上海金陵智能电表有限公司为FA07公租房提供集中抄表管理系统

1.概述

随着上海公租房建设的不断推进，如何实现公租房用户用电管理、集中抄表以及实时计费已成为各有关单位研究的课题，我公司根据公租房物业管理部门的需求情况，推出了公租房租赁小区集中抄表管理系统解决方案，该方案运用先进的MCU微电子技术、软件技术、无线通信、载波通信、RS485通信、局域网等技术，根据各种现场状况，提供多种组网方式，实现实时远程监测用户用电情况，具有远程费控、集中抄表、实时计费等功能。

2.系统组成

（1）系统图

集中抄表系统由系统主站、通信网络、采集及计量设备所组成，实现数据采集、存储和传输，并对表计和分站终端设备运行工况准确实时监控，用量统计和分析，结算收费、催费，远程控制，为管理单位的MIS、ERP系统等其他系统提供准确、完整的用户用电信息数据。系统结构拓扑图如图1所示。

图1 系统结构拓扑图

（2）系统描述

整体系统由三层设备、二级通信通道和一套集抄系统构成：

1）三层设备：是计量设备、数据采集设备和主站设备。

2）二级信道：是数据采集设备与表计的数据通道（下行信道）和数据采集设备与主站41系统的数据信道（上行信道）。

3）一套系统指的是一体化预付费集抄系统。

（3）系统特点

1）模块化设计理念，B/S架构，技术运用先进，系统稳定可靠。

2）人性化界面设计，操作简便、易维护。

3）具有远程自动定时抄表、自动补抄、随抄及用电监控功能。

4）系统可提供多种通信方式，支持短信通知通告功能。

5）计费系统业务流程设计严谨、高效、安全。

6）灵活的组网模式：可根据客户需求构建多种组网模式，系统为其他管理系统预留了通信接口，可进行相关数据信息的转发和远传，从而实现资源信息的共享，完成系统间组网。本系统与其他系统的接口方式主要有协议、文件、中间数据库和Web Service等方式。对于使用J2EE平台的系统间的接口，使用JMS（Java消息服务）。

7）扩展性强：可根据需求实现水、电、气三表合一集中抄表和管理。

8）系统安全性防护：主站系统设计中，充分考虑到系统的安全性，防止非授权方的侵入和机密信息的泄漏，系统在通信通道和系统数据两方面都有安全性防护措施。

3.系统功能

（1）功能图（见图2）

图2 功能图

（2）功能描述

主站系统通过分析处理采集来的数据，自动生成各种统计分析、交费单据，对欠费用户进行远程断合闸等功能。其管理系统基于Web网络系统，授权用户可上网进行日月电量表码查询、表计时间段电量查询、重点用户电量查询、用户电量查询、用户电量对比分析、用户异常分析等工作，用户也可以通过网络、电话查询自己的能源消耗和缴欠费情况，方便管理。

站系统采用多层分布式结构，分别由展现层、业务处理层、通信层以及数据层组成。

展现层：采用Web浏览器方式为用户受理各业务提供可交互的界面。用户通过界面操纵各类业务、维护系统和设备。

业务处理层：提供和实现抄表、拉合闸、设备维护、用量计算、费用计算和缴费等各类业务和服务，以及规则处理。

通信层：负责与集中器或其他逻辑节点间的数据和信息交换，提供稳定、可靠的通信链路等。

数据层：数据的存储和一致性维护。

系统的基本功能包括：

1）档案管理：系统对用户档案进行集中管理，管理内容包括档案信息装载、小区管理、用表性质、集中器档案、采集器档案、用户表计档案等。

2）业务办理：业务办理是业务系统的核心功能，主要包括日常交费、换表处理、过户处理、销户销表、平账处理、补打票据、制功能卡等。

3）集抄管理：主站系统根据采集方案自动定时或实时采集集中器内表计的数据，定时采集周期最小为1h；集中器能根据采集方案自动采集电能表数据；采集周期最小为5min；

集抄管理内容包括当前数据查询、日冻结数据查询、月冻结数据查询、终端参数查询、远程费控等。

4）统计查询：系统统计查询内容包括操作员收费台账、收费日月年报表、用户收费明细表、表计返写数据查询、随抄查询、终端在线查询等。

5）曲线分析：系统具备用电曲线分析和用量异常分析功能，利用图形曲线直观展示数据，体现用电、用量的异常情况。

6）系统管理：系统提供对设备现场集中器、采集器的参数、抄表方案等信息进行规范化管理，对系统各种参数进行配置和修改。系统管理内容包括系统参数设置、本地参数设置、表计初始参数、集中器初始参数、前置机档案等。(www.xing528.com)

7）信道管理：系统能方便维护采集终端的信道类型及相关参数、信道质量、通信参数，以及信道的优先级和终端所采用的主站定时采集方案来保证系统自动定时进行通信采集。

8）状态监视：系统对采集的过程及状态进行监视，显示通信报文、运行状态、链路状态，对于通信失败的装置给出详细的记录，并提供完善的通信成功率的分析记录。

9）远程预付费功能图（见图3）：此功能表计上不储存预付费、剩余金额相关信息，拉合闸由主站系统（或终端）来控制。

图3 远程预付费功能图

10）本地预付费功能图（见图4）：此功能表计上存储预付费、剩余金额相关信息，拉合闸由表计来控制。

图4 本地预付费功能图

4.关键设备描述

整体系统的关键设备由计量设备，数据采集设备和主站设备组成。

（1）计量设备

主要功能是对用电量进行准确的计量，对由数据采集设备发起的数据采集命令进行响应，返回当前用量值，日冻结表码、月冻结表码，具备远程预付费或本地预付费功能。计量设备类型可按照系统构建的要求进行选择，主要产品如图5所示。

图5 计量设备

（2）数据采集设备

数据采集设备是指数据集中器、采集器，其主要功能是根据主站的数据要求自动定时对表计数据进行采集、存储，并根据主站要求进行上传。数据采集设备类型可按照系统构建的要求进行选择，主要产品如图6所示。

图6 数据采集设备

（3）主站设备

主站软件系统的运行硬件平台，主要包括主站数据库服务器、磁盘阵列、前置采集服务器、网络打印机、票据打印机、共享控制器（KVM）、鼠标键盘显示器、网络交换机、主站网络等。

1）数据库服务器：

①实时数据统计、分析，根据分析结果形成相应数据；

②接收前置机数据并解析存储；

③动态管理维护系统运行节点；

④接收客户端命令并做相应处理后转发前置机；

⑤计划任务的处理。

2）前置采集服务器：

①接收终端数据调用规约，解析为业务管理模块认知的数据格式，并将数据发送到业务管理模块；

②接收业务管理模块远程操作命令，调用相应规约解析，并下发到采集终端；

③动态管理、维护通道，监测信道运行状况。

5.通信架构及采用的通信协议

（1）通信架构（见图7）

图7 通信架构图

（2）通信协议

上行通信协议：国网Q/GDW376.1《电力用户用电信息采集系统通信协议：主站与采集终端通信协议》，支持TCP与UDP两种通信方式；上行信道支持局域网、GSM、GPRS、CDMA、SCDMA、PSTN等组网方式。

下行通信协议：DL/T645—2007《多功能电能表通信协议》及备案文件；下行信道支持低压载波、微功率无线、RS485、MBUS等独立组网或混合组网方式。

6.适用范围

本方案适用于公租房租赁小区以及智能小区、智能楼宇的能耗管理、集中抄表及结算。

7.实际应用情况

本方案采用成熟的智能化集抄系统技术，类似技术已经过规模化应用。

（作者：上海金陵智能电表有限公司 沈利群）