基于智能插座的電器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，智能家居的發(fā)展又邁向一個新階段——智能用電，尤其是在能源危機這一世界性難題的背景下，智能用電作為一個重要部分打破了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)對用電負(fù)荷粗放式管理的局面。以往電力系統(tǒng)對用電負(fù)荷的感知能力僅僅局限于用戶的電表，對住宅用戶內(nèi)部用電的電器種類和用電方式習(xí)慣等都缺乏感知和測量的能力。基于智能用電以及智能電網(wǎng)整體規(guī)劃的需要，我們需要深入感知用戶用電信息。因此，電器狀態(tài)監(jiān)測被推向研究領(lǐng)域的浪潮，成為了在家庭能效管理、用

2、戶安全用電、智能電網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵應(yīng)用。
　　本文以智能家居下的電器狀態(tài)監(jiān)測為研究背景，分別對侵入式和非侵入式電器狀態(tài)監(jiān)測的方法進行介紹，綜述了電器狀態(tài)監(jiān)測的分析方法、面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)及其技術(shù)應(yīng)用。此外，結(jié)合對未來電器智能化改造的考慮，提出了基于智能插座的電器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，其中包括系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備——智能插座的設(shè)計，以及針對智能插座的電器狀態(tài)監(jiān)測算法的研究與實現(xiàn)。
　　在智能插座設(shè)計中，本文針對市場上現(xiàn)有智能插座功能單一，不能對電器

3、非正常狀況進行監(jiān)測與斷電控制，無法滿足用戶對用電安全需求的特點，以及其無線通信方式給家庭環(huán)境帶來布線和信號輻射的問題，提出一種基于電力載波通信的多功能智能插座設(shè)計方案。該智能插座以低功耗單片機MK64FN1M0VLQ12為控制核心、集成了BU82204MWV電力線載波、CS5490電能計量、繼電器等模塊，具有電能計量、過流保護、電器狀態(tài)監(jiān)控、蜂鳴警報、和充電保護等功能。以多功能的智能插座作為系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備，使家用電器可監(jiān)測、可控制，滿足了

4、用戶對多功能的需求，保證了用電安全，實現(xiàn)了傳統(tǒng)家電的智能化和信息化，在智能家居中具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　在基于智能插座的電器狀態(tài)監(jiān)測算法的研究中，出于對智能插座微控制器存儲器性能和成本以及電器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)實時性的綜合考慮，提出基于暫態(tài)特征的侵入式電器狀態(tài)監(jiān)測算法，該算法以電器開啟時引起的系統(tǒng)暫態(tài)過程為特征提取對象，通過與電器特征數(shù)據(jù)庫中的電器特征計算互相關(guān)系數(shù)，判別相似性，從而識別電器的類型及其運行狀態(tài)。該算法原理簡單，易于實現(xiàn)