一、政策背景

【摘要】在社會的不斷發展和進步下，信息產業也迎來了自己的繁榮時代。正是在這種背景下，物聯網進入了人們的視野。在互聯網的不斷發展和計算機技術的各種進步下，物聯網也迎來了一個又一個的突破，物聯網，顧名思義，是通過一系列信息傳感設備，根據約定的協議，通過物聯網域名連接一些項目，實現信息交換和通信。物聯網事物之間的信息交換是基于互聯網，通過互聯網實現其目的，物聯網在發展中不可避免地存在一些不足，然后出現嵌入式系統。本文通過對物聯網的描述，探討了如何研究和實現基于嵌入式系統的物聯網網*關。

關鍵詞：嵌入式系統 物聯網網*關

1 引言實現物與物之間的信息交流與交流是當今世界的大勢所趨。隨著社會信息化的日益激烈，信息交流是不可少的。因此，物聯網應運而生，由于其特別的優勢，物聯網得到了廣泛的應用。目前，它正備受關注，受到大多數人的青睞，其發展前景不容低估。然而，無論一切有多好、多方便，傳統的物聯網也或多或少存在缺陷，嵌入式系統的出現在一定程度上彌補了傳統物聯網網*關的缺點。

2 嵌入式系統

嵌入式系統是在計算機技術的基礎上，集電子技術、通信技術、圖形圖像等一系列技術于一體的系統。該嵌入式系統主要用于對某些產品有一定特殊要求的計算器。嵌入式系統主要由硬件和軟件組成，其中硬件主要包括存儲器、控制器和各種控制端口，軟件主要是操作系統、應用系統等。由于嵌入式系統對硬件的要求較，應在一定程度上滿足嵌入式系統的硬件要求和軟件需求。嵌入式系統*的主要特點是技術密集型，可以呈現一些先進的技術，與普通計算機技術相比有自己的優勢，首先，在硬件方面，嵌入式系統具有更的包裝、實用性和專用性；其次，與其他計算機技術相比，嵌入式系統具有更快的傳輸速度和更小的代碼，大大節省了時間和空間，更有利于信息和數據的傳輸。

隨著信息時代的不斷發展，人們對信息的要求越來越，嵌入式系統正是在這個階段發展起來的。它的誕生在一定程度上滿足了人們對信息技術的一些要求，不斷應用于各個領域，促進了信息技術的不斷發展，使社會不斷進步。

3 物聯網網*關及其設計

物聯網網*關是物聯網的重要組成部分，也是物聯網的基礎，其作用不容忽視。物聯網網*關具有三種能力：感知網絡接入、與不同網絡互通和遠程監控。首先，感知網絡是由多個功能傳感器組成的，它們可以根據不同的傳感器（如攝像頭、錄音機、讀卡器等）獲取不同的信息。由于感知網絡以不同的方式從傳感器中獲取信息，它們的數據也不同。物聯網網*關在網絡中的應用主要分為無線和有線。無線主要通過藍牙和無線網絡應用。目前，它廣泛應用于手機、筆記本電腦等領域。大多數有線電腦都有很多限制，這使得它們很難應用于許多方面。其次，與不同的網絡交流，這也是一個大項目，因為不同的傳感器收集信息，所以數據之間存在一些差異，難以進行數據交流，因此需要設計協議網絡，發揮作用，數據交流；遠程監控，遠程監控主要是管理和監控數據信息，操作簡單，控制靈活，它還可以進行集中管理，它不僅可以監控自己的網絡信息，還可以監控和管理其他外部網絡。

物聯網網*關在物聯網中占有很的地位，因此，對網*關的控制非常重要，其設計也應該付出一定的努力。由于大多數物聯網網*關運行環境差，實際要求，硬件設計應在一定程度上處理成本和能耗，因此首先降低成本，降低能耗，加快處理器處理速度等變化。選擇合適的硬件，比如 AT9LSAM926 為了滿足物聯網網*關硬件的各種要求，具有處理速度快、兼容性強、存儲容量大的特點。物聯網網*關不僅對硬件有一定的要求，而且對軟件也有一定的要求。由于物聯網網*關需要收集和處理某些接口的數據，因此需要整個框架的分層和完整性，以加強系統的靈活性，并注意系統的控制，始終掌握其運行方向，以滿足物聯網網*關軟件在物聯網運行中的需求。

