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淺談基于無線網絡的高校宿舍用電管理系統設計及產品應用方案
任運業
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：設計了一種基于無線網絡的用電管理系統，主要包括現場控制柜、售電處與管理軟件、數據服務器，網關節點等。通過在控制柜上安裝RS485接口與電表連接，采集電表數據，然后通過無線網絡將電表數據發送給網關，終上傳給數據服務器。實現了節能辦的管理系統通過校園網訪問任意的現場操作站，從而可以對某塊電表進行遠程設置，并讀取電表的實時數據，同時學生可以通過網絡查詢宿舍用電量，重點介紹控制柜與網關的軟硬件設計。
關鍵詞：無線傳輸；用電管理系統；網關；控制柜節點
0引言
在目前的高校用電管理工作中，如何建立學生的主動節能意識和如何確保學生的用電安全是2個不容忽視的問題。
為了減少這種問題發生的幾率，許多學校推廣和使用了預付費電表。這種電表是讓學生的用電量在超出了指ding范圍之后，對于超出的部分要自行買單，這在很大程度上提高了學生的節能意識，并且在電表中增加了對電流和惡性負載的控制，可以有效地避免由于不安全用電引發的事故。
但是目前在高校中，并沒有形成一整套完整的用電管理系統。基于此，本文設計了1套基于無線網絡的用電管理系統。本系統具有實時性、安全性、易管理性等特點。
1系統硬件組成
系統的硬件組成如圖1所示。從圖1中可以看出，節能辦通過內部網絡將數據上傳到數據服務器，通過服務代理從物理上與外網隔離。售電終端對數據進行加密之后通過互聯網上傳給數據服務器，以確保數據的安全性。節點作為網關的無線網卡接收現場控制柜發送來的數據，然后上傳給數據服務器[2]。宿舍管理員在網絡故障的時候可以通過現場控制柜完成必需的操作。學生可以在網上通過瀏覽器查詢本宿舍用電明細。
1.1現場控制柜
現場控制柜是保證正常供電的核心，因此，現場控制柜的長期、穩定的運行對系統的正常工作有著決定性的意義。
本系統中控制柜安裝在宿舍樓。硬件采用ARM7處理器，它體積小、集成度高、實時性高。控制柜內安裝了嵌人式硬件，配有觸摸鍵盤和液晶顯示單元，電表和控制柜之間通過RS485端口傳輸數據，采用屏蔽雙絞線作為傳輸介質，總線型連接。每個控制柜可以采集30塊電表的數據，傳輸速率設定為4800bps。同時通過無線網絡和數據連接。控制柜硬件設計如圖2所示。
1.2網關與節點
網關與節點的主要工作是在接收到控制柜節點發來的數據時，將數據轉換成與互聯網數據包格式相同的數據包上傳給數據服務器存儲；在接收到客戶端發來的命令時，執行相應的工作。網關與控制柜節點之間的結構如圖3所示。
在圖3中，HTTPClient代表客戶端，可以是學生在宿舍查詢用電量使用的瀏覽器，也可以是節能辦人員統計、修改宿舍電量的客戶端。HTTP/CoAP代表網關，網關的功能是執行協議間的轉換。網關與控制柜節點之間使用星形網絡拓撲結構。將節點作為協調器，只存在協調器與控制柜節點之間的通信，控制柜節點相互之間的通信通過協調器轉發。
網關采用ARM7處理器，網關與Internet的連接通過以太網口，與控制柜的連接通過無線。硬件結構如圖4所示。
2系統軟件組成
該系統的軟件由4部分組成，分別是數據管理軟件、售電軟件、現場控制柜軟件和基于IEEE802.15.4無線網絡的網絡協議棧。
2.1現場控制柜
本系統使用了嵌入式Linux系統(embeddedLinux),嵌入式操作系統負責嵌入式系統的全部軟、硬件資源的分配、調度工作，控制并協調并發活動，能夠通過裝卸某些模塊來達到系統所要求的功能。經過內核裁剪，將系統移植到開發板上，不需要硬盤作為存儲介質，也不需要鍵盤、鼠標等外設。
控制柜節點的主要功能是采集和發送電表數據。控制柜和電表之間的數據傳輸通過RS485接口，數據傳輸遵循電力行業標準《DL/T645—1997645多功能電能表通信規約》(Multi-functionwatt-hourmetercommunicationprotocol)。與電表交互的數據如表1所示。
表1控制柜和電表交互數表
序號 | 數據內容 | 方式 | 數據代碼 |
2 | 斷電次數 實時電流 | 讀/寫 讀 | B310 B620 |
3 | 實時功率 | 讀 | B630 |
4 | 日期 | 讀/寫 | CO11 |
5 | 時間 | 讀/寫 | C010 |
控制柜節點與網關的數據傳輸是通過無線。控制柜節點協議棧的軟件組成如圖5所示。
應用層的CoAP協議是適用于受限設備的協議，它可以說是HTTP協議的1個子集，CoAP協議所構造的數據包小的只有2個字節，非常適合低功耗的無線傳輸需求[4];在傳輸層，由于不需要保證數據包的準確性，所以采用了UDP協議；為了滿足控制柜節點對地址的需求，在本設計中為每1個控制柜節點配備1個IPv6地址；但是由于802.15.4傳輸的數據長度有限，為了提高傳輸效率，在物理層與IP層之間加入壓縮IPv6數據包的6LoWPAN層，在這1層使用LoWPAN_IPHC算法對IPv6數據包進行壓縮[5-]。控制柜的無線接收發送數據包的軟件流程如圖6所示。
