CN212992365U - 一种基于物联网的智慧开关控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种基于物联网的智慧开关控制系统，特别适用于学生集体宿舍及其它一些公共场所的用电管理。本实用新型由蓝牙信号扫描模块、红外感应模块、电能数据采集模块、隔离模块、主控制器、继电器模块、声音提示模块、无线通信模块、云服务器组成。通过绑定具体用户和对控制范围内移动人员的监控来判断控制范围内是否有人，以及通过实时采集所控范围内的用电数据作为供电开关的开关依据。还可通过无线移动网络和云服务器进行供电的远程网络化管理和大数据分析。可有效避免学生集体宿舍无人时有大电流的情况发生，为学校安全用电提供保障，既符合我国的节能减排的国策，也顺应了智慧城市的趋势。

Description

一种基于物联网的智慧开关控制系统

技术领域

本实用新型属于物联网控制技术领域，尤其涉及一种基于物联网的智慧开关控制系统。

背景技术

目前物联网技术的应用已非常成熟，将物联网技术应用于高校宿舍的用电及人员统计管理，可大大提高管理的效率，杜绝因宿舍无人时大电流用电而引发的火灾发生。同时也可利用物联网技术智慧化管理学生宿舍用电量，达到节约用电的目的。也为教学管理部门管理学生提供了一个新的平台。

实用新型内容

本实用新型所要解决的主要技术问题是：如何准确判断被监控的范围是否需要供电，并进一步节约用电且杜绝因宿舍无人时大电流用电而引发的火灾发生。

本实用新型的技术方案为一种基于物联网的智慧开关控制系统，其特征在于，包括：

蓝牙信号扫描模块、红外感应模块、电能数据采集模块、隔离模块、主控制器、继电器模块、声音提示模块、无线通信模块、云服务器；

所述主控制器分别与所述的蓝牙信号扫描模块、红外感应模块、继电器模块、隔离模块、无线通信模块、声音提示模块通过有线方式依次连接；所述隔离模块与所述电能数据采集模块通过有线方式连接；所述无线通信模块与所述云服务器通过无线方式连接。

作为优选，所述蓝牙信号扫描模块通过预先注册的终端设备号，扫描识别是否有人员携带终端进入室内，即若有人员携带终端进入室内，则通过预先注册的终端设备号判定有人员进入室内，将人员进入信号发送至所述主控制器；

作为优选，所述红外感应模块通过红外采集室内是否有人员移动，若室内存在人员移动，则将人员移动信号发送至所述主控制器；

作为优选，所述电能数据采集模块用于采集电流、电压、用电量，并传输至所述隔离模块，进一步通过所述隔离模块将电流、电压、用电量传输至所述主控制器；

作为优选，所述主控制器判断若均未收到人员进入信号以及未收到人员移动信号时，延时一段时间后控制所述继电器模块切断供电线路以对室内断电；

作为优选，所述主控制器判断若收到人员进入信号或接收到人员移动信号时，则控制所述继电器模块连通供电线路以对室内供电，并通过控制所述声音提示模块以提示人员将手机终端连接所述蓝牙信号扫描模块。

作为优选，所述主控制器将接收的电流、电压、用电量通过无线通信模块无线传输至所述云服务器，所述云服务器远程显示室内的电流、电压、用电量，实现远程监控。

宿舍管理人员通过所述云服务器将通电控制指令或断电控制指令无线传输至所述无线通信模块，进一步通过所述主控制器控制所述继电器模块实现室内通电或者断电。

本实用新型优点在于利用通用设备(手机)来绑定识别用电用户，可实施性强。利用无线移动通信网络进行数据和命令的传输，方便实现远程通信。实时采集用户用电数据并利用无线移动通信网络和云服务器，实现用电管理的远程网络化管理和控制，还可进行大数据分析，为管理部门的管理工作提供科学依据。

附图说明

图1：本实用新型控制器结构框图；

图2：本实用新型系统组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示为本实用新型系统结构框图，一种基于物联网的智慧开关控制系统，其特征在于，包括：

