基于一體化平臺(tái)的校園水電管理管控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用方案

    摘 要:針對(duì)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(tái)的校園水電管理智能管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)中間件設(shè)計(jì)和顯示模塊設(shè)計(jì)對(duì)校園的水電情況進(jìn)行采集與顯示,設(shè)定水電用量標(biāo)準(zhǔn),在水電用量**出設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)后,將會(huì)報(bào)警提醒,減少水電浪費(fèi)情況,并生成校園水電數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理。實(shí)驗(yàn)對(duì)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(shí)際應(yīng)用意義。

    關(guān)鍵詞:一體化平臺(tái);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(fèi)了大量的人力和時(shí)間,不僅工作效率低,而且*發(fā)生錯(cuò)誤?;诖?,提出了基于一體化平臺(tái)的校園水電管理智能管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。一體化平臺(tái)立足于水電的實(shí)際情況,充分考慮學(xué)生用水用電的需求,對(duì)其中涉及的數(shù)據(jù)模型、應(yīng)用服務(wù)及人機(jī)界面等進(jìn)行了統(tǒng)一地設(shè)計(jì),以減輕手工勞動(dòng)壓力,減少錯(cuò)誤的發(fā)生,較快捷、地完成工作。

    1基于一體化平臺(tái)的校園水電管理智能管控硬件設(shè)計(jì)

    此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收,與數(shù)據(jù)的顯示工作,并提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),減少水電管理的難度。

    1.1 中間件設(shè)計(jì)

    通過(guò)中間件提供標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的遠(yuǎn)程調(diào)用接口以及業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn),以簡(jiǎn)約客戶(hù)端的應(yīng)用。該中間件提供歷史數(shù)據(jù)服務(wù)、實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)服務(wù)及消息數(shù)據(jù)服務(wù),實(shí)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(guò)三個(gè)總線來(lái)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(jiǎn)單的函數(shù)調(diào)用方式,簡(jiǎn)化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)難度;實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù);消息總線,為系統(tǒng)提供開(kāi)發(fā)模式,實(shí)現(xiàn)各模塊之間的信息發(fā)布 。

    1.2 顯示模塊設(shè)計(jì)

    基于顯示模塊設(shè)計(jì),采用寢室用電監(jiān)測(cè)器對(duì)學(xué)生用水用電的情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該顯示模塊由單片機(jī)、液晶顯示屏、外部存儲(chǔ)器及通信模塊等組成。該顯示模塊是實(shí)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(hào),對(duì)學(xué)生用水用電情況進(jìn)行顯示;利用分時(shí)技術(shù)讓顯示與寫(xiě)入數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行,采用 UY897 型顯示器。監(jiān)測(cè)時(shí),寢室樓層的用電監(jiān)測(cè)器按照時(shí)序要求對(duì)顯示模塊進(jìn)行設(shè)計(jì),定時(shí)向脈沖計(jì)數(shù)模塊發(fā)送的命令,以收集各個(gè)通道之間的電表數(shù)據(jù)。對(duì)用電設(shè)備以及相關(guān)控制設(shè)備實(shí)時(shí)檢測(cè),將檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ),并發(fā)送到計(jì)算機(jī)設(shè)備,方便工作人員控制用電情況。通過(guò)該顯示模塊能實(shí)現(xiàn)對(duì)用電設(shè)備的啟動(dòng)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(tái)的校園水電管理智能管控軟件設(shè)計(jì)

    2.1 設(shè)定水電用量標(biāo)準(zhǔn)

    為了較好地對(duì)校園水電用量情況進(jìn)行管理,設(shè)定水電用量標(biāo)準(zhǔn),在水電用量**出設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)后,將會(huì)報(bào)警提醒,引入*小波理論進(jìn)行提醒 [5] ,計(jì)算公式為:

    797ed27b55144499b53ac9b..

    其中,D代表引入*小波參數(shù)je代表水電用量標(biāo)準(zhǔn),i代表用量**出提醒參數(shù),此次計(jì)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(biāo)準(zhǔn),i代表用量**出提醒參數(shù),此次計(jì)算不做定向分析。

    此步驟的完成能夠提醒工作人員對(duì)用水用電情況進(jìn)行查看,查看其**出原因。對(duì)于正常使用導(dǎo)致的**出水電用量,則停止檢查。如果出現(xiàn)故障,及時(shí)通知搶修人員,對(duì)故障進(jìn)行處理。對(duì)于浪費(fèi)情況,設(shè)定懲罰機(jī)制,以減少水電浪費(fèi)的情況。

    2.2 生成校園水電數(shù)據(jù)庫(kù)

    通過(guò)系統(tǒng)硬件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和采集,生成數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)要注意其中的重要信息。讀取各個(gè)終端設(shè)備或檢測(cè)設(shè)備的用電數(shù)據(jù),通過(guò)相關(guān)記錄設(shè)備對(duì)參數(shù)進(jìn)行記錄,并對(duì)故障數(shù)據(jù)以及浪費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),同時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。采集數(shù)據(jù)時(shí),存在數(shù)據(jù)缺失或者遺漏的現(xiàn)象,需采用雙向公式,對(duì)采集設(shè)備發(fā)送指令,計(jì)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(jì)算不做定向分析。

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

    基于此,生成校園水電管理數(shù)據(jù)庫(kù),需考慮到學(xué)校中的用電數(shù)據(jù)的預(yù)處理。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)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(kù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理運(yùn)算等。該數(shù)據(jù)庫(kù)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢(xún)、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)等功能,具有強(qiáng)大的實(shí)時(shí)性,且實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)滯后時(shí)間小于 5 s,能夠?qū)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮與存儲(chǔ),方便高校管理人員對(duì)水電的管理。