控制柜在接收到CoAP請求之后，首先對請求進行解析，得到數據包中的option項內容，從而根據option來查找所請求的資源。如果找到，則構造回復數據包，將資源放入payload項，送給UDP/IPv6層。否則發送錯誤信息數據包給UDP/IPv6層。在UDP/IPv6層，數據包被添加上目的地址等信息送給6LoWPAN層。在6LoWPAN層通過LoWPAN_IPHC算法對數據包進行壓縮，根據IPv6地址與MAC地址的關聯對地址進行壓縮，并有條件的省略掉流控制等多余的項，從而降低數據包的大小來達到提高了傳輸效率的目的[8-10]。
2.2網關
網關上運行Linux系統，將節點作為無線網卡連接到網關。網關協議棧的軟件結構如圖7所示。
由于客戶端使用HTTP協議，而控制柜節點使用CoAP協議，所以網關的主要功能是協議的轉換，其軟件流程如圖8所示。
網關在接收到HTTP客戶端的請求之后，首先對數據包進行解析，根據CoAP與HTTP的對應關系判斷能否轉換成CoAP數據包。如果不可以，則發送錯誤報告給客戶端。轉換后的數據包由socket接口傳送給MAC層，然后通過無線發送，并打開計時器。如果在定時器溢出之內收到回復，則解析回復數據包，并轉換成HTTP格式，返回給客戶端。否則回復“超時"的數據包給客戶端。
3智能水、電表的管理
3.1系統管理平臺
IOT智能水電表管理系統是通過IOTP(InternetOpenTradingProtocol，網絡開放貿易協議)來讀取水、電表定時上報的電量信息，向電表發送合閘/拉閘的命令，返回其狀態值。
智能水、電表系統后臺管理界面如圖3所示。
系統后臺可以實時監測每個接入商戶的即時賬戶余額、合同有效期、費率、聯系ren，以及各商戶名下的水電表安裝位置、各自用量等信息。為了簡化結算流程，本文設計將水電表的用量以商戶為單位進行匯總統-結算。
3.2商戶費用查詢及繳納
商戶余額查詢：商戶可以登陸web頁面或者通過學校微信服務號綁定其一卡通賬號，實現線上自助查詢。一卡通管理平臺通過調用用電管理系統的“查詢商戶信息"接口，返回商戶的基礎信息，調用“電費充值"接口返回商戶的卡號、充值金額、唯yi序列號等狀態信息。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施的用水、電總量單項設施的即時用量及狀態，也可以通過繳費清單查詢繳費記錄，如圖5所示。
商戶費用繳納：商戶在學校微信服務號上，首先綁定為其開設的校園一卡通賬號，對校園卡進行充值，然后使用校園卡余額對水電費進行自助繳納，充值頁面同步顯示當前賬戶余額。充值繳費頁面如圖6所示。
4系統測試和運行
為了檢測系統是否滿足功能需求、商戶管理和使用過程中各環節是否運行通暢，測試期建立了測試商戶來模擬商戶使用，并在試運行期間完善了一些細節性問題如：商戶線上充值頁面增加“當前賬戶余額"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行統一結算，簡化結算流程；同時隨著商家的不斷入駐，在信號盲區增加基站進行補盲覆蓋。
目前這套IOT智能水電表管理系統已在校內具體實施數月有余，運行良好。從學校后勤、財務等管理部門和使用商戶的反饋來看，此次將物聯網技術應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計、后勤計費管理、校園運維管理等提供高校的信息化管理平臺。從“源、網、荷、儲、充"多個角度解析高校當下及未來的用能問題及用能需求，在統一的需求下“實現能源互補、信息互通"等管理模式。助力學校管理智能化、數字化、綜合化，實現節能校園、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絡結構，主要由設備層、傳輸層、數據層、應用層組成。平臺融合電力監控、電能統計、電氣安全、電能質量分析及治理、智能照明控制、預付費等功能，用戶通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個平臺即可全局、整體的對企業用電進行進行集中監控、統一調度、統一運維，同時滿足企業用電可靠、安全、節約、高效、有序的要求。
圖1安科瑞高校綜合能效管理方案架構拓撲
6高校綜合能效解決方案
6.1校園電力監控與運維
集成設備所有數據，綜合分析、協同控制、優化運行，集中調控，集中監控，數字化巡檢，移動運維，班組重新優化整合，減少人力配置。
6.2后勤計費管理
采用的網絡抄表付費管理技術，實現電、水、氣等能源綜合計費，實現遠程抄表、費率設置、賬單統計匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設置補貼方案。通過能源付費管理方式，培養用能群體和部門的節能意識。
6.2.1宿舍用電管理
針對學生宿舍用電進行管理控制：可批量下發基礎用電額度和定時通斷功能；
可進行惡性負載識別，檢測違規電氣，并可獲取違規用電跳閘記錄；
6.2.2商鋪水電收費
針對校園超市、商鋪、食堂及其他針對個體的水電用能進行預付費管理
6.2.3充電樁管理平臺
充電樁在“源、網、荷、儲、充"信息能源結構中是必不ke缺的。充電樁應用管理同樣是校園生活服務中必不ke缺的一部分。
6.2.4智能照明管理
通過對高校路燈的全局監測，提供對路燈靈活智能的管理，實現校園內任一線路，任一個路燈的定時開關、強制開關、亮度調節，以及定時控制方案靈活設置，確保路燈照明的智能控制和高效節能。
