技术领域
[0001] 本发明涉及一种校园安全技术领域，特别是涉及一种校园宿舍用电安全系统。
相关背景技术
[0002] 在校园集体生活中，宿舍是学生最集中的场所之一，属于用电的集中区域。部分大学生首次独立生活，自律性及安全意识较差，需要外在因素进行辅助监督。
具体实施方式
[0051] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0052] 本发明公开了一种校园宿舍用电安全系统，包括市电，还包括用电安全设备，用电安全设备的市电输入端与市电相连，用电安全设备的市电输出端与用电设备相连，通过用电安全设备起到安全用电的作用。
[0053] 在本发明的一种优选实施方式中，如图1和2所示，用电安全设备包括用电箱5，在用电箱5的顶板4上设置有贯穿顶板4的用于线束通过的电源孔，分别为电源进线孔3a和电源出线孔3b；
[0054] 在用电箱5内设置有用于固定安装用电安全电路板12的用电安全电路板固定安装座，用电安全电路板12固定安装在用电安全电路板固定安装座上；在用电安全电路板12上设置有电源输入接头、电源输出接头和安全用电模块；
[0055] 电源输入接头与安全用电模块的电源输入端相连，安全用电模块的电源输出端与电源输出接头相连。
[0056] 在本发明的一种优选实施方式中，还包括通过一对合页将用电箱5的顶板4与用电箱5的前板4连接，一对合页包括左合页7b和右合页7a，利用左合页7b和右合页7a实现顶板4和前板4的活动连接；
[0057] 或/和还包括在用电箱5的顶板4边缘靠近用电箱5的后板上设置有一对上支耳，一对上支耳包括左上支耳1a和右上支耳1b，在左上支耳1a上设置有贯穿左上支耳1a的左上安装孔2a，在右上支耳1b上设置有贯穿右上支耳1b的右上安装孔2b；在用电箱5的底板边缘靠近用电箱5的后板上设置有一对下支耳，一对下支耳包括左下支耳和右下支耳，在左下支耳上设置有贯穿左下支耳的左下安装孔，在右下支耳上设置有贯穿右下支耳的右下安装孔；左上安装孔2a、右上安装孔2b、左下安装孔和右下安装孔四点连接呈等腰梯形状；通过四颗固定螺栓分别通过左上安装孔2a、右上安装孔2b、左下安装孔和右下安装孔实现用电箱5的固定安装；
[0058] 或/和还包括在用电箱5的前板4上设置有透明玻璃窗11，通过透明玻璃窗11可以直接从用电箱5外查看用电箱5内的状况；
[0059] 或/和还包括在用电箱5的前板4正面上设置有NFC感应器9，NFC感应器9位于透明玻璃窗11的下方，NFC感应器9的数据输出端与控制器的NFC数据端相连，在用电箱5的前板4背面与用电箱5的底板接触处的对应位置上设置有开关锁，开关锁的启闭控制端与控制器的开关控制端相连；通过NFC感应器9感应开锁信息后，通过无线传输模块将感应信息传输至服务平台，服务平台核对后，开关锁打开，无需利用实体钥匙就能打开用电箱5，方便快捷；
[0060] 或/和还包括在用电箱5的前板4正面上设置有拉手10，拉手10位于NFC感应器9和透明玻璃窗11之间，通过拉手10便于完全打开前板4。
[0061] 在本发明的一种优选实施方式中，NFC感应器9也可以替换为触摸显示屏，此时触摸显示屏的数据端与控制器的数据端相连。
[0062] 打开开关锁的方法也可以是以下步骤：
[0063] S1，控制器判断触摸显示屏是否感应到人体触摸信号：
[0064] 若触摸显示屏感应到人体触摸信号，则执行下一步；
[0065] 若触摸显示屏未感应到人体触摸信号，则返回步骤S1；
[0066] S2，在触摸显示屏上显示二维码；
[0067] S3，利用智能手持便携终端扫描触摸显示屏上显示的二维码，通过则开关锁打开。
[0068] 在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S3中包括以下步骤：
[0069] S31，控制器通过无线传输模块向服务平台请求开锁请求，若服务平台接收到开锁请求，则服务平台随机生成一个随机号；对生成的随机号进行处理后将其存储，形成校验数据存储集；并将其传输给控制器；
[0070] S32，控制器通过无线传输模块接收到服务平台发送的信息后，对其信息进行处理后将二维码显示在触摸显示屏上；
[0071] S33，通过智能手持便携终端扫描触摸显示屏上显示的二维码后得到扫描码，对得到的扫描码进行处理后发送至服务平台；
[0072] S34，服务平台接收到智能手持便携终端发送的信息后，对其存储的信息进行处理，处理后判断处理后的信息与接收到的信息是否一致：
