摘 要：基于新開普公司在河池學院建設(shè)水電智能系統(tǒng)的過程，闡述解決當前公寓水電管理遇到的常見問題，研究了水電費余量的轉(zhuǎn)移，供電線路的分路，水電量報表統(tǒng)計，惡意用電的判斷、切斷和恢復等系列問題。

 

關(guān)鍵詞：學生公寓；系統(tǒng)平臺；聯(lián)網(wǎng)電表；一卡通

 

1 系統(tǒng)平臺建設(shè)任務(wù)

 

1.1系統(tǒng)背景

 

高校后勤管理系統(tǒng)是一個龐大的管理體系，目前學校宿舍、公寓用電管理是其中重要的一個環(huán)節(jié)，學校宿舍、公寓內(nèi)危險用電、惡意用電、偷電、漏電、超負荷用電等現(xiàn)象一直是困擾后勤管理的普遍問題；近幾年隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，學校宿舍、公寓內(nèi)電腦以及各種電器逐漸地普及，導致用電量與日俱增，以往的單一照明用電已不能滿足日常的需求，同時學校宿舍、公寓電費開支日益變大，各學校也不時出現(xiàn)用電安全問題。

 

1.2系統(tǒng)初步結(jié)構(gòu)

 

建設(shè)系統(tǒng)由 RS485 或 TCP-IP 聯(lián)網(wǎng)電表管理機（集中器）、抄送器、聯(lián)網(wǎng)型電表、自助購電機、監(jiān)控管理工作站、監(jiān)控管理軟件組成；本系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)電表適合于集中安裝或分散安裝的聯(lián)網(wǎng)電表。

 

1.3系統(tǒng)應(yīng)具備的功能

 

1）采用先進計量和控制芯片，具有判斷大功率阻性負載的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)惡載和超載斷電，有功電能計量準確，計量精度達到 1.0 級。2）聯(lián)網(wǎng)電表系統(tǒng)可實現(xiàn)自助購電，無縫接入校園一卡通系統(tǒng)。3）采用外部 E2PROM 保存數(shù)據(jù)，壽命長達 10 年，支持掉電保存數(shù)據(jù)功能，數(shù)據(jù)保存安全可靠。4）可多卡購電，支持退電、補電、房間類型管理等操作。5）電表具有按時斷電功能設(shè)置，電表具有兩路輸出功能。6）智能管理：下載電量，計量用電量，根據(jù)剩余電量實現(xiàn)開斷繼電管理。學生換房不影響正常的購電和用電。7）負荷控制：限制用戶*大功率（可修改），超負荷自動斷電，超載是否啟用可由參數(shù)設(shè)置，設(shè)置為 0 時不啟用。不管表處于開通還是沒有開通狀態(tài)，只要參數(shù)設(shè)置了超載功率不為 0 時，超載即啟用，如果出現(xiàn)超負荷就會自動斷電。8）惡性負載控制：此表可以準確地識別出惡性負載，并能快速地做出斷電的反應(yīng)，限制用戶惡性負載。惡載是否啟用可通過參數(shù)卡設(shè)置，設(shè)置為 0 時為不啟用。不管表處于開通還是沒有開通，只要參數(shù)卡設(shè)置了惡載功率不為 0 時，惡載即啟用，如果出現(xiàn)有惡性負載就會自動斷電。9） 提示信息：LCD 液晶顯示，可顯示本次充值電量、剩余電量、累計用電量、請購點、房間號、取卡、超載、惡載以及異常提示信息。10）防竊電、異常用電、非法用電自動記錄功能。11）低限提醒：剩余電量不足時，顯示請購電，提示電量不足，工作指示燈會快速閃爍。12）支持透支用電，透支的度數(shù)可由參數(shù)設(shè)定，透支范圍以度為單位。13）通信部分采用了 RS-485 通訊模式，外部鏈接抄送器進行數(shù)據(jù)通信。14）通信可以實時查詢當前的用電量，當前電器狀態(tài)?？梢酝ㄟ^通信進行初始化參數(shù)，設(shè)置房間信息，進行單個房間或全部的斷送電功能。能夠?qū)崿F(xiàn)定時斷送電功能。