    3實(shí)例分析

    為了證明此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有實(shí)際應(yīng)用意義,同時(shí)為了保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性,將該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的校園管理方法進(jìn)行對(duì)比,主要對(duì)比管理后的水電用量情況。實(shí)驗(yàn)時(shí),保證同樣的用水用電情況,實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果如圖 1 所示。由圖 1 可知,使用傳統(tǒng)方法對(duì)高校水電情況進(jìn)行管理時(shí),水電用量較大,而本文設(shè)計(jì)的高校水電情況管理系統(tǒng),水電用量較少。這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)能夠?qū)τ盟秒娗闆r進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,并能對(duì)**出水電用量標(biāo)準(zhǔn)值的情況進(jìn)行報(bào)警提醒,減少了水電故障和浪費(fèi)情況。

    該系統(tǒng)還能夠?qū)τ盟秒娫O(shè)備的啟動(dòng)與停止進(jìn)行智能控制。

    9b233a87336c417f86be0d0..

    4 高校綜合能效解決方案

    4.1校園電力監(jiān)控與運(yùn)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(yùn)行,集中調(diào)控,集中監(jiān)控,數(shù)字化巡檢,移動(dòng)運(yùn)維, 班組重新優(yōu)化整合,減少人力配置。

    8e4613093ee640efb8d742a..

    4.2后勤計(jì)費(fèi)管理

    采用**的網(wǎng)絡(luò)抄表付費(fèi)管理技術(shù),實(shí)現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計(jì)費(fèi),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、費(fèi)率設(shè)置、 賬單統(tǒng)計(jì)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(bǔ)貼方案。通過(guò)能源付費(fèi)管理方式,培養(yǎng)用能群體和部門(mén)的節(jié)能意識(shí)。

    4.2.1宿舍用電管理

    針對(duì)學(xué)生宿舍用電進(jìn)行管理控制:可批量下發(fā)基礎(chǔ)用電額度和定時(shí)通斷功能;可進(jìn)行惡性負(fù)載識(shí)別,檢測(cè)違規(guī)電氣,并可獲取違規(guī)用電跳閘記錄。

    202304250950104633904.png202304250950104338354.png

    4.2.2商鋪水電收費(fèi)

    針對(duì)校園超市、商鋪、食堂及其他針對(duì)個(gè)體的水電用能進(jìn)行預(yù)付費(fèi)管理

    202305221341075245904.png202305221341075769964.png

    4.2.3充電樁管理平臺(tái)

    充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充”信息能源結(jié)構(gòu)中是必不可缺的。充電樁應(yīng)用管理同樣是校園生活服務(wù)中必不可缺的一部分。

    20230425095101382654.png202304250951014416034.png

    4.2.4智能照明管理

    通過(guò)對(duì)高校路燈的全局監(jiān)測(cè),提供對(duì)路燈靈活智能的管理,實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)任*路,任一個(gè)路燈的定時(shí) 開(kāi)關(guān)、強(qiáng)制開(kāi)關(guān)、亮度調(diào)節(jié),以及定時(shí)控制方案靈活設(shè)置,確保路燈照明的智能控制和節(jié)能。

    202305221634091620254.png202305221634092144314.png

    4.3能源管理系統(tǒng)

    針對(duì)校園水、電、氣等各類(lèi)接入能源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(lèi)進(jìn)行采集和統(tǒng)計(jì)的各類(lèi)耗電數(shù)據(jù)。如辦公類(lèi)耗電、教學(xué)類(lèi)建筑耗電、學(xué)生宿舍耗電等,對(duì)數(shù)據(jù)分門(mén)別類(lèi)的分析,提供**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(kù),能自動(dòng)完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作,自動(dòng)生成各種形式的報(bào)表、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計(jì)報(bào)告,能夠監(jiān)測(cè)能耗設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),設(shè)置控制策略,達(dá)到節(jié)能目的。

    202305221345267960234.png

    4.4智慧消防系統(tǒng)

    智慧消防云平臺(tái)基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù),將分散的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測(cè)器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò),并對(duì)這些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行智能化感知、識(shí)別、定位,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)消防信息,通過(guò)云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析,幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化值守智慧消防,實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動(dòng)化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”需求。從火災(zāi)預(yù)防,到火情報(bào)警,再到控制聯(lián)動(dòng),在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺(tái)內(nèi)運(yùn)行,用戶(hù)、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過(guò)平臺(tái)直觀地看到每一棟物中各類(lèi)消防設(shè)備和傳感器的運(yùn)行狀況,并能夠在出現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下,在幾秒時(shí)間內(nèi),相關(guān)報(bào)警和事件信息通過(guò)手機(jī)短信、語(yǔ)音電話、郵件提醒和APP推送等手段,就*能夠*通知到達(dá)相關(guān)人員。

    202304250952206184584.png

    5平臺(tái)部署硬件選型

    5.1電力監(jiān)控與運(yùn)維平臺(tái)

    202305230855240473404.png202305230855241652964.png202305230855242421914.png202305230855243077394.png

    5.2后勤計(jì)費(fèi)管理

    5.2.1宿舍/商業(yè)預(yù)付費(fèi)平臺(tái)20230523085655503424.png202305230856555647944.png202305230856556478994.png202305230856557387594.png

    5.2.2充電樁管理平臺(tái)

    202305230857269714734.png202305230857269161234.png

    5.2.3智能照明管理

    202305230858108050274.png202305230858107799644.png202305230858107146154.png202305230858106137554.png202305230858105584054.png


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