浅谈关于智慧校园安全用电监测系统的设计
智慧安全用电监控系统设计方案
智慧安全用电监控系统设计方案智慧安全用电监控系统设计方案1. 系统概述智慧安全用电监控系统旨在通过监测电气设备的用电情况和电力负荷，实时预测风险并提供警示，以保障电力安全和减少用电风险。
本系统采用物联网技术，将设备与云端进行连接，实现数据的实时传输和分析处理。
2. 系统组成智慧安全用电监控系统主要包括以下组成部分：- 传感器：安装在电气设备上，用于实时监测电流、电压、功率因数、电能等数据。
- 网关设备：负责将传感器采集到的数据传输至云端服务器。
- 云端服务器：负责接收并存储传感器数据，进行数据分析和处理，实现风险警示和预测。
- 用户终端：提供用户界面，使用户可以实时查看设备用电情况、接收警示信息等。
3. 系统功能智慧安全用电监控系统主要包括以下功能：- 实时监测：通过传感器实时监测电气设备的用电情况，包括电流、电压、功率因数、电能等数据。
- 数据存储和分析：将传感器采集到的数据存储至云端服务器，并进行数据分析和处理，实现用电风险的预测和警示。
- 预警功能：根据预设的安全参数和警示规则，实时判断用电情况是否存在风险，并通过用户终端进行警示。
- 数据可视化：将数据以图表的形式展示在用户终端上，使用户可以直观地了解设备的用电情况，以及风险的预测和警示。
- 远程控制：支持用户通过用户终端对电气设备进行远程控制，以保障电力安全和处理潜在风险。
4. 系统优势智慧安全用电监控系统具有以下优势：- 高效性：采用物联网技术，实现设备与云端的实时连接，数据传输和处理效率高，提高了监测的准确性和实时性。
- 智能性：通过数据分析和处理，系统能够实现风险的预测和警示，提供给用户及时的决策依据。
- 灵活性：系统支持用户对设备进行远程控制，满足不同场景下的灵活需求。
- 可扩展性：系统结构清晰简洁，易于扩展和升级，可以添加更多的传感器和功能模块，满足不同用户的需求。
5. 部署方案智慧安全用电监控系统的部署可以按照以下步骤进行：- 安装传感器：根据需要，在电气设备上安装相应的传感器，确保能够准确采集电流、电压、功率因数、电能等数据。
智慧校园电控管理系统设计方案
智慧校园电控管理系统设计方案设计目标：智慧校园电控管理系统的设计目标是实现对校园内电力设备的远程监测和控制，提高电力设备的使用效率，减少能源浪费，提供便捷的用电管理服务。
设计方案：1. 系统架构设计智慧校园电控管理系统采用客户端-服务器架构。
服务器端负责接收和处理客户端发送的请求，并将请求转发给相应的设备。
客户端可以通过网页、手机App等方式进行访问和操作。
2. 设备监测和控制系统通过安装传感器和执行器来实现对电力设备的监测和控制。
传感器可以监测电力设备的用电情况、温度、湿度等信息，执行器可以控制电力设备的开关、调节亮度等操作。
3. 数据采集和分析系统定时采集电力设备的用电数据，并将数据存储于数据库中。
通过数据分析和统计，可以得出用电趋势、能源浪费情况等信息，为学校提供用电优化建议。
4. 能耗管理系统可以实时监测各个设备的能耗情况，并对能耗进行统计和分析。
学校可以根据能耗情况进行合理安排用电计划，降低用电峰值，减少能源浪费。
5. 报警系统系统可以设定电力设备的安全阈值，一旦超过阈值，系统会发送报警信息给相关人员，及时采取措施处理问题。
6. 用户管理系统支持多级用户管理，校园管理者可以设定不同权限的账号给校内工作人员和学生使用。
不同级别的用户可以查看不同的设备，进行不同程度的监测和控制。
7. 远程控制和操作系统支持通过互联网远程操作和控制校园内的电力设备。
无需现场人员操作，可以减少工作人员的人力成本和出差费用。
8. 数据安全和隐私保护系统采用数据加密和权限验证等措施，提供数据安全保护。
同时，系统也遵循相关隐私保护法律法规，保护用户的个人信息和隐私。
9. 扩展性与可靠性系统的架构设计要考虑到可扩展性和可靠性。
可以方便地增加或替换新的电力设备，同时系统要能够保证长时间稳定运行，尽量避免故障和中断。
10. 用户界面设计系统的用户界面要简洁直观，方便用户操作和使用。
可以提供统计图表和实时数据展示，帮助用户更好地了解和管理电力设备的使用情况。
智慧校园的电力管理系统设计研究
智慧校园的电力管理系统设计研究随着信息技术的不断发展和应用，智慧校园已经逐渐成为了现代教育的一个重要方向。
智慧校园不仅提供了便利的信息化服务，还关注了对于资源的智能管理。
其中之一就是电力管理系统。
本文将对智慧校园的电力管理系统进行设计研究，并提出相应的解决方案。
智慧校园的电力管理系统设计旨在提高电力使用效率、节约能源、优化用电结构，并保障校园的电力安全。
为了达到这个目标，我们需要从以下几个方面进行改进：第一，建立全面的电力监测系统。
通过布置传感器和智能电表，实时监测校园内各个教室、楼宇、宿舍和办公区域的电力使用情况。
这样一来，校园管理者可以及时获得电力使用数据，并对电力消耗量进行分析和评估。
第二，优化电力分配策略。
通过数据分析和算法优化，校园电力管理系统可以实现对电力资源的合理配置和分配。
根据不同时间段和地区的用电需求，系统能够合理调整供电设备和电压等参数，避免电力资源的浪费和不均衡分配。
第三，推行用电行为管理。
通过智能电表和用户端App的结合，校园电力管理系统可以对学生和教职员工的用电行为进行监控和管理。
通过设置用电限额、用电提醒等功能，引导用户节约用电，减少不必要的能源浪费。
第四，建立智能化的电力故障监测与维修系统。
智慧校园的电力管理系统应该能够对电力设备的故障进行即时检测和报警。
同时，系统还应该具备在线维修指导和报修功能，在故障发生时能够迅速响应和修复，避免长时间的电力中断和安全隐患。
以上是智慧校园电力管理系统设计的关键要素，接下来，我们将具体介绍这些要素的实施方案。
在建立电力监测系统方面，我们建议采用物联网技术和云计算技术相结合的方案。
通过无线传感器网络收集各个用电区域的电力数据，将这些数据上传到云平台进行处理和存储。
校园管理者可以通过手机App或者网页端实时查看电力使用情况，并能够生成报表和图表以便进行数据分析和评估。
对于电力分配策略的优化，我们建议引入人工智能算法，通过机器学习和数据挖掘的方法，对历史电力使用数据进行分析和预测，从而预测未来的用电需求。
智慧安全用电监控系统设计方案,1200字
智慧安全用电监控系统设计方案设计方案：智慧安全用电监控系统1. 背景随着人们对家庭安全的关注度不断提高，对电器用电安全的监控需求也日益增加。
智慧安全用电监控系统是基于物联网技术和传感器技术的一种解决方案，可以实时监控家庭电器的用电状态和安全情况，及时预警并采取措施，确保家庭用电的安全和节能。
2. 系统架构智慧安全用电监控系统主要包括以下几个模块：数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和用户界面模块。
2.1 数据采集模块：使用感知技术和传感器技术，对家庭中的各个电器设备进行实时监测和数据采集。
传感器可以监测电流、电压、功率等参数，并将采集的数据发送到数据传输模块。
2.2 数据传输模块：使用物联网技术，将数据传输模块与数据采集模块连接起来，并将采集到的数据传输到数据处理模块。
数据传输可以通过无线网络或有线网络实现。
2.3 数据处理模块：对传输过来的数据进行处理和分析，判断电器设备的用电状态和安全情况。
如果出现异常情况，系统将会进行报警并采取相应的措施，比如关闭电源。
2.4 用户界面模块：提供用户一个可视化的界面，用户可以通过该界面查看电器设备的用电状态、安全情况以及历史数据，也可以设置报警条件和接收报警信息。
