第一節(jié) 水氣暖三表集抄系統(tǒng)基本生產(chǎn)技術(shù)、工藝或流程

HFC遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)HFC遠(yuǎn)程是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)HFC有線雙向?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)技術(shù)與水表計(jì)量技術(shù)完美結(jié)合，集計(jì)量、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)通訊于一體，將居民消費(fèi)信息加以綜合處理的系統(tǒng)。HFC遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)涉及到兩方面的技術(shù)，一是遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)采用的技術(shù)，二是網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。HFC網(wǎng)絡(luò)的CableModem接入技術(shù)是目前遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中最先進(jìn)、最具實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及發(fā)展?jié)摿Φ倪h(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。

電力網(wǎng)絡(luò)、電話網(wǎng)絡(luò)、電視網(wǎng)絡(luò)號(hào)稱當(dāng)今世界上最大的三個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在人口密集的城鎮(zhèn)地區(qū)，有線電視的普及率已經(jīng)接近無(wú)線電視網(wǎng)了。HFC網(wǎng)絡(luò)的CableModem接入是近10年內(nèi)逐步發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新的通訊傳輸技術(shù)。它是利用混合光纖同軸電纜傳輸線路，實(shí)現(xiàn)雙向的網(wǎng)上傳輸和通訊。由于有線電視采用光纖和同軸電纜，因此帶寬容量相當(dāng)大，用戶覆蓋面廣，HFC的下傳速率可以達(dá)到34Mpbs。當(dāng)前傳統(tǒng)的有線電視網(wǎng)經(jīng)過(guò)單向傳輸向雙向傳輸?shù)母闹撇拍軐?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)的功能。

遠(yuǎn)程智能抄表計(jì)量工作，關(guān)系著公用事業(yè) 行業(yè) 、能源供給企業(yè)的經(jīng)營(yíng)、管理效益。就目前的狀況而言，抄表難、收費(fèi)難是公用事業(yè)部門面臨的普遍問(wèn)題，抄表收費(fèi)工人工作條件差、效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、不可控現(xiàn)象等等，都說(shuō)明了采用傳統(tǒng)的人上抄表方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)和企業(yè)發(fā)展。

遠(yuǎn)程智能抄表項(xiàng)目的實(shí)施，采用高新技術(shù)的手段，符合我國(guó)國(guó)情的技術(shù)和使用方法，迎合了經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展方向。HFC網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)系統(tǒng)充分利用了現(xiàn)代寬帶網(wǎng)絡(luò)（包括廣電的有線寬帶HFC和郵電寬帶FTTB）及小區(qū)有線電視（CATV）網(wǎng)絡(luò)的寬帶資源，大大減小了在大樓和小區(qū)內(nèi)的布線復(fù)雜程度，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的自動(dòng)抄表和數(shù)據(jù)采集傳輸，把抄表系統(tǒng)真正提高到了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的平臺(tái)上。集抄中心帳務(wù)中心通過(guò)有線寬帶接入，為實(shí)現(xiàn)真正的綜合信息管理系統(tǒng)（CIMS），包括數(shù)據(jù) 分析 、圖像 分析 、管網(wǎng)管理，水量資源分配和調(diào)度創(chuàng)造了有利條件。

人類已逐步走進(jìn)數(shù)字化的時(shí)代，信息技術(shù)的發(fā)展，正在逐步改變?nèi)藗兊纳?。信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為實(shí)施遠(yuǎn)程智能抄表和 行業(yè) 的綜合信息管理（CIMS）提供了一個(gè)平臺(tái)，隨著電子商務(wù)技術(shù)的不斷完善和社會(huì)信用認(rèn)證體系的建成，電子信用收費(fèi)也將成為現(xiàn)實(shí)。

遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

第二節(jié) 水氣暖三表集抄系統(tǒng)新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況

國(guó)內(nèi)利用HFC有線寬帶雙向網(wǎng)絡(luò)來(lái)構(gòu)建遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，解決了住戶的水、電、煤氣使用情況的自動(dòng)計(jì)量、遠(yuǎn)程抄讀和收費(fèi)問(wèn)題，作為抄表管理智能化系統(tǒng)的一部分，已成為房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商和業(yè)主關(guān)注的熱點(diǎn)。

從電網(wǎng)遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)運(yùn)用來(lái)看。今年年底之前，浙江海鹽全縣12.7萬(wàn)戶用電戶集抄系統(tǒng)將全部完工，正式從“人工抄表時(shí)代”邁向“集抄時(shí)代”。成為全國(guó)首個(gè)實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)集抄系統(tǒng)全覆蓋的縣。

