摘(zhāi) 要：針(zhēn)對傳統的校(xiào)園(yuán)水電(diàn)管(guǎn)理方法管理能(néng)力(lì)低(dī)的(dí)情(qíng)況，提出了(liǎo)一(yī)種基(jī)於一體(tǐ)化(huà)平(píng)台(tái)的校園水(shuǐ)電(diàn)管理(lǐ)智(zhì)能(néng)管控係統設計。通(tōng)過(guò)中(zhōng)間件設(shè)計和顯示模塊(kuài)設計(jì)對校(xiào)園(yuán)的(dí)水電情(qíng)況(kuàng)進(jìn)行(háng)采集與顯(xiǎn)示，設(shè)定水(shuǐ)電用量(liáng)標準，在水電(diàn)用量(liáng)超出設定標準後，將會(huì)報(bào)警(jǐng)提醒，減少(shǎo)水電浪(làng)費(fèi)情況，並生成校園(yuán)水(shuǐ)電(diàn)數(shù)據庫，實(shí)現(xiàn)對數據(jù)的(dí)存儲(chǔ)與處理。實驗(yàn)對(duì)比(bǐ)結(jié)果表(biǎo)明，該係統(tǒng)比傳(chuán)統的水電管理(lǐ)方法(fǎ)管理(lǐ)能力(lì)高，具有一(yī)定(dìng)的實(shí)際應用(yòng)意(yì)義(yì)。

關(guān)鍵詞：一體(tǐ)化(huà)平(píng)台(tái)；水電(diàn)管(guǎn)理；智(zhì)能管(guǎn)控(kòng)

0引(yǐn)言(yán)

校(xiào)園(yuán)中，水(shuǐ)電數據非常(cháng)大，傳統(tǒng)的(dí)水(shuǐ)電管(guǎn)理方式是(shì)利用(yòng)手工管理的方式(shì)。這(zhè)種管理(lǐ)方式(shì)耗費了(liǎo)大量(liáng)的人(rén)力和時間(jiān)，不(bù)僅(jǐn)工作效率(shuài)低(dī)，而且容易(yì)發生錯(cuò)誤。基於(yú)此(cǐ)，提(tí)出了基(jī)於一體(tǐ)化(huà)平台(tái)的(dí)校(xiào)園水(shuǐ)電(diàn)管理智能管控係(xì)統設(shè)計。一體(tǐ)化(huà)平台立足於水電(diàn)的實(shí)際情(qíng)況，充(chōng)分(fēn)考慮(lǜ)學生用水用(yòng)電的(dí)需(xū)求，對其(qí)中(zhōng)涉及的(dí)數據模型，應(yīng)用(yòng)服(fú)務(wù)及人機(jī)界麵(miàn)等(děng)進行了(liǎo)統(tǒng)一(yī)地設計(jì)，以(yǐ)減輕手工(gōng)勞(láo)動(dòng)壓(yā)力，減(jiǎn)少(shǎo)錯(cuò)誤的發(fā)生(shēng)，更快捷，高(gāo)效(xiào)地完(wán)成(chéng)工(gōng)作。

1基於(yú)一(yī)體(tǐ)化平台的(dí)校(xiào)園水電管(guǎn)理智(zhì)能(néng)管控(kòng)硬(yìng)件設計

此次設計的係統(tǒng)硬件(jiàn)主要(yào)實(shí)現數(shù)據(jù)的實時接收(shōu)，與數據的顯(xiǎn)示工作，並提供統(tǒng)一(yī)的(dí)標(biāo)準(zhǔn)，減少水電管理的難(nán)度(dù)。

