电路设计

本项目属于集成电路领域。随着智能电网建设的推进，电力通信芯片的市场需求与日俱增，长期以来电力通信芯片依赖国外进口，存在安全隐患大、供货不稳定等问题。随着智能电网新型业务的兴起，分布式电源等各类终端大量接入，对通信实时性、可靠性、通信速率等提出严苛的要求，而国内产品主要面向消费类电子，存在成本高、功耗高、可靠性差等问题，无法满足复杂电力环境下的应用需求。因此，亟需研发具有自主知识产权的工业级电力通信核心芯片，以实现规模化推广应用。本项目开展了高性能模拟前端、电力线载波通信、微功率无线通信和多模融合通信等关键技术研究，突破了噪声自适应消除、抗信道干扰、低功耗与高性能难以平衡等难题，开发了高速电力线载波通信芯片、G3-电力线载波通信芯片、微功率无线通信芯片、双模融合通信芯片4款芯片以及12款模块产品，取得了集理论、技术和产品于一体的创新突破：1）突破环境温度、干扰噪声、工艺偏差因素导致放大器性能降低的难题，提出自适应噪声消除和多温度系数参考源电路设计方法，设计模拟放大器，可控增益带宽提高了10%，保障通信芯片在复杂电力工况下可靠运行；2）攻克了电力线强干扰、强衰减环境下高速通信的难题，提出了互相关帧同步技术，提出了实时自适应干扰消除技术，保证了高速电力线载波通信芯片在复杂信道环境中稳定可靠运行；3）突破了通信芯片在低功耗、小尺寸与高性能需求之间难以平衡的难题，提出了一种基于注入锁定技术和有源电感振荡器的高频信号追踪的方法，设计了低噪声射频模块，研制出高性能、低成本的微功率无线通信芯片；4）突破了双模融合通信的信道差异化适配难题，提出了电力线载波与无线融合通信架构，构建了双通道子载波误码率预测模型，设计了双链路自适应切换保护与子载波优选适配方法，研制出高可靠、高适配性的双模融合通信芯片。 项目成果已在我国电力行业实现大规模应用，覆盖27个省/市/自治区，拓展至环境监测、智能家居等领域。项目的实施，实现自主知识产权电力通信芯片的规模化推广应用，有效提升电力通信水平，打破国外垄断，带动我国集成电路自主创新，对推动产业进步意义重大。

阐述电力机器人电磁兼容的基本理论、测试方法与改善提升方案。首先分析电磁兼容的运行机理，介绍其组成要素，阐述当前的主要标准要求；然后介绍当前电力机器人电磁兼容的主要测试项的测试接线及方法；进而针对典型电力机器人电磁兼容问题，分析其产生原因，从电路设计、屏蔽、接地和滤波四个方面给出具体改善提升方案；最后将简要介绍电力工业电气设备质量检验测试中心的基本情况。

本项目研究的内容主要针对公司近期开展的与互联网相关的新业务中存在的知识产权问题，涵盖物联网综合服务产业、车联网智能服务平台、电动汽车、国网商城、第三方支付平台、智能电网等多个业务类型。从知识产权角度出发研究和分析上述业务已经出现及未来可能出现的法律风险并制定相应的纠纷解决和知识产权成果保护策略。每一项新业务都涉及不只一种知识产权法律问题，因此本项目以知识产权类型为区分针对具体问题进行专章、专节和专题的集中讨论。具体而言，新业务所涉著作权、商标权、专利权和集成电路设计布图的知识产权保护以及知识产权的刑法保护等法律问题。著作权方面，就链接、自媒体、开源软件、UI 界面、网络图片及视频、字体字库著作权等互联网时代独具特色的著作权法律问题结合国网公司的新业务进行了专题讨论。除此之外，随着新业务的不断推进，不正当竞争所涉及的法律问题将难以避免，对此本项目根据现有的法律法规和案例对国网公司互联网时代新业务可能出现的不正当竞争法律问题进行了梳理并制定应对方案，一方面有助于公司在开展业务过程中洁身自律，另一方面也能及时防范竞争对手侵犯国网公司的合法权益。此外，结合商标权、专利权和集成电路设计布图以及知识产权的刑法保护等法律问题，本研究报告也根据实务中关注的问题进行了重点研究和阐述，力求全面的反映实践需要和重点的解决突出问题。

目前并联直流电源系统在高电压等级变电站中的应用处于起步阶段，在江苏泰州220kV 白杨变开展了基于磷酸铁锂电池的并联直流电源系统工程试点，并采用了超级电容附加电路设计技术，本次演讲介绍了基于变电站工程实例提出的并联直流电源系统的计算方法及配置方案、电路等效模型及附加电路超级电容参数计算方法，计算验证直流断路器的级差配合，论证了所提方案的合理性。

在中压电力线通信中，针对复杂电器元件的种类、数量不断变化等因素导致线路阻抗不匹配而影响通信质量的问题，提出了一种中压电力线载波通信自适应阻抗匹配方法。首先，建立了中压阻抗匹配系统模型，在该模型的基础上提出了一种π型自适应阻抗匹配电路。然后，根据该电路设计了符合阻抗共轭匹配原理的目标函数，通过PID搜索算法(PID-based search algorithm, PSA)寻找最优元件参数，实现目标函数最优。最后，在此模型基础上仿真分析了PSA算法、粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)和遗传算法(genetic algorithm, GA)的优劣性。结果表明，PSA算法在收敛速度和寻优精度方面优于PSO和GA算法，能够有效实现阻抗匹配进而改善载波通信质量，为中压电力线通信进一步研究提供了可行性方案。

社会的安全和隐私问题一直是人们关注的重点话题，随着小偷的盗窃技术越来越多样，传统机械锁已经不能满足人们的防盗要求，特别是在一些高端财产的保护上，人们基本摒弃了传统的机械锁，改用智能化的锁具。以往人们使用的钥匙锁内部构成比较简单，智能锁保密性强，使用灵活性好，安全系数高，收到了广大用户的青睐。本设计从这一思路出发，结合电子设计，设计一款以STC89C52单片机为控制内核的指纹密码锁。本设计结合指纹模块，显示模块，输入模块等提供了矩阵键盘输入电子密码和指纹密码解锁两种方式，通过观测显示模块来进行解锁操作。此外，还可以更改电子密码和提供五种指纹识别，进行密码输入或者密码修改时，可以进行退格和重输的操作。