主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 四川大学     

基本信息

项目名称:
物联网环境下的智能电量监控系统
小类:
信息技术
简介:
本作品是设计一种物联网环境下的智能电量监控系统,通过在普通插座中嵌入智能芯片,使它具有无线通信能力、耗电量感知能力以及自动通断能力。在物联网环境下,智能插座将各个电器的耗电量信息实时反馈给用户,用户也能随时开关插座,同时,专家系统为智能决策提出思路,实现插座与用户的对话,从而达到节能的目的。
详细介绍:
本作品是设计一种物联网环境下的智能电量监控系统,通过在普通插座中嵌入智能芯片,使它具有无线通信能力、耗电量感知能力以及自动通断能力。在物联网环境下,智能插座将各个电器的耗电量信息实时反馈给用户,用户也能随时开关插座,同时,专家系统为智能决策提出思路,实现插座与用户的对话,从而达到节能的目的。

作品图片

  • 物联网环境下的智能电量监控系统
  • 物联网环境下的智能电量监控系统
  • 物联网环境下的智能电量监控系统

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

1. 作品设计、发明的目的 结合物联网和节能减排,我们提出了物联网环境下的智能电量监控系统,旨在利用物联网感知、可靠传输等特性促进节能减排。 2.基本思路 系统结构分为三层:数据采集、数据的处理和转发、数据的呈现。 ①数据采集,就是指通过嵌入物联网节点的智能插座采集设备用电的数据,通过物联网节点将数据发送到网关。 ②数据的处理和转发,是指边缘网关对获取的数据进行处理和融合,通过Internet存储到服务器的数据库中。 ③数据的呈现,指的是终端设备如手机、PC等通过网络访问服务器,服务器以WEB或短信等方式将数据呈现在终端设备上。 本系统整合基于CC2430的传感器节点、物联网网关、终端设备,通过网络把大中企业所需要的大范围的无线通信设备整合在一起,随时随地智能地组合基于物联网环境的智能电量监控系统,实时监控耗电量,有效节省能耗。 3.创新点 ①数据采集采用自主研发的计量模块采集用电数据。 ②数据传输采用符合物联网应用标准的的硬件基础节点进行数据通信。 ③网关采用嵌入式设备EBOX-3300,采用WINCE作为嵌入式操作系统,实现与服务器的通信。 ④数据呈现通过WEB、短信等多种方式将数据在终端设备呈现。 ⑤反馈节能机制。 4.技术关键 ①数据采集中计电模块的设计与实现。 ②物联网节点的设计及通信的实现。 ③网关模块的设计与实现。 ④在终端实现数据的呈现。 ⑤针对数据的分析和反馈机制的研究。 (详细的技术关键和技术指标请参阅研究报告)

科学性、先进性

1.作品的科学性 作品是设计一种物联网环境下的智能电量监控系统,通过在普通插座中嵌入智能芯片,使它具有无线通信能力、耗电量感知能力以及自动通断能力。在物联网环境下,智能插座将各个电器的耗电量信息实时反馈给用户,用户也能随时开关插座,同时,专家系统为节能决策提出思路,从而达到节能的目的。 2.作品的先进性 ①电量监控系统由数据采集模块、网关模块、终端模块组成,是一个完整的系统。 ②电量监控系统的数据采集模块使用2.4G频段进行无线通信完全能达到符合物联网标准的ZigBee技术。 ③电量监控系统的网关模块提供对Zigbee网络、Internet网络、GSM网络的接口,实现多种网络的无缝连接。 ④电量监控系统的终端模块有WEB、短信等多种呈现数据的方式。 ⑤电量监控系统具有反馈机制。它通过分析采集的数据,分析用户的用电习惯,针对不同的情况提出适当的建议,促使用户改变自己不良的用电习惯,从而达到节能的目的。 (作品的实质性技术特点、技术性分析说明和参考文献资料请参阅研究报告)

