高校宿舍智能藍(lán)牙水控節(jié)能技術(shù)的研究與探索

蘇雁楠

（廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

1 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和學(xué)生公寓的普及，高校逐漸成為水資源消耗大戶[1]，如何科學(xué)、合理地管理高校學(xué)生宿舍的熱水用水情況，成為學(xué)校后勤管理部門面臨的一項重要課題。目前，大多數(shù)高校都很重視節(jié)水管理工作，針對學(xué)生用水浪費(fèi)的問題，制定與實施了一系列管理措施，如收費(fèi)管理、管網(wǎng)改造、漏水搶修、節(jié)水器具改造、非常規(guī)水源利用、節(jié)水控制技術(shù)等，取得了一定成效。但是，部分高校仍然存在給水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)故障、節(jié)水改造經(jīng)費(fèi)缺乏以及專業(yè)技術(shù)人員不足等問題[2]，這些措施尚未能精準(zhǔn)把控節(jié)水效果。

為了使學(xué)生能夠?qū)崟r查看用水使用情況，形成節(jié)約環(huán)保意識，也為了方便校方快捷監(jiān)測與管理，順應(yīng)信息技術(shù)與后勤管理的深度融合發(fā)展，本文對比了三種先進(jìn)的智能熱水水表管理系統(tǒng)，通過對比分析研究智能水控系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，以便更好地監(jiān)測學(xué)生熱水用水狀態(tài)、藍(lán)牙水控付費(fèi)、遠(yuǎn)程管理等內(nèi)容。

2 智能校園宿舍水控系統(tǒng)

夏熱冬暖地區(qū)的節(jié)能技術(shù)手段大多從空氣源熱泵和太陽能復(fù)合熱水系統(tǒng)進(jìn)行研究，而水電能管理很多仍采用手動錄入及核算數(shù)據(jù)等，管理效率低且缺乏及時性和準(zhǔn)確性[3]，校園后勤管理需要一種簡單、高效的水控系統(tǒng)，對學(xué)生熱水使用進(jìn)行科學(xué)化管理。目前，校園內(nèi)常用的三種水控系統(tǒng)分別是聯(lián)網(wǎng)水控系統(tǒng)、脫網(wǎng)水控系統(tǒng)和藍(lán)牙水控系統(tǒng)。

2.1 校園宿舍聯(lián)網(wǎng)水控系統(tǒng)與脫網(wǎng)水控系統(tǒng)

智能熱水控系統(tǒng)是采用校園網(wǎng)作為整個系統(tǒng)的樓間傳輸模式，利用裝有系統(tǒng)軟件平臺的服務(wù)器通過校園網(wǎng)管理整個系統(tǒng)的運(yùn)行。樓內(nèi)水控設(shè)備由485傳輸模式組網(wǎng)。可實現(xiàn)所有管理信息的遠(yuǎn)程管理，如水價、日用水限量、黑名單、掛失卡等，也可實現(xiàn)偷水報警管理。該模式的特點(diǎn)是在于完整體現(xiàn)系統(tǒng)B/S結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢上，不同于C/S結(jié)構(gòu)的軟件系統(tǒng)，在校園的任何客戶端，無須裝載管理軟件，通過授權(quán)認(rèn)證就可以對系統(tǒng)進(jìn)行管理和查詢，并且可通過因特網(wǎng)對系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)。大大方便了學(xué)校的管理和學(xué)生的使用，簡化了維護(hù)工作。

