论无线传输技术系统利用云技术网络平台在新能源开发和利用中的应用.docx

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1、论无线传输技术系统利用云技术网络平台在新能源开发和利用中的应用 【摘要】世界能源需求的不断攀升和自然资源的日益枯竭，对新能源的需求提出了新的挑战，尽可能以高效和可持续的方式运用新能源成为了当务之急。能源效率对全部类型的能源转换都有所影响，从电能和热能的高效生成、输送和安排，到工业、楼宇和交通对能源的高效利用，无所不包。云技术提出及实际应用成为了当今高效节能一种将来发展的超网络计算模式，使得网络服务更为强大便捷。无线传输技术的整合无论是无线通信数据的传输还是无线能量的传输技术和成品标准化的成熟，使得人们在日益平凡的生活中得以便利轻松的运用成为现实。三者互为系统的全立体交互式平台的综合应用，从新能

2、源的开发到应用的全过程，我们可以通过无线传输技术系统结合云技术网络平台实现完备的非接触式无缝隙对接，从而变更我们的生活，具有跨时代的意义。 【关键词】云技术网络平台新能源开发利用无线传输技术系统三者互为系统平台的全立体交互式综合应用 一、云技术 云计算，分布式计算技术的一种，其最基本的概念，是透过网络将浩大的计算处理程序自动分拆成多数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的浩大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。透过这项技术，网络服务供应者可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至上亿计的信息，达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。 “云计算”是一个很时尚的概念，它既不是一种技术，

3、也不是一种理论，而是一种商业模式的体现方式。精确说，云计算仅描述了一类麻烦的问题，因为现在这个阶段，“计算与数据”跷跷板的平衡已发生改变，即已经到“移动计算要比移动数据要便宜的多”。著云台的分析师团队结合云发展理论总结认为，基于云计算商业模式应用于网络技术、信息技术、整合技术、管理平台技术、应用技术等的总称，可以组成资源池，按需所用，敏捷便利。 二、新能源 新能源有广义和狭义之分。广义的新能源泛指能够实现温室气体减排的得的可利用能源，外延涵盖了高效利用能源、资源综合利用、可再生能源、代替能源、核能、节能等。狭义的新能源指除常规性能源和大型水利发电之外的风能、太阳能、生物能、地热能、海洋能、小水

4、电和核能等能源的总成。现阶段对风能、海洋能、小水电和核能的利用主要集中在电能的转换上，而对太阳能、生物能、地热能的利用除了将其转换为电能外，还应用于向热能和燃气的转换上。总体来讲，新能源的利用主要是围绕发电绽开的。新能源的共同特点是比较干净，除核裂变燃料外，几乎是恒久用不完的。由于煤、油、气常规能源具有污染环境和不行再生的缺点，因此，人类越来越重视新能源的开发和利用。 三、无线传输技术 无线传输技术按技术领域大致分为：无线能量传输技术、无线通信传输技术。 无线能量传输方式及技术原理：无线电力传输是一种传输电力的新技术，它将电力通过电磁耦合、射频微波、激光等载体进行传输。这种技术解除了对于导线的

5、依靠，从而得到更加便利和广袤的应用。 无线电力传输的基本原理： 电磁感应短程传输。电磁感应现象是电磁学中最重大的发觉之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系与转化。电磁感应是电磁学中的基本原理，变压器就是利用电磁感应的基本原理进行工作的。利用电磁感应进行短程电力传输的基本原理为，放射线圈L1和接收线圈L2之间利用磁耦合来传递能量。若线圈L1中通已交变电流，该电流将在四周介质中形成一个交变磁场，线圈L2中产生的感应电势可供电给移动设备或者给电池充电。 电磁耦合共振中程传输。中程无线电力传输方式是以电磁波“射频”或者非辐射性谐振“磁耦合”等形式将电能进行传输。它基于电磁共振耦合原理，利用非辐射磁场实

6、现电力高效传输。在电子学的理论中，当交变电流通过导体，导体的四周会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波的频率低于101khz时，电磁波就会被地表汲取，不能形成有效的传输，当电磁波频率高于101khz时，电磁波便可以在空气中传播，并且经大气层外缘的电离层反射，形成较远距离传输实力，人们把具有较远距离传输实力的高频电磁波称为射频。将电信息源用高频电流进行调制，形成射频信号后，经过天线放射到空中；较远的距离将射频信号接收后须要进行反调制，再还原成电信息源，这一过程称为无线传输。中程传输是利用电磁波损失小的天线技术，并借助二极管、非接触IC卡、无线电子标签等等，实现效率较高的无线电力传输。 微波/激

