远传水表选型浅析--李海鹏

第一篇：远传水表选型浅析--李海鹏

浅析远传水表的选型问题及对策

总工程师办公室 李海鹏

摘 要

远传水表可将水表的读数转换为电子信号，并传递到上位机系统，降低劳动强度，避免人为因素引起的误差，有助于用水数据、指标等的分析。本文根据公司拟对重点大用户水表实现数据远传的工作安排，依据《城市供水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景目标》，为各种远传水表的特征进行分析，为公司开展自动化抄表工作提供理论和实践的参考。关键词：远传水表 选型

一、引言

目前，公司服务区域内有大用户806户，其中需要重点监控的大用户260户左右，并且随着运城市经济的增长、公司市场的拓展，大用户数量还在不断增加，公司正在推行的“住宅小区一户一表改造”，势必造成部分水表安装于高层住宅楼上。所以，目前以人工抄表为主的计量方式已逐渐不适应公司的发展。

为解决人工抄表时间跨度大、不利于技术指标分析、增加人力资源的耗用等问题，稳步推进供水管理自动化，应选择合适的远传水表为公司的发展服务。

二、各类型远传水表性能比较分析

目前市面上的远传水表种类很多，各种水表的模/数转换手 段、数据处理方式、电源类型、数据收集方法、数据传送方式均不相同。对各类型远传水表进行对比，选择出近期符合“重点大用户用水数据远传”，远期符合“住宅小区一户一表改造”使用的远传水表。

（1）模/数转换手段

要实现水表读数的远程传递，需要先将水表的读数转换为便于远程传递的数字信号。在市面上，有通过在字轮上加钢珠，用霍尔传感器实现的；有通过在叶轮上加磁铁，用韦根传感器实现的；有在字轮侧面安装簧片，通过电位差实现的；有在字轮的侧面涂黑白标志，用光电传感器实现的。

通过比较，只有在字轮的侧面涂黑白标志这种模/数转换方式，不会给原机械计数系统引入质量不可忽略的元件，也不会新增摩擦阻力和电磁阻力。所以，模/数转换手段应选择在字轮的侧面涂黑白标志，用光电传感器实现。（2）数据处理方式

包括远传水表在内的“三表（水、暖、气）”，目前采用两种数据处理方式：累积计数和直接读数。

在现场应用中累积计数方式存在以下缺点：

1、对电源要求高

累积计数的传感器必须时刻保持工作，所以对电源的可靠性、容量等要求都很高。

2、对硬件的要求高 累积计数的数据存储量大，现场需要大容量、可读写次数多的存储器；传感器每次计数都必须准确，否则造成累积误差；电路要防止受到雷电、电压波动、电磁干扰等的影响。

3、抗扰动性能差

传感器无法判断叶轮或字轮的正反转，均以被检测对象通过检测区引起电平变化计数。水表扰动可能造成数据的严重误差。

4、维修、校正工作量大

系统采取的是连续工作制，故障率高；在每次维修、校正或断电后，需要对所有的电路重新强制输入表盘上的数据。

而直接读数的方式，只记录读数时的数据，对元件要求低；电路不连续工作；出现错误影响面小；维修量小。

故应采用直接计数的方式。(3)电源类型

电源分为市电型、电池型和无源型。

1、市电型电源可以为电路提供充足的电能，然而这种电源的工作依赖于小区供电质量，不宜使用在对电源可靠性有要求的设备上；与物业的联系增多，不利于统一管理；市电型电源内部电力电子器件多，耗能。

2、电池型电源供电可靠；整个系统相对封闭，有利于管理；但电池的设计寿命为3—5年，且无可充电类型的，增加了后期投入。

3、无源型电源不受供电质量的限制；无后期投资；在能满足 系统工作的前提下，应优先考虑无源型电源。

在选择电源上，应改进电路，争取使用无源型电源；如果只是短期的实验活动，也可以采取电池供电；慎重选择市电型电源，如选择，必须不能和对供电质量有要求的电路配套。（4）数据收集

数据收集分为分散式和总线式。

1、分散式数据收集要求一表一条线一个端口，这样增加了布线的难度，增加了维修点，限制了集中器的容量。

2、总线式数据收集所有的表共用一条数据总线，布线少，占用端口少，一条总线最多能接入255个节点。

所以，对多用户使用远传水表时，宜采用总线方式进行数据收集。

（5）数据远传

目前将集中器的数据抄收到主机的方式有人工、GPRS、CDMA、电话、宽带等多种。其中人工抄收是指通过抄表员定期使用手持设备去现场将数据抄录出来，再上传到主机；GPRS和CDMA均为定期通过无线网络将数据传输到主机；电话抄录是通过电话网通知集中器，收集并上传数据；宽带远传则是利用宽带网传送数据。

