基于ARM的公寓安全用電智能監(jiān)控系統(tǒng)

劉雨鑫　曲萍萍　王旋剛　張紅娜

摘? 要：針對(duì)高校尤為嚴(yán)峻防火的問題，該文設(shè)計(jì)了一種基于ARM的公寓安全用電智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用一款A(yù)RM嵌入式處理芯片為核心控制部件，將紅外感應(yīng)裝置、微波雷達(dá)裝置、電源儲(chǔ)能裝置、電流檢測(cè)裝置、煙霧傳感器、溫度傳感器以及無線網(wǎng)絡(luò)通信裝置等其他組件結(jié)合到一起，通過編程及網(wǎng)絡(luò)通信來實(shí)現(xiàn)對(duì)宿舍人員的監(jiān)測(cè)并及時(shí)斷電達(dá)到防火目的。管理者可以通過微信小程序進(jìn)入公寓管理系統(tǒng)對(duì)宿舍用電情況進(jìn)行監(jiān)管。系統(tǒng)能夠高效便捷地管理、監(jiān)測(cè)宿舍用電的基本情況，杜絕火災(zāi)的發(fā)生。現(xiàn)場(chǎng)使用表明，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠，具有廣闊的使用前景。

關(guān)鍵詞：ARM? 預(yù)處理? 用電防火

中圖分類號(hào)：TP393 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）09（c）-0020-02

Abstract： Aiming at the problem of fire prevention in colleges and universities， an arm-based intelligent monitoring system for apartment power consumption safety is designed in this paper. The system uses an ARM embedded processor as the core control unit， the infrared sensing device， microwave radar device， the power energy storage device， current detection device， smoke sensor， temperature sensor and wireless network communication device are combined with other components， through programming and network communication to achieve monitoring the dormitory fire power. Managers can enter the apartment management system through WeChat small program to monitor the situation of dormitory electricity consumption. The system able to efficiently and conveniently manage and monitor the basic situation of dormitory electricity consumption， prevent the occurrence of fire. The field application shows that the system is safe and reliable， and has broad application prospect.

Key Words： ARM; Pretreatment; Electricity fire protection

近年來高校防火問題尤為嚴(yán)峻，學(xué)生安全問題存在巨大隱患[1]。針對(duì)以上問題，在人體紅外感應(yīng)單元、微波雷達(dá)單元、電流檢測(cè)、煙霧傳感器、溫度傳感器的基礎(chǔ)上結(jié)合嵌入式處理器（ARM）及無線和載波通信單元設(shè)計(jì)了 “公寓安全用電智能監(jiān)控系統(tǒng)”。旨在公寓管理中心能夠高效便捷地管理、監(jiān)測(cè)宿舍用電的基本情況，杜絕火災(zāi)的發(fā)生。

1? 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目通過紅外人體感應(yīng)單元對(duì)人體熱釋放的紅外輻射以及微波雷達(dá)對(duì)移動(dòng)物體的探測(cè)方法，對(duì)室內(nèi)人體進(jìn)行感應(yīng)監(jiān)控來達(dá)到檢測(cè)宿舍是否有人的目的。該項(xiàng)目采用一款A(yù)RM嵌入式處理芯片為核心控制部件，將紅外傳感應(yīng)裝置、微波雷達(dá)裝置、電源儲(chǔ)能裝置、電流檢測(cè)裝置、煙霧傳感器、溫度傳感器以及無線網(wǎng)絡(luò)通信裝置等其他組件結(jié)合到一起，通過編程及網(wǎng)絡(luò)通信來實(shí)現(xiàn)對(duì)宿舍人員的監(jiān)測(cè)并及時(shí)斷電達(dá)到防火目的。管理者與教師可以通過微信小程序進(jìn)入公寓管理系統(tǒng)對(duì)宿舍用電情況[2]進(jìn)行考察與監(jiān)管。其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2? 硬件部分設(shè)計(jì)

2.1 主機(jī)控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要通過ARM處理芯片來實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外感應(yīng)、雷達(dá)感應(yīng)、其他傳感器信息處理傳輸?shù)鹊目刂?。它通?duì)過紅外感應(yīng)和雷達(dá)感應(yīng)傳輸來的信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行程序分析處理達(dá)到宿舍人數(shù)的計(jì)算，通過溝通連接校區(qū)內(nèi)基站對(duì)各區(qū)域內(nèi)信息實(shí)現(xiàn)匯總，匯總后連通主機(jī)發(fā)送到教務(wù)系統(tǒng)判斷人數(shù)再對(duì)宿舍進(jìn)行斷電。

2.2 多元傳感器單元設(shè)計(jì)

采用多傳感器數(shù)據(jù)融合算法，對(duì)紅外、雷達(dá)、煙霧、溫度、電流等多元傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行有效融合。利用紅外感應(yīng)和微波雷達(dá)技術(shù)判斷宿舍人員的活動(dòng)情況。

3? 軟件設(shè)計(jì)

軟件采用C語言編程，模塊化設(shè)計(jì)。程序功能模塊采用數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)方式，模塊根據(jù)靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的運(yùn)算結(jié)果，來決策輸出狀態(tài)。圖2為數(shù)據(jù)處理流程圖。

通信系統(tǒng)采用無線和載波網(wǎng)絡(luò)通信單元[3]，電力線載波以輸電線路為載波信號(hào)的傳輸媒介的電力系統(tǒng)通信。輸電線路具備十分牢固的支撐結(jié)構(gòu)，并架設(shè)3條以上的導(dǎo)體，輸電線輸送工頻電流的同時(shí)，用之傳送載波信號(hào)[4]。無線通信是利用電磁波信號(hào)可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，是指多個(gè)節(jié)點(diǎn)間不經(jīng)由導(dǎo)體或纜線傳播進(jìn)行的遠(yuǎn)距離傳輸通訊。

4? 結(jié)語

該文設(shè)計(jì)了一種基于ARM的公寓安全用電智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)以嵌入式處理器（ARM）為核心，還包括人體紅外感應(yīng)單元、微波雷達(dá)單元、電流檢測(cè)、煙霧傳感器、溫度傳感器和無線載波通信單元。該系統(tǒng)能夠高效便捷地管理、監(jiān)測(cè)宿舍用電的基本情況，杜絕火災(zāi)的發(fā)生，具有廣闊的使用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉孝趙，陳志峰.基于Zigbee技術(shù)的學(xué)生宿舍用電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015（9）：34-37.

[2] 李嘉鴻.學(xué)校智能用電管理系統(tǒng)研發(fā)[J].科技視界，2016（6）：25-27.

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[4] 周振雄.基于DRNN自整定準(zhǔn)PR控制的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)研究[J].大陽能學(xué)報(bào)，2017，38（11）：2932-2935.