一种电子专业实训室用电装置的制作方法

本发明涉及一种可以自动开启和切断电子专业实训室的电源，提高用电安全，节省能源，延长仪器仪表使用寿命的用电装置。

背景技术：

高校电子专业实训室在进行电子实训课程时需使用到仪器仪表、电烙铁等设备，正常使用这些设备需要打开实训室的总电源，在实训课程结束后如果忘记关闭实训室电源，使得仪器仪表、电烙铁等设备在不使用的情况下连续通电，会导致电力资源的浪费、设备使用寿命缩短、尤其电烙铁在未断电的情况下会连续加热，使得电烙铁与周围环境温度升高，容易导致火灾的发生。为了节约能源，提高用电安全，离开时关系电子实训室的电源这尤为重要。

行业内已有人提出实训室智能管理，大都对实训室的门进行进行控制、电源的质量进行保护。如授权公告号：CN204349329U的发明《基于安全可靠的实验实训室电源总控制台》中提出当电源发生短路保护、欠压、失压保护时进行电源的监视与控制，当电源质量正常且实训结束后不能自动关闭总电源。如授权公告号：CN202268014U的发明《基于RFID技术的实训室智能管理系统》中提出使用RFID卡进行刷卡后对身份的识别，身份合法的可以打开实训室的大门，同样当实训室无实训课程时也不能自动切断总电源，并不能避免由于忘记关闭电源的而造成的损失。

校园一卡通已在众多高校普遍使用，可以使用一卡通进行消费、图书的借阅、作为门禁卡等场合使用。校园一卡通的重要性与普及性使其成为实训室电源通断的身份凭证成为可能，身份信息合法的卡可以打开实训室的总电源，身份信息不合法或无卡则不能打开电源，由于在校园里必须使用到校园一卡通，所以则可以达到避免忘记关闭电源，电流检测可以检测实际工作电流连续小于一定值，且时间长度超过设定值时自动关闭电源，提高用电安全、延长仪器仪表使用寿命。

技术实现要素：

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种可以自动开启和切断电子专业实训室的电源，提高用电安全，节省能源，延长仪器仪表使用寿命的用电装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电子专业实训室用电装置，包括网络通信模块、显示器、微处理器、交流接触器、存储器、读卡器、电源、高校一卡通和电流传感器；所述网络通信模块、显示器、微处理器、交流接触器、存储器、读卡器、电流传感器均与电源连接；所述网络通信模块、显示器、交流接触器、存储器、读卡器、电流传感器均与微处理器信号连接；所述电源将交流电转换成直流工作电压的装置；所述读卡器是指能够读高校一卡通用户信息的模块；所述交流接触器是指控制切断或闭合电子专业实训室的总电源的器件；所述网络通信模块是能与服务器进行TCP/IP网络通信的有线或无线模块；所述电流传感器是检测实训室总电源的工作电流的传感器；所述显示器能够显示刷卡人身份信息、电源输出状态信息的显示装置；所述的存储器是指具有I²C或SPI接口的存储器，用于存储装置的运行参数值、免认证用电卡号信息、存储用电装置地址编码。

优选的，所述读卡器为校园一卡通读卡器，与微处理器的通信接口的电平一致。

优选的，交流接触器，触点电流大于实训室实际使用电流，线圈电压与实训室电源电压一致，极数与实训室的电源线路一致。

优选的，显示器能够显示用户信息与电源输出状态需要的点阵LCD、字符LCD、点阵OLED、数码管或定制的LCD。

优选的，存储器是具有I²C或SPI接口的存储器，能够擦写1万次以上，保持10年以上的一种掉电保持的存储器。

优选的，网络通信模块，是一个带有TCP/IP通信的协议，网络通信模块的通信输入输出的TTL电平与微处理器的异步串行通信接口的电平一致，与校园局域网络连接为有线或无线方式。

优选的，所述微处理器是目前常用的8位、16位或32位微处理器，具有与网络通信模块进行全双工或半双工的异步串行通信口、一个与存储器一致的I²C或SPI接口、具有能控制显示器显示接口、具有与读卡器通信所需接口、带一路以上的12位AD转换接口。

优选的，电流传感器能检测工频0-100A的穿心式电流传感器，并能转换成微处理器所识别的真有效值电压信号。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明方案的一种电子专业实训室用电装置，与服务器的通信利用高校现有的有线或无线局域网络，降低了布线复杂程度、降低了使用与维护成本；通过对校园一卡通身份信息的读取与判断，不需再重新制作身份标识卡，降低了使用与管理成本；由于校园一卡通的重要性，实训结束后使用者不会忘记取走一卡通到其它场合的使用，能够有效地避免高校电子专业实训室在课程结束后忘记关闭总电源的现象；忘记取走校园一卡通时，当电流传感器检测到实际工作电流连续小于一定的值时，且时间长度超过设定值时自动切断电源。有效地提高了高校电子专业实训室的用电安全、有效地降低了电力资源的浪费、有效地延长了高校实训室仪器仪表的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明的一种电子专业实训室用电装置的各部件关系示意图；

