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(jì)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(gè)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(shí)鐘模塊、報(bào)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(duì)的學(xué)生公寓的用電安全進(jìn)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(xiàng)常規(guī)性工作，長期以來，學(xué)校管理都是依賴人工來進(jìn)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(shí)作出處理，對(duì)于寢室內(nèi)有用電安全問題的也不能夠及時(shí)解決。本項(xiàng)目則改變常規(guī)的斷電規(guī)則，設(shè)計(jì)了如下系統(tǒng)。

1 總體設(shè)計(jì)

整個(gè)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(bào)警模塊和電源模塊構(gòu)成下位機(jī)，從而來判斷寢室的用電情況進(jìn)行報(bào)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(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成上位機(jī)，從而為管理員提供寢室實(shí)時(shí)情況進(jìn)行安全管理。整體設(shè)計(jì)原理框架圖如圖1所示。

圖1 整體設(shè)計(jì)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(yùn)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(jī)底層程序、紅外線遙控器程序、TFT程序、溫度傳感器和時(shí)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(jì)

客戶端的設(shè)計(jì)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(yùn)用；其后再采集互感器的串口信號(hào)判斷寢室交流電路的情況，如果寢室中功率大于1100W時(shí)傳感器上TX為高電平，則將信號(hào)傳送至單片機(jī)進(jìn)行報(bào)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(jì)

服務(wù)器的設(shè)計(jì)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(yùn)用；其后再接收客戶端的藍(lán)牙傳輸信號(hào)，單片機(jī)把寢室用電情況傳輸至TFT顯示屏和報(bào)警系統(tǒng)給予通報(bào)；同時(shí)溫度傳感器與時(shí)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(jìn)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地對(duì)寢室用電進(jìn)行采值，達(dá)到實(shí)時(shí)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(jī)，上位機(jī)可進(jìn)行實(shí)時(shí)通報(bào)顯示和報(bào)警，也可以通過上位機(jī)將數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端進(jìn)行電源恢復(fù)功能；在上位機(jī)中，可以對(duì)下位機(jī)的斷電次數(shù)進(jìn)行采集，當(dāng)達(dá)到三次及以上時(shí)，單片機(jī)將信息進(jìn)行處理與存儲(chǔ)傳送至 TFT 顯示模塊進(jìn)行顯示通報(bào)和報(bào)警，顯示通報(bào)時(shí)間為兩天，報(bào)警時(shí)間為30秒。同時(shí)上位機(jī)還利用時(shí)鐘模塊和溫度傳感器進(jìn)行采值，顯示時(shí)間與實(shí)時(shí)溫度方便人們使用。

6安科瑞AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺(tái)

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(tái)集抄服務(wù)，配合公司的預(yù)付費(fèi)電表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用戶計(jì)量箱ADF300L系列，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量和電費(fèi)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(fèi)系統(tǒng)，達(dá)到先交費(fèi)后用水的目的，剩余水量用完自動(dòng)關(guān)閥。

6.2 系統(tǒng)功能

AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺(tái)由云平臺(tái)-網(wǎng)關(guān)-預(yù)付費(fèi)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(bào)警等功能。
   本系統(tǒng)適用于一些大集團(tuán)和大物業(yè)，往往需要將多個(gè)物業(yè)環(huán)境、分散于各地的物業(yè)集中式收費(fèi)和管理，面臨著數(shù)據(jù)公網(wǎng)傳輸，財(cái)務(wù)操作分散，在線支付，總部財(cái)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(shí)時(shí)上傳到云平臺(tái)，快速便捷，免去人工抄表 。

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

遠(yuǎn)程售電:財(cái)務(wù)集中管理，電量實(shí)時(shí)下發(fā)，并比對(duì)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(fèi)表或管控表每天的用能狀況；可提供能耗分析+財(cái)務(wù)軌跡一體式綜合管理報(bào)表，包含用戶表的能耗、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、能耗和財(cái)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(hào)實(shí)現(xiàn)在線自助充值水電費(fèi)，也可以實(shí)時(shí)關(guān)注商鋪用水用電情況。

短信提醒:金額不足或金額欠費(fèi)提醒、電表充值到賬提醒，都可及時(shí)短信通知商戶。

遠(yuǎn)程控制:可對(duì)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(shí)時(shí)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(bào)顯示與報(bào)警模塊，使整個(gè)采值和傳送過程更加精準(zhǔn)。同時(shí)，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(shí)現(xiàn)、應(yīng)用、范圍廣，科技型較強(qiáng)，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(shí)現(xiàn)對(duì)各大中小型管理機(jī)構(gòu)的用電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，比如：住宅小區(qū)、公司、寫字樓等大型管理層次等等。對(duì)校園用電及電網(wǎng)的安全使用、對(duì)提高智能化科研的效率起著重要作用。

【參考文獻(xiàn)】

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

[2]馬克聯(lián).學(xué)生公寓用電安全管理器的設(shè)計(jì)[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置 ,2013(05):90-92.

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