基于一體化平臺的校園水電管理管控系統的設計與應用方案

摘 要：針對校園水電管理方法管理能力低的傳統情況，提出了基于綜合平臺的校園水電管理智能控制系統設計。收集和顯示校園水電情況，通過中間件設計和顯示模塊設計設置水電消耗標準。水電消耗超過設定標準后，報*警提醒，減少水電浪費，生成校園水電數據庫，實現數據的存儲和處理。實驗對比結果表明，該系統的管理能力于傳統的水電管理方法，具有一定的實際應用意義。

關鍵詞：綜合平臺；水電管理；智能控制

0引言在校園里，水電數據非常大，傳統的水電管理方法是手工管理。這種管理方法耗費了大量的人力和時間，不僅工作效率低，而且容易出錯?；诖?，提出了校園水電管理智能控制系統的設計，基于一體*化平臺。綜合平臺基于水電的實際情況，充分考慮學生對水電的需求，統一設計數據模型、應用服務和人機界面，減輕人工勞動壓力，減少錯誤，更快、更*效地完成工作。

校園水電管理智能控制硬件設計基于一體*化平臺

本次設計的系統硬件主要實現數據的實時接收和數據的顯示，并提供統一的標準，降低水電管理的難度。

1.1 中間件設計

為簡化客戶端的應用，通過中間件提供標準化、標準化的遠程調用接口和業務功能。該中間件提供歷史數據服務、實時接收數據服務和新聞數據服務，實現服務的統一發布管理。該系統之間的中間件數據交互由三條總線完成，其功能是與軟件完成*交互?？偩€為：歷史數據總線，主要為業務應用提供簡單的函數調用，簡化系統開發難度；實時數據總線采用統一收集和發布的模式，為系統提供實時數據；新聞總線為系統提供開發模式，實現各模塊之間的信息發布 。

1.2 顯示模塊設計

基于顯示模塊設計，宿舍用電監測器用于監測學生用水用電情況。該顯示模塊由單片機、液晶顯示屏、外部存儲器和通信模塊組成。顯示模塊是實現數據顯示的重要途徑。根據提示和警告需要顯示不同顏色的文本信號，顯示學生的水和電；使用分時技術同時顯示和寫入數據 UY897 型顯示器。在監測過程中，宿舍樓層的電氣監測器根據時間順序設計顯示模塊，并定期向脈沖計數模塊發送數據傳輸命令，以收集各通道之間的電表數據。實時檢測用電設備及相關控制設備，實時存儲檢測數據并發送到計算機設備，方便員工控制用電。通過該顯示模塊，可以智能控制電氣設備的啟停，為校園水電管理提供數據基礎。

校園水電管理智能控制軟件設計基于一體*化平臺

2.1 設置水電用量標準

為了更好地管理校園水電消耗，設定水電消耗標準，水電消耗超過設定標準后，將報*警提醒，引入*小波理論提醒

 [5] ，計算公式為：

其中，D代表引入*小波參數je代表水電用量標準，i代表用量超出提醒參數，此次計算不做定向分析。其中，D代表引入*小波參數je代表水電用量標準，i代表用量超出提醒參數，此次計算不做定向分析。

此步驟的完成能夠提醒工作人員對用水用電情況進行查看，查看其超出原因。對于正常使用導致的超出水電用量，則停止檢查。如果出現故障，及時通知搶修人員，對故障進行處理。對于浪費情況，設定懲罰機制，以減少水電浪費的情況。

2.2 生成校園水電數據庫

通過系統硬件對數據進行接收和采集，生成數據庫時要注意其中的重要信息。讀取各個終端設備或檢測設備的用電數據，通過相關記錄設備對參數進行記錄，并對故障數據以及浪費數據進行存儲，同時將數據傳送到數據存儲器。采集數據時，存在數據缺失或者遺漏的現象，需采用雙向公式，對采集設備發送指令，計算公式為：Gdfh = i h×v ? o rw

