第一部分当前状况

1、用电设备现状

目前市场大规模应用普通电表、插卡式电表，未安装自动抄表系统，电费的收取以人工抄表方式或人工售电方式进行结算，具体分析如下：

1.1抄表工作量大

由于企事业单位、住宅小区数量众多，所以需要大量工作人员定期抄表或人工给电卡充值售电，以计算用电量，收取电费，造成抄表工作量大。

1.2用户使用不方便

由于普通电表只能靠人工方式予以收取电费，插卡式电表也只能以人工方式进行预售电，当用户电卡中的电用完以后，无法在休息时间进行买电，从而造成用户使用不便。

1.3电气火灾隐患多

随着社会发展，智能用电设备及传统大功率用电器设备越来越多，当用电设备的负荷超出当初的设计范围时，会引发电气火灾，危及人员安全 从而造成不可估量的损失。

1.4设备故障无法及时得知

当电表故障后，只有在日常维护检查时、人工超表时或插卡充电时才能发现，具有一定滞后性，容易造成纠纷。

2、通讯设备现状

目前市场规模应用GPRS，3G，4G，因运营商网络规划，信号强度，功耗，传输距离，穿透能力等问题都是制约物联网技术新领域应用的关键，具体分析如下：

2.1 2G网络

特点：小数据量传输，主要用作小规模数据采集

缺点：运营商规划中已不在建设2G基站

2G网络逐步退网，并完成全网退服

2G承载语音业务转向数字通讯承载，数据通信转由其他数据方式承载。

2.23G网络

特点：语音+数据承载

缺点：目前移动3G网络已全线退服，退出历史舞台

2.34G网络

特点：高带宽数据无线传输

缺点：整体模组功率较高，需配电源支撑整体设备加模组功耗需求

无线信号穿透性较差，使用地点需在开放区域，且因基站传输覆盖距离较近

第二部分 解决方案

伴随运营商网络通讯技术发展，物联网应用领域越来越宽，已从单纯的数据采集、设备状态监控等方面进行深度延展。4G、5G通讯业务容量与速率不断提升，物联网应用场景也越来越宽，万物互联实现也成为可能，基于互联网+、智能化应用的发展方向，物联网作为广域大面积自动化数据传输接入层，解决客户大规模化应用需求。而NB-IOT的出现，拓宽了物联网应用技术使用场景和大面积应用的可能。NB-IOT（窄带物联网）传输技术出现，主要用作目前小数据量（200Kb/秒）数据采集设备无线传输使用，具有以下特点：

广覆盖：基站覆盖半径15公里；

低功耗：单模组AA电池供电理论可使用8-10年免维护；

高穿透：可穿透地下3米；

高连接：单基站承载接入量理论可达100万用户数。

智能用电管理系统以NB智能电表为基础，以无线传输为纽带，以云平台为信息管理中心，以智能手机等为用户终端，在实现互联的基础上，向自动化、智能化、规模化的方向发展，从而使互联网+深度业务的物联网应用在用电管理系统中得以应用。

第三部分 系统介绍

1、系统基本功能

为适应不同类型用户的使用要求，CMS6100智能用电管理系统具备较多功能，包括系统已有功能、二次开发定制功能，为方便了解相应功能，特列表如下：

2、系统功能介绍

2.1数据采集

2.1.1数据采集功能：具有采集电压、电流、功率、频率、功率因数、有功电度等电参数。

2.2通讯

2.2.1无线通讯功能：具有NB-I0T无线通讯模块与服务器进行数据交换。

2.3远程控制

2.3.1远程分合闸功能：具有的远程控制电表内继电器以实现分合闸控制功能。

2.3.2过功率保护功能：具有实际用电功率达到预设的总功率上限后对用户进行预警告警或断电告警功能。

2.3业务管理

2.3.1抄表功能：

2.3.1.1自动抄表：根据设定的日期及时间自动读取远方终端计量仪表数据。

2.3.1.2随机抄表：根据用户需要，可随时读取指定的远方终端计量仪表数据。

2.3.2历史数据存储与分析：对读取的远方终端计量仪表数据存储在云服务器中，以便于系统的处理与统计分析。2.3.3数据报表功能：根据用户的实际需要，自动生成日报表、月报表、年报表等相关的统计报表。

