CN203745878U - 基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置，包括宿舍楼主机和若干个宿舍分机，宿舍楼主机包括计算机和Zigbee无线传感器网络单元，宿舍分机包括有电流检测模块，A/D转换模块，单片机和控制模块，电流检测模块与A/D转换模块连接，A/D转换模块与单片机的输入端连接，控制模块连接于单片机的输出端，该计算机通过Zigbee无线传感器网络单元与单片机进行双向数据传送。本实用新型的有益效果是：当某一宿舍违规用电时宿舍分机可自动切断该宿舍的电源，并将该违规记录发送宿舍楼主机存储，方便宿舍管理员的管理；还可自动定时关闭和开启各宿舍电源，无需宿舍管理人员操作，智能化管理，较为灵活。

Description

基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种控制装置，尤其涉及一种用于集体宿舍供电的供电管理控制装置。 

背景技术

现有的学校或企业的集体宿舍普遍存在违章使用电器的情况，造成火灾事故频发，对个人及学校或企业带来巨大的损失。因此，为了避免因宿舍人员使用大功率用电器而造成宿舍发生火灾的问题，现集体宿舍用电管理的方式是在每一宿舍的总开关上均安装一测量用电器功率的测量控制器，和在交流电布线时设置一控制各宿舍灯光的电源控制开关，即，当用电器超过规定功率时测量控制器可以自动切断电源，进行断电保护，以防火灾发生；但是，该控制管理方法并不能把宿舍违规用电的形为告知宿舍管理员，使宿舍管理员无法记录该宿舍的违规情况，这样不便于宿舍管理员掌握各宿舍的用电情况；同时，宿舍灯及插座的开启与关闭需管理人员定时控制总的电源控制开关；由此可知，现集体宿舍的用电管理方法较为落后且灵活性较差。 

有鉴于此，本发明人对集体宿舍用电管理方法所存在的问题进行了深入研究，遂于本案产生。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于物联网的集体宿舍供电管理控制装 置，其可解决现有集体宿舍用电管理方法所存在的宿舍管理员无法得知和记录每一宿舍的违规情况，无法自动控制宿舍灯亮灭，管理方式落后，且灵活性较差的问题。 

本实用新型的技术方案是这样的：一种基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置，包括安装在宿舍楼管理室内的宿舍楼主机和若干个分别安装在各宿舍内的宿舍分机，上述宿舍楼主机包括计算机和Zigbee无线传感器网络单元，上述Zigbee无线传感器网络单元包括Zigbee无线传感器节点模块和若干个Zigbee无线传感器汇节点模块，各上述Zigbee无线传感器汇节点模块与上述Zigbee无线传感器节点模块之间通过无线形式进行通信，上述Zigbee无线传感器节点模块与上述计算机进行双向数据传送，上述Zigbee无线传感器汇节点模块与上述宿舍分机相对应设置；上述宿舍分机包括有安装在宿舍供电总线上的电流检测模块，A/D转换模块，单片机和控制宿舍总电源断开或闭合的、与宿舍总电源电连接的控制模块，上述电流检测模块的输出端与上述A/D转换模块的输入端连接，上述A/D转换模块的输出端与上述单片机的输入端连接，上述控制模块连接于上述单片机的输出端，上述Zigbee无线传感器汇节点模块与上述单片机双向连接。 

上述计算机具有USB接口，上述计算机通过此USB接口与上述Zigbee无线传感器节点模块进行数据传送。 

上述控制模块包括主继电器和若干个分继电器，上述主继电器的输入端与上述单片机的输出端连接，各上述分继电器的输入端分别与上述主继电器的输出端电连接，上述分继电器的总数量与宿舍灯泡和宿舍电源插座的总和相同，各上述分继电器的输出端分别与宿舍灯泡和宿舍电源插座一一相对应电连接。 

上述宿舍分机还包括有可感应人体的人体红外感应模块，可发出报警声的报警模块，可显示时钟的时钟模块，及可显示单片机信息的液晶显示模 块；上述人体红外感应模块安装在门框上，上述人体红外感应模块与上述单片机的输入端相连接，上述报警模块、时钟模块和液晶显示模块分别与上述单片机的输出端相连接，上述时钟模块为其型号是DS1302的时钟芯片，上述液晶显示模块为LCD12864液晶显示模块。 

