基于物联网的新型智慧实训室电源管理系统的研究

基于物联网的新型智慧实训室电源管理系统的研究

梁,坚

柳州城市职业学校，广西 柳州 545036

摘要：随着科技进步和管理理念的更新，对高校实训室各方面管理提出了更高的要求，基于共享、同治理念设计提出的智慧实训室管理建设思路已经成为共识。建设智慧实训室管理中心可以提高高职师生实验信息服务质量，改变高职实训室传统管理理念和手段，提升专业实训室的管理效率，加速高职校园设备管理自动化进程，提高安全管理和环境管理智能化程度，改变以往高职专业实训资源利用率不高、管理杂乱的现象。而智慧实训室管理系统中电源管理是问题突出的一环，电源管理不集中，使用者监测不到位、功率监测等信息不明确容易造成超负荷运行而造成设备损坏，因此，建设智慧实训室管理系统，务必要建好智慧电源管理系统。

关键词：物联网；新型智慧实训室；电源管理系统

引言

中产阶级学生刚刚读完中学，还不成熟，表现出强烈的欲望，充满活力，安全意识差，经常寻求通过“不好的处理”来改善生活的方法。在实践教学过程中，往往教师少，管理困难，实践型教师不能全面了解个别学生的工作方式，造成混乱。中产阶级学生既要保护学习热情，又要控制员工、设备和精力，并根据中产阶级的特点改进教学方法和学习方法。考虑对设备使用电源管理系统，以确保安全功耗。

1物联网技术

1999年提出了物理网络的概念，旨在实现我国也称为传感器技术的物体的智能化管理。为此，将无线电遥测传感器与因特网有效地结合起来。互联网是由各种核心技术组成的。(1)传感器技术。由于计算机主要处理二进制数字信号，传感器有必要将模拟信号转换为数字信号，以便理解和完成处理。(2)RFID标签。这是传感器技术之一，主要通过无线电和嵌入式技术的组合开发，主要用于资产管理和标识。(3)嵌入式系统。集成系统是半导体技术(gy)和电子技术(ElectronicsTechnology)以及其他具有高度可扩展性的技术的产品。

2高职院校实训室电源管理的现状

随着无线通讯技术和物联网技术的发展，当前高校实训室管理逐步在向智慧管理方向转变，传统的依靠人力管理的时代基本已经成为过去式，智慧刷卡门禁管理基本普及，此外，实训室资产管理系统也已经基本成型，但是现有实训室的电源管理系统却依然处于低效管理阶段，主要体现在以下几个方面:(1)设备开启和关闭都需要通过手动去实现，而门禁系统可以通过智慧卡管理，但是现有电源管理尚未完全实现。(2)现有的控制部分简单分为两个部分，即:一键控制总闸;一键控制所有实训室的台位，但不能采集总闸控制者的身份。此外，对学生实训台位的监控也没办法进行，不能显示某个台位单独的开启，造成了电源能量的浪费。(3)实训室电源总用量和总负荷无法直观显示，不能在负荷达到限额时进行报警提示。(4)对整个实训室中设备的运行情况无法监控，现有情况下，通电后是否能运行只有台位的使用者情况，报修过程繁琐。因此，设计一款高效的实训室电源管理系统具有非常重要的意义，成为了当前智慧实训室建设的一个重点问题，高效的实训室电源管理系统要求采用智慧卡授权后才可用电。卡取走后自然断电，可查询用电时段和刷卡者，实训室内分整个实训室的取电和实训台位的取电两个部分，实训台位上学生的取电可以通过学生卡取得，方便追究责任和进行6S管理，并对实训室的用电量进行计算和显示，而且可以根据总功率大小进行超限报警。

3智能化实训室的特点

(1)开放。实践培训设施往往十分开放。为管理进出培训室的通道，有一个现代化的锁定系统。练习设施上安装了相应的密封装置。师生必须编辑校园地图，为不同身份分配不同的权限。学生空闲的时候可以换教室。此外，您还可以在图书馆借书、复印、印刷等。一些高校还实施了密码保护机制，每个实验室都有自动密码锁，以确保实验室的安全。各实验室相互连接，交换研究机构，交换研究人员等。(2)安全。培训室备有良好的防火和防盗设备，使传感器能够及时激活报警系统，确保培训室设施的安全，保护现场人员。(3)信息丰富。该培训中心是一个信息丰富的教育和科学研究场所。实现简单的学术交流和广泛的信息资源共享。

