居民生態(tài)環(huán)境意識調(diào)查報告及基于計量自動化系統(tǒng)的家庭智能用電用戶交互終端技術(shù)研究

居民生態(tài)環(huán)境意識調(diào)查報告近年來，我國的經(jīng)濟飛速發(fā)展，人民生活水平顯著提高，隨之產(chǎn)生的環(huán)境和生態(tài)問題也日趨明顯。那么，當今新鄉(xiāng)市民對環(huán)境生態(tài)問題的感知度和關(guān)注度如何呢？此次，我院以“保護環(huán)境有你、有我、更有他”為主題，自制了一份企業(yè)周邊生態(tài)環(huán)境調(diào)查表，并對新鄉(xiāng)市滿村鎮(zhèn)周邊企業(yè)人員、附近居民以及其他工業(yè)園區(qū)、城市居民等進行了深入調(diào)研。最終回收有效問卷420份。由于使用的是非隨機抽樣，調(diào)查結(jié)果只能反映這420名被調(diào)查者的環(huán)境生態(tài)意識。樣本結(jié)構(gòu)如下：性別：男性49%，女性51%；年齡：15-19歲13%，20-29歲8%，30-39歲17%，40-49歲23%，50-59歲17%，60-69歲12%，70-75歲10%；文化程度：小學及以下3%，初中17%，中?；蚋咧?2%，大專13%，大學本科及以上15%。一、公民的環(huán)境生態(tài)意識（一）公民的環(huán)境生態(tài)意識的定義公民的環(huán)境生態(tài)意識是公民意識的構(gòu)成之一。包括我國公民對于污染、公共衛(wèi)生等的環(huán)保意識，對于動物保護的意識程度，對于環(huán)保、野生動物保護法等法律的認知程度等。（二）公民的環(huán)境生態(tài)意識的狀況1.在第六題中，人們大都表示了周邊生態(tài)環(huán)境存在的污染現(xiàn)象。其中有237人表示“存在”，占總體的56.3%；有184人表示“不了解”，占43.7%。被調(diào)查者中沒有人認為污染“不存在”。周邊生態(tài)環(huán)境是否存在污染現(xiàn)象提及率存在56.3%不了解43.7%不存在02.在第七題中，他們對待存在環(huán)境污染的態(tài)度是：調(diào)查顯示共有221人認為環(huán)境問題應(yīng)該治理，其中有133人認為“急切需要治理”，有93人認為“無所謂”；對環(huán)境污染的態(tài)度提及率需要治理52.8%急切需要治理31.7%無所謂15.5%以上兩道題調(diào)查結(jié)果表明，調(diào)查中有相當一部分人表示對周邊的生態(tài)環(huán)境污染應(yīng)及時、盡早治理。更為可喜的是，被調(diào)查者中沒有人認為環(huán)境污染不存在或污染毋須治理。盡管如此，在第五題中，只有28.3%的人總能夠把垃圾投放到指定位置?？梢姡麄兊沫h(huán)保行為與環(huán)保意識不相匹配，雖然多數(shù)受調(diào)查者認為周邊環(huán)境污染狀況嚴重，而一但把環(huán)境問題與實際行動相比較，則顯出他們對環(huán)境問題的重視程度偏低。是否能把垃圾投放到指定位置提及率經(jīng)常做到56.7%總能做到28.3%有時做到13.3%沒做到過1.7%3.在第十五題中他們認為行之有效的生態(tài)環(huán)境保護措施有以下幾個：有190人認為應(yīng)該節(jié)約能源治污減排，有120人認為政府應(yīng)加強災(zāi)害檢測力度，有110人認為應(yīng)該發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)。行之有效的環(huán)境保護措施提及率節(jié)約能源治污減排45.2%政府加強災(zāi)害檢測力度28.5%發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)26.2%4.調(diào)查反映出人們對政府出臺的生態(tài)環(huán)境保護措施和宣傳活動的支持力度還不是很足。