获奖情况及鉴定结果

①2010年南京邮电大学第十二届创新杯大赛一等奖 ②2010年南京邮电大学第二届创业大赛一等奖 ③2010年南京邮电大学第一届节能减排社会实践与科技竞赛一等奖

作品所处阶段

已经完成从模型向实物的转化,目前正在实际场景中实施大规模的部署,正与多家公司协商签订双向合作协议。

技术转让方式

专利实施许可

作品可展示的形式

实物、产品 模型 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

1.技术特点和适用范围 系统的特点是可对所连接的电器进行耗实时监测,将能耗信息在远程终端显示,同时具有远程控制通断功能、远程抄表和网络付款的功能,还可以针对不同用户提供个性化的节电方案。本系统适用于大中型企业、事业单位、家庭。 2.推广前景 物联网环境下的智能电量监控系统市场的发展得益于两股力量的共同作用:“推力”——政府及社会的推动作用。各级政府出于构建“和谐社会”,促进“可持续发展”,大力发展“绿色节能经济”等考虑,鼓励发展节能减排系统。“拉力”——企事业单位存在着资源有效利用不合理、能耗大,对于资源耗竭和能源短缺,极力寻求节能减排有效产品。在物联网的热潮中,本系统符合国家为大型企事业单位提出的节能减排的大方向,具有广阔的应用前景。 3.市场分析和经济效益预测 据悉,江苏省电网计划5年每年投入20亿元进行新型电表技术创新。根据市场分析,我们初步把市场划分分为:政府与事业单位、企业及运营商和网络公司等合作目标、普通家庭用户。(具体的市场分析和经济效益预测请参阅研究报告)

同类课题研究水平概述

本课题研究的主要内容通俗的说就是在物联网的环境下研发的智能插座+专家系统,传统的电源插座功能仅是分配多路电源,而智能插座除具备该功能外,还具有智能化的特点,普通插座和智能插座从外形到功能均有较大不同。目前市场上已经出现了多种不同功能的智能插座,主要可以分为以下几类: (1)漏电保护型智能插座。该类插座具有漏电保护、超限断电等功能,当发现超过一定幅值的电流未与零线构成回路,认为漏电并立刻切断供电,同时在输入电压过高、用电负荷异常时可自动切断电源,保护电器。 (2)定时型智能插座。该类插座主要为用户分时用电而设计。例如在电价便宜时启动电热水器、洗衣机等工作,从而节约电费。该类插座一般具有时钟功能,可对插座中的每一个插口进行编程,控制电源定时开断。 (3)主路控制型智能插座。该类型插座一般有一个主路,其它为辅路。如电脑主机断电后,判断出该主路无电流,则切断整个插座的电源,这样当电脑关机后,可以将辅路上的其他设备如显示器、音箱等也进行断电,从而减少待机功耗,提高用电安全性。 (4)遥控型智能插座。插座中的每一路都可以由无线遥控器进行远程控制,该类插座一般需要同时配一个无线遥控器,通信方式一般为红外或小无线,也可声控。 (5)计量型智能插座。这类插座的功能类似于单相多功能电表,它可以计量插座中用电设备的电压、电流、功率、电能值等。该类插座一般配有按键和LCD屏,也可将数据传送到电脑上,分析设备的用电情况。 由以上几类智能插座的分析可以得知,智能插座内部均集成了微处理器芯片,可进行智能处理,但目前的智能插座设计以提供单一的保护、监测或控制为主,产品功能较为单一,很难实现信息化和远程控制。 本课题的研究的智能插座是结合(1)漏电保护型智能插座、(4)遥控型智能插座和(5)计量型智能插座的特点,加上多类型的上层应用软件和专家系统。它不仅仅是一个插座,而是一个完整的系统。在插座内部嵌入了微处理芯片和物联网节点,使得插座能将用电设备的功率、电能值等以无线通信的方式发送到嵌入式网关,嵌入式网关将数据存储到服务器的数据库中,最核心的是专家系统,它就像人的大脑,支配着众多决策,实现智能控制,同时用户可以通过WEB或手机等多种方式手动访问。
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