自动抄表系统的发展与展望

第一篇：自动抄表系统的发展与展望

自动抄表系统的发展与展望

一、概述：对供电部门和用户来说，人工抄表收费一直是一大难题，而人工收取电费到底难在何处呢？第一，难入户。现在的用户大多不希望被人打搅，而且抄表工作只能在早、晚居民休息时间进行，因而使收费的成功率很低，有时一户需反复多次上门才能收齐电费；第二，人工工资支出高。如1万户电力用户，抄表人员约45～70人，年费用近100万元。随着城市的扩张，抄表员人数及薪资同步增加；第三，抄表工作劳动强度大：由于高层楼房的普及，使抄表成为劳动强度较大的工作。

二、自动抄表系统的发展历程：基于以上所述的手工抄表的弊端，只有依靠现代化的自动抄表系统来解决，而自动抄表技术的应用经历了从原始到现代的发展过程，主要分为以下几个阶段：

1、从20世纪90年代早期至中期，这一阶段自动抄表系统的数据传输方式主要是485总线、电力线载波自制总线。这几种方式都存在各种不足之处在于：485总线过多的分支造成维护和使用过程中很不方便，通讯可靠性较低。电力线载波，抄表很不连续，能连贯传输数据的系统很少。而这时期的采样方式主要采用脉冲采样和机械采样。系统结构形式主要是：脉冲表＋集中采集器。在协议方面都十分简单，基本只是几条命令。由于电源处理方面的问题采集器多数为外臵式，集中采集，以便降低成本。地址多为单字节。以上各种自动抄表方式工作都不是太理想，个别的有较大的误差。

2、从1997～2001年，采样方式多改为磁敏传感，传输方式则以485为主流。485方式下的分支问题则使用集中器、HUB解决，此种方式可以较好地正常运转。关于系统结构，多数厂家用增设集中器来解决用户增加的问题。电磁兼容成为这一时期系统的设计难点，因为电表存在瞬时功率脉冲和平均功率脉冲的不同步的问题。位臵识别法在这一时期也有较广泛的应用，因为机械位臵识别的方法有较好的电磁兼容能力，无需电子存储数据，同时也就不存在因为干扰造成数据突变的弊端。也不存在UPS电源供电的问题。识别位臵的方式主要有电阻式、红外反射式、条码识别式等等。这种方式对于机械加工及装配精度要求较高，生产过程中成品率较低，而且在读数需进位时读到的数据产生混乱或错误。

3、从2002年至今，主流模式是数码表。完善集中抄表系统主要有几大难点：①设计时无统一标准，基本都是各自为政，使产品的普及存在难度；②调试时只靠人为的标识来区别线路，施工中轻易造成混乱；③系统开发商和厂家脱节。由于表的供给商和系统的供给商分离，现阶段对于表具没有统一的标准可以遵循，系统的质量和表具的质量都是良莠不齐，经常出现互相扯皮的现象，影响用户最后的使用；④由于系统环节繁多，导致系统出问题的点比较多，又由于采用集中采集的特点一个地方出现问题可能会导致一大片出问题，因此问题很多。比如，ups电源故障，可能会导致若干个采集器无法计数，可能就有好几十户或者上百户人家需要重新抄表。

三、直读表的优势：在这种情况下，直读表应运而生。这种表区别与以往的表的特点是读出的就是数据，而不再是脉冲，相当于把流量计和积算仪集成到一起。因此也有人将它称之为“数码表”。直读表分为两种，分别是脉冲计数式数据远传表和机械位臵识别式直读表。这两种表均比以往的分线制集中抄表系统有很大的优越性，但它们互有优缺点。

1、脉冲计数式数据远传表：脉冲计数方式的数据远传表，实际上是将数据采集模块和远程通讯模块集成到表内，将脉冲计数值记录到表内，外界需要读取表读数时，接通通讯电源，按照通讯协议发出读数命令即可读取数据。这种表具一般提供485接口或M-Bus接口，在生产制造时，已经将初始值设定完毕。一般情况下不再需要设定初始值。计数远传表优点：电路结构简单，价格比较便宜；对原表结构改动小，不要求有很高的机械精度，安装精度要求不高，因此成品率高；体积小巧，非常轻易嵌入表内；可以记录完整的表头示数，甚至超出表头示数。计数远传表的缺点：内部有电源供电，电源的寿命是否能够满足要求成为质量的关键；对于电路的抗干扰性能要求较高。

