摘要：设计了一种基于无线网络的用电管理系统，主要包括现场控制柜、售电处与管理软件、数据服务器，网关节点等。通过在控制柜上安装RS485接口与电表连接，采集电表数据，然后通过无线网络将电表数据发送给网关，终上传给数据服务器。实现了节能办的管理系统通过校园网访问任意的现场操作站，从而可以对某块电表进行远程设置，并读取电表的实时数据，同时学生可以通过网络查询宿舍用电量，重点介绍控制柜与网关的软硬件设计。
关键词：无线传输；用电管理系统；网关；控制柜节点
0引言
在目前的高校用电管理工作中，如何建立学生的主动节能意识和如何确保学生的用电安全是2个不容忽视的问题。
为了减少这种问题发生的几率，许多学校推广和使用了预付费电表。这种电表是让学生的用电量在超出了范围之后，对于超出的部分要自行买单，这在很大程度上提高了学生的节能意识，并且在电表中增加了对电流和恶性负载的控制，可以有效地避免由于不安全用电引发的事故。
但是目前在高校中，并没有形成一整套完整的用电管理系统。基于此，本文设计了1套基于无线网络的用电管理系统。本系统具有实时性、安全性、易管理性等特点。
1系统硬件组成
系统的硬件组成如图1所示。从图1中可以看出，节能办通过内部网络将数据上传到数据服务器，通过服务代理从物理上与外网隔离。售电终端对数据进行加密之后通过互联网上传给数据服务器，以确保数据的安全性。节点作为网关的无线网卡接收现场控制柜发送来的数据，然后上传给数据服务器[2]。宿舍管理员在网络故障的时候可以通过现场控制柜完成必需的操作。学生可以在网上通过浏览器查询本宿舍用电明细。
1.1现场控制柜
现场控制柜是保证正常供电的核心，因此，现场控制柜的长期、稳定的运行对系统的正常工作有着决定性的意义。
本系统中控制柜安装在宿舍楼。硬件采用ARM7处理器，它体积小、集成度高、实时性高。控制柜内安装了嵌人式硬件，配有触摸键盘和液晶显示单元，电表和控制柜之间通过RS485端口传输数据，采用屏蔽双绞线作为传输介质，总线型连接。每个控制柜可以采集30块电表的数据，传输速率设定为4800bps。同时通过无线网络和数据连接。控制柜硬件设计如图2所示。
1.2网关与节点
网关与节点的主要工作是在接收到控制柜节点发来的数据时，将数据转换成与互联网数据包格式相同的数据包上传给数据服务器存储；在接收到客户端发来的命令时，执行相应的工作。网关与控制柜节点之间的结构如图3所示。
在图3中，HTTPClient代表客户端，可以是学生在宿舍查询用电量使用的浏览器，也可以是节能办人员统计、修改宿舍电量的客户端。HTTP/CoAP代表网关，网关的功能是执行协议间的转换。网关与控制柜节点之间使用星形网络拓扑结构。将节点作为协调器，只存在协调器与控制柜节点之间的通信，控制柜节点相互之间的通信通过协调器转发。
网关采用ARM7处理器，网关与Internet的连接通过以太网口，与控制柜的连接通过无线。硬件结构如图4所示。
2系统软件组成
该系统的软件由4部分组成，分别是数据管理软件、售电软件、现场控制柜软件和基于IEEE802.15.4无线网络的网络协议栈。
2.1现场控制柜
本系统使用了嵌入式Linux系统(embeddedLinux),嵌入式操作系统负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制并协调并发活动，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。经过内核裁剪，将系统移植到开发板上，不需要硬盘作为存储介质，也不需要键盘、鼠标等外设。
控制柜节点的主要功能是采集和发送电表数据。控制柜和电表之间的数据传输通过RS485接口，数据传输遵循电力行业标准《DL/T645—1997645多功能电能表通信规约》(Multi-functionwatt-hourmetercommunicationprotocol)。与电表交互的数据如表1所示。
表1控制柜和电表交互数表
序号 | 数据内容 | 方式 | 数据代码 |
2 | 断电次数 实时电流 | 读/写 读 | B310 B620 |
3 | 实时功率 | 读 | B630 |
4 | 日期 | 读/写 | CO11 |
5 | 时间 | 读/写 | C010 |
控制柜节点与网关的数据传输是通过无线。控制柜节点协议栈的软件组成如图5所示。
应用层的CoAP协议是适用于受限设备的协议，它可以说是HTTP协议的1个子集，CoAP协议所构造的数据包小的只有2个字节，非常适合低功耗的无线传输需求[4];在传输层，由于不需要保证数据包的准确性，所以采用了UDP协议；为了满足控制柜节点对地址的需求，在本设计中为每1个控制柜节点配备1个IPv6地址；但是由于802.15.4传输的数据长度有限，为了提高传输效率，在物理层与IP层之间加入压缩IPv6数据包的6LoWPAN层，在这1层使用LoWPAN_IPHC算法对IPv6数据包进行压缩[5-]。控制柜的无线接收发送数据包的软件流程如图6所示。
控制柜在接收到CoAP请求之后，首先对请求进行解析，得到数据包中的option项内容，从而根据option来查找所请求的资源。如果找到，则构造回复数据包，将资源放入payload项，送给UDP/IPv6层。否则发送错误信息数据包给UDP/IPv6层。在UDP/IPv6层，数据包被添加上目的地址等信息送给6LoWPAN层。在6LoWPAN层通过LoWPAN_IPHC算法对数据包进行压缩，根据IPv6地址与MAC地址的关联对地址进行压缩，并有条件的省略掉流控制等多余的项，从而降低数据包的大小来达到提高了传输效率的目的[8-10]。
