高校學生公寓用電安全智能管理系統的應用

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，該系統包含了以下幾個模塊：STC89C52RC系統、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、報警系統以及電源系統。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。本項目則改變常規的斷電規則，設計了如下系統。

1 總體設計

整個智能化系統由STC89C52RC系統、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系統接線圖

系統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的整體操作，框圖如圖2所示。

圖2 系統軟件框圖

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，達到實時監控的目的。客戶端采集到的數據通過服務器發送到上位機，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 系統方案

系統為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，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到表的充值、查詢、監控、控制及短信報警等功能。
   本系統適用于一些大集團和大物業，往往需要將多個物業環境、分散于各地的物業集中式收費和管理，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:可是查看某區域水表的實時狀態信息，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，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，系統的模塊化使系統避免了硬件的短接、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、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

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

[3] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06