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淺析高校實(shí)驗(yàn)室無線物聯(lián)網(wǎng)安全用電系統(tǒng)應(yīng)用

　更新日期：2024-05-23　點(diǎn)擊量：118

摘要：高校實(shí)驗(yàn)室內(nèi)放置大量實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，是實(shí)驗(yàn)人員高度密集的場所之一。實(shí)驗(yàn)室安全管理是校園安全建設(shè)的一環(huán)，其中用電安全至關(guān)重要。為此，文中設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)用電安全系統(tǒng)，通過智慧用電物聯(lián)終端和實(shí)驗(yàn)室用電安全管理云平臺對實(shí)驗(yàn)室配電柜進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和異常報(bào)警，從而及時、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障隱患。采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對實(shí)驗(yàn)室用電監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度分析，提高實(shí)驗(yàn)室用電安全管理效率。通過實(shí)際部署應(yīng)用對系統(tǒng)的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室用電安全信息化、智慧化管理。

關(guān)鍵詞：高校實(shí)驗(yàn)室；用電安全；物聯(lián)網(wǎng)；信息化管理；實(shí)時監(jiān)測；物聯(lián)終端；數(shù)據(jù)分析

0引言

實(shí)驗(yàn)室是高校加深在校學(xué)生對理論課程的理解和培養(yǎng)實(shí)踐動手能力的實(shí)驗(yàn)場地，也是研究人員進(jìn)行科學(xué)研究和相關(guān)實(shí)驗(yàn)論證的科研場所。隨著國內(nèi)高校辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)張和辦學(xué)水平的提高，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)逐漸成為學(xué)校產(chǎn)學(xué)研體系的重要組成部分。實(shí)驗(yàn)室安全是各項(xiàng)教學(xué)活動和科學(xué)研究順利進(jìn)行的基本保證，其不僅關(guān)系到實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)儀器存放安全與否，更關(guān)系到在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教研活動的師生的人員安全。2019年中國實(shí)驗(yàn)室發(fā)展大會中提到：我國高校每年發(fā)生用電安全事故約150起。由此可見，構(gòu)建健全的實(shí)驗(yàn)室安全管理體系至關(guān)重要。高校實(shí)驗(yàn)室安全管理大多采用人工巡查等方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全方面的維護(hù)，每間實(shí)驗(yàn)室配備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室安全管理人員，定期對實(shí)驗(yàn)室電力設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行巡查。上述“人防"方式雖然能從一定程度上保障實(shí)驗(yàn)室的日常安全運(yùn)行，但許多用電安全隱患不易察覺，用電安全問題發(fā)生突然，實(shí)驗(yàn)室管理員不易時間知曉并處理警情，因此通過“人防"方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室消防管理存在一定的局限性。

隨著現(xiàn)今物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，高校響應(yīng)號召，運(yùn)用現(xiàn)代科技實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室信息化、智能化管理勢在必行。本文利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)對實(shí)驗(yàn)室用電情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和系統(tǒng)分析，排查實(shí)驗(yàn)室用電安全隱患，發(fā)生異常情況及時報(bào)警，實(shí)現(xiàn)信息化條件下的實(shí)驗(yàn)室用電安全管理工作轉(zhuǎn)型升級。此舉可以保障實(shí)驗(yàn)室的財(cái)產(chǎn)安全和實(shí)驗(yàn)人員的人身安全，完善校園信息化安全管理體系，為安全和諧校園建設(shè)添磚加瓦。

1高校實(shí)驗(yàn)室用電安全問題分析

1.1不規(guī)范用電

實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行教研任務(wù)的不規(guī)范用電行為是造成實(shí)驗(yàn)室火災(zāi)事故的主要原因之一。近年來，高校逐漸重視對實(shí)驗(yàn)人員的實(shí)驗(yàn)室用電安全教育，但在實(shí)驗(yàn)室飲食、實(shí)驗(yàn)儀器工作時無人在旁值守等安全意識薄弱現(xiàn)象屢見不鮮。除了實(shí)驗(yàn)儀器，接線板也是實(shí)驗(yàn)室常見也容易被忽視的用電設(shè)備。使用非國標(biāo)的接線板，將接線板隨意放置于實(shí)驗(yàn)儀器旁，同時使用多個接在同一個接線板的大功率電器造成接線板過載等不規(guī)范用電行為，都大大增加了實(shí)驗(yàn)室消防安全隱患。