十三題中，399人對市政府的環(huán)保宣傳活動不了解或不太了解；十四題中，只有115名受訪者“非常支持”為了保護環(huán)境引起的產(chǎn)品或服務(wù)的成本提高。對環(huán)保宣傳活動的了解度提及率不太了解80%不了解15%比較了解3.3%非常了解1.7%對產(chǎn)品或服務(wù)成本提高的支持度提及率看情況而定63.3%非常支持18.3%不太支持11.7%不支持6.7%可見，政府在提高公民的環(huán)境生態(tài)意識工作上還需要加大力度，仍然任重而道遠。5.調(diào)查還反映出民眾在環(huán)境生態(tài)意識上呈現(xiàn)出比較強的政府依賴心理。在回答第十六題，認為哪些措施對改善生態(tài)環(huán)境有較大幫助時，對于此題的回答，有40%的人認為應(yīng)加強環(huán)境生態(tài)保護宣傳教育，35%的人認為應(yīng)健全環(huán)境生態(tài)方面的法律法規(guī)，21.7%的人認為應(yīng)加大環(huán)保執(zhí)法力度。這說明人們更希望通過政府制定規(guī)章制度推動新鄉(xiāng)市環(huán)保工作的進一步發(fā)展。（三）環(huán)保意識的特點1.公民的受教育程度與對環(huán)境的滿意度成負相關(guān)。從調(diào)查中可發(fā)現(xiàn)，受教育程度是影響對環(huán)境判斷的重要變量之一：文化水平和知識層次越高，對環(huán)境生態(tài)的嚴峻形勢越清醒，從而造成對環(huán)境狀況滿意度的下降。如果用不同群體中“高滿意群體”和“低滿意群體”比例來體現(xiàn)各群體的總體滿意度，則學歷在小學及小學程度以下人群的滿意度最高（1:1），大學本科及以上人群的滿意度最低（1:5），即低學歷與高學歷滿意度比為5：1。2.公民的受教育程度與環(huán)保意識成正相關(guān)，因為他們對相關(guān)問題的認識程度更清晰。3.年齡是受訪者對某些環(huán)境生態(tài)問題的看法的影響因素。在回答十二題“‘限塑令’是否減少了您對塑料袋的使用頻率？”時，有198人選擇“沒減少”，而選擇“現(xiàn)在幾乎不用塑料袋”的占12人大都屬于50-79歲年齡層。然而，在回答“是否愿意參加小區(qū)環(huán)?；顒印钡牡谑孱}時，選擇“愿意”或“很愿意”的受訪者中50歲以上的共有20人，占87%?？梢?，在選擇提高人們環(huán)保意識的有利途徑時，年齡因素是我們需要考慮的一個問題。二、看法和建議通過此次調(diào)查使我們對新鄉(xiāng)部分市民的環(huán)境生態(tài)意識有了一定了解，就調(diào)查結(jié)果來看，新鄉(xiāng)市民有著比較強的環(huán)境生態(tài)意識，但是其行為卻遠遠落后于他們的環(huán)境生態(tài)意識，良好的環(huán)保意愿也難以付諸實際行動，再加上市有關(guān)部門的工作未做到位，執(zhí)法力度不夠，對環(huán)保工作的管理不善等諸多因素的存在。就當前的情況，在此提出一點建議，僅供參考。我們認為，加強政府的環(huán)保工作，這是改善新鄉(xiāng)市環(huán)保現(xiàn)狀的重要條件。第一，廣泛深入的開展宣傳教育，進一步提高各級決策者和廣大市民的環(huán)保意識。要提高市民對環(huán)保重要性的認識，建立新的環(huán)境觀和價值觀，使市民自覺的按照環(huán)保要求約束自己，規(guī)范自己的行為，使環(huán)境保護意識成為一種心理，并轉(zhuǎn)化為一種環(huán)境責任，盡力使其實際行動與環(huán)保意識配套。第二，堅決貫徹和執(zhí)行各項環(huán)保法律和法規(guī)，繼續(xù)作好城市環(huán)境綜合整治工作，加大監(jiān)管力度，對不保護環(huán)境的個人或企業(yè)要依法處理，從嚴處理。嚴格執(zhí)行環(huán)保責任制并制定切實可行的考核制度，使執(zhí)法人員有法可依。以上便是我們此次實踐活動的成果，還有許多不足之處有待完善。