張心志

   摘要：論文設(shè)計(jì)了適用于學(xué)生公寓的自助式預(yù)付費(fèi)控電控水管理系統(tǒng)，采用多種智能功能，可以監(jiān)測(cè)和顯示漏電現(xiàn)象，通過(guò)短路、跳線、零線接地等方式防范和記錄用戶(hù)的不良用電行為，通過(guò)報(bào)警和拉閘防止事故的發(fā)生。預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，降低了抄表勞動(dòng)和管理成本。預(yù)付費(fèi)采取先交錢(qián)再用電用水，無(wú)需人工斷電催費(fèi)，有利于樹(shù)立學(xué)生正確消費(fèi)意識(shí)。

   關(guān)鍵詞：自助式；預(yù)付費(fèi)；水電管理

一、前言

   由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民物質(zhì)生活水平的不斷提高，學(xué)校里學(xué)生公寓的生活環(huán)境已經(jīng)大大改善，公寓的電和水的消耗量急劇增加。現(xiàn)代、多樣性和個(gè)性化的生活方式挑戰(zhàn)了過(guò)去學(xué)生公寓采用的限制性供水電模式。以往的電氣設(shè)計(jì)功率和設(shè)施已不能滿(mǎn)足現(xiàn)今的水電使用需求，供需矛盾逐漸凸顯。因此，水電的市場(chǎng)化和商業(yè)化推進(jìn)。學(xué)生公寓傳統(tǒng)的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)與時(shí)代的步伐脫節(jié)。學(xué)生公寓的水電使用存在一些困難問(wèn)題：1.學(xué)生的水電節(jié)約意識(shí)較差。宿舍里“長(zhǎng)明燈"和“沒(méi)人也亮燈"的現(xiàn)象很難杜絕。管理人員為了避免很大的浪費(fèi)，每天定時(shí)拉閘斷電。2.公寓內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)私自拉線和亂接電線的現(xiàn)象，很容易造成觸電。3.經(jīng)常有學(xué)生暗自使用電爐、熱得快、電磁爐等大功率電器，不僅造成電力資源的巨大浪費(fèi)，而且容易引起火災(zāi)，威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。4.伴隨信息技術(shù)的發(fā)展，電腦等電子品進(jìn)入宿舍，用電難以測(cè)量控制，也難以禁止非法用電。5.抄表難、收費(fèi)難、管理更難。管理成本高，勞動(dòng)強(qiáng)度大。6.采用傳統(tǒng)的機(jī)械式儀表，精度低、誤差大、啟動(dòng)電位電流大、功耗大、線損比大，且容易漏電漏電，所以總表與分表的數(shù) 據(jù)對(duì)不上。7.機(jī)械表壽命較短，成本高，一般情況下 5年則需更換一次。8.供水管理上隨意性大，不利于管理的規(guī)范化。因此，實(shí)施自助化、智能化、信息化管理公寓用電、用水，已成為加強(qiáng)后勤管理建設(shè)，提高服務(wù)意識(shí)的關(guān)鍵方向。

二、系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)

   管理部門(mén)首先給用戶(hù)安裝電表和水表，然后通過(guò)本系統(tǒng)為儀表建立一個(gè)賬戶(hù)，并發(fā)放相應(yīng)的遙控卡。用戶(hù)持遙控卡到管理部門(mén)購(gòu)買(mǎi)水電，管理部門(mén)通過(guò)本系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)的遙控卡進(jìn)行預(yù)充水電。用戶(hù)將充電后的遙控卡與相應(yīng)的儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將預(yù)充的水電量輸入儀表，并在儀表剩余電量中進(jìn)行累加。只有當(dāng)儀表上剩余電量大于零時(shí)，才能使用。當(dāng)剩余電量不足時(shí)，會(huì)發(fā)出警報(bào)。剩下的電量是零時(shí)，電源將被切斷。因此,為了保證電力的正常使用,用戶(hù)必須在警報(bào)或斷電之前再持卡充水電值來(lái)保持足夠的剩余量。系統(tǒng)的各個(gè)組成部分通過(guò)遙控卡互相交換數(shù)據(jù)。遙控卡將讀卡器的充電數(shù)值傳輸?shù)絻x表，儀表控制接通電源。若剩余電量不足則警告，無(wú)剩余則斷電，用戶(hù)再憑遙控卡到管理部門(mén)購(gòu)買(mǎi)水電量。重新充電前，用戶(hù)可以將電表和水表收集器自動(dòng)記錄的月用量記錄下來(lái)。遙控卡讀取數(shù)據(jù)并上傳后 , 系統(tǒng)將根據(jù)定價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算和支付費(fèi)用，充值費(fèi)用和其他費(fèi)用 一次性支付，并整理出各種數(shù)據(jù)表格。如果有欠費(fèi)或其它問(wèn)題，用戶(hù)不能正常使用水和電。系統(tǒng)可以對(duì)預(yù)付水電費(fèi)、月用水電量、各種費(fèi)用進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，并以表格形式打印供管理部門(mén)核對(duì)。