6.3能源管理系統
針對校園水、電、氣等各類接入能源進行統計分析，包含同比分析、環比分分析、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行采集和統計的各類建筑耗電數據。如辦公類建筑耗電、教學類建筑耗電、學生宿舍耗電等，對數據分門別類的分析，提供領導決策，提高管理效能。
構建符合校園節能監管內容及要求的數據庫，能自動完成能耗數據的采集工作，自動生成各種形式的報表、圖表以及系統性的能耗審計報告，能夠監測能耗設備的運行狀態，設置控制策略，達到節能目的。
智慧消防云平臺基于物聯網、大數據、云計算等現代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯動，在統一的系統大平臺內運行，用戶、安保人員、監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備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，相關報警和事件信息通過手機短信、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相關人員。
7平臺部署硬件選型
應用場合 | 產品 | 型號 | 功能 |
變電所運維云平臺 |
| AcrelCloud-1000 | AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯網＋、大數據、移動通訊等技術開發的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態和參數、室內環境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現場設備或環境視頻場景等需求，實現數據一個，集中存儲、統一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。 |
智能網關 |
| Anet系列 | 8個RS485串口2kV隔離，2個以太網接口，支持ModbusRtu、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188、DL/T645等通訊協議設備的接入，支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC-60870-5-104等上傳協議、支持多不同數據服務要求，支持斷點續傳，裝置電源：220VAC/DC。 |
| ANet-2E4SM | 4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網接口，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擴展模塊，485擴展模塊，多可擴展16路。 | |
10KV進/饋線 |
| AM6-L | 相間電流速斷保護，相間限shi電流速斷保護（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護，反時限相間過流保護（可帶低壓閉鎖），零序反時限過流保護，過負荷保護，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/試驗位置、接地刀閘位置、硬接點信號(保護跳閘、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、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 | 一次回路動態模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動溫濕度控制及顯示（標配一路強制加熱）、遠方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應、柜內照明控制、RS485接口、高壓柜內電氣接點無線測溫。 |
35kV/10kV/ 6kV傳感器 |
| 合金片固定，CT感應取電，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；實時及需量；電流、電壓不平衡度；負載電流柱狀圖顯示；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的溫度測量，采用捆綁式安裝。可使用ATC-400無線測溫接收器接收數據。該終端可單獨安裝在高壓柜、低壓抽屜柜內。 |
中低壓回路 |
| WHD72-11 | WHD溫濕度控制器產品主要用于中高壓開關柜、端子箱、環網柜、箱變等設備內部溫度和濕度調節控制。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（改造項目） | |
| 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計，總正反向無功電能統計；紅外通訊；電流規格：經互感器接入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后勤計費管理
