教学楼电能节能控制系统分析.docx

　　摘要大多数学校教学楼在使用电能过程中会出现电能资源严重浪费现象，需要制定相关系统对其电能节能进行有效的控制。 　　文章通过对教学楼电能节能系统的原理与组成进行讲解，对系统的硬件与软件设计进行分析，并对系统功能进行测试，以便对该系统进行了解，进而推广应用。 　　关键词教学楼；电能节能控制系统；推广1学校教学楼电能节能控制系统的原理与组成学校教学楼电能节能控制系统主要是由教学楼主控中心单元、电井控制单元、教室节点单元与电能节能控制中心单元等几个方面组成。 　　其中教学楼主控中心单元主要安装在每栋教学楼的配电房中，电井控制单元主要安装在每栋教学楼的配电电井中，教室节点单元主要安装在各个教室的供电入口处或者开关控制处，电能节能控制中心单元主要安装在校园的配电管理中心。 　　在使用手机或进行远程操控的时候，需要借助或与电能节能控制中心连接与通信，借助通信模式可以与各个单元部分进行通信与连接。 　　该系统的管理人员可以在或手机上安装客户端，对其进行输入指令与数据，选择通信方式对其进行控制与管理[1]。 　　2电能节能控制系统硬件电路21教学楼主控制中心单元硬件设计。 　　在该单元的硬件设计中，其主要是用于对教学楼的集中通电与断电，可以借助时钟与通信功能与微控制器连接，从而对教学楼的供电状态进行控制。 　　在进行通信的时候，需要借助有线与无线通信来实现，在无线通信中可以借助网络技术对数据与指令进行传输。 　　在有线通信中主要是借助芯片来完成[2]。 　　22电井控制单元硬件设计。 　　在电井控制单元中，主要是将主控制中心单元的控制信号转换为实施的装置，以便对教学楼的某个电井提供断电与供电作用。 　　该硬件主要是由微控制器、固态继电器、通信与交流接触器组成。 　　在通信中，需要分为有线与无线两种，其中有限与教学楼主控制中心单元进行通信，无线主要是跟节点单元进行通信[3]。 　　另外，微控制器需要确保内部资源丰富，以便支持29~55的供电，具备较强的抗干扰能力，从而发挥出应有的效果。 　　在固态继电器中，需要确保双向可控制硅的输出，开启零电压，关断零点六，隔离输入与输出回路，并将隔离耐压控制在2500左右。 　　微控制器主要是借助通信功能接入教学楼主控制中心与节点单元的指令，并通过断开控制交流接触器与固态继电器的控制对供电情况进行管理与控制[4]。 　　23教室节点单元硬件设计。 　　在对该硬件设备进行安装与改造的时候，需要采用单火线供电技术对其设计，其组成部分包括单火线开关电源、接线端、线性稳压、无线通信、微控制器、继电器驱动、多路继电器与检测保护模块等。 　　其电压为220，从输入端接入到教师节点端，并分为两组，一组作为取电处理，将其接入到单火线开关电源与线性稳压中，并连接各个电路模块对其通电处理。 　　另外一组需要通过多路继电器对室内用电设备通电处理[5]。 　　在微控制器的选择中需要确保质量过关且价格相对较低的型号，确保其资源丰富，并属于目前流行的微处理器。 　　在继电器中，控制线圈工作电压需要设置为12，带负载能力设置为10。 　　在开关电源中，需要确保输入电压的范围宽广，确保电路简单，具备较小的空载电流，并且需要选择功耗较低且输出直流电压稳定的型号[6]。 　　在线性稳压中，需要确保具有较高的输入直流电压最高为40，并且可以将其转为低输出直流电压33，并且选择的芯片需要具备超低静态电流。 　　在无线通信中，需要具备较好的通信功能，能够快速获取各个传感器节点的数据，以便对其快速处理与控制。 　　在触摸开关电路中需要采用电容式触摸开关，有效地延长使用时间，并降低功耗。 　　在对开关电路进行检测的时候，需要进行人数检测与照度检测，在教室多个位置安装光照度传感器，以便节约电能。 　　照度检测可以对传感器获取的数据进行控制，以便借助无线通信对其光照数据传送到节点单元微控制器中，并根据相关数据对其进行控制。 　　在对教室用电设备进行管理的时候，需要增加人数检测，安装识别功能，对教室的人数进行检测，以便在人数离开教室后可以对用电设备进行控制，节约用电[7]。 　　24电能节能控制中心单元硬件设计。 　　在该硬件设计中，其主要设计目的是对教学楼的集中通电与断电时间进行控制，主要是借助通信、时钟、等来完成。 　　可以在该硬件设计中，添加日历时钟功能，以便将教学楼通电与断电时间数据存在其中，用户可以根据手机与在任意时间对教学楼的用电情况进行控制，设置完成后，电能节能系统控制中心可以单独工作。 　　3电能节能控制系统软件31教学楼主控中心单元软件设计。 　　在该单元软件设计的时候，需要设计显示与键盘驱动程序，并将无线与有线通信程序、时钟驱动程序等考虑在内，以便确保主控中心单元能够正常