遠程抄表系統(tǒng)

        遠程抄表：是指利用微電子和計算機網(wǎng)絡、傳感等技術(shù)自動讀取和處理表計數(shù)據(jù)，將城市居民的用水、電、氣信息加以綜合處理的系統(tǒng)。自動抄表技術(shù)使各水、電、氣公司及物業(yè)管理部門從根本上解決了入戶抄表收費給用戶和抄表人員帶來的麻煩，避免了許多不必要的糾紛。準確而便捷的收費系統(tǒng)，不但能提高管理部門的工作效率，也適應現(xiàn)代用戶對用水、用電、用氣繳費的需求。

        一、遠程自動抄表系統(tǒng)概述

        現(xiàn)在最常見的遠程自動抄表系統(tǒng)是采用分線制集中抄表方式，即由采集器定時順序采集來自多路分線連接的水、電、氣表信號并進行數(shù)據(jù)處理、存儲，各采集器之間采用總線制連接，最后連接至計算機。其典型特點是各戶表通過分戶線連接至采集器位置。系統(tǒng)一般分為四層次結(jié)構(gòu);現(xiàn)場采集器、服務器(區(qū)域管理器)、通信控制器、管理器中心，部分產(chǎn)品還會附帶一個掌抄器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

        1.現(xiàn)場采集儀器：完成對現(xiàn)場表具輸出數(shù)據(jù)的采集，一般一個采集器可以對多個基表進行采集。但是目前支持一個采集器對幾種不同種類的基表同時進行采集的產(chǎn)品不是很多。

        2.服務器(區(qū)域管理器)：以多機通信方式采集數(shù)據(jù)采集器中的表數(shù)據(jù)，然后進行處理、存儲，并通過通信總線與總控制室的系統(tǒng)管理中心的計算機相連。一個服務器可以連接幾十個數(shù)據(jù)采集器(視系統(tǒng)通信方式定)。

        3.通信控制器：連接服務器與管理中心的計算機對信號進行協(xié)議轉(zhuǎn)換。

        4.管理中心：管理中心由多媒體計算機和系統(tǒng)管理軟件組成。安裝在物業(yè)管理中心處?？梢酝ㄟ^借口連接至營銷系統(tǒng)?？梢越柚鷌nternet技術(shù)，將管理中心的計算機與電力、水、煤氣或其他代收費部門的網(wǎng)絡相連接實現(xiàn)網(wǎng)上抄收，上網(wǎng)用戶可以在線查詢自己的費用情況，方便實用，并可擴展到電子商務，實現(xiàn)網(wǎng)上付費。

        二、電力遠程抄表

        1、 當前表端獲取數(shù)據(jù)方式

        人們知道，要將機械表轉(zhuǎn)換為數(shù)字表，都必需將機械轉(zhuǎn)動的角度(角位移)轉(zhuǎn)換為可計數(shù)的信號。 最原始的轉(zhuǎn)換是利用機械觸點開關以形成脈沖。在上世紀八十年代，光電技術(shù)逐步普及，得到了廣泛應用。在抄表系統(tǒng)初級階段，用得較多的是光電二極管和光敏三極管，包括可見光和紅外光，其應用方式有穿透式和反射式。 光電直讀是近幾年出現(xiàn)的讀取表端數(shù)據(jù)的模式之一。其基本原理是將字輪按角度編碼，通過光電讀出該字輪所處位置的數(shù)字。光電直讀最大的優(yōu)點是不必長期供電，只在讀取數(shù)據(jù)供電即可。但是，其結(jié)構(gòu)復雜，易受水、油、氣等污染，從而造成讀表數(shù)據(jù)不準確。 表端最重要的問題是解決信號增量必須和機械轉(zhuǎn)動保持一一對應關系，非常可靠。 正由于各個自動抄表系統(tǒng)生產(chǎn)商各自解決表端方案不完全相同，在市場上反應的效果也自然相異。

