一種無線網(wǎng)控供電插座及能耗智能分析系統(tǒng)設計

　　一 項目主要內容簡介

　　本項目研究無線網(wǎng)控供電插座及能耗智能分析系統(tǒng)，解決家庭及辦公室所用電器能耗分析的問題。使用多路傳感器實時連續(xù)采集電源插座的耗電參數(shù)，通過無線傳感Wi-Fi接口，將數(shù)據(jù)傳輸至internet網(wǎng)絡服務器，進行功率波形分析、頻譜分析、報表分析等，用戶可使用手機或者PC機通過瀏覽web頁即時查看電器功率消耗及諧波視在功率，切斷無用設備或存在隱患設備供電，幫助消費者達到節(jié)能、安全的目的;也可通過波形特征識別與電源連接的電器。本項目可為用戶提供詳細的供電指導，也可為家電廠家降低家用電器的能耗提供參考。

　　主要有幾下創(chuàng)新之處：

　　實時連續(xù)進行多路低功耗耗電測量;

　　使用WiFi以太網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)并網(wǎng);

　　通過Internet實現(xiàn)耗電監(jiān)控;

　　在服務器端對能耗進行智能分析，并通過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概念，在全球掀起了技術狂潮。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)，通過無線數(shù)據(jù)傳輸技術，按照約定，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的網(wǎng)絡。

　　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(tǒng)家用電源插座只具有提供電源接口的功能，不能隨時顯示電器用電量，給消費者帶來了不便。目前市場上出現(xiàn)可以顯示電器功耗的插座，對傳統(tǒng)電源插座做了很大改進，但是這種插座只有消費者靠近插座時才能夠看到電器功耗，如果消費者外出，仍然不能及時了解電器的耗電情況。

　　針對上述問題，本項目擬設計一種無線網(wǎng)控供電插座，可以通過手機上網(wǎng)隨時隨地了解家用電器的耗電量，切斷無用電器或者存在隱患的設備。并且通過智能分析，可以識別出插座正在給哪種電器供電。這種智能插座，不僅能夠滿足用戶及時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(jù)。

　　2> 項目目的

　　1. 使消費者隨時隨地了解家用電器的耗電情況，及時關閉不需要的電器，節(jié)約用電量。

　　2. 幫助電器生產商了解電器的耗電量，以便控制電器的能耗。

　　3> 項目意義

　　本項目以無線互聯(lián)傳感器網(wǎng)絡為基礎，消費者可以隨時隨地利用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商提供準確的能耗分析，為降低電器能耗提供幫助?？傊卷椖繉ν苿游锫?lián)網(wǎng)和節(jié)能環(huán)保具有重要意義。

　　2.2項目的背景、主要內容、技術水平及應用范圍

　　1> 研究背景

　　背景一：今年11月3日，溫家寶總理發(fā)表了《讓科技引領中國可持續(xù)發(fā)展》講話，其中首次提出了五大新興產業(yè)領域，就包括物聯(lián)網(wǎng)技術。在“物聯(lián)網(wǎng)”這個全新產業(yè)中，我國的技術研發(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、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡的完整產業(yè)鏈。在世界傳感網(wǎng)領域，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次領導人會議上，本著對人類、對未來的高度負責態(tài)度，對事關中國人民、亞太地區(qū)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。他在這次重要講話中，一共說了4回“碳”：“發(fā)展低碳經(jīng)濟”、研發(fā)和推廣“低碳能源技術”、“增加碳匯”、“促進碳吸收技術發(fā)展”。他還提出：“開展全民氣候變化宣傳教育，提高公眾節(jié)能減排意識，讓每個公民自覺為減緩和適應氣候變化做出努力。”這表明中國政府對環(huán)保的高度關注，不再單純的追求GDP，擯棄20世紀的傳統(tǒng)增長模式，直接應用新世紀的創(chuàng)新技術與創(chuàng)新機制，通過低碳經(jīng)濟模式與低碳生活方式，實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展。

　　2> 研究內容

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

　　圖1 系統(tǒng)整體結構圖

　　系統(tǒng)主要由四個模塊組成，數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理及控制模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和用戶瀏覽及控制模塊。系統(tǒng)能夠實時采集每一路電源電器的功率參數(shù)，將數(shù)據(jù)通過無線傳輸接口傳到服務器，用戶通過手機或者PC機使用指定網(wǎng)頁可以觀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(shù)據(jù)采集模塊結構圖