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基本信息
- 項目名稱：
- 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多功能智能電表
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 在智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，本作品將智能電表與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，將智能電網(wǎng)需求的測量功能集成到方案中，同時利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將電表拓展一個具有智能家居控制功能和物聯(lián)網(wǎng)時代信息查詢管理功能的綜合控制平臺。 特點： 1.具有物聯(lián)網(wǎng)通信功能。使智能家居管理與電能電費查詢變得方便快捷。 2.智能家居控制采用電力線通信。采用電力線作為控制總線，無須單獨布線。 3.智能電表的計量能力。
- 詳細(xì)介紹：
- 該方案將電表發(fā)展為智能家庭網(wǎng)關(guān)，通過物聯(lián)網(wǎng)接口方便用戶查詢電能。將智能家居控制集成與電表系統(tǒng)中，并借助電力線通信這種無需額外布線組網(wǎng)方便的通信手段作為智能家居的控制總線。并使之具有遠(yuǎn)程抄表功能，分時計費及負(fù)荷管理，電能質(zhì)量監(jiān)控，同時兼顧了電力部門的管理與用戶的體驗，既符合了電網(wǎng)智能化的發(fā)展要求，有順應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：目前智能電表技術(shù)尚處于起步和摸索階段，并且在設(shè)計中對于電表智能化和電網(wǎng)智能化缺乏深入和理智的認(rèn)識，在思想上局限于電能計量而對電表未來電網(wǎng)中所承擔(dān)的全新的作用和重要性缺乏重視。而目前普遍的對于智能電表的定義局限于便利電力部門，而忽視了用戶的體驗。為了在提升智能電表在電網(wǎng)中的作用的同時提升用戶體驗，有必要拓展電表功能。 基本思路：針對目前智能電表的國內(nèi)外發(fā)展趨勢，按照產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保證測量精度的基礎(chǔ)上在功能上進(jìn)行大膽創(chuàng)新。 創(chuàng)新點： 1）具有物聯(lián)網(wǎng)通信功能。物聯(lián)網(wǎng)作為一個全面的信息互聯(lián)與共享網(wǎng)絡(luò)，必將為電網(wǎng)發(fā)展帶來革命性的變化。將電表設(shè)計成為一個智能化的家庭網(wǎng)關(guān)，一方面向用戶傳達(dá)電能實時監(jiān)控信息，一方面向用戶提供可以方便用戶的家庭管理功能，使電表功能多樣化。這項功能依賴于兩項關(guān)鍵技術(shù)： 1.電力線通信技術(shù)：借助電力線進(jìn)行家庭內(nèi)部的信息傳輸具有較高的成功率和可靠性，通過電力線作為通信媒介可以省去布線，并能方便的將家庭用電器實現(xiàn)互聯(lián)。 2.基于單片機(jī)的瘦服務(wù)器技術(shù)。借助精簡TCP/IP協(xié)議UIP協(xié)議，實現(xiàn)在單片機(jī)上的精簡服務(wù)器，使之成為面向用戶及電力部門的服務(wù)器，向兩者提供豐富的管理信息，并借助于日漸廣泛的移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使用戶的手機(jī)和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成為管理家庭電器和電量監(jiān)控的終端，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)時代的無處不在的信息共享。 2）電表在配電網(wǎng)中能監(jiān)測電能質(zhì)量。作品既可以精確測量功率因數(shù)、電壓、電流、頻率等參數(shù)，又實時反映當(dāng)前電能狀況，為電力部門提供真實及時的參考。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1. 電力線通信技術(shù)：借助電力線進(jìn)行家庭內(nèi)部的信息傳輸具有較高的成功率和可靠性，通過電力線作為通信媒介可以省去布線，并能方便的將家庭用電器實現(xiàn)互聯(lián)。 2. 基于單片機(jī)的瘦服務(wù)器技術(shù)。借助精簡TCP/IP協(xié)議UIP協(xié)議，實現(xiàn)在單片機(jī)上的精簡服務(wù)器，使之成為面向用戶及電力部門的服務(wù)器，向兩者提供豐富的管理信息，并借助于日漸廣泛的移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使用戶的手機(jī)和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成為管理家庭電器和電量監(jiān)控的終端，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)時代的無處不在的信息共享。同時也向電力部門提供了一種具有高可靠性和管理方便的抄表和電網(wǎng)信息管理方案。 2） 電表在配電網(wǎng)中能監(jiān)測電能質(zhì)量。傳統(tǒng)機(jī)械式電表無法準(zhǔn)確測量電能以外的電參數(shù)。而本項目即可以精確測量功率因數(shù)、電壓、電流、頻率等各項參數(shù)，又結(jié)合遠(yuǎn)程通信技術(shù)實時反映當(dāng)前電能狀況，為電力部門提供真實及時的參考。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 電表測量部分在2010年山東省電子設(shè)計大賽中獲得一等獎
