【摘要】本文主要討論了預付費用電管理系統軟、硬件的構建方法，軟件系統的各個模塊設計，以及軟、硬件設計過程中解決的主要問題。

【關鍵詞】預付費電能表硬件設計軟件設計

引言

預付費電能表近幾年在我國被普遍使用，使用這種新型電能計量儀表可以避免電費欠費和實現電費收繳管理信息化。預付費用電管理系統利用讀寫卡機，對卡介質上的收費數據進行讀寫操作，實現預存電費，密碼管理、電價調整、補卡操作、用戶查詢、自動統計等功能。操作員使用方便，數據管理安全，用戶界面友好。

一、系統概述

該系統包括電能銷售營業、電價及電費管理、用電業務管理和電表信息管理等。與傳統用電收費模式不同，預付費售電用電管理模式是把電能當作普通商品。用戶繳費方式由供電公司上門抄收變為窗口交易，因而，各售電窗口應該是多點大范圍聯網。作為一個管理嚴謹的售電系統，各個功能是由供電公司內部多個部門分工協作完成，如用電部門負責業擴、增容、變更和抄表等業務，計量部門負責表計資產和維護等業務，財務負責電價、電費和作賬等業務，而營業點負責收費、寫卡等業務，因而，供電公司的售電管理系統應是基于計算機網絡的分工協作系統，既然是電能商品營業系統，就應充分體現“窗口”概念。因而需要銀行聯網或留有計算機網絡接口，實施全天候多點服務。預付費售電系統結構如圖1所示。

圖1預付費售電系統結構圖

因各個表廠的電表功能、購電卡、密碼、數據結構以及讀寫卡裝置一般都不兼容，該系統能容納多種讀寫卡裝置和多種購電存儲介質，實現同一系統兼容多個表廠的卡介質，還要考慮與將來可能會出現的虛擬介質(如無線、載波、電子商務加密數據、銀行委托等)的接口問題，能通過虛擬介質實現預付費功能。

二、用電管理系統軟件的構建

典型的預付費用電管理系統拓撲結構圖1所示，該系統軟件分為營業子系統和數據管理子系統

1營業系統

營業系統是用戶和“售電”員進行電能商品買賣交易的窗口，其功能有：

1.1售電管理

用戶持卡到系統內任一個窗口購電，售電員插卡到寫卡機為該用戶所購電量“寫”卡，其電價信息由該系統自動按購電卡同用戶代碼根據用電部門在該用戶開戶時所確定的用電性質及財務科所確定的電價來確定，“售電”員無定電價的權限也無法輸入電價到售電終端上。

1.2票據管理

當“售電”員“寫卡”后，售電終端即自動打印收據或發票，或在月末財務匯總月用電量后，再打印發票。若因操作或設備等原因造成收據或發票打印失敗，可在故障排隊后補打印。

1.3掛失補卡處理

若用戶的購電卡遺失，可向“售電”員申請掛失，設置一定的時限，認定確已遺失，再向“售電”員申請補卡，“售電”員在向用戶詢問清楚卡上數據是否全部輸入電表后補卡，若用戶謊報情況則補卡數據電表不予確認，補卡失敗。補卡收費標準由財務科子系統預先設置，“售電”員只按標準收費并打印收據或發票。

1.4報表打印

每當到工作日結束和月末時，應按線路號、變壓器臺區號、用電性質打印日報表和月報表以便屆時和財務對賬。若操作或設備原因造成打印失敗，可在故障排除后繼續補打印。

1.5卡查詢

在用戶購電時，“售電”員查核由電表返寫到卡中的累計用電量、剩余電量、購電次數、裝電次數等用電信息，和系統數據庫信息核對，若發現問題，則立即停售并和用電部門和計量室等有關部門取得聯系，以查明情況。

1.6密碼管理

經財務科或售電系統責任人向售電員授權，售電員在自己售電終端設置個人密碼，只有售電人員本人才能找開終端進行售電及其它相關操作。

2數據管理系統

數據管理系統又基本可分為財務、用電和計量3個子系統。

2.1財務管理子系統

該子系統既是電價、雜費和綜合報表的賬務系統，又是整個預付費售電系統的安全性歸口管理系統。其功能模塊有：

(1)電價管理。根據其電價組成和用電性質來確定分項電價

和綜合電價。

(2)雜費管理。確定補卡、增容費率、變更等多項費用標準。

(3)報表。按線路號、變壓器臺區號、用電性質統計和匯總用電量、售電量等多項數據并能計算打印出月報表和年報表。

(4)權限管理。所有子系統、所有售電終端的合法操作員進

行操作使用都由該財務子系統來授權。各子系統的操作人員由該模塊程序確定、由該模塊來分配安排各級管理員的管理范圍和密碼，該模塊為系統安全管理模塊，只有系統管理員才能操作該模塊，安全級別*高。

