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成果
影片
成果
- PCB layout 一份。
- 智慧插座 Demo 一組。
- Web 介面監控軟體一份。
- sensor 資料收集軟體一份。
- 智慧電表軟硬體系統一份。
功能需求
- 智慧型插座(Smart Outlet)。
- arduino 腳位:
- PIN:接 CT 量測 DC 電流。
- PIN:接 relay 控制 Breaker 斷路器。
- PIN:加一個負載在 Breaker 上偵測是否 Breaker 是否跳開。(討論)
- 量測單一插座用電資訊 (AC/DC)。
- AC 量測(插座)。
- 電壓:110V。
- 電流:15A~100A
- 勾式 CT 量測。
- DC 量測(插座)。
- 電流:1A。
- 400 DC 1A。
- AC 量測(插座)。
- 電源品質測量。╳
- 根據電價限制策略,動態開關電源。
- Relay。
- SSR。
- Relay。
- XBee 無線傳輸協定。
- TOPOLOGY 建立。由 arduino 透過 UART 改變 ZigBee 的 topology 狀態。
- 匯流排拓樸 ( Bus Topology ) 多對多?硬體上的問題無法成功。
- 星狀拓樸 ( Star Topology ) 。
- 環狀拓樸 ( Ring Topology ) 。
- 樹狀拓樸 ( Tree Topology ) 。
- 網狀拓樸 ( Mesh Topology ) 。
- 混合式拓樸(Hybrid Topology) 。
- 新增 Client 及改變 Server 時,MAC 交換。╳
- 信號強度 sensor。
- I/O 控制。
- TOPOLOGY 建立。由 arduino 透過 UART 改變 ZigBee 的 topology 狀態。
- 遠端、自動電源開關。
- arduino 腳位:
- 智慧型電表(Smart Meter)。╳
- 量測迴路用電資訊 (AC/DC)。╳
- 同時支援 8 智慧型插座。╳
- 回報用電資訊。╳
- 電源需量反應 (Demand Response)。╳
- 負載管理 (Load Management)。╳
- 相關法規:需向台電詢問。╳
- 電表資料管理系統(Meter Data Management System)。╳
- 支援雙向點對點訊息傳遞 100,000 筆/秒。╳
- 蒐集,記錄、統計每戶住家用電資訊。╳
- 分析用電行為。╳
- 定義用電策略。╳
- 實施電量限制。╳
- 搭配專家系統,根據溫度、季節時間預估帳單金額。╳
- 控制介面。
- RS232 :
- Windows:python 2.5、3.1
- linux:python 2.5
- Ethernet:╳
- 支援 UPnP 協定。╳
- Embedded Web Admin。
- Server → client:傳送監控資料。
- Client → Server:輸入控制命令。
- Telnet:
- Server → client:傳送監控資料。
- Client → Server:輸入控制命令。
- Windows:python 3.0╳
- linux:python 3.0╳
- RS232 :
- Error Detecting。╳
- watch dog。
- feedback。╳
- recovery。╳
- alarm。
- 斷電。
- 模擬器:
- 下載:https://trac.nchc.org.tw/grid/raw-attachment/wiki/wade/embedded/smartOutletSimulator-0.0.zip
- 執行模擬器:smartOutletSimulator.exe
- 會開啟一個本地端 socket, port = 8080
- 使用 putty 連線至 localhost 8080
- 命令格式。
- get:取得所有資訊。
- quit:中斷連線。
- 情境設定:
- 環境感測:溫度、亮度、溼度。
- 情境:
- 時間→燈光調控。
- 環境→冷熱、乾溼。
- 緊急狀況:地震、海嘯、颱風、火災、水災
- 處理:
- 警報:有聲音的家電。
- 關閉:瓦斯、危險的電器。
- 打開:緊急或備用照明。
- 處理:
文件 / 簡報
- arduino 使用方式:
- XBee 溝通軟體:
- PC - Arduino 溝通軟體及介面:
- User - web 監控軟體:
- 相關軟體:
- ser2net
問題
- 量測位置:
- 分散式插座。
- 總電源。
- 量測電源範圍,是否排除啟動時的超大電流。
- 雙向電流量測:可解決,唯 DC 電流須考慮負載。
- Python 3.1 或 Python 2.5。
- 黑白箱測試。
- 電源品質:高頻、低頻。
- 微波爐 ZIGBEE 干擾。
- 電壓量測:變壓→整流→分壓→穩壓→取 5V。
- 標準電壓:TL431。
- 智慧電表:
- 校正服務:
datasheet reference
元件
Arduino
- Arduino wiki 教學:
- 規格:http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardDuemilanove
- 腳位 Pin Descriptions:
- 數位接腳 Digital IO pins:0-13
- 類比輸入接腳 Analogue In pins:0-5
- 提供 10-bit 輸入。
- 類比輸出接腳 Analogue Out pins:3、5、6、9、10、11
- 提供 8-bit PWM 輸出。
- 軟體開發:
- IDE 使用 avr-gcc 將 C 轉成 Atmel AVR 系列的 microprocessors 的機器碼
- 安裝:
sudo apt-get install gcc-avr
- 安裝:
forth 開發板
sensor 感測器、傳感器
- 感測器介紹
- Pressure Sensor 壓力感測器。
W5100
- Data sheet:http://www.i-vis.co.jp/pdf/wiznet/chip/w5100/W5100_Datasheet_v1%5B1%5D.0.1.pdf
