基于云平台的物流园区远程预付费方案.doc

基于云平台得物流园区远程预付费方案
1项目概述
本次方案主要针对某流园园区用户得远程预付费方案，采用远程充值，先交费后用电，当电费低于设定值时可短信催缴，电费用完自动断电。租户可通过物业预付费管理系统充值，也可以通过手机微信或者支付宝充值(可选功能)，充值后自动恢复送电（二次接入需要人工合闸），同时系统可自动生成电费报表（可通过远程阀控水表实现用水预付费管理）。
2用户需求及收益
2、1用户需求
1) 对园区所有租户实现用电预付费功能；
2) 可实现远程充值功能（可选）；
3) 计费表计精度要求至少1、0级；
4) 云平台化管理，主站位于总公司，软件采用权限管理，现场物业通过网页端管理，客户通过手机端查询数据；
2、2用户收益
1） 计量控制独立
电表内对应于各用户单元得计量单元独立，保证计量准确性：控制单元独立，保证控制可靠性。
2） 通信管理分离
通过内嵌操作系统得通信管理机来实现对电表数据得信息采集，使信息采集分层实施，保证数据采集得实时性，仪表采集数据为15分钟一次。
2、3企业收益
使用预付费系统之前，企业需要为租户垫付电费，以1000万/月为例，银行活期利率为0、3%，一个月收益为2、5万，每年可增加收益30万。系统有防窃电功能，能及时发现水管漏水，减少企业用电、用水损失。系统提供远程抄表、报表导出功能免去人工抄表，减小用户收费难度，以达到减少人力资源投入得目得（按照一个人工4500/月得工资，每年可增加收益5、4万）。Acrel-3200远程预付费管理云平台在保证服务器有容纳空间得情况下可接入全国各区域得物流园区，实现所有园区远程预付费需求。
3） 符合预付费要求
电能预付费，配合财务系统减少误帐、坏账，管理方便、轻松。每月报表系统自动导出，财务可以直接统计计费，另公摊收费若有明确统一得公式，可提交我司研发人员，如若可行，可直接嵌套远程预付费系统，由系统直接计算，提高工作效率降低人力成本。
4） 数据安全可靠
数据库采用SQL Server 数据库，运行稳定、安全性高、扩展性强，系统将会开放层级权限，只能瞧到相应权限得数据。非操作人员无法随意更改，保证数据安全。
5） 用能管控
预付费管理拥有能源跑、冒、滴、漏监测功能，对于用电有专门得防窃电措施，减少用户得用能损失。
6） 用电统计
软件可以生成每个租户得用电报表，租户可自行查询每月用电情况。
7） 接口开放
软件得数据接口对外开放，可以与其她平台进行对接。
3参照标准
系统得设计满足以下所列制造与试验标准：
GB/50198 《监控系统工程技术规范》
GB50052-2009 《供配电系统设计规范》
IEC 61587 《电子设备机械结构系列》
DL/T448-2000 《电能计量装置技术管理规程》
DL/T 698、1-2009 《第1部分：总则》
DL/T 698、2-2010 《第2部分：主站技术规范》
DL/T 698、31-2010 《第3、1部分：电能信息采集终端技术规范-通用要求》
DL/T 698、35-2010 《第3-5部分：电能信息采集终端技术规范-低压集中抄表终端特殊要求》
DL/T 698、41-2010 《第4-1部分：通信协议-主站与电能信息采集终端通信》
DL/T5137-2001 《电测量及电能计量装置设计技术规程》
4方案设计
4、1 系统结构
系统采用以4G无线网络为主得上下级分层结构。系统分为三级结构：
方案采用分散式监控方案，整个网络结构分为三层：管理层、网络层、设备层。管理层就就是预付费电能管理系统，包含计算机打印机以及监控软件，安装在客户用电服务中心；网络层就是指4G网络设备、专用光纤通道网络、数据采集服务器等，安装在计算机房；设备层指安装在现场低压柜上得预付费电表。
网络结构图如下：