2.3.4远程查询功能：

2.3.4.1管理用户远程查询：管理用户只要在客户端输入云服务器地址、账号、密码就可进入智能用电管理系统的后台管理系统，以浏览相关页面，按权限进行相关操作。

2.3.4.2使用用户远程查询：使用用户只要在客户端输入云服务器地址、账号、密码就可进入智能用电管理系统，已查看用电量、电费、充值等相关信息。

2.3.5用户管理功能：用户管理兼容了工业自动化及电力系统变电站的特点，支持按各种分类方式对用户分类管理。

2.3.6互联接口功能：具有良好的开放性，可以与多种管理系统进行数据交换。

2.3.7用电提醒功能：使用用户可根据自身需求设置用电提醒阀值，以提醒用户适时交费。

2.3.8断电报警功能：当用户购电额度用尽，系统自动切断电用户电源，并提醒用户已经断电。

2.3.9电费结算功能

2.3.9.1按月结算：系统可按月对用户进行用电量及电费结算，打印交费凭证及发票；对于逾期未交费用户，打印催交单，计算逾期收取滞纳金，对用户交费进行管理，对逾期仍未交费用户，系统自动切断电用户电源；当用户购电成功后，可在远程监控实现用户自动送电功能。

2.3.9.2预付费结算：系统可按预付费金额计算用电额度，当用户购电额度用尽，系统自动切断电用户电源；当用户购电成功后，可在远程监控实现用户自动送电功能。

2.3.10在线充值功能：系统支持使用用户端以微信、支付宝在线支付电费。

    

第四部分 系统构成

智能用电管理系统由现场设备层、通讯网络层、云管理平台和客户端四部分构成，具体介绍如下：

1、现场设备层：

智能电能表

CMDS3366D系列单相电子式电能表设计符合GB/T17215.321-2008国家标准和电力行业标准DL/T614-2007对电能表的各项技术性能指标。该仪表采用了高精度计量芯片和高速MCU数据处理单元，从而实现了电压、电流、功率、功率因数、电能的高精度宽准确计量。该仪表采用LCD显示，其可靠性高，并具有高倍过载、高稳定性、低功耗、停电数据自动保存等优点；采用DIN35mm导轨式安装，可安装于配电柜和小型配电箱内；采用NB-IOT通讯接口与服务器实现数据交换，无需数据线连接,体积小巧、精度高、可靠性好优点。

主要功能：

1.1测量功能：电压、电流、功率、频率、功率因数测量。

1.2电能计量：有功总电能的计量及存储。当前组合有功总电能= 正向有功总电能 + 反向有功总电能。

1.3显示功能：LCD显示，采用6+1位液晶显示。显示项目有组合有功总电能、电压、电流、功率，显示为自动循环显示，停电不显示。

1.4预付费功能：通过CMS6100系统可实现计量电量和计量电费两种预付费模式：计量电量通过计算剩余电量来实现，计量电费通过计量剩余金额来实现。

1.5无线通讯功能：具有一路NB-IOT通讯与云端服务器进行数据交换。

1.6指示功能

1.6.1计量指示：具有一个红色有功脉冲指示灯，有功电能计量时闪烁。

1.6.2跳闸指示：正常工作时，跳闸指示灯灭，跳闸时，红色跳闸指示灯常亮。

1.7安装指南：外形尺寸图

  

2、通讯网络层：基于三大运营商的4GLTE（NB-IOT）移动通讯网。

3、云管理平台：收集现场设备层上传的数据，应用智能用电管理软件进行集中管理和分析，执行相关操作，同时作为中转单元，接受管理用户客户端下发的指令，转发给现场设备层的装置。

4、客户端：由管理用户客户端和使用用户客户端两部分构成。

4.1管理用户客户端：由监控室管理用户端设备和移动管理用户客户端两部分构成。

4.1.1监控室管理用户端设备：安装于监控室内，硬件设备主要有服务器、显示器、不间断电源、打印机、键盘、鼠标等，负责与云服务平台的数据交互，具体配置根据用户需求而定。操作人员操作时，需凭登录地址、登录密码、验证号、管理权限等进行操作，以实现智能用电管理系统的运行、维护和设置。

4.1.2移动管理用户客户端：为适应管理的需求，管理人员可在不同PC端或移动设备上登录与服务平台，操作人员操作时，需凭登录地址、登录密码、验证号、管理权限等进行操作，以实现智能用电管理系统的运行、维护和设置。

4.2使用用户客户端：为适应用户使用的需求，用户可在不同PC端或移动设备上输入云服务器地址、账号、密码登录云服务平台，进入智能用电管理系统，实现查看用电量、电费、充值

等业务的操作。

5、系统拓扑结构

 

6、施工说明

智能电能表采用无线通信方式，因此可直接替换原有电能表，无需进行线路改造和架设任何通讯线缆。