3. 系统功能3.1 实时监测和数据采集：系统能够实时监测家庭中的各个电器设备的用电状态，比如电流、电压、功率等参数，并将采集到的数据传输到数据处理模块。
3.2 安全报警功能：系统能够对电器设备的用电状态进行分析，判断是否存在异常情况，并及时报警。
比如，当电流超过某个阈值时，系统可以发出警报并采取相应的措施。
3.3 数据分析和统计功能：系统能够对采集到的数据进行分析和统计，生成报表和图表，用户可以通过用户界面模块查看历史的用电情况和趋势。
3.4 远程控制功能：用户可以通过用户界面模块实现对电器设备的远程控制，比如开关某个电器设备、调整电器设备的功率等。
4. 系统优势4.1 安全性：系统能够实时监控电器设备的用电状态和安全情况，及时预警并采取措施，确保家庭用电的安全。
安全用电智慧监控系统设计方案
安全用电智慧监控系统设计方案设计方案：安全用电智慧监控系统一、需求分析随着社会的发展，用电需求不断增加，电力安全问题逐渐凸显。
因此，建立一套安全用电智慧监控系统，能够实时监测用电情况，及时发现和处理用电隐患，对于保障电力安全具有重要意义。
本方案旨在设计一套完整的安全用电智慧监控系统，满足以下需求：1. 实时监测用电设备的状态，包括电流、电压、功率等参数；2. 监控设备的运行时间，判断是否异常；3. 发现用电异常情况时，能够自动报警并进行相关处理；4. 提供数据分析功能，对用电情况进行综合评估和预测。
二、系统架构设计基于上述需求，我们设计出以下架构图：系统架构图：[见附件]三、系统模块设计1. 传感器模块：主要负责采集用电设备的电流、电压、功率等参数，并将数据传输到控制中心。
2. 控制中心：接收传感器模块传输的数据，并进行数据分析和处理。
同时，控制中心还负责监控设备的运行时间，判断是否异常，并通过报警系统进行报警。
3. 报警系统：在监测到用电异常情况时，通过声音、光线、短信等方式进行报警，并将相关信息发送给管理人员。
4. 数据分析模块：对采集到的用电数据进行分析和处理，生成报表和图表进行综合评估和预测。
四、关键技术实现1. 传感器选择和接入：选择符合需求的高精度电流传感器和电压传感器，并将其接入到控制中心。
2. 数据传输和存储：采用物联网技术和云存储技术，将传感器采集到的数据实时传输到云端存储，并进行备份。
3. 数据分析和处理：采用机器学习和数据挖掘算法对采集到的数据进行分析和处理，生成报表和图表。
4. 报警系统：选择合适的报警装置，并与控制中心进行连接，实现用电异常时的实时报警。
五、系统优势和应用价值1. 实时性好：系统能够实时监测和分析用电情况，及时发现和处理异常情况，避免电力事故的发生。
2. 减少人力成本：系统能够自动监测和报警，减少了人工巡检的工作量和成本。
3. 数据分析提供决策支持：通过对用电数据的分析和处理，提供决策者用来制定用电政策和调整用电方案的依据。
智慧用电安全监测系统设计方案
智慧用电安全监测系统设计方案智慧用电安全监测系统（Smart Power Monitoring System）是一种通过传感器和通信技术等手段对电力系统进行实时监测和风险预警的系统。
其主要目的是提高用电安全性，预防电力事故的发生，降低损失，并实现能源的有效利用。
以下是一个设计方案的详细介绍：一、系统架构1. 传感器单元：安装在用电设备或电缆线路上，用于实时采集电压、电流、功率因素等电能数据，并将数据传输给数据处理单元。
2. 数据处理单元：接收传感器单元传来的数据，并进行相应的数据处理和分析。
包括数据存储、数据清洗、数据校验、异常检测等功能。
同时，可以根据设定的阈值进行实时监测和风险预警。
3. 通信模块：用于将处理后的数据传输到云端或监控平台。
可以采用有线通信（如以太网）、无线通信（如2G/3G/4G）或其他物联网通信技术。
4. 云端平台：接收并存储来自数据处理单元的数据，同时提供数据分析、报警通知、远程监控等功能。
用户可以通过云平台实时监控电力系统的运行状况，并进行数据分析和风险评估。
5. 用户界面：通过网页或手机APP等形式提供给用户使用。
用户可以通过界面查看电能数据、报警信息、能耗统计等，同时可以对电力设备进行远程控制和调整。
二、系统功能1. 实时监测：通过传感器采集实时的电能数据，包括电压、电流、功率因素等，并将数据传输到数据处理单元进行处理和分析。
2. 异常检测：对传感器数据进行异常检测，包括电流过载、电压异常、功率因素异常等，一旦检测到异常情况，系统将及时发出警告通知。
3. 风险预警：根据设定的阈值和规则，对电能数据进行分析和判断，预测潜在的电力事故，并发出预警信息，及时采取措施，避免事故的发生。
4. 数据分析：将采集到的电能数据进行存储和分析，可以生成报表和图表展示，帮助用户全面了解用电情况和能源消耗状况，有针对性地进行优化和调整。
5. 远程监控和控制：用户可以通过用户界面进行远程监控和控制，包括电力设备的开关状态、调整用电负荷等，提高用电设备的灵活性和用电效率。
智慧式用电安全监测系统设计方案,1200字
智慧式用电安全监测系统设计方案智慧式用电安全监测系统设计方案引言：随着现代社会的发展，电力已经成为人们生活中必不可少的能源。
然而，电力的使用也带来了一系列的安全隐患，如电路短路、过载、过压等问题，这些问题可能会导致电器损坏、火灾甚至人员伤亡。
因此，设计一种智慧式用电安全监测系统应运而生。
本文将详细介绍这种系统的设计方案。
一、系统概述：智慧式用电安全监测系统是一种通过监测电流、电压、功率等参数来评估电力系统的安全状况的系统。
它能够及时发现电力系统中的安全隐患，并通过预警系统向用户发送警报信息，以避免事故的发生。
二、系统组成：智慧式用电安全监测系统主要由以下几个部分组成：1. 传感器：用于检测电流、电压等信号，并将其转换为数字信号传输给控制器。
2. 控制器：接收传感器的信号，并根据一定的算法对电力系统进行分析评估。
一旦发现安全隐患，控制器会触发相应的报警系统。
3. 报警系统：当控制器发现安全隐患时，会通过声音、光线或手机短信等方式向用户发送报警信息。
4. 数据存储与管理系统：用于存储历史数据并提供数据查询与分析功能。
5. 用户界面：提供给用户进行系统设置、数据查询等操作的界面。
三、系统工作原理：智慧式用电安全监测系统的工作原理如下：1. 传感器将监测到的电流、电压等信号转换为数字信号，并通过通信总线传输给控制器。
2. 控制器接收传感器的信号，并根据设定的阈值对电力系统的安全状况进行实时分析评估。
3. 当控制器发现安全隐患时，会触发相应的报警系统。
报警系统可以通过声音、光线或手机短信等方式向用户发送报警信息。
4. 同时，监测系统会将实时数据与历史数据存储在数据存储与管理系统中，供用户查询与分析。
四、系统特点：智慧式用电安全监测系统具有以下特点：1. 实时性：系统能够实时监测电力系统的安全状况，并及时向用户发送警报信息，以避免事故的发生。
2. 精准度：系统通过传感器对电流、电压等参数进行监测，并根据设定的阈值进行评估，能够准确判断电力系统的安全性。
智慧校园能源监管系统设计方案
智慧校园能源监管系统设计方案智慧校园能源监管系统是指通过使用物联网技术、大数据分析和人工智能等技术手段，对校园内各种能源的使用情况进行实时监测、分析和管理，从而实现能源的高效利用、节约和环保。
下面是一个智慧校园能源监管系统的设计方案。
一、系统架构设计智慧校园能源监管系统主要由传感器网络、数据采集与传输、数据存储与处理、人机交互和决策支持等组成。
1. 传感器网络将传感器布置在校园内各个能源设备、照明灯具等关键位置，监测能源的使用情况，并将数据传输给数据采集与传输模块。
