基于物联网的绿色建筑在城市碳减排的应用研究

伴随着经济的高速发展与城市化进程的加快,我国环境持续恶化,阴霾天气影响了一半以上的国土;建筑物的建造与运行消耗了大量能源,二氧化碳排放持续超标,如何降低碳排放成为了建筑行业的焦点。在物联网技术的基础上,将建筑能源系统物流网(i BES)通过智能网关(IG)连接各种传感器,实时获取建筑物的能耗数据形成标准数据结构。经过数据的汇总和分析后,生成便于管理者决策的能源消耗数据报告,自动调整建筑物各项能耗设备,实现建筑能耗自动管理。应用结果分析表明,使用物联网技术对建筑功耗进行调节,降低了建筑的能耗,大大减少了二氧化碳排放量,是当前社会发展趋势下值得推广的技术。     

住宅建筑的碳排放量分析与节能减排措施

以低碳为特征的绿色建筑技术是解决我国资源和环境瓶颈以及应对气候变化的关键举措。本文以控制住宅建筑的碳排放量、发展低碳绿色建筑为目标,从建材的生产、运输、建筑施工、正常使用、拆除以及拆除以后废弃物的处理等方面,对住宅建筑的能源消耗、CO2排放量及节能减排的措施和潜力进行了分析,归纳了建筑能耗的类别并对其进行了分析。分析结果表明,住宅建筑在使用阶段和建材生产阶段的能耗和碳排放量占建筑总能耗和总碳排放量的90%以上,而且这2个阶段的能耗和碳排放量均具有较大的节能减排潜力;其它3个阶段的能耗和碳排放量相对很小。     

基于CAN总线技术的智能火灾自动报警系统

介绍了以CAN总线技术为基础，以单片机为多机系统构成的通用智能火灾自动报警系统。CAN是一种快速的串行总线，它为传感器和传动机构之间提供了高效、可靠和经济的连接。CAN采用双绞线连接时，可以实现最多40个设备间的高达1Mbit／s的数据传输。本系统采用了先进的CAN总线技术，并利用诸多的智能特性为解决火灾自动报警系统存在的漏报和误报两大难题提供了新的方法和手段，提高了系统的可靠性和 准确性，并为工程设计施工提供了极大的方便。     

一种一体化多功能特高频传感器的设计与应用

电气设备局放检测现场常因检测需求变更而需更换不同的检测设备类型与接线形式,从而影响工作效率并带来较大的安全隐患。为解决上述问题,设计出一种既能用于巡检也能用于缺陷精确定位的一体化多功能特高频传感器。对该新型传感器的结构型式、功能参数等方面进行详细介绍,并通过在某电气设备局放检测中与传统特高频传感器的对比应用,验证了其功能与实用性。     

330MW机组冷却塔节能改造分析

针对某发电机组循环系统机械通风冷却塔电动风机能耗高的问题,提出将电动风机用水轮机替代,设计了冷却塔电动风机节能改造方案。结果表明:循环水系统水动风机冷却塔改造既能产生合理的社会效益,又能产生良好的经济效益,达到节能减排的目标。     

基于MEMS传感器的工程强震动加速度计研制

由于基于微机电系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)的加速度芯片具备高精度、易集成、维护成本低等优点,在振动监测领域具有广泛的应用前景。为了验证基于MEMS传感器的工程强震动加速度计的可靠性,本文选择纳杰公司AS1002A芯片进行三轴向模块封装,依据地震行业加速度计接口规范,设计电源输入及信号输出调理电路,开展了基于标准振动台的性能对比测试。测试结果表明,该款加速度计的线性度误差仅为0.24%,在1～35 Hz范围内幅频特性误差小于±0.1 dB,白噪声测试精度高于0.005 cm/s2;能够满足工程强震动监测的应用需求。目前,该款加速度计已应用于武汉某超高层建筑的强震动监测,在2019年12月26日湖北应城4.9级地震中获得了良好的强震动数据产出。在强震动监测领域,随着MEMS传感器的不断完善及成本降低,MEMS加速度计将有可能全面取代传统机械式加速度计。     

基于CAN总线的一体化电源系统网络设计

针对传统一体化电源系统存在的问题,通过对其系统实时性、可靠性和兼容性等方面进行具体分析,提出了一种基于CAN总线的一体化电源系统网络设计方法。应用结果表明:该.方法有效解决了网络传输速度慢、传输距离短的问题,建立了一种高效可靠、长距离、兼容性强的系统响应模式,可为全国各直流换流站、智能变电站和无人值守变电站一体化电源系统网络设计提供参考。     