2.2网关
网关上运行Linux系统，将节点作为无线网卡连接到网关。网关协议栈的软件结构如图7所示。
由于客户端使用HTTP协议，而控制柜节点使用CoAP协议，所以网关的主要功能是协议的转换，其软件流程如图8所示。
网关在接收到HTTP客户端的请求之后，首先对数据包进行解析，根据CoAP与HTTP的对应关系判断能否转换成CoAP数据包。如果不可以，则发送错误报告给客户端。转换后的数据包由socket接口传送给MAC层，然后通过无线发送，并打开计时器。如果在定时器溢出之内收到回复，则解析回复数据包，并转换成HTTP格式，返回给客户端。否则回复“超时"的数据包给客户端。
3智能水、电表的管理
3.1系统管理平台
IOT智能水电表管理系统是通过IOTP(InternetOpenTradingProtocol，网络开放贸易协议)来读取水、电表定时上报的电量信息，向电表发送合闸/拉闸的命令，返回其状态值。
智能水、电表系统后台管理界面如图3所示。
系统后台可以实时监测每个接入商户的即时账户余额、合同有效期、费率，以及各商户名下的水电表安装位置、各自用量等信息。为了简化结算流程，本文设计将水电表的用量以商户为单位进行汇总统-结算。
3.2商户费用查询及缴纳
商户余额查询：商户可以登陆web页面或者通过学校微信服务号绑定其一卡通账号，实现线上自助查询。一卡通管理平台通过调用用电管理系统的“查询商户信息"接口，返回商户的基础信息，调用“电费充值"接口返回商户的卡号、充值金额序列号等状态信息。接口示例如图4所示。
通过Web管理后台，商户可自行查询名下所有设施的用水、电总量单项设施的即时用量及状态，也可以通过缴费清单查询缴费记录，如图5所示。
商户费用缴纳：商户在学校微信服务号上，首先绑定为其开设的校园一卡通账号，对校园卡进行充值，然后使用校园卡余额对水电费进行自助缴纳，充值页面同步显示当前账户余额。充值缴费页面如图6所示。
4系统测试和运行
为了检测系统是否满足功能需求、商户管理和使用过程中各环节是否运行通畅，测试期建立了测试商户来模拟商户使用，并在试运行期间完善了一些细节性问题如：商户线上充值页面增加“当前账户余额"展示，方便商户查询账户即时信息；将单个商户下所有水电表的用量汇总实行统一结算，简化结算流程；同时随着商家的不断入驻，在信号盲区增加基站进行补盲覆盖。
目前这套IOT智能水电表管理系统已在校内具体实施数月有余，运行良好。从学校后勤、财务等管理部门和使用商户的反馈来看，此次将物联网技术应用到校园智慧管理的初步尝试较为成功。
5AcrelEMS-EDU高校综合能效管理平台
5.1平台概述
AcrelEMS-EDU校园综合能效管理解决方案针对校园能源统计、后勤计费管理、校园运维管理等提供高校的信息化管理平台。从“源、网、荷、储、充"多个角度解析高校当下及未来的用能问题及用能需求，在统一的需求下“实现能源互补、信息互通"等管理模式。助力学校管理智能化、数字化、综合化，实现节能校园、绿色校园、低碳校园。
5.2平台组成
AcrelEMS-EDU高校综合能效管理平台采用开放的分层分布式网络结构，主要由设备层、传输层、数据层、应用层组成。平台融合电力监控、电能统计、电气安全、电能质量分析及治理、智能照明控制、预付费等功能，用户通过浏览器、手机APP获取数据，通过一个平台即可全局、整体的对企业用电进行进行集中监控、统一调度、统一运维，同时满足企业用电可靠、安全、节约、高效、有序的要求。
5.3平台架构
图1安科瑞高校综合能效管理方案架构拓扑
6高校综合能效解决方案
6.1校园电力监控与运维
集成设备所有数据，综合分析、协同控制、优化运行，集中调控，集中监控，数字化巡检，移动运维，班组重新优化整合，减少人力配置。
6.2后勤计费管理
采用的网络抄表付费管理技术，实现电、水、气等能源综合计费，实现远程抄表、费率设置、账单统计汇总等，支持微信、支付宝、一卡通等充值支付方式，可设置补贴方案。通过能源付费管理方式，培养用能群体和部门的节能意识。
6.2.1宿舍用电管理
针对学生宿舍用电进行管理控制：可批量下发基础用电额度和定时通断功能；
可进行恶性负载识别，检测违规电气，并可获取违规用电跳闸记录；
6.2.2商铺水电收费
针对校园超市、商铺、食堂及其他针对个体的水电用能进行预付费管理
6.2.3充电桩管理平台
充电桩在“源、网、荷、储、充"信息能源结构中是。充电桩应用管理同样是校园生活服务中一部分。
6.2.4智能照明管理
通过对高校路灯的全局监测，提供对路灯灵活智能的管理，实现校园内任一线路，任一个路灯的定时开关、强制开关、亮度调节，以及定时控制方案灵活设置，确保路灯照明的智能控制和高效节能。
6.3能源管理系统
针对校园水、电、气等各类接入能源进行统计分析，包含同比分析、环比分分析、损耗分析等。了解用能总量和能源流向。
按校园建筑的分类进行采集和统计的各类建筑耗电数据。如办公类建筑耗电、教学类建筑耗电、学生宿舍耗电等，对数据分门别类的分析，提供领导决策，提高管理效能。
