高校学生公寓用电安全智能管理系统的应用

时间：2021-08-30

周晓丽

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：本文设计了一种的学生公寓用电安全管理系统，该系统包含了以下几个模块：STC89C52RC系统、CT103交流电流传感器模块、HC-05蓝牙、TFT模块、红外线遥控器模块、温度传感器、1302时钟模块、报警系统以及电源系统。经测试，它可更快捷、更安全、更方便的对的学生公寓的用电安全进行管理。

关键词:STC89C52RC；CT103；HC-0；蓝牙；TFT 模块红外线遥控器模块

0引言

在全国高校中，宿舍用电管理作为学校管理中基本的一项常规性工作，长期以来，学校管理都是依赖人工来进行的，其工作既不安全，而且工作量大、工作效率也不高。宿舍管理员并不能知道寝室是否有用电违规现象且不能及时作出处理，对于寝室内有用电安全问题的也不能够及时解决。本项目则改变常规的断电规则，设计了如下系统。

1 总体设计

整个智能化系统由STC89C52RC系统、CT103交流电流传感器模块、HC-05蓝牙、报警模块和电源模块构成下位机，从而来判断寝室的用电情况进行报警提示；由HC-05蓝牙、TFT模块、红外线遥控器模块、温度传感器、1302模块和报警系统构成上位机，从而为管理员提供寝室实时情况进行安全管理。整体设计原理框架图如图1所示。

2系统接线图

系统软件分别在硬件基础加以运用。按模块封装CT103交流电流传感器程序、HC-05蓝牙串口程序、单片机底层程序、红外线遥控器程序、TFT程序、温度传感器和时钟程序，将这些程序加以封装及可完成系统的整体操作，框图如图2所示。

3客户端设计

客户端的设计思路如图3可知：客户端开始后便开始模块的初始化，便于运用；其后再采集互感器的串口信号判断寝室交流电路的情况，如果寝室中功率大于1100W时传感器上TX为高电平，则将信号传送至单片机进行报警和蓝牙串口传输至服务器端，直至寝室用电故障排除，结束程序。

4 服务器设计

服务器的设计思路如图4可知：服务器开始后便开始模块的初始化，便于运用；其后再接收客户端的蓝牙传输信号，单片机把寝室用电情况传输至TFT显示屏和报警系统给予通报；同时温度传感器与时钟模块也工作，将信息传输至TFT显示器。寝室故障排除，由管理员通过红外线遥控器进行复位给寝室通电。

5测试

采用5V直流电源供电，利用CT103交流电流传感器模块和蓝牙模块，从而实现实时地对寝室用电进行采值，达到实时监控的目的。客户端采集到的数据通过服务器发送到上位机，上位机可进行实时通报显示和报警，也可以通过上位机将数据发送到客户端进行电源恢复功能；在上位机中，可以对下位机的断电次数进行采集，当达到三次及以上时，单片机将信息进行处理与存储传送至 TFT 显示模块进行显示通报和报警，显示通报时间为两天，报警时间为30秒。同时上位机还利用时钟模块和温度传感器进行采值，显示时间与实时温度方便人们使用。

6安科瑞AcrelCloud-3200预付费水电云平台

6.1 系统方案

系统为B/S架构，主要包括前端管理网站和后台集抄服务，配合公司的预付费电表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用户计量箱ADF300L系列，实现电能计量和电费管理等功能。另外可以选配远传阀控水表组成水电一体预付费系统，达到先交费后用水的目的，剩余水量用完自动关阀。

6.2 系统功能

AcrelCloud-3200预付费水电云平台由云平台-网关-预付费电能表组成，通过通信网络完成系统到表的充值、查询、监控、控制及短信报警等功能。
本系统适用于一些大集团和大物业，往往需要将多个物业环境、分散于各地的物业集中式收费和管理，面临着数据公网传输，财务操作分散，在线支付，总部财务扎口等复杂的需求。

远程集中抄表：抄表信息通过网关实时上传到云平台，便捷，免去人工抄表。

水表预付费:可是查看某区域水表的实时状态信息，并可以进行单表或批量设置水价控阀等操作。

远程售电:财务集中管理，电量实时下发，并比对充值次数，方便快捷。

能耗分析:用户和管理员都可查询预付费表或管控表每天的用能状况；可提供能耗分析+财务轨迹一体式综合管理报表，包含用户表的能耗、财务数据、能耗和财务的期初期末值等数据。

在线支付:商户可以通过小程序或者微信公众号实现在线自助充值水电费，也可以实时关注商铺用水用电情况。

短信提醒:金额不足或金额欠费提醒、电表充值到账提醒，都可及时短信通知商户。

远程控制:可对任意一块电表执行远程拉闸或保电等一系列远程控制操作，方便管理。

6.3 产品选型

7结束语

本文讲述了学生公寓用电实时监控过程。采用新型交流互感器与蓝牙模块的搭配，加上**的 TFT 通报显示与报警模块，使整个采值和传送过程更加精准。同时，系统的模块化使系统避免了硬件的短接、虚接等导致的短路，让其更加安全可靠。该系统易于实现、应用、范围广，科技型较强，利用现代智能化的技术，取代人工管理，提高工作效率；充分地利用了学校现有的资源来降低构建成本，可实现对各大中小型管理机构的用电情况进行实时管理，比如：住宅小区、公司、写字楼等大型管理层次等等。对校园用电及电网的安全使用、对提高智能化科研的效率起着重要作用。

【参考文献】

[1]杨伟，卢成军，雷悦.学生公寓用电安全智能管理系统

[2]马克联.学生公寓用电安全管理器的设计[J].工业仪表与自动化装置 ,2013(05):90-92.

[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06

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