基本信息
- 项目名称：
- 智能家居电器节能及网络监控系统的设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品由智能配电单元、阈值自适应单元、日光补偿调光器、家庭网关、射频遥控终端组成。系统具有用电线路的待机检测、定时通断、日光补偿、照明多场景设置、网络远程监控等功能。系统电器入网灵活，既可通过射频遥控终端实现本地控制，也可通过家庭网关实现远程控制，达到了家庭办公环境智能、节能、舒适、安全等效果，符合智能家居、物联网、节能减排的发展趋势。
- 详细介绍：
- 智能家居是人们追求和谐与舒适环境的必然趋势，传统的智能家居产品存在成本高、功能单一、能耗大的缺点。本作品提出了系统化节能、网络化监控的概念，是一套面向广大普通用户的低成本、功耗低、功能全面的智能家居多功能网络控制系统。 系统包括智能配电单元、阈值自适应单元、日光补偿调光器、家庭网关、射频遥控终端五个部分，具有用电线路的待机检测、定时通断、日光补偿、照明多场景设置、网络化远程监控等功能。系统电器入网灵活，既可以通过射频遥控终端实现本地控制，也可通过家庭网关实现远程监控，而且系统可扩展性高，可灵活接入数字电表、门禁系统、煤气报警等子系统，达到了家庭及办公环境智能、节能、舒适、安全等效果，符合智能家居、物联网、节能减排的发展趋势。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计发明目的： 本作品以实现家居的节能化和智能化和安全舒适为目的，提出了全新的家居概念——系统化节能、网络化监控。系统丰富的功能一方面消除了电器安全隐患，另一方面满足了人们对舒适、高效、便捷的生活需求。 基本思路： 智能配电单元完成入户电力分配，可完成待机检测、无功功率补偿、线路定时通断等功能；阈值自适应单元能准确进行多模式待机检测，杜绝了待机能耗；日光补偿调光器能进行日光补偿，支持多场景设置，实现了对自然光的利用；家庭网关使得用户可以远程监控家中用电器状态、控制用电器动作。射频遥控终端可在本地组建局域网，进行系统控制。系统易于实现门禁功能、电器用电量显示等拓展功能的实现，可扩展性好。 创新点： 1、强噪声背景弱信号的有效提取；2、电器待机状态的自适应检测；3、多场景日光补偿的实现；4、将嵌入式服务器应用于智能家居监控。 技术关键： 1、阈值自适应技术2、闭环光补偿技术3、微弱交流电流检测技术4、无线自组网技术5、基于TCP/IP协议的互联通信技术。 技术指标： 适用电压范围:：～220V±10% 50Hz±5% 电流检测范围：0.1—10 A 系统功耗：静态功耗：0.138W；动态功耗：0.23W 环境温度：-40—70℃ 遥控接收灵敏度：-90dBm 记时误差：±0.8秒/24小时 负载断电延迟时间：智能配电单元：12±2s 检测照度范围：0—1000Lux 控制光强不一致性：≤Lxc×1%
科学性、先进性
- 本系统融合了无线通信技术、远程网络控制技术、电力控制技术、传感技术和嵌入式技术，将采集的电流信号、光强信号、时钟定时信号、客户端远程控制命令和射频遥控命令等信息通过内置的低功耗微控制器进行分析处理，对智能配电单元、阈值自适应单元、日光补偿调光器等节能单元进行监控，达到了对电器节能系统的智能控制和网络化管理。 本作品与现有产品相比具有显著的进步： （1）电流采集范围广，实现对任意电器待机的有效检测，具有通用性。（2） 自动智能调光，光强稳定，无频闪，多场景手动可设。（3）系统能够进行本地自组网以及远程网络监控，节能高效，使用灵活。本作品集电器节能与远程网络监控于一体，以广大的普通用户为目标群体，具有性价比高，实用性强等特点。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品《智能家居电器节能及网络监控系统的设计》已于2011年3月21日完成查新工作。 查新部门为“教育部科技查新工作站G09”
作品所处阶段
- 生产阶段
技术转让方式
- 专利转让
作品可展示的形式
- 实物、产品 图纸 磁盘 现场演示 图片 录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点和优势： 1、全新的节能理念。本作品提出了“系统化节能”的概念，实现了多元化节能。2、多种技术交叉联合运用。系统采用了自适应技术、闭环光补偿技术、计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、实现电器的智能与节能。3、系统规模自定义。系统中的每个节能单元既可单独工作，也可组合成一个完整的智能家居系统，使用灵活可扩展性强。4、多种控制手段相结合。系统即可以本地控制和远程控制。 适应范围及推广前景： 本作品适用于普通家庭、办公环境等电能浪费严重的场合。本系统不仅突破了家用电器的传统单一节能模式，还实现了家用电器的远程监控，契合了当前物联网发展的大趋势，具有广阔的市场前景。 市场分析和经济效益预测： 目前市场上有很多功能单一的节能产品，如节能插座、智能调光器、循环节能定时器等。这些节电产品只能够实现专用的单方面节能，且性价比低。而本作品实现产品化，价格合计315元/套。我国2010年智能家居市场规模达到420亿元，市场广阔。我们的系统性价比高，因此节能效益和经济效益极为可观。
同类课题研究水平概述
- 国外同类课题研究水平：（1）未来之屋：盖茨耗费巨资、花费数年建造起来，被称作“未来之屋”的豪宅堪称当今智能家居的经典之作。豪宅的大门设有气象情况感知器，计算机可根据各项气象指标，控制室内的温度和通风情况；所有的照明、音乐、温度、湿度等等都能根据客人的需要，通过计算机任意调节；地板中的传感器能在6英寸的范围内跟踪到人的足迹，在感应到有人到来时就自动打开照明系统，在客人离去的同时自动关闭。但其造价十分昂贵，不适合普通家庭使用。（2）CLX通道调光器模块：由美国CRESTRON（快思聪）公司生产，型号：CLXI-2DIM8；负载可接白炽灯，低压电磁灯,氖气/冷光灯和2线制可调荧光灯；额定功率：每通道额定功率为2300W, 接入独立的16AMP双溃电时模块总额定功率为5980W。其调光功能单一，节电能力有限。 国内同类课题研究水平：我国智能化、节能化家居起步相对较晚，豪华和高档的智能化住宅大多以国外成熟产品为主,但随着普通家居用户需求的增多，国内出现了一些产品。（1）“小管家”节电插座：扬州金鼎电子有限公司生产的“小管家”电脑专用智能电源管理器（节电插座），当电脑关机、休眠或待机后，能自动切断电脑外设电源；当电脑开机或唤醒时，能自动接通电脑外设电源，节电率可以达的30%左右。型号：XGJ-DN-601（豪华）。市场价格：135元。工作环境条件：环境温度：-10℃～50℃；电源电压：220V±22V；最大负载电流：10A；静态功耗：不大于0.5W（不接负载，在额定电压下有积分电能表测量）。（2）省电王：由深圳金盟华盛节能科技有限公司生产，可稳定供电电压，过滤瞬变浪涌，畅通线路电流，减少用电浪费，降低线路温度，改善功率因素，具有节电、安全、保护及延长设备使用寿命等功能。型号：“HL-VI”型智能数码节电器；支持功率：15000W ；产品规格：116mm*67mm*42mm(不含插脚）；统一售价：268元/台。 这些产品或者功能单一，或者价格昂贵，或者为某一类产品所专用，或者不能网络远程监控，这些局限性严重限制了产品的推广和使用，我们的作品克服了以上缺点，系统服务于普通大众，节能高效，使用便捷。
