La nouvelle industrie, Yi Yi, Hao Jian Wei
(École des sciences de l'information et de la technologie Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004)
Pour une utilisation en classe d'enseignement en affirmant sa place dans la gestion scientifique de l'utilisation des équipements électriques a provoqué une grave perte d'énergie et d'autres ressources, la conception de l'enseignement à distance la construction du système de contrôle d'économie d'énergie. Le système ne peut obtenir le contrôle et la gestion des bâtiments scolaires dans les équipements électriques par l'utilisateur via le téléphone mobile ou PC, mais aussi selon le passage de l'école, des arrangements d'alimentation électrique pour le contrôle automatique des équipements électriques dans la salle de classe. Le système a été utilisé dans l'enseignement dans un bâtiment universitaire, les résultats montrent que la conception a une structure simple, facile à installer, fiable, commode et pratique, et bien d'autres avantages, pour atteindre l'objectif d'économie d'énergie et d'économiser les ressources humaines et matérielles.
le contrôle d'économie d'énergie; STM32; STM8, le contrôle et la gestion automatique, la technologie FireWire d'alimentation unique
CLC: TN709; TP29
Code de document: A
DOI: 10,16157 / j.issn.0258-7998.2017.06.020
format de citation chinois: Pour concevoir une nouvelle industrie, Yi Yi, Hao Jian Wei. Système de contrôle d'économie d'énergie bâtiment d'enseignement Technologie électronique, 2017,43 (6): 79-82,86.
Anglais format de citation: Yu Xinye, Yi Yi, Hao Jianwei. Conception du système de contrôle d'économie d'énergie pour la construction de l'enseignement .Application Technique électronique, 2017,43 (6): 79-82,86.
0 introduction
À l'heure actuelle, les équipements électriques (lumières, ventilateurs, climatiseurs, etc.) dans la grande majorité des salles de classe de construction de l'enseignement collégial d'une manière par la personne entrant dans la salle de classe à commande manuelle. En raison du manque de salles de classe et de l'équipement dans le pouvoir de contrôle scientifique et rationnelle et de gestion, et donc l'utilisation efficace de l'équipement électrique dans la salle de classe n'est pas élevé, ce qui entraîne un gaspillage grave des ressources . performances spécifiques: sensibilisation des élèves de la conservation de l'énergie est peu élevé, ce qui entraîne énorme gaspillage d'énergie, tels que la salle de classe température appropriée dispose de la climatisation, la lumière adéquate, mais allumer les lumières, les étudiants quitter la salle de classe oublié d'éteindre l'air conditionné, le phénomène des ventilateurs, lampes , l'auto-étude ouvrir la classe de puissance de mauvaise gestion des déchets, tels que les salles d'étude au sein de l'étudiant a moins ouvert tous les lumières, ventilateurs et autres équipements électriques . Afin de résoudre les problèmes ci-dessus, la conception du système de contrôle d'économie d'énergie dans les immeubles d'enseignement pour un système à distance avec des fonctions de contrôle et de gestion à distance, que ce soit pour les bâtiments scolaires dans les équipements électriques pour le contrôle et la gestion par leurs téléphones portables ou PC, mais aussi les laissez-passer de l'école, les arrangements d'alimentation électrique nécessaires dans le contrôle automatique de la pièce d'équipement électrique, l'intensité lumineuse naturelle peut également se fonder sur les différentes régions de la classe lampe automatique de paquets de commutation, les élèves résolvent sensibilisation à la conservation de l'énergie est peu élevé, des salles d'étude ouvertes mauvaise gestion énorme l'énergie gaspillée. Le système est très simple, fiable, à faible coût et la facilité d'installation et de nombreux autres avantages.