這次調(diào)查可以反映出新鄉(xiāng)市民的環(huán)境生態(tài)意識有了一定程度的提高。當然，在我們憧憬美好的生態(tài)環(huán)境的同時，我們也必須清楚的知道美好的環(huán)境需要我們大家的共同努力，愛護我們賴以生存的環(huán)境是我們每一個人義不容辭的職責。基于計量自動化系統(tǒng)的家庭智能用電用戶交互終端技術(shù)研究摘要：電力需求側(cè)管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于信息的交互。本文結(jié)合計量自動化系統(tǒng)對家庭側(cè)智能用電用戶交互終端技術(shù)進行了研究，描述了適合于計量自動化系統(tǒng)的智能家庭管理系統(tǒng)架構(gòu)和用戶交互終端的功能，提出了用戶交互終端的設(shè)計方案。關(guān)鍵字：用戶交互終端，智能家庭管理系統(tǒng)，計量自動化系統(tǒng)ResearchonUser-endInteractionofFamilyIntelligenceElectricityBasedonMeteringAutomationSystemsAbstract:Thekeytechnologyofelectricitydemandsidemanagementsystemisinformationinteraction.Combinedwithmeteringautomationsystems,theuser-endinteractiontechniquesoffamilyintelligenceelectricityhavebeenstudied.Describethesmarthomemanagementsystemarchitectureandtheuser-endinteractionfunction,whichsuitableformeteringautomationsystems.AndProposeuser-endinteractiondesign.Keywords:User-endInteraction;SmartHomeManagementSystem;MeteringAutomationSystems

引言智能用電是智能電網(wǎng)的重要組成部分，是建設(shè)智能電網(wǎng)的著力點和落腳點。智能用電是實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶之間實時交互響應(yīng)，增強電網(wǎng)綜合服務(wù)能力，滿足互動營銷需求，提升服務(wù)水平的重要手段。智能用電關(guān)系到提高電網(wǎng)的能源使用效率、經(jīng)濟運行和有序用電，對電網(wǎng)建設(shè)、節(jié)能環(huán)保、電能質(zhì)量管理具有深遠的影響。而適應(yīng)于智能電網(wǎng)的用電側(cè)用戶交互終端，是智能用電技術(shù)及服務(wù)體系中最關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，能夠滿足用戶電力定制及與電網(wǎng)企業(yè)遠程雙向互動的功能，符合智能電網(wǎng)技術(shù)“互動”的關(guān)鍵特點，非常具有前瞻性。在國內(nèi)，中國電科院對智能電網(wǎng)的總體框架等內(nèi)容進行研究，成立了智能電網(wǎng)研究開發(fā)中心，參加國家電網(wǎng)公司的智能電網(wǎng)研究工作，參與國網(wǎng)公司組織的相關(guān)工作。2009年4月，國網(wǎng)信通公司開始建設(shè)北京阜成路95號院和北京豐臺區(qū)蓮香園兩個試點的樣板間，2010年3月建成的上海示范工程，2010年12月，中國電科院針對智能家居系統(tǒng)標準制定工作召集了國內(nèi)相關(guān)廠家進行討論，并發(fā)布了標準制定工作計劃。在國外，也有相應(yīng)的研究。