42|电子制作2023年2月智能应用0引言近年来，气候变化导致极端天气频发，能源危机，电力紧张，多个国家遭遇电荒。因此，降低碳排放逐渐成为各国共识[1]。针对这些问题，我国早在2020年的联合国大会上，就提出了双碳目标：力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和[2]。为实现“双碳”目标，如何实现降低电能消耗，成为其中关键一环[3]。本文基于ZigBee无线传感器网络、智能空开和多种传感器，设计了一套校园智慧用电监控系统，实现了校园用电能耗监控。1系统总体设计系统架构图如图1所示，整个系统包括：ZigBee智慧用电节点、ZigBee网关、无线路由器和云端。其中，Zig-Bee智慧用电节点分布在校园教室、实验室、宿舍等场景中，进行电量实时采集、电源开关远程控制以及环境监测；ZigBee网关负责汇聚数据，并通过串口转WiFi模块与云端管理平台通信。下面重点对智慧用电节点进行介绍。云服务器无线路由器Zigbee网关智慧用电01智慧用电02智慧用电n图1系统架构图2智慧用电节点硬件设计■2.1智慧用电节点组成智慧用电节点主要包括三部分：用电监控和环境监测和电源管理。其中，用电监控部分主要由智能空开实现电量采集和电源开关控制；环境监测部分主要由火焰传感器和温湿度传感器组成，实现火灾、浸水等实时告警。电源管理部分，实现智慧用电节点的不间断供电。RS485智能空开LED灯火焰传感器温湿度传感器用电监控环境监测电源管理图2智慧用电节点组成■2.2智能空开与RS485通信智能空开选用了曼顿科技的智慧物联网空开，与传统的空开相比，智能空开可以有效预防电气安全事故发生，可以采集电压、电流、模块温度等数据，并可以进行实时告警[4]。考虑到在校园的不同场景中，智能空开的数量各不相同，本系统选择了带有RS485接口的智能空开，从而实现多个智能空开的组网。系统采用SP3485芯片实现CC2530与智能空开的RS485通信。SP3485是一款半双工通信高速收发器，内部包含一个驱动器和一个接收器，可实现高达10Mbps的无差错数据传输。RS485通信模块电路图，如图3所示。SP3485的1脚RO为接收器输出，连接CC2530串口接收引脚RX；2脚基于ZigBee的智慧用电监控系统吴蓬勃1，张金燕2，王拓1，张冰玉1，张静1，解增林3（1.石家庄邮电职业技术学院，河北石家庄，050021；2.河北工程技术学院，河北石家庄，050091；3.河北宏达矿山工程有限公司，河北石家庄，050023）基金项目：石家庄邮电职业技术学院教改项目（HHK202017）。摘要：为实现校园用电数据实时采集与智...
