北京社會管理學(xué)院-宿舍安全智能管理平臺的設(shè)計與應(yīng)用

時間：2024-11-13作者：安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司瀏覽：280

0  概述 
      北京社會管理學(xué)院位于北京市東燕郊經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，是*人民共和民政部直屬的普通高等學(xué)校。
是經(jīng)民政部批準(zhǔn)、教育部備案正式成立民政部管理干部學(xué)院，學(xué)院有燕郊和大興兩個校區(qū)，總占地面積906畝，有17個專業(yè)方向，有在校學(xué)生3000余名，教職工290多人，其中**職稱教師占45%以上、具有博士或碩士學(xué)位的占80%以上、雙師比例達(dá)70%以上。
      根據(jù)學(xué)校宿舍用電的安全性及實用性預(yù)付費售電的要求，需要對北京社會管理學(xué)院所有學(xué)生宿舍樓層配電箱進(jìn)行預(yù)付費系統(tǒng)改造。每個房間的用電回路要求進(jìn)三出控制，出線控制回路包括照明插座用電，空調(diào)等，并且要求有惡性負(fù)債識別及定時控制等功能。做到安全及集中管理的功能。
1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述
       本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)北京社會管理學(xué)院宿舍樓配電系統(tǒng)進(jìn)行收費管理和；監(jiān)控范圍為號公寓45臺、二號公寓182臺、三號公寓73臺、四號公寓57臺、五號公寓179、六號公寓212臺共計748臺DDSF1352-CD預(yù)付費電表。每棟公寓設(shè)置臺采集箱，區(qū)域內(nèi)的儀表經(jīng)過就近的采集箱經(jīng)過串口服務(wù)器透傳后通過校園局域網(wǎng)進(jìn)行通訊，實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通完成收費管理的系統(tǒng)功能。
       本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層；
       如圖（1）所示：
圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
       間隔設(shè)備層主要為：預(yù)付費多功能電表這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
       網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
       站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。
       以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達(dá)32個設(shè)備，傳輸距離為1.2km。
2  遠(yuǎn)程預(yù)付費電能管理主要功能
        整個系統(tǒng)軟件設(shè)計分為三個大塊，分別是集中抄表服務(wù)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)，以及用戶查詢系統(tǒng)。集中抄表服務(wù)程序常年運行，不間斷定時對所有表進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表；遠(yuǎn)程預(yù)付費系統(tǒng)包含所有開戶、售電、遙控及報表功能；用戶查詢機系統(tǒng)用于商鋪查詢個人信息、充值和用電情況；另外還可配置手機端查詢網(wǎng)站，可用于商鋪用戶在手機網(wǎng)站終端上實時查詢個人信息、充值、遠(yuǎn)程控制及每日用電情況，系統(tǒng)還能與校園卡通進(jìn)行對接，做到學(xué)校統(tǒng)管理等。
       主要特點如下：
?快速配置，即裝即用：將電表和通訊管理機配置導(dǎo)入系統(tǒng)就可以使用；
?遠(yuǎn)程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實時性可達(dá)到3分鐘以內(nèi)；
?支持單獨計價、多費率、階梯電價：可對每塊電表單獨設(shè)置電價、費率和階梯電價；
?遠(yuǎn)程售電：財務(wù)集中管理，電量實時下發(fā)，并比對充值次數(shù)防止作弊；
?數(shù)據(jù)安全：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸采用金融級的3DES加密算法，防止數(shù)據(jù)作弊竊電；
?遠(yuǎn)程控制：可對任意塊電表執(zhí)行遠(yuǎn)程拉閘或保電等系列遠(yuǎn)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(yù)付費表或各類接入的計量儀表每天的用能狀況；
3  案例分析
       北京社會管理學(xué)院預(yù)付費系統(tǒng)，主要是針對學(xué)生宿舍進(jìn)行綜合管理的套系統(tǒng)，它重要的個**功能就是售電及安全用電管理，系統(tǒng)軟件可以識別學(xué)生所使用的用電器是否為阻型負(fù)債，如果是阻型負(fù)債系統(tǒng)會自動斷電，并且有幾次的復(fù)位功能。并且還可以做到定時開關(guān)燈及分別控制單個回路功能，做到定時關(guān)燈而空調(diào)回路正常使用等，既能方便管理又能節(jié)能的效果。
現(xiàn)場實現(xiàn)了以下功能：
1.集中抄表服務(wù)系統(tǒng)
       集中抄表服務(wù)程序包含三大模塊，除了常年運行的定時對所有儀表進(jìn)行集中遠(yuǎn)程抄表以外，還集成了報警短信發(fā)送服務(wù)，能將電費金額預(yù)警和欠費預(yù)警自動生成手機短信自發(fā)送給對應(yīng)的商鋪用戶，該功能需要與硬件短信貓配合使用。
系統(tǒng)默認(rèn)半小時對所有表進(jìn)行次遠(yuǎn)程集中抄表，時間間隔支持個性化配置。
2.遠(yuǎn)程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)
      本系統(tǒng)分為五大模塊，分別是操作員登陸模塊、系統(tǒng)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(tǒng)大致運行和操作流程如下： 
      本系統(tǒng)所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導(dǎo)出的功能。
      1.登陸管理：管理操作員賬戶及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；
      2.系統(tǒng)設(shè)置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；
      3.用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠(yuǎn)程分合閘、抄表導(dǎo)出及記錄查詢等操作；
      4.售電管理：對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)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(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢。
 
 
 
       系統(tǒng)針對商鋪開戶不僅支持戶表，也支持戶掛多表的需要；同時支持和解決了項目改造后新老表切換時，老表金額轉(zhuǎn)入的問題；支持峰谷電價，支持表電價；可對單表設(shè)置功率過載的閾值，也支持設(shè)置單表金額報警的兩級閾值。
       批量遠(yuǎn)程操作場景中，系統(tǒng)提供了多項功能，針對開戶、報警1、報警2、欠費、未開戶、失聯(lián)狀態(tài)都有不同的顏色顯示；并且支持遠(yuǎn)程對儀表進(jìn)行遙控，遙控的命令類型如下：
      1.電價下發(fā)；2.設(shè)置下發(fā)（下發(fā)報警金額閾值和過載功率閾值）；3.保電（強制儀表合閘）；4.恢復(fù)預(yù)付費（欠費自動跳閘的模式）；5.拉閘（強制斷電）；6.抄表導(dǎo)出（導(dǎo)出當(dāng)所有表狀態(tài)為EXCEL）
 
      售電系統(tǒng)還將電能計量儀表接入系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程集中抄表后，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(jù)。
       系統(tǒng)還提供了多個報表以供查詢，分別是日/月/年財務(wù)銷售統(tǒng)計報表、失聯(lián)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(dǎo)出。以下是財務(wù)報表和預(yù)付費表日用能查詢報表：
4  結(jié)束語
      校園預(yù)付費系統(tǒng)的使用主要還是學(xué)校對學(xué)生宿舍管理難、安全問題**等問題進(jìn)行的個用電管理功能。它多體現(xiàn)的是學(xué)校對學(xué)生的人身安全的重視，學(xué)生宿舍由于有大量使用熱得快等大功率阻型負(fù)載，很*發(fā)生火災(zāi)的情況。還有就是學(xué)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(xué)校的人工成本又能從根本上杜絕惡性負(fù)載的使用。本系統(tǒng)還與校園卡通**結(jié)合，實現(xiàn)校園內(nèi)統(tǒng)管理。

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