一大學生發(fā)明“物聯(lián)網(wǎng)開關”

開啟智能家居省電新模式

□周刊記者  蘇弼坤  文/圖

現(xiàn)在家居生活中，智能化已經(jīng)成為新的發(fā)展方向。越來越多的家庭使用了智能化的家居電器。“我設計的開關，將有助于家居裝修的安全節(jié)能。”昨天上午，在黃淮學院“創(chuàng)客中心”，記者見到了該院機械與能源工程學院電子科學與技術專業(yè)的申浩杰。他用了半年多時間，研發(fā)出物聯(lián)網(wǎng)智能開關，實現(xiàn)了無線、遠程控制，并且此開關不耗電。

申浩杰調(diào)試開關。

申浩杰展示自己發(fā)明的物聯(lián)網(wǎng)無線動能開關。

從小就有靈巧雙手的農(nóng)村孩子

“我小時候住在洛陽嵩縣的農(nóng)村。因為生活在山溝里，所以沒什么玩具可以玩。但是看到電視里很多小朋友都有玩具，我也不愿意空著手。”申浩杰說，他和村里的其他孩子不一樣，那時候大家的玩伴都是牛羊等之類的家畜，家里有錢的會買個變形金剛。但他為了有自己的玩具，就動手做。家里廢舊的軸承，他會在上面加一個木棍，當小推車玩。家里廢舊的書籍，他不舍得扔掉，用剪刀進行裁剪，折疊成各種折紙。上小學的時候，他就能用紙折出好幾種千紙鶴。

不過，讓他記憶最深的是幫媽媽刷奶瓶。申浩杰說，妹妹比他小好幾歲。他上小學時，妹妹只有一歲多。因為妹妹平時喝奶粉比較多，母親總是為刷不干凈奶瓶而發(fā)愁。

“奶瓶自帶的小刷子只能把奶瓶壁刷干凈，但是瓶底和瓶壁的拐角處很難被刷到。為了幫媽媽刷奶瓶，我專門做了一個新型的刷子。”申浩杰說，其實那個刷子是用牙刷做的——用火把牙刷頭燒軟，再把牙刷頭彎成想要的曲度，這樣就能把原本刷不到的地方清理干凈。現(xiàn)在他家里有好幾個不同彎曲度的牙刷，都是用來清理家中犄角旮旯處的。

高中時產(chǎn)生了“智能開關”的想法

其實，申浩杰現(xiàn)在設計的這個物聯(lián)無線動能開關，早在他上高一時就有了類似的想法。

申浩杰說，他上高一時，因為家里有了一些積蓄，便買了房子，從農(nóng)村搬到了城里。因為生活水平不斷提高，他家也在不斷增添家具。上高中時，他在農(nóng)村用的小木床被一個嶄新的“席夢思”替代。因為他的小屋空間有限，而大床又太長，所以他就把床頭調(diào)了個位置。可這么一來，原本安在床頭的雙向開關便成了沒用的擺設，晚上睡覺前或起夜需要開關電燈時，必須跑到開關處，很麻煩。那時他便想，要是能把原來的開關挪到新位置該多方便啊。

“那時候我想過改動原來的開關線路，但我和家人對電路都不了解，而找專業(yè)人員改動的話，一方面需要費用，另一方面會影響室內(nèi)布局的美觀，所以就放棄了。”申浩杰說，雖然上高中的他根本不知道什么是智能家居，而且那時智能家居還沒有出現(xiàn)在普通人家，但他想，能不能設計一個控制電燈啟停的無線開關呢？

2014年，申浩杰以優(yōu)異的成績考入黃淮學院機械與能源工程學院電子科學與技術專業(yè)。“選擇這個專業(yè)，與我的性格有關，也和高中時家里的那個開關有一定的關系。”申浩杰說，因為心中的想法，促使他在大學期間要實現(xiàn)這個夢想。

一次家博會促使他實現(xiàn)夢想

“2014年剛開學時，我就迫切希望學校能夠給我提供一個平臺，讓我實現(xiàn)自己的夢想。恰恰在這時，學校組織了一次外出學習活動，讓我真正見識了什么是‘智能家居’。”申浩杰說，2014年9月，學校組織學生到上海參觀“國際智能家居博覽會”。在那次家博會上，來自世界各地的智能家居企業(yè)展示了家居領域的未來科技產(chǎn)品。也就是那次參觀學習，讓他認識到了物聯(lián)網(wǎng)的強大，同時他發(fā)現(xiàn)自己當初設想的“無線開關”好像太小兒科了。