- http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoEthernetShield
- 使用的 PINS:10, 11, 12, and 13 (SPI)。
- 直接供電需 reset。
5V 繼電模組
- http://www.aroboto.com/shop/images/upload/Image/relay.jpg
- 5V DC 10A 277V AC 10A(N.0) 250V AC(N.0)
霍爾 SENSOR 電流計
FT232r
- USB to serial UART interface。
- driver:http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm。
- http://www.ftdichip.com/Documents/DataSheets/DS_FT232R.pdf
ATmega48/88/168
- datasheet:ATmega48/88/168
8051
- wade/embedded/8051
- http://www.vr.ncue.edu.tw/esa/ 國立彰化師範大學嵌入式系統應用實驗室教材
WiLink 7.0
程式相關
rs232
- 在 linux 上可以直接存取 /dev/ttyS0 (COMM1) /dev/ttyS1 (COMM1) ....
- http://www.easysw.com/~mike/serial/serial.html *http://www.linux-usb.org/
專有名詞
- Actuators:致動器、驅動器、促動器。
- 接收訊號後,做出對應的動作。ex:亮 LED 燈。
- Advanced Metering Infrastructure, AMI:先進讀表基礎建設。
- BACnet:
- BACnet 閘道器:使用 Modicon 公司所推出的 Modbus 通訊協定,將數位式電錶整合至開放式架構之通訊網路系統 (如 Ethernet 或 BACnet 上) 中。
- BACnet網路廣播管理裝置(BACnet Broadcast Management Device, BBMD):可以透過 Internet 與遠端 BBMD 連線,可以用來連接遠端的監測中心。
- Ball grid array, BGA:球閘陣列封裝
- Bus Rapid Transit, BRT:公車捷運系統
- Capacitance:電容(符號:C):http://www.baiheee.com/Documents/100828/100828133556.htm
- 單位:法拉(farad),符號 F。微法拉(microfarad,μF)= 10-6 F、納法拉(nanofarad,nF)= 10-9 F、皮法拉(picofarad,pF)= 10-12 F。
- 104 = 10 * 104 pF;103 = 10 * 103 pF。
- CAP Semi :0603
- Circuit diagram:電路圖。
- Controller Area Network, CAN:http://en.wikipedia.org/wiki/Controller_area_network
- IDE Disk On Module(D.O.M):採用IDE介面之微型硬碟記憶卡
- IDE Disk On Chip(D.O.C):將儲存裝置做在 Chip 上 (Flash)。
- Electromechanical Relay, EMR:「線圈—簧片觸點式」繼電器。
- Femtocell:室內家用行動基地台。
- Field Programmable Gate Array, FPGA:元件可编程邏輯閘陣列。
- Fuel Cell:燃料電池。
- Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT:http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E7%B5%95%E7%B7%A3%E6%9F%B5%E9%9B%99%E6%A5%B5%E6%99%B6%E9%AB%94%E7%AE%A1、http://www.or.com.tw/mz/down_mz_2/down_mz_2-c-11.htm
- In-circuit_emulator, ICE:http://en.wikipedia.org/wiki/In-circuit_emulator
- LCDM:文字液晶顯示模組。
- Intelligent Transportation System, ITS:智慧型運輸系統乃是應用先進的電子,通信,資訊與感測等技術,以整合人,路,車的管理策略,提供即時(real-time)的資訊而增進運輸系統的安全,效率及舒適性,同時也減少交通對環境的衝擊。
- Microelectromechanical System, MEMS:微機電系統。
- Meter Data Management System, MDMS:電表資料管理系統。
- Modbus:由 Modicon 公司所推出的通訊協定,架構於 TCP/IP 協定,常用在 PLC 的線路。
- MOSFET:http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E9%87%91%E5%B1%AC%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%89%A9%E5%8D%8A%E5%B0%8E%E9%AB%94%E5%A0%B4%E6%95%88%E9%9B%BB%E6%99%B6%E9%AB%94
- Netduino:開發板:使用 c#,相容 arduino shield
- nibble:半位元。
- 二進制數碼,若以4 個位元為一組資料,稱為半位元組 (nibble),若以8 個位元成為一組資料,稱為一個位元組(byte)。若以二個位元組(16 bit),組成一組資料,稱為一個字元(word)。
