一、研制背景

1、政策要求

（1）《教育系统重大事故隐患判定指南》

《教育系统重大事故隐患判定指南》(教发厅函〔2024〕20号)，明确将电动自行车（含电池）入楼、私拉乱接电线、飞线充电等直接判定为重大事故隐患。

（2）《绿色低碳发展国民教育体系建设实施方案》

2022年《绿色低碳发展国民教育体系建设实施方案》，要求完善校园能源管理工作体系。鼓励各地各校开展校园能耗调研，建立校园能耗监测体系，对校园能耗数据进行实时跟踪和精准分析。将绿色低碳理念融入校园建设，建立健全校园能源管理工作体系。

（3）《教育部办公厅关于做好高等学校消防安全工作的通知》

2019年《教育部办公厅关于做好高等学校消防安全工作的通知》，要求火灾事故多发部位应当增加技防手段。推进用电安全建设，提高学校火灾预警和防控能力。

（4）《全国电力安全生产重大事故隐患专项排查整治2023行动》

《全国电力安全生产重大事故隐患专项排查整治2023行动》，做好电力安全提升专项行动、电力建设工程施工安全和质量监督等专项监管，狠抓重点领域，做好事故防范和电力安全生产工作，保持电力安全生产形势持续平稳。

2、行业痛点

（1） 安全隐患难以及时发现，火灾风险高

恶性负载滥用：学生违规使用如“热得快”、电炉、电暖器等大功率恶性电器，极易导致线路过载、短路，引发火灾。

电动车电池违规充电：电池入户充电存在巨大爆燃风险，传统管理方式难以全面禁止和实时监控。

电气系统异常无法预警：线路老化、接触不良、短路等问题依靠人工巡检，难以提前发现，往往事后才能处理。

（2） 用电管理依赖人工，效率低成本高

巡检覆盖面有限：依赖管理员人工巡查，无法实现24小时全覆盖，耗时长、盲区多。

违规处理滞后：发现违规用电行为时通常事后追责，无法实现事中阻断与即时干预，处理效率低。

送断电操作繁琐：对学生宿舍的批量通电、断电（如按作息时间断电）缺乏灵活高效的远程控制手段，需人工现场操作，费时费力。

（3） 能源浪费严重，用电成本不可控

待机功耗积少成多：空调、电脑、充电器等长期不拔插头，产生大量待机能耗。

不良用电习惯普遍：宿舍长明灯、无人状态下电器持续运行等现象屡见不鲜，缺乏有效技术约束和数据指引。

能耗数据缺失：缺乏分宿舍、分回路（空调、照明、插座）的精细计量，难以定位高耗能点位，节能管理无据可依。

（4） 纠纷与责任界定困难

违规取证难：发生安全事件或用电纠纷时，缺乏客观的用电数据记录（如功率曲线、违规电器识别记录）作为证据，责任难以厘清。

管理制度落地难：虽有明文规章制度，但缺乏技术手段辅助执行，管理和约束力度不足。

（5）缺乏智能决策支持，管理粗放

数据孤岛现象严重：用电数据未集中采集与分析，无法为管理决策（如电路改造、节能目标制定）提供数据支撑。

无法进行预警式管理：管理模式多为“事后响应”而非“事前预警”，无法通过用电行为模式识别潜在风险。

3、典型事故

2023年5月20日，湖南师范大学文昌公寓，一宿舍发生火灾事故，系学生携带蓄电池（疑为电动自行车电池）回宿舍充电过程中发生故障引发

2022年11月贵州省贵阳市某高校宿舍发生火灾，系学生使用“三无”电器产品（劣质插线板）导致。

2022年3月2日，清华大学紫荆公寓发生火灾，起火原因系中厅内通电电器发生故障引燃周边可燃物所致。

二、系统概述

本系统集安全监控、能耗监测及智能控制三大功能于一体,还具备恶性负载识别预警等特色化功能，是在原配电箱（柜）内加装宿舍用电智能管理终端，经 lora 无线或 485 总线与边缘网关连接，接入电易云，构建的宿舍用电管理平台系统，为学校创建平安校园、智慧校园提供服务，支持与智慧校园平台的对接。

三、系统功能

1、安全监控

实时监测：可按空调、插座、照明三路独立出线分别监测控制。实时监测用电功率、电流、电压、功率因数等参数，通过数据分析判断用电是否正常，及时发现过载、短路等异常情况，并发出报警信号。

