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實現智能電網的前提條件是實現通信技術的智能化，進一步實現各種不同信息相互之間的聯系，通過這樣的一個智能化通信系統可以建立一個高度的智能電網。也就是說集成度高、靈敏性好，雙向快速反應的通信系統是智能電網實現的基礎，缺少這樣的通信系統的支持，也就無從談起電網的智能化。因此要建設智能電網，我們首先就必須的建立這樣的通信系統。
1.2參數量測技術
在智能電網基本的組成部件中參數量測技術顯得尤為重要，智能電網中的各項數據信息可以通過先進的參數量測技術獲得，這些信息可以在智能電網的各方面使用。智能電網中使用的是智能固態表計，智能固態表計的好處與作用是可以使電力公司與用戶進行很好的雙向通信技術，提高包括功率因數、相位關系（WAMS）、電能質量、表計損壞、設備狀況和故障的定位、線路負荷、變壓器和關鍵元件停電確認、電能消費、預測和溫度等數據。
1.3高級的電力電子設備
目前的電能損耗比較嚴重，其中電力電子設備的使用是其中原因之一，落后的電力電子設備會損耗相當多的電能。而要提高電能的有效利用率的措施之一便是對電力電子設備的改善。高級、先進的電力電子設備可以為用戶提供高質量的電能，提高電能的利用率，能滿足各種不同的電力需求。高級、先進的電力電子設備設備技術，可以極大地提高輸配電系統的性能，提高功率密度和電力生產的效率。高級的電力電子設備有著重要的作用在發電和輸電以及配電、用電的過程中。
1.4先進的電力電子技術
有關研究顯示先進的電力電子技術的節能效果可達10%～40%，對電能的控制和變換不在采取傳統的方法，而是采取更先進的電力電子器件進行變換和控制。電力電子技術的不斷發展，為電能的控制和變換提供了硬件條件。目前對電力系統運行要求的不斷提高，導致電力電子技術大范圍的應用于電力系統發、輸、配、用等各個環節。當前電力電子市場上出現了SVC為基礎的柔流輸電技術；高壓變頻電氣傳動技術；新型超高壓輸電技術；智能開關同步開斷技術和靜止無功發生器、動態電壓恢復器的電力技術等。
二、智能電網的展望
二、優化當前智能電網信息和通信技術
1完善信息管理技術
在智能電網中，其智能電網信息技術管理之中，主要是包括針對電網信息的采集、分析，以及針對電網信息的顯示、管理，可以有效確保信息采集的高準確性。在管理中，可以通過分析智能電網信息客觀系統,提升智能電網管理者的分析決策，從而有效提升信息管理水平。同時，對于智能電網信息的顯示方面，也應該要具有個性化的服務,以便能夠及時滿足對于各種不同用戶的多樣化需求，確保管理安全性。
2確保智能電網的安全運行
應用無線局域網技術，提供身份驗證,將無線局域網技術和智能化的電網通信交融,確保電網通信安全，避免電網用戶遭受安全問題。智能電網中，在其通信方，應構建專業的網絡安全防護隊伍，使工作人員可以積極的監督管理網絡通信安全；并且，針對智能電網通信中，構建智能化的網絡防控體系，可以提早掃除智能電網的安全侵略，確保當前國家智能電網的運行安全。
3完善電網的標準體系
能夠在智能電網中，利用無線技術，確立統一標準體系，傳輸電網信息。規劃智能電網,首先，應該它根據智能電網信息的模塊功能以及特點，細分國家電網的信息操作以及電網構成特征，將所得信息數據均用于智能電網的通信模塊中，有效發揮電網智能化中的信息技術優勢。
0引言
當今時代是物聯網的時代，人們跟家居設備的互動將會越來越準確便捷，智能家居的一個巨大飛躍發展就是從有線網絡到無線通信。在智能家居中，無線通信技術的應用不僅在第一個環節改變了家庭應用的方式，在安裝過程中避免了開墻孔，很大的程度上簡化了產品設備的調度方式。智能家居系統的安全性和穩定性直接受到無線通信技術優劣的影響。就目前來說，在智能家居的無線通信技術運用中WiFi、Z-Wave、藍牙(Bluetooth)、ZigBee、無線射頻等五種技術比較常見。下面把這5種技術優缺點和用途進行介紹。
1理論概述
1.1無線通信技術無線通信(Wirelesscommunication)是指利用電磁波信號可以在任意空間中傳播并且進行信息交換的一種通信方式。GSM、Infrared(IR)、CDMA2000、Bluetooth、UMTS/3GPPw/HSDPA、RFID、ISM、ZigBee、WiMAXWi-Fi和UWB等是目前主流的無線通信技術。各種各樣的無線通信技術的適用頻段、調制方式、最大作用距離、數據率和應用領域。數據率越高,作用距離就越短是以上幾種無線通信技術的作用距離與數據率最明顯的關系。1.2智能家居智能家居(homeautomation,smarthome)是指以住宅為平臺，利用安全防范技術、網絡通信技術、綜合布線技術、音視頻技術、自動控制技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的家庭日程事務與住宅設施的管理系統，提升家居舒適性、藝術性、安全性、便利性，并實現環保智能、節能的居住環境。
2主流無線通信技術在智能家居中應用的優缺點
2.1WiFi技術
優點：WiFi技術已經被廣泛的應用在我們的日常生活中，它有著較高的傳輸速率，可以在射頻技術指導下實現個人電腦或者手機等終端設備無線方式的有效連接，實現數據信息的高效傳輸?；赪iFi技術的智能家居產品是很常見的，其優勢在于傳輸速率快，且產品成本低，在生活使用中最為流行。而且，對于用戶來說，最方便的智能家居組合就是基于WiFi技術，它可以直接購買設備聯網。WiFi是一種以太網無線擴展，成本較低；它有著更高的傳輸速度，可以達到54Mbps；傳輸速度很快，甚至可以達到11Mbps。缺點：無線穩定性弱、安全性非常低是WiFi技術最大的問題；其次，相對較高的功耗也是被廣為詬病的缺點；最后，就目前的技術來看，16個設備已經是WiFi網絡的實際規模的極限，組網能力不高，而實際智能家居系統中的設備遠遠多于16個，顯然生長空間受到了一定的限制。
2.2Z-wave技術
優點：最初的時候，應用于智能家居的無線控制就是Z-wave無線通信技術的技術設計初衷。與其他智能家庭無線通信技術相比，Z-wave無線通信技術傳輸的數據量較小，傳輸頻率低，保持在865.22-956MHz之間，所以無論是價格還是傳輸距離都有很大的優勢。由控制節點進行分配的獨立的網絡地址存在于任意一個Z-wave網絡中，通信距離范圍之內的所有節點都可以被控制。設備完成后進入網內，用戶可以使用全功能遙控器，在全觸摸屏控制下使用輔助開關狀態，對家中所有連接的智能家居進入網電控制。Z-wave無線通信技術可以利用遠程網絡對家庭中的電氣設備實現更有效的監控和管理。缺點：Z-wave無線網絡節點的無線節點不多，理論值為256，實際值可能只有150左右，樹網絡結構的同時，一旦被頂壞的分支，所有的底部的設備可能就無法與網關進行通信。此外，Z-wave無線通信技術無加密技術，安全性很低。
2.3藍牙技術
優點：藍牙通信技術作為一種典型的快速跳頻短包技術和分布式網絡結構，可以輕松實現一對多，點對點的通信連接，在一個2.4GH帶的環境中工作，常規建立數據傳輸率為1Mhps。現在在智能家居中藍牙技術的作用主要體現在兩個方面：一方面，通過藍牙技術監控用戶家中的各種情況，這一監測涉及兩部分，一是監測家庭環境，利用遠程對用戶家庭實現自動調節陽光，濕度和溫度等，建立舒適的生活環境。二是監測能源，在這種情況下，具體的能源是指用戶的水電，暖氣、煤氣等，監測家庭能源開關，消除安全隱患；另一方面，藍牙技術可以實現自動計費服務。藍牙無線通信技術對用戶家庭電表、水表和煤氣表等充電設備的流量進行精度監控，并計算出成本消耗。缺點：由于傳輸距離太短，所以組建龐大的家庭網絡對于藍牙技術來說并不適用，在智能家居的應用中有很明顯的限制。
2.4ZigBee技術
優點：ZigBee技術在智能家居無線通信技術中是最常見的，它的性質是一個短距離的雙向無線通信技術，具有高容量和低投資、低損耗等明顯的優點，并具有自恢復和自組織網絡的功能。由于獨特的技術設計，ZigBee技術擁有較高的安全性：使用了比銀行卡加密系統嚴格12倍的AES（高級）加密系統，；其次，采用蜂窩結構的ZigBee網絡，每個設備可以通過多個方向與網關通信，保證網絡的穩定性；每個裝置還具有無線信號中繼功能，可以中繼傳輸到無線通信信息到1000米遠的距離。此外，65300的網絡節點容量理論，可以滿足家庭網絡覆蓋的需求，甚至只需要一個主機就可以實現智能大廈、智能小區等的普遍覆蓋；最后，ZigBee具備雙向通信能力，不僅可以發送命令到設備，該設備還可以把正在進行的狀態和相關數據反饋回來。此外，ZigBee采用低功耗設計，可以使用全電池供電，理論上來說，電池的電量足夠使用2年以上。缺點：ZigBee技術研發和應用門檻較高，開發難度大，沒有技術實力的企業無法涉足，國外的智能家居系統都是在運用這個技術，目前國內只有海爾、小米、紫光物聯、深圳聰明屋等少數企業把此技術運用到了智能家居。