- Piezoresistive effect:是用來描述材料在受到機械式應力下所產生的電阻變化。不同於壓電效應,壓阻效應只產生阻抗變化,並不會產生電荷。
- Power Distribution Unit, PDU:電源分配器。http://www.digipower.com.tw/TW/adv_tw/PDU_adv.htm
- Power Line Communication, PLC:電力線傳輸(通訊)設備。
- Power over Ethernet, Poe:透過 RJ45 未使用的四條線傳輸 DC 。http://en.wikipedia.org/wiki/Power_over_Ethernet
- Power usage effectiveness, PUE:用電效率。http://en.wikipedia.org/wiki/power_usage_effectiveness?;r=9udatw39070
- Pulse Width Modulation, PWM:參考1、參考2
- Pyroelectric Infrared Radial Sensor, PIR Sensor:熱釋電紅外線感測器。利用溫度變化特徵探測紅外線的輻射。
- Schematic diagram:線路圖。
- Serial Peripheral Interface Bus,SPI:http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%BA%8F%E5%88%97%E5%91%A8%E9%82%8A%E4%BB%8B%E9%9D%A2
- Sensor:感測器、傳感器。
- Sketch:類似程式碼。
- Smart Meter:智慧型電表。
- Smart Outlet:智慧型插座。
- Solidstate Relay, SSR:固態繼電器。
- Telematics Promotion Office, TPO:車載資通訊產業推動辦公室
- Three-phase_electric_power:三相交流電。
- Triode for Alternating Current, TRIAC:控制交流電開關的電晶體。http://en.wikipedia.org/wiki/TRIAC。http://shop.cpu.com.tw/cPath/867
- Ultrasonic sensor:超音波感測器。
- Universal Asynchronous Receiver/Transmitter?, UART:通用非同步收發傳輸器。
- Universal Plug and Play, UPnP:http://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=122&t=196588&p=1
- Voltage Regulator:穩壓器。
- 物聯網:http://www.moneydj.com/kmdj/wiki/wikiviewer.aspx?keyid=c414884c-d9b2-4fa1-bb73-6b7e8c23154e
廠商
- arduino 元件網站
- 辰河電子企業社:可訂製各式樣 ARDUINO MODULE
- 飆機器人/普特企業有限公司
- Arduino shield模組
- 廣華電子商城:提供線上報價,各式電子元件及模組,離公司近
- 藝科資訊工作室
- 誠力 ZigBee 應用
- 國外智慧電表廠商
- 玖鼎電力股份有限公司
- ABB 傳動
- 溫控烙鐵:HAKKO 日本白光 FX-888 溫控烙鐵
- 機器人城鎮中心
- 淘寶:
- 研華科技:工業自動化
- 大聯大集團:亞洲第一電子通路。
- 勝特力電子零件材料:開式電流也在這買,略貴一些。
- 仟佰實業有限公司:開式電流 sensor,下單到出貨至少 15 天,不滿 5000 要自付大陸來回運費,量不大回覆速度就非常慢。
- 永力實業有限公司:插頭專業。
- 新唐科技 ARM M0
- http://www.icop.com.tw/pddetail.aspx?id=130&pid=2
- 資拓科技、自動化系統、RFID
Reference
- 通訊協定:
- http://trac.nchc.org.tw/grid/wiki/jazz/12-06-08
- http://ieee802.org/3/az/ Energy Efficient Ethernet
Task Force
- 電源常識:
- 建築物能源管理網站:建築耗電監測系統-系統架構
- 智慧家庭的無線電源插座系統
- 經典範例。
- Trac 相關:
- ASCII:
有趣新聞及影片
- GLiP Project - Demo
- 3D printer
- Kuratas 日製機器人
- http://www.supernaturedesign.com/news/ 互動式藝術
- Leap Motion手勢控制
- 中興保全智慧宅管
- [http://chinese.engadget.com/2012/01/08/parrot-unveils-ar-drone-2-0-with-720p-hd-camera-autonomous-vide/ Parrot AR.Drone 2.0
- 自製三旋翼直升機 Tricopter
- E-VOLOE飛行載具
- 貓咪自動餵食機
- 約翰.拉古的智慧型插座
- EPL,管E家,管家不在家:2010電信奧斯卡
- CAN BUS 應用
- 第六感人機介面
- twitter cuckoo clock 推特咕咕鐘
- 樂高電子積木、機器人:http://swf.com.tw/?p=62
- 高空氦氣球攝影。
- Kindle:amazon 電子書
- 可翻轉的插頭
- http://www.youtube.com/watch?v=MAnzIIphf3Y
- 攻殼機器人
- Wacom發表全新Inkling數位筆
相關目錄
- wade/embedded/sound:音調、頻率相關。
- wade/embedded/dBm:分貝毫瓦。
- 三相交流電。
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