基于无线网络的预付费系统在企业用能领域的应用

【摘要】企事业单位能源供应预付费系统与家庭能源供应预付费系统的主要区别在于前者对安全可靠性的要求特别高；一些重要部门的能源供应突然中断，容易导致事故。IC卡预付费系统是根据企事业单位能源供应的安全可靠性要求开发的。一个完整的能源预付费系统由销售卡系统、能源计量子系统、预付费控制子系统、预付费监控子系统和子系统之间的传输介质组成。预付费控制子系统包括IC卡读卡器、预付费总控制器、控制阀和控制阀。、权限管理、单位档案管理、IC卡初始化、IC卡充值、操作痕迹查询等。能源预付费系统集成了能源计量、数据采集、能源供应控制三大功能，实现了能源计量、数据及时传输、欠费关闭的功能。该系统已广泛应用于能源供应区，用户反响良好。

【关键字】智能电网；能源；无线通信；可靠性；预付费系统；数据采集；监控

0引言

近年来，能源预付费系统的蓬勃发展对能源供应网络具有重要意义。该系统不仅节省了在家抄表的人工成本，还将改后付费作为预付费，消除了能源费拖欠的问题，实现了收费管理的现代化。能源预付费系统的发展促进了能源计量表和控制设备的发展，预付费水表、电表和燃气表具有预付费管理和控制功能。消费者从售卡处购买1C卡或充值，安科瑞王金晶，13/+77-443-/09+92，然后将费用存入表计，使阀门自动打开，然后进行供水或供气。在这个过程中，容易制造的一方和一方。

1能源预收费系统的组成

能源预付费系统由5个基本部分组成:售卡、制卡子系统，能源计量子系统，预付费控制子系统，预付费监控管理子系统和各系统之间的传输介质，如图1所示。

1.1售卡、制卡子系统

售卡、制卡子系统一般安装在财务部门或热网管理站的财务专员处。其硬件包括非接触式IC卡读写器和与之相连的PC机。软件界面包括操作员密码验证(总貌画面）、权限管理、单位档案管理、IC卡初始化、IC卡充值、操作痕迹查询等界面。安科瑞王金晶，13/+77-443-/09+92

1.2能源计量子系统

因能源种类、介质类型和设计的不同，能源计量子系统的组成也不同。对于以蒸汽为介质的供热系统，计量的对象为蒸汽的质量流量或热量流量，系统通常由流量变送器（或传感器）、压力变送器、温度传感器、流量演算器等组成.为了提高系统的可靠性，有的设计中还提供不间断电源。为了将测量结果及时远传到中控室的监控站，流量演算器一般带有数字通信口，常用的传输介质为有线、无线以及移动通信（GPRS或CDMA)。随着移动通信资费的降低，现在人们更喜欢采用移动通信的方法。以GPRS为通信介质的蒸汽预付费系统结构如图2所示。

根据标准，蒸汽计量系统的精度应达到标准±2.5%，实际精度可以达到2.5%±1.5%.在常用流量附近或接近满度流量的地方，可以达到流量示值的准确性±0.5%±1.0%。

1.3预付费控制子系统系统

预付款控制子系统由预付款控制器和控制阀组成。其中，控制阀安装在管道上，控制器配有读卡器，通常安装在现场操作方便的地方。

预付款控制器应具备以下基本功能。

①读卡。预付款控制箱配有非接触式读卡器，将客户提前购买的1C卡金额读入与卡号一致的控制箱单片机，并显示在彩色LCD上，剩余金额也相应调整。

②1C卡充值记录图片。每次在控制箱读卡器上刷卡充值时，如果充值成功，将形成充值记录。记录包括：充值日期、时间和充值金额。所有充值记录都可以通过操作控制器面板查询。

③预付款主要显示屏幕。主显示屏的目的是通知热用户充电控制箱的余额和当前蒸汽单价。此屏幕还显示当前累积流量和控制阀的开度。安科瑞王金晶，13/+77-443-/09+92

④自动关闭阀门。当余额为0时，控制器(或计算机)自动关闭阀门。

⑤故障诊断代码。

1.4数据采集和监控子系统

该系统是整个能源供应网络的监控和指挥中心。它首先收集、保存和处理分布在各个地方的现场能源计量表的测量结果，并将其制作成各种图片供操作经理使用；其次，监控每个客户终端的能耗和余额，并在余额较小时提前三天、两天和一天自动发送提示信息：当剩余金额为0时，现场控制阀通过计算机关闭，或能源控制阀通过现场预付款控制器自动关闭。监控站计算机的图片可以非常丰富。一般来说，检测控制点的地理分布图片和动态流程图

2系统设计关键问题研究

2.1可靠性问题

安全可靠的设计是预付费系统的关键。

①系统不会因为主电源断电和控制线断开而意外关闭阀门。当主电源断电时，电动控制阀的阀门可以保持原来的阀位，不会自行关闭阀门；控制线断开后，阀门不会自行关闭。

②上位机的启动/关闭和系统调试不应导致控制阀关闭。在系统正式投入控制之前，关闭控制阀的电源，调试过程中的各种操作不会导致控制阀意外关闭。上位机操作控制阀的条件是：应用程序正常运行；它可以与下位机进行正常通信，值机人员可以按下相应的阀门关闭按钮。当上位机启动、关闭、断电和出错时，不可能同时满足这三个条件。因此，系统是安全的。

