一种基于物联网技术的教学楼节能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网技术的教学楼节能系统，包括终端子系统、智能网关和监控中心，终端子系统包括检测感知单元，检测感知单元包括空调检测模块、照明检测模块和给排水检测模块，检测感知单元的信号输出端连接有信号调理单元，信号调理单元连接有微控制器单元，微控制器的网络通信端口连接有无线通信单元；微控制器单元还连接有节能控制单元，节能控制单元用于进行节能开关控制；监控中心包括监控主机，监控主机内置有备份数据库、信息查询数据表和网络防火墙。本发明专利技术能够详细地实现教学楼内各个角落电器系统的用电参数的采集，结合物联网技术实现快速高效节能反馈调节控制。

An energy-saving system of teaching building based on the technology of Internet of things

The invention discloses a building energy saving system based on IOT technology, including terminal subsystem, intelligent gateway and monitoring center, the terminal subsystem includes detection sensing unit, detection unit includes air conditioning lighting detection module, detection module and drainage detection module, signal output unit is connected with the detection signal conditioning unit and the signal conditioning unit is connected with the micro controller unit, network communication port of the microcontroller is connected with a wireless communication unit; micro controller unit is connected with the energy saving control unit, control unit for energy-saving energy-saving switch control; the monitoring center comprises a monitoring host, host monitor with built-in backup database, information query, data table and network firewall. The invention can realize the collection of the electric parameters in every corner of the teaching building in detail, and achieve fast, high efficiency and energy saving feedback regulation and control with the technology of Internet of things.