2.5無線射頻技術
優點：無線射頻技術是一種自動識別技術，基本系統主要包含衛星天線、電子標簽、閱讀器三大部分。電子標簽上有可以被唯一識別的電子編碼。閱讀器通過無線射頻的照射獲取電子標簽的電子編碼，并進行識別。衛星天線就是收發無線射頻的媒介，負責電子標簽與閱讀器之間的“交流”。無線射頻技術是一種近距離的無線通信技術，具有低成本、低數據速率、低功耗、低復雜度的特點。這種技術應用于智能家居的的優點是，利用點對點的射頻技術，實現對家電和燈光的控制，使一部分家居產品無需重新布線，設置安裝都很便捷，主要應用于實現對特定電器或燈光的控制，成本較低。缺點：無線射頻技術的遙控距離一旦超過一定范圍，無線信號就會因為同頻信號的干擾而變弱。在智能家居的應用中，無線射頻技術的極限距離是30米（室內），如果超過了這個距離，無線信號會減弱，同時易受同頻干擾，是無線射頻技術最明顯的缺點。另外，無線射頻技術裝置的家居系統功能比較弱，控制方式比較單一，受環境制約明顯，只適用于新裝修戶和已裝修戶。
3結語
在通信技術以及網絡技術飛速發展的今天，萬物互聯是必然趨勢，在未來，人與人、人與物、物與物都會無處不在的互聯，任何人、任何物、任何時間、任何地點永遠在線，隨時互動。物聯網時代的智能家居系統必須具備互聯互通，單純的遠程控制一下燈光和電器已經不能稱為實質意義上的智能家居了，那樣只能叫做遙控。智能產業不斷發展的今天，在智能家居中如何更有效地發揮無線通信的優勢是智能家居研究的重點。
參考文獻：
[1]蔣波.基于ARM與Zigbee技術的嵌入式智能家居系統設計[D].廣東工業大學,2014
[2]孫永堅.基于無線傳感器網絡的智能家居遠程監控系統研究與設計[D].吉林大學,2014
[3]徐振福.ZigBee技術在智能家居系統中的應用研究[D].中國科學院大學（工程管理與信息技術學院,2014
[4]楊長龍.基于藍牙技術的智能家居控制器的研究與設計[D].北京工業大學,2013
1智能電網概述
智能電網是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用。智能電網能夠實現數據讀取的實時、高速、雙向，并通過廣泛應用的分布式智能和寬帶通訊及自動控制系統的集成，保證市場交易的實時進行和電網上各成員之間的無縫連接及實時互動。
智能電網可以通過電子終端將用戶之間、用戶和電網公司之間形成網絡互動和即時連接，實現電力數據讀取的實時、高速、雙向的總體效果，實現電力、電訊、電視、智能家電控制和電池集成充電等的多用途開發，具體智能電網智能表現在：
①自愈。通過實時掌控電網運行狀態，及時發現、快速診斷和消除故障隱患;在盡量少的人工干預下，快速隔離故障、自我恢復，避免大面積停電的發生。
②安全可靠。很好地應對自然災害、外力破壞和計算機攻擊，保證人身、設備和電網的安全，自動恢復電網的運行。
③經濟高效。優化資源配置，提高設備傳輸容量和利用率;在不同區域間進行及時調度，平衡電力供應缺口;支持電力市場競爭的要求，實行動態的浮動電價制度，實現整個電力系統優化運行。
④兼容。能夠開放性地兼容各種類型設備，包括集中大電源、分布式發電以及可再生能源，滿足電力與自然環境、社會經濟和諧發展的要求。
⑤與用戶友好互動。實現與客戶的智能互動，以最佳的電能質量和供電可靠性滿足客戶需求。系統運行與批發、零售電力市場實現無縫銜接，同時通過市場交易更好地激勵電力市場主體參與電網安全管理，從而提升電力系統的安全運行水平。
2通信技術在智能電網中的應用
信息和通信技術是智能電網的核心，決定了智能電網的未來。如我國已在在配電、用電領域，開發了BPL技術，應用于自動抄表、配網管理、用戶雙向通信等方面，提高工作效率，減少人為差錯，加強用戶管理。此外，電網管理部門還可以根據回傳的用戶電能使用數據對全網電能進行合理調配，實現從電量采集及傳輸、統計查詢、線損分析、異常報警、報表生成等一系列遠程監控管理工作的全面自動化，進而達到智能控制的目的。
2.1通信技術在智能電網中的具體應用
建立高速、雙向、實時、集成的通信系統是實現智能電網的基礎，沒有通信系統，任何智能電網的特征都無法實現，因為智能電網的數據獲取、保護和控制都需要通信系統的支持，因此建立這樣的通信系統是邁向智能電網的第一步。高速、雙向、實時、集成的通信系統使智能電網成為一個動態的、實時信息和電力交換互動的大型的基礎設施。當通信系統建成后，它可以提高電網的供電可靠性和資產的利用率，繁榮電力市場，抵御電網受到的攻擊，從而提高電網價值。
在應用中，電力系統本質上是能量的傳遞過程，該過程由發電、輸電、配電及用電4個環節組成。調度數據專網等電力專用通信網絡已經覆蓋了發電、輸電、配電等環節，用戶側利用載波方式進行小數據量傳輸（如抄表）已得到廣泛使用。能量管理（EMS）、廣域向量測量（WAMS）、電能量計費（TMR）、水調自動化（AWT）、配電網管理系統（DMS）等信息系統為電力系統的正常運行提供了可靠的技術保障，如圖：1所示。
圖1：智能電網與通信系統的相互關系
智能電網的特征之一是與用戶良好的交互，自動抄表（AMR）或者自動測量（AMI）等智能表計及用戶側信息網關成為智能電網的重要領域之一。目前大多數AMR及AMI的解決方案中采用GPRS、RF等無線技術作為通信手段。從發電、輸電、配電的通信方式發展看，信息網絡傳輸的是保護、控制、測量數據等綜合信息，智能電網的電力通信網絡將發展綜合信息網絡。從信息利用角度看，智能電網的監控從傳統電網的基于局部信息向基于全局信息轉變，分散在各類信息系統的數據等將通過綜合數據平臺的方式進行集成，方便不同業務關注人員對各類數據進行應用，實現智能電網的高級分析應用功能。智能電網的信息及通信體系的架構如圖2所示.
圖2：智能電網信息及通信體系架構
2.2通信技術(網絡)在智能電網中應用方案要點分析
網絡具有可靠性高、控制靈活、易于維護、擴展方便等眾多適合智能電網控制的優點，可顯著簡化控制設備的連接方式，實現各種異構控制設備的網絡集成和信息共享。然而電力系統是分布式、實時系統，各種控制設備的信息差異很大，通過網絡傳輸控制信息將存在時延不確定、路徑不確定、數據包丟失、信息因果性喪失等問題?？蓮碾娏ο到y信息的傳輸特性，網絡對電網控制性能的影響、電網的通信系統體系結構的影響等方面入手，研究信息網絡在智能電網應用的關鍵問題。
如果高速雙向通信系統的建成，智能電網通過連續不斷地自我監測和校正，它還可以監測各種擾動，進行補償，重新分配潮流，避免事故的擴大。高速雙向通信系統使得各種不同的智能電子設備、智能表計、控制中心、電力電子控制器、保護系統以及用戶進行網絡化的通信，提高對電網的駕馭能力和優質服務的水平。
智能電網的集成通信系統架構由兩部分組成：①主網或高電壓等級電力通信，包括智能電網的調度控制中心、管理平臺和發電輸電網絡的通信系統。主要實現全自動化控制過程，強調高可靠、高帶寬及傳輸路由的相對可控，管理層面簡單，無人為干預，主要變電站形成多路由多方向互聯，保證N-M下的通信要求，用網絡的健壯性來滿足系統的高可靠性，這部分以下一代光網絡通信為基礎。②配網和用戶側通信，主要是高、中、低壓配電網，包括用戶電表和電器等通信系統。其通信形式多樣，有光纖通信、無線通信、電力線載波等。
有兩個方面的技術需要重點關注，其一就是開放的通信架構，它形成一個“即插即用”的環境，使電網元件之間能夠進行網絡化的通信；其二是統一的技術標準，它能使所有的傳感器、智能電子設備、以及應用系統之間實現無縫的通信，也就是信息在所有這些設備和系統之間能夠得到完全的理解，實現設備和設備之間、設備和系統之間、系統和系統之間的互操作功能。這就需要電力公司、設備制造企業以及標準制定機構進行通力的合作，才能實現通信系統的互聯互通。
從電力通信技術的發展角度看，在智能電網主網架方面，電力通信網絡將會延續大容量、高速率、分組化、智能化、寬帶化的通信發展趨勢，重點發展光纜通信，如光纖復合架空地線（OPGW）、Optical phase光纜（OPPC）、全介質自承式光纜（ADSS）等。建設下一代光網絡采用全IP扁平化集中控制的網絡結構，實現多點對多點的布局，形成高速寬帶、網狀網結構的多重傳輸網絡，從而提高控制中心的可靠性。以光傳送網絡為代表，傳輸網絡與數據網絡將進一步融合，增加網絡的業務適應性、優先級控制和承運成本控制，提高基礎傳送網的利用效率。數據網則呈現向IPv6的演進，同時將電信級以太網應用于基礎傳輸網絡。技術細節上，基于行為的網絡安全技術將業務流量的統計性質與用戶行為相結合，建造自適應、高效、高服務質量（QoS）的網絡系統。交換方面，軟交換是下一代交換網絡的控制功能實體，是下一代網絡呼叫與控制的核心，IMS作為全新的多媒體業務形式，將滿足現有的終端客戶更新穎、更多樣化的多媒體業務需求。
參考文獻
[1]?？?，薛峰，楊衛東. 中國智能電網基本特征及其技術進展評述[J]. 電力系統自動化， 2009，(17) .
