一、綜述
目前在我國大多數地區戶用能源計量管理多采用傳統的人工抄表、收費定期結算的管理模式，經常出現用水、電、氣、熱收費困難、糾紛、欠費等問題，給用戶帶來很多麻煩，給抄表人員帶來煩惱。人工抄表-----計費-----催費管理模式，只能適應城市人口相對較少的情況，而隨著城市人口及高層建筑的增加，人工抄表工作量日益增大，管理費用逐步增加，很容易出現漏抄、少抄或欠費等現象。同時基于傳統機械計量表具而建立的傳統管理模式，已阻礙了行業的發展，同時表現出管理效率低，社會效益差等問題。特別是伴隨著人民生活水平的提高及小區物業管理的發展，分時段收費的需求已逐漸提到日程上來。因此智能戶外抄表呼聲越來越高。尤其對高層、高檔居住小區，智能戶外抄表是非常必要的，傳統抄表方式已經不能適應今后住宅的發展要求。隨著電子技術、傳感技術、自動控制技術、計算機技術和通訊技術的發展，智能戶外抄表系統已經開發出不少產品。隨著電子信息產業的飛速發展，人民生活水平的不斷提高，實現自來水收費管理的電子化、信息化和網絡化已成為可能。
為適應當前市場和政策的形勢，我公司推出的一種有效、高效率的管理模式——無線遠傳采集系統.
二、無線數據采集的優越性及可發展性
多種計量收費模式，如智能卡表、有線集抄、載波抄表、無線集抄等方式，現就其不同特點進行對比和分析。
1. 采用智能IC卡表
可以為管理部門和用戶帶來許多方便，可以為傳統的管理模式進行現代化改造提供基礎性的技術支持。與傳統的計量儀表相比，采用智能IC卡表技術可以帶來許多新變化，能夠有效地解決收費難的問題。不過，智能IC卡表存在無法實時監視用戶的使用情況，由于是先交費后使用，這樣就存在用量囤積，無法更新用戶價格調整的問題，實時性比較差。
2．采用有線遠傳表
可以實時監控用戶使用的情況，不過目前的自動抄表監控系統普遍采用采集控制器集中安裝在樓道中的方式，將各種計量表傳感信號線、報警信號線、驅動線路都連接到采集控制器上的方式來進行集中的采集控制。采集器采用UPS電源供電以保證在市電掉電的情況下數據采集正常進行。這種方式帶來許多問題：
1. 傳感信號、驅動信號的線路長，易受到外界因素的影響，如裝修破壞、其它人為破壞、電氣干擾等因素，導致抄表不準確；
2. 電源方面一旦出現問題如線路問題、電源本身問題將導致多個采集控制器不能正常工作，導致計量不準確，這樣就需要人力去重新入戶抄表并設置初始值。在工程的早期由于供電不正常會經常出現這樣的問題。
3. 閥門的驅動、報警線路由于線路較長環節太多，使報警聯動關閥的功能變的風險極大，只要有下列一種原因（不包括設備本身因素）都將導致聯動關閥的失敗。a.報警線路有問題；b.閥門驅動線路有問題；c.工程安裝中出現線路接錯的問題；d.UPS電源線路有問題。
由于以上幾種因素都與工程安裝有密切的關系，質量不容易受到嚴格的控制，且受外界的影響較大，使工程的維護量非常大。
3：無線遠傳采集系統
我們公司提出的無線遠傳采集智能化計量表的概念，智能計量表的采集傳輸模塊與基表一體化，由于是分表無線遠傳，是想把室內的燃氣表、水表、電表等，采用一個統一的無線網絡，不需要入戶，在門外即可抄送。其核心的技術是一個傳輸模塊，將三表的數據采集起來，用無線的方式發射出去。國內的傳輸模塊也在做，但是沒有應用在三表遠傳上，現在網絡應用較多的是ＧＰＲＳ、短信ＧＳＭ，這樣也能做到，但是成本高，用戶用不起，所以迫切需要一種低成本的、而且不需要占頻點費的系統，讓普通居民能夠承受得起的、高可靠性的遠傳產品。
我們公司的無線數據傳輸智能表具備如下幾個特點：
1. 計數以及其他功能的模塊在表內，從而解決長線傳輸的電磁兼容問題；
2. 自帶電源，這樣即使系統集中供電電源出現問題，也不會影響數據采集的準確性。
3. 表具本身帶閥控制，能夠實現控制交費功能。
4. 改變了入戶抄表收費的模式，既能實現控制功能，又能實現實時監測。
5. 樓棟集中器可以采用大電池供電，施工更簡單
采用水表、燃氣表無線抄表的自動抄表系統，杜絕人工抄表產生的誤抄、漏抄、估抄等人為錯誤；降低了系統功耗，大大減少了人工勞動，提高工作效率，減輕勞動強度，減員增效，降低了管理費用，提高了自動化程度；從數據采集到收費單的打印都自動完成；避免了人工抄表時間跨度大，無法抄錄同一時間的數據，方便計算損耗；可以隨時掌握各種表計的運行情況，便于水、氣的統計、計算和運行分析；安裝方便，成本低廉，便于維護，準確知道故障發生的表具更換容易，售后服務工作量少。
設計本系統主要達到的目的：
1、本系統采用先進的雙向無線通信技術，在同樣的功耗和發射功率下，可以增強通信距離，提高系統通信的可靠性。
2、成本低，便于安裝，便于維護，抄表工作簡單，降低了勞動強度，提高了生產效率。