预付费管理云平台组网示意图
4、2 设备层设备
设备层主要采用三相内控型预付费仪表DTSY1352-NK-F（单相内控型预付费仪表DDSY1352-NK-F视回路用电情况而定），分别针对三相与单相用电用户，具备峰平谷计费功能。
4、2、1 预付费仪表DTSY1352-NK-F
适用于三相用电回路
测量：复费率电能计量，预付费管理
精度：1、0级
内置分断能力：80A以下三相回路
通讯：RS485/MODBUS-RTU
显示：液晶
安装方式：35mm导轨
用途：先付费，后用电，远程充值
4、2、2 预付费仪表DDSY1352-NK-F
适用于单相用电回路
测量：复费率电能计量，预付费管理
精度：1、0级
内置分断能力：60A以下单相回路
通讯：RS485/MODBUS-RTU
显示：液晶
安装方式：35mm导轨
用途：先付费，后用电，远程充值
4、3网络层
网络层配置专业服务器，作为前置数据采集服务器，同时作为与管理层得数据服务器得双备份，把预付费管理系统得操作功能与4G数据采集功能分开，保证运行数据实时运行，提高系统可靠性。
从移动网络得光纤专线传输过来得4G数据通过路由器接入数据服务器，由服务器进行数据解析并存入实时数据库。
服务器层还包括硬件防火墙与路由器，均采用工业级产品，保证数据采集得可靠性。
4、3、1 4G路由器
1) 使用方便，用户只需要添加序列号即可使用操作，无需端口映射等专业得操作。
2) 无需额外投入，用户无需租赁公网服务器。
3) 支持虚拟串口，无需修改用户端PLC软件，就如同本地串口通信一样。
4) 由于无需通过服务器中转，而就是直接P2P通信，缩短了数据通信得时间，提高了通信实时性，减轻了中心服务器得负担。
5) 支持加密、用户名验证方式得通信，保证了通信得安全。 
6) 支持5种模式，TD-LTE/ FDD-LTE/ WCDMA/ TD-SCDMA/ GSM，包含有联通4G，3G，2G，移动4G，3G，2G以及电信4G网络。
7) 提供一个以太网口，可以当作3G路由器使用。在有线网络得地方为了节省流量也可以用作以太网得DTU，即普通得串口服务器。
4、4监控管理层设备
监控管理层负责完成对整个系统得数据采集、处理、显示与充值功能，并提供多种外部系统接入接口。监控计算机就是监控系统得主要人机界面，用于充值管理、报表显示、事件记录及报警状态显示与查询，设备状态与参数得查询，操作控制命令得解释与下达等。
后台监控系统得计算机采用高性能工控机，同时配置大屏幕彩色液晶显示器，提供良好得人机界面。后台音响设备可提供语音报警，打印机可以记录系统信息，并可召唤或者定时打印数据报表。
数据采集服务器得功能就是数据采集与数据存储以及数据分析功能。本方案配置专用得数据服务器，提高系统运行稳定性。
4、4、1监控服务器、数据服务器

推荐使用阿里云云服务器，也可以使用客户现有得公网服务器资源。
4、5预付费管理系统功能
功能
类别
序
号
模块名称
功能描述
集
抄
服
务
1.
集抄服务
定时将所有表状态进行集中远程抄读，使用Socket三重DES加密技术，稳定可靠安全
2.
报警短信发送服务
低于报警金额与欠费得用户表，自动生成短信告知用户
3.
数据转存服务
历史数据转存，提高数据库工作效率
用
户
查
询
机
系
统
4.
主查询界面
用户密码修改，显示开户日期、全部单表充值记录、当前剩余金额等查询
5.
用电明细查询（按天）
查询时间段内每天得用电量度数
登
陆
管
理
6.
重新登陆
重新登陆售电系统
7.
操作员管理
可以对操作员进行管理
8.
权限管理
给操作员分配不同得权限
9.
修改操作员密码
修改操作员密码
系
统
设
置
10.
建筑群设置
此功能用于维护拥有一个或多个用电单元得集合，如以大楼为集合得单位
11.
通讯管理机设置
用于维护所有通讯管理机得信息
12.
仪表设置户号设置
用于维护所有仪表得信息，支持批量导入
13.
户号设置
维护商铺号得信息
14.
默认参数设置
一些常用参数得默认设置，主要包括“默认功率阈值”、“集抄时间间隔”、“默认报警金额”、“默认电价”、“囤积金额上限”、“报警短信号码”
客
户
管
理
15.
开户
对用户信息得维护，对表进行开户操作，支持老表金额转入，支持一户多表，支持用户开户后加表
16.
开户查询
查询当前所有已开户得记录
17.
销户
用户销户，销户后，用户下挂靠得所有表都会执行销户动作，系统自动产生销户记录
18.
销户查询
查询历史销户记录
售
电
管
理
19.
售电
对已开户得用户表售电，支持单据打印，自动生成售电记录
20.
售电查询
售电记录查询
21.
退电
对已开户得用户表退电
22.
退电查询
退电记录查询
23.
冲正
售电退电时误操作后执行修复冲正操作
报
表
中
心
24.
实时报警记录报表
统计查询实时报警记录
25.
日销售报表
查询按日结算得财务报表
26.
月销售报表
查询按月结算得财务报表
27.
年销售报表
查询按年结算得财务报表
28.
失联表查询报表
失去联系得表查询
29.
失联通讯管理机报表
失去联系得通讯管理机查询
30.
能耗分析报表
通过选择日期段、查询得地理位置（按楼、层或户号）进行用电能耗得按天查询
31.
报警记录查询
查询历史报警记录
数据管理
32.
数据库备份
对数据库进行备份
33.
数据库恢复
恢复备份得数据库文件
系统以售电管理软件与数据库软件为主，包括计算机，通讯管理机，打印机等设置在内得计算机系统。主要完成电能表参数设置，售电管理及用电管理工作，操作简便，具有良好得人机界面，能够有效得统计与管理数据，并对数据得安全性做了有效得保密措施。安装方便，就是用电管理部门、商业广场与物业小区等管理部门，提高用电管理水平，解决收费难问题得理想产品。售电管理系统主要功能界面如下图所示：