7、光远程传输。理论上讲，无线电波的波长越短，其定向性越好弥散就越小。所以可以利用微波或激光形式来实现电能的远程传输，这对于新能源的开发利用解决将来能源短缺问题也有着重要意义。1968年美国工程师彼得格拉提出了空间太阳能发电的概念，其构想是在地球外层空间建立太阳能发电基地通过微波将电能送回地球。 无线通信传输方式及技术原理：无线通信是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。无线通信技术自身有许多优点，成本较低，无线通信技术不必建立物理线路，更不用大量的人力去铺设电缆，而且无线通信技术不受工业环境的限制，对抗环境的改变实力较强，故障诊断也较为简单，相对于传统的有线通信的设置与

8、修理，无线网络的修理可以通过远程诊断完成，更加便捷；扩展性强，当网络须要扩展时，无线通信不须要扩展布线；敏捷性强，无线网络不受环境、地形等限制，而且在运用环境发生改变时，无线网络只须要做很少的调整，就能适应新环境的要求。 常用的远距离无线通信技术 目前偏远地区广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。它主要运用在较为偏远或不宜铺设线路的地区，如：煤矿、海上、有污染或环境较为恶劣地区等。 GPRS/CDMA无线通信技术：GPRS 是由中国移动开发运营的一种基于GSM通信系统的无线分组交换技术，是介于其次代和第三代之间的技术，通常称为2

9、.5G。它是利用“包交换”概念发展的一种无线传输方式。包交换就将数据封装成很多独立的包，再将这些包一个一个传送出去，形式上有点类似寄包袱，其优势在于有资料须要传送时才会占用频宽，而且是以资料量计价，有效的提高网络的利用率。GPRS网络同时支持电路型数据和分组交换数据，从而GPRS网络能够便利的和因特网相互连接，相比原来的GSM网络的电路交换数据传送方式，GPRS的分组交换技术具有实时在线、按量计费、高速传输等优点。CDMA是码分多址的英文缩写，是由中国电信运行的一种基于码分技术和多址技术的新的无线通信系统，其原理基于扩频技术。其最早是由于军事上对高质量无线通讯技术的须要而开发设计。CDMA在数

10、据传送过程中，将数据用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使数据信号的带宽被扩展，然后经载波调制将数据发送出去。接收端运用完全相同的伪随机码，进行相反过程的处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号从而进行解扩，以实现数据传输。其特点是抗干扰实力强、抗衰落实力强、信号隐藏性强、抗截获的实力强、可以多用户同时接收发送。 数传电台通信。数传电台是数字式无线数据传输电台的简称。它是采纳数字信号处理、数字调制解调、具有前向纠错、均衡软判决等功能的一种无线数据传输电台。数传电台的工作频率大多运用220240 MHz或400473 MHz频段，具有数话兼容、数据传输实时性好、专用数据传输通道、一次

11、投资、没有运行运用费、适用于恶劣环境、稳定性好等优点。数传电台的有效覆盖半径约有几十公里，可以覆盖一个城市或肯定的区域。数传电台通常供应标准的RS-232数据接口，可干脆与计算机、数据采集器、RTU、PLC、数据终端、GPS接收机、数码相机等连接。传输速率从9600到19200 bps，误码低于10-6，可工作于单工、半双工、时分双工TDD、全双工方式。无线数传电台是通信行业发展较早的通信方式，也是比较成熟的一项无线通信技术，已经在各行业取得广泛的应用，在航空航天、铁路、电力、石油、气象、地震等各个行业均有应用，在遥控、遥测、摇信、遥感等SCADA领域也取得了长足的进步和发展。 扩频微波通信。

12、扩频通信，即扩展频谱通信技术是指其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身带宽的一种通信技术。最早始用于军事通信。它传输的基本原理是将所传输的信息用伪随机码序列进行调制，伪随机码的速率远大于传送信息的速率，这时发送信号所占据带宽远大于信息本身所需的带宽实现了频谱扩展，同时放射到空间的无线电功率谱密度也有大幅度的降低。在接收端则采纳相同的扩频码进行相关解调并复原信息数据。其主要特点是：抗噪声实力极强；抗干扰实力极强；抗衰落实力强；抗多径干扰实力强；易于多媒体通信组网；具有良好的平安通信实力；不干扰同类的其他系统等，同时具有传输距离远、覆盖面广等特点，特殊适合野外联网应用。 无线网桥。无线网桥是无线射

13、频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为运用无线进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备，可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离、高速无线组网。扩频微波和无线网桥技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。 卫星通信。卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电信号，从而实现在多个地面站之间进行通信的一种技术，它是地面微波通信的继承和发展。卫星通信系统通常由二部分组成，分别是卫星端、地面端。卫星端在空中，主要用于将地面站发送的信号放大再转发给其它地面站。地面站主要用于对卫星的限制、跟踪以及实现地面

14、通信系统接入卫星通信系统。卫星可分为同步卫星和非同步卫星，同步卫星在空中的运行方向和周期与地球的自转方向及周期相同，从地面的任何位置看，该卫星都是“静止”不动的；非同步卫星的运行周期大于或小于地球的运行周期，其轨道高度、倾角、形态都可依据须要调整。卫星通信的的特点是：覆盖范围广、工作频带宽、通信质量好、不受地理条件限制、成本与通信距离无关等，其主要用在国际通信、国内通信、军事通信、移动通信和广播电视等领域，卫星通信的主要缺点是通信具有肯定的延迟，比如打卫星电话时，不能马上听到对方回话，主要缘由是卫星通信的传输距离较长，无线电波在空中传输是有肯定延迟的。 短波通信。根据国际无线电询问委员会的划分

15、，短波是指波长l00ml0m，频率为3MHz30MHz的电磁波。短波通信是指利用短波进行的无线电通信，又称高频通信。短波通信可分为地波传播和天波传播。地波传播的衰耗随工作频率的上升而递增，在同样的地面条件下，频率越高，衰耗越大。利用地波只适用于近距离通信，其工作频率一般选在5MHz以下。地波传播受天气影响小，比较稳定，信道参数基本不随时间改变，故信道可视为恒参信道。天波传播是无线电波经电离层反射来进行远距离通信的方式，倾斜投射的电磁波经电离层反射后，可以传到几千千米外的地面。天波的传播损耗比地波小得多，经地面与电离层之间多次反射之后，可以达到极远的地方，因此，利用天波可以进行环球通信。天波传播

16、因受电离层改变和多径传播的严峻影响极不稳定，其信道参数随时间而急剧改变，因此称为变参信道。短波通信的特点是：建设维护费用低、周期短、设备简洁、电路调度简单、抗毁实力强、频段窄，通信容量小、天波信道信号传输稳定性差等。长期以来，广泛用于政府、军事、外交、气象、商业等部门，用以传送电报、电话、传真、低速数据和图像、语音广播等信息。 常见短距离无线通信技术 短距离无线通信技术是指通信双方通过无线电波传输数据，并且传输距离在较近的范围内，其应用范围特别广泛。近年来，应用较为广泛及具有较好发展前景的短距离无线通信标准有：Zig-Bee、蓝牙、无线宽带、超宽带和近场通信。 Zig-Bee。Zig-bee是

17、基于IEEE802.15.4标准而建立的一种短距离、低功耗的无线通信技术。Zig-bee来源于蜜蜂群的通信方式，由于蜜蜂是靠翱翔和“嗡嗡”地抖动翅膀的来与同伴确定食物源的方向、位置和距离等信息，从而构成了蜂群的通信网络。其特点是距离近，其通常传输距离是10-101米；低功耗，在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个终端工作624个月，甚至更长；其成本，Zig-Bee免协议费，芯片价格便宜；低速率，Zig-bee通常工作在20250 kbps的较低速率；短时延，Zig-bee的响应速度较快等。主要适用于家庭和楼宇限制、工业现场自动化限制、农业信息收集与限制、公共场所信息检测与限制、智能型标签

18、等领域，可以嵌入各种设备。 蓝牙。蓝牙是在19101年5月由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚等公司共同提出的一种近距离无线数据通讯技术标准。它能够在10米的半径范围内实现点对点或一点对多点的无线数据和声音传输，其数据传输带宽可达1Mbps。通讯介质为频率在2.402GHz到2.480GHz之间的电磁波。蓝牙技术可以广泛应用于局域网络中各类数据及语音设备，如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等，蓝牙的无线通讯方式将上述设备连成一个微微网，多个微微网之间也可以实现互连接，从而实现各类设备之间随时随地进行通信。蓝牙技术被广泛应用于无线办公环境、汽车工业

19、、信息家电、医疗设备以及学校教化和工厂自动限制等领域，蓝牙目前存在的主要问题是芯片大小和价格较高；抗干扰实力较弱。 无线宽带。Wi-Fi诞生于11019年，它是一种基于802.11协议的无线局域网接入技术。Wi-Fi技术突出的优势在于它有较广的局域网覆盖范围，其覆盖半径可达101米左右，相比于蓝牙技术，Wi-Fi覆盖范围较广；传输速度特别快，其传输速度可以达到11mbps或者54mbps，适合高速数据传输的业务；无须布线，可以不受布线条件的限制，特别适合移动办公用户的须要。在一些人员密集的地方，比如火车站、汽车站、商场、机场、图书馆、校内等地方设置“热点”，可以通过高速线路将因特网接入上述场所

