摘要：针对大学生公寓用电特点，提出了一套集用电管理、计量、恶性负荷智能识别与控制、实时用电等功能于一体的数字化安全用电管理系统技术方案。跟踪和检测。 ——学生公寓智能用电控制管理系统。

关键词: 公寓恶性负荷安全用电智能系统

0 前言

近年来，为响应国家创建节约型社会的号召，随着高校后勤社会化改革的快速推进，世界各国高校纷纷采用新的管理模式原来的校内学生公寓的模型。 各地和高校积极利用社会资金，通过多种渠道，采用社会化方式建设了一批高质量、高标准的学生公寓，极大改善了大学生的生活和学习条件。 公寓普遍欢迎学生入住

配置从过去满足基本生活需要的设备，变成了现在的电热水器、空调、电脑、浴室取暖器等。 学生公寓传统的限流、定时断电的用电管理模式显然不能满足大学生的需求。 更值得一提的是所谓的恶性负载电器，比如烧水的电炉、“热得快”等产品。 这些违规电器的使用给学生公寓的用电带来了很大的安全隐患。 对学生的生命财产安全造成极大威胁。 为了解决大学生公寓安全用电的诸多问题，笔者进行了多方调研，在原有学生宿舍集中供电系统的基础上，从安全用电的角度出发，设计了一套数字化供电系统。提出适合大学生公寓的安全用电。 管理系统技术解决方案——学生公寓智能控制电源管理系统。

1. 基本系统要求

(1)下图是学生公寓智能用电控制管理系统的结构框图。 本系统中的数字控制模块采用智能数学模型控制技术，集用电管理、计量、恶性负载智能识别与控制、实时跟踪检测等优点于一体，是智能用电控制的核心部分学生公寓管理系统。

(2)组网方式。 该系统采用分布式单元控制设计原理，结构简单。 可以采用RS-485总线联网，成本低，对网络布线要求低，也可以通过高校校园局域网联网。 甚至可以使用中国移动GSM无线网络进行联网。 这里我们采用第一种联网方式进行技术分析。

(3)系统微机基本配置：CPU主频1.7GHz及以上； 操作系统：主流操作系统，如/XP； 记忆; 硬盘; 监视器等

2、系统基本功能及原理

(1) 单元控制模块基本功能

1 数据采集、传输及恶意负载智能识别与控制。 2个集成电路芯片。 单元控制模块要求具有解释并执行系统微机指令的功能。 每个单元控制模块负责8个房间控制模块。 它采用VLSI芯片，集成了独立的CPU单元和数据处理单元。 即使数据传输线路出现故障或断电也不会造成数据丢失。 机组控制模块内部必须安装可靠的电源检测电路、看门狗电路、数据存储保护电路，具有过载断电、断电自动恢复能力、防雷、过压保护措施，并可实现上位机数据备份系统管理程序、数据校验处理、数据块保护处理和命令冗余等抗干扰措施使整个系统运行稳定可靠。

(2)房间控制模块的基本功能

1. 测量。 房间控制模块发送计量脉冲信号来执行计量任务。

2. 控制。 房间控制模块执行单元控制模块发出的指令，打开或关闭房间的总电源。 该模块的关键部件是继电器，采用新型大电流电接点磁保持继电器，采用12V电压的正负脉冲信号驱动。

