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一、概述
介紹了一種基于射頻卡的預付費管理系統，實現對預付費電能表的信息 管理。在設計過程中采用模塊化的設計思想，提高了預付費電能管理系統的穩定 性和可靠性。實際應用驗證表明，基于射頻卡的預付費管理系統符合實際應用要 求和技術要求，用戶可通過射頻卡進行預售電，操作方便，具有廣闊的市場前景。
預付費管理系統是一種先交費后用電的收 費管理軟件，采用射頻卡作為用戶和供電部門中 間進行一對一購售電信息傳輸的介質，完成電能 表參數設置、售電管理及用電管理工作。
該預付費系統主要由系統設置、售電管理、 IC 卡操作和數據查詢 4 部分組成
( 1) 售電管理模塊主要對客戶進行操作，管理信息，新用戶必須在系統中才能正 常使用預付費功能。新用戶需先填寫用戶基本信 息，系統將保存信息所購電量。
IC 卡操作模塊主要負責用戶的日常業 務，包括客戶售電、改寫卡內金額、補卡和制作特 殊卡。所有的操作進行完把數據寫入數據庫，做 到數據有據可查。客戶售電界面如圖 6 所示。給 用戶售電時，售電操作員先讀卡，若顯示電量有 效，提醒用戶把卡內的電量刷到電能表里，否則無 法再次購電，只有當電量無效時才能繼續購電.
1、單相電子式預付費電能表（包含無線）
1.1 接線方式
1.2 精度等級：1.0級（具有CPA認證）
1.3 產品標準：GB/T 17215-2008《交流電測量設備特殊要求第21部分：靜止式有功電能表（1級和2級）》。
1.4 電流規格：10（60）A。
1.5 電能計量：有功電能計量（正、反向）;無功電能計量（正、反向）。
1.6 電能測量：電流、電壓、有功/無功功率、視在功率、功率因數、頻率、有功/無功電度。
1.7 需量統計：可統計月需量及發生時間、實時需量。
1.8 通信方式：可配置兩路（-2C）RS-485接口，滿足ModBUS-RTU或 DL/T 645協議通信，并可配置1200/2400/4800/9600/19200多種波特率。
1.9 顯示方式：液晶顯示、背光顯示。
1.10 安裝方式：標準DIN導軌安裝
1.11 預付費功能：遠程預付費功能，先付費，后用電；支持多種繳費方式，可通過第三方支付平臺繳納；報警功能、賒欠功能。可支持刷卡充值功能
1.12 可內部分合閘，也可支持少1路DO控制外部斷路器實現跳閘。
1.13支持4個費率電能統計。
1.14支持階梯電價功能。
1.15可支持4G或NB無線通訊。
2、三相電子式預付費電能表（包含無線）
2.1 接線方式
2.2 精度等級： 0.5S級（具有CPA認證或第三方檢測報告）。
2.3 具有表計方面的發明
2.4 產品標準：GB/T 17215.322-2008 交流電測量設備 特殊要求 第22部分：靜止式有功電能表（0.2s級和0.5s級）。
2.5 電流量程：電流直接接入10(80)A;電流經CT接入1.5（6）A。
2.6 電能計量：有功電能計量（正、反向）;無功電能計量（正、反向）。
2.7 電能測量：電流、電壓、有功/無功功率、視在功率、功率因數、頻率、有功/無功電度。
2.8 通信方式：至少可配置兩路以上（-2C）RS-485接口，滿足ModBUS-RTU或 DL/T 645協議通信，并可配置1200/2400/4800/9600/19200多種波特率。
2.9 顯示方式：液晶顯示、背光顯示。
2.10 安裝方式：標準DIN導軌安裝
2.11 預付費功能：遠程預付費功能，先付費，后用電；支持多種繳費方式，可通過第三方支付平臺繳納；賒欠功能。可支持刷卡充值功能
2.12 直接接入規格可內部分合閘，互感器接入規格應支持至少兩路DO控制外部斷路器實現分合閘。
2.13支持4個費率電能統計。
2.14支持階梯電價功能。
2.15可支持4G或NB無線通訊
網站和后臺：
1、B/S架構：系統設計采用B/S架構，無需安裝客戶端，通過瀏覽器用戶就可以完成配置、設置、查詢、控制等所有操作。并可支持更多用戶同時在線。