 

2 系統(tǒng)應(yīng)有的特點

 

2.1低電量報警

 

具有低電量報警功能，提示用戶及時購電：報警電量參數(shù)可以根據(jù)實際需要由參數(shù)設(shè)定，剩余電量等于或小于報警電量時，提醒用戶電量不足需及時購電。如不及時購電充值，當剩余電量為0時，繼電器斷開，購電充值才能恢復供電。

 

2.2 超負荷控制

 

本款電表具有超負荷控制功能，即：可以通過參數(shù)對電表設(shè)置*大用電負荷 5（20）A 表缺省卻*大值5kW，10（40）A 表缺省*大值為10kW，如果用戶使用的電器設(shè)備的總功率超過設(shè)定的*大用電負荷 5 s，則電表切斷繼電器，停止供電，其中還可以設(shè)置超載斷電次數(shù)，設(shè)置好斷電次數(shù)，則需要刷授權(quán)卡才能供電，如果超載斷電次數(shù)設(shè)置為 0，超載斷電后直接刷用戶卡后自動聯(lián)通、恢復供電。如果仍存在超負荷情況，5 s 內(nèi)電表會再次切斷供電線路。

 

2.3 透支用電

 

電表具有透支功能，使未及時辦卡的新入住用戶也能用電，并且透支的量也可以控制。DDSY1351這款電表，主要應(yīng)用于校園、工業(yè)園區(qū)或企事業(yè)單位的公寓，用戶一般是相對流動住戶，電表內(nèi)設(shè)置有*大可透支電量參數(shù) （可以根據(jù)實際需要由參數(shù)設(shè)定），電量不足時報警提示用戶及時購電。如果管理方在新用戶入住時需要允許透支，當透支電量累計達到參數(shù)設(shè)定的*大可透支電量時，電表繼電器斷開停電，需要購電充值才能恢復供電，透支用電量從初次下載的電量里扣除。新住戶入住后應(yīng)及時辦理用戶卡購電充值，注意當電表處于透支運行時，首次購電充值后如果剩余電量小于或等于零，則不能供電。

 

2.4 惡載斷電

 

本款表具有判斷大功率的阻性負載 （即惡性負載）功能，具體的惡載是否啟用及功率參數(shù)可通過聯(lián)網(wǎng)實時來傳遞（設(shè)置為 0 時即為不啟用）。電表在任何狀態(tài)下，只要參數(shù)設(shè)置了惡載功率，當發(fā)現(xiàn)有惡性負載時，LCD 會顯示惡載及剩余電量，同時繼電器會斷開，其中還可以設(shè)置惡載斷電次數(shù)，在設(shè)置好斷電次數(shù)后，如果惡載斷電了，經(jīng)過 5 min 后會自動送電，如果惡載的次數(shù)超過了設(shè)置的斷電次數(shù)，則需要刷授權(quán)卡才能供電。

 

2.5 未用完電量可退電

 

當本房間住戶由于退房或其他原因需要退還電表的剩余電量時，可進行退電。操作步驟如下：

 

1）用戶拿要退電的卡在購電機上進行退電授權(quán)（輸入退電后想保存的剩余電量，這里是為了保證學生在離校前退電后仍能短時間用電），具體操作見《購電機操作說明》。2）用戶退電授權(quán)過的用戶卡到電表系統(tǒng)上進行退電，退電成功后顯示“OK”，剩余電量為保留電量，如果保留電量比當前剩余電量大，則電表上剩余電量為原來的剩余電量，退電量0。

 

3）退電操作后的表沒有可透支功能，如果用戶需要透支，要進行清零操作。

 

2.6 房間換表不影響原有數(shù)據(jù)

 