一种基于改进的一致性算法数据融合技术

在重大工程结构健康监测中,随着研究对象复杂程度的提高,往往需要获得大量观测数据才能对结构进行有效的评估,因此采用多种或多个传感器进行测量已成为必然趋势。数据融合技术就是将多个传感器的测量结果进行综合处理,从而得出比单个传感器更为准确可靠的结果。本文基于一致性算法,提出一种改进的多传感器数据融合技术,该数据融合技术属于数据级融合,它克服了一致性算法中两传感器在测量精度不同时置信距离不同的缺点,并对支持矩阵进行模糊化处理,避免了人为定义阈值而产生的主观误差。文中通过算例,验证了此方法可获得较好的结果,并且能够有效地减小由于扰动因素造成的测量数据的变化。     

基于孤立电网的综合故障诊断系统设计与实现

针对孤立电力系统的特点及其在线监测方面存在的问题,基于TCP/IP协议的光纤局域网接口技术,运用C++和汇编语言,依托100/1 000 Mbps以太网通讯技术,采用分层分布式结构,设计了孤立电网综合故障诊断系统。实现孤立电网设备的在线状态监测、电气量动态记录、故障预报、故障分析等功能。结果表明:该系统通过监测系统负荷变化、谐波含量、频率变化,有效解决了孤立电网的监测和电能质量问题,在孤立电网发生故障时,可迅速采取有效措施,减小孤立电网故障对主网的冲击,避免设备损坏,确保了电力系统运行的稳定性。     

基于物联网的地震救援装备物资应急物流技术系统研究

分析了大震巨灾时的应急物流需求及研究现状,提出以物联网技术为基础建立高效的地震应急物流技术系统。选择该技术系统中的救援装备物资仓库管理子系统,介绍其硬件构成及主要功能模块,特别是在执行救援行动时的紧急出库管理及整个行动过程中的物流流程管理。利用模块化设计及预案准备提高集结效率,借助物联网技术实现快速中转及实时监控,提高应急物流系统的效率和精准性。     

基于物联网技术的滑坡监测数据自动采集系统研究∗

针对传统滑坡监测数据采集系统布线困难、自动化程度低、成本高等问题,设计了一种基于物联网技术的滑坡监测数据自动采集系统。该系统以 ZigBee 无线传感器网络、无线通信技术为核心,通过布置在滑坡体上的传感器节点采集数据。利用 ZigBee 协议和互联网将数据实时传输到监控中心,使相关工作人员及时掌握滑坡体信息。 以三峡库区八字门滑坡为例,分析了该滑坡当前监测手段的不足,建立了八字门滑坡的物联网监测系统,分别对系统的硬件组成和软件程序进行设计。针对节点能量供应和数据远程传输问题,提出将太阳能供电系统和北斗短报文模块应用到数据采集系统来弥补野外条件的不足。结合八字门滑坡的地形地质条件,优化了滑坡测点的布置方案,并开发了数据采集界面以实现监测数据的自动采集和直观显示。     

宁夏大坝发电公司和谐调度子站系统的建设

为满足宁夏电网“和谐调度技术支持系统”主站数据采集的需要,保证主站各项功能的实现,结合发电厂实际情况,采用开放式体系结构、模块化设计及组件技术等先进方法,开发了“大坝发电公司和谐调度子站系统”。应用结果表明:该系统实现了电厂机组运行数据的远程传输,满足宁夏电网“和谐调度技术支持系统”主站对机组运行参数、出力、供热能力、脱硫系统运行状态及发电煤耗等经济指标的在线监测要求。     

电站锅炉送风机降速改造分析

针对某发电厂1号锅炉送风机设计出力偏大, 特别是送风机满负荷时动叶开度仅为47%,设计选型裕量偏大,送风机长期在低效区运行,运行能耗偏高的问题,通过分析送风机运行工况和进行风机性能试验,提出送风机节能改造方案。应用结果表明:电动机从6极改为8极后,送风机转速从990 r/min降至745 r/min,改造后送风机效率提高,耗电量明显降低,节能效果显著。     

基于H∞理论的磁流变阻尼器半主动容错控制

建筑结构的半主动控制系统中的传感器,在强震作用下可能因出现故障而影响控制效果。以磁流变阻尼器为例,研究半主动容错控制系统的设计方法。首先,研究了基于状态观测器的半主动H∞控制器设计方法,并将之应用到建筑结构采用磁流变阻尼器的减振控制中;运用改进Bouc-Wen模型,计算磁流变阻尼器的阻尼力,通过求解一个代数Riccati方程和一个状态观测方程,得出了基于状态观测器的H∞主动控制律;再对其采用Clipped-optimal方法实施半主动控制策略。然后,针对传感器故障,利用观测器组的输出残差对故障进行在线诊断,并通过几个观测器状态值的比较得到故障的大小,并据此对传感器的测量值进行修正,从而消除故障对闭环系统的影响,最终实现半主动H∞容错控制。仿真结果表明,该方法具有很好的容错控制效果。     

