水气暖三表集抄系统技术工艺发展分析

第一节 水气暖三表集抄系统基本生产技术、工艺或流程

HFC远程抄表系统HFC远程是利用计算机技术、数字通讯技术HFC有线双向宽带网络技术与水表计量技术完美结合，集计量、实时数据采集、数据处理网络通讯于一体，将居民消费信息加以综合处理的系统。HFC远程抄表系统涉及到两方面的技术，一是远程自动抄表系统采用的技术，二是网络通讯技术。HFC网络的CableModem接入技术是目前远程抄表系统中最先进、最具实时数据采集及发展潜力的远程抄表系统。

电力网络、电话网络、电视网络号称当今世界上最大的三个网络系统。在人口密集的城镇地区，有线电视的普及率已经接近无线电视网了。HFC网络的CableModem接入是近10年内逐步发展起来的一项新的通讯传输技术。它是利用混合光纤同轴电缆传输线路，实现双向的网上传输和通讯。由于有线电视采用光纤和同轴电缆，因此带宽容量相当大，用户覆盖面广，HFC的下传速率可以达到34Mpbs。当前传统的有线电视网经过单向传输向双向传输的改制才能实现数据通讯网的功能。

远程智能抄表计量工作，关系着公用事业行业、能源供给企业的经营、管理效益。就目前的状况而言，抄表难、收费难是公用事业部门面临的普遍问题，抄表收费工人工作条件差、效率低、劳动强度大、不可控现象等等，都说明了采用传统的人上抄表方式已不能适应现代社会和企业发展。

远程智能抄表项目的实施，采用高新技术的手段，符合我国国情的技术和使用方法，迎合了经济和技术的发展方向。HFC网络远程抄表系统系统充分利用了现代宽带网络（包括广电的有线宽带HFC和邮电宽带FTTB）及小区有线电视（CATV）网络的宽带资源，大大减小了在大楼和小区内的布线复杂程度，实现了远程的自动抄表和数据采集传输，把抄表系统真正提高到了计算机网络化的平台上。集抄中心帐务中心通过有线宽带接入，为实现真正的综合信息管理系统（CIMS），包括数据分析、图像分析、管网管理，水量资源分配和调度创造了有利条件。

人类已逐步走进数字化的时代，信息技术的发展，正在逐步改变人们的生活。信息技术和网络技术的发展为实施远程智能抄表和行业的综合信息管理（CIMS）提供了一个平台，随着电子商务技术的不断完善和社会信用认证体系的建成，电子信用收费也将成为现实。

远程抄表系统简图

第二节 水气暖三表集抄系统新技术研发、应用情况

国内利用HFC有线宽带双向网络来构建远程抄表系统，解决了住户的水、电、煤气使用情况的自动计量、远程抄读和收费问题，作为抄表管理智能化系统的一部分，已成为房地产开发商和业主关注的热点。

从电网远程集抄系统的现实运用来看。今年年底之前，浙江海盐全县12.7万户用电户集抄系统将全部完工，正式从“人工抄表时代”迈向“集抄时代”。成为全国首个实现智能电网集抄系统全覆盖的县。

第三节 水气暖三表集抄系统国外技术发展现状

随着无线抄表应用的发展，近年来以ZigBee(短间隔、低功耗的无线通讯技术)为代表的IEEE802.15.4技术越来越被行业所重视，包括飞思卡尔半导体在内的多家公司都曾公然表示，自动抄表(AMR)是最有前途的一种ZigBee应用。而通过穿透、安全性能的不断改善，ZigBee的应用远景越来越被看好，市场也正在不断丰富其应用。而且值得欣喜的是，目前在国内大部分新装的电表及气表都内置了无线抄表功能。

在自动抄表领域，目前芯片企业的推动力度最大。德州仪器(TI)针对智能家居领域最近推出了CC2530平台，广泛应用于消费电子、照明和家庭自动化、便携式医疗设备以及产业应用抄表等领域。低功耗的RF(射频)远程控制解决方案可实现更大的网络覆盖范围，增强用户的使用体验，同时也可以降低用户的部署本钱。该公司目前已经联合产业链合作伙伴，在北京顺义等地部署了基于ZigBee技术的远程自动抄表系统试点。

飞思卡尔半导体作为注重环境保护、进步能效技术以创造友好生存方式的企业，近年来在自动控制领域也不断提供新的产品，例如8位、16位和32位微控制器，电容式近间隔传感器ZigBee/IEEE802.15.4收发器，数字信号控制器和嵌入式微处理器等，全力支持环保设计，帮助用户不断降低本钱，缩短产品的面市时间。由于ZigBee/IEEE802.15.4协议定义了每个节点的MAC(介质访问控制)地址，因此可以关联到固定的GPS(卫星定位)点，以确定电表的位置。采用ZigBee协议的一个最大上风是可以部署网状网，扩大网络覆盖范围，用路由器而非人力实施抄表。