蓝牙信号扫描模块、红外感应模块、电能数据采集模块、隔离模块、主控制器、继电器模块、声音提示模块、无线通信模块、云服务器；

所述主控制器分别与所述的蓝牙信号扫描模块、红外感应模块、继电器模块、隔离模块、无线通信模块、声音提示模块通过有线方式依次连接；所述隔离模块与所述电能数据采集模块通过有线方式连接；所述无线通信模块与所述云服务器通过无线方式连接。

本实用新型具体实施场景中，模块选型如下：

所述蓝牙信号扫描模块选型为SIM800C GPRS模块，感应距离为10米，用于录入注册宿舍入住人员的班级及姓名等信息，同时绑定个人手机终端的蓝牙信号，绑定成功后，每当该手机终端的人员进入宿舍，此时手机蓝牙应是开启状态，系统将自动识别人员是否在宿舍的状态，绑定个人手机终端的数量为4部。

所述无线通信模块选型为SIM800C GPRS模块，通过中国移动2G网络进行无线通信，采用GPRS的流量卡实现，所述无线通信模块每2分钟上传实时采集的电流、电压以及用电量，且宿舍管理人员通过所述云服务器将宿舍电源管理命令及网络时钟消息无线传输至所述无线通信模块；

所述红外感应模块选型为SR501红外感应模块，红外感应距离为5米，实时感应任何室内移动人员的存在的情况；

所述电能数据采集模块选型为HLW8032模块，采集宿舍的电流、电压以及用电量；

所述主控制器选型为IAP15W4K58S4微处理器，所述主控制器分别与所述的蓝牙信号扫描模块、电能数据采集模块、无线通信模块通过所述IAP15W4K58S4微处理器的串口连接；所述主控制器分别与所述的红外感应模块、继电器模块通过所述IAP15W4K58S4微处理器的I/O线口连接；

所述继电器模块的数量为4个，即4路控制回路，每路控制回路工作电压范围为AC220V±10％，回路总电流范围为AC 0～10A。

所述隔离模块采用IS07220高速隔离芯片，将所述电能数据采集模块与所述主控制器进行供电隔离，双电源供电方式保障了控制器的安全运行。

所述云服务器配置为2核、8G、1T。

下面结合图1以及图2介绍本实用新型的具体实施方式为：

所述蓝牙信号扫描模块通过预先注册的终端设备号，预先注册的终端设备号流程为：

绑定手机蓝牙地址，嵌入式控制器首次使用时，需配对手机的蓝牙地址，否则手机的蓝牙信号不能控制控制器的开关。本控制器可最多配对10部手机的蓝牙地址，按配对的先后顺序来规定手机角色。最先配对蓝牙地址的手机为设置手机，该手机可利用APP或蓝牙助手来设置嵌入式控制器各种参数。第2～5个配对的手机，为开关控制手机，这些手机配对成功后嵌入式控制器上的对应的指示灯会亮，分别对应Bt1～Bt4，其它配对的手机无效。若需更换控制手机，则需先删除第2～5之中的配对手机，然后再配对新手机。

所述配对新手机的操作如下：

步骤1：将控制器的网络选择开关置到OFF位(关闭网络连接)，置电源开关到ON位。

步骤2：看到两个发光二极管闪烁完后，表面本控制器启动成功。

步骤3：打开准备配对手机蓝牙选项，寻找本控制器的蓝牙信号名(初始名一般是SIM800C，以后可改)，点击本控制器的蓝牙信号名，当手机上出现配对提示时，点击配对。

步骤4：等待手机蓝牙连接成功，如果连接不成功，可多次请求配对，直到连接成功为止。

步骤4：首先配对设置手机。

步骤5：然后依次配对控制手机，如果配对成功，对应Bt1～Bt4指示灯上就会有响应，Bt1～Bt4四个指示灯分别表示四部控制手机的配对顺序。

步骤6：断开已配对手机的蓝牙连接(不是解除配对)，为下一部手机的配对让出控制器的蓝牙信号。

步骤7：重复步骤2～6，直到四部手机配对完毕。

输入已配对手机的手机号、云服务器IP地址及宿舍编号，完成注册，当配对完手机的蓝牙地址后，不要关闭本控制器的电源。需要使用设置手机上APP 软件将以上配对手机的蓝牙地址连同手机号码存储到本控制器的Flash存储器中，以便本控制器断电后，重新启动时无需再次配对操作。

