面向能源互联网智能感知的边缘计算技术研究

随着能源互联网建设的持续推进,大量的传感器接入到系统中,获取的感知数据是海量级的,导致系统传输压力大、主站计算负荷重。传统的传感信息获取处理方式存在数据良莠不齐、数据缺失、格式不统一的问题,引入边缘计算技术定义了智能感知的系统框架,就地实现数据的处理与判决,通过云边协同机制优化系统设计。文章首先给出了多参量智能感知数据优化传输方法,其次提出了面向多参量感知的边缘计算算法的设计方法,涉及数据统一、数据辨识、分布式群智几方面,最后落地在输电线路巡检,在微风振动、舞动分析、增容设计、视频分析、云边升级等方面做了尝试。     

基于边缘智能的输电线路异常目标高效检测方法研究

输电线路异常目标所导致的故障已经成为造成输电线路停运的主要原因,对社会造成极大的经济损失。然而由于输电线路边缘侧设备算力、供电、通信资源受限,仍需将图像定时(如间隔30min)发送至数据中心进行处理,导致数据中心负荷重,检测漏报率高,应急处理能力严重不足。为此,文章构建了基于边缘智能的输电线路异常目标检测架构,并提出一种针对输电线路场景复杂背景复杂形状的异常目标检测模型,该模型基于改进型MobileNetv3网络精细化提取异常目标特征信息,然后利用多尺度目标检测网络YOLOv3融合高低维特征信息提升识别精度。进一步地,针对资源受限的边缘终端,基于贡献度感知通道剪枝策略,实现模型轻量化压缩,得到轻量化输电线路异常目标检测模型。最后,为了验证文章所提模型性能,与系列典型边缘侧模型进行对比实验,实验结果表明文章模型识别精度、推理速度均取得优异表现,并具备良好的泛化性和鲁棒性,实现了输电线路异常目标边缘侧高效检测。     

基于PCap01的智能多段式电容汽包水位计设计

为了解决差压式汽包水位计不能实现水位的全工况测量,使用中需要温度压力补偿及投用麻烦等缺陷,设计了一款智能电容水位计,该水位计传感器采用同轴圆筒式多段的电容传感器结构形式,传感器外极筒为一个整体,内极板设有多段,每段的间距足够小,电容的检测方法采用电容数字转换技术专用芯片PCap01,芯片集成了哈佛结构的数字信号处理器,通过编程能够实现多段传感器电容值的高速同时测量,单片机STM32F103C8T6通过SPI通讯接口控制电容值的读取,采集后的数据经过运算,通过D/A转换芯片AD421输出两线制标准的4m A~20m A信号,在4m A~20m A模拟信号的基础上叠加数字音频信号进行双向数字通讯。通过HART协议访问传感器的测量过程参数、设备组态、校准等信息。实验结果表明该水位计精度等级可以达到0.5,解决了水位测量的温度压力补偿问题,可以满足工业现场要求。     

五段式电容液位测量变送器的研究

设计一种五段式电容液位计测量变送器。采用柱形五级电容做为液位传感器,采用PCAP01芯片测量各级电容数值,单片机通过SPI接口技术读取测量结果,经单片机处理后的数据传输给AD421芯片,输出4~20 mA信号。实验结果表明:该变送器精度等级可以达到05级,可以满足工业现场要求。     

基于时空数据管道耦合和汇聚的OD路径溯源方法

地铁的“无缝换乘”运行模式使乘客可以为同一OD对选择多种路线,同时在换乘时无需再次刷卡。这给乘客带来了方便的同时,也对不同线路的客流计算带来了巨大的挑战。为了更好地反映地铁网络中客流的分布,对票价进行合理的清分,研究乘客的路线选择行为就显得尤为重要。论文基于刷卡数据,结合列车时刻表和乘客走行时间,设计并实现了一种基于时空数据管道耦合和汇聚OD路径溯源方法。经过真实OD数据的测试,该方法可以还原90%以上正确的线路。     

基于隧穿磁阻效应的随器量测电流传感器研究

随器量测是能源互联网发展背景下低压电网新型感知量测业务的下沉.文章以隧穿磁阻材料为基础,研究了应用于随器量测场景的电流传感器技术,开展了传感器整体架构、聚磁系统、信号处理电路、低功耗供电单元和小型化结构的设计,并根据应用需求开展了环境适应性设计.试验结果表明,所研制的随器量测电流传感器在 ±25 A测量范围内的输出线性...     

基于等效相移光栅的光码分多址编/解码实验

基于直接序列扩频(DSSS)的时域编码是目前光码分多址(OCDMA)系统中常用的编码方式。报道了利用带有等效相移(EPS)的超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)对重复频率为2.5 GHz,宽度为7 ps的超短光脉冲串进行编/解码的实验,实验中所用码为31位的m序列。正确解码和不正确解码信号的对比度为5∶1,与理论计算结果相符。实验结果表明,等效相移光栅能够代替相移光栅作为光码分多址系统的编/解码器。且当入射脉冲宽度小于码片持续时间时,能获得良好的编/解码效果。     

胞外聚合物对水中Cu2+的吸附研究

以胞外聚合物作为生物吸附剂,对水中微量Cu^2＋的生物吸附特性进行研究,分析了原始pH值、胞外聚合物投加量、吸附时间对Cu^2＋吸附去除率的影响.研究结果表明：当初始Cu^2＋的质量浓度为10mg/L时,吸附最佳原始pH值范围为2～5,胞外聚合物的投加量为16mg/g,吸附时间为40min.Cu^2＋的吸附过程可分为3个阶段：①8 min的快速吸附阶段;②8～40 min达表观一级动力学吸附阶段;③吸附-解吸平衡阶段.Cu^2＋吸附等温线与Freundilich方程拟合良好.