学生公寓水电监控管理系统的设计与应用

程瑜

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：水电监控管理系统是针对学生公寓需要开发的既可以控制水也可以控制电的智能控制系统。系统将水费和电费分开计量，并采用预付费式的管理方式，为学校学生公寓用水用电管理打下坚实的技术基础。

关键词：水控；电控；水电监控管理系统

1水电监控管理系统的含义及功能

1.1水电监控管理系统的含义

水电监控管理系统是一套既可以控制水也可以控制电的智能控制系统，是针对学生公寓需要、提供完整应用方案为目标开发的，它把水和电两部分的监视、控制和管理融为一体，*实现“水电控制”不分家，是高校后勤水电管理社会化、智能化不可或缺的得力助手。

水费和电费分开计量，在系统中水费和电费关联到同一个帐户中扣减，一个帐户里面有两个收费项目（水费和电费），用户在交费时可选择各交费多少，当用户的任意一个收费项目金额为零时，电控系统会强制断电；若是水费为零，电控系统断电后，水控则记帐透支消费。当帐户充值时，系统将先从帐户中扣除透支的水费，再恢复通电。

系统的水控部分具有计量、控制、收费管理和用水资料统计分析等功能，省去了抄表和收缴水费等工作，适合于集体公寓，能有效防止水费流失和水资源浪费，并可以通过用水资料统计分析来提高管理水平和有效的分析用水高峰期。

系统的电控部分具有电能计算、负荷控制、双重保护、收费管理、用电资料统计分析等功能，省去了抄表和收缴电费等工作，能有效防止电费流失和设备受损，并可以通过用电资料统计分析来提高管理水平。

水电监控管理系统可采用信用卡技术进行预交费，并支持校园一卡通消费系统，从而实现用户“先交钱，后消费”的现代消费模式。

1.2电控系统功能简述

电控系统主要具备下列功能。

（1）用电计费：当用户宿舍用电时，楼层（或楼栋）电表箱中的计量模块会通过采集用电脉冲来进行计量（自动累减）。

（2）电话自动提示：当用户预购电量余量较低时，系统会自动拔通该用户的电话进行提示。

（3）用户用电情况查询：在系统数据管理器上，用户可随时查询用户宿舍当时的用电情况，也可在系统软件上查询用户之前的累计用电情况和交费情况。

（4）预购电量、无费关断：用户应首先到学校*购电处购电，管理计算机会自动将数据发送到控电表箱对应的用电单元，然后系统会给用户供电，当用户剩余电量为零时，系统将自动停止为该单元供电。只有当用户重新购电后，系统才会自动恢复对该单元供电。

（5）定时控电、个别用户限电：学校可以根据自身管理需求，对学生用电时间进行定时控制，也可对用户单元的*大负荷设置限值。当某单元实际用电负荷超过设定的用电负荷时，系统将自动停止为该单元供电，只有当管理员对该单元进行过流复位时，用户单元才可以继续用电。

（6）掉电数据保护、断电自动恢复：当管理计算机因非正常关机而引起数据库损坏时，系统软件会自动对数据库进行修复，保障数据的安全。

（7）用户用电情况实时监控：对每个宿舍的用电情况进行实时监控，可以直观显示学生宿舍当前的用电数据（当前电流、剩余电量、已用电量、交费情况等）。

1.3水控系统功能简述

水控系统主要具备下列功能。

（1）实时抄表：节水控制器通过RS-485总线或者校园网把数据实时传送到数据管理*。

（2）用水计费：节水控制器通过流量计实时采集数据并进行计量扣费。

（3）用户用水情况查询：学生可在节水控制器显示屏上读到水表内剩余的水量，也可通过校园网随时查询宿舍的用水情况。

（4）预存水量低限提示：当用户所预存（拥有）的水量已减到设定低限值时，节水控制器会有声光报警提示，提示用户应尽快购水。

（5）用户用水情况实时监控：对各寝室的用水情况进行实时监控，可以直观显示各寝室当前的用水数据（剩余水量、已用水量、交费情况等）。

（6）用水情况显示：在每个节水控制器上，都有数码管显示器，用来显示此用户的已用水量、剩余水量。

2推广水电监控管理系统的意义

学生公寓用水用电管理是高校后勤服务部门面临的主要任务之一。随着学生用水用电需求的多样化以及“以人为本”的管理要求的提出，以往的单一化人工管理办法已经不能满足时代要求了，采用现代的管理工具、引进一套科学有效的管理方法，从技术上根本解决用水用电管理的难题已显得至关重要。

采用水电监控管理系统，对学校用水用电管理有以下几方面的好处。

（1）从收费形式上看，*实现了预付费式的用水用电管理方式，学生买多少水（电）就用多少，而且当学生换宿舍时可进行数据转换，当学生毕业时也可进行退费，科学合理，同时也让学生养成节约用水用电的习惯。