③防止控制阀卡住。预付费控制系统中的大多数控制阀动作较少，一些测量点可能一年内不动作。因此，阀芯总是停留在一个位置，这很容易被流体中的水垢和其他异物卡住，导致在需要关闭阀门时无法关闭。解决这个问题的方法是经常移动阀芯。例如，在上位机中设计一个程序，上位机定期发出关闭阀门的信号，并自动记录阀门动作的真实性

实际响应数据，计算机判断控制阀是否正常工作。在测试过程中，阀门关闭的程度应限于不影响用户使用的程度。实现这一措施的基础是选择比例电动控制阀，并对比例阀位进行反馈。

④防止冷管阀打开引起的水击。冷管蒸汽应遵循一定的程序。操作过于紧急，容易造成水击和设备损坏。在预付款控制系统中，业主可在控制阀旁边设置一个直径足够小的旁通阀；冷管启动时，先打开旁通阀加热管；加热过程结束后，打开预付款控制阀。预付款阀关闭后，仍有旁通阀为下游提供少量蒸汽，以防止预付款阀因管道内积水而重新打开时水击。

⑤仪器的故障诊断和诊断信息的管理。预付款控制器和计量表的正常运行是预付款系统正常运行的前提。因此，预付款控制器和流量计算器应具有必要的故障诊断功能，并将诊断结果上传到上位机，以显示、报警和准备报警记录。同时，诊断结果（代码）也显示在仪器的LCD屏幕上，以提高系统的可靠性。安科瑞王金晶，13/+77-443-/09+92

2.2防止作弊

用于贸易交接计量的计量器偶尔会出现作弊，作弊的方法也很多。在现有仪器中，实施了以下反作弊策略。

①防止拉电作弊的策略。计量箱中的流量计算器具有断电记录功能，可以一次性记录计划断电和故意拉电。主电源断电后，不间断电源中的充放电控制器可将干接点信号发送至流量计算器的开关输入端口，然后通过数字通信端口发送至上位机，在监视器上发送报警信号，并做好事件记录，以备将来参考。

②打开箱门报警。现场仪表箱配有行程开关，一旦箱门打开，就会有一个接触信号通过计算器发送到上位机进行报警。

③防止通过上位机向下位机下载数据作弊。在预付款控制系统中，为了操作安装在现场的控制阀，上位机需要从下位机（控制器）下载数据。如果流量计算器与控制器结合在一起，将引起用户的担忧：既然上位机可以下载控制阀数据，为什么不能下载与测量相关的数据？为了消除用户的担忧，控制器和流量计算器分为两个表。其中，用于测量的流量计算器应向政府授权机构申请验证，验证合格后加盖印章。

④防止修改与测量结果相关的数据作弊。在智能流量计算器中，输入密码后可以修改许多数据。仪器出厂后，在流量计算器中设置了“关键数据修改记录功能”，以防止掌握密码的人非法修改这些数据。每次修改关键数据时，都会形成黄色笔迹记录，从而消除这种作弊方法。

安科瑞Acrelcloud-3200预付水电云平台

3.1概述

AcrelCloud-3200预付费水电云平台是安科瑞开发的与DDSY-1352单相电子预付费电能表和DTSY-1352三相电子预付费电能表相匹配的电力销售管理系统。此外，还可以选择远程阀控水表，形成水电一体化预付费系统，以达到先付费后用水的目的。剩余水用完后，阀门将自动关闭。主要完成电能表/水表参数设置、商户电力销售/水销售管理和能耗管理。操作简单，实现物业公司远程实时操作的实时监控。具有良好的人机界面，能有效统计和管理数据。

3.2应用场所

该平台适用于公寓出租人、商业广场、公寓酒店、物业社区、办公楼、物流仓储、大学、连锁超市、智能公园、农贸市场等场所。

3.3系统结构

3.4系统功能

3.4.1房间监控

清晰简洁地显示所有房间状态信息、建筑楼层、在线连接损失、成本状态等。进入房间的详细信息可以查看当前房间的实时信息，了解当天的用电量和用电量。房间内的电表可以进行各种远程控制操作，如开户、电价设置、售电、退电、报警金额设置、开关操作等。

3.4.2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。

3.4.3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。

3.4.4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。

3.4.5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

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3.4.6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。

3.4.7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。

3.4.8公共区域用电分摊

指定某块表为主表，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。

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3.4.9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。

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3.5系统硬件配置

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4结束语

能源预付费系统集成了能源计量、数据采集和能源供应控制三大功能，实现了能源计量、数据及时传送、欠费关停的功能。1C卡的使用能有效防止偷气，保障了计量的公平公正，并大大减少了人工抄表的费用。所设计的系统采用了一些智能化的方法，能够确保用户不发生意外停汽，保障安全用气。该系统在供能区域得到了广泛使用，用户反响良好。

参考文献

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