1.2維護(hù)缺失

現(xiàn)如今，高校在實(shí)驗(yàn)室用電安全方面的科技支撐不足，對實(shí)驗(yàn)室安全進(jìn)行維護(hù)管理時大多采用安全管理人員定期定點(diǎn)巡查等方式。但部分實(shí)驗(yàn)室管理人員對實(shí)驗(yàn)室安全管理重視程度不足，對實(shí)驗(yàn)室的定期巡查和維護(hù)流于形式，缺乏規(guī)范有效的監(jiān)督，缺崗、漏崗現(xiàn)象時有發(fā)生。實(shí)驗(yàn)室安全監(jiān)管人員不能及時發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用電安全問題，為火情等危險(xiǎn)情況的發(fā)生埋下了巨大隱患。另一方面，高校校園中部分老舊實(shí)驗(yàn)樓用電線路過于陳舊，電力線路檢修難度大，安全管理人員檢查不到位，極易產(chǎn)生監(jiān)管死角。一旦用電不慎，極易導(dǎo)致線路短路或線路功率過大引起火災(zāi)。

1.3安全管理體系和手段不健全

基于往年高校實(shí)驗(yàn)室發(fā)生火災(zāi)等事故留下的慘痛教訓(xùn)，近年來各大高校逐步建立起實(shí)驗(yàn)室安全管理體系。受人力成本高等因素制約，實(shí)驗(yàn)室安全管理員大多由實(shí)驗(yàn)員、任課老師或安保等人員兼任。然而以上監(jiān)管人員存在時間精力有限和缺乏專業(yè)火災(zāi)防控知識等問題，使得實(shí)驗(yàn)室安全管理人員責(zé)任范圍模糊，造成“不愿管、不會管、不敢管"的監(jiān)管亂象。另一方面，學(xué)校對監(jiān)管人員和實(shí)驗(yàn)人員的實(shí)驗(yàn)室安全教育培訓(xùn)過于形式化，實(shí)驗(yàn)室安全管理制度流于紙面，未能落實(shí)到具體的實(shí)驗(yàn)室安全管理上。長此以往，會造成實(shí)驗(yàn)人員對實(shí)驗(yàn)室用電安全隱患的排查與處理不到位、不合理的問題，存在巨大的監(jiān)管漏洞。一旦發(fā)生因用電安全引發(fā)的火災(zāi)等事故，會對人員生命和實(shí)驗(yàn)室財(cái)產(chǎn)安全造成不可挽回的損失。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)高校實(shí)驗(yàn)室用電安全監(jiān)測和管理，十分迫切且可行。為了解決上述用電安全問題，提升實(shí)驗(yàn)室用電安全管理問題的效率和效果，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室安全管理方式從“人防"向“技防"的轉(zhuǎn)變，建設(shè)信息化、智慧化實(shí)驗(yàn)室，本文開發(fā)了實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)用電安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)由智慧用電物聯(lián)終端和實(shí)驗(yàn)室用電安全管理云平臺構(gòu)成。

智慧用電物聯(lián)終端是基于物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算和“移動互聯(lián)網(wǎng)+"等新技術(shù)研發(fā)的硬件設(shè)備，包括物聯(lián)終端及配套部署的各類傳感器。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室職能、規(guī)模和所在區(qū)域等實(shí)驗(yàn)室信息可設(shè)置終端參數(shù)，終端和傳感器對實(shí)驗(yàn)室的配電箱進(jìn)行24h數(shù)據(jù)監(jiān)控，并將電路和溫度等實(shí)時數(shù)據(jù)通過無線通信動態(tài)上傳至云平臺。

實(shí)驗(yàn)室用電安全管理云平臺是一個綜合性的物聯(lián)網(wǎng)云平臺，能夠?qū)χ腔塾秒娢锫?lián)終端設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、定位和跟蹤，及時獲取實(shí)驗(yàn)室終端設(shè)備數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀況，并將終端上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)批量存儲在云平臺數(shù)據(jù)庫中。同時通過數(shù)據(jù)挖掘分析，對實(shí)驗(yàn)室用電安全狀況和用電行為進(jìn)行評估分析，提高實(shí)驗(yàn)室安全管理人員監(jiān)管質(zhì)量和效率。

實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)用電安全系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.

