-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作业规程》4方案设计4.1系统结构系统采用以4G无线网络为主的上下级分层结构。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的预付费电表。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是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），分别针对三相和单相用电用户，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：液晶安装方法：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：液晶安装方法：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，同时作为和管理层的数据服务器的双备份，把预付费管理系统的操作功能和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。从移动网络的光纤专线G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和路由器，均采用工业级产品，保证数据采集的可靠性。4.3.14G路由器使用起来更便捷，用户只需要添加序列号就可以使用操作，无需端口映射等专业的操作。无需额外投入，用户无需租赁公网服务器。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。由于无需通过服务器中转，而是直接P2P通信，缩短了数据通信的时间，提高了通信实时性，减轻了中心服务器的负担。支持加密、用户名验证方式的通信，保证了通信的安全。 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。提供一个以太网口，可以当作3G路由器使用。在有线网络的地方为了节约流量也可以用作以太网的DTU，即普通的串口服务器。4.4监控管理层设备监控管理层负责完成对总系统的数据采集、处理、显示和充值功能，并提供多种外部系统接入接口。监控计算机是监控系统的主要人机界面，用于充值管理、报表显示、事件记录及报警状态显示和查询，设备状态和参数的查询，操作控制命令的解释和下达等。后台监控系统的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，提供良好的人机界面。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。数据采集服务器的功能是数据采集和数据存储以及数据

  功能。本方案配置专用的数据服务器，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，也能够正常的使用客户现有的公网服务器资源。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，稳定可靠安全报警短信发送服务低于报警金额和欠费的用户表，自动生成短信告知用户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用电明细查询（按天）查询时间段内每天的用电量度数登陆管理重新登陆重新登陆售电系统操作员管理可以对操作员来管理权限管理给操作员分配不同的权限修改操作员密码修改操作员密码系统设置建筑群设置此功能用于维护拥有一个或多个用电单元的集合，如以大楼为集合的单位通讯管理机设置用于维护所有通讯管理机的信息仪表设置户号设置用于维护所有仪表的信息，支持批量导入户号设置维护商铺号的信息默认参数设置一些常用参数的默认设置，最重要的包含“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”客户管理开户对用户个人信息的维护，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开户查询查询当前所有已开户的记录销户用户销户，销户后，用户下挂靠的所有表都会执行销户动作，系统自动产生销户记录销户查询查询历史销户记录售电管理售电对已开户的用户表售电，支持单据打印，自动生成售电记录售电查询售电记录查询退电对已开户的用户表退电退电查询退电记录查询冲正售电退电时误操作后执行修复冲正操作报表中心实时报警记录报表统计查询实时报警记录日销售报表查询按日结算的财务报表月销售报表查询按月结算的财务报表年销售报表查询按年结算的财务报表失联表查询报表失去联系的表查询失联通讯管理机报表失去联系的通讯管理机查询能耗分析报表通过选择日期段、查询的地理位置（按楼、层或户号）进行用电能耗的按天查询报警记录查询查询历史报警记录数据管理数据库备份对数据库进行备份数据库恢复恢复备份的数据库文件系统以售电管理软件和数据库软件为主，包括计算机，通讯管理机，打印机等设置在内的计算机系统。主要完成电能表参数设置，售电管理及用电管理工作，操作简单便捷，拥有非常良好的人机界面，可以有明显效果地的统计和管理数据，并对数据的安全性做了有效的保密措施。安装便捷，是用电管理部门、商业广场和物业小区等管理部门，提高用电管理上的水准，解决收费难问题的理想产品。售电管理系统基本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).财务和用电统计简单快捷，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以上的可用磁盘空间。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打印机或其他打印机(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WINDOWS7,WINDOWS2003，WINDOWSXP推荐操作系统WINDOWSXP服务器操作系统WINDOWS2003数据库系统：MicrosoftSQLSERVER2008R24.8系统功能模块登录管理：主要管理登录系统的操作，包括操作员管理，修改操作员密码，权限的管理等。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预付费电能表的使用要求技术指标和功能符合国家GB/T17215-2002《一级和二级静止式交流有功电能表》DL/T645-1997《多功能电能表通讯规约》并能满足国家、行业、北京市的有关标准；根据计量用户的多少，可以是箱式或柜式安装，性能不会有变化；具有反窃电功能，能精确计量正负两个方向的电能，且以同一方向累计，杜绝偷漏电的现象；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；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；可计算机远程联网控制；整机功耗低、常规使用的寿命长。4.10系统数据传递方式本项目中配置的预付费仪表的协议为标准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的4G网络进行数据传输。系统主机数据采集的协议规范主要有以下几个方面：数据远传使用基于IP协议的数据网络，在传输层使用TCP协议。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的连接，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的状态，一旦连接断开则重新建立连接。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。集中采集中单和预付费系统主站中间传输的数据和命令进行加密处理。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。当付费电能主站和通讯管理机中的模式或周期配置不匹配时，付费电能主站对通讯管理机的配置进行更改。4.11预付费软件的基本功能数据采集：管理软件自动采集各用户的电能数据，并具备单点、单元、群采集的功能；远程控制：能够正常的使用管理软件远程控制欠费用户的电源，提高电费回收率。查询功能：单户查询：可随时查询任一户的耗能信息；单层查询：可随时查询任一层全部用户的耗能信息；全区查询：可随时查询整个办公区内全用户的耗能信息；预付费功能：系统可实现收费通电，先购电，后用电；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和用户个人信息修改、设置等；打印功能：可以打印各用户月能源消耗费用报表和单户费用清单；数据存储、备份：系统具备强大的数据存储功能，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，历史记录的存储时间不小于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；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的操作的过程。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。能够很好的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）。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预付费软件的使用功能系统配置设置功能系统可提供用户个人信息配置接口，配置各独立核算单元的用户身份信息及对应的通信管理机号_串口号_表号。系统可提供预付费参数的配置：如电价、报警电量\金额等系统可提供用电控制参数的配置：如限定功率阈值预付费充值管理功能系统可通过远程预付费充值软件对每个独立核算的用电单元（单个房间或单独的计量回路：如照明\空调）进行充值应能提供两种充值方式：电量充值和金额充值充值电量\金额通过通信管理机下发至电表。充值记录统计、查询功能当一个正确的充值操作（充值电量\金额确保录入电表）产生后，应生成对应的正确的充值记录。可提供日、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）；并提供对应的校核记录以方便管理方进行财务比对。所有的报表应能输出打印。误充值冲正功能若由于人为操作失误的问题导致的误充值，系统应能提供冲正操作，并保证相应的充值记录的正确匹配。退电功能系统应能提供退电功能，方便管理方提供退电服务。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的连接状态及各电表的通信连接状态信息（通信管理机中定义电表的异常通信状态标识：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的状况及作出故障排查。以保证充值的一次成功率。用电信息实时监控及查询功能系统应能实时监控各用户的用电情况：包括剩余金额\电量、总用电量、当前功率等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。对于剩余金额不足或功率超限等不正常的情况可提供实时报警可依据记录提供报表及打印输出基础用电设置功能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的下发。基础电量当月有效，不滚存。可提供基础电量下发的记录查询批量通断电控制功能系统能提供按楼栋、楼层、区域、房间的批量通断电控制操作手机APP远程查询充值功能

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