CN108918935A - 一种阶梯单价动态费率多用户控水电能表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阶梯单价动态费率多用户控水电能表，包括混合计价MCU处理器，其分别与电量信号采集端口、水量信号采集端口、电源、时钟、状态监测端口和启停输出端口直接电连接，并分别与IC卡读写模块、485通讯端口、存储器双向通信连接。本发明同时具有公共费用分摊模型构造、水电及管理折旧混合自动阶梯动态计价结算、年度阶梯水权分配及价格复位、月（年）阶梯电量分配及价格复位循环、用户动态费率及交接延时结算等多种功能，智能化程度高，能够有效减少农业灌溉管理人员的工作量，降低工作强度，具有广阔的市场推广前景。

Description

一种阶梯单价动态费率多用户控水电能表

技术领域

本发明涉及智能收费控制装置领域，具体涉及一种阶梯单价动态费率多用户控水电能表。

背景技术

当前正处于国家对水资源开发利用的最严格管理时期，农业水权、水价改革如火如荼的开展，“三条红线”越绷越紧，如何执行水权分配到户，彻底践行国家对水资源利用的战略部署，既要合理满足工农业生产用水需求，又不跨越红线，是摆在各级水务及水政水资源管理部门的头等大事。供需水矛盾日益严峻，是当今社会面临的一个主要课题，通过严格的水资源管理，来促进整个节水型社会的发展，已经是大势所趋。地下水开采不仅要面对每月（年）电量阶梯，每年水量阶梯，同时还要兼顾计提管理费、折旧费的问题，水权如何分配、管理、落实等等，还要解决用水纠纷，首次启井时渠道或管道的填充水及其公共费用分摊，延时造成的公共费用短缺等，都成为当前水权水价改革的绊脚石。利用MCU技术和人工智能、大数据则可很好的解决上述问题，帮助国家及相关单位更好的落实有关政策。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种集公共费用分摊模型构造、水电及管理折旧混合自动阶梯动态计价结算、年度阶梯水权分配及价格复位、月（年）阶梯电量分配及价格复位循环、用户动态费率及交接延时结算于一体的阶梯单价动态费率多用户控水电能表。

为了解决以上问题，本发明所述的一种阶梯单价动态费率多用户控水电能表，包括混合计价MCU处理器，其分别与电量信号采集端口、水量信号采集端口、电源、时钟、状态监测端口和启停输出端口直接电连接，并分别与IC卡读写模块、485通讯端口、存储器双向通信连接，其中：

—电量信号采集端口、水量信号采集端口，分别用于采集电量、水量数据，并实时传送给所述混合计价MCU处理器；

—混合计价MCU处理器，用于接收所述电量信号采集端口、水量信号采集端口传送的电量和水量数据，依据上位机系统管理软件的要求对首次启井渠道或管道的填充水权定量，构建公共费用分摊模型，完成各扣费要素费率单价设置，构建延时结算扣除模型，依据当地水资源供给能力按灌溉面积分配用水户年度取水权限阶梯限量或水资源使用总量限额，依据当地农灌电价标准按灌溉面积分配的用水户每月（年）取水用电权限阶梯限量和耗电总量限额，通过在所述MCU处理器的多用户交接导入，实现电费月（年）阶梯、水费年阶梯、管理折旧按时间计提的水电混合自动动态计价结算体系的建立和执行；

—IC卡读写模块，用于读取IC卡中所存储的数据或者将电量、水量、模型以及各种信息数据写录存入IC卡进行传输；

—485通讯端口，用于电量、水量、模型以及各种信息数据的输入、输出，同时用于连接所述上位机系统管理软件；

—存储器，用于存储电量、水量、模型以及各种信息数据；

—电源，给所述混合计价MCU处理器供电；

—时钟，为所述混合计价MCU处理器提供时间讯息；

—状态监测端口，用于监测所述混合计价MCU处理器、电量信号采集端口、水量信号采集端口、IC卡读写模块、485通讯端口、存储器的运行状态；

—启停输出端口，用于设备控制信号的输出。

进一步，所述阶梯单价动态费率多用户控水电能表具备以下功能：

—灌溉轮次首次启井渠道或管道填充水水权定量和公共费用分摊模型建立以及各扣费要素费率单价设置；

—依据当地水资源供给能力按灌溉面积分配用水户年度取水权限阶梯限量或水资源使用总量限额以及依据当地农灌电价标准按灌溉面积分配的用水户每月（年）取水用电权限阶梯限量和耗电总量限额在MCU处理器的多用户交接导入，实现电费月（年）阶梯、水费年阶梯、管理折旧按时间计提的水电混合自动动态计价结算体系的建立和执行；

