學生公寓水電監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計與應用

時間：2024-03-13作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：191

摘要：水電監(jiān)控管理系統(tǒng)是針對學生公寓需要開發(fā)的既可以控制水也可以控制電的智能控制系統(tǒng)。系統(tǒng)將水費和電費分開計量，并采用預付費式的管理方式，為學校學生公寓用水用電管理打下堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：水控；電控；水電監(jiān)控管理系統(tǒng)

1水電監(jiān)控管理系統(tǒng)的含義及功能

1.1水電監(jiān)控管理系統(tǒng)的含義

水電監(jiān)控管理系統(tǒng)是一套既可以控制水也可以控制電的智能控制系統(tǒng)，是針對學生公寓需要、提供完整應用方案為目標開發(fā)的，它把水和電兩部分的監(jiān)視、控制和管理融為一體，*實現(xiàn)“水電控制”不分家，是高校后勤水電管理社會化、智能化的得力助手。

水費和電費分開計量，在系統(tǒng)中水費和電費關(guān)聯(lián)到同一個帳戶中扣減，一個帳戶里面有兩個收費項目（水費和電費），用戶在交費時可選擇各交費多少，當用戶的任意一個收費項目金額為零時，電控系統(tǒng)會強制斷電；若是水費為零，電控系統(tǒng)斷電后，水控則記帳透支消費。當帳戶充值時，系統(tǒng)將先從帳戶中扣除透支的水費，再恢復通電。

系統(tǒng)的水控部分具有計量、控制、收費管理和用水資料統(tǒng)計分析等功能，省去了抄表和收繳水費等工作，適合于集體公寓，能有效防止水費流失和水資源浪費，并可以通過用水資料統(tǒng)計分析來提高管理水平和有效的分析用水高峰期。

系統(tǒng)的電控部分具有電能計算、負荷控制、雙重保護、收費管理、用電資料統(tǒng)計分析等功能，省去了抄表和收繳電費等工作，能有效防止電費流失和設(shè)備受損，并可以通過用電資料統(tǒng)計分析來提高管理水平。

水電監(jiān)控管理系統(tǒng)可采用技術(shù)進行預交費，并支持校園一卡通消費系統(tǒng)，從而實現(xiàn)用戶“先交錢，后消費”的現(xiàn)代消費模式。

1.2電控系統(tǒng)功能簡述

電控系統(tǒng)主要具備下列功能。

（1）用電計費：當用戶宿舍用電時，樓層（或樓棟）電表箱中的計量模塊會通過采集用電脈沖來進行計量（自動累減）。

（2）電話自動提示：當用戶預購電量余量較低時，系統(tǒng)會自動拔通該用戶的電話進行提示。

（3）用戶用電情況查詢：在系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理器上，用戶可隨時查詢用戶宿舍當時的用電情況，也可在系統(tǒng)軟件上查詢用戶之前的累計用電情況和交費情況。

（4）預購電量、無費關(guān)斷：用戶應到學校*購電處購電，管理計算機會自動將數(shù)據(jù)發(fā)送到控電表箱對應的用電單元，然后系統(tǒng)會給用戶供電，當用戶剩余電量為零時，系統(tǒng)將自動停止為該單元供電。只有當用戶重新購電后，系統(tǒng)才會自動恢復對該單元供電。

（5）定時控電、個別用戶限電：學校可以根據(jù)自身管理需求，對學生用電時間進行定時控制，也可對用戶單元的*大負荷設(shè)置限值。當某單元實際用電負荷過設(shè)定的用電負荷時，系統(tǒng)將自動停止為該單元供電，只有當管理員對該單元進行過流復位時，用戶單元才可以繼續(xù)用電。

（6）掉電數(shù)據(jù)保護、斷電自動恢復：當管理計算機因非正常關(guān)機而引起數(shù)據(jù)庫損壞時，系統(tǒng)軟件會自動對數(shù)據(jù)庫進行修復，數(shù)據(jù)的。

（7）用戶用電情況實時監(jiān)控：對每個宿舍的用電情況進行實時監(jiān)控，可以直觀顯示學生宿舍當前的用電數(shù)據(jù)（當前電流、剩余電量、已用電量、交費情況等）。