2. 数据采集与传输数据采集与传输模块负责采集传感器传来的数据，并将数据传输给数据存储与处理模块。
可以使用无线传输技术如Wi-Fi、LoRa、NB-IoT等进行数据传输，确保传输的及时性和稳定性。
3. 数据存储与处理数据存储与处理模块负责存储和处理传感器采集的数据。
可以使用云服务器进行数据存储，并使用大数据分析和人工智能算法对数据进行处理和分析，提取出对能源使用有价值的信息。
4. 人机交互人机交互模块负责将处理后的数据通过图表、报表、可视化界面等形式展示给校园管理人员和用户，使其能够实时了解校园内各个区域、设备的能源使用情况。
5. 决策支持决策支持模块根据分析和处理后的数据，为校园管理人员提供决策支持，如能源使用的优化方案、故障预警、能源消耗的预测等。
二、具体功能设计1. 能源监测功能监测校园内各个设备的能源使用情况，包括电力、水务、照明等。
通过传感器实时采集能源的使用数据，并将数据传输给后台进行处理和分析。
2. 能源分析功能对采集到的能源数据进行处理和分析，提取出能源使用的规律和特点。
通过大数据分析和人工智能算法，发现能源使用的问题和隐患，为校园管理人员提供优化能源使用的建议。
3. 能源节约功能根据能源分析结果，为校园管理人员提供能源的优化方案，包括照明调光、空调温度控制、用水节流等。
同时可以设置能源使用的限额，超过限额时进行警示。
高校智慧用电系统设计方案
高校智慧用电系统设计方案智慧用电系统是一种利用先进的信息技术和自动化控制技术，对高校的用电进行智能化管理和控制的系统。
该系统能够实时监测和分析用电数据，提供用电分析报告和能源管理建议，以提高高校的用电效率和降低用电成本。
以下是一种设计方案：1. 系统架构设计：智慧用电系统的设计应采用分布式架构，包括数据采集、数据传输、数据存储和数据分析四个模块。
数据采集模块负责实时采集与高校用电相关的数据，包括用电设备的电流、电压、功率等信息，并将数据传输到数据传输模块。
数据传输模块负责将采集到的数据传输到云服务器上的数据存储模块，采用互联网或局域网进行数据传输。
数据存储模块负责存储采集到的用电数据，建立完整的历史用电数据数据库，为后续的数据分析提供数据基础。
数据分析模块负责对存储在数据库中的用电数据进行分析和挖掘，通过算法和模型，提取有用的信息，生成用电分析报告和能源管理建议，并可将结果传输给用户。
2. 功能设计智慧用电系统应具备以下功能：实时监测：能够实时采集和监测高校各个用电设备的实时用电数据，并能在云服务器上实时显示用电数据的变化情况。
数据存储：能够将采集到的实时用电数据存储在云服务器的数据库中，以便后续的数据分析和挖掘。
数据分析：能够对存储在数据库中的用电数据进行分析和挖掘，提取用电模式、用电趋势等有用信息，并将结果以报告的形式展示给用户。
异常报警：能够根据用电数据的异常情况，及时生成报警信息，并通过短信、邮件等方式通知相关人员。
能源管理：能够根据用电数据的分析结果，提供针对能源管理的建议，包括用电设备的优化配置、用电策略的制定等。
3. 界面设计智慧用电系统的用户界面应简洁、直观，具备良好的用户体验。
实时监测界面：显示高校各个用电设备的实时用电数据，并以图表形式展示用电变化趋势。
报告界面：提供数据分析的报告，包括用电模式、用电趋势等分析结果的报告，并可实现报告的个性化定制。
设置界面：提供用户设置用电策略、报警参数等功能。
学校智慧用电系统设计方案
学校智慧用电系统设计方案设计方案：学校智慧用电系统一、背景介绍：随着科技的快速发展，智慧用电系统在学校中的应用也逐渐得到关注。
学校每天都有大量的用电需求，如教室、宿舍、图书馆、实验室等等。
传统的用电管理方法存在很多问题，如电费管理不便、能耗浪费、设备损耗等。
因此，设计一个智慧用电系统，能够有效管理学校的用电，提高用电效率。
二、设计方案：1. 智能电表：在学校的各个用电设备上安装智能电表，实时监测用电量和用电情况。
这些智能电表可以通过互联网和学校的管理系统进行连接，这样就可以实时监控和记录实际用电情况，并对用电情况进行分析和统计。
2. 用电调控系统：设计一个用电调控系统，通过智能电表所提供的数据，自动对用电进行调控。
该系统可以根据学校的用电需求和电力资源的供给状况，自动调整用电量。
比如，在电力供应紧张的情况下，可以自动降低设备的用电量，以保证电力的平衡。
3. 用电管理平台：设计一个用电管理平台，将智能电表所收集到的数据进行汇总和分析。
通过该平台，学校可以实时了解到每个学生、每个教室、每个宿舍的用电情况，从而进行用电量的合理调配和管理。
同时，平台还可以提供生成电费账单、电费缴纳等功能，方便学生和学校管理部门之间的交互。
4. 能耗监测系统：利用传感器和智能设备建立能耗监测系统，实时监测学校各个区域的能耗情况，如照明、空调、电梯等。
通过分析能耗情况，找出能源浪费的地方，提供合理的节能建议，并及时发出警报，以便学校及时采取措施进行维修或调整。
5. 智能排插：在学校的宿舍里安装智能排插，它可以实时监测电器的用电情况，并将数据传输到用电管理平台。
通过智能排插，学生可以了解到自己电器的用电情况，并及时调整用电量，提高用电的智能化和效率。
三、系统优势：1. 节能减排：通过智慧用电系统，能够实时监测和调整用电量，避免能源浪费和不必要的用电，从而实现节能减排的目标。
2. 记账减少纠纷：通过用电管理平台，学生可以查看并了解到自己的用电情况和电费账单，减少了对电费的纠纷和不满。
智慧式用电安全监测系统设计方案
智慧式用电安全监测系统设计方案智慧式用电安全监测系统是一种将物联网、智能传感器和云计算等技术应用于用电安全监测领域的智能化系统。
它能够对用电设备进行实时监测和远程管理，能够及时发现电气故障并提供预警，提高用电安全性和效率。
下面是一个智慧式用电安全监测系统的设计方案。
I. 系统架构设计1. 云计算平台：采用云计算平台作为数据存储和处理的中心，便于对大量数据进行实时处理和分析，并提供数据展示和可视化功能。
2. 智能传感器：安装在用电设备上，用于实时监测用电设备的电流、电压、功率等信息，并将数据传输到云计算平台。
3. 数据传输模块：负责将传感器获取的数据传输到云计算平台，可以使用无线通信技术，如Wi-Fi、蓝牙等。
4. 数据分析模块：对传感器采集的数据进行实时分析和处理，包括电气故障监测、功率分析、能耗分析等。
5. 用户界面：提供用户友好的界面，方便用户查看实时数据和历史记录，以及进行设备管理和故障处理等操作。
II. 功能设计1. 实时监测功能：对用电设备的电流、电压、功率等参数进行实时监测，并提供实时数据展示和报警功能。
2. 电气故障监测功能：通过对电流和电压波形的分析，监测设备是否存在电气故障，并及时发送报警信息。
3. 功率分析功能：对用电设备的功率进行分析，包括实时功率、平均功率、峰值功率等，以帮助用户合理使用电力资源。
4. 能耗分析功能：对用电设备的能耗进行分析，包括实时能耗、日均能耗、月均能耗等，以帮助用户优化能源使用。
5. 远程管理功能：用户可以通过用户界面进行远程管理，包括开关设备、调整参数等操作，提高用户的便利性和灵活性。
6. 报警功能：当监测到电气故障或异常情况时，系统会自动发送报警信息给用户，以便用户及时处理问题。
III. 实施步骤1. 系统设计和架构确认：根据需求和场景，确定系统的功能和架构设计。
2. 传感器选择和安装：根据监测对象的类型和参数，选择合适的传感器，并按照规范进行安装。
智慧校园用电监测系统的设计
