摘要：人工引雷试验对前端测量装置的电源稳定供应和恶劣环境下的工作可靠性要求较高.为了解决传统电池供电电场传感器持续工作能力不足以及强雷暴环境下的试验安全等问题,研制了一套基于光纤供能的雷电电磁脉冲电场测量系统.系统电源供给、信号测量和数据监控传输均通过光纤连接,采用STM32微处理器进行监控,具有电源管理、传输比在线校准和温度在线监测功能.介绍了系统的主电路设计,并对系统的功能和性能进行了试验测试.结果表明:在夏季环境温度26~40℃的情况下,通过光纤供能的光伏电池能够持续稳定工作,测量系统-3dB带宽达到33MHz;通过3组不同灵敏度天线切换,可用量程范围为0.18~117kV/m,满足人工引雷通道近区电场的测量需求.

摘要：针对双网融合通信恶意数据识别准确率不高、效率缓慢的问题,设计一种基于光纤供能的双网融合通信恶意数据识别系统。由上位机、下位机组成系统硬件,使用光纤供能技术中的基站、光纤链路与远程模块,将光伏能量激光束转换为电能,为系统运行提供充分电能;系统软件包含可视化、数据接收、特征提取、恶意数据识别四个模块,在恶意数据识别模块引入深度学习方法划分数据属性,降序排列个体适应度,采取染色体交叉与变异操作,对比最佳个体和最差个体的适应度差值与预设临界值,小于临界值的数据为恶意识别结果。仿真实验结果表明,所建系统吞吐量高、延时短,可精准识别恶意数据特征,为双网融合通信的可靠应用提供一定现实参考。

摘要：采用光纤供能技术,即高能量激光束经过抗电磁干扰的光纤链路传输,并通过光伏能量转换器(PPC)转换为电能后以安全地驱动传感节点,从而构建了恶劣环境下的物联网传感系统。设计了阻抗匹配跟踪方法使PPC在连接任意负载时尽可能地输出最大电功率,从而提高了供能效率;基于此方法实现的电源管理器对能量进行存储,并为传感节点提供合适的驱动电压;进而,设计了简单可靠的自定义通信协议以调节传感节点的工作模式,从而降低传感节点功耗而提高系统的应用能力。在构建的光纤供能传感系统中,PPC在1.5 W的入射光功率下最大可输出555mW的稳定电功率,有效光电转换效率达到37%。传感系统可以稳定地在2km范围的复杂环境下采集、处理与显示传感信息,为安全可靠的物联网传感技术提供了新颖的解决方案。

摘要：为解决架空输电线路因面临外部复杂环境影响而无法有效保障电力系统正常运行的问题,设计一种基于光纤供能技术的架空输电线路气象监测系统。该系统使用变电站中的激光器通过电力光缆为远端架空线路上的气象监测节点供应光能量,气象监测节点将光能量进行光电转换并存储,存储后的电能量为整个气象监测节点供电,完成监测任务。将系统用于某架空输电线路杆塔进行测试,验证结果满足预期要求,装置可有效应用于架空输电线路现场监测中。

摘要：设计并搭建了一套基于光纤供能技术的气体传感系统,可以实现300 m外的环境CO气体浓度的采集及显示。本系统采用808 nm激光器产生的激光通过105μm芯径的多模光纤传输到GaAs光伏电池。光伏电池将其转化为电能,并通过电源管理模块为气体传感器模块和光发送模块供电。气体传感器模块采用STM32芯片控制传感器ZE07-CO,以采集CO气体浓度数据,光发送模块将数据通过光纤传回基站。最后在基站完成数据的显示和分析。为确保系统正常工作,激光器输出的最低光功率为1113.4 mW,而经过300 m光纤后到达光伏电池的光功率为758 mW,此时光伏电池输出的最大电功率约为235 mW,即光伏电池的最大光电转换效率为31%,经过电源管理模块后实际输出电功率为195 mW,即电源管理模块的效率为83%,系统总效率为25.7%,数据传输率为28.8 kbyte/s。

摘要：为了进一步提高系统的能量利用率,设计了一种基于智能充电控制的光纤供能系统。系统采用充电控制装置对后级负载稳定供能并灵活调控储能模块的充电方式,实现对远端富余的能量快速存储和合理利用,并基于反馈信号实现对系统工作状态的实时调控。实验结果表明:所提系统在不同场景下能够根据远端的负载及器件的工作状态自动调整本地激光源的输出功率,从而保证供能系统的安全工作;当光供能不足时,所储存的能量可作为备用能源对传感器件或应用设备进行紧急供能。

摘要：当前物联网通信系统存在耗能高以及准确性差等问题,为此设计基于光纤供能技术的物联网通信系统,系统采用S3C2440芯片作为微控制器进行总体控制,通过光纤传感器采集信息以及传输光信号,通过ARM微控制器处理收集电信号,采用远程单元数据发送协议以及中心基站数据接收协议对光纤传感节点工作模式以及电信号传递过程实施调整和处理,软件系统通过BP神经网络融合光纤传感器数据,整合压缩数据后提升数据的传递速度,采用阻抗匹配跟踪方法基于负载与PPC内部阻抗匹配获取最高的功率点,使得光纤传感器驱动性能和输出电功率提高。实验结果表明,本文系统准确性和可靠性高、功耗低。