荷蘭IHD方案偏重于能源信息管理（三表），智能插座，并基于此實現(xiàn)遠程控制和本地控制的功能，英國天然氣公司發(fā)布的英國方案的交互內(nèi)容是水電氣消費數(shù)據(jù)、預(yù)付費、水電氣供應(yīng)安全信息和公司發(fā)布的其他信息，施耐德方案偏重于家庭照明控制、家用電器控制、安防系統(tǒng)方面遠程控制和本地控制的功能，CurrentCost公司的方案主要應(yīng)用目標是提供一種基于AMR的解決方案，為用戶提供精確的電表信息。蘭吉爾公司的方案主要應(yīng)用目標是為用戶提供一個用于顯示用戶的用電實時量、時間、溫度等信息的顯示終端。Control4公司的IHD應(yīng)用目標包括家庭溫度控制、家庭多媒體控制、照明控制、家庭安全、能源管理等方面。AZTECH公司的方案主要應(yīng)用目標也是在于用戶能源管理。目前，廣東電網(wǎng)公司各直屬供電局已經(jīng)建成涵蓋發(fā)、供、配、售各側(cè)的一體化的計量自動化系統(tǒng)，采集專變用戶及低壓用戶的用電數(shù)據(jù)，但僅采集了用戶總的用電信息，還沒有有效的手段采集用戶各用電設(shè)備的詳細信息，掌握用戶的詳細用電情況，以便更好地指導用戶合理用電。因此，用戶側(cè)用戶交互終端極具應(yīng)用推廣價值。當前國內(nèi)外對用戶側(cè)智能終端的研究尚處于起步階段，一些高校及企業(yè)進行了探索性的研究及試點應(yīng)用，但由于標準的空白，各類產(chǎn)品差異性太大，無法較好地滿足智能電網(wǎng)發(fā)展中智能化、交互性、可擴展性、與電網(wǎng)應(yīng)用緊密結(jié)合的要求?，F(xiàn)階段全國部分電網(wǎng)公司正積極進行智能用電技術(shù)研究和智能小區(qū)試點建設(shè)工作，智能用電信息交互模式和用戶交互終端關(guān)鍵技術(shù)和研究的重點。家庭智能管理系統(tǒng)總體實現(xiàn)方案研究1.1系統(tǒng)功能系統(tǒng)主要目的是為用戶提供具備能源管理、家電控制、安防管理、室內(nèi)環(huán)境管理、燈光控制管理、智能物業(yè)及智能小區(qū)等功能的全方位的智能家居產(chǎn)品。系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下幾個方面的功能：數(shù)據(jù)采集：包括能源數(shù)據(jù)、安防事件信息、分布式電源信息、環(huán)境數(shù)據(jù)等。智能分析：包括能源使用情況統(tǒng)計分析、節(jié)能措施分析、室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)分析等。自動/遠程控制：包括家用電器遠程控制、網(wǎng)絡(luò)攝像頭遠程訪問、場景自動控制、分布式電源自動控制等。自動告警：包括能源異常使用告警、安全防護告警、設(shè)備故障告警等。信息交互：包括能源供應(yīng)信息、物業(yè)服務(wù)信息、公共服務(wù)信息等。1.2系統(tǒng)實現(xiàn)架構(gòu)圖1家庭智能管理系統(tǒng)實現(xiàn)架構(gòu)系統(tǒng)從物理上可以分為家庭能源管理、主站系統(tǒng)、通信信道、應(yīng)用現(xiàn)場四部分。家庭能源管理系統(tǒng)根據(jù)規(guī)模由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、磁盤陣列、web服務(wù)器、通訊服務(wù)器、接口服務(wù)器、應(yīng)用工作站及GPS時鐘等相關(guān)設(shè)備組成。通信信道包括遠程通信信道和本地通信信道。遠程通信信道主要是指家庭能源管理主站系統(tǒng)與計量自動化等系統(tǒng)之間的通信信道以及家庭能源管理主站系統(tǒng)與應(yīng)用現(xiàn)場之間的通信信道。為獲得高速、穩(wěn)定、可靠的通訊網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)采用以太網(wǎng)作為遠程通訊的主要方式。