(3)恶性负载智能识别与控制的基本原理

1.建立数学模型。 学生公寓智能用电控制管理系统根据学生使用的电器动态参数建立数学模型，根据电器特性将电器分为阻性负载和感性负载。

2、自动识别控制。 系统CPU程序自动跟踪检测电器瞬间通电时功率点的大小，分析后发出控制指令。 如下图所示，假设系统设置恶意负载识别功率为300W。 当使用大于300W的阻性负载时（如电炉、“快速加热”等），系统检测识别后会发出指令，切断房间电源。 当房间使用感性负载（如电脑、充电器等）时，系统检测后将其识别为正常用电负载，所有正常负载不会累加。 当房间使用1500W电热水器时，系统CPU程序实时跟踪，检测到电热水器瞬时功率点在开路范围内，也会被识别为正常的电负荷控制指令。 如下图所示，假设系统设置恶意负载识别功率为300W。 当使用大于300W的阻性负载时（如电炉、“快速加热”等），系统检测识别后会发出指令，切断房间电源。 当房间使用感性负载（如电脑、充电器等）时，系统检测后将其识别为正常用电负载，所有正常负载不会累加。 当房间使用1500W电热水器时，系统CPU程序实时跟踪检测，电热水器瞬时功率点在开路范围内，也会被识别为正常用电负载。

(4)用电查询管理器基本功能

1.查询管理，单独控制。 每栋学生公寓楼均设有用电查询管理器，是该栋楼的中央控制单元。

2、集成电路芯片。 采用新一代工业计算机的设计原理，集成了CPU、存储器、RS232接口、RS485接口以及防止程序锁定的看门狗时钟控制芯片。 用电查询管理器设计为壁挂式小盒装置，显示面板采用LCD液晶显示屏，面板上设有小数字键盘。 当系统管理微机因故关机或人为关机时，用电查询管理器可以代替系统管理微机的部分工作，执行楼宇、定时用电实时查询功能等任务。电源故障和电力传输。

(5)功耗管理程序基本功能

1. 房间号设置。 学生公寓的楼号和房间号可以通过系统微机中的用电管理程序进行设置。 例如，5号学生公寓一楼8号房间，其对应的系统编号为5108。

2.房间内限时流动。 通过系统微机中的用电管理程序，可进行设置，实现对每个单独房间的定时、定量、限流的单独管理和控制。

3、恶意负载识别。 通过系统微机中的用电管理程序，设置恶意负载的识别功率，智能识别非法电器和普通电器。 例如：如果识别功率设置为300W（识别电力大学可以根据实际要求调整设置），则300W以上的电炉、“加热快”等非法电器均被禁止，正常的普通电器（如：电脑、照明、台灯等）无论功率有多大，均正常工作。

4、收费管理。 通过系统微电脑中的用电管理程序楼宇自控智能电表，可以随时为所有房间或每个房间缴纳电费。 针对高校为学生提供基本免配额电的要求，用电管理程序设置了免配额电自动充值功能，基本免配额电将补充到所有房间或指定房间在每个月的指定时间。

5、其他功能。 系统还配备欠费或断电自动报警、缴费后自动送电、退款管理功能、换房管理功能、公共电费分摊功能等功能，这些功能可以有效解决日常遇到的一些问题。大学生公寓用电管理。 例如，高校一般每年调整一次学生房间，退费管理、换房管理等功能就比较适用。

(6)用电安全保护

1、短路过流保护。 学生公寓智能用电控制管理系统在系统控制柜输出端设有短路、过流双重保护功能，有效保护学生用电时的人身安全。

2、违规断电。 当学生在房间内使用违规电器时，系统将在5秒内切断房间总电源； 学生拆除非法电器后，系统检测识别后一分钟内即可自动恢复供电，无需人工恢复，安全用电十分方便。

(7)远程控制及实时监控报警

1、远程控制。 学生公寓智能用电控制管理系统的所有管理操作都可以在系统管理计算机上完成，真正实现了远程控制。 所有管理数据在系统管理微机和数字单元控制模块之间实时传输和存储，并相互备份，保证了管理数据的安全。

2.实时监控。 系统管理微机显示屏上，大学生公寓各房间的用电量用“★”的数字表示，“★”越多，房间的实时用电量就越大。 当鼠标指向房间时，系统立即实时显示所指向房间的实际电量参数等数值，相当于同时设置了一个多参数显示虚拟电表。

（八）财务管理

1、财务统计分析。 学生公寓智能电控管理系统的管理程序还设置了财务报表统计、财务分析等功能，方便高校的财务管理。 同时系统自动记录管理员的所有工作并生成系统日志。 系统日志无法修改，避免财务诈骗。