在确定住宅小区用水时变化系数和“一户一表”改造试点实验时，由于范围小，可依靠公司现在技术和设备力量，使用GPRS方式远传；随着“一户一表”改造深入而设备投入达不到要求时，应采用人工抄收；条件成熟后，使用或租用通信网络实现数据的 自动定期远传和个别水表的监控。

三、结论

综上所述，远传水表宜采用无线传送的光电直读水表。其中，“住宅小区一户一表改造”须实现数据集抄，集抄电路宜选用总线型的；重点大用户水表实现数据远传的大水表因经常需要发送信号，它的传输部件应为有源的。

参考文献: 【1】《运城市供水公司供水流量仪表选用规定》；运供水技字【2007】14号

【2】《智能水表的发展现状》；王丁磊，吴 杰；《计量装置及应用》。

【3】《大口径远传水表在营业管理中的应用》；周宝君，李 兵；中国供水节水报

【4】《浅谈如何选择远传水表》；潘 柯；中国供水节水报

第二篇：远传水表解决方案

远传水表解决方案

一． 系统建设概述

1.项目背景

根据国家节能减排总体要求，在确保用户正常供应使用的同时，通过管理措施、技术措施、经济措施、再生资源的综合利用等手段，不断加强人民群众用能节能管理，通过节能监管体系建设，逐步推进指标化管理和节能改造。采用我司的远程集中抄表系统进行管理，对小区住户用水进行实时监控，可以及时了解住户用水情况，对用水故障进行及时的排查，提高用水效率。

2．系统概述

远程集中抄表系统是一个由远传水表、数据采集终端和服务器构成的计算机应用系统。其中，水表与数据采集终端通过有线（M-bus）通讯方式相连；数据采集终端与服务器一般通过无线（GPRS/CDMA）方式相连。

整个系统可实现对住户用水数据的自动抄读、设备的监测巡检等功能，并能对数据进行存储、处理、分析、发布，实现居民用水监测、用水统计分析、阶梯水价管理、漏损分析等功能。该系统的实施与应用将有助于提高自来水公司管理水平和服务质量，同时也为整个社会的能源管理自动化提供有力支撑。3.建设效益

 消除估抄率、根治错抄率、避免漏抄率，提高抄表数据的准确性、可靠性、实时性；

 费用的通知与收取：通常执行现场逐户抄表的抄表员在抄表的同时还兼有通知或收取费用的任务。实行自动抄表后，此类任务可由强大的银行联网系统或会计电算化系统和银行卡工程承担，同时可以辅以电话语音查询系统、电话短信自动催费系统等辅助手段；

 用水价格调整实行联动机制，同时可实行阶梯水价，促进水资源的合理、节约利用；

 节约了人工成本。以前抄表需要大量人力，时间，现在采用远程抄表系统，每月统计一次只需要不到半天时间，提高了抄表工作效率，且准确率达到了100％；

 管理水平明显提高。由于实行微机管理，避免了人工抄表造成的人为误差因素，提高了计量的准确率；能及时对用水情况进行综合分析，制定有针对性的工作措施；避免上门抄表收缴费用的困难和打扰居民的现象，同时可以对欠费的用户随时分户关断。

二． 系统总体设计

1.系统整体架构

远程抄表工作站采用B/S架构系统结构，系统具有表计数据抄读、集抄设备维护、用水营销管理等功能。 方案-有线远传抄表: 系统由水表、集中器和管理中心计算机组成了三级网络，并进行计量数据的三级储存，系统结构拓扑图如下：

说明：

 光电直读水表通过M-bus总线与集中器进行数据通讯；

 集中器下行通过M-bus总线抄收水表数据,上行通过GPRS方式上传数据到 系统主站。每台集中器可接256台水表；

 该方案适合应用水表出户且集中安装的情况。

2.系统软件建设

(1)软件架构

基于B/S架构的基础数据管理模块、运行管理、查询分析、远程开关阀、收缴费等模块结合在一起，构建一体化系统平台，满足不同客户的实际需求。

(2)系统特点

 模块化的平台设计，B/S架构，技术先进，稳定可靠  界面设计清新典雅，操作简洁，易维护 

计费系统业务流程设计严谨、高效、安全

 系统支持IC卡预付费、远程自动抄表等多种业务需要

系统同时支持Oracle和SQL Server两种数据库

 带下行RS485MBUS小无线载波通讯和上行GPRSCDMA以太网通讯的集中

器

 支持多种缴费方式：支持窗口现金支付、终端机自助缴费、移动POS机充值

和网上缴费等方式(3)系统功能

1.基础数据管理

实现对基础数据的管理，主要完成建立用户表计档案、建立集中器、设定水费单价等功能。

 表计报装：报装、批量报装(导入)

