一卡通智能管控高校宿舍用電

文/鄭學(xué)洪

一卡通智能管控高校宿舍用電

文/鄭學(xué)洪

校園電控系統(tǒng)和一卡通系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)表之間的同步共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用整合。通過“校園一卡通”的自助服務(wù)對宿舍的電表進(jìn)行購電和充電操作，不僅提高“校園一卡通”系統(tǒng)的服務(wù)能力，而且使“校園電控系統(tǒng)”的購電充電過程更加智能，有效提高工作效率。

高校在建設(shè)新校區(qū)時，很重視水電管理，尤其是用電管理。為了加強(qiáng)對用電的管控，通常在學(xué)生宿舍區(qū)采用智能電能管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)分別對單個宿舍單元進(jìn)行電能智能的計量和用電收費(fèi)管理。本文以無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例。該?，F(xiàn)有14幢宿舍樓，近1500個單間宿舍，每個宿舍都配備空調(diào)，如果采用常規(guī)的人工抄表管理，其管理工作將十分繁瑣，因此引進(jìn)智能電控系統(tǒng)對于提高日常管理的效率是十分必要的。為此，本學(xué)院在建設(shè)宿舍配電系統(tǒng)時引進(jìn)專業(yè)公司的智能電能計量系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成時段控制、電能計量、實(shí)時監(jiān)控、負(fù)荷控制等諸多功能于一體，便于電表集中管理，同時防止各類偷漏電、超負(fù)荷用電等現(xiàn)象，從而取得良好的管理效果。

可行性分析

“智能電控系統(tǒng)”雖然能有效提高日常管理的效率，但就系統(tǒng)而言，還存在以下不足：按照學(xué)生宿舍管理的有關(guān)文件規(guī)定，學(xué)校按宿舍的人數(shù)提供一定的“基礎(chǔ)電量”，在消費(fèi)完“基礎(chǔ)電量”后，每個宿舍必須自費(fèi)充電，因此必須為該項工作配備專人提供服務(wù)；但由于宿舍數(shù)量眾多，充電操作過程還必須找到相關(guān)宿舍號，學(xué)生只能在課間進(jìn)行此項工作，因此業(yè)務(wù)窗口經(jīng)常排起長龍；更有甚者，如果是晚間出現(xiàn)電量不足，可能出現(xiàn)因無人提供售電服務(wù)而無電可用的情況。如何解決以上的問題是提高系統(tǒng)服務(wù)效率的瓶頸。要突破這個瓶頸，就要實(shí)現(xiàn)學(xué)生自助充電，顯然，“一卡通系統(tǒng)”的引入是解決這個問題的有效辦法，首先它具有電子支付功能，其次它還有通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自助服務(wù)的能力，同時它還具有與其他應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行整合應(yīng)用的功能。

無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院的“校園一卡通”系統(tǒng)采用專業(yè)公司的網(wǎng)絡(luò)版“數(shù)字化校園一卡通系統(tǒng)”，采用“一體化”系統(tǒng)設(shè)計原則和先進(jìn)的“1+X”體系結(jié)構(gòu)?！耙豢ㄍㄏ到y(tǒng)”可通過多種形式實(shí)現(xiàn)和其他應(yīng)用系統(tǒng)的對接以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享，即第三方信息系統(tǒng)通過系統(tǒng)對接可以獲取“校園一卡通系統(tǒng)”中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；“校園一卡通系統(tǒng)”也可以接受第三方信息系統(tǒng)上傳的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)管理和結(jié)算的自動化。

該一卡通系統(tǒng)和第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)層面、功能層面和業(yè)務(wù)層面三種對接方式。在數(shù)據(jù)層面對接方式中，“一卡通”將數(shù)據(jù)按照公有數(shù)據(jù)、私有數(shù)據(jù)和敏感數(shù)據(jù)三種類型對所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相關(guān)元數(shù)據(jù)字段進(jìn)行歸類，并根據(jù)數(shù)據(jù)的不同類型采用不同級別數(shù)據(jù)層面的對接，對接的方式可以分為“元數(shù)據(jù)級”、“文件級”、“數(shù)據(jù)庫表級”三種方式，其中，元數(shù)據(jù)級對接適用于與“一卡通”網(wǎng)絡(luò)連通的所有業(yè)務(wù)，采用開放XML協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；“文件級”對接用于無法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連通而第三方業(yè)務(wù)又需要某些敏感數(shù)據(jù)的情況，我們采用相互文件導(dǎo)入和導(dǎo)出的方法；“數(shù)據(jù)庫表級”對接可用于各個系統(tǒng)開放數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)，采用數(shù)據(jù)庫直接互訪的辦法。

學(xué)校“校園電控系統(tǒng)”采用通過“校園一卡通系統(tǒng)”的專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行布置，網(wǎng)絡(luò)直接連通，無論是從數(shù)據(jù)的安全性還是管理模式來看，都十分有利于兩個系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的互訪，因此采用“數(shù)據(jù)庫表級”方式實(shí)現(xiàn)兩個系統(tǒng)的對接是可行的。

智能電控的布置

無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院采用的智能電控系統(tǒng)是一套基于“校園一卡通”專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)版應(yīng)用系統(tǒng)。主要的軟件功能有：

1. 中心數(shù)據(jù)庫：采用SQL Server數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對所有遠(yuǎn)端設(shè)備數(shù)據(jù)的上傳和下載和數(shù)據(jù)的集中處理。

2. 通訊服務(wù)程序：完成與硬件的通訊功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)、校驗和的生成和驗算、通訊數(shù)據(jù)包的組幀和解幀、數(shù)據(jù)的重發(fā)控制等。