构建符合校园节能监管内容及要求的数据库，能自动完成能耗数据的采集工作，自动生成各种形式的报表、图表以及系统性的能耗审计报告，能够监测能耗设备的运行状态，设置控制策略，达到节能目的。
6.4智慧消防系统
智慧消防云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化"、“智能化"、“系统化"需求。从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就迅速能够迅速通知到达相关人员。
7平台部署硬件选型
7.1电力监控与运维平台
应用场合 | 产品 | 型号 | 功能 |
变电所运维云平台 | 
| AcrelCloud-1000 | AcrelCloud-1000变电所运维云平台基于互联网＋、大数据、移动通讯等技术开发的云端管理平台，满足用户或运维公司监测众多变电所回路运行状态和参数、室内环境温湿度、电缆及母线运行温度、现场设备或环境视频场景等需求，实现数据一个，集中存储、统一管理，方便使用，支持具有权限的用户通过电脑、手机、PAD等各类终端链接访问、接收报警，并完成有关设备日常和定期巡检和派单等管理工作。 |
智能网关 | 
| Anet系列 | 8个RS485串口2kV隔离，2个以太网接口，支持ModbusRtu、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188、DL/T645等通讯协议设备的接入，支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC-60870-5-104等上传协议、支持多不同数据服务要求，支持断点续传，装置电源：220VAC/DC。 |
| ANet-2E4SM | 4路RS485串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTC、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC12V～36V。支持4G扩展模块，485扩展模块，多可扩展16路。 |
10KV进/馈线 | 
| AM6-L | 相间电流速断保护，相间电流速断保护（可带低压闭锁），相间过电流保护（可带低压闭锁），两段式零序过流保护，反时限相间过流保护（可带低压闭锁），零序反时限过流保护，过负荷保护，控制回路异常告警。 |
10/0.4KV变压器 | AML-S | 分合闸位置、手车工作/试验位置、接地刀闸位置、硬接点信号(保护跳闸、装置告警、控制回路断线、装置异常、未储能、事故总等)、报文(过流、过负荷、超温报警、过温报警、装置告警、PT断线、CT断线、对时异常等)、遥控开关、故障波形分析(故障录波、故障波形、故障记录、跳闸、故障电流电压)等。 |
35kV/100kV/6kV 间隔智能操控、 35kV/10kV/ 6kV传感器 | 
| ASD500 | 一次回路动态模拟图、弹簧储能指示、高压带电显示及闭锁、验电、核相、自动温湿度控制及显示（标配一路强制加热）、远方/就地旋钮、分合闸旋钮、储能旋钮、人体感应、柜内照明控制、RS485接口、高压柜内电气接点无线测温。 |
35kV/10kV/ 6kV传感器 | 
|
| 合金片固定，CT感应取电，启动电流大于5A，测温范围-50-125℃，测量精度±1℃；无线传输距离空旷150米； |
35kV/10kV/6kV 间隔电参量测量 | 
| APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In；四象限电能；实时及需量；电流、电压不平衡度；负载电流柱状图显示；66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录；2-63次谐波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD显示； |
变压器接头测温低压进出线柜接头测温 | 
| ARTM-Pn | 可至多配套60个ATE400测温传感器，无线温度传感器ATE400适用于手车式动触头，电缆与母排搭接处，隔离刀闸搭接处等电气搭接点的温度测量，采用捆绑式安装。可使用ATC-400无线测温接收器接收数据。该终端可单独安装在高压柜、低压抽屉柜内。 |
中低压回路 | 
| WHD72-11 | WHD温湿度控制器产品主要用于中高压开关柜、端子箱、环网柜、箱变等设备内部温度和湿度调节控制。工作电源：AC/DC85～265V工作温度：-40.0℃～99.9℃工作湿度：0RH～99RH |
| ADW300 | 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，有功电能计量（正、反向）、四象限无功电能、总谐波含量、分次谐波含量（2～31次）；A、B、C、N四路测温；1路剩余电流测量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD显示；有功电能精度：0.5S级（改造项目） |