—用户交接延时结算，用户在办理交接手续时，为了避免频繁启动水泵给设备造成不必要的损坏，所以在交接时处理器设计了延时，延时产生的公共费用从当前用户账户实时阶梯限量中补扣。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

（1）本发明依据当地水资源供给能力按灌溉面积分配用水户年度取水权限阶梯限量或水资源使用总量限额以及依据当地农灌电价标准按灌溉面积分配的用水户每月（年）取水用电权限阶梯限量和耗电总量限额在MCU处理器的多用户交接导入，实现电费月（年）阶梯、水费年阶梯、管理折旧按时间计提的水电混合自动动态计价结算体系的建立和执行。

（2）本发明具备实现灌溉轮次首次启井渠道或管道填充水水权定量和公共费用分摊模型建立以及各扣费要素费率单价设置，是有效提高灌溉管理工作绩效，保证灌溉管理工作公平、公开的有效手段。

（3）本发明具备优良的用户交接延时结算功能，使得用户在办理交接手续时，为了避免频繁启动水泵给设备造成不必要的损坏，所以在交接时处理器设计了延时，延时产生的公共费用从当前用户账户实时阶梯限量中补扣，合理解决了用户交接时延时扣费面临的用户计价要素限量和动态费率扣费问题。

（4）本发明智能化程度高，用水户可以通过IC卡或者手机APP启动水泵取水，并且能够有效减少农业灌溉管理人员的工作量，降低工作强度，具有广阔的市场推广前景。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示的一种阶梯单价动态费率多用户控水电能表，包括混合计价MCU处理器，其分别与电量信号采集端口、水量信号采集端口、电源、时钟、状态监测端口和启停输出端口直接电连接，并分别与IC卡读写模块、485通讯端口、存储器双向通信连接，其中：电量信号采集端口、水量信号采集端口，分别用于采集电量、水量数据，并实时传送给所述混合计价MCU处理器；混合计价MCU处理器，用于接收所述电量信号采集端口、水量信号采集端口传送的电量和水量数据，上位机系统管理软件通过IC卡读写模块（管理IC卡）或者485通讯端口建立MCU处理器灌溉轮次首次启井渠道或管道填充水水权定量和公共费用分摊模型以及各扣费要素费率单价设置、延时结算扣除模型构造等；上位机软件还通过IC卡读写模块（用户IC卡）或者485通讯端口，依据当地水资源供给能力按灌溉面积分配用水户年度取水权限阶梯限量或水资源使用总量限额以及依据当地农灌电价标准按灌溉面积分配的用水户每月（年）取水用电权限阶梯限量和耗电总量限额在MCU处理器的多用户交接导入，实现电费月（年）阶梯、水费年阶梯、管理折旧按时间计提的水电混合自动动态计价结算体系的建立和执行；IC卡读写模块，用于读取IC卡中所存储的数据或者将电量、水量、模型以及各种信息数据写录存入IC卡进行传输；485通讯端口，用于电量、水量、模型以及各种信息数据的输入、输出；存储器，用于存储电量、水量、模型以及各种信息数据；电源，给所述混合计价MCU处理器供电；时钟，为所述混合计价MCU处理器提供时间讯息；状态监测端口，用于监测所述混合计价MCU处理器、电量信号采集端口、水量信号采集端口、IC卡读写模块、485通讯端口、存储器的运行状态；启停输出端口，用于设备控制信号的输出。

应用实例：灌溉过程中，用户在不同时段面临的扣费项特征是动态的，是集中多项扣费特征综合作用的结果，因此在管理计费的过程中，人工劳动工作量极大，采用这样的智能信息化管理手段，可以有效的提高灌溉管理工作绩效，保证灌溉管理工作公平、公开的有效手段，而且能够科学的解决交接过程中的结算问题。

例如：某井灌区灌溉机井A配置的灌溉面积为200亩，输水渠道为一条U型渡槽，机井位置在灌溉耕地上游，距离最近的灌溉耕地距离约为800米，用水单位4户，分别耕种不同面积的土地，耕地也不连片，种植的作物也不都一样，水资源费阶梯如表1所示，电费阶梯如表2所示。

表1 水资源费阶梯

机井名称	第一阶梯	第二阶梯	第三阶梯	第四阶梯
					灌溉机井A（m3）	50000	65000	80000	80000以上
水资源费（税）单价（元）	0.01	0.02	0.03	0.04

表2 电费阶梯

机井名称	第一阶梯	第二阶梯	第三阶梯	第四阶梯
					灌溉机井A（度）	1200	1500	1800	1800以上
电费单价（元）	0.37	0.54	0.79	1.00

管理费、折旧费通过村民讨论决定，每小时计提1.5元；灌溉机井A从开井到水流到最近的耕地需要15分钟；灌溉最后一块地所使用的水量较前面同面积耕地用水量少30%，表3为水权年阶梯限量，表4为电量月（年）阶梯限量。