3. 業(yè)務(wù)邏輯控制和服務(wù)程序：該程序利用多線程技術(shù)通過“通訊服務(wù)程序”與硬件設(shè)備保持連接，為客戶端程序提供各種業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)；與數(shù)據(jù)庫連接，控制所有數(shù)據(jù)的存取，提供數(shù)據(jù)的安全性、可靠性和統(tǒng)一性，提供數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)功能等。

4. 客戶端程序：提供與用戶的操作交互界面以及報表的查詢等。遠(yuǎn)端采用“采樣計量模塊+中位機(jī)+數(shù)據(jù)管理器”的模式布置。所謂“采樣計量模塊”是使用電能計量電路脈沖采樣芯片進(jìn)行電能計量的一種裝置；“中位機(jī)”對計量模塊進(jìn)行控制和管理，可暫存每分路電量，實(shí)現(xiàn)和上一級系統(tǒng)進(jìn)行通訊的集成電路控制器；“數(shù)據(jù)管理器”主要用于管理和控制系統(tǒng)中多個“中位機(jī)”，實(shí)現(xiàn)各種管理功能，與網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理功能。整個系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)通過“數(shù)據(jù)管理器”經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上傳到中心服務(wù)器中進(jìn)行統(tǒng)一管理，能夠?qū)崿F(xiàn)電能計量、用電管理，實(shí)現(xiàn)預(yù)收費(fèi)和自動結(jié)算功能，可以進(jìn)行基于策略的負(fù)荷控制和限時供電的功能，由于遠(yuǎn)端采用每個宿舍布置獨(dú)立回路，采用獨(dú)立的采樣計量模塊，因此可以有效防止各類偷電及線路破壞現(xiàn)象的發(fā)生。通過布置智能電控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用電管理的自動化和數(shù)字化，其布置如圖1。

圖1 宿舍布置智能電控系統(tǒng)

圖2 系統(tǒng)對接流程

系統(tǒng)對接實(shí)施

根據(jù)無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院的“校園一卡通系統(tǒng)”和“校園電控系統(tǒng)”的布置情況，決定實(shí)施以兩個系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)表間同步共享為基礎(chǔ)的系統(tǒng)對接方案進(jìn)行系統(tǒng)整合應(yīng)用。為了方便對接過程的實(shí)施，同時考慮到兩個系統(tǒng)在校園日常管理中的重要性，盡量減少系統(tǒng)對接過程對原有系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此采用中間表間的同步共享方法，實(shí)現(xiàn)兩個系統(tǒng)的應(yīng)用整合。其主要思想如下：

1. 建立中間表，分別在“校園一卡通系統(tǒng)”應(yīng)用服務(wù)器上和“校園電控系統(tǒng)”服務(wù)器上建立三張結(jié)構(gòu)相同數(shù)據(jù)表，分別是“用電房間信息表”、“臨時購電記錄表”、“歷史購電記錄表”。

2. “校園電控系統(tǒng)”將房間信息傳入“用電房間信息表”中，并同步存儲到“校園一卡通系統(tǒng)”的“用電房間信息表”中。

3. 由“校園一卡通系統(tǒng)”提供統(tǒng)一的購電界面，從本地“用電房間信息表”中取得房間信息顯示給用戶；由用戶通過“校園一卡通系統(tǒng)”購電后將相關(guān)數(shù)據(jù)傳入本地“臨時購電記錄表”中，通過數(shù)據(jù)庫間同步存儲機(jī)制，將相關(guān)內(nèi)容同步到“校園電控系統(tǒng)”相關(guān)表格中，同時完成“一卡通系統(tǒng)”本地消費(fèi)數(shù)據(jù)處理。

4. “校園電控系統(tǒng)”從本地的“臨時購電記錄表”中取得用戶購電數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)移至本地的“歷史購電記錄表”中，與此同時“電控系統(tǒng)”完成本地購電數(shù)據(jù)處理，如對房間充電等。

5. “校園電控系統(tǒng)”所生成的“歷史購電記錄表”的數(shù)據(jù)被同步至“校園一卡通系統(tǒng)”相關(guān)數(shù)據(jù)表中，并由后者為用戶提供查詢購電歷史。整個流程如圖2。

數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)如下：

1. 用戶房間信息表

Loudong char(100)

-- 樓棟名稱

loudong_id integer

-- 樓棟ID號

room char(12)

-- 房間名稱

room_id integer

-- 房間ID號

usedAmp float --

房間當(dāng)前用電總量

allAmp float

-- 房間購電電總量

2. 臨時購電記錄表

rec_no integer

-- 一卡通消費(fèi)記錄號

buyer_id char(20)--

購電人ID號

room_id integer

-- 購電房間ID號

tranamt float

-- 購電消費(fèi)金額

endatatime datatime--

購電消費(fèi)時間

custsn char(20)--

一卡通消費(fèi)流水號

3. 歷史購電記錄表

rec_no integer

-- 一卡通消費(fèi)記錄號

buyer_id char(20)--

購電人ID號

room_id integer

-- 購電房間ID號

tranamt float

-- 購電消費(fèi)金額

endatatime datatime--

購電消費(fèi)時間

custSn char(20)--

一卡通消費(fèi)流水號

getTime datetime-- 本消費(fèi)記

錄從臨時表轉(zhuǎn)移到歷史表的時間

sendTime datetime-- 本消費(fèi)記

錄從電控系統(tǒng)下發(fā)電量到硬件的時間

通過“校園一卡系統(tǒng)”和“校園電控系統(tǒng)”的整合應(yīng)用，使得校園卡的自助服務(wù)能力得到很好的提升，“校園電控系統(tǒng)”的充電交費(fèi)業(yè)務(wù)更加智能，日常管理工作更加簡易，學(xué)生校園生活更加方便。

（作者單位為無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心）