目标跟踪和压缩域数据融合,并提出了用稀疏的测量矩阵对haarlike特征压缩,压缩域特征送入朴素贝叶斯分类器,在压缩域直接实现目标跟踪的算法。然后通过配置传感器网络以生成多个层次类型不同的簇结构,压缩后的数据在网络中传输,并在各层簇头实现压缩域下的数据融合。该算法通过稀疏测量矩阵压缩表征原始图像信息和分类器的自我学习更新,提高了对压缩域目标特征分类的准确性,在复杂环境下有更好的鲁棒性。而压缩域直接进行目标跟踪,不需要重构图像,也减少了网络运算量和数据传输量。通过仿真实验和标准数据库测试对比以及在机器人足球赛实验平台中的应用表明,该算法在跟踪准确性,数据传输量及传输能耗上均有优势。     

变电站智能化改造的过程层设备平滑接入方案研究

提出一种应用于传统变电站智能化改造中的过程层设备平滑接入方案,分别从系统结构、通讯组网方案、功能配置以及内部数据的交互协同模式等多角度对该系统设备进行研究。在系统硬件设计的基础上,对信号数据流进行分析说明。为了满足大容量数据的接入,实现集成采集与控制,对SV、GOOSE的发送进行对应的硬件设计;并以该硬件系统构架为基础,建立数据总线、IO总线、校时总线以及管理总线等多层次的总线结构。该方案可以实现大容量数据接入与控制的同时满足变电站智能化改造过程中的平滑切换接入。