嵌入式系统在智能电器和能源管理中的应用PDF电子书下载

第1章 使电网可靠工作的DRM 1

1 简介 1

2 电力市场的考量 2

2.1 原理 2

2.2 挑战 3

3 用户的新角色 5

3.1 用户分类 5

3.2 DRM活动 7

3.3 电网的经济性与电网的稳定性 9

3.4 DR系统的基础功能构成 9

3.5 具体案例：德国 10

3.6 管理最后一英里 10

4 分散式网络管理 10

4.1 与因特网的相似性 11

4.2 粗劣的分散式决策模型所产生的效果 11

4.3 学习因特网的概念 14

4.4 可用性、有效带宽与公平性 16

4.5 探讨 16

5 小结 17

参考文献 18

第2章 IDES 19

1 简介 19

2 IDES的定义 20

2.1 有限IDES实现实例 22

3 经济压力驱动能源系统转变 23

3.1 工业与市场结构 23

3.2 未预料的外部事件 24

3.3 人口学 24

3.4 认知的变化 24

3.5 新知识 24

3.6 社会需求 25

4 IDES在未来能源供给中的机遇 25

4.1 电网基础结构与稳定性的问题 25

4.2 高峰定价与实时电能市场 27

4.3 社会级别经济分析 27

4.4 可持续能源 28

4.5 可扩展性 28

4.6 波动性 28

4.7 成本与经济性 29

5 关键使能技术 30

5.1 对于智能小型分散式能源的管理 30

5.2 能源存储 30

5.3 能源预测 30

5.4 能源政策、立法与法规框架的革新 30

6 未来：虚拟电厂与工业 31

7 小结 31

参考文献 32

第3章 智能电器的建模设计 33

1 简介 33

2 抽象建模 34

2.1 对公寓或建筑物仿真 35

3 精化建模与应用场景 36

3.1 节点内建模与精化 36

3.2 WSN建模与仿真 37

4 ESL仿真 39

5 小结与展望 40

参考文献 41

第4章 建筑自动化所需的无线网络通信标准 43

1 简介 43

2 各协议标准概述 43

2.1 IEEE 802.1 5.4 43

2.2 ZigBee 44

2.3 6LoWPAN 44

2.4 无线HART 44

2.5 ISA 100 45

2.6 WiMi 45

2.7 SimpliciTI 45

2.8 KNX 45

2.9 EnOcean 45

2.10 Dash7 45

2.11 WISA 46

2.12 ANT和ANT＋ 46

2.13 WiMax 46

2.14 ONE-NET 46

2.15 Z-Wave 46

2.16 Insteon 46

2.17 蓝牙 46

2.18 WiFi 47

2.19 NFC 47

2.20 RuBee 47

3 典型无线应用场景 47

3.1 低功耗传感器 47

4 工业应用 49

4.1 家庭与建筑自动化 49

4.2 数据传输速率 50

5 小结 51

参考文献 52

第5章 智能嵌入式电器网络的安全 53

1 简介 53

2 智能嵌入式电器网络所面对的攻击 54

2.1 打补丁 56

2.2 无线暴露 56

3 密码学 57

3.1 MITM 60

3.2 密钥分发 61

3.3 安全过程 63

3.4 端到端加、解密 63

4 系统是如何被入侵的 64

4.1 针对具体实现的攻击 65

5 小结 66

参考文献 68

第6章 可供能源管理的嵌入式集成平台 69

1 简介 69

2 精细化能源管理的嵌入式网络平台 69

3 需求与方法 71

4 节点架构模型概述 72

5 EM节点硬件架构 75

6 EM节点内部的功耗管理 79

7 小结 81

参考文献 81

第7章 低功耗智能电器的供电 82

1 简介 82

2 电容性电源 82

2.1 限流电容C1和稳压二极管D1的功能与参数 83

2.2 R1的功能与参数 84

2.3 R2的功能与参数 87

2.4 整体效率与整体损耗 88

2.5 更换负载后的效率 93

3 电容性电源的集成电路方案 95

4 基础的降压变换器 95

5 改进的降压变换器 97

参考文献 100

第8章 智能电表的能耗测量技术 101

1 简介 101

1.1 能耗测量单元 101

1.2 通信接口 101

2 能耗测量算法 102

2.1 数学背景 102

2.1.1 非线性负载的电流消耗：ωn的测量 103

2.1.2 非线性负载的电流消耗：I0的测量 103

2.2 算法设计 103

2.2.1 量化细化 105

2.2.2 为所需的动态范围进行细化 106

2.3 ADC的设计 106

2.3.1 通过参数缩放细化算法 110

2.3.2 对器件偏差进行算法细化 111

3 系统构架设计 115

3.1 PGA／缓冲器的设计 116

3.1.1 ∑-△ADC的设计 118

4 小结 121

参考文献 122