校園宿舍脫網(wǎng)水控系統(tǒng)，其實質(zhì)是一款集閥門、水表、控水器于一體的、脫網(wǎng)的一體機(jī)。本系統(tǒng)在功能上與已有聯(lián)網(wǎng)控水系統(tǒng)相同，操作方式相似。脫機(jī)模式的水控系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置通過系統(tǒng)參數(shù)卡進(jìn)行參數(shù)設(shè)定；由于節(jié)水控制器存儲量很大，可存儲幾萬條交易信息，且智能卡上可存儲信息，所以消費(fèi)過程可以在節(jié)水控制器和智能卡之間完成，從而使設(shè)備不依賴于網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生先在自助購水終端上購水，然后自由使用水控設(shè)備。相比聯(lián)網(wǎng)水控系統(tǒng)可實時監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對用水情況和水控設(shè)備實現(xiàn)全天候監(jiān)控，脫網(wǎng)水控系統(tǒng)為集抄系統(tǒng)，數(shù)據(jù)的實時性不足。

2.2 校園宿舍藍(lán)牙水控系統(tǒng)

校園宿舍藍(lán)牙水控系統(tǒng)是利用掃碼水控系統(tǒng)，采用手機(jī)聯(lián)網(wǎng)模式，利用微信掃碼及藍(lán)牙通信技術(shù)，實現(xiàn)全校水控設(shè)備消費(fèi)的聯(lián)網(wǎng)信息采集管理和水控器的無線聯(lián)網(wǎng)實時監(jiān)控管理（見圖1）。計時精度1s，計量精度B級，計費(fèi)精度0.01元，費(fèi)率可設(shè)置，可溫控計費(fèi)，F(xiàn)LASH保存數(shù)據(jù)，可存儲記錄3000條，掉電不丟失。可采用Lora無線通信和2.4GHzBLUE藍(lán)牙4.0兩種通信方式，藍(lán)牙通訊距離≤20m。

智能節(jié)水控制器是整個系統(tǒng)的核心硬件設(shè)施，直接安裝于水管，而水控器的藍(lán)牙部分是核心中的核心，所以水控器設(shè)計的合理性非常重要，性能的好壞直接影響設(shè)備的技術(shù)水平和質(zhì)量的穩(wěn)定性。由于水控器一般的使用環(huán)境都是在浴室內(nèi)，浴室內(nèi)濺水現(xiàn)象和水蒸氣都很多，因此設(shè)備必須具備良好的防水性能，所有電路板均應(yīng)做封膠處理，以防水、防潮、防腐蝕。智能節(jié)水控制器具備數(shù)據(jù)雙備份（黑匣子）功能，避免突然停電收費(fèi)機(jī)數(shù)據(jù)丟失。智能節(jié)水控制器集成了微功率多通道嵌入式藍(lán)牙模塊，水控器與用戶手機(jī)采用藍(lán)牙數(shù)據(jù)連接，實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線組網(wǎng)自動抄表。

2.3 藍(lán)牙水控系統(tǒng)優(yōu)勢分析

三種系統(tǒng)均采用計流量的管理方式，水溫沒達(dá)到要求時不扣費(fèi)，避開了熱水計量水溫不夠引起的矛盾點(diǎn)；可按消費(fèi)用戶的不同身份制定不同水價；可用紅外開關(guān)來控制開關(guān)斷，平時未被觸發(fā)時，智能節(jié)水控制器處于節(jié)能狀態(tài)。三種系統(tǒng)均可全天候工作，實時監(jiān)控全部水控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，且可根據(jù)需要通過系統(tǒng)軟件遠(yuǎn)程對水控設(shè)備進(jìn)行開關(guān)控制。系統(tǒng)賬戶管理可對按個人消費(fèi)、存款情況等統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)庫具有自動備份功能，如突然斷電，消費(fèi)流水?dāng)?shù)據(jù)不會丟失且能對過期的交易數(shù)據(jù)自動清理。系統(tǒng)操作員有嚴(yán)格的操作權(quán)限與操作范圍，對重要的系統(tǒng)操作日志有審計、查詢功能，中途支持更換操作員，當(dāng)操作員對系統(tǒng)進(jìn)行誤操作時，系統(tǒng)會自動對其進(jìn)行阻擋和提示，保障用戶的操作安全。