 表计档案维护

 表计日常管理：换表、拆除

2.方便进行集中器新装、更换、拆除，可远程对时、重启、升级集中器，尽量减少去现场

 表计运行监测：实时监测表计运行状态，记录故障信息，查看当前表码、表计工作状态和阀门状态，并按图表方式进行显示。

 故障监测: 实时监测表计和集中器上报的故障，产生报警信息。

3.收费管理

实现水费抄核收工作全过程的量化监管和控制，保障抄表收费及资金安全，确保费用准确全额回收。 发布抄表表码  表码复核

 现场复核单打印  手动录入  退费  退补  账务管理

 可直接打印/补打销售发票  发票格式可根据客户要求定义

 收费模式：日结月扣模式，支持预付费与后付费

 收费方式：营业厅缴费、走收、POS机刷卡、网银支付、手机缴费、第三 方支付等



多手段催费：手机短信、语音催缴、打印催费通知单等

4.催费管理

 支持欠费自动关阀，缴费开阀的整体流程  提供了短信/语音催缴服务

 可批量打印催缴单张贴到小区或住户门口  欠费自动关阀、费自动开阀  特例用户、节假日不关阀

5.统计报表

所有报表均可导出excel或直接打印，可根据客户要求定制。 收费员收费日报汇总 – 明细/汇总  营业厅收费汇总报表 – 明细/汇总  用户帐户余额统计表  用户费用分项统计表  收费项目分类回收率 

收费项目分区回收率

三．方案产品简介

1.无源光电直读干式远传水表

 概述

光电直读水表由高精度机械水表内嵌光电直读模块和M-BUS数据通讯模块，在正常机械计量的同时，可以通过总线供电，且不失真抄读机械表盘示值。光电直读水表安装简便，可以迅捷的将计量表计和通讯线路连接到一起，平时无需供电，抄表时通过总线供电，使用安全可靠。

 功能特点

 支持M-BUS通讯方式；支持CJ/T188-2004扩展规约。 可通过远程或本地信道关断阀门。

 采用新颖的4位光电直读技术，从编码源头上解决了光电编码直读表的读数

临界误读问题，确保任何时间的实时读数均与水表机械示数一致，无需内置电源和备用电源，不会因停电、网络故障而丢失数据。

 通过自主技术，解决了对射式光电直读技术存在的液封气泡干扰和液体浑浊

导致的数据跳变问题。 采用光电对射采样，没有机械接触和机械动作，不受管道或其他因素引起的 震动影响而产生的故障；没有使用磁性元件，不受铁磁物质干扰；无需内部电池，不受电池寿命制约。 布线施工，安装简便、施工成本低、调试简单。

2.集抄器

 概述

集抄器通过M_bus总线与各个住户内的水表相连，通过半点或者整点采集用户的用水量，并将数据传送到集中器内。

 功能特点

 通过YL-600模块实现与集中器的自组网  有整点/半点抄表两种模式设定

 布线施工，安装简便、施工成本低、调试简单。

3.集中器

 概述

集中器通过无线与集抄器自组网，并将集抄器收集的数据传输给GPRS-DTU，在每一个小区内安置一个集中器即可满足所有集抄器的连接

 功能特点

 具有硬件时钟，时间误差≤0.5s/d  具备远程通信功能，可采用GPRS或以太网进行远程数据通讯；

 定时抄表功能：按规定时间间隔进行抄表，并将抄表数据进行保存；  随抄功能：可根据系统主站命令抄读表计实时数据；

4.GPRS-DTU  概述

DTU的主要功能是把远端设备的数据通过无线的方式传送回后台中心，即将无线集中器的数据发送到自来水公司的服务器，实现数据的无线远传。

 功能特点

 通过移动的数据网将本地采集的数据传输到服务器，免去了传输线的铺设，大大降低了施工的难度

 内置SIM卡，可提供8年的数据流量  内嵌TCP/IP协议

 使用方便、灵活、可靠

第三篇：无线远传水表的分类和应用

远传水表如何分类

按机电转换方式不同分为：实时转换式远传水表、直读式远传水表、脉冲式远传水表无源厚膜直读式远传水表

按翼轮构造不同分为：螺翼式远传水表、旋翼式远传水表 按照计数机件的浸没方式不同分为：干式远传水表、湿式远传水表 远传水表RS485的特性

1.RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL远传电路连接。2.RS-485的数据最高传输速率为10Mbps。

3.RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。

远传水表RS485总线施工要求

在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。市场上一般RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器 远传水表的应用领域

在直读式远传水表逐步克服了工艺难度大、精密度要求高等自身劣势进入成熟期的时候，脉冲式远传水表也早已在产品可靠性、产品工艺性、产品在工程中的应用规范以及用户认知度方面进入了非常成熟的时期。随着自动抄表市场的发展，脉冲式、直读式远传水表将从对立归于统一、从排斥转为互补。将有更多的厂家应市场的需求，左手提供脉冲式，右手提供直读式。直读式远传水表和脉冲式远传水表将在接下来的很长一段时期内各取份额、两分天下，并共享自动抄表市场的美好未来。大口径远传水表的特殊应用