三、系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

   自助式控電控水管理系統(tǒng)主要分為管理系統(tǒng)、水電計(jì)量?jī)x表、遙控卡和讀寫(xiě)器四大組成部分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

   （一）管理系統(tǒng)。管理系統(tǒng)用于支付管理、計(jì)算數(shù)據(jù)、處理報(bào)表和打印資料，以及存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)管理和計(jì)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(jì)算機(jī)。上位管理計(jì)算機(jī)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(fèi)、多功能水電儀表，遙控完成每日預(yù)付充水電和寫(xiě)卡操作，記錄和管理水電費(fèi)用和累計(jì)用水電量，綜合實(shí)現(xiàn)充值，儀表讀數(shù)和應(yīng)收費(fèi)用的管理和計(jì)算。使用此系統(tǒng)，可以對(duì)各類(lèi)記錄進(jìn)行查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)，打印所需的統(tǒng)計(jì)報(bào)表和收費(fèi)單據(jù)；管理部門(mén)可以通過(guò)系統(tǒng)提供的功能隨時(shí)了解用戶(hù)的用電、用水情況;各種應(yīng)收費(fèi)用可以通過(guò)限制用水電的方式收取。

   （二）水電計(jì)量設(shè)備儀表。相關(guān)儀器都是通過(guò)國(guó)家計(jì)量認(rèn)證，符合國(guó)家有關(guān)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，它們保證了測(cè)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。

圖2 數(shù)據(jù)采集模塊結(jié)構(gòu)圖

   電能表采用單相紅外預(yù)付費(fèi)電能表或三相紅外預(yù)付費(fèi)電能表。其使用壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)使用壽命15年；具有過(guò)載保護(hù)功能，當(dāng)用戶(hù)負(fù)載超過(guò)設(shè)定負(fù)載值25秒時(shí)，儀表會(huì)自動(dòng)切斷電源，以保護(hù)線路和電器；精度高，無(wú)蠕變，初始電流小，功耗低，大大減少了線路損耗。

   （三）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(duì)水、電、氣進(jìn)行充值。遙控卡由用戶(hù)自己保管，用戶(hù)方便掌握自己的消費(fèi)過(guò)程，遙控卡采用IC卡也是可行的。

   （四）讀寫(xiě)器。讀寫(xiě)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(lái)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(lái)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(xiě)器寫(xiě)入遙控卡。

四、安科瑞預(yù)付費(fèi)產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景

功能

預(yù)付費(fèi)電表電費(fèi)收取，管控，欠費(fèi)跳閘；提供后付費(fèi)管理模塊；能耗分析模塊；

水表預(yù)付水費(fèi)收取，管控，欠費(fèi)關(guān)閥；

房租物業(yè)費(fèi)收取，欠費(fèi)拉閘；

公共區(qū)域電費(fèi)分?jǐn)偸杖。?/span>

公共區(qū)域、變電所電表接入抄表、計(jì)量；

預(yù)付費(fèi)+建筑能耗、分類(lèi)分項(xiàng)能源計(jì)量一體化系統(tǒng)；

物業(yè)/地產(chǎn)集團(tuán)集中財(cái)務(wù)管控，子物業(yè)單獨(dú)權(quán)限；

無(wú)線方案改造方便，調(diào)試簡(jiǎn)單

圖片

五、產(chǎn)品選型

六、結(jié)語(yǔ)

   自從啟動(dòng)后勤社會(huì)化改革，學(xué)生公寓由原來(lái)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(duì)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(qiáng)服務(wù)，必然會(huì)積累矛盾，有礙于后勤部門(mén)對(duì)學(xué)生公寓的服務(wù)管理，也不利提高公寓的服務(wù)層次。使用高科技方法，大力解決公寓中電力和水的消耗問(wèn)題，使抄表和收費(fèi)工作簡(jiǎn)化到幾乎可以忽略不計(jì)。系統(tǒng)通過(guò)預(yù)付費(fèi)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(fèi)功能。本系統(tǒng)給了用戶(hù)合規(guī)、大量使用水電的權(quán)利，又控制了違規(guī)消費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了智能化管理，利于“樹(shù)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(fèi)，后勤輕輕松松管理。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐桂敏，楊正祥，學(xué)生公寓自助式預(yù)付費(fèi)控電控水管理系統(tǒng)設(shè)計(jì).系統(tǒng)信息工程

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[3]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版

作者簡(jiǎn)介：

張心志，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司