臺灣博碩士論文加值系統

近年來，隨著能源議題不斷地在全球各地發酵，智慧家庭、智慧建築及智慧生活等議題受到高度重視。全球各方皆希望能藉由運用資通訊技術(ICT)發展並應用智慧化創新技術於「安全」、「節能」等面向，提升人類生活之現況。
居家用電「安全」一直以來都是大家所關心的事情，隨著國民經濟環境的提升，大家對於生活品質的要求越來越高，尤其是家用電器使用成長最為明顯，無論是在數量、種類、功率等都有增加趨勢。現今在台灣電價普遍低廉的情況下，個人平均年用電度數增長快速，但與此同時家庭用電安全也應該要更加重視，隨著用電負載跟著成長，但是家中低壓配電迴路規劃是隨著建築物興建時就已規劃完成，再增加容量空間不大，所以低壓配電迴路用電安全是最需要被關注，將成為居家用電安全之隱憂。
本文研究透過具警示功能家庭用電量即時顯示功能的裝置，結合時下流行的Arduino模組，搭配電流感測器，利用無線通訊Wi-Fi網路，將低壓配電迴路負載電流回傳至使用端，可以讓使用者方便得知低壓配電迴路負載程度及過載警報功能，作為使用電器產品種類之參考，達到居家用電安全之目的，以及用電負載分配。

關鍵詞:用電安全、低壓配電迴路、負載預警

For the past few years, with the issue of energy being discussed globally, we pay more attention to smart houses, smart architecture, and smart life. By using information communication technique (ICT) and applying smart innovative technology of safety and energy-saving, we hope to upgrade our daily life.
Home electricity safety has been everyone’s concern with the growth of economic environment. People have higher demand for better life quality, especially for the growing use of appliances, in terms of amounts, kinds, power. Under the circumstance of low electric price in Taiwan, the average personal electricity bill increases rapidly. With the growth of power load, the home electricity safety should be emphasized. However, the home low voltage branch line design is set while the architecture was built. The increase of capacity space is limited while the low voltage branch line safety should be greatly concerned, of which may become the potential worries of safety.
The research is based on the device of alert system to collect the data of home electricity consumption and alarm the load condition. To combined with the latest Arduino module, current sensor, and wireless communication Wi-Fi, the load information of home low voltage branch line returns to the user, to inform the user and achieve the goal of home electricity safety and the dispatch of power load.

Keyword: electricity safety, low voltage branch line, alert for load

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 文獻回顧 3
1.4 論文架構 5
第二章 低壓配電迴路保護介紹 6
2.1 居家配電迴路故障原因 6
2.2 目前低壓配電迴路斷路器特性 7
2.3 保護協調特性 10
2.4 結論 11
第三章 研究背景及相關技術說明 12
3.1 相關研究 12
3.2 電源端電流測量方法介紹 13
3.3 Arduino系統基本介紹 17
3.3.1 Arduino的特色 17
3.3.2 Arduino系統組成 18
3.4 寬頻通訊系統介紹 22
3.4.1 訊號調變 22
3.4.2 多工 26
3.5 Wi-Fi通訊技術介紹 27
3.5.1 通訊協定 28
3.5.2 無線區域網路的沿革 29
3.5.3 802.11n技術簡介 29
3.6 ZigBee相關技術介紹 32
3.6.1 ZigBee技術 32
3.6.2 ZigBee 網路架構 33
3.6.3 ZigBee 應用 34
3.6.4 ZigBee 訴求及特性 34
3.7 電力線通訊技術介紹 36
3.7.1 基本原理 36
3.7.2 電力線通訊系統藕合器 38
第四章 量測系統軟硬體之架構 39
4.1 系統電路架構方塊圖說明 39
4.2 電流量測器簡介 40
4.3 軟硬體介紹 43
4.3.1 電流量測流程 44
4.3.2 資料傳送至插座通訊功能流程圖 45
第五章 實驗結果及驗證 47
5.1 實驗設備說明 47
5.2 實驗與驗證 49
5.2.1 校正電流感測器 49
5.2.2 插座用電負載警示功能結果 52
5.2.3 在不同距離條件下通訊功能驗證實驗 54
5.2.4 插座接不同電器負載通訊功能驗證實驗 56
5.3 結語 59
第六章 結論與未來展望 60
6.1 結論 60
6.2 未來展望 60
參考文獻 62
附錄 66

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