所述存储到本控制器的Flash存储器中的操作如下：

将装有APP软件的手机通过蓝牙连接到本控制器。(蓝牙信号和APP软件两次连接)。

在APP软件上输入存储命令TELx＝手机号，x为1～4。请按配对顺序输入存储命令，每条命令都需要发送，分4次输入存储命令。每次存储成功都会有提示音出现。

通过上述两步后完成注册的终端设备号等信息，之后所述蓝牙信号扫描模块即可扫描识别是否有人员携带终端进入室内，即若有人员携带终端进入室内则通过预先注册的终端设备号判定有人员进入室内，将人员进入信号发送至所述主控制器；所述红外感应模块通过红外采集室内是否有人员移动，若室内存在人员移动则将人员移动信号发送至所述主控制器；所述电能数据采集模块用于采集电流、电压、用电量，并传输至所述隔离模块，进一步通过所述隔离模块将电流、电压、用电量传输至所述主控制器；所述主控制器判断若均未收到人员进入信号以及未收到接收到人员移动信号时，延时5分钟后控制所述继电器模块切断供电线路以对室内断电；所述主控制器判断若收到人员进入信号或接收到人员移动信号时，则控制所述继电器模块连通供电线路以对室内供电，并通过控制所述声音提示模块以提示人员将手机终端连接所述蓝牙信号扫描模块。所述主控制器将接收的电流、电压、用电量通过无线通信模块无线传输至所述云服务器，所述云服务器远程显示室内的电流、电压、用电量，实现远程监控。宿舍管理人员通过所述云服务器将通电控制指令或断电控制指令无线传输至所述无线通信模块，进一步通过所述主控制器控制所述继电器模块实现室内通电或者断电。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (7)

1.一种基于物联网的智慧开关控制系统，其特征在于，包括：

蓝牙信号扫描模块、红外感应模块、电能数据采集模块、隔离模块、主控制器、继电器模块、声音提示模块、无线通信模块、云服务器；

所述主控制器分别与所述的蓝牙信号扫描模块、红外感应模块、继电器模块、隔离模块、无线通信模块、声音提示模块通过有线方式依次连接；所述隔离模块与所述电能数据采集模块通过有线方式连接；所述无线通信模块与所述云服务器通过无线方式连接。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧开关控制系统，其特征在于：

所述蓝牙信号扫描模块通过预先注册的终端设备号，扫描识别是否有人员携带终端进入室内，即若有人员携带终端进入室内，则通过预先注册的终端设备号判定有人员进入室内，将人员进入信号发送至所述主控制器。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧开关控制系统，其特征在于：

所述红外感应模块通过红外采集室内是否有人员移动，若室内存在人员移动，则将人员移动信号发送至所述主控制器。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧开关控制系统，其特征在于：

所述电能数据采集模块用于采集电流、电压、用电量，并传输至所述隔离模块，进一步通过所述隔离模块将电流、电压、用电量传输至所述主控制器。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧开关控制系统，其特征在于：

所述主控制器判断若均未收到人员进入信号以及未收到人员移动信号时，延时一段时间后控制所述继电器模块切断供电线路以对室内断电。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧开关控制系统，其特征在于：

所述主控制器判断若收到人员进入信号或接收到人员移动信号时，则控制所述继电器模块连通供电线路以对室内供电，并通过控制所述声音提示模块以提示人员将手机终端连接所述蓝牙信号扫描模块。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧开关控制系统，其特征在于：

所述主控制器将接收的电流、电压、用电量通过无线通信模块无线传输至所述云服务器，所述云服务器远程显示室内的电流、电压、用电量，实现远程监控；

宿舍管理人员通过所述云服务器将通电控制指令或断电控制指令无线传输至所述无线通信模块，进一步通过所述主控制器控制所述继电器模块实现室内通电或者断电。

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