(5)數據備份。為確保整個數據庫的安全性，要對當天數據進行備份。如數據因某種原因受到攻擊或破壞時，可將備份數據恢復。

2.2用電管理子系統

該子系統向用電部門提供對用戶用電業務管理的功能。如報裝、增容、抄表(也可歸口到營業)等業務。

(1)報裝。輸入用戶填寫的用戶用電申請中的相關信息資料，如戶號、戶名、地址、電壓等級、容量和表計其它相關信息(如報警電量、允許跳閘次數等)，在配表后即將表計相關信息(許可容量、允許跳閘次數、報警電量等數據)由該地區寫卡機“寫”入購電卡(或其它介質)中。

(2)增容。當用戶在開戶或上次增容后仍需擴大用電容量(否則當用電負荷超過許可容量時，帶有負荷控制的預付費表會跳閘斷電)，須辦理增容，經審批通過后，在此由該地區寫卡機

“寫入”新的(增加后的)許可容量及相關信息(如報警電量、允許跳閘次數)到購電卡(或其它介質中)。

(3)變更。當用戶需辦理減容、過戶、銷戶、改類等業務，在此輸入相關變更信息到相應數據庫文件中，相關業務(與增容操作相似)也要向購電卡(或其它介質)“寫”入相關信息。

(4)抄表。對于有些虛擬介質、集中抄表方式，可通過有線和

無線信道(虛擬介質)，將各用戶表中用電信息按固定抄表日自動抄入系統，暫時未安裝預付費表的用電戶個別輸入，作為結算憑據之用。對Ic卡預付費電能表進行不定期隨機抽查，數據作為稽查憑據。

3計量管理信息子系統

該子系統對表計進行全過程資產管理。在表計進庫時對電表規格、參數進行登記，將產權編號管理存檔。當用電部門安裝表計時，可對裝表地址、戶主進行登錄。也可以根據用戶情況，自動配表。

4其它子系統

該系統能組合其他功能的子系統，如用戶查詢子系統，用戶通過觸摸屏計算機，當用戶輸入電表信息后，系統顯示電費使用情況、電表相關數據信息。再如上級部門查詢子系統等。

三、安科瑞Acrelcloud-3200預付費水電云平臺

1.概述

AcrelCloud-3200預付費水電云平臺是安科瑞公司研制的與DDSY-1352單相電子式預付費電能表及DTSY-1352三相電子式預付費電能表配套的售電管理系統。另外可以選配遠傳閥控水表組成水電一體預付費系統，達到先交費后用水的目的，剩余水量用完自動關閥。主要完成電能表/水表參數設置，商戶售電/售水管理及能耗管理工作，操作簡便，實現物業公司遠程實時操作實時監控，具有良好的人機界面，能夠有效的統計和管理數據。安裝方便，是用電管理部門、商業廣場和物業小區，提高用電用水管理水平，解決收費難問題的理想產品。

2.應用場所

本平臺適用于公寓出租戶、商業廣場、公寓酒店、物業小區、寫字樓、物流倉儲、高校、連鎖超市、智慧園區、農貿市場等場所。

3.系統結構

4.系統功能

4.1房間監控

清晰簡潔的展示所有房間狀態信息，所屬樓棟樓層，在線失連情況，費用狀態等，進入房間詳情可對房間當前實時信息進行查看，并可了解當天用電量和使用金額情況，可對房間內的電表進行各種遠程控制操作，比如開戶、電價設置，售電、退電、報警金額設置、分合閘操作等等。

4.2電戶開表

系統針對商鋪開戶不僅支持一戶一表，也支持一戶掛多表的需要;支持自定義電價方案，單一電價、尖峰平谷電價、階梯電價等:支持預先設置開戶信息后期一鍵開戶;支持設置電表合額告警默認三級告警，告警金額和次也可以自定義，推送方式支持手機短信，APP推送，郵件、語音外呼、公眾號推送等。

4.3充電繳費

可以對已開戶的電表進行遠程充值，電費實時下發到電表。電表會根據電度走字實時扣除電費同時系統也支持早臺計費，金額下發到系統賬戶，到賬快速穩定。

4.4財務管理

訂單總覽，包含系統里所有水電充值退費記錄，以及物業費扣費流水記錄。收入概況，可以從日，月，年，時間跨度等不同維度統計水電費收入情況，收入組成。

4.5報表

系統還提供了多個報表以供查詢。用電綜合報表，幫助財務統計每個月商鋪總用電量，尖峰平谷用電量以及電費，能耗同比分析，可以比較每個月份與去年同期相比的用能差距。能耗日月年報表，按日，月，年三個不同維度查詢電表每個階段的用能情

4.6批量操作

為了方便用戶對大量儀表進行管理和設置，可以在系統中新建批量操作任務，比如設置電價、電表控制、儀表設置、充值等，批量任務可以立即執行，也可以定時執行。

4.7自定義收費方案

為了靈活應對用戶多種多樣的收費方案，比如物業費，房租，服務費等，系統支持用戶自定義收費項目。收費方式可設置直接從賬戶扣除或者生成催繳賬單，可設置周期性收費或者一次性收費，可以按固定金額收費或者按房間面積換算等等。

4.8公共區域用電分攤

某塊表為主表，然后分配關聯子表，系統每個月自動將主表的用電按比例換算成電費從子表中扣除，這樣可以剩余人工統計的麻煩。公攤方式多樣，可以根據比例公攤，按房間面積公攤，按用量公排，收費方式有直接扣費或者生成維費賬單。