第三節(jié) 水氣暖三表集抄系統(tǒng)國(guó)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著無(wú)線抄表應(yīng)用的發(fā)展，近年來(lái)以ZigBee(短間隔、低功耗的無(wú)線通訊技術(shù))為代表的IEEE802.15.4技術(shù)越來(lái)越被 行業(yè) 所重視，包括飛思卡爾半導(dǎo)體在內(nèi)的多家公司都曾公然表示，自動(dòng)抄表(AMR)是最有前途的一種ZigBee應(yīng)用。而通過(guò)穿透、安全性能的不斷改善，ZigBee的應(yīng)用遠(yuǎn)景越來(lái)越被看好，市場(chǎng)也正在不斷豐富其應(yīng)用。而且值得欣喜的是，目前在國(guó)內(nèi)大部分新裝的電表及氣表都內(nèi)置了無(wú)線抄表功能。

在自動(dòng)抄表領(lǐng)域，目前芯片企業(yè)的推動(dòng)力度最大。德州儀器(TI)針對(duì)智能家居領(lǐng)域最近推出了CC2530平臺(tái)，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、照明和家庭自動(dòng)化、便攜式醫(yī)療設(shè)備以及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用抄表等領(lǐng)域。低功耗的RF(射頻)遠(yuǎn)程控制解決方案可實(shí)現(xiàn)更大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，增強(qiáng)用戶的使用體驗(yàn)，同時(shí)也可以降低用戶的部署本錢。該公司目前已經(jīng)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴，在北京順義等地部署了基于ZigBee技術(shù)的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)試點(diǎn)。

飛思卡爾半導(dǎo)體作為注重環(huán)境保護(hù)、進(jìn)步能效技術(shù)以創(chuàng)造友好生存方式的企業(yè)，近年來(lái)在自動(dòng)控制領(lǐng)域也不斷提供新的產(chǎn)品，例如8位、16位和32位微控制器，電容式近間隔傳感器ZigBee/IEEE802.15.4收發(fā)器，數(shù)字信號(hào)控制器和嵌入式微處理器等，全力支持環(huán)保設(shè)計(jì)，幫助用戶不斷降低本錢，縮短產(chǎn)品的面市時(shí)間。由于ZigBee/IEEE802.15.4協(xié)議定義了每個(gè)節(jié)點(diǎn)的MAC(介質(zhì)訪問(wèn)控制)地址，因此可以關(guān)聯(lián)到固定的GPS(衛(wèi)星定位)點(diǎn)，以確定電表的位置。采用ZigBee協(xié)議的一個(gè)最大上風(fēng)是可以部署網(wǎng)狀網(wǎng)，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，用路由器而非人力實(shí)施抄表。

第四節(jié) 水氣暖三表集抄系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)、難點(diǎn) 分析

計(jì)數(shù)直讀表與位置直讀表互有優(yōu)缺點(diǎn)，兩者的技術(shù)實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)是在電子難度與機(jī)械難度方面進(jìn)行了交換。計(jì)數(shù)直讀表的實(shí)現(xiàn)難度是電子方面的低功耗和抗干擾性；位置直讀表的實(shí)現(xiàn)難度是零件精度和安裝精度。

由于電子技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是低功耗、高電磁兼容能力的芯片技術(shù)的一日千里的發(fā)展已經(jīng)使2～3年前有難度的問(wèn)題變得輕易解決，而且是低成本來(lái)解決。由于內(nèi)部采用無(wú)干擾的電池供電，只要在硬件方面采取有效的隔離措施，軟件方面采用冗余校驗(yàn)的方法，計(jì)數(shù)直讀表的可靠性是完全值得信賴的。目前已有企業(yè)開(kāi)發(fā)出了能夠嵌入表內(nèi)的計(jì)數(shù)抄表模塊專門用于遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表。

相對(duì)來(lái)講位置直讀表的諸多缺點(diǎn)是很難解決的，如進(jìn)位時(shí)的檢測(cè)盲區(qū)是原理性問(wèn)題，而外部再加一個(gè)設(shè)備，一方面系統(tǒng)復(fù)雜了，另一方面同時(shí)也帶來(lái)了電子實(shí)現(xiàn)難度。機(jī)械精度提高帶來(lái)的成本提高是相對(duì)大的。市場(chǎng)上的諸多位置直讀表已經(jīng)由于精度達(dá)不到要求出現(xiàn)了很多問(wèn)題，而且當(dāng)某位出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)在短期內(nèi)是難以識(shí)別的。