2、遠程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態實時性需精確到1分鐘以內；
3、服務器支持多種電表和水表組網采集方式：光纖局域網接入，4G無線網接入，NB-IOT網絡接入等；
4、支持水電表和采集器多種組網方式：支持電表水表通過485總線與采集器相連，支持電表與采集器通過lora無線局域網相連，支持電表和水表單獨插入流量卡直接連接系統。
5、支持每塊電表單獨計價、復費率、階梯電價：可對每塊電表單獨設置電價、費率、階梯電價；
4、遠程售電：財務集中管理，電量實時下發，并比對充值次數防止；
5、電費后付費模式：支持電費賒欠模式，后付費模式；
6、手機短信提醒：當金額不足或金額欠費系統會發送短信提醒用戶，可設三級預警；
7、遠程控制：需對任意一塊電表執行遠程拉閘、合閘和保電等一系列遠程控制操作；
8、操作記錄：對電表的所有記錄都可查詢日志，記錄操作人、操作步驟、操作內容、操作時間等。
9、水表預付費系統：提供與預付費電表相類似的所有售水相關功能，預付水量用完自動關閥，如遠程售水、水耗報表、遠程開關閥等，并與電表集成一體化系統；
10、系統開放水電表的數據接口：第三方集成大平臺可通過數據接口對系統中接入的水電表完成各種操作，如：售電售水、遠程開關閥/分合閘、抄表數據查詢、基礎資料導入等。
11、電表狀態實時監控：可以實時展示所有電表狀態，比如剩余金額、電量總數、數據更新時間、電表模式、報警狀態、回路分合閘狀態等
12、多種統計報表：包括用能報表、電費使用報表、通訊故障報表、繳費明細報表、財務統計報表等
13、遠程充值：可以通過系統進行售電、退電、沖正等操作
14、權限控制：可以設置多種角色，每種角色可以分配不同功能，方便不同管理人員履行不同職責。
15、集團物業管理模式：系統可接入集團物業旗下分布在全國各地各個物業的水電表，各個物業可單獨分權限管理，集團總部可管理所有物業。
16、歷史抄表記錄：可以查看往期所有抄表記錄。
17、系統擴展：提供標準HTTP接口，以便跟第三方平臺進行功能對接
18、電表合并計量：多塊電表費用可以合并計量，賬戶余額共用
19、物業費和房租代繳管理：可以支持物業工作管理，比如房租和物業費管理、公攤用電管理，如不按期繳納房租或物業費，可支持電表自動斷電；
20、配電箱儀表接入：系統可以支持接入樓層管控或變電所的電表，可以根據不同場景自由選配，提供能耗分析報表和電參量監控；
21、方便維護：儀表損壞更換用戶數據可以做到無縫銜接，一鍵更換。
手機APP：
1、多系統支持：支持蘋果和安卓端；
2、支持多物業管理:可以自由切換多個可管理的物業下水電表環境；
3、電表監控和控制：可實時查看所有電表的實時抄表信息，并可對電表進行遠程分合閘、設置電價、下發短信等；
4、遠程售電：可對任意一塊電表進行遠程售電；
5、水表監控和控制：可實時查看所有水表的實時抄表信息，并可對水表進行遠程分合閥、設置水價、下發短信等；
6、遠程售水：可對任意一塊水表進行遠程售水；
7、管理：可在手機上對電表和水表進行；
8、報表管理：可在手機APP上查詢報警報表、財務銷售報表。
微信公眾號和小程序：
1、微信端可選配微信公眾號或微信小程序；
2、ZFB端可選配ZFB生活號或ZFB小程序；
3、在線支付：提供微信和ZFB無人值守，自助支付購電和購水；
4、能耗查詢：租戶能查詢自己的用電能耗和用水能耗，以日為單位；
5、購電/購水記錄查詢：租戶可查詢自己的購電記錄和購水記錄。
能源物聯網開放平臺是一套基于物聯網數據中臺，建立了上下行數據標準，為互聯網用戶提供能源物聯網數據服務的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯網傳感器，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業數據服務。
該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數據訪問。