4 嵌入式與物聯網的關系

嵌入式系統與物聯網密切相關，因為嵌入式系統具有更強的針對性，其可包裝、實用性、專用性等特點更有利于物聯網的發展，因為物聯網將具有許多信息交換、交換、數據傳輸等功能，而傳統的物聯網網*關存在一定的不足，難以滿足當前的需求，嵌入式系統可以在一定程度上避免和改進當前物聯網的缺點。

嵌入式系統也極大地促進了物聯網的發展，因為嵌入式系統大多用于一系列智能技術、智能傳感技術等，而物聯網需要通過這些智能技術獲取一些信息和數據，并在一定程度上獲取和交換這些數據，從而達到一定的目標。這種嵌入式技術正在慢慢應用于現實社會，并不斷普及。例如，目前的智能家居可以通過這種智能傳感獲得一定的新聞指令，方便家居主人的日常生活，從而達到方便的目的；人體傳感器也通過同樣的智能傳感反饋人體的一些變化，實現數據交換和獲取。

5 應用安科瑞物聯網網*關

基于ARM架構的嵌入式Linux平臺方案設計開發了物聯網網*關，性價比，集成度。該方案采用ARM處理器，以先進的電源管理架構實現更低的功耗。網*關通過RS485串口收集和分析電表、水表、氣表等終端設備的實時數據，通過以太網/4G連接到服務器，通過物聯網將數據傳輸到云服務器。調試人員可以通過ANetCM專用調試軟件對物聯網網*關進行本地配置管理和遠程維護，并可以查看電站的實時運行和實時數據。

硬件參數如下，硬件接口豐富：

存儲支持USB和TF卡接口，可以擴展存儲空間，確保長期斷點數據存儲。當物聯網網*關和系統之間的網絡中斷時，需要上傳的數據可以存儲在物聯網網*關中，并在網絡恢復正常后傳輸數據。同時，支持完整的報警記錄和日志記錄存儲。

在數據采集方面，RS485串口支持多種通道配置和串口通信參數設置。此外，它還支持Lora無線采集，以解決從現場終端設備到物聯網網*關布線不方便的問題。

支持RJ45以太網口和4G接口的數據傳輸，可以通過各種協議上傳到多個系統。

通過嚴格的EMC和低溫試驗，整機可以保證在惡劣的現場環境下穩定工作。

在通信規約方面，經過不斷的開發和擴展，目前的收集協議支持ModbusRtu/TCP、DL/T645-1997/2007、DL/T698.45-2017、CJT188-2004、IEC103/104、OPC UA、BACNET、

西門子 S7 協議等。轉發協議支持ModbusTCP(主、從)、104（主、從）、DGJ08-2068-2012 DGJ32/TJ11-2011上海建筑能耗 江蘇建筑能耗、杭州等省市能耗、寧夏電力需求側、華云 104 協議、SNMP、MQTT 協議、OPC UA、IEC 61850、Q/GDW 376.1 等。

能保證物聯網網*關收集各種終端設備的數據，并將數據傳輸給系統。

2018年3月30日，國家發展和改G委員會發布了《國家發展和改G委員會關于降低一般工商電價的通知》。明確提出進一步規范和降低電網費用，一是提兩部制電價的靈活性；二是全面清理和規范電網企業輸配電價以外的收費項目，重點清理和規范工業園區、商業綜合體以外的隔離價格。

2022年中下旬，省市場監督管理局先后發布了《非電網直接供電暫行辦法》，要求商業綜合體、工業園區、物業、辦公樓等供電主體按照終端用戶電壓等級對應的目錄電價收取電費，不得在電費中收取其他費用。如果終端用戶安裝非峰谷分時電表，終端用戶的電價將根據“終端用戶電壓等級目錄平段電價+浮動幅度"確定，其中浮動幅度不超過15%，鼓勵有條件的供電主體不浮動或少浮動。供電主體違反《中華人民共和國價格法》第十二條的規定，違反國家電價政策，屬于不執行定價的價格違法行為。有上述違法行為的，依照《中華人民共和國價格法》第三十九條、《價格違法行為行政處罰條例》第九條第（二）項的規定，責令改正，沒收違法所得，并處違法所得五倍以下罰款。《電力法》規定，在電費中收取其他費用的，責令返還違法費用，并處違法費用五倍以下的罰款。

