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隨著供電自動化以及城鄉電網改造的不（bú）斷深入，涉（shè）及到千家萬戶和用電大戶的電能量管理和抄表計費已成為電力部門關心和重視的（de）熱點問題，在原有的人工手動抄表中已經發展到（dào）遠程智能抄表，通過現有的網絡智能化的從遠端把需要的數據采集到一起，那麽，在很多必（bì）須無人值守的設備或監測點，不（bú）適合搭建（jiàn）有線通訊網絡。盡管目前已有通過各種有線，紅（hóng）外，無線等通訊方式，對電能（néng）量進（jìn）行管理和各（gè）種（zhǒng）表計數據進（jìn）行抄錄，但在具體應用和項目實施（shī）過程中，都遇到數據抄錄不穩定，施工困難，費用高昂等問題。
我（wǒ）公司長期從事（shì）電力自動化（huà），針對以上問題我們（men）開（kāi）發了成（chéng）本低、運行穩定、搭建方便的GPRS、網口、光釺、WIFI遠程數據通訊等產（chǎn）品的研製和（hé）開發，公司根據目前水電部門的水電（diàn）管理和表計數據抄錄等技術，開發設計出了針對小區、商場（chǎng）、公（gōng）寓、廣（guǎng）場（chǎng）、學校、公司監控、農貿市場等場（chǎng）合專（zhuān）用的GPRS遠程電能量管理和表計數據抄錄係列方案，采用先進的計算（suàn）機網絡技術和無線數據（jù）通訊技術，完成各種數據和（hé）控製信號的雙向傳輸。本係列方案在同龍電、三星、恒通、威勝、浩寧達、華立、ABB、斯倫貝謝的產品配套使用，以及電力自動化項目改造過程中，獲得用戶廣泛好評。
我公司采用了業內先進的GPRS物（wù）聯網技術、及（jí）主研製的網口、光（guāng）釺WIFI技術，與國（guó）內多家電表廠家合作推出了基（jī）於智能電表遠（yuǎn）程管理係統，有著性能可靠、運行費用（yòng）低廉、功能齊（qí）全的優點（diǎn）。已經在國內多家大型企業和房地產開發公司開通運行，反映良好。
第二部分 項目分析
2.1 係統組成
本係統由水電表（biǎo），雲服務器，數據（jù）采集器，手（shǒu）機APP，網頁後台，自助充（chōng）值終端等組成
2.1.1 (1)電能表：通訊接口采用RS-485 串行總線標準，按照標準的DL/T645-1997,DL/T2007通訊規約通訊（xùn），支持抄（chāo）表、控製和預付費功能（néng）。
(2)水表（biǎo）：通訊接（jiē）口采用RS-485 串行總（zǒng）線標準，按照標準（zhǔn）的M-BUS通訊方（fāng）式通訊規約通訊（xùn），支持抄表、控製和預付費功能（néng）。
2.1.2 雲服務器（qì）：阿裏雲服務器（Elastic Compute Service, ECS），具有自助管理、數據安全保障、自動故障恢複和防網絡攻擊等高級功能。集成負載均衡器後可根據用戶或電表接入數量部署多台服務器處理（彈性伸縮），消（xiāo）除了單點故障提升係統的（de）可用性，保證服務器穩（wěn）定、高效運行。
2.1.3 數據采集（jí）器：連接服務器和水電表的通訊模塊。由於水電表的RS-485接口無法連接遠程服務器，由采集器把RS-485接口數據轉發到（dào）雲服務器並將雲服務（wù）器下發的數據轉發到水電表RS-485接口。
2.1.4 手機客戶端應用（APP）：分androids （安卓） 和（hé） iphoness （蘋（píng）果） 端。（1）實（shí）時在線查詢當前電量，曆史電量。
（2）實時查詢當前剩餘金額，曆史水電使用金（jīn）額。
（3）在線拉合閘（zhá）。
（4）欠費提醒，支付（fù）寶在線（xiàn）充值。用戶充值成功後實時收到短（duǎn）信通知提醒，客戶端推送充值成功信息。
（5）用戶充值金額（é）可實時到賬企業支付寶或微信公眾號（hào）賬戶，申請過程簡單，有經營執照即可（kě）申請（qǐng）。
（6）APP實名驗證，隻需輸入一次實名信息即可綁定賬戶。身份證（zhèng）號+手機驗證碼實名驗證，保證（zhèng）賬戶安全，信息無泄漏。
（7）騰訊應用（yòng）寶等各大商店可下載或掃描二維碼下載。一（yī）次（cì）安裝（zhuāng），後期自動（dòng）升級。
（8）移動終端（duān）和服務器平台之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中可（kě）能的泄漏。
（9）用戶界麵簡潔，操作（zuò）簡單，使用方便。
2.1.5 後台管理：基於WEB雲服務器，安全可靠，運行和處理速度快 ，功能豐富完善。
（1） 網頁版後台管（guǎn）理係統，無須安裝軟件有瀏覽器就能隨時隨（suí）地登錄後台管理。不（bú）限終端（duān），Windows、Mac、Linux、androids、iphoness 一個賬號全部解決。
（2）采集器和水電表設備（bèi）管理，查看采集器在線狀態，上線/離線時間，在線時間統計，電能（néng）表通訊（xùn）狀（zhuàng）態查詢等。
