Fig 1 System structure of a typical smart home有一些原件没有画出来,例如家用光伏、蓄电池、电动汽车等。在我们的研究范畴里面,智能家庭的硬件包括:智能家用设备、分布式能源、储能等,软件就是位于中枢的智能家庭能量管理系统,也就是上图最中间的那部分。
何为智能家用设备?一个最基本的条件是可控性,能够接受智能家庭能量管理系统发出的控制信号,其开机和关机能够被能量管理系统直接控制,服务于家庭所有设备的经济全局最优。而对于空调、热水器等residential thermostatically controlled loads (RTCL),可控的家用热力学设备,除了能够接受信号以外,还需要能够上传自身的温度采集信号,让家庭能量管理系统知道你的温度到哪里了,什么时候可以把你关掉,什么时候再把你打开。
智能家庭能量管理系统如何判断各个家用电器的开关时刻呢?靠的是分时电价或实时电价信息,以及家用负荷的特征曲线。
分时电价和实时电价都属于可变电价,但是两者又是不同的,分时电价将电价根据电力供需程度分为高峰、平谷、低谷时期,而实时电价则是十五分钟或者半小时变一次。下面第一张图中的电价曲线是分时电价的,第二张图中的电价曲线是实时电价的,可以看看区别。
大概就是利用每一个时刻的电价信息不同,以及各家用设备的特征曲线不同,在满足用户舒适性的前提下(例如空调必须保持室内温度在哪个区间、热水器必须保持水温在哪个区间、洗衣机只能在白天开不能再睡觉的时候开等),自动控制家里的智能设备,以得到最经济的用电方案。
智能家居能量管系统应该算智能家居系统设计中的算法相关内容,作为一个搞了两年半的人来说,原理和算法都不太复杂,而且很容易出成果,搞熟悉了之后基本上写相关论文是轻松加愉快,因为算法中多理论推导和数学公式,曾经因为有急用,花了三天时间就写了一篇相关的中文核心。
但是,坦白来说,这个方向支撑一下研究生还是完全够用的,我和我一脉单传(因为实验室小,一届就两个研究方向两个人)的师弟都靠这个混了一个国奖,不过他比我猛,我是真混上去的,他的SCI还是有几篇的,然后下下届的一个师妹和一个师弟也都已经发了一篇这个方向的SCI了。但是如果想好好读个博士的话,应该就不太够用了,毕竟根基比较浅,可以水水微创新,却支撑不起一个大牛博士。
因此,如果想读这方面的硕士,可以关注一下我们方向;如果想继续读博士,也可以关注一下,但是还得跨界到别的方向去;如果既不想读这方面的硕士或博士,只是对这个方向感兴趣,希望学一些真正有实际用处的东西,就别考虑我们这个方向了,因为太空了,目前来看,实际价值不大。可以学学一些更偏硬件的方向或者单片机神马的(因为我也不懂硬件,就不强行装专家了)。
目前国内的智能家居氛围其实和我研究方向的氛围还是蛮像的,一言以蔽之:华而不实的没卵用。我一向对讲生态的科技理念不感兴趣,十有十一都是忽悠,目前智能家居领域最要紧的出现一款杀手级产品,想苹果重新定义什么叫智能手机一样,在产品学的角度定义什么叫智能家居,光靠学术界耍嘴皮子去搞智能家居,一百年都没戏。还是要靠工业界实打实的产品,也希望工业界别什么好的风气没学到,先把学术界胡吹概念的风气学到了,动不动就打造什么智能家居生态。
望这位学弟能够在智能家居领域实打实的做出成绩,发布出和如今市面上那一堆“人工智障”式的智能家居有本质不同的产品,祝好!