河南省智慧水务工程技术研究中心
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连云港小表集抄

近年来,随着我国住宅产业的高速发展,能源消费计量和管理的需要,以及广大居民生活水平的同益提高,对建筑智能化水平的要求越来越高,远程抄表系统得到了迅猛发展。这既是提高能源管理水平的需要,也是电子技术、通信技术和计算机技术迅速发展的必然。本文对智慧水务抄表系统的设计方案和实现方法进行了研究。结合近年来国内外远程抄表技术的研究与发展,本文对现有的各种抄表方式进行了综合比较,目前最适合我国国情的抄表方式即GPRS远程抄表方式。智慧水务抄表系统系统将计算机技术、移动数据通信技术、数据网络技术、自控技术溶为一体,可自动完成用水户水表网络的远程数据采集、纪录、实时监测、统计分析、打印和供、停水控制等管理工作。

GPRS无线网络提供了简单高效的通信传输手段。中国移动GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信公司的GPRS业务平台上构建远程抄表系统,实现水表数据的无线数据传输具有可充分利用现有网络,缩短建设周期,降低建设成本的优点,而且设备安装方便、维护简单。

由于GPRS具有实时在线特性,系统无时延,无需轮巡就可以同步接收,处理所有数据采集点的数据,可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。通过GPRS双向通讯方式还可实现对水表设备进行远程控制,进行参数调整、开关等控制作用。GPRS覆盖范围广,在数据网络的覆盖范围之内,都可以完成对集抄的控制和管理。而且,扩容无限制,接入地点无限制,能满足山区、乡镇和跨地区的接入数据中心要和每一个水表数据采集点保持实时连接。由于水表数据采集点数量众多,系统要求能满足突发性数据传输的需要,而移动网络技术能很好地满足传输突发每个水表数据采集点每次数据传输量在10Kbps之内。网络传送速率理论上可达171.2kbit/s,目前GPRS实际数据传输速率在400Kbps左右,完全能满足本系统数据传输速率(≥10Kbps)的需求,而且通信费用低:采用包月计费方式,运营成本低。 由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络,因此监测中心计算机需要一个固定的IP地址或固定的域名,各个水表数据采集点采用GPRS模块通过IP地址或域名来访问该主机,从而进行数据通信。

自来水公司用水大户的计量表多安装在地下表井内。传统抄表方式下抄表员需随身携带抄表本并打开井盖、甚至下到井底去抄表,完成片区全部抄表工作后再转给收费员将数据录入电脑。此种抄表方式不仅周期长、效率低,而且抄表数据的准确性难以保证。

智慧水务抄表系统由监控中心、通信网络和无线网络水表(数显水表+GPRS DTU)组成。监测中心包括中心站机、计算机及系统软件、显示器、打印机等设备,中心站机与无线网络水表的通信采用中国移动的GPRS 网络。该系统适用于与供水公司距离遥远、分散单独的水表用户。

◆中心站机:用于发送监测中心计算机的指令和接收无线网络水表的信息,并将信息通过 RS-232/RS485通讯接口送入计算机。

◆系统软件:系统开发的专业软件,它结合了国际最新软件流行趋势,可在Windows2000、WindowsXP、Liunx 等主流操作系统上运行。系统软件通过中心站机发布指令,对本系统实施监测,负责各采集站点的配置和网络管理,同时将输入数据写入数据库,可发布指令,实现参数设置、数据监测、统计分析和报表打印及供、停水控制等处理。

◆GPRS DTU:数据传输终端(DTU)实现监控中心主站与监控终端的通讯。该DTU功能与特点如下: 使用低功耗高性能的CPU 做处理器,采用国外高性能工业级GPRS模块 内嵌TCP/IP协议栈,数据终端永远在线透明数据传输与协议转换,支持虚拟数据专用网(APN) 支持数据中心动态域名和IP地址访问在全透明方式下可同时向多中心(1-4中心)发送数据,系统配置和维护接口支持串口软件升级和远程维护EMC抗干扰设计,适合电磁环境恶劣的应用需求采用先进电源技术,供电电源适应范围宽。

◆网络水表:规格与普通水表相同,精度达到国家标准规定的计量等级。该水表结合了GPRS DTU,具有计量准确(遥测显示水量与水表本身读出的数值完全相同)、工作稳定可靠、功耗低、数据无漏失的特点,解决了以往远程数字计量误差、怕停电、耗电量大、怕干扰的缺点。网络水表可直接使用220V 市电,或采用直流电源。无线网络水表不需另配测站机,它具有测站机的类似性能,可通过GPRS DTU 与中心站机直接采用中国移动数据无线网络通信。 计算机(电脑)、液晶显示器或投影机、打印机、不间断电源、避雷器等设备为外购通用或专用产品,根据抄表系统和用户的需要而配置。

◆自动检测:系统对水表的用水量(流量)等参数(压力)的数据进行采集、监测、纪录,并进行数据分析处理,形成各种图形和报表,实现远程无人自动抄表;动态显示:可定时或随机在自动抄表系统网络图画面上动态显示每只水表的用水量和整个系统所包括水表的总水量;

◆打印:可打印每只水表的月、年报表和月水费单,可打印总用水量的日、月、年报表和收水费的月、年报表;

◆数据管理:建立历史数据库,存储原始数据,供统计分析使用。对采集的用水量等数据进行累计值、平均值、最大值、最小值等的分析计算,系统数据库适合扩充和维护,可满足各种规模的供水部门数据抄表和维护使用;

◆合并、网络浏览:本系统可与供水公司的服务器连接,通过局域网接入供水公司现有用水营业收费电脑管理系统,实现信息共享; ◆银行自动缴费:通过监控中心收费管理系统与银行挂接,计费灵活方便; 可依据用户缴纳水费情况控制供水或停水,具有支持IC 卡功能。

工作原理: