CN209471356U - 一种教室智能用电控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种教室智能用电控制系统，包括控制模块、检测模块、动态自动跟随无功功率补偿模块和用电设备,控制模块用于接收检测模块传输的检测参数并对输出端的用电设备进行控制；检测模块包括人数检测单元、光强度检测单元和温湿度检测单元，用于检测室内人数、室内光照参数、温度参数和湿度参数；检测模块与控制模块的输入端相连；动态自动跟随无功功率补偿模块与控制模块的输出端相连，用于对无功功率进行动态自动跟踪补偿，实时均衡三相负荷用电。本系统可以使教室用电更加节能，高效。

Description

一种教室智能用电控制系统

技术领域

本实用新型属于智能化控制技术领域，具体涉及一种教室智能用电控制系统。

背景技术

后关闭，但由于教室数量多，每个教室的使用功能也各有不同，使得管理员无法对每个教室做到实时控制，时常出现教室无人或者只有一两个人,照明灯、风扇、空调却全开的现象,造成能源的大量浪费；由于教室用电设备大多数是单相用电设备，有时候会完全只用A相电或者B相电，导致三相用电不均匀，轻则会降低线路和配电变压器的供电效率，重则会因重负荷相超载过多，造成某相导线烧断，开关器件烧坏甚至配电变压器单相烧毁等严重后果。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种教室智能用电控制系统，使教室用电根据人数的多少及室内温度、湿度来调节用电量，以及平衡三相用电，达到整体节能目的。

为了解决上述问题，本实用新型的一种教室智能用电控制系统包括控制模块、检测模块、动态自动跟随无功功率补偿模块和用电设备,其中：

所述控制模块用于接收检测模块传输的检测参数并对输出端的用电设备进行控制；

所述检测模块包括人数检测单元、光强度检测单元和温湿度检测单元，用于检测室内人数、室内光照参数、温度参数和湿度参数；检测模块与控制模块的输入端相连；

所述动态自动跟随无功功率补偿模块与控制模块的输出端相连，用于对无功功率进行动态自动跟踪补偿，实时均衡三相负荷用电。

所述用电设备与控制模块的输出端相连。

进一步地，所述控制模块包括STM32系列单片机。

进一步地，所述人数检测单元为E3C-S10欧姆龙分离式光电传感器。

进一步地，所述光强度检测单元包括HA200光照传感器。

进一步地，所述温湿度检测单元包括DHT11数字温湿度传感器。

进一步地，所述无功功率补偿模块为静止同步补偿器。

进一步地，所述用电设备包括灯具、空调、风扇中的至少一个。

本实用新型的技术效果是：

通过检测模块检测教室人数、光照强度、室内温度和湿度，将这些参数送到控制模块，控制模块对教室内的照明灯、空调、风扇进行选择性调控，达到节能目的，用自动跟随无功功率补偿模块可以平衡三相用电负荷，减少线路损耗，以提高能源利用率，整体实现节能目的。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的教室智能用电系统的结构框图

图2为本实用新型的一个实施例的控制模块电路原理图

图3为本实用新型的一个实施例的人数检测单元电路原理图

图4为本实用新型的一个实施例的光强度检测单元电路原理图

图5为本实用新型的一个实施例的温湿度检测单元电路原理图

图6为本实用新型的一个实施例的无功功率补偿及三相均衡用电模块电路原理图

图中，10-控制模块,20-检测模块,201-人数检测单元，,202-光强度检测单元,203-温湿度检测单元,30-动态自动跟随无功功率补偿模块,40-用电设备,401-灯具,402-空调,403-风扇。

具体实施方式

如图1所示，一种教室智能用电控制系统包括控制模块10、检测模块20、动态自动跟随无功功率补偿模块30和用电设备40,其中,控制模块10用于接收检测模块20传输的检测参数并对输出端的用电设备40进行控制；检测模块包括人数检测单元201、光强度检测单元202和温湿度检测单元203，用于检测室内人数、室内光照参数、温度参数和湿度参数；检测模块20与控制模块10的输入端相连；功率补偿模块30与控制模块10的输出端相连，用于对无功功率进行动态自动跟踪补偿，实时均衡三相负荷用电。用电设备(40)与控制模块(10)的输出端相连，用电设备包括灯具401、空调402、风扇403中的至少一个。

