安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
【摘要】本文主要讨论了预付费用电管理系统软、硬件的构建方法，软件系统的各个模块设计，以及软、硬件设计过程中解决的主要问题。1联5系8电2话171微3信5同2号2
【关键词】预付费电能表硬件设计软件设计
引言
预付费电能表近几年在我国被普遍使用，使用这种新型电能计量仪表可以避免电费欠费和实现电费收缴管理信息化。预付费用电管理系统利用读写卡机，对卡介质上的收费数据进行读写操作，实现预存电费，密码管理、电价调整、补卡操作、用户查询、自动统计等功能。操作员使用方便，数据管理安全，用户界面友好。
一、系统概述
该系统包括电能销售营业、电价及电费管理、用电业务管理和电表信息管理等。与传统用电收费模式不同，预付费售电用电管理模式是把电能当作普通商品。用户缴费方式由供电公司上门抄收变为窗口交易，因而，各售电窗口应该是多点大范围联网。作为一个管理严谨的售电系统，各个功能是由供电公司内部多个部门分工协作完成，如用电部门负责业扩、增容、变更和抄表等业务，计量部门负责表计资产和维护等业务，财务负责电价、电费和作账等业务，而营业点负责收费、写卡等业务，因而，供电公司的售电管理系统应是基于计算机网络的分工协作系统，既然是电能商品营业系统，就应充分体现“窗口”概念。因而需要银行联网或留有计算机网络接口，实施全天候多点服务。预付费售电系统结构如图1所示。
图1预付费售电系统结构图
因各个表厂的电表功能、购电卡、密码、数据结构以及读写卡装置一般都不兼容，该系统能容纳多种读写卡装置和多种购电存储介质，实现同一系统兼容多个表厂的卡介质，还要考虑与将来可能会出现的虚拟介质(如无线、载波、电子商务加密数据、银行委托等)的接口问题，能通过虚拟介质实现预付费功能。
二、用电管理系统软件的构建
典型的预付费用电管理系统拓扑结构图1所示，该系统软件分为营业子系统和数据管理子系统
1营业系统
营业系统是用户和“售电”员进行电能商品买卖交易的窗口，其功能有：
1.1售电管理
用户持卡到系统内任一个窗口购电，售电员插卡到写卡机为该用户所购电量“写”卡，其电价信息由该系统自动按购电卡同用户代码根据用电部门在该用户开户时所确定的用电性质及财务科所确定的电价来确定，“售电”员无定电价的权限也无法输入电价到售电终端上。
1.2票据管理
当“售电”员“写卡”后，售电终端即自动打印收据或发票，或在月末财务汇总月用电量后，再打印发票。若因操作或设备等原因造成收据或发票打印失败，可在故障排队后补打印。
1.3挂失补卡处理
若用户的购电卡遗失，可向“售电”员申请挂失，设置一定的时限，认定确已遗失，再向“售电”员申请补卡，“售电”员在向用户询问清楚卡上数据是否全部输入电表后补卡，若用户谎报情况则补卡数据电表不予确认，补卡失败。补卡收费标准由财务科子系统预先设置，“售电”员只按标准收费并打印收据或发票。
1.4报表打印
每当到工作日结束和月末时，应按线路号、变压器台区号、用电性质打印日报表和月报表以便届时和财务对账。若操作或设备原因造成打印失败，可在故障排除后继续补打印。
1.5卡查询
在用户购电时，“售电”员查核由电表返写到卡中的累计用电量、剩余电量、购电次数、装电次数等用电信息，和系统数据库信息核对，若发现问题，则立即停售并和用电部门和计量室等有关部门取得联系，以查明情况。
1.6密码管理
经财务科或售电系统责任人向售电员授权，售电员在自己售电终端设置个人密码，只有售电人员本人才能找开终端进行售电及其它相关操作。
2数据管理系统
数据管理系统又基本可分为财务、用电和计量3个子系统。
2.1财务管理子系统
该子系统既是电价、杂费和综合报表的账务系统，又是整个预付费售电系统的安全性归口管理系统。其功能模块有：
(1)电价管理。根据其电价组成和用电性质来确定分项电价
和综合电价。
(2)杂费管理。确定补卡、增容费率、变更等多项费用标准。
(3)报表。按线路号、变压器台区号、用电性质统计和汇总用电量、售电量等多项数据并能计算打印出月报表和年报表。
(4)权限管理。所有子系统、所有售电终端的合法操作员进
行操作使用都由该财务子系统来授权。各子系统的操作人员由该模块程序确定、由该模块来分配安排各级管理员的管理范围和密码，该模块为系统安全管理模块，只有系统管理员才能操作该模块，安全级别*高。
(5)数据备份。为确保整个数据库的安全性，要对当天数据进行备份。如数据因某种原因受到攻击或破坏时，可将备份数据恢复。
2.2用电管理子系统
该子系统向用电部门提供对用户用电业务管理的功能。如报装、增容、抄表(也可归口到营业)等业务。
(1)报装。输入用户填写的用户用电申请中的相关信息资料，如户号、户名、地址、电压等级、容量和表计其它相关信息(如报警电量、允许跳闸次数等)，在配表后即将表计相关信息(许可容量、允许跳闸次数、报警电量等数据)由该地区写卡机“写”入购电卡(或其它介质)中。
(2)增容。当用户在开户或上次增容后仍需扩大用电容量(否则当用电负荷超过许可容量时，带有负荷控制的预付费表会跳闸断电)，须办理增容，经审批通过后，在此由该地区写卡机
“写入”新的(增加后的)许可容量及相关信息(如报警电量、允许跳闸次数)到购电卡(或其它介质中)。
(3)变更。当用户需办理减容、过户、销户、改类等业务，在此输入相关变更信息到相应数据库文件中，相关业务(与增容操作相似)也要向购电卡(或其它介质)“写”入相关信息。
(4)抄表。对于有些虚拟介质、集中抄表方式，可通过有线和
无线信道(虚拟介质)，将各用户表中用电信息按固定抄表日自动抄入系统，暂时未安装预付费表的用电户个别输入，作为结算凭据之用。对Ic卡预付费电能表进行不定期随机抽查，数据作为稽查凭据。
3计量管理信息子系统
该子系统对表计进行全过程资产管理。在表计进库时对电表规格、参数进行登记，将产权编号管理存档。当用电部门安装表计时，可对装表地址、户主进行登录。也可以根据用户情况，自动配表。
4其它子系统
该系统能组合其他功能的子系统，如用户查询子系统，用户通过触摸屏计算机，当用户输入电表信息后，系统显示电费使用情况、电表相关数据信息。再如上级部门查询子系统等。
三、安科瑞Acrelcloud-3200预付费水电云平台
1.概述
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。
2.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。
3.系统结构
4.系统功能
4.1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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
4.8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。
4.9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。
4.10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。
四、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 |
| 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 |
五、结语
使用预付费电能表，可以使“售电”过程商品化，便于电费、费率规范管理，实现数据报表自动打印，用户信息查询等。因此，预付费电能表在国内具有广阔的市场前景。设计出使用方便、界面友好、兼容性好、可靠性高的管理信息系统，关系到整个系统的实际使用效果，是值得进一步深入研究的一个课题。
【参考文献】
[1]余绍黔.预付费用电管理系统设计与实现
[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册2019.11版