[2]朱燕. 探究電網智能控制中心的架構[J]. 硅谷， 2009，(21) .
[3]陸慧. 智能電網中現代通信技術的介紹[J]. 廣東輸電與變電技術， 2010，(04) .
[4]張家柱，張振良. 智能電網通信系統中網絡架構的可靠性研究[J]. 電力信息化， 2010，(07) .
[5]李炎. 現代通信技術在智能電網中的應用前景[J]. 科技創新導報， 2009，(24)
[6]王若黎. 關鍵通信技術在智能電網中的應用[J]. 硅谷， 2010，(19)
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）02-00-03
0 引 言
智能家居是一種居住環境，其基礎是住宅，其目的是構建高效的住宅與家庭日程管理系統，其手段是利用網絡、布線、音頻、自控、安全等一系列技術將家居生活有關的設施集成。
作為一個新興產業，智能家居還未真正進入成長期，市場消費觀念還未形成，但隨著智能家居市場推廣普及的進一步落實，在消費者的觀念形成后，智能家居市場未來擁有無窮潛力，產業前途無量。正因為如此，越來越多的智能家居生產企業開始投入對行業市場的研究，特別是對企業成長環境和消費者需求變化的深入研究。隨著科學技術日新月異的發展，數據通信技術迅速向智能家居滲透。居住環境信息獲取和傳輸技術需要運用適宜的現代通訊手段來實現。按通信技術傳輸介質的不同可分為有線和無線兩種方式。有線通信方式具有系統可靠性高、抗干擾能力強等優點。但傳感器與執行機構數量多且分散，導致布線復雜、維護困難。無線通信以組網靈活、無需布線等優點在智能家居中逐漸興起。智能家居中常見的有線方式有電力載波和以太網等，無線方式則包括ZigBee、WiFi、GSM/GPRS、無線射頻技術等，本文對這些通信技術在智能家居領域中的應用進行了綜述。
1 有線通信方式
有線通信方式具有穩定、安全和高速等優點，但存在設備移動性差和布線繁瑣、布線成本高等不足。常用的有線通信方式有電力載波和以太網等。
1.1 電力載波通信
電力線載波（Power Line Carrier，PLC）是電力系統特有的通信方式，電力線載波通訊是指利用現有電力線，通過載波方式將模擬或數字信號進行高速傳輸的技術。其最大特點是不需要重新架設網絡，只要有電線就能進行數據傳遞。
馬樂等（2013）[1]設計了基于物聯網體系的智能家居系統，以Internet和GSM為遠程控制基礎，以RF無線射頻技術為近程控制手段，以PLC為通訊總線，解決家庭內部點對點高速多媒體數據傳輸的問題。羅玉平等（2014）[2]設計了基于電力線載波通信的智能家居控制系統，系統以STM32主控制器為核心，內嵌Web服務器，結合GPRS網絡、電力載波通信技術以及傳感器技術可實現遠程智能控制。宣航（2015）[3]開發了基于物聯網的智能家居監控系統，該系統基于電力線載波通信技術，以TOP6410開發板為核心，以OFDM調制技術為基礎建了智能家居系統的硬件體系結構和軟件平臺。
1.2 以太網
以太網（Ethernet）首次由羅伯特?梅特卡夫和施樂公司帕洛阿爾托研究中心的同事研制，如今已成為最流行的通信協議標準。以太網可以分為標準以太網、快速以太網、千兆以太網以及萬兆以太網。
南春輝等（2013）[4]設計了基于Web技術的嵌入式智能家居系統，通過構建Web服務器對家居設備的工作狀態進行記錄和控制，內部家居通過以太網相連，以Socket協議與服務器通信。陳瑋等（2015）[5]設計了基于Andriod平臺的智能家居系統，將云計算中心與路由器用以太網連接，使用內外網通信方式，當家庭寬帶不可用時仍能通過內網實現對家居設備的控制。侯維巖等（2015）[6]設計并實現了智能家居網關及其Web控制軟件，提出了一種能夠同時兼容ZigBee、Bluetooth和以太網，并能方便操作的B/S智能家居控制系統。
1.3 RS-485總線
RS-485是串行數據接口標準，1983年在RS-422基礎上制定了RS-485標準，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發送器連接到同一條總線上，同時增加了發送器的驅動能力和沖突保護特性，擴展了總線共模范圍，后命名為TIA/EIA-485-A標準。
陶莉等（2007）[7]設計了基于RS-485總線的智能家居系統，采用RS-485總線的主從網絡實現了以PC機為家庭網關的基于RS-485總線的智能家居系統。徐鋒等（2009）[8]設計了智能家居遠程控制系統，以ARMLPC2364為核心，由MAX3088構成RS-485接口，不僅可以節省開支，其省電節耗效果也十分明顯。劉Z（2010）[9]設計了基于PXA270-Linux的智能家居系統，通過運用RS-485總線接入各種傳感器模塊的思想，實現了家居安全報警、家用電器及照明系統遠程控制。張小貝等（2012）[10]設計了基于嵌入式控制和RS-485的智能家居系統，具有良好的應用性。張玲（2014）[11]設計了基于STM32的智能家居系統，各智能產品通過RS-485總線方式和控制器通訊，具有控制方式多樣靈活、模塊功能可擴展性強、設備操作簡單易行等優點。
RS-485接口具有良好的抗干擾性，按其接口組成的半雙工網絡一般只需兩根連線，長的傳輸距離和多站能力等使其成為首選的串行接口，但RS-485總線的主從和半雙工工作方式難以實現各節點之間的數據交換，且存在效率低、實時性差等問題。
2 無線通信方式
與有線通信方式相比，無線通信網絡是一種以數據為中心的自組織無線網絡，具有可快速臨時組網、拓撲結構可動態變化、抗毀性強、無需架設網絡基礎設施等優點。常用的無線通信方式有ZigBee、WiFi、GSM/GPRS、無線射頻技術等。
2.1 ZigBee技術
ZigBee類似于藍牙，是一種新生的短距離通信技術。與藍牙高昂的價格，組網復雜等特點不同，ZigBee成本低、功耗低，且組網方便，因此許多廠商都對其感興趣。ZigBee遵循IEEE 802.15.4標準，工作在204 GHz的頻段上。
運用這種技術將智能家居中的各種電子設備組成一個無線傳感網絡，從而快捷方便地對居住環境參數進行自動監測，意義重大。辛海亮等（2013）[12]設計了一種基于ZigBee的物聯網智能家居控制系統的總體方案，以Linux系統為核心，以ZigBee無線通信技術進行信號傳輸并以GPRS通信技術進行系統遠程監控。高鵬等（2014）[13]設計了基于ARM和ZigBee的智能家居監控網絡，在家庭內部通過基于德州儀器CC2530無線收發芯片的ZigBee無線網絡將家用電器與其他監控設備連接在一起組成無線家庭網絡。龐泳等（2014）[14]設計了基于ZigBee的智能家居改進系統，通過改進的MAC協議與ZigBee數據幀結合，對網內不同數據類型采取針對性處理措施，使系統具有較低的功耗和較高的安全性。季建華（2015）[15]設計并實現了基于物聯網的智能家居遠程監控系統，同時又以JN5139芯片為核心設計了各ZigBee終端節點，采用星型網絡實現ZigBee無線組網。Chatura等（2016）[16]基于ZigBee設計了低復雜度展頻智能家居網絡體系，提升了共存能力，增強了多徑衰落影響下的魯棒性。Raafat等（2016）[17]基于ZigBee面向殘疾人設計了可配置的智能家居控制系統，結果表明，該系統可為殘疾人提供更好、更便捷的生活方式。孫正鳳等（2016）[18]設計了基于改進ZigBee路由算法的智能家居控制系統，仿真表明，當節點數越多，改進的算法可減少30%的能耗，并且隨時間的增長，死亡節點數將降低10%，有效均衡了網絡負載。
應用ZigBee技術可通過無線傳輸方式實現每個節點家居環境控制器與管控計算機的組網及靈活的網絡數據傳輸，提高了智能家居系統的靈活性和可靠性，并大幅降低了成本。
2.2 無線WiFi技術
WiFi （Wireless Fidelity）網絡符合IEEE/802.11b協議，由AP（Access Point）和無線網卡組成，組網方式較為簡單，具有無線接入、高速傳輸以及傳輸距離遠等優點。
董思喬等（2015）[19]設計了基于WiFi構建的智能家居控制系統，采用PC機和智能手機作為基本硬件平臺，輔以WiFi插座和WiFi智能傳感器來實現智能家居控制系統。應聞達等（2015）[20]提出了家庭網絡中智能家居設備無限快速連接技術，經測試，無線連接所需時間為10～20 s，連接成功率幾乎為100%，明顯優于基于多播或廣播的WiFi一鍵配置技術。喬季軍等（2015）[21]設計了融合ZigBee和WiFi無線技術的智能家居系統，研究了采集數據的程序開發、單片機系統的底層編程和數據傳輸校驗等軟件程序。Wang等（2016）[22]設計并實現了基于iOS的智能家居聲控系y，手機通過路由器的WiFi信號向終端發送指令。賈陽靜等（2016）[23]設計了基于Android和WiFi通信的智能家居系統，采用具有Android操作系統的智能手機或平板電腦作為家居控制終端，通過無線路由器搭建智能家居系統平臺。