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网技术的教学楼节能系统
本专利技术涉及教学楼物联网系统领域，具体为一种基于物联网技术的教学楼节能系统。
技术介绍
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，顾名思义，物联网就是物物相连的互联网，物联网是对互联网的扩展和延伸，以互联网为基础，将用户端扩展和延伸到物品和物品之间。物联网的概念自提出以来，就受到了广泛关注，物联网发展的核心就是应用创新，因此，很多学者和科研人员都对物联网的设计和应用进行了深入研究。目前，我国绝大部分高校教学楼教室内的电器设备(照明灯、风扇、空调等)使用处于一种由进入教室内的人员人工控制的方式。由于缺乏对教室使用及其内电器设备使用进行科学合理的控制与管理，因而教室内电气设备有效利用率不高，造成资源的严重浪费，这与当今社会提倡“节约能源，低碳环保，可持续发展”的主题，极其不相符。具体表现为：1、学生节能意识不高，造成巨大的电能浪费。比如：教室内温度适宜却开空调，光线充足却打开照明灯，学生离开教室忘记关空调、风扇、照明灯的现象。2、自习教室开放管理不当，造成的电能浪费。比如：自习教室内学生较少却打开全部的照明灯、风扇等用电设备。教学楼作为一个大型的公共建筑，其能源消耗主要分为几个方面，分别是空调系统、照明系统、给排水系统等。在发达国家，楼宇自动化系统的运用日益广泛，但是也楼宇自动化系统也存在很多缺陷和不足，比如楼宇内部的布线复杂而且成本高昂，也掌握楼宇中的能源消耗的详细数据，更无法掌控整个建筑中各个能源消耗系统的最佳运行状态。
技术实现思路
为了克服现有技术方案的不足，本专利技术提供一种基于物联网技术的教学楼节能系统，包括终端子系统、智能网关和监控中心，所述终端子系统用于安装在教学楼各个被控系统上，所述智能网关分楼层安装，用于连接终端子系统与监控中心形成物联网络进行数据传输；所述终端子系统包括检测感知单元，所述检测感知单元包括空调检测模块、照明检测模块和给排水检测模块，所述空调检测模块安装在空调的上表面，照明检测模块安装在教室内部，所述给排水检测模块安装在卫生间水箱内部；所述检测感知单元的信号输出端连接有信号调理单元，所述信号调理单元的输出数字信号通过CAN总线连接有微控制器单元，所述微控制器的网络通信端口连接有无线通信单元，所述无线通信单元与智能网关进行数据传输通信；微控制器单元还连接有节能控制单元，所述节能控制单元用于进行节能开关控制；作为本专利技术一种优选的技术方案，所述监控中心包括监控主机，所述监控主机内置有备份数据库、信息查询数据表和网络防火墙，所述网络防火墙的数据交互端与智能网关进行数据交互传输。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述空调检测模块包括温度传感器、湿度传感器和红外传感器，温度传感器用于采集室内温度值，湿度传感器用于采集空气湿度，红外传感器用于检测室内人数。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述照明检测模块包括光敏三极管，光敏三极管的电流端串联有光电转换器，光电转换器用于将光强转换成电信号并输出。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述给排水检测模块包括水位检测器和流量计，所述水位检测器用于采集输出当前的蓄水箱中的水位高度值，流量计用于测量输出当前水流量大小。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述信号调理单元包括滤波放大器和模数转换器，所述滤波放大器采用二阶RLC滤波电路串联LM358放大器组成，输出纯净放大后的模拟信号至模数转换器，所述模数转换器输出数字信号至微控制器单元串行端口。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述微控制器单元采用Atmega16单片机集成最小系统，芯片外围连接有复位电路和时钟晶振，电源引脚连接有REG1117-5v线性稳压器。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述无线通信单元采用TI集成CC2530模块，芯片管脚XOSC32_Q1和XOSC32_Q1中间连接有32MHZ无源晶振，且芯片内集成有无线收发器，芯片的USART端口通过总线与微控制器单元的通信端口相连接。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述节能控制单元包括功率调节器和电子开关，所述功率调节器的控制端连接至微控制器单元的PWM输出引脚，电子开关连接至I/0端口。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术通过设置终端子系统，分别利用空调检测模块、照明检测模块和给排水检测模块进行各项节能控制参数采集控制，在空调检测模块中增加红外传感器以进行人数检测，不仅能够根据温度进行空调自动开关温度调节，还可以根据人数多少决定空调的工作状态，更加智能化；(2)本专利技术通过设置无线通信模块与智能网关实现短距离无线数据传输，智能网关与监控中心通过网线实现有线数据传输，形成稳定的物联网络，高速快捷地实现数据传输共享；(3)本专利技术通过设置监控中心，利用监控主机调用内部的备份数据库进行数据存储，利用信息查询数据表进行新型查询，利用网络防火墙进行网络防护，从而实现远程监控和调制，以达到最佳的节能效果。附图说明图1为本专利技术结构框图；图2为本专利技术外观结构示意图；图3为微控制器单元最小系统图；图4为无线通信单元引脚图。图中：1-终端子系统；2-智能网关；3-监控中心；4-检测感知单元；5-信号调理单元；6-微控制器单元；7-无线通信单元；8-节能控制单元；301-监控主机；302-备份数据库；303-信息查询数据表；304-网络防火墙；401-空调检测模块；402-照明检测模块；403-给排水检测模块；501-滤波放大器；502-模数转换器；801-功率调节器；802-电子开关。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本专利技术可以用以实施的特定实施例。本专利技术所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本专利技术，而非用以限制本专利技术。实施例：如图1和2所示，本专利技术提供了一种基于物联网技术的教学楼节能系统，包括终端子系统1、智能网关2和监控中心3，所述终端子系统1用于安装在教学楼各个被控系统上，所述智能网关2分楼层安装，用于连接终端子系统1与监控中心3形成物联网络进行数据传输；所述终端子系统1安装在各个教室内部进行数据采集和节能操作控制，所述监控中心3用于进行对所有的终端子系统1的数据进行汇总，并且进行远程监控调整，形成完善的物联网络；如图1所示，所述终端子系统1包括检测感知单元4，所述检测感知单元4包括空调检测模块401、照明检测模块402和给排水检测模块403，所述空调检测模块401安装在空调的上表面，照明检测模块402安装在教室内部，所述给排水检测模块403安装在卫生间水箱内部；所述检测感知单元4的信号输出端连接有信号调理单元5，所述信号调理单元5的输出数字信号通过CAN总线连接有微控制器单元6，所述微控制器6的网络通信端口连接有无线通信单元7，所述无线通信单元7与智能网关2进行数据传输通信；微控制器单元6还连接有节能控制单元8，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网技术的教学楼节能系统，其特征在于：包括终端子系统(1)、智能网关(2)和监控中心(3)，所述终端子系统(1)用于安装在教学楼各个被控系统上，所述智能网关(2)分楼层安装，用于连接终端子系统(1)与监控中心(3)形成物联网络进行数据传输；所述终端子系统(1)包括检测感知单元(4)，所述检测感知单元(4)包括空调检测模块(401)、照明检测模块(402)和给排水检测模块(403)，所述空调检测模块(401)安装在空调的上表面，照明检测模块(402)安装在教室内部，所述给排水检测模块(403)安装在卫生间水箱内部；所述检测感知单元(4)的信号输出端连接有信号调理单元(5)，所述信号调理单元(5)的输出数字信号通过CAN总线连接有微控制器单元(6)，所述微控制器(6)的网络通信端口连接有无线通信单元(7)，所述无线通信单元(7)与智能网关(2)进行数据传输通信；微控制器单元(6)还连接有节能控制单元(8)，所述节能控制单元(8)用于进行节能开关控制。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网技术的教学楼节能系统，其特征在于：包括终端子系统(1)、智能网关(2)和监控中心(3)，所述终端子系统(1)用于安装在教学楼各个被控系统上，所述智能网关(2)分楼层安装，用于连接终端子系统(1)与监控中心(3)形成物联网络进行数据传输；所述终端子系统(1)包括检测感知单元(4)，所述检测感知单元(4)包括空调检测模块(401)、照明检测模块(402)和给排水检测模块(403)，所述空调检测模块(401)安装在空调的上表面，照明检测模块(402)安装在教室内部，所述给排水检测模块(403)安装在卫生间水箱内部；所述检测感知单元(4)的信号输出端连接有信号调理单元(5)，所述信号调理单元(5)的输出数字信号通过CAN总线连接有微控制器单元(6)，所述微控制器(6)的网络通信端口连接有无线通信单元(7)，所述无线通信单元(7)与智能网关(2)进行数据传输通信；微控制器单元(6)还连接有节能控制单元(8)，所述节能控制单元(8)用于进行节能开关控制。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的教学楼节能系统，其特征在于：所述监控中心(3)包括监控主机(301)，所述监控主机(301)内置有备份数据库(302)、信息查询数据表(303)和网络防火墙(304)，所述网络防火墙(304)的数据交互端与智能网关(2)进行数据交互传输。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的教学楼节能系统，其特征在于：所述空调检测模块(401)包括温度传感器、湿度传感器和红外传感器，温度传感器用于采集室内温度值，湿度传感器用于采集空气湿度，红外传感器用于检测室内人数。4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的教学楼...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟旭，
申请(专利权)人：孟旭，
类型：发明
国别省市：安徽,34