摘要：論文設(shè)計了適用于學(xué)生公寓的自助式預(yù)付費控電控水管理系統(tǒng)，采用多種智能功能，可以監(jiān)測和顯示漏電現(xiàn)象，通過短路、跳線、零線接地等方式防范和記錄用戶的TD行為，通過報警和拉閘防止事故的發(fā)生。預(yù)付費系統(tǒng)遠(yuǎn)程自動抄表，降低了抄表勞動和管理成本。預(yù)付費采取先交錢再用電用水，無需人工斷電催費，有利于樹立學(xué)生正確消費意識。

關(guān)鍵詞：自助式；預(yù)付費；水電管理。

一、前言

由于國民經(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?，F(xiàn)代、多樣性和個性化的生活方式挑戰(zhàn)了過去學(xué)生公寓采用的限制性供水電模式。以往的電氣設(shè)計功率和設(shè)施已不能滿足現(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)與時代的步伐脫節(jié)。

二、系統(tǒng)概要設(shè)計

管理部門首先給用戶安裝電表和水表，然后通過本系統(tǒng)為儀表建立一個賬戶，并發(fā)放相應(yīng)的遙控卡。用戶持遙控卡到管理部門購買水電，管理部門通過本系統(tǒng)對用戶的遙控卡進(jìn)行預(yù)充水電。用戶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，才能使用。當(dāng)剩余電量不足時，會發(fā)出警報。剩下的電量是零時，電源將被切斷。因此,為了保證電力的正常使用,用戶必須在警報或斷電之前再持卡充水電值來保持足夠的剩余量。系統(tǒng)的各個組成部分通過遙控卡互相交換數(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，無剩余則斷電，用戶再憑遙控卡到管理部門購買水電量。重新充電前，用戶可以將電表和水表收集器自動記錄的月用量記錄下來。遙控卡讀取數(shù)據(jù)并上傳后 , 系統(tǒng)將根據(jù)定價標(biāo)準(zhǔn)計算和支付費用，充值費用和其他費用 一次性支付，并整理出各種數(shù)據(jù)表格。如果有欠費或其它問題，用戶不能正常使用水和電。系統(tǒng)可以對預(yù)付水電費、月用水電量、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。

系統(tǒng)的價值：傳統(tǒng)的IC卡預(yù)付費售電管理系統(tǒng)實現(xiàn)了先交費后用電的管理模式，但由于抄收電表數(shù)據(jù)依賴于購電卡，用戶用電數(shù)據(jù)滯后于發(fā)生時間，不僅需要人工抄表，也無法有效進(jìn)行用電管理、監(jiān)控和實時控制。

利用遠(yuǎn)程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)，無需IC卡，可以實現(xiàn)計算機(jī)遠(yuǎn)程集中抄表、實時監(jiān)控、遠(yuǎn)程充值和遠(yuǎn)程控制，再通過預(yù)警信息和短信通知，物管部門即可完成整個抄表、收費、控制和核查工作，實現(xiàn)高度信息化和自動化，大大提高用電營銷管理效率和水平，節(jié)約人力物力的同時，也提高了經(jīng)濟(jì)效益，同時還具有防信息泄露防竊電的安全功能。

三、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 所示。

（一）管理系統(tǒng)。管理系統(tǒng)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(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(jī)。上位管理計算機(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、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。

（二）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。

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；精度高，無蠕變，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。

（四）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。

四、安科瑞預(yù)付費產(chǎn)品應(yīng)用場景

功能

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

水表預(yù)付水費收取，管控，欠費關(guān)閥；

房租物業(yè)費收取，欠費拉閘；

公共區(qū)域電費分?jǐn)偸杖。?/span>

公共區(qū)域、變電所電表接入抄表、計量；

預(yù)付費+建筑能耗、分類分項能源計量一體化系統(tǒng)；

物業(yè)/地產(chǎn)集團(tuán)集中財務(wù)管控，子物業(yè)單獨權(quán)限；

無線方案改造方便，調(diào)試簡單。

五、結(jié)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(qiáng)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。