實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)用電安全系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)當(dāng)實(shí)驗(yàn)室配電箱內(nèi)電路出現(xiàn)過流、過壓、漏電等異常情況，并在引發(fā)電氣火災(zāi)等更嚴(yán)重的后果前及時向?qū)嶒?yàn)室管理人員報(bào)警，大限度做到實(shí)驗(yàn)室消防警情的早預(yù)判、早發(fā)現(xiàn)、早除患和早撲救，減少實(shí)驗(yàn)室用電隱患的滋生，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室用電安全預(yù)防工作，建立高校實(shí)驗(yàn)室的防火墻，構(gòu)筑校園實(shí)驗(yàn)室安全管理體系。

智慧用電物聯(lián)終端部署于各實(shí)驗(yàn)室配電箱內(nèi)部，與之連接的傳感器布置于箱內(nèi)的線纜和箱體等部位，終端以無線的方式（NB-IoT/4G/5G）入網(wǎng)，與實(shí)驗(yàn)室用電安全管理云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。當(dāng)某路監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到相應(yīng)閾值時，終端本地會進(jìn)行蜂鳴報(bào)警，同時將數(shù)據(jù)上傳至云平臺，在云平臺推送報(bào)警具體信息，并向發(fā)生報(bào)警實(shí)驗(yàn)室的安全負(fù)責(zé)人通過打電話、發(fā)送短信和微信平臺推送等方式進(jìn)行通知。實(shí)驗(yàn)室用電安全管理中的用電數(shù)據(jù)分析、事件電子臺賬、安全隱患定位等其他功能主要通過云平臺實(shí)現(xiàn)。

3智慧用電物聯(lián)終端

智慧用電物聯(lián)終端是可以檢測實(shí)驗(yàn)室配電箱內(nèi)線路各項(xiàng)電力數(shù)據(jù)的設(shè)備，是實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)用電安全系統(tǒng)的主要監(jiān)測終端設(shè)備。物聯(lián)終端通過傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)通道包括一路剩余電流、四路線路溫度、一路箱體溫度、三路電壓、三路電流。

將終端安裝在配電箱中，正常工作時終端不間斷監(jiān)控各個通道數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定通道數(shù)據(jù)的上下限對實(shí)驗(yàn)室配電箱內(nèi)電力線路進(jìn)行異常報(bào)警和保護(hù)。當(dāng)各通道數(shù)據(jù)值超過閾值時，終端蜂鳴器報(bào)警，立即控制空開脫扣，同時上傳各個通道的數(shù)據(jù)到安全管理云平臺，并生成報(bào)警事件，通過微信（推送報(bào)警通知）、電話（收到智能來電）推送信息給管理員。并且當(dāng)終端監(jiān)測到數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常變化或超出閾值，會頻繁上傳數(shù)據(jù)至實(shí)驗(yàn)室安全管理云平臺，直到監(jiān)測數(shù)據(jù)恢復(fù)正常，停止上報(bào)異常情況。當(dāng)報(bào)警事件處理完畢后實(shí)驗(yàn)室安全管理人員手動消音并復(fù)位終端，進(jìn)行新一輪的實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)控。

智慧用電物聯(lián)終端基本構(gòu)成如圖2所示。

2.