其中，h代表引入的處理參數，rw 代表缺失因子，O 代表發送指令參數，此次計算不做定向分析。

發送指令后，采集終端對缺失的數據重新采集，彌補缺失的采集量。

基于此，生成校園水電管理數據庫，需考慮到學校中的用電數據的預處理。對數據進行分析運算，整體的數據量非常大，選用比較成熟的 RHGOIW 數據庫對這些數據進行存儲、處理運算等。該數據庫提供實時數據查詢、歷史數據查詢等功能，具有強大的實時性，且實時數據滯后時間小于 5 s，能夠將歷史數據進行壓縮與存儲，方便校管理人員對水電的管理。

3實例分析

為了證明此次設計的系統具有實際應用意義，同時為了保證實驗的嚴謹性，將該系統與傳統的校園管理方法進行對比，主要對比管理后的水電用量情況。實驗時，保證同樣的用水用電情況，實驗對比結果如圖 1 所示。由圖 1 可知，使用傳統方法對校水電情況進行管理時，水電用量較大，而本文設計的校水電情況管理系統，水電用量較少。這是因為該系統能夠對用水用電情況進行實時采集，并能對超出水電用量標準值的情況進行報*警提醒，減少了水電故障和浪費情況。

該系統還能夠對用水用電設備的啟動與停止進行智能控制。

4 校綜合能效解決方案

4.1校園電力監控與運維

集成設備所有數據，綜合分析、協同控制、優化運行，集中調控，集中監控，數字化巡檢，移動運維， 班組重新優化整合，減少人力配置。

4.2后勤計費管理

采用先進的網絡抄表付費管理技術，實現電、水、氣等能源綜合計費，實現遠程抄表、費率設置、 賬單統計匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設置補貼方案。通過能源付費管理方式，培養用能群體和部門的節能意識。

4.2.1宿舍用電管理

針對學生宿舍用電進行管理控制：可批量下發基礎用電額度和定時通斷功能；可進行惡性負載識別，檢測違規電氣，并可獲取違規用電跳閘記錄。

4.2.2商*鋪水電收費

針對校園超市、商*鋪、食堂及其他針對個體的水電用能進行預付費管理

4.2.3充電樁管理平臺

充電樁在“源、網、荷、儲、充"信息能源結構中是必*。充電樁應用管理同樣是校園生活服務中必*一部分。

4.2.4智能照明管理

通過對校路燈的全局監測，提供對路燈靈活智能的管理，實現校園內任一線路，任一個路燈的定時 開關、強制開關、亮度調節，以及定時控制方案靈活設置，確保路燈照明的智能控制和*效節能。

4.3能源管理系統

針對校園水、電、氣等各類接入能源進行統計分析，包含同比分析、環比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。

按校園建筑的分類進行采集和統計的各類建筑耗電數據。如辦公類建筑耗電、教學類建筑耗電、學生宿舍耗電等，對數據分門別類的分析，提供領導決策，提管理效能。

構建符合校園節能監管內容及要求的數據庫，能自動完成能耗數據的采集工作，自動生成各種形式的報表、圖表以及系統性的能耗審計報告，能夠監測能耗設備的運行狀態，設置控制策略，達到節能目的。

4.4智慧消防系統

智慧消防云平臺基于物聯網、大數據、云計算等現代信息技術，將分散的火災自動報*警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"需求。從火災預防，到火情報*警，再到控制聯動，在統一的系統大平臺內運行，用戶、安保人員、監管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，相關報*警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。

5平臺部署硬件選型

5.1電力監控與運維平臺

5.2后勤計費管理

5.2.1宿舍/商業預付費平臺

5.2.2充電樁管理平臺

5.2.3智能照明管理

5.3能源管理系統

5.4智慧消防系統

5.4.1電氣火災監控系統

5.4.2消防設備電源監控系統

5.4.3防火門監控系統

5.4.4消防應急照明和疏散指示系統

6結束語

提出了基于一體*化平臺的校園水電管理智能管控系統。該系統結合了學校的實際情況進行設計，實現了用水用電數據的實時采集，并能夠減少水電浪費情況的發生，能夠對校園的各個用電設備的工作狀態進行實時控制，實現了對校園水電的智能管理。

【參考文獻】

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【2】馮志強，劉志勇.基于微信開發的校園智能通信系統設計[J].現代電子技術，2017，40（22）：45-47.

