MIT开发智慧电源插座 可区分良性用电尖峰以避免乱跳电

首图来源：麻省理工学院

麻省理工学院团队最近开发一款智慧电源插座，内建微电脑以算法分析单个或多个插座的电流使用情况，并能连接物联网收集庞大用户数据，以区分你家中插座的高峰用电是否可能带来走火风险。

随着越来越多证据显示有些住宅火灾起因于电弧故障，现在你家插座后面的墙壁上可能都装有电弧故障断路器（Arc-Fault circuit interrupter，AFCI），这种感测器能侦测线路中的电弧故障，在电弧热能引起火灾前切离电源，或许你已经遇过类似事件：当你将吹风机和电暖炉插头插在同一插座时，发现电源“啪”一声地跳闸了。

电弧故障断路器是阻止火灾的一道防线，麻烦的是如今智慧电网与物联网兴盛，并非所有电弧现象都会带来危险，但当感测器太过敏感而任意跳闸，对精密电脑设备而言开始成为另一种跟不上时代的设计。

为了让电弧故障断路器变得更聪明，麻省理工学院机械工程专家Joshua Siegel 领导的团队新打造一种智慧电源插座，可以利用算法分析来自单个或多个插座的电流使用情况，并区分出用电尖峰是属于普通家电引起的良性电弧，还是接线错误引起的危险电弧。

新设计包括能即时处理电流数据的硬件，以及透过人工神经网络（Artificial Neural Network，ANN）分析数据的软件。硬件由 Raspberry Pi Model 3 微电脑和安装在输入电流线周围的感应式电流夹钳（current clamp）组成，前者记录电流数据，后者检测输入电流；微电脑和电流夹钳之间再以一个 USB 声卡连接，团队将其设计用于每秒处理 48,000 次非常微小的讯号。

随着越来越多数据开始流入微电脑，智慧插座可以越来越准确判别哪些讯号该采取断电行动、哪些讯号可以无视。团队首先测试了Apple iMac、电风扇、电磁炉、臭氧产生器（ozone generator）4 种设备，发现智慧插座能以 99.95% 的准确度从危险电弧中辨识出无害电弧，比现有电弧故障断路器还高。此外，智慧插座能在 250 毫秒内做出跳闸反应，与当代经认证的电弧故障断路器性能相匹配。

Joshua Siegel 表示，智慧插座还能当作物联网的一部分与其他设备无线连接，用户可匿名分享数据让设备不断更新资讯，久而久之，你家中的智慧插座不出门也能知天下事，就算某天遇到不曾发生的电流情况也能迅速应对，未来某天，别人家的数据或许会成为避免你家走火的及时雨。

研究已发布在《Engineering Applications of Artificial Intelligence》期刊。

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