空调智能电控解决方案—— DK800 系列彩屏智能电控系统

一 方案背景与需求理

1.1 应用背景

空调是宿舍、办公室、实验室、出租公寓和工厂车间中单体功率较大、使用时间较长的用电设备。常见分体壁挂机、柜机采用 AC 220V 单相供电，中央空调、多联机及部分大功率机组采用 AC 380V 三相供电。与照明、插座等小功率负载相比，空调具有功率大、连续运行时间长、季节性明显、费用占比高等特点。

在实际管理中，空调“长开不关、人走机不停、温度设定过低、开窗运行、私接乱接、费用无法分摊”等现象十分普遍。仅靠普通空气开关或定时插座，只能实现简单的通断电，无法解决身份识别、计量计费、费用分摊、使用记录和远程管理等问题。

费用难分摊：宿舍、办公室、实验室多为多人共享，电费按人头或房间平摊，容易产生纠纷；出租公寓、共享办公更需要按实际用电量结算。

浪费与安全隐患：忘关空调、长时间无人运行、私拉乱接、超负荷用电，既浪费电能，也带来电气安全风险。

抄表收费效率低：人工抄表、现金收费、手工开票工作量大，易出错、易漏收，难以做到无人值守。

使用无记录：谁在什么时间使用了哪台空调、用了多久、用了多少电，缺乏完整数据，无法考核与追溯。

管理手段粗放：缺少分时段、限额、免费额度、远程开关等精细化手段，节能措施难以落地。

扩展性差：新增空调、新增楼栋、增加扫码或刷卡方式时，往往需要重新采购整套系统。

通过“彩屏电控主机 + 一体化电控箱 + 计量电表 + 管理平台”的组合，实现空调用电的“可控制、可计量、可计费、可追溯、可远程管理”，达到按需用电、公平分摊、减少浪费、降低运维成本的目标。

空调智能电控解决方案以 DK0818 系列彩屏智能电控主机为核心终端，以一体化电控箱为强电执行单元，配合计量电表、开关电源、漏电保护开关，通过 RS485、TCP/IP、WiFi 或 4G 接入 SCMS 本地智能卡管理系统或志控一号通云端管理系统，实现空调的刷卡/扫码使用、计时/计量计费、远程管控和报表管理。

从事智能卡与物联网电控系统研发、设计、生产，具备从硬件、嵌入式软件到管理软件、云平台的全链条自主研发能力。本方案所依托的 DK800 系列产品已在实验室电控、空调控电、充电桩、宿舍用电、公共厨房等场景实际应用。

电控箱与电控主机成套安装效果图

SCMS 管理软件界面截图（卡片管理/费率设置/消费明细报表各 1 张）

SCMS 与 RS485 组网电控主机部署拓扑图

计量公平：按实际用电量计费，精度 0.01 度，适合功率随工况变化的变频空调、中央空调。

计时简单：按使用时长管控或计费，精度 1 秒，适合使用规则简单、免费管控的场景。

双介质兼容：同一套设备同时支持 IC 卡刷卡与微信/支付宝扫码，刷卡与扫码共用账户体系和计费规则。

远程管控：云平台可实时查看在线状态、运行状态和故障信息，支持远程启停、远程固件升级。

报表完整：自动记录使用人、设备、开始/结束时间、使用时长、电量、金额，支持筛选与导出。

安全可靠：IP65 防护、漏电保护、过载保护、一卡一密、双重防复制、电子看门狗。

一体化交付：电控箱内接触器、电源、漏保、电表按功率需求集成成套，现场只需接入进线、负载线和主机信号线。

系统总体架构示意图（终端层-网络层-平台层，两种软件形态并列展示）

终端层的核心是彩屏电控主机。主机负责读取 IC 卡或接收云平台指令，判断账户余额、可用时长和使用权限，通过继电器信号驱动电控箱内的交流接触器，从而控制空调供电回路的通断；同时采集计量电表的电量数据，上传至管理平台。

主机支持 AC 220V 单相和 AC 380V 三相两类被控回路，可驱动 40A、80A 等功率规格的控电开关/接触器。主机自身由一体化电控箱内的开关电源提供 DC 12V 工作电源，实现强弱电分离。

平台层分为两种形态：SCMS 本地智能卡管理系统采用 C/S 架构，本地建库、本地管理，数据不出单位，适合内网封闭环境；志控一号通云端管理系统采用 B/S 架构，提供 Web 管理后台和微信/支付宝小程序，支持多租户、多区域、多应用类型、远程监控和云报表。

云平台可选择使用志控已部署的 SaaS 托管平台，也可部署在客户本地服务器。选择本地部署并使用微信扫码时，平台必须连接外网并具备固定公网 IP（或域名解析），用于微信/支付宝回调与小程序交互。

管理员在平台为每台空调配置可选时长档位（如 30 分钟、1 小时、2 小时）和允许使用时段。用户刷卡或扫码后选择时长，设备通电并开始倒计时，到点自动断电，不产生费用，平台自动生成使用记录。

该模式适合实验室、会议室、公共休息区等“只管控、不收费”的场景，能够有效解决“人走机不停”和“忘关空调”的问题。若采用插卡模式，拔卡即断电，管理更直接。

按使用时长计费，费率可设置为元/分钟，计费精度 0.01 元，计时精度 1 秒。用户刷卡或扫码启动后，系统按费率实时扣费，余额不足或达到最大使用时长时自动断电。

计时模式不需要计量电表，硬件投入较低，适合使用规则简单、空调功率相对稳定或按时间包干收费的场合。对于变频空调等实际功率随工况变化的设备，计时收费可能不如计量收费公平，建议结合管理需求选择。

计量收费通过计量电表采集空调供电回路的实际用电量，按“元/度”计费，计量精度 0.01 度。用户先充值或预扣费，使用过程中按实际电量扣减，余额不足自动断电；也可结合免费额度、补贴等内部管理规则使用。

空调的实际耗电量受设定温度、环境温度、房间保温、开门开窗、滤网清洁度、变频工况等因素影响，波动较大。按电量计费能够真实反映“谁用得多、谁付得多”，是宿舍、出租公寓、共享办公和对外运营场景最公平、最容易被接受的方式。

定额收费：刷一次卡或扫一次码扣固定金额，对应固定时长或固定电量，适合单次使用规则统一的场合。

套餐收费：如“10 元 10 小时”“包月 50 元”等，适合宿舍、共享办公等长期使用场景。

免费额度：可按日、周、月设置免费使用额度，额度内不收费，超额后按费率计费，兼顾福利与节能。

双钱包：补贴账户 + 现金账户独立核算，消费时优先扣补贴，补贴用完后扣现金，支持按日/周/月/季度/年自动发放补贴。

平台支持将多种规则组合使用。例如某高校宿舍空调采用“计量收费 + 每月 30 度免费额度 + 夜间定时断电 + 每日限额”的组合：每月前 30 度不收费，超出部分按 0.60 元/度从补贴钱包或现金钱包扣减；每日 23:30 至次日 6:00 禁止启动；单日消费上限 10 元。该组合既保障学生基本需求，又抑制浪费和欠费风险。

