CN112837494A - 一种校园宿舍用电安全隐患排查系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种校园宿舍用电安全隐患排查系统及方法，该系统包括：用电监控装置、宿舍用电管理平台和火灾监测报警装置。用电监控装置安装在校园宿舍内并与插座电连接，识别学生身份，将识别信息发送到宿舍用电管理平台验证，验证信息正确后控制插座通电并实时监测记录用电数据信息，发送到宿舍用电管理平台；火灾监测报警装置安装在校园宿舍内部用于监测校园宿舍内环境信息；当环境信息异常时，发送至宿舍用电管理平台对环境信息进行处理，判断处理后信息超过预设阈值时则向火灾监测报警装置发出警报指令。本发明对校园宿舍用电情况进行定位监控，避免因违规用电导致的火灾，并第一时间将火灾信息发送给学生及警务人员，保证学生第一时间进行逃生。

Description

一种校园宿舍用电安全隐患排查系统及方法

技术领域

本发明属于宿舍安全用电领域，特别涉及一种校园宿舍用电安全隐患排查系统及方法。

背景技术

一直以来，各个学校都很重视宿舍用电安全教育工作，但因用电导致火灾发生的事件仍层出不穷，因此，亟需一种校园宿舍用电安全隐患排查系统及方法从根源上减少火灾的发生。

目前，高校在宿舍用电管理上普遍通过加强学生宿舍用电教育、增大宿舍检查力度等传统方式进行管理工作，传统方式的监管效果甚微，仍不能解决因违规用电或其它情况导致的用电异常现象成为火灾隐患问题。

学校在进行宿舍用电管理工作中存在的漏洞主要在于：

1、学校定期对学生宿舍进行宿舍检查，这种管理方式虽然有一定的效果，但这种纯人工的方法仍然不能保证学生没在宿舍内使用大功率电器，不能排查出劣质电器，宿舍管理人员不能确定宿舍内是否仍存在用电安全隐患，管理效果不理想；

2、当用电信息出现异常数据时，管理人员不能定位导致异常数据发生的宿舍，也不能对该异常数据与用电学生匹配，因此，即使在发现用电信息异常的情况下，也难以进行管控和制止。

3、当用电火灾将要发生时，学生和相关警务人员不能在起火前收到预警信息，不能及时采取逃生措施，对学生的生命安全造成威胁、对学校造成损失。

发明内容

鉴于不能有效定位因用电不规范带来火灾隐患的宿舍问题，以及不能在火灾发生前给学生及相关警务人员进行通知的问题，本发明主要目的在于解决一种至少部分解决上述技术问题，提供了一种校园宿舍用电安全隐患排查系统及方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明实施例提供一种校园宿舍用电安全隐患排查系统，包括：用电监控装置、宿舍用电管理平台和火灾监测报警装置；

所述用电监控装置安装在校园宿舍内与宿舍内电源插座电连接，通过读取RFID电子标签信息识别学生身份，并将识别信息发送到所述宿舍用电管理平台；

所述宿舍用电管理平台对所述识别信息进行验证；验证所述识别信息正确后，向所述用电监控装置返回验证信息正确；

所述用电监控装置接收到所述宿舍用电管理平台验证信息正确后，控制插座通电，并实时监测记录用电数据信息，发送到所述宿舍用电管理平台；

所述火灾监测报警装置安装在校园宿舍内部，用于监测校园宿舍内环境信息；当所述环境信息异常时，发送至所述宿舍用电管理平台；

所述宿舍用电管理平台对所述环境信息进行处理，判断处理后信息超过预设阈值时，则向所述火灾监测报警装置发出警报指令。

进一步地，所述用电监控装置，包括：第一微处理器和分别与第一微处理器连接的刷卡模块、用电计量模块、第一通信模块、和继电器；所述继电器与宿舍内电源插座电连接；

所述刷卡模块为RFID读写装置，用于读取学生卡卡内的RFID电子标签；所述RFID电子标签内储存有对应学生的身份信息、宿舍信息、用电数据、宿舍用电数据；

所述用电计量模块用于监测用电信息并提供物理地址信息；

所述第一微处理器通过所述第一通信模块向所述宿舍用电管理平台发送RFID电子标签、监测的用电信息和物理地址信息，并用于控制继电器实现通断电。

进一步地，所述用电监控装置还包括：与所述第一微处理器连接的报警灯；当所述第一微处理器确定所述用电信息异常且超过第一预设时间时，控制所述报警灯开启；

当所述第一微处理器确定所述用电信息异常且超过第二预设时间时，控制所述继电器断开。

进一步地，所述第一微处理器为STM32F103C8T6单片机。

进一步地，所述用电计量模块为HLW8012模块，用于实现对电量、电压、电流、功率的采集功能。

进一步地，所述第一通信模块为Zigbee模块；所述Zigbee模块芯片为CC2530的无线通信DL＿20模块，用于向所述宿舍用电管理平台发送读取的RFID电子标签内信息和监测的用电数据信息。