第22卷第3期2020年9月Vol.22No.3Sep.2020辽宁师专学报(自然科学版)Journal of Liaoning Normal Colleges(Natural Science Edition)【应用研究】智慧校园用电监测系统的设计朱凤文（辽宁铁道职业技术学院通信工程学院,辽宁锦州121000）摘要：为使校园用电信息动态透明，应用LoRa技术设计了一款以LoRa设备为核心硬件的智慧校园用电监测系统，开发框架分为设备层、汇聚层、分析层和用户层.系统实现了电量自动测量、数据统计分析和线路状态监督等功能，具有灵活的扩展性和迁移性，其使用范围可从校园推广至工厂和住宅小区.关键词：智慧校园；监测系统；LoRa技术；云平台；集中器中图分类号：TP311.52文献标识码：A文章编号：1008—5688（2020）03—0089—050引言《教育信息化2.0行动计划》提出：教育信息化将从数字校园时代逐步过渡到智慧校园时代.数字校园突出的是信息共享，而智慧校园实现的是物理空间与信息空间衔接，是以物联网为基础，对集数据化、网络化、智慧型、协作型于一体化的教学、科研、管理和生活服务实现全面感知，并能对教育教学、教育管理进行洞察和预测的智慧学习环境[1].在《智慧校园总体框架》国家标准的四层结构中，具备透彻感知功能的基础设施层是最底层，即通过物联网技术实现物与物的感知、人与物的感知、系统与系统的感知.智慧校园用电监测系统是智慧校园服务中重要的组成部分.系统中的智能用电监测设备实时测量校园内各场所的用电线路，并通过网络将数据汇聚至云平台，分析处理数据，以友好的界面在各种终端上显示信息.随着技术的演进，数据传送网络不断升级，从有线到无线，从高耗能到低功率.LoRa技术是一种低功耗广域网技术，基于扩频调制技术，它利用公用通讯频段，不依赖于运营商而独立联网，因此具有部署简单、成本低、远距离、低延时等特点⑵.与现有的多种无线传输技术相比，基于LoRa技术构建的网络无疑是最适合的无线通信方式之一.1系统总体设计基于LoRa技术的智慧校园用电监测系统，由嵌入LoRa模块的智能电表、LoRa集中器、工业无线路由器、服务器（物联网云平台）、手机终端或电脑等设备组成.案例校园应用范围南北长约1.5km,东西长约1km,共有18栋楼宇，楼层最高为6层.系统选用的LoRa模块的通讯距离可达2km,单个集中器负载容量一般为200个终端，最多可达500个终端.系统架构如图1所示（见90页）.设备部署方案如下：设置代表性信息点10个，其中三个教学楼各1个，两个实训楼各1个，办公楼1个，学生宿舍3个，学生食堂1个.在校园中心建筑的高层设置一个LoRa集中器和一个无线路由器：LoRa集中器通过以太网连接无线路由器，收稿日期：2020一08一15作者简介：朱凤文（970—）,男，辽宁阜新市人，副教授，主要从事通信技术和物联网技术方面研究.基金项目：辽宁省教育厅2019年科研项目（LJKY2019121）90辽宁师专学报(自然科学版)2020 年第 3 期再借助无线技术与信息点进行数据传送;无线路由器接到云平台进行数据传输•信息点与集中器采用简单的星型拓扑结构.在 这 个 结 构 中 ， 集 中器作为中继，链接采集 设 备 和 云 平 台 ， 云平台管理及存储数据,LoRa 智能电表 校园建筑图1系统结构手机终端或电脑端访 问 云 平 台 ， 实 时 查 看 用电信息.2系统关键硬件LoRa 设备是本系统关键硬件，其工作原理如图2所示.信息点数据采集设备为嵌入LoRa 模块的智能电表，它由控制单元、计量单元和通信单元三部分组成[]・控制单元是智能电表的控 制器，接收计量单元采集到的电量数据，实时累加存储；控制通信单元射频模块将电量数据定时 上传至集中器，实现无线抄表；接收集中器下传报文命令，控制通信模块上传数据•计量单元采 集电路电压和电流值，得到瞬时功率，按比例将瞬时功率转换成脉冲提供给控制单元，控制单元 将定时内的脉冲数与功率转换参数相乘得到相应时间内的用电量•通信单元分成RS485通信模 块和射频模块两个模块，其中RS485通信模块与控制单元、计量单元组成电量数据采集网，射 频模块则利用 LoRa 扩频技术上传采集到的电能数据， 同时接收上端的报文命令. 控 制 单 元 一 般 采用嵌入式单片机，目前采用的是意法半导体公司的STM32系列主流芯片；计量单元常用的计 量芯片为ADI 公司的ADE7755系列；通信单元多采用Semtech 公司SX127X 系列芯片⑶.LoRa 集中器相当于系统中的通信中继设备，向下通过LoRa 技术会聚智能电表数据，向上可以通过以太网、4G 、WiFi 等方式与云平台通信.LoRa 集中器表1LoRa 集中器三种工作模式比较与 LoRa 节 点 的 通工作模式设置复杂度优点缺点适用场景集中器轮询唤醒适中节省流量占用信道资源多远程抄表、Modbus 采集信有三种模式，节点主动上报适中占用信道资源少不能下发烟感报警、气体检测其特点见表1.服务器主动下发简单可上报也可下发不控制收发时序控制设备(1)集中器轮询唤醒模式：节点平时处于被动唤醒状态，集中器根据所设参数周期性发送朱凤文智慧校园用电监测系统的设计91数据唤醒节点，节点回复相关数据，完成一次数据交互后进入休眠状态，集中器等待下一周期下发第二条唤醒数据.当所有轮询数据完成、轮询周期结束后，会从数据库中已保存的第一条数据开始重新轮询唤醒.（2）节点主动上报模式：节点设置上报时间，定时上报数据，集中器接收到节点数据后自动应答，并将有效数据上传服务器.（3）服务器主动下发模式：集中器接收到服务器的数据后才会将数据发送给节点；节点收到计量单元的数据后将数据发送给集中器，集中器上传至服务器.根据实际应用需要，本系统适宜采用集中器轮询唤醒模式，需要预先设定集中器和节点模块的相关参数.3系统开发框架如图3,本系统开发框架分为四层，即设备层、汇聚层、分析层和用户层，包括底层设备的配置、云平台搭建、后台数据分析和前端数据可视处理等过程•3.1LoRa设备配置智能电表采集的数据通过LoRa集中器.2EE SSH与服务器进行透传，因此设备层需要正确配置LoRa设备.LoRa模块参数配置：智能电表接收集中器的轮询后，将采集的电气参数通过RS485串口通信方式传送至LoRa模块，再通过无线通信方式传送至集中器，因此要使用AT指令配置软件配置LoRa模块设备ID、应用ID、工作模式、传输信道、传输速率等参数，并与集中器通信设置参数一致.LoRa集中器参数配置：作为集中器轮询唤醒模式的主控设备，LoRa集中器一般通过Web网页配置，要设置应用ID、节点数量、传输信道、传输速率等参数，并且所有通信通道设置为被动轮询模式，进一步设定唤醒周期、轮询周期、轮询超时和轮询数据等轮询参数•同样，应用ID、传输信道、传输速率与LoRa终端保持一致.LoRa集中器连接服务器设置：LoRa集中器可以通过有线或无线方式连接至服务器，支持MQTT、socket两种连接方式.本系统采用MQTT方式，使用Web网页配置服务器相关项，包括服务器IP地址/域名、服务器端口、设备ID、MQTT发布和订阅的主题.3.2云平台搭建云平台操作系统采用Linux体系中的Ubuntu,整体开发框架采用J2EE.系统云平台按功能分为数据汇聚层和数据分析层.汇聚层的任务是自动汇入设备层数据，主要技术是配置MQTT服务器，即后台运行MQTT 协议的消息中间件，通过主题的订阅和发布在底层设备与终端用户之间实现数据透传.MQTT 有多种消息中间件，本系统选用同时支持万级客户端的国内开源软件EMQX.