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摘要：本文將物聯(lián)網(wǎng)、無線通信等技術(shù)引入校園后勤智能管理，建立了校園物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一接入標(biāo)準(zhǔn)，搭建物聯(lián)網(wǎng)智慧平臺，設(shè)計實(shí)施了一套基于LoRaWAN的IT智能水、電表管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了水、電表狀態(tài)信息的自動采集和智能控制，解決了以往人工抄表中的低效、誤差、商戶拖欠費(fèi)等問題。通過和校園一卡通業(yè)務(wù)的對接，實(shí)現(xiàn)了商戶線上自助繳費(fèi)，提升了校園水電能計量收費(fèi)管理體系的*準(zhǔn)性和規(guī)范性，拓展了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校管理中的新應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：LoRaWAN；IOT；電水表管理系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
0引言
隨著各地高等院校辦學(xué)規(guī)模的日益壯大，校園里用水、用電設(shè)施的數(shù)量也隨之增多，售賣機(jī)、咖啡機(jī)、洗衣機(jī)等大批小型設(shè)備逐漸入駐校園，分散在辦公樓、宿舍樓等各處。傳統(tǒng)的水電能管理辦法像人工抄表、手動錄入及核算數(shù)據(jù)等耗時耗力，管理效率低下，不僅缺乏即時性和準(zhǔn)確性，還存在商戶欠費(fèi)難追繳等一系列問題。校園后勤管理亟需一種簡單、高效的智能系統(tǒng)，對校內(nèi)商戶的用電、用水等進(jìn)行科學(xué)化管理?；诖朔N需求，本文進(jìn)行了深入研究，探討將物聯(lián)網(wǎng)(The11116X0-ofThings，I0T)技術(shù)引入校園后勤智能管理。建立校園物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一接入標(biāo)準(zhǔn)，搭建校園LoRa$LongRange)物聯(lián)網(wǎng)智慧平臺，配合數(shù)量較少的低成本基站，設(shè)計出一套IT智能水、電表遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)。旨在實(shí)現(xiàn)對校園用電、用水設(shè)施的統(tǒng)一化管理，遠(yuǎn)程自動抄表、智能提醒，繳費(fèi)即通、欠費(fèi)即停。在該系統(tǒng)設(shè)計中，我們對接了校園一卡通平臺，并將其作為水電費(fèi)繳費(fèi)渠道，實(shí)現(xiàn)商戶線上自助查詢和繳費(fèi)，降低人力、時間等管理成本、*大的提升了管理效率。
1無線傳輸通訊技術(shù)的選用
針對智能水電表管理這種遠(yuǎn)距離、低功耗、室外大規(guī)模接入的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，目前市場上大多采用的是基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：NB-IoT(NarrowBandIntemetofThings)，NB-IoT由運(yùn)營商統(tǒng)一部署覆蓋全國網(wǎng)絡(luò)。而高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，除了考慮技術(shù)可行性，還需考慮成本控制、風(fēng)險控制等各因素，Semech公司推出的LoRa屬于線性擴(kuò)頻的無線傳輸通訊技術(shù)，可以通過Mesh、星型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和架構(gòu)實(shí)現(xiàn)用戶自行組網(wǎng)，靈活性好、易于管控。兩種通訊技術(shù)的部署方式和相關(guān)特點(diǎn)對比如表1所示。
LoRa采用的是直序擴(kuò)頻，使得擴(kuò)頻調(diào)制后的信號所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息*需的*小帶寬。通過融合數(shù)字信號處理和糾錯編碼等相關(guān)技術(shù)，LoRa具備了遠(yuǎn)距離、低功耗、以及性特點(diǎn)，維護(hù)和支持成本也較為低廉，非常適合低頻度、小數(shù)據(jù)傳輸。
LoRaWAN是基于LoRa遠(yuǎn)距離通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的一套系統(tǒng)架構(gòu)和通訊協(xié)議，按照通訊協(xié)議分層，LoRa定義的是物理層，而LoRaWAN定義的是MAC層。
LoRaWAN技術(shù)搭配少數(shù)成本較低的基站，即可在校園區(qū)域內(nèi)靈活部署、搭建一個具有數(shù)百甚至上千臺設(shè)備的智能網(wǎng)絡(luò)。它的覆蓋范圍不只局限在寬闊的室外，還可延伸到室內(nèi)甚至地下室、地下電井等空間，從而實(shí)現(xiàn)長距離、大容量、低電池消耗的傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)擴(kuò)展。因其使用的是非授權(quán)頻段，組建成本較低，據(jù)可，種技術(shù)部署校園物聯(lián)網(wǎng)的多樣化場景需求。采集小數(shù)據(jù)的LoRa傳感器，如路燈控制、水表、電表等，再配上適合的電池可以使用較長的時間。