| DTSD1352 | 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相总有功电能，总正反向有功电能统计，总正反向无功电能统计；红外通讯；电流规格：经互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级 |
7.2后勤计费管理
7.2.1宿舍/商业预付费平台
应用场景 | 型号 | 图 片 | 保护功能 |
预付费云平台 | AcrelCloud-3200 | 
| 系统为B/S架构，主要包括前端管理网站和后台集抄服务，配合公司的预付费电表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用户计量箱ADF300L系列，实现电能计量和电费管理等功能。另外可以选配远传阀控水表组成水电一体预付费系统，达到先交费后用水的目的，剩余水量用完自动关阀。 |
智能数据采集 | Anet系列 | 
| 8个RS485串口2kV隔离，2个以太网接口，支持ModbusRTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188、DL/T645等通讯协议设备的接入，支持ModbusRTU、ModbusTCP、IEC-60870-5-104等上传协议、支持多不同数据服务要求，支持断点续传，装置电源：220VAC/DC。 |
ANet-2E4SM | 
| 4路RS485串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC12V～36V。支持4G扩展模块，485扩展模块，多可扩展16路。 |
ABox5000 | 
| 多路RS485接口，能对多种终端设备进行数据采集 支持网口通过ModbusTcp协议采集其它系统或设备转发的数据提供6路DC12/24V电压输出接口支持4级遥测越限告警，遥信变位告警功能支持断点续传功能，实时检测，防止数据丢失 |
计量及预付费仪表 | DDSY1352-Z | 
| ·全电参量测量：U、1、P、Q、S、PF ·预付费功能：可设置欠费蔬闸功能，除欠用电功能 ·恶性负数识别，作息时间 ·RS-485通讯接口，MODBUS或DL／T645规约 ·具有CPA证书 |
DTSY1352-Z | 
| .全电参量测量：U、1、P、Q、S、PF ·不平衡度、2-31次请波测量 .数据冻结功能 ·高精度0.5S级电能计量 ·预付费功能 ·恶性负载识别，作息时间管理 ·RS-485通讯接口，MODBUS或DL／T645规约 ·具有CPA证书、发明证书 |
ADW300 | 
| 支持多种通讯方式：支持RS-485，NB-loT、LoRa、WIFI及4G通讯 支持多种规格外置开口式互感器，方便改造项目接线 支持多路DUDO、温度、漏电监测 ·具有电能质量分析和需量统计功能 ·具有CPA证书 |
DDSY1352-xDM | 
| 一进多出，可实现宿舍照明，插座、空调，卫生间等用电分路计量和控制 ·谐波1％（2-42），2％（43-63） ·全电参量测量：U、1、P、Q、S、PF ABox5000数据融合终端 ·预付费功能：基础用电下发 ·支持网口通过ModbusTcp协议采集其它系统或设备转发的数据 多路RS485撞口，能对多种终瑞设备进行数据采集 ·恶性负载识别：阻性负载识别、相位插座识别、夜间小功率载跳闸记录 ·提供6路DC12／24V电压输出接口 ·作息时间管理 |
ADF40系列 | 
| 支持12路三相或36路单相组合计量，可单三相混用，直接接入与互感器接入混用： 全电参量测量：U、1、P、Q、S、PF ·高精度0.5S级电能计量 ·预付费功能 ·恶性负载识别，作息时间管理 |
LXSY系列 | 
| ·预付费功能∶∶先买水后用水，欠费 关闯 远传功能支持总线通讯和物联网 通讯 双显功能电子显示和机械字轮显 示 阀门自动维护、IP68防防护ENC测试达到标准、克服环境 电磁干扰影响，稳定性强 |
中压产品 | AM系列综合保护装置 | 
| 具有级强的数据处理，逻辑造算和信息存储能力，可为35kY及以下电压等级的进线，馈线、变压器，高压电动机，高压电容器等对象提供过负荷、低电压、过电压、热过载、非电量等保护功能，防止事故扩大，降低高价值设备损坏的风险。 |
| APView500 | 
| 相电压电流＋零序电压零序电流，电压电流不平衡度，有功无功功率及电能、事件告警及故障录波，谐波（电压／电流63次谐波、63组间谐波、谐波相角、谐波含有率、谐波功率、谐波畸变率、K因子）、波动／闪变、电压暂升、电压暂降、电压瞬态、电压中断、1024点波形采样、触发及定时录波，波形实时显示及故障波形查看，PQDIF格式文件存储，内存32G，16D0+22D1，通讯 2RS485+1RS232+1GPS，3以太网接口（＋1维护网口）＋1USB接口，支持U盘读取数据，支持61850协议。 |
智能仪表及用电安全监控装置 | APM系列 | 
| 全电量测量，四象限电能，复费率电能，仪表内部温度测量，总有功、总无功、总视在电能脉冲输出、秒脉冲等可选。三相电流、有功功率、无功功率、视在功率实时需量及大需量(包含时间戳)。电流、线电压、相电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、电流总谐波、电压总谐波的本月极值和上月极值(包含时间戳)。中文显示，有功电能0.2s级。通讯方式：RS485，Prifibus-DP、以太网 |