這種通訊方式的主要優(yōu)點在于低成本、高帶寬、擴展性強、靈活快速，能與現(xiàn)有以太網(wǎng)很好的兼容、可以很方便的進行管理等。采用以太網(wǎng)方式通信，主要由路由器及防火墻等設(shè)備組成。家庭能源管理主站系統(tǒng)與計量自動化等系統(tǒng)采用防火墻物理隔離，保證系統(tǒng)的信息安全。本地通信信道主要是指用戶側(cè)本地網(wǎng)絡(luò)，主要采用低壓電力線載波、微功率無線、WIFI（通訊接口模塊化設(shè)計，可互換）等通信方式應(yīng)用現(xiàn)場主要包括用戶側(cè)應(yīng)用所涉及的用戶交互終端(IHD)、智能電表、智能家電、智能安防、分布式電源以及溫濕壓記錄儀等相關(guān)設(shè)備。用戶側(cè)智能交互實現(xiàn)方案用戶側(cè)智能交互主要包括與計量自動化、營配一體化等系統(tǒng)的交互；用戶與本地設(shè)備的交互。本系統(tǒng)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的實現(xiàn)方式、數(shù)據(jù)交換內(nèi)容以及相應(yīng)的處理機制，提供了相應(yīng)的解決方案。用戶與計量自動化系統(tǒng)的交互包括用戶用電信息的自動化采集，用戶用電質(zhì)量分析，用戶用電遠程控制等。圖2描述了用戶與計量自動化系統(tǒng)的交互過程。圖2用戶與計量自動化系統(tǒng)交互用戶與本地設(shè)備的交互是用戶通過智能家庭網(wǎng)絡(luò)，將各種智能電器設(shè)備連接到信息服務(wù)平臺，智能管理各種智能電器設(shè)備，用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)、手持終端等實時查看智能電器的運行情況。圖3描述了用戶與本地設(shè)備的交互過程。圖3用戶與本地設(shè)備交互用戶側(cè)智能交互的實現(xiàn)需要通信協(xié)議，包括上行通信協(xié)議和下行通訊協(xié)議。2.1上行通信協(xié)議上行通信協(xié)議在系統(tǒng)中的主要作用在于規(guī)范用戶交互終端與家庭能源管理系統(tǒng)主站進行物理通信以及數(shù)據(jù)交換格式。要實現(xiàn)智能用電信息交互，必須首先打通電力公司與用戶之間的通信信道，采用合適的通信信道，是確保智能用電信息安全、快速、穩(wěn)定地交互的必要條件。以太網(wǎng)作為目前應(yīng)用范圍最廣，用戶普及率最大，通信速率快，通信可靠性高的通信信道，是最合適于智能家庭能源管理系統(tǒng)的上行通道。2.2下行通信協(xié)議智能家庭管理系統(tǒng)下行通訊協(xié)議主要用于用戶交互終端與家庭內(nèi)本地設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。本方案中定義的下行通訊協(xié)議適用于采用低壓電力線載波、微功率無線通信、以太網(wǎng)、Rs485及其他串行總線傳輸通道的本地通信組網(wǎng)方式。下行通訊協(xié)議參考[RFC1661]PPP（Point-to-PointProtocol點到點協(xié)議）幀格式模型，內(nèi)容包括幀格式、鏈路傳輸、物理層接口、報文應(yīng)用及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，協(xié)議模型簡單、透明、靈活，可擴展性好，適用多種鏈路類型。用戶交互終端設(shè)計方案3.1功能設(shè)計用戶交互終端是實現(xiàn)家庭智能用電服務(wù)的關(guān)鍵設(shè)備，通過有線、無線等通信技術(shù)，用戶交互終端能夠與智能電表、氣表、水表等互聯(lián)通信，同時可以實現(xiàn)對用電設(shè)備的統(tǒng)一管理和控制，并通過用戶界面，實現(xiàn)人機交互，替代部分人工處理實現(xiàn)對家庭內(nèi)各類智能設(shè)備的自動化、智能化操作和反饋。