Composition Principe 1 et systèmes
L'enseignement construction d'un système de commande d'économie d'énergie par une unité de noeud enseignement en classe étage, l'unité de commande et l'unité de commande centrale et les unités centrales de commande d'économie d'énergie de propriétaire de l'enseignement, le schéma de principe du système représenté sur la figure 1.
les unités de noeud de la classe attachés à chaque classe ou la fourniture d'électricité entrée de commande de commutation du dispositif, la construction de l'enseignement et unité de commande de distribution d'énergie électrique montés sur le plancher du circuit et complète de l'enseignement, l'enseignement locateur circuit complet de l'unité centrale de commande est fixé sur le bâtiment de l'école salle de distribution, unité centrale de commande d'économie d'énergie placé au centre de gestion de la distribution du campus. Combiné via GPRS ou communique centre de contrôle de l'économie et de l'énergie WiFi, PC communiquent via une connexion WiFi ou USB et le centre de contrôle d'économie d'énergie. unité centrale de commande d'économie d'énergie, l'unité centrale de commande de l'enseignement propriétaire, une unité de construction d'enseignement et les unités de nud de classe puits de contrôle électriques communiquer via le module de communication. Les gestionnaires peuvent être installés sur le téléphone mobile ou logiciel client PC, les instructions d'entrée et les données requises par le téléphone mobile ou PC, via le mode de communication sélectionné (sélectionnez le WiFi ou le téléphone GPRS, PC ou sélectionnez WiFi USB) commande d'économie d'énergie de l'unité centrale, unité d'enseignement du centre de contrôle du propriétaire, des bâtiments scolaires et des salles de classe unité de commande électrique de contrôle de l'unité et noeud et de gestion.
2 conception de circuits de matériel de système
la conception de circuits de matériel comprend une unité de construction commande électrique des moyens de noeud de classe de système de conception de circuit bien l'enseignement, l'unité centrale de commande et le propriétaire de l'enseignement unité centrale de commande d'économie d'énergie.
Design matériel 2.1 unité de nud de classe
Afin de faciliter l'installation et de travailleurs de la construction de rénovation, salle de classe noeud unités techniques de conception d'alimentation unique FireWire, il se compose principalement d'un seul terminal FireWire, module d'alimentation de commutation unique FireWire, le module de régulateur de tension linéaire, un microcontrôleur, un module de communication sans fil, un relais d'entraînement et de détection et le multiplexage des relais de protection du module, schéma bloc de la conception de matériel représentés sur la figure 2.
220 alimentation V accès à partir d'une seule unité de classe de bornes de noeud d'entrée FireWire, puis divisé en deux: l'un pour la prise de l'électricité au module d'alimentation électrique de commutation et une seule FireWire linéaire modules de régulation, chaque module de circuit à la classe de noeud de cellules fournir de l'énergie, tout le chemin à travers les moyens de multiplexeur pour commander la classe de noeud de relais, classe alimenter des équipements électriques.
La STM32F103C8T6 sélection de microcontrôleur de ST, la famille des micro-contrôleurs ne coûtent pas cher, les ressources abondantes, est l'un des microprocesseurs populaires.
Les relais sont relayer les compagnies de musique en vrac SRD-12VCC, la bobine de tension 12 V, avec une capacité de charge de 10 A.
Module de commutation d'alimentation à l'unité FireWire modèle DY10A, le module comporte un circuit périphérique est simple, une large gamme de tension d'entrée, le courant de charge, faible consommation d'énergie et la production stable continue la tension d'ondulation coefficient est faible et de nombreux autres avantages.
ME6203A linéaire module de régulation en utilisant une puce de régulateur linéaire, caractérisé par une haute tension continue d'entrée en une tension de sortie à faible courant continu, la tension continue d'entrée peut atteindre les 40 V, la tension de sortie en courant continu de 3,3 V, présente un faible courant de repos, moyenne de 3 pA, le courant de sortie maximal de 100 mA.
Le module de communication sans fil est utilisé pour TI produit puce CC2530F256 en tant que composant de noyau module de transmission de données sans fil ZigBee , le module en plus d'une fonction de communication, mais peut également obtenir les données de la classe de noeuds de capteurs respectifs nécessaire, et le traitement et le contrôle.
commutateurs tactiles de commutateur tactile capacitif, touches, non seulement peut prolonger la vie, et une faible consommation d'énergie que le circuit de commutation du mode de réalisation présent de verrouillage de celui-ci utilisation du relais.
