介绍了一种基于射频卡的预付费管理系统，实现对预付费电能表的信息 管理。在设计过程中采用模块化的设计思想，提高了预付费电能管理系统的稳定 性和可靠性。实际应用验证表明，基于射频卡的预付费管理系统符合实际应用要 求和技术要求，用户可通过射频卡进行预售电，操作方便，具有广阔的市场前景。

预付费管理系统是一种先交费后用电的收 费管理软件，采用射频卡作为用户和供电部门中 间进行一对一购售电信息传输的介质，完成电能 表参数设置、售电管理及用电管理工作。

该预付费系统主要由系统设置、售电管理、 IC 卡操作和数据查询 4 部分组成

( 1) 售电管理模块主要对客户进行操作，管理信息，新用户必须在系统中才能正 常使用预付费功能。新用户需先填写用户基本信 息，系统将保存信息所购电量。

IC 卡操作模块主要负责用户的日常业 务，包括客户售电、改写卡内金额、补卡和制作特 殊卡。所有的操作进行完把数据写入数据库，做 到数据有据可查。客户售电界面如图 6 所示。给 用户售电时，售电操作员先读卡，若显示电量有 效，提醒用户把卡内的电量刷到电能表里，否则无 法再次购电，只有当电量无效时才能继续购电.

1、单相电子式预付费电能表（包含无线）  

1.1 接线方式

1.2 精度等级：1.0级（具有CPA认证）

1.3 产品标准：GB/T 17215-2008《交流电测量设备特殊要求第21部分：静止式有功电能表（1级和2级）》。

1.4 电流规格：10（60）A。

1.5 电能计量：有功电能计量（正、反向）;无功电能计量（正、反向）。

1.6 电能测量：电流、电压、有功/无功功率、视在功率、功率因数、频率、有功/无功电度。

1.7 需量统计：可统计月需量及发生时间、实时需量。

1.8 通信方式：可配置两路（-2C）RS-485接口，满足ModBUS-RTU或 DL/T 645协议通信，并可配置1200/2400/4800/9600/19200多种波特率。

1.9 显示方式：液晶显示、背光显示。

1.10 安装方式：标准DIN导轨安装

1.11 预付费功能：远程预付费功能，先付费，后用电；支持多种缴费方式，可通过第三方支付平台缴纳；报警功能、赊欠功能。可支持刷卡充值功能

1.12 可内部分合闸，也可支持少1路DO控制外部断路器实现跳闸。

1.13支持4个费率电能统计。

1.14支持阶梯电价功能。

1.15可支持4G或NB无线通讯。

2、三相电子式预付费电能表（包含无线）

2.1 接线方式

2.2 精度等级： 0.5S级（具有CPA认证或第三方检测报告）。

2.3 具有表计方面的发明专利 

2.4 产品标准：GB/T 17215.322-2008  交流电测量设备 特殊要求 第22部分：静止式有功电能表（0.2s级和0.5s级）。

2.5 电流量程：电流直接接入10(80)A;电流经CT接入1.5（6）A。

2.6 电能计量：有功电能计量（正、反向）;无功电能计量（正、反向）。

2.7 电能测量：电流、电压、有功/无功功率、视在功率、功率因数、频率、有功/无功电度。

2.8 通信方式：至少可配置两路以上（-2C）RS-485接口，满足ModBUS-RTU或 DL/T 645协议通信，并可配置1200/2400/4800/9600/19200多种波特率。

2.9 显示方式：液晶显示、背光显示。

2.10 安装方式：标准DIN导轨安装

2.11 预付费功能：远程预付费功能，先付费，后用电；支持多种缴费方式，可通过第三方支付平台缴纳；赊欠功能。可支持刷卡充值功能

2.12 直接接入规格可内部分合闸，互感器接入规格应支持至少两路DO控制外部断路器实现分合闸。

2.13支持4个费率电能统计。

2.14支持阶梯电价功能。

2.15可支持4G或NB无线通讯

系统可分为网站和后台、手机APP、微信公众号、小程序。

网站和后台：

1、B/S架构：系统设计采用B/S架构，无需安装客户端，通过浏览器用户就可以完成配置、设置、查询、控制等所有操作。并可支持更多用户同时在线。

2、远程集中抄表：免去人工抄表，电表状态实时性需精确到1分钟以内；

3、服务器支持多种电表和水表组网采集方式：光纤局域网接入，4G无线网接入，NB-IOT网络接入等；

4、支持水电表和采集器多种组网方式：支持电表水表通过485总线与采集器相连，支持电表与采集器通过lora无线局域网相连，支持电表和水表单独插入流量卡直接连接系统。