當電表出現(xiàn)故障現(xiàn)場無法及時維修時，應(yīng)更換新表，操作步驟如下：1）如果電表仍有顯示，記錄剩余電量和該表對應(yīng)的房間號。如果不能顯示，記下電表的房間號。2）管理員將記錄的信息反饋給管理中心。3）維護人員拿到表后，安裝好電表，然后聯(lián)網(wǎng)更新傳遞參數(shù)，填寫換表登記單，用軟件系統(tǒng)收集下當前電表的MAC 及房間號。4） 通過上位軟件收集下所換表的MAC 及房間號，然后對這塊表進行單獨的初始化。初始化時把所換電表的剩余電量初始化到新表內(nèi)。電表已開通。5）維護人員把表登記單上交到管理中心，將換表信息入庫。此時換表操作完成。

 

2.7 按房間號購電

 

用戶換房間后，只需要按照新房間號購電即可。

 

2.8 自動提示剩余電量報警閥值

 

水電系統(tǒng)與校方的短信平臺、運營商的信息服務(wù)系統(tǒng)對接后，可支持設(shè)備異常短信息報警、系統(tǒng)故障報警、以及剩余電量報警閥值的設(shè)置，當剩余電量低于報警閥值時自動通過告警面板和手機短信等方式進行提示。

 

2.9 固定水費收繳特殊定制功能

 

系統(tǒng)運用定制的業(yè)務(wù)流程及收費機制，通過批量扣費方式，扣除固定的已繳電費費用，作為每個使用用戶的分攤稅費收取，完成學校的特殊水費繳納需求。

 

2.10 7X24 靈活的自助購電方式

 

系統(tǒng)自助購電通過需要的房間號或戶號或戶主登記的手機號，在自助購電系統(tǒng)上查詢信息并完成購電，系統(tǒng)根據(jù)購電信息自動完成送電，并可在學校指定地點打印繳費憑證。

 

3 計量表工作過程

用戶在管理中心購電或通過購電機自助購電，把新購電量充到本房間電表上，即可用電。購電與電量充值。用戶購電后請及時將所購電量充值到電表中，有未下載電量時不能再新購。用戶首次充值如果小于已用透支量，則剩余電量為負值，繼電器關(guān)斷，只有當充值后剩余電量為正值時才能恢復正常供電。

 

用戶購電后請及時將所購電量充值到電表中，有未下載電量時不能再新購。用戶首次充值如果小于已用透支量，則剩余電量為負值，繼電器關(guān)斷，只有當充值后剩余電量為正值時才能恢復正常供電。

 

4 應(yīng)用設(shè)備性能選擇

 

4.1 帶惡性負載聯(lián)網(wǎng)型電表

 

使用 DDSY1351 型（單控）聯(lián)網(wǎng)型電表，產(chǎn)品符合 GB/T 17215.321—2008《1 和 2 級靜止式交流有功 電 能 表》、GB/T18460 《預付費售電系統(tǒng)》和Q/CAP 002.5—2012 《一卡通計費系統(tǒng) 非接觸卡預付費非電能表》等相關(guān)的標準和要求，集管理和自動控制為一體，用電預付費，計量準確，切斷可靠，可以提高供電管理效率，滿足學生公寓、集體宿舍用電的管理需求。本款電表和原先的校園一卡通兼容，使用方便。DDSY1354 型（雙控）非接觸式聯(lián)網(wǎng)智能電表滿足一個房間要求雙路控制的應(yīng)用需求。兩種電表準確度等級為 1.0，額定電壓 220 V，負載電流有 10（40）A，5（20）A 等。

 

基本誤差：基本誤差控制在正負1.0%～1.5%之間。2）執(zhí)行標準：GB/T 17215.321—2008。3）起動電流：在負載電流為0.4%IB，參比電壓（230 V），參比頻率（50 Hz）和功率因數(shù)（cos φ）為1的條件下，電表應(yīng)該連續(xù)計量電能。4）潛動：在不加負載電流，電壓為115%參比電壓條件下（265 V），電度表不應(yīng)輸出脈沖（不計量電能）。5）電氣參數(shù)：工作電壓：0.70～1.15 的額定電壓 （165～265 V）。6） 絕緣試驗：≥2 kVAC/1 min。7）功耗：電壓線路≤2 W (10 VA) 電流線路≤4 VA。8）抗雷擊電壓：交流6kV。9）外形尺寸：115 mm×160 mm×65 mm。10）質(zhì)量：約0.45 kg。