分析层负责处理物联网设备产生的大数据•目前，较流行的一种Java Web应用程序开源框92辽宁师专学报(自然科学版)2020年第3期架是SSH,它是由Struts+Spring+Hibernate集成的一个框架，其中：Struts负责Web层，与网页中表单交互数据；Spring负责业务层，提供了管理业务对象的一致方法；Hibernate用来持久化数据，提供完全面向对象的数据库操作.考虑到读取物联网海量数据要有较高的数据并发能力，而基于内存存取的Redis能够提高查询存储效率，所以数据库选用Redis存储物联网设备数据，而用户信息、短信验证码等用户数据使用MySQL进行存储[].3.3可视处理用户层负责将经过分析处理的数据以直观可视的方式展示在用户的终端设备中，用户终端呈现方式既有Web网页，也有手机APP或微信小程序.本系统Web前端框架采用VUE开发，移动端采用微信小程序开发.4用电监测系统实现功能精准测量用电量.智能电表最基本的功能是通过云平台对所接线路的用电量进行精准测量，有助于学校实时监控.统计分析用电数据.利用该系统可分类统计各类用电量及总用电量，统计分析快速、准确,通过分析能耗数据促进校园节能降耗.掌上巡检用电线路.用户通过移动端可以随时登陆平台查看用电量信息，不受时间、地点和环境的限制，间接了解用电系统的状态.具有与校园其他管理系统顺畅对接能力.对接后，信息无需经过二次处理即可实时上传，管理员则可以实时记录、查阅数据参数和日志，实现校园信息管理智能化、集约化.5预期扩展功能智慧校园用电监测系统基本功能是实时测量和统计分析用电量，间接监测用电线路的状态.后期在相关技术成熟后，系统功能扩展非常容易，如在用电线路上增设LoRa断路器可实现智能化限电，在关键场所设置LoRa温度传感器和LoRa烟雾传感器实现火灾自动预警等功能.此外，还可以扩展到校园用水监测，在校园的水路节点安装LoRa智能水表，LoRa集中器将其统一纳入云平台，在后台做相应的数据处理，就可以实现校园水电能源一体化、智慧化管理.另外，还可共享校园用电监测系统物联网云平台，利用LoRa火灾报警器和LoRa监控等终端设备开发“智慧消防”和“智慧安保”，逐渐完善智慧校园基础设施建设，提高智慧校园服务能力.6结语本文从实际应用出发，利用LoRa无线通信技术设计一款用电监测系统，实现校园用电的计量与监测.系统具有结构简单、布线少和数据传输可靠等特点，在低功率、低流量的传输方面有其独特优势；系统还具有灵活的扩展性和迁移性，不仅适用于校园环境，还可以推广用于工厂、住宅小区等水电设备的集中监测，随着智慧城市建设的展开将会有更广泛的应用场景.参考文献：[]王运武,于长虹.智慧校园：实现智慧教育的必由之路[M].北京：电子工业出版社，2016：5&[]雷宇•基于LoRa的学生宿舍智能抄表系统设计[]•机电工程技术，2018(8)：130132.[]赵四海.基于LoRa技术的新型多功能电能表[J].信息通信，2017(5):288289.[]郭柯洒•基于LoRa的低能耗物联网技术研究JJ].中国信息化，2018(11)：5860.朱凤文智慧校园用电监测系统的设计93[]王瑞，兀玉洁，李燕苹.基于MQTT协议的物联网实训云平台设计[]•工业控制计算机，2018(9)：101103.Design of smart campus electricity monitoring systemZHU Feng-wen（SchoolofCommunicationEngineering，Liaoning Railway Vocational and Technical College,Jinzhou Liaoning121000）Abstract：In order to make the campus electricity consumption information dynamically transparent，LoRatechnologywasappliedtodesignasmartcampuselectricitymonitoringsystem with LoRa equipment as the core hardware.The development framework was divided into the e-quipmentlayer，aggregationlayer，analysisleveland userlayer.The system rea izes the func-tionsofautomaticmonitoringofelectricquantity，statisticalanalysisofdataand inestatesuper-vision，etc.，andhastheflexibleexpandabiityandmobiity，anditsscopeofusecanbeextended romthecampustothefactoriesandresidentialareas.Keywords：smartcampus；monitoringsystem；LoRatechnology；cloudplatform；concen-trator（审稿人李树东朱维佳，责任编辑于海）（上接25页）Application of wisdom classroom based on Rain Classroomin clinical courses of nursing specialty:A case study ofChaoyang Health SchoolLIU Ckang-qi1,YANG Jing2（rmationTechnologyCenter，ChaoyangTeachersCo l ege，ChaoyangLiaoning122000；2.SurgerySta f Room，Chaoyang HealthSchool，ChaoyangLiaoning122000）Abstract：In order to apply information technology to classroom teaching,we used the smart terminal"Rain Classroom"platform to construct a new type of wisdom classroom,displayed its concreteconstructionprocess，anddiscusseditsspecificapplicationinclinicalcoursesofnursing specialty.The application result indicates that wisdom classroom based on"Rain Classroom"can e f ectivelyimprovetheteachingqualityofclinicalcoursesofnursingspecialty.Additiona l y，it hasbeenprovedtobeane f ectivewayfortheconstructionofinformationclassroominvocational co l egesandformorevaluableexperienceaswe l.Key words：wisdom classroom；nursing；Rain Classroom；clinical courses（审稿人李树东赵亮，责任编辑邵艳艳）。
智慧校园监测系统设计方案
智慧校园监测系统设计方案智慧校园监测系统是一种基于物联网和大数据技术的智能化监测系统，旨在为学校提供全方位的监测和管理服务。
本文将从以下四个方面介绍智慧校园监测系统的设计方案。
