高校學生公寓用電安全智能管理系統(tǒng)的應用

孟洋

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：本文設計了一種的學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)。經測試，它可更快捷、更安全、更方便的對的學生公寓的用電安全進行管理。

關鍵詞:STC89C52RC；CT103；HC-0；藍牙；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校管理中基本的一項常規(guī)性工作，長期以來，學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)現象且不能及時作出處理，對于寢室內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，設計了如下系統(tǒng)。

1 總體設計

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藍牙、報警模塊和電源模塊構成下位機，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。整體設計原理框架圖如圖1所示。

圖1 整體設計原理框架圖

2系統(tǒng)接線圖

系統(tǒng)軟件分別在硬件基礎加以運用。按模塊封裝CT103交流電流傳感器程序、HC-05藍牙串口程序、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客戶端設計

客戶端的設計思路如圖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牙串口傳輸至服務器端，直至寢室用電故障排除，結束程序。

圖3 客戶端程序流程圖

4 服務器設計

服務器的設計思路如圖4可知：服務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位給寢室通電。

圖4 服務器程序流程圖

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牙模塊，從而實現實時地對寢室用電進行采值，達到實時監(jiān)控的目的。客戶端采集到的數據通過服務器發(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據發(fā)送到客戶端進行電源恢復功能；在上位機中，可以對下位機的斷電次數進行采集，當達到三次及以上時，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預付費水電云平臺

6.1 系統(tǒng)方案

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

6.2 系統(tǒng)功能

AcrelCloud-3200預付費水電云平臺由云平臺-網關-預付費電能表組成，通過通信網絡完成系統(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，面臨著數據公網傳輸，財務操作分散，在線支付，總部財務扎口等復雜的需求。

遠程集中抄表：抄表信息通過網關實時上傳到云平臺，快速便捷，免去人工抄表 。

水表預付費: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置水價控閥等操作。

遠程售電:財務集中管理，電量實時下發(fā)，并比對充值次數，方便快捷。

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

在線支付:商戶可以通過小程序或者微信公眾號實現在線自助充值水電費，也可以實時關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。

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

6.3 產品選型

7結束語

本文講述了學生公寓用電實時監(jiān)控過程。采用新型交流互感器與藍牙模塊的搭配，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。同時，系統(tǒng)的模塊化使系統(tǒng)避免了硬件的短接、虛接等導致的短路，讓其更加安全可靠。該系統(tǒng)易于實現、應用、范圍廣，科技型較強，利用現代智能化的技術，取代人工管理，提高工作效率；充分地利用了學校現有的資源來降低構建成本，可實現對各大中小型管理機構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.學生公寓用電安全智能管理系統(tǒng)

[2]馬克聯.學生公寓用電安全管理器的設計[J].工業(yè)儀表與自動化裝置 ,2013(05):90-92.

[3] 安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06