[0073] 若处理后的信息与接收到的信息一致，则服务平台向对应的开锁对象发送开锁信息；
[0074] 若处理后的信息与接收到的信息不一致，则控制器向服务平台重新请求开锁请求。
[0075] 在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S31中对生成的随机号进行处理的方法为：
[0076] The processed Information message code＝Information Handler″′(Information message Random code‑code ID)，
[0077] Information Handler″′( )表示第一计算码的计算方法；优选采用sha1；
[0078] Information message Random code表示随机号；
[0079] ‑表示字符串连接符；
[0080] code ID表示服务平台接收到的无线传输模块的标识号(序列号)；
[0081] The processed Information message code表示第一计算码；
[0082] 将其第一计算码进行存储，并形成校验数据存储集；
[0083] The Information message code＝Information Handler″″″(The processed Information message code‑No.ID)，
[0084] Information Handler″″″( )表示第二计算码的计算方法；优选采用sha1；
[0085] The processed Information message code表示第一计算码；
[0086] ‑表示字符串连接符；
[0087] No.ID表示服务平台接收到的无线传输模块的标识号所对应的智能手持便携终端的标志号(序列号)；
[0088] The Information message code表示第二计算码；
[0089] 将其第二计算码传输给控制器。
[0090] 在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S32中二维码显示的方法为：
[0091] S321，根据控制器对接收到的服务平台发送的信息进行处理码计算，得到其处理码，处理码的得到方式为：
[0092] Processing message code＝Information Handler″″(Acess Information code)，
[0093] Processing message code表示处理码；
[0094] Information Handler″″( )表示对控制器接收到的服务平台发送的信息进行处理的方法；优选采用sha1；
[0095] Acess Information code表示控制器通过无线传输模块接收到的服务平台发送的信息；
[0096] S322，将步骤S321中的处理码转换为第一二维码，将第一二维码转换为二维码字符串；将第一二维码转换为二维码字符串的方法为：
[0097] S3221，按照从左至右从上到下的顺序依次判断第一二维码中的颜色：
[0098] 若Pij为黑色，Pij表示第一二维码中第i行第j列方形的颜色，i＝1、2、3、……、I，j＝1、2、3、……、J，I表示第一二维码中横向方形的个数，J表示第一二维码中纵向方形的个数；则[Pij]＝1；[Pij]表示第一二维码中第i行第j列方形的颜色所对应的数值；
[0099] 若Pij为白色，Pij表示第一二维码中第i行第j列方形的颜色，i＝1、2、3、……、I，j＝1、2、3、……、J，J＝I，I表示第一二维码中横向方形的个数，J表示第一二维码中纵向方形的个数；则[Pij]＝0；[Pij]表示第一二维码中第i行第j列方形的颜色所对应的数值；
[0100] S3222，按照从左至右从上到下的顺序依次将第一二维码中颜色所对应的数值按照从左至右写出，得到第一字符串，认为该第一字符串为二进制数值；
[0101] S3223，将第一字符串转换为第二字符串，该第二字符串即为二维码字符串，该第二字符串可以为八进制、十进制或十六进制等等之一；
[0102] S323，将二维码字符串转换为显示二维码，将显示二维码显示在触摸显示屏上。
