无线远传水表及远程抄表完整解决专项方案.docx
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无线远传水表及远程抄表完整解决专项方案
无线远传智能水表及远程抄表完整处理方案
一、引言
1、概述
从20世纪90年代开始,多种智能型水表、水表抄表系统等产品也开始兴起,尽管现在中国水表种类形式多个多样,不过从发展角度来看,无线远传智能水表是一个肯定趋势,能够节省人力、物力、财力成本,提升抄表正确度,更能够实现阶梯化收费,有效利用有限水资源。
现在中国很多地方采取将水表安装在用户室内,每个月水表入户抄表收费给用户带来很多麻烦,给抄表人员带来烦恼,造成很多无须要麻烦。
为了有效处理入户抄表收费存在很多弊端,提升效率,杜绝拖欠费用。
所以耗能表户外计量呼声越来越高,尤其对高层、豪华居住小区,耗能表户外计量是很必需,传统抄表方法已经不能适应以后住宅发展要求。
2、术语
1)无线传输无偿抄表频段:
470.00MHz-510MHz;
2)LORA直序扩频技术:
是高安全性、抗干扰一个无线序列型号传输方法;利用高速率扩频序列在发射端扩展信号频谱,而在接收端用相同扩频码序列进行解扩,把展开扩频信号还原成原来信号。
3)无线远传智能水表:
以干式或湿式水表为计量基表,加装含有远传发讯输出计量数据自来水计量装置,接收无线抄表主设备(如:
无线集中器或抄表机)抄表指令发射数据。
4)点对点或一点对多点自动集中抄表:
主设备(无线手抄器或无线集中器)不经过任何中间节点发送抄表指令给无线水表进行数据抄取、设置抄表方法。
二、无线远传智能水表及远程抄表系统处理方案
1、无线智能水表抄表及抄表方案介绍
无线远传智能水表采取低频窄带(频段:
470MHz-510MHz)微功率无线通信技术,利用现在最稳定可靠直扩频技术,确保水表通信距离一致性;水表数据经过无线集中器采集后利用现在成熟GPRS/CDMA/3G/4G公网无线通信传输到后台抄表系统,成本廉价,通信稳定,技术成熟。
以直序扩频微功率无线通信技术,远程抄表控制就变得简单多了,满足了后台管理系统要求计量数据能够自动产生和录入、自动完成水表数据抄取、控制、数据存放、查询、月结、抄表结算、收费结算、报表打印等各项功效,将采集数据进行分类处理。
1)可实现预付费,降低管理成本。
2)用户短信提醒功效(剩下金额达成下限值,关阀)。
3)水表间隙工作设计,超低功耗。
4)LORA无线直序扩频技术,通信稳定,增强通信距离,无线水表一致性好。
5)加密协议,确保数据安全性。
6)高速数据通信,远程集中抄表速度很快,抄取一只水表数据所用时间≤1秒,在水务行业中,无线远程抄表速度是最快,用时最少。
7)无线水表基表和电子部分是采取机电分离技术分体设计,可拆卸,便于维护更换;结构设计简单合理,延长了水表使用寿命。
8)实现抄表出户,处理抄表困难,不需要布线,施工简单便捷;完全适适用于新小区项目及无法布线旧城老小区改造项目。
9)后台系统天天自动抄表一次,一次性抄表率在99%及以上。
产品方案优点关键表现在以下多个方面:
1)改变了传统人工抄表→计费→收费→催费管理模式,降低了管理费用,降低了漏抄、估抄、误抄等弊端,降低了社会生产成本;同时保护了居民生活私密性和安全性。
2)能够采集并处理数据,对数据进行初步加工,是构建物联网源头,能满足现代生活需要。
3)智能水表及系统能够实现对被测对象实时监控,在管网漏损控制方面改变传统四处逐一稽查方法,降低人力消耗,提升作业效率值,避免大量浪费行为。
4)和传统水表相比,提升了计量正确性,为测算耗水量,确保居民用水有效供给提升了可靠依据。
5)实现多个功效,利用“远程抄表系统”对全部用户进行远程抄表、远程开关阀、信息查询、信息反馈、信息提醒、信息处理及控制等。
利用后台系统软件完成数据存放、用量、报表、打印、故障检测,实现多种费用单独计量、统一收费等一系列工作。
6)防水、防冻:
确保产品在北方冬天能够正常使用,确保产品遇水不会发生故障。
7)施工方便:
确保施工便利,装无线表就像装传统机械表一样安装。
◆无线水表寿命:
确保水表电池寿命>6年,不会在6年内有更换电池风险。
◆维护方便:
确保产品安全,免维护。
◆抄表数据正确:
确保抄表方便,降低抄表成本;数据正确,确保机电读数一致,不会发生漏抄或少抄情况。
◆降低成本:
性价比高同时,完全省去因施工和维护而产生无须要人力成本、时间成本、财力成本。
2、无线抄表方法
无线抄表方法
(一):
现场手持式手机APP抄表:
抄表员拿上手持机,经过手机APP根据表箱或区域抄表,这种方案成本最低,水司只需像安装一般表一样,安装完水表就能够抄表,抄取数据后可直接上传数据到后台软件系统,这个方法尤其适合分散居民水表或小城镇及农村地域。
系统拓扑图以下:
抄表方法
(二):
经过后台远程抄表系统自动抄表:
水司只需像安装一般表一样安装好无线远传智能水表,在每个居民小区单个或多个楼栋安装集中器,抄表人员只需在办公室操作后台软件就能够抄取整个城市水表数据,且远程抄表系统天天自动抄表一次,实时掌握每户水表目前数据、历史数据,居民水表集中小区最适用这种远程抄表方法。
系统拓朴图以下:
3、系统方案硬件组成及产品描述
3.1无线远传智能水表
防水防冻、支持预付费、远程集中抄表和手机APP抄表,后台系统信息化管理,实现井下表井外抄、户内表户外抄。
3.2无线远传智能水表技术优势:
1)正确计量:
计量正确、精度高,确保机电读数一致;
2)水表防水、防潮设计:
各关键部件经过多重防水处理;
3)防锈功效:
水表阀门定时自动开关,预防阀门锈死;
4)超低功耗设计:
整个控制线路超低功耗设计,静态电流小于10uA,确保产品使用六年以上;
5)高灵敏度无线通信,确保通信传送距离远,直序扩频无线通信技术,空旷通信距离≥1000m;
6)基表和远传电子装置要求采取分体结构,方便拆卸及维护,基表更换时,远传电子装置能够反复使用。
7)远传水表基表外壳为铜壳,不锈钢球阀,远传部分外壳为ABS塑料外壳、防水等级符合外壳防护等级IP代码标准要求IP68等级;
8)远传水表含有数据存放功效,并能够对系统运行情况进行实时检测;
9)抗攻击功效:
水表采取了高可靠传感器,含有很强抗磁攻击能力;
10)远传水表含有电压检测功效,能够立即监控远传水表电量情况;
11)整体电路采取工业级高容量锂电池供电,电池使用寿命>6年;
12)能够确保潮气侵袭,确保远传水表可在潮湿环境中正常工作;
13)能够远传采集数据正确率100%;
14)水表含有自动纠错且多重备份数据编码技术,字轮显示永远和电子部分一致。
3.3无线远传阀控智能水表符合相关标准及规范文件:
GB/T778.1-冷水水表和热水水表(第1部分:
规范)
GB/T778.2-冷水水表和热水水表(第2部分:
安装要求)
GB/T778.3-冷水水表和热水水表(第3部分:
试验方法和试验设备)
CJ/T188-户用计量仪表数据传输技术条件
3.4智能无线壳里无线表端模块
支持双向通讯,管理系统可远程接收表端上报数据,同时可主动抄取数据。
模块待机电流小于10uA;水表符合IP68标准型,确保模块安装在极潮湿环境下而不影响模块性能,无线远传水表模块能够兼容双干簧管计量传感器、双霍尔元件计量传感器、三霍尔元件计量传感器、光电直读计量传感器等。
3.4.1无线模块技术参数
1)无线模块组:
采取LORa无线芯片直序扩频技术
2)射频发射功率:
<20dBm
3)射频接收灵敏度:
-137dBm
4)通信距离:
≥1公里
5)穿楼层数:
直接穿楼板大于16层
6)工作电压:
3.6V能量型锂电池
7)电池容量:
3600mA/h
8)睡眠电流:
≤10uA
3.5无线抄表器
3.5.1产品描述
无线抄表器是一款携带方便、含有无线远传功效无线智能抄表设备,它能够直接对表、集中器操作实现对表数据实时通信和阀控。
3.5.2无线抄表器参数
无线模块组:
采取LORa扩频技术,用于抄取水表数据
射频发射功率:
<20dBm
和表通信距离:
可抄取20层以上高楼水表数据
蓝牙模块:
蓝牙4.0
电源:
可充电8000mA锂电池
手机APP抄表软件功效
1.实时单表抄取数据
2.实时批量抄表
3.人工录入
4.数据查询
6.实时抄集中器数据
7.实时抄表数据上传到后台系统
8.设置功效
3.6无线集中器
3.6.1产品描述
本产品综合了优异移动通信技术,32位RISC嵌入式软硬件平台、实时嵌入式操作系统、高性能嵌入式数据库、自主知识产权微功率无线通信组网技术,含有远程抄表、数据存放、主动上报等功效;使用简单、运行稳定、维护方便、可靠性高、存放容量大、开放性好、性价比高特点。
3.6.2无线集中器功效
1)接收后台抄表系统指令,进行对水表多种操作,转发GPRS接收到命令信息发送到表端
2)接收到表端数据信息发到后台管理系统
3)天天自动抄取水表数据
4)保留每个月天天历史数据,数据包含:
目前流量,电池电压,反转流量,报警参数
5)能远程抄取单只水表数据
3.6.3硬件电气参数
1)集中器和水表通讯距离≥1500M
2)供电形式:
100~240VAC市电或太阳能集中器
3)支持3G,4G通信网络
4)工作温度:
-40℃~85℃
5)工作湿度:
10%~90%相对湿度,无冷凝
6)防水等级:
IP65
7)RF天线形式:
外接AT-1吸盘天线
3.6.3无线集中器安装
1)依据经验通常一栋高楼安装一个集中器,多层楼房4-5栋安装一个集中器;
2)壁挂式安装;
3)现场仅仅接上220V电即可或使用太阳能集中器,不需要任何参数设置;
4、后台远程抄表系统
远程抄表系统是稳定B/S结构设计,WEB登录方法,人性化界面,友好人机交互,操作简捷。
含有用户权限管理、水表档案基础数据维护、抄表业务管理等功效
云平台系统、数据安全可靠,大型数据库利用,对外数据接口灵活
结合中国自来水企业管理步骤,利用大数据云计算、移动互联网技术技术,实现自来水企业自动抄取各区域居民用户水表数据。
适用自来水企业以抄取水表数据、营业收费为关键抄表系统软件
系统自动抄表、远程控阀、抄表数据查询及统计、数据分析、各类报表输出等功效,是真正做到DMA分区计量远程抄表系统软件。
5、后台远程抄表系统关键功效
5.1档案管理
●对应多地址、多表具用户档案管理
每个用户有唯一档案信息统计,而每个用户统计又能够拥有多个地址信息统计,而每个地址信息统计又能够对应多个表具信息统计。
●远传抄表集中器设备管理;
根据地理区域分布和安装设备所属关系,建立区域信息统计,然后建立所属此区域集中器信息统计,手持机抄表小区、楼栋分组档案管理;
●根据实际抄表员管理区域建立抄表分组信息统计,然后建立所属此抄表分组小区信息统计,再建立所属此小区楼栋信息统计。
5.2抄表管理
●远程集中器数据抄表;
读取抄表区域中所属集中器中表具目前数据上传,因为读取集中器中搜集到表具数据,不会影响到表具使用寿命,却能够立即得到用户使用情况。
●远程批量单表实时数据抄表;
对于指定用户,不仅能够直接读取表具定时定量数据,还能够读取表具目前实时用户数据。
●自动远传集中器数据抄表、单表实时数据补抄;
●为降低每个费用期间抄表人工操作,提供了对全部表具自动抄取功效,系统依据设置抄表时间,自动对表具进行抄表。
●实现预付费、阶梯水价功效。
●远程集中器参数设置;为方便现场工程调试和后期设备维护管理,提供了远程集中器参数设置功效。
●远程下载集中器管理用户表具档案参数信息;为降低工程调试中表号设置,提供了根据所属集中器表具档案,自动将表具档案信息下发到集中器中。
●APP抄表档案下载和抄表数据上传;
提供手持抄表机抄表用手机APP将用户档案下载和手机APP抄表后抄表数据上传。
●手持抄表机用手机APP按设备或按分组进行现场抄表;
手持机对安装有集中器现场,提供直接读取集中器中表具数据;对现场没有集中器,能够直接读取用户表具数据方法。
5.3表务管理