普遍说来，小区、学校等自来水管道是15mm、20mm、25mm等小口径管道。大口径水表一般情况下大都安装在供水公司的总管道、灌溉农田的管道、或者工厂里的管道上，传统方式都采用普通机械式的螺翼式水表或者旋翼式水表。而这种水表一般都安装在地下或者高处，而管理部门或者自己管理时，抄表成了一大难题。有时候需要踩着梯子或者下井抄表，时间长了表玻璃模糊读不准读数而且这种抄表存在一定得危险性。根据小口径的磁卡水表的应用，我国大口径远传水表的应用得到了一定得发展。远传水表就是在普通水表的基础上了加了发讯装置和电子采集模块，在一定得距离内，通过信号的传输与接收，足不出门就能抄表已不是梦想。这样既节省人力又节省时间，而且方便管理。

发展远传水表的意义

当下，越来越多的老百姓家里使用上了水表，比如远传水表、智能ic卡水表等，也有小部分人的思想并没有扭转过来，这一部分人认为，自来水是地球上的，为什么要我们缴费呢？这就涉及到发展使用水表的意义了。今天，我们讲讲发展远传水表的好处是什么？可能很多朋友都会说是为了抄表方便，降低抄表员的工作强度提高效率。不错，这的确是远传水表的基本功能，但发展远传水表并不只是为了这些。

现在我们国家正大力提倡节能减排，节约用水更是一项关系到国计民生重要举措，要想准确体现节能效果就需要有精确地计量方法，而远传水表在这里发挥了巨大的作用。

当一个地区的水资源管理部门安装了智能抄表管理系统和终端设备后，就可以实时的监测到本地区的水资源的使用情况，及时合理的调度安排，避免了无谓的损失和浪费，保护了水资源。再就是安装了远传水表后可以正确的使用水费杠杆调动全社会节约用水的积极性，使我们的节水目标得到可靠保证。

第四篇：远传水表自动抄表管理系统

长沙市悦水信息科技有限公司

远传水表自动抄表管理系统

系统说明

悦水信息科技自主研发的远传水表自动抄表系统，集智能表计、计算机、网络通讯技术于一体，具有实时/定时、定点完成计量表具信息的抄收、存储、查询、统计以及表具控制等功能的自动集抄管理系统。根据客户需求，可拓展实现信息网络化发布和查询、电话语音或短信通知、自助查询、数据报表上传等信息化管理功能。

系统采用三级架构，两级传输模式，智能表计到集中器通过M-BUS总线传输，集中器通过以太网/GPRS传输给数据服务器。智能化管理功能可通过INTERNET、PSTN、GPRS/CDMA、以太网等方式访问服务器数据实现。

集抄的数据通过分析，可组建数字能源管理系统，对某个区域，一栋楼、一个小区至一个城市的能耗进行分析，为节能减排提供决策依据。

系统组成

远程抄表系统采用“集抄数据中心-数据集中器-计量表具”三级架构，由以下几个部分组成：数据集抄管理中心（包括集抄管理软件、服务器设备硬件）、数据集中器、远传表具。

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系统的主要功能

 系统管理

 用户管理：系统管理员或单位管理员的用户具备新增用户、修改用户、删除用户的权限。新增用户可以为新增的用户指定角色、设置初始密码等；修改用户可以修改用户角色、密码等；删除用户可以把已存在的用户账号从数据库中删除。 角色管理：系统角色划分为四类：超级管理员、单位管理员、报装人员、抄表人员。不同角色下的用户具备不同的系统操作权限。

 组织结构

 单位管理：按行政区域划分，各级单位管理员可通过该功能修改所属单位的基础信息，通过录入有效的管控条件来增加管理效率。

 片区管理：按行政区域划分，各级单位管理员可以新增、修改、删除片区信息，通过片区来划分管理区域，可以更加有效管理区域内的设备。

 小区管理：按行政区域划分，各级单位管理员可以新增、修改、删除小区信息，通过细分区域内的小区，可以提高抄表单位的管控效率。 用水性质管理：管理各种用水性质类型，便于计费。 设备报装

 报装向导：功能包括单个仪表报装、仪表批量报装，向导式报装流程，帮助报装人员，一步一步完成设备报装。

 仪表规格管理：功能包括新增、修改、删除仪表规格，支持录入最新仪表规格信息，通过该功能，系统将更有效的进行用水量的统计，异常用水的分析。

 集中器协议管理：功能包括新增、修改、删除集中器协议信息，管理集中器协议。 集中器报装：功能包括新增、修改、删除集中器信息。新增集中器的同时需要录入SIM卡信息。录入完集中器信息之后，在集中器列表中具有以下操作功能：