并對能源消耗情況等數(shù)據(jù)進行搜集和發(fā)布，指導用戶進行合理、經(jīng)濟地使用能源，節(jié)省用戶能源消費開支。同時為用戶提供家庭安防、社區(qū)信息和娛樂等各類功能。3.2硬件設(shè)計圖4用戶智能交互終端硬件設(shè)計整個硬件設(shè)計可以分為處理單元、管理單元、接口單元和其它單元四部分。處理單元部分包括ARM11系列微處理器、TFT顯示/觸摸屏。ARM11的媒體處理能力和低功耗特點，特別適用于無線和消費類電子產(chǎn)品；其高數(shù)據(jù)吞吐量和高性能的結(jié)合非常適合網(wǎng)絡(luò)處理應(yīng)用；另外，在實時性能和浮點處理等方面具有良好的性能。TFT顯示/觸摸屏通過設(shè)置ARM芯片中集成LCD控制器將內(nèi)存中的圖像信息傳送到LCD，系統(tǒng)根據(jù)手指在觸摸屏的圖標或菜單位置來定位選擇信息輸入,可用來取代鍵盤或鼠標。管理單元部分包括數(shù)據(jù)存儲、電源管理。用戶交互終端使用電源適配器供電，電源管理可實現(xiàn)多路的、高效的直流電源輸出，并實現(xiàn)其外圍的控制管理。通信接口單元包括各種常用通信接口，系統(tǒng)可以有效快速的與各種智能電器進行通信，實現(xiàn)對智能電器的有效管理。其它單元包括USB接口、SD卡座，為擴展單元。3.3軟件設(shè)計圖5用戶智能交互終端軟件設(shè)計用戶交互終端軟件設(shè)計框架分為四層：1）UI（UserInterface）：UI是人機交互界面，指用戶和IHD軟件系統(tǒng)進行交互的集合；UI需要達到通過友好的界面和操作提示，達到操作人員易于理解軟件功能、便于操作的目的。2）業(yè)務(wù)處理層：主要實現(xiàn)智能家庭相關(guān)業(yè)務(wù)功能的實現(xiàn)。3）數(shù)據(jù)解析層：主要處理各類數(shù)據(jù)幀，將解析后的數(shù)據(jù)以規(guī)范的存儲格式寫到存儲介質(zhì)中，方便業(yè)務(wù)處理層提取。4）通信層：通信層主要完成通信接口調(diào)用、通信鏈路維護等任務(wù)。

總結(jié)電力需求側(cè)管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于信息的交互。本文結(jié)合計量自動化、營配一體化系統(tǒng)分別描述了用戶側(cè)智能終端與計量自動化、營配一體化等系統(tǒng)的交互和用戶與本地設(shè)備的交互方式，并設(shè)計了用戶交互終端實現(xiàn)方案。

參考文獻1.張仕民，葉選茂，姜齊榮.配網(wǎng)及用戶側(cè)供電安全與電能質(zhì)量[J].四川電力技術(shù)，2005，28（5）：52-552.北京電網(wǎng)“定制電力技術(shù)”獲重大突破[M].電氣應(yīng)用，2007，26（9）：153.張鼎華，程良倫，張凌.J2EE框架在需求側(cè)用電管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力需求側(cè)管理，2006，8（2）：15-174.湯廣福，張文濤.定制電力技術(shù)[J].電力電子，2003，1（6）：20-255.陳書波.智能電網(wǎng)需求側(cè)管理系統(tǒng)分析[J].科協(xié)論壇：下半月，2010（2）：35-366.劉宣，周昭茂，童瑞明.我國的電力需求側(cè)管理系統(tǒng)及技術(shù)應(yīng)用發(fā)展[J].大眾電力，2007（6）：18-197.ChenZhiqiang,YangYongbiao,ZhuJinda,etal.Developmentofanewpowerdemandsidemanagementterminal[J].AutomationofElectricPowerSystems,2009.10,33(13):104-1078.ZhangLuhua,YiZhonglin,WangSiton