智能家居充分利用現有普及的WiFi網絡資源，極大地擴展了信號的覆蓋面積，組網成本大大下降，加之其固有的傳輸速度快的優點，在消費者中具有較大普及潛力。
2.3 GPRS/GSM通信技術
GPRS（通用分組無線服務）是一種收費的數據承載業務，屬于第二代移動通信中的數據傳輸技術，其傳輸距離遠、穩定性較好、傳輸速度快，一般用于遠距離實時通信。
Zhang等（2013）[24]設計了由SMS控制的智能家居系統，通過手機短信發送一系列指令，實現遠程監控家居系統。劉練等（2014）[25]設計并實現了基于App的智能家居環境監測系統，傳感器將污染氣體及PM2.5濃度信息通過GPRS傳送到后臺服務器。武一等（2014）[26]設計了基于GSM和ZigBee技術的智能家居系統，通過GSM網絡實現用戶手機對智能家居的遠程監控。實驗表明，該系統具有功耗低、可靠性高、易擴展、使用方便等優點。曹夢龍等（2014）[27]設計并實現了基于Internet和GSM的智能家居網關，系統重要的報警信息可以通過手機模組以短信的形式及時發送至用戶的手機上。R.Gnanavel等（2016）[28]針對老年人設計了無線傳感網絡智能家居系統，其中，GSM用于緊急情況下向就近醫院發送短信。
GPRS/GSM通信方式適合遠距離且不具備有線網絡情況下的數據傳輸，采用包交換的優點是在有效數據需要傳送時才會占用頻寬，還可以以傳輸的數據量計價，對用戶而言，這是比較合理的計費方式。
2.4 RF無線射頻技術
無線射頻是20世紀90年代興起的一種非接觸式自動識別技術，其識別系統主要由電子標簽、讀卡器、上位機組成，通過射頻信號識別標簽并獲取信息。
劉杰等（2012）[29]實現了利用433 MHz射頻通信技術的智能家居系統，測試結果表明，使用433 MHz射頻技術可以很好地解決傳輸能力和頻帶資源分配問題。曾艷等（2014）[30]設計并實現了智能家居RF通信模塊的問題，測試表明，該無線通信模塊能夠滿足低成本、低功耗和遠距離無線傳輸的要求。曾明如等（2015）[31]設計了基于ARM和nRF905組網的智能家居系統，系統對射頻數據傳輸協議進行了設計，給出了室內多個微控制器的組網方案，萬能遙控器通過射頻信號實現對家電的近距離控制。曾明如等（2015）[32]設計了基于ARM和RF無線技術的智能家居系統，控制信息以射頻信號的形式發送到無線通訊節點或智能插座，試驗結果表明，各家電能夠響應相應的控制要求。葛陽等（2015）[33]設計并實現了智能家居433 MHz射頻通信協議棧，并詳細討論了協議棧的工作原理。
3 常用通信技術比較
上述7種作為智能家居系統常用的通信方式各有特點，在不同的應用場景可以發揮各自優勢，揚長避短，也可以將這7種通信方式進行組合，實現高效、遠程傳輸的目的。常見的是將適合近距離的通信方式和適合遠距離傳輸的GPRS/GSM相結合。
有線通信具有高可靠性、速度快、穩定性高等優點。但布線繁瑣、成本較高。無線通信方式具有設備移動性好，不需或只需少量布線的優點，但存在易受環境影響和延遲較大的不足。
從發展角度看，無線通信將是智能家居系統重要的研究方向。各種通信方式的性能比較見表1所列。
4 結 語
本文介紹了幾種智能家居系統信息傳輸方式，包括有線及無線傳輸方式，比較了他們的優缺點，并提出了未來發展的趨勢。信息傳輸是智能家居系統不可缺少的組成部分，合理選擇信息傳輸方式對整個智能家居系統起著重要作用。隨著網絡技術和通信技術的發展，各種技術相互結合，發揮各自優勢。結合后的數據傳輸技術可實現優勢互補，既能充分發揮各種技術的突出優勢，又能最大程度發揮整體效應。無線網絡是未來的發展重點。
⒖嘉南
[1]馬樂，燕煒，姜思羽，等.基于物聯網體系結構的智能家居系統設計[J].北京師范大學學報（自然科學版），2013，49（5）：458-461.
[2]李玉平，羅友，秦會斌，等.基于電力線載波通信的智能家居控制系統設計[J].電子器件，2014，37（3）：487-492.
[3]宣航.基于物聯網的智能家居監控系統的開發[J].電源技術，2015，39（4）：836-837.
[4]南春輝，李博，武穎.基于Web技術的嵌入式智能家居系統設計[J].電視技術，2013，37（3）：86-92.
[5]李琪，秦會斌，楊永舒，等.基于Android平臺的智能家居系統設計[J].電子設計工程，2014，22（24）：52-54.
[6]侯維巖，魏耀徽，龐中強.智能家居網關及其Web控制軟件的設計與實現[J].自動化儀表，2015，36（5）：64-67.
[7]陶莉，黃佩偉，溫細金.基于RS-485總線的智能家居系統[J].自動化儀表，2007，28（11）：49-51.
[8]徐鋒，劉欣，方加寶.智能家居遠程控制系統設計[J].電氣與能效管理技術，2009（4）：21-24.
[9]劉Z.基于PXA270-Linux的智能家居系統研究[J].現代電子技術，2010，33（13）：207-208.
[10]張小貝，周鳳星.基于嵌入式控制器和RS485的智能家居系統[J].電子測量技術，2012，35（8）：62-65.
[11]張玲.一種基于STM32的智能家居系統設計[J].電子技術，2014（11）：51-54.
[12]辛海亮，鐘佩思，朱紹琦，等.基于ZigBee的物聯網智能家居控制系統[J].電子技術應用，2013，39（12）：79-81.
[13]高鵬，鄭超，任岐鳴，等.ARM和ZigBee的智能家居監控網絡設計[J].計算機測量與控制，2014，22（10）：3206-3209.
[14]龐泳，李光明.基于ZigBee的智能家居系統改進研究[J].計算機工程與設計，2014，35（5）：1547-1550.
[15]季建華.基于物聯網的智能家居遠程監控系統設計與實現[J].計算機應用與軟件，2015，32（11）：143-146.
[16] Chatura S，Henry L.A Low Complex Spectrum Scheme for ZigBee based Smart Home Network[C].13th IEEE CCNC.，2016：984-987.
[17] Raafat A，A.R.A，Nourthan K，Diala A.Configurable ZigBee-based Control System for People with Multiple Disabilities in Smart Homes[Z].2016，IEEE.
[18]孫正鳳，井娥林，竇如鳳.基于改進ZigBee路由算法的智能家居控制系統[J].電子器件，2016，39（1）：199-204.
[19]董思喬，趙榮建，孫通.基于WiFi構建的智能家居控制系統的設計[J].電視技術，2015，39（4）：89-91.
[20]應聞達，徐龍杰，郭濤，等.家庭網絡中智能家居設備無線快速連接技術[J].電信科學，2015，31（11）：119-124.
[21]喬季軍，王德宇，李玉琳，等.融合ZigBee與WiFi無線技術智能家居系統的設計[J].自動化儀表，2015，36（12）：48-51.
[22] Wang Y L，Dong P.The design and implementation of the voice control system of smart home based on iOS[C].Proceedings of 2016 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation：133-138.
[23]賈陽靜，鄒念育，雷冬鳴，等.基于Android和WIFI通信的智能家居系統設計[J].大連工業大學學報，2016，35（1）：67-71.
[24] Zhang J B，Bao K Y，Liu X，et al.The Intelligent Home System Controlled by SMS[Z].2013 ICACSEI：268-271.
[25]劉練，周鳳星.基于APP的智能家居環境監測系統的設計與實現[J].計算機測量與控制，2014，22（7）：2018-2023.
[26]武一，包春蘭.基于GSM和ZigBee技術的智能家居系統設計[J].河北工業大學學報，2014，43（1）：15-18.
[27]曹夢龍，鄒云東.基于Internet和GSM的智能家居網關設計與實現[J].電視技術，2014，38（3）：73-75.
[28] R.Gnanavel，P.Anjana，K.S.Nappinnai，N.Pavithra Sahari.Smart Home System Using A Wireless Sensor Network For Elderly Care[Z].2016 2nd ICONSTEM：51-55.
[29]劉杰，章韻，陳建新.利用433MHz射頻通信技術實現智能家居系統[J].計算機應用，2012，32（S2）：68-72.