第五節(jié) 水氣暖三表集抄系統(tǒng)未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

遠(yuǎn)程抄表需要投入大量的人力、物力和財(cái)力，GPRS自動(dòng)抄表系統(tǒng)將成為新世紀(jì)比較普及的自動(dòng)抄表系統(tǒng)之一。

GPRS自動(dòng)抄表系統(tǒng)工作原理：中國(guó)移動(dòng)GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無(wú)線IP連接。在移動(dòng)通信企業(yè)的GPRS業(yè)務(wù)平臺(tái)上構(gòu)建電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸具有可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點(diǎn)，而且設(shè)備安裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單。GPRS電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)由位于電力局的配電中心和位于居民小區(qū)的電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)組成，利用中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)有的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)，電表數(shù)據(jù)通過(guò)中國(guó)移動(dòng)的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展傳輸。

居民小區(qū)的所有電表首先連接到電表集中器，居民用戶的用電數(shù)據(jù)由復(fù)費(fèi)率電表通過(guò)485傳到電表集中器，電表集中器通過(guò)RS232口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端連接，電表數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)協(xié)議封裝后發(fā)送到中國(guó)移動(dòng)的GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至配電數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線連接。

由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)配置固定的IP地址，各個(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用GPRS模塊和該主機(jī)開(kāi)展通信。

電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)位于居民小區(qū)的資訊中心，居民用戶的用電數(shù)據(jù)由復(fù)費(fèi)率電表首先通過(guò)RS485接口通過(guò)雙絞線連接到位于小區(qū)資訊中心的電表集中器，電表集中器再通過(guò)RS232接口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端相連。通過(guò)GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器對(duì)數(shù)據(jù)開(kāi)展處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GSM網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送至電力企業(yè)數(shù)據(jù)中心電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的實(shí)時(shí)在線連接。

電表集中器通過(guò)RS485接口直接連接到電表上，既可支持單個(gè)電表，也可以同時(shí)支持多個(gè)電表，實(shí)現(xiàn)對(duì)電表參數(shù)的采集、存儲(chǔ)、預(yù)處理或并將采集到的電表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到配電中心；同時(shí)，電表集中器還可將配電中心發(fā)送的遙控指令傳給電表控制模塊，對(duì)電表開(kāi)展控制操作。

配電中心服務(wù)器申請(qǐng)配置固定IP地址，采用省移動(dòng)通信企業(yè)提供的DDN專線，與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連。由于DDN專線可提供較高的帶寬，當(dāng)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求。配電中心服務(wù)器接受到GPRS網(wǎng)絡(luò)傳來(lái)的數(shù)據(jù)后先開(kāi)展AAA認(rèn)證，后傳送到配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)，通過(guò)系統(tǒng)軟件對(duì)數(shù)據(jù)開(kāi)展還原呈現(xiàn)，并開(kāi)展數(shù)據(jù)處理。配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)可開(kāi)展業(yè)務(wù)管理和計(jì)費(fèi)管理，對(duì)電力數(shù)據(jù)開(kāi)展校驗(yàn)、計(jì)算、存儲(chǔ)、 分析 、管理等，可對(duì)異常情況開(kāi)展告警，同時(shí)對(duì)用戶使用情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證電力局的合法收益。

電表集中器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)空中接口功能模塊同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)開(kāi)展解碼處理，轉(zhuǎn)換成在公網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的格式，通過(guò)中國(guó)移動(dòng)的GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展傳輸，最終傳送到配電中心IP地址。由于GPRS通信是基于IP地址的數(shù)據(jù)分組通信網(wǎng)絡(luò)，配電中心計(jì)算機(jī)主機(jī)配置固定的IP地址，各個(gè)電表數(shù)據(jù)采集點(diǎn)采用GPRS模塊和該主機(jī)開(kāi)展通信。

GPRS無(wú)線電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)具備如下特點(diǎn)：①實(shí)時(shí)性強(qiáng)。由于GPRS具有實(shí)時(shí)在線特性，可很好的滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求；②可對(duì)電表設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。通過(guò)GPRS雙向系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)電表設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)整、開(kāi)關(guān)等遠(yuǎn)程操作；③建設(shè)成本少低。由于采用GPRS的無(wú)線公網(wǎng)平臺(tái)，只需安裝設(shè)備，無(wú)需專門布線；④集抄范圍廣。GPRS覆蓋范圍廣，在無(wú)線GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以完成對(duì)集抄的控制和管理；⑤數(shù)據(jù)傳送速率高。GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在40Kbps左右，完全能滿足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求；⑥通信費(fèi)用低。采用包月計(jì)費(fèi)方式，運(yùn)營(yíng)成本低。

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