校园电控系统在无锡工艺职业技术学院的应用

　　高校在建设新校区时，很重视水电管理，尤其是用电管理。为了加强对用电的管控，通常在学生宿舍区采用智能电能管理系统，该系统分别对单个宿舍单元进行电能智能的计量和用电收费管理。本文以无锡工艺职业技术学院为例。该校现有14幢宿舍楼，近1500个单间宿舍，每个宿舍都配备空调，如果采用常规的人工抄表管理，其管理工作将十分繁琐，因此引进智能电控系统对于提高日常管理的效率是十分必要的。为此，本学院在建设宿舍配电系统时引进专业公司的智能电能计量系统。该系统集成时段控制、电能计量、实时监控、负荷控制等诸多功能于一体，便于电表集中管理，同时防止各类偷漏电、超负荷用电等现象，从而取得良好的管理效果。
　　
　　可行性分析
　　
　　“智能电控系统”虽然能有效提高日常管理的效率，但就系统而言，还存在以下不足：按照学生宿舍管理的有关文件规定，学校按宿舍的人数提供一定的“基础电量”，在消费完“基础电量”后，每个宿舍必须自费充电，因此必须为该项工作配备专人提供服务；但由于宿舍数量众多，充电操作过程还必须找到相关宿舍号，学生只能在课间进行此项工作，因此业务窗口经常排起长龙；更有甚者，如果是晚间出现电量不足，可能出现因无人提供售电服务而无电可用的情况。如何解决以上的问题是提高系统服务效率的瓶颈。要突破这个瓶颈，就要实现学生自助充电，显然，“一卡通系统”的引入是解决这个问题的有效办法，首先它具有电子支付功能，其次它还有通过网络实现自助服务的能力，同时它还具有与其他应用系统进行整合应用的功能。
　　
　　无锡工艺职业技术学院的“校园一卡通”系统采用专业公司的网络版“数字化校园一卡通系统”，采用“一体化”系统设计原则和先进的“1+X”体系结构。“一卡通系统”可通过多种形式实现和其他应用系统的对接以实现数据资源共享，即第三方信息系统通过系统对接可以获取“校园一卡通系统”中的业务数据；“校园一卡通系统”也可以接受第三方信息系统上传的业务数据，实现管理和结算的自动化。
　　
　　该一卡通系统和第三方业务系统可以实现数据层面、功能层面和业务层面三种对接方式。在数据层面对接方式中，“一卡通”将数据按照公有数据、私有数据和敏感数据三种类型对所有业务数据相关元数据字段进行归类，并根据数据的不同类型采用不同级别数据层面的对接，对接的方式可以分为“元数据级”、“文件级”、“数据库表级”三种方式，其中，元数据级对接适用于与“一卡通”网络连通的所有业务，采用开放XML协议进行数据交换；“文件级”对接用于无法进行网络连通而第三方业务又需要某些敏感数据的情况，我们采用相互文件导入和导出的方法；“数据库表级”对接可用于各个系统开放数据库表结构，采用数据库直接互访的办法。
　　
　　学校“校园电控系统”采用通过“校园一卡通系统”的专用网络进行布置，网络直接连通，无论是从数据的安全性还是管理模式来看，都十分有利于两个系统数据库的互访，因此采用“数据库表级”方式实现两个系统的对接是可行的。
　　
　　智能电控的布置
　　
　　无锡工艺职业技术学院采用的智能电控系统是一套基于“校园一卡通”专网的网络版应用系统。主要的软件功能有：
　　
　　1、中心数据库：采用SQLServer数据库作为系统的核心数据库，实现对所有远端设备数据的上传和下载和数据的集中处理。
　　
　　2、通讯服务程序：完成与硬件的通讯功能，实现数据的收发、校验和的生成和验算、通讯数据包的组帧和解帧、数据的重发控制等。
　　
　　3、业务逻辑控制和服务程序：该程序利用多线程技术通过“通讯服务程序”与硬件设备保持连接，为客户端程序提供各种业务逻辑服务；与数据库连接，控制所有数据的存取，提供数据的安全性、可靠性和统一性，提供数据的备份和恢复功能等。
　　
　　4、客户端程序：提供与用户的操作交互界面以及报表的查询等。远端采用“采样计量模块+中位机+数据管理器”的模式布置。所谓“采样计量模块”是使用电能计量电路脉冲采样芯片进行电能计量的一种装置；“中位机”对计量模块进行控制和管理，可暂存每分路电量，实现和上一级系统进行通讯的集成电路控制器；“数据管理器”主要用于管理和控制系统中多个“中位机”，实现各种管理功能，与网络连接实现远程管理功能。整个系统的所有数据通过“数据管理器”经网络上传到中心服务器中进行统一管理，能够实现电能计量、用电管理，实现预收费和自动结算功能，可以进行基于策略的负荷控制和限时供电的功能，由于远端采用每个宿舍布置独立回路，采用独立的采样计量模块，因此可以有效防止各类偷电及线路破坏现象的发生。通过布置智能电控系统，实现用电管理的自动化和数字化，其布置如图1。 

　　图1宿舍布置智能电控系统

　　系统对接实施
　　
　　根据无锡工艺职业技术学院的“校园一卡通系统”和“校园电控系统”的布置情况，决定实施以两个系统相关数据表间同步共享为基础的系统对接方案进行系统整合应用。为了方便对接过程的实施，同时考虑到两个系统在校园日常管理中的重要性，尽量减少系统对接过程对原有系统运行的稳定性产生影响，因此采用中间表间的同步共享方法，实现两个系统的应用整合。其主要思想如下：
　　
　　1、建立中间表，分别在“校园一卡通系统”应用服务器上和“校园电控系统”服务器上建立三张结构相同数据表，分别是“用电房间信息表”、“临时购电记录表”、“历史购电记录表”。
　　
　　2、“校园电控系统”将房间信息传入“用电房间信息表”中，并同步存储到“校园一卡通系统”的“用电房间信息表”中。
　　
　　3、由“校园一卡通系统”提供统一的购电界面，从本地“用电房间信息表”中取得房间信息显示给用户；由用户通过“校园一卡通系统”购电后将相关数据传入本地“临时购电记录表”中，通过数据库间同步存储机制，将相关内容同步到“校园电控系统”相关表格中，同时完成“一卡通系统”本地消费数据处理。
　　
　　4、“校园电控系统”从本地的“临时购电记录表”中取得用户购电数据，并转移至本地的“历史购电记录表”中，与此同时“电控系统”完成本地购电数据处理，如对房间充电等。
　　
　　5、“校园电控系统”所生成的“历史购电记录表”的数据被同步至“校园一卡通系统”相关数据表中，并由后者为用户提供查询购电历史。整个流程如图2。 

　　图2系统对接流程

　　数据表的结构如下： 

　　通过“校园一卡系统”和“校园电控系统”的整合应用，使得校园卡的自助服务能力得到很好的提升，“校园电控系统”的充电交费业务更加智能，日常管理工作更加简易，学生校园生活更加方便。