1.1 中(zhōng)間件設計

通(tōng)過中(zhōng)間件提供(gōng)標準(zhǔn)化(huà)，規(guī)範(fàn)化(huà)的遠(yuǎn)程調(tiáo)用接(jiē)口以及(jí)業(yè)務功能(néng)實現(xiàn)，以簡(jiǎn)約客戶(hù)端(duān)的應(yīng)用。該(gāi)中(zhōng)間件(jiàn)提供歷(lì)史數據服(fú)務(wù)，實時(shí)接收(shōu)數(shù)據(jù)服(fú)務及(jí)消息數(shù)據服務(wù)，實現服(fú)務(wù)的統一發布管(guǎn)理(lǐ)。該(gāi)係統(tǒng)之間的(dí)中間件(jiàn)的數據(jù)交互(hù)通過三(sān)個總(zǒng)綫來完(wán)成(chéng)，總(zǒng)綫(xiàn)的功能是(shì)完成與軟(ruǎn)件(jiàn)之間(jiān)的(dí)交(jiāo)互。總綫具體為：歷史(shǐ)數(shù)據總綫(xiàn)，主(zhǔ)要(yào)為業務(wù)應(yīng)用提供簡(jiǎn)單的函數調(tiáo)用(yòng)方(fāng)式，簡化係統的(dí)開(kāi)發(fā)難度；實(shí)時數(shù)據(jù)總綫(xiàn)，采取(qǔ)統一采集，統一發布的模(mó)式(shì)，為係統(tǒng)提(tí)供(gōng)實時數據(jù)；消(xiāo)息(xī)總綫(xiàn)，為(wéi)係統(tǒng)提(tí)供開(kāi)發(fā)模式，實現(xiàn)各(gè)模(mó)塊之間的(dí)信息(xī)發布(bù) 。

1.2 顯示模塊(kuài)設(shè)計

基於顯(xiǎn)示(shì)模(mó)塊設(shè)計，采用(yòng)寢(qǐn)室(shì)用電(diàn)監測器對(duì)學生(shēng)用水(shuǐ)用電(diàn)的(dí)情況(kuàng)進(jìn)行(háng)監(jiān)測。該顯示模塊由單(dān)片機，液晶(jīng)顯(xiǎn)示(shì)屏，外(wài)部(bù)存儲器及(jí)通信(xìn)模(mó)塊(kuài)等(děng)組(zǔ)成。該顯(xiǎn)示模(mó)塊(kuài)是實(shí)現數(shù)據顯示的重(zhòng)要(yào)途(tú)徑(jìng)，根據(jù)提(tí)示(shì)與警示(shì)需要顯示不(bù)同(tóng)顏色的文(wén)字(zì)信號，對(duì)學(xué)生(shēng)用(yòng)水(shuǐ)用(yòng)電情況進行(háng)顯示(shì)；利用分(fēn)時(shí)技(jì)術(shù)讓顯(xiǎn)示(shì)與(yǔ)寫(xiě)入數據同時進行(háng)，采用 UY897 型(xíng)顯示器(qì)。監測(cè)時，寢室(shì)樓層的用(yòng)電(diàn)監測器按照時序(xù)要求(qiú)對顯示模塊(kuài)進行(háng)設(shè)計，定(dìng)時(shí)向(xiàng)脈衝計數模塊(kuài)發送數(shù)據(jù)傳輸的命令(líng)，以收集(jí)各(gè)個(gè)通(tōng)道之間(jiān)的(dí)電(diàn)表(biǎo)數據(jù)。對用電設(shè)備以及(jí)相關控製設(shè)備實時(shí)檢(jiǎn)測，將(jiāng)檢測(cè)的數(shù)據進(jìn)行(háng)實時存儲，並(bìng)發送(sòng)到(dào)計算機設備，方便工(gōng)作(zuò)人員控(kòng)製用(yòng)電(diàn)情況。通(tōng)過該顯示(shì)模塊能實現對用(yòng)電設備的啟動(dòng)與(yǔ)停(tíng)止的智能(néng)控(kòng)製，為校(xiào)園水電(diàn)管(guǎn)理(lǐ)提(tí)供(gōng)數據基礎。

2基(jī)於(yú)一(yī)體(tǐ)化平台(tái)的(dí)校園水電管(guǎn)理智能(néng)管控軟件設(shè)計(jì)

