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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多功能智能電表
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 在智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，本作品將智能電表與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，將智能電網(wǎng)需求的測(cè)量功能集成到方案中，同時(shí)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將電表拓展一個(gè)具有智能家居控制功能和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息查詢管理功能的綜合控制平臺(tái)。 特點(diǎn)： 1.具有物聯(lián)網(wǎng)通信功能。使智能家居管理與電能電費(fèi)查詢變得方便快捷。 2.智能家居控制采用電力線通信。采用電力線作為控制總線，無須單獨(dú)布線。 3.智能電表的計(jì)量能力。
- 詳細(xì)介紹：
- 該方案將電表發(fā)展為智能家庭網(wǎng)關(guān)，通過物聯(lián)網(wǎng)接口方便用戶查詢電能。將智能家居控制集成與電表系統(tǒng)中，并借助電力線通信這種無需額外布線組網(wǎng)方便的通信手段作為智能家居的控制總線。并使之具有遠(yuǎn)程抄表功能，分時(shí)計(jì)費(fèi)及負(fù)荷管理，電能質(zhì)量監(jiān)控，同時(shí)兼顧了電力部門的管理與用戶的體驗(yàn)，既符合了電網(wǎng)智能化的發(fā)展要求，有順應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢(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)
- 目的：目前智能電表技術(shù)尚處于起步和摸索階段，并且在設(shè)計(jì)中對(duì)于電表智能化和電網(wǎng)智能化缺乏深入和理智的認(rèn)識(shí)，在思想上局限于電能計(jì)量而對(duì)電表未來電網(wǎng)中所承擔(dān)的全新的作用和重要性缺乏重視。而目前普遍的對(duì)于智能電表的定義局限于便利電力部門，而忽視了用戶的體驗(yàn)。為了在提升智能電表在電網(wǎng)中的作用的同時(shí)提升用戶體驗(yàn)，有必要拓展電表功能。 基本思路：針對(duì)目前智能電表的國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)，按照產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證測(cè)量精度的基礎(chǔ)上在功能上進(jìn)行大膽創(chuàng)新。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1）具有物聯(lián)網(wǎng)通信功能。物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)全面的信息互聯(lián)與共享網(wǎng)絡(luò)，必將為電網(wǎng)發(fā)展帶來革命性的變化。將電表設(shè)計(jì)成為一個(gè)智能化的家庭網(wǎng)關(guān)，一方面向用戶傳達(dá)電能實(shí)時(shí)監(jiān)控信息，一方面向用戶提供可以方便用戶的家庭管理功能，使電表功能多樣化。這項(xiàng)功能依賴于兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)： 1.電力線通信技術(shù)：借助電力線進(jìn)行家庭內(nèi)部的信息傳輸具有較高的成功率和可靠性，通過電力線作為通信媒介可以省去布線，并能方便的將家庭用電器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。 2.基于單片機(jī)的瘦服務(wù)器技術(shù)。借助精簡(jiǎn)TCP/IP協(xié)議UIP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)在單片機(jī)上的精簡(jiǎn)服務(wù)器，使之成為面向用戶及電力部門的服務(wù)器，向兩者提供豐富的管理信息，并借助于日漸廣泛的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使用戶的手機(jī)和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成為管理家庭電器和電量監(jiān)控的終端，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的無處不在的信息共享。 2）電表在配電網(wǎng)中能監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量。作品既可以精確測(cè)量功率因數(shù)、電壓、電流、頻率等參數(shù)，又實(shí)時(shí)反映當(dāng)前電能狀況，為電力部門提供真實(shí)及時(shí)的參考。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1. 電力線通信技術(shù)：借助電力線進(jìn)行家庭內(nèi)部的信息傳輸具有較高的成功率和可靠性，通過電力線作為通信媒介可以省去布線，并能方便的將家庭用電器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。 2. 基于單片機(jī)的瘦服務(wù)器技術(shù)。