换流变压器分接开关状态监测及评估系统的研究

针对换流变压器分接开关级电压设计裕度小、频繁动作导致分接开关故障率高的问题,提出了增加切换开关乙炔在线监测装置、油耐压测量装置、油温传感器、流量传感器和采集非电量报警信号,由直流控制保护系统综合判断的方案,实现换流变压器分接开关运行状态的在线监测及评估,为换流站的运行维护提供参考。     

一种光纤光栅倾角传感器的试验研究

设计了一种新型的光纤光栅倾角传感器。本设计将简单可靠的金属悬臂梁结构与高灵敏度的光纤布拉格光栅相结合,考虑了光纤布拉格光栅的温度补偿及灵敏度,从而保证其整体耐久性较好、测量精度较高。将该倾角传感器与光纤光栅解调仪组成监测系统,同时利用无线电容式倾角仪对其灵敏度进行标定,取得了良好的线性数据,证明该倾角传感器性能良好。     

水泥粉煤灰建筑垃圾桩处理软土地基试验研究

本着节能环保的发展理念,提出水泥粉煤灰建筑垃圾桩处理软土地基的方案,用建筑垃圾再生粗骨料(粒径范围4.75~9.5 mm)代替碎石、细骨料(粒径范围0.075~0.6 mm)代替中粗砂,并通过室内试验、现场试验及质量检测等验证方案的可行性。结果表明:建筑垃圾再生骨料混凝土的最佳配合设计为胶凝材料掺入比15%,水泥∶粉煤灰=2∶1(E组);试件90 d养护龄期的无侧限抗压强度较28d增加幅度在19.5%~26.5%之间,高于普通混凝土。采用标准试件28 d养护龄期的无侧限抗压强度值作为再生骨料混凝土的抗压强度标准值,偏低;单桩复合地基的承载力为487.7 kPa,较天然软土地基承载力提高了3.8倍,满足复合地基承载力的设计要求。     

地震台站的雷害和防雷技术及其应用

浅析了地震台的雷害。根据各台站实际情况调研了区域防雷、通信传输线防雷、电源防雷及传感器防雷等多方面的技术 ,不同台站采用不同的防雷技术。并以雷害严重的高邮台为例 ,具体介绍了其防雷系统的设计和施工。     

光纤传感器FBG和BOTDR应用于结构监测的若干比较研究

对建筑结构进行健康监测,可以防止和避免灾害的发生。传感器的选择和使用是进行结构监测时首先要考虑的问题。光纤传感器是一种新型的传感器,因种类不同在性能方面也相差较大。FBG(FiberBraggGating,光纤Bragg光栅)和BOTDR(BrillouinOpticalTimeDomainReflectometry,布里渊光时域反射计)是近些年来发展比较快的光纤传感器,本文介绍了这两种光纤传感器,并着重从两者传感的基本原理、传感系统组成、温度补偿研究和性能优劣等方面进行了详细的比较,得出了各自作为结构监测传感器的优缺点,为今后的监测选用提供了依据,使应用两者时能够做到扬长避短。     

基于数据挖掘的灾害预警云计算平台设计

传统的基于无线传感器网络的灾害预警平台通过ZigBee无线传感器网络及时采集环境数据,数据由GPRS网关节点传输到远程监控中心,并进行数据分析与预警,没有对数据进行汇聚处理,无法解决数据间的规约问题,预警效率和准确率等性能均较低。设计基于数据挖掘的灾害预警云计算平台,平台整体结构包括感知层、网络层和应用层;平台通过数据汇集调度模块对实时环境信息数据进行汇聚,解决不同数据间的规约情况;利用灾害事件触发模块根据各环境信息监测站获取的实施环境信息对比标准信息得到的灾害情况,将灾害预警等级划分为五级。平台软件中设计灾害事件触发检验流程,并通过数据挖掘算法并行化技术缩短数据挖掘时间,提升灾害预警时效性。实验证明,所设计平台在保障有效进行灾害预警的同时,平均传输速度为7.97 byte/s,平均传输时延为13.13 ms;CPU占用率为28%～34%,内存占用率为9%～19%,且准确率较高、稳定性佳。