一種宿舍樓用電管理系統(tǒng)2500字

1、一種宿舍樓用電管理系統(tǒng)2500字 摘 要：現(xiàn)今高等院校宿舍樓用電管理粗獷低效，造成電能浪費現(xiàn)象嚴重，這里基于現(xiàn)代智能家居與物聯(lián)網(wǎng)概念，提出一套宿舍樓用電管理系統(tǒng)。這套系統(tǒng)下，每個用電器可以被精確控制，管理人員可以通過預先設定的設定的程式進行節(jié)電管理，從而實現(xiàn)精細化的智能節(jié)電管理。 關鍵詞：宿舍樓，電能浪費，物聯(lián)網(wǎng)，管理系統(tǒng)1 宿舍用電管理系統(tǒng)現(xiàn)狀如今節(jié)能環(huán)保的概念深入人心，我國高等院校的公寓智能用電系統(tǒng)仍然以一種比較傳統(tǒng)的方式運行并管理，這不僅造成了學生日常生活上的不方便，而且間接導致的粗獷式的管理方式造成了大量的能源浪費。比如，對于管理嚴格的公寓，一般會采取定時拉總閘限電的措施，但是對于沒有

2、斷電復位的宿舍照明系統(tǒng)來說，在第二天恢復供電的話會造成大量的日光燈和臺燈空亮，造成大量電能浪費；對于高校學生公寓管理一般比較寬松，但是就會出現(xiàn)不少宿舍因為粗心導致人走后日光燈空亮，造成能源浪費；對于有空調(diào)的宿舍普遍存在大夏天蓋著被子吹空調(diào)，而且不少晚上吹一夜吹感冒的現(xiàn)象；對于樓層里的公共廁所，好多公寓選擇讓其照明燈徹夜長亮，管理者希望學生去及時關閉這些燈，但是學生因為不方便或者疏忽，往往都沒這樣做。于是，現(xiàn)在迫切需要一套新型用電管理體系，來改善?些現(xiàn)狀。2 智能化的用電管理系統(tǒng)針對這些電能浪費現(xiàn)象，傳統(tǒng)意義上的人工管理是無能為力的，要從本質(zhì)上改變這種現(xiàn)狀就要引入新型的系統(tǒng)化，精確化，自動化的用

3、電管理體系，而這正好符合現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)和智能家居的概念。為了改變這種浪費電能的現(xiàn)狀，并且同時方便學生日常生活，這里設計了一套宿舍樓智能管理系統(tǒng)。在這套系統(tǒng)下每個用電器將被經(jīng)過簡單改造，加裝單片機MCU、通信模塊和各自的控制器，例如繼電器等。再在樓內(nèi)通過搭建相應的無線局域網(wǎng)，讓每個電器能夠被精確控制。系統(tǒng)面向學生和管理者兩類用戶群體，他們均能利用自己移動終端進行不同形式的控制。在這個構架下，科學人性并且節(jié)能的管理方式變成了可能?；诖艘恍┕⒗l限電的粗暴方式可以變?yōu)檫b控日關燈、插線板限電，并降低用戶端控制優(yōu)先級，第二天恢復供電變成重新升高用戶端控制優(yōu)先級；對于粗心忘關燈同學，可以在教室發(fā)現(xiàn)并且遠程

4、關掉；對于常亮的廁所照明燈，可以變成深夜關掉，并開放用戶端控制權限；對于空調(diào)耗電問題，可以變?yōu)樯钜箯娭崎_睡眠模式，節(jié)電同時保證舒適性。這樣就可以最大程度上改變目前宿舍樓電能浪費的現(xiàn)狀。3 智能系統(tǒng)節(jié)能效果分析以西北某大學某宿舍樓為例。宿舍樓內(nèi)里統(tǒng)一安裝的燈是28w，晚上11點30分熄燈，早上6點30分通電，學生7點30分起床關燈（有的學生在前一天晚上忘記關燈，第二天起床才關，有的甚至燈亮一整天，因學生起床時間不定，這里平均按7點30分），這樣就浪費一個小時的電能。如果使用此智能管理系統(tǒng)開關，一個燈就可以節(jié)約0.028kw，每個房間里有兩個燈棒，四個小房間組成一個大宿舍，一層有37個大宿舍，共有

