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        基于校園一卡通平臺的集中式電控系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用

        文章出處:http://www.mjagi.com 作者:龔福和 ,盛其杰 ,段渭軍&nbsp;&nbsp; 人氣: 發(fā)表時間:2011年11月17日

        [文章內(nèi)容簡介]:本文在分析傳統(tǒng)集中式電控系統(tǒng)存在缺陷的基礎(chǔ)上,運用校園一卡通平臺擴展應(yīng)用的開發(fā)模式,采用第三方系統(tǒng)接口實現(xiàn)了對公寓電控系統(tǒng)的無縫集成。通過實際應(yīng)用驗證了系統(tǒng)的可靠性和成熟性。該集成模式不僅為高校學生公寓用電的管理探索了一條新途徑,而且對拓展校園一卡通新的應(yīng)用具有一定的參

            一 、概述 

            隨著時代的進步,高校學生公寓用電管理出現(xiàn)個性化發(fā)展趨勢。摒棄舊的用電管理模式,采用現(xiàn)代管理理念和技術(shù)從根本上滿足個性化需求已顯得十分迫切。校園一卡通系統(tǒng)是數(shù)字校園的基礎(chǔ)性工程,旨在為廣大師生員工的教學、科研和生活提供方便、快捷的電子化服務(wù),從根本上實現(xiàn)“一卡在手,走遍校園”的設(shè)想。隨著校園一卡通應(yīng)用領(lǐng)域的不斷推廣,將公寓用電管理納入一卡通系統(tǒng),不僅實現(xiàn)了用電管理智能化,而且對建設(shè)節(jié)約型校園有十分積極的促進作用。 

            二、校園一卡通系統(tǒng)及傳統(tǒng)學生公寓用電管理現(xiàn)狀 

            1.校園一卡通系統(tǒng)基本框架 

            校園一卡通系統(tǒng)構(gòu)建于數(shù)字校園的統(tǒng)一身份認證、中央共享數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)一信息門戶等基礎(chǔ)平臺之上,支撐學校教學、科研、管理和生活開展的應(yīng)用系統(tǒng)。它與學校其他業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)緊密結(jié)合,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和交換,是數(shù)字化校園的重要信息采集網(wǎng)絡(luò),能夠為學校決策層提供實時可靠的基礎(chǔ)信息。其系統(tǒng)框架如圖1所示。

        圖1 校園一卡通系統(tǒng)基本框架
        圖1 校園一卡通系統(tǒng)基本框架


            由此可見.校園一卡通系統(tǒng)在學校的各個方面得到了廣泛應(yīng)用。特別是一卡通系統(tǒng)的消費管理和身份認證模式.已成為高校日常管理的主要手段。因此以卡為媒介.基于校園一卡通系統(tǒng)平臺,開展學生公寓用電計量計費管理在技術(shù)上是可行的。 

            2.傳統(tǒng)學生公寓用電管理現(xiàn)狀 

            高校學生公寓用電大多實行粗放式管理。由于缺乏有效的管理手段,用電浪費大、安全隱患多等問題突顯。隨著學生對學習和生活環(huán)境要求的提高,用電需求多樣化并呈現(xiàn)個性化發(fā)展。簡單的開放式用電管理不僅使學校難以承受巨大的開支,學生的個性化需求也得不到滿足。 

            為了解決這種矛盾,部分高校開始在公寓用電管理方面引入了IC卡用電管理系統(tǒng),以實現(xiàn)用電管理的計量化。但是該系統(tǒng)獨立于學校數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺之外,不能與學校的業(yè)務(wù)系統(tǒng)無縫對接,不能實現(xiàn)學校層面的數(shù)據(jù)共享.難以為學校提供實時可靠的數(shù)據(jù)信息。形成了又一個校園信息孤島。 