二、園區物業收費痛點

1、公園種類繁多，收費方式多種多樣

工業園區是指為促進某些或某些行業的發展而規劃建設的區域，通常包括生產、研發、銷售等一系列工業活動。根據工業園區的特點和目的，可分為科技園區、工業園區、商貿園區、文化創意園區、生態園區和特色園區。不同類型的公園租戶有不同的性質。有私人和企業。支付中會有私人和公共，支付方式也會有卡充值、線下遠程充值、微信、支付寶、銀行轉賬等方式。財務對接工作繁瑣。

2、抄表落后，效率低，耗時長

調查發現，大多數物業部門仍通過安排維修人員負責抄表任務。目前，大多數公園仍采用人工抄表的方式，包括許多新區科技園。公園內建筑物數量多，企業規模不同，電費計算針對特定企業，導致抄表過程的復雜性不同。抄表人員需要根據預先打印的企業名單逐一閱讀數據，這需要很長時間。

電能計費方式多種多樣

由于公園種類繁多，商業用電和工業用電將共存。商業單費率、復費率和工業兩部制電價的計費方式差異很大，普通收費軟件難以兼顧。

4、電費計算難以收繳

復制用電數據后，還需要累計統計，與供電公司總表讀數進行比較，共享公用電，計算各企業的應付金額。企業收到電費支付通知后，支付時間有序，拖欠行為時有發生，需要反復催收。

5、能源損失難以明確，預付費用難以收取

在電力輸送過程中，由于電線、電纜、變壓器等設備的電阻、電感、電容等因素，導致電力損失，因此物業預付電費將大于租戶電費的總和。如何合理計算每個租戶的分攤費用是許多房地產的痛點，許多房地產也因為不能分攤合理的費用，盲目提電價而被巨額罰款。

三、Acrel 工業園區綜合能源管理平臺

1、方案架構

Acrel工業園區綜合能源管理平臺是一個基于物聯網數據中心的平臺，實施統一的上下數據標準，為互聯網用戶提供能源物聯網數據服務。園區內多功能儀表、預付費電表、多回路儀表、物聯網電表、物聯網水表、蓄電池充電樁、汽車充電樁、路燈控制器等感知設備可實時監控，確保園區內能源供應安全，實現能耗分析、能源收費、設備管理等功能。

圖1.a產業園區綜合能源管理平臺

2、系統功能

Acrel綜合能源管理平臺及能源供應、能源管理、設備管理、能耗分析、運行服務五大功能于一體，為園區管委會、集團物業、連鎖商超、系統集成商、總能能源服務商等提供完整的能源管理和收費功能。

圖2.a系統架構

2.1能源供應

實現園區電力數據采集和能源運維管理功能。監測配電系統中一二級節點及末端表計的電力參數，實現遙信、遙測、遙控，并通過平臺制定巡檢計劃，移動端執行簽到、巡檢、消缺，負責人審核閉環。

圖2.1.a配電環境及總表數據監控

2.2能源分析

實現園區內部各類能耗監測，監測支路的電、水、氣、冷、熱等分類能源消耗，搭建完整的計量體系，掌握完整的能源流向和損耗量，能耗超標時觸發報警。對各分類用能進行趨勢分析和同環比分析。展示園區內各分類能源流向。

圖2.2.a園區能源流向

圖2.2.b能源損耗詳情

2.3能源收費

平臺支持多種電費計算方式以及多種費用（租金、物業費、服務費等）代收服務。

圖2.3.a能源收費-用戶監控

2.3.1公區能耗分攤

公攤電費具體指包括小區物業的電梯、水泵、中yang空調、消防監控中心等公共設備設施運行的時候的電費，還有就是公共區域的照明等其他公共水電費。除了小區物業的服務合同另有約定外應該納入代收代交費用，由小區物業公司單獨列帳，然后按照實際的電費支出費用和合同約定好的方式進行公開合理的電費分攤。

