MIT 開發(fā)智慧電源插座，可區(qū)分良性用電尖峰以避免亂跳電

麻省理工學(xué)院團(tuán)隊最近開發(fā)一款智慧電源插座，內(nèi)建微電腦以算法分析單個或多個插座的電流使用情況，并能連接物聯(lián)網(wǎng)收集龐大用戶數(shù)據(jù)，以區(qū)分你家中插座的高峰用電是否可能帶來走火風(fēng)險。

隨著越來越多證據(jù)顯示有些住宅火災(zāi)起因于電弧故障，現(xiàn)在你家插座后面的墻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(zāi)前切離電源，或許你已經(jīng)遇過類似事件：當(dāng)你將吹風(fēng)機(jī)和電暖爐插頭插在同一插座時，發(fā)現(xiàn)電源「啪」一聲地跳閘了。

電弧故障斷路器是阻止火災(zāi)的一道防線，麻煩的是如今智慧電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)興盛，并非所有電弧現(xiàn)象都會帶來危險，但當(dāng)感測器太過敏感而任意跳閘，對精密電腦設(shè)備而言開始成為另一種跟不上時代的設(shè)計。

為了讓電弧故障斷路器變得更聰明，麻省理工學(xué)院機(jī)械工程專家 Joshua Siegel 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊新打造一種智慧電源插座，可以利用算法分析來自單個或多個插座的電流使用情況，并區(qū)分出用電尖峰是屬于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(shè)計包括能即時處理電流數(shù)據(jù)的硬件，以及透過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Artificial Neural Network，ANN)分析數(shù)據(jù)的軟件。硬件由 Raspberry Pi Model 3 微電腦和安裝在輸入電流線周圍的感應(yīng)式電流夾鉗(current clamp)組成，前者記錄電流數(shù)據(jù)，后者檢測輸入電流;微電腦和電流夾鉗之間再以一個 USB 音效卡連接，團(tuán)隊將其設(shè)計用于每秒處理 48,000 次非常微小的訊號。

隨著越來越多數(shù)據(jù)開始流入微電腦，智慧插座可以越來越準(zhǔn)確判別哪些訊號該采取斷電行動、哪些訊號可以無視。團(tuán)隊首先測試了 Apple iMac、電風(fēng)扇、電磁爐、臭氧產(chǎn)生器(ozone generator)4 種設(shè)備，發(fā)現(xiàn)智慧插座能以 99.95% 的準(zhǔn)確度從危險電弧中辨識出無害電弧，比現(xiàn)有電弧故障斷路器還高。此外，智慧插座能在 250 毫秒內(nèi)做出跳閘反應(yīng)，與當(dāng)代經(jīng)認(rèn)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(dāng)作物聯(lián)網(wǎng)的一部分與其他設(shè)備無線連接，用戶可匿名分享數(shù)據(jù)讓設(shè)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(fā)生的電流情況也能迅速應(yīng)對，未來某天，別人家的數(shù)據(jù)或許會成為避免你家走火的及時雨。

研究已發(fā)布在《Engineering Applications of Artificial Intelligence》期刊。