进一步地，所述火灾监测报警装置，包括：第二微处理器以及分别与所述第二微处理器连接的传感器模块、第二通信模块、报警模块和蜂鸣器模块；

所述传感器模块包括烟雾传感器、CO传感器和红热传感器，分别用于收集烟雾、气体、温度的数据；

所述第二微处理器对传感器收集的数据进行整合及处理，当传感器收集的数据超过设定值范围时，将所述传感器收集的数据通过第二通信模块发送至所述宿舍用电管理平台；

所述宿舍用电管理平台对所述传感器收集的数据进行高斯滤波模型处理，当处理后的超过预设阈值时，则向第二微处理器发出警报指令；

所述第二微处理器控制蜂鸣器发出声音警报，其通过报警模块向消防部门发送报警信息。

本发明实施例提供一种校园宿舍用电安全隐患排查方法，使用如上述实施例任一项所述的系统，该方法包括：

S1：将学生相关身份信息录入宿舍用电管理平台；

S2：当学生用电时，用电监控装置安装在插座处，通过刷卡读取学生卡内RFID电子标签信息识别学生身份，并将识别信息发送到所述宿舍用电管理平台；所述宿舍用电管理平台对所述识别信息进行验证；验证所述识别信息正确后，向所述用电监控装置返回验证信息正确；

S3：所述用电监控装置接收到所述宿舍用电管理平台验证信息正确后，控制插座通电，并实时监测记录用电数据信息，发送到所述宿舍用电管理平台；

S4：当火灾监测报警装置监测到校园宿舍内环境信息异常时，发送至所述宿舍用电管理平台；

S5：所述宿舍用电管理平台对所述环境信息进行处理，判断处理后信息超过预设阈值时，则向所述火灾监测报警装置发出警报指令。

安装在学生宿舍内部，用于在火灾发生的第一时间将火灾检测出来并发送报警信息；并将所述报警信息发送到所述宿舍用电管理平台。

进一步地，所述步骤S3还包括：当所述用电监控装置监测到所述用电信息异常且查过第一预设时间时，控制所述报警灯开启；当所述第一微处理器确定所述用电信息异常且查过第二预设时间时，控制所述继电器断开。

进一步地，所述步骤S5包括：

所述火灾监测报警装置对传感器收集的数据进行整合及处理，当传感器收集的数据超过设定值范围时，发送至所述宿舍用电管理平台；

所述宿舍用电管理平台对所述传感器收集的数据进行高斯滤波模型处理，当处理后的属于超过预设阈值时，则向所述火灾监测报警装置发出警报指令；

所述火灾监测报警装置控制蜂鸣器发出声音警报，并通过报警模块向消防部门发送报警信息。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的一种校园宿舍用电安全隐患排查系统，通过软件和硬件相结合的方式，基于物联网技术、射频识别技术、无线通信技术，一方面对校园宿舍用电情况进行定位监控，聚焦异常数据，对出现异常数据宿舍进行排查避免因违规用电导致火灾危害人身安全，另一方面，第一时间将火灾信息发送给学生及相关警务人员，保证学生第一时间进行逃生，消防部门第一时间进行救助工作，减小因火灾带来的损失。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例提供的校园宿舍用电安全隐患排查系统整体结构图；

图2为本发明实施例提供的校园宿舍用电安全隐患排查系统布置在校园宿舍的示意图；

图3为本发明实施例提供的用电监控装置或火灾监测报警装置采集监测数据流程图；

图4为本发明实施例提供的校园宿舍用电安全隐患排查系统的功能流程图；

附图中：

1-用电监控装置；2-云数据库；3-网页；4-服务器；5-火灾监测报警装置；6-刷卡模块；7-用电计量模块；8-报警灯；9-继电器；10-第一微处理器；11-第一通信模块；12-传感器模块；13-第二通信模块；14-报警模块；15-蜂鸣器；16-第二微处理器；17-插座；18-烟雾传感器；19-CO传感器；20-红热传感器。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统页面必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明提供了一种校园宿舍用电安全隐患排查系统，如图1所示，其中，该系统包括：用电监控装置1、宿舍用电管理平台、火灾监测报警装置5。