[30]曾艷，程文彬，戴躍洪.智能家居RF通信模塊的設計與實現[J].電信科學，2014，30（7）：95-99.
在高速公路來往行駛的車輛中，要想保證車輛可以更加安全的行駛，就需要對行車秩序加以嚴格的規范，進行高效的監控是十分必要的，這種監控系統的應用可以讓人們養成遵章守法的好習慣，保持道路的暢通性，另外，在有些地區中，經常會發生各種氣象災害，加強監控系統的應用，能夠對高速公路的車輛行駛情況做到時刻的監控，從而進行宏觀調控。本文的最終目的就是為了能夠讓車輛在高速公路上得到正常的行駛，避免事故的發生，希望在本文的論述下，人們能夠對智能監控通信技術在現實生活中的應用更加了解。
1 高速公路智能監控通信技術的概念
首先這種技術主要是由兩部分組成的，一部分是中心站，一部分是分站，一般中心站都設置在高速公路的管理中心中，集中接收各方發來的信息，分站的主要工作任務則是要在各個站點接收信息，一個分站一般都要配有一個報警電話以及數據通路，還有監控端口，當高速公路上發生事故時，就可以在第一時間向分站撥打電話進行求救，并且將信息直接上傳到中心站中，這樣事故就能得到激素的處理，此外，中心站能夠利用視頻監控的功能隨時掌握現場分站的工作情況。
監控通信技術主要是遠距離通信，所以是利用光纖進行傳輸的，在供電電源方面主要采用的是太陽能蓄電池，為了保證太陽能蓄電池的蓄電能力，在不必要的時候可以請求將電源切斷，讓系統處在一種睡眠的狀態中，將耗電量降到最低。監控通信系統主要采用的工作狀態是分時工作，四路分站同時進行通話的設置可以達到系統所設定的要求，并且在系統容量方面也得到了極大的降低。在建設規模方面，主要是通過系統容量進行設定的，為了讓傳輸距離變得更遠，可以采用光器件提高傳輸距離。
2 高速公路智能監控中的視頻監視系統技術
在高速公路中進行視頻監控是一種十分有效的手段，這種手段還具有直觀性的特點，在當前的社會生活中已經得到了普遍的應用。在高速公路的重要路段上，一般都會安裝這樣的監控系統，進行24h的監控，并且以錄像的形式傳輸給監控室，一些重要的圖像或者事件也能通過人工的手段進行控制與抓拍，以便在后續的圖像管理中得到更加便利的查找。
在高速公路上，監視系統采用的是分布式的構成方式，下面還有許多子系統，以收費站為例，會將收費站來往的車輛隨時的進行監控，一旦發現有車輛出現違章或者經過特殊處理的車輛，就會抓拍下來，除了收費站以外，在立交橋與隧道等位置上也安裝了視頻監控的功能，為了實現更加動態的圖像監控提供了極大的便利。
對于超車道的黃牌車自動檢測過程中，主要采用了食品檢測的方式，另外在行車道上采用的檢測方式為雷達檢測，還有一些車輛非法占用了應急車道，也能通過視頻檢測的方式采集到相關的信息。使用高清的攝像機將全景錄下來存儲在設備中，再由管理中心集中對管理軟件進行管理，實現了將全景錄像與抓拍圖片的相互聯系。
3 智能全監控通信的關鍵技術
3.1 高速公路智能監控
在智能交通監控系統中，一般情況下都會應用閃光燈，這種閃光燈并不具備較大的額定功率，但是相應的卻就具有瞬間放電的功能，并且功率還會非常大，在對這一系統進行設計的過程中，就必須要要保證瞬間功率高出系統的瞬間功率，這樣閃光燈才能正常的在系統中進行工作。
3.2 視頻系統數據傳輸、控制、存儲設備相結合
在高速公路實施智能監控的過程中，大多數的監控都呈現出分散的狀態，并且監控的數量也很多，所以如何進行有效的視頻存儲是一個重點，在智能監控系統中占有重要的地位。在高速公路上的收費站視頻與服務區中的視頻都應該處在控制室以及相應的服務區范圍內，采用視頻編碼器的方式對視頻進行編碼，同時對當地的實際情況進行監控，將信號傳輸到控制中心中。在高速公路收費站上獲取的視頻要存儲在本地設備中。
4 高速公路智能監控通信技術的主要系統
4.1 數據收集系統
在高速公路的智能監控中，數據是整個交通管理中的基本元素，也是各個系統的紐帶。這種系統主要是根據系統參數來確定信息采集的周期，通過并行監視的模式來讀取分中心的車輛檢測器、收費站、緊急電話、限速標志設備的實時數據，它為整個交通系統提供了便利，可以為道路電視監控、調度指揮、車流量檢測提供通信服務。
4.2 視頻監視系統
這種系統會利用當今較為先進的視頻技術，將收費亭、收費車道、廣場的道路訊息進行收集，在將收集到的這些數字處理之后，通過信息傳輸系統將其傳送到管理中心，對高速公路上的各種情況進行實時觀察，可以幫助管理人員做出相應的管理措施。
高速公路的視頻監控系統分為兩部分，分別是收費監控和道路監控。其中收費系統主要是對收費亭和收費廣場的收費情況，對收費車輛的車型和收費人員的操作流程進行監控。道路監控主要針對高速公路上的高架橋、互通立交等重要露點實行監控，掌握高速公路的交通狀況，及時發現交通阻塞路段、違章車輛，對其給予及時引導，最大限度地保證了高速公路安全暢通。
4.3 交通監控系統
交通監控系統主要是收集路段上的外場設備數據、事件數據和高速公路的交通信息等，把收集回來的信息通過TGIS在地圖上顯示，對信息、高速公路養護和管制等疊加在路線網絡中，并且對此進行事故處理、協調和誘導等。為了使這種功能充分發揮，增強調度的自動化程度，還在系統中增添了事件處理功能，這種功能可以將交通事故、天氣狀況記錄下來。
其實，交通監控系統的主要目的就是對交通進行一個誘導。交通誘導好比是一個訊息發送的端口，它通過設置固定的指示牌、可變情報板、信息等設備，發送出及時有效的信息，為車主提供最有效的交通訊息，讓車輛在道路上可以舒適、暢通地行使。
在高速公路交通誘導方案里，又分為自動和半自動誘導兩種。假如是自動誘導，就會根據情況自動在交通擁堵的地方誘導信息。假如是半自動誘導，系統就要啟動中心的聯動系統，經過工作人員分析后，確定好誘導方案，通過外場提示給監控中心的值班員，對交通進行誘導。
結束語
綜上所述，我國高速公路智能全監控是推動高速公路管理自動化和智能化發展的重要措施。高速公路的交通具有運輸流量大、長途車輛多、危險品車輛比例高的特點，所以，這些都對道路通行能力和服務具有極大考驗。系統在高速公路監控中的實際運用，對高速公路管理技術手段、降低成本和提升服務水平都有著重要意義。
參考文獻
1 近場通信(NFC)技術
近場通信(Near FieldCommunication，NFC)，是由非接觸式射頻識別(RFID)及互連互通技術整合演變而來，通過在單一芯片上集成感應式讀卡器，感應式卡片和點對點通信的功能，利用移動終端實現移動支付、電子票務、門禁、移動身份識別、防偽等應用。
NFC采用13.56MHz作為近距離通信頻率標準，兼容ISO 14443，ISO 15693、Felica等射頻標準。其典型操作距離只有幾厘米，運行距離范圍在20cm內，數據傳輸速度可以選擇106Kb/s、H212Kb/s或者424Kb/s，將來可提高至1Mb左右。NFC信息傳遞是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應耦合方式實現的。
2 電信智能卡
智能卡的名稱來源于英文名詞“Smart Card”，是IC卡(集成電路卡)的一種，智能卡包括中央處理器CPU、可編程只讀存儲器EEPROM、隨機存儲器RAM和固化在只讀存儲器ROM中的卡內操作系統COS(Chip OpcratingSystem)?？ㄖ袛祿譃橥獠孔x取和內部處理部分，能夠確?？ㄖ袛祿踩煽?。
根據應用的行業來劃分，智能卡又可以劃分為：電信智能卡，金融智能卡、身份證智能卡、門禁智能卡等。目前我國電信行業總發卡量已超過20多億張，占我同IC卡發行總量的75％左右。2006年中國聯通電信智能卡發行量超過了1.27億張，中同移動發行量約4億張。