（2）从管理工作量上看，现在学生公寓后勤管理已趋向于社会化，很多学校都把这项工作划分给后勤服务公司，对于一个公司来说，*希望的就是用较少的投入换来较大的收益，而水电监控管理系统的定时开关电、集中抄表、实时监控，将大大减少后勤管理的工作量。

（3）从用电安全上看，宿舍是学生学习生活的地方，安全是首要的。学生在用电的时候，难免有违规之处，仅靠宣传或学生的自觉性，极易产生用电事故。电控系统的定时控电、个别用户限电等功能将有效限制学生违规用电，从而确保寝室用电安全。

3杭州某学院学生公寓水电监控管理系统设计

杭州某学院新校区总建筑面积约30万平方米，其中学生公寓总建筑面积约8万平方米，共有学生宿舍2000余间。

根据学校的实际情况，我们设计的水电监控管理系统采用二级网络结构。

水控系统：在各幢学生公寓每间宿舍设置一台电子远传水表（节水控制器），各楼每层设置水表楼层集中器，各宿舍水表以RS-485总线方式相连并连接到各楼层水表集中器上，各楼层水表集中器之间以RS-485总线方式相连，构成二级网络（RS-485总线方式）。各楼一层水表楼层集中器通过校园网与学校水电监控管理主机（服务器）相连，构成*网络（以太网）。水控系统网络结构如图1所示。

电控系统：在各幢学生公寓每层设置电表箱，箱内设置电量计量模块。在各公寓楼一层设置电表数据管理器，各电表箱之间以RS-485总线方式相连并连接到电表数据管理器上，构成二级网络（RS-485总线方式）。各楼电表数据管理器通过校园网与学校水电监控管理主机（服务器）相连，构成*网络（以太网）。电控系统网络结构如图2所示。

4安科瑞Acrelcloud-3200预付费水电云平台应用方案

AcrelCloud-3200预付费水电云平台是安科瑞公司研制的与DDSY-1352单相电子式预付费电能表及DTSY-1352三相电子式预付费电能表配套的售电管理系统。另外可以选配远传阀控水表组成水电一体预付费系统，达到先交费后用水的目的，剩余水量用完自动关阀。主要完成电能表/水表参数设置，商户售电/售水管理及能耗管理工作，操作简便，实现物业公司远程实时操作实时监控，具有良好的人机界面，能够有效的统计和管理数据。安装方便，是用电管理部门、商业广场和物业小区，提高用电用水管理水平，解决收费难问题的理想产品。

4.1应用场所

本平台适用于公寓出租户、商业广场、公寓酒店、物业小区、写字楼、物流仓储、高校、连锁超市、智慧园区、农贸市场等场所。

4.2系统结构

4.3系统功能

1.房间监控

清晰简洁的展示所有房间状态信息，所属楼栋楼层，在线失连情况，费用状态等，进入房间详情可对房间当前实时信息进行查看，并可了解当天用电量和使用金额情况，可对房间内的电表进行各种远程控制操作，比如开户、电价设置，售电、退电、报警金额设置、分合闸操作等等。

2.电户开表

系统针对商铺开户不仅支持一户一表，也支持一户挂多表的需要;支持自定义电价方案，单一电价、尖峰平谷电价、阶梯电价等:支持预先设置开户信息后期一键开户;支持设置电表合额告警默认三级告警，告警金额和次也可以自定义，推送方式支持手机短信，APP推送，邮件、语音外呼、公众号推送等。

3.充电缴费

可以对已开户的电表进行远程充值，电费实时下发到电表。电表会根据电度走字实时扣除电费同时系统也支持早台计费，金额下发到系统账户，到账快速稳定。

4.财务管理

订单总览，包含系统里所有水电充值退费记录，以及物业费扣费流水记录。收入概况，可以从日，月，年，时间跨度等不同维度统计水电费收入情况，收入组成。

报表

系统还提供了多个报表以供查询。用电综合报表，帮助财务统计每个月商铺总用电量，尖峰平谷用电量以及电费，能耗同比分析，可以比较每个月份与去年同期相比的用能差距。能耗日月年报表，按日，月，年三个不同维度查询电表每个阶段的用能情况。

批量操作

为了方便用户对大量仪表进行管理和设置，可以在系统中新建批量操作任务，比如设置电价、电表控制、仪表设置、充值等，批量任务可以立即执行，也可以定时执行。

7.自定义收费方案

为了灵活应对用户多种多样的收费方案，比如物业费，房租，服务费等，系统支持用户自定义收费项目。收费方式可设置直接从账户扣除或者生成催缴账单，可设置周期性收费或者一次性收费，可以按固定金额收费或者按房间面积换算等等。

8.公共区域用电分摊

*某块表为主表，然后分配关联子表，系统每个月自动将主表的用电按比例换算成电费从子表中扣除，这样可以剩余人工统计的麻烦。公摊方式多样，可以根据比例公摊，按房间面积公摊，按用量公排，收费方式有直接扣费或者生成维费账单。

