麻省理工黑科技：新型傳感器系統可監測電子設備的所有行為

　　麻省理工學(xué)院的研究人員設計的新系統可以監控建筑物，船舶或工廠(chǎng)內所有電子設備的行為，可以在任何給定時(shí)間確定哪些電子設備正在使用以及是否有任何即將發(fā)生故障的跡象的設備。在海岸警衛隊的快艇上進(jìn)行測試時(shí)，系統檢測出了一個(gè)燒壞的電機，這可能會(huì )導致嚴重的機載火災。

　　這款新型傳感器，其讀數可以在一個(gè)易于使用的圖形顯示器上進(jìn)行監控，稱(chēng)為NILM(非侵入式負載監控)儀表板，MIT的StevenLeeb教授的一篇論文中描述了該傳感器的工作原理。

　　該系統使用的傳感器簡(jiǎn)單地在單個(gè)點(diǎn)處連接到電線(xiàn)的外部，而不需要任何切割或拼接電線(xiàn)。從這一點(diǎn)開(kāi)始，它可以感知相鄰導線(xiàn)中的電流，并通過(guò)分析電壓和電流中微小的，獨特的波動(dòng)來(lái)檢測電路中每個(gè)電機，泵或設備的獨特“特征”，以及監控設備的開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)。該系統還可用于監控能源使用情況，通過(guò)調度設備何時(shí)何地使用或閑置來(lái)改進(jìn)效率。

　　該技術(shù)特別適用于監控相對較小的電氣系統，例如小型船舶，建筑物或工廠(chǎng)中有有限數量的設備的電氣系統。在對位于波士頓的海岸警衛隊快艇進(jìn)行的一系列測試中，該系統去年有一次非常戲劇化的演示。

　　在海岸警衛隊的快艇Spencer上，使用一個(gè)儀表板可以監控大約20臺電機和設備，這里使用了兩個(gè)不同的傳感器進(jìn)行監測，傳感器在這種情況下使用硬線(xiàn)連接。監測結果表明船舶的主要柴油發(fā)動(dòng)機的部件(稱(chēng)為夾套式熱水器)吸收了異常的動(dòng)力。Leeb說(shuō)，船員們對監測結果持懷疑態(tài)度，但還是去檢查了相關(guān)部件。加熱器被裝在保護金屬蓋下，當從裝置上取下蓋子，煙就傾瀉了出來(lái)，加熱器被嚴重的腐蝕和破損的絕緣露了出來(lái)。

　　“船很復雜，”Leeb表示，“它的運行和維護已經(jīng)非常出色了，但沒(méi)有人能夠洞察一切異常的問(wèn)題?！?/p>

　　快艇工程師NicholasGalanti中校表示，“NILM的預警讓我們的港口維修期間采購和更換Spencer的這些加熱器，并配備了具有完全任務(wù)能力的夾套水系統。此外，NILM還發(fā)現了一個(gè)嚴重的電擊危險，已經(jīng)阻止了我們機房?jì)鹊碾姎饣馂??！?/p>

　　該系統易于使用，幾乎不需要培訓。計算機儀表板為每個(gè)被監控的設備配備儀表盤(pán)，正常情況下，指針會(huì )留在綠色區域，當發(fā)現問(wèn)題時(shí)會(huì )轉入黃色或紅色區域。

　　在異常成為嚴重危險之前發(fā)現異常是儀表板的主要任務(wù)，但Leeb指出它還可以執行其他有用的功能。通過(guò)不斷監控在什么時(shí)間使用哪些設備，它可以使能量審計能夠找到在沒(méi)有人使用時(shí)不必要地打開(kāi)的設備，或者發(fā)現效率低于同類(lèi)設備的電機。通過(guò)顯示設備是否按計劃激活給定測試，還可以幫助確保遵循正確的維護和檢查程序。

　　“這個(gè)系統有三個(gè)功能，”Leeb介紹道，該系統可以進(jìn)行“能量記分、活動(dòng)跟蹤和基于狀態(tài)的監控”。這最后一項能力至關(guān)重要，“特別是對于擁有關(guān)鍵任務(wù)系統的人來(lái)說(shuō)，”他說(shuō)，除了海岸警衛隊和海軍外，還包括石油生產(chǎn)商或化學(xué)品制造商等公司，他們需要監控包含易燃和有害物質(zhì)的工廠(chǎng)和現場(chǎng)，因此需要在運營(yíng)中獲得廣泛的安全保障。

　　Leeb說(shuō)，該系統的一個(gè)重要特征是對軍事和工業(yè)應用都有一定的用處，它的所有計算和分析都可以在本地的系統內完成，并且不需要互聯(lián)網(wǎng)連接，這可以保持與外部的隔離，這樣就能高度抵抗任何外部篡改或數據竊取。

　　目前為了測試，團隊已經(jīng)安裝了監控系統的有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)版本，兩種類(lèi)型都安裝在CoastGuard快艇的不同部位。測試表明無(wú)線(xiàn)版就能獲得足夠的信息，且安裝過(guò)程要簡(jiǎn)單得多。雖然他們在快艇上發(fā)現的異常來(lái)自有線(xiàn)版本，但Leeb說(shuō)，“如果安裝了無(wú)線(xiàn)版本，我們會(huì )看到幾乎相同的結果?！?/p>