電信智能卡最初的定位僅僅是承擔手機登錄網絡時的鑒權認證，通常稱為SIM卡或UIM卡。隨著移動通信技術和增值業務技術的發展，電信智能卡已經發展成為了運營商快速開展增值業務的強大平臺。
近場通信技術及應用
1 近場通信技術研究進展
從目前情況看，近場通信相關的主要技術方案包括以下幾種。
雙界面卡
雙界面卡是基于卡片的解決方案，由一個微處理器芯片和一個與微處理器相連的天線線圈組成，集接觸式與非接觸式接口為一體，兩種接口共享同一個微處理器、操作系統和EEPROM。非接觸界面由讀寫器產生的電磁場提供能量，通過射頻方式實現能量供應和數據傳輸。接觸界面完全兼容接觸式卡片應用系統和讀寫機具，
通過雙界面卡方案實現的移動增值服務，只限于卡模擬方式，例如電子錢包卡、電子票、門禁卡等應用。目前實現方式包括定制手機、低成本天線組件兩種方案。
NFC
NFC是基于手機終端的技術解決方案，將NFC控制芯片、非接觸式應用芯片(SmartMx)、射頻天線集成到手機上。
NFC方案可以實現卡模擬、閱讀器模擬、點對點通信三種應用模式，例如支付類應用、票務應用、防偽、廣告、數據同步等，
eNFC
eNFC是手機和智能卡相融合的實現方式，將非接觸式IC卡應用放在(U)SIM卡中，NFC芯片通過單線通信協議與(U)SIM卡通信，更加符合機卡分離的技術特點。原有的移動通信應用與非接觸式IC卡等增值應用由統。的單芯片管理，使得移動運營商可更加安全、簡便、有力的對(U)SIM卡以及其中的增值應用進行發行、管理和控制，因此受到多數運營商的青睞。
2 技術標準化
NFC由Philips、Sony兩家公司提出后，在2003年12月8日通過ISO/IEC(International Organization forStandardization/InternationalElectrotechnical Commission)機構的審核而成為國際標準，井在2004年]月18日由ECMA(European ComputerManufacturers Association)認定為歐洲標準。目前已通過的標準編列有ISO/IEC 18092(NFCIP-1)、ECMA-340、ECMA-352、ECMA-356、ECMA-362、ISO/IEC 21481(NFCIP-2)。
為了推動NFC技術的發展和普及，飛利浦、索尼和諾基亞創建了一個非營利性的行業協會――NFC論壇，旨在促進NFC技術的實施和標準化，確保設備和服務之間協同合作。日前，NFC論壇在全球擁有超過100多個成員，其中包括我國的復旦微電子和清華同方微電子。
2006年8月，NFC論壇正式對外四份關于NFC的技術文件，使NFC有了更清晰具體的實現方向，同時也使NFC技術與手機的結合取得重要進展。這些文件包括數據交格式(NFC DataExchange Format，NDEF)、記錄類型定義(NFC Record Type Definition，RTD)，以及與RTD相關的文件與網絡資源的基本技術規格(NFC Text RTDTechnical Specification、NFC URIRTD Technical Specification)。
目前仍有NFC的一些標準沒有被確定，自2006年 11月USB組織對SIM卡和手機基帶間的高速接口進行投票以來，手機中SIM卡與NFC芯片連接的接口標準已經拖延了相當長的時間。國際標準化組織在專注于NFC接口方面的工作，目前仍在進行中。
3 應用模式及國內外案例
近場通信業務支持卡模擬、閱讀器模擬，點對點通信三種應用模式。
卡模擬：銀行卡，積分卡、各類儲值卡、身份識別、門禁、行業卡等應用；
閱讀器模式：進行讀取標簽廣告、防偽等應用；
點對點通信模式：提供兩個NFC設備之間數據傳輸、游戲等服務。
近幾年時間里，國內外進行了很多有關NFC技術應用的試驗，為技術改進和應用推廣奠定了很好的基礎，其中包括：
日本NTT DoCoMo公司自2004年7月推出基于非接觸式IC卡式手機錢包業務，希望用手機錢包逐步替代人們在錢包中放置的所有物品。
韓國SK Telecom公司推出的基于非接觸IC卡技術的MONETA業務，利用手機與銀行信用卡結合，使用戶使用手機進行現場支付業務。
諾基亞推出了新款6131近場通信手機，并進行了關于電子錢包，公交應用、數據業務下載等應用的試驗，美國銀行試點利用手機提供萬事達卡
PayPass應用，法國巴黎公交與地鐵系統采用近場通信技術，實現了手機購買車票與扣費乘車，并推出了商用版本的SAGEM非接觸手機終端和相應的SIM卡；從歐洲到北美近場通信應用已經從試點工作逐步走向試商用。
2006年6月諾基亞、廈門移動、廈門易通卡公司、菲利浦公司共同在廈門啟動中國首個近距離通信手機支付現場試驗。使用Nokia3220手機實現廈門易通卡覆蓋的公交汽車、輪渡、餐廳、電影院、便利店等營業網點的手機支付。
2007年3月13日正式在上海推出了移動認證業務，這個業務由諾基亞公司和上海質監、上海消防聯合實施。執法人員只需持定制防偽應用的近場通信手機，即可隨時隨地讀取煙花爆竹所貼電子標簽的全球唯一識別碼，并實時上傳至防偽服務器與數據庫校驗。
`2007年5月17日由重慶移動、重慶市商業銀行、結行商務有限公司聯合發行的長江掌中行卡正式投入商用，它有標準的非接觸IC卡和手機粘貼卡兩種體現形式，可廣泛應用于傳統零售業，網絡數字產品消費、公用事業代收費業務、智能化管理領域等。
湖北電信目前與武漢天喻合作開發基于小靈通的非接觸式IC卡應用，采用應用預置在卡片中的方式，目前已經預置的應用有公交卡、校園卡等。
基于電信智能卡的近場通信技術探索
1 技術方案特點
該方案以SIM卡為核心，應用放在單芯片的SIM卡中，確保了業務完全是由運營商控制并進行有效管理。業務邏輯層與射頻RF層分離，業務邏輯由SIM卡管理，而射頻由內置于手機的NFC芯片進行管理，采用此方案，可以很容易地將目前已經在Java卡上實現的其他應用，例如銀行及公交應用部署在S1M卡上，使SIM卡成為一卡多用的多功能卡。方案特點如下：
以運營商為核心：在這個技術方案中，所有的非接觸式應用都存儲在運營商發行的SIM卡上，因此運營商可以有效地規劃和管理非接觸式業務，發揮核心的作用。
多協議支持：手機可以支持卡片模擬及讀卡器模式，兼容ISO 1443type A、type B、type B calypso、Felica以及RFID-ISO 15693。
匱電工作模式：即使在手機關機或者電池用盡的情況下，SIM卡中的非接觸應用仍然可以正常工作。對于公共交通及小額支付，這是一個非常必要的功能。
多應用支持：SIM卡支持GlobalPlatform(GP)技術架構。這種架構保證了在SIM卡中可以按照一套完整的安全標準創建多個獨立的安全域，以存儲多種完全不同的應用，例如移動通信、公共交通，電子錢包，票務應用，門禁等。
業務的可移植性及延續性：由于應用信息是存儲在SIM卡中，因此在用戶更換手機之后，所有的應用都可以繼續。
安全性：SIM卡本身的安全機制為存儲在卡中的交易提供了一個安全的運行環境，同時，基于GP架構的Java卡更實現了不同應用之間的隔離，有效防止未授權的惡意攻擊行為。
開放的解決方案：相關的技術規范均已開放并提交至ETSI。
2 相關技術環節
eNFC芯片組
該芯片組要求支持標準的ISO15693，ISO 14443-A/B、ISO 18092協議，支持讀卡器、卡片模擬以及點對點數據傳輸三種工作模式，支持匱電工作模式。目前已有Inside公司可提供商用產品，NXP公司也將于2007年底提供此類芯片組。
SIM卡