[0103] 在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S33中对扫描得到的扫描码进行处理的方法为：
[0104] 将扫描码转换为与第一字符串相同进制的字符串。
[0105] 在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S33中对得到的扫描码进行处理的方法包括以下步骤：
[0106] S331，将扫描码转换为与第一字符串进制相同的字符串，得到其第三字符串；
[0107] S332，将第三字符串转换为第三二维码，将第三字符串转换为第三二维码的方法为：
[0108] S3321，计算第三二维码的横纵方形的个数，第三二维码的横纵向方形个数的计算方法为：
[0109] K＝G＝ζ12，
[0110] 其中，K表示第三二维码的横向方形个数；
[0111] G表示第三二维码的纵向方形个数；
[0112] ζ表示第三字符串中字符个数；
[0113] S3322，构建K×G方形格，即形成大方形；
[0114] S3323，将第三字符串按照从左至右依次从左至右从上到下写入大方形中，即将Aa写入Bkg，Aa表示第三字符串中从左至右第a字符，a＝1、2、3、……、ζ，Bkg表示大方形第g行第k列的方形；g＝1、2、3、……、G，k＝1、2、3、……、K；
[0115] S3324，判断每个方形中的数值，若方形中的数值为1，则将该方形涂为黑色，若方形中的数值为0，则将该方形涂为白色，去掉大方形的线条和方形中的数值即得到第三二维码；
[0116] S333，扫描第三二维码即可得到终端码。
[0117] 在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S34中判断处理后的信息与接收到的信息是否一致的方法包括以下步骤：
[0118] S341，对校验数据存储集中的所有存储数据进行处理，得到校验码集，得到校验码的方法为：
[0119]
[0120] Check message 表示第 个校验码； 表示校验数据存储集中元素的个数；
[0121] Information Handler″″′( )表示对第 个校验码的计算方法；优选采用sha1；
[0122] Storage message 表示校验数据存储集中的第 个元素；
[0123] ‑表示字符串连接符；
[0124] No.ID′表示智能手持便携终端的标志号；
[0125] 校验码Check message number1、校验码Check message number2、校验码Check message number3、……、校验码Check message 这 个校验码构成校验码集；
[0126] S342，判断接收到的信息是否存在于校验码集中：
[0127] 若接收到的信息存在于校验码集中，则处理后的信息与接收到的信息一致；将接收到的信息所对应的存储信息从校验数据存储集中删除；
[0128] 若接收到的信息不存在于校验码集中，则处理后的信息与接收到的信息不一致，服务平台重新随机生成一个随机号。
[0129] 在本发明的一种优选实施方式中，无线传输模块包括3G无线传输单元、4G无线传输单元、5G无线传输单元、WiFi无线传输单元之一或者任意组合；
[0130] 无线传输模块为3G无线传输单元时，3G无线传输单元的数据收发端与控制器的3G数据收发端相连；
[0131] 无线传输模块为4G无线传输单元时，4G无线传输单元的数据收发端与控制器的4G数据收发端相连；
[0132] 无线传输模块为5G无线传输单元时，5G无线传输单元的数据收发端与控制器的5G数据收发端相连；
[0133] 无线传输模块为WiFi无线传输单元时，WiFi无线传输单元的数据收发端与控制器的WiFi数据收发端相连。
[0134] 在本发明的一种优选实施方式中，电源输入接头包括电源输入第一接头L和电源输入第二接头N，电源输出接头包括电源输出第一接头L＇和电源输出第二接头N＇；
