摘要：本文設(shè)計了適用于學(xué)生公/寓的自助預(yù)付費控水管理系統(tǒng)。它采用多種智能功能，可以通過短路、跳線、零線接地等方式監(jiān)測和顯示漏電現(xiàn)象，防止和記錄用戶的tou電行為，并通過報/警和拉門防止事故發(fā)生。該系統(tǒng)采用先進(jìn)的紅外遙控通信技術(shù)，實現(xiàn)管理系統(tǒng)與水表之間的數(shù)據(jù)傳輸。遙控卡的數(shù)據(jù)經(jīng)過多層加密，使用方便、可靠、安/全。利用IC卡自動抄表，降低了抄表的勞動和管理成本。預(yù)付款先付款，然后用電 無需人工斷電催費，有利于樹立學(xué)生正確的消費意識。

關(guān)鍵詞:自助式；預(yù)付款；遙控卡；水電管理；

1 引言

由于國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人/民物質(zhì)生活水平的不斷提，學(xué)校學(xué)生公/寓的生活環(huán)境得到了很大的改善，公/寓的用電量和用水量急劇增加。挑選現(xiàn)代、多樣、個性化的生活方式 在過去，學(xué)生公/寓采用了限/制性供水和電力模式。以前的電氣設(shè)備 計功率和設(shè)施已不能滿足當(dāng)今水電使用需求，供需矛盾逐漸凸顯。因此，需要推進(jìn)水電市場化和商業(yè)化。傳統(tǒng)的學(xué)生公/寓水電管理以手工操作為主，管理效率差， 信息溝通慢，工作質(zhì)量低。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，這種落后的管理模式已經(jīng)脫離了時代的步伐。學(xué)生/公寓的水電使用存在一些困難。

(1)學(xué)生水電節(jié)約意識差。宿舍“長燈"和“沒人也亮燈"的現(xiàn)象很難杜絕。 為了避免很大的浪費，管理者需要每天定期拉閘斷電。

（2） 私自拉線和亂接電線經(jīng)常發(fā)生在公/寓內(nèi)，容易引起觸電。

（3）學(xué)生經(jīng)常秘密使用電爐、快速加熱、感應(yīng)爐等大功率電器，不僅造成電力資源的巨大浪費，而且容易引起火災(zāi)，威脅生命財產(chǎn)安/全。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機等電子產(chǎn)品進(jìn)入宿舍，電力難以測量和控制，也難以禁止非法用電。

(4)抄表難，收費難，管理難。管理成本，勞動強度。

(5)采用精度低、誤差大、啟動電位電流大的傳統(tǒng)機械儀表， 功耗大，線損比大，容易漏電，所以總表和分表的數(shù)據(jù)不匹配。

(6)機械表壽命短，成本，一般5年更換一次。

（7）供水管理具有較大的隨機性，不利于管理的標(biāo)準(zhǔn)化。因此，實施自助、智能、信息管理公/寓用電、用水已成為加強物流管理建設(shè)、提服務(wù)意識的關(guān)鍵方向。

2系統(tǒng)總結(jié)設(shè)計

管理部門首先為用戶安裝電表和水表，然后通過該系統(tǒng)為儀表建立賬戶，并發(fā)放相應(yīng)的遙控卡。用戶需要持遙控卡到管理部門購買水電，管理部門通過本系統(tǒng)預(yù)充用戶的遙控卡。用戶將充電后的遙控卡和相應(yīng)的儀器輸入 行數(shù)據(jù)交換，將預(yù)充水電輸入儀表，并在儀表剩余電量中積累。只有當(dāng)儀器上的剩余電量大于零時，才能使用。當(dāng)剩余電量不足時，會發(fā)出警報。剩余電量為零時，電源將被切斷。因此 , 為了保證電力的正常使用 , 在報/警或斷電前，用戶需要持卡充水電值，以通過遙控卡相互交換數(shù)據(jù)，以保持剩余系統(tǒng)的所有組成部分。遙控卡將讀卡器的充電值傳輸?shù)絻x器上，儀器控制連接電源。如果剩余電源不足，則警告，如果沒有剩余電源，用戶將用遙控卡向管理部門購買水電。在重新充電之前，用戶可以自動記錄電表和水表收集器的月用量。讀取數(shù)據(jù)并上傳遙控卡 , 系統(tǒng)將按定價標(biāo)準(zhǔn)計算和支付費用，一次性支付充值費用和其他費用，并整理出各種數(shù)據(jù)表。如有欠款或其它問題，用戶不能正常使用水和電。系統(tǒng)可對預(yù)付水電、月用水電、各種費用進(jìn)行分類統(tǒng)計，并以表格形式打印供管理部門核對。

