智慧用电安全管理系统 用智慧铸就用电安全管理云平台

　　智慧用电安全管理系统 用智慧铸就用电安全管理云平台

　　摘 要： 介绍了力安科技基于物联网技术的智慧用电安全管理系统。该系统采集用电设备运行过程中的各种参数进行分析处理，并及时将各种信息通过无线或短信发送到用电安全管理云平台。这将极大地提高用电的安全系数，对于人们的生活、生产都有很大的现实意义。

　　0 引言

　　随着中国城市化进程的加速，城市人口日益增多，越来越多的高层建筑耸立在城市中，各种用电设备自然不可或缺。但电气安全事故也频频发生，据不完全统计，全国平均每年因电气安全隐患诱发的火灾事故占总体事故的30%左右，这样的事故提醒着大家电气安全不容忽视。过去，用电的安全保障主要靠维保单位的定期维修保养和电工定期检验。在用电设备数量庞大、维护管理人员紧缺的状况下，如何及时发现用电安全隐患故障并采取有效的措施加以处理，成为生产单位和监管部门必须共同应对的难题。

　　为此力安科技设计了一种基于物联网技术的智慧用电安全管理系统，采用无线传感网与物联网、大数据等技术相结合，对影响电气安全的关键参数进行采集、处理和监控，实现用电设备运行状态的实时监控和故障报警。

　　1 系统的设计与实现

　　本系统基于LFT201-D组合式监控探测器、LFT201-D/T测温式监控探测器、LBH201限流式电气防火保护器及LRT401无线测温探测器、语音及报警模块、无线通信模块等智能终端，根据用户单位及应用场所的不同，组成不同的配置方案，系统总体工作图如图1所示。

　　本智慧用电安全管理系统设计了三种方案模型。通过把智慧用电安全智能终端固定在被监控用电设备上，当用电设备工作时，智能终端进行信号采集，并传入智慧用电安全管理系统进行处理，得出此时用电设备运行状态。每一配电箱均设有电流、温度传感器模块，用以检测设备当前运行状态。当设备参数到达某预警值时，该层的智能传感器处于应急感应状态，传感器即把当前设备信息传送给云平台，经过云平台处理动态显示当前设备预警状态。用户通过pc客户端或手机app，如果设备处于预警状态，智慧用电安全管理系统将会保持实时预警。用户可以通过app/pc客户端选择，可以控制查看前往指定目标隐患设备，并通过语音报警模块播报到达监控中心和提醒值班人员注意事项。当设备状态参数与正常运行参数不符时，系统将发出报警信号，呼叫检修人员以便迅速做出反应，并播放预置语音。*后，通过无线通信模块，把设备此时运行状态发送到PC端的云端服务器上，并实时发送短信给相关负责人员，从而实现实时监控用电设备运行状态，为用电设备的保养、检验和监管提供数据支撑，同时为迅速可靠地实施隐患故障清除提供保障。

　　2 硬件部分设计

　　2.1 智慧用电安全传感器检测模块

　　智慧用电安全控探测器属完全综合式监控装置，可实现三相电流、三相电压、1路漏电电流及4路温度的综合采集及预处理。本系列探测器可通过有线方式与监控主机的通讯及信息交互，也可经云网关或DTU经移动互联网直接实现与安易云的信息交互。

　　主要适用于楼层配电箱或配电室低压柜线路电流、电压、电能及漏电电流、线缆接头温度的监测。

　　主要参数：

　　● 工作电源： :AC220V ±20PHz（引自不间断电源）；

　　● 漏电报警阈值20—1000mA连续可调，监测精度0.5级；

　　● 温度报警阈值55-125℃连续可调，监测精度0.5级；

　　● 电气量监测精度：电压、电流0.2级，功率0.5级，电度1级

　　● 额定输入：电流CT输出0.333V，频率50Hz

　　● 1路RS485通信接口

　　● 自身功耗小于0.3W;

