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1、面向智能电网的物联网络华北电力大学通信技术研究所 孙毅,彭明盛：智慧的地球,IBM CEO彭明盛:世界不仅正变得更小、更扁平，而且“更智慧”。,首先，高科技应用越发普遍；其次，世界将连为一体；最后，所有的事物都变得智能。从互联网到“物联网”(the Internet of things)时代，世界的智慧化将实现“无所不在的连接”。,奥巴马：“无畏的希望”,智能电网：奥巴马应对危机转败为胜的出路 利用美国在技术创新、资本市场和制度方面的优势重新夺回经济和技术的“制高点”；在争夺全球气候变化斗争领导权和控制权上重建占据优势地位；通过主导排放交易制度继续维持美元作为全球性主导货币的战略地位；充分利用
2、美国信息技术的优势地位，整合能源并延伸至工业、商业系统完成信息化社会建设。和讯：IT产业的深度革命和能源革命将成为孪生兄弟，智能电网改革将推动能源革命的深度裂变。,温总理：感知中国,随后，温总理又在政府工作报告中指出，中国要大力培育战略性新兴产业，并特别提出要加强物联网的研发应用。“物联网=传感器网络+互联网”,2009年8月，温总理指出，要尽快突破核心技术，把传感技术和TD-SCDMA等通信技术的发展结合起来，尽快建立“感知中国”中心；,传感网=物联网？,传感器网络：是利用各种传感器（光、电、温度、湿度、压力等）加上中低速的近距离无线通信技术构成一个独立的网络。是由多个具有有线/无线通信与计
3、算能力的低功耗、小体积的微小传感器节点构成的网络系统，它一般提供局域或小范围物与物之间的信息交换。是物联网末端采用的关键技术之一。,物联网：是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力或执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。其中末端网包括各种实现与物互联的技术，例如：传感器网络、RFID、二维码、短距离无线通信技术、移动通信模块等。物联网是继电信网和互联网实现人与人通信之后，着重连接物理世界的应用及相关产业。,传感网=物联网？,传感网-物联网-泛在网,泛在网（Ubiquitous Network）：
4、是指基于个人和社会的需求，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务，网络具有超强的环境感知、内容感知及其智能性，为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。,泛在网、物联网和传感网的关系,泛在网发展的两个阶段,泛在网,泛在协同阶段（泛在网）（物与物、物与人、人与人）,泛在物联阶段（物联网）（物与物、物与人,物联网应用的关键环节,标识：身份标识（RFID、二维条码等）、位置标识（GPS等）感知：面向生产、生活等各种应用的传感器互联：广泛的物物相联，低成本、低功耗、小型化应用：由感知延伸出来的各种信息处理及应用,物联网技术体系,智能电网,利用信息技
5、术和新能源技术对传统电网进行改造,面向智能电网的物联网解决方案,配电,变电,输电,信息应用,信息处理,信息传输,感知延伸互动,线路状态,视频安全,气象条件,一次设备,二次设备,潮流分布,电能质量,链式传感网,极端环境传感网,大规模传感网,电力宽带专用网（光纤/宽带无线接入）+3G,电力综合信息平台数据库,导线状态分析,杆塔状态分析,气象条件分析,一次设备状态分析,二次设备状态分析,输电线路检修,变电站检修,用电,计量考核,居民用电,电能调度管理,电能质量控制,配电自动化,精细用能管理,信息双向互动,用户用电信息计量管理,电力物联网标准制定,（1）智能输电,面向输电线安全监控的传感器,面向输电线
6、安全监控的链式传感网,TD-SCDMAMcWiLL,应用环境,环境因素户外环境气象因素(温度、雨雪)变化会引起通信质量的变化电磁干扰研究表明,高压输电线路对无线通信的干扰作用不明显,IEEE 802.15.4在高压环境中的表现表格摘自 Management of Existing Overhead Lines WG Meeting，July 29,2009,挑战性问题,拓扑结构链式拓扑结构关键问题关键节点或链路失效影响网络通信距网关近的节点通信量大，容易发生碰撞和拥塞太阳能电池供电，需要节能,研究方案,基于动态功率控制的多径路由方法每个传感器节点到网关至少有两条通信路径使用动态功率控制，修复受
