基本信息
- 项目名称：
- 基于电力载波技术的家电智能控制系统
- 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：
- 随着信息技术的发展，智能化网络家电逐渐成为研究的热点，而将电力载波应用于智能化网络家电控制则刚刚开始，国内目前尚未有应用于智能化网络家电控制的电力载波通讯产品的研究报道。因此，有必要对电力载波技术进行深入探索，研究开发出适合中国国情、成本低廉而可靠的电力载波家电智能控制系统。
- 详细介绍：
- 我们的电力载波智能控制系统基于先进的BWP08电力线载波芯片而设计开发，通讯距离可以达到200米，支持双向数据传输，集接收器和控制器两大功能于一身，针对已装修的房子而设计，完全兼容普通开关。安装时，只需用智能开关替换原来的开关面板即可实现对室内灯光亮度及开关的控制。目前，我国正在朝着家居智能化方向发展，通过运用使用集中控制器，不必专门布线，只要将插头插在220V电源插座上，就可控制卧室的窗帘、灯光、音响及全家的电器。控制灯光时可以调亮度，控制拉帘或卷帘时，可以调行程，控制百页帘时可以调角度。 另外为尽可能的方便用户，我们设计了红外控制模块，从而实现了家电的远距离控制。主要功能有：本位操作、红外遥控、异地操作及场景控制；可一键关闭房间里所有的电灯或关闭任何一个房间的灯；可用遥控器远距离控制所有的开关。 因此我们开发的电力载波智能控制系统在家居智能化应用方面有着广泛的前景，特别是在中速率传输应用方面，因其具有可靠性高、造价低廉等优点，故可以与"蓝牙"相媲美。
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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
- 随着信息技术的发展，智能化网络家电逐渐成为研究的热点，而将电力载波应用于智能化网络家电控制才刚刚开始，国内目前尚未有应用于智能化网络家电控制的电力载波通讯产品的研究报道。因此，有必要对电力载波技术进行深入探索，研究开发出适合中国国情、成本低廉而可靠的电力载波家电智能控制系统。 基本思路：围绕BWP08电力载波芯片设计出一个主模块和若干从模块，主模块实现调制，并将调制信号通过电力线传送至从模块，从模块解调已调信号，经MCU处理后控制相应的电器。 创新点：将电力载波技术与家电控制系统结合起来，利用家庭现场环境下现有的电力线，而无需单独敷设通信电缆，不仅工作可靠，而且节约人工、节约材料；另外为尽可能的方便用户，我们设计了红外控制模块，从而实现了家电的远距离控制。 此系统的主要技术关键点是： （1）设计基于电力载波的智能化控制系统的体系结构。 （2）克服电力载波固有的信号衰减、阻抗失配以及等幅震荡干扰等问题。 （3）设计电力线接口电路。 主要功能有：本位操作、红外遥控、异地操作及场景控制；可一键关闭房间里所有的电灯或关闭任何一个房间的灯；可用遥控器远距离控制所有的开关。 主要技术指标： (1)、通讯距离：≤200m，(轻负载条件或者直流线路情况下，通讯距离可能大于200m) (2)、额定电压：50/60Hz 90~250V AC； (3)、额定功率：≤1000W/路；
科学性、先进性
- 电力载波智能控制系统具有很强的实用价值，在设计系统时我们充分考虑影响系统工作的诸多因素，以确保系统具有很高的可行性和适应性，可靠性和稳定性，先进性和开放性以及性价比。考虑技术先进性和开放性的同时，还从系统结构、设备性能、系统管理、技术支持及维修能力等方面着手，确保产品运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间，保证产品的稳定可靠运行。 我们的电力载波智能控制系统基于BWP08电力线载波芯片而设计开发，支持双向数据传输，集接收器和控制器两大功能于一身，针对已装修的房子而设计，完全兼容普通开关。安装时，只需用智能开关替换原来的开关面板即可实现对室内灯光亮度及开关的控制。目前，我国正在朝着家居智能化方向发展，通过运用使用集中控制器，不必专门布线，只要将插头插在220V电源插座上，就可控制卧室的窗帘、灯光、音响及全家的电器。控制灯光时可以调亮度，控制拉帘或卷帘时，可以调行程，控制百页帘时可以调角度。