基于上述特點(diǎn)，本物聯(lián)網(wǎng)平臺的搭建以及智能管理的設(shè)計上，選擇了LoRaWAN這種技術(shù)。設(shè)計實(shí)現(xiàn)的IOT智能水、電表管理構(gòu)如圖1所示。
該架構(gòu)主要由智能終端（內(nèi)置低功耗電、持LoRaWAN協(xié)議的采集器，負(fù)責(zé)收集據(jù)）、網(wǎng)關(guān)（G/eway，也稱為基站，負(fù)責(zé)據(jù)、協(xié)議、數(shù)據(jù)）、絡(luò)服務(wù)器（NetwoiSever）和系統(tǒng)應(yīng)用（本方案中即為IOT智能水、電表管理）匹組成。采集端使用供電，與LoRaWAN網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)雙向；網(wǎng)關(guān)WiFi網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)服之間雙向，從而實(shí)現(xiàn)自動抄表的數(shù)據(jù)傳輸。
2系統(tǒng)總體方案設(shè)計
2.1需求分析設(shè)計
通過前期調(diào)研，該智能水電表管理系統(tǒng)需求分析設(shè)計如下：
商戶管理：對校內(nèi)商戶水、電表設(shè)施實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，并提供合同基本費(fèi)率等關(guān)鍵指標(biāo)的管理。
水、電表管理：對水電的用量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時智能上報和采集。根據(jù)對水電表的初始檢測實(shí)現(xiàn)智能通斷電，欠費(fèi)即停、繳費(fèi)即通。賬戶管理：實(shí)現(xiàn)商戶余額不足提醒，設(shè)備狀態(tài)、余額、繳費(fèi)清單等的查詢。充值繳費(fèi)：實(shí)現(xiàn)商戶線上自助繳費(fèi)、余額查詢，方便財務(wù)管理。
2.2系統(tǒng)功能設(shè)計
根據(jù)確認(rèn)后的系統(tǒng)需求，本文設(shè)計智能水、電表管理系統(tǒng)對應(yīng)功能模塊如圖2所示。
基礎(chǔ)系統(tǒng)模塊：實(shí)現(xiàn)角色的管理等基礎(chǔ)設(shè)置。業(yè)務(wù)系統(tǒng)模塊：實(shí)現(xiàn)商戶的管理、關(guān)聯(lián)水電表的狀態(tài)檢測和計量計費(fèi)，自動通斷電、自助充值繳費(fèi)等。
2.3繳費(fèi)模塊設(shè)計
在繳費(fèi)模塊的實(shí)施環(huán)節(jié)，本文特別設(shè)計了與校園一卡通平臺的無縫對接。為每個接入商戶開設(shè)了校一卡通賬戶，商戶關(guān)注學(xué)校微信服務(wù)號，即可進(jìn)行賬戶的信息綁定，實(shí)現(xiàn)線上水電自助繳費(fèi)、余額查詢以及充值記錄的查詢等。這種充值方式即方便了商戶自助繳費(fèi)，又簡化了對賬和結(jié)算流程、減輕了學(xué)校的管理壓力。
3智能水、電表的管理
3.1系統(tǒng)管理平臺
IOT智能水電表管理系統(tǒng)是通過IOTP(InternetOpenTradingProtocol，網(wǎng)絡(luò)開放貿(mào)易協(xié)議)來讀取水、電表定時上報的電量信息，向電表發(fā)送合閘/拉閘的命令，返回其狀態(tài)值。
智能水、電表系統(tǒng)后臺管理界面如圖3所示。
系統(tǒng)后臺可以實(shí)時監(jiān)測每個接入商戶的即時賬戶余額、合同有效期、費(fèi)率，以及各商戶名下的水電表安裝位置、各自用量等信息。為了簡化結(jié)算流程，本文設(shè)計將水電表的用量以商戶為單位進(jìn)行匯總統(tǒng)-結(jié)算。
3.2商戶費(fèi)用查詢及繳納
商戶余額查詢：商戶可以登陸web頁面或者通過學(xué)校微信服務(wù)號綁定其一卡通賬號，實(shí)現(xiàn)線上自助查詢。一卡通管理平臺通過調(diào)用用電管理系統(tǒng)的“查詢商戶信息"接口，返回商戶的基礎(chǔ)信息，調(diào)用“電費(fèi)充值"接口返回商戶的卡號、充值金額、*一序列號等狀態(tài)信息。接口示例如圖4所示。
通過Web管理后臺，商戶可自行查詢名下所有設(shè)施的用水、電總量單項(xiàng)設(shè)施的即時用量及狀態(tài)，也可以通過繳費(fèi)清單查詢繳費(fèi)記錄，如圖5所示。
商戶費(fèi)用繳納：商戶在學(xué)校微信服務(wù)號上，首先綁定為其開設(shè)的校園一卡通賬號，對校園卡進(jìn)行充值，然后使用校園卡余額對水電費(fèi)進(jìn)行自助繳納，充值頁面同步顯示當(dāng)前賬戶余額。充值繳費(fèi)頁面如圖6所示。
4系統(tǒng)測試和運(yùn)行
為了檢測系統(tǒng)是否滿足功能需求、商戶管理和使用過程中各環(huán)節(jié)是否運(yùn)行通暢，測試期建立了測試商戶來模擬商戶使用，并在試運(yùn)行期間完善了一些細(xì)節(jié)性問題如：商戶線上充值頁面增加“當(dāng)前賬戶余額"展示，方便商戶查詢賬戶即時信息；將單個商戶下所有水電表的用量匯總實(shí)行統(tǒng)一結(jié)算，簡化結(jié)算流程；同時隨著商家的不斷入駐，在信號盲區(qū)增加基站進(jìn)行補(bǔ)盲覆蓋。
目前這套IOT智能水電表管理系統(tǒng)已在校內(nèi)具體實(shí)施數(shù)月有余，運(yùn)行良好。從學(xué)校后勤、財務(wù)等管理部門和使用商戶的反饋來看，此次將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到校園智慧管理的初步嘗試較為成功。
5AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺
5.1平臺概述
AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理解決方案針對校園能源統(tǒng)計、后勤計費(fèi)管理、校園運(yùn)維管理等提供高校的信息化管理平臺。從“源、網(wǎng)、荷、儲、充"多個角度解析高校當(dāng)下及未來的用能問題及用能需求，在統(tǒng)一的需求下“實(shí)現(xiàn)能源互補(bǔ)、信息互通"等管理模式。助力學(xué)校管理智能化、數(shù)字化、綜合化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能校園、綠色校園、低碳校園。
5.2平臺組成
AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺采用開放的分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要由設(shè)備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層組成。平臺融合電力監(jiān)控、電能統(tǒng)計、電氣安全、電能質(zhì)量分析及治理、智能照明控制、預(yù)付費(fèi)等功能，用戶通過瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個平臺即可全局、整體的對企業(yè)用電進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運(yùn)維，同時滿足企業(yè)用電可靠、安全、節(jié)約、高效、有序的要求。
5.3平臺架構(gòu)
圖1安科瑞高校綜合能效管理方案架構(gòu)拓?fù)?/p>
6.1校園電力監(jiān)控與運(yùn)維
集成設(shè)備所有數(shù)據(jù)，綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運(yùn)行，集中調(diào)控，集中監(jiān)控，數(shù)字化巡檢，移動運(yùn)維，班組重新優(yōu)化整合，減少人力配置。
6.2后勤計費(fèi)管理
采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)抄表付費(fèi)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計費(fèi)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、費(fèi)率設(shè)置、賬單統(tǒng)計匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設(shè)置補(bǔ)貼方案。通過能源付費(fèi)管理方式，培養(yǎng)用能群體和部門的節(jié)能意識。
6.2.1宿舍用電管理
針對學(xué)生宿舍用電進(jìn)行管理控制：可批量下發(fā)基礎(chǔ)用電額度和定時通斷功能；
可進(jìn)行惡性負(fù)載識別，檢測違規(guī)電氣，并可獲取違規(guī)用電跳閘記錄；
6.2.2商鋪水電收費(fèi)
針對校園超市、商鋪、食堂及其他針對個體的水電用能進(jìn)行預(yù)付費(fèi)管理
6.2.3充電樁管理平臺
充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲、充"信息能源結(jié)構(gòu)中是必*。充電樁應(yīng)用管理同樣是校園生活服務(wù)中必*一部分。
6.2.4智能照明管理
通過對高校路燈的全局監(jiān)測，提供對路燈靈活智能的管理，實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)任一線路，任一個路燈的定時開關(guān)、強(qiáng)制開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)，以及定時控制方案靈活設(shè)置，確保路燈照明的智能控制和高效節(jié)能。
6.3能源管理系統(tǒng)
針對校園水、電、氣等各類接入能源進(jìn)行統(tǒng)計分析，包含同比分析、環(huán)比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。
按校園建筑的分類進(jìn)行采集和統(tǒng)計的各類建筑耗電數(shù)據(jù)。如辦公類建筑耗電、教學(xué)類建筑耗電、學(xué)生宿舍耗電等，對數(shù)據(jù)分門別類的分析，提供領(lǐng)導(dǎo)決策，提高管理效能。
構(gòu)建符合校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)容及要求的數(shù)據(jù)庫，能自動完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作，自動生成各種形式的報表、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計報告，能夠監(jiān)測能耗設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置控制策略，達(dá)到節(jié)能目的。
6.4智慧消防系統(tǒng)
智慧消防云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動報警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對這些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行智能化感知、識別、定位，實(shí)時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災(zāi)預(yù)防，到火情報警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運(yùn)行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運(yùn)行狀況，并能夠在出現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nèi)，相關(guān)報警和事件信息通過手機(jī)短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達(dá)相關(guān)人員。
