《教育信息化2。0行動(dòng)計(jì)劃》提出：教育信息化將從數(shù)字校園時(shí)代逐步過(guò)渡到智慧校園時(shí)代。數(shù)字校園突出的是信息共享，而智慧校園實(shí)現(xiàn)的是物理空間與信息空間銜接，是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，對(duì)集數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)化、智慧型、協(xié)作型于一體化的教學(xué)、科研、管理和生活服務(wù)實(shí)現(xiàn)全面感知，并能對(duì)教育教學(xué)、教育管理進(jìn)行洞察和預(yù)測(cè)的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。在 《智慧校園總體框架》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的四層結(jié)構(gòu)中，具備透徹感知功能的基礎(chǔ)設(shè)施層是最 底層，即通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)物與物的感知、人與物的感知、系統(tǒng)與系統(tǒng)的感知。智慧校園用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是智慧校園服務(wù)中重要的組成部分。系統(tǒng)中的智能用電監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)測(cè)量校園內(nèi)各場(chǎng)所的用電線(xiàn)路，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)匯聚至云平臺(tái)，分析處理數(shù)據(jù)，以友好的界面在各種終端上顯示信息。隨著技術(shù)的演進(jìn)，數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)不斷升級(jí)，從有線(xiàn)到無(wú)線(xiàn)，從高耗能到低功率。LoRa技術(shù)是一種低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)，基于擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，它利用公用通訊頻段，不依賴(lài)于運(yùn)營(yíng)商而獨(dú)立聯(lián)網(wǎng)，因此具有部署簡(jiǎn)單、成本低、遠(yuǎn)距離、低延時(shí)等特點(diǎn)。與現(xiàn)有的多種無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)相比，基于 LoRa技術(shù)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)無(wú)疑是最適合的無(wú)線(xiàn)通信方式之一。

　　1、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　基于 LoRa技術(shù)的智慧校園用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由嵌入 LoRa模 塊 的 智 能 電 表及安全探測(cè)器、LoRa集中器、工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器 (物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái))、手機(jī)終端或電腦等設(shè)備組成。案例校園應(yīng)用范圍南北長(zhǎng)約1。5km，東西長(zhǎng)約1km，共有18棟樓宇，樓層最 高為6層。系統(tǒng)選用的LoRa模塊的通訊距離可達(dá)2km，單個(gè)集中器負(fù)載容量一般為200個(gè)終端，最多可達(dá)500個(gè)終端。

　　系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示設(shè)備部署方案如下：設(shè)置代表性信息點(diǎn)10個(gè)，其中三個(gè)教學(xué)樓各1個(gè)，兩個(gè)實(shí)訓(xùn)樓各1個(gè)，辦公樓1個(gè)，學(xué)生宿舍3個(gè)，學(xué)生食堂1個(gè)。在校園中心建筑的高層設(shè)置一個(gè)LoRa集中器和一個(gè)無(wú)線(xiàn)路由器：LoRa集中器通過(guò)以太網(wǎng)連接無(wú)線(xiàn)路由器，再借助無(wú)線(xiàn)技術(shù)與信息點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送;無(wú)線(xiàn)路由器接到云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 信息點(diǎn)與集中器采用簡(jiǎn)單的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，集中器作為中繼，鏈接采集設(shè)備和云平臺(tái)，云平臺(tái)管理及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，手機(jī)終端或電腦端訪問(wèn)云平臺(tái)，實(shí)時(shí)查看用電信息。

　　2、用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

　　安全監(jiān)測(cè)。智慧式用電安全監(jiān)管與電能管理系統(tǒng)，采用智慧用電安全探測(cè)器、智能微型斷路器，監(jiān)測(cè)與處理漏電、短路、過(guò)流、過(guò)載、打火、過(guò)壓、欠壓、雷擊浪涌、過(guò)溫等電氣故障，并實(shí)時(shí)將報(bào)警與負(fù)載信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供到系統(tǒng)平臺(tái)，便于用電安全管理人員第一時(shí)間、全面掌握養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的用電異常報(bào)警，最 大限度預(yù)防電氣火災(zāi)，避免人員觸電傷亡。同時(shí)，力安科技智慧用電可以為建筑運(yùn)行階段提供用能分析，從而采取相應(yīng)的優(yōu)化節(jié)能措施，從而通過(guò)自我管理達(dá)到節(jié)能降耗目的。

　　統(tǒng)計(jì)分析用電數(shù)據(jù)。利用該系統(tǒng)可分類(lèi)統(tǒng)計(jì)各類(lèi)用電量及總用電量，統(tǒng)計(jì)分析快速、準(zhǔn)確，通過(guò)分析能耗數(shù)據(jù)促進(jìn)校園節(jié)能降耗。

　　掌上巡檢用電線(xiàn)路。用戶(hù)通過(guò)移動(dòng)端可以隨時(shí)登陸平臺(tái)查看用電量信息，不受時(shí)間、地點(diǎn)和環(huán)境的限制，間接了解用電系統(tǒng)的狀態(tài)。

　　具有與校園其他管理系統(tǒng)順暢對(duì)接能力。對(duì)接后，信息無(wú)需經(jīng)過(guò)二次處理即可實(shí)時(shí)上傳，管理員則可以實(shí)時(shí)記錄、查閱數(shù)據(jù)參數(shù)和日志，實(shí)現(xiàn)校園信息管理智能化、集約化。

　　智慧校園用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基本功能是實(shí)時(shí)測(cè)量和統(tǒng)計(jì)分析用電量，間接監(jiān)測(cè)用電線(xiàn)路的狀態(tài)。后期在相關(guān)技術(shù)成熟后，系統(tǒng)功能擴(kuò)展非常容易，如在用電線(xiàn)路上增設(shè) LoRa斷路器可實(shí)現(xiàn)智能化限電，在關(guān)鍵場(chǎng)所設(shè)置LoRa溫度傳感器和 LoRa煙霧傳感器實(shí)現(xiàn)火災(zāi)自動(dòng)預(yù)警等功能。此外，還可以擴(kuò)展到校園用水監(jiān)測(cè)，在校園的水路節(jié)點(diǎn)安裝 LoRa智能水表，LoRa集中器將其統(tǒng)一納入云平臺(tái)，在后臺(tái)做相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，就可以實(shí)現(xiàn)校園水電能源一體化、智慧化管理。另外，還可共享校園用電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，利用 LoRa火災(zāi)報(bào)警器和 LoRa監(jiān)控等終端設(shè)備開(kāi)發(fā) “智慧消防”和 “智慧安?！?，逐漸完善智慧校園基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高智慧校園服務(wù)能力。