摘要：为健全高校学生公寓用电安全管控体系，帮助宿管与辅导员实时掌握宿舍用电状况，及时排查校园电气安全风险，本文设计并落地一套面向高校宿舍场景的水电表智能管理系统。该系统基于 Freescale iMX6 嵌入式物联网方案开发，依靠专用采集终端完成水表、电表数据的采集、解析与传输；服务后台选用 C# 开发 Web 管理程序，师生可通过手机 APP 查看实时能耗数据与账户信息。项目实践证明，这套系统既简化学生线上查缴水电费用的操作，满足高校宿舍精细化监管需求，能够实时监测宿舍用电状态、防范电气安全事故，同时提升高校后勤运维与学生管理工作效率。

关键词：物联网；宿舍用电安全；在线监测；数据采集

0 引言

伴随国内高等教育事业发展，高校学生公寓配套不断完备，宿舍用电负荷与用电场景日趋复杂，宿舍水电精细化管理已经成为高校后勤部门重点工作。传统管理模式下，水电账单查询、费用核对流程繁琐，给在校学生带来诸多不便。与此同时，倡导安全用电、培养学生节约意识、打造绿色低碳校园，也是高校后勤管理的重要目标。

为方便学生随时查看宿舍时段化水电消耗，树立节能意识，同时便于校方动态监管宿舍用电情况、保障校园安全，顺应数字化技术和校园管理融合的发展趋势，本文研发一套水电智能管控系统。系统融合物联网感知、数据统计、网络通信技术，实现宿舍水电一体化管控，包含用电状态监测、线上缴费、用电安全管控等核心模块，是一套集成下位机数据采集、云端服务程序、移动端应用的软硬件一体化方案，兼顾学校管理端与学生使用端的双重需求。

1 高校宿舍水电管理现存痛点

1.1 人工抄表效率偏低

传统模式依靠后勤人员上门抄录水电读数，人工统计核算工作量大。人工抄表容易出现漏抄、错抄、数据滞后等问题；线下窗口缴费模式，学生需要排队办理，人力成本投入高，整体管理效率低下。

1.2 费用追缴难度大

采用后付费模式存在明显管理漏洞，毕业生离校后遗留欠费难以回收，容易形成坏账。并且无法实时监测用电行为，超额用电的责任界定困难，室友之间容易产生费用纠纷，大幅增加后勤沟通与处置工作量。

1.3 电气安全风险突出

学生违规使用大功率电器，极易造成线路过载升温，破坏线路绝缘层，引发电气火灾。传统管理缺少提前预警手段，一般只能在安全事故发生之后追溯责任，严重威胁学生人身与财产安全。

1.4 校园能源浪费现象普遍

教室多媒体、实验室设备课后长期待机，楼道公共照明全天候点亮，即便自然光充足也持续耗电，造成大量电能损耗，加速设备老化。持续走高的能耗增加学校运营开支，和绿色校园、节能校园建设目标相悖。

2 系统总体架构设计

2.1 分层架构

系统采用三层分层架构，由下至上依次为数据采集层、服务器层、用户应用层。底层为感知采集层，由计量水电表、数据采集终端组成；中间服务器层依托校园内网接收采集数据，完成数据存储、分类和运算处理；顶层为用户层，管理人员与学生通过 PC 网页、手机 APP 访问服务器，获取能耗数据与业务服务。

2.2 系统组成

整套系统由计量采集层、服务器层、客户端三层协同运行，完成宿舍水电全周期智能化管理：（1）计量采集层：包含直读水表、单相预付费电表以及 ARM 嵌入式采集终端。采集终端借助 RS485 总线，采用轮询机制，按设定周期读取水电计量数据，通过 MODBUS-RTU 协议完成数据预处理并上传至后台。（2）服务器层：由远程抄表管理平台与数据服务器构成，主要负责接收、持久存储采集终端上传能耗数据，提供数据检索、统计分析、费用结算等业务。可视化界面直观展示各宿舍水电消耗，图表化呈现能耗信息，方便管理人员查看分析。（3）客户端：以移动端 APP 为载体，划分辅导员管理端与学生使用端。系统可基于宿舍编号、管理片区、时间维度筛选查询，以曲线、报表等形式展示能耗数据，集成远程管控功能，适配不同角色使用要求。

3 安科瑞高校宿舍预付费云平台简介

3.1 平台概述

当前智慧校园、平安校园建设持续推进，学生宿舍预付费电控与用电安全管控是智慧校园建设的重要组成部分。宿舍预付费电控平台，能够解决传统电表人工抄表麻烦、能耗统计困难、充值不便等短板，从技术层面识别恶性负载，降低宿舍火灾隐患。

3.2 平台特点

AcrelCloud-3100 高校宿舍预付费电控平台贴合高校管理需求，坚持服务学生的管理理念。平台采用成熟主流技术，具备良好扩展性，支持校园一卡通对接充值，同时适配微信小程序查询、缴费等移动端操作。配套硬件支持脱机工作，数据多点备份存储，降低网络波动带来的影响，保障数据稳定完整。平台支持实时查看宿舍用电状态，集成财务结算功能，为校方提供高效的数字化管理工具。平台集成电能计量、收费管理、用电全过程监管，支持远程抄表、宿舍定时通断电、恶性负载识别告警、一卡通自助缴费、微信查询、能耗报表导出打印等功能，助力打造安全节约型校园，支持与校方现有智慧校园平台对接打通数据。

3.3 平台核心功能

3.3.1 电表批量运维

支持批量对电表执行通断电、参数下发、设备状态筛选，批量完成电价配置、恶性负载阈值设置、预付费模式切换、远程强制控制、分时段通断、基础电量下发、电表初始化、清零、短信告警配置、空调回路复位等操作。 

3.3.2 电表批量初始化

新生入住阶段，批量下发电表初始参数，包含账户初始余额、免费基础电量、电价、余额告警阈值等信息。 

3.3.3 恶性负载参数下发

配置恶性负载识别管控参数，可根据现场实际情况灵活调节，三路回路独立设置。 

3.3.4 基础电量自动发放

学校每月可以设置免费补贴电量，系统每月自动下发到宿舍账户，补贴额度不滚存累计。

3.3.5 分时用电控制

设置工作日、节假日宿舍供电时段，最多支持 8 个时间段，三路回路可独立配置启停时间。

3.3.6 电器白名单管理

针对合规电器设置白名单，优化恶性负载识别算法，减少误跳闸问题，提升识别精准度。

3.4 现场配置方案

4 结语

预付费电表与智能管控系统旨在为高校学生打造安全合理的宿舍用电环境。平台坚持以学生为本的设计思路，依托数字化技术结合管理制度持续迭代升级，保障供电稳定、缴费渠道多元、安全预警主动。宿舍水电管理，不只是硬件设备的落地，更是面向学生日常需求的精细化服务。未来我们会持续迭代产品与配套服务，搭建校方安心、学生满意的宿舍用电管理体系，保障学生在安全便捷的用电环境下专注学习生活。