7.2.1宿舍/商業預付費平臺
7.2.2充電樁管理平臺
應用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 |
充電樁管理平臺 | AcrelCloud-9000 | 采用泛在物聯、云計算、大數據、移動通訊、智能傳感等技術手段可為用戶提供能源數據采集、統計分析、能效分析、用能預警、設備管理等服務，平臺可以廣泛應用于多種領域。 | |
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：標配無線通訊：4G、WIFI、藍牙三選一（下單備注規格，無備注默認4G通訊）。 |
AEV-DC060S |
| 直流60kw雙槍一體充電機 | |
AEV-DC120S |
| 直流120kw雙槍一體充電機 | |
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、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10A-TYHN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電 ACX10A-TYN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，免費充電 ACX10A-YHW：防護等級IP65，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YW：防護等級IP65，支持刷卡、免費充電 ACX10A-MW：防護等級IP65，僅支持免費充電 |
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、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX2A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護等級IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護等級IP21，支持刷卡充電 |
7.2.3智能照明管理
應用場景 | 產品 | 型號 | 功能 | |
普通照明 | 配電箱 |
| ASL220-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴展模塊，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，輸出狀態液晶屏顯示。 4、2路開關量輸入，可接入開關、報警、人體紅外感應器等信號。 5、外形尺寸：144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm標準導軌式安裝 |
按鍵面板 |
| ASL220-F1/2 | 1聯兩鍵 1、ALIBUS總線場景面板，通信鏈路供電； 2、1聯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，均可實現開關、調光、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、特殊運算電路，可通過紅外感應探測到人體動作； 4、安裝方式：嵌入式； 5、外形尺寸：ф80mm*33mm；產品外露尺寸：ф80mm*2.5mm | |
備用照明 | 雙切箱 |
| ASL210-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤3VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出。 4、1路開關量輸入，可接入開關、報警、人體紅外感應器等信號，1路485通訊。 5、外形尺寸：108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防聯動啟動一般照明（備用照明）。 7、35mm標準導軌式安裝 |
應用場景 | 產品 | 型號 | 功能 | |
普通照明 | 配電箱 |
| ASL220-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴展模塊，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，輸出狀態液晶屏顯示。 4、2路開關量輸入，可接入開關、報警、人體紅外感應器等信號。 5、外形尺寸：144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm標準導軌式安裝 |
按鍵面板 |
| ASL220-F1/2 | 1聯兩鍵 1、ALIBUS總線場景面板，通信鏈路供電； 2、1聯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，均可實現開關、調光、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、特殊運算電路，可通過紅外感應探測到人體動作； 4、安裝方式：嵌入式； 5、外形尺寸：ф80mm*33mm；產品外露尺寸：ф80mm*2.5mm | |