終端的控制部分為一個嵌入式系統(tǒng)，主要用于基本功能邏輯實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信等功能。接口電路部分主要用于電流互感器、溫度傳感器等傳感器與控制電路的連接和驅(qū)動；指示電路則主要通過數(shù)碼管、LED燈形式指示終端的運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信息；報(bào)警電路中的蜂鳴器則主要用于產(chǎn)生報(bào)警聲音和上電提示音等。終端內(nèi)置4G通信模塊（可根據(jù)信號覆蓋情況更換為NB?IoT模塊或5G模塊），通過運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)終端接入，與云平臺進(jìn)行雙向通信。

由于終端使用的是無線網(wǎng)絡(luò)通信，不需要布置信號線，在供電方面終端從配電箱內(nèi)部取電，不需要額外進(jìn)行電源布線，因此終端安裝的施工難度和成本大大降低，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)室配電箱內(nèi)部情況靈活部署。由于終端使用的傳感器均為線路外部安裝，無需破壞原有電路結(jié)構(gòu)，不會對原有線路產(chǎn)生影響。智慧用電物聯(lián)終端實(shí)物如圖3所示，終端配電箱內(nèi)實(shí)際安裝部署如圖4所示。

3

4.

4實(shí)驗(yàn)室用電安全管理云平臺

實(shí)驗(yàn)室用電安全管理云平臺能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)室用電安全隱患、事故的早發(fā)現(xiàn)、早報(bào)警、早補(bǔ)救，全面解決實(shí)驗(yàn)室用電安全監(jiān)督難點(diǎn)。云平臺接收、顯示、處理、存儲終端設(shè)備動態(tài)實(shí)時上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)，且根據(jù)設(shè)計(jì)主要用于智慧用電物聯(lián)終端的接入，但不于此。云平臺不受物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備類型的限制，能夠接入多種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，基于多類型標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和API開發(fā)滿足海量設(shè)備的高并發(fā)快速接入，實(shí)現(xiàn)對終端設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控、報(bào)警推送、數(shù)據(jù)分析、詳細(xì)定位等功能。目前所實(shí)現(xiàn)的主要功能具體如下。

4.1實(shí)時監(jiān)控

云平臺實(shí)時監(jiān)控智慧用電物聯(lián)終端上線時上傳各通道數(shù)據(jù)，生成上線事件推送至云平臺，同時實(shí)時推送動態(tài)到用戶Web端。用戶端可根據(jù)物聯(lián)終端所在位置查看每個終端設(shè)備的詳細(xì)信息，如設(shè)備狀態(tài)、通道數(shù)據(jù)、所屬類別等。云平臺24h監(jiān)控已上線的物聯(lián)終端狀態(tài)，對關(guān)乎實(shí)驗(yàn)室用電安全的主要因素，如線纜溫度、配電箱溫度、剩余電流、電路電壓、電流等信息進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測，上報(bào)排查各類安全隱患。部分?jǐn)?shù)據(jù)監(jiān)測頁面如圖5、圖6所示。

5

4.2報(bào)警推送

當(dāng)實(shí)驗(yàn)室的智慧用電物聯(lián)終端發(fā)生告警情況，可通過Web網(wǎng)頁、短信、電話、微信等多種方式將報(bào)警通知及報(bào)警地址實(shí)時推送給對應(yīng)實(shí)驗(yàn)室管理員，管理員能夠時間收到報(bào)警推送消息，即可及時聯(lián)系相關(guān)工作人員進(jìn)行處大限度地保障實(shí)驗(yàn)室生命財(cái)產(chǎn)安全。同時，管理員可針對重點(diǎn)監(jiān)管區(qū)域的終端進(jìn)行高優(yōu)先級設(shè)置，實(shí)現(xiàn)終端分級管理，設(shè)立多道監(jiān)管防線，避免因個人疏漏所導(dǎo)致的嚴(yán)重事故。

4.3數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)室用電安全管理云平臺可以實(shí)時在線顯示監(jiān)測線路中的電壓、電流、剩余電流、溫度等動態(tài)信息，把用電情況變成可視的數(shù)字化監(jiān)控，查看實(shí)時采集的數(shù)據(jù)信息以及歷史數(shù)據(jù)曲線，并生成統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)表。運(yùn)用大數(shù)據(jù)相技術(shù)分析電器設(shè)備回路的相關(guān)參數(shù)，著重于功率、突變電流和箱體溫度等與電氣火災(zāi)成因有直接關(guān)聯(lián)的參數(shù)，按照時間、地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)室類型進(jìn)行智慧用電物聯(lián)終端告警事件統(tǒng)計(jì)，生成實(shí)驗(yàn)室用電安全隱患分析報(bào)告，及時排查實(shí)驗(yàn)室用電安全隱患，并適時進(jìn)行提示。

