摘要：由于傳統(tǒng)電費(fèi)管理制度采用先用電后收費(fèi)的方法存在弊端,，由此產(chǎn)生了預(yù)付費(fèi)供電方式,，先交費(fèi)后用電，有效地解決了收費(fèi)難的問題,，也可以實(shí)現(xiàn)宿舍安全用電的智能化管理,，提高供電效率,避免私拉亂接。安科瑞遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)是以預(yù)付費(fèi)管理軟件結(jié)合預(yù)付費(fèi)儀表來實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)和安全用電管理,、時(shí)間控制,、功率控制等功能，是用電管理部門,、商業(yè)廣場和物業(yè)小區(qū)等管理部門,，提高用電管理水平，解決收費(fèi)難問題的理想解決方案,。

　　0  概述

　　江西工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院坐落在享有“物華天寶,、人杰地靈”美譽(yù)的英雄城--江西省會(huì)南昌。擁有象湖和向塘2個(gè)校區(qū),，占地面積850畝,，在校生6000余人。

　　1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

　　預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)江西工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生宿舍和商鋪的收費(fèi)管理和能效考核,；監(jiān)控范圍為配電箱內(nèi)安裝的324臺(tái)單相預(yù)付費(fèi)儀表,，分12條總線，現(xiàn)場所有電表均通過屏蔽雙絞線和設(shè)置于后臺(tái)的通訊管理機(jī)進(jìn)行通訊,，由通訊管理機(jī)將數(shù)據(jù)處理后上傳至預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)后臺(tái),，實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通，完成能效管理和收費(fèi)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：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表和預(yù)付費(fèi)多功能電表,。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

　　網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊管理機(jī),，也稱智能網(wǎng)關(guān),，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時(shí)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(jì)算機(jī),、顯示器、UPS電源,、打印機(jī)等設(shè)備,。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況,，以人機(jī)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,，一般都采用二根連線,，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)但是在同一時(shí)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(dòng)器和差分接收器的組合,，抗噪聲干擾能力增強(qiáng),，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，傳輸距離為1.2km,。

　　2  遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理主要功能

　　整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為三個(gè)大塊,，分別是集中抄表服務(wù)，遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理,，以及用戶余額查詢。

　　集中抄表服務(wù)程序常年運(yùn)行,，不間斷定時(shí)對所有表進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表,；遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)包含所有開戶、售電,、遙控及報(bào)表功能,；用戶查詢機(jī)系統(tǒng)用于宿舍查詢個(gè)人信息、充值和用電情況,；另外還可配置手機(jī)端查詢網(wǎng)站,，可用于宿舍用戶在手機(jī)網(wǎng)站終端上實(shí)時(shí)查詢個(gè)人信息、充值,、遠(yuǎn)程控制及每日用電情況,，如果條件滿足，還支持用戶使用支付寶銀聯(lián)等方式遠(yuǎn)程自助購電,。

　　3  案例分析

　　江西工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院向塘校區(qū)項(xiàng)目遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)為6棟學(xué)生宿舍建筑,，針對學(xué)生宿舍進(jìn)行預(yù)付費(fèi)電能管理，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程,。

　　配電箱采用預(yù)付費(fèi)計(jì)量儀表,，儀表主要測量所有常規(guī)電力參數(shù),，如：電壓、電流,、有功功率,、功率因數(shù)、頻率,、有功電度,、剩余電量、剩余金額,。

　　現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)了以下功能：

　　a 預(yù)付費(fèi)管理功能：先交費(fèi),，后用電，支持微信,、支付寶,、校園一卡通充值；

　　b 遠(yuǎn)程集中抄表：免去人工抄表,，電表狀態(tài)實(shí)時(shí)性可準(zhǔn)確到1分鐘以內(nèi),；

　　c 用電安全：支持惡性負(fù)載識(shí)別功能，禁止在宿舍使用熱得快,、電熱毯,、電爐子等容易引發(fā)火災(zāi)的惡性負(fù)載，同時(shí)授權(quán)可以使用的設(shè)備可設(shè)置白名單,；

　　d 負(fù)載控制：可以針對單個(gè)宿舍進(jìn)行功率控制,，達(dá)到限制自動(dòng)跳閘，可設(shè)置自動(dòng)恢復(fù),；

　　e 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；

　　f 手機(jī)短信提醒：當(dāng)金額不足或金額欠費(fèi),，共三級預(yù)警,，都可及時(shí)短信通知商戶；

　　g 遠(yuǎn)程控制：可對任意一塊電表執(zhí)行遠(yuǎn)程拉閘或保電等一系列遠(yuǎn)程控制操作,，方便管理,；

　　H 能耗分析及查詢：用戶和管理員都可查詢預(yù)付費(fèi)表或各類接入的計(jì)量儀表每天的用能狀況；

　　I 個(gè)人手機(jī)查詢：支持手機(jī)端用戶自主購電,，自主查詢,。

　　J：財(cái)務(wù)報(bào)表：可定期為財(cái)務(wù)提供報(bào)表，充值金額,、使用金額,、剩余金額等等；

　　4  結(jié)束語

　　預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)不但可以預(yù)收電費(fèi),，實(shí)現(xiàn)“先交錢,、后用電”,，又可針對用戶用電性質(zhì)不同可在電力供應(yīng)緊張或響應(yīng)政府關(guān)于“節(jié)能減排”等號(hào)召時(shí)有選擇性的進(jìn)行限電。現(xiàn)場通過遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)的系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)了先交費(fèi)后用電,，可以避免學(xué)校的電費(fèi)墊資問題，從而緩解了資金壓力,，另外將宿舍用電和配電區(qū)域隔離,，防止了私接電的問題，更主要的是幫助學(xué)校實(shí)現(xiàn)學(xué)生宿舍用電安全的管理,，預(yù)防宿舍火災(zāi)發(fā)生,。