AEM系列 | 
| 三相电力参数测量、电压和电流的相角、四象限电能计量、复费率、大需量、历史电能统计、开关量事件记录、历史极值记录、31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）、开关量、报警输出 通讯方式：RS485接口，支持Modbus-RTU协议 |
ARCM系列 | 
| 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. |
7.2.2充电桩管理平台
应用场景 | 型号 | 图 片 | 保护功能 |
充电桩管理平台 | AcrelCloud-9000 |
| 采用泛在物联、云计算、大数据、移动通讯、智能传感等技术手段可为用户提供能源数据采集、统计分析、能效分析、用能预警、设备管理等服务，平台可以广泛应用于多种领域。 |
新能源汽车充电桩 | AEV-AC007D-LCD | 
| 输入输出电压：AC220V 1个充电接口，充电线长5米；输出功率7km；扫码、刷卡支付：标配无线通讯：4G、WIFI、蓝牙三选一（下单备注规格，无备注默认4G通讯）。 |
AEV-DC060S | 
| 直流60kw双枪一体充电机 |
AEV-DC120S | 
| 直流120kw双枪一体充电机 |
智能电动车充电桩 | ACX10系列 | 
| 10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。 ACX10A-TYHN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，扫码、免费充电 ACX10A-TYN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，免费充电 ACX10A-YHW：防护等级IP65，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX10A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX10A-YW：防护等级IP65，支持刷卡、免费充电 ACX10A-MW：防护等级IP65，仅支持免费充电 |
ACX2A系列 | 
| 2路承载电流20A，单路输出电流10A，单回路功率2200W，总功率4400W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别，报警上报。 ACX2A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡、扫码充电 ACX2A-HN：防护等级IP21，支持扫码充电 ACX2A-YN：防护等级IP21，支持刷卡充电 |
7.2.3智能照明管理
应用场景 | 产品 | 型号 | 功能 |
普通照明 | 配电箱 | 
| ASL220-S 系列 | 1、ALIBUS总线扩展模块，通信链路供电。 2、功耗：≤5VA 3、4路16A磁保持继电器输出，输出可通过按钮手动控制，输出状态液晶屏显示。 4、2路开关量输入，可接入开关、报警、人体红外感应器等信号。 5、外形尺寸：144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm标准导轨式安装 |
按键面板 | 
| ASL220-F1/2 | 1联两键 1、ALIBUS总线场景面板，通信链路供电； 2、1联2键轻触按键，多彩背光指示，金、黑、灰可选； 3、每个按键支持长按、短按功能，均可实现开关、调光、场景控制； 4、外形尺寸：86mm(W)*86mm(H)*24mm(D)； 5、86底盒安装 |
探测器 | 
| ASL220-PM/T | PIR+照度传感器 1、ALIBUS总线传感器，通信链路供电，功耗：20mA@24V； 2、特殊运算电路，可通过红外感应探测到人体动作； 4、安装方式：嵌入式； 5、外形尺寸：ф80mm*33mm；产品外露尺寸：ф80mm*2.5mm |
备用照明 | 双切箱 | 
| ASL210-S 系列 | 1、ALIBUS总线扩展模块，通信链路供电。 2、功耗：≤3VA 3、4路16A磁保持继电器输出。 4、1路开关量输入，可接入开关、报警、人体红外感应器等信号，1路485通讯。 5、外形尺寸：108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防联动启动一般照明（备用照明）。 7、35mm标准导轨式安装 |
应用场景 | 产品 | 型号 | 功能 |
普通照明 | 配电箱 | 
| ASL220-S 系列 | 1、ALIBUS总线扩展模块，通信链路供电。 2、功耗：≤5VA 3、4路16A磁保持继电器输出，输出可通过按钮手动控制，输出状态液晶屏显示。 4、2路开关量输入，可接入开关、报警、人体红外感应器等信号。 5、外形尺寸：144mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、35mm标准导轨式安装 |
按键面板 | 
