智慧校园用电安全监测系统设计-校园智慧用电火灾检测系统产品方案

　　《教育信息化2。0行动计划》提出：教育信息化将从数字校园时代逐步过渡到智慧校园时代。数字校园突出的是信息共享，而智慧校园实现的是物理空间与信息空间衔接，是以物联网为基础，对集数据化、网络化、智慧型、协作型于一体化的教学、科研、管理和生活服务实现全面感知，并能对教育教学、教育管理进行洞察和预测的智慧学习环境。在 《智慧校园总体框架》国家标准的四层结构中，具备透彻感知功能的基础设施层是最 底层，即通过物联网技术实现物与物的感知、人与物的感知、系统与系统的感知。智慧校园用电监测系统是智慧校园服务中重要的组成部分。系统中的智能用电监测设备实时测量校园内各场所的用电线路，并通过网络将数据汇聚至云平台，分析处理数据，以友好的界面在各种终端上显示信息。随着技术的演进，数据传送网络不断升级，从有线到无线，从高耗能到低功率。LoRa技术是一种低功耗广域网技术，基于扩频调制技术，它利用公用通讯频段，不依赖于运营商而独立联网，因此具有部署简单、成本低、远距离、低延时等特点。与现有的多种无线传输技术相比，基于 LoRa技术构建的网络无疑是最适合的无线通信方式之一。

　　1、系统总体设计

　　基于 LoRa技术的智慧校园用电监测系统，由嵌入 LoRa模 块 的 智 能 电 表及安全探测器、LoRa集中器、工业无线网关、服务器 (物联网云平台)、手机终端或电脑等设备组成。案例校园应用范围南北长约1。5km，东西长约1km，共有18栋楼宇，楼层最 高为6层。系统选用的LoRa模块的通讯距离可达2km，单个集中器负载容量一般为200个终端，最多可达500个终端。

　　系统架构如图1所示设备部署方案如下：设置代表性信息点10个，其中三个教学楼各1个，两个实训楼各1个，办公楼1个，学生宿舍3个，学生食堂1个。在校园中心建筑的高层设置一个LoRa集中器和一个无线路由器：LoRa集中器通过以太网连接无线路由器，再借助无线技术与信息点进行数据传送;无线路由器接到云平台进行数据传输。 信息点与集中器采用简单的星型拓扑结构。

　　在这个结构中，集中器作为中继，链接采集设备和云平台，云平台管理及存储数据，手机终端或电脑端访问云平台，实时查看用电信息。

　　2、用电监测系统实现功能

　　安全监测。智慧式用电安全监管与电能管理系统，采用智慧用电安全探测器、智能微型断路器，监测与处理漏电、短路、过流、过载、打火、过压、欠压、雷击浪涌、过温等电气故障，并实时将报警与负载信息通过互联网提供到系统平台，便于用电安全管理人员第一时间、全面掌握养老机构的用电异常报警，最 大限度预防电气火灾，避免人员触电伤亡。同时，力安科技智慧用电可以为建筑运行阶段提供用能分析，从而采取相应的优化节能措施，从而通过自我管理达到节能降耗目的。

　　统计分析用电数据。利用该系统可分类统计各类用电量及总用电量，统计分析快速、准确，通过分析能耗数据促进校园节能降耗。

　　掌上巡检用电线路。用户通过移动端可以随时登陆平台查看用电量信息，不受时间、地点和环境的限制，间接了解用电系统的状态。

　　具有与校园其他管理系统顺畅对接能力。对接后，信息无需经过二次处理即可实时上传，管理员则可以实时记录、查阅数据参数和日志，实现校园信息管理智能化、集约化。

　　智慧校园用电监测系统基本功能是实时测量和统计分析用电量，间接监测用电线路的状态。后期在相关技术成熟后，系统功能扩展非常容易，如在用电线路上增设 LoRa断路器可实现智能化限电，在关键场所设置LoRa温度传感器和 LoRa烟雾传感器实现火灾自动预警等功能。此外，还可以扩展到校园用水监测，在校园的水路节点安装 LoRa智能水表，LoRa集中器将其统一纳入云平台，在后台做相应的数据处理，就可以实现校园水电能源一体化、智慧化管理。另外，还可共享校园用电监测系统物联网云平台，利用 LoRa火灾报警器和 LoRa监控等终端设备开发 “智慧消防”和 “智慧安保”，逐渐完善智慧校园基础设施建设，提高智慧校园服务能力。