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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 智能家居電器節(jié)能及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品由智能配電單元、閾值自適應(yīng)單元、日光補(bǔ)償調(diào)光器、家庭網(wǎng)關(guān)、射頻遙控終端組成。系統(tǒng)具有用電線路的待機(jī)檢測(cè)、定時(shí)通斷、日光補(bǔ)償、照明多場(chǎng)景設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。系統(tǒng)電器入網(wǎng)靈活，既可通過(guò)射頻遙控終端實(shí)現(xiàn)本地控制，也可通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，達(dá)到了家庭辦公環(huán)境智能、節(jié)能、舒適、安全等效果，符合智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、節(jié)能減排的發(fā)展趨勢(shì)。
- 詳細(xì)介紹：
- 智能家居是人們追求和諧與舒適環(huán)境的必然趨勢(shì)，傳統(tǒng)的智能家居產(chǎn)品存在成本高、功能單一、能耗大的缺點(diǎn)。本作品提出了系統(tǒng)化節(jié)能、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控的概念，是一套面向廣大普通用戶的低成本、功耗低、功能全面的智能家居多功能網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)包括智能配電單元、閾值自適應(yīng)單元、日光補(bǔ)償調(diào)光器、家庭網(wǎng)關(guān)、射頻遙控終端五個(gè)部分，具有用電線路的待機(jī)檢測(cè)、定時(shí)通斷、日光補(bǔ)償、照明多場(chǎng)景設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。系統(tǒng)電器入網(wǎng)靈活，既可以通過(guò)射頻遙控終端實(shí)現(xiàn)本地控制，也可通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，而且系統(tǒng)可擴(kuò)展性高，可靈活接入數(shù)字電表、門禁系統(tǒng)、煤氣報(bào)警等子系統(tǒng)，達(dá)到了家庭及辦公環(huán)境智能、節(jié)能、舒適、安全等效果，符合智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、節(jié)能減排的發(fā)展趨勢(shì)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)發(fā)明目的： 本作品以實(shí)現(xiàn)家居的節(jié)能化和智能化和安全舒適為目的，提出了全新的家居概念——系統(tǒng)化節(jié)能、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控。系統(tǒng)豐富的功能一方面消除了電器安全隱患，另一方面滿足了人們對(duì)舒適、高效、便捷的生活需求。 基本思路： 智能配電單元完成入戶電力分配，可完成待機(jī)檢測(cè)、無(wú)功功率補(bǔ)償、線路定時(shí)通斷等功能；閾值自適應(yīng)單元能準(zhǔn)確進(jìn)行多模式待機(jī)檢測(cè)，杜絕了待機(jī)能耗；日光補(bǔ)償調(diào)光器能進(jìn)行日光補(bǔ)償，支持多場(chǎng)景設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)自然光的利用；家庭網(wǎng)關(guān)使得用戶可以遠(yuǎn)程監(jiān)控家中用電器狀態(tài)、控制用電器動(dòng)作。射頻遙控終端可在本地組建局域網(wǎng)，進(jìn)行系統(tǒng)控制。系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)門禁功能、電器用電量顯示等拓展功能的實(shí)現(xiàn)，可擴(kuò)展性好。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1、強(qiáng)噪聲背景弱信號(hào)的有效提?。?、電器待機(jī)狀態(tài)的自適應(yīng)檢測(cè)；3、多場(chǎng)景日光補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)；4、將嵌入式服務(wù)器應(yīng)用于智能家居監(jiān)控。 技術(shù)關(guān)鍵： 1、閾值自適應(yīng)技術(shù)2、閉環(huán)光補(bǔ)償技術(shù)3、微弱交流電流檢測(cè)技術(shù)4、無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)5、基于TCP/IP協(xié)議的互聯(lián)通信技術(shù)。 技術(shù)指標(biāo)： 適用電壓范圍:：～220V±10% 50Hz±5% 電流檢測(cè)范圍：0.1—10 A 系統(tǒng)功耗：靜態(tài)功耗：0.138W；動(dòng)態(tài)功耗：0.23W 環(huán)境溫度：-40—70℃ 遙控接收靈敏度：-90dBm 記時(shí)誤差：±0.8秒/24小時(shí) 負(fù)載斷電延遲時(shí)間：智能配電單元：12±2s 檢測(cè)照度范圍：0—1000Lux 控制光強(qiáng)不一致性：≤Lxc×1%
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本系統(tǒng)融合了無(wú)線通信技術(shù)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、電力控制技術(shù)、傳感技術(shù)和嵌入式技術(shù)，將采集的電流信號(hào)、光強(qiáng)信號(hào)、時(shí)鐘定時(shí)信號(hào)、客戶端遠(yuǎn)程控制命令和射頻遙控命令等信息通過(guò)內(nèi)置的低功耗微控制器進(jìn)行分析處理，對(duì)智能配電單元、閾值自適應(yīng)單元、日光補(bǔ)償調(diào)光器等節(jié)能單元進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到了對(duì)電器節(jié)能系統(tǒng)的智能控制和網(wǎng)絡(luò)化管理。 本作品與現(xiàn)有產(chǎn)品相比具有顯著的進(jìn)步： （1）電流采集范圍廣，實(shí)現(xiàn)對(duì)任意電器待機(jī)的有效檢測(cè)，具有通用性。（2） 自動(dòng)智能調(diào)光，光強(qiáng)穩(wěn)定，無(wú)頻閃，多場(chǎng)景手動(dòng)可設(shè)。（3）系統(tǒng)能夠進(jìn)行本地自組網(wǎng)以及遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，節(jié)能高效，使用靈活。本作品集電器節(jié)能與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控于一體，以廣大的普通用戶為目標(biāo)群體，具有性價(jià)比高，實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 本作品《智能家居電器節(jié)能及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》已于2011年3月21日完成查新工作。 查新部門為“教育部科技查新工作站G09”