上述计算机的输出端设有一GSM模块，上述计算机通过串行口与上述GSM模块双向连接，上述计算机通过上述GSM模块与管理人员手机进行数据传送。 

上述Zigbee无线传感器网络单元的型号为DRF1650H，上述单片机与上述Zigbee无线传感器汇节点模块之间和上述计算机与上述Zigbee无线传感器节点模块之间均连接有一电平转换模块。 

上述电流检测模块为其型号是ACS712ELCTR-05B-T的电流检测芯片，上述A/D转换模块为其型号是PCF8591的A/D转换芯片。 

采用上述技术方案后，本实用新型的基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置，使用时，通过各宿舍的电流检测模块分别对各宿舍供电总线上的电流值进行采集，采集到的电流数据经A/D转换模块传送到单片机，单片机接收到该数据后进行比较、判断处理，若处理后的数据属于宿舍违规用电的数据时单片机一方面通过控制模块自行切断该宿舍电源，另一方面将处理数据发送至Zigbee无线传感器汇节点模块，再由Zigbee无线传感器节点将该宿舍的违规用电数据发送至计算机内，由计算机将该宿舍违规用电情况进行记录、存储；同时，通过计算机设定各宿舍电源关闭和开启时间，当宿舍电源关闭和开启时间到过时计算机向Zigbee无线传感器节点发送控制指令，各Zigbee无线传感器汇节点模块接收此控制指令，并发送到各宿舍分机的单片机，单片机接收到此控制指令后经控制模块自行切断该宿舍电源。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：当某一宿舍违规用电时宿舍分机可自动切断该宿舍的电源，并将该违规记录发送宿舍楼 主机存储，使宿舍管理员可全面掌握各宿舍违规用电的记录，方便宿舍管理员的管理；同时还可自动定时关闭和开启各宿舍电源，无需宿舍管理人员操作，智能化管理，较为灵活，并无需大规格布线，节省了大量人工投入，建设成本低，网络稳定性好，实用性强。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图； 

图2为宿舍楼主机的电路原理框图； 

图3为宿舍分机的电路原理框图； 

图4为单片机与Zigbee无线传感器汇节点模块的连接图； 

图5为电流检测模块电路图； 

图6为电流检测模块与单片机的连接电路图； 

图7为单片机与时钟模块的连接电路图； 

图8为单片机与液晶显示模块的连接电路图； 

图9为控制模块的连接图； 

图10为计算机的原理框图。 

图中： 

宿舍楼主机      100     计算机       11 

Zigbee无线传感器网络单元             12 

Zigbee无线传感器节点模块             121 

Zigbee无线传感器汇节点模块           122 

GSM模块         13       宿舍分机    200 

电流检测模块    21       A/D转换模块 22 

单片机          23       控制模块    24 

主继电器           241      分继电器     242 

人体红外感应模块   25       报警模块     26 

时钟模块           27       液晶显示模块 28 

键盘模块           29 

宿舍灯泡           301      宿舍电源插座 302 

管理人员手机       400      电平转换模块 500 

具体实施方式

本实用新型的一种基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置，如图1-10所示，包括安装在宿舍楼管理室内的宿舍楼主机100和若干个分别安装在各宿舍内的宿舍分机200，该宿舍楼主机100包括计算机11和Zigbee无线传感器网络单元12，该计算机11具有USB接口，该Zigbee无线传感器网络单元12包括Zigbee无线传感器节点模块121和若干个Zigbee无线传感器汇节点模块122，各Zigbee无线传感器汇节点模块122通过GPRS通信协议与Zigbee上述无线传感器节点模块121之间通过无线形式进行通信，该Zigbee无线传感器节点模块121通过USB接口与计算机11进行双向连接，实现数据双向传送，该Zigbee无线传感器汇节点模块122与宿舍分机200一一相对应设置，该计算机1具有宿舍管理模块，用于记录宿舍信息(如宿舍楼号、编号和电话)，学生管理模块，用于记录学生个人信息(如学生学生和联系方式)，用电信息模块，用于负责记录各个宿舍的用电情况和防盗信息；数据备份模块，用于负责将系统中的所有数据进行备份或还原，及系统锁定模块，用于防止非相关人员误操作或关闭系统。 