【3】安科瑞校綜合能效解決方案2022.5版.

【4】安科瑞企業微電網選型手冊2021.10版.

1.       【技術支持衛星：CDD-9888】【公從號：安科瑞能效管理解決方案】

2.       云平臺：變電所運維云平臺、分布式光伏運維云平臺、建筑能耗云平臺、企業能源管控平臺、遠程預付費管控云平臺、宿舍預付費管控云平臺、充電樁收費運營云平臺、智慧消防云平臺、安全用電管理云平臺、環保用電監管云平臺；

3.       系統解決方案：變電站綜合自動化系統、電力監控系統、配電室綜合監控系統、能耗管理系統、電能管理系統、馬達保護與監控系統、動環監控及能效分析系統、智能照明監控系統、消防設備電源監控裝置、防火門監控系統、余壓監控系統、消防應急照明和疏散指示系統；無線測溫系統；

4.       中壓測控裝置：環網柜綜合保護裝置、微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、線路保護裝置、配電變保護裝置、電動機保護裝置、備自投保護裝置、電容器保護裝置、PT檢測裝置、低壓備自投裝置、公共測控裝置、防孤島保護裝置、電流互感器過電壓保護器、溫濕度控制器、無源無線測溫傳感器、CT取電無線測溫傳感器；

5.       電力監控與保護：弧光保護裝置、電能質量在線監測裝置、電氣接點在線測溫裝置（智能濕度巡檢儀）、電動機(馬達）保護器、低壓線路保護器、智能剩余電流繼電器、三遙單元；

6.       電能管理：可編程交流電測儀表、可編程直流電測儀表、多功能全電量電表、精度網絡電力儀表、諧波表、電能質量表、海拔儀表、逆電流監測電表、電子式電能表、導軌式電能表、面板表嵌入式電表、預付費表、多用戶計量箱、物聯網儀表、無線多回路計量交流/直流表、無線多回路環保檢測模塊、正反向直流電能表、無線通訊轉換器、智能照明控制裝置；

7.       電能質量治理：有源電力濾波器、中線安防保護器、諧波保護器、靜止無功發生器、濾波補償裝置、電力電容補償裝置、集成式諧波抑制電力電容補償裝置、投切開關、功率因數補償控制器、自愈式低壓并聯電容器、串聯電抗器；

8.       電氣安全：電氣火災監控探測器、剩余電流探測器、電氣火災監控裝置、在線監控路燈計量、無線測溫顯示單元、故障電弧探測器、故障電弧傳感器、隔離電源絕緣監測裝置、醫療機構絕緣報警顯示儀、醫療醫院用隔離變壓器、工業用絕緣監測裝置、電氣防火限流式保護器；

9.       新能源：光伏采集裝置、電瓶車智能充電樁、汽車充電樁、光伏匯流采集裝置；

10.       數據中心/鐵塔基站：數據采集模塊、機房數據柜監控裝置、多回路電表、母線監控裝置、電力監控屏；

11.       智能網關：通信管理機、無線通信終端（無線通訊轉換器）、數據轉換模塊、串口服務器；

12.       電量傳感器：低壓電流互感器、開口式互感器、一次小電流互感器、0.2級電流互感器、低壓電動機保護器專用互感器、剩余電流互感器、霍爾傳感器、羅氏線圈電流變送器、模擬信號隔離器、有功功率變送器、無功功率變送器、直流電壓傳感器、浪涌保護器；

13.       環保監控：油煙在線監測儀、環保數據采集傳輸裝置；

進儲能群、電力群、光伏群；找供應商、找客戶、找圈子，

衛星：CDD-9888（分享資源 合作共贏）