Acrel-EIoT能源物聯網開放平臺是一套基于物聯網數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯網用戶提供能源物聯網數據服務的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯網傳感器，選配網關，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業數據服務。
數據服務：互聯網用戶無需關注平臺本身，僅需關注購買硬件后得到的行業數據服務，即PAAS服務。
數據訂閱：系統集成商不再需要知道下行硬件的結構和協議，通過平臺接口獲取數據，或由平臺向應用子系統推送數據
（一）應用場景-互聯網用戶
公寓出租戶：水電計量、計費，電瓶車充電計費，電氣安全
小型物業：水電計量收費，電瓶車/汽車充電計費運營，智慧消防
樓管：能源計量，電氣安全，智慧照明
系統集成商：物聯網數據訂閱，遠程調試
連鎖小超市：水電計量、計費，電氣安全，能源管理
小型工廠：電力監控，電氣安全，能源管理，宿舍水電計費
（二）應用場景-智慧城市
海量并發：面對城市級細分領域的綜合平臺，需要接入各種類型的海量硬件
統籌監管：提取層關注的監管信息，結合GIS、BIM等數字孿生技術實現宏觀監管
集中運營：為運營商提供統一的運營服務平臺，向終端用戶提供物聯網數據服務
解決方案：
免調試方案、統一協議、增值服務、調試平臺、服務費管理、ESIM卡服務
（二）組網結構
Acrel-EIoT能源物聯網云平臺采用分層分布式結構，主要由感知層（終端采集設備）、網絡層（通訊管理終端）和平臺層（能源物聯網云平臺）三個部分組成。
● 感知層：連接于網絡中的各類傳感器，包括多功能儀表、預付費電表、多回路儀表、物聯網電表、物聯網水表、電瓶車充電樁、汽車充電樁、路燈控制器等。
● 網絡層：智能網關，采集感知層的數據，進行規約轉換及存儲之后將數據上傳至能源物聯網云平臺。
● 平臺層：包含應用服務器和數據服務器，可在PC端或移動端實現應用。
（四）能源供應
電力集抄，監測配電系統中的電力參數，實現遙信、遙測、遙控
運維巡檢管理，平臺制定巡檢計劃，移動端執行簽到、巡檢、消缺，負責人審核閉環
（五）能源管理—電氣安全
電氣安全監測，監測用電回路中的漏電流、線纜溫度、故障電弧等電氣參數，漏電流過大、線纜溫度溫度過高、線路中有故障電弧時產生報警
煙感監測，監測煙感狀態，有煙霧時產生報警
當線路發生短路時在150微秒內切斷回路，無危險火花產生，起到短路滅弧作用
視頻監控，監控公共區域的視頻
隱患管理，APP、手機短信、郵件、釘釘、語音等多種方式提醒及隱患閉環處理
運維巡檢管理，平臺制定巡檢計劃，移動端執行簽到、巡檢、消缺，負責人審核閉環
（五）能源管理—電能質量
保障用電質量，降低線損，提高設備用電效率，降低設備故障率
電能質量監測，包括三項不平衡度、諧波、功率因數，以矢量圖的形式展示三相不平衡度
三項不平衡或功率因數過低時產生報警，觸發APP、手機短信、郵件、釘釘、語音等多種方式提醒
（六）設備管理—智能照明
運行監測，實時監控照明區域燈光狀態
遠程集中控制，平臺端執行燈光開關、亮度調節、場景切換、運行時間設置等操作
系統聯動，通過干接點連接消防系統做聯動
（六）設備管理—預付費
遠程抄表，遠程售水電，多種計費模式
余額不足、欠費、充值到賬等事件提醒
遠程控制
惡性負載識別
自助購水電
財務分析
公攤電費和損耗電費收取
房租、物業費管理
（六）設備管理—充電樁
充電樁管理，對充電樁充電權限進行管理，包括公樁、私樁模式
充電樁監控，監控汽車充電樁和電瓶車充電樁的實時狀態
功率控制，根據充電站的功率負載對充電樁的充電功率進行控制
遠程控制，平臺端執行參數設置、下發電價、復位等操作
安全監控，實時監控充電過程，及時定位故障，切除火災隱患
隱患管理，APP、手機短信、郵件、釘釘、語音等多種方式提醒及隱患閉環處理
能耗統計，統計充電樁的用電情況