　　● 标准式导轨式安装；

　　● 使用环境：温度-20℃-+70℃ 相对湿度≤95%，不结露

　　● 外接漏电电流互感器及电流互感器：完全开口式，属配套专 供产品。

　　2.2 电气温度探测器模块

　　ADF302系列低压电气温度探测器完全采用嵌入式软硬设计，实现96路温度信号的采集与处理。外接温度传感器ADT301采用智能数字传感器。

　　适用于低压柜线路接点温度及柜体温度的监测。

　　主要参数

　　● 工作电源： DC24V ±20%（极性自适应）；

　　● 温度报警阈值55-125?C连续可调，监测精度0.5级 ;

　　● 可外接96路温度传感器实现温度探测；

　　● RS485通信接口，有效通信距离*大1200m;

　　● 自身功耗小于0.3W;

　　● 抗干扰能力：符合GB/T17626 Ⅳ级的标准规定

　　● 使用环境：温度：-20℃～+60℃；

　　● 安装方式：导轨式安装；

　　● 外观尺寸：90*80*62mm;

　　2.3 无线通信模块

　　智能终端传感器模块将收集到的设备运行时各种实时信息通过串口传输给云平台机，云平台对信息进行汇总。然后通过相应的算法将汇总好的信息进行清洗、分析、统计处理，可以得到设备的各种电气安全参数，实时显示在pc客户端和app上。可以实时把运行状态及时发送给相关负责人，极大提高了工作效率。

　　2.4 语音及报警模块

　　智慧用电安全管理系统收到汇总信息后，在收到终端设备传来的触发信号后，对应语音将会被播放。在用电设备出现故障前，用户可以及时的被告知，从而及时消除用电安全隐患。语音及报警模块原理图如图。

　　3 软件部分设计

　　该系统要求设计完善的软件程序，完成包含各种电气安全异常检测、预警响应、显示、数据处理和中断处理等在内的功能，整个软件流程图如图5所示。

　　具体功能设计思路如下：

　　1、实时监控：客户可通过手机APP和PC客户端实时监控电气设备安全状态参数，实现电气设备的透明化监测管理，随时随地掌控电气设备的健康状况及能效情况；

　　2、故障报警：当系统诊断出电气安全异常时，精 确定位，及时以界面消息、短信、邮件、电话等方式通知用户；

　　3、大数据分析：基于大数据的分析处理，多维度预测电气安全状态趋势，为用户进行电气安全评估、隐患分析、系统优化、能效管理及整体用能情况提供数据支撑；

　　4、服务托管：基于本系统支持第三方代维服务托管。

　　软件设计中，对用电设备运行中的各种状态进行异常检测，如电流情况、温度、故障电弧检测等，如果存在异常情况，立即进行报警，并实时显示在后台服务器界面上，同时发送短信给相关人员，提醒工作人员进行维修。

　　4 后台监控服务器实现

　　该系统的后台服务器设计使用JAVA语言，基于TCP/IP协议，提供面向连接的服务，实现可靠的通信。在网络通信的双方，均有各自的套接字，并且该套接字与特定的IP地址和端口号相关联。通常，套接字主要有两种类型，分别是流式套接字（SOCK_STREAM）和数据报套接字（SOCK_DGRAM）。其中，流式套接字专门用于使用TCP协议通信的应用程序，而数据报套接字则是专门用于使用UDP协议通信的应用程序。使用流式套接字时，需要配置两端的端口号和IP地址使其一致，这样智能终端就可以和PC端实现点对点通信，实时地把设备运行状态数据显示在后台服务器上。后台监控服务器如图所示。

　　5 结束语

　　本文设计了基于物联网技术的智慧用电安全管理系统，采用安易云作为整个系统的核心，通过串口收到用电设备运行的各种实时参数，并将运行状态信息发送给后台服务器及相关人员，以便及时做出反应。

　　河南力安测控科技有限公司（GDLION）是国内主要的智慧用电安全管理系统及智慧消防系统供应商之一，提供一站式智慧用电、智慧消防解决方案。自2010年成立以来，力安科技已成为中国消防行业的主要品牌，广受消费者认可。