備用照明 | 雙切箱 |
| ASL210-S 系列 | 1、ALIBUS總線擴展模塊，通信鏈路供電。 2、功耗：≤3VA 3、4路16A磁保持繼電器輸出。 4、1路開關量輸入，可接入開關、報警、人體紅外感應器等信號，1路485通訊。 5、外形尺寸：108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防聯動啟動一般照明（備用照明）。 7、35mm標準導軌式安裝 |
IP網關 |
| ASL200-485-IP | IP協議轉換器（ALIBUS<-->TCP/IP） 1、1路ALIBUS通信總線接口。 2、1路RS485 3、1路以太網接口，以太網通訊 4、串口速率1200~115200bps可配置。串口支持標準MODBUS-RTU協議。 5、外形尺：96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D)。 6、35mm標準導軌式安裝 7、IP地址設置連接、ALIBUS系統組網擴容、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標準導軌式安裝 | |
7.3能源管理系統
應用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 |
能耗管理云平臺 | AcrelCloud-5000 |
| 采用泛在物聯、云計算、大數據、移動通訊、智能傳感等技術手段可為用戶提供能源數據采集、統計分析、能效分析、用能預警、設備管理等服務，平臺可以廣泛應用于多種領域。 |
智能網關 | Anet系列網管 |
| 采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網絡接口，作為信息采集系統中采集終端與平臺系統間的橋梁，能夠根據不同的采集規約進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據采集匯總，并使用相應的規約轉發現場設備的數據給平臺系統。 |
高壓重要回路或低壓進線柜 | APM810 |
| 具有全電量測量，電能統計，電能質量分析及網絡通訊等功能，主要用于對電網供電質量的綜合監控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設計，當客戶需要增加開關量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網通訊時，只需在背部插入對應模塊即可。 |
APM520 |
| 三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，大需量，支持付費率，越限報警，SOE，4-20mA輸出。 | |
低壓聯絡柜、出線柜 | AEM96 |
| 三相多功能電能表，均集成三相電力參數測量及電能計量及考核管理，提供上24時、上31日以及上12月的電能數據統計。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關量輸入和繼電器輸出可實現“遙信"和“遙控"功能，并具備報警輸出，可廣泛應用于多種控制系統，SCADA系統和能源管理系統中。 |
動力柜 | ACR120EL |
| 測量所有的常用電力參數，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網功能，非常適合于實時電力監控系統。 |
DTSD1352 |
| DIN35mm導軌式安裝結構，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業標準DL/T614-2007對電能表的各項技術要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現數據交換。 | |
AEW100 |
| 三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 |
7.4智慧消防系統
應用場景 | 產品 | 型號 | 功能 | |
各變電所、各動力箱 | 0.4KV出線 |
| ARCM200 系列 | 用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統中的剩余電流、溫度等電氣參數，從而預防電氣火災的發生。 |
區域變電所 | 區域分機 |
| Acrel-6000/B3 | 接收電氣火災監控探測器信號，實現對被保護電氣線路的報警、監視、控制與管理，采用485通訊 |
主變點所 監控 | 控制主機 |
| Acrel-6000/B | 接收電氣火災監控探測器信號和各區域分機數據，實現對被保護電氣線路的報警、監視、控制與管理，可采用485通訊。 |
配套附件 | ||||
0.4kV電流 互感器 |
| AKH-0.66 | 測量型互感器，采集交流電流信號。 | |
應用場景 | 產品 | 型號 | 功能 | |
消防設備電源電壓監控 |
| AFPM3-2AVM | 監測兩路三相交流電壓，二總線通訊。 | |
區域變電所 | 區域分機 |
