基於一體化平台的校園水電管理管控係統的設計與應用方案

更新時間：2023-05-23 | 點擊率：686

王丹丹

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摘要：針對傳(chuan) 統的校園水電管理方法管理能力低的情況，提出了一種基於(yu) 一體(ti) 化平台的校園水電管理智能管控係統設計。通過中間件設計和顯示模塊設計對校園的水電情況進行采集與(yu) 顯示，設定水電用量標準，在水電用量超出設定標準後，將會(hui) 報警提醒，減少水電浪費情況，並生成校園水電數據庫，實現對數據的存儲(chu) 與(yu) 處理。實驗對比結果表明，該係統比傳(chuan) 統的水電管理方法管理能力高，具有一定的實際應用意義(yi) 。

關(guan) 鍵詞：一體(ti) 化平台；水電管理；智能管控

0引言

校園中，水電數據非常大，傳(chuan) 統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(jin) 工作效率低，而且容易發生錯誤。基於(yu) 此，提出了基於(yu) 一體(ti) 化平台的校園水電管理智能管控係統設計。一體(ti) 化平台立足於(yu) 水電的實際情況，充分考慮學生用水用電的需求，對其中涉及的數據模型、應用服務及人機界麵等進行了統一地設計，以減輕手工勞動壓力，減少錯誤的發生，更快捷、高效地完成工作。

1基於(yu) 一體(ti) 化平台的校園水電管理智能管控硬件設計

此次設計的係統硬件主要實現數據的實時接收，與(yu) 數據的顯示工作，並提供統一的標準，減少水電管理的難度。

1.1 中間件設計

通過中間件提供標準化、規範化的遠程調用接口以及業(ye) 務功能實現，以簡約客戶端的應用。該中間件提供曆史數據服務、實時接收數據服務及消息數據服務，實現服務的統一發布管理。該係統之間的中間件的數據交互通過三個(ge) 總線來完成，總線的功能是完成與(yu) 軟件之間的交互。總線具體(ti) 為(wei) ：曆史數據總線，主要為(wei) 業(ye) 務應用提供簡單的函數調用方式，簡化係統的開發難度；實時數據總線，采取統一采集、統一發布的模式，為(wei) 係統提供實時數據；消息總線，為(wei) 係統提供開發模式，實現各模塊之間的信息發布。

1.2 顯示模塊設計

基於(yu) 顯示模塊設計，采用寢室用電監測器對學生用水用電的情況進行監測。該顯示模塊由單片機、液晶顯示屏、外部存儲(chu) 器及通信模塊等組成。該顯示模塊是實現數據顯示的重要途徑，根據提示與(yu) 警示需要顯示不同顏色的文字信號，對學生用水用電情況進行顯示；利用分時技術讓顯示與(yu) 寫(xie) 入數據同時進行，采用 UY897 型顯示器。監測時，寢室樓層的用電監測器按照時序要求對顯示模塊進行設計，定時向脈衝(chong) 計數模塊發送數據傳(chuan) 輸的命令，以收集各個(ge) 通道之間的電表數據。對用電設備以及相關(guan) 控製設備實時檢測，將檢測的數據進行實時存儲(chu) ，並發送到計算機設備，方便工作人員控製用電情況。通過該顯示模塊能實現對用電設備的啟動與(yu) 停止的智能控製，為(wei) 校園水電管理提供數據基礎。

2基於(yu) 一體(ti) 化平台的校園水電管理智能管控軟件設計

2.1 設定水電用量標準

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

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。對於(yu) 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。對於(yu) 浪費情況，設定懲罰機製，以減少水電浪費的情況。

2.2 生成校園水電數據庫

通過係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(ge) 終端設備或檢測設備的用電數據，通過相關(guan) 記錄設備對參數進行記錄，並對故障數據以及浪費數據進行存儲(chu) ，同時將數據傳(chuan) 送到數據存儲(chu) 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(wei) ：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。

發送指令後，采集終端對缺失的數據重新采集，彌補缺失的采集量。

基於(yu) 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(ti) 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(chu) 、處理運算等。該數據庫提供實時數據查詢、曆史數據查詢等功能，具有強大的實時性，且實時數據滯後時間小於(yu) 5 s，能夠將曆史數據進行壓縮與(yu) 存儲(chu) ，方便高校管理人員對水電的管理。

3實例分析

為(wei) 了證明此次設計的係統具有實際應用意義(yi) ，同時為(wei) 了保證實驗的嚴(yan) 謹性，將該係統與(yu) 傳(chuan) 統的校園管理方法進行對比，主要對比管理後的水電用量情況。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(chuan) 統方法對高校水電情況進行管理時，水電用量較大，而本文設計的高校水電情況管理係統，水電用量較少。這是因為(wei) 該係統能夠對用水用電情況進行實時采集，並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。

該係統還能夠對用水用電設備的啟動與(yu) 停止進行智能控製。

4 高校綜合能效解決(jue) 方案

4.1校園電力監控與(yu) 運維

集成設備所有數據，綜合分析、協同控製、優(you) 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(you) 化整合，減少人力配置。

4.2後勤計費管理

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(yang) 用能群體(ti) 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製：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，並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(ge) 體(ti) 的水電用能進行預付費管理

4.2.3充電樁管理平台

充電樁在“源、網、荷、儲(chu) 、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

通過對高校路燈的全局監測，提供對路燈靈活智能的管理，實現校園內(nei) 任一線路，任一個(ge) 路燈的定時開關(guan) 、強製開關(guan) 、亮度調節，以及定時控製方案靈活設置，確保路燈照明的智能控製和高效節能。

4.3能源管理係統

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。

按校園建築的分類進行采集和統計的各類建築耗電數據。如辦公類建築耗電、教學類建築耗電、學生宿舍耗電等，對數據分門別類的分析，提供領導決(jue) 策，提高管理效能。

構建符合校園節能監管內(nei) 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、圖表以及係統性的能耗審計報告，能夠監測能耗設備的運行狀態，設置控製策略，達到節能目的。

4.4智慧消防係統

智慧消防雲(yun) 平台基於(yu) 物聯網、大數據、雲(yun) 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，並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，通過雲(yun) 平台進行數據分析、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"、“係統化"需求。從(cong) 火災預防，到火情報警，再到控製聯動，在統一的係統大平台內(nei) 運行，用戶、安保人員、監管單位都能夠通過平台直觀地看到每一棟建築物中各類消防設備和傳(chuan) 感器的運行狀況，並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(nei) ，相關(guan) 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(guan) 人員。