1、SIM卡管理（修改、更换、充值），修改：实现对SIM卡信息的修改；更换：针对集中器的SIM卡进行更换；充值：对SIM进行充值业务。

2、集中器设置（参数设置、定时上报），参数设置：可以对集中器进行参数初始化、通讯设置、主站IP设置、抄表时间设置，方便对集中器调试；定时上报：新增任务可以对集中器下任意采集器或仪表（单个或多个）设置定时上报任务。

 采集器报装：功能包括新增、修改、删除采集器信息，用来管理采集器设备信息，查看所属集中器，为仪表安装管理接入，提供顶层设备。

 仪表报装：功能包括新增、修改、删除仪表信息，查询仪表安装地址，仪表钢号，所属小区楼栋号等信息，为抄表过程，提供依据。

 SIM卡充值消费记录：查看集中器报装中SIM卡管理—充值业务对SIM卡的充值的记录。

 调试抄表

 集中器调试：功能包括查看抄表记录、集中器参数设置、抄表。查看抄表记录：可以通过检索条件来检索任意表的抄表记录。集中器参数设置：可以对集中器进行参数初始化、长沙市悦水信息科技有限公司

通讯设置、主站IP设置、抄表时间设置，方便对集中器调试；抄表：对该集中下的所有仪表进行抄读，抄读界面采用FLASH动画的形式来展示，最后将抄读的数据保存到数据库。

 在线抄表：功能包括查看、抄表、全抄。查看：可以查看仪表报装的详细信息；抄表：抄表、阀门操作（关阀、半关阀、开阀、半开阀），可以实现对仪表的单抄及阀门操作；全抄：根据勾选的仪表来抄读，可以实现一次抄读多个表数据。 仪表调试抄表记录：根据查询检索条件来查看调试抄表的记录。 阀门操作记录：根据查询检索条件来查看仪表的阀门操作记录。 数据统计

 根据不同的检索条件，对实时生产数据和历史数据进行统计分析，以及对不同时间段的数据或者不同水表终端的数据进行对比分析，对水的调度使用提供参考依据。该模块具有报表、图形分析功能。 营业收费

 包括计费系统（结算方式、费率、费用补贴、帐单日期等）设置；  自动生成每个用户费用帐单；

 分营业部工作人员查询（包括历史缴费分类搜索和统计、当月费用查询、欠费查询和统计等）和终端用户查询（包括历史缴费情况以及当月发生的用能情况和发生的费用情况）来进行分类查询；

 小区缴费和委托银行缴费的缴费功能；

 系统会针对在规定的时间内未缴费，经多次催缴并在规定时间内仍未缴费的用户发出停水通知，并向远传水表终端发出关阀指令，未缴费用根据设置的时间期限，当超过时间期限还未缴费的，就进行计息处理等欠费处理功能。 运行维护功能

 对表计水电气终端的计量、通讯、异常告警、控制、任务等参数设置；

 对表计进行历史数据（日冻结、月冻结、曲线等）、终端的异常数据、任务数据等数据采集并能对计量设备进行点对点读表操作；

 对表计使用状况进行监控和管理的，可以对终端的故障情况进行分类搜索查询，可以对终端运行的可靠性和稳定性进行统计分析，可以根据不同的区域（基地、小区）进行分类统计终端的运行状况，可以动态监控某台表的运行状态，对异常设备进行有效管理等；  管理系统可以接受标准时钟，同时将标准时间逐级下传直到表具，同步整个系统的时间；  系统更换终端设备，或者修改设备关键参数，设计参数的更换维修记录，变更相关参数。

系统的数据传输模式

数据传输（data transmission）就是依照适当的规程，经过一条或多条链路，在数据源和数据宿之间传送数据的过程。也表示借助信道上的信号将数据从一处送往另一处的操作。

远程抄表系统采用二级传输模式：

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1.第一级传输为计量表具与集中器间的固定传输方式，表具和集中器支持M-BUS接口，遵循DL/T645或CJ/T188规约；

2.第二级网络为集中器与集抄数据中心间的数据传输。可根据用户实际情况，以充分利用现有资源并确保数据传输稳定、安全为原则，灵活采用以太网或GPRS接入网络方式。

【注】：M-BUS技术说明

专门用于公共事业仪表的总线结构，称Meter-Bus，简称M-Bus，工作原理是在直流低压电力线上利用调制解调技术进行数据传输。在仪表和集中器上嵌入M-BUS专用芯片，利用专设的两芯线，进行数据传输。具有如下技术特点： ☆ 高速稳定的通讯速率，超远距离的可靠通讯； ☆ 允许串型、星型、交叉等任意接线分支的布线方式； ☆ 使用普通平行或双绞线，无极性二线制安装接线； ☆ 隔离通讯设备，恒流的电流环通讯方式，抗干扰性强；

