MIT 開發智慧電源插座,可區分良性用電尖峰避免亂斷電

作者 | 發布日期 2018 年 06 月 20 日 11:46 | 分類 3C , 尖端科技 , 物聯網 follow us in feedly

麻省理工學院團隊最近開發一款智慧電源插座,內建微電腦以演算法分析單個或多個插座的電流使用情況,並能連接物聯網收集龐大用戶數據,以區分你家中插座的高峰用電是否可能帶來走火風險。



隨著越來越多證據顯示有些住宅火災起因於電弧故障,現在你家插座後面的牆壁上可能都裝有電弧故障斷路器(Arc-Fault circuit interrupter,AFCI),這種感測器能偵測線路中的電弧故障,在電弧熱能引起火災前切離電源,或許你已經遇過類似事件:當你將吹風機和電暖爐插頭插在同一插座時,發現電源「啪」一聲地斷了。

電弧故障斷路器是阻止火災的一道防線,麻煩的是如今智慧電網與物聯網興盛,並非所有電弧現象都會帶來危險,但當感測器太過敏感而任意斷電,對精密電腦設備而言開始成為另一種跟不上時代的設計。

為了讓電弧故障斷路器變得更聰明,麻省理工學院機械工程專家 Joshua Siegel 領導的團隊新打造一種智慧電源插座,可以利用演算法分析來自單個或多個插座的電流使用情況,並區分出用電尖峰是屬於普通家電引起的良性電弧,還是接線錯誤引起的危險電弧。

新設計包括能即時處理電流數據的硬體,以及透過人工神經網路(Artificial Neural Network,ANN)分析數據的軟體。硬體由 Raspberry Pi Model 3 微電腦和安裝在輸入電流線周圍的感應式電流夾鉗(current clamp)組成,前者記錄電流數據,後者檢測輸入電流;微電腦和電流夾鉗之間再以一個 USB 音效卡連接,團隊將其設計用於每秒處理 48,000 次非常微小的訊號。

隨著越來越多數據開始流入微電腦,智慧插座可以越來越準確判別哪些訊號該採取斷電行動、哪些訊號可以無視。團隊首先測試了 Apple iMac、電風扇、電磁爐、臭氧產生器(ozone generator)4 種設備,發現智慧插座能以 99.95% 的準確度從危險電弧中辨識出無害電弧,比現有電弧故障斷路器還高。此外,智慧插座能在 250 毫秒內做出跳閘反應,與當代經認證的電弧故障斷路器性能相匹配。

Joshua Siegel 表示,智慧插座還能當作物聯網的一部分與其他設備無線連接,用戶可匿名分享數據讓設備不斷更新資訊,久而久之,你家中的智慧插座不出門也能知天下事,就算某天遇到不曾發生的電流情況也能迅速應對,未來某天,別人家的數據或許會成為避免你家走火的及時雨。

研究已發表在《Engineering Applications of Artificial Intelligence》期刊。

(首圖來源:麻省理工學院