4.2 使用聯(lián)網(wǎng)電表管理機應(yīng)有的功能

 

負責對互聯(lián)網(wǎng)電表的控制和數(shù)據(jù)采集，簡要查詢相應(yīng)房間用電情況等信息，通、斷電命令的下載以及抄送器與電腦控制中心之間的數(shù)據(jù)傳輸，當有房間電量低于底限值時，將自動報警。管理機（集中器）將具有如下功能：1）查詢房間信息；2）具有TCP/IP 接口；3）查詢斷電房間；4）設(shè)置系統(tǒng)時間；5）手動房間送電；6）網(wǎng)絡(luò)查詢功能；7）手動房間斷電；8）查看管理機（集中器）IP；9）查看系統(tǒng)參數(shù)；10）設(shè)置開關(guān)時間（選裝有定時開關(guān)裝置的具有此功能）；11）查詢開關(guān)時間（選裝有定時開關(guān)裝置的具有此功能）；12）取消開關(guān)時間 (選裝有定時開關(guān)裝置的具有此功能)；13）通訊端口：上行 TCP/IP、RS485,下行 RS485；14）每個可連32個抄送器。

 

4.3 使用抄送器應(yīng)有的功能

 

1）管理機（集中器）到計量控制模塊的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)；2）本地數(shù)據(jù)處理：接收存儲定時送斷電參數(shù)；3）工裝功能：強制送斷電，測試送斷電，收集聯(lián)網(wǎng)電表MAC地址等；4）給聯(lián)網(wǎng)電表進行定時送斷電；5）RS485 可帶64個電表；6）通訊端口：上行一個RS485端口，下行一個RS485 端口，一個電流環(huán)端口。

 

5 系統(tǒng)平臺建設(shè)（軟件由新開普公司提供）

 

5.1 運行環(huán)境

 

運行平臺 ：Windows 2003 server、Windows 2008server、Windows 7。

 

5.2 管理系統(tǒng)安裝、卸載及登陸

 

5.2.1 安裝前的準備工作

 

1）SQL SERVER 2008光盤、系統(tǒng)軟件、讀卡器。2）將讀卡器連接到 PC 機上。3）確定計算機網(wǎng)絡(luò)連接正常，能 Ping 通管理機（集中器）。4）本系統(tǒng)可以配合 [綜合收費系統(tǒng)]、[兩層一卡通系統(tǒng)]、[三層一卡通系統(tǒng)]使用，也可脫離以上環(huán)境運行。根據(jù)系統(tǒng)環(huán)境的不同，系統(tǒng)會自動在原有系統(tǒng)上創(chuàng)建本系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。與[綜合收費系統(tǒng)]和[兩層一卡通系統(tǒng)]配合時，直接連接主數(shù)據(jù)庫“Accdb”；與[三層一卡通系統(tǒng)]配合時，連接到第三方本地庫“LocalCost”(注意：需要先創(chuàng)建第三方本地庫 LocalCost，然后再運行電控系統(tǒng))。使用系統(tǒng)前，請準備好用戶房間與電控機柜的行、列對應(yīng)關(guān)系表。

 

注：為了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，需保證時時通訊軟件與管理機（集中器）處于時時聯(lián)機狀態(tài)。

 

5.2.2 卸載

 

本系統(tǒng)為綠色軟件，將安裝目錄和快捷方式刪除即可完全卸載。

 

5.2.3 登陸

 