Détectée par le circuit de commutation de circuit de commutation de détection d'éclairement lumineux et la détection du nombre de circuits de commutation. Afin d'économiser de l'électricité pour l'éclairage, une pluralité de positions de montage du capteur de niveau de lumière de la classe, le circuit de commutation est utilisé pour détecter l'éclairement produit puce CC2530F256 TI comme les modules de composants de base réseau ZigBee . Tout d'abord, les données acquises par le CC2530F256 de commande de puce de capteur correspondant, via une communication sans fil et analogues, à la lumière de l'arrière de données dans la classe de noeud de classe unité de microcontrôleur STM32, tout en contrôlant les décisions sur la base des données acquises. Afin de réaliser la gestion des chambres d'étude des équipements électriques, en augmentant le nombre de circuit de commutation de détection monté un moyen d'identification ID de classe destiné à détecter le nombre d'étudiants dans la classe d'entrée. ID module d'identification est divisé en deux têtes, une salle de classe pour entrer dans la carte de crédit, une carte de crédit est utilisée pour quitter la classe. Le numéro du circuit de commutation de test utilisé pour produire la puce CC2530F256 TI que les modules composant de noyau réseau ZigBee , et analogues par le nombre de classe sans fil à des noeuds de la classe transmission de données de l'unité de microcontrôleur STM32, alors que selon l'obtenu les données de contrôle des décisions pour l'éclairage de la classe au pouvoir de partition.
2.2 construction de puits Conception du matériel d'enseignement unité de commande électrique
L'enseignement de construction des moyens électriques et l'unité de commande est un signal de commande d'unité d'enseignement locateur convertit le centre de contrôle et mis en uvre pour réaliser les coupures de courant et la BAN BAN une région ou d'un puits électriquement. Il se compose d'un module de microcontrôleur, un module de communication, des relais à l'état solide et contacteur à courant alternatif, dont le diagramme de conception du matériel représenté sur la figure 3.
Le module de communication est électriquement enseigne bien la construction dans l'unité de commande du module de communication filaire et un module de communication sans fil, dans lequel le module de communication sans fil et les unités de noeud de communication de classe de module de communication sans fil, le module de communication et une unité centrale de commande de l'enseignement de l'hôte de module de communication filaire.
Le STM8S103F3 microcontrôleur de ST sélectionné comme une puce à microprocesseur, ses ressources internes riches, il dispose de 8 Ko Flash, 1 KB RAM, support 2,95 V ~ 5,5 V alimentation, à faible coût, anti-brouillage .
la sélection du relais à l'état solide FOTEK SSR-25DA, ayant une sortie de triac, zéro tour de tension, mise hors circuit à courant nul, un isolateur optique entre le circuit d'entrée et le circuit de sortie et la tension d'isolation entre la borne d'entrée et la borne de sortie 2500 V DC le contrôle des changes et de nombreux autres avantages.
Selon la taille actuelle de l'alimentation en classe nécessaire pour sélectionner le courant à droite Allemagne de l'Ouest a produit les échanges et les contacts.
Microcontrôleur reçoit des instructions d'enseignement du propriétaire et des salles de classe centre de commande de noeud par l'intermédiaire de l'unité de module de communication, en commandant le relais statique sous et hors tension pour commander la traction du contacteur à courant alternatif de traction sous et hors tension, de façon à commander l'alimentation de la salle de classe.
Conception du matériel d'enseignement de l'unité centrale de contrôle du propriétaire 2.3
L'enseignement unité centrale de commande de propriétaire pour commander l'excitation de l'immeuble et le temps de mise hors tension centralisée. Il se compose d'un module de communication, un module d'horloge de haute précision, le module de clavier et l'écran et micro-contrôleurs, diagramme de blocs de conception de matériel illustré à la figure 4.
microcontrôleur ST STM8S207R sélectionné comme une puce de microprocesseur, ses ressources internes riche, faible consommation d'énergie, à faible coût, haute performance, et de fortes caractéristiques d'antiparasitage .