●用户地址、水表信息相关查询
查询用户、地址及水表信息开户、销户、修改、装表、换表等操作。
●抄表设备信息查询
查询水表、集中器设备及归属信息。
●水表日常状态监控、查询
查询用户水表用量、电池电压、表具状态、信号强度等信息。
●水表数据查询、统计、分析
全部或单个小区全部水表或单只水表历史数据、目前数据查询、某一时间段用水量统计、分析等信息。
6、远传水表系统和自来水企业其它MIS系统接口
6.1EXCEL文件接口
自来水企业MIS系统提供接口和数据格式,将抄表数据及用户信息以EXCEL文件方法上传到自来水企业MIS系统,是现在最通行做法,简单、方便可靠。
6.2通信服务开发接口
远传水表系统直接提供标准化WCF通信服务接口,经过通信服务接口开发,将远程抄表功效直接集成到MIS系统中。
6.3定制数据接口
原有MIS系统仅提供了数据导入导出格式,而且MIS系统没有后续开发扩展能力。
先经过远传水表系统对用户信息、表具信息、设备信息进行管理,再经过远传水表系统进行远程GPRS/CDMA方法抄表或手持机人工抄表,再依据MIS系统接口标准,生成指定格式接口程序或数据。
6.4后台系统安全
●私有协议化通信数据;
●点对点公网接入模式;
●通信服务采取接入授权方法;
●通信服务和数据库隔离保护;
●功效模块操作权限分配;
●操作用户登录授权;
●操作系统软件防火墙;
●操作系统硬件防火墙;
三、无线水表远程抄表实施
1、项目背景
近几年城市扩容越来越快,居民生活水平越来约越高,用水量在逐步增大情况下,历史遗留问题给自来水企业管理带来很多不便,破旧小区管网需改造,智能化改造变得越来越关键。
北方地域因为冬季严寒,水表需要防水防冻,伴随抄表到户,自来水企业使用产品多样,较多破旧小区水表安装到屋内,使抄表员抄表带来很多不便,抄表难问题就变得很严重.
因为历史原因,已经使用了形形色色多个水表,破旧小区以机械水表为主,有些破旧小区机械水表已经超期服役。
以IC卡水表为主小区,无法统计每一个用户实际用水量,产销差严重,无法实现阶梯水价,因为IC卡水表高功耗需常常更换电池和控阀问题,造成老百姓不能正常见水,根本不能满足现在信息化发展要求。
老房子户内表根本不能做有线远传水表,那样施工很麻烦,同时也不能把水表出户,改造用户用水管道工程量更大。
无线水表也适合新小区高层应用,新建多层楼房不是框架结构,而是砖混结构,没有管道井,布线相对不轻易,提议使用无线远传水表。
以上多个水表存在形式,但对于自来水企业来讲,不管哪个方案,必需做到:
1、后台收费系统必需兼容,任何厂家数据必需能进数据库
2、全部表必需能实现阶梯收费,而且结算日期一样,冻结日期一样
3、全部系统必需做到维护轻易,故障已排查,自来水企业能简单维护。
2、无线远传智能水表及远程抄表实施
1)实施前准备
硬件产品设备:
无线远传水表、无线集中器、无线抄表器
2)无线远传水表在小区现场实施
2.1安装无线水表:
自来水企业安装无线远传水表跟装一般机械表一样安装。
2.2建立水表档案:
根据自来水企业无线远传水表装表单填写无线远传水表信息,形成无线远传水表电子档案表格批量导入远程抄表系统;由自来水企业在营业收费系统修改或添加水表档案信息。
2.3安装无线集中器:
依据现场环境不一样:
1栋楼或多栋楼装一个无线集中器。
2.4现场调试:
可经过远程抄表系统远程调试,也可现场经过手机APP调试。
2.5抄表:
调试完后,即可进行后台远程抄表或现场用手机APP抄表,现场装有集中器小区,后台系统可自动抄表;也可手机APP抄表后直接上传数据到后台抄表系统。
2.6收费:
和自来水企业营业收费系统接口对接,抄表数据上传到营业收费系统进行收费。
经过以上实施步骤看出本无线远传水表及抄表方案实施便利,现场实施不是复杂庞大工程;应用操作方便、稳定可靠、免维护;对外智慧水务软件接口兼容性好。
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