4.4詳細(xì)定位

實(shí)驗(yàn)室用電安全管理云平臺嵌入GIS系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)），能夠?qū)γ恳粋€實(shí)驗(yàn)室配置終端設(shè)備進(jìn)行定位，并將位置信息添加在終端設(shè)備管理詳情頁。管理員在全景地圖界面能夠直觀了解到當(dāng)前地理位置已安裝終端設(shè)備位置分布情況，有效解決人力巡檢遺漏問題，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室用電安全監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)全面覆蓋，消除安全監(jiān)控死角。

5部署應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)用電安全系統(tǒng)已在山東大學(xué)青島校區(qū)的公共（創(chuàng)新）實(shí)驗(yàn)教學(xué)部署使用，覆蓋各實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室用電安全信息化管理。系統(tǒng)的智慧用電物聯(lián)終端及傳感器部署于44個實(shí)驗(yàn)室55個配電箱中，實(shí)驗(yàn)室用電安全管理云平臺本地部署于的服務(wù)器。通過開通實(shí)驗(yàn)主任、系統(tǒng)管理員、實(shí)驗(yàn)室管理員等不同權(quán)限的賬號，系統(tǒng)使用人員可以通過Web端登錄系統(tǒng)，使用系統(tǒng)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室用電安全管理功能，使用手機(jī)通過短信、電話、微信等方式接收實(shí)驗(yàn)室用電安全事件信息。另外，還專門開發(fā)了大屏信息展示頁面，應(yīng)用于監(jiān)控室大屏，如圖7所示。大屏實(shí)現(xiàn)監(jiān)控室人員對實(shí)驗(yàn)室用電安全數(shù)據(jù)和系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控，以及對外展示等功能。

6

系統(tǒng)在已經(jīng)部署應(yīng)用了三年多時間，系統(tǒng)整體性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)實(shí)時性強(qiáng)，用電安全事件信息推送及時，曾多次及時向電路、化學(xué)等實(shí)驗(yàn)室管理員提示漏電、線路過流、過壓等情況，輔助排查原因并消除了安全隱患。系統(tǒng)應(yīng)用以來，記錄和存儲了大量的實(shí)驗(yàn)室用電安全數(shù)據(jù)，形成了用電安全電子臺賬，便于管理和調(diào)閱；同時可以成為大數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘的數(shù)據(jù)源，供相關(guān)實(shí)驗(yàn)和科研項(xiàng)目使用，也可以通過開發(fā)，應(yīng)用實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)一步改進(jìn)和拓展系統(tǒng)功能、提升系統(tǒng)性能。

6 Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺，建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關(guān)，自行安裝后掃碼即可使用手機(jī)和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)。

該平臺提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預(yù)付費(fèi)管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報(bào)警和記錄、運(yùn)維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問。

（2）應(yīng)用場所

本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統(tǒng)集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運(yùn)維等領(lǐng)域。

（3）平臺結(jié)構(gòu)

圖片1

（4）平臺功能

  • 電力集抄

電力集抄模塊可以實(shí)現(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預(yù)警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實(shí)現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測'、遙信、遙控控制，對系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測和統(tǒng)一管理；在數(shù)據(jù)資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設(shè)備運(yùn)行（包括歷史和實(shí)時參數(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行日報(bào)、月報(bào)和年報(bào)查詢或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。

圖片2

變壓器監(jiān)控

圖片3

配電圖

  • 能耗分析

能耗分析模塊采用自動化、信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機(jī)結(jié)合起來，運(yùn)用的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理，實(shí)現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、有效利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

圖片4

能耗概況

圖片5

  • 預(yù)付費(fèi)管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

2）系統(tǒng)配置：對建筑、通訊管理機(jī)、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠(yuǎn)程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

4）售電管理：對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

5）售水管理：對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售水、退水、記錄查詢等操作；

6）報(bào)表：提供售電、售水財(cái)務(wù)報(bào)表、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)表等查詢，本系統(tǒng)所有的報(bào)表及記錄查詢，都支持excel格式導(dǎo)出。