5、六層樓，就可以節(jié)約49.728kw。假設平均一個宿舍一個星期有一天晚上忘記關燈，一學期18周，可以節(jié)約電能895.104kw。每個大宿舍有兩個衛(wèi)生間，一個客廳和一個洗漱臺，公共區(qū)域共有5個燈，每個燈10w。這些燈基本從下午放學有人回到宿舍亮到第二天早上學生起床，仍按前述方法取學生早上起床時間為7點30分；5點40分放學，取回到宿舍時間為6點。中間有13.5小時，一層樓可以節(jié)約電能24.975kw，一棟樓可以節(jié)約電能149.85kw。一周七天，一學期18周，一棟樓可以節(jié)約電能18881.1kw。每層樓樓道有22個小燈，每個燈3w，有四個熱水供應區(qū)，一個供應區(qū)有三個燈，每個燈10w，這些燈基本24

6、小時常亮，如果讓這些燈只從下午6點工作到第二天早上7點，一個燈可以節(jié)約11個小時電能，一層樓節(jié)約2.046kw電能，一棟樓一學期節(jié)約1546.776kw電能。綜上，使用智能宿舍管理系統(tǒng)后星天苑B座一學期節(jié)約電能總共至少21322.98kw。由此可見該節(jié)電系統(tǒng)在宿舍樓用電節(jié)能減排方面成效顯著。4 系統(tǒng)總體方案設計本系統(tǒng)是以ARM嵌入式系統(tǒng)、51單片機為基礎，利用無線傳感器技術、信號處理與通信技術實現(xiàn)。系統(tǒng)的服務器采用的是ARM構架下的樹莓派3B，中繼和改裝設備選用的MCU是體積小巧功能強大的STC15W408AS，無線通信模塊選擇的是頻率較低，穿墻性好的433M通信模塊。系統(tǒng)按照功能結構可以分為

7、應用層、網(wǎng)絡層和感知層三部分。系統(tǒng)應用層包含學生用戶端的手機應用程序和樓管管理端的網(wǎng)頁，手機端可以通過附近的藍牙轉433M模塊在宿舍直接實現(xiàn)對用電器的控制，通過網(wǎng)頁端可以實現(xiàn)遠程控制和設定后臺自動控制，管理員可以管理所有的管理權限。網(wǎng)絡層中，用樹莓派開發(fā)板搭建的服務器實現(xiàn)宿舍內(nèi)部網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡的連接和數(shù)據(jù)交換，同時也運行著所有后臺控制程序；用STC15W408AS和433M通信模塊搭建的中繼網(wǎng)絡節(jié)點構成的蜂窩狀網(wǎng)絡搭建了樓內(nèi)的433M通信局域網(wǎng)；用藍牙和和433M通信模塊構成的通信節(jié)點使手機控制端能夠直接嵌入樓內(nèi)通信網(wǎng)絡。感知層包含各種用STC15W408AS和433M模塊改造的各種設備，比如，加上繼電器的遙控燈、插線板，溫濕度顯示器，遙控空調(diào)遙控器和其他待開發(fā)的設備，通過對這些設備的優(yōu)化控制實現(xiàn)節(jié)電效果。5 結語如今，各式節(jié)電理念甚至節(jié)電算法層出不窮，但是缺乏一個真正的實現(xiàn)平臺，而這套智能節(jié)電管理系統(tǒng)的提出設計正是希望能夠去填補這塊空白，為推動高校節(jié)能減排盡力。參考文獻1鄧自軍. 基于433M模組局域網(wǎng)協(xié)議的設計與實現(xiàn)D.北京郵電大學，20122陳慕雷. 基于多模傳輸協(xié)議的智能家居網(wǎng)關開發(fā)D.西北工業(yè)大學.20143Jeffrey