摘要：水電監(jiān)控管理系統(tǒng)是針對學(xué)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(fèi)和電費(fèi)分開計量，并采用預(yù)付費(fèi)式的管理方式，為學(xué)校學(xué)生公寓用水用電管理打下堅實(shí)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(xué)生公寓需要、提供完整應(yīng)用方案為目標(biāo)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(shí)現(xiàn)“水電控制”不分家，是高校后勤水電管理社會化、智能化不可或缺的得力助手。
水費(fèi)和電費(fèi)分開計量，在系統(tǒng)中水費(fèi)和電費(fèi)關(guān)聯(lián)到同一個帳戶中扣減，一個帳戶里面有兩個收費(fèi)項目（水費(fèi)和電費(fèi)），用戶在交費(fèi)時可選擇各交費(fèi)多少，當(dāng)用戶的任意一個收費(fèi)項目金額為零時，電控系統(tǒng)會強(qiáng)制斷電；若是水費(fèi)為零，電控系統(tǒng)斷電后，水控則記帳透支消費(fèi)。當(dāng)帳戶充值時，系統(tǒng)將先從帳戶中扣除透支的水費(fèi)，再恢復(fù)通電。
系統(tǒng)的水控部分具有計量、控制、收費(fèi)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(fèi)等工作，適合于集體公寓，能有效防止水費(fèi)流失和水資源浪費(fèi)，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(fù)荷控制、雙重保護(hù)、收費(fèi)管理、用電資料統(tǒng)計分析等功能，省去了抄表和收繳電費(fèi)等工作，能有效防止電費(fèi)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(jìn)行預(yù)交費(fèi)，并支持校園一卡通消費(fèi)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)用戶“先交錢，后消費(fèi)”的現(xiàn)代消費(fèi)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(fèi)：當(dāng)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(jìn)行計量（自動累減）。
（2）電話自動提示：當(dāng)用戶預(yù)購電量余量較低時，系統(tǒng)會自動拔通該用戶的電話進(jìn)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(dāng)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(fèi)情況。
（4）預(yù)購電量、無費(fèi)關(guān)斷：用戶應(yīng)首先到學(xué)校*購電處購電，管理計算機(jī)會自動將數(shù)據(jù)發(fā)送到控電表箱對應(yīng)的用電單元，然后系統(tǒng)會給用戶供電，當(dāng)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(dāng)用戶重新購電后，系統(tǒng)才會自動恢復(fù)對該單元供電。
（5）定時控電、個別用戶限電：學(xué)?？梢愿鶕?jù)自身管理需求，對學(xué)生用電時間進(jìn)行定時控制，也可對用戶單元的*大負(fù)荷設(shè)置限值。當(dāng)某單元實(shí)際用電負(fù)荷超過設(shè)定的用電負(fù)荷時，系統(tǒng)將自動停止為該單元供電，只有當(dāng)管理員對該單元進(jìn)行過流復(fù)位時，用戶單元才可以繼續(xù)用電。
（6）掉電數(shù)據(jù)保護(hù)、斷電自動恢復(fù)：當(dāng)管理計算機(jī)因非正常關(guān)機(jī)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(jìn)行修復(fù)，保障數(shù)據(jù)的安全。
（7）用戶用電情況實(shí)時監(jiān)控：對每個宿舍的用電情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，可以直觀顯示學(xué)生宿舍當(dāng)前的用電數(shù)據(jù)（當(dāng)前電流、剩余電量、已用電量、交費(fèi)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(shí)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(shí)時傳送到數(shù)據(jù)管理*。
（2）用水計費(fèi)：節(jié)水控制器通過流量計實(shí)時采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行計量扣費(fèi)。
（3）用戶用水情況查詢：學(xué)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(yù)存水量低限提示：當(dāng)用戶所預(yù)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(yīng)盡快購水。
（5）用戶用水情況實(shí)時監(jiān)控：對各寢室的用水情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，可以直觀顯示各寢室當(dāng)前的用水?dāng)?shù)據(jù)（剩余水量、已用水量、交費(fèi)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(xué)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(xué)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(jìn)一套科學(xué)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(xué)校用水用電管理有以下幾方面的好處。