在新興的物聯(lián)網(wǎng)熱潮中，物聯(lián)網(wǎng)智能家居行業(yè)無疑是領頭羊，各種智能家居產(chǎn)品正逐步走進人們的生活中。

傳統(tǒng)的有線式開關，安裝時需在家庭裝修時把線路提前排好。走明線影響室內(nèi)美觀，而走暗線則需砸開墻壁，且位置固定、使用死板，讓不少家庭用戶頭疼不已。而市場上的普通無線開關多為遙控式，不僅需要經(jīng)常更換電池，而且信號傳輸距離有限，甚至會出現(xiàn)信號交叉的錯誤，無法很好地滿足消費者的需求。

設計出能夠遠程控制的開關

“從上海回來之后，我開始著手設計智能開關。起初我設計的無線智能開關，只是一款免布線且能遠程控制的智能開關。”申浩杰介紹，他最初設計時只想到讓開關采用無線控制，即電燈和開關之間無需布線，由無線信號進行傳輸控制，且對信號進行了特定的編碼，防止錯誤控制，可做到一控多和多控一。

申浩杰當時還只是大一的新生，雖然課程中開設有《信號與系統(tǒng)》，可他除了知道模擬信號和數(shù)字信號之外，并沒有學到能運用到實際操作中的知識。為了盡快掌握新知識并運用到自己的設計中，申浩杰每天都會去找大二甚至大三的學長尋求幫助。周末時，他常在網(wǎng)絡論壇上學習，為的就是在設計開關時不讓控制器出現(xiàn)“串碼”的情況。

一次偶然的機會，他看到一個小朋友的玩具，讓他開始對開關進行升級。

“一天晚上，我走在回寢室的路上，看到有一個小朋友拿著一個忽明忽暗的手電筒在玩。開始我以為小朋友是自己控制手電筒的亮光，走近了才知道，那是一個手壓式自發(fā)電的手電筒。”申浩杰說，這種手電筒的工作原理就是只要人用手壓幾下手電筒的開關，電燈就能持續(xù)亮一會兒，燈滅的時候重復按壓動作，能給燈供電，其主要部件就是一個自發(fā)電裝置。

“如果把這個自發(fā)電裝置安裝到自己的遠程控制開關中，只要按壓一次開關，其發(fā)電量就足夠信號發(fā)射裝置發(fā)射一次指令，這樣一來，就能避免經(jīng)常換電池的弊端。”申浩杰想。

后來，在遠程控制方面，申浩杰在開關上除了安裝了信號發(fā)射裝置外，還利用物聯(lián)網(wǎng)遠程控制模塊，在手機端安裝了相應的APP，即便人遠在千里之外，只要有互聯(lián)網(wǎng)，便能通過網(wǎng)絡控制開關。這樣一來，他設計的開關，就具備了免布線、不耗電、遠程控制的優(yōu)點。

希望自己的發(fā)明被運用到生活中

無線智能開關不僅可以避免布線的麻煩，而且做到了零耗能、無污染，并且無論人在哪里都可以通過手機隨時控制，具有物聯(lián)網(wǎng)智能家居生活環(huán)保、簡捷、方便的優(yōu)點。

申浩杰說，2015年9月，他做了一次市場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)電工電氣行業(yè)對智能技術的應用越來越深入，家居、酒店、賓館、KTV、茶樓等智能化設備受到人們推崇。無線智能開關是第三代普通翹板式開關之后的重要產(chǎn)品，取代傳統(tǒng)開關只是時間的問題，由此產(chǎn)生的市場“錢途”難以估量。

申浩杰介紹，雖然目前傳統(tǒng)開關依然有成本低、價格低的優(yōu)勢，但隨著智能化數(shù)字時代的到來，特別是無線智能開關的產(chǎn)生，人們將對傳統(tǒng)開關越來越不滿意，將傾向于使用方便、節(jié)能的無線智能開關，渴望在日常家居生活中體驗到智能生活。

申浩杰說，他研發(fā)設計的物聯(lián)無線動能開關目前還處于起步階段，市場競爭能力相對較弱。待時機成熟時，他希望自己的設計能被運用到實際生活中。