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用無線控制器減少家庭電力消耗

發(fā)布時(shí)間:2009-8-18 11:56    發(fā)布者:賈延安
關(guān)鍵詞: 電力 , 家庭 , 控制器 , 無線 , 消耗
您知道當(dāng)電視機(jī)在待機(jī)時(shí),它每小時(shí)最多可消耗16W嗎?您的熱水器是否在凌晨4點(diǎn)鐘運(yùn)行,而當(dāng)時(shí)并沒有人在洗澡?有很多方法可以減少家庭的能源消耗,借助無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),可以輕松、有效地完成這一目標(biāo)。

  每一天,我們都能聽到能源儲(chǔ)備越來越少的消息,能源短缺和斷電現(xiàn)象不時(shí)出現(xiàn),人們開始尋找新的能源節(jié)省方法。因此,除了這些不便和能源使用成本的不斷提高外,為什么我們還應(yīng)關(guān)注能源保護(hù)呢?答案非常簡單,因?yàn)橛袛?shù)字顯示,全球近87%的能源(參見圖1)都是使用碳化物燃料生產(chǎn)的,當(dāng)它們?nèi)紵龝r(shí),會(huì)把大量的污染物排放到我們的環(huán)境中。



  針對(duì)我們的非生態(tài)友好的能源生產(chǎn)方式,一種解決辦法是使用綠色技術(shù),例如風(fēng)力、地?zé)、太陽能和水電。壞消息是這種變化不可能一朝一夕完成(需要幾年時(shí)間,且新技術(shù)層出不窮)。這就是為什么說能源保護(hù)目前如此重要的原因。需要考慮的另外一個(gè)因素是,過去三十年,美國的能源成本上漲了4倍[2],而據(jù)預(yù)測,隨著能源短缺的繼續(xù),這一上漲將更為劇烈。

  住宅的大部分電力消耗是采暖和制冷,然后是照明和家用電器(見表1),而這正是我們的能效工作應(yīng)關(guān)注的地方。



  我們需要遵守下面這個(gè)簡單的電子定律:I=V/R(歐姆定律)。這表示要擁有電流(I),我們需要電壓(V)和電阻(R)。如果我們?nèi)コ仁街械娜我粭l目,就不會(huì)有電流流動(dòng)。換句話說,“如果不使用,就關(guān)掉,”就這么簡單。

  看起來不那么顯眼的另外一個(gè)問題是待機(jī)模式。在該模式中,設(shè)備不是完全打開或關(guān)閉,但它們確實(shí)要消耗一些電力(見表2),這樣才能在需要時(shí)隨時(shí)啟動(dòng)。美國每年的待機(jī)功耗總量占到每年總消耗的5%~26%。

  2000年,15個(gè)歐洲國家的家庭待機(jī)能源總損耗估計(jì)為940億千瓦時(shí)。根據(jù)美國能源信息管理局(EIA)的數(shù)字,每個(gè)家庭每天消耗的平均待機(jī)功耗為60瓦,相當(dāng)于每年525.6 千瓦時(shí)(0.060千瓦 ×8760小時(shí)),F(xiàn)在有很多把每天的待機(jī)功耗降到1瓦的計(jì)劃,但斷開每臺(tái)不使用的設(shè)備(然后在需要時(shí)重新連接)不但費(fèi)力而且耗時(shí)。我們需要其他解決方案,而這正是技術(shù)可以幫助我們的地方。

  IEEE 802.15.4/ZigBee聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)就是我們正在尋找的解決方案。以監(jiān)視和控制能源使用為中心的應(yīng)用是IEEE 802.15.4/ZigBee的主要市場,這一市場也是飛思卡爾一直處于領(lǐng)先的市場。一些關(guān)鍵功能使它成為理想選擇:電池壽命(設(shè)備可以持續(xù)運(yùn)行幾年)、復(fù)雜程度、覆蓋范圍(最遠(yuǎn)300米)、安全(128AES)和成本(參見表3)。



  想象一下,每個(gè)房間擁有自己的遠(yuǎn)程控制器,不僅打開/關(guān)閉設(shè)備,而且記錄設(shè)備是否正在使用及它們使用電力的多少。由于家里使用的設(shè)備少了,室內(nèi)熱量可能減少,空調(diào)的溫度也可以調(diào)高一些。

  此外,使用多插座電集棒使一次關(guān)閉幾臺(tái)家電設(shè)備更容易。通過增加一個(gè)無線控制器,您就能夠很方便地遠(yuǎn)程關(guān)閉您家中某些區(qū)域(起居室、廚房、休閑室)內(nèi)的所有設(shè)備。

  水加熱消耗大量能源,無論是采用天然氣還是使用電,但使用飛思卡爾的MC1321X系列ZigBee IC,可以實(shí)施天然氣/電加熱器遠(yuǎn)程控制器。人們洗澡的時(shí)間大多是在早晨或晚上,在所有其他時(shí)間,都可以遠(yuǎn)程關(guān)閉熱水器,以節(jié)省能源。

  自動(dòng)抄表(AMR)是最有前途的一種ZigBee應(yīng)用(ZigBee聯(lián)盟還在制定說明文件)。結(jié)合“智能家居”,AMR能立即顯示出其優(yōu)勢(shì)。如果正在消耗大量電能,通過無線鏈路發(fā)出的指令就可以引導(dǎo)房子進(jìn)入低功率模式,自動(dòng)關(guān)閉沒有使用的設(shè)備。

  使用飛思卡爾的IEEE 802.15.4/ZigBee產(chǎn)品,如MC1321X系列(帶有8位MCU)和MC1322X系列(帶有32位MCU),這些硬件實(shí)施可以輕松完成。從軟件方面,飛思卡爾為軟件實(shí)施(SMAC、IEEE 802.15.4 MAC和BeeStack)提供幾種堆棧。使用我們的BeeKit配置工具,可以輕松創(chuàng)建新項(xiàng)目。只需點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo),您就可以創(chuàng)建一個(gè)通過ZigBee控制的開/關(guān)燈開關(guān),而不需要寫入一行代碼。

  節(jié)約能源并不復(fù)雜,您只需注意什么時(shí)候真正需要能源、什么時(shí)候不需要能源就可以了。有了飛思卡爾收發(fā)器、片上系統(tǒng)和系統(tǒng)封裝解決方案的一臂之力,就可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
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