5、支持每块电表单独计价、复费率、阶梯电价：可对每块电表单独设置电价、费率、阶梯电价；

4、远程售电：财务集中管理，电量实时下发，并比对充值次数防止；

5、电费后付费模式：支持电费赊欠模式，后付费模式；

6、手机短信提醒：当金额不足或金额欠费系统会发送短信提醒用户，可设三级预警；

7、远程控制：需对任意一块电表执行远程拉闸、合闸和保电等一系列远程控制操作；

8、操作记录：对电表的所有记录都可查询日志，记录操作人、操作步骤、操作内容、操作时间等。

9、水表预付费系统：提供与预付费电表相类似的所有售水相关功能，预付水量用完自动关阀，如远程售水、水耗报表、远程开关阀等，并与电表集成一体化系统；

10、系统开放水电表的数据接口：第三方集成大平台可通过数据接口对系统中接入的水电表完成各种操作，如：售电售水、远程开关阀/分合闸、抄表数据查询、基础资料导入等。

11、电表状态实时监控：可以实时展示所有电表状态，比如剩余金额、电量总数、数据更新时间、电表模式、报警状态、回路分合闸状态等

12、多种统计报表：包括用能报表、电费使用报表、通讯故障报表、缴费明细报表、财务统计报表等

13、远程充值：可以通过系统进行售电、退电、冲正等操作

14、权限控制：可以设置多种角色，每种角色可以分配不同功能，方便不同管理人员履行不同职责。

15、集团物业管理模式：系统可接入集团物业旗下分布在全国各地各个物业的水电表，各个物业可单独分权限管理，集团总部可管理所有物业。

16、历史抄表记录：可以查看往期所有抄表记录。

17、系统扩展：提供标准HTTP接口，以便跟第三方平台进行功能对接

18、电表合并计量：多块电表费用可以合并计量，账户余额共用

19、物业费和房租代缴管理：可以支持物业工作管理，比如房租和物业费管理、公摊用电管理，如不按期缴纳房租或物业费，可支持电表自动断电；

20、配电箱仪表接入：系统可以支持接入楼层管控或变电所的电表，可以根据不同场景自由选配，提供能耗分析报表和电参量监控；

21、方便维护：仪表损坏更换用户数据可以做到无缝衔接，一键更换。

手机APP：

1、多系统支持：支持苹果和安卓端；

2、支持多物业管理:可以自由切换多个可管理的物业下水电表环境；

3、电表监控和控制：可实时查看所有电表的实时抄表信息，并可对电表进行远程分合闸、设置电价、下发短信等；

4、远程售电：可对任意一块电表进行远程售电；

5、水表监控和控制：可实时查看所有水表的实时抄表信息，并可对水表进行远程分合阀、设置水价、下发短信等；

6、远程售水：可对任意一块水表进行远程售水；

7、管理：可在手机上对电表和水表进行；

8、报表管理：可在手机APP上查询报警报表、财务销售报表。

微信公众号和小程序：

1、微信端可选配微信公众号或微信小程序；

2、ZFB端可选配ZFB生活号或ZFB小程序；

3、在线支付：提供微信和ZFB无人值守，自助支付购电和购水；

4、能耗查询：租户能查询自己的用电能耗和用水能耗，以日为单位；

5、购电/购水记录查询：租户可查询自己的购电记录和购水记录。

能源物联网开放平台是一套基于物联网数据中台，建立了上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。用户仅需购买安科瑞物联网传感器，自行安装后扫码即可使用手机和电脑得到所需的行业数据服务。

该平台提供数据驾驶舱、电气安全监测、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警和记录、运维管理等功能，并支持多平台、多语言、多终端数据访问。

  Acrel-EIoT能源物联网开放平台是一套基于物联网数据中台，建立统一的上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。用户仅需购买安科瑞物联网传感器，选配网关，自行安装后扫码即可使用手机和电脑得到所需的行业数据服务。

数据服务：互联网用户无需关注平台本身，仅需关注购买硬件后得到的行业数据服务，即PAAS服务。

数据订阅：系统集成商不再需要知道下行硬件的结构和协议，通过平台接口获取数据，或由平台向应用子系统推送数据

（一）应用场景-互联网用户

公寓出租户：水电计量、计费，电瓶车充电计费，电气安全

小型物业：水电计量收费，电瓶车/汽车充电计费运营，智慧消防

楼管：能源计量，电气安全，智慧照明

系统集成商：物联网数据订阅，远程调试

连锁小超市：水电计量、计费，电气安全，能源管理

小型工厂：电力监控，电气安全，能源管理，宿舍水电计费

（二）应用场景-智慧城市

海量并发：面对城市级细分领域的综合平台，需要接入各种类型的海量硬件

统筹监管：提取层关注的监管信息，结合GIS、BIM等数字孪生技术实现宏观监管

集中运营：为运营商提供统一的运营服务平台，向终端用户提供物联网数据服务

解决方案：

免调试方案、统一协议、增值服务、调试平台、服务费管理、ESIM卡服务

（二）组网结构

Acrel-EIoT能源物联网云平台采用分层分布式结构，主要由感知层（终端采集设备）、网络层（通讯管理终端）和平台层（能源物联网云平台）三个部分组成。

● 感知层：连接于网络中的各类传感器，包括多功能仪表、预付费电表、多回路仪表、物联网电表、物联网水表、电瓶车充电桩、汽车充电桩、路灯控制器等。

● 网络层：智能网关，采集感知层的数据，进行规约转换及存储之后将数据上传至能源物联网云平台。

● 平台层：包含应用服务器和数据服务器，可在PC端或移动端实现应用。

（四）能源供应

电力集抄，监测配电系统中的电力参数，实现遥信、遥测、遥控

运维巡检管理，平台制定巡检计划，移动端执行签到、巡检、消缺，负责人审核闭环

（五）能源管理—电气安全

电气安全监测，监测用电回路中的漏电流、线缆温度、故障电弧等电气参数，漏电流过大、线缆温度温度过高、线路中有故障电弧时产生报警

烟感监测，监测烟感状态，有烟雾时产生报警

当线路发生短路时在150微秒内切断回路，无危险火花产生，起到短路灭弧作用

视频监控，监控公共区域的视频

隐患管理，APP、手机短信、邮件、钉钉、语音等多种方式提醒及隐患闭环处理

运维巡检管理，平台制定巡检计划，移动端执行签到、巡检、消缺，负责人审核闭环

（五）能源管理—电能质量

保障用电质量，降低线损，提高设备用电效率，降低设备故障率

电能质量监测，包括三项不平衡度、谐波、功率因数，以矢量图的形式展示三相不平衡度

三项不平衡或功率因数过低时产生报警，触发APP、手机短信、邮件、钉钉、语音等多种方式提醒

（六）设备管理—智能照明

运行监测，实时监控照明区域灯光状态

远程集中控制，平台端执行灯光开关、亮度调节、场景切换、运行时间设置等操作

系统联动，通过干接点连接消防系统做联动

（六）设备管理—预付费

远程抄表，远程售水电，多种计费模式

余额不足、欠费、充值到账等事件提醒

远程控制

恶性负载识别

自助购水电

财务分析

公摊电费和损耗电费收取

房租、物业费管理

（六）设备管理—充电桩

充电桩管理，对充电桩充电权限进行管理，包括公桩、私桩模式

充电桩监控，监控汽车充电桩和电瓶车充电桩的实时状态

功率控制，根据充电站的功率负载对充电桩的充电功率进行控制

远程控制，平台端执行参数设置、下发电价、复位等操作

安全监控，实时监控充电过程，及时定位故障，切除火灾隐患

隐患管理，APP、手机短信、邮件、钉钉、语音等多种方式提醒及隐患闭环处理

能耗统计，统计充电桩的用电情况

运营分析，区域、站点、时间等多维度统计充电、广告收益

用户充电，充电用户使用微信/小程序、IC卡启动充电，支持手机充值，享受优惠活动

（七）能耗分析;实现精细化能源计量，提供数据诊断，为节能改造提供数据支持

能耗监测，监测支路的电、水、气、冷、热等分类能源消耗，能耗超标时触发报警