☆ 具有设备自动登录等功能，可容纳多种设备，预留多种通讯协议，扩展方便； ☆ 通过总线可向从表计供电，极低的静态功耗。

第五篇：无线远传水表及远程抄表(阀控)完整解决方案

无线远传智能水表及远程抄表完整解决方案

目

录

一、引 言......................................................................................................................................................................3

1、概述..................................................................................................................................................................3

2、术语..................................................................................................................................................................3

二、无线远传智能水表及远程抄表系统解决方案...................................................................................................3

1、无线智能水表抄表及抄表方案介绍...............................................................................................................3

2、无线抄表方式..................................................................................................................................................5

3、系统方案的硬件组成及产品描述...................................................................................................................7

4、后台远程抄表系统........................................................................................................................................11

5、后台远程抄表系统的主要功能....................................................................................................................13

6、远传水表系统与自来水公司其他MIS系统的接口.....................................................................................14

三、无线水表远程抄表的实施..................................................................................................................................14

1、项目背景........................................................................................................................................................14

2、无线远传智能水表及远程抄表的实施.........................................................................................................15

一、引 言

1、概述

从20世纪90年代开始，各种智能型水表、水表抄表系统等产品也开始兴起，尽管目前国内的水表种类形式多种多样，但是从发展角度来看，无线远传智能水表是一种必然的趋势，可以节省人力、物力、财力成本，提高抄表的准确度，更可以实现阶梯化收费，有效的利用有限的水资源。

目前我国很多地方采用将水表安装在用户室内，每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，造成很多不必要麻烦。为了有效解决入户抄表收费存在的诸多弊端，提高效率，杜绝拖欠费用。因此耗能表户外计量呼声越来越高，尤其对高层、豪华居住小区，耗能表户外计量是非常必要的，传统抄表方式已经不能适应今后住宅的发展要求。

2、术语

1）无线传输免费抄表频段：470.00MHz-510MHz；

2）LORA直序扩频技术：是高安全性、抗干扰的一种无线序列型号传输方式；利用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。

3）无线远传智能水表：以干式或湿式水表为计量基表，加装具有远传发讯输出计量数据的自来水计量装置，接收无线抄表主设备（如：无线集中器或抄表机）的抄表指令发射数据。

4）点对点或一点对多点的自动集中抄表：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、设置的抄表方式。

二、无线远传智能水表及远程抄表系统解决方案

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用低频窄带（频段：470MHz-510MHz)的微功率无线通信技术，利用目前最稳定可靠的直扩频技术，保证水表的通信距离一致性；水表数据经过无线集中器采集后利用现在成熟的GPRS／CDMA/3G/4G公网无线通信传输到后台抄表系统，成本便宜，通信稳定，技术成熟。

以直序扩频的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、自动完成水表数据的抄取、控制、数据存储、查询、月结、抄表结算、收费结算、报 3 表打印等各项功能，将采集的数据进行分类处理。1)可实现预付费，降低管理成本。

2)用户短信提醒功能（剩余金额达到下限值，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，无线水表的一致性好。5)加密协议,保证数据安全性。

6)高速的数据通信,远程集中抄表速度很快，抄取一只水表的数据所用时间≤1秒，在水务行业中，无线远程抄表速度是最快的，用时最少。

7)无线水表的基表与电子部分是采用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，解决抄表困难，不需要布线，施工简单便捷；完全适用于新小区项目及无法布线的旧城老小区改造项目。

9)后台系统每天自动抄表一次，一次性抄表率在99%及以上。

产品方案优点主要表现在如下几个方面：

1)改变了传统的人工抄表→计费→收费→催费管理模式，降低了管理费用，减少了漏抄、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的私密性和安全性。

2)能够采集并处理数据，对数据进行初步加工，是构建物联网的源头，能满足现代生活需要。3)智能水表及系统可以实现对被测对象的实时监控，在管网漏损控制方面改变传统的四处逐一稽查的方式，减少人力消耗，提高作业效率值，避免大量浪费行为。

4)与传统水表相比，提高了计量的准确性，为测算耗水量，保证居民用水有效供应提高了可靠的依据。5)实现多种功能，利用“远程抄表系统”对所有用户进行远程抄表、远程开关阀、信息查询、信息反馈、信息提示、信息处理及控制等。利用后台系统软件完成数据存储、用量、报表、打印、故障检测，实现各种费用的单独计量、统一收费等一系列工作。

6)防水、防冻：确保产品在北方的冬天能够正常使用，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年内有更换电池的风险。 维护方便：确保产品安全，免维护。 抄表数据准确：确保抄表方便，减少抄表成本；数据精准，确保机电读数一致，不会发生漏抄或者少抄的情况。 降低成本：性价比高的同时，完全省去因施工和维护而产生不必要的人力成本、时间成本、财力成本。

