基于ZigBee技術(shù)的高校宿舍樓用電安全的應(yīng)用

時(shí)間：2021-10-15作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：195

沈建偉

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
 

摘要：高校宿舍樓用電是校園電能消耗的重要組成部分，學(xué)生在追求宿舍舒適環(huán)境的同時(shí)也造成了電能浪費(fèi)的現(xiàn)象。

         宿舍內(nèi)大功率設(shè)備的使用，宿舍內(nèi)“無人燈”“無人風(fēng)扇”等現(xiàn)象，尤其是大功率設(shè)備的使用也會(huì)使得宿舍出現(xiàn)一定的安全隱患。本文介紹了基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下，通過終端節(jié)點(diǎn)采集宿舍內(nèi)的傳感器數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)宿舍樓內(nèi)宿舍樓用電的智能控制，達(dá)到節(jié)約電能及消除用電安全隱患的目的。

關(guān)鍵詞:ZigBee技術(shù)；傳感器；智能控制
 
0引言

       通過對高校宿舍用電情況分析發(fā)現(xiàn)，宿舍內(nèi)用電比例在高校電能能耗中的比例有所提高。

       據(jù)調(diào)查高校學(xué)生在用電行為方面存在以下問題：個(gè)體較少購買節(jié)能、節(jié)電產(chǎn)品；宿舍成員間無明顯的制止用電浪費(fèi)行為。如何能有效地促進(jìn)高校宿舍用電節(jié)能，各高校也在采取各種措施應(yīng)對。照明線路的控制主要可以分為有線控制和無線控制，基于無線通信技術(shù)的照明控制系統(tǒng)布線簡單，可擴(kuò)展性強(qiáng)。目前室內(nèi)通信比較主流的技術(shù)有藍(lán)牙、ZigBee技術(shù)、WiFi技術(shù)等。對宿舍樓內(nèi)各房間用電照明進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。本文將介紹基于ZigBee技術(shù)的組網(wǎng)設(shè)計(jì)，將宿舍內(nèi)各方面照明用電系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)，并通過WiFi技術(shù)與PC機(jī)端相連，從而可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)宿舍樓各個(gè)照明節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程協(xié)助控制。

 
1系統(tǒng)控制的整體方案設(shè)計(jì)
1.1手動(dòng)控制模式
       為了便于檢修，宿舍回路的通斷采用了自動(dòng)及手動(dòng)控制兩種方式，通過電氣柜上的轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行切換，如圖1所示，當(dāng)QF閉合情況下，轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點(diǎn)2接通時(shí)，宿舍內(nèi)照明的通斷主要由手動(dòng)開關(guān)S控制。手動(dòng)控制完全獨(dú)立于自動(dòng)控制，這便于物業(yè)管理人員對回路進(jìn)行檢修。
1.2自動(dòng)控制模式
       當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點(diǎn)3接通時(shí)，宿舍用電回路處于自動(dòng)狀態(tài)。自動(dòng)控制在控制方面可以設(shè)計(jì)為無線控制與時(shí)間控制共同控制，當(dāng)無線控制出現(xiàn)故障是，可以采用時(shí)間控制進(jìn)行自動(dòng)控制?？刂齐娐啡鐖D2所示。
 
 
圖1手自動(dòng)控制電路
       
1.3無線網(wǎng)路控制整體設(shè)計(jì)方案
       目前無線網(wǎng)路傳輸技術(shù)有很多種，而ZigBee技術(shù)以低功耗、低成本、通信時(shí)延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、傳輸數(shù)據(jù)可靠、安全性高等多方面優(yōu)勢，在短距離無線網(wǎng)路傳輸中占據(jù)越來越強(qiáng)的優(yōu)勢。常用的藍(lán)牙、WiFi、ZigBee技術(shù)比較如表1所示。
 
 
表1近距離無線通信技術(shù)比較表
3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
       軟件設(shè)計(jì)是在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的重要環(huán)節(jié)。系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)可以基于TI公司開發(fā)的Z-stack協(xié)議棧作為開發(fā)模板。TI的Z-stack裝載在一個(gè)基于IAR開發(fā)環(huán)境的工程里，強(qiáng)大的IAREmbeddedWorkbench除了提供編譯下載功能外，還可以結(jié)合編程器進(jìn)行單步跟蹤調(diào)試和監(jiān)測片上寄存器、Flash數(shù)據(jù)等。Z-Stack是采用操作系統(tǒng)的思想來構(gòu)建，事件發(fā)生時(shí)，喚醒系統(tǒng)，開始進(jìn)入終端處理事件，結(jié)束后進(jìn)入低功耗模式，此種軟件構(gòu)架可以降低系統(tǒng)的功耗。整個(gè)Z-stack的主要工作流程，大致可以分為系統(tǒng)啟動(dòng)、驅(qū)動(dòng)初始化、OSAL初始化和啟動(dòng)，進(jìn)入任務(wù)循環(huán)幾個(gè)階段。
圖6主程序流程圖
       根據(jù)時(shí)鐘程序判斷時(shí)間段，在熄燈期間，照明燈處于關(guān)閉狀態(tài)，白天時(shí)宿舍內(nèi)的照明實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，同時(shí)終端傳感器設(shè)備將采集的數(shù)據(jù)傳輸至控制中心的PC機(jī)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)宿舍管理員對宿舍內(nèi)用電情況觀測，并進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。
 
4安科瑞AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺(tái)
4.1系統(tǒng)方案
       系統(tǒng)為B/S架構(gòu)，主要包括**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。
4.2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。
 
4.3產(chǎn)品選型
 
5結(jié)束語
       本文介紹了基于ZigBee技術(shù)的宿舍樓用電智能控制，在硬件及軟件方面提出了設(shè)計(jì)設(shè)想，采用人體紅外傳感器、光電傳感器、電流傳感器等對宿舍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)照明燈的自動(dòng)控制，同時(shí)對宿舍內(nèi)大功率設(shè)備使用情況進(jìn)行檢測，
 

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• 詞條

  詞條說明

• 淺談如何在灌溉行業(yè)中應(yīng)用智能控制器

  組網(wǎng)l? 4G上傳l? 多區(qū)域安裝l? 統(tǒng)一管理? ????????????功能1. 對電能參數(shù)、土壤墑情以及環(huán)境溫濕度進(jìn)行采樣計(jì)量和監(jiān)測，通過控制器上傳到云平臺(tái)，根據(jù)用電量、用水量及環(huán)境參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉、按需灌溉、智能決策等多項(xiàng)功能。2.

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