研究目的
为哥伦比亚农村社区设计并实施一个太阳能微电网监测系统，通过提供能源生产、消耗及电池荷电状态的实时数据，并支持安全运行的预测功能，从而为该社区的微型商业（特别是制冷中心）的决策制定提供支持。
研究成果
该监测系统在农村社区成功设计、实施并验证，满足了大部分可用性标准，为小微企业提供了决策支持。它证明了以人为中心的设计在克服文化障碍方面的有效性，以及国际协作在农村电气化项目中的潜力。使用树莓派等经济实惠的硬件和开源软件促进了开发，但未来工作应解决硬件可靠性、模型准确性及更广泛的用户培训问题，以提高可持续性和可扩展性。
研究不足
该研究受限于开发人员与用户之间的文化差异，这虽需大量采用以人为中心的设计方法，但可能无法完全涵盖所有用户需求。硬件限制包括损坏的WiFi适配器和受限的路由器访问权限，影响了网络连接性。预测模型因范围限制采用了简化处理（例如电池的库仑计数法），可能导致准确性降低?？捎眯圆馐砸览敌⊙玖浚ㄎ迕没В┎⑿枰胄?，可能无法代表整个社区。光伏设备的开源支持有限，阻碍了更广泛的应用。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用基于ISO 9241-210标准的人本设计流程，通过理解背景、明确用户需求、生成设计方案及可用性测试评估的迭代步骤开展研究。界面设计遵循Jakob Nielsen的可用性启发式原则，能源使用预测模型通过MATLAB Simulink Simscape电力系统?？榭?。
2：样本选取与数据来源：
案例研究聚焦哥伦比亚Calle Santa Rosa原住民社区（该社区2015年已安装太阳能系统）。数据源包括历史项目报告、光伏板与传感器的能源测量数据，以及社区成员的用户反馈。
3：实验设备与材料清单：
硬件包含树莓派3代B型、BlueSolar 100/50充电控制器、英利YL250P-29b光伏板、Aim Dynamics AIMH021-050A-420电流传感器、MCP3008模数转换器、WiFi?？榧癝unDanzer DCR165冰箱；软件涉及LAMP架构（MariaDB数据库、PHP）、Highcharts可视化库及MATLAB建模工具。
4：实验流程与操作步骤：
依次进行背景分析与需求定义、原型设计（纸质及网页界面）、硬件搭建（传感器与控制器接入树莓派）、软件开发（数据库及网页界面）及社区实地安装，最终对五名社区成员开展界面可用性测试。
5：数据分析方法：
能源传感器数据存入数据库并通过Highcharts可视化；可用性测试结果依据预设满意度标准（如不满率低于10%）通过勾选框与问卷分析；预测模型采用NASA提供的辐照度与温度数据，模拟24小时能源使用情况。
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Analog to Digital Converter
MCP3008
Microchip
Converts analog signals from the current sensor to digital data for the Raspberry Pi.
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Raspberry Pi
3 model B
Raspberry Pi
Serves as the main hardware platform for hosting the web interface and processing data from sensors.
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BlueSolar Charge Controller
100/50
Victron Energy
Controls the solar panels, handles input from panels, and provides output to batteries and loads; enables communication for data reading.
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Solar Panel
YL250P-29b
Yingli
Generates electrical power from solar energy for the microgrid system.
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Current Sensor
AIMH021-050A-420
Aim Dynamics
Measures DC current going to the load; provides current readings for monitoring.
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Refrigerator
DCR165
SunDanzer
Used as loads in the refrigeration center; runs directly from the 24V DC system.
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Battery
MT25000S
Mtek
Stores electrical energy for the system; provides 24V output.
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