2、无线抄表方式

无线抄表方式

（一）：

现场手持式手机APP抄表：

抄表员拿上手持机，通过手机APP按照表箱或区域抄表，这种方案成本最低，水司只需像安装普通表一样，安装完水表就可以抄表，抄取数据后可直接上传数据到后台软件系统，这个方式特别适合分散居民水表或小城镇及农村地区。

系统拓扑图如下：

抄表方式

（二）：

通过后台远程抄表系统自动抄表：

水司只需像安装普通表一样安装好无线远传智能水表，在每个居民小区的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可以抄取整个城市的水表数据，且远程抄表系统每天自动抄表一次，实时掌握每户水表的当前数据、历史数据，居民水表集中的小区最适用这种远程抄表方式。

系统拓朴图如下：

3、系统方案的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)精确计量：计量准确、精度高，保证机电读数一致； 2)水表防水、防潮设计：各关键部件经过多重防水处理； 3)防锈功能：水表阀门定期自动开关，防止阀门锈死；

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,保证产品使用六年以上； 5)高灵敏度无线通信，保证通信传送距离远，直序扩频无线通信技术，空旷通信距离≥1000m；

6)基表与远传电子装置要求采用分体结构，方便拆卸及维护，基表更换时，远传电子装置能够重复使用。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代码标准规定IP68的等级；

8)远传水表具有数据存储功能，并能够对系统运行情况进行实时检测； 9)抗攻击功能：水表采用了高可靠的传感器，具有很强的抗磁攻击能力； 10)远传水表具备电压检测功能，能够及时监控远传水表电量情况； 11)整体电路采用工业级高容量锂电池供电，电池使用寿命>6年； 12)

能够保证潮气侵袭，确保远传水表可在潮湿环境中正常工作； 13)能够远传采集的数据准确率100%；

14)

水表具有自动纠错且多重备份的数据编码技术，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的相关标准及规范文件：

GB/T 778.1-2007 冷水水表和热水水表（第1部分：规范）GB/T 778.2-2007 冷水水表和热水水表（第2部分：安装要求）

GB/T 778.3-2007 冷水水表和热水水表（第3部分：试验方法和试验设备）CJ/T 188-2004 户用计量仪表数据传输技术条件

3.4 智能无线壳里的无线表端模块

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，保证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：采用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、具备无线远传功能的无线智能抄表设备，它可以直接对表、集中器操作实现对表的数据实时通信和阀控。3.5.2无线抄表器参数

无线模块组：采用LORa扩频技术，用于抄取水表数据 射频发射功率：<20dBm 与表通信距离：可抄取20层以上高楼的水表数据 蓝牙模块：蓝牙4.0 电源：可充电8000mA锂电池

手机APP抄表软件功能

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.设置功能

3.6 无线集中器

3.6.1产品描述

本产品综合了先进的移动通信技术，32位RISC嵌入式软硬件平台、实时嵌入式操作系统、高性能的嵌入式数据库、自主知识产权的微功率无线通信组网技术，具备远程抄表、数据存储、主动上报等功能；使用简单、运行稳定、维护方便、可靠性高、存储容量大、开放性好、性价比高的特点。

3.6.2无线集中器功能

1)接收后台抄表系统的指令，进行对水表的各种操作，转发GPRS接收到的命令信息发送到表端

2)接收到表端的数据信息发到后台管理系统 3)每天自动抄取水表数据

4)保存每月每天的历史数据，数据包括:当前流量,电池电压,反转流量,报警参数 5)能远程抄取单只水表的数据

3.6.3 硬件电气参数

1）集中器与水表的通讯距离≥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）根据经验一般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的B/S结构设计，WEB登录方式，人性化界面，友好的人机交互，操作简捷。

具有用户权限管理、水表档案基础数据维护、抄表业务管理等功能

云平台系统、数据安全可靠，大型数据库运用，对外数据接口灵活

结合国内自来水公司管理流程，利用大数据云计算、移动互联网技术技术，实现自来水公司自动抄取各区域居民用户的水表数据。

适用自来水公司以抄取水表数据、营业收费为核心的抄表系统软件

系统自动抄表、远程控阀、抄表数据查询及统计、数据分析、各类报表输出等功能，是真正做到DMA分区计量的远程抄表系统软件。

5、后台远程抄表系统的主要功能

5.1 档案管理

 对应多地址、多表具的用户档案管理

每个用户有唯一的档案信息记录，而每个用户记录又可以拥有多个地址信息记录，而每个地址信息记录又可以对应多个表具信息记录。 远传抄表的集中器设备管理；

按照地理的区域分布和安装设备的所属关系，建立区域信息记录，然后建立所属此区域的集中器信息记录，手持机抄表的小区、楼栋的分组档案管理；

 按照实际抄表员的管理区域建立抄表分组信息记录，然后建立所属此抄表分组的小区信息记录，再建立所属此小区的楼栋信息记录。

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的中表具的当前数据上传，由于读取集中器中收集到的表具数据，不会影响到表具的使用寿命，却可以及时的得到用户的使用情况。 远程批量单表的实时数据抄表；

