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摘要：介紹北京社會管理學院-宿舍安全智能管理平台，採用智能預付費儀錶進行遠程分合控制，達到預付費使用功能。系統採用現場就地組網的方式，組網後通過現場匯流排通訊並遠傳至後台，通過Acrel-3200型遠程預付費電能管理系統實現配電迴路用電的收費和能效管理。
概述
北京社會管理學院位於北京市東燕郊經濟技術開發區，是中華人民共和國民政部直屬的普通高等學校。
是經民政部批准、教育部備案正式成立民政部管理幹部學院，學院有燕郊和大興兩個校區，總佔地面積906畝，有17個專業方向，有在校學生3000餘名，教職工290多人，其中高級職稱教師佔45%以上、具有博士或碩士學位的佔80%以上、雙師比例達70%以上。
根據學校宿舍用電的安全性及實用性預付費售電的要求，需要對北京社會管理學院所有學生宿舍樓層配電箱進行預付費系統改造。每個房間的用電迴路要求一進三出控制，出線控制迴路包括照明插座用電，空調等，並且要求有惡性負債識別及定時控制等功能。做到安全及集中管理的功能。
系統結構描述
本監控系統主要實現北京社會管理學院宿舍樓配電系統進行收費管理和；監控範圍為一號公寓45台、二號公寓182台、三號公寓73台、四號公寓57台、五號公寓179、六號公寓212台共計748台DDSF1352-CD預付費電錶。每棟公寓設置一台採集箱，區域內的儀錶經過就近的採集箱經過串口伺服器透傳後通過校園區域網進行通訊，實現匯流排上儀錶與監控主機的數據連通完成收費管理的系統功能。
本監控系統採用分層分散式結構，即站控層，通訊層與間隔層；
如圖（1）所示：
圖（1）網路拓撲圖
間隔設備層主要為：預付費多功能電錶這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣櫃內，這些裝置均採用RS485通訊介面，通過現場MODBUS匯流排組網通訊，實現數據現場採集。
網路通訊層主要為：通訊伺服器，其主要功能為把分散在現場採集裝置集中採集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。
站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、印表機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中採集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。
以上網路儀錶均採用RS485介面和MODBUS-RTU通訊協議，RS485採用屏蔽線傳輸，一般都採用二根連線，接線簡單方便；通訊介面是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發送數據但是在同一時刻只能發送或接收數據，數據傳輸速率為10Mbps。RS485介面是採用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗雜訊干擾能力增強，匯流排上允許連接多達32個設備，傳輸距離為1.2km。
遠程預付費電能管理主要功能
整個系統軟體設計分為三個大塊，分別是集中抄表服務系統，遠程預付費電能管理系統，以及用戶查詢系統。集中抄表服務程序常年運行，不間斷定時對所有表進行遠程抄表；遠程預付費系統包含所有開戶、售電、遙控及報表功能；用戶查詢機系統用於商鋪查詢個人信息、充值和用電情況；另外還可配置手機端查詢網站，可用於商鋪用戶在手機網站終端上實時查詢個人信息、充值、遠程控制及每日用電情況，系統還能與校園一卡通進行對接，做到學校統一管理等。
主要特點如下：
快速配置，即裝即用：將電錶和通訊管理機配置導入系統就可以使用；
遠程集中抄表：免去人工抄表，電錶狀態實時性可達到3分鐘以內；
支持單獨計價、多費率、階梯電價：可對每塊電錶單獨設置電價、費率和階梯電價；
遠程售電：財務集中管理，電量實時下發，並比對充值次數防止作弊；
數據安全：網路數據傳輸採用金融級的3DES加密演算法，防止數據作弊竊電；
遠程控制：可對任意一塊電錶執行遠程拉閘或保電等一系列遠程控制操作，方便管理；
能耗分析及查詢：用戶和管理員都可查詢預付費表或各類接入的計量儀錶每天的用能狀況。
案例分析
北京社會管理學院預付費系統，主要是針對學生宿舍進行綜合管理的一套系統，它重要的一個核心功能就是售電及安全用電管理，系統軟體可以識別學生所使用的用電器是否為阻型負債，如果是阻型負債系統會自動斷電，並且有幾次的複位功能。並且還可以做到定時開關燈及分別控制單個迴路功能，做到定時關燈而空調迴路正常使用等，既能方便管理又能節能的效果。
現場實現了以下功能：
1.集中抄表服務系統
集中抄表服務程序包含三大模塊，除了常年運行的定時對所有儀錶進行集中遠程抄表以外，還集成了報警簡訊發送服務，能將電費金額預警和欠費預警自動生成手機簡訊自發送給對應的商鋪用戶，該功能需要與硬體簡訊貓配合使用。
系統默認半小時對所有表進行一次遠程集中抄表，時間間隔支持個性化配置。
2.遠程預付費電能管理系統
本系統分為五大模塊，分別是操作員登陸模塊、系統配置模塊、用戶（商鋪）管理模塊、售電管理模塊、報表中心模塊，系統大致運行和操作流程如下：
本系統所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導出的功能。
1.登陸管理：管理操作員賬戶及許可權分配，查看系統日誌等功能；
2.系統設置：對建築、通訊管理機、儀錶及默認參數進行配置；
3.用戶管理：對商鋪用戶執行開戶、銷戶、遠程分合閘、抄表導出及記錄查詢等操作；
4.售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；
5.報表中心：提供售電財務報表、用能報表、報警報表等查詢。
系統針對商鋪開戶不僅支持一戶一表，也支持一戶掛多表的需要；同時支持和解決了項目改造後新老表切換時，老表金額轉入的問題；支持峰谷電價，支持一表一電價；可對單表設置功率過載的閾值，也支持設置單表金額報警的兩級閾值。
批量遠程操作場景中，系統提供了多項功能，針對開戶、報警1、報警2、欠費、未開戶、失聯狀態都有不同的顏色顯示；並且支持遠程對儀錶進行遙控，遙控的命令類型如下：
1.電價下發；2.設置下發（下發報警金額閾值和過載功率閾值）；3.保電（強制儀錶合閘）；4.恢復預付費（欠費自動跳閘的模式）；5.拉閘（強制斷電）；6.抄表導出（導出當前所有表狀態為EXCEL）
售電系統還將電能計量儀錶接入系統，進行遠程集中抄表後，提供了輔助的能耗查詢報表，為能耗分析、用能比對和安全用電提供強有力的依據。
系統還提供了多個報表以供查詢，分別是日/月/年財務銷售統計報表、失聯表/通訊管理機查詢報表、能耗查詢報表、實時報警/歷史報警查詢報表，支持導出。以下是財務報表和預付費表日用能查詢報表：
結束語
校園預付費系統的使用主要還是學校對學生宿舍管理難、安全問題突出等問題進行的一個用電管理功能。它更多體現的是學校對學生的人身安全的重視，學生宿舍由於有大量使用熱得快等大功率阻型負載，很容易發生火災的情況。還有就是學生宿舍的綜合管理，做到定時控制，欠費斷電等功能，既解決了學校的人工成本又能從根本上杜絕惡性負載的使用。本系統還與校園一卡通完美結合，實現校園內統一管理。