借助精簡(jiǎn)TCP/IP協(xié)議UIP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)在單片機(jī)上的精簡(jiǎn)服務(wù)器，使之成為面向用戶及電力部門的服務(wù)器，向兩者提供豐富的管理信息，并借助于日漸廣泛的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使用戶的手機(jī)和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成為管理家庭電器和電量監(jiān)控的終端，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的無處不在的信息共享。同時(shí)也向電力部門提供了一種具有高可靠性和管理方便的抄表和電網(wǎng)信息管理方案。 2） 電表在配電網(wǎng)中能監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量。傳統(tǒng)機(jī)械式電表無法準(zhǔn)確測(cè)量電能以外的電參數(shù)。而本項(xiàng)目即可以精確測(cè)量功率因數(shù)、電壓、電流、頻率等各項(xiàng)參數(shù)，又結(jié)合遠(yuǎn)程通信技術(shù)實(shí)時(shí)反映當(dāng)前電能狀況，為電力部門提供真實(shí)及時(shí)的參考。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 電表測(cè)量部分在2010年山東省電子設(shè)計(jì)大賽中獲得一等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利
作品可展示的形式
- 樣機(jī)
使用說明,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)：電力線載波的智能家居控制總線，物聯(lián)網(wǎng)接口、數(shù)字化，高精度，低功耗 適應(yīng)范圍：可應(yīng)用于工廠，大型電廠或分布式發(fā)電設(shè)備，居民用戶等。 推廣前景：從技術(shù)上來說，該表的應(yīng)用：1、具有面向用戶的強(qiáng)大信息共享和管理能力，通過物聯(lián)網(wǎng)接口，極大的提升了用戶體驗(yàn)，可以使用戶方便的查詢當(dāng)前電量 2.具有智能化家居管理功能。智能化家居作為未來的科技的發(fā)展趨勢(shì)，通過電表這一家家必備的設(shè)備實(shí)現(xiàn)了智能化家居的配置。由于使用了電力線通信，使得組網(wǎng)方便，有電線的地方就可以組網(wǎng)，將家電接入智能家居的管理系統(tǒng)下，方便而且造價(jià)低，無須單獨(dú)布線 3能進(jìn)行電能質(zhì)量檢測(cè)，為電力部門提供真實(shí)和及時(shí)的參考。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：目前，我國智能電表的應(yīng)用較少，智能電網(wǎng)建設(shè)全面鋪開后，市場(chǎng)規(guī)模廣闊。中國政府計(jì)劃未來五年在全國范圍內(nèi)，安裝2.4億塊智能電表。
同類課題研究水平概述
- 1. 發(fā)展尚停留在機(jī)械式電表換代為半電子式，電子式電表。機(jī)械式電表由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)的磨損和易受安裝環(huán)境影響的特征而存在著隨著使用年限增加誤差增大的問題，也由于其顯示方法的缺陷造成其功能的單一。當(dāng)前電子式的電表雖然有所改進(jìn)，但仍然停留在計(jì)量電能等單一功能上，部分電表添加的抄表功能仍然存在著傳輸距離短，或者依賴于半人工的方式的缺點(diǎn)。沒有在觀念上進(jìn)行革新。 2. 雙向通信協(xié)議缺乏統(tǒng)一規(guī)范，尚未形成通行的，成熟的解決方案。目前主要流行的幾種雙向通信協(xié)議主要有電力線載波通信，RS485等。這幾種協(xié)議都存在著這樣或那樣的問題，如電力線載波，通過在電力線路上疊加通信信號(hào)進(jìn)行通信，但是由于配電網(wǎng)中普遍存在的各種干擾造成其通信效率較低，成功率較低，這限制了它的發(fā)展，使之只能成為一種抄表通信的方法，而限制了其繼續(xù)擴(kuò)展的可能。 3. 電能計(jì)量仍然局限于傳統(tǒng)內(nèi)容，缺乏前瞻性。在西方的智能電網(wǎng)規(guī)劃中，在配電網(wǎng)中廣泛分布的新能源發(fā)電是被著意強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)。目前的智能電表基本不具備雙向電能計(jì)費(fèi)的能力，并且對(duì)于除電能以外的參數(shù)沒有測(cè)量，這無疑無法適應(yīng)新能源分布式發(fā)電未來廣泛推廣的趨勢(shì)和潮流。另外，傳統(tǒng)的電能計(jì)量無法區(qū)分諧波電能和基波電能，對(duì)于諧波源缺乏監(jiān)管和相應(yīng)的懲罰措施，甚至在電能計(jì)費(fèi)上存在著諧波源反送電網(wǎng)而少計(jì)費(fèi)的情況。目前雖然有基波電表測(cè)量方案，但在實(shí)際中極少被應(yīng)用。 4. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 從國際上看，歐盟、美國、日本等國都十分重視物聯(lián)網(wǎng)的工作，并且已作了大量研究開發(fā)和應(yīng)用工作。而中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)也啟動(dòng)了基于互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)和基于電信網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和研究課題的申報(bào)工作。中國的幾大電信運(yùn)營商積極投入“物聯(lián)網(wǎng)”的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的工作：物流信息化、公交視頻化、校訊通、農(nóng)村信息化、漁牧業(yè)監(jiān)控、水文水質(zhì)等，但國內(nèi)目前還沒有成熟的產(chǎn)品投放電力產(chǎn)業(yè)運(yùn)營。