2.可扩展性。 学生公寓智能用电控制管理系统预留了网络接口，可支持校园卡收费管理系统授权的充电终端，并可提供与校园卡对接的接口参数。

3、Acrel-EIOT能源物联网云平台

3.1 概述

Acrel-EIoT能源物联网开放平台是基于物联网数据中心的平台，建立统一的上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务。 用户只需购买安科瑞物联网传感器、选择网关、安装并扫描二维码，即可使用手机、电脑获取所需的行业数据服务。

平台提供数据驾驶舱、用电安全监测、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警与记录、运维管理等功能，支持多平台、多平台-语言，多终端数据访问。

3.2 应用场所

该平台适用于公寓租户、小型连锁超市、小型工厂、楼宇管理系统集成商、小型物业、智慧城市、变电站、楼宇、通信基站、工业能耗、智慧灯塔、电力运维等。

3.3 平台架构

3.4 平台功能

3.4.1 集中式超级复制

电量采集模块可实现各种监测数据的查询、分析、预警和综合显示，确保配电室环境友好。 智能化方面，实现供配电监控系统的遥测、遥信、远程控制，并对系统进行全面检测和统一管理； 在数据资源管理方面，可以显示或查询供配电室各种设备的运行情况（包括历史和实时参数，并根据实际情况查询或打印日报、月报、年报） ，提高工作效率，节省人力资源。

3.4.2 能耗分析

能耗分析模块采用自动化和信息化技术，实现从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能耗管理等全过程的自动化和科学化管理，使能源管理全过程、能源生产与使用有机结合，利用先进的数据处理和分析技术进行离线生产分析和管理，实现全厂能源系统的统一调度，优化能源介质平衡，有效利用能源，提高能源质量，降低能源消耗，实现节能降耗。 提高整体能源管理水平的目的。

3.4.3 预付费管理

1）登录管理：管理操作员账号及权限分配、查看系统日志等功能；

2）系统配置：配置建筑物、通讯管理机、仪表及默认参数；

3）用户管理：对店铺用户进行开户、注销、远程开户、批量操作、记录查询等操作；

4）售电管理：对已开户电表进行远程售电、退款、更正、记录查询等操作；

5）售水管理：对已开户的账户进行远程售水、退水、记录查询等操作；

6）报表中心：提供售电、售水财务报表、能耗报表、报警报表等查询。 本系统所有报表及记录查询均支持excel格式导出。

3.4.4 充电桩管理

通过物联网技术，对系统连接的充电桩站点以及每个充电桩进行持续采集和监控。 同时对充电器过温保护、充电器输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警。 云平台囊括了充电充电和充电桩运营的全部功能，包括城市级大屏、交易管理、财务管理、变压器监控、运行分析、基础数据管理等功能。

3.4. 智能照明

智能照明利用物联网技术，持续监测安装在城市各个区域的室内照明、城市路灯等照明电路的用电状态。 还可以实现定时开关策略配置、后台远程管理和移动管理等，可以提高设施的维护难度和成本，提高管理水平，达到一定的节能降挂效果。

3.4.6 安全用电

安全用电采用自主研发的剩余电流互感器、温度传感器、电气火灾探测器，对引起电气火灾的主要因素（电线温度、电流、剩余电流）进行不间断的数据跟踪和统计分析，将各类隐患信息及时推送给企业管理人员，指导企业第一时间实现排查处理，消除电气火灾安全隐患，实现“防患于未然”的目的。

3.4.7 智慧消防

通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，有助于实现火灾科学预警、网格化管理、落实多方职责监管的目标。 填补了“九小场所”和危险化学品生产企业无法有效监控的空白，适用于所有公共和私人建筑，实现无人值班智慧消防，实现“自动化”和“智能化”智慧消防、用电管理“系统化”、“精细化”。