宿舍用电管理平台比如可为B/S架构或C/S架构模式；以B/S架构模式为例：包括云数据库2、网页3和服务器4。用户可通过网页3访问服务器4及云数据库2。服务器4与用电监控装置1和火灾监测报警装置5分别通过无线通讯连接。

其中，云数据库2可存储学生的身份信息、宿舍息息、学生的用电数据，学生可以在上述网页3上注册账号并填写好身份信息，才可有权限使用网页并查看相关用电信息等。学生身份信息，比如包括：姓名、身份证号、手机号、学号等。

结合图1-2所示，用电监控装置1，包括：第一微处理器10和分别与第一微处理器10块连接的刷卡模块6、用电计量模块7、第一通信模块11和继电器9，继电器9与校园宿舍内电源插座17电连接。

刷卡模块6为RFID读写装置，用于读取学生卡卡内的RFID电子标签。RFID电子标签内储存有对应学生的身份信息、宿舍信息、用电数据、宿舍用电数据。

用电计量模块7为HLW8012模块，用于监测用电信息并提供物理地址信息，监测用电信息包括对电量、电压、电流、功率的监测采集。第一通信模块11采用的Zigbee模块芯片为CC2530的无线通信DL＿20模块，用于向宿舍用电管理平台发送读取的RFID电子标签和监测的用电数据信息。

第一微处理器10通过第一通信模块11向宿舍用电管理平台发送RFID电子标签信息、监测的用电信息和物理地址信息，并用于控制继电器9实现通断电。第一微处理器10可选为STM32F103C8T6单片机。

当学生用电时，如图2，用电监控装置1安装在书桌插座17处，具有定位功能，能够获取用电学生、该学生用电数据、学生所在宿舍的数据信息，数据信息实时发送至宿舍用电管理平台，并可在宿舍用电管理平台上获取相关数据分析图。学生通过刷卡，使用电监控装置1读取学生卡内RFID电子标签信息识别学生身份，并将识别信息发送到宿舍用电管理平台。RFID电子标签内储存有对应学生的身份信息、学生所在宿舍信息、该学生用电数据、所在宿舍用电数据。

其中学生通过刷卡使用电监控装置1供电有三种方式，在具体实施例中可以选择以下任意一种：

第一种：学生通过在刷卡模块6第一次刷卡实现供电，学生离开时再次在刷卡模块6刷卡，用电监控装置1停止供电和计费。

第二种：学生通过在刷卡模块6第一次刷卡实现供电，供电期间用电监控模块1中的用电计量模块7实时监控用电数据。当用电计量模块7监测到用电功率数据为零，且超过预设时间，用电监控模块1自动停止供电和计费。其中预设时间可以是60秒、90秒或120秒等，可以根据自身具体需求设定，本公开实施例不做具体限制。

第三种：刷卡模块6上包含卡槽，使学生卡固定在刷卡模块6上。学生要用电时，将学生卡放在卡槽内实现供电，学生离开时，取走卡槽中的学生卡，用电监控装置1停止供电和计费。

宿舍用电管理平台接收用电监控模块1发送的识别信息，进行验证；验证识别信息正确后，向用电监控装置1返回验证信息正确。用电监控装置1接收到所述宿舍用电管理平台验证信息正确后，控制插座17通电，并实时监测记录用电数据信息，发送到宿舍用电管理平台.

使用宿舍用电管理平台，需要管理人员与学生在网页3注册账号并填写身份信息，登录后查看信息。身份信息可包括姓名、身份证号、手机号、工号或学号。云数据库2存储学生的身份信息、宿舍信息、对应学生的用电数据，学生在网页3查看所在宿舍用电数据，管理人员在网页3查看各宿舍用电数据、数据分析图表、异常用电数据、学生用电数据。

在一实施例中，如图2，用电监控装置1还包括：报警灯8。当出现用电异常数据超过3秒，学生宿舍用电监控装置1的警报灯8会亮起提醒学生违规使用电器，并且在宿舍用电管理平台后台网页3上另外显示出该用电数据对应的学生、宿舍、用电数据，以便管理员进行实地排查。当出现异常数据15秒时，第一微处理器10将控制继电器9断开，以避免事故的发生。

如图3所示为用电监控装置采集监测数据的流程图；如图4，当用电监控装置监测到数据异常，且超过第一预设时间时，则控制报警灯闪亮；当超过第二预设时间时，则控制继电器断开，实现断电操作。

在一具体实施例中，当发生火灾时，火灾监测报警装置5安装在学生宿舍内部，如图1、图2所示；可用于在火灾发生的第一时间将火灾检测出来并发送报警信息，并将报警信息发送到宿舍用电管理平台。