1）單擊開始菜單“電控管理系統(tǒng)”圖標或桌面上“電控管理系統(tǒng)”快捷方式的圖標，將顯示登陸窗口，系統(tǒng)首次登陸時應(yīng)在窗口中輸入服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、登陸用戶、登陸密碼、操作員、操作員密碼及登錄區(qū)域，其中登陸用戶名和操作員密碼顯示為 * 號；如果是第一次登陸，請選中[創(chuàng)建 / 校驗數(shù)據(jù)庫]復選框；2）需要輸入的參數(shù)：服務(wù)器：本報計算機的網(wǎng)絡(luò)標識或是 IP 地址。數(shù)據(jù)庫：兩層收費系統(tǒng)的 Accdb數(shù)據(jù)庫或三層系統(tǒng)的 LocalCost 數(shù)據(jù)庫。登錄用戶：SA 或其他用戶。登錄密碼：即數(shù)據(jù)庫用戶的密碼。操作員：超級管理員（系統(tǒng)默認）。密碼：（系統(tǒng)默認）。

 

6 系統(tǒng)維護

 

6.1 系統(tǒng)日常維護

 

在“系統(tǒng)維護”窗口中，包括了系統(tǒng)日常維護的大多數(shù)操作，用戶可以通過在左側(cè)樹形結(jié)構(gòu)各級目錄上點右鍵實現(xiàn)這些維護功能。

 

如上面的顯示，可分級對房間進行操作，如果在公寓上點擊鼠標右鍵，則是對公寓下所有管理機（集中器）的操作，如果是在單個樓層上點擊鼠標右鍵，則只操作本樓層的房間。

 

6.2 持卡購電

 

功能概述：房間用戶持消費卡到電控軟件上購電，會扣卡上相應(yīng)金額。

 

操作方式：1）將左側(cè)樹形結(jié)構(gòu)定位到“樓層”級，此時右上部數(shù)據(jù)窗口內(nèi)會顯示該樓層下所有房間的信息；2）選中需要購電的房間，讓其處于高亮顯示狀態(tài)，然后點擊“確認房間”按鈕，持卡購電數(shù)據(jù)窗口內(nèi)就會顯示該房間的詳細信息；3）輸入購電金額或者購電量，將消費卡放到讀卡器上，點擊“持卡購電”，即完成了持卡購電操作；4）操作過程中需要確定網(wǎng)絡(luò)通訊正常，否則將操作失??；5）持卡購電和購電POS 機購電均保存在《購電明細報表》中。

 

6.3 現(xiàn)金購電

 

功能概述：房間用戶持現(xiàn)金到電控軟件上購電，不扣消費卡上的金額，生成現(xiàn)金購電報表。

 

操作方式：1）將左側(cè)樹形結(jié)構(gòu)定位到“樓層”級，此時右上部數(shù)據(jù)窗口內(nèi)會顯示該樓層下所有房間的信息；2）選中需要購電的房間，讓其處于高亮顯示狀態(tài)，然后點擊“確認房間”按鈕，現(xiàn)金購電數(shù)據(jù)窗口內(nèi)就會顯示該房間的詳細信息；3）輸入購電金額或者購電量，輸入購電人姓名，點擊“確認購電”按鈕，即完成了現(xiàn)金購電操作；4）操作過程中需要確定網(wǎng)絡(luò)通訊正常，否則將操作失??；5）現(xiàn)金購電數(shù)據(jù)可通過《現(xiàn)金購電明細報表》查到。

 

6.4 補電管理

 

功能概述：補電管理用于管理方免費給房間一定的補電量，該補電量輸入福利性質(zhì)，本系統(tǒng)一個房間一個補電日期只能補一次電。

 

操作方式：本系統(tǒng)提供四種補電方式，分別是：選中房間補電、導入補電文件補電、按管理機（集中器）和房間類型補電、單個房間補電。

 

6.5 退電管理

 

功能概述：把房間的剩余電量轉(zhuǎn)換為金額退給用戶。

 

操作方式：1）在管理機（集中器）連接正常情況下，您選定要進行退電操作的房間后，單擊[確認退電]按鈕，然后輸入退電量（以度為單位），確認無誤后您就可以單擊[退電]按鈕，即可完成第一步退電操作。2）退電中的[寫卡]操作是為了在進行第一步退電操作后，將退的電量轉(zhuǎn)換為金額寫到用戶消費卡上，在沒有進行寫卡退電的記錄上點右鍵，將消費卡放在讀卡器上，點[寫卡退電]即可將退電金額作為存款寫到消費卡上。