所述的宿舍分机200包括有安装在宿舍供电总线上的电流检测模块21，A/D转换模块22，单片机23，和控制宿舍总电源断开或闭合的、与宿舍总 电源电连接的控制模块24，该电流检测模块21的输出端与A/D转换模块22的输入端连接，该电流检测模块21为其型号是ACS712ELCTR-05B-T的电流检测芯片，其可检测宿舍总供电线上的电流值，该A/D转换模块22的输出端通过I2C总线与单片机23的输入端数据传送连接，该A/D转换模块为其型号是PCF8591的A/D转换芯片，其可将电流检测模块输出的数据转换为数字量发送至单片机23中，该Zigbee无线传感器汇节点模块122与该单片机23双向连接，该控制模块24连接于该单片机23的输出端，此单片机23可对A/D转换模块输送来的数据信息进行判断处理，该控制模块24包括主继电器241和若干个分继电器242，主继电器241的输入端与单片机23的输出端连接，各分继电器242的输入端分别与主继电器241的输出端电连接，分继电器241的总数量与宿舍灯泡301和宿舍电源插座302的总和相同，各分继电器241的输出端分别与宿舍灯泡301和宿舍电源插座302一一相对应电连接，通过总继电器241来实现对宿舍供电的智能控制，并通过分继电器241使宿舍人员可自动控制宿舍灯炮301和宿舍电源插座302工作。 

本实用新型的基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置，使用时，通过各宿舍的电流检测模块21分别对各宿舍供电总线上的电流值进行采集，采集到的电流数据经A/D转换模块22传送到单片机23，单片机23接收到该数据后进行比较、判断处理，若处理后的数据属于宿舍违规用电的数据时单片机23一方面通过主继电器241自行切断该宿舍电源，另一方面将处理数据发送至Zigbee无线传感器汇节点模块122，再由Zigbee无线传感器节点121将该宿舍的违规用电数据发送至计算机11内，由计算机11将该宿舍违规用电情况进行记录、存储；同时，通过计算机11设定各宿舍电源关闭和开启时间，当宿舍电源关闭和开启时间到过时计算机11向Zigbee无 线传感器节点121发送控制指令，Zigbee无线传感器节点121向各Zigbee无线传感器汇节点模块122发出控制指令，各Zigbee无线传感器汇节点模块122接收此控制指令，并发送到各宿舍分机200的单片机23，单片机23接收到此控制指令后控制主继电器241断开或闭合，此时宿舍的总电源相应切断或闭合。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：当某一宿舍违规用电时单片机23可自动切断该宿舍的电源，并将该违规记录发送计算机11中存储，使宿舍管理员在计算机11上直接查看各宿舍的违规用时情况，方便宿舍管理员全面掌握各宿舍违规用电的记录，给宿舍管理员的管理带来方便；同时还可自动定时关闭和开启各宿舍电源，无需宿舍管理人员操作，智能化管理，较为灵活，并无需大规格布线，节省了大量人工投入，建设成本低，网络稳定性好，实用性强。 

本实用新型中，该宿舍分机200还包括有可感应人体的人体红外感应模块25，可发出报警声的报警模块26，可显示时钟的时钟模块27，及可显示单片机信息的液晶显示模块28；人体红外感应模块25安装在门框上，人体红外感应模块25与单片机23的输入端相连接，报警模块26、时钟模块27和液晶显示模块28分别与单片机23的输出端相连接，时钟模块27为其型号是DS1302的时钟芯片，液晶显示模块28为LCD12864液晶显示模块；这样，当有人进入宿舍时人体红外感应模块25会受触发，给单片机23发出触发信号，单片机23根据此触发信号进行判断处理，若进入宿舍的人并非是本宿舍人员时单片机23会发出报警信号经报警模块26，报警模块26发出报警声，起到防盗作用，同时单片机23会将此一处理信号发送给计算机11存储，由计算机11记录宿舍的每一次外人入侵情况；同时，通过时钟模块27可为宿舍人员提供精确的时间，液晶显示模块可显示宿舍当前电流值，是否有超流现象和定时熄灯功能是否启动或关闭。 