1.3水控系統(tǒng)功能簡述

水控系統(tǒng)主要具備下列功能。

（1）實時抄表：節(jié)水控制器通過RS-485總線或者校園網(wǎng)把數(shù)據(jù)實時傳送到數(shù)據(jù)管理*。

（2）用水計費：節(jié)水控制器通過流量計實時采集數(shù)據(jù)并進行計量扣費。

（3）用戶用水情況查詢：學生可在節(jié)水控制器顯示屏上讀到水表內(nèi)剩余的水量，也可通過校園網(wǎng)隨時查詢宿舍的用水情況。

（4）預存水量低限提示：當用戶所預存（擁有）的水量已減到設(shè)定低限值時，節(jié)水控制器會有聲光報警提示，提示用戶應盡快購水。

（5）用戶用水情況實時監(jiān)控：對各寢室的用水情況進行實時監(jiān)控，可以直觀顯示各寢室當前的用水數(shù)據(jù)（剩余水量、已用水量、交費情況等）。

（6）用水情況顯示：在每個節(jié)水控制器上，都有數(shù)碼管顯示器，用來顯示此用戶的已用水量、剩余水量。

2推廣水電監(jiān)控管理系統(tǒng)的意義

學生公寓用水用電管理是高校后勤服務(wù)部門面臨的主要任務(wù)之一。隨著學生用水用電需求的多樣化以及“以人為本”的管理要求的提出，以往的單一化人工管理辦法已經(jīng)不能滿足時代要求了，采用現(xiàn)代的管理工具、引進一套科學有效的管理方法，從技術(shù)上根本解決用水用電管理的難題已顯得至關(guān)重要。

采用水電監(jiān)控管理系統(tǒng)，對學校用水用電管理有以下幾方面的好處。

（1）從收費形式上看，*實現(xiàn)了預付費式的用水用電管理方式，學生買多少水（電）就用多少，而且當學生換宿舍時可進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，當學生畢業(yè)時也可進行退費，科學合理，同時也讓學生養(yǎng)成節(jié)約用水用電的習慣。

（2）從管理工作量上看，現(xiàn)在學生公寓后勤管理已趨向于社會化，很多學校都把這項工作劃分給后勤服務(wù)公司，對于一個公司來說，*希望的就是用較少的投入換來較大的收益，而水電監(jiān)控管理系統(tǒng)的定時開關(guān)電、集中抄表、實時監(jiān)控，將大大減少后勤管理的工作量。

（3）從用電上看，宿舍是學生學習生活的地方，是要的。學生在用電的時候，難免有違規(guī)之處，僅靠宣傳或?qū)W生的自覺性，易產(chǎn)生用電事故。電控系統(tǒng)的定時控電、個別用戶限電等功能將有效限制學生違規(guī)用電，從而確保寢室用電。

3杭州某學院學生公寓水電監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計

杭州某學院新校區(qū)總建筑面積約30萬平方米，其中學生公寓總建筑面積約8萬平方米，共有學生宿舍2000余間。

根據(jù)學校的實際情況，我們設(shè)計的水電監(jiān)控管理系統(tǒng)采用二級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

水控系統(tǒng)：在各幢學生公寓每間宿舍設(shè)置一臺電子遠傳水表（節(jié)水控制器），各樓每層設(shè)置水表樓層集中器，各宿舍水表以RS-485總線方式相連并連接到各樓層水表集中器上，各樓層水表集中器之間以RS-485總線方式相連，構(gòu)成二級網(wǎng)絡(luò)（RS-485總線方式）。各樓一層水表樓層集中器通過校園網(wǎng)與學校水電監(jiān)控管理主機（服務(wù)器）相連，構(gòu)成*網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）。水控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

電控系統(tǒng)：在各幢學生公寓每層設(shè)置電表箱，箱內(nèi)設(shè)置電量計量模塊。在各公寓樓一層設(shè)置電表數(shù)據(jù)管理器，各電表箱之間以RS-485總線方式相連并連接到電表數(shù)據(jù)管理器上，構(gòu)成二級網(wǎng)絡(luò)（RS-485總線方式）。各樓電表數(shù)據(jù)管理器通過校園網(wǎng)與學校水電監(jiān)控管理主機（服務(wù)器）相連，構(gòu)成*網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）。電控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

4安科瑞Acrelcloud-3200預付費水電云平臺應用方案

AcrelCloud-3200預付費水電云平臺是安科瑞公司研制的與DDSY-1352單相電子式預付費電能表及DTSY-1352三相電子式預付費電能表配套的售電管理系統(tǒng)。另外可以選配遠傳閥控水表組成水電一體預付費系統(tǒng)，達到先交費后用水的目的，剩余水量用完自動關(guān)閥。主要完成電能表/水表參數(shù)設(shè)置，商戶售電/售水管理及能耗管理工作，操作簡便，實現(xiàn)物業(yè)公司遠程實時操作實時監(jiān)控，具有良好的人機界面，能夠有效的統(tǒng)計和管理數(shù)據(jù)。安裝方便，是用電管理部門、商業(yè)廣場和物業(yè)小區(qū)，提高用電用水管理水平，解決收費難問題的理想產(chǎn)品。