（1）從收費(fèi)形式上看，*實(shí)現(xiàn)了預(yù)付費(fèi)式的用水用電管理方式，學(xué)生買多少水（電）就用多少，而且當(dāng)學(xué)生換宿舍時可進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，當(dāng)學(xué)生畢業(yè)時也可進(jìn)行，科學(xué)合理，同時也讓學(xué)生養(yǎng)成節(jié)約用水用電的習(xí)慣。
（2）從管理工作量上看，現(xiàn)在學(xué)生公寓后勤管理已趨向于社會化，很多學(xué)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(shí)時監(jiān)控，將大大減少后勤管理的工作量。
（3）從用電安全上看，宿舍是學(xué)生學(xué)習(xí)生活的地方，安全是首要的。學(xué)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，極易產(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(xué)生違規(guī)用電，從而確保寢室用電安全。
3杭州某學(xué)院學(xué)生公寓水電監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計
杭州某學(xué)院新校區(qū)總建筑面積約30萬平方米，其中學(xué)生公寓總建筑面積約8萬平方米，共有學(xué)生宿舍2000余間。
根據(jù)學(xué)校的實(shí)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(xué)生公寓每間宿舍設(shè)置一臺電子遠(yuǎn)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(xué)校水電監(jiān)控管理主機(jī)（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(xué)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(xué)校水電監(jiān)控管理主機(jī)（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(yù)付費(fèi)水電云平臺應(yīng)用方案
AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺是安科瑞公司研制的與DDSY-1352單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表及DTSY-1352三相電子式預(yù)付費(fèi)電能表配套的售電管理系統(tǒng)。另外可以選配遠(yuǎn)傳閥控水表組成水電一體預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，達(dá)到先交費(fèi)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(shí)現(xiàn)物業(yè)公司遠(yuǎn)程實(shí)時操作實(shí)時監(jiān)控，具有良好的人機(jī)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(fèi)難問題的理想產(chǎn)品。
4.1應(yīng)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、連鎖超市、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(fèi)用狀態(tài)等，進(jìn)入房間詳情可對房間當(dāng)前實(shí)時信息進(jìn)行查看，并可了解當(dāng)天用電量和使用金額情況，可對房間內(nèi)的電表進(jìn)行各種遠(yuǎn)程控制操作，比如、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(yù)先設(shè)置信息后期一鍵;支持設(shè)置電表合額告警默認(rèn)三級告警，告警金額和次也可以自定義，推送方式支持手機(jī)短信，APP推送，郵件、語音外呼、公眾號推送等。
3.充電繳費(fèi)
可以對已的電表進(jìn)行遠(yuǎn)程充值，電費(fèi)實(shí)時下發(fā)到電表。電表會根據(jù)電度走字實(shí)時扣除電費(fèi)同時系統(tǒng)也支持早臺計費(fèi)，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)里所有水電充值記錄，以及物業(yè)費(fèi)扣費(fèi)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(fèi)收入情況，收入組成。
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(fèi)，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。
為了方便用戶對大量儀表進(jìn)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(fèi)方案
為了靈活應(yīng)對用戶多種多樣的收費(fèi)方案，比如物業(yè)費(fèi)，房租，等，系統(tǒng)支持用戶自定義收費(fèi)項目。收費(fèi)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(fèi)或者一次性收費(fèi)，可以按固定金額收費(fèi)或者按房間面積換算等等。
8.公共區(qū)域用電分?jǐn)?