圖片6

預(yù)付費(fèi)看板

  • 充電樁管理

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警。云平臺包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財(cái)務(wù)管理、變壓器監(jiān)控、運(yùn)營分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能。

圖片7

充電樁看板

  • 智能照明

智能照明通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測，也可以實(shí)現(xiàn)定時開關(guān)策略配置及后臺遠(yuǎn)程管理和移動管理等，降低路燈設(shè)施的維護(hù)難度和成本，提升管理水平，并達(dá)到一定節(jié)能減掛的效果。

圖片8

監(jiān)控頁面

  • 安全用電

安全用電采用的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災(zāi)探測器，對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)時間的排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實(shí)現(xiàn)“防患于未然"的目的。

  • 智慧消防

通過云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。原先針對“九小場所"和?；飞a(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白，適應(yīng)于所有公建和民建，實(shí)現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"、用電管理“精細(xì)化"的實(shí)際需求。

（5）系統(tǒng)硬件配置

類型

型號

外觀

產(chǎn)品功能

能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺

Acrel-EIOT

15

提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預(yù)付費(fèi)管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報(bào)警和記錄、運(yùn)維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問

智能網(wǎng)關(guān)

AWT100-4G

151324mi

1路下行485，上行可選配4G、WIFI、網(wǎng)口

ANet-1E2S1-4G

產(chǎn)品

上行：以太網(wǎng)、4G

下行：RS485

物聯(lián)網(wǎng)電表

ARTU系列

C:/Users/WANGW/AppData/Local/Temp/picturecompress_20220314141359/output_1.jpgoutput_1

可擴(kuò)展DIDO以及多路模擬量輸入輸出單元。

通訊方式：RS485接口，Modbus協(xié)議。可擴(kuò)展2G、Lora、LoRAWAN、NB-IoT、4G、以太網(wǎng)

無線測溫

ARTM-Pn

產(chǎn)品

可監(jiān)測電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、電能，可接收60個無線溫度傳感器溫度

ATC600

C:\Users\wangshihui\Desktop\智能配電產(chǎn)品圖品2019.12.13\ARTM\ATC\ATC600\7E7A9790.jpg7E7A9790

ATC600有2種工作模式：終端(-C)、中繼(-Z)，可根據(jù)項(xiàng)目布局選擇配置?？山邮?40個無線溫度傳感器溫度

光伏監(jiān)控

AGF

08224fb12ea6e06cd5111d257a7ebbf

光伏電池串開路報(bào)警，可以配合組串電壓進(jìn)行綜合判斷；帶3路開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)測，用于采集直流斷路器、防雷器等輸出空接點(diǎn)狀態(tài)；一次電流采用穿孔方式接入，安裝方便，安全性高；測量元件采用霍爾傳感器，隔離測量大電流20A；電壓測量功能可測量母線電壓高DC1500V

電力監(jiān)控

AEM96

https://ss0.<a class=

三相電力參數(shù)測量、電壓和電流的相角、四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率、大需量、歷史電能統(tǒng)計(jì)、開關(guān)量事件記錄、歷史極值記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開關(guān)量、報(bào)警輸出

通訊方式：RS485接口，支持Modbus-RTU協(xié)議

AEM72

XSX02967

三相電力參數(shù)測量、電壓和電流的相角、四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率、大需量、歷史電能統(tǒng)計(jì)、開關(guān)量事件記錄、歷史極值記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開關(guān)量、報(bào)警輸出

通訊方式：RS485接口，支持Modbus-RTU協(xié)議

ACR系列

HG9A9655

三相所有電力參數(shù)、大需量記錄（ACR320EFL）、分時電能統(tǒng)計(jì)及12月電能統(tǒng)計(jì)、日期時間顯示、LCD顯示、RS485通訊，事件記錄。

通訊方式：RS485，Prifibus-DP、以太網(wǎng)

APM系列

C:/Users/WANGW/AppData/Local/Temp/picturecompress_20220314141600/output_1.jpgoutput_1