表3 水权阶梯限量（每年）

机井名称	用水户A	用水户B	用水户C	用水户D
					灌溉机井A（亩）	30	80	50	40
第一阶梯水权限额（m3）	7500	20000	12500	10000
					第二阶梯水权限额（m3）	9750	26000	16250	13000
第三阶梯水权限额（m3）	12000	32000	20000	16000
					第四阶梯水权限额（m3）	12000以上	32000以上	20000以上	16000以上

表4 电量阶梯限量（每月（年））

机井名称	用水户A	用水户B	用水户C	用水户D
					灌溉机井A（亩）	30	80	50	40
第一阶梯电量限额（度）	180	480	300	240
					第二阶梯电量限额（度）	225	600	375	300
第三阶梯电量限额（度）	270	720	450	360
					第四阶梯电量限额（度）	270以上	720以上	450以上	360以上

在如上所述的灌溉机井A使用本发明所述的阶梯单价动态费率多用户控水电能表，可以通过IC卡读写模块或者485通讯端口给所述阶梯单价动态费率多用户控水电能表录入水资源费（税）年阶梯单价、用水阶梯年度配额、电费月（年）阶梯单价、用电阶梯月（年）配额、灌溉轮次首次启井渠道或管道填充水水权定量和公共费用分摊模型及管理费、折旧费计提费率等信息；灌溉开始时，用水户可以通过IC卡或者485通讯端口（手机APP）启动水泵取水，当第一个用水户发出指令启动水泵时，暂不扣费，前15分钟抽水所耗费的电费、水资源费、管理费以及折旧费作为公摊公共费用，先不计入该用户的阶梯限额，15分钟后，开始扣费，按照该用户当前阶梯限额进行电费、水资源费、管理费以及折旧费的混合计价实时扣除，水价在阶梯限量发生变化时会自动调整；当一个用户灌溉完毕和另一个用户进行交接时，为了避免频繁启动水泵给设备造成不必要的损坏，所以在交接时处理器设计了延时，延时产生的公共费用从当前用户账户当前阶梯限额中补扣；灌溉完毕，按照整个一轮灌溉周期所形成的各用水户权重和当前阶梯限额进行电费、水资源费（税）、管理费以及折旧费的补扣，其中先补扣最后一个用户占公摊总公共费用30%（这个比例是可以调整的）的阶梯限额，剩余的公摊公共费用按每户耕地权重分摊补扣，补扣时超过限量部分价格自动浮动结算；整个灌溉过程在年度时间段内，不同用户的不同多重限量在水电复合阶梯价格综合作用下，会实现动态阶梯价格的循环和递进，包括电价的月（年）结算复位，水价的年结算复位，完成了不同用户多重价格的自动动态调整及公共费用自动分摊，提高灌溉管理工作绩效，保证灌溉管理工作公平、公开有效，为水权交易和价格补贴提供了有效的技术手段。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种阶梯单价动态费率多用户控水电能表，其特征在于：包括混合计价MCU处理器，其分别与电量信号采集端口、水量信号采集端口、电源、时钟、状态监测端口和启停输出端口直接电连接，并分别与IC卡读写模块、485通讯端口、存储器双向通信连接，其中：

—电量信号采集端口、水量信号采集端口，分别用于采集电量、水量数据，并实时传送给所述混合计价MCU处理器；

—混合计价MCU处理器，用于接收所述电量信号采集端口、水量信号采集端口传送的电量和水量数据，依据上位机系统管理软件的要求对首次启井渠道或管道的填充水权定量，构建公共费用分摊模型，完成各扣费要素费率单价设置，构建延时结算扣除模型，依据当地水资源供给能力按灌溉面积分配用水户年度取水权限阶梯限量或水资源使用总量限额，依据当地农灌电价标准按灌溉面积分配的用水户每月（年）取水用电权限阶梯限量和耗电总量限额，通过在所述MCU处理器的多用户交接导入，实现电费月（年）阶梯、水费年阶梯、管理折旧按时间计提的水电混合自动动态计价结算体系的建立和执行；

—IC卡读写模块，用于读取IC卡中所存储的数据或者将电量、水量、模型以及各种信息数据写录存入IC卡进行传输；

—485通讯端口，用于电量、水量、模型以及各种信息数据的输入、输出，同时用于连接所述上位机系统管理软件；

—存储器，用于存储电量、水量、模型以及各种信息数据；

—电源，给所述混合计价MCU处理器供电；

—时钟，为所述混合计价MCU处理器提供时间讯息；

—状态监测端口，用于监测所述混合计价MCU处理器、电量信号采集端口、水量信号采集端口、IC卡读写模块、485通讯端口、存储器的运行状态；

—启停输出端口，用于设备控制信号的输出。