7平臺部署硬件選型
7.1電力監(jiān)控與運(yùn)維平臺
應(yīng)用場合 | 產(chǎn)品 | 型號 | 功能 |
變電所運(yùn)維云平臺 |
| AcrelCloud-1000 | AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動通訊等技術(shù)開發(fā)的云端管理平臺，滿足用戶或運(yùn)維公司監(jiān)測眾多變電所回路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運(yùn)行溫度、現(xiàn)場設(shè)備或環(huán)境視頻場景等需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一個中心，集中存儲、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶通過電腦、手機(jī)、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警，并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。 |
智能網(wǎng)關(guān) |
| Anet系列 | 8個RS485串口2kV隔離，2個以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入，支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC-60870-5-104等上傳協(xié)議、支持多中心不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，裝置電源：220VAC/DC。 |
| ANet-2E4SM | 4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTC、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。支持4G擴(kuò)展模塊，485擴(kuò)展模塊，*多可擴(kuò)展16路。 | |
10KV進(jìn)/饋線 |
| AM6-L | 相間電流速斷保護(hù)，相間限電流速斷保護(hù)（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護(hù)（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護(hù)，反時限相間過流保護(hù)（可帶低壓閉鎖），零序反時限過流保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)，控制回路異常告警。 |
10/0.4KV變壓器 | AML-S | 分合閘位置、手車工作/試驗(yàn)位置、接地刀閘位置、硬接點(diǎn)信號(保護(hù)跳閘、裝置告警、控制回路斷線、裝置異常、未儲能、事故總等)、報文(過流、過負(fù)荷、超溫報警、過溫報警、裝置告警、PT斷線、CT斷線、對時異常等)、遙控開關(guān)、故障波形分析(故障錄波、故障波形、故障記錄、跳閘、故障電流電壓)等。 | |
35kV/100kV/6kV 間隔智能操控、 35kV/10kV/ 6kV傳感器 |
| ASD500 | 一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、自動溫濕度控制及顯示（標(biāo)配一路強(qiáng)制加熱）、遠(yuǎn)方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應(yīng)、柜內(nèi)照明控制、RS485接口、高壓柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無線測溫。 |
35kV/10kV/ 6kV傳感器 |  | 合金片固定，CT感應(yīng)取電，啟動電流大于5A，測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃；無線傳輸距離空曠150米； | |
35kV/10kV/6kV 間隔電參量測量 |
| APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實(shí)時及需量；電流、電壓不平衡度；負(fù)載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示； |
變壓器接頭測溫低壓進(jìn)出線柜接頭測溫 |
| ARTM-Pn | 可至多配套60個ATE400測溫傳感器，無線溫度傳感器ATE400適用于手車式動觸頭，電纜與母排搭接處，隔離刀閘搭接處等電氣搭接點(diǎn)的溫度測量，采用捆綁式安裝?？墒褂肁TC-400無線測溫接收器接收數(shù)據(jù)。該終端可單獨(dú)安裝在高壓柜、低壓抽屜柜內(nèi)。 |
中低壓回路 |
| WHD72-11 | WHD溫濕度控制器產(chǎn)品主要用于中高壓開關(guān)柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等設(shè)備內(nèi)部溫度和濕度調(diào)節(jié)控制。工作電源：AC/DC85～265V工作溫度：-40.0℃～99.9℃工作濕度：0RH～99RH |