9.后付费模式

按日期生成后付费用户周期用电费用，对数据进行确认后生成缴费账单方便追踪客户缴费情况可导出缴费账单以及欠费账单通知客户。

10.公众号在线支付

用户可以在微信小程序或者微信公众号自助查询电表使用情况以及缴费。

4.4系统硬件配置

应用场合	型号	图片	功能
预付费水电 云平台	AcrelCloud-3200

	主要完成电能表/水表参数设置，商户售电/售水管理及能耗管理工作，操作简便，实现物业公司远程实时操作实时监控，具有良好的人机界面，能够有效的统计和管理数据。安装方便，是用电管理部门、商业广场和物业小区，提高用电用水管理水平，解决收费难问题的理想产品。
通讯管理机	Anet-1E2S1-4G		1、电力抄表，数据转发，断点续传，边缘计算，命令透传 2、通讯方式:下行2路RS485通讯上行网口/4G
Anet-2E4SM

	1.电力抄表，数据转发，断点续传，边缘计算，命令透传 Anet-2E4SM 2.通讯方式:下行4路RS485通讯，上行2路以太网通讯
Anet-2E8S1		1.电力抄表，数据转发，断点续传，边缘计算，命令透传 Anet-2E4SM 2.通讯方式:下行4路RS485通讯，上行2路以太网通讯
AWT100-4G		1路下行485，上行可选配4G、WIFI、网口
AF-GSM500-4G		1.内置嵌入式系统，数据采集支持2或6路RS485总线接入 2.支持LORA无线通讯 3.数据上传支持MODBUSTCP/MQTT/HJ212等多种协议 4.可选择RJ45或4G上传方式 5.具备协议转换、断点续传、断电报警等功能 6.内嵌8GSD卡，用于数据存储和事件记录
物联网电表	DDSY1352-NK 单相预付费电表		1.支持全电力参数测量(U、I、P、Q、S、PF、F) DDSY1352-NK2.支持双向有功、无功、复费率电能计量 单相预付费电表3.支持*大需量及发生时间统计;4支持两路开关量输出5.内置100A大容量磁保持继电器，可实现内部分合闸 6.ModbusRTU规约/DL/T645-07规约可自适应 7.充值方式:支持刷卡充值和远程充值;8.支持预付费功能;9.支持时控功能; 10.支持恶性负载识别功能 11.支持强控功能: 12.通讯方式:RS485/4G/NB
DDSY1352-NK 三相预付费电表
DDSY1352-nDM		1.预付费管理控制 2.支持支路时间管理控制 3.支持支路负载管理控制 4.远程充值 5.支持支路强控 6.夜间小功率控制 7.支持空调模式 8.支持白名单设置 9.支持全电力参数测量（U、I、P、Q、S、PF、F）； 10.支持总电能计量，支路电能计量 11.跳闸记录查询 12.通讯方式：RS485/4G
ADF300L 多用户计量箱		1.支持全电力参数测量(U、I、P、Q、S、PF、F)2.支持双向有功、无功、复费率电能计量物联网电表 3.支持*大需量及发生时间统计; 4支持两路开关量输出 5内置100A大容量磁保持继电器，可实现内部分合闸 6.ModbusRTU规约/DL/T645-07规约可自适应7.充值方式:支持刷卡充值和远程充值;8支持预付费功能9.支持时控功能;10.支持恶性负载识别功能11.支持强控功能;12.通讯方式:RS485/4G
ADF400L 多用户计量箱		1.支持全电力参数测量(U、I、P、Q、S、PF、F) 2.支持双向有功、无功、复费率电能计量物联网电表 3.支持*大需量及发生时间统计; 4支持两路开关量输出 5内置100A大容量磁保持继电器，可实现内部分合闸 6.ModbusRTU规约/DL/T645-07规约可自适应 7.充值方式:支持刷卡充值和远程充值; 8支持预付费功能 9.支持时控功能; 10.支持恶性负载识别功能 11.支持强控功能; 12.通讯方式:RS485/4G
物联网水表	LXSY-O-M/NB

1.预付费功能 2.阀门自动维护功能 3.防水设计 4.防强磁干扰功能 5.低功耗设计 6.通讯方式:MBUS/NB

5结束语

校园学生公寓用水用电需求的多样化，对学生公寓用水用电管理提出了更高的要求。采用水电监控管理系统，对学生宿舍定时开关电、控电、集中抄表、实时监控，不仅实现了预付费式的用水用电管理方式，还提高了学生宿舍的用电安全，同时让学生养成节水节电的生活习惯，并能够大大减少后勤管理的工作量。水电监控管理系统作为现代化的管理工具，将从技术上根本解决学生公寓用水用电管理的难题。

参考文献：

[1]住房和城乡建设部《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006

[2]住房和城乡建设部《宿舍建筑设计规范》JGJ36-2005

[3]住房和城乡建设部《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008

[4]谢俊鹏，卢庆新．杭州某学院学生公寓水电监控管理系统简述[J]．智能建筑与城市信息，2008，(9)：105．

[5]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版．

审核编辑 黄宇