4.1應用場所

本平臺適用于公寓出租戶、商業(yè)廣場、公寓酒店、物業(yè)小區(qū)、寫字樓、物流倉儲、高校、連鎖市、智慧園區(qū)、農(nóng)貿(mào)市場等場所。

4.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.3系統(tǒng)功能

1.房間監(jiān)控

清晰簡潔的展示所有房間狀態(tài)信息，所屬樓棟樓層，在線失連情況，費用狀態(tài)等，進入房間詳情可對房間當前實時信息進行查看，并可了解當天用電量和使用金額情況，可對房間內(nèi)的電表進行各種遠程控制操作，比如開戶、電價設(shè)置，售電、退電、報警金額設(shè)置、分合閘操作等等。

2.電戶開表

系統(tǒng)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;支持自定義電價方案，單一電價、尖峰平谷電價、階梯電價等:支持預先設(shè)置信息后期一鍵;支持設(shè)置電表合額告警默認三級告警，告警金額和次也可以自定義，推送方式支持手機短信，APP推送，郵件、語音外呼、公眾號推送等。

3.充電繳費

可以對已開戶的電表進行遠程充值，電費實時下發(fā)到電表。電表會根據(jù)電度走字實時扣除電費同時系統(tǒng)也支持早臺計費，金額下發(fā)到系統(tǒng)賬戶，到賬快速穩(wěn)定。

4.財務(wù)管理

訂單總覽，包含系統(tǒng)里所有水電充值退費記錄，以及物業(yè)費扣費流水記錄。收入概況，可以從日，月，年，時間跨度等不同維度統(tǒng)計水電費收入情況，收入組成。

報表

系統(tǒng)還提供了多個報表以供查詢。用電綜合報表，幫助財務(wù)統(tǒng)計每個月商鋪總用電量，尖峰平谷用電量以及電費，能耗同比分析，可以比較每個月份與去年同期相比的用能差距。能耗日月年報表，按日，月，年三個不同維度查詢電表每個階段的用能情況。

批量操作

為了方便用戶對大量儀表進行管理和設(shè)置，可以在系統(tǒng)中新建批量操作任務(wù)，比如設(shè)置電價、電表控制、儀表設(shè)置、充值等，批量任務(wù)可以立即執(zhí)行，也可以定時執(zhí)行。

7.自定義收費方案

為了靈活應對用戶多種多樣的收費方案，比如物業(yè)費，房租，服務(wù)費等，系統(tǒng)支持用戶自定義收費項目。收費方式可設(shè)置直接從賬戶扣除或者生成催繳賬單，可設(shè)置周期性收費或者一次性收費，可以按固定金額收費或者按房間面積換算等等。

8.公共區(qū)域用電分攤

*某塊表為主表，然后分配關(guān)聯(lián)子表，系統(tǒng)每個月自動將主表的用電按比例換算成電費從子表中扣除，這樣可以剩余人工統(tǒng)計的麻煩。公攤方式多樣，可以根據(jù)比例公攤，按房間面積公攤，按用量公排，收費方式有直接扣費或者生成維費賬單。

9.后付費模式

按日期生成后付費用戶周期用電費用，對數(shù)據(jù)進行確認后生成繳費賬單方便追蹤客戶繳費情況可導出繳費賬單以及欠費賬單通知客戶。

10.在線支付

 用戶可以在微信小程序或者微信公眾號自助查詢電表使用情況以及繳費。

    

