基于ARM的公寓安全用电智能监控系统

刘雨鑫　曲萍萍　王旋刚　张红娜

摘  要：针对高校尤为严峻防火的问题，该文设计了一种基于ARM的公寓安全用电智能监控系统。该系统采用一款ARM嵌入式处理芯片为核心控制部件，将红外感应装置、微波雷达装置、电源储能装置、电流检测装置、烟雾传感器、温度传感器以及无線网络通信装置等其他组件结合到一起，通过编程及网络通信来实现对宿舍人员的监测并及时断电达到防火目的。管理者可以通过微信小程序进入公寓管理系统对宿舍用电情况进行监管。系统能够高效便捷地管理、监测宿舍用电的基本情况，杜绝火灾的发生。现场使用表明，该系统运行安全、可靠，具有广阔的使用前景。

关键词：ARM  预处理  用电防火

中图分类号：TP393    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）09（c）-0020-02

Abstract： Aiming at the problem of fire prevention in colleges and universities， an arm-based intelligent monitoring system for apartment power consumption safety is designed in this paper. The system uses an ARM embedded processor as the core control unit， the infrared sensing device， microwave radar device， the power energy storage device， current detection device， smoke sensor， temperature sensor and wireless network communication device are combined with other components， through programming and network communication to achieve monitoring the dormitory fire power. Managers can enter the apartment management system through WeChat small program to monitor the situation of dormitory electricity consumption. The system able to efficiently and conveniently manage and monitor the basic situation of dormitory electricity consumption， prevent the occurrence of fire. The field application shows that the system is safe and reliable， and has broad application prospect.

Key Words： ARM; Pretreatment; Electricity fire protection

近年来高校防火问题尤为严峻，学生安全问题存在巨大隐患[1]。针对以上问题，在人体红外感应单元、微波雷达单元、电流检测、烟雾传感器、温度传感器的基础上结合嵌入式处理器（ARM）及无线和载波通信单元设计了 “公寓安全用电智能监控系统”。旨在公寓管理中心能够高效便捷地管理、监测宿舍用电的基本情况，杜绝火灾的发生。

1  系统方案设计

该项目通过红外人体感应单元对人体热释放的红外辐射以及微波雷达对移动物体的探测方法，对室内人体进行感应监控来达到检测宿舍是否有人的目的。该项目采用一款ARM嵌入式处理芯片为核心控制部件，将红外传感应装置、微波雷达装置、电源储能装置、电流检测装置、烟雾传感器、温度传感器以及无线网络通信装置等其他组件结合到一起，通过编程及网络通信来实现对宿舍人员的监测并及时断电达到防火目的。管理者与教师可以通过微信小程序进入公寓管理系统对宿舍用电情况[2]进行考察与监管。其监测系统功能结构图如图1所示。

2  硬件部分设计

2.1 主机控制系统

该系统主要通过ARM处理芯片来实现对红外感应、雷达感应、其他传感器信息处理传输等的控制。它通对过红外感应和雷达感应传输来的信号转化为数字信号，进行程序分析处理达到宿舍人数的计算，通过沟通连接校区内基站对各区域内信息实现汇总，汇总后连通主机发送到教务系统判断人数再对宿舍进行断电。

2.2 多元传感器单元设计

采用多传感器数据融合算法，对红外、雷达、烟雾、温度、电流等多元传感数据进行有效融合。利用红外感应和微波雷达技术判断宿舍人员的活动情况。

3  软件设计

软件采用C语言编程，模块化设计。程序功能模块采用数据流驱动方式，模块根据静态数据和动态数据的运算结果，来决策输出状态。图2为数据处理流程图。

通信系统采用无线和载波网络通信单元[3]，电力线载波以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体，输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号[4]。无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，是指多个节点间不经由导体或缆线传播进行的远距离传输通讯。

4  结语

该文设计了一种基于ARM的公寓安全用电智能监控系统。该系统以嵌入式处理器（ARM）为核心，还包括人体红外感应单元、微波雷达单元、电流检测、烟雾传感器、温度传感器和无线载波通信单元。该系统能够高效便捷地管理、监测宿舍用电的基本情况，杜绝火灾的发生，具有广阔的使用前景。

参考文献

[1] 刘孝赵，陈志峰.基于Zigbee技术的学生宿舍用电管理系统设计[J].实验室研究与探索，2015（9）：34-37.

[2] 李嘉鸿.学校智能用电管理系统研发[J].科技视界，2016（6）：25-27.

[3] 辛平.PWM逆变器特定谐波抑制技术[J].北华大学学报，2017，18（2）：265-269.

[4] 周振雄.基于DRNN自整定准PR控制的光伏并网系统研究[J].大阳能学报，2017，38（11）：2932-2935.