基于ARM的公寓安全用電智能監控系統

劉雨鑫　曲萍萍　王旋剛　張紅娜

摘? 要：針對高校尤為嚴峻防火的問題，該文設計了一種基于ARM的公寓安全用電智能監控系統。該系統采用一款ARM嵌入式處理芯片為核心控制部件，將紅外感應裝置、微波雷達裝置、電源儲能裝置、電流檢測裝置、煙霧傳感器、溫度傳感器以及無線網絡通信裝置等其他組件結合到一起，通過編程及網絡通信來實現對宿舍人員的監測并及時斷電達到防火目的。管理者可以通過微信小程序進入公寓管理系統對宿舍用電情況進行監管。系統能夠高效便捷地管理、監測宿舍用電的基本情況，杜絕火災的發生。現場使用表明，該系統運行安全、可靠，具有廣闊的使用前景。

關鍵詞：ARM? 預處理? 用電防火

中圖分類號：TP393 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：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峻，學生安全問題存在巨大隱患[1]。針對以上問題，在人體紅外感應單元、微波雷達單元、電流檢測、煙霧傳感器、溫度傳感器的基礎上結合嵌入式處理器（ARM）及無線和載波通信單元設計了 “公寓安全用電智能監控系統”。旨在公寓管理中心能夠高效便捷地管理、監測宿舍用電的基本情況，杜絕火災的發生。

1? 系統方案設計

該項目通過紅外人體感應單元對人體熱釋放的紅外輻射以及微波雷達對移動物體的探測方法，對室內人體進行感應監控來達到檢測宿舍是否有人的目的。該項目采用一款ARM嵌入式處理芯片為核心控制部件，將紅外傳感應裝置、微波雷達裝置、電源儲能裝置、電流檢測裝置、煙霧傳感器、溫度傳感器以及無線網絡通信裝置等其他組件結合到一起，通過編程及網絡通信來實現對宿舍人員的監測并及時斷電達到防火目的。管理者與教師可以通過微信小程序進入公寓管理系統對宿舍用電情況[2]進行考察與監管。其監測系統功能結構圖如圖1所示。

2? 硬件部分設計

2.1 主機控制系統

該系統主要通過ARM處理芯片來實現對紅外感應、雷達感應、其他傳感器信息處理傳輸等的控制。它通對過紅外感應和雷達感應傳輸來的信號轉化為數字信號，進行程序分析處理達到宿舍人數的計算，通過溝通連接校區內基站對各區域內信息實現匯總，匯總后連通主機發送到教務系統判斷人數再對宿舍進行斷電。

2.2 多元傳感器單元設計

采用多傳感器數據融合算法，對紅外、雷達、煙霧、溫度、電流等多元傳感數據進行有效融合。利用紅外感應和微波雷達技術判斷宿舍人員的活動情況。

3? 軟件設計

軟件采用C語言編程，模塊化設計。程序功能模塊采用數據流驅動方式，模塊根據靜態數據和動態數據的運算結果，來決策輸出狀態。圖2為數據處理流程圖。

通信系統采用無線和載波網絡通信單元[3]，電力線載波以輸電線路為載波信號的傳輸媒介的電力系統通信。輸電線路具備十分牢固的支撐結構，并架設3條以上的導體，輸電線輸送工頻電流的同時，用之傳送載波信號[4]。無線通信是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式，是指多個節點間不經由導體或纜線傳播進行的遠距離傳輸通訊。

4? 結語

該文設計了一種基于ARM的公寓安全用電智能監控系統。該系統以嵌入式處理器（ARM）為核心，還包括人體紅外感應單元、微波雷達單元、電流檢測、煙霧傳感器、溫度傳感器和無線載波通信單元。該系統能夠高效便捷地管理、監測宿舍用電的基本情況，杜絕火災的發生，具有廣闊的使用前景。

參考文獻

[1] 劉孝趙，陳志峰.基于Zigbee技術的學生宿舍用電管理系統設計[J].實驗室研究與探索，2015（9）：34-37.

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

[3] 辛平.PWM逆變器特定諧波抑制技術[J].北華大學學報，2017，18（2）：265-269.

[4] 周振雄.基于DRNN自整定準PR控制的光伏并網系統研究[J].大陽能學報，2017，38（11）：2932-2935.