作品所處階段
- 生產(chǎn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 圖紙 磁盤 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片 錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 1、全新的節(jié)能理念。本作品提出了“系統(tǒng)化節(jié)能”的概念，實(shí)現(xiàn)了多元化節(jié)能。2、多種技術(shù)交叉聯(lián)合運(yùn)用。系統(tǒng)采用了自適應(yīng)技術(shù)、閉環(huán)光補(bǔ)償技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)、實(shí)現(xiàn)電器的智能與節(jié)能。3、系統(tǒng)規(guī)模自定義。系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)能單元既可單獨(dú)工作，也可組合成一個(gè)完整的智能家居系統(tǒng)，使用靈活可擴(kuò)展性強(qiáng)。4、多種控制手段相結(jié)合。系統(tǒng)即可以本地控制和遠(yuǎn)程控制。 適應(yīng)范圍及推廣前景： 本作品適用于普通家庭、辦公環(huán)境等電能浪費(fèi)嚴(yán)重的場(chǎng)合。本系統(tǒng)不僅突破了家用電器的傳統(tǒng)單一節(jié)能模式，還實(shí)現(xiàn)了家用電器的遠(yuǎn)程監(jiān)控，契合了當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大趨勢(shì)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 目前市場(chǎng)上有很多功能單一的節(jié)能產(chǎn)品，如節(jié)能插座、智能調(diào)光器、循環(huán)節(jié)能定時(shí)器等。這些節(jié)電產(chǎn)品只能夠?qū)崿F(xiàn)專用的單方面節(jié)能，且性價(jià)比低。而本作品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，價(jià)格合計(jì)315元/套。我國(guó)2010年智能家居市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到420億元，市場(chǎng)廣闊。我們的系統(tǒng)性價(jià)比高，因此節(jié)能效益和經(jīng)濟(jì)效益極為可觀。
同類課題研究水平概述
- 國(guó)外同類課題研究水平：（1）未來(lái)之屋：蓋茨耗費(fèi)巨資、花費(fèi)數(shù)年建造起來(lái)，被稱作“未來(lái)之屋”的豪宅堪稱當(dāng)今智能家居的經(jīng)典之作。豪宅的大門設(shè)有氣象情況感知器，計(jì)算機(jī)可根據(jù)各項(xiàng)氣象指標(biāo)，控制室內(nèi)的溫度和通風(fēng)情況；所有的照明、音樂(lè)、溫度、濕度等等都能根據(jù)客人的需要，通過(guò)計(jì)算機(jī)任意調(diào)節(jié)；地板中的傳感器能在6英寸的范圍內(nèi)跟蹤到人的足跡，在感應(yīng)到有人到來(lái)時(shí)就自動(dòng)打開(kāi)照明系統(tǒng)，在客人離去的同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。但其造價(jià)十分昂貴，不適合普通家庭使用。（2）CLX通道調(diào)光器模塊：由美國(guó)CRESTRON（快思聰）公司生產(chǎn)，型號(hào)：CLXI-2DIM8；負(fù)載可接白熾燈，低壓電磁燈,氖氣/冷光燈和2線制可調(diào)熒光燈；額定功率：每通道額定功率為2300W, 接入獨(dú)立的16AMP雙潰電時(shí)模塊總額定功率為5980W。其調(diào)光功能單一，節(jié)電能力有限。 國(guó)內(nèi)同類課題研究水平：我國(guó)智能化、節(jié)能化家居起步相對(duì)較晚，豪華和高檔的智能化住宅大多以國(guó)外成熟產(chǎn)品為主,但隨著普通家居用戶需求的增多，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了一些產(chǎn)品。（1）“小管家”節(jié)電插座：揚(yáng)州金鼎電子有限公司生產(chǎn)的“小管家”電腦專用智能電源管理器（節(jié)電插座），當(dāng)電腦關(guān)機(jī)、休眠或待機(jī)后，能自動(dòng)切斷電腦外設(shè)電源；當(dāng)電腦開(kāi)機(jī)或喚醒時(shí)，能自動(dòng)接通電腦外設(shè)電源，節(jié)電率可以達(dá)的30%左右。型號(hào)：XGJ-DN-601（豪華）。市場(chǎng)價(jià)格：135元。工作環(huán)境條件：環(huán)境溫度：-10℃～50℃；電源電壓：220V±22V；最大負(fù)載電流：10A；靜態(tài)功耗：不大于0.5W（不接負(fù)載，在額定電壓下有積分電能表測(cè)量）。（2）省電王：由深圳金盟華盛節(jié)能科技有限公司生產(chǎn)，可穩(wěn)定供電電壓，過(guò)濾瞬變浪涌，暢通線路電流，減少用電浪費(fèi)，降低線路溫度，改善功率因素，具有節(jié)電、安全、保護(hù)及延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等功能。型號(hào)：“HL-VI”型智能數(shù)碼節(jié)電器；支持功率：15000W ；產(chǎn)品規(guī)格：116mm*67mm*42mm(不含插腳）；統(tǒng)一售價(jià)：268元/臺(tái)。 這些產(chǎn)品或者功能單一，或者價(jià)格昂貴，或者為某一類產(chǎn)品所專用，或者不能網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控，這些局限性嚴(yán)重限制了產(chǎn)品的推廣和使用，我們的作品克服了以上缺點(diǎn)，系統(tǒng)服務(wù)于普通大眾，節(jié)能高效，使用便捷。