2、机械位臵识别式直读表：机械位臵识别式直读表是在机械计数器字轮上安装位臵表征元件，在字轮的缝隙中安装位臵读取电路，还有数据处理单元和通讯单元。当外界需要读取数据时，接通通讯电源，按照通讯协议发出读数命令即可读取数据。位臵直读表优点：平时根本无需电源，不用担心电池寿命问题；理论上可与机械计数器同步，无相对误差；理论上抗干扰性好。位臵直读表缺点：电路结构复杂，元件多，电路部分体积较大，成本较高，嵌入表也较困难；对原表结构改动较大，精度要求高，安装精度要求高，因此精度成本高，成品率低，长期应用故障率高；在字轮处于进位状态时，有读数盲区，这时读到的将是乱数，需另一个集中器经常读取数据，系统之外的设备访问时实际读取的是集中器中的数据；为了降低成本，一般只在3个或2个低位字轮上安装位臵检测单元，其它高位数据还需要外部设备如集中器或上位治理机进行识别处理，并仍然需要设臵初始值。

四、总结：

1、通过上述比较我们发现，事实上计数直读表与位臵直读表互有优缺点，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；位臵直读表的实现难度是零件精度和安装精度。

2、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。

3、相对来讲位臵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。市场上的诸多位臵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。

4、目前自动抄表厂家已经熟悉到，表具必须具备直接输出数据的功能，系统采用总线制结构。分线制系统已逐渐被淘汰。GPRS自动抄表系统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。在移动通信公司的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GPRS/GSM网络，电表数据通过中国移动的GPRS/GSM网络进行传输。R>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臵固定的IP地址，各个电表数据采集点采用GPRS模块和该主机进行通信。电表数据采集点位于居民小区的信息中心，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信息中心的电表集中器，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臵嵌入式处理器对数据进行处理、协议封装后发送到GSM网络，通过GPRS网络传送至电力公司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，对电表进行控制操作。配电中心服务器申请配臵固定IP地址，采用省移动通信公司提供的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进行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进行还原显示，并进行数据处理。配电中心计算机主机可进行业务治理和计费治理，对电力数据进行校验、计算、存储、分析、治理等，可对异常情况进行告警，同时对用户使用情况实时监控，保证电力局的合法收益。GPRS/GSM移动数据传输网络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进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输，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臵固定的IP地址，各个电表数据采集点采用GPRS模块和该主机进行通信。

5、GPRS自动抄表系统的优势：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治理；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的需求；⑥通信费用低。采用包月计费方式，运营成本低。

6、结语：对于电力部门来说，远程抄表需要投入大量的人力、物力和财力，给收取电费造成极大的不便，而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。

论述人：雷芸

第二篇：自动抄表系统中通信方案的现状与展望

自动抄表系统中通信方案的现状与展望 引言

自动抄表系统，简称AMRS（Automatic Meter Reading System），是一种不需要人员到达现场就能完成抄读用户消耗电能的智能化管理系统。近年来，这一技术在国内外应运而生，而且发展非常迅速。为加强用电管理，提高供电效益，使其适应市场经济需要，供电部门实行电度表自动抄表的用电的监控需要，供电部门实行电度表自动抄表和用电的监控管理是非常必要的。因此，自动抄表系统（AMRS）将是未来发展的主要方向，这对于提高电力部门的管理水平和经济效益无疑有着十分重要的意义。配电网中的自动抄表系统是用电营业管理自动化的一个重要手段和组成部分，它的最终目的是：自动、集中、定时地抄录各用户的用电量；按用电的峰、平、谷时间和季节自动高速复费率去核算每个用户的电价；通过银行向各用户自动完成转帐收款、电费结算、打印收据；为电力部门提供有效的电网运行参数。该系统的实现是迈向配电自动化的第一步，并有助于提高电力系统用电管理的现代化水平。现有方案的构架及特点

我国的电能计量方式采取的是一户一表制，这就决定了抄表系统主要具有如下两个特点：其一，系统数据采集点多，成千上万，数据量大；其二，系统是一个覆盖面很广的通信网络（采集点具有分散性）。目前的远程抄表系统的通信信道主要包括用电管理中心与集中器的通信信道和集中器与采集器的通信信道。一般来说，几乎所有AMRS系统的整体都采用分布式体系结构。这种体系结构分上下两层：上层（用电管理中心与集中器之间）数据的采集采用星型结构；底层（集中器与采集器之间）数据的采集采用总线型结构。