云平台版电控主机表面张贴专属二维码，用户使用微信或支付宝扫码即可使用，无需办卡。标准流程如下：

第 1 步用户打开微信/支付宝“扫一扫”，扫描空调旁的设备二维码，进入小程序并完成登录/绑定（支持快捷登录）。

第 2 步系统自动识别设备，展示该空调的计费规则或可选时长（如 30 分钟、1 小时、2 小时）。

第 3 步用户选择时长或确认计费标准，点击“启动”，云平台向主机下发指令，接触器吸合，空调通电。

第 4 步使用过程中，小程序实时显示剩余时长、电量或扣费情况；支持暂停、继续、主动结束（按钮是否显示由平台配置）。

第 5 步使用结束（主动结束、余额扣完、倒计时归零）后，系统自动断电并生成订单记录。

第 6 步用户可在小程序查看历史使用记录、充值记录和退款明细；管理员可在后台按房间、设备、人员、时间查询。

管理员通过浏览器登录 Web 管理后台（云平台）或 SCMS 客户端（本地版），完成以下工作：

1.建立区域层级，例如“园区 → 宿舍楼 → 楼层 → 房间 → 空调编号”，设备安装到末级区域。

2.添加电控主机，绑定区域、账户分组、应用类型和通信方式，配置设备二维码。

3.设置计费模式（计时/计量/套餐/定额/免费）、费率、可选时长、使用时段、限额限次和免费额度。

4.建立用户账户或批量导入名单，发放 IC 卡或引导用户绑定小程序；配置补贴发放规则。

5.实时查看设备在线状态、运行状态和故障信息，必要时远程启停、重启或升级固件。

6.按日/周/月导出使用报表、电量报表、收费报表和对账明细。

云平台版设备同时支持 IC 卡刷卡和微信/支付宝扫码，两种介质共用同一套账户体系、计费规则和设备状态，互不影响。用户既可以刷卡，也可以扫码；管理员可在后台统一查看两种方式产生的订单和记录。对于已有校园卡、员工卡的单位，可采用“IC 卡离线刷卡 + 小程序绑定”的方式平滑过渡。

脱机运行：网络中断时，IC 卡刷卡可继续在本地完成余额判断和扣费，消费记录保存在主机内，联网后自动补传。

扫码订单：在线扫码启动的订单按平台配置的离线策略执行；网络恢复后自动补传数据、同步账户。

远程停止：云平台支持管理员远程停止用电，未使用余额按规则自动退还用户。

故障提示：主机内置故障自检与错误码提示，彩屏可直接显示故障内容；电子看门狗在异常死机时自动重启。

挂失处理：支持联机实时挂失和脱机挂失，挂失卡加入黑名单后无法继续使用，降低卡片丢失风险。

系统支持十六种卡类型/用户类型，不同用户群体可配置不同费率。例如学生、教师、访客、租户可分别设置不同的电价或时长费率；同一用户类型还可按用量区间设置三级阶梯费率，用量越高单价越高，引导节约用电。

计时费率最小 0.01 元，计时精度 1 秒；计量费率按元/度设置，计量精度 0.01 度；套餐、定额、固定金额等模式可按项目需求灵活配置。

可按每日、每月设置消费金额上限和使用次数上限，每日可拆分为四个独立时段分别设置限额限次。例如宿舍空调每日限额 10 元、每日最多启动 8 次；办公室空调工作日每日限额 20 元、周末限额 5 元。限额用完后当日无法继续启动，次日自动恢复。

系统支持每天四个时段的允许/禁止用电管控。管理员可根据作息时间设置空调的可使用时段，非允许时段内刷卡或扫码均无法启动，已运行的设备到点自动断电。典型配置如下：

平台支持按日、周、月设置免费额度，额度内使用不扣费，超额后按费率计费。结合双钱包（补贴账户 + 现金账户），可实现“单位补贴一部分、个人承担一部分”的管理模式。补贴可按日/周/月/季度/年自动发放，消费时优先扣补贴，补贴不足时自动切换现金账户。

云平台可实时查看每台空调的在线/离线状态、运行状态、故障信息和最后一次心跳时间，支持远程启动、远程停止、重启主机、鸣叫提示和远程固件升级。对于放假、下班、异常天气等情况，管理员可一键批量断电，避免长时间空转。

系统自动生成使用记录和订单，精确记录使用人、设备、开始时间、结束时间、使用时长、电量、金额、支付方式等信息。报表可按租户、区域、楼栋、房间、设备、账户、时间等条件筛选和导出，支持日/周/月统计、设备利用率分析、收费对账和异常订单核查。

