王丹丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘 要：針對傳統(tǒng)的校園水電管理方法管理能力低的情況，提出了一種基于一體化平臺的校園水電管理智能管控系統(tǒng)設(shè)計,。通過中間件設(shè)計和顯示模塊設(shè)計對校園的水電情況進行采集與顯示,，設(shè)定水電用量標準,，在水電用量超出設(shè)定標準后，將會報警提醒,，減少水電浪費情況,，并生成校園水電數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲與處理,。實驗對比結(jié)果表明,，該系統(tǒng)比傳統(tǒng)的水電管理方法管理能力高，具有一定的實際應(yīng)用意義,。

關(guān)鍵詞：一體化平臺,；水電管理；智能管控

0引言

校園中,，水電數(shù)據(jù)非常大,，傳統(tǒng)的水電管理方式是利用手工管理的方式。這種管理方式耗費了大量的人力和時間,，不僅工作效率低,，而且容易發(fā)生錯誤?；诖?，提出了基于一體化平臺的校園水電管理智能管控系統(tǒng)設(shè)計。一體化平臺立足于水電的實際情況,，充分考慮學(xué)生用水用電的需求,，對其中涉及的數(shù)據(jù)模型、應(yīng)用服務(wù)及人機界面等進行了統(tǒng)一地設(shè)計,，以減輕手工勞動壓力,，減少錯誤的發(fā)生，更快捷,、高效地完成工作,。

1基于一體化平臺的校園水電管理智能管控硬件設(shè)計

此次設(shè)計的系統(tǒng)硬件主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時接收，與數(shù)據(jù)的顯示工作,，并提供統(tǒng)一的標準,，減少水電管理的難度。

1.1 中間件設(shè)計

通過中間件提供標準化,、規(guī)范化的遠程調(diào)用接口以及業(yè)務(wù)功能實現(xiàn),，以簡約客戶端的應(yīng)用。該中間件提供歷史數(shù)據(jù)服務(wù),、實時接收數(shù)據(jù)服務(wù)及消息數(shù)據(jù)服務(wù),，實現(xiàn)服務(wù)的統(tǒng)一發(fā)布管理,。該系統(tǒng)之間的中間件的數(shù)據(jù)交互通過三個總線來完成，總線的功能是完成與軟件之間的交互,?？偩€具體為：歷史數(shù)據(jù)總線，主要為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供簡單的函數(shù)調(diào)用方式,，簡化系統(tǒng)的開發(fā)難度,；實時數(shù)據(jù)總線，采取統(tǒng)一采集,、統(tǒng)一發(fā)布的模式,，為系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)；消息總線,，為系統(tǒng)提供開發(fā)模式,，實現(xiàn)各模塊之間的信息發(fā)布 ,。

1.2 顯示模塊設(shè)計

基于顯示模塊設(shè)計,，采用寢室用電監(jiān)測器對學(xué)生用水用電的情況進行監(jiān)測。該顯示模塊由單片機,、液晶顯示屏,、外部存儲器及通信模塊等組成。該顯示模塊是實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示的重要途徑,，根據(jù)提示與警示需要顯示不同顏色的文字信號,，對學(xué)生用水用電情況進行顯示；利用分時技術(shù)讓顯示與寫入數(shù)據(jù)同時進行,，采用 UY897 型顯示器,。監(jiān)測時，寢室樓層的用電監(jiān)測器按照時序要求對顯示模塊進行設(shè)計,，定時向脈沖計數(shù)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿?，以收集各個通道之間的電表數(shù)據(jù)。對用電設(shè)備以及相關(guān)控制設(shè)備實時檢測,，將檢測的數(shù)據(jù)進行實時存儲,，并發(fā)送到計算機設(shè)備，方便工作人員控制用電情況,。通過該顯示模塊能實現(xiàn)對用電設(shè)備的啟動與停止的智能控制,，為校園水電管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2基于一體化平臺的校園水電管理智能管控軟件設(shè)計

2.1 設(shè)定水電用量標準

為了更好地對校園水電用量情況進行管理,，設(shè)定水電用量標準,，在水電用量超出設(shè)定的標準后，將會報警提醒,，引入*小波理論進行提醒 [5] ,，計算公式為：

其中,，D代表引入*小波參數(shù)je代表水電用量標準，i代表用量超出提醒參數(shù),，此次計算不做定向分析,。其中，D代表引入*小波參數(shù)je代表水電用量標準,，i代表用量超出提醒參數(shù),，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(dǎo)致的超出水電用量，則停止檢查,。如果出現(xiàn)故障,，及時通知搶修人員，對故障進行處理,。對于浪費情況,，設(shè)定懲罰機制，以減少水電浪費的情況,。

2.2 生成校園水電數(shù)據(jù)庫

通過系統(tǒng)硬件對數(shù)據(jù)進行接收和采集,，生成數(shù)據(jù)庫時要注意其中的重要信息。讀取各個終端設(shè)備或檢測設(shè)備的用電數(shù)據(jù),，通過相關(guān)記錄設(shè)備對參數(shù)進行記錄,，并對故障數(shù)據(jù)以及浪費數(shù)據(jù)進行存儲，同時將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)存儲器,。采集數(shù)據(jù)時,，存在數(shù)據(jù)缺失或者遺漏的現(xiàn)象，需采用雙向公式,，對采集設(shè)備發(fā)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(shù),，rw 代表缺失因子,，O 代表發(fā)送指令參數(shù)，此次計算不做定向分析,。

發(fā)送指令后,，采集終端對缺失的數(shù)據(jù)重新采集，彌補缺失的采集量,。

基于此,，生成校園水電管理數(shù)據(jù)庫，需考慮到學(xué)校中的用電數(shù)據(jù)的預(yù)處理,。對數(shù)據(jù)進行分析運算,，整體的數(shù)據(jù)量非常大,，選用比較成熟的 RHGOIW 數(shù)據(jù)庫對這些數(shù)據(jù)進行存儲、處理運算等,。該數(shù)據(jù)庫提供實時數(shù)據(jù)查詢,、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能，具有強大的實時性,，且實時數(shù)據(jù)滯后時間小于 5 s,，能夠?qū)v史數(shù)據(jù)進行壓縮與存儲，方便高校管理人員對水電的管理,。

3實例分析

為了證明此次設(shè)計的系統(tǒng)具有實際應(yīng)用意義,，同時為了保證實驗的嚴謹性，將該系統(tǒng)與傳統(tǒng)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(jié)果如圖 1 所示,。由圖 1 可知，使用傳統(tǒng)方法對高校水電情況進行管理時,，水電用量較大,，而本文設(shè)計的高校水電情況管理系統(tǒng)，水電用量較少,。這是因為該系統(tǒng)能夠?qū)τ盟秒娗闆r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(tǒng)還能夠?qū)τ盟秒娫O(shè)備的啟動與停止進行智能控制。

4 高校綜合能效解決方案

4.1校園電力監(jiān)控與運維

集成設(shè)備所有數(shù)據(jù),，綜合分析,、協(xié)同控制、優(yōu)化運行,，集中調(diào)控,，集中監(jiān)控，數(shù)字化巡檢,，移動運維,， 班組重新優(yōu)化整合，減少人力配置,。

4.2后勤計費管理

采用先進的網(wǎng)絡(luò)抄表付費管理技術(shù),，實現(xiàn)電、水,、氣等能源綜合計費,，實現(xiàn)遠程抄表,、費率設(shè)置、 賬單統(tǒng)計匯總等,，支持微信,、支付寶、一卡通等充值支付方式,，可設(shè)置補貼方案,。通過能源付費管理方式，培養(yǎng)用能群體和部門的節(jié)能意識,。

4.2.1宿舍用電管理

針對學(xué)生宿舍用電進行管理控制：可批量下發(fā)基礎(chǔ)用電額度和定時通斷功能,；可進行惡性負載識別，檢測違規(guī)電氣,，并可獲取違規(guī)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(yù)付費管理

4.2.3充電樁管理平臺

充電樁在“源,、網(wǎng)、荷,、儲,、充”信息能源結(jié)構(gòu)中是必*。充電樁應(yīng)用管理同樣是校園生活服務(wù)中必*一部分,。

4.2.4智能照明管理

通過對高校路燈的全局監(jiān)測,，提供對路燈靈活智能的管理，實現(xiàn)校園內(nèi)任一線路,，任一個路燈的定時 開關(guān),、強制開關(guān)、亮度調(diào)節(jié),，以及定時控制方案靈活設(shè)置,，確保路燈照明的智能控制和高效節(jié)能。

4.3能源管理系統(tǒng)

針對校園水,、電,、氣等各類接入能源進行統(tǒng)計分析，包含同比分析,、環(huán)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(tǒng)計的各類建筑耗電數(shù)據(jù),。如辦公類建筑耗電、教學(xué)類建筑耗電,、學(xué)生宿舍耗電等,，對數(shù)據(jù)分門別類的分析,，提供領(lǐng)導(dǎo)決策，提高管理效能,。

構(gòu)建符合校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)容及要求的數(shù)據(jù)庫,，能自動完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作，自動生成各種形式的報表,、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計報告,，能夠監(jiān)測能耗設(shè)備的運行狀態(tài)，設(shè)置控制策略,，達到節(jié)能目的,。

4.4智慧消防系統(tǒng)

智慧消防云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù),、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù),，將分散的火災(zāi)自動報警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備,、智慧煙感探測器,、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對這些設(shè)備的狀態(tài)進行智能化感知,、識別,、定位，實時動態(tài)采集消防信息,，通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析,、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi),、網(wǎng)格化管理,、落實多元責(zé)任監(jiān)管等目標。實現(xiàn)了無人化值守智慧消防,，實現(xiàn)智慧消防“自動化”、“智能化”,、“系統(tǒng)化”需求,。從火災(zāi)預(yù)防，到火情報警,，再到控制聯(lián)動,，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運行，用戶,、安保人員,、監(jiān)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(shè)備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現(xiàn)細節(jié)隱患,、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下,，在幾秒時間內(nèi),，相關(guān)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(guān)人員。

5平臺部署硬件選型

5.1電力監(jiān)控與運維平臺

5.2后勤計費管理

5.2.1宿舍/商業(yè)預(yù)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(tǒng)

5.4智慧消防系統(tǒng)

5.4.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

5.4.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

5.4.3防火門監(jiān)控系統(tǒng)

5.4.4消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

6結(jié)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(tǒng),。該系統(tǒng)結(jié)合了學(xué)校的實際情況進行設(shè)計,，實現(xiàn)了用水用電數(shù)據(jù)的實時采集，并能夠減少水電浪費情況的發(fā)生,，能夠?qū)π@的各個用電設(shè)備的工作狀態(tài)進行實時控制,，實現(xiàn)了對校園水電的智能管理。