如图2所示，控制模块10包括STM32系列单片机最小系统、灯光控制引出单元、检测控制引入单元及无功功率补偿引出单元，单片机控制系统选用STM32系列的STM32F101单片机，STM32F101最小系统包括晶振电路、复位电路和SW程序调试接口电路。晶振电路主要为系统工作提供所需要的时钟、通过初始化配置STM32F101内部的时钟寄存器，可将外部时钟频率倍频到36MHZ；复位电路主要用于防止数据采集器程序跑飞或者死机时手动复位，同时在程序内部加入看门狗复位，程序在正常运行时正常喂狗，而当程序跑飞时数据采集器也可自动完成复位，使程序重新执行；SW程序调接口电路，主要用于开发人员对STM32F101进行编程和在线仿真调试，完成数据采集器的软件设计。由于STM32F101性价比较高，片内集成资源丰富，在设计数据采集器时可大大简化外部硬件电路设计；单片机STM32F101的26、27、28、55、56、57、58、59、61号引脚通过引出端口与教室内的灯具相连；单片机STM32F101的36号引脚通过引出端口与人数检测模块相连，单片机STM32F101的35号引脚通过端口与光强度检测模块相连，单片机STM32F101的34号引脚通过端口与温湿度检测模块相连，用于接收检测信号；单片机STM32F101的39、38、37号引脚通过端口分被与三相电源的A、B、C三相接入口相连，用于动态平衡三相用电负荷。

如图3所示，人数检测单元201，选用E3C-S10欧姆龙分离式光电传感器，由红外对射管和光敏电阻组成，红外线发射二极管在一侧，而红外线光敏二极管在另一侧，构成对射式检测方式，可将检测距离扩大到5米外，有效的避免太阳光干扰，接收信号通过放大器，将信号传回单片机，由单片机进行计数。

如图4所示，光强度检测单元202，选用HA2003光照传感器，通过光电转换模块，将光照强度值转换为响应电压信号，通过单片机内部AD/DA转换，对电灯开关进行控制。

如图5所示，温湿度检测单元203的温湿度检测采用DHT11数字温湿度传感器，它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，集成有专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。

如图6所示，动态自动跟随无功功率补偿模块(30)采用就地补偿的原理，使用由电压源逆变器结构和PWM控制技术组成的DSTATCOM装置。负荷的无功电流分量与静止同步补偿器发出的无功电流作比较，所得电流误差由调节器生成PWM调制波信号，通过PWM发生器产生PWM信号去控制逆变器的工作状态，实现对三相电路的动态自动跟踪无功补偿。同时由单片机进行检测变压器低压出口处电压、电流大小，在用电负荷高峰期及时调整用电负荷，使每相上的感性、容性和阻性负载在时间和顺序上合理分配，尽量做到三相用电负荷平衡。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种教室智能用电控制系统，其特征在于：包括控制模块(10)、检测模块(20)、动态自动跟随无功功率补偿模块(30)和用电设备(40),其中，

所述控制模块(10)用于接收检测模块(20)传输的检测参数并对输出端的用电设备(40)进行控制；

所述检测模块(20)包括人数检测单元(201)、光强度检测单元(202)和温湿度检测单元(203)，用于检测室内人数、室内光照参数、温度参数和湿度参数；检测模块(20)与控制模块(10)的输入端相连；

所述动态自动跟随无功功率补偿模块(30)与控制模块(10)的输出端相连，用于对无功功率进行动态自动跟踪补偿，实时均衡三相负荷用电；

所述用电设备(40)与控制模块(10)的输出端相连。

2.根据权利要求1所述的教室智能用电控制系统，其特征在于：所述控制模块(10)包括STM32系列单片机。

3.根据权利要求1所述的教室智能用电控制系统，其特征在于：所述人数检测单元(201)为E3C-S10欧姆龙分离式光电传感器。

4.根据权利要求1所述的教室智能用电控制系统，其特征在于：所述光强度检测单元(202)包括HA200光照传感器。

5.根据权利要求1所述的教室智能用电控制系统，其特征在于：所述温湿度检测单元(203)包括DHT11数字温湿度传感器。

6.根据权利要求1所述的教室智能用电控制系统，其特征在于：所述动态自动跟随无功功率补偿模块(30)为静止同步补偿器。

7.根据权利要求1所述的教室智能用电控制系统，其特征在于：所述用电设备包括灯具(401)、空调(402)、风扇(403)中的至少一个。