| ADW300 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（正、反向）、四象限無功電能、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次）；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級（改造項(xiàng)目適用） | |
| DTSD1352 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相總有功電能，總正反向有功電能統(tǒng)計，總正反向無功電能統(tǒng)計；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 |
7.2后勤計費(fèi)管理
7.2.1宿舍/商業(yè)預(yù)付費(fèi)平臺
應(yīng)用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護(hù)功能 |
預(yù)付費(fèi)云平臺 | AcrelCloud-3200 |
| 系統(tǒng)為B/S架構(gòu)，主要包括前端管理網(wǎng)站和后臺集抄服務(wù)，配合公司的預(yù)付費(fèi)電表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用戶計量箱ADF300L系列，實(shí)現(xiàn)電能計量和電費(fèi)管理等功能。另外可以選配遠(yuǎn)傳閥控水表組成水電一體預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，達(dá)到先交費(fèi)后用水的目的，剩余水量用完自動關(guān)閥。 |
智能數(shù)據(jù)采集 | Anet系列 |
| 8個RS485串口2kV隔離，2個以太網(wǎng)接口，支持ModbusRTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入，支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC-60870-5-104等上傳協(xié)議、支持多中心不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，裝置電源：220VAC/DC。 |
ANet-2E4SM |
| 4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。支持4G擴(kuò)展模塊，485擴(kuò)展模塊，*多可擴(kuò)展16路。 | |
ABox5000 |
| 多路RS485接口，能對多種終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集 支持網(wǎng)口通過ModbusTcp協(xié)議采集其它系統(tǒng)或設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)提供6路DC12/24V電壓輸出接口支持4級遙測越限告警，遙信變位告警功能支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳功能，實(shí)時檢測，防止數(shù)據(jù)丟失 | |
計量及預(yù)付費(fèi)儀表 | DDSY1352-Z |
| ·全電參量測量：U、1、P、Q、S、PF ·預(yù)付費(fèi)功能：可設(shè)置欠費(fèi)蔬閘功能，除欠用電功能 ·惡性負(fù)數(shù)識別，作息時間 ·RS-485通訊接口，MODBUS或DL／T645規(guī)約 ·具有CPA證書 |
DTSY1352-Z |
| .全電參量測量：U、1、P、Q、S、PF ·不平衡度、2-31次請波測量 .數(shù)據(jù)凍結(jié)功能 ·高精度0.5S級電能計量 ·預(yù)付費(fèi)功能 ·惡性負(fù)載識別，作息時間管理 ·RS-485通訊接口，MODBUS或DL／T645規(guī)約 ·具有CPA證書、發(fā)明證書 | |
ADW300 |
| 支持多種通訊方式：支持RS-485，NB-loT、LoRa、WIFI及4G通訊 支持多種規(guī)格外置開口式互感器，方便改造項(xiàng)目接線 支持多路DUDO、溫度、漏電監(jiān)測 ·具有電能質(zhì)量分析和需量統(tǒng)計功能 ·具有CPA證書 | |
DDSY1352-xDM |
| 一進(jìn)多出，可實(shí)現(xiàn)宿舍照明，插座、空調(diào)，衛(wèi)生間等用電分路計量和控制 ·諧波1％（2-42），2％（43-63） ·全電參量測量：U、1、P、Q、S、PF ABox5000數(shù)據(jù)融合終端 ·預(yù)付費(fèi)功能：基礎(chǔ)用電下發(fā) ·支持網(wǎng)口通過ModbusTcp協(xié)議采集其它系統(tǒng)或設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù) 多路RS485撞口，能對多種終瑞設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集 ·惡性負(fù)載識別：阻性負(fù)載識別、相位插座識別、夜間小功率載跳閘記錄 ·提供6路DC12／24V電壓輸出接口 ·作息時間管理 | |
ADF40系列 |
| 支持12路三相或36路單相組合計量，可單三相混用，直接接入與互感器接入混用： 全電參量測量：U、1、P、Q、S、PF ·高精度0.5S級電能計量 ·預(yù)付費(fèi)功能 ·惡性負(fù)載識別，作息時間管理 | |
LXSY系列 |
| ·預(yù)付費(fèi)功能∶∶先買水后用水，欠費(fèi) 關(guān)闖 遠(yuǎn)傳功能支持總線通訊和物聯(lián)網(wǎng) 通訊 雙顯功能電子顯示和機(jī)械字輪顯 示 閥門自動維護(hù)、IP68防防護(hù)ENC測試達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)、克服環(huán)境 電磁干擾影響，穩(wěn)定性強(qiáng) | |