恶性负载识别：通过精准监测与智能分析，准确识别违禁电器接入，如小太阳、电磁炉、热水壶、电热毯等，以及电动车违规入户充电，及时报警并断电。

用电行为异常判断：通过对用电负荷大小规律的长期自学习与智能分析，精准判断日常用电行为异常，如拔空调电源、长期未正常关断电、用电功率长期异常等。

2、能耗监测

实时、精准地监测各宿舍单元的电能消耗及功率因数等关键用电参数。通过对海量能耗数据进行智能分析与深度挖掘，系统可自动识别用电异常，精准定位能源浪费现象，如待机功耗过高、不合理用电习惯等，有效杜绝“跑冒滴漏”现象。

将分散的宿舍能耗数据集中采集、统一管理，提供直观的数据对比与多维度统计分析报告，显著提升能耗数据的透明度与管理效率。

为学校后勤管理部门开展精细化能源管理、制定节能策略、优化资源配置提供强有力的数据支撑与决策依据，从而有效降低宿舍整体能耗成本，显著提升校园能源利用效率与可持续管理水平。

3、智能控制

远程控制：管理员可远程控制进线及空调、插座、照明三路独立出线的通电断电操作，可远程设置策略、批量操作。

定时控制：可根据学校作息时间或用户需求，设置分时段控制策略，对不同时间段的用电进行灵活通电断电控制。

负载控制：系统内置先进的负载识别算法，可精准识别电炉、电吹风等违规大功率电器，当监测到违规电器接入时，自动切断电源，并记录违规用电行为，同时向管理人员和用户发送报警通知。

四、系统组成

1、GD96边缘网关

集数据采集、边缘计算、协议转换、多云上传、远程监控、远程调试及本地管理于一体。采用低功耗工业级ARM处理器、嵌入式Linux操作系统构建，支持开发及安装第三方行业应用。

n  串网透传功能：实现以太网与RS485的透明传输；

n  数据采集功能：

设备侧：Modbus-RTU、Modbus-TCP、IEC103/104、DLT645、OPC UA、西门子S7等协议；

主站侧：Modbus-TCP、IEC104、MQTT、HJ212等协议；

n  支持边缘计算，实现配电室（房）用电设备、微机保护、直流屏等设备集中监控、告警及控制；

n  支持以不同的协议向多个云平台上传数据；

n  支持历史数据断点续传功能；

n  支持远程升级、远程/本地WEB配置功能；

n  具有2个以太网接口（以太网口为 100Base-TX 接口，各接口均带防雷、防静电保护，并对信号有隔离作用）；

n  具有4个RS485 接口（带隔离）

n  支持4G和LoRa模块

n  支持宽范围、交流或直流的电源输入

2、A70宿舍用电智能管理终端

主要用于计量单相交流用电，适合于学校宿舍、公寓的用电管理。终端采用大屏幕液晶显示，支持RS485通讯，一路进线，三路出线，支持分路控制，支路最大电流16A，内置负荷开关，可实现时间控制、恶性负载识别并支持跳闸事件存储功能。35mm标准DIN导轨安装，体积小巧、显示直观、安装方便。具有良好的抗电磁干扰、功耗低、稳定性好等优点。通过RS485通讯方式与上位机进行数据交换，可实现智能化的电能管理。

n  辅助电源：AC 85～305V，50Hz

n  功耗： ≤5VA

n  额定电压：AC 220V

n  精度等级：±0.2%

n  输入电流：总回路输入最大50A

n  输出电流：每路最大输出电流16A

n  电流精度等级：±0.2%

n  有功、无功、视在功率精度：±0.5%

n  频率：45～65Hz，精度±0.2%

n  计量：有功电能1级，无功电能2级

n  通讯方式：1路隔离RS485，通讯距离≤500米；支持Modbus-RTU协议，波特率：2400bps～38400bps，1路LoraMesh通讯

n  显示方式：8位段式LCD显示、背光显示

n  输出控制：3路常开磁保持继电器， 触点负载250V 16A

n  防护等级 IP40

n  产品尺寸 92*90*78mm（长*宽*高）

n  安装方式 标准35mm导轨安装

五、实施效果

A70宿舍用电智能管理终端深度融合智能监测与数字管控能力，全方位提升学校宿舍用电管理的安全性、节能性与智能化水平。系统通过对用电参数的实时采集与智能分析，实现安全隐患的自动识别、报警与断电处置，大幅降低人工巡检与应急处理成本。在能效优化方面，系统可精准定位待机功耗、异常用电等浪费现象，提供可量化的节能分析与决策支持，有效辅助节能策略制定与资源调配，实现能源资源的精细化管理。同时，远程批量控制、策略自动执行等功能彻底改变传统人工操作模式，大幅提升管理响应速度与精细化水平，推动学校管理向数字化、智能化转型，全面构建安全、低碳、高效的新型宿舍用电管理体系。