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摘要：潍坊科技学院学生宿舍类型多、数量大，存在一定管理难度。传统的电费管理方式面临着电费缴纳不及时、费用核算不准确等问题，已无法满足管理需求。为了解决这些问题，潍坊科技学院基于物联网、云计算、大数据等技术，建设集用电远程监控和管理、电费自动核算和实时计算、用能大数据分析等功能为一体的学生宿舍预付费用电系统，支持PC、APP等多种方式提供查询和管理服务，使系统管理更加便捷、可靠、智能。经过实践，该系统在潍坊科技学院宿舍用电管理方面取得了显著的成效，不仅大幅提高了管理的效率和质量，同时也增强了学生的用电安全意识，降低了用电事故发生的概率，为学校能源管理优化提升提供了有力的支撑。
关键词：预付费；电费计量；学生宿舍；物联网；手机应用；用电系统
0引言
潍坊科技学院位于山东省寿光市，是一所由山东晨鸣纸业集团股份有限公司投资举办，并经中华人民共和国教育部批准设立的民办全日制应用型普通本科高校，是潍坊国家职业教育创新发展试验区试点院校、定向培养直招士官试点高校、卓*农林人才教育培养计划改革试点高校。随着LoRa、NB-IoT、GSM等物联协议的成熟与普及，高校学生宿舍预付费用电系统的建设已经具备成熟的技术条件，中央民族大学、山东科技大学、华南理工大学等高校先后建设了智能用电管理系统。本次建设的学生宿舍预付费用电系统，通过末端智能远传设备完成对每个宿舍用电数据的实时采集与管理，利用云计算技术实现电费的实时核算，采用手机端应用等方式方便学生进行电费充值和查询。相比传统的宿舍电费管理方式，该系统不仅提高了能源管理的效率和质量，也降低了用电隐患和事故发生的概率，可以为其他高校的后勤信息化建设提供一定的借鉴。
1需求分析
本系统的建设主要目的是为了解决传统高校宿舍电费管理的弊端，使电费管理更加科学化、合理化、智能化。通过调研学校后勤保障部门管理需求及其他院校的用电管理经验、结合学校学生宿舍特点确定本系统的功能需求。
在硬件建设方面，本系统需完成宿舍智能远电表的选型及安装，借助智能远传电表的远程计费、电价设置、自动拉闸和合闸、故障检测、篡改保护等优点，实现宿舍的分户精确计量。同时，还需完成物联接入网关的选型及安装，实现智能远传电表的接入，并完成智能远传电表的协议的自动解析。为保证系统的稳定可靠，还需选择技术成熟的连通方式，实现智能远传电表、物联接入网关及后台服务器间的物理连通。
在应用软件功能建设方面，学生端应用应支持宿舍房间绑定、电费支付、欠费/购电消息推送、用电情况查看等功能，方便学生宿舍电费充值、了解日常用电情况；后勤管理用户可利用本系统的电量管理功能进行计费与自动断电、基础免费电量批量设置、在线售电、退费管理等。此外，还可以通过本系统进行安全用电管理，如接收异常用电情况告警等。
2系统设计
2.1系统简介
水电预付费系统帮助转供电主体向租户收取电费和水费，包括远程抄表、费用统计、损耗公摊、公耗公摊、财务报表等，协助转供电主体更高效的解决电费水费收取难题。水电预付费云平台主要包含预付费电表、阀控水表、智能网关和计费管理软件组成。系统主要完成费控电表/水表参数设置，商户售电/售水管理、损耗分摊及能耗统计工作，适用于商业广场、学生公寓、工业园区和办公室楼宇等。
2.2系统整体架构设计
AcrelCloud-3200水电预付费系统的功能实现分为应用层、传输层、设备层。系统的架构如图1所示。
如图1所示，系统的三层分别具有不同的作用和功能。
应用层：平台采用B/S架构，集成水电计费、宿舍管理、能耗分析等功能，支持多终端访问，可与校园一卡通、智慧校园系统对接，实现数据共享和智能化管理。
传输层：支持多种通讯协议，能够将电表、水表等设备的数据实时传输到云平台，实现远程监控和数据管理。
设备层：配备智能电表、水表及用电管理终端，支持多回路独立计量与控制，具备恶性负载识别和定时控制功能，为系统提供稳定可靠的硬件支持。
图1系统架构设计示意图
3系统功能
3.1计费管理
可配置电、水能源计费方案以及租金、物业费等不同的计费项；可设置复费率，可按照单一电价或分时电价计费；支持电价的定时下发；支持预付费或者后付费计费模式，预付费模式可根据用户的信用状况设置透支额度。
3.2充值操作
账户充值支持现金、微信支付、支付宝支付，也可定制第三方支付、校园一卡通方式
特殊场景，可通过退电、冲正对账户余额进行处理。
3.3报警设置
可设置多档位余额报警；支持催缴，当金额不足或欠费时可通过短信通知、微信公众号推送等方式提醒租户，也可手动推送短信提醒。
3.4结算与销户
可对房间中的电表进行退表清零操作；可随时对用户进行销户结算，采用现金退费。
3.5账单管理
可随时查看订单的数据，并支持打印订单收*；支持查询自定义时间范围内的账单数据，包括用电量、费用、充值、使用金额等；支持自定义打印模板。
3.6电费退补
为了应对电价政策的要求，平台可以对历史月份的单价进行调整，生成电价差额导致的退补费用，并支持从余额扣除或者生成缴费账单。
3.7后付费模式
支持先用电后交费，根据平台统计的用能数据生成对应的电费明细，可通过现金或者线上支付等方式来进行缴纳。
3.8物业费/房租
支持物业费或者房租等收费方案的设置，支持固定金额或者按面积收费；支持灵活的收费周期设置，可从余额扣除或者生成缴费账单。
3.9二部制电价
支持基本电费的收取，支持容量、需量费用的设置；支持灵活的收费周期设置，可从余余额扣除或者生成缴费账单。
3.10公区分摊
支持公区表分摊给租户；支持多样化的分摊方式，包括按用电量分摊、按面积平台、平均分摊、按自定义比例分摊；分摊后的费用可从余额扣除或者生成待缴费账单。
3.11变损线损
支持建立清晰的上下级拓扑结构，统计各路用能，公区租区用能；手动输入变压器上端国网表的读数；支持变压器的损耗/线路的损耗分摊给每个租户。
3.12付费率时段设置
系统支持远程下发复费率时段并已兼容深谷、尖峰，后续可横向扩展至8费率
可灵活应用电价政策的调整，并支持定时下发。
3.13手机APP
管理人员可以在APP上进行查看房间电表的信息，支持远程控制等。
3.14微信/支付宝支付
支持租户在微信或支付宝上进行在*充*缴费、查询用能数据、历史订单记录等。
4系统组成硬件
4.1预付费电能表
4.2 ADF系列多用户电能表
4.3 DDSY1352-xDM系列宿舍用电管理终端
4.4 ANet网关
5结语
潍坊科技学院学生宿舍预付费用电系统的建成上线不仅为学生提供了便利，同时也提升了学校的后勤管理水平和服务质量。通过实际情况检验，系统运行稳定可靠，管理成本显著降低，管理效率和质量大幅提升。同时，通过本系统的用电数据分析功能也能为学校能源管理提供数据支撑和决策参考，为学校节能减排和绿色环保做出贡献。未来，学校将进一步推进智能化建设，加大数字化和物联网技术在后勤管理中的应用力度，不断提升学生生活服务质量和校园环境品质，打造更加智慧节能、人性化和绿色环保的校园.