一、系统架构设计智慧校园监测系统的架构设计应采用分布式架构，包括传感器端、数据采集端、数据处理端和显示端四个层次。
传感器端负责采集学校各个区域的环境信息，包括温度、湿度、噪音等，并将采集的数据通过无线传输技术发送给数据采集端。
数据采集端负责接收传感器端发送的数据，并将数据整合和存储起来。
同时，采集端还应支持多传感器的并行采集和数据压缩技术，以减少数据传输量和存储空间的占用。
数据处理端负责对采集的数据进行处理和分析，提取有用信息，并对异常情况进行预警和告警。
数据处理端还应支持数据可视化和数据挖掘技术，以帮助学校管理人员更好地了解学校各个区域的情况。
显示端负责将处理后的数据以可视化的方式展示给学校管理人员，包括终端设备和web端。
终端设备可以是智能手机、平板电脑等移动设备，方便学校管理人员随时随地监测学校的各个指标。
二、功能设计智慧校园监测系统应具备以下功能：1. 实时监测功能：能够实时监测学校各个区域的温度、湿度、噪音等环境信息，并将数据准确传送给数据采集端。
2. 异常预警功能：通过对监测数据的实时分析，能够判断是否有异常情况发生，并通过短信、邮件等方式及时预警和告警。
3. 数据可视化功能：将采集的数据以可视化的方式展示给学校管理人员，方便他们了解学校各个区域的环境情况和变化趋势。
4. 数据分析功能：对采集的数据进行分析，提取有用信息，为学校管理人员提供决策支持和参考依据。
5. 远程管理功能：学校管理人员可以通过终端设备远程管理监测系统，包括查看数据、控制设备等操作。
三、系统安全设计智慧校园监测系统应采取一系列安全措施，保障系统的安全性。
具体包括：1. 数据传输加密：通过使用SSL/TLS等加密技术，保证传输的数据不会被黑客窃取和篡改。
智慧校园安全监控系统的设计与开发
智慧校园安全监控系统的设计与开发智慧校园安全监控系统作为一种校园安全管理手段，能够有效提升学校安全的监控能力和应急响应能力。
在当前快速发展的信息技术时代，智慧校园安全监控系统的设计与开发更加迫切。
本文将从系统设计的需求分析阶段、系统架构设计和关键技术实现三个方面来探讨智慧校园安全监控系统的设计与开发。
一、需求分析阶段在设计与开发智慧校园安全监控系统之前，首先需要进行需求分析，明确系统所需的功能和性能指标。
1.1 功能需求智慧校园安全监控系统应当具备以下功能：a. 视频监控：在校园各重要区域布设监控摄像头，实时监测学生活动及校园安全情况。
b. 报警功能：当系统监测到异常情况，如火灾、入侵等，能够及时报警，提醒相关人员进行应急处理。
c. 门禁管理：通过智能门禁系统，确保只有合法身份的人员可以进入校园关键区域。
d. 信息采集和存储：对学生和教职工的相关信息进行采集记录，并进行安全存储，方便校园管理者进行查询和分析。
1.2 性能需求为了满足校园安全的实时性和可靠性要求，智慧校园安全监控系统需要具备以下性能指标：a. 实时监控：监控系统应能够实时采集和传输高清图像和视频，并能及时反馈给监控人员。
b. 异常检测和报警：监控系统应能够及时检测出异常情况，并以各种方式对异常进行报警，如声音、图像和短信等。
c. 数据存储和备份：监控系统应能够对采集到的数据进行安全存储，并定期进行备份，以保证数据不丢失且易于查询。
d. 扩展性：监控系统应具备较强的扩展性，能够方便地添加新的监控设备以适应校园发展的需要。
二、系统架构设计在需求分析的基础上，为了实现智慧校园安全监控系统，我们需要设计合理的系统架构。
2.1 系统层次结构智慧校园安全监控系统可以分为三个层次：感知层、传输层和应用层。
- 感知层：位于系统最底层，负责采集各种传感器数据，包括摄像头图像、门禁刷卡信息等。
- 传输层：负责将感知层采集到的数据进行传输，包括数据传输和网络通信等。
智慧校园安全用电监管系统方案
智慧校园安全用电监管系统方案目录1. 系统概述 (3)1.1 项目背景 (4)1.2 项目目标 (5)1.3 项目范围 (5)2. 系统架构 (6)2.1 系统硬件架构 (8)2.2 系统软件架构 (9)2.3 系统接口架构 (10)3. 功能模块 (11)3.1 用电数据采集与监控 (12)3.1.1 电表数据采集 (14)3.1.2 线路电流电压监测 (15)3.1.3 用电负荷监测 (17)3.2 用电数据分析与处理 (18)3.2.1 数据存储与查询 (19)3.2.2 数据统计分析 (21)3.2.3 异常数据检测与报警 (22)3.3 用电安全保障 (23)3.3.1 漏电保护 (24)3.3.2 过压保护 (26)3.3.3 短路保护 (27)3.4 用电管理与控制 (28)3.4.1 用电量预测与优化 (29)3.4.2 用电量计费与结算 (30)3.4.3 用电量调整与控制 (32)3.5 用户权限管理与操作日志记录 (33)3.5.1 用户角色分配与权限控制 (34)3.5.2 操作日志记录与审计 (35)4. 系统实现与部署 (36)4.1 系统开发环境配置 (38)4.2 系统模块设计与实现 (40)4.3 系统测试与验收 (41)4.4 系统上线部署与运维管理 (42)5. 系统应用案例与效果评估 (44)5.1 学校用电情况分析报告 (45)5.2 学校用能成本降低效果评估报告 (46)5.3 学校用电安全事故预防及处理效果评估报告 (48)6. 项目总结与展望 (49)6.1 项目总结报告 (51)6.2 项目改进与优化建议 (52)1. 系统概述随着科技的不断发展，智慧校园已经成为了现代教育的重要组成部分。
为了确保校园内的安全用电，提高用电效率，本方案提出了一种基于物联网技术的智慧校园安全用电监管系统。
该系统通过实时监测、数据分析和智能控制，实现对校园内各类用电设备的全面监控和管理，为学校提供科学、合理的用电解决方案，保障师生的生命财产安全。
智慧安全用电系统设计方案
智慧安全用电系统设计方案智慧安全用电系统是一种基于智能技术的电力管理系统，旨在提高用电效率、确保用电安全，并具有远程控制和监测等功能。
以下是一个智慧安全用电系统的设计方案：1. 系统组成智慧安全用电系统主要由智能电表、智能插座、智能开关、智能监控终端、服务器和移动应用程序等组成。
2. 智能电表智能电表是智慧安全用电系统的核心组件，具有计量、控制和通信功能。
智能电表能够采集用电数据，如用电量、功率、电压等，并可以通过无线通信技术将数据传输到服务器。
此外，智能电表还可以远程控制用电设备的开关状态，实现电力的灵活分配。
3. 智能插座智能插座是一种带有智能识别功能的插座，能够感知插入设备的功率需求，并通过与智能电表的通信协调用电情况。
智能插座还可以远程控制插入设备的开关状态，实现用电设备的远程控制。
4. 智能开关智能开关可以替代传统开关，通过无线通信与智能电表进行连接。
智能开关不仅可以手动控制开关状态，还可以根据用户设置的时间和条件自动控制电器的开关状态，从而实现电器的智能化管理。
5. 智能监控终端智能监控终端是用于监控和管理用电设备的设备，可以显示用电设备的实时数据，并提供报警功能。
智能监控终端可以连接到服务器，以实现数据的远程监控和管理。
6. 服务器服务器是智慧安全用电系统的核心控制中心，用于存储和处理用电数据，并与智能设备进行通信。
服务器可以通过云技术将数据传输到移动应用程序，实现用户对用电设备的远程监控和控制。
7. 移动应用程序移动应用程序是用户与智慧安全用电系统进行交互的界面，可以在手机或平板电脑上运行。
用户可以通过移动应用程序实时监控用电设备的状态，远程控制电器的开关状态，并设置自动化场景。
8. 数据安全保护在智慧安全用电系统设计中，要确保数据的安全保护。