2.1 上层星型通信方案

星型通信系统是以安装在供电局管理中心的系统工作站为中心点，以发散的形式分别通过通信信道与分散于各台变区域的集中器连接，形成1对N的连接形式。在这种方式下，信道的通信数据量较大，要求有一定的传输速率和带宽。根据信道的介质可分为光纤、电话线和无线三种模式。

2.1.1光纤通信网

光纤通信具有很多优点，如频带宽、传输速率高、传输距离远，以及高抗干扰性等特点，非常适合上层通信网的要求。因为光纤本身难以实现T形连接，不能实现总线结构（除非采用光纤环网技术），因此特别适合于星型连接。由于目前星型连接节点造价高，安装费用也比较高，在ARMS系统中无法采用。随着光纤技术和网络的发展，不久以后在ARMS系统中借用其它现有光纤通信网进行上层通信将是一种很好的选择。

2.1.2电话线网

由于电话网在城镇的迅速普及，利用现有的电话网进行数据通信也是一个经济有效的方案。利用电话通信，只需在数据集中器和管理中心主机各加装调制解调器（Modem）即可，其通信速率可达2.4kbps、9.6kbps甚至56kbps。主机对集中器的呼叫可通过拨号由交换机自动完成，也可以租用专线，但费用较高。租用电话线方式进行数据通信时，线路续接（包括呼叫应答等）时间较长，通常需几秒到几十秒。这一方面使得管理中心无法对用户实时监控；另一方面当集中器数目N较多时，租用电话线路多，其租用费用也很可观，因此不适合大容量系统。

2.1.3无线通信网

利用无线电波进行无线通信，对于范围广、布局分散的集中器进行数据通信，是一种较好的选择。其特点是传输频带较宽，通信容量较大（可达几千台），通信距离长（一般几十公里，还可通过中继站延伸到更远）。在进行通信时，管理中心主机控制无线电台发出呼叫命令，各集中器收到命令后进行地址对比，如正确则发出应答信号，完成数据链路的建立，然后进行数据通信。使用这种通信方式，安装调试方便，主要缺点是需申请频点使用权，如果频点选择不合理，相邻两个信道会产生相互干扰。一般情况下，小型无线电台的通信速率较低，常用600bps或1200 bps，且设备及安装成本较高，所以这种通信方式的使用场合有一定的限制，多用于大用户电力负荷的无线电监控及用电管理系统中。

2.2底层总线型通信方案

总线型通信系统是为克服星型连接的不足而采用的，这种方式以一条串行总线连接各分散的采集器或电度表，实现各节点的互连。这种方式下，信道上节点较多，传输速率不很高（与通信介质有关），传输距离短，不超过2000 m，因此一般用于底层电能数据的采集。常用的模式有低压电力线载波通信、RS-485网和仪表总线等。

2.2.1 RS-485网

EIA RS-485是CCITT标准化V.11/X.27兼容的平衡式电气特性标准。该标准采用集成电路，在一对平衡的互连电缆上传送差分信号，在接收端用差分接收器进行信号判决。这种接口是具有抑制共模干扰的能力，因此抗干扰性能很好，信号发送频率最高可达10MHz。在使用双绞线，信号速率小于100kbps时，传输距离可达1200m。RS-485接口在一个通道上可进行半双工通信，所以只需两根线便可双向通信，并可方便地构成一点对多点或多点之间的相互通信网络，一般使用双绞线作为网络总线。总线上挂接的节点个数因选用的接口驱动芯片而异，最多可接128个节点。对要求较高的系统可考虑选用带光电隔离的、抗雷电及抗静电放电的冲击的收发器，在进行系统设计时应综合考虑这些因素。

2.2.2低压电力线载波通信

利用低压电力线作为AMR系统的底层数据通道运行成本低，无疑是非常经济的方案。在发送数据时，发送器先将数据调制到一高频载波上，再经过功率放大后通过耦合电路耦合到电力线上。信号频带一般为50~300kHz，峰峰值电压不超过10V，因此不会对电力线路造成不良影响。此高频信号经线路传输到接收方，接收机通过耦合电路将高频信号分离出来，滤去干扰信号后放大，再经解调电路还原成二进制数字信号。低压电力线载波通信网的系统结构同RS-485系统结构，采用总线结构。在同一变压器区域下，一个集中器采集若干个采集器或电度表的数据，构成一个总线型图。但是，利用低压电力线作为传输信道还存在许多问题。