Un module de communication par un module de communication sans fil et un module de communication filaire. Le module de communication sans fil fabriqué en utilisant la puce TI CC2530F256 à réaliser, il composition du centre de commande d'économie d'énergie du module de communication ZigBee réseau de communication sans fil ZigBee pour l'achèvement du transfert des données et des instructions. Sipex en utilisant le module de communication filaire produit puce SP485EE à réaliser, qui transmet des données et des instructions pour compléter le puits avec l'unité de contrôle de la construction d'enseignant relié électriquement au module de communication RS485 .
module d'horloge de précision produit par un propre Dallas DS3231 puce de circuit d'oscillateur interne. Etant donné que la température intégré oscillateur à quartz à compensation (TCXO) cristal et la puce DS3231, ayant ainsi un faible coût et l'horloge temps réel de haute précision et de nombreux autres avantages .
3,2 pouces sélection module de configuration écran tactile tactile affichage à cristaux céramique produit par Chi. Cet écran est utilisé interface USART pour faciliter connecté avec le microcontrôleur, ayant une bonne IHM , ou peut être utilisé pour régler le temps d'affichage du centre de contrôle actuel propriétaire de l'enseignement, et BAN état hors tension ou la commande manuelle temporaire Activer et désactiver le BAN.
2.4 Matériel de contrôle d'économie d'énergie de conception de l'unité centrale
un moyen de commande d'économie d'énergie pour commander un circuit complet des bâtiments scolaires centrales et temps d'extinction centralisé. Il se compose d'un module de communication, un module d'horloge de haute précision, le module GSM, le module de communication PC, le module d'affichage et d'un clavier et un micro-contrôleur, et son diagramme de conception de matériel illustré à la figure 5.
contrôle de l'économie d'énergie est prévu sur l'unité centrale a un calendrier d'horloge de haute précision, la gestion du temps et peut stocker des données d'une pluralité de salles de classe et la construction sous tension hors tension. Les utilisateurs peuvent téléphone ou par PC pour atteindre une crête ou quelques bâtiments scolaires sont mis sous tension et hors tension, vous pouvez être certains bâtiments scolaires et définir ou modifier la mise hors tension de contrôle de temps via PC ou un téléphone mobile à tout moment si nécessaire. Une fois défini, le centre de contrôle d'économie d'énergie peut travailler séparément à partir du PC ou un téléphone mobile.
3 conception du logiciel système
Conception logicielle du système se compose principalement de noeuds d'éléments logiciels d'enseignement en classe étage, bien contrôler le logiciel de l'unité, l'unité centrale de contrôle de la propriétaire du logiciel d'éducation, l'unité centrale de commande du logiciel d'économie d'énergie.
3.1 logiciel unité de nud de classe de conception
les unités de noeud de logiciel de conception de classe par le programme de module respectif écrit en langage C, qui comprend principalement un module de communication sans fil ZigBee et le conducteur de circuit de commutation de détection de programme de gestion de réseau de capteurs de niveau de lumière, le lecteur de carte d'identité du conducteur, un programme de détection de contact, et la commande de commutateur STM32 relayer les procédures qui diagramme d'écoulement principal du programme représenté sur la figure 6..
3.2 bâtiment d'enseignement de l'unité de conception de logiciels puits de contrôle électrique
Une unité de commande électrique et l'enseignement de la construction de diagramme d'écoulement principal du programme représenté sur la Fig. circuits matériels électriques et la construction d'enseignement a été mis sous tension, l'unité de commande de l'état de fonctionnement (hors tension à moins qu'une panne de courant ou humaine), le centre de contrôle principal pour recevoir des instructions du propriétaire unité d'enseignement et de contrôle du contacteur AC selon la zone désignée de l'instruction, puis contrôler si pour donner l'approvisionnement en classe de zone.
3.3 unité d'enseignement propriétaire Control Center Software Design
Conception logicielle unité centrale de contrôle de l'enseignement du propriétaire comprend un clavier et un module de pilote d'affichage, le module pilote pilotes d'horloge de haute précision RS485, un programme de réseau ZigBee le module de communication sans fil et le module de communication filaire, le principal organigramme de programme sur la figure. la figure 8.
