一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)控供電插座及能耗智能分析系統設計

　　一 項目主要內容簡(jiǎn)介

　　本項目研究無(wú)線(xiàn)網(wǎng)控供電插座及能耗智能分析系統，解決家庭及辦公室所用電器能耗分析的問(wèn)題。使用多路傳感器實(shí)時(shí)連續采集電源插座的耗電參數，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感Wi-Fi接口，將數據傳輸至internet網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器，進(jìn)行功率波形分析、頻譜分析、報表分析等，用戶(hù)可使用手機或者PC機通過(guò)瀏覽web頁(yè)即時(shí)查看電器功率消耗及諧波視在功率，切斷無(wú)用設備或存在隱患設備供電，幫助消費者達到節能、安全的目的;也可通過(guò)波形特征識別與電源連接的電器。本項目可為用戶(hù)提供詳細的供電指導，也可為家電廠(chǎng)家降低家用電器的能耗提供參考。

　　主要有幾下創(chuàng )新之處：

　　實(shí)時(shí)連續進(jìn)行多路低功耗耗電測量;

　　使用WiFi以太網(wǎng)實(shí)現數據并網(wǎng);

　　通過(guò)Internet實(shí)現耗電監控;

　　在服務(wù)器端對能耗進(jìn)行智能分析，并通過(guò)能耗波形識別不同電器。

　　二、項目的研究目的及意義

　　2.1申請項目的必要性、目的及意義

　　1> 項目的必要性

　　隨著(zhù)美國“智慧地球”概念的提出，物聯(lián)網(wǎng)作為智慧型基礎設施中間的一個(gè)概念，在全球掀起了技術(shù)狂潮。物聯(lián)網(wǎng)的英文名字叫“The Internet of things”，就是物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)數據傳輸技術(shù)，按照約定，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的網(wǎng)絡(luò )。

　　電源插座為各種家用電器提供電源，是日常生活必不可少的設備。傳統家用電源插座只具有提供電源接口的功能，不能隨時(shí)顯示電器用電量，給消費者帶來(lái)了不便。目前市場(chǎng)上出現可以顯示電器功耗的插座，對傳統電源插座做了很大改進(jìn)，但是這種插座只有消費者靠近插座時(shí)才能夠看到電器功耗，如果消費者外出，仍然不能及時(shí)了解電器的耗電情況。

　　針對上述問(wèn)題，本項目擬設計一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)控供電插座，可以通過(guò)手機上網(wǎng)隨時(shí)隨地了解家用電器的耗電量，切斷無(wú)用電器或者存在隱患的設備。并且通過(guò)智能分析，可以識別出插座正在給哪種電器供電。這種智能插座，不僅能夠滿(mǎn)足用戶(hù)及時(shí)了解電器耗電量的需求，而且能夠為電器制造商制定低功耗方案提供依據。

　　2> 項目目的

　　1. 使消費者隨時(shí)隨地了解家用電器的耗電情況，及時(shí)關(guān)閉不需要的電器，節約用電量。

　　2. 幫助電器生產(chǎn)商了解電器的耗電量，以便控制電器的能耗。

　　3> 項目意義

　　本項目以無(wú)線(xiàn)互聯(lián)傳感器網(wǎng)絡(luò )為基礎，消費者可以隨時(shí)隨地利用internet網(wǎng)查看家中耗電情況，并控制電器電源的通斷，大大減少不必要的能耗浪費。而且，本項目能夠為電器廠(chǎng)商提供準確的能耗分析，為降低電器能耗提供幫助?？傊?，本項目對推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)和節能環(huán)保具有重要意義。

　　2.2項目的背景、主要內容、技術(shù)水平及應用范圍

　　1> 研究背景

　　背景一：今年11月3日，溫家寶總理發(fā)表了《讓科技引領(lǐng)中國可持續發(fā)展》講話(huà)，其中首次提出了五大新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，就包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”這個(gè)全新產(chǎn)業(yè)中，我國的技術(shù)研發(fā)水平處于世界前列，具有重大的影響力。目前已擁有從材料、技術(shù)、器件、系統到網(wǎng)絡(luò )的完整產(chǎn)業(yè)鏈。在世界傳感網(wǎng)領(lǐng)域，中國與德國、美國、韓國一起，成為國際標準制定的主導國之一。

　　背景二：2007年9月8日，中國國家主席胡錦濤在亞太經(jīng)合組織(APEC)第15次領(lǐng)導人會(huì )議上，本著(zhù)對人類(lèi)、對未來(lái)的高度負責態(tài)度，對事關(guān)中國人民、亞太地區人民乃至全世界人民福祉的大事，鄭重提出了四項建議，明確主張“發(fā)展低碳經(jīng)濟”，令世人矚目。他在這次重要講話(huà)中，一共說(shuō)了4回“碳”：“發(fā)展低碳經(jīng)濟”、研發(fā)和推廣“低碳能源技術(shù)”、“增加碳匯”、“促進(jìn)碳吸收技術(shù)發(fā)展”。他還提出：“開(kāi)展全民氣候變化宣傳教育，提高公眾節能減排意識，讓每個(gè)公民自覺(jué)為減緩和適應氣候變化做出努力。”這表明中國政府對環(huán)保的高度關(guān)注，不再單純的追求GDP，擯棄20世紀的傳統增長(cháng)模式，直接應用新世紀的創(chuàng )新技術(shù)與創(chuàng )新機制，通過(guò)低碳經(jīng)濟模式與低碳生活方式，實(shí)現社會(huì )可持續發(fā)展。

　　2> 研究?jì)热?/p>

　　本項目正是在這樣的大背景下應運而生，研究無(wú)線(xiàn)網(wǎng)控供電裝置及能耗智能分析系統，實(shí)時(shí)使用多路傳感器采集電源功耗信息，通過(guò)Wi-Fi無(wú)線(xiàn)接口發(fā)送至服務(wù)器，用戶(hù)可使用手機或者PC機瀏覽網(wǎng)頁(yè)，控制家用電器設備電源通斷，減少無(wú)用電器耗電，切斷存在潛在危險的電器，以達到節能、安全的目的。服務(wù)器端將采集的功耗信號進(jìn)行頻譜分析，通過(guò)判斷頻譜波形特征識別出接入電源的電器種類(lèi)。系統整體結構圖如圖1所示：

　　圖1 系統整體結構圖

　　系統主要由四個(gè)模塊組成，數據采集模塊、數據處理及控制模塊、數據傳輸模塊和用戶(hù)瀏覽及控制模塊。系統能夠實(shí)時(shí)采集每一路電源電器的功率參數，將數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸接口傳到服務(wù)器，用戶(hù)通過(guò)手機或者PC機使用指定網(wǎng)頁(yè)可以觀(guān)察電器的功率及頻譜波形，控制電器電源的通斷，并判斷出與電源連接的是哪種電器。

　　圖2 數據采集模塊結構圖