2.1 設定(dìng)水電用(yòng)量標準(zhǔn)

為(wéi)了(liǎo)更(gēng)好地對校園(yuán)水電(diàn)用量(liáng)情況進行管(guǎn)理，設定(dìng)水電用(yòng)量標準(zhǔn)，在(zài)水電(diàn)用(yòng)量超(chāo)出(chū)設(shè)定(dìng)的(dí)標準(zhǔn)後，將(jiāng)會(huì)報(bào)警提醒，引(yǐn)入*小波(bō)理論進行提醒 [5] ，計算公式為：

其(qí)中(zhōng)，D代表引(yǐn)入(rù)*小波參(cān)數je代表水電(diàn)用(yòng)量標(biāo)準，i代表(biǎo)用量超出提(tí)醒(xǐng)參數，此(cǐ)次計算不做定(dìng)向分(fēn)析。其中(zhōng)，D代(dài)表(biǎo)引(yǐn)入(rù)*小波參數je代(dài)表(biǎo)水(shuǐ)電用(yòng)量(liáng)標準(zhǔn)，i代表(biǎo)用(yòng)量超(chāo)出提(tí)醒參數(shù)，此次計算不做(zuò)定(dìng)向分(fēn)析。

此(cǐ)步驟(zhòu)的(dí)完(wán)成(chéng)能(néng)夠提醒工作人員對用(yòng)水(shuǐ)用電情況進行(háng)查看，查看其超(chāo)出原(yuán)因(yīn)。對於(yú)正常使用(yòng)導致的超(chāo)出(chū)水電(diàn)用量，則(zé)停(tíng)止(zhǐ)檢(jiǎn)查。如果出現故(gù)障(zhàng)，及時(shí)通(tōng)知搶修人員，對故障進(jìn)行(háng)處理。對於浪費(fèi)情況，設定(dìng)懲罰機製(zhì)，以減少(shǎo)水(shuǐ)電(diàn)浪費的(dí)情況。

2.2 生(shēng)成(chéng)校(xiào)園水電(diàn)數據庫(kù)

通(tōng)過係統硬件(jiàn)對(duì)數據進行(háng)接(jiē)收(shōu)和采集，生(shēng)成(chéng)數據(jù)庫時(shí)要(yào)注意(yì)其中的(dí)重要信(xìn)息(xī)。讀取各(gè)個(gè)終端設(shè)備或檢(jiǎn)測設備(bèi)的(dí)用(yòng)電(diàn)數據，通過相關記錄設備(bèi)對參數(shù)進行記錄，並(bìng)對故障數據以及浪費(fèi)數據進(jìn)行(háng)存(cún)儲(chǔ)，同(tóng)時(shí)將(jiāng)數據(jù)傳送到數據存儲器(qì)。采(cǎi)集數據(jù)時，存在數據(jù)缺失或者遺漏的(dí)現象，需采(cǎi)用雙(shuāng)向公式，對(duì)采(cǎi)集設備發(fā)送指令，計(jì)算公(gōng)式(shì)為：Gdfh = i h×v − o rw

其(qí)中，h代表(biǎo)引(yǐn)入的(dí)處理參數，rw 代表缺失(shī)因(yīn)子，O 代(dài)表(biǎo)發送指令(líng)參(cān)數，此次(cì)計(jì)算不做定向(xiàng)分析。