4基于物联网的智慧实训室电源管理系统架构设计

基于物联网的智慧实训室电源管理系统架构如图1所示。系统主要由三部分组成，即:电源控制器、基于WIFI/ＲJ45的电源管理器子系统、用户卡授权子系统。电源控制器用来控制实验工作台的供电。有权限的用户在规定时间内，将用户卡插入控制器，并输入正确的密码后取电。基于WIFI/ＲJ45的电源管理器子系统用来收集网络中各个电源控制器中的数据。用户卡授权子系统用来提供有效的用户卡、修改用户权限、记录和统计用户卡授权情况。

图1智慧实训室电源管理系统架构图

电源控制机箱面板通常被安装在实训台上，面板提供一路电压0--30V调节步长0.1V，电流0-2A调节步长0.001A，电压与电流由1602型LCD液晶显示屏显示，电压显示小数点后2位，电流显示小数点后3位；；电源启动由刷卡启动，刷卡距离刷卡区域0-5厘米，通过WiFi无线网络受实验室管理软件集中控制，在教师电脑上操作同意或不同意或关闭或授权刷卡即开；内置电源系统刷卡管理模块，采用MODBUS_SF通信协议能够无缝对接原有实训室管理系统，通过WiFi专用无线网络建立实训桌电源系统刷卡管理模块与服务器的通信；内置可扩展至32点传感器数据采集系统，系统采集0--36V、0--30V输出电压、电流，采集数据实时通过WiFi无线网络传送至服务器，能为校园网提供考勤与操作实训过程各电量基础数据。(图2、图3))

图2电源控制机箱面板实物图

图3校园卡刷卡用电管理流程图

5计算机实训室维护管理方法和策略

5.1加强电源维护管理

高校建筑计算机实验室中，供电是一个重要的组成部分。安全稳定的电源具有可靠的电压，这可能会导致电压波动问题。此外，您还可以使用安全稳定的电源来延长设备的使用寿命。这样可以提高经济性，从而降低能耗。因此，要提高电源可靠性，需要更好的电源管理。对线路进行检查和维护，以快速确定并修复故障原因，并提高可维护性。计算机房电路和电源都是集成的。电压波动是操作中断的一个重要因素，如果出现常见问题，可能会影响学习过程。当电源出现问题且故障排除困难时，需要立即更换电源，以提高特殊教学楼计算机实验室的安全性和稳定性。

5.2测试结果及分析

经过软硬件的设计，基于物联网的智慧实训室电源管理系统完成制作，通过实验，证明该智慧实训室管理系统实现了三级管理和使用模式，采用智慧卡授权后才可用电。卡取走后自然断电，可查询用电时段和刷卡者，实训室内分整个实训室的取电和实训台位的取电两个部分，实训台位上学生的取电可以通过学生卡取得，方便追究责任和进行6S管理，并对实训室的用电量进行计算和显示，且可以根据总功率大小进行超限报警，实现了学校实训室电源系统的有效管理.

结束语

本文从当前高校实训室电源管理系统中存在的问题出发，分析和找准了当前实训室电源管理系统中存在的难点痛点问题，采用无线通讯技术和物联网技术，设计开发了一款高校实训室管理智慧管理系统，该系统实现了三级管理和使用模式，采用智慧卡授权，并实时追踪使用者和使用时长以及耗电量等相关信息，经过软硬件设计和实验，该智慧实训室电源管理系统使用方便、查询直观，极大提升了管理效率。

参考文献

[1]周旭华,伍懿美.高职院校安全防范技术综合实训室的设计与实现[J].智能建筑,2019

[2]陈翔.高校计算机实训室的建设与管理维护[J].科技创新与生产力,2019

[3]施立群.实训室管理系统APP的研究与设计[J].电大理工,2019

[4]易磊.高职院校实训室智能化建设与管理创新[J].信息与电脑(理论版),2019

[5]胡志刚.高职实训室开放管理系统的研究与设计[J].价值工程,2018