中壓產(chǎn)品 | AM系列綜合保護(hù)裝置 |
| 具有級強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理，邏輯造算和信息存儲能力，可為35kY及以下電壓等級的進(jìn)線，饋線、變壓器，高壓電動機(jī)，高壓電容器等對象提供過負(fù)荷、低電壓、過電壓、熱過載、非電量等保護(hù)功能，防止事故擴(kuò)大，降低高價值設(shè)備損壞的風(fēng)險。 |
APView500 |
| 相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓／電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動／閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點(diǎn)波形采樣、觸發(fā)及定時錄波，波形實(shí)時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內(nèi)存32G，16D0+22D1，通訊 2RS485+1RS232+1GPS，3以太網(wǎng)接口（＋1維護(hù)網(wǎng)口）＋1USB接口，支持U盤讀取數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議。 | |
高壓智能儀表及用電安全監(jiān)控裝置 | APM系列 |
| 全電量測量，四象限電能，復(fù)費(fèi)率電能，儀表內(nèi)部溫度測量，總有功、總無功、總視在電能脈沖輸出、秒脈沖等可選。三相電流、有功功率、無功功率、視在功率實(shí)時需量及*大需量(包含時間戳)。電流、線電壓、相電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、電流總諧波、電壓總諧波的本月*值和上月*值(包含時間戳)。中文顯示，有功電能0.2s級。通訊方式：RS485，Prifibus-DP、以太網(wǎng) |
AEM系列 |
| 三相電力參數(shù)測量、電壓和電流的相角、四象限電能計量、復(fù)費(fèi)率、*大需量、歷史電能統(tǒng)計、開關(guān)量事件記錄、歷史極值記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開關(guān)量、報警輸出 通訊方式：RS485接口，支持Modbus-RTU協(xié)議 | |
ARCM系列 |
| ARCM系列電氣火災(zāi)探測器可對配電回路的剩余電流、導(dǎo)線溫度等火災(zāi)危險參數(shù)實(shí)施監(jiān)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(dǎo)致的電氣火災(zāi). |
7.2.2充電樁管理平臺
應(yīng)用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護(hù)功能 |
充電樁管理平臺 | AcrelCloud-9000 | 采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。 | |
新能源汽車充電樁 | AEV-AC007D-LCD |
| 輸入輸出電壓：AC220V 1個充電接口，充電線長5米；輸出功率7km；掃碼、刷卡支付：標(biāo)配無線通訊：4G、WIFI、藍(lán)牙三選一（下單備注規(guī)格，無備注默認(rèn)4G通訊）。 |
AEV-DC060S |
| 直流60kw雙槍一體充電機(jī) | |
AEV-DC120S |
| 直流120kw雙槍一體充電機(jī) | |
智能電動車充電樁 | ACX10系列 |
| 10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識別、遠(yuǎn)程升級、功率識別、獨(dú)立計量、告警上報。 ACX10A-TYHN：防護(hù)等級IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費(fèi)充電 ACX10A-TYN：防護(hù)等級IP21，支持投幣、刷卡，免費(fèi)充電 ACX10A-YHW：防護(hù)等級IP65，支持刷卡，掃碼，免費(fèi)充電 ACX10A-YHN：防護(hù)等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費(fèi)充電 ACX10A-YW：防護(hù)等級IP65，支持刷卡、免費(fèi)充電 ACX10A-MW：防護(hù)等級IP65，僅支持免費(fèi)充電 |
ACX2A系列 |
| 2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率2200W，總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護(hù)、過載保護(hù)、空載保護(hù)、故障回路識別、遠(yuǎn)程升級、功率識別，報警上報。 ACX2A-YHN：防護(hù)等級IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護(hù)等級IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護(hù)等級IP21，支持刷卡充電 |
7.2.3智能照明管理
應(yīng)用場景 | 產(chǎn)品 | 型號 | 功能 | |
普通照明 | 配電箱 |