            三、基于校園一卡通平臺的集中式電控系統(tǒng)設(shè)計 

            1.校園一卡通擴展應(yīng)用的開發(fā)模式 

            為了便于對其他應(yīng)用系統(tǒng)的集成,校園一卡通平臺采用通用接口與學校現(xiàn)有的各種系統(tǒng)實現(xiàn)無縫對接,其系統(tǒng)的開發(fā)模式如圖2所示。 

            進行系統(tǒng)集成時只需開發(fā)相應(yīng)的同步程序。該同步程序調(diào)用相應(yīng)的DLL動態(tài)庫,定期從一卡通數(shù)據(jù)中心下載黑白名單。該黑白名單信息和數(shù)字校園基礎(chǔ)平臺相關(guān)信息進行融合建立一卡通擴展應(yīng)用的身份識別基礎(chǔ)身份信息庫。通過定期運行同步程序,來更新身份識別基礎(chǔ)身份庫,實現(xiàn)黑白名單的更新,為前端應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)對身份認證提供有效的信息保障。前端應(yīng)用程序在設(shè)計時,考慮在需要查詢輸入條件的時候,通過校園卡的ID號來實現(xiàn)對該系統(tǒng)應(yīng)用相關(guān)信息的調(diào)用。程序通過將校園卡ID號 


        圖2 校園一卡通擴展應(yīng)用的開發(fā)模式 

            發(fā)送到身份識別基礎(chǔ)身份庫,來驗證該校園卡的有效性。如果有效則會將應(yīng)用程序所需的身份信息返回到應(yīng)用程序。如果在黑名單中,則將會在應(yīng)用程序調(diào)用界面中報告相關(guān)錯誤。在安裝應(yīng)用程序的計算機上安裝通用射頻讀卡器,學生在使用該系統(tǒng)時通過刷卡即可實現(xiàn)相應(yīng)的本地應(yīng)用。 

            2.系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計 

            集中式電控系統(tǒng)與校園一卡通平臺采用第三方系統(tǒng)接口實現(xiàn)無縫對接。集中式電控系統(tǒng)硬件由電控系統(tǒng)服務(wù)器、電控單元管理機、電控單元三大部分組成;軟件系統(tǒng)則包括電控系統(tǒng)管理軟件、電控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件,電控單元管理機應(yīng)用與控制軟件。基于校園一卡通系統(tǒng)的集中式電控系統(tǒng)的架構(gòu)如圖3所示。


        圖3 基于校園一卡通平臺的集中式電控系統(tǒng)構(gòu)架 

            

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            3.硬件系統(tǒng)設(shè)計 

            根據(jù)公寓用電管理的特點.硬件控制系統(tǒng)采用集中式控制,每間宿舍采用一路供電,獨立分配一個電量計量模塊;對每層樓設(shè)置一個電控箱,各控制部件集中安裝在樓層電控箱中,硬件控制系統(tǒng)如圖4所示。


        圖4 硬件控制系統(tǒng) 

            計量電控單元通過數(shù)據(jù)線與中繼板相連,是一個有電能計量控制功能的單元裝置:中繼板與主板相連.向各計量控制單元傳達命令并進行地址解析:電源板向主板、中繼板、顯示板等控制電路部分提供工作電源;主板負責傳達電控管理機動作命令,通過中繼板采集、存儲各計量控電單元的用電量和當前控電狀態(tài):顯示板與主板相連.用以顯示各計量控電單元用電狀態(tài)及用電量;電控管理機存儲電控管理服務(wù)器下達的信息.通過RS485通訊線與電控單元連接,下達控制命令,從各個電控單元中采集、存儲電能并上傳給電控管理服務(wù)器;電控管理服務(wù)器是一臺安裝了電控管理軟件的計算機,它用于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理與控制。 

            4.軟件功能設(shè)計 

            根據(jù)系統(tǒng)需求以及軟件系統(tǒng)的初始化和運行維護需要,電控系統(tǒng)軟件功能結(jié)構(gòu)如圖5所示


        圖5 集中式電控系統(tǒng)軟件功能結(jié)構(gòu)