Unité centrale de contrôle 3.4 la conception de logiciels d'économie d'énergie
unité centrale de commande d'économie d'énergie de conception du logiciel comprend principalement le pilote USART, le module de commande d'horloge de haute précision, le module du pilote programme réseau ZigBee et un module de communication sans fil GSM, le tableau de flux principal du programme montré sur la Fig. unité centrale de commande d'économie d'énergie, soit par l'intermédiaire d'un câble USB connecté au PC, mais aussi par le module GSM et est attaché au programme d'auto APP ligne téléphonique. exigences de contrôle mis sous tension et hors tension de chaque région électriquement l'enseignement et la construction d'un circuit complet à travers le PC ou un téléphone mobile, et le centre de contrôle par l'enseignement Etat propriétaire de chaque unité de commande transmet des données à un bâtiment scolaire ou d'un côté du téléphone écran PC, peut être facile à gérer membre en temps réel de l'état de l'alimentation maître du bâtiment d'enseignement, mais aussi pour les étudiants de se renseigner salles d'étude ouverte de cas.
4 Système de tests fonctionnels
système de contrôle d'économie d'énergie bâtiment d'enseignement après la conception est terminée, l'installer dans une salle de classe de l'université construction du Guangxi, les administrateurs scolaires en fonction du passage de l'école, les arrangements électriques et d'autres exigences, fixées chacune des bâtiments scolaires de district et la mise hors tension par téléphone mobile ou PC les paramètres du temps de la mise sous tension, les salles d'étude d'ouverture, puis démarrer le système, et laisser le test. classe de noeud de capteur de lumière variateur de lumière naturelle analogique unité, une puissance d'éclairage testé, les résultats d'essai indiqués dans le tableau 1.
Cette méthode de contrôle nécessaire GB50034-2013 standard sur une nouvelle rénovation résidentielle et l'expansion, la valeur d'éclairage général de la République populaire de Chine norme nationale « normes de conception d'éclairage architectural », bâtiments publics et industriels . Un système de contrôle des bâtiments d'enseignement de l'unité de commande d'économie d'énergie unique installé dans le bâtiment d'un enseignement universitaire du Guangxi ont été les résultats des tests de consommation indiqués dans le tableau 2.
Université Guangxi prévu un système de commande pour économiser de l'installation dispose d'une unité de centre de commande d'économie d'énergie, 5 l'unité centrale de contrôle de propriétaire d'enseignement, chacun d'eux a un enseignement bâtiment 12 construction d'enseignement et l'unité de commande électrique, électriquement et contrôler chaque noeud 20 salles de classe unité. Les résultats des tests dans le tableau 2 bâtiments scolaires et l'utilisation de l'énergie totale du système de contrôle de l'éclairage des compteurs sont comparés à la consommation connue: l'enseignement la construction du système de contrôle d'économie d'énergie non encore utilisée, tous les soirs après 22h00, les gestionnaires bâtiment d'enseignement doivent fermer manuellement chaque éclairage en classe, l'enregistrement de l'électricité bâtiment de l'école l'électricité pour l'éclairage pur une moyenne mensuelle de 564480 kWh, après utilisation bâtiment d'enseignement du système de contrôle d'économie d'énergie, les bâtiments scolaires en moyenne mensuelle d'électricité pour l'éclairage 395136 kWh, la moyenne économies mensuelles 169344 kWh, pour obtenir un bon effet d'économie d'énergie.
5 Conclusion
Cette sélection STM32 puce STM8 que le microcontrôleur de la puce et la technologie de détection du capteur, la technologie ZigBee, la technologie Firewire et de la technologie de communication unique lié organique ensemble, la construction de l'enseignement d'économie d'énergie conçu système de commande à distance, et élabore principe de fonctionnement et la conception matérielle et logicielle du système, et enfin l'appliquer à l'enseignement construction d'une université du Guangxi testé. les résultats d'exploitation montrent que le système peut être atteint non seulement par téléphone ou PC à distance pour les bâtiments scolaires dans chaque salle de classe, bureau d'équipements électriques pour le contrôle automatique et la gestion conformément à la passe, des arrangements de puissance de l'école, et a une structure simple, facile à installer, des performances fiables de nombreux avantages, conformément à la « économie d'énergie, de l'environnement à faible carbone, le développement durable, » le thème de la société d'aujourd'hui préconisée pour atteindre l'objectif d'économie d'énergie, les gestionnaires d'épargne des ressources humaines et matérielles, a de bonnes perspectives de marché.
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