*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(fèi)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(fèi)方式有直接扣費(fèi)或者生成維費(fèi)賬單。
9.后付費(fèi)模式
按日期生成后付費(fèi)用戶周期用電費(fèi)用，對數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)后生成繳費(fèi)賬單方便追蹤客戶繳費(fèi)情況可導(dǎo)出繳費(fèi)賬單以及欠費(fèi)賬單通知客戶。
10.公眾號在線支付
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(fèi)。
4.4系統(tǒng)硬件配置
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應(yīng)用場合 |
型號 |
圖片 |
功能 |
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預(yù)付費(fèi)水電 云平臺 |
AcrelCloud-3200 |
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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(shí)現(xiàn)物業(yè)公司遠(yuǎn)程實(shí)時操作實(shí)時監(jiān)控，具有良好的人機(jī)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(fèi)難問題的理想產(chǎn)品。 |
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通訊管理機(jī) |
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1、電力抄表，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，斷點(diǎn)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 |
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Anet-2E4SM |
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1.電力抄表，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，斷點(diǎn)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 |
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Anet-2E8S1 |
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1.電力抄表，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，斷點(diǎn)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 |
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AWT100-4G |
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1路下行485，上行可選配4G、WIFI、網(wǎng)口 |
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AF-GSM500-4G |
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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(diǎn)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 |
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物聯(lián)網(wǎng)電表 |
DDSY1352-NK 單相預(yù)付費(fèi)電表 |
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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(fù)費(fèi)率電能計量 單相預(yù)付費(fèi)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(shí)現(xiàn)內(nèi)部分合閘 6.ModbusRTU規(guī)約/DL/T645-07規(guī)約可自適應(yīng) 7.充值方式:支持刷卡充值和遠(yuǎn)程充值;8.支持預(yù)付費(fèi)功能;9.支持時控功能; 10.支持惡性負(fù)載識別功能 11.支持強(qiáng)控功能: 12.通訊方式:RS485/4G/NB |
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DDSY1352-NK 三相預(yù)付費(fèi)電表 |
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DDSY1352-nDM |
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1.預(yù)付費(fèi)管理控制 2.支持支路時間管理控制 3.支持支路負(fù)載管理控制 4.遠(yuǎn)程充值 5.支持支路強(qiáng)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.跳閘記錄查詢 12.通訊方式：RS485/4G |
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ADF300L 多用戶計量箱 |
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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(fù)費(fèi)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(shí)現(xiàn)內(nèi)部分合閘 6.ModbusRTU規(guī)約/DL/T645-07規(guī)約可自適應(yīng)7.充值方式:支持刷卡充值和遠(yuǎn)程充值;8支持預(yù)付費(fèi)功能9.支持時控功能;10.支持惡性負(fù)載識別功能11.支持強(qiáng)控功能;12.通訊方式:RS485/4G |
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ADF400L 多用戶計量箱 |
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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(fù)費(fèi)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(shí)現(xiàn)內(nèi)部分合閘 6.ModbusRTU規(guī)約/DL/T645-07規(guī)約可自適應(yīng) 7.充值方式:支持刷卡充值和遠(yuǎn)程充值; 8支持預(yù)付費(fèi)功能 9.支持時控功能; 10.支持惡性負(fù)載識別功能 11.支持強(qiáng)控功能; 12.通訊方式:RS485/4G |
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物聯(lián)網(wǎng)水表 |
LXSY-O-M/NB |
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1.預(yù)付費(fèi)功能 2.閥門自動維護(hù)功能 3.防水設(shè)計 4.防強(qiáng)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(xué)生公寓用水用電需求的多樣化，對學(xué)生公寓用水用電管理提出了更高的要求。采用水電監(jiān)控管理系統(tǒng)，對學(xué)生宿舍定時開關(guān)電、控電、集中抄表、實(shí)時監(jiān)控，不僅實(shí)現(xiàn)了預(yù)付費(fèi)式的用水用電管理方式，還提高了學(xué)生宿舍的用電安全，同時讓學(xué)生養(yǎng)成節(jié)水節(jié)電的生活習(xí)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(xué)生公寓用水用電管理的難題。
參考文獻(xiàn)：
[1]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》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(xué)院學(xué)生公寓水電監(jiān)控管理系統(tǒng)簡述[J]．智能建筑與城市信息，2008，(9)：105．
[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版．