其中：1、网络通信模块；2、显示器；3、微处理器；4、交流接触器；5、存储器；6、读卡器；7、电源；8、校园一卡通；9、电流传感器；10、服务器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

附图1为本发明所述的一种电子专业实训室用电装置，包含网络通信模块1、显示器2、微处理器3、交流接触器4、存储器5、读卡器6、电源7、高校一卡通8和电流传感器9；所述网络通信模块1、显示器2、微处理器3、交流接触器4、存储器5、读卡器6、电流传感器9均与电源7连接；所述网络通信模块1、显示器2、交流接触器4、存储器5、读卡器6、电流传感器9均与微处理器3信号连接；所述电源7是能够接入市电AC220V/50Hz交流电并转换成网络通信模块1、显示器2、微处理器3、交流接触器4、存储器5、读卡器6、电流传感器9所需的直流工作电压；所述读卡器6为校园一卡通读卡器，能够读取高校通用的校园一卡8通用户信息，与微处理器3的通信接口的电平一致；交流接触器4，触点电流大于实训室实际使用电流，线圈电压与实训室电源电压一致，极数与实训室的电源线路一致；显示器2能够显示用户信息与电源输出状态需要的点阵LCD、字符LCD、点阵OLED、数码管或定制的LCD；存储器5是具有I²C或SPI接口的存储器，能够擦写1万次以上，保持10年以上的一种掉电保持的存储器；网络通信模块1，是一个带有TCP/IP通信的协议，网络通信模块1的通信输入输出的TTL电平与微处理器的异步串行通信接口的电平一致，与校园局域网络连接为有线或无线方式；所述电流传感器能检测工频0-100A的穿心式电流传感器，并能转换成微处理器所识别的真有效值电压信号；所述微处理器3是目前常用的8位、16位或32位微处理器，具有与网络通信模块进行全双工或半双工的异步串行通信口、一个与存储器一致的I²C或SPI接口、具有能控制显示器显示接口、具有与读卡器通信所需接口、带一路以上的12位AD转换接口。

实训课程开始时：在实训课程用电前，实训室总电源处于未打开状态。当需要进行实训课程用电时，使用者将校园一卡通8插入一种电子专业实训室用电装置，微处理器3从读卡器6中获取一卡通的用户信息，微处理器3将用户信息与存储器5中免认证用电卡号信息进行比较，如果此用户信息与免认证用电卡号信息一致，则微处理器3控制交流接触器吸合以打开实训的总电源，如果不一致则微处理器3将用户信息经网络通信模块1送达服务器10，服务器10根据接收到的用户信息从数据库中查询此用户是否为授权的用户，服务器10再将查询结果送到网络通信模块1，网络通信模块1再将查询结果送至微处理器3，微处理器3根据查询结果控制交流接触器4吸合或断开。如果用户信息为已授权的用户，则微处理器3控制交流接触器吸合以打开实训的总电源，反之用户信息为未授权的用户或不存在的用户则微处理器3控制交流接触器4断开以关闭实训室的总电源；当局域网通信不正常时可以使用免认证卡打开实训室的总电源，以防止网络不正常而影响到实训室的正常使用。

实训课程进行时：微处理器3每隔500毫秒从读卡器6中获取插在一种电子专业实训室用电装置上的校园一卡通8用户信息，如果用户信息与前一次相同，则微处理器3继续控制交流接触器4的吸合。当微处理器3获取的用户信息相对上一次的信息发生改变，微处理器3将新用户信息与存储器5中免认证用电卡号信息比较，如果此用户信息与免认证用电卡号信息一致，则微处理器3继续控制交流接触器4吸合以打开实训的总电源，如果不一致则微处理器3将此用户信息经网络通信模块1送达服务器10，服务器10根据接收到的用户信息从数据库中查询此用户是否为授权的用户，服务器10再将查询结果送到网络通信模块1，网络通信模块1再将查询结果送至微处理器3，微处理器3根据查询结果控制交流接触器4吸合或断开。如果用户信息仍为已授权的用户，则微处理器继续控制交流接触器吸合以打开实训室的总电源，反之用户信息为未授权的用户或不存在的用户则延时15秒后控制交流接触器4断开以关闭实训室的总电源。当微处理器3连续15秒钟未获取到卡的信息，表示校园一卡通8已从电子专业实训室用电装置上取走，则微处理器3控制交流接触器4断开以关闭实训室的总电源。

实训课程结束后：使用者将校园一卡通从一种电子专业实训室用电装置上取走，微处理器3如果连续15秒钟未获取到卡的存在，则微处理器3控制交流接触器4断开以关闭实训室的总电源。如果校园一卡通未取走，实训室内设备电源开关大部分均已关闭，只有极少部分的设备的电源开关未关闭的情况下，此时实训室内的实际工作电流会很小，如果工作电流连续小于设定的值阀值，且时间长度大于默认设定的3分钟时，则装置会自动切断实训室的电源。

另外，可以使用服务器10远程修改一种电子专业实训室用电装置免认证用电卡号信息、关闭电源最小电流的阀值、小电流关闭电源连续时间长度等运行的参数并存在存储器5中，显示2主要显示用户信息与电源输出状态。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。