3.5 系统硬件配置

4。结论

“学生公寓智能用电控制管理系统”应该是针对大学生公寓用电特点和迫切需要解决的问题，采用智能数学模型控制技术构建的一套完整的数字化安全用电管理系统技术解决方案。安全用电。 目前，市场上已有一些技术产品可以满足一般的集中用电管理要求，但恶性负载的智能识别与控制技术以及实时跟踪检测手段还有待进一步完善。

楼宇自动化是指通过先进的技术手段和系统集成楼宇自控操作指南，对建筑物内部设备、环境和各种资源进行智能化、自动化的管理和控制。 随着科学技术的快速发展和人们对舒适、高效的办公环境需求的不断提高，楼宇自动化正逐渐成为未来楼宇管理的重要方向。 本文将从楼宇自动化的定义、应用领域、技术特点以及未来发展趋势等多个方面对楼宇自动化进行深入分析。

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楼宇自动化的定义和功能

楼宇自动化是指利用先进的传感器、网络通信技术和人工智能算法，对建筑物内部的各种设备和环境参数进行检测、监测和控制的系统化管理方法。 目的是提高建筑物的舒适度、安全性和能源效率，同时降低运营成本。 楼宇自动化通过实时监测数据和智能决策，精确控制照明、空调、电梯、供水供电等设备，满足不同人群的需求，提高楼宇整体管理水平。

楼宇自动化应用领域

楼宇自动化广泛应用于各类商业办公楼、酒店、医院、学校等建筑工地。 在商业办公楼宇中，楼宇自动化可以根据员工的工作习惯和需求，智能调节照明亮度、空调温度等参数，提供舒适的工作环境。 在酒店中，楼宇自动化可以根据客人入住情况和房间使用需求，实现智能化的客房管理和服务。 在医院中，楼宇自动化可以精确控制手术室、病房等区域，保证医疗环境的清洁和安全。 在学校中，楼宇自动化可以根据教室的使用情况和学生人数，智能调节教室的温度、湿度等参数，提供适合学习的环境。

楼宇自控技术特点

(1)传感器技术：楼宇自动化依靠各种传感器实时监测环境参数，包括温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等。 传感器的准确性和稳定性对于楼宇自动化的有效性至关重要。

(2)网络通讯技术：楼宇自控系统将传感器采集的数据通过网络传输到中央控制平台，实现远程监控和管理。 高速稳定的网络通信是楼宇自控系统运行的基础。

(3)人工智能算法：楼宇自控系统利用人工智能算法对传感器采集的数据进行分析处理，实现智能决策和控制。 通过不断学习和算法优化，系统能够逐步适应不同的环境和需求，提供更加个性化的服务。

(4)可视化界面：楼宇自控系统一般具有友好的可视化界面。 用户可以通过手机、平板等设备随时了解建筑物内的各种参数和设备状态，并进行远程控制。 这大大提高了管理效率和便利性。

楼宇自动化未来发展趋势

随着人工智能、物联网等技术的不断进步，楼宇自动化将迎来更广阔的发展空间。 未来，楼宇自控系统将更加智能化和个性化，能够根据用户的习惯和需求自动调整设备参数并提供个性化的建议和服务。 同时，楼宇自控系统也将与其他智能设备和平台深度集成，实现更高水平的智能化管理。

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总之，楼宇自动化作为智能化时代楼宇管理的新趋势，具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。

作为国内楼宇自动化解决方案提供商，康沃物联网基于集团十多年的智能产业积累。 目前已参与大量不同建筑场景的建设，致力于帮助建筑业主和运营商打造更健康、更安全、舒适、节能、可持续的智能建筑，持续为客户创造价值，打造国人引以为豪的国产自主可控品牌

楼宇自动化通过引入先进的技术手段和系统集成，可以提高建筑的舒适性、安全性和能源效率，为人们创造更加宜居、高效的办公和生活环境。 随着技术的不断进步，相信楼宇自动化在未来将发挥越来越重要的作用。

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