可以采用加密通信技术，防止数据被非法获取。
同时，可以设置多层次的权限控制，确保只有授权用户可以对用电设备进行操作。
9. 用户体验和可扩展性为了提高用户体验，在设计智慧安全用电系统时，要考虑界面友好、操作简单的原则。
智慧智慧用电监控系统设计方案 (2)
智慧智慧用电监控系统设计方案一、引言电力是现代社会生产和生活的基础，用电量的增加不仅带来了经济效益的提升，同时也带来了用电安全和用电能耗的挑战。
为了实现用电的智能化管理和有效地监控用电情况，开发一个智慧用电监控系统尤为重要。
本文将介绍一种智慧用电监控系统的设计方案。
二、系统架构智慧用电监控系统主要由以下几个组成部分组成：1. 用电监测系统：包括传感器网络和数据采集设备，用于实时监测各用电设备的用电情况，例如电流、电压、功率等。
2. 数据传输系统：将用电监测系统采集到的数据传输给后台处理系统，可以采用有线或者无线通信方式，例如以太网、无线局域网等。
3. 后台处理系统：对传输过来的数据进行处理和分析，提供用电数据的统计和报表分析，同时也可以进行异常报警和预测计算。
4. 用户终端设备：用于用户查看和操作智慧用电监控系统，可以是PC、手机、智能电视等。
三、系统功能设计1. 实时监测功能：通过传感器网络和数据采集设备实时监测用电设备的用电情况，包括电流、电压、功率等参数。
2. 数据传输功能：将实时监测的数据传输给后台处理系统，可以采用有线或者无线通信方式进行数据传输。
3. 数据处理和分析功能：后台处理系统对传输过来的数据进行处理和分析，提供用电数据的统计和报表分析，为用户提供科学决策的依据。
4. 异常报警功能：在用电设备发生异常情况时，后台处理系统可以通过短信、邮件、APP推送等方式给用户发送异常报警信息。
5. 预测计算功能：通过对历史数据的分析和建模，预测未来一段时间的用电情况，为用户提供用电计划和用电成本的优化建议。
6. 用户管理功能：后台处理系统可以对用户进行管理，包括用户的注册、登录、权限控制等。
7. 数据展示功能：用户通过终端设备可以查看实时监测数据、历史数据、报表分析等，同时也可以设置监控规则和报警条件。
四、系统优势1. 实时性：系统具备实时监测和报警功能，用户可以实时了解用电情况，及时采取措施降低用电风险。
智慧用电监测系统咨询设计方案 (2)
智慧用电监测系统咨询设计方案智慧用电监测系统是一种能够实时监测和管理用电情况的系统，目的是提高用电效率、节约用电成本，减少能源浪费。
以下是一个智慧用电监测系统的设计方案。
系统结构：智慧用电监测系统由传感器、数据采集器、数据中心和用户界面组成。
1. 传感器：安装在电表上的传感器负责监测用电的实时数据，包括电流、电压、功率等。
可以选择不同类型的传感器来适应不同类型的电表。
2. 数据采集器：将传感器收集到的数据通过有线或无线方式传输到数据中心。
数据采集器需要具备稳定的数据传输能力和适应不同传感器的接口。
3. 数据中心：负责接收、存储和处理传感器采集到的数据。
数据中心可以部署在云端或本地服务器上，具备高可用性和扩展性。
数据中心可以使用数据库和大数据分析技术来实现对用电数据的存储和分析。
4. 用户界面：通过手机应用或网页等形式向用户展示用电数据和分析结果。
用户界面可以根据用户的需求来设计，包括实时用电情况、历史用电数据、能源分析报告等功能，同时还可以提供用电节能建议和报警功能。
系统功能：1. 实时监测：系统能够实时监测用电情况，包括用电量、实时功率、电压稳定性等，并能够提供实时报警功能，及时提醒用户发生用电异常。
2. 数据分析：系统可以对历史用电数据进行分析，包括用电趋势分析、能源消耗模式分析等，以便用户掌握用电情况，并根据数据分析结果制定用电策略。
3. 能源节约：通过对用电数据的分析，系统可以提供用电节能建议，帮助用户优化用电结构和降低用电成本。
4. 报表生成：系统可以根据用户需求生成各类报表，如用电消耗报表、能效分析报表等，便于用户对用电情况进行整体评估。
系统优势：1. 实时性：系统能够实时监测用电情况，及时了解到用电异常并采取相应的措施。
2. 可视化：系统提供直观的可视化界面，将用电数据转化为易于理解的图表和报表，方便用户进行数据分析和决策。
3. 自动化：系统能够自动化地进行数据采集、存储和处理，减少人工干预，提高工作效率。
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浅谈关于智慧校园安全用电监测系统的设计安科瑞电气股份有限公司上海嘉定2018010引言 学生人身安全是大家关注的话题，2019年12月中国消防统计近五年发生在全国学生宿舍的火灾2314起（中国消防2019.12.应急管理部消防救援局官方微博），违规电器是引发火灾的主因。
如果在各寝室安装智能用电监测器实时监督线路参数，将用电参数以数字或图像显示，学生若使用违规用电器，系统能自动识并切断电源，宿舍管理者电脑上弹出学生使用违规用电器的信息，将是对火灾的有效预防。
本文设计了智慧校园安全用电监测系统，通过信息化方式实现校园内各类资源有效集成、整合和优化。
系统监测器以树莓派为核心，定时将采集的用电信息上传至云端存储与备份，完成数据分析、能耗管理、过载报警等功能；可远程监控，宿舍管理者用手机通过校园网可访问该系统，掌握学生用电情况做出有效应答。
根据中国消防统计的近五年的2314起全国学生宿舍火灾，使用违规用电器是引发学生宿舍火灾的主要因素，所以，加强学校消防安全工作，对预防和减少校园火灾的发生具有十分重要的意义。
现有的限制学生用电的方式是在电路中接入保险丝或者空气开关，当用电超过负荷时断电，此种方法设置简单，但是无法对电气事故进行详细分析。
本系统针对以上问题，应用物联网和云平台技术，对学校用电情况进行智能化分析监控，在每间寝室安装智能用电监测器，并将用电参数以直观的数字或图像显示在宿舍管理人员和校园控制中心的电脑界面，当学生使用违规用电器时，系统能自动识别违规负载并切断学生所用电源，同时，宿舍管理人员和校园控制中心的电脑上收到使用违规用负载类型和学生寝室号的消息并做出处理，没收学生使用的违规用电器，这将是对电气火灾的有效预防。
1智慧校园安全用电监测系统方案 引起校园电器火灾隐患的原因主要有过负荷火灾、短路火灾和漏电火灾三种方式。
本系统应用物联网和云平台技术对学校用电情况进行分析监控，有效地预防火灾的发生。
图1-1智慧校园安全用电监测系统总体架构 图1-1为系统的总体架构，系统在工作时，每个房间的智能用电检测器定时读取宿舍的用电数据。
每层楼上安放一个寝室楼层监视器，方便宿舍管理员发现用电问题。
学校控制中心则将寝室的用电信息汇总。
寝室智能用电智能监测器将数据上传至宿舍管理员处的寝室楼层监视器，随后，寝室楼层监视器再将数据上传至云端存储并做大数据分析。
校园控制中心可以直接访问云端获取用电数据，也可以通过寝室楼层监视器获取用电数据。
2智慧校园安全用电监测系统的应用技术2.1云服务平台 由移动网和互联网构建云服务器平台。
将系统采集到的用电数据通过移动网技术上传至云服务器上，进行存储与云计算。
云服务平台可以将反映电气状态的实时数据上传至学校用电管理人员的电脑屏幕和手机端，同时，校园控制中心和寝室管理员可以用手机通过校园网查询学生用电信息。
掌握学生用电情况，如有安全问题，可以及时作出应急措施。
2.2大数据分析 依据学校正常用电数据，设置报警和违规负载类型参数的标准值，收集用电参数，将收集到的数据通过加工、整理和分析后转化为所需信息，进而分析出学校存在的不合理的用电点。
2.3安全隐患预警 通过大数据分析，可以自动识别电器的安全隐患及负载类型，建立隐患识别系统。