            (1)基本信息維護
            該模塊的功能主要體現(xiàn)在卡片設(shè)置,后臺服務(wù)器設(shè)置,系統(tǒng)工作參數(shù)設(shè)置三個部分。 

            (2)房間設(shè)置
            房問設(shè)置的對象是對用電部門的設(shè)置,對房間類型的設(shè)置。對房間信息的設(shè)置三個部分。 

            (3)房間管理
            房間管理的對象是房間通斷電管理,電費管理。房間電控單位開戶管理,房間電控單位的撤戶管理,各個房間固定補助額度的設(shè)定和發(fā)放管理幾個部分。房間通斷電管理遵循公式: 

            A.當0<剩余補助電量+當前剩余消費電量<=報警電量,則報警催繳電費:
            B.當剩余補助電量+當前剩余消費電量=0,則報警催繳電費并通知電控單元管理機對相應(yīng)房間斷電。 

            (4)電控柜管理 

            電控柜管理主要包括管理機管理,管理機操作員的設(shè)置,電控柜的設(shè)置,電控單元的設(shè)置,電控單元與房間的對應(yīng)關(guān)系的設(shè)置幾個部分。 

            (5)報表管理 

            報表管理主要包括報表管理和房間操作記錄管理兩個方面。報表管理主要有結(jié)算報表管理,如日結(jié)算報表.月結(jié)算報表.年結(jié)算報表,任意時間段報表管理等 

            (6)系統(tǒng)維護 

            系統(tǒng)維護主要為軟件管理者提供臨時鎖定系統(tǒng).操作員管理,口令修改,日志管理,黑名單維護,智能檢索.啟動停止網(wǎng)絡(luò)查詢工作等。 

            另外,當電控后臺服務(wù)器與電控單元管理機之間因為不可抗御原因造成通信中斷或網(wǎng)絡(luò)查詢?yōu)橥V範顟B(tài)時,電控單元管理機可以存儲由電控單元采集提交來的剩余補助電量、當前剩余消費電量、當前已用電量、當前電流、可用電流、報警電流電量等信息。當系統(tǒng)通信恢復或網(wǎng)絡(luò)查詢被啟動時,再由電控單元管理機將電控單元提交上來的各種信息發(fā)送給電控系統(tǒng)服務(wù)器。
         
            四、結(jié)論及效益分析 

            本文運用校園一卡通擴展應(yīng)用的開發(fā)模式,采用第三方系統(tǒng)接口實現(xiàn)了對集中式電控系統(tǒng)的無縫集成設(shè)計了基于校園一卡通平臺的系統(tǒng)架構(gòu),改進了軟件系統(tǒng)的功能。通過實際應(yīng)用驗證了系統(tǒng)的可靠性和成熟性。 

            在經(jīng)濟效益方面,2008年我校對旺園學生公寓進行了電控試點改造,把公寓電控納入了校園一卡通系統(tǒng)管理。如表所示為西北工業(yè)大學旺同學生公寓使用一卡通電控系統(tǒng)前后的兩年數(shù)據(jù)對比。

            表西北工業(yè)大學旺園學生公寓用電情況對比


            項目改造前旺園學生公寓實行放開用電,平均每宿舍每月耗電105度,年電費消耗77.5萬元.該費用全額由學校補貼;項目改造后學校出臺了公寓用電管理辦法.辦法規(guī)定學生公寓每月每問補助25度電,超出部分自己承擔。該辦法實施后.學生公寓平均每宿舍每月耗電42度,年電費消耗31萬元(其中學校承擔18.4萬元,學生承擔12.6萬元)。從以上數(shù)據(jù)可以計算出通過對電控系統(tǒng)的改造,學校每年將節(jié)約59.1萬元;另外,還可以計算出項目投資的回收期為11個月,其經(jīng)濟效益十分顯著。

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        本文關(guān)鍵詞:校園一卡通,一卡通,電控系統(tǒng),集中式電控
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