美国微软公司创始人比尔·盖茨在《气候经济与人类未来》一书中提出，“除非我们不再向大气排放温室气体，否则全球温度会一直上升”。在全球环境不断恶化的背景下，发展低碳经济已成为国际共识。2020年9月22日，中国在联合国大会上提出，“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现“碳中和”。在“双碳”目标下，从源头管控减碳降碳、调整优化产业结构、加强技术创新等已成必然之路。我们肩负着节能减排、低碳发展的重任，迈进了机遇与挑战并存的零碳新时代。
在吉林省节约网络有限公司、吉林省节能协会及长春电子科技学院姜威、刘海波、李含和齐晓宇四位老师的共同指导下，由长春电子科技学院的胡槺、杨博远、马鹏慧、孙润臻、刘泽政、张佳丽、韩吉冲、张蕊八位学生共同组成具有“高起点、高水平、高技术、新思维”的学生团队——lcp攻关行动组。
lcp攻关行动组人员分工图
lcp（低碳智能家居新能源管理）系统采用分布式智能电流传感器监控系统,通过传感技术、5g通信技术、云服务器将节电和风光新能源发电技术有机结合在插排内，通过5g基站和云服务器实现信息传输，使用户能够实现远程操控以及家居耗电量的实时监控和分配。通过手机手机选择关用电器。同时利用智能终端将风光发电产生的电流进行储备与分配调控，实现居绿色用电同时将剩余能量储存和并网，实现社会层面的节能减排和可持续性经济发展。
本项目原理图
系统构架图
此外，为了完善智能节电功能，lcp（低碳智能家居新能源管理）系统还使用了继电器、霍尔电流传感器、wifi芯片以及光伏等元器件。其中，继电器用于控制通断电，霍尔电流传感器能够监测电流，wifi芯片与路由器通信，完成网络的连接，为了利用新能源，插排还使用了光伏来实现光能的转换。
智能插排工作原理图
wifi智能插座的继电器控制电路图
该系列产品是集一路可编程(lcp)自动控制安全节能转换器和智能风光转换器于一体的新型智能安全插座。主要用于居家和办公用电器。智能节能插座由电源模块、主控制器模块、电能信号采集电路、无线通信模块组成。主控芯片采用stm32f103c8t6，为消除串行通讯波特率误差，晶振设为11.0592m。电源部分采用ac-dc电路，由220v转为12v，再经稳压芯片转换成5v给主控mcunec9234，电能计量ichlw8012和继电器提供电源。由于现在的无线模块大多采用3.3v的工作电源，所以5v电源需经dc-dc降压为3.3v后，提供给wifi无线模块，如定时开关，过载报警等。
wifi插座的继电器控制电路，模块收到合上指令，pc8端口输出高电平，q1导通，继电器的线圈有电流流过，继电器的触点l_in和触点l_out吸合，插座供电给负载;模块收到断开指令，pc8端口输出低电平，q1截止，继电器的线圈没有电流，继电器的触点l_in和触点l_out断开，插座断电。
上述框图中太阳能将光伏板的电能进行稳压，对电池进行充电，同时通过升压转换电路，将电池的电输出为220v交流电，输出到插座上，由于太阳能板发电是一个不稳定电源，所以必须有控制板来控制充电和关机.我们lcp智能插座与普通的插座相比，多出了很多新的功能，最主要的是利用光伏并且远程控制连接和一个wifi手机app连接模块，通过连接网络的手机能自动接收插座的开启和关闭指令，拥有随意自由选择控制的方式，给我们一个舒适安全、方便高效的生活环境。
按照2021年国家发展改革委印发的《“十四五”循环经济发展规划》要求，我们团队以传统插排行业绿色化改造为重点﹑以绿色科技创新为支撑﹑以法规标准制度建设为保障﹑以实现碳中和为目标从而设计出lcp（低碳）智能节电插座。（以下是产品示意图及安装示意图）
lcp智能家居新能源管理系统创新点为：
1.模式上:智能家居从单项能源消耗变成自中和
2.技术上:系统中融合5g通讯，云服务器，传感器，智能终端等技术
3.经营方式上:多种营销方式，以适应不同对象对产品的需求
根据中电联数据显示，近几年电力行业累计减少二氧化碳排放约185.3亿吨；2021年我国风电和光伏发电新增装机规模达到1.01亿千瓦，风电平均利用率高达96.9%。此外通过计算若lcp项目在全国达到35%的普及率则预估可能每月减少约30亿千克的二氧化碳的排放，节约38.6亿度电。由此可判断lcp项目在降低我国实现碳中和的社会成本的同时还会引起新的社会岗位出现，增加经济效应，加快社会现代化经济建设，实现可持续发展目标。
该项目还创新提出以5g技术为基础与云服务器相结合，打造出新时代全民节能减排的新生活模式、促进新时代5g信息技术与低碳理念深度融合、努力实现2060年中国达到碳中和的目标。并能够在电力储存、新能源开发、组成绿色低碳、循环发展安全高效的经济体系等多方面取得关键性提升。同时为“十四五”期间我国落实2030年应对气候变化国家自主贡献目标，加快发展方式绿色转型，协同推进经济高质量发展和生态环境高水平保护具有重要的现实意义，助力中国实现2060达到碳中和。
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