系统根据学校各用电设备的阈值进行报警。
当学生使用违规用电器时，通过分析可以得出此违规负载的类型及具体的学生寝室房间号，同时，学生寝室会断电，学校后勤人员从而采取相应措施。
3智慧校园安全用电监测系统软硬件设计3.1系统硬件设计 寝室智能用电监测器用来监控寝室用电信息、进行无线通讯和执行命令的操作，其总体设计框图如图3-1所示。
包括采集模块、报警模块、继电器模块和控制模块。
图3-1寝室智能用电监测器的总体框图采集模块： 系统采用IM1277单相互感式电能质量检测仪采集电量信息，能够完成电能测量、采集及传输，准确高精度地测量单相交流电压、电流、功率、电流及总电量等电参数。
采集模块的电路图如图3-2所示。
220V 电压经过电压互感器和电流互感器处理，变为较小的电流信号并通过电路传到电能计量芯片，将模拟信号转换为数字信号，然后通过串口送入树莓派控制中心。
图3-2电量采集电路报警模块： 系统采用消息推送的方式实现报警功能，将主控制器与报警模块相连，当电路中接入违规用电器时，负载总功率会增大，控制系统检测到这一信号后，立刻控制报警模块报警并跳闸，同时，系统会记录下跳闸时间、房间号和负载类型。
继电器模块： 交流继电器模块则通过小电流的交流中间继电器通过传递控制信号实现对大电流继电器的控制。
当电路中接入违规负载时，在控制系统的“指挥”下完成继电器-继电器的控制，使电路断路。
图3-3继电器电路图控制模块： 树莓派作为系统的控制中心，可安装操作系统并可以直接将所写的编程运行，卡片主板周围有USB接口和以太网接口。
树莓派控制所采集的内容以及电路的状态，将采集到的用电数据进行处理和保存并上传至云端，当经过数据分析后得出学生使用违规用电器的信息时，树莓派控制电路断开。
图3-4树莓派实物图数据显示模块与远程控制： PC机通过C语言程序实现数据节点的绘制、动态显示、查询历史数据和报警记录。
同时，在手机端有APP，学校宿舍管理人员可以通过访问APP实现查询与远程控制，当学生使用违规用电器时，宿舍管理人员可以通过手机APP实现寝室断电。
3.2系统软件设计 系统上电后，进行各端口初始化，搜索并加入网络，定时读取寝室用电信息，将用电信息保存并上传，进行数据分析处理；若存在安全隐患或使用违规用电器，则发送报警信号并做出相应的响应；若无安全隐患，则继续读取用电信息并上传至云端。
循环此过程。
系统程序流程图如图3-5所示。
图3-5系统程序流程图4系统测试 选取不同类型的负载如灯泡、电吹风，分别接入电路中，模拟寝室用电情况，灯泡模拟正常用电器，电吹风模拟违规用电器，每个用电器测试十次。
负载是灯泡时的电流与电压的测试数据，见表4-1；负载是灯泡时电压的测试数据，见表4-2；负载是吹风机时的电流测试数据，见表4-3；负载是吹风机时的电压测试数据，见表4-4。
表4-1负载是灯泡时的电流与电压的测试数据表4-2负载是灯泡时电压的测试数据表4-3负载是吹风机时的电流测试据表4-4负载是吹风机时的电压测试据 当电路中接入电灯泡时，灯泡正常工作，实时显示电压值、电流值以及电功率曲线，在电脑界面无报警信息，可以用手机通过校园网访问系统，查看用电信息。
当电路接入电吹风时，系统检测到此负载为违规用电器，在电脑界面弹出报警框，同时自动断开电源。
图4-1为灯泡电功率变化曲线，图4-2为智能用监检测器实物图。
图4-1灯泡电功率变化曲线图4-2智能用电检测器实物图5安科瑞安全用电云平台功能介绍及选型5.1安科瑞安全用电云平台介绍 Acrelcloud-6000安全用电云管理系统能够对剩余电流、设备温度、故障电弧等电气故障进行实时监控、报警、记录，并且通过云端的远程控制。
设备与云端的通讯方向不受限制，能上传数据、透传指令，并时间显示实时状态。
通过对上传至云端的数据进行分析，为用户提供火灾隐患的相关数据，能够及早的发现问题并实施排查，避免火灾的发生。
另一方面，云平台提供超大容量的信息储存及稳定的服务，提升了服务质量，对用户的长远发展具有战略意义。
此外，该系统通过集中监控，使得数据通过每个节点的4G网络传输至云端集中式管理和监控，主控端布置于城市消防大队，从而能够对采集的信息进行统一的监控和管理。
平台的整体结构图具体功能如下： （1）安全用电监管服务系统包含安全用电管理云平台、电脑终端显示系统、手机APP、漏电探测器、漏电互感器、电流互感器等。
（2）安全用电监管服务系统平台能展示剩余电流、温度、电流等电气安全参数的实时监测数据及变化曲线、历史数据与变化曲线、实时报警数据等，能实时显示现场服务次数、排除隐患数、未排除隐患数、报警未处理数、常规巡检及产品维护等数据，监管数据能保存十年以上。
（3）手机APP软件同时具有IOS版本和安卓版本，能通过手机APP 对每条报警记录进行呼叫，便于紧急情况下能尽快通知用电单位。
（4）能对各个单位及设备的电气安全运行情况进行自动统计和分析评估，并随时展示电气安全运行分析报告。
（5）监控探测终端产品满足国家法律法规和有关技术标准（GB14287.2《剩余电流式电气火灾监控探测器》和GB14287.3《测温式电气火灾监控探测器》）的要求，并通过国家消防产品质量监测检验中心提供的消防3C认证。
（6）漏电探测器能同时探测剩余电流、四路温度、三相电流等参数值，并能通过无线以移动通讯网络接入安全用电监管系统平台。
5.2产品选型5.2.1漏电火灾监控探测器5.2.2故障电弧探测器 安科瑞故障电弧产品型号代码为AAFD，共有两种电流等级，可监测回路故障电弧的发生，并及时预警，提醒用户处理，防止电弧导致的火灾的发生。
AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用电平台，该产品不可在同一台AF-GSM400下与ARCM混接。
如图：5.2.3限流式保护器 安科瑞限流式保护器型号代码为ASCP200-1，有三种电流等级，可监测回路短路过载等故障信息，发生故障时预警和产生灭弧效果，防止电弧导致的火灾的发生。
ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用电平台，也能够通过插入SIM卡直接上传到平台。
以下是ASCP200-1的主要功能： 短路保护功能。
保护器实时监测用电线路电流，当线路发生短路故障时，能在150微秒内实现快速限流保护，并发出声光报警信号。
过载保护功能。
当被保护线路的电流过载且过载持续时间超过动作时间（3…60秒可设）时，保护器启动限流保护，并发出声光报警信号。
表内超温保护功能。
当保护器内部器件工作温度过高时，保护器启动超温限流保护，并发出声光报警信号。
过、欠压保护功能。
当保护器检测到线路电压过压或欠压时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。
配电线缆温度监测功能。
当被监测线缆温度超过报警设定值时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。
漏电流监测功能。
当被监测的线路漏电超过报警设定值时，保护器发出声光报警信号，可预先设置是否启动限流保护。
保护器具有1路RS485接口，1路2G无线通讯，可以将数据发送到后台监控系统，实现远程监控。
5.2.4剩余电流互感器5.2.5AF-GSM400-2G/4G无线上传模块 AF-GSM400-2G/4G/CE模块是一款2G/4G有线无线模块，该无线模块为安全用电云平台专用模块。
AF-GSM400接入每块仪表所需流量为20M/月，单个模块可以接入30块仪表。
默认上传间隔2分钟，如发生报警，会实时上传数据。