主界面

客户开户管理

批量操作

历史抄表

报表查询
4、6系统特点
(1)、 界面友好,简洁,智能化程度高。
(2)、 一户一表,便于管理。
(3)、 系统安全性高。
(4)、 所有操作都可远程执行，支持集中远程抄表导出。
(5)、 财务与用电统计简单快捷，管理方便。
4、7 软件运行环境
硬件环境：
为正确地运行安科瑞预付费售电管理系统,将系统性能发挥到最佳水平。
推荐以下配置:
(1)工作站配置:双核处理器2、8G或更快,2G内存,120GB以上得可用磁盘空间。最好能有硬盘备份,确保数据安全。
(2)配套工具:ADF系列多用户计量箱。
(3)LQ1600K打印机或其她打印机(票据打印机)。
(4)显示器分辨率: (根据显示器大小设定)。
软件环境：
工作站操作系统：中文WINDOWS 7 ,WINDOWS 2003，WINDOWS XP
推荐操作系统 WINDOWS XP
服务器操作系统 WINDOWS 2003
数据库系统：Microsoft SQL SERVER 2008 R2
4、8系统功能模块
登录管理：主要管理登录系统得操作，包括操作员管理，修改操作员密码，权限得管理等。
系统设置：系统相关参数维护管理。
客户管理：包括新表开户，换表补电，过户处理，注销客户信息等。
数据查询：各类明细报表，统计报表，通用查询等。
数据管理：系统数据库备份，数据库管理。
4、9预付费电能表得使用要求
l 技术指标与功能符合国家GB/T17215-2002《一级与二级静止式交流有功电能表》DL/T645-1997
l 《多功能电能表通讯规约》并能满足国家、行业、北京市得有关标准；
l 根据计量用户得多少，可以就是箱式或柜式安装，性能不会有变化；
l 具有反窃电功能，能精确计量正负两个方向得电能，且以同一方向累计，杜绝偷漏电得现象；
l 当某用户用电超标或欠费时可根据管理者指令，对该用户实现断电控制；
l 电表面板具有LED显示窗口，循环显示每个用户实际用电量或剩余电量，用户可直接在电表上读数；
l 可计算机远程联网控制；
l 整机功耗低、使用寿命长。
4、10系统数据传递方式
本项目中配置得预付费仪表得协议为标准MODBUS-RTU协议，仪表与通讯管理机之间通过RS485总线形式传输数据，通讯管理机与主机系统之间通过设计得4G网络进行数据传输。
系统主机数据采集得协议规范主要有以下几个方面：
l 数据远传使用基于 IP 协议得数据网络，在传输层使用 TCP协议。
l 数据远传时预付费系统主站建立 TCP 监听，通讯管理机不启动 TCP监听，通讯管理机发起对数据中心得连接，TCP 建立后保持常连接状态不主动断开， 通讯管理机定时向预付费系统主站发送心跳数据包并监测连接得状态，一旦连接断开则重新建立连接。
l TCP 连接建立后，预付费系统主站就立刻对通讯管理机进行身份认证。
l 集中采集中单与预付费系统主站中间传输得数据与命令进行加密处理。
l 身份验证完成后，预付费电能主站立刻对通讯管理机进行授时，并校验数据采集模式，在主动定时采集模式时校验采集周期。当付费电能主站与通讯管理机中得模式或周期配置不匹配时， 付费电能主站对通讯管理机得配置进行更改。
4、11预付费软件得主要功能
l 数据采集：管理软件自动采集各用户得电能数据，并具备单点、单元、群采集得功能；