[0135] 安全用电模块包括：如图3所示，电源输入第一接头L分别与继电器J1的第一输出回路的第一端、电阻R3的第一端和电容C4的第一端相连，电阻R3的第二端和电容C4的第二端分别与二极管D4的正极相连，二极管D4的负极分别与二极管D3的负极、电容C3的第一端、二极管D2的负极和继电器J1的输入回路的第一端相连，二极管D3的正极和电容C3的第二端分别与电源地相连，二极管D2的正极和继电器J1的输入回路的第二端分别与三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的发射极与电阻R2的第一端相连，三极管Q1的基极分别与电容C2的第一端和可调电阻R1的第一端相连，可调电阻R1的第二端和可调电阻R1的调节端分别与电容C1的第一端和二极管D1的负极相连，二极管D1的正极分别与继电器J1的第二输出回路的第一端和电感L1的第一端相连，电阻R2的第二端、电容C2的第二端、电容C1的第二端和电感L1的第二端分别与电源输入第二接头N和电源地相连；继电器J1的第一输出回路的第二端与电源输出第一接头L＇相连，继电器J1的第二输出回路的第二端与电源输出第二接头N＇相连。具体的，三极管Q1为NPN三极管，其型号可以为2SC9013，二极管D1为SBD二极管，二极管D2和二极管D4的型号可以为1N4001，二极管D3为稳压二极管，具体型号可以为1N4742A，可调电阻R1的最大阻值为20K，电阻R2的阻值为10.5Ω，电阻R3的最大阻值为510K，电容C1和电容C2可以为180uF/16V类型的电容，电容C3可以为410uF/25V类型的电容，电容C4可以为0.63uF/550V类型的电容，继电器J1为常闭式继电器，有一路输入，两路输出，二极管D3为稳压二极管
[0136] 安全用电模块原理：市电220V交流分别通过电容C4、二极管D4、二极管D3和电容C3的降压、整流、稳压和滤波后，得到稳定的+12V直流电。当与电源输出接头相连的用电设备所用电流较小时，三极管Q1处于截止状态，此时继电器J1输入回路不导通，继电器J1的第一输出回路和继电器J1的第二输出回路为常闭状态，为用电设备正常供电。当用电设备超过预设的电流负荷时，电感L1两端的电压升高，通过二极管D1整流、电容C1、可调电阻R1和电容C2滤波后使三极管Q1处于导通/饱和状态而三极管Q1导通，此时继电器J1的输入回路形成电源回路使得继电器J1的第一输出回路和继电器J1的第二输出回路由常闭状态变为断开状态，用电设备失电。这时由于电感L1两端的电压接近0V，二极管D2处于截止状态呈高阻态，电容C1和电容C2上存储的电荷通过电阻R1和三极管Q1逐渐放电，实现继电器J1的第一输出回路和继电器J1的第二输出回路断开后的延时。经约几分钟(调节电容C1和电容C2实现具体的时间控制)后，三极管Q1处于截止状态，继电器J1的第一输出回路和继电器J1的第二输出回路由断开状态变为常闭状态，自动恢复供电。假若用户的大功率用电设备仍然未脱离电路，会重复上述过程，直至用户的大功率用电设备恢复到小于预设电流为止。
[0137] 在本发明的一种优选实施方式中，在用电安全电路板12上还设置有控制器、无线传输模块和用电电流检测模块；
[0138] 控制器的数据收发端与无线传输模块的数据收发端相连，控制器的电流数据接收端与用电电流检测模块的电流数据输出端相连；将用电电流检测模块监测的电流数据通过无线传输模块传输至服务平台。
[0139] 本发明还公开了一种校园宿舍用电安全使用方法，包括以下步骤：
[0140] S1，利用四颗固定螺栓分别通过左上安装孔2a、右上安装孔2b、左下安装孔和右下安装孔将用电安全设备固定安装在合适的位置；
[0141] S2，将市电220V电缆经电源进线孔3a后与电源输入第一接头L和电源输入第二接头N相连，用电设备电缆经电源出线孔3b与电源输出第一接头L＇和电源输出第二接头N＇；
[0142] S3，服务平台是否接收到提升用电请求：
[0143] 若服务平台接收到提升用电请求，且提升用电请求得到允许，则向用电管理人员发送短信提示；
[0144] 若服务平台未接收到提升用电请求，或提升用电请求未得到允许，则返回步骤S3。
[0145] 在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S3中包括以下步骤：
[0146] S31，学生利用学生客户端登录服务平台后，填写提升用电内容，该提升用电内容包括用电功率最大值、用电提升理由、宿舍号、手机号、姓名之一或者任意组合；
[0147] S32，平台管理员利用平台管理员客户端登录服务平台后，查看学生提交的提升用电内容；
[0148] S33，服务平台判断是否接收到平台管理员的允许提升用电需求触发信号：
[0149] 若服务平台接收到平台管理员的允许提升用电需求触发信号，则服务平台通过短信的方式将提升用电需求的信息发送给用电管理人员，并将传输码发送到对应的用电安全设备上，提升用电需求的信息包括用电功率最大值、宿舍号、手机号、姓名之一或者任意组合；