对于指定用户，不仅可以直接读取表具的定时定量数据，还可以读取表具的当前实时用户数据。 自动远传的集中器数据抄表、单表实时数据补抄；  为减少每个费用期间抄表人工操作，提供了对所有表具的自动抄取功能，系统根据设置的抄表时间，自动对表具进行抄表。



实现预付费、阶梯水价功能。

 远程集中器参数设置；为方便现场的工程调试和后期的设备维护管理，提供了远程集中器的参数设置功能。

 远程下载集中器管理的用户表具档案参数信息；为减少工程调试中的表号设置，提供了按照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将用户档案的下载和手机APP抄表后抄表数据的上传。 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的现场，提供直接读取集中器中的表具数据；对现场没有集中器，可以直接读取用户表具数据的方式。

5.3 表务管理

 用户地址、水表信息相关查询

查询用户、地址及水表信息的开户、销户、修改、装表、换表等操作。 抄表设备信息查询

查询水表、集中器的设备及归属信息。 水表日常状态监控、查询

查询用户水表的用量、电池电压、表具状态、信号强度等信息。

 水表数据的查询、统计、分析

全部或单个小区的所有水表或单只水表的历史数据、当前数据的查询、某一时间段的用水量统计、分析等信息。

6、远传水表系统与自来水公司其他MIS系统的接口

6.1 EXCEL文件接口

自来水公司MIS系统提供接口和数据格式，将抄表数据及用户信息以EXCEL文件方式上传到自来水公司MIS系统，是目前最通行的做法，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的WCF通信服务接口，通过通信服务接口的开发，将远程抄表功能直接集成到MIS系统中。

6.3 定制数据接口

原有MIS系统仅提供了数据的导入导出格式，而且MIS系统没有后续开发扩展能力。

先通过远传水表系统对用户信息、表具信息、设备信息进行管理，再通过远传水表系统进行远程GPRS/CDMA方式抄表或手持机人工抄表，再根据MIS系统的接口标准，生成指定格式的接口程序或数据。

6.4 后台系统安全

 私有协议化的通信数据；  点对点的公网接入模式；

 通信服务的采用接入授权方式；  通信服务与数据库的隔离保护；  功能模块操作权限的分配；  操作用户的登录授权；  操作系统的软件防火墙；  操作系统的硬件防火墙；

三、无线水表远程抄表的实施

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，用水量在逐步增大的情况下，历史遗留的问题给自来水公司的管理带来诸多不便，老旧小区管网需改造，智能化改造变得越来越重要。

北方地区由于冬季严寒,水表需要防水防冻，随着抄表到户,自来水公司使用的产品多样,较多老旧小区水表安装到屋内,使抄表员抄表带来诸多不便,抄表难的问题就变得很严重.由于历史原因,已经使用了形形色色的多种水表,老旧小区以机械水表为主，有些老旧小区的机械水表已经超期服役。

以IC卡水表为主的小区，无法统计每一个用户的实际用水量，产销差严重，无法实现阶梯水价，由于IC卡水表高功耗需经常更换电池和控阀的问题，导致老百姓不能正常用水，根本不能满足目前信息化发展的 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的应用，新建多层楼房不是框架结构，而是砖混结构，没有管道井，布线相对不容易，建议使用无线远传水表。

以上几种水表存在形式，但对于自来水公司来讲，无论哪个方案，必须做到：

1、后台收费系统必须兼容，任何厂家的数据必须能进数据库

2、所有的表必须能实现阶梯收费，而且结算日期一样，冻结日期一样

3、所有系统必须做到维护容易，故障已排查，自来水公司能简单维护。

2、无线远传智能水表及远程抄表的实施

1）实施前的准备

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的实施

2.1安装无线水表：

自来水公司安装无线远传水表跟装普通机械表一样安装。

2.2 建立水表档案：

按照自来水公司的无线远传水表装表单填写无线远传水表信息，形成无线远传水表的电子档案表格批量导入远程抄表系统；由自来水公司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：

根据现场环境的不同：1栋楼或多栋楼装一个无线集中器。

2.4 现场调试：

可通过远程抄表系统远程调试，也可现场通过手机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 2.6 收费：

与自来水公司的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。

通过以上实施流程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APP抄表，现场装有集中器的小区，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。

杂庞大的工程；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。