其中，火灾监测报警装置5，包括：第二微处理器16以及分别与第二微处理器16连接的传感器模块12、第二通信模块13、报警模块14和蜂鸣器模块15。

该传感器模块12包括烟雾传感器18、CO传感器19、红热传感器20，分别用于收集烟雾、气体、温度的数据。第二微处理器16比如为CC2530射频模块，用于对传感器数据进行整合及处理。报警模块14为Air202模块，可用于将火灾信息发送给学生及相关消防部门。

如图3、图4，传感器模块12接收到火灾信号的烟雾、气体、温度数据，通过第二微处理器16进行多时刻的数据融合，若超过设定值范围，将传感器收集的数据通过第二通信模块发送至宿舍用电管理平台，为了排除人为或者误差因素，在服务器端对异常数据进行高斯滤波模型处理；若处理后数据超过预设值，则蜂鸣器模块15立刻响起，报警模块14立刻发送报警短信。报警模块14即Air202模块，立刻将火灾信息发送给相关消防部门。

第一通信模块11和第二通信模块13均搭载物联网卡模块，可以实现与宿舍管理平台中服务器4的数据交换，比如服务器4采用的是阿里云服务器，云数据库2采用的是云端数据库，并部署在阿里云服务器。

基于上述校园宿舍用电安全隐患排查系统，本发明还提供了一种校园宿舍用电安全隐患排查方法，该方法包括：

S1：将学生相关身份信息录入宿舍用电管理平台；

S2：当学生刷卡用电时，通过安装在插座17处的用电监控装置1读取学生卡内RFID电子标签信息识别学生身份，并将识别信息发送到宿舍用电管理平台，宿舍用电管理平台对识别信息进行验证，验证所述识别信息正确后，向所述用电监控装置1返回验证信息正确。

S3：用电监控装置1接收到宿舍用电管理平台验证信息正确后，控制插座17通电，并实时监测记录用电数据信息，发送到宿舍用电管理平台。

S4：当火灾监测报警装置5监测到校园宿舍内环境信息异常时，发送至宿舍用电管理平台。

S5：宿舍用电管理平台对所述环境信息进行处理，判断处理后信息超过预设阈值时，则向火灾监测报警装置5发出警报指令。

火灾监测报警装置5安装在学生宿舍内部，用于在火灾发生的第一时间将火灾检测出来并发送报警信息；并将所述报警信息发送到宿舍用电管理平台。

步骤S3还包括：当用电监控装置1监测到用电信息异常且查过第一预设时间时，控制所述报警灯8开启；当第一微处理模块10确定用电信息异常且查过第二预设时间时，控制所述继电器9断开。

步骤S5包括：

S51、火灾监测报警装置5对传感器收集的数据进行整合及处理，当传感器模块12收集的数据超过设定值范围时，发送至宿舍用电管理平台。

S52、宿舍用电管理平台对传感器模块12收集的数据进行高斯滤波模型处理，当处理后的属于超过预设阈值时，则向火灾监测报警装置5发出警报指令；

S53、火灾监测报警装置5控制蜂鸣器15发出声音警报，并通过报警模块14向消防部门发送报警信息。

本实施例中，通过软、硬件结合的方式，对在校园宿舍安全用电进行全方位、全平台的信息化管理，规范宿舍用电的合理使用，避免违规使用带来的安全隐患。

本发明的一种校园宿舍用电安全隐患排查系统及方法，通过软件和硬件相结合的方式，基于物联网技术、射频识别技术、无线通信技术，一方面对校园宿舍用电情况进行定位监控，聚焦异常数据，对出现异常数据宿舍进行排查避免因违规用电导致火灾危害人身安全，另一方面，第一时间将火灾信息发送给学生及相关警务人员，保证学生第一时间进行逃生，消防部门第一时间进行救助工作，减小因火灾带来的损失。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种校园宿舍用电安全隐患排查系统，其特征在于：包括：用电监控装置、宿舍用电管理平台和火灾监测报警装置；

所述用电监控装置安装在校园宿舍内与宿舍内电源插座电连接，通过读取RFID电子标签信息识别学生身份，并将识别信息发送到所述宿舍用电管理平台；

所述宿舍用电管理平台对所述识别信息进行验证；验证所述识别信息正确后，向所述用电监控装置返回验证信息正确；

所述用电监控装置接收到所述宿舍用电管理平台验证信息正确后，控制插座通电，并实时监测记录用电数据信息，发送到所述宿舍用电管理平台；

所述火灾监测报警装置安装在校园宿舍内部，用于监测校园宿舍内环境信息；当所述环境信息异常时，发送至所述宿舍用电管理平台；

所述宿舍用电管理平台对所述环境信息进行处理，判断处理后信息超过预设阈值时，则向所述火灾监测报警装置发出警报指令。

2.根据权利要求1所述的一种校园宿舍用电安全隐患排查系统，其特征在于：所述用电监控装置，包括：第一微处理器和分别与第一微处理器连接的刷卡模块、用电计量模块、第一通信模块和继电器；所述继电器与宿舍内电源插座电连接；