3、系統功耗低，完全采用一次性鋰電池供電，系統連續穩定工作的時間長達8年,大大超過國家對智能表具工作壽命的要求。
4、表具的計量、故障監測、報警、閥控、電源管理、無線通信于一體，從而降低了系統的整體成本，易于推廣。
5、由于采用無線通訊接口設計，無需連線，很容易實現整個表具的高級密封，對于防塵，防潮的設計可以做的相當好，特別是可以長期工作在廚房、衛生間、工業環境、泡在水中的其他環境等條件惡劣的地方。
6、消除人為操作造成的誤差，提高整個系統的智能化程度,減少資源的浪費，有利于加強現代化的管理。
三．系統組成及實現
一、 圖1 系統結構框圖
無線表具
抄表器
樓棟集中器
小區集中器
管理中心
GPRS/CDMA
RS232
系統結構
由圖1 系統結構框圖我們可以看出系統主要由管理中心管理軟件、小區集中器、樓棟集中器、無線表具、抄表器5個部分組成，為了增加系統的通信可靠性，以及數據的實時性，滿足反向控閥的要求，系統采用雙向通信。
圖2 網絡圖
無線表具
00010
00008
GPRS/CDMA
00009
00011
00007
按抄取模式分，其中集中器有兩種模式，一種為定時抄表模式，一種為強制抄表模式（可通過兩個跳線或者開關選擇）。定時模式是指集中器按照指定的時間自動抄去所管轄的集中器和表具的數據。強制模式是指集中器被強制按下抄表按鈕、上級集中器、手抄器等強制要求抄表時，開始抄表。
按供電模式分為電池供電和交流電源供電模式，兩種模式可通過跳線或者開關選擇供電模式，當選用電池供電模式時，平時集中器為休眠模式（低功耗）在強制抄表模式或者定時抄表時才醒來。交流電源供電時系統可一直工作，不需要休眠。
二、系統各組件功能需求
1. 無線水表：
無線通訊計量表是水、電、氣、熱計量儀表，具有數據計量、閥門控制及數據無線通訊功能，是系統的基本單元。無線計量表可根據設計要求安裝在居民室內或室外管道井中，可直接替換舊表而無需改造原有系統。（由表+無線采集模塊+鋰電池組成）；采集模塊是指用于采集單個用戶表計用量信息，并將它處理后通過無線將數據傳送到上一級設備（無線接收器）的專用模塊。此模塊自帶數據采集功能，可以采集雙干簧管，自閉式開關，直讀表等各種傳感器的數據，根據傳感器的特點，可以選擇定時或者定量的方式來發送數據。詳細功能如下：
表具模塊
脈沖計量，狀態監控
電源管理
接收抄表命令
發送表具命令
測試模式
開關閥
參數設置（有線）
初值更改（無線、有線）
線）
雙向通信
測試功能
接收閥控命令
休眠喚醒
轉發接收指定的數據
2樓棟集中器
集中器是指收集各采集終端或采集模塊（或多功能表計）的數據，并進行處理存儲，同時能和主站或手持單元進行數據交換的設備。采集器專門用來記錄各種表的數據的設備，可以通有線或無線，上傳數據到手抄器。功能如下：
樓棟集中器
定時抄取表具數據
應答小區集中器抄取各種數據
應答手抄器抄取各種數據
強制模式抄取表具數據
轉發抄取表具數據
參數設置
停電保護
保存表具數據和狀態
轉發其他樓棟集中器的數據
3小區集中器
集中器是指收集各采集終端或采集模塊（或多功能表計）的數據，并進行處理存儲，同時能和主站或手持單元進行數據交換的設備。采集器專門用來記錄各種表的數據的設備，可以通有線或無線，上傳數據到手抄器。功能如下：
小區集中器
定時抄取樓棟集中器數據
應答手抄器抄取各種數據
應答計算機抄取各種數據
強制模式抄取表具數據
轉發抄取樓棟集中器數據
參數設置
停電保護
保存表具數據和狀態
GPRS遠程發送數據
4手抄器
用來抄表取表具中的數據并上傳到電腦里。詳細功能如下：
手抄器
抄取指定表具數據
轉發抄取指定表具數據
控制指定表具閥門
設定指定表具初值
轉發設定指定表具初值
抄取樓棟集中器數據
設定樓棟集中器參數
抄取小區集中器參數
設定小區集中器參數
無線接收器：
特點：1.對任意表具的數據都接收，
2.自帶跳頻功能，增加接收的帶寬，同時接收靈敏都很高。
3.供電方式可以采用市電供電，或者采用太陽能電池供電
4.無線接收器自帶備用鋰電池，在停電的情況下可以使用2天，同時還有是芯片，時間可以在掉電的情況下保存2年。
5.采集器可以接收500只表的數據
5后臺軟件
上位機管理軟件是系統的管理中心，負責數據的集中管理、統計、分析、收費、控制及其他管理。
主要技術指標
水表：
（1）電源電壓：DC3.6V （1節鋰離子電池）
（2）額定工作壓力：≤1.6Mpa
（3）環境溫度：－30℃～+60℃
（4）相對濕度：30％～95％RH
（5）工作壽命：10年
（6）工作頻率：472.5MHz
（7）微發射功率：≤50mW
（8）接收電流≤5mA,發射電流≤90mA,休眠時電流僅為≤20µA。
（9）接收靈敏度高于-100dBm