| ASL220-F1/2 | 1联两键 1、ALIBUS总线场景面板，通信链路供电； 2、1联2键轻触按键，多彩背光指示，金、黑、灰可选； 3、每个按键支持长按、短按功能，均可实现开关、调光、场景控制； 4、外形尺寸：86mm(W)*86mm(H)*24mm(D)； 5、86底盒安装 |
探测器 | 
| ASL220-PM/T | PIR+照度传感器 1、ALIBUS总线传感器，通信链路供电，功耗：20mA@24V； 2、特殊运算电路，可通过红外感应探测到人体动作； 4、安装方式：嵌入式； 5、外形尺寸：ф80mm*33mm；产品外露尺寸：ф80mm*2.5mm |
备用照明 | 双切箱 | 
| ASL210-S 系列 | 1、ALIBUS总线扩展模块，通信链路供电。 2、功耗：≤3VA 3、4路16A磁保持继电器输出。 4、1路开关量输入，可接入开关、报警、人体红外感应器等信号，1路485通讯。 5、外形尺寸：108mm(W)*90mm(H)*70mm(D)。 6、消防联动启动一般照明（备用照明）。 7、35mm标准导轨式安装 |
IP网关 | 
| ASL200-485-IP | IP协议转换器（ALIBUS<-->TCP/IP） 1、1路ALIBUS通信总线接口。 2、1路RS485 3、1路以太网接口，以太网通讯 4、串口速率1200~115200bps可配置。串口支持标准MODBUS-RTU协议。 5、外形尺：96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D)。 6、35mm标准导轨式安装 7、IP地址设置连接、ALIBUS系统组网扩容、ALIBUS通讯软件连接 |
IP辅助电源 | 
| ASL200-P20 | 辅助电源 1、输入电压范围：176-264VAC 2、输出电压及功率：24VDC/20W 3、电压调整范围：21.6~29V 4、工作温度：-40~+70℃ 5、外形尺寸：96.6mm(W)*70mm(H)*18mm(D) 6、35mm标准导轨式安装 |
7.3能源管理系统
应用场景 | 型号 | 图 片 | 保护功能 |
能耗管理云平台 | AcrelCloud-5000 | 
| 采用泛在物联、云计算、大数据、移动通讯、智能传感等技术手段可为用户提供能源数据采集、统计分析、能效分析、用能预警、设备管理等服务，平台可以广泛应用于多种领域。 |
智能网关 | Anet系列网管 | 
| 采用嵌入式硬件计算机平台，具有多个下行通信接口及一个或者多个上行网络接口，作为信息采集系统中采集终端与平台系统间的桥梁，能够根据不同的采集规约进行水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据采集汇总，并使用相应的规约转发现场设备的数据给平台系统。 |
高压重要回路或低压进线柜 | APM810 | 
| 具有全电量测量，电能统计，电能质量分析及网络通讯等功能，主要用于对电网供电质量的综合监控诊断及电能管理。该系列仪表采用了模块化设计，当客户需要增加开关量输入输出，模拟量输入输出，SD卡记录，以太网通讯时，只需在背部插入对应模块即可。 |
APM520 | 
| 三相全电量测量，2-63次谐波，不平衡度，大需量，支持付费率，越限报警，SOE，4-20mA输出。 |
低压联络柜、出线柜 | AEM96 | 
| 三相多功能电能表，均集成三相电力参数测量及电能计量及考核管理，提供上24时、上31日以及上12月的电能数据统计。具有63次分次谐波与总谐波含量检测，带有开关量输入和继电器输出可实现“遥信"和“遥控"功能，并具备报警输出，可广泛应用于多种控制系统，SCADA系统和能源管理系统中。 |
动力柜 | ACR120EL | 
| 测量所有的常用电力参数，如三相电流、电压，有功、无功功率，电度，谐波等，并具备完善的通信联网功能，非常适合于实时电力监控系统。 |
DTSD1352 | 
| DIN35mm导轨式安装结构，体积小巧，能测量电能及其他电参量，可进行时钟、费率时段等参数设置，精度高、可靠性好、性能指标符合国标GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术要求，并且具有电能脉冲输出功能；可用RS485通讯接口与上位机实现数据交换。 |
AEW100 | 
| 三相全电量测量，剩余电流、2-63次谐波，支持付费率，量值、电缆温度，可选2G/4G通讯。 |
7.4智慧消防系统
7.4.1电气火灾监控系统
应用场景 | 产品 | 型号 | 功能 |
各变电所、各动力箱 | 0.4KV出线 | 
| ARCM200 系列 | 用于检测TN-C-S、TN-S及局部TT系统中的剩余电流、温度等电气参数，从而预防电气火灾的发生。 |
区域变电所 | 区域分机 | 
| Acrel-6000/B3 | 接收电气火灾监控探测器信号，实现对被保护电气线路的报警、监视、控制与管理，采用485通讯 |
主变点所 监控 | 控制主机 | 
| Acrel-6000/B | 接收电气火灾监控探测器信号和各区域分机数据，实现对被保护电气线路的报警、监视、控制与管理，可采用485通讯。 |
配套附件 |
|
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0.4kV电流 互感器 | 
