基于一体化平台的校园水电管理智能管控系统设计

姚圣武

（江苏联合职业技术学院 南京工程分院，江苏 南京 210000）

0 引 言

校园中，水电数据非常大，传统的水电管理方式是利用手工管理的方式。这种管理方式耗费了大量的人力和时间，不仅工作效率低，而且容易发生错误。基于此，提出了基于一体化平台的校园水电管理智能管控系统设计。一体化平台立足于水电的实际情况，充分考虑学生用水用电的需求，对其中涉及的数据模型、应用服务及人机界面等进行了统一地设计，以减轻手工劳动压力，减少错误的发生，更快捷、高效地完成工作[1]。

1 基于一体化平台的校园水电管理智能管控硬件设计

此次设计的系统硬件主要实现数据的实时接收，与数据的显示工作，并提供统一的标准，减少水电管理的难度[2]。

1.1 中间件设计

通过中间件提供标准化、规范化的远程调用接口以及业务功能实现，以简约客户端的应用。该中间件提供历史数据服务、实时接收数据服务及消息数据服务，实现服务的统一发布管理。该系统之间的中间件的数据交互通过三个总线来完成，总线的功能是完成与软件之间的交互。总线具体为：历史数据总线，主要为业务应用提供简单的函数调用方式，简化系统的开发难度；实时数据总线，采取统一采集、统一发布的模式，为系统提供实时数据；消息总线，为系统提供开发模式，实现各模块之间的信息发布[3]。

1.2 显示模块设计

基于显示模块设计，采用寝室用电监测器对学生用水用电的情况进行监测。该显示模块由单片机、液晶显示屏、外部存储器及通信模块等组成[4]。

该显示模块是实现数据显示的重要途径，根据提示与警示需要显示不同颜色的文字信号，对学生用水用电情况进行显示；利用分时技术让显示与写入数据同时进行，采用UY897型显示器。监测时，寝室楼层的用电监测器按照时序要求对显示模块进行设计，定时向脉冲计数模块发送数据传输的命令，以收集各个通道之间的电表数据。对用电设备以及相关控制设备实时检测，将检测的数据进行实时存储，并发送到计算机设备，方便工作人员控制用电情况。通过该显示模块能实现对用电设备的启动与停止的智能控制，为校园水电管理提供数据基础。

2 基于一体化平台的校园水电管理智能管控软件设计

2.1 设定水电用量标准

为了更好地对校园水电用量情况进行管理，设定水电用量标准，在水电用量超出设定的标准后，将会报警提醒，引入最小波理论进行提醒[5]，计算公式为：

其中，D代表引入最小波参数，je代表水电用量标准，i代表用量超出提醒参数，此次计算不做定向分析。

此步骤的完成能够提醒工作人员对用水用电情况进行查看，查看其超出原因。对于正常使用导致的超出水电用量，则停止检查。如果出现故障，及时通知抢修人员，对故障进行处理。对于浪费情况，设定惩罚机制，以减少水电浪费的情况。

2.2 生成校园水电数据库

通过系统硬件对数据进行接收和采集，生成数据库时要注意其中的重要信息。读取各个终端设备或检测设备的用电数据，通过相关记录设备对参数进行记录，并对故障数据以及浪费数据进行存储，同时将数据传送到数据存储器。采集数据时，存在数据缺失或者遗漏的现象，需采用双向公式，对采集设备发送指令，计算公式为：

其中，h代表引入的处理参数，rw代表缺失因子，O代表发送指令参数，此次计算不做定向分析。

发送指令后，采集终端对缺失的数据重新采集，弥补缺失的采集量。

基于此，生成校园水电管理数据库，需考虑到学校中的用电数据的预处理。对数据进行分析运算，整体的数据量非常大，选用比较成熟的RHGOIW数据库对这些数据进行存储、处理运算等。该数据库提供实时数据查询、历史数据查询等功能，具有强大的实时性，且实时数据滞后时间小于5 s，能够将历史数据进行压缩与存储，方便高校管理人员对水电的管理。

3 实例分析

为了证明此次设计的系统具有实际应用意义，同时为了保证实验的严谨性，将该系统与传统的校园管理方法进行对比，主要对比管理后的水电用量情况。实验时，保证同样的用水用电情况，实验对比结果如图1所示。

由图1可知，使用传统方法对高校水电情况进行管理时，水电用量较大，而本文设计的高校水电情况管理系统，水电用量较少。这是因为该系统能够对用水用电情况进行实时采集，并能对超出水电用量标准值的情况进行报警提醒，减少了水电故障和浪费情况。该系统还能够对用水用电设备的启动与停止进行智能控制。

图1 管理能力对比

4 结 论

提出了基于一体化平台的校园水电管理智能管控系统。该系统结合了学校的实际情况进行设计，实现了用水用电数据的实时采集，并能够减少水电浪费情况的发生，能够对校园的各个用电设备的工作状态进行实时控制，实现了对校园水电的智能管理。