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学生公寓智能断电系统的设计研究

2020-08-18曲永政陈俊永

新教育时代·教师版 2020年19期
关键词:学生公寓

曲永政 陈俊永

摘  要:学生用电安全意识薄弱,宿舍内漏电、超负荷用电、违规用电等现象时有发生,尤其是在宿舍没有人的情况下,更容易发生电气火灾。针对这个问题,本研究以“人走断电”的设计理念,从技术方面实现了宿舍供断电的智能管控,对预防宿舍电气火灾,规避宿舍用电风险起到一定的作用。

关键词:学生公寓  用电管理  人走断电

学生公寓作为学生日常生活和休息的场所,是消防安全的重點场所。目前,大部分学生公寓,普遍采用自动化控制的用电管理系统。与从前的人工管理模式相比较,自动化程度有了较大的改进,实现了电力计量、远程控制、功率限制等功能,安全隐患也相对减少。但是反限电插座、小功率的违规电器也随之出现,宿舍无人情况下充电、用电情况非常普遍。

一、学生宿舍用电安全现状

(一)宿舍用电安全风险情况

学生宿舍内的用电安全风险主要来自违章电器和违规充电两方面。首先是学生在公寓内使用劣质电器和大功率电器。包括电炉、电热杯、电熨斗、电热棒、电饭煲、电饼铛、电磁炉、电褥子、电热宝、电梳子、烫发器、应急灯、反限电插座、鱼缸加热棒。有的学生缺乏社会经验,贪图便宜购买劣质电器在宿舍使用;有的学生存在侥幸心理,认为在宿舍使用违章电器没有危险。所以,在宿舍使用违章电器的情况屡禁不止,有时出现几人同时使用的情况,使电线超负荷,很容易造成短路引起火情。其次,是在宿舍内违规充电。如今,电动车在校园内十分普遍,学生为了方便,偷偷将电池拿到宿舍进行充电,或者将从宿舍私拉电线给电动车充电。充电时如果线路短路产生火花,一旦燃烧,3分钟火焰温度即可达1200℃,且电动车车体可燃材料易产生有毒气体,毒烟以每秒1米的速度快速向上,迅速蔓延诱发亡人火灾事故。短路引起火情。还有的学生为了方便,将手机充电器等在上课时间直接插在插座上,在无人看管的情况下,极易引发充电器爆炸等事故。

(二)宿舍用电管理方式情况

以往,高校对学生宿舍用电一般采取统一管制。最早靠宿舍管理员人工手动控制闸刀开关对宿舍进行供电、断电,后来逐渐发展为利用“空气开关+可编程时间控制器+接触器”的定时自动控制,按照学校作息制度及其他相关规定在一定时间段内向宿舍供电。近几年,为方便学生的生活和学习,一些高校不再限制学生宿舍的用电时间。在这种情况下,学生在宿舍用电的时间和频率不断增加,虽然这种做法方便了学生,但却大大增加了产生电能浪费,供电设备过载或短路等电气问题的可能性,不仅造成能源浪费,影响正常供电,甚至还埋下了火灾和触电等安全事故的隐患。

目前,大多数高校学生宿舍都配备智能电表,实现远程售电、远程控制和功率限制等功能,但无法根据每个宿舍的情况分别控制宿舍用电,无法实现宿舍无人情况下的供断电控制。

二、智能断电系统设计

(一)设计理念

宿舍有人的情况下发生火情,一般都能被学生及时扑灭,不会造成损失。而宿舍没有人的情况下发生火情,被发现时火势已经很难控制,容易造成较大事故。智能断电系统以“人走断电,来人供电”为设计理念。当系统识别到宿舍成员全部已出学生公寓楼后,会将该宿舍标记为无人宿舍,然后向电表系统发出拉闸指令,对相关学生宿舍进行断电;当系统识别到该宿舍有1名及以上成员进入公寓楼后,则向电表系统发出合闸指令,恢复宿舍正常供电。既不影响学生使用宿舍电源,又从源头上消除了无人情况下宿舍电气火灾隐患。

(二)系统构成的基础

1.可以识别宿舍成员在楼内还是在楼外。以学生进出楼的闸机刷卡记录为数据基础,公寓闸机系统可实现一人一卡进出公寓,不但有效防止了尾随入楼的情况,同时也为控制断电提供了数据基础。

2.学生宿舍安装可远程控制的电表,可以远程接受系统发出的供断电指令。目前,大多数学校的宿舍电表都可以实现远程控制,一般还具有双路计量、多路控制、恶性载荷判断等功能。

3.有学生住宿管理信息系统,用来有效识别宿舍内有无学生。

(三)系统实现

1.实现数据交互。智能断电系统通过系统设计,将学生公寓管理信息系统、闸机管理系统、智能电表管理系统三个系统有机结合,实现信息互通,进而实现智能供断电。对三个系统交换数据,采用了mysql数据库,按照权限对中间库直接操作的办法来解决大数据量的交互。

2.系统工作流程

闸机系统通过刷卡或人脸识别获得进出人员身份信息后,通过下位机进行身份核对,当确认人员有进出权限后,通过控制电机打开闸翼允许人员通过,并通过11组光电的遮挡顺序,判断出人员的进出方向,当判断实际人员进出方向与获得身份权限终端一致时,闸翼打开直至人员通过闸机。

当外部设备通过中间库(宿舍信息)获取宿舍相关信息,识别出某一宿舍的全部学生刷卡(刷脸)已出,则在与学生用电管理系统对接的中间库中写入宿舍信息、指令代码等,用电管理系统定时扫码中间库,按照这些信息对电表进行拉闸操作,从而完成该宿舍无人智能断电过程。反之,当闸机系统识别到该宿舍有一名学生刷卡(刷脸)已进,电表系统则进行合闸操作,即立刻给电的功能。购电程序每隔一定时间执行相关指令,对电表进行操作。因操作会存在失败,因此有操作次数,达到一定操作次数将不再下发指令,需重新插入相关操作。

三、研究意义

学生公寓智能断电系统应用计算机及互联网技术,实现学生宿舍电控的智能化管理,该系统在安全用电和合理开放用电之间找到了很好的结合点,既体现了学生的主体地位,有提高了用电的安全性。从源头上消除了无人情况下学生宿舍电气火灾的安全隐患。在学生公寓用电安全管理和防火工作中起到了积极作用,提升了学生公寓的安全指数,保障了学生公寓的安全。

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