為保證SIM卡上交易應用的安全性以及交易應用的空中下載，按照Global Platform要求實現SIM卡的應用管理架構。為保證應用提供商及可信任的第三方能夠獨立開發交易應用，SIM卡應同時支持Java卡標準，以保證卡片及應用的互操作性。同時支持單線通信協議實現與eNFC芯片之間的通信，也必須兼容ISO 7816接口保證SIM卡原有移動通信業務的正常使用，并支持多線程操作模式，目前雅斯拓等多家卡商均可提供此類卡片。
手機終端
手機終端硬件上，需集成eNFC芯片及天線，將eNFC芯片與SIM卡的第六管腳相連，以保證eNFC芯片與SIM卡的通信。在軟件方面，實現BIP協議以支持SIM卡通過TCP/IP通道與遠端服務器進行通信。SAGEM此類手機終端已經在巴黎地鐵的試點項目應用。
3 重要技術問題研究
(1)NFC控制芯片與SIM卡通信協議
考慮到與國際規范兼容問題，NFC控制芯片與SIM卡通信協議將采用單線協議。手機上的非接觸模塊被劃分為如下兩個部分。
eNFC芯片組：eNFC芯片組與天線一起被設計在手機中，起到一個調制解調器的作用。它主要用來處理射頻RF協議本身，將射頻信號轉換為幀信號從SIM卡上的C6管腳傳送到SIM卡中，或者將從SIM卡同一管腳接收到的幀信號轉為射頻信號。
SIM卡：SIM卡主要用于存儲Java應用并處理非接觸交易，卡片須支持單線協議并能夠與eNFC芯片進行通信。
單線協議本身是一個全雙工的通信協議，使用電壓和電流調制在SIM卡片及eNFC芯片組之間傳輸數據。
(2)應用安全機制
整個系統及業務流程遵循GP標準，以滿足應用各方對安全性的要求。根據GP標準，卡片內存被分隔為若干獨立的安全域，分為如下兩種類型。
卡片發行者安全域：負責卡片管理功能，控制其他安全域的生命周期，山卡片發行者(通常是運營商)掌控，
應用提供方安全域：應用提供方可以在自己控制的安全域內下載及安裝新的應用。
另外，相關各技術環節對應用安全也有保障。
SIM/UIM卡：按照GP標準實現卡片的應用管理構架，保證卡片上交易的安全性以及應用能夠安全的通過空中下載；
受理終端(POS)受理終端需根據應用發行方的密鑰管理體系、技術規范、業務流程要求進行定制；
應用發行系統：系統設計符合GP標準，分為卡片發行方、應用發行方系統，采用完全分離的密鑰體系，各自獨立管理；
手機終端：只作為透明的傳輸通道，不存儲任何與應用發行、電子錢包消費、充值過程相關的密鑰、證書，降低被破解風險。
(3)匱電工作模式
【關鍵詞】電力系統 智能電網 通信技術
隨著當前資源環境形勢日益嚴峻、能源價格劇烈波動、用電負荷不斷攀升、用戶供電要求日趨嚴格，電力行業也因此而面臨極大的挑戰，推動電力系統建設，使之更為環保、安全、經濟成為現階段國內電力行業建設的一個首要目標。
智能電網的概念最早由歐美發達國家提出，其要求建設經濟環保、安全友好以及靈活的智能電網，并就此啟動了相關研究與示范。智能電網對于不同能源類型發電方式均能夠適應，可協調太陽能、石油、風能、天然氣、煤炭以及核能等不同發電方式，有利于降低電網損耗，提高運行可靠性，有效避免大規模停電事故。由此來看，智能電網已成為電力系統在未來的主要發展趨勢。
1 智能電網定義與特征
智能電網以電力系統為對象（包括發電、輸變電、配電、用戶、電力調度以及信息等），研發探索電網控制技術、管理技術以及信息技術，實現三者有機結合，從而以智能交流方式覆蓋發電到輸電、用電各個環節，對電力生產、輸送以及使用予以系統性優化。智能電網特征表現主要包括如下幾點：
（1）交互。
（2）自愈。
（3）活躍市場。
（4）互動。
（5）對資產予以優化并保持高效運行。
（6）能夠兼容儲能與發電系統。
（7）供給優質電能。而要想實現智能電網，技術支撐極為關鍵。
2 智能電網通信技術
在智能電網建設中，具有實時、高速、集成以及雙向特征的通信系統是必要前提和基礎，智能電網無法在脫離上述通信系統的前提下實現自身特征，因為智能電網需要通過通信系統實現數據的采集、保護以及控制。所以建立通信系統意味著智能電網建設邁出了最初一步。與此同時，通信系統也必須像電網一樣普及到終端用戶，從而將電網與通信網有機互聯，緊密聯系，智能電網由此才能實現其既定目標，體現出主要特征。當前，通信系統的實時集成與高速雙向特征使得智能電網成為具備電力以及實時信息交換互動的動態性基礎設施，電網供電安全性與可靠性得到提升，同時資產利用率也相應提高，有利于促進電力市場發展繁榮。
智能電網以雙向、高速通信系統為基礎，進而實現持續性自我矯正與常規監測，從而能夠發揮自愈的功能；其對于各類擾動能夠給予實時監測，并根據實際情況進行補償，或者對電流重新分配，確保電網安全運行。而在通信系統中，以智能表計、保護系統、智能電子設備（IEDs）、控制中心以及電力電子控制器等為主的各類技術的應用也在很大程度上提高了電網掌控能力，有利于提升供電服務水平。
智能電網技術領域重點體現在兩個方面，首先是開放性通信架構，營造即插即用環境，從而為電網元件提供網絡化通信環境；其次是統一技術標準，各類智能電子設備和電路傳感器之間能夠實現彼此無縫通信，從而使不同設備之間、設備與系統以及不同系統之間實現相互操作功能。就此點來看，電力公司與設備標準制定機構以及制造企業彼此深入合作，確保通信系統能夠實現互聯互通。
傳統電力網絡構成中，發電、輸電、配電到終端用戶之間均彼此獨立，屬于單一通信體系，一旦出現電力運行事故則無法及時通聯信息，對各方面資源也難以做出有效調配。所以構建安全可靠、高速集成的雙向通信網絡成為智能電網運行的必要基礎。
智能電網建設中，集成通信系統主要包括兩個部分：
（1）主網通信，覆蓋智能電網信息架構調度與控制中心、發電以及輸電網絡通信系統、管理平臺等組成部分。其旨在推動全自動化控制這一目標的實現，重視可靠性較高、可控性傳輸路由以及高帶寬，該部分管理層面相對簡單且不會受到人為因素影響，變電站則形成多方向、多路互聯模式，從而實現了N-M狀態下的通信需求，通過網絡固有的堅強性確保整個系統具有高度可靠性。
（2）終端用戶側與配電網通信，此種模式主要為高、中、低壓配電網，如電器以及用戶電表等各類通信系統，具有多樣化的通信方式，例如電力線載波技術、光纖通信技術以及無線通信技術等等。
就電力通信技術發展層面而言，電力通信網絡在智能電網主網架上仍然會采取高速率、寬帶化、大容量、智能化以及分組化的發展趨勢，并且以OPGW、ADSS以及OPPC在內的各類光纜通信為重點。而下一代光網絡建設則多以IP扁平化集中控制網絡結構為主，在多點對多點的基礎上構建網狀結構以及高速寬帶模式的多重傳輸網絡，控制中心工作可靠性得到提升。在光傳送網絡的發展下，數據網絡和傳輸網絡之間將不斷深度融合，從而提高網絡業務適應性，增加其承運成本以及優先級控制，基礎傳送網絡固有利用效率也大大提升。與此同時，數據網也逐步演變向IPv6，并且在基礎傳輸網絡中引入電信級以太網。而就技術細節而言，網絡安全技術將用戶行為和業務流量統計性質相互結合，從而構建出高QoS、自適應型以及高效性網絡系統。
3 結語
在智能電網建設與發展過程中，通信技術是其重要的基礎；隨著智能電網的不斷發展完善，相信通信技術也將獲取巨大發展空間，從而在智能電網建設中得到更為廣泛的應用，為智能電網運轉提供優良保障。但在實踐過程中依然存在諸多問題需要我們去解決，例如基礎平臺的可擴展性、規范性以及兼容性不足等等。筆者就此探討了智能電網及其電力系統通信技術，希望有所貢獻。
參考文獻
[1]包達志.基于電力通信專網的統一通信技術研究與應用[J].移動通信，2014（21）：74-80.
[2]孟凡軍.電力系統智能電網的信息網絡應用分析[J].中國信息化，2012（18）：35.
[3]張強，孫雨耕，楊挺等.無線傳感器網絡在智能電網中的應用[J].中國電力，2010，43（6）：31-36.