| AKH-0.66 | 测量型互感器，采集交流电流信号。 |
7.4.2消防设备电源监控系统
应用场景 | 产品 | 型号 | 功能 |
消防设备电源电压监控 | 
| AFPM3-2AVM | 监测两路三相交流电压，二总线通讯。 |
区域变电所 | 区域分机 | 
| AFPM100/B3 | 接收消防设备电源监控探测器信号，实现对被保护电气线路的报警、监视、控制与管理，可采用二总线通讯。 |
主变点所监控 | 控制主机 | 
| AFPM100/B1 | 接收消防设备电源监控探测器信号和各区域分机数据，实现对被保护电气线路的报警、监视、控制与管理，可采用二总线通讯。 |
7.4.3防火门监控系统
应用场景 | 产品 | 型号 | 功能 |
配电室、综合楼 | 常开防火门 | 
| AFRD-CK(YT)-65 AFRD-CK(YT)-85 AFRD-CK(YT)-120 | 监测常开防火门的开闭状态。 |
常闭防火门 | 
| 单扇：AFRD-CB1(YT) 双扇：AFRD-CB2(YT) | 监测常闭防火门的开闭状态。 |
地下箱体防爆车间 | 常开/常闭防火门 | 
| AFRD-MC | 监测常开、常闭防火门的开闭状态。 |
监测模块 | 
| AFRD-CK/CB | 接收AFRD-MC的状态信息同步传输至防火门监控主机。 |
区域变电所 | 区域分机 | 
| AFRD100/B3 | 接收防火门监控模块和防火门一体式探测器的信号，实现对防火门开闭状态的报警、监视、控制与管理，采用二总线通讯。 |
主变点所监控 | 控制主机 | 
| AFRD100/B | 接收防火门监控模块和防火门一体式探测器的信号以及各区域分机的实时数据，实现对防火门开闭状态的报警、监视、控制与管理，采用二总线通讯。 |
7.4.4消防应急照明和疏散指示系统
应用场合（综合楼、污水地下箱体） | 产品 | 型号 | 功能 |
各变电所、地下箱体、综合楼 | 集中电源集中控制型消防应急标志灯具（高防护） | 
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(单面安全出口) | 防护等级：IP67 设备尺寸：145*400*15 安装方式：壁挂 |
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(单面疏散出口) | 防护等级：IP67 设备尺寸：145*400*15 安装方式：壁挂 |
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(单面左向) | 防护等级：IP67 设备尺寸：145*400*15 安装方式：壁挂 |
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(单面右向) | 防护等级：IP67 设备尺寸：145*400*15 安装方式：壁挂 |
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(单面双向) | 防护等级：IP67 设备尺寸：145*400*15 安装方式：壁挂 |
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(单面楼层) | 防护等级：IP67 设备尺寸：145*400*15 安装方式：壁挂 |
| A-BLJC-1LROEII1W-A431H(单面米标) | 防护等级：IP67 设备尺寸：145*400*15 安装方式：壁挂 |
集中电源集中控制型消防应急照明灯具（高防护） | 
| A-ZFJC-E*W-A604T8单管式应急照明灯具 | 防护等级：IP67 设备尺寸：Φ26*L400、Φ26*L600、Φ26*L1200 安装方式：吸顶、吊挂 设备功率：3、6、9、12、15W |
| A-ZFJC-E*W-A603HC高防护应急照明灯具 | 防护等级：IP67 设备尺寸：Φ175*H60 安装方式：吸顶、壁挂 设备功率：3、6、9、12、15W |
| A-ZFJC-E*W-A603HE高防护应急照明灯具 | 防护等级：IP67 设备尺寸：198*98*55 安装方式：吸顶、壁挂 设备功率：3、6、9、12、15W |
消防应急灯具电源 | 
| A-D-0.3KVA-A200L A-D-0.5KVA-A200L A-D-0.75KVA-A200L A-D-0.1KVA-A200L | 防护等级：IP65 设备尺寸：500*400*200、600*480*230 安装方式：壁挂 设备功率：0.3、0.5、0.75、1KVA 回路数量：8路 |
防爆工艺车间 | 集中电源集中控制型消防应急防爆标志灯具 | 
| A-BLJC-1LROEI1W-A431EX（防爆单面出口) | 防护等级：IP65 防爆等级：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 设备尺寸：165*375*65 安装方式：壁挂 |