        2、信號傳輸產(chǎn)生的問題

        信號傳輸?shù)姆绞胶芏?，有線、無線。在每種方式中，它的拓撲構(gòu)架，它的通信協(xié)議等都直接影響到它的通信質(zhì)量。就當前技術(shù)發(fā)展水平，絕大多數(shù)遠程抄表系統(tǒng)采用了有線方式，或部分有線方式。有線方式初期建設投資大，工程難度大，但是通信質(zhì)量較好。但是由于近年高層建筑增多，高級住宅增多，布線工作面臨新的問題，除了工程難度以外，用戶滿意度就很難解決，特別是已住用戶，要在室內(nèi)打墻鑿孔，很難做到戶戶滿意。在住宅小區(qū)內(nèi)布線，也會影響小區(qū)的人文景觀，在一般情況下，小區(qū)物業(yè)管理和業(yè)主是不允許破土或空中架線的。

        無線傳輸通信近幾年發(fā)展較快，特別是 433MHZ 頻段開放以后，很多制造商都把這一技術(shù)優(yōu)勢引入自動抄表系統(tǒng)中，有的企業(yè)甚至直接引進西方發(fā)達國家已作成數(shù)據(jù)采集傳輸一體化的成品模塊，但涉及到信號鏈接、組網(wǎng)等很多問題，使用起來并不理想，推廣很難進行下去。

        GPRS技術(shù)是當前自動抄表系統(tǒng)中的熱點，它的優(yōu)勢是借用了中國移動通信現(xiàn)成的通信平臺，不需要用戶自己維護和管理。但是，GPRS 通信設備生產(chǎn)商很多，有的系統(tǒng)雖然選擇了GPRS，卻沒有選擇到一個性能優(yōu)良的 GPRS，或?qū)?GPRS 參數(shù)設置沒有達到最佳狀態(tài)，使數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量不高，效率不高，直接影響到自動抄表系統(tǒng)的工作效率。

        3、系統(tǒng)平臺進一步優(yōu)化

        中心控制軟件和工作平臺是自動抄表系統(tǒng)的核心部分，它決定了系統(tǒng)的平臺是否高效、可靠和應用自如。 十多年來，自動抄表系統(tǒng)經(jīng)過科研機構(gòu)和企業(yè)推動，工程技術(shù)人員的努力奮斗，取得了長足的進步，全新的自動抄表系統(tǒng)方案已經(jīng)成熟，并逐步在市場上得到推廣和應用。

        三、GPRS電力遠程自動抄表

        1、系統(tǒng)概述

        GPRS電表遠程抄表系統(tǒng)由電度表、帶GPRS通訊模塊的采集器和服務器組成。采集器實時采集用戶的用電數(shù)據(jù)，通過GPRS把數(shù)據(jù)匯集到服務器。具有采集數(shù)據(jù)快速準確，能快速生成用電統(tǒng)計分析,交費單據(jù)等特點，與傳統(tǒng)的人工抄表、電話線抄表相比，極大地提高了效率。系統(tǒng)除了準確、實時抄表外，還提供了設備管理功能，如告警：開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過載告警等;控制：對欠費用戶進行拉閘等。并提供停電數(shù)據(jù)保護功能，在停電48—72小時內(nèi)仍可抄表和監(jiān)控。系統(tǒng)可以結(jié)合移動公司的短信平臺，在告警時，可根據(jù)具體內(nèi)容發(fā)短信給相關的管理人員。

        2、系統(tǒng)組成

        系統(tǒng)可以由帶系統(tǒng)軟件的主站、帶GPRS模塊的采集器、電度表組成。手持終端是本系統(tǒng)的補充，在系統(tǒng)出現(xiàn)意外時進行人工抄表。

        主站：運行集中抄表系統(tǒng)的計算機(服務器或PC機)稱為主站，主站通過GPRS網(wǎng)絡與采集器相連。主站要配置一個固定的IP地址和互聯(lián)網(wǎng)出口。

        帶GPRS模塊的采集器：收集電表數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)中心，它連接主站和電度表。

        電度表：計量并顯示用戶的用電情況，將用電信息傳輸?shù)紾PRS采集器。

        這三個主要的組成部份是相互關聯(lián)的主從關系。

        3、抄表模式

        3.1居民用戶抄表系統(tǒng)