4.9后付費模式

按日期生成后付費用戶周期用電費用，對數據進行確認后生成繳費賬單方便追蹤客戶繳費情況可導出繳費賬單以及欠費賬單通知客戶。

4.10公眾號在線支付

 用戶可以在微信小程序或者微信公眾號自助查詢電表使用情況以及繳費。

    

四、系統硬件配置

應用場合	型號	圖片	功能
預付費水電 云平臺	AcrelCloud-3200		主要完成電能表/水表參數設置，商戶售電/售水管理及能耗管理工作，操作簡便，實現物業公司遠程實時操作實時監控，具有良好的人機界面，能夠有效的統計和管理數據。安裝方便，是用電管理部門、商業廣場和物業小區，提高用電用水管理水平，解決收費難問題的理想產品。
通訊管理機	Anet-1E2S1-4G		1、電力抄表，數據轉發，斷點續傳，邊緣計算，命令透傳 2、通訊方式:下行2路RS485通訊上行網口/4G
	Anet-2E4SM		1.電力抄表，數據轉發，斷點續傳，邊緣計算，命令透傳 Anet-2E4SM 2.通訊方式:下行4路RS485通訊，上行2路以太網通訊
	Anet-2E8S1		1.電力抄表，數據轉發，斷點續傳，邊緣計算，命令透傳 Anet-2E4SM 2.通訊方式:下行4路RS485通訊，上行2路以太網通訊
	AWT100-4G		1路下行485，上行可選配4G、WIFI、網口
	AF-GSM500-4G		1.內置嵌入式系統，數據采集支持2或6路RS485總線接入 2.支持LORA無線通訊 3.數據上傳支持MODBUSTCP/MQTT/HJ212等多種協議 4.可選擇RJ45或4G上傳方式 5.具備協議轉換、斷點續傳、斷電報警等功能 6.內嵌8GSD卡，用于數據存儲和事件記錄
物聯網電表	DDSY1352-NK 單相預付費電表		1.支持全電力參數測量(U、I、P、Q、S、PF、F) DDSY1352-NK2.支持雙向有功、無功、復費率電能計量 單相預付費電表3.支持*大需量及發生時間統計;4支持兩路開關量輸出5.內置100A大容量磁保持繼電器，可實現內部分合閘 6.ModbusRTU規約/DL/T645-07規約可自適應 7.充值方式:支持刷卡充值和遠程充值;8.支持預付費功能;9.支持時控功能; 10.支持惡性負載識別功能 11.支持強控功能: 12.通訊方式:RS485/4G/NB
	DDSY1352-NK 三相預付費電表
	DDSY1352-nDM		1.預付費管理控制 2.支持支路時間管理控制 3.支持支路負載管理控制 4.遠程充值 5.支持支路強控 6.夜間小功率控制 7.支持空調模式 8.支持白名單設置 9.支持全電力參數測量（U、I、P、Q、S、PF、F）； 10.支持總電能計量，支路電能計量 11.跳閘記錄查詢 12.通訊方式：RS485/4G
	ADF300L 多用戶計量箱		1.支持全電力參數測量(U、I、P、Q、S、PF、F)2.支持雙向有功、無功、復費率電能計量物聯網電表 3.支持*大需量及發生時間統計; 4支持兩路開關量輸出 5內置100A大容量磁保持繼電器，可實現內部分合閘 6.ModbusRTU規約/DL/T645-07規約可自適應7.充值方式:支持刷卡充值和遠程充值;8支持預付費功能9.支持時控功能;10.支持惡性負載識別功能11.支持強控功能;12.通訊方式:RS485/4G
	ADF400L 多用戶計量箱		1.支持全電力參數測量(U、I、P、Q、S、PF、F) 2.支持雙向有功、無功、復費率電能計量物聯網電表 3.支持*大需量及發生時間統計; 4支持兩路開關量輸出 5內置100A大容量磁保持繼電器，可實現內部分合閘 6.ModbusRTU規約/DL/T645-07規約可自適應 7.充值方式:支持刷卡充值和遠程充值; 8支持預付費功能 9.支持時控功能; 10.支持惡性負載識別功能 11.支持強控功能; 12.通訊方式:RS485/4G
物聯網水表	LXSY-O-M/NB		1.預付費功能 2.閥門自動維護功能 3.防水設計 4.防強磁干擾功能 5.低功耗設計 6.通訊方式:MBUS/NB

五、結語

使用預付費電能表，可以使“售電”過程商品化，便于電費、費率規范管理，實現數據報表自動打印，用戶信息查詢等。因此，預付費電能表在國內具有廣闊的市場前景。設計出使用方便、界面友好、兼容性好、可靠性高的管理信息系統，關系到整個系統的實際使用效果，是值得進一步深入研究的一個課題。

【參考文獻】

[1]余紹黔.預付費用電管理系統設計與實現

[2]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2019.11版

作者簡介

陳芳芳，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事與預付費系統的研發與應用，