本实用新型中，该计算机11的输出端还设有一GSM模块13，该计算机11通过串行口与GSM模块13双向连接，计算机11通过GSM模块13与管理人员手机400进行数据传送，这样，管理人员可通过手机进行远程报警、远程控制和远程监控，更进一步地给管理人员的管理带来方便。 

本实用新型中，该Zigbee无线传感器网络单元的型号为DRF1650H，该DRF1650H的Zigbee无线传感器网络单元具有Zigbee协议的全部优点外还具有可靠串口数据透明传统的功能，使计算机11与单片机23之间的数据传送更为可靠，因DRF1650H的工作电压为3.3V，则单片机23与Zigbee无线传感器汇节点模块122之间和计算机11与Zigbee无线传感器节点模块121之间均连接有一电平转换模块500，以实现单片机23与Zigbee无线传感器汇节点模块122和计算机11与Zigbee无线传感器节点模块121的连接。 

本实用新型中，该单片机23的输入端还连接有键盘模块29，通过此键盘模块29与各分继电器242的配合使宿舍人员能够自动设定关闭和开启宿舍电源的时间，较人性化设计。 

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。 

Claims (7)

1.一种基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置，其特征在于：包括安装在宿舍楼管理室内的宿舍楼主机和若干个分别安装在各宿舍内的宿舍分机，上述宿舍楼主机包括计算机和Zigbee无线传感器网络单元，上述Zigbee无线传感器网络单元包括Zigbee无线传感器节点模块和若干个Zigbee无线传感器汇节点模块，各上述Zigbee无线传感器汇节点模块与上述Zigbee无线传感器节点模块之间通过无线形式进行通信，上述Zigbee无线传感器节点模块与上述计算机进行双向数据传送，上述Zigbee无线传感器汇节点模块与上述宿舍分机相对应设置；上述宿舍分机包括有安装在宿舍供电总线上的电流检测模块，A/D转换模块，单片机和控制宿舍总电源断开或闭合的、与宿舍总电源电连接的控制模块，上述电流检测模块的输出端与上述A/D转换模块的输入端连接，上述A/D转换模块的输出端与上述单片机的输入端连接，上述控制模块连接于上述单片机的输出端，上述Zigbee无线传感器汇节点模块与上述单片机双向连接。 

2.根据权利要求1所述的基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置，其特征在于：上述计算机具有USB接口，上述计算机通过此USB接口与上述Zigbee无线传感器节点模块进行数据传送。 

3.根据权利要求1所述的基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置，其特征在于：上述控制模块包括主继电器和若干个分继电器，上述主继电器的输入端与上述单片机的输出端连接，各上述分继电器的输入端分别与上述主继电器的输出端电连接，上述分继电器的总数量与宿舍灯泡和宿舍电源插座的总和相同，各上述分继电器的输出端分别与宿舍灯泡和宿舍电源插座一一相对应电连接。 

4.根据权利要求1所述的基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置，其特征在于：上述宿舍分机还包括有可感应人体的人体红外感应模块，可 发出报警声的报警模块，可显示时钟的时钟模块，及可显示单片机信息的液晶显示模块；上述人体红外感应模块安装在门框上，上述人体红外感应模块与上述单片机的输入端相连接，上述报警模块、时钟模块和液晶显示模块分别与上述单片机的输出端相连接，上述时钟模块为其型号是DS1302的时钟芯片，上述液晶显示模块为LCD12864液晶显示模块。 

5.根据权利要求1所述的基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置，其特征在于：上述计算机的输出端设有一GSM模块，上述计算机通过串行口与上述GSM模块双向连接，上述计算机通过上述GSM模块与管理人员手机进行数据传送。 

6.根据权利要求1所述的基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置，其特征在于：上述Zigbee无线传感器网络单元的型号为DRF1650H，上述单片机与上述Zigbee无线传感器汇节点模块之间和上述计算机与上述Zigbee无线传感器节点模块之间均连接有一电平转换模块。 

7.根据权利要求1所述的基于物联网的集体宿舍供电管理控制装置，其特征在于：上述电流检测模块为其型号是ACS712ELCTR-05B-T的电流检测芯片，上述A/D转换模块为其型号是PCF8591的A/D转换芯片。