3系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計

自助式控電控水管理系統(tǒng)主要分為管理系統(tǒng)、水電計量儀表、遙控卡和讀寫器四大組成部分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

3.1管理系統(tǒng)

管理系統(tǒng)重點用于支付管理、計算數(shù) 據(jù)、處理報表和打印資料，以及存儲數(shù)據(jù)和維護(hù)系統(tǒng)。它有自助控水控電的操作界面，是水電儀表與上位計算機之間的通信接口。管理系統(tǒng)可以完成硬件的組織協(xié)同工作，智能化 實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)管理和計算功能。

管理系統(tǒng)包括自助式控電控水管理系統(tǒng)和上位管理計算 機。上位管理計算機在使用前有一些相應(yīng)的參數(shù)配置。系統(tǒng) 的功能主要是管理電子預(yù)付費、多功能水電儀表，遙控完成 每日預(yù)付充水電和寫卡操作，記錄和管理水電費用和累計用水電量，綜合實現(xiàn)充值，儀表讀數(shù)和應(yīng)收費用的管理和計算。使用此系統(tǒng)，可以對各類記錄進(jìn)行查詢和統(tǒng)計，打印所需的統(tǒng)計報表和收費單據(jù)；管理部門可以通過系統(tǒng)提供的功能隨時了解用戶的用電、用水情況 ; 各種應(yīng)收費用可以通過限制用水電的方式收取。

3.2水電計量設(shè)備儀表

相關(guān)儀器都是通過國家計量認(rèn)證，符合國家有關(guān)計量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，它們保證了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。它們按功能分為預(yù)付電能表、水表等。數(shù)據(jù)采集模塊的結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。

電能表采用單相紅外預(yù)付費電能表或三相紅外預(yù)付費電能表。其使用壽命長，設(shè)計使用壽命15 年；具有過載保護(hù)功能，當(dāng)用戶負(fù)載超過設(shè)定負(fù)載值 25 秒時，儀表會自動切斷電源，以保護(hù)線路和電器；精度，無蠕變，初始電流小，功耗低，大大減少了線路損耗。

3.3遙控卡

遙控卡的作用是一種數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，可以方便地讀取水電表數(shù)據(jù)和對水、電、氣進(jìn)行充值。遙控卡由用戶自己保管，用戶方便掌握自己的消費過程，遙控卡采用IC卡也是可行的。

3.4讀寫器

讀寫器是遙控卡與管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的設(shè)備，有自己的串行通信電纜和電源插頭。遙控卡用來做系統(tǒng)調(diào)度設(shè)置或抄表的操作，它采集到的數(shù)據(jù)由讀取器讀出來并發(fā)送到上層管理系統(tǒng)；上層管理系統(tǒng)采集的支付、充值數(shù)據(jù)由讀寫器寫入遙控卡。

4 安科瑞電氣針對校物業(yè)管理推出能效管理解決方案--AcrelEMS -EDU校園綜合能效管理平臺

4.1平臺概述

AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理解決方案針對校園能源統(tǒng)計、后勤計費管理、校園運維管理等提供校的信息化管理平臺。從“源、網(wǎng)、荷、儲、充"多個角度解析校當(dāng)下及未來的用能問題及用能需求，在統(tǒng)一的需求下“實現(xiàn)能源互補、信息互通"等管理模式。助力學(xué)校管理智能化、數(shù)字化、綜合化，實現(xiàn)節(jié)能校園、綠色校園、低碳校園。

4.2平臺組成

AcrelEMS-EDU校綜合能效管理平臺采用開放的分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要由設(shè)備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層組成。AcrelEMS-EDU校綜合能效平臺提供校園用能實時在線監(jiān)控、能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、空調(diào)智能管理、用能、節(jié)能評估、宿舍惡性負(fù)載監(jiān)管等功能。