电气安全：一体化电控箱集成漏电保护开关、控电开关/接触器，建议在入户总前端再加装一级漏保；强弱电分离布线，金属外壳可靠接地。

卡片安全：一卡一密、双层加密，金额多次备份；支持脱机 + 联网双重防复制卡检测，黑名单实时/脱机挂失。

设备安全：IP65 防水防尘外壳，线路板防水喷涂、引出线焊接、硅胶密封；内置电子看门狗，异常自动重启。

管理安全：角色权限、操作日志、设备日志、订单追踪全程记录，关键操作可审计。

用电保护：过载、短路、漏电保护；对大功率空调应预留启动电流余量，避免频繁跳闸。

合理设定温度：建议夏季制冷温度不低于 26℃，冬季制热不高于 20℃，避免过低/过高设定造成浪费。

定时与限额：结合作息设置允许时段、单次最长时长和每日限额，减少无人运行和通宵运行。

远程巡检：通过平台查看在线状态和运行时长，发现异常长开、频繁启停及时处理。

定期维护：清洗滤网、检查制冷剂和门窗密封，保持空调高效运行；系统侧做好电表校准和接触器检查。

避免频繁断电：变频空调、中央空调应遵循厂家要求，合理设置最小运行时长和重启间隔。

以某 4 人间宿舍为例，房间空调单独配置一台计量型电控主机和计量电表。某月空调用电 120 度，电价为 0.60 元/度，则房间空调电费为 72 元，可按 4 人平摊（每人 18 元），也可按平台记录的个人使用时长/电量进行差异化分摊。若单位每月提供 30 度免费额度，则仅对超出的 90 度计费，即 54 元。

AC220V 单相电控系统接线示意图

AC380V 三相电控系统接线示意图

按铭牌选型：以空调铭牌上的额定电流/功率为准，不能仅按“匹数”估算；启动电流通常为额定电流的数倍，接触器和断路器应留有余量。

区分单相与三相：220V 单相空调选用单相电表和 2P/1P+N 保护器件；380V 三相空调选用三相电表和 3P/4P 器件，注意零线、地线不得混接。

计量电表匹配：确认电表的电压规格、电流规格、通信接口、通信协议和地址设置与主机兼容。

变频空调：计量收费更公平；若采用计时收费，应了解其实际功率随工况变化的特点，合理设定费率。

中央空调/多联机：控制整个系统还是单台室内机需提前确认；大型机组启停应遵循厂家要求，避免频繁断电影响压缩机。

安装环境：电控箱应安装在室内、干燥、通风、便于操作和检修的位置；主机虽具备 IP65 防护，仍应避免长期暴晒和积水。

线路容量：进线、负载线、保护器件应按空调额定电流和敷设方式由持证电工核算，不得与照明、插座回路混用。

施工前应完成现场勘察，确认空调数量、安装位置、供电回路、断路器容量、线径、接地条件、网络覆盖和电表安装位置；核对主机型号、通信方式、刷卡模式和电表规格是否与方案一致。涉及强电改造的，应由具备相应资质的电气施工人员实施。

电控箱：安装在室内、干燥、通风、无腐蚀性气体、便于操作和检修的位置，靠近空调供电回路，避免阳光直射和雨水浸泡。

电控主机：安装在空调附近、用户便于刷卡/扫码和查看屏幕的位置，高度宜与成人视线平齐；避免安装在高温、潮湿、强电磁干扰处。

计量电表：安装在电控箱内或专用表位，便于抄表和检修；通信线与其他强电线分开走线。

二维码：张贴在主机旁或空调明显位置，保证扫码清晰、不被遮挡。

1.断开上级电源，验电确认无电，执行挂牌上锁，严禁带电作业。

2.按“进线 → 漏电保护开关 → 控电开关/接触器 → 空调负载”的顺序接线；火线经开关/接触器控制，零线按配电规范连接，地线可靠接地。

3.为电控主机接入 DC12V 电源（红 +12V、黑 GND），注意极性和电压，避免接反。

4.按七芯引线定义连接控制信号：黄色 NO 为继电器信号输出；计量型按绿色 DB-A、蓝色 DB-B 接入电表；具体以产品背面标签和接线图为准。

5.检查所有端子压接牢固、无铜丝外露，强弱电分开走线并分别穿管，做好防水和标识。

三相空调应采用 3P 接触器控制三相火线，零线按设备要求直通或经 4P 漏保，保护地线可靠连接。接线前核对相序和电压，确认电表为三相四线制并与主机协议匹配。三相回路应使用 4P 漏电保护开关，避免缺相、错相和漏电风险。中央空调、多联机的启停还应遵循空调厂家要求。

计量电表按“进线 → 电表 → 负载”的方式接入，或按电表说明书采用互感器接入（大电流场合）。电表与主机对应端子连接，设置正确的通信地址、波特率和协议；通电后确认主机能读取电表数据，并与实际负载进行比对校验。

施工人员应具备弱电/电气施工资质，严格区分零线、火线、地线，严禁带电操作。

控制回路导线建议使用 1.5mm² 及以上铜芯硬线；空调负载回路按额定电流选型，40A 回路建议不小于 6mm²，80A 回路建议不小于 16mm²，具体以电气设计为准。