        1、電表：級單相靜止式(電子式)電度表，具有光耦脈沖輸出功能。

        2、帶GPRS功能的采集器(內(nèi)置Saro-3130P的GPRS-DTU)：

        (1)24個I/O口，可帶24戶電度表

        (2)停電數(shù)據(jù)保護

        (3)帶后備電源，停電后仍可抄表

        3、抄表內(nèi)容：電量、其它

        4、抄表形式：(1)自動抄表(2)定時上報(3)實時查詢

        5、告警內(nèi)容：(1)開箱告警(2)停電告警

        可增加遠程控制拉閘功能，電能表要增加內(nèi)置繼電器。

        3.2大集團用戶抄表系統(tǒng)

        1、電表：A)三相有功無功多功能表，有功0.5級、無功2級，具有RS-485通訊接口，電力部DL/T645通訊規(guī)約?；蛘呤褂茫築)三相有功復費率表，有功1級，具有RS-485通訊接口，電力部DL/T645通訊規(guī)約。實現(xiàn)電能量(有功、無功)的計量和功率因數(shù)、電壓、電流、頻率等參數(shù)的測量。

        2、帶GPRS功能的采集器：

        (1)帶一個與電能表通訊的RS-485接口，一個與主站系統(tǒng)通信的GPRS接口，三個用于報警監(jiān)測的開關量輸入口和三個用于遠程控制的模擬量輸出口。

        (2)支持部標通信規(guī)約

        (3)停電數(shù)據(jù)保護

        (4)控制輸出(用于遠程控制拉閘或其他功能)

        (5)帶后備電源，停電后仍可抄表

        3、系統(tǒng)功能

        (1)設置電能表的參數(shù)，讀取各種計量和管理數(shù)據(jù);

        (2)抄表數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、查詢、備份、報表、圖表生成;

        (3)廠站管理;

        (4)自動抄表、定時上報、實時查詢等;

        (5)掉電數(shù)據(jù)保存;

        (6)瞬時量數(shù)據(jù)的綜合處理;

        (7)系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份、存檔和向外輸出數(shù)據(jù);

        (8)歷史數(shù)據(jù)事件記錄功能;

        (9)實時報警;

        (10)根據(jù)線路上的表計關系計算線路損耗;

        (11)可提供多路模擬量、開關量輸入，實現(xiàn)開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過壓告警、過流告警、過載告警、傾斜或移動報警等其他功能;

        (12)遠程控制斷電功能;

        (13)采集的參數(shù)，如：

        ◆當前、上月、正向有功、反向有功、無功四象限的總及尖、峰、平、谷四費率電量;

        ◆正向、反向、有功、無功的最大需量及最大需量發(fā)生時間;

        ◆有功功率、無功功率、三相電壓、三相電流、功率因數(shù);

        ◆感想失壓累計次數(shù)、失壓累計時間、集抄器停電起止時間等;

        ◆單位時間負荷曲線、三相電流曲線、三相電壓曲線、有功功率曲線、無功功率曲線、功率因數(shù)曲線。

        3.3變電站抄表系統(tǒng)

        1、電表：三相有功無功多功能表。

        2、帶GPRS功能的采集器：

        (1)帶一個485口，三個開關量和三個模擬量;

        (2)支持部標通信規(guī)約;

        (3)停電數(shù)據(jù)保護;

        (4)控制輸出;

        (5)帶后備電源，停電后仍可抄表。

        3、抄表內(nèi)容：

        (1)電壓、電流;

        (2)有功正、反向分時電量;無功四象限分時電量;

        (3)有功正、反向分時最大需量及發(fā)生時間;

        (4)無功正、反向分時最大需量及發(fā)生時間;

        (5)斷相時間、次數(shù)及斷相期間用電量;

        (6)負荷曲線。

        4、抄表形式：

        (1)自動抄表;

        (2)定時上報;

        (3)實時查詢。

        5、告警內(nèi)容：

        (1)開箱告警;

        (2)停電告警;

        (3)逆相告警;

        (4)超溫告警;

        (5)過壓告警;

        (6)過流告警;

        (7)過載告警;

        (8)傾斜或移動報警等其他功能。

        四、系統(tǒng)的功能與特點

        (一)安全可靠：安全性由三方面構(gòu)成：第一，ORACLE數(shù)據(jù)庫是大型的、多用戶的數(shù)據(jù)庫，它的安全性高，允許多用戶同時使用同一數(shù)據(jù)庫而不會破壞完整性，用它來做抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)引擎可以保證數(shù)據(jù)的安全;第二，系統(tǒng)對用戶實現(xiàn)分級授權(quán)管理功能，通過檢查使用者的名字和授權(quán)密碼，賦予使用者相應的操作權(quán)，借鑒銀行系統(tǒng)的密碼管理模式限制無關人員改變數(shù)據(jù)庫和硬件設置。第三，防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能，防備系統(tǒng)受到人為的惡意攻擊，數(shù)據(jù)備份功能確保在硬件系統(tǒng)故障時，也能隨時在新的硬件設備上數(shù)據(jù)無丟失地啟動抄表系統(tǒng)。

        (二)完善的系統(tǒng)日志：系統(tǒng)日志記錄了進入系統(tǒng)，離開系統(tǒng)，收費，設置硬件，改變運行參數(shù)操作等及操作者，操作時間，凡是改變數(shù)據(jù)庫的操作都被記錄下來。

        (三)抄表速度快：抄表快、數(shù)據(jù)準確，抄表時PC機只讀采集器的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸采用1200波特率，傳輸速度快，并對每個數(shù)據(jù)塊都有效驗碼，保證了傳輸?shù)臏蚀_性。

        (四)廣播對時功能：該功能使得系統(tǒng)中的所有電能表的時間基準與PC機保持一致，對時成功后，由電池供電的電能表內(nèi)部時鐘，不再需要PC機的干預。因此，只要保證在對時時刻，PC機的時間是正確的，以后在運行的過程中，改變PC機的時鐘并不會影響電能表的時間。

        (五)自動抄表功能：按照設置的抄表開始時間和抄表間隔，到預定的抄表時刻，系統(tǒng)便會依次撥號去抄采集器或電表內(nèi)的數(shù)據(jù)。對于抄不上數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會自動補抄或人工發(fā)命令補抄。

        (六)電量凍結(jié)功能：可以方便地定義總表，安裝和刪除總表，給總表分配分表。通過安裝適當?shù)目偙?，結(jié)合抄凍結(jié)數(shù)據(jù)功能，就可得某一特定的時刻的總表讀數(shù)，各分表的讀數(shù)(由此得到讀數(shù)和)，就可以計算出某部分電路的電能損耗，為確定電費提供依據(jù)。

        (七)電費管理功能：收電費前，統(tǒng)一抄錄一次電費數(shù)據(jù)。當確保數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)反映最近的電表讀數(shù)后，利用程序中的功能自動計算出當月用電量和電費。交納電費時，只需輸入用戶號，當月用電量和電費由程序填寫。每筆電費都有詳細記錄，便于對帳。

        (八)設備管理功能，如告警：開箱告警、停電告警、逆相告警、超溫告警、過載告警、傾斜或移動報警等;控制：對欠費用戶進行拉閘等。并提供停電數(shù)據(jù)保護功能，在停電48——72小時內(nèi)仍可抄表和監(jiān)控。本系統(tǒng)結(jié)合移動公司的短信平臺，在告警時，可根據(jù)具體內(nèi)容發(fā)短信給相關的管理人員。

        五、總結(jié)

        對于電力部門來說，遠程抄表一直是一件非常頭疼的事情，需要投入大量的人力、物力和財力。因為數(shù)量眾多，地理位置分散，給工作人員帶來極大的不便。如今電力公司可利用GPRS移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡對各重要電力節(jié)點、大用戶電表進行監(jiān)控,自動讀取相關數(shù)據(jù)并加以分析，還可進一步進行遠程控制或設備維護，可減少人力資源、縮短修護時間并節(jié)省專線建設成本。