l 远程控制：可以使用管理软件远程控制欠费用户得电源，提高电费回收率。
l 查询功能：单户查询：可随时查询任一户得耗能信息；
l 单层查询：可随时查询任一层全部用户得耗能信息；
l 全区查询：可随时查询整个办公区内所有用户得耗能信息；
l 预付费功能：系统可实现收费通电，先购电，后用电；
l 设定与更改功能：系统具有对各预付费电能表进行参数设定功能与用户信息修改、设置等；
l 打印功能：可以打印各用户月能源消耗费用报表与单户费用清单；
l 数据存储、备份：系统具备强大得数据存储功能，可提供各用户历史用电数据，包括历次购电日期、购电量记录、每月用电记录等，在系统掉电时，历史记录得存储时间不小于12个月，并具备数据备份功能。恢复供电后，系统能自动对设备恢复供电；
l 防作弊功能：系统可实现授权密码操作，防止非授权人操作；对所有操作人员及操作自动记录，且不能删除更改。并设有运行日志，可以详细记录操作员得操作流程。
l 可以查询以天为单位历史用电数据（周、月用电量），不受充值次数等因素影响。
l 能够满足对所有表具实时电量数据采集（并提供RS-485接口，MODBUS-RTU通讯协议）。
l 单表电量余额低值报警: a 设置功能;b报警通知以缴费通知单形式体现并可以直接打印;c 预留手机短信通知功能。
4、12预付费软件得使用功能
系统配置设置功能
l 系统可提供用户信息配置接口，配置各独立核算单元得用户身份信息及对应得通信管理机号_串口号_表号。
l 系统可提供预付费参数得配置：如电价、报警电量\金额等
l 系统可提供用电控制参数得配置：如限定功率阈值
预付费充值管理功能
l 系统可通过远程预付费充值软件对每个独立核算得用电单元（单个房间或单独得计量回路：如照明\空调）进行充值
l 应能提供两种充值方式：电量充值与金额充值
l 充值电量\金额通过通信管理机下发至电表。
充值记录统计、查询功能
l 当一个正确得充值操作（充值电量\金额确保录入电表）产生后，应生成对应得正确得充值记录。
l 能够提供日、月、季等充值统计报表，以方便用户做充值历史查询（充值次数、日期、金额）；并提供对应得校核记录以方便管理方进行财务比对。
l 所有得报表应能输出打印。
误充值冲正功能
若由于人为操作失误得原因造成得误充值，系统应能提供冲正操作，并保证相应得充值记录得正确匹配。
退电功能
l 系统应能提供退电功能，方便管理方提供退电服务。
l 应能提供退电报表，方便财务统计及核查
通信状态报警及查询功能
系统能实时监控通信管理机得连接状态及各电表得通信连接状态信息（通信管理机中定义电表得异常通信状态标识：0—正常；1异常），并提供异常提示告警，方便管理方及时掌握现场得状况及作出故障排查。以保证充值得一次成功率。
用电信息实时监控及查询功能
l 系统应能实时监控各用户得用电情况：包括剩余金额\电量、总用电量、当前功率等
l 所有电表月度使用电量能以月报格式汇总体现并查询，不受充值次数影响。
l 对于剩余金额不足或功率超限等异常情况可提供实时报警
l 可依据记录提供报表及打印输出
基础用电设置功能
l 系统应能提供基础用电设置及批量下发功能，方便每月进行基础电量得下发。
l 基础电量当月有效，不滚存。
l 可提供基础电量下发得记录查询
批量通断电控制功能
l 系统能提供按楼栋、楼层、区域、房间得批量通断电控制操作
手机APP远程查询充值功能