| A-BLJC-1LROEI1W-A431EX（防爆单面左向) | 防护等级：IP65 防爆等级：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 设备尺寸：165*375*65 安装方式：壁挂 |
| A-BLJC-1LROEI1W-A431EX（防爆单面右向) | 防护等级：IP65 防爆等级：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 设备尺寸：165*375*65 安装方式：壁挂 |
| A-BLJC-1LROEI1W-A431EX（防爆单面双向) | 防护等级：IP65 防爆等级：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 设备尺寸：165*375*65 安装方式：壁挂 |
| A-BLJC-1LROEI1W-A431EX（防爆单面楼层) | 防护等级：IP65 防爆等级：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 设备尺寸：165*375*65 安装方式：壁挂 |
| A-BLJC-2LROEI1W-A430EX（双面安全出口) | 防护等级：IP65 防爆等级：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 设备尺寸：165*375*65 安装方式：吊管安装 |
| A-BLJC-2LROEI1W-A430EX（多信息复合) | 防护等级：IP65 防爆等级：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 设备尺寸：165*375*65 安装方式：吊管安装 |
| A-BLJC-2LROEI1W-A430EX（双面单向) | 防护等级：IP65 防爆等级：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 设备尺寸：165*375*65 安装方式：吊管安装 |
| A-BLJC-2LROEI1W-A430EX（双面双向) | 防护等级：IP65 防爆等级：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 设备尺寸：165*375*65 安装方式：吊管安装 |
集中电源集中控制型消防应急防爆照明灯具 | 
| A-ZFJC-E*W-A630EX | 防护等级：IP65 防爆等级：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 设备尺寸：256*243*78 安装方式：壁挂 设备功率：3、6、10W |
| A-ZFJC-E*W-A632EX | 防护等级：IP65 防爆等级：ExdeIICT6Gb/ExtDA21IP66T80℃ 设备尺寸：Φ135mm*H168mm 安装方式：吊管安装 设备功率：3、6、9、12、15W |
消防应急灯具电源(防爆) | 
| A-D-0.3KVA-A200EX A-D-0.5KVA-A200EX A-D-1KVA-A200EX | 防护等级：IP43 设备尺寸：904*702*220、1354*702*220 安装方式：壁挂 设备功率：0.3、0.5、1KVA 回路数量：8路 |
区域 变电所 | 区域分机 | 
| A-C-A100/B3 | 区域分机通过总线网络实时监控各个终端，在险情发生时，自动将信息指令发布到每个终端，终端收到指令之后自动开始工作，如频闪、变向、开、灭灯等工作，实时指示佳、安全的疏散路线。 |
中继器 | 
| CAN转光纤中继 | 通过CAN转光纤中继实现把CAN总线传输转换至光纤传输延长通讯距离增加方案多样性。 |
主变电所 监控 | 监控主机 | 
| A-C-A100 | 监控主机通过总线网络实时监控各个终端，在险情发生时，自动将信息指令发布到每个终端，终端收到指令之后自动开始工作，如频闪、变向、开、灭灯等工作，实时指示佳、安全的疏散路线。 |
8结束语
本文重点介绍了控制柜与网关的软硬件设计。经过调试，该系统实现了对1台控制柜的操作，具有实时性、易操作性等优点。而对于群体的控制以及前端界面的显示还有待进一步研究。
本文对远程控制水表、煤气表系统的设计也具有指导意义。对本系统稍加改进，就可以用于水表、煤气表等计量仪表的远程操作，具有广阔的应用前途。
【参考文献】
【1】田拥军，赵光强.基于ZigBee的智能用电管理系统设计[J].中国仪器仪表，2011(4):35-38.
【2】郭培.无线传感器网络以太网接人网关的研究与实现[D].北京：北京交通大学，2006:6-15.
【3】张少虎.基于ZigBee的自动抄表系统的设计[D].西安：西安科技大学，2009:25-36.
【4】孙伟，王建平.无线传感器网络MAC层传输性能模型研究[J].电子测量与仪器学报，2012,26(2):144-148.
【5】程杰，薛俏，邵芬红.基于无线网络的学生宿舍用电管理系统设计
【6】安科瑞高校综合能效解决方案2022.5版.
【7】安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.
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