全電量測量，四象限電能，復(fù)費(fèi)率電能，儀表內(nèi)部溫度測量，總有功、總無功、總視在電能脈沖輸出、秒脈沖等可選。三相電流、有功功率、無功功率、視在功率實(shí)時需量及大需量(包含時間戳)。電流、線電壓、相電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、電流總諧波、電壓總諧波的本月極值和上月極值(包含時間戳)。中文顯示，有功電能0.2s級。通訊方式：RS485，Prifibus-DP、以太網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)電表

DDS

有功、無功電能計(jì)量，電參量測量：U、I、P、Q、S、PF、F，LCD顯示，RS485通訊，MODBUS-RTU和DL/T645協(xié)議

物聯(lián)網(wǎng)電表

DDSD

電能計(jì)量：總電能計(jì)量（反向計(jì)入正向），3個月歷史電能數(shù)據(jù)凍結(jié)存儲電參量測量：U、I、P、Q、S、PF、F測量LCD顯示：8位段式LCD顯示按鍵編程：3按鍵可編程設(shè)置密碼、通訊地址、波特率、復(fù)費(fèi)率和通訊協(xié)議。

脈沖輸出：L有功電能脈沖輸出復(fù)費(fèi)率：4個時區(qū)、2個時段表、14個日時段、4個費(fèi)率通訊：RS485接口，MODBUS-RTU、DL/T645-97、DL/T645-07協(xié)議、紅外通訊

物聯(lián)網(wǎng)電表

DTSD

電能計(jì)量：有功電能計(jì)量（正、反向）、無功電能計(jì)量（正、反向）、A、B、C分相正向有功電能電參量測量：U、I、P、Q、S、PF、F諧波測量：2~31次諧波電壓電流LCD顯示：8位段式LCD顯示、背光顯示按鍵編程：4按鍵可編程通信、變比等參數(shù)脈沖輸出：有功脈沖輸出、無功脈沖輸出、時鐘脈沖輸出LED報(bào)警：失壓、過壓報(bào)警復(fù)費(fèi)率及附帶功能：有源開關(guān)量輸入、3開關(guān)量輸出、支持4個時區(qū)、2個時段表、14個日時段、4個費(fèi)率、大需量及發(fā)生時間、上48月、上90日歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)、日期、時間

通訊：紅外通訊、RS485接口、同時支持Modbus、DL/T645測溫：支持3外置NTC測溫

物聯(lián)網(wǎng)電表

ADL200

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單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量?？傠娔苡?jì)量（反向計(jì)入正向），3個月歷史電能數(shù)據(jù)凍結(jié)存儲；8位段式LCD顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級，無功電能2級。

ACR10R

C:/Users/WANGW/AppData/Local/Temp/picturecompress_20220314141537/output_1.jpgoutput_1

三相電流/電壓/頻率/功率因數(shù)，有功/無功/視在功率，四象限電能計(jì)量，大需量，復(fù)費(fèi)率電能計(jì)量，總諧波含量、分次諧波（2-63次），事件記錄和報(bào)警功能。電能精度0.5級。

通訊方式：RS485接口，支持Modbus-RTU協(xié)議

ADL10-E

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有功、無功電能計(jì)量，電參量測量：U、I、P、Q、S、PF、F，LCD顯示，RS485通訊，MODBUS-RTU和DL/T645協(xié)議

ADL400

三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。（正、反向）有功、無功電能計(jì)量；A、B、C分相正向有功電能計(jì)量；2-31次諧波電壓電流；12位段式LCD顯示、背光顯示，電能精度0.5s級。

ADW200

4路三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率測量；電壓電流相角、電壓電流不平衡度測量；電壓電流2-31次分次諧波及總畸變測量；當(dāng)月及上三月的電壓、電流、功率極值記錄；大需量及上十二月歷史需量記錄；事件記錄、復(fù)費(fèi)率、四象限電能及歷史電能記錄；支持12路開關(guān)量輸入4路開關(guān)量輸出；支持12路測溫4路剩余電流測量；有功電能精度1級。