| AFPM100/B3 | 接收消防設備電源監控探測器信號，實現對被保護電氣線路的報警、監視、控制與管理，可采用二總線通訊。 |
主變點所監控 | 控制主機 |
| AFPM100/B1 | 接收消防設備電源監控探測器信號和各區域分機數據，實現對被保護電氣線路的報警、監視、控制與管理，可采用二總線通訊。 |
應用場景 | 產品 | 型號 | 功能 | |
配電室、綜合樓 | 常開防火門 |
| AFRD-CK(YT)-65 AFRD-CK(YT)-85 AFRD-CK(YT)-120 | 監測常開防火門的開閉狀態。 |
常閉防火門 |
| 單扇：AFRD-CB1(YT) 雙扇：AFRD-CB2(YT) | 監測常閉防火門的開閉狀態。 | |
地下箱體防爆車間 | 常開/常閉防火門 |
| AFRD-MC | 監測常開、常閉防火門的開閉狀態。 |
監測模塊 |
| AFRD-CK/CB | 接收AFRD-MC的狀態信息同步傳輸至防火門監控主機。 | |
區域變電所 | 區域分機 |
| AFRD100/B3 | 接收防火門監控模塊和防火門一體式探測器的信號，實現對防火門開閉狀態的報警、監視、控制與管理，采用二總線通訊。 |
主變點所監控 | 控制主機 |
| AFRD100/B | 接收防火門監控模塊和防火門一體式探測器的信號以及各區域分機的實時數據，實現對防火門開閉狀態的報警、監視、控制與管理，采用二總線通訊。 |
應用場合（綜合樓、污水地下箱體） | 產品 | 型號 | 功能 | |
各變電所、地下箱體、綜合樓 | 集中電源集中控制型消防應急標志燈具（高防護） |
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(單面安全出口) | 防護等級：IP67 設備尺寸：145*400*15 安裝方式：壁掛 |
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(單面疏散出口) | 防護等級：IP67 設備尺寸：145*400*15 安裝方式：壁掛 | ||
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(單面左向) | 防護等級：IP67 設備尺寸：145*400*15 安裝方式：壁掛 | ||
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(單面右向) | 防護等級：IP67 設備尺寸：145*400*15 安裝方式：壁掛 | ||
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(單面雙向) | 防護等級：IP67 設備尺寸：145*400*15 安裝方式：壁掛 | ||
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(單面樓層) | 防護等級：IP67 設備尺寸：145*400*15 安裝方式：壁掛 | ||
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(單面米標) | 防護等級：IP67 設備尺寸：145*400*15 安裝方式：壁掛 | ||
集中電源集中控制型消防應急照明燈具（高防護） |
| A-ZFJC-E*W-A604T8單管式應急照明燈具 | 防護等級：IP67 設備尺寸：Φ26*L400、Φ26*L600、Φ26*L1200 安裝方式：吸頂、吊掛 設備功率：3、6、9、12、15W | |
| A-ZFJC-E*W-A603HC高防護應急照明燈具 | 防護等級：IP67 設備尺寸：Φ175*H60 安裝方式：吸頂、壁掛 設備功率：3、6、9、12、15W | ||
| A-ZFJC-E*W-A603HE高防護應急照明燈具 | 防護等級：IP67 設備尺寸：198*98*55 安裝方式：吸頂、壁掛 設備功率：3、6、9、12、15W | ||
消防應急燈具電源 |
| A-D-0.3KVA-A200L A-D-0.5KVA-A200L A-D-0.75KVA-A200L A-D-0.1KVA-A200L | 防護等級：IP65 設備尺寸：500*400*200、600*480*230 安裝方式：壁掛 設備功率：0.3、0.5、0.75、1KVA 回路數量：8路 | |
防爆工藝車間 | 集中電源集中控制型消防應急防爆標志燈具 |
| A-BLJC-1LROEI1W-A431EX（防爆單面出口) | 防護等級：IP65 防爆等級：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 設備尺寸：165*375*65 安裝方式：壁掛 |
| A-BLJC-1LROEI1W-A431EX（防爆單面左向) | 防護等級：IP65 防爆等級：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 設備尺寸：165*375*65 安裝方式：壁掛 | ||
| A-BLJC-1LROEI1W-A431EX（防爆單面右向) | 防護等級：IP65 防爆等級：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 設備尺寸：165*375*65 安裝方式：壁掛 | ||
