无线网控供电插座及能耗智能分析系统

一 项目主要内容简介

本项目研究无线网控供电插座及能耗智能分析系统，解决家庭及办公室所用电器能耗分析的问题。使用多路传感器实时连续采集电源插座的耗电参数，通过无线传感Wi-Fi接口，将数据传输至internet网络服务器，进行功率波形分析、频谱分析、报表分析等，用户可使用手机或者PC机通过浏览web页即时查看电器功率消耗及谐波视在功率，切断无用设备或存在隐患设备供电，帮助消费者达到节能、安全的目的；也可通过波形特征识别与电源连接的电器。本项目可为用户提供详细的供电指导，也可为家电厂家降低家用电器的能耗提供参考。

主要有几下创新之处：

实时连续进行多路低功耗耗电测量；

使用WiFi以太网实现数据并网；

通过Internet实现耗电监控；

在服务器端对能耗进行智能分析，并通过能耗波形识别不同电器。

二、项目的研究目的及意义

2.1申请项目的必要性、目的及意义

1> 项目的必要性

随着美国"智慧地球"概念的提出，物联网作为智慧型基础设施中间的一个概念，在全球掀起了技术狂潮。物联网的英文名字叫"The Internet of things"，就是物物相联的互联网，物联网的核心和基础仍然是互联网，通过无线数据传输技术，按照约定，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。

电源插座为各种家用电器提供电源，是日常生活必不可少的设备。传统家用电源插座只具有提供电源接口的功能，不能随时显示电器用电量，给消费者带来了不便。目前市场上出现可以显示电器功耗的插座，对传统电源插座做了很大改进，但是这种插座只有消费者靠近插座时才能够看到电器功耗，如果消费者外出，仍然不能及时了解电器的耗电情况。

针对上述问题，本项目拟设计一种无线网控供电插座，可以通过手机上网随时随地了解家用电器的耗电量，切断无用电器或者存在隐患的设备。并且通过智能分析，可以识别出插座正在给哪种电器供电。这种智能插座，不仅能够满足用户及时了解电器耗电量的需求，而且能够为电器制造商制定低功耗方案提供依据。

2> 项目目的

1. 使消费者随时随地了解家用电器的耗电情况，及时关闭不需要的电器，节约用电量。

2. 帮助电器生产商了解电器的耗电量，以便控制电器的能耗。

3> 项目意义

本项目以无线互联传感器网络为基础，消费者可以随时随地利用internet网查看家中耗电情况，并控制电器电源的通断，大大减少不必要的能耗浪费。而且，本项目能够为电器厂商提供准确的能耗分析，为降低电器能耗提供帮助。总之，本项目对推动物联网和节能环保具有重要意义。

2.2项目的背景、主要内容、技术水平及应用范围

1> 研究背景

背景一：今年11月3日，温家宝总理发表了《让科技引领中国可持续发展》讲话，其中首次提出了五大新兴产业领域，就包括物联网技术。在"物联网"这个全新产业中，我国的技术研发水平处于世界前列，具有重大的影响力。目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。在世界传感网领域，中国与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的主导国之一。

背景二：2007年9月8日，中国国家主席胡锦涛在亚太经合组织（APEC）第15次领导人会议上，本着对人类、对未来的高度负责态度，对事关中国人民、亚太地区人民乃至全世界人民福祉的大事，郑重提出了四项建议，明确主张"发展低碳经济"，令世人瞩目。他在这次重要讲话中，一共说了4回"碳"："发展低碳经济"、研发和推广"低碳能源技术"、"增加碳汇"、"促进碳吸收技术发展"。他还提出："开展全民气候变化宣传教育，提高公众节能减排意识，让每个公民自觉为减缓和适应气候变化做出努力。"这表明中国政府对环保的高度关注，不再单纯的追求GDP，摈弃20世纪的传统增长模式，直接应用新世纪的创新技术与创新机制，通过低碳经济模式与低碳生活方式，实现社会可持续发展。

2> 研究内容

本项目正是在这样的大背景下应运而生，研究无线网控供电装置及能耗智能分析系统，实时使用多路传感器采集电源功耗信息，通过Wi-Fi无线接口发送至服务器，用户可使用手机或者PC机浏览网页，控制家用电器设备电源通断，减少无用电器耗电，切断存在潜在危险的电器，以达到节能、安全的目的。服务器端将采集的功耗信号进行频谱分析，通过判断频谱波形特征识别出接入电源的电器种类。系统整体结构图如图1所示：

图1 系统整体结构图

系统主要由四个模块组成，数据采集模块、数据处理及控制模块、数据传输模块和用户浏览及控制模块。系统能够实时采集每一