發送(sòng)指(zhǐ)令後，采集(jí)終端對缺(quē)失的數據重新采(cǎi)集，彌(mí)補缺失(shī)的(dí)采集量。

基(jī)於(yú)此，生成校園水電管(guǎn)理數(shù)據庫，需(xū)考慮到(dào)學校中(zhōng)的用電數(shù)據(jù)的預處(chǔ)理。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行(háng)分(fēn)析運算，整體的數(shù)據量非常大，選用(yòng)比(bǐ)較成熟的(dí) RHGOIW 數據庫對(duì)這些(xiē)數據(jù)進(jìn)行存儲，處(chǔ)理運(yùn)算(suàn)等。該數據(jù)庫提供(gōng)實(shí)時(shí)數據(jù)查詢，歷史(shǐ)數據查詢等(děng)功能，具(jù)有*的實時(shí)性，且實時(shí)數據滯後時間(jiān)小於(yú) 5 s，能夠(gòu)將(jiāng)歷史數(shù)據進行壓縮與(yǔ)存儲，方便高校管理(lǐ)人員(yuán)對水電的管(guǎn)理(lǐ)。

3實(shí)例分析(xī)

為了證明此次(cì)設(shè)計的(dí)係統(tǒng)具有實(shí)際應(yīng)用(yòng)意義，同(tóng)時(shí)為(wéi)了保證實(shí)驗(yàn)的(dí)嚴謹性(xìng)，將(jiāng)該係統與傳(chuán)統的(dí)校園管理方法進(jìn)行(háng)對比(bǐ)，主(zhǔ)要對(duì)比管(guǎn)理後(hòu)的水電(diàn)用量情(qíng)況(kuàng)。實(shí)驗(yàn)時，保證同樣的(dí)用(yòng)水用電(diàn)情(qíng)況，實驗對比(bǐ)結果(guǒ)如(rú)圖 1 所示(shì)。由圖 1 可知(zhī)，使用傳統方法對(duì)高(gāo)校水(shuǐ)電情況(kuàng)進(jìn)行(háng)管(guǎn)理時，水(shuǐ)電(diàn)用量較(jiào)大(dà)，而(ér)本(běn)文設(shè)計的(dí)高(gāo)校水(shuǐ)電情(qíng)況(kuàng)管理(lǐ)係統(tǒng)，水電(diàn)用量較少。這是(shì)因為(wéi)該(gāi)係統能夠對用水用(yòng)電情況(kuàng)進(jìn)行實時采(cǎi)集(jí)，並(bìng)能對(duì)超(chāo)出水電(diàn)用量(liáng)標(biāo)準值(zhí)的(dí)情況進行報警提醒，減少了(liǎo)水(shuǐ)電(diàn)故障(zhàng)和浪費(fèi)情況。

該(gāi)係統(tǒng)還(huán)能(néng)夠(gòu)對(duì)用水用電設備的啟動(dòng)與(yǔ)停止(zhǐ)進(jìn)行智能控製。

4 高(gāo)校綜(zōng)合(hé)能效(xiào)解決(jué)方案

4.1校園(yuán)電力(lì)監(jiān)控(kòng)與(yǔ)運維(wéi)

集(jí)成設(shè)備所有(yǒu)數據，綜合分析(xī)，協同控(kòng)製，優化運(yùn)行(háng)，集中(zhōng)調(tiáo)控，集(jí)中(zhōng)監(jiān)控，數字(zì)化巡(xún)檢，移動(dòng)運(yùn)維， 班組(zǔ)重新優(yōu)化(huà)整(zhěng)合，減(jiǎn)少(shǎo)人力配置。

4.2後勤計(jì)費(fèi)管理(lǐ)

采用(yòng)先(xiān)進的(dí)網(wǎng)絡抄表付費(fèi)管理技(jì)術(shù)，實現電(diàn)，水(shuǐ)，氣(qì)等能源綜(zōng)合(hé)計費，實現遠程(chéng)抄(chāo)表，費(fèi)率(shuài)設(shè)置(zhì)， 賬(zhàng)單(dān)統計(jì)匯總(zǒng)等(děng)，支(zhī)持(chí)微(wēi)信(xìn)，支(zhī)付(fù)寶，一卡(qiǎ)通等充(chōng)值支(zhī)付方式，可設置(zhì)補(bǔ)貼方案(àn)。通(tōng)過能源(yuán)付(fù)費(fèi)管理方式，培養用能(néng)群(qún)體(tǐ)和(hé)部門的(dí)節(jié)能意(yì)識(shí)。