RS485 通信采用 2 芯屏蔽双绞线（如 RVSP 2×1.0），信号线与电源线间距不小于 10cm，分别穿管；屏蔽层在靠近采集端的第一个设备单点接地。

所有接头、端子应压接牢固，线缆两端做好标识；穿墙、穿管处做好防水、防鼠处理。

电控箱金属外壳、空调金属外壳应可靠接地；漏电保护开关应定期试跳，确保动作可靠。

调试完成后，应向甲方交付设备清单、接线图、说明书、合格证、保修卡、平台账号和操作手册，并对管理员进行设备管理、费率配置、报表查询、异常处理培训，对使用者进行操作说明。验收时应共同确认设备数量、安装质量、功能测试和报表数据。

SCMS 是志控科技自主研发的本地管理软件（C/S 架构），安装于单位本地电脑/服务器，通过 RS485 总线或 TCP 网络与电控主机联网。系统数据完全存储在本地，无需外网，适合内网封闭、以刷卡为主的宿舍、办公楼和工厂。

空调相关功能包括：卡片开户/充值/挂失、十六种卡类型与差异化费率、计时/计量/定额计费、每日四时段限额限次、免费额度、三级阶梯费率、定时用电、设备状态查看、远程开关、消费明细查询和统计报表。

志控一号通云端管理系统采用“设备终端 + 云平台服务 + Web 管理后台 + 微信/支付宝小程序”架构，面向扫码使用、多地点远程管理和对外运营收费。平台支持多租户独立运营、账户分组、四钱包独立核算、在线 + 离线双模式、多级设备区域管理、多支付方式和多维度统计报表。

空调项目可在后台按“园区 → 楼栋 → 楼层 → 房间 → 设备”建立区域树，按房间配置费率、时段、限额和免费额度，按租户/院系/课题组配置账户分组，实现每笔交易的全链路溯源。

平台自动统计充值、消费、补贴、订单、电量等数据，支持按租户、区域、应用类型、设备、账户和时间导出报表。管理员可远程查看设备在线率、故障信息和运行状态，支持远程启停、重启和固件升级，减少现场巡检和上门维护成本。

宿舍空调数量多、使用时间长、费用分摊敏感。推荐按房间独立配置 DB0818YM 计量型主机 + 220V/40A 一体化电控箱 + 单相电表，采用“计量收费 + 每月免费额度 + 双钱包补贴 + 夜间定时断电”的模式。学生可刷卡或扫码使用，后台按房间统计电量，超支自动断电，假期可远程批量断电。

办公室空调管理重点是下班后忘关和无人长开。推荐 DK0818YT/YM + 220V/40A 电控箱，采用计时或计量收费，设置工作日 07:30–19:00 允许使用，下班后自动断电；管理员可在后台按部门/楼层查看运行状态，远程关闭未关空调。

实验室空调以安全管理和使用记录为主，通常不收费。推荐 DK0818 彩屏计时型联网款 + 220V/40A 电控箱，采用“纯时间管控”：用户扫码选择时长，空调通电并倒计时，到点自动断电；平台记录使用人、设备、起止时间和时长，便于实验室安全检查和设备利用率分析。

出租公寓和共享办公需要无人值守、先充值后使用、远程抄表和退租结算。推荐 DB0818YM-4G/WF + 220V/40A 电控箱 + 单相电表，采用计量预付费模式；租户扫码充值、按电量扣费，余额不足自动断电，管理员远程查看用量和收益，退租时一键结算。

工厂车间和中央空调功率大、供电多为 380V 三相。推荐 DK0818YM/DM 或 DB0818YM/DM + 380V/80A 电控箱 + 三相电表 + 4P 漏保，按车间、产线或班组分摊电费。中央空调启停应遵循厂家要求，避免频繁断电；必要时只对指定分支回路或室内机供电进行管控。

会议室、休息区、走廊等公共区域空调可采用纯时间管控或定时通断，按开放时段自动供电，限制单次最长使用时长，避免无人长开。扫码使用可免办卡，后台记录使用情况，便于物业巡检和节能考核。

* 本方案内容如有更新，恕不另行通知；最终以双方确认的技术协议与产品实物为准。*