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随着供电自动化以及城乡电网改造的不断深入，涉及到千家万户和用电大户的电能量管理和抄表计费已成为电力部门关心和重视的热点问题，在原有的人工手动抄表中已经发展到远程智能抄表，通过现有的网络智能化的从远端把需要的数据采集到一起，那么，在很多必须无人值守的设备或监测点，不适合搭建有线通讯网络。尽管目前已有通过各种有线，红外，无线等通讯方式，对电能量进行管理和各种表计数据进行抄录，但在具体应用和项目实施过程中，都遇到数据抄录不稳定，施工困难，费用高昂等问题。
我公司长期从事电力自动化，针对以上问题我们开发了成本低、运行稳定、搭建方便的GPRS、网口、光钎、WIFI远程数据通讯等产品的研制和开发，公司根据目前水电部门的水电管理和表计数据抄录等技术，开发设计出了针对小区、商场、公寓、广场、学校、公司监控、农贸市场等场合专用的GPRS远程电能量管理和表计数据抄录系列方案，采用先进的计算机网络技术和无线数据通讯技术，完成各种数据和控制信号的双向传输。本系列方案在同龙电、三星、恒通、威胜、浩宁达、华立、ABB、斯伦贝谢的产品配套使用，以及电力自动化项目改造过程中，获得用户广泛好评。
我公司采用了业内先进的GPRS物联网技术、及主研制的网口、光钎WIFI技术，与国内多家电表厂家合作推出了基于智能电表远程管理系统，有着性能可靠、运行费用低廉、功能齐全的优点。已经在国内多家大型企业和房地产开发公司开通运行，反映良好。
第二部分 项目分析
2.1 系统组成
本系统由水电表，云服务器，数据采集器，手机APP，网页后台，自助充值终端等组成
2.1.1 (1)电能表：通讯接口采用RS-485 串行总线标准，按照标准的DL/T645-1997,DL/T2007通讯规约通讯，支持抄表、控制和预付费功能。
(2)水表：通讯接口采用RS-485 串行总线标准，按照标准的M-BUS通讯方式通讯规约通讯，支持抄表、控制和预付费功能。
2.1.2 云服务器：阿里云服务器（Elastic Compute Service, ECS），具有自助管理、数据安全保障、自动故障恢复和防网络攻击等高级功能。集成负载均衡器后可根据用户或电表接入数量部署多台服务器处理（弹性伸缩），消除了单点故障提升系统的可用性，保证服务器稳定、高效运行。
2.1.3 数据采集器：连接服务器和水电表的通讯模块。由于水电表的RS-485接口无法连接远程服务器，由采集器把RS-485接口数据转发到云服务器并将云服务器下发的数据转发到水电表RS-485接口。
2.1.4 手机客户端应用（APP）：分Android （安卓） 和 iPhone （苹果） 端。（1）实时在线查询当前电量，历史电量。
（2）实时查询当前剩余金额，历史水电使用金额。
（3）在线拉合闸。
（4）欠费提醒，支付宝在线充值。用户充值成功后实时收到短信通知提醒，客户端推送充值成功信息。
（5）用户充值金额可实时到账企业支付宝或微信公众号账户，申请过程简单，有经营执照即可申请。
（6）APP实名验证，只需输入一次实名信息即可绑定账户。身份证号+手机验证码实名验证，保证账户安全，信息无泄漏。
（7）腾讯应用宝等各大商店可下载或扫描二维码下载。一次安装，后期自动升级。
（8）移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。
（9）用户界面简洁，操作简单，使用方便。
2.1.5 后台管理：基于WEB云服务器，安全可靠，运行和处理速度快 ，功能丰富完善。
（1） 网页版后台管理系统，无须安装软件有浏览器就能随时随地登录后台管理。不限终端，Windows、Mac、Linux、Android、iPhone 一个账号全部解决。
（2）采集器和水电表设备管理，查看采集器在线状态，上线/离线时间，在线时间统计，电能表通讯状态查询等。
