感应通信技术及其电力物联网应用展望.pdfVIP

第33卷第235期 电力系统通信 Vbl．33Nol235 forE1ecmcPower 2012年5月10日Telecommunications lO，2012 System May -1· 感应通信技术及其电力物联网应用展望 雷煜卿1，李建岐1，侯宝素2 (1．中国电力科学研究院，北京100192；2．鹤壁供电公司，河南鹤壁458030) 摘要：感应通信技术具备穿透性强、能耗极低、适应多种恶劣环境等优点。文章分析了感应通 信技术的机理，仿真了该技术的介质穿透性能。由于感应信号能量小、频率低等，文章提出基 于数字信号处理的感应通信系统结构和关键技术。结合电力物联网信息采集环节的实际需求， 通过基于感应通信技术的射频识别技术和无线传感网络技术的典型应用，表明该技术具有良 好的应用前景。 关键词：电磁感应；感应通信；I讧ID技术；无线传感网 呜 ∞自““％＆∞＆☆“}．☆mmm‘nd…，^．。一．o 中图分类号：TN923 文献标志码：B 文章编号：1005—7641(2012)05—0001—05 0引言 1 感应耦合原理 无线通信技术近些年得到了快速发展。从 感应耦合通信的基本原理是通过电磁感应效应 230 实现信息的有效传输。从麦克斯韦电磁场理论分 M无线数字电台到几十GHz数字微波宽带 通信．通信系统的性能和带宽发生了巨大变化，数 析，感应耦合模式是T作在近场，且产生的磁场能量 字移动通信网和基站式无线局域网络(wireless远大于电场能量的电磁波信号传输模式。感应耦合 LocalArea Networks。WLAN)得到迅速发展和通信的天线类似于磁偶极子天线。可通过求解磁偶 普及。但是适应恶劣环境条件的通信技术却发展 极子的电磁场分析天线感应场的磁场能量分布规 缓慢，如强干扰．低穿透、高温高压环境的电缆井、 律，解释电感耦合技术较好的信号穿透特性。 巷井等区域的信息传输一直没有得到较好地解 磁偶极子可等效为一个小电流圆环。小电流 决，制约了T业经济的进一步发展【l。3】。 圆环产生的电磁场如图l所示。 无线通信技术中，基于感应耦合机理的通信 舻 方式具有结构简单、易实现、投资少、建网快的优 点。特别是在应急通信情况下，可在未布线的巷 道等空间以其他导体为媒介完成通信卜引。该无 线通信技术丁作频率为50一500kHz，根据电磁理 论，T作频率越低．传输损耗越小，因此感应通信 功耗极低。实验证明感应通信与其他通信技术相 比，具有适应环境能力强、穿透能力强、抗金属能 力突出的优点。因此文章研究感应通信技术，试 围1 小电流圆环产生的电磁场 fieId0fsma¨currentcircula 图解决一些恶劣环境中电力物联网监测和识别跟 Fig．1ElectrOmagnetic rIIy 踪的难题。 圆心在坐标原点．环面与xY平面重合，电流