藍(lán)牙水控系統(tǒng)在這些特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對比另外兩種水控系統(tǒng)，還有其他明顯優(yōu)勢，可以很好地解決高校熱水管理系統(tǒng)中的很多難點(diǎn)。比如：IC卡充值的不安全性、學(xué)校管理人員充值管理工作繁重、學(xué)生充值不方便、學(xué)校校園網(wǎng)影響水控的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、學(xué)生丟卡造成已充值資金的流失、一般的掃碼水控系統(tǒng)無法實時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和防止偷水等問題。藍(lán)牙水控系統(tǒng)水控器通過Lora無線技術(shù)與組網(wǎng)相連，實現(xiàn)系統(tǒng)對設(shè)備的實時監(jiān)控管理，相比脫網(wǎng)水控系統(tǒng)僅能夠水控器蜂鳴報警、不能實現(xiàn)實時監(jiān)控的缺點(diǎn)，藍(lán)牙水控系統(tǒng)可實時監(jiān)控設(shè)備破壞和偷水行為。

從組網(wǎng)模式上看，藍(lán)牙水控系統(tǒng)通過Lora無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理水控器，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的使用狀態(tài)和異常用水行為。聯(lián)網(wǎng)水控系統(tǒng)采用485聯(lián)網(wǎng)模式。脫網(wǎng)水控系統(tǒng)則采用脫機(jī)模式。聯(lián)網(wǎng)水控和脫網(wǎng)水控系統(tǒng)，均需要購水圈存機(jī)和校園一卡通才能實現(xiàn)充值，較為不便，且需占用一定教學(xué)場地。藍(lán)牙水控系統(tǒng)掃碼進(jìn)入微信小程序，接連水控器即可用水。手機(jī)實時開啟或關(guān)閉閥門用水。手機(jī)斷開鏈接后自動保存消費(fèi)數(shù)據(jù)，待下次聯(lián)絡(luò)時自動上傳。用戶可在手機(jī)上中查看自己的充值記錄、消費(fèi)記錄、余額等信息。在后臺服務(wù)器上有對應(yīng)的水控器管理系統(tǒng)，方便管理員查詢用戶充值信息，消費(fèi)信息，每月用水情況等。

圖1 校園宿舍藍(lán)牙水控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模式設(shè)計

3 藍(lán)牙水控系統(tǒng)應(yīng)用前景分析

隨著高校的不斷普及與辦學(xué)規(guī)模不斷增加，相對應(yīng)的后勤管理等各方面工作都與日俱增，工作難度也明顯增加。目前制約高校智能化進(jìn)程的，大多是舊校區(qū)智能化改造涉及的成本與管理人員重視程度。對大部分后勤人來說，已認(rèn)識到后勤智能化管理的重要性。但是，大部分高校校區(qū)已建設(shè)多年，藍(lán)牙水控系統(tǒng)的改造、應(yīng)用成本較大，且需和現(xiàn)有服務(wù)管理系統(tǒng)對接，存在一定應(yīng)用難度。

未來，只有提高后勤管理智能化應(yīng)用重視程度，增強(qiáng)后勤管理隊伍工作能力和服務(wù)管理水平，利用大數(shù)據(jù)思維模式創(chuàng)新服務(wù)，才能高效、精確、及時的處理各項日常事務(wù)，大幅提升后勤管理服務(wù)的水平與效率。

4 結(jié)語

藍(lán)牙水控系統(tǒng)通過Lora無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理水控器，這是業(yè)內(nèi)最方便的水控系統(tǒng)，并且可保證IC卡充值的安全性和方便性，方便學(xué)校管理人員進(jìn)行充值管理工作，實時監(jiān)控，防止設(shè)備破壞和偷水行為，在高校節(jié)能與智能化方面也有著十分明顯的優(yōu)勢。在高校后勤社會化改革的進(jìn)程中，智能化建設(shè)是必須重視的問題。必須立足后勤實際，做好校園智能信息管理系統(tǒng)與現(xiàn)有服務(wù)管理系統(tǒng)的對接，確保有效融合，工作流暢。