4.2.1宿(sù)舍用電管(guǎn)理

針(zhēn)對學(xué)生宿舍用電進行(háng)管(guǎn)理(lǐ)控製(zhì)：可批量下發基礎(chǔ)用電額度和(hé)定時通斷(duàn)功能；可進(jìn)行惡(è)性負(fù)載(zǎi)識(shí)別(bié)，檢(jiǎn)測違規電氣(qì)，並可(kě)獲取(qǔ)違(wéi)規(guī)用電跳(tiào)閘記(jì)錄。

4.2.2商鋪水(shuǐ)電收(shōu)費

針對校園(yuán)超市，商(shāng)鋪，食堂(táng)及(jí)其(qí)他針(zhēn)對(duì)個體的水(shuǐ)電(diàn)用能(néng)進行(háng)預付費(fèi)管(guǎn)理

4.2.3充(chōng)電樁管(guǎn)理平台(tái)

充(chōng)電(diàn)樁(zhuāng)在“源(yuán)，網，荷，儲(chǔ)，充"信息(xī)能源結構(gòu)中是(shì)必*。充電樁(zhuāng)應用管理(lǐ)同(tóng)樣是校園生活服務(wù)中必*一部分(fēn)。

4.2.4智(zhì)能照(zhào)明管理

通過對(duì)高(gāo)校路燈的(dí)全局監測(cè)，提供(gōng)對(duì)路(lù)燈靈活智(zhì)能(néng)的管(guǎn)理(lǐ)，實現校園(yuán)內(nèi)任一綫(xiàn)路，任一(yī)個(gè)路(lù)燈的定時(shí) 開(kāi)關，強(qiáng)製(zhì)開關，亮度(dù)調(tiáo)節，以及定(dìng)時控(kòng)製方案靈活設置(zhì)，確保路燈照(zhào)明的(dí)智(zhì)能控製和高效(xiào)節能。

4.3能(néng)源(yuán)管理係統(tǒng)

針對(duì)校園水(shuǐ)，電，氣(qì)等(děng)各(gè)類(lèi)接(jiē)入能(néng)源進行統計(jì)分析，包(bāo)含(hán)同(tóng)比(bǐ)分析，環(huán)比(bǐ)分分析，損耗分析等。了(liǎo)解用(yòng)能總量和(hé)能(néng)源流(liú)向(xiàng)。

按(àn)校園(yuán)建築的(dí)分類進行(háng)采集(jí)和統計的(dí)各類(lèi)建築耗(hào)電數據。如辦(bàn)公(gōng)類建(jiàn)築耗電(diàn)，教學類建(jiàn)築(zhù)耗電，學(xué)生(shēng)宿舍耗電(diàn)等(děng)，對數(shù)據分(fēn)門別(bié)類的(dí)分(fēn)析，提供領導決策，提高(gāo)管理(lǐ)效能。

構建符(fú)合(hé)校園節能監(jiān)管(guǎn)內(nèi)容(róng)及要求(qiú)的數(shù)據(jù)庫，能(néng)自(zì)動完成能耗(hào)數據(jù)的(dí)采集工作，自動(dòng)生成(chéng)各種形式的報表(biǎo)，圖(tú)表(biǎo)以及係(xì)統(tǒng)性的(dí)能耗(hào)審(shěn)計(jì)報告，能夠監測(cè)能(néng)耗設(shè)備的(dí)運(yùn)行狀(zhuàng)態，設置控製策略，達到節能(néng)目的。