（3）管理员账户添加、删除、权限修改、禁用启用。记录管理员登录时间、IP、地理位置、线路等。
（4）设置水电表的参数、管理用户档案、水价电价档案。
（5）支持抄有功电能、无功电能、电压、电流、有功功率、无功功率、电价、报警金额，水表使用量，水表剩余金额 等数据。支持DL/T645全部抄表协议。
（6）支持定时抄表，可精确到任何一只表。定时功能支持cron表达式指定时间抄表、间隔时间抄表、工作日抄表、结算日抄表等，满足任何定时抄表需求。
（7）所有抄表数据的统计、查询、备份、报表生成、导出到Excel。
（8）预付费水电表在线开户，充值，发票打印。
（9）非预付费水电表每月结算缴费单打印，发送短信通知。
（10）实时查询App或自助充值终端订单支付记录，充值记录，对账单下载。
（11）查询短信发送记录。
（12）自助充值终端在线状态查看、远程授权、取消授权、远程截图、远程关机、远程重启等操作。
（13）历史数据查询
（14）系统数据备份、存档和下载。
（15）远程控制断电、合闸等功能。
2.1.6 自助充值终端：
自助充值终端具有自助充值、查询、打印以及智能管理功能，具备24小时无人值守的自助服务特性，大限度的拓宽了业务办理渠道、业务场所及大程度的人性化服务，高端、大气、上档次。
功能：
（1） 24小时无终端服务。主要功能支持信息查询、在线充值、刷卡充值，主界面带时钟、日历、节日、农历等展示。
（2） 信息查询：可在线查询电能表用电量和剩余金额（实时从电能表读取）。
（3） 在线充值：采用支付宝、微信二维码收款，自助打印票据。用户充值金额直接实时下发到电能表，所有过程后台可查询。
（4） 刷卡充值：适用于射频卡电能表，电能表无须接入云服务器通讯。采用支付宝、微信二维码收款，自助打印票据。充值到用户卡中刷卡完成充值操作，后台可查询记录。
（5） WEB后台远程授权、远程查看屏幕、远程控制关机、重启。远程修改主界面展示信息（包括公司、Logo、公司介绍、温馨提示等）。
（6）与支付宝和微信官方签约后即可实时收款到指定账户，签约过程简单快速。
（7）终端和服务器之间采用加密协议传输，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。
（8） 可播放多媒体文件、广告投放。
第三部分 系统架构
系统基本框架以云服务器为核心。主要分为两个部分，电能表与采集器通讯方案和云服务应用方案
3.1 电能表与服务器通讯方案：
电能表本身不具备物联网通讯能力，行业内通过在一定范围内布置采集器，将多只电能表数据采集到一台采集器后发送给云端服务器。
整体方案如下图所示：
3.1.1 采集器与水电表通讯。
本公司根据不同的业务场景和使用需求提供了三种数据采集方案，系统支持同时使用任意一种或多种组合方案，不同方案对比如下表：
3.1.2 采集器与服务器通讯：
采集器在整个流程中起的是数据中转/中继的作用，它一端连接物联网终端节点，在计算机网络中仅使用OSI模型中使用数据链路层协议传输数据。采集器另一端连接服务器节点，使用传输层协议传输数据。采集器接收服务器端指令转发的物联网终端并将物联网终端的响应转发回服务器。
本公司根据不同的业务场景和使用需求提供了三种数据传输方案，系统支持同时使用任意一种或多种组合方案，不同方案对比如下表：
备注：
OSI是一个开放性的通信系统互连参考模型，他是一个定义得非常好的协议规范。OSI模型有7层结构，每层都可以有几个子层。 OSI的7层从上到下分别是 7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 传输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 ；其中高层（即7、6、5、4层）定义了应用程序的功能，下面3层（即3、2、1层）主要面向通过网络的端到端的数据流。