| A-BLJC-1LROEI1W-A431EX（防爆單面雙向) | 防護等級：IP65 防爆等級：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 設備尺寸：165*375*65 安裝方式：壁掛 | ||
| A-BLJC-1LROEI1W-A431EX（防爆單面樓層) | 防護等級：IP65 防爆等級：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 設備尺寸：165*375*65 安裝方式：壁掛 | ||
| A-BLJC-2LROEI1W-A430EX（雙面安全出口) | 防護等級：IP65 防爆等級：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 設備尺寸：165*375*65 安裝方式：吊管安裝 | ||
| A-BLJC-2LROEI1W-A430EX（多信息復合) | 防護等級：IP65 防爆等級：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 設備尺寸：165*375*65 安裝方式：吊管安裝 | ||
| A-BLJC-2LROEI1W-A430EX（雙面單向) | 防護等級：IP65 防爆等級：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 設備尺寸：165*375*65 安裝方式：吊管安裝 | ||
| A-BLJC-2LROEI1W-A430EX（雙面雙向) | 防護等級：IP65 防爆等級：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 設備尺寸：165*375*65 安裝方式：吊管安裝 | ||
集中電源集中控制型消防應急防爆照明燈具 |
| A-ZFJC-E*W-A630EX | 防護等級：IP65 防爆等級：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 設備尺寸：256*243*78 安裝方式：壁掛 設備功率：3、6、10W | |
| A-ZFJC-E*W-A632EX | 防護等級：IP65 防爆等級：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 設備尺寸：Φ135mm*H168mm 安裝方式：吊管安裝 設備功率：3、6、9、12、15W | ||
消防應急燈具電源(防爆) |
| A-D-0.3KVA-A200EX A-D-0.5KVA-A200EX A-D-1KVA-A200EX | 防護等級：IP43 設備尺寸：904*702*220、1354*702*220 安裝方式：壁掛 設備功率：0.3、0.5、1KVA 回路數量：8路 | |
區域 變電所 | 區域分機 |
| A-C-A100/B3 | 區域分機通過總線網絡實時監控各個終端，在險情發生時，自動將信息指令發布到每個終端，終端收到指令之后自動開始工作，如頻閃、變向、開、滅燈等工作，實時指示佳、安全的疏散路線。 |
中繼器 |
| CAN轉光纖中繼 | 通過CAN轉光纖中繼實現把CAN總線傳輸轉換至光纖傳輸延長通訊距離增加方案多樣性。 | |
主變電所 監控 | 監控主機 |
| A-C-A100 | 監控主機通過總線網絡實時監控各個終端，在險情發生時，自動將信息指令發布到每個終端，終端收到指令之后自動開始工作，如頻閃、變向、開、滅燈等工作，實時指示佳、安全的疏散路線。 |
8結束語
本文重點介紹了控制柜與網關的軟硬件設計。經過調試，該系統實現了對1臺控制柜的操作，具有實時性、易操作性等優點。而對于群體的控制以及前端界面的顯示還有待進一步研究。
本文對遠程控制水表、煤氣表系統的設計也具有指導意義。對本系統稍加改進，就可以用于水表、煤氣表等計量儀表的遠程操作，具有廣闊的應用前途。
【參考文獻】
【1】田擁軍，趙光強.基于ZigBee的智能用電管理系統設計[J].中國儀器儀表，2011(4):35-38.
【2】郭培.無線傳感器網絡以太網接人網關的研究與實現[D].北京：北京交通大學，2006:6-15.
【3】張少虎.基于ZigBee的自動抄表系統的設計[D].西安：西安科技大學，2009:25-36.
【4】孫偉，王建平.無線傳感器網絡MAC層傳輸性能模型研究[J].電子測量與儀器學報，2012,26(2):144-148.
【5】程杰，薛俏，邵芬紅.基于無線網絡的學生宿舍用電管理系統設計
【6】安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.
【7】安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版.
作者簡介
任運業，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。
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