4.4智(zhì)慧消防係(xì)統

智(zhì)慧(huì)消防(fáng)雲平(píng)台(tái)基(jī)於物(wù)聯網，大(dà)數據，雲(yún)計算等(děng)現代信息技(jì)術，將分(fēn)散的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警(jǐng)設(shè)備，電(diàn)氣(qì)火災監控(kòng)設備(bèi)，智(zhì)慧煙感探(tàn)測(cè)器(qì)，智慧(huì)消(xiāo)防用水等(děng)設(shè)備連接形成網(wǎng)絡，並(bìng)對這(zhè)些設備的(dí)狀(zhuàng)態(tài)進行智(zhì)能化感(gǎn)知，識別，定(dìng)位(wèi)，實時動態采集(jí)消(xiāo)防(fáng)信(xìn)息(xī)，通過雲平(píng)台進(jìn)行數據(jù)分(fēn)析，挖掘和趨勢(shì)分(fēn)析，幫助(zhù)實現(xiàn)科(kē)學預警(jǐng)火災(zāi)，網格(gé)化(huà)管(guǎn)理，落實多元(yuán)責(zé)任監(jiān)管等目標。實現(xiàn)了(liǎo)無(wú)人化(huà)值(zhí)守(shǒu)智(zhì)慧消防(fáng)，實(shí)現智(zhì)慧消防“自動化"，“智(zhì)能(néng)化"，“係統化(huà)"需求。從火災(zāi)預(yù)防(fáng)，到火情報(bào)警，再(zài)到(dào)控(kòng)製聯動(dòng)，在統一(yī)的(dí)係統大平台內運(yùn)行，用(yòng)戶(hù)，安保人(rén)員(yuán)，監(jiān)管單位(wèi)都(dū)能夠通過(guò)平台(tái)直觀(guān)地看到每一(yī)棟(dòng)建(jiàn)築(zhù)物中(zhōng)各(gè)類(lèi)消防設(shè)備(bèi)和傳感器的(dí)運行狀況，並能夠在出現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患(huàn)，發生火(huǒ)情(qíng)等緊急和非(fēi)緊急情況下(xià)，在幾(jī)秒時間內(nèi)，相(xiāng)關(guān)報警(jǐng)和事(shì)件(jiàn)信(xìn)息(xī)通(tōng)過手機(jī)短信(xìn)，語音電話，郵(yóu)件(jiàn)提(tí)醒和(hé)APP推送等(děng)手段，就迅速能夠迅速通知到達相(xiāng)關(guān)人員。

5平(píng)台部署(shǔ)硬件選(xuǎn)型

5.1電(diàn)力監控(kòng)與運維(wéi)平台(tái)

5.2後勤(qín)計費管理

5.2.1宿舍/商業預(yù)付(fù)費平台

5.2.2充(chōng)電(diàn)樁管(guǎn)理(lǐ)平(píng)台

5.2.3智(zhì)能照明(míng)管(guǎn)理(lǐ)

5.3能(néng)源管理係(xì)統(tǒng)

5.4智慧(huì)消(xiāo)防(fáng)係統

5.4.1電(diàn)氣火災(zāi)監控係統

5.4.2消(xiāo)防設備(bèi)電源(yuán)監控係統(tǒng)

5.4.3防火門監(jiān)控係統

5.4.4消防應急照(zhào)明和疏散指(zhǐ)示係統(tǒng)

6結束語

提出(chū)了基於(yú)一(yī)體化平(píng)台(tái)的(dí)校(xiào)園水電管理智(zhì)能(néng)管控(kòng)係(xì)統(tǒng)。該(gāi)係(xì)統結合了(liǎo)學校(xiào)的實(shí)際情況進(jìn)行設計，實(shí)現(xiàn)了用水用(yòng)電(diàn)數(shù)據的實(shí)時(shí)采集，並(bìng)能(néng)夠減少(shǎo)水電浪(làng)費(fèi)情況(kuàng)的(dí)發(fā)生(shēng)，能夠對校(xiào)園(yuán)的(dí)各(gè)個用電(diàn)設(shè)備(bèi)的工作(zuò)狀態(tài)進行(háng)實時(shí)控製，實現了對校園(yuán)水(shuǐ)電(diàn)的(dí)智能(néng)管理(lǐ)。

【參考(kǎo)文獻】

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