運營分析，區域、站點、時間等多維度統計充電、廣告收益
用戶充電，充電用戶使用微信/小程序、IC卡啟動充電，支持APP充值，享受優惠活動
（七）能耗分析;實現精細化能源計量，提供數據診斷，為節能改造提供數據支持
能耗監測，監測支路的電、水、氣、冷、熱等分類能源消耗，能耗超標時觸發報警
能耗分析，對各分類用能進行趨勢分析和同環比分析
復費率統計，對支路的尖、峰、平、谷用電量進行統計分析
能源流向圖，展示企業內各分類能源的流向
數據報表，數據集抄報表、支路費用報表、容需量報表等
分項用能，對建筑內照明插座、空調、動力、特殊用電等分項電能進行統計
碳排放管理，對區域碳排放進行趨勢分析和同環比分析
能源費用分析，對分類能源費用進行統計，并進行趨勢分析和同環比分析，包括復費率、容量費和需量費和其他能源費用
平臺功能
平臺功能——可定制的駕駛艙:
可定制化的駕駛艙：可根據客戶的行業特性，行業需求，經過培訓的工程或調試人員自行繪制客戶所需的駕駛艙頁面。
例如智慧物業駕駛艙，內容有：預付費、充電樁、電梯、空調、照明等設備管理、能耗統計、收益統計、運維情況等。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。
平臺功能——電力集抄:
實時監測各配電柜的電壓、電流等電力參數，實現遙測、遙信、遙控。
實時監測各配電室溫濕度、煙感、水浸等環境參數。
實時監視變壓器的運行狀態及用能參數，測算損耗，找出經濟運行區間，降低損耗，節約電量。
平臺功能——智慧消防
在低壓配電回路安裝電氣火災探測器、無線測溫傳感器、智能斷路器等設備，對配電回路的剩余電流、線纜溫度等火災危險參數進行實時監控和管理。
在消防水池、消防水箱等地方安裝消防水位表，檢測消防水位的變化；消防水管、噴淋等地方安裝消防水壓表，檢測消防管道的壓力。
在家庭、賓館、公寓等存在煙霧、可燃氣體的室內場所，安裝NB獨立式煙感或可燃氣體探測器，檢測這些場所是否存在煙霧和可燃氣體。
平臺功能——預付費
系統針對商鋪支持一戶一表，也支持一戶多表的需求；
支持峰谷電價；
支持單表設置功率過載閾值；
支持設置單表金額報警的兩級閾值。
平臺功能——路燈監控/智能照明
運行監測，實時監控城市各個路燈的燈光狀態
遠程集中控制，平臺端執行燈光開關、亮度調節、場景切換、運行時間設置等操作
控制策略，根據外界環境自動控制燈光開閉；按照預設的運行時間自動控制燈光；通過智能開關個性化調節所屬區域燈光
平臺功能——充電樁
監控電瓶車、汽車充電樁的實時狀態，包括離線、故障、異常、充電中、空閑等。
展示充電樁充電過程中的實時電流、電壓、功率、漏電、溫度，支持查看歷史充電數據。
遠程設置充電樁相關報警參數，包括越限報警值設定、過溫報警設定、漏電報警設定、過壓報警設定、欠壓報警設定及是否開啟相關報警等
平臺功能——能耗分析
查看時段各個用電回路的用電量，顯示對應的能耗趨勢圖并進行同環比分析。
按日、月、年查看各個用電回路的用電量，可導出成excel表格。
平臺功能——報警管理
主動上報報警信息，派發工單，合理安排對應的工作人員及相關負責人處理，支持附件上傳。
展示設備的報警記錄，報警等級分為一般、緊急、嚴重三個等級。
全過程跟蹤報警處理進度，包括工單派發、工單處理結果。
平臺功能——運維管理
系統巡檢計劃，并將巡檢計劃下發到巡檢人員的手機上，巡檢人員到現場后掃描NFC芯片確認到了巡檢現場，然后根據巡檢要求執行巡檢任務。
方案特色；免調試、系統增值服務、調試平臺、方案優勢
一步;設備上電、用戶掃碼綁定設備信息
二步:設備將自身型號、序列號、電參量自動上傳;中臺數據存儲，數據處理
三步:抄表數據、能耗數據、控制策略下發、充值售電等
（九）方案優勢
易部署:
支持虛擬化云計算平臺部署，無需考慮IT設備兼容性
支持公有云和私有云部署
支持多種通訊規約和接口標準，支持定制開發，便于各類數據系統快速對接
易使用:
豐富的圖形化界面呈現各類管理功能，便捷易懂
支持報表、報告模板定制，自動生成各類分析報表、報告