（10）水介質溫度：0℃～40℃（冷水），0℃～95℃（熱水）
集中器：
（11）電源電壓：DC5V （30-40安時鋰電池）或220v供電
（12）環境溫度：－30℃～+60℃
（13）相對濕度：30％～95％RH
（14）工作壽命：10年
（15）工作頻率：472.5MHz
（16）微發射功率：≤50mW
（17）接收電流≤5mA,發射電流≤90mA,休眠時電流僅為≤20µA。
（18）接收靈敏度高于-100dBm
（19）水介質溫度：0℃～40℃（冷水），0℃～95℃（熱水）
三 通信協議：
表具通信協議：
l 參數設置（標號，起始數等表參數）
有線設置：
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
無線設置：（用手抄器設置）
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
l 手抄器直接抄表讀數據（數據包含表具狀態）
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
l 手抄器直接關閥
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
l 手抄器直接開閥
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
l 喚醒數據格式（采用批量喚醒，樓棟集中器來喚醒，手抄器也可以喚醒）
集中器來喚醒
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
手抄器喚醒
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
l 樓棟集中器批量抄數據（數據包含表具狀態，采用喚醒后，點明方式操作）
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
l 樓棟集中器開關閥
開閥
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
關閥
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
樓棟集中器協議：
l 小區集中器喚醒樓棟集中器
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
l 小區集中器抄樓棟集中器數據（喚醒后批量抄取）
Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
l 樓棟集中器參數設置（有線）（表號，自身號碼等）
Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
l 手抄器超樓棟集中器數據
Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋：
l 手抄器喚醒樓棟集中器
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋
小區集中器協議：
l 和gprs之間的協議
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋
l 手抄器抄小區集中器的數據
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋
l 小區集中器參數設置
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋
手抄器協議：
l 數據上傳協議
Xx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xxXx+xx+xx+xx Xx+xx+xx+xx
解釋
由于計量收費水表屬國家強制檢定的計量器具，在此基礎上發展起來的遠程抄表系統類產品的計量準確性、傳輸可靠性是極其重要的。市場同類型的產品，真正能夠達到穩定性，并且能為老百姓承受的產品不多。我們公司通過專業性技術，已經解決了這個問題。在同等的性能下，我們的價格是最便宜的；在同等的價格下，我們的性能是最好的。也就是說，性價比是最好的。由于采用了先進的無線設計技術，解決了以往在抄表、繳費等方面帶來的不便，一方面方便了用戶使用，另一方面簡化了管理手段，減輕物業管理負擔。合乎人們高品質生活的追求，符合國家小康型住宅的要求。此遠傳系統已在實際中得到應用，并取得了良好的效果。
上海桑銳電子科技有限公司
聯系人：楊繼生
電話：13661815052
