高校學(xué)生公寓用電安全智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用

孟洋

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：本文設(shè)計了一種的學(xué)生公寓用電安全管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含了以下幾個模塊：STC89C52RC系統(tǒng)、CT103交流電流傳感器模塊、HC-05藍(lán)牙、TFT模塊、紅外線遙控器模塊、溫度傳感器、1302時鐘模塊、報警系統(tǒng)以及電源系統(tǒng)。經(jīng)測試，它可更快捷、更安全、更方便的對的學(xué)生公寓的用電安全進行管理。

關(guān)鍵詞:STC89C52RC；CT103；HC-0；藍(lán)牙；TFT 模塊紅外線遙控器模塊

0引言

在全國高校中，宿舍用電管理作為學(xué)校管理中基本的一項常規(guī)性工作，長期以來，學(xué)校管理都是依賴人工來進行的，其工作既不安全，而且工作量大、工作效率也不高。宿舍管理員并不能知道寢室是否有用電違規(guī)現(xiàn)象且不能及時作出處理，對于寢室內(nèi)有用電安全問題的也不能夠及時解決。本項目則改變常規(guī)的斷電規(guī)則，設(shè)計了如下系統(tǒng)。

1 總體設(shè)計

整個智能化系統(tǒng)由STC89C52RC系統(tǒng)、CT103交流電流傳感器模塊、HC-05藍(lán)牙、報警模塊和電源模塊構(gòu)成下位機，從而來判斷寢室的用電情況進行報警提示；由HC-05藍(lán)牙、TFT模塊、紅外線遙控器模塊、溫度傳感器、1302模塊和報警系統(tǒng)構(gòu)成上位機，從而為管理員提供寢室實時情況進行安全管理。整體設(shè)計原理框架圖如圖1所示。

圖1 整體設(shè)計原理框架圖

2系統(tǒng)接線圖

系統(tǒng)軟件分別在硬件基礎(chǔ)加以運用。按模塊封裝CT103交流電流傳感器程序、HC-05藍(lán)牙串口程序、單片機底層程序、紅外線遙控器程序、TFT程序、溫度傳感器和時鐘程序，將這些程序加以封裝及可完成系統(tǒng)的整體操作，框圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)軟件框圖

3客戶端設(shè)計

客戶端的設(shè)計思路如圖3可知：客戶端開始后便開始模塊的初始化，便于運用；其后再采集互感器的串口信號判斷寢室交流電路的情況，如果寢室中功率大于1100W時傳感器上TX為高電平，則將信號傳送至單片機進行報警和藍(lán)牙串口傳輸至服務(wù)器端，直至寢室用電故障排除，結(jié)束程序。

圖3 客戶端程序流程圖

4 服務(wù)器設(shè)計

服務(wù)器的設(shè)計思路如圖4可知：服務(wù)器開始后便開始模塊的初始化，便于運用；其后再接收客戶端的藍(lán)牙傳輸信號，單片機把寢室用電情況傳輸至TFT顯示屏和報警系統(tǒng)給予通報；同時溫度傳感器與時鐘模塊也工作，將信息傳輸至TFT顯示器。寢室故障排除，由管理員通過紅外線遙控器進行復(fù)位給寢室通電。

圖4 服務(wù)器程序流程圖

5測試

采用5V直流電源供電，利用CT103交流電流傳感器模塊和藍(lán)牙模塊，從而實現(xiàn)實時地對寢室用電進行采值，達到實時監(jiān)控的目的。客戶端采集到的數(shù)據(jù)通過服務(wù)器發(fā)送到上位機，上位機可進行實時通報顯示和報警，也可以通過上位機將數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端進行電源恢復(fù)功能；在上位機中，可以對下位機的斷電次數(shù)進行采集，當(dāng)達到三次及以上時，單片機將信息進行處理與存儲傳送至 TFT 顯示模塊進行顯示通報和報警，顯示通報時間為兩天，報警時間為30秒。同時上位機還利用時鐘模塊和溫度傳感器進行采值，顯示時間與實時溫度方便人們使用。

6安科瑞AcrelCloud-3200預(yù)付費水電云平臺

6.1 系統(tǒng)方案

系統(tǒng)為B/S架構(gòu)，主要包括前端管理網(wǎng)站和后臺集抄服務(wù)，配合公司的預(yù)付費電表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用戶計量箱ADF300L系列，實現(xiàn)電能計量和電費管理等功能。另外可以選配遠(yuǎn)傳閥控水表組成水電一體預(yù)付費系統(tǒng)，達到先交費后用水的目的，剩余水量用完自動關(guān)閥。

6.2 系統(tǒng)功能

AcrelCloud-3200預(yù)付費水電云平臺由云平臺-網(wǎng)關(guān)-預(yù)付費電能表組成，通過通信網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)到表的充值、查詢、監(jiān)控、控制及短信報警等功能。
   本系統(tǒng)適用于一些大集團和大物業(yè)，往往需要將多個物業(yè)環(huán)境、分散于各地的物業(yè)集中式收費和管理，面臨著數(shù)據(jù)公網(wǎng)傳輸，財務(wù)操作分散，在線支付，總部財務(wù)扎口等復(fù)雜的需求。

遠(yuǎn)程集中抄表：抄表信息通過網(wǎng)關(guān)實時上傳到云平臺，快速便捷，免去人工抄表 。

水表預(yù)付費:可是查看某區(qū)域水表的實時狀態(tài)信息，并可以進行單表或批量設(shè)置水價控閥等操作。

遠(yuǎn)程售電:財務(wù)集中管理，電量實時下發(fā)，并比對充值次數(shù)，方便快捷。

能耗分析:用戶和管理員都可查詢預(yù)付費表或管控表每天的用能狀況；可提供能耗分析+財務(wù)軌跡一體式綜合管理報表，包含用戶表的能耗、財務(wù)數(shù)據(jù)、能耗和財務(wù)的期初期末值等數(shù)據(jù)。

在線支付:商戶可以通過小程序或者微信公眾號實現(xiàn)在線自助充值水電費，也可以實時關(guān)注商鋪用水用電情況。

短信提醒:金額不足或金額欠費提醒、電表充值到賬提醒，都可及時短信通知商戶。

遠(yuǎn)程控制:可對任意一塊電表執(zhí)行遠(yuǎn)程拉閘或保電等一系列遠(yuǎn)程控制操作，方便管理。

6.3 產(chǎn)品選型

7結(jié)束語

本文講述了學(xué)生公寓用電實時監(jiān)控過程。采用新型交流互感器與藍(lán)牙模塊的搭配，加上TFT 通報顯示與報警模塊，使整個采值和傳送過程更加精準(zhǔn)。同時，系統(tǒng)的模塊化使系統(tǒng)避免了硬件的短接、虛接等導(dǎo)致的短路，讓其更加安全可靠。該系統(tǒng)易于實現(xiàn)、應(yīng)用、范圍廣，科技型較強，利用現(xiàn)代智能化的技術(shù)，取代人工管理，提高工作效率；充分地利用了學(xué)校現(xiàn)有的資源來降低構(gòu)建成本，可實現(xiàn)對各大中小型管理機構(gòu)的用電情況進行實時管理，比如：住宅小區(qū)、公司、寫字樓等大型管理層次等等。對校園用電及電網(wǎng)的安全使用、對提高智能化科研的效率起著重要作用。

【參考文獻】

[1]楊偉，盧成軍，雷悅.學(xué)生公寓用電安全智能管理系統(tǒng)

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[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06