一、智能電網的特點
智能電網是通過先進的傳感、測量與設備技術，高效的控制方法以及正確的決策支持系統技術的應用，在高速的、集成的、雙向通信網絡基礎上實現電網的升級，使電網更加安全、可靠、經濟與環保，因此也被成為“電網2.0”。與傳統電網相比，智能電網的穩定性和兼容性都較強，在傳輸信息的過程中，保證網絡結構的高效運行，并能夠兼容多種形式的數據，從而發揮智能電網的綜合功能。在電網發生巨大的擾動如自然災害、極端的天氣條件等情況下，仍能保證對用戶持續供電，而不至于發生大面積停電的現象。此外，智能電網具備一定的自愈性，能及時修復網絡結構自身存在的漏洞，并具有一定的安全評估能力和強大的預警防控能力，從而有助于網絡結構的運行。智能電網還具有運營成本低、經濟效益好的特點，能夠較好的實現資源的優化配置，支持電力市場的運營[1]。
二、智能電網信息和通信技術的關鍵問題
2.1設計層次模型
在智能電網的層次模型中，存在通信網架層、數據應用層、電網設備層等四個層次，各層次間如果未能做到有效的結合，便難以發揮智能電網的整體功能。由于智能電網系統結構較為復雜，設計人員在設計智能電網時，應注重對每個模型的分析，通過對功能構造、操縱特點等方面的詳細分析，設計出合適的模型，從而對每個模型加以結合，發揮出智能電網的優勢，更好地為廣大用戶提供服務。
2.2構建標準體系
智能電網系統復雜、設備眾多，如果缺乏完善的信息及通信標準體系，未能保證各部分之間的有效協調，便難以發揮至智能電網的優勢。隨著時代的發展，傳統的智能電網體系逐漸難以適應高流量信息傳遞的要求，因此必須設計出一套標準的智能電網體系，對網絡結構進行優化調整，在簡化網絡結構形式的同時，提高網絡體系的運用效率，從而增強網絡體系的實用性，創造出更高的經濟效益。
2.3加強信息系統安全防護
傳統的安全防護通常集中于電網穩定、設備安全等物理方面的安全，對信息方面的安全缺乏重視，對信息系統的脆弱性和風險性缺乏有效的評估，在信息系統受到威脅時缺乏相應的應對能力，對重要系統的可靠性和敏感信息的安全性缺乏足夠的重視，從而出現一系列的信息系統安全防護問題。應對信息安全予以足夠的重視，安排專業的工作人員對網絡安全采取足夠的保護，設置相應的防御體系，制定應急處理方法，在系統安全受到威脅時能夠及時的處理，從而保證智能電網的有效使用[2]。
2.4及時更新設備
隨著智能電網的廣泛應用，用戶數量的增加，社會通信用戶流量也在不斷的增長，因此必須及時的更新設備，對現有的通信設備采取升級處理，從而保證智能電網能夠有效的發揮作用。電網企業在運營期間，應及時的引進國外先進的信息和通信技術，更新相應的設備，完善智能電網的功能，從而更好地發揮智能電網的優勢，實現企業利益的最大化[3]。
2.5構建信息和通信技術體系
在電力系統運行過程中，發電和用電都是其中重要的部分，通過對信息和通信技術體系的構建，使通信網絡能夠廣泛的運用到這兩個部分的各個環節中，比如以自動抄表和自動測量的智能方式取代傳統的人工抄表和測量的方式等，實現電力系統的智能化管理。智能電網的模式從局部信息的監控實現對整體信息的監控，使分散在各個類型系統中的信息得以系統集成，從而滿足用戶的各種需求。
0引言
電力通信技術在電力系統中占據重要的地位，是維持保障電力市場有效運轉的條件和基礎。智能電網的發展還存在一些諸如安全性、穩定性等方面的問題。電力通信技術在智能電網中的應用，能夠為電力系統提供一定的保障。電力通信技術的應用能夠有效提高電力通信的質量及水平，保障電網能夠安全、穩定的發電及供電，推動智能電網實現有序發展。因此，應當重視電力通信技術在智能電網中的應用，積極的探索電力通信技術在智能電網中應用的新領域。
1電力通信具體的技術
1.1通信網絡技術
電力行業作為我國經濟命脈型的行業，通過電力技術的不斷改造創新，電力通信網絡得到了快速的發展，在業務量方面，其質量和數量都發生了較大的變化。電力通信中的微波電路以及光纖線路距離都得以加大。電力通信也由原來的語音通信網發展成了具備電力收費智能化、電力調度自動化以及繼電保護智能化的信息系統基礎性的通道。增強電力科學管理的水平，重視電力通信網絡技術的檢測，及時發現電力問題，保障電力系統的健康運轉。
1.2光纖通信技術
光纖通信技術是電力系統中運用最廣泛的技術。所謂光纖通訊技術是一種傳輸形式，它是以光導纖維為傳輸的媒介，對多種不同類別的信號進行傳輸。光纖通信技術不僅載荷量大，而且安全性也高，已經在人們生產生活中廣泛應用，充分表明了其具備較高的使用價值。光纖通信技術的制作材料是電氣絕緣體，運用多芯組成的光纜充分保障通信質量，減小所占空間。
1.3智能電力設備技術
該項技術又包括了電力電子技術、儲能技術以及智能感應技術。電力電子技術方面，智能電網發展中會有許多的分布式能源接入其中，一定程度上影響了輸電系統的穩定性和安全性。為解決這類問題，在接入智能電網之前，要對所產電能進行電力電子技術方面的處理。因此，智能電網的發展會較大規模的用到電力電子技術。電力電子技術能夠有效提高點的質量水平和發電的效率，還可以提高用電的效率，節約電能、降低耗損。儲能技術方面，在傳統的電力系統中，由于受條件限制，電能是不能進行存儲的。儲能技術的發展為電能存儲提供了可能。間歇性能源（風能、太陽能等）的波動性影響電力系統的穩定性，這時儲能技術的應用就能大大降低這種波動。另外，儲能技術還可以較好的運用到電力系統中的削峰填谷中。智能感應技術方面，智能電網作為大規模復雜化的系統，為保障其正常運行，需要對該系統進行全面的監測。這一監測過程的有效實施離不開智能感應技術的支持，變電技術應接入必要的無線感應器或光纖感應器，利用這些智能感應技術對智能電網設備的溫度高低、濕度大小以及設備位置進行監控。
2電力通信技術在智能電網中的具體應用分析
該技術在智能電網中具體應用體現在4個不同的方面，如新能源方面、配電方面、變電方面以及輸電方面。
2.1新能源方面
在傳統的電力系統中，大多需要依靠不可再生的能源維持電力系統的有效運轉。智能電網的出現和運用，使得許多的可再生性能源得到開發和利用，改變了傳統電網運用單一不可再生能源的缺陷。電力企業也在加大對新能源利用的研究，使可再生的新能源能夠運用到電力通信中。應當科學的確定電力通信的接口，利用電力通信系統對電壓等進行有效智能化的控制。新能源的發電過程中，利用電力通信技術實現對功率和電力管理的啟動及控制，形成科學的新能源需求管理體系。
2.2配電方面
電力通信技術在配電方面也同樣是十分必要的。配電網絡是智能電網主要的組成部分，不同于以往傳統的電力系統，智能電網擁有較強的靈活性、較高的可行性以及較好的適合性。為確保電網高效的運作，應當運用智能化的技術對電力出現的故障進行分析和解決，排除電網內的安全隱患。電力通信技術的應用還能對配電系統的優化、兼容以及集成產生較好的效果。
2.3變電方面
智能變電站是智能電網中的終端設備，它為電力通信技術的應用提供不可或缺的條件。在智能電網中，電力通信技術是對智能變電站進行控制、對數據監控進行安裝。智能變電站通過傳感及智能控制技術，以智能設備、信息平臺等為基礎條件，將實時性的監測數據利用電力通信技術傳輸至集控中心。依照集控中心的命令進行相應的調節，提高智能電網的安全性、穩定性。
2.4輸電方面
與傳統電力系統相比，智能電網的容電量較大，耗能也低。目前國內智能電網主要是采用可再生的能源資源維持正常運行。這對于電力系統的工作人員來說，便于對電力跨區域的具體情況進行優化配置。電力企業依據電力通信技術的具體應用狀態，深入研究智能電網的運輸能力和監控能力，從而保障電力輸送實現高效化及安全性。例如，電力企業在監控電力輸送過程中，會利用智能化的通訊手段及時準確地掌握智能電網的相關狀況，同時依據接收到的信息進行及時科學的處理電力通信技術在應用過程中存在的問題。
3結論
電力通信技術在智能電網中逐漸得到廣泛的應用，成為智能電網發展的重要影響因素。電力通信技術在智能電網的新能源、配電、變電以及輸電等方面得到充分的開發和利用，使電力信息技術的水平得到不斷地提升，促進了智能電網更加高效、安全地運轉。所以，加強電力通信技術的發展變得更為重要，電力企業也應當加大對電力通信技術的研究，積極探索出更多適合于智能電網健康發展的新領域、新方面，推動電力企業可持續的發展，促進智能電網更好地為社會的生產和生活服務。
在過去，有線通信技術的使用需要進行溝槽施工、電纜架設等，需要電力企業投入大量的建設資金。而無線通信技術的使用則省去了很多地面施工經費，只需要在信號接收點安裝一下信號接收器就可以了，大大降低了通信的資金，成本較低。
2.無線通信技術具有安裝方便、工期短特點。
在有線通信的施工過程中，通信設備的安裝環節復雜，施工周期也較長。與之相比，無線通信的安裝比較簡單，工期也短，能夠在較短的時間內滿足人們對信號傳遞的需求。
3.無線通信技術信號適應性強。
從信號強度來說，有線通信會受到地理位置等因素的影響給用戶帶來很多麻煩，而無線通信則很少受到外界因素的制約，信號的適應性更強。
4.無線通信技術擴展性大。
目前，我國經濟發達地區已經普遍采用無線通信技術，但是在落后地區依舊采用的是有線通信技術。今后，隨著經濟社會和科學技術的發展進步，通信技術和通信設備將會在更大程度上得到發展，這就使得我國無線通信技術在將來也擁有更大的擴展空間。
二、無線通信技術在智能配電網中的實施要點分析
目前，無線通信技術已經在很多地方的智能電網中得到廣泛應用。從現有的技術條件來看，我國目前智能電網中運用的無線通信技術主要包括3G技術、WLAN技術、WMN技術以及LMDS技術等，這些無線通信技術的應用在保證信號的穩定傳遞方面發揮著重要作用。下面，我們就對這些無線通信技術在智能電網中的應用進行分析。
1.3G技術的應用。
當前，3G技術已經形成了包括鏈路預算和傳播模型預算以及計算機仿真在內的一套建網理論，并在很多地區得到了的大規模的商業應用。由此可見，3G技術網絡技術已經具有相當多的實踐經驗，為智能配電網提供了成熟的技術支撐。
2.WLAN技術的應用。
WLAN技術是傳統有線網絡的延伸，通過射頻技術來進行數據信息的發送和接收?，F在，WLAN技術也逐漸走向成熟，WLAN產品也已經開始進行批量生產，為智能配電網提供物質幫助。但是，WLAN技術的應用過程中在數據安全方面存在一些隱患，需要做好防范工作。
3.WMN技術的應用。
與3G技術和WLAN技術相比，WMN技術是一種新興的技術，它不僅在無線寬帶的接入中發揮著重要作用，而且可以與數據和圖像采集結合在一起對目標實行數據采集和監控等，現在已經在工業、交通以及環境檢測等領域中得到廣泛應用，也為智能配電網的構建提供技術支持和保證。
4.LMDS技術的應用。
在智能電網中，LMDS技術是一種固定寬帶無線接入應用技術，它通過毫米波進行數據傳輸，從而在一定范圍內提供數據、視頻以及數字雙工語音等業務，是智能配電網中一種很好的寬帶固定無線接入解決方法。