第四节 水气暖三表集抄系统技术开发热点、难点分析

计数直读表与位置直读表互有优缺点，两者的技术实现难点是在电子难度与机械难度方面进行了交换。计数直读表的实现难度是电子方面的低功耗和抗干扰性；位置直读表的实现难度是零件精度和安装精度。

由于电子技术的迅速发展，尤其是低功耗、高电磁兼容能力的芯片技术的一日千里的发展已经使2～3年前有难度的问题变得轻易解决，而且是低成本来解决。由于内部采用无干扰的电池供电，只要在硬件方面采取有效的隔离措施，软件方面采用冗余校验的方法，计数直读表的可靠性是完全值得信赖的。目前已有企业开发出了能够嵌入表内的计数抄表模块专门用于远程自动抄表。

相对来讲位置直读表的诸多缺点是很难解决的，如进位时的检测盲区是原理性问题，而外部再加一个设备，一方面系统复杂了，另一方面同时也带来了电子实现难度。机械精度提高带来的成本提高是相对大的。市场上的诸多位置直读表已经由于精度达不到要求出现了很多问题，而且当某位出现问题时，系统在短期内是难以识别的。

第五节 水气暖三表集抄系统未来技术发展趋势

远程抄表需要投入大量的人力、物力和财力，GPRS自动抄表系统将成为新世纪比较普及的自动抄表系统之一。

GPRS自动抄表系统工作原理：中国移动GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信企业的GPRS业务平台上构建电力远程抄表系统，实现电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。GPRS电力远程抄表系统由位于电力局的配电中心和位于居民小区的电表数据采集点组成，利用中国移动现有的GPRS/GSM网络，电表数据通过中国移动的GPRS/GSM网络开展传输。

居民小区的所有电表首先连接到电表集中器，居民用户的用电数据由复费率电表通过485传到电表集中器，电表集中器通过RS232口与GPRS透明数据传输终端连接，电表数据经过协议封装后发送到中国移动的GPRS数据网络，通过GPRS数据网络将数据传送至配电数据中心，实现电表数据和数据中心系统的实时在线连接。

由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络，配电中心计算机主机配置固定的IP地址，各个电表数据采集点采用GPRS模块和该主机开展通信。

电表数据采集点位于居民小区的资讯中心，居民用户的用电数据由复费率电表首先通过RS485接口通过双绞线连接到位于小区资讯中心的电表集中器，电表集中器再通过RS232接口与GPRS透明数据传输终端相连。通过GPRS透明数据传输终端内置嵌入式处理器对数据开展处理、协议封装后发送到GSM网络，通过GPRS网络传送至电力企业数据中心电力远程抄表系统，实现电表数据和数据中心系统的实时在线连接。

电表集中器通过RS485接口直接连接到电表上，既可支持单个电表，也可以同时支持多个电表，实现对电表参数的采集、存储、预处理或并将采集到的电表数据实时传送到配电中心；同时，电表集中器还可将配电中心发送的遥控指令传给电表控制模块，对电表开展控制操作。

配电中心服务器申请配置固定IP地址，采用省移动通信企业提供的DDN专线，与GPRS网络相连。由于DDN专线可提供较高的带宽，当电表数据采集点数量增加，中心不用扩容即可满足需求。配电中心服务器接受到GPRS网络传来的数据后先开展AAA认证，后传送到配电中心计算机主机，通过系统软件对数据开展还原呈现，并开展数据处理。配电中心计算机主机可开展业务管理和计费管理，对电力数据开展校验、计算、存储、分析、管理等，可对异常情况开展告警，同时对用户使用情况实时监控，保证电力局的合法收益。

电表集中器采集的数据经GSM网络空中接口功能模块同时对数据开展解码处理，转换成在公网数据传送的格式，通过中国移动的GPRS无线数据网络开展传输，最终传送到配电中心IP地址。由于GPRS通信是基于IP地址的数据分组通信网络，配电中心计算机主机配置固定的IP地址，各个电表数据采集点采用GPRS模块和该主机开展通信。

GPRS无线电力远程抄表系统具备如下特点：①实时性强。由于GPRS具有实时在线特性，可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求；②可对电表设备进行远程控制。通过GPRS双向系统还可实现对电表设备进行参数调整、开关等远程操作；③建设成本少低。由于采用GPRS的无线公网平台，只需安装设备，无需专门布线；④集抄范围广。GPRS覆盖范围广，在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成对集抄的控制和管理；⑤数据传送速率高。GPRS网络实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足本系统数据传输速率（≥10Kbps）的需求；⑥通信费用低。采用包月计费方式，运营成本低。

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