1.一种物联网技术的智慧校园建设学生用电安全监测预警系统,其特征在于,包括:监测设备设置模块、云数据库、供电稳定性安全监测模块、用电安全监测模块、供电电路铺设环境安全监测模块、数据处理云平台和用电安全预警显示终端;
所述监测设备设置模块用于在学生宿舍设置监测设备,其中监测设备包括电压电流测量仪、电功率测量仪、电能传感器、智能负载识别器、温度传感器和湿度传感器;
所述云数据库用于存储标准供电电压、标准供电电流、标准供电电路输出总功率、学生宿舍的安全供电电路铺设环境温度、学生宿舍的安全供电电路铺设环境湿度和标准用电安全系数;
所述供电稳定性安全监测模块用于对学生宿舍供电电路的供电稳定性进行安全监测;
所述用电安全监测模块用于对学生宿舍的用电状况进行安全监测,其中用电安全监测模块包括用电总功率安全监测单元、用电设备安全监测单元和违规用电设备安全监测单元;
所述供电电路铺设环境安全监测模块用于对学生宿舍的供电电路铺设环境进行安全监测,其中供电电路铺设环境安全监测模块包括温度安全监测单元和湿度安全监测单元;
所述数据处理云平台用于基于供电稳定性安全监测模块、用电安全监测模块和供电电路铺设环境安全监测模块的监测结果评估各学生宿舍的用电安全系数;
所述用电安全预警显示终端用于将各学生宿舍的用电安全系数与云数据库中的标准用电安全系数进行对比,若某学生宿舍的用电安全系数低于标准用电安全系数,则将该学生宿舍标记为危险用电宿舍,并将危险用电宿舍的编号进行显示,进而预警;
所述对学生宿舍供电电路的供电稳定性进行安全监测,其具体过程执行以下步骤:
A1:设定监测周期,并将当前监测周期按照设置的时间间隔进行划分,进而得到若干个监测时间点,并将其分别编号为1,2,...,a,...,c;
A2:通过电压电流测量仪分别对各学生宿舍供电电路的供电电压和供电电流进行检测,进而获取各个监测时间点中各学生宿舍供电电路的供电电压和供电电流;
A3:将各个监测时间点中各学生宿舍供电电路的供电电压和供电电流与分别与云数据库中的标准供电电压和标准供电电流进行对比,计算各学生宿舍供电电路的供电稳定系数,其计算公式为: 其中i表示为学生宿舍的编号,i=1,2,...,n,λi表示为第i个学生宿舍供电电路的供电稳定系数,U0和I0分别表示为标准供电电压和标准供电电流, 和 分别表示为第a个监测时间点中第i个学生宿舍供电电路的供电电压和供电电流。
2.根据权利要求1所述的一种物联网技术的智慧校园建设学生用电安全监测预警系统,其特征在于:所述用电总功率安全监测单元用于对学生宿舍的用电总功率进行安全监测,其具体过程执行以下步骤:B1:通过电功率测量仪对各个监测时间点中各学生宿舍的供电电路输出总功率进行检测,进而获取各个监测时间点中各学生宿舍的供电电路输出总功率;
B2:将各个监测时间点中各学生宿舍的供电电路输出总功率与云数据库中标准供电电路输出总功率进行对比,计算各学生宿舍的供电电路输出总功率安全系数,其计算公式为:其中 表示为第i个学生宿舍的供电电路输出总功率安全系数,P0
表示为标准供电电路输出总功率, 表示为第a个监测时间点中第i个学生宿舍的供电电路输出总功率。
3.根据权利要求2所述的一种物联网技术的智慧校园建设学生用电安全监测预警系统,其特征在于:所述用电设备安全监测单元用于对学生宿舍的用电设备进行安全监测,其具体过程执行以下步骤:C1:通过电能传感器对各学生宿舍内存在的用电设备进行功率检测,进而获取各学生宿舍内存在的各用电设备对应的功率,并从中提取最大功率,将其记为各学生宿舍的最大用电设备功率;
C2:计算各学生宿舍的用电设备功率安全系数,其计算公式为:
max
其中βi表示为第i个学生宿舍的用电设备功率安全系数,e表示为自然常数,Wi 表示为第i个学生宿舍的最大用电设备功率,W0表示为预设的学生宿舍安全用电设备功率。
4.根据权利要求3所述的一种物联网技术的智慧校园建设学生用电安全监测预警系统,其特征在于:所述违规用电设备安全监测单元用于对学生宿舍的违规用电设备进行安全监测,其具体过程执行以下步骤:D1:通过智能负载识别器对各学生宿舍是否存在使用违规用电设备进行检测,若存在,则统计各学生宿舍对应违规用电设备的使用次数,进而获取各学生宿舍各次对违规用电设备的使用时长;
D2:计算各学生宿舍的违规用电设备使用风险系数,其计算公式为:
其中θi表示为第i个学生宿舍的违规用电设备使用风险系数,m表示为各次使用违规用电设备的编号,m=1,2,...,r, 表示为第i个学生宿舍的第m次对违规用电设备的使用时长,φ表示为预设的学生宿舍违规用电设备的单位使用时长风险影响因子。
5.根据权利要求4所述的一种物联网技术的智慧校园建设学生用电安全监测预警系统,其特征在于:所述温度安全监测单元用于对学生宿舍内供电电路铺设环境的温度进行安全监测,其具体过程执行以下步骤:E1:通过温度传感器对各学生宿舍内供电电路铺设环境的温度进行检测,进而获取各学生宿舍在各个监测时间点中供电电路铺设环境的温度;
E2:将各学生宿舍在各个监测时间点中供电电路铺设环境的温度与云数据库中学生宿舍的安全供电电路铺设环境温度进行对比,计算各学生宿舍的供电电路铺设环境温度安全系数,其计算公式为: 其中τi表示为第i个学生宿舍的供电电路铺设环境温度安全系数,C0表示为学生宿舍的安全供电电路铺设环境温度, 表示为第a个监测时间点中第i个学生宿舍供电电路铺设环境的温度。
6.根据权利要求5所述的一种物联网技术的智慧校园建设学生用电安全监测预警系统,其特征在于:所述湿度安全监测单元用于对学生宿舍内供电电路铺设环境的湿度进行安全监测,其具体过程执行以下步骤:F1:通过湿度传感器对各学生宿舍内供电电路铺设环境的湿度进行检测,进而获取各学生宿舍在各个监测时间点中供电电路铺设环境的湿度;
F2:将各学生宿舍在各个监测时间点中供电电路铺设环境的湿度与云数据库中学生宿舍的安全供电电路铺设环境湿度进行对比,计算各学生宿舍的供电电路铺设环境湿度安全系数,其计算公式为: 其中θi表示为第i个学生宿舍的供电电路铺设环境湿度安全系数,D0表示为学生宿舍的安全供电电路铺设环境湿度, 表示为在第a个监测时间点中第i个学生宿舍供电电路铺设环境的湿度。
7.根据权利要求6所述的一种物联网技术的智慧校园建设学生用电安全监测预警系统,其特征在于:所述各学生宿舍的用电安全系数计算公式为:其中ψi表示为第i个学生宿舍的用电安全系数。