 

6.6 換房管理

 

功能概述：將兩個房間的剩余電量調(diào)換。

 

操作方式：1）在選中 A 房間，點“原房間”按鈕，選中 B 房間，點“新房間”按鈕，然后點擊“換房”按鈕即可完成換房操作；2）換房采用多退少補的原則，給剩余電量多的房間退電，給剩余電量少的房間補電，同時生成相應(yīng)的補、退電明細。

 

6.7 用電量較少的房間監(jiān)控

 

在電控的系統(tǒng)參數(shù)中，增加房間用電量監(jiān)控等設(shè)置：1）系統(tǒng)參數(shù)窗口。2）用電量較少時間報表。3）設(shè)置不監(jiān)控房間：可以在系統(tǒng)維護窗口的房間信息視圖上點右鍵，來設(shè)置某些房間不納入監(jiān)控范圍。4）本系統(tǒng)提供手動和自動向郵箱發(fā)送用電較少和剩余電量為負的房間的功能。手動發(fā)送：打開綜合查詢———向郵箱發(fā)送用電量較少和剩余電量為負的房間打開如下窗口，點擊發(fā)送郵件按鈕即可。自動發(fā)送：根據(jù)用戶在系統(tǒng)參數(shù)中設(shè)置的參數(shù)，每日某些時間段實時通訊程序會自動向指定郵箱發(fā)送郵件。5）郵件發(fā)送功能：在本系統(tǒng)任意報表上點一下鼠標左鍵，然后點擊菜單欄中的“發(fā)送郵件”按鈕，即可將報表發(fā)送到指定郵箱。

 

6.8 系統(tǒng)用電報表

 

功能概述：此模塊可分別以整個系統(tǒng)、公寓、管理機（集中器）、樓層、房間為單位統(tǒng)計用電情況，分級標準以用戶在左側(cè)樹形結(jié)構(gòu)點擊的目錄為準。

 

6.9 操作員操作情況報表

 

功能概述：此模塊可分別以每個操作員為單位統(tǒng)計他們的操作情況。

 

操作方式：選擇所要查詢的操作員（系統(tǒng)會自動生成一個名為“實時通訊”的操作員，以便于用戶查詢其自動采集到的購電記錄），可按 Ctrl 或 Shift 多選，輸入查詢時間段，點“統(tǒng)計”按鈕即可。本報表*多可同時統(tǒng)計 10 位操作員的操作情況，本統(tǒng)計結(jié)果的來源是購電、補電、退電明細記錄。

 

6.10 短信發(fā)送

 

水電系統(tǒng)與校方的短信平臺、運營商的增值服務(wù)系統(tǒng)對接后，可支持剩余電量報警閥值的設(shè)置，當剩余電量低于報警閥值時，自動通過告警面板和手機短信等方式進行提示。

 

6.11 綜合查詢

 

此模塊的主要功能是便于用戶查詢各種信息并打印出來，此模塊包括兩個子功能模塊，分別為：數(shù)據(jù)查詢和示意圖。查詢：包括：查找、查詢、過濾、排序，并且每一種操作都非常靈活，完全由個人設(shè)定的條件進行查詢。

 

6.12 數(shù)據(jù)查詢

 

1）房間信息查詢；2）房間有水電表查詢。除以上報表外，系統(tǒng)還提供 [初始化房間信息表]、[退電信息表]、[補電信息表]、[軟件購電信息表]、[補電文件信息表]等報表。

 

6.13 自定義報表查詢

 

為方便查詢，本系統(tǒng)將一些常用的查詢條件集成到“查詢向?qū)?rdquo;窗口中，用戶可以通過鼠標選擇查詢條件快速完成查詢操作。

 

6.14 WEB 自助查詢

 

網(wǎng)上查詢系統(tǒng)可以實現(xiàn)通過任意一臺聯(lián)網(wǎng)電腦查詢用水電信息及余額。自助查詢?nèi)缦拢?/div>