通訊方式：RS485接口，支持Modbus-RTU協(xié)議

ADW210

4路三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率測量；電壓電流相角、電壓電流不平衡度測量；電壓電流2-31次分次諧波及總畸變測量；當(dāng)月及上三月的電壓、電流、功率極值記錄；大需量及上十二月歷史需量記錄；事件記錄、復(fù)費(fèi)率、四象限電能及歷史電能記錄；支持12路開關(guān)量輸入4路開關(guān)量輸出；支持12路測溫4路剩余電流測量；有功電能精度1級。

ADW300-4G

三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率測量；電壓電流相角、電壓電流不平衡度測量；電壓電流2-31次分次諧波及總畸變測量；當(dāng)月及上三月的電壓、電流、功率極值記錄；大需量及上十二月歷史需量記錄；事件記錄、復(fù)費(fèi)率、四象限電能及歷史電能記錄；支持4路開關(guān)量輸入、2路開關(guān)量輸出；支持4路測溫；支持1路剩余電流測量；支持本地顯示及按鍵設(shè)置；有功電能精度1級。

通訊方式：支持RS485通訊、Lora無線通訊、4G通訊；WIFI通訊

預(yù)付費(fèi)電表

DDSY-4G

HG9A9811

單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。有功電能計(jì)量（正、反向），A、B、C分相正向有功電能，支持4個時區(qū)、2個時段表、14個日時段、4個費(fèi)率大需量及發(fā)生時間，實(shí)時需量，歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)購電記錄；8位段式LCD顯示、背光顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級，無功電能0.5s級。

DTSY-4G

三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。有功電能計(jì)量（正、反向），A、B、C分相正向有功電能，支持4個時區(qū)、2個時段表、14個日時段、4個費(fèi)率大需量及發(fā)生時間，實(shí)時需量，歷史凍結(jié)數(shù)據(jù)購電記錄；8位段式LCD顯示、背光顯示；有功電能脈沖輸出；有功電能精度1級，無功電能0.5s級。

直流電能表

DJSF1352

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1.精度：1級或0.5級，帶±12V電壓輸出用于霍爾傳感器供電

2.測量：電壓、電流、功率、正反向電能，支持雙路計(jì)量。

電氣安全

ARCM300-Z

三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz、cosΦ），視在電能、四象限電能計(jì)量，單回路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，2路繼電器輸出，2

路開關(guān)量輸入，支持?jǐn)嚯妶?bào)警上傳

AAFD-DU

IMG_256

監(jiān)測故障電弧、漏電、溫度

兩路無源干接點(diǎn)（開關(guān)量）輸入

兩路無源常開觸點(diǎn)（開關(guān)量）輸出

充電樁

ACX系列

C:/Users/wangaihua/AppData/Local/Temp/picturecompress_20220315110710/output_1.pngoutput_1

充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識別、遠(yuǎn)程升級、功率識別、獨(dú)立計(jì)量、告警上報(bào)。

支持投幣、刷卡，掃碼、免費(fèi)充電，

AEV_AC007

額定功率7kW,單相三線制，防護(hù)等級IP65,具備防雷保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、智能監(jiān)測、智能計(jì)量、遠(yuǎn)程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用。

通訊方式：4G、藍(lán)牙、Wifi

智慧照明

ASL200

遙控輸出

兩路無源干接點(diǎn)（開關(guān)量）輸入

兩路無源常開觸點(diǎn)（開關(guān)量）輸出

7結(jié)論

實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)用電安全系統(tǒng)是融合終端硬件設(shè)計(jì)和物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)設(shè)計(jì)的一套高度信息化用電安全管理系統(tǒng)。系統(tǒng)管理方式從傳統(tǒng)的“人防"監(jiān)管轉(zhuǎn)向“技防"管理，側(cè)重對實(shí)驗(yàn)室配電箱電力線路數(shù)據(jù)的日常監(jiān)測、異常報(bào)警和隱患分析排查，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室用電數(shù)據(jù)信息化管理，將電氣事故發(fā)生的可能性和實(shí)際損失降到低。系統(tǒng)部署成本低，是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室安全管理、信息化建設(shè)的良好途徑，在實(shí)驗(yàn)室管理中具有一定的推廣價(jià)值，經(jīng)過實(shí)際部署應(yīng)用也證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性，有利于營造更加安全、穩(wěn)定、和諧的校園環(huán)境。