| ASL220-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴(kuò)展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤5VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出，輸出可通過按鈕手動控制，輸出狀態(tài)液晶屏顯示。 4、2路開關(guān)量輸入，可接入開關(guān)、報警、人體紅外感應(yīng)器等信號。 5、外形尺寸：144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝 |
按鍵面板 |
| ASL220-F1/2 | 1聯(lián)兩鍵 1、ALIBUS總線場景面板，通信鏈路供電； 2、1聯(lián)2鍵輕觸按鍵，多彩背光指示，金、黑、灰可選； 3、每個按鍵支持長按、短按功能，均可實(shí)現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、場景控制； 4、外形尺寸：86mm(W)*86mm(H)*24mm(D)； 5、86底盒安裝 | |
探測器 |
| ASL220-PM/T | PIR+照度傳感器 1、ALIBUS總線傳感器，通信鏈路供電，功耗：20mA@24V； 2、特殊運(yùn)算電路，可通過紅外感應(yīng)探測到人體動作； 4、安裝方式：嵌入式； 5、外形尺寸：ф80mm*33mm；產(chǎn)品外露尺寸：ф80mm*2.5mm | |
備用照明 | 雙切箱 |
| ASL210-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴(kuò)展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤3VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出。 4、1路開關(guān)量輸入，可接入開關(guān)、報警、人體紅外感應(yīng)器等信號，1路485通訊。 5、外形尺寸：108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防聯(lián)動啟動一般照明（備用照明）。 7、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝 |
應(yīng)用場景 | 產(chǎn)品 | 型號 | 功能 | |
普通照明 | 配電箱 |
| ASL220-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴(kuò)展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤5VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出，輸出可通過按鈕手動控制，輸出狀態(tài)液晶屏顯示。 4、2路開關(guān)量輸入，可接入開關(guān)、報警、人體紅外感應(yīng)器等信號。 5、外形尺寸：144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝 |
按鍵面板 |
| ASL220-F1/2 | 1聯(lián)兩鍵 1、ALIBUS總線場景面板，通信鏈路供電； 2、1聯(lián)2鍵輕觸按鍵，多彩背光指示，金、黑、灰可選； 3、每個按鍵支持長按、短按功能，均可實(shí)現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、場景控制； 4、外形尺寸：86mm(W)*86mm(H)*24mm(D)； 5、86底盒安裝 | |
探測器 |
| ASL220-PM/T | PIR+照度傳感器 1、ALIBUS總線傳感器，通信鏈路供電，功耗：20mA@24V； 2、特殊運(yùn)算電路，可通過紅外感應(yīng)探測到人體動作； 4、安裝方式：嵌入式； 5、外形尺寸：ф80mm*33mm；產(chǎn)品外露尺寸：ф80mm*2.5mm | |
備用照明 | 雙切箱 |
| ASL210-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴(kuò)展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤3VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出。 4、1路開關(guān)量輸入，可接入開關(guān)、報警、人體紅外感應(yīng)器等信號，1路485通訊。 5、外形尺寸：108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防聯(lián)動啟動一般照明（備用照明）。 7、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝 |
IP網(wǎng)關(guān) |
| ASL200-485-IP | IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器（ALIBUS<-->TCP/IP） 1、1路ALIBUS通信總線接口。 2、1路RS485 3、1路以太網(wǎng)接口，以太網(wǎng)通訊 4、串口速率1200~115200bps可配置。串口支持標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU協(xié)議。 5、外形尺：96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D)。 6、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝 7、IP地址設(shè)置連接、ALIBUS系統(tǒng)組網(wǎng)擴(kuò)容、ALIBUS通訊軟件連接 | |
IP輔助電源 |