获奖情况及鉴定结果
- 在西北师范大学第八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛中获得一等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 一次性转让
作品可展示的形式
- 实物、产品、现场演示
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
- 随着科学技术的发展，我国智能控制系统已经成为一种新兴产业，与其有关的产品已有一些投放市场，但由于这些产品或者功能单一、不利于网络集成，或者只能应用在某个具体的工程上而不能得到进一步推广，而且价格也很高，不利于产业化的发展。而我们研制的这款基于电力载波的智能控制系统在充分考虑了上述因素的前提下，采用了先进的BWP08电力载波芯片，同时合理地设计了芯片的一系列外围电路，结构简单，性价比高，具有很大的优势和广阔的市场发展前景。 用户只需将集中控制器插入室内的插座，然后利用红外开关就可以远距离控制家用电器的通断，传输距离远，使用方便，体积小巧，且功耗较低。 适用范围： (5)通讯距离：≤200m，(轻负载条件或者直流线路情况下，通讯距离可能大于200m) (5)额定电压：50/60Hz 90~250V AC； (5)额定功率：≤1000W/路； (5)工作湿度：≤90%RH; (5)工作温度：-10-60 degree; (6)负载类型:白炽灯/日光灯/节能灯/射灯
同类课题研究水平概述
- 电力线载波(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。由于使用坚固可靠的电力线作为载波信号的传输媒介，因此具有信息传输稳定可靠，路由合理、可同时复用远动信号等特点，是唯一不需要线路投资的有线通信方式。 电力线载波通讯技术可以进行模拟（语音信号）或数字信息（如：家居控制信号）双工传输，可广泛应用于家居自动化、小型办公室、家庭办公室通讯（互如联网、内部信件、游戏、音频（MP3）、视频）等领域，具有普及效果、节省费用、安装方便、应用广泛等特点。 作为通讯技术的一个新兴应用领域，电力载波技术以其诱人的前景及潜在的巨大市场而为全世界所关注，成为世界各大公司及研究单位争相研究的热点。国外许多著名公司和研究单位都在对此进行研究，并开发出相对应的器件和产品，如：Intellon、Thomson、Atmel等等。而国内的许多的企业也紧随国际步伐在利用电力线传输信息，特别是在远程抄表系统方面已逐步形成应用研究的热点。 一、智能小区中的应用 家庭智能大厦、智能小区是一个综合性的系统工程，他包含了若干子系统，作为智能大厦、智能小区的后备网络，采用电力载波通讯有其无法比拟的优越性，因而在智能大厦、智能小区底层通讯方式的选取上，各公司不约而同的把电力载波通讯作为首选。 二、在自动抄表系统中应用 采用以计算机为基础、利用电力线载波通讯技术开发的自动抄表系统，取消用电中间层，降低用电中间层，降低居民用电价格，消除用电过程腐败现象，成为电力部门响应国家这一政策的最佳解决方法。同时也给远程智能抄表的技术发展与产品推广提供了前所未有的契机、巨大的潜在市场和蓬勃的生命力。人们似乎已经看到，随着各种抄表自动计量装置产品的问世，"人工抄表"退出历史舞台，自动抄表系统"一统天下"的日子已为时不远。 三、在家居智能化的应用 电力线和信号线合一，无须布设信号线；人们原来使用和维护电器的习惯都不受影响，家电无须增加双绞线、红外等接口，只要在内部配备电力线载波通信芯片，再更新程序就行了，对老式家电的改造也很容易；家电的信息量小，电力线载波速度慢的缺点不突出。因此电力线载波通讯技术在家居智能化应用方面有着广泛的前景，特别是在中速率传输应用方面，因其具有可靠性高、造价低廉等优点，故可以与"蓝牙"相媲美。