[0150] 若服务平台未接收到平台管理员的允许提升用电需求触发信号，则返回步骤S33；
[0151] 在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S3中用电管理人员接收到短信后包括以下步骤：
[0152] S31，用电管理人员利用智能手持便携终端在NFC感应器9上进行感应后，开关锁打开；
[0153] S32，用电管理人员调节可调电阻R1，提升学生用电功率；
[0154] S33，调节完毕后，关闭用电箱5的前板4。
[0155] 在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S31中开关锁打开的方法包括以下步骤：
[0156] S311，NFC感应器9与智能手持便携终端通讯，智能手持便携终端将存储在智能手持便携终端上的存储信息进行处理后传输给NFC感应器9，该存储信息为用电管理人员的ID号；
[0157] S312，NFC感应器9获取到智能手持便携终端发送的信息后对其进行处理，得到感应码；
[0158] S313，控制器判断步骤S313中得到的感应码与控制器中存储的感应码是否一致：
[0159] 若步骤S313中得到的感应码与控制器中存储的感应码一致，则控制器向开关锁发送控制信号，开关锁打开；
[0160] 若步骤S313中得到的感应码与控制器中存储的感应码不一致，则控制器不向其开关锁发送打开控制信号。
[0161] 在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S311中智能手持便携终端将存储在智能手持便携终端上的存储信息进行处理的方法为：
[0162] The first message code＝Information Handler(Power Manager NO.ID)，[0163] The first message code表示信息码；
[0164] Information Handler()表示智能手持便携终端对存储在智能手持便携终端上的存储信息进行处理的方法；优选采用sha1；
[0165] Power Manager NO.ID表示用电管理人员的ID号；
[0166] 在步骤S312中NFC感应器9获取到智能手持便携终端发送的信息后对其进行处理的方法为：
[0167] The second message code＝Information Handler′(The first message code)，
[0168] The second message code表示感应码；
[0169] Information Handler′( )表示NFC感应器9对获取到智能手持便携终端发送的信息The first message code后对其进行处理的方法；优选采用sha1；
[0170] The first message code表示信息码。
[0171] 在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S33中传输码的计算方法为：
[0172] The communication message code＝Information Handler″(NO.ID)，[0173] The communication message code表示传输码；
[0174] Information Handler″()表示传输码的计算方法；优选采用sha1；
[0175] NO.ID表示服务平台发送短信所对应的用电管理人员的ID号；
[0176] 在步骤S33中控制器得到服务平台发送的传输码后进行处理，对其得到的一致码进行存储，即得到其感应码，得到一致码的方法为：
[0177] The message code＝Information Handler′(The communication message code)，
[0178] The message code表示一致码；
[0179] Information Handler′( )表示传输码处理的方法；优选采用sha1；
[0180] The communication message code表示传输码。
[0181] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