| ASL200-P20 | 輔助電源 1、輸入電壓范圍：176-264VAC 2、輸出電壓及功率：24VDC/20W 3、電壓調(diào)整范圍：21.6~29V 4、工作溫度：-40~+70℃ 5、外形尺寸：96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D) 6、35mm標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌式安裝 | |
7.3能源管理系統(tǒng)
應(yīng)用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護(hù)功能 |
能耗管理云平臺 | AcrelCloud-5000 |
| 采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。 |
智能網(wǎng)關(guān) | Anet系列網(wǎng)管 |
| 采用嵌入式硬件計算機(jī)平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。 |
高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜 | APM810 |
| 具有全電量測量，電能統(tǒng)計，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計，當(dāng)客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時，只需在背部插入對應(yīng)模塊即可。 |
APM520 |
| 三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，*大需量，支持付費(fèi)率，越限報警，SOE，4-20mA輸出。 | |
低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜 | AEM96 |
| 三相多功能電能表，均集成三相電力參數(shù)測量及電能計量及考核管理，提供上24時、上31日以及上12月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現(xiàn)“遙信"和“遙控"功能，并具備報警輸出，可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。 |
動力柜 | ACR120EL |  | 測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實(shí)時電力監(jiān)控系統(tǒng)。 |
DTSD1352 |
| DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進(jìn)行時鐘、費(fèi)率時段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對電能表的各項(xiàng)技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 | |
AEW100 |
| 三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費(fèi)率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 |
7.4
8結(jié)束語
人工管理、IC卡管理及本文設(shè)計實(shí)現(xiàn)的IOT智能水電表管理模式對比如表2所示。
與以往傳統(tǒng)管理模式相比，本文通過搭建校園物聯(lián)網(wǎng)平臺，設(shè)計了一套IOT智能水電表管理系統(tǒng)，對校園內(nèi)各商戶的水、電表進(jìn)行統(tǒng)一科學(xué)化管理，遠(yuǎn)程自動抄表、智能提醒。該系統(tǒng)不僅解決了以往人工抄表效率低、誤差大、商戶欠費(fèi)難追繳等問題，還能更加準(zhǔn)確便捷的了解用水、電情況，并根據(jù)能耗等制訂后期節(jié)能計劃。
另外，通過對接校一卡通平臺，采用校園卡線上自助繳費(fèi)的模式來進(jìn)行水電費(fèi)用的收繳，不僅大大減輕了財務(wù)部門的管理負(fù)擔(dān)，也使得整個水電能計量收費(fèi)的管理體系更加*準(zhǔn)、規(guī)范，*大地提高了后勤管理的工作效率。
這套系統(tǒng)的成功運(yùn)行充分證明了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在校園管理方面的積極作用。搭建的LoRa物聯(lián)網(wǎng)平臺接下來還會接入更多的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)施，如智能門鎖、地磁感應(yīng)、智能路燈等，開拓校園物聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用，積極助力智慧校園的建設(shè)和發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
【1】周克良，聶叢楠，邢素林.基于物聯(lián)網(wǎng)Andmid平臺的智能多用戶電表系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2018，41(4)&116-118.
【2】邵澤華.智能燃?xì)獗淼臒o線通信技術(shù)[J].煤氣與熱力，2016，36(03)，85-89.
【3】王亞楠，梁震魯，李廣福，陳強(qiáng)等.基于LoRaWAN的高校IOT智能水電表管理系統(tǒng)的設(shè)計及實(shí)現(xiàn)[J].齊魯工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2020，34(6)&39-43.
【4】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.
【5】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.