20、。用户只须要将支持无线网络的终端设备该区域内，即可高速接入因特网；健康平安，具有WiFi功能的产品放射功率不超过101毫瓦，实际放射功率约6073毫瓦，与手机、手持式对讲机等通讯设备相比，WiFi产品的辐射更小。 超宽带。UWB是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，其传输距离通常在10m以内，运用1GHz以上带宽，通信速度可以达到几一百零一兆bit/s以上，UWB的工作频段范围从3.1GHz到10.6 GHz，最小工作频宽为500MHz。其主要特点是：传输速率高；放射功率低，功耗小；保密性强；UWB通信采纳调时序列，能够抗多径衰落；UWB所须要的射频和微波器件很少，

21、可以减小系统的困难性。由于UWB系统占用的带宽很高，UWB系统可能会干扰现有其他无线通信系统。UWB主要应用在高辨别率、较小范围、能够穿透墙壁、地面等障碍物的雷达和图像系统中。军事部门利用UWB技术已经开发出了高辨别率的雷达。据相关报道，一些具有特别功能的UWB收发器已经被开发出来，用在了能够看穿地面、墙壁、身体等障碍物的雷达和图像装置，这种装置可以用来检查楼房、桥梁、道路等工程的混凝土和沥青结构中的缺陷，以及定位地下电缆及其它管线的故障位置，也可用于疾病诊断。另外，在救援、治安防范、消防及医疗、医学图像处理等领域都大有用途。 NFC。NFC是一种新的近距离无线通信技术，由飞利浦、索尼和诺基亚

22、等公司共同开发，其工作频率为13.56 MHz，由13.56 MHz的射频识别技术发展而来，它与目前广为流行的非接触智能卡ISO14443所采纳的频率相同，这就为全部的消费类电子产品供应了一种便利的通讯方式。NFC采纳幅移键控调制方式，其数据传输速率一般为106 kbit/s、212 kbit/s和424 kbit/s三种。NFC的主要优势是：距离近、带宽高、能耗低，与非接触智能卡技术兼容，其在门禁、公交、手机支付等领域有着广袤的应用价值。NFC的应用情境基本可以分为以下五类：A、接触-通过，主要应用在会议入场、交通关卡、门禁限制、和赛事门票等方面；B、接触-确认/支付，主要应用在手机钱包、移

23、动和公交付费等方面；C、接触-连接，这种应用可以实现2个具有NFC功能的设备实现数据的点对点传输；D、接触-阅读，用户可以通过NFC手机了解和运用系统所能供应的功能和服务；E、下载-接触，通过具有NFC功能的终端设备，运用GPRSCDMA网络接收或下载相关信息，用于门禁或支付等功能。 四、三者互为系统的立体式应用 能源资源是地球亿万年来形成的珍贵财宝，也是人类生存和发展须臾不行或缺的血脉。当今世界常规能源资源的消耗速率远远超过了资源的再生实力和人类开发新能源的实力，使得能源资源的供求越来越惊慌。当前，应对能源短缺的主要技术应属新能源和可再生能源技术。应在全球改变的背景下，以资源复原和循环利用、

24、环境复原与污染限制、温室气体减排三类关键技术及相关工艺设备为重点，优先解决影响能源资源与环境的重大问题。加大能源方面的科技投入，主动开发节能降耗的新产品，开发清洁可再生的新能源，同时加快对能耗高、资源奢侈的工业企业的技术改造和升级换代，主动优化产业结构，促进能源的节约，提高能源利用率。利用云技术网络平台结合无线传输技术有效的整合推动，成为了高效开发和利用新能源及可再生能源的有效必定途径。在新能源及可再生能源的开发和利用中云技术为整个过程的系统化供应了网络链接及数据采集、分析、存储、专用系统软件的运行等网络智能自动化服务，无线传输依据网络平台吩咐以通信传送及能量传输为介质高效输送、安排，构成了一

25、个完备的无所不包开发和利用体系。在大大节约资源同时显著降低对环境污染的排放有利于爱护环境。在三者的无缝隙整合配给中，整个开发和利用成为了标准化、系统化、智能化、自动化、网络化、无线传输化的系统运营成为了现实。 尽管新能源发展如火如荼，但新能源发展也是一柄双刃剑。既要加快发展，又不能操之过急，更要留意避开各方面的风险。特殊是目前一些技术不过关、投入过高的问题要引起重视，并加以探讨解决。须要加强新能源技术研发和储备，逐步发展，层层推动。 第14页 共14页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页