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2016年12月27星期二
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[发明圈]一大学生发明“物联网开关”

发布时间:2016-12-27 09:30:38  

一大学生发明“物联网开关”

开启智能家居省电新模式

□周刊记者  苏弼坤  /

现在家居生活中,智能化已经成为新的发展方向。越来越多的家庭使用了智能化的家居电器。“我设计的开关,将有助于家居装修的安全节能。”昨天上午,在黄淮学院“创客中心”,记者见到了该院机械与能源工程学院电子科学与技术专业的申浩杰。他用了半年多时间,研发出物联网智能开关,实现了无线、远程控制,并且此开关不耗电。

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申浩杰调试开关。

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申浩杰展示自己发明的物联网无线动能开关。

从小就有灵巧双手的农村孩子

“我小时候住在洛阳嵩县的农村。因为生活在山沟里,所以没什么玩具可以玩。但是看到电视里很多小朋友都有玩具,我也不愿意空着手。”申浩杰说,他和村里的其他孩子不一样,那时候大家的玩伴都是牛羊等之类的家畜,家里有钱的会买个变形金刚。但他为了有自己的玩具,就动手做。家里废旧的轴承,他会在上面加一个木棍,当小推车玩。家里废旧的书籍,他不舍得扔掉,用剪刀进行裁剪,折叠成各种折纸。上小学的时候,他就能用纸折出好几种千纸鹤。

不过,让他记忆最深的是帮妈妈刷奶瓶。申浩杰说,妹妹比他小好几岁。他上小学时,妹妹只有一岁多。因为妹妹平时喝奶粉比较多,母亲总是为刷不干净奶瓶而发愁。

“奶瓶自带的小刷子只能把奶瓶壁刷干净,但是瓶底和瓶壁的拐角处很难被刷到。为了帮妈妈刷奶瓶,我专门做了一个新型的刷子。”申浩杰说,其实那个刷子是用牙刷做的——用火把牙刷头烧软,再把牙刷头弯成想要的曲度,这样就能把原本刷不到的地方清理干净。现在他家里有好几个不同弯曲度的牙刷,都是用来清理家中犄角旮旯处的。

高中时产生了“智能开关”的想法

其实,申浩杰现在设计的这个物联无线动能开关,早在他上高一时就有了类似的想法。

申浩杰说,他上高一时,因为家里有了一些积蓄,便买了房子,从农村搬到了城里。因为生活水平不断提高,他家也在不断增添家具。上高中时,他在农村用的小木床被一个崭新的“席梦思”替代。因为他的小屋空间有限,而大床又太长,所以他就把床头调了个位置。可这么一来,原本安在床头的双向开关便成了没用的摆设,晚上睡觉前或起夜需要开关电灯时,必须跑到开关处,很麻烦。那时他便想,要是能把原来的开关挪到新位置该多方便啊。

“那时候我想过改动原来的开关线路,但我和家人对电路都不了解,而找专业人员改动的话,一方面需要费用,另一方面会影响室内布局的美观,所以就放弃了。”申浩杰说,虽然上高中的他根本不知道什么是智能家居,而且那时智能家居还没有出现在普通人家,但他想,能不能设计一个控制电灯启停的无线开关呢?

2014年,申浩杰以优异的成绩考入黄淮学院机械与能源工程学院电子科学与技术专业。“选择这个专业,与我的性格有关,也和高中时家里的那个开关有一定的关系。”申浩杰说,因为心中的想法,促使他在大学期间要实现这个梦想。

一次家博会促使他实现梦想

2014年刚开学时,我就迫切希望学校能够给我提供一个平台,让我实现自己的梦想。恰恰在这时,学校组织了一次外出学习活动,让我真正见识了什么是‘智能家居’。”申浩杰说,20149月,学校组织学生到上海参观“国际智能家居博览会”。在那次家博会上,来自世界各地的智能家居企业展示了家居领域的未来科技产品。也就是那次参观学习,让他认识到了物联网的强大,同时他发现自己当初设想的“无线开关”好像太小儿科了。

在新兴的物联网热潮中,物联网智能家居行业无疑是领头羊,各种智能家居产品正逐步走进人们的生活中。

传统的有线式开关,安装时需在家庭装修时把线路提前排好。走明线影响室内美观,而走暗线则需砸开墙壁,且位置固定、使用死板,让不少家庭用户头疼不已。而市场上的普通无线开关多为遥控式,不仅需要经常更换电池,而且信号传输距离有限,甚至会出现信号交叉的错误,无法很好地满足消费者的需求。

设计出能够远程控制的开关

“从上海回来之后,我开始着手设计智能开关。起初我设计的无线智能开关,只是一款免布线且能远程控制的智能开关。”申浩杰介绍,他最初设计时只想到让开关采用无线控制,即电灯和开关之间无需布线,由无线信号进行传输控制,且对信号进行了特定的编码,防止错误控制,可做到一控多和多控一。

申浩杰当时还只是大一的新生,虽然课程中开设有《信号与系统》,可他除了知道模拟信号和数字信号之外,并没有学到能运用到实际操作中的知识。为了尽快掌握新知识并运用到自己的设计中,申浩杰每天都会去找大二甚至大三的学长寻求帮助。周末时,他常在网络论坛上学习,为的就是在设计开关时不让控制器出现“串码”的情况。

一次偶然的机会,他看到一个小朋友的玩具,让他开始对开关进行升级。

“一天晚上,我走在回寝室的路上,看到有一个小朋友拿着一个忽明忽暗的手电筒在玩。开始我以为小朋友是自己控制手电筒的亮光,走近了才知道,那是一个手压式自发电的手电筒。”申浩杰说,这种手电筒的工作原理就是只要人用手压几下手电筒的开关,电灯就能持续亮一会儿,灯灭的时候重复按压动作,能给灯供电,其主要部件就是一个自发电装置。

“如果把这个自发电装置安装到自己的远程控制开关中,只要按压一次开关,其发电量就足够信号发射装置发射一次指令,这样一来,就能避免经常换电池的弊端。”申浩杰想。

后来,在远程控制方面,申浩杰在开关上除了安装了信号发射装置外,还利用物联网远程控制模块,在手机端安装了相应的APP,即便人远在千里之外,只要有互联网,便能通过网络控制开关。这样一来,他设计的开关,就具备了免布线、不耗电、远程控制的优点。

希望自己的发明被运用到生活中

无线智能开关不仅可以避免布线的麻烦,而且做到了零耗能、无污染,并且无论人在哪里都可以通过手机随时控制,具有物联网智能家居生活环保、简捷、方便的优点。

申浩杰说,20159月,他做了一次市场调查,发现电工电气行业对智能技术的应用越来越深入,家居、酒店、宾馆、KTV、茶楼等智能化设备受到人们推崇。无线智能开关是第三代普通翘板式开关之后的重要产品,取代传统开关只是时间的问题,由此产生的市场“钱途”难以估量。

申浩杰介绍,虽然目前传统开关依然有成本低、价格低的优势,但随着智能化数字时代的到来,特别是无线智能开关的产生,人们将对传统开关越来越不满意,将倾向于使用方便、节能的无线智能开关,渴望在日常家居生活中体验到智能生活。

申浩杰说,他研发设计的物联无线动能开关目前还处于起步阶段,市场竞争能力相对较弱。待时机成熟时,他希望自己的设计能被运用到实际生活中。

  

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