（3）管理員賬戶（hù）添加（jiā）、刪除、權限修改、禁用啟用。記錄管理員登錄時間、IP、地理（lǐ）位置（zhì）、線路等。
（4）設置水電表（biǎo）的參（cān）數、管理用戶檔案、水價電價檔案。
（5）支持抄有功電能、無功電能、電壓、電流、有功功率、無功功（gōng）率（lǜ）、電價、報警金額（é），水表使用量，水表剩餘金額 等數（shù）據（jù）。支持DL/T645全部抄表協議。
（6）支持定時抄表，可精確到任何一隻表。定時功能支持cron表（biǎo）達（dá）式指定時（shí）間抄（chāo）表、間隔時間抄表、工作日抄表、結算日抄表等，滿足任何定（dìng）時抄表需求。
（7）所有抄表數據的統計、查（chá）詢、備份、報表生（shēng）成（chéng）、導出到（dào）Excel。
（8）預付費水電表在（zài）線開戶，充值，發票（piào）打印。
（9）非（fēi）預（yù）付費水電表每月（yuè）結算繳（jiǎo）費單打印，發送短信通知。
（10）實時查（chá）詢App或自助充值終端訂單支付記錄，充值記錄，對賬單下載。
（11）查詢短信發送記（jì）錄。
（12）自助充值終（zhōng）端（duān）在線狀態查看、遠程授權、取（qǔ）消授權、遠（yuǎn）程截圖、遠程關機、遠程重啟等操（cāo）作。
（13）曆史數據（jù）查詢
（14）係統數據備份、存（cún）檔和下載。
（15）遠程控製斷電、合閘等功能（néng）。
2.1.6 自（zì）助充值終端：
自助充值終端具有自助充（chōng）值、查詢、打印以及智能管理功（gōng）能，具備24小時無人值守的（de）自助服務特性，大限度（dù）的拓寬了（le）業務辦理渠（qú）道、業務場所及大程度的（de）人性（xìng）化服務，高端、大氣（qì）、上檔次。
功能：
（1） 24小時無終（zhōng）端（duān）服（fú）務。主要功能支（zhī）持（chí）信息查詢、在（zài）線充值、刷卡充（chōng）值，主界麵帶時鍾、日曆、節日、農（nóng）曆等展示。
（2） 信息查詢：可在（zài）線查詢電能表用電量和（hé）剩餘金額（實時從電能表讀取）。
（3） 在線充值：采用支付寶、微信二維碼收款，自助（zhù）打印票據。用戶充值金額直接實時下發到電能表，所有過程後台可查詢。
（4） 刷卡充值：適（shì）用於射頻卡電能表，電能表無須接入雲服（fú）務器通訊。采用支付寶、微信二維碼收款（kuǎn），自助打印（yìn）票據。充值到用戶卡中刷卡完成充值（zhí）操作，後台可（kě）查詢記錄。
（5） WEB後台遠程授權、遠程查看屏幕、遠（yuǎn）程控製關機、重啟。遠程修改主界（jiè）麵展（zhǎn）示信息（包括（kuò）公司、Logo、公司（sī）介紹、溫馨提示等）。
（6）與（yǔ）支付寶和微信（xìn）官（guān）方簽（qiān）約後即可實時收款到指定賬戶，簽約過程簡單快速。
（7）終端和服務器之（zhī）間采用加密協議傳輸，避免信息在（zài）整個傳輸過程中可能的泄漏。
（8） 可播放多媒體文件、廣告投（tóu）放。
第（dì）三部分 係統架構
係統基本框（kuàng）架（jià）以雲服務器為核心。主要分為兩個部（bù）分，電能表（biǎo）與采集器通（tōng）訊方案和雲服務應用方案
3.1 電能表與服務器通訊方案：
電能表本身不具備物聯網通訊能力，行業內通過在一定範圍（wéi）內布置采集器，將多隻電能（néng）表（biǎo）數據采集到一台采集器（qì）後發送（sòng）給雲端（duān）服務器。
整體方案如下圖所示：
3.1.1 采集器與水（shuǐ）電表通訊。
本公司根據不同的業務場景和使用需求提供（gòng）了三種數據采集（jí）方案，係（xì）統支持同時使用任意一種或多種組（zǔ）合方案，不同（tóng）方案（àn）對比如下表：
3.1.2 采集器與服務器通訊：
采集器在整個流程中起的是數據中轉/中繼（jì）的作用，它一端連接物聯網終端節點，在計算機網絡中僅使用OSI模型中使用（yòng）數據鏈路層協議傳輸數據。采集器另一（yī）端（duān）連接服務器節點，使用傳輸層協議傳輸數據。采集器接收（shōu）服務（wù）器端指令轉發的物聯網終端並將物聯網終端的響應轉發回服務器。
本公司（sī）根據不同的業務場景和使（shǐ）用需求提供（gòng）了三種數（shù）據傳輸方案，係（xì）統支持同時使用任意一種或多種組合方案，不同方（fāng）案對比如下表：
備注：
OSI是一個開放性（xìng）的通信係（xì）統互連參考模型，他是一個定義得非常好的協議規範。OSI模型有7層結構，每層都可以有幾個子（zǐ）層。 OSI的7層從上到下分別是（shì） 7 應用層 6 表示層 5 會話層 4 傳輸層 3 網絡層 2 數據鏈路層 1 物理層 ；其中高層（即7、6、5、4層）定義了應用（yòng）程序的功能（néng），下（xià）麵3層（即3、2、1層）主要麵向（xiàng）通（tōng）過網絡的端到端的（de）數據（jù）流。