所述刷卡模块为RFID读写装置，用于读取学生卡卡内的RFID电子标签；所述RFID电子标签内储存有对应学生的身份信息、宿舍信息、用电数据、宿舍用电数据；

所述用电计量模块用于监测用电信息并提供物理地址信息；

所述第一微处理器通过所述第一通信模块向所述宿舍用电管理平台发送RFID电子标签、监测的用电信息和物理地址信息，并用于控制继电器实现通断电。

3.根据权利要求1所述的一种校园宿舍用电安全隐患排查系统，其特征在于：所述用电监控装置还包括：与所述第一微处理器连接的报警灯；当所述第一微处理器确定所述用电信息异常且超过第一预设时间时，控制所述报警灯开启；

当所述第一微处理器确定所述用电信息异常且超过第二预设时间时，控制所述继电器断开。

4.根据权利要求2所述的一种校园宿舍用电安全隐患排查系统，其特征在于：所述第一微处理器为STM32F103C8T6单片机。

5.根据权利要求2所述的一种校园宿舍用电安全隐患排查系统，其特征在于：所述用电计量模块为HLW8012模块，用于实现对电量、电压、电流、功率的采集功能。

6.根据权利要求2所述的一种校园宿舍用电安全隐患排查系统，其特征在于：所述第一通信模块为Zigbee模块；所述Zigbee模块芯片为CC2530的无线通信DL＿20模块，用于向所述宿舍用电管理平台发送读取的RFID电子标签内信息和监测的用电数据信息。

7.根据权利要求1所述的一种校园宿舍用电安全隐患排查系统，其特征在于：所述火灾监测报警装置，包括：第二微处理器以及分别与所述第二微处理器连接的传感器模块、第二通信模块、报警模块和蜂鸣器模块；

所述传感器模块包括烟雾传感器、CO传感器和红热传感器，分别用于收集烟雾、气体、温度的数据；

所述第二微处理器对传感器收集的数据进行整合及处理，当传感器收集的数据超过设定值范围时，将所述传感器收集的数据通过第二通信模块发送至所述宿舍用电管理平台；

所述宿舍用电管理平台对所述传感器收集的数据进行高斯滤波模型处理，当处理后的超过预设阈值时，则向第二微处理器发出警报指令；

所述第二微处理器控制蜂鸣器发出声音警报，其通过报警模块向消防部门发送报警信息。

8.一种校园宿舍用电安全隐患排查方法，其特征在于：使用如权利要求1-7任一项所述的系统，该方法包括：

S1：将学生相关身份信息录入宿舍用电管理平台；

S2：当学生刷卡用电时，通过安装在插座处的用电监控装置读取学生卡内RFID电子标签信息识别学生身份，并将识别信息发送到所述宿舍用电管理平台；所述宿舍用电管理平台对所述识别信息进行验证；验证所述识别信息正确后，向所述用电监控装置返回验证信息正确；

S3：所述用电监控装置接收到所述宿舍用电管理平台验证信息正确后，控制插座通电，并实时监测记录用电数据信息，发送到所述宿舍用电管理平台；

S4：当火灾监测报警装置监测到校园宿舍内环境信息异常时，发送至所述宿舍用电管理平台；

S5：所述宿舍用电管理平台对所述环境信息进行处理，判断处理后信息超过预设阈值时，则向所述火灾监测报警装置发出警报指令。

9.根据权利要求8所述的一种校园宿舍用电安全隐患排查方法，其特征在于：所述步骤S3还包括：当所述用电监控装置监测到所述用电信息异常且查过第一预设时间时，控制所述报警灯开启；当所述第一微处理器确定所述用电信息异常且查过第二预设时间时，控制所述继电器断开。

10.根据权利要求8所述的一种校园宿舍用电安全隐患排查方法，其特征在于：所述步骤S5包括：

所述火灾监测报警装置对传感器收集的数据进行整合及处理，当传感器收集的数据超过设定值范围时，发送至所述宿舍用电管理平台；

所述宿舍用电管理平台对所述传感器收集的数据进行高斯滤波模型处理，当处理后的属于超过预设阈值时，则向所述火灾监测报警装置发出警报指令；

所述火灾监测报警装置控制蜂鸣器发出声音警报，并通过报警模块向消防部门发送报警信息。

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