作品所處階段
- 完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利
作品可展示的形式
- 樣機(jī)
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 技術(shù)特點和優(yōu)勢：電力線載波的智能家居控制總線，物聯(lián)網(wǎng)接口、數(shù)字化，高精度，低功耗 適應(yīng)范圍：可應(yīng)用于工廠，大型電廠或分布式發(fā)電設(shè)備，居民用戶等。 推廣前景：從技術(shù)上來說，該表的應(yīng)用：1、具有面向用戶的強(qiáng)大信息共享和管理能力，通過物聯(lián)網(wǎng)接口，極大的提升了用戶體驗，可以使用戶方便的查詢當(dāng)前電量 2.具有智能化家居管理功能。智能化家居作為未來的科技的發(fā)展趨勢，通過電表這一家家必備的設(shè)備實現(xiàn)了智能化家居的配置。由于使用了電力線通信，使得組網(wǎng)方便，有電線的地方就可以組網(wǎng)，將家電接入智能家居的管理系統(tǒng)下，方便而且造價低，無須單獨布線 3能進(jìn)行電能質(zhì)量檢測，為電力部門提供真實和及時的參考。 市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測：目前，我國智能電表的應(yīng)用較少，智能電網(wǎng)建設(shè)全面鋪開后，市場規(guī)模廣闊。中國政府計劃未來五年在全國范圍內(nèi)，安裝2.4億塊智能電表。
同類課題研究水平概述
- 1. 發(fā)展尚停留在機(jī)械式電表換代為半電子式，電子式電表。機(jī)械式電表由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)的磨損和易受安裝環(huán)境影響的特征而存在著隨著使用年限增加誤差增大的問題，也由于其顯示方法的缺陷造成其功能的單一。當(dāng)前電子式的電表雖然有所改進(jìn)，但仍然停留在計量電能等單一功能上，部分電表添加的抄表功能仍然存在著傳輸距離短，或者依賴于半人工的方式的缺點。沒有在觀念上進(jìn)行革新。 2. 雙向通信協(xié)議缺乏統(tǒng)一規(guī)范，尚未形成通行的，成熟的解決方案。目前主要流行的幾種雙向通信協(xié)議主要有電力線載波通信，RS485等。這幾種協(xié)議都存在著這樣或那樣的問題，如電力線載波，通過在電力線路上疊加通信信號進(jìn)行通信，但是由于配電網(wǎng)中普遍存在的各種干擾造成其通信效率較低，成功率較低，這限制了它的發(fā)展，使之只能成為一種抄表通信的方法，而限制了其繼續(xù)擴(kuò)展的可能。 3. 電能計量仍然局限于傳統(tǒng)內(nèi)容，缺乏前瞻性。在西方的智能電網(wǎng)規(guī)劃中，在配電網(wǎng)中廣泛分布的新能源發(fā)電是被著意強(qiáng)調(diào)的一點。目前的智能電表基本不具備雙向電能計費的能力，并且對于除電能以外的參數(shù)沒有測量，這無疑無法適應(yīng)新能源分布式發(fā)電未來廣泛推廣的趨勢和潮流。另外，傳統(tǒng)的電能計量無法區(qū)分諧波電能和基波電能，對于諧波源缺乏監(jiān)管和相應(yīng)的懲罰措施，甚至在電能計費上存在著諧波源反送電網(wǎng)而少計費的情況。目前雖然有基波電表測量方案，但在實際中極少被應(yīng)用。 4. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 從國際上看，歐盟、美國、日本等國都十分重視物聯(lián)網(wǎng)的工作，并且已作了大量研究開發(fā)和應(yīng)用工作。而中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會也啟動了基于互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)和基于電信網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和研究課題的申報工作。中國的幾大電信運營商積極投入“物聯(lián)網(wǎng)”的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的工作：物流信息化、公交視頻化、校訊通、農(nóng)村信息化、漁牧業(yè)監(jiān)控、水文水質(zhì)等，但國內(nèi)目前還沒有成熟的產(chǎn)品投放電力產(chǎn)業(yè)運營。