4.4系統(tǒng)硬件配置

應用場合	型號	圖片	功能
預付費水電 云平臺	AcrelCloud-3200		主要完成電能表/水表參數(shù)設(shè)置，商戶售電/售水管理及能耗管理工作，操作簡便，實現(xiàn)物業(yè)公司遠程實時操作實時監(jiān)控，具有良好的人機界面，能夠有效的統(tǒng)計和管理數(shù)據(jù)。安裝方便，是用電管理部門、商業(yè)廣場和物業(yè)小區(qū)，提高用電用水管理水平，解決收費難問題的理想產(chǎn)品。
通訊管理機	Anet-1E2S1-4G		1、電力抄表，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，斷點續(xù)傳，邊緣計算，命令透傳 2、通訊方式:下行2路RS485通訊上行網(wǎng)口/4G
	Anet-2E4SM		1.電力抄表，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，斷點續(xù)傳，邊緣計算，命令透傳 Anet-2E4SM 2.通訊方式:下行4路RS485通訊，上行2路以太網(wǎng)通訊
	Anet-2E8S1		1.電力抄表，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，斷點續(xù)傳，邊緣計算，命令透傳 Anet-2E4SM 2.通訊方式:下行4路RS485通訊，上行2路以太網(wǎng)通訊
	AWT100-4G		1路下行485，上行可選配4G、WIFI、網(wǎng)口
	AF-GSM500-4G		1.內(nèi)置嵌入式系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集支持2或6路RS485總線接入 2.支持LORA無線通訊 3.數(shù)據(jù)上傳支持MODBUSTCP/MQTT/HJ212等多種協(xié)議 4.可選擇RJ45或4G上傳方式 5.具備協(xié)議轉(zhuǎn)換、斷點續(xù)傳、斷電報警等功能 6.內(nèi)嵌8GSD卡，用于數(shù)據(jù)存儲和事件記錄
物聯(lián)網(wǎng)電表	DDSY1352-NK 單相預付費電表		1.支持全電力參數(shù)測量(U、I、P、Q、S、PF、F) DDSY1352-NK2.支持雙向有功、無功、復費率電能計量 單相預付費電表3.支持*大需量及發(fā)生時間統(tǒng)計;4支持兩路開關(guān)量輸出5.內(nèi)置100A大容量磁保持繼電器，可實現(xiàn)內(nèi)部分合閘 6.ModbusRTU規(guī)約/DL/T645-07規(guī)約可自適應 7.充值方式:支持刷卡和遠程充值;8.支持預付費功能;9.支持時控功能; 10.支持惡性負載識別功能 11.支持強控功能: 12.通訊方式:RS485/4G/NB
	DDSY1352-NK 三相預付費電表
	DDSY1352-nDM		1.預付費管理控制 2.支持支路時間管理控制 3.支持支路負載管理控制 4.遠程充值 5.支持支路強控 6.夜間小功率控制 7.支持空調(diào)模式 8.支持白名單設(shè)置 9.支持全電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F）； 10.支持總電能計量，支路電能計量 11.跳閘查詢 12.通訊方式：RS485/4G
	ADF300L 多用戶計量箱		1.支持全電力參數(shù)測量(U、I、P、Q、S、PF、F)2.支持雙向有功、無功、復費率電能計量物聯(lián)網(wǎng)電表 3.支持*大需量及發(fā)生時間統(tǒng)計; 4支持兩路開關(guān)量輸出 5內(nèi)置100A大容量磁保持繼電器，可實現(xiàn)內(nèi)部分合閘 6.ModbusRTU規(guī)約/DL/T645-07規(guī)約可自適應7.充值方式:支持刷卡和遠程充值;8支持預付費功能9.支持時控功能;10.支持惡性負載識別功能11.支持強控功能;12.通訊方式:RS485/4G
	ADF400L 多用戶計量箱		1.支持全電力參數(shù)測量(U、I、P、Q、S、PF、F) 2.支持雙向有功、無功、復費率電能計量物聯(lián)網(wǎng)電表 3.支持*大需量及發(fā)生時間統(tǒng)計; 4支持兩路開關(guān)量輸出 5內(nèi)置100A大容量磁保持繼電器，可實現(xiàn)內(nèi)部分合閘 6.ModbusRTU規(guī)約/DL/T645-07規(guī)約可自適應 7.充值方式:支持刷卡和遠程充值; 8支持預付費功能 9.支持時控功能; 10.支持惡性負載識別功能 11.支持強控功能; 12.通訊方式:RS485/4G
物聯(lián)網(wǎng)水表	LXSY-O-M/NB		1.預付費功能 2.閥門自動維護功能 3.設(shè)計 4.防強磁干擾功能 5.低功耗設(shè)計 6.通訊方式:MBUS/NB

5結(jié)束語

校園學生公寓用水用電需求的多樣化，對學生公寓用水用電管理提出了高的要求。采用水電監(jiān)控管理系統(tǒng)，對學生宿舍定時開關(guān)電、控電、集中抄表、實時監(jiān)控，不僅實現(xiàn)了預付費式的用水用電管理方式，還提高了學生宿舍的用電，同時讓學生養(yǎng)成節(jié)水節(jié)電的生活習慣，并能夠大大減少后勤管理的工作量。水電監(jiān)控管理系統(tǒng)作為現(xiàn)代化的管理工具，將從技術(shù)上根本解決學生公寓用水用電管理的難題。

參考文獻：

[1]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《智能建筑設(shè)計標準》GB/T50314-2006

[2]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《宿舍建筑設(shè)計規(guī)范》JGJ36-2005

[3]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008

[4]謝俊鵬，盧慶新．杭州某學院學生公寓水電監(jiān)控管理系統(tǒng)簡述[J]．智能與城市信息，2008，(9)：105．

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應用手冊2022.05版．


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