7、损的链路或越过失效的节点,研究方案,基于事件驱动的多优先级拥塞控制机制根据消息的紧急程度设定优先级紧急事件发送优先于周期性数据事件发生时,拥塞点发反向抑制报文抑制拥塞,研究方案,基于细粒度补偿的多跳时间同步细化误差补偿周期,智能输电传感网系统结构,(2)智能变电站设备在线监测,监测对象变压器油色谱分析、油温、变压器铁芯接地、局部放电、变压器套管介质损耗等断路器六氟化硫气体监测、绝缘、断路器触头动作速度和行程等避雷器漏电流检测,主变：油色谱分析、油温、铁芯接地、局部放电、套管介损等,断路器：局部放电、SF6气体压力、泄漏、湿度等,氧化锌避雷器：阻性电流、总泄漏电流,变电站极端环境下的传感器网络,
8、应用需求,注：性能指标参考DLT630-1997终端设备多、单台设备数量少、实时性要求不同,恶劣的变电站环境,挑战性问题：极端环境下保证网络传输的可靠性,遮挡屏蔽环境高振动高湿度极限温度-40+85高电磁噪声电动机、变频器等对讲机开关电火花,智能变电站传感网系统结构,(3)智能配、用电一体化应用,监测对象配电网电能质量的实时监测台区变考核、防窃电大用户远程负荷控制：实时远程拉合闸控制和网络预付费、用电信息远程发布应用居民用户用电实时、精确计量，用电事件上报、告警居民家电设备用电的精细管理与计量,智能电表分时电价即时电量计量双向通信电能质量监测窃电检测家电控制远程升级,智能插座 智能断电 能耗计
9、量 远程控制 安全保护,面向计量与用户交互的传感网,应用模式,TD-SCDMAMcWiLL,水表Water Meter,照明控制Lighting Controls,暖通系统HVAC System,负荷控制设备Load Control Device,居家显示器In-Home Display,气表Gas Meter,负荷系统Load System,可编程调温器Programmable Communicating Thermostat,Mesh网状网组网,Star/Tree/Mesh混合组网,信息发布抄表控制命令,电力宽带通信网络,用电信息,用电信息,用电信息,用电信息,用电信息,用电信息,挑战性问
10、题,单节点的成本很低，在资源受限的传感网中实现IPv6（轻载IP V6）8位处理器、4K8K RAM内外网隔离条件下实现与社会用户的感知与互动,智能配用电传感网系统结构,智能电网感知互动平台,TD-SCDMA/McWiLL,水表Water Meter,照明控制Lighting Controls,暖通系统HVAC System,负荷控制设备Load Control Device,居家显示器In-Home Display,气表Gas Meter,负荷系统Load System,可编程调温器Programmable Communicating Thermostat,Mesh网状网组网,Star/Tr
11、ee/Mesh混合组网,用电信息采集平台,智能电网感知互动平台,3G/ADSL/以太网/WiFi网关,安全网闸,电力物联网分层结构,其它对象,家居对象,电力对象,传感网络,感知对象,电表、设备监测传感器等,水气热表、智能家电等,安防监控传感器摄像头等,PLC、短距离无线通信、红外通信、局部总线、射频等,感知/互动,互动终端,感知终端,网关,电力接入专网,互联网,电力光纤网,宽带无线网,3G,以太网,ADSL,电力主干网,网络层,应用层,感知延伸层,感知互动平台,现有电力平台,其它应用：,电力现场视频智能识别与监控,电力设备与物资的全信息化管理RFID、二维条形码在办公设备、生产设备、电力物资管
12、理中的应用,以软交换为基础的信息整合与智能推送,软交换综合平台,输电,变电,配电,用电,电子邮件,移动电话,手机短信,传真机,IP-PBX,短信网关,传真网关,电力宽带接入网,智能电网感知互动平台,安全网闸,网络管理与认证计费系统,谢谢！,MajpjMVcyzj21HLfrvy96dv02lPPfYgxUS7IYmZkyEmZ0kGeYZS3bpLCkYH1lt4EK7CxmUX3ijoYSOer7ZuaVWYgz4EpZrUirVpMzzvNtf1XZw5oswSXOtFaejnOcmfE1lZgnN1RSXg8wLCG8CVQ3XPJMvodPFWcpiYJgZazNSEPNIaklYSu
13、7qSd1UpaxmZDlpN9zW7kljfsLCLi26Yv109ffbnDH8LbUN1G6ACURQ39eG12KHL9tXsZ1jzgoCK8g1kuNOh5eFvcmVT5ZYVQt9zk3rp3qLnf02FovEXxVRxjCcFRNppiJljNiOuk6fONnyX7fyGg7sXZ49BmCN5oy9VesHpKzdjTKwjrkCEQCFDehVmGax3lrOEbw63VscA3YSijtUKoCyiLzAlVRp7l4QgPNHxvJFFDyjUVN3oHlMah0XBd4uTbkfPIhHtw0evPmYOrdhEDoPwvYhzlGplU1AU9mpyiCXH8
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