能耗分析，对各分类用能进行趋势分析和同环比分析

复费率统计，对支路的尖、峰、平、谷用电量进行统计分析

能源流向图，展示企业内各分类能源的流向

数据报表，数据集抄报表、支路费用报表、容需量报表等

分项用能，对建筑内照明插座、空调、动力、特殊用电等分项电能进行统计

碳排放管理，对区域碳排放进行趋势分析和同环比分析

能源费用分析，对分类能源费用进行统计，并进行趋势分析和同环比分析，包括复费率、容量费和需量费和其他能源费用

平台功能

平台功能——可定制的驾驶舱:

可定制化的驾驶舱：可根据客户的行业特性，行业需求，经过培训的工程或调试人员自行绘制客户所需的驾驶舱页面。

例如智慧物业驾驶舱，内容有：预付费、充电桩、电梯、空调、照明等设备管理、能耗统计、收益统计、运维情况等。其中百度地图可以选配成BIM建筑模型，任何传感器报警时可以在BIM模型中预警显示。

平台功能——电力集抄:

实时监测各配电柜的电压、电流等电力参数，实现遥测、遥信、遥控。

实时监测各配电室温湿度、烟感、水浸等环境参数。 

实时监视变压器的运行状态及用能参数，测算损耗，找出经济运行区间，降低损耗，节约电量。

平台功能——智慧消防

在低压配电回路安装电气火灾探测器、无线测温传感器、智能断路器等设备，对配电回路的剩余电流、线缆温度等火灾危险参数进行实时监控和管理。

在消防水池、消防水箱等地方安装消防水位表，检测消防水位的变化；消防水管、喷淋等地方安装消防水压表，检测消防管道的压力。

在家庭、宾馆、公寓等存在烟雾、可燃气体的室内场所，安装NB独立式烟感或可燃气体探测器，检测这些场所是否存在烟雾和可燃气体。

平台功能——预付费

系统针对商铺支持一户一表，也支持一户多表的需求；

支持峰谷电价；

支持单表设置功率过载阈值；

支持设置单表金额报警的两级阈值。

平台功能——路灯监控/智能照明

运行监测，实时监控城市各个路灯的灯光状态

远程集中控制，平台端执行灯光开关、亮度调节、场景切换、运行时间设置等操作

控制策略，根据外界环境自动控制灯光开闭；按照预设的运行时间自动控制灯光；通过智能开关个性化调节所属区域灯光

平台功能——充电桩

监控电瓶车、汽车充电桩的实时状态，包括离线、故障、异常、充电中、空闲等。

展示充电桩充电过程中的实时电流、电压、功率、漏电、温度，支持查看历史充电数据。

远程设置充电桩相关报警参数，包括越限报警值设定、过温报警设定、漏电报警设定、过压报警设定、欠压报警设定及是否开启相关报警等

平台功能——能耗分析

查看指定时段各个用电回路的用电量，显示对应的能耗趋势图并进行同环比分析。

按日、月、年查看各个用电回路的用电量，可导出成excel表格。

平台功能——报警管理

主动上报报警信息，派发工单，合理安排对应的工作人员及相关负责人处理，支持附件上传。    

展示设备的报警记录，报警等级分为一般、紧急、严重三个等级。

全过程跟踪报警处理进度，包括工单派发、工单处理结果。

平台功能——运维管理

系统指定巡检计划，并将巡检计划下发到巡检人员的手机上，巡检人员到现场后扫描NFC芯片确认到了巡检现场，然后根据巡检要求执行巡检任务。

方案特色；免调试、系统增值服务、调试平台、方案优势

一步;设备上电、用户扫码绑定设备信息

二步:设备将自身型号、序列号、电参量自动上传;中台数据存储，数据处理

三步:抄表数据、能耗数据、控制策略下发、充值售电等

（九）方案优势

易部署:

支持虚拟化云计算平台部署，无需考虑IT设备兼容性

支持公有云和私有云部署

支持多种通讯规约和接口标准，支持定制开发，便于各类数据系统快速对接

易使用:

丰富的图形化界面呈现各类管理功能，便捷易懂

支持报表、报告模板定制，自动生成各类分析报表、报告

集11个子系统，对象涵盖建筑、基础设施和设备，人员、车辆、环境等，解决方案一体化

大数据分析:

基于人工智能技术的大数据分析，为节能管理提供数据支持，为制定产业政策提供决策依据

基于物联网的架构，支持海量数据高并发和系统容量无限扩展

专业的分析算法和数据模型相结合

易维护:

云平台部署

硬件质量优选

系统支持远程维护

为用户提供软、硬件一体化的解决方案，服务响应快，售后方便

典型硬件

智能网关、物联网电表、多回路电表、充电桩、智慧照明等

AWT100数据转换模块通过RS485/Modbus-RTU采集本地设备的状态信息，然后通过无线或有线传输的方式将信息传送至终端设备、服务器、云平台等，实现无线互联。用户不需要重新架设通讯网络结构，用户使用更加方便，同时降低了成本。

       通讯方式：2G、4G、NB-IoT、LoRa、LoRaWAN、WIFI、CE、DP、GPS

       优点：

体积小巧，安装方便

远程调试（带无线通讯）

成本低廉，价格实惠

                       支持秒级上传

双碳背景下，企业用能的电能替代将是长期趋势，因此企业内部将新增大量用电设备，提高这些设备的能效水平将降低总的电能消耗，助力双碳目标早日实现。

    需要多种通讯方式的电能计量仪表，支持嵌入式、导轨式安装，RS485、Lora、4G等数据上传模式，可实现免布线、免停电施工。

    电能计量表计安装在主要配电节点、重点用能设备等处，实时采集用电数据，监控配电系统的运行，并对用电数据进行逐时、逐日、逐月分析，并结合国家、行业标准，统计企业整体碳排放，为碳中和提供基础数据服务。

DD(T)SY预付费系列仪表:预付费系列仪表针对校园商业区（食堂、超市等）用电、试验科研项目用电、宿舍用电可实现预充金额，欠费报警及跳闸、违规电气监控、作息时间用电管理、批量补助下发等功能。方便后勤人员管理，保证用电安全。

物联网水表

智能远传水表可用电子直读式，具有高清晰液晶显示，直接读取和通信发送。该水表的特点包括：高灵敏度，始动流量小，计量精度高，具备误差自动修正功能；通讯方式：可通过MODBUS-RTU通讯接口进行通信，管理者可对水表各参数进行设置或修改，也可抄回表内的信息以便供管理部门进行统计、监测；断电后数据可保存10年以上；扩展功能：可根据需要扩展远程控制阀门开关功能；耐高温：可在120℃下长期工作，水解稳定；抗腐蚀：抗酸碱腐蚀性强不易被腐蚀，阻燃性能好，环保：水资源免遭二次污染。

电气火灾探测器ARCM300

当电线由于机械损伤、年久失修而导致绝缘层老化破损、负荷大而发热使得绝缘层老化失效等原因，使得绝缘性能下降，导致电线与大地之间有不正常的电流通过，这种现象就是漏电，也称为“剩余电流”。泄漏电流流入接地点处形成发热现象，当流入接地点周围有易燃物时，经长期高温累积作用便会产生燃烧现象从而引发火灾。

ARCM系列电气火灾探测器可对配电回路的剩余电流、导线温度等火灾危险参数实施监控和管理，集成度高，体积小巧，安装方便，防范因泄漏电流而导致的电气火灾。

限流式保护器ASCP200

当低压配电回路发生短路故障时，ASCP200电气防火限流式保护器能在150微秒内快速限制短路电流以实现灭弧保护，从而能显著减少电气火灾事故，有效克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，以及使用寿命短等弊端。

无线测温

ARTM系列电气接点在线测温装置

ARTM系列电气接点在线测温装置适用于高低压开关柜内电缆接头、断路器触头、刀闸开关、高压电缆中间头、干式变压器、低压大电流等设备的温度监测，防止在运行过程中因氧化、松动、灰尘等因素造成接点接触电阻过大而发热成为安全隐患，提高设备安全保障，及时、持续、准确反映设备运行状态，降低设备事故率。

智能照明

Acrel-Bus智能照明控制系统可实现照明灯具的远程集中控制、就近控制功能，并且可以和其他设备进行联动控制，具有如下功能特点：

节约能源

智能化控制

减少维护费用

营造舒适的工作环境

延长灯具寿命