計入租金、物業費、服務費等公攤：依據《發改價格〔2018〕500號  國家發展改G委關于降低一般工商業電價有關事項的通知》，商業綜合體等經營者應按國家規定銷售電價向租戶收取電費，相關共用設施用電及損耗通過租金、物業費、服務費等方式協商解決;或者按國家規定銷售電價向電網企業繳納電費，由所有用戶按各分表電量公平分攤。

平均公攤：每月電費的計算公式為：已經入住的每戶分攤電費金額=該單元的計量電費÷該單元已經入住的戶數+(該單元空置的戶數×70%)；

按面積公攤：我國《物權法》第七十二條的規定：“業主對建筑物專有部分以外的共有部分，享有權利，承擔義務；不得以放棄權利不履行義務。" 第八十條規定：“建筑物及其附屬設施的費用分攤、收益分配等事項，有約定的，按照約定；沒有約定或者約定不明確的，按照業主專有部分占建筑物總面積的比例確定。"

電量公攤：應該分攤的電費=(某戶用電電量/居民用電總量)×分攤電費。

圖2.3.1.a 公攤方案設置

2.3.2兩部制電價計費

對變壓器容量在315KVA及以上的，執行“二部制電價"，除用一度電、交一度電的電費外，還要按照變壓器的容量交納“基本電費"；大工業用電的電容量電費（一般工商業和農業用電無此部分）基本電費的計費方式分為兩種：按固定容量和按實際ZUI大需量。

按固定容量：變壓器容量*容量單價；

按ZUI大需量：上月實際ZUI大需量*需量單價；

圖2.3.2.a容量費方案設置

2.3.3分時計費

分時電價機制是基于電能時間價值設計的，是引導電力用戶削峰填谷、保障電力系統安全穩定經濟運行的一項重要機制安排。分時電價機制又可進一步分為峰谷電價機制、季節性電價機制等。峰谷電價機制是將一天劃分為峰、平段、低谷，季節性電價機制是將峰平谷時段劃分進一步按夏季、非夏季等作差別化安排，對各時段分別制定不同的電價水平，使分時段電價水平更加接近電力系統的供電成本，以充分發揮電價信號作用，引導電力用戶盡量在峰時段少用電、低谷時段多用電，從而保障電力系統安全穩定運行，提升系統整體利用效率、降低社會總體用電成本。

圖2.3.3.a分時電價設置

2.3.4階梯電價

階梯式電價是階梯式遞增電價或階梯式累進電價的簡稱，是指把戶均用電量設置為若干個階梯分段或分檔次定價計算費用。對居民用電實行階梯式遞增電價可以提能源效率。通過分段電量可以實現細分市場的差別定價，提用電效率。2012年6月14日，發改委表示居民“階梯電價"于2012年7月1日在全國范圍內實施。

圖2.3.4.a階梯電價設置

2.3.5線損電費

理論上總表和分表是對不上的，這之間的差就是線損。沒有一個真正公平的辦法，公平只有相對；人們多是平均分攤，按用電容量分攤或按用電量分攤；前一種方法是有多少家用電，損耗每家承擔多少分之一。

D二種方法根據用電容量（設備）占總用電容量（設備）的比例來承擔損耗；第三種方法是根據某個企業占園區用電量的比例來承擔損耗；一般前一種方法比較容易執行，而第三種方法相對比較公平。