4.3平臺架構(gòu)

圖1 安科瑞能效管理方案架構(gòu)拓?fù)?br/>

5 校綜合能效解決方案

5.1校園電力監(jiān)控與運維

集成設(shè)備所有數(shù)據(jù)，綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運行，集中調(diào)控，集中監(jiān)控，數(shù)字化巡檢，移動運維， 班組重新優(yōu)化整合，減少人力配置。

5.2后勤計費管理

采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)抄表付費管理技術(shù)，實現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計費，實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、費率設(shè)置、 賬單統(tǒng)計匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設(shè)置補貼方案。通過能源付費管理方式，培養(yǎng)用能群體和部門的節(jié)能意識。

5.2.1宿舍用電管理

針對學(xué)生宿舍用電進(jìn)行管理控制：可批量下發(fā)基礎(chǔ)用電額度和定時通斷功能；

可進(jìn)行惡性負(fù)載識別，檢測違規(guī)電氣，并可獲取違規(guī)用電跳閘記錄。

5.2.2商鋪水電收費

針對校園超市、商鋪、食堂及其他針對個體的水電用能進(jìn)行預(yù)付費管理

5.2.3充電樁管理平臺

充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲、充"信息能源結(jié)構(gòu)中是必*。充電樁應(yīng)用管理同樣是校園生活服務(wù)中必*一部分。

5.2.4智能照明管理

通過對校路燈的全局監(jiān)測，提供對路燈靈活智能的管理，實現(xiàn)校園內(nèi)任一線路，任一個路燈的定時 開關(guān)、強制開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)，以及定時控制方案靈活設(shè)置，確保路燈照明的智能控制和效節(jié)能。

5.3能源管理系統(tǒng)

針對校園水、電、氣等各類接入能源進(jìn)行統(tǒng)計分析，包含同比分析、環(huán)比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。

按校園建筑的分類進(jìn)行采集和統(tǒng)計的各類建筑耗電數(shù)據(jù)。如辦公類建筑耗電、教學(xué)類建筑耗電、學(xué)生宿舍耗電等，對數(shù)據(jù)分門別類的分析，提供領(lǐng)導(dǎo)決策，提管理效能。

構(gòu)建符合校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)容及要求的數(shù)據(jù)庫，能自動完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作，自動生成各種形式的報表、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計報告，能夠監(jiān)測能耗設(shè)備的運行狀態(tài)，設(shè)置控制策略，達(dá)到節(jié)能目的。

5.4智慧消防系統(tǒng)

智慧消防云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動報警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對這些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行智能化感知、識別、定位，實時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災(zāi)預(yù)防，到火情報警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nèi)，相關(guān)報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達(dá)相關(guān)人員。

6 平臺部署硬件選型

6.1電力監(jiān)控與運維平臺

6.2后勤計費管理

6.2.1宿舍/商業(yè)預(yù)付費平臺

5.2.2充電樁管理平臺

6.2.3智能照明管理

6.3能源管理系統(tǒng)

6.4智慧消防系統(tǒng)

6.4.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

6.4.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

6.4.3防火門監(jiān)控系統(tǒng)

6.4.4消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

7 結(jié)束語

自從啟動后勤社會化改革，學(xué)生公寓由原來的行政管理向服務(wù)管理轉(zhuǎn)變，增加了水電管理的難度。根據(jù)新的情況和要求，管理人員需要對公寓的用電和用水進(jìn)行變通管理。如果不理順關(guān)系、加強服務(wù)，必然會積累矛盾，有礙于后勤部門對學(xué)生公寓的服務(wù)管理，也不利提公寓的服務(wù)層次。使用科技方法，大力解決公寓中電力和水的消耗問題，使抄表和收費工作簡化到幾乎可以忽略不計。系統(tǒng)通過預(yù)付費方法，達(dá)到了“先充值后使用"的效果。另外，系統(tǒng)具有智能鑒別惡性、非法電力消費功能。本系統(tǒng)給了用戶合規(guī)、大量使用水電的權(quán)利，又控制了違規(guī)消費，實現(xiàn)了智能化管理，利于“樹立可持續(xù)發(fā)展觀念，建立資源節(jié)約型學(xué)校"，讓學(xué)生明明白白消費，后勤輕輕松松管理。

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