集11個子系統，對象涵蓋建筑、基礎設施和設備，人員、車輛、環境等，解決方案一體化
大數據分析:
基于人工智能技術的大數據分析，為節能管理提供數據支持，為制定產業政策提供決策依據
基于物聯網的架構，支持海量數據高并發和系統容量無限擴展
專業的分析算法和數據模型相結合
易維護:
云平臺部署
硬件質量優選
系統支持遠程維護
為用戶提供軟、硬件一體化的解決方案，服務響應快，售后方便
典型硬件
智能網關、物聯網電表、多回路電表、充電樁、智慧照明等
AWT100數據轉換模塊通過RS485/Modbus-RTU采集本地設備的狀態信息，然后通過無線或有線傳輸的方式將信息傳送至終端設備、服務器、云平臺等，實現無線互聯。用戶不需要重新架設通訊網絡結構，用戶使用更加方便，同時降低了成本。
通訊方式：2G、4G、NB-IoT、LoRa、LoRaWAN、WIFI、CE、DP、GPS
優點：
體積小巧，安裝方便
遠程調試（帶無線通訊）
成本低廉，價格實惠
支持秒級上傳
雙碳背景下，企業用能的電能替代將是長期趨勢，因此企業內部將新增大量用電設備，提高這些設備的能效水平將降低總的電能消耗，助力雙碳目標早日實現。
需要多種通訊方式的電能計量儀表，支持嵌入式、導軌式安裝，RS485、Lora、4G等數據上傳模式，可實現免布線、免停電施工。
電能計量表計安裝在主要配電節點、重點用能設備等處，實時采集用電數據，監控配電系統的運行，并對用電數據進行逐時、逐日、逐月分析，并結合國家、行業標準，統計企業整體碳排放，為碳中和提供基礎數據服務。
DD(T)SY預付費系列儀表:預付費系列儀表針對校園商業區（食堂、超市等）用電、試驗科研項目用電、宿舍用電可實現預充金額，欠費報警及跳閘、違規電氣監控、作息時間用電管理、批量補助下發等功能。方便后勤人員管理，保證用電安全。
物聯網水表
智能遠傳水表可用電子直讀式，具有高清晰液晶顯示，直接讀取和通信發送。該水表的特點包括：高靈敏度，始動流量小，計量精度高，具備誤差自動修正功能；通訊方式：可通過MODBUS-RTU通訊接口進行通信，管理者可對水表各參數進行設置或修改，也可抄回表內的信息以便供管理部門進行統計、監測；斷電后數據可保存10年以上；擴展功能：可根據需要擴展遠程控制閥門開關功能；耐高溫：可在120℃下長期工作，水解穩定；抗腐蝕：抗酸堿腐蝕性強不易被腐蝕，阻燃性能好，環保：水資源免遭二次污染。
電氣火災探測器ARCM300
當電線由于機械損傷、年久失修而導致絕緣層老化破損、負荷大而發熱使得絕緣層老化失效等原因，使得絕緣性能下降，導致電線與大地之間有不正常的電流通過，這種現象就是漏電，也稱為“剩余電流"。泄漏電流流入接地點處形成發熱現象，當流入接地點周圍有易燃物時，經長期高溫累積作用便會產生燃燒現象從而引發火災。
ARCM系列電氣火災探測器可對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數實施監控和管理，集成度高，體積小巧，安裝方便，防范因泄漏電流而導致的電氣火災。
限流式保護器ASCP200
當低壓配電回路發生短路故障時，ASCP200電氣防火限流式保護器能在150微秒內快速限制短路電流以實現滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，有效克服傳統斷路器、空氣開關和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端。
無線測溫
ARTM系列電氣接點在線測溫裝置
ARTM系列電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸電阻過大而發熱成為安全隱患，提高設備安全保障，及時、持續、準確反映設備運行狀態，降低設備事故率。
智能照明
Acrel-Bus智能照明控制系統可實現照明燈具的遠程集中控制、就近控制功能，并且可以和其他設備進行聯動控制，具有如下功能特點：
節約能源
智能化控制
減少維護費用
營造舒適的工作環境
延長燈具壽命