損耗電量=總表電量-下級分表總電量

1.平均分攤

損耗電費=損耗電量/下級分表數量*電價

2.按容量分攤

損耗電費=某戶用電容量/下級分表用電總容量*損耗電量*電價

3.按用電量分攤

損耗電費=某戶用電量/下級分表總用電量*損耗電量*電價

4.按損耗系數分攤

損耗系數=損耗電量/總表電量

損耗電費=損耗系數*某戶用電量*電價

圖2.3.5.a線損電費計算

2.3.6力調電費

力調電費，指供電公司根據客戶一段時間內（如一個月或年）所使用的有無功電量來計算其平均功率因數，并據此收取的相關電費。

對100KW及以上的用戶，還要執行力率調整電費，對力率（功率因數）達不到國家標準的，進行獎懲。

圖2.3.6.a收費方案設置

圖2.3.6.c線上支付

3、典型硬件

結束語

在園區物業日常管理當中切實存在日常管理運營、用電線路損耗、公共設備用電、電力設備維護等費用支出，我司平臺不僅可以幫助物業合理合規及時收取企業和租戶電費，也能保證物業自身利益，合理收取中間費用，為物業等轉供電單位創造運營價值。

1.       【技術支持唯新：CDD-9888】【公從號：安科瑞能效管理解決方案】

2.       云平臺：變電所運維云平臺、分布式光伏運維云平臺、建筑能耗云平臺、企業能源管控平臺、遠程預付費管控云平臺、宿舍預付費管控云平臺、充電樁收費運營云平臺、智慧消防云平臺、安全用電管理云平臺、環保用電監管云平臺；

3.       系統解決方案：變電站綜合自動化系統、電力監控系統、配電室綜合監控系統、能耗管理系統、電能管理系統、馬達保護與監控系統、動環監控及能效分析系統、智能照明監控系統、消防設備電源監控裝置、防火門監控系統、余壓監控系統、消防應急照明和疏散指示系統；無線測溫系統；

4.       中壓測控裝置：環網柜綜合保護裝置、微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、線路保護裝置、配電變保護裝置、電動機保護裝置、備自投保護裝置、電容器保護裝置、PT檢測裝置、低壓備自投裝置、公共測控裝置、防孤島保護裝置、電流互感器過電壓保護器、溫濕度控制器、無源無線測溫傳感器、CT取電無線測溫傳感器；

5.       電力監控與保護：弧光保護裝置、電能質量在線監測裝置、電氣接點在線測溫裝置（智能濕度巡檢儀）、電動機(馬達）保護器、低壓線路保護器、智能剩余電流繼電器、三遙單元；

6.       電能管理：可編程交流電測儀表、可編程直流電測儀表、多功能全電量電表、精度網絡電力儀表、諧波表、電能質量表、海拔儀表、逆電流監測電表、電子式電能表、導軌式電能表、面板表嵌入式電表、預付費表、多用戶計量箱、物聯網儀表、無線多回路計量交流/直流表、無線多回路環保檢測模塊、正反向直流電能表、無線通訊轉換器、智能照明控制裝置；

7.       電能質量治理：有源電力濾波器、中線安防保護器、諧波保護器、靜止無功發生器、濾波補償裝置、電力電容補償裝置、集成式諧波抑*制電力電容補償裝置、投切開關、功率因數補償控制器、自愈式低壓并聯電容器、串聯電抗器；

8.       電氣安全：電氣火災監控探測器、剩余電流探測器、電氣火災監控裝置、在線監控路燈計量、無線測溫顯示單元、故障電弧探測器、故障電弧傳感器、隔離電源絕緣監測裝置、醫療機構絕緣報警顯示儀、醫療醫院用隔離變壓器、工業用絕緣監測裝置、電氣防火限流式保護器；

9.       新能源：光伏采集裝置、電瓶車智能充電樁、汽車充電樁、光伏匯流采集裝置；

10.       數據中心/鐵塔基站：數據采集模塊、機房數據柜監控裝置、多回路電表、母線監控裝置、電力監控屏；

11.       智能網*關：通信管理機、無線通信終端（無線通訊轉換器）、數據轉換模塊、串口服務器；

12.       電量傳感器：低壓電流互感器、開口式互感器、一次小電流互感器、0.2級電流互感器、低壓電動機保護器專用互感器、剩余電流互感器、霍爾傳感器、羅氏線圈電流變送器、模擬信號隔離器、有功功率變送器、無功功率變送器、直流電壓傳感器、浪涌保護器；

13.       環保監控：油煙在線監測儀、環保數據采集傳輸裝置；