首先，电力线上的干扰非常大，特别是在用户线路上。例如：用户家用电器、开关电源等产生的高次谐波，各种用电设备的通断产生的瞬时脉冲干扰，各种大功率开关器件的开关产生的宽频谱的驻波干扰等等。因此，如何抑制干扰，提高通信的可靠性是首要考虑的。其次，不同地方的线路特性可能完全不同，使用线路的种类及线路上的负荷情况都会对高频信号在电力线上的传输特性产生很大的影响。即使是同一段电力线路，其传输特性也会随各种电力负荷的投切而改变，所以通信设备的稳定性和适应不同线路的能力也很重要。当前市场上应用于电力线上的调制解调器一般是基于移频键控（FSK）调制方式的，由于传输速率低（一般不超过2400bps），而且抗干扰性能差、传输距离短，所以基本上已经被淘汰，而被广泛使用的是扩频调制解调器。扩频系统分发端和收端两部分，收端可简化为调制和扩频两个模块。在发送端，信号首先对某个载频进行调制，调制器输出的窄带已调信号再送及扩频器进行二次调制，输出的信号为宽带已调信号。由于扩频器是利用一高速伪随机码（PN）序列对发射信号调制，因此获得的输出信号的谱密度大大地降低了。接收端由解扩和解调器构成，在接收端，利用与发端相同的伪码序列对收到的扩频信号进行解扩（扩频的反变换）处理，还原成窄带已调信号，窄带已调信号再经过解调器后原始信号就解调出来。由于扩频信号带宽与窄带滤波器带宽之比越大，信噪比就越大，所以扩频通信是以宽带宽换取高信噪比，并提高通信的抗干扰能力、增强通信的隐蔽性的。因此这种调制方式将是低压电力线载波通信的发展方向。

第三篇：自动抄水表系统现状及发展动向

自动抄水表系统现状及发展动向

前言

自动抄水有系统是利用当代微机技术。数字通讯技术与水表计量技术完满结合，集计量、数据采集、处理于一体，将城市居民用水信息加以综合处理的系统，使自来水公司及物业部门从根本上减少人工上门抄表的繁杂劳动强度。准确而便捷的收费系统，既 可节省人工又可减少供水部门与客户之间的纠纷，它不但能提高管理部门的工作效率，也适应现代用户对用水缴费的新需求。当前水自动抄表系统产要有四大类型：

＠智能卡水表（不联网，不抄表，通过预付费管理用水）

＠分线制集中抄表方式（多户表数据通过分户线分路连接至抄表器抄表器再组网至小区监控电脑并通过电话网到城市用水监控中心）

＠总线制智能抄表方式（水表上直接安装采集模块，可联网抄表或单独抄表，组网方便）

＠无线发射式水表（不联网，远程无线发射与接收）现状

一）智能卡水表

智能卡水表是在当今智能卡技术与市场迅猛发展。单个智能卡及单个刷卡机性能价格比日益提高的特定时期应运而生的，居民须在自来水公司指定售卡点预购水后刷卡方能使用。它具有限量用水。解决用水收费纠纷的功能，这是其它三种抄表方式及普通水表上门抄表方式所不能比拟的，并且智能卡水表如同普通水表，无需敷设线管及线路维护，安装方便。维护简单，另外智能卡水表单表自带采集、电源部分、电磁阀（电动阀）控制、由智能卡读入可用水量。其技术实现比较简单，容易 消化。因而正在投入和正打算投入智能卡水表开发的公司很多，有些己形成一定规模。

认真分析其技术因素和消费者心理因素，智能卡水表主要存在下列问题：

1、智能卡水表未联网使得每户水表在使用中带有某种私有特性，若有住广故意用假卡（智能卡被破译、伪造）或改动表体使计数装臵失灵或不准，对此自来水公司和物业公司难以监控，造成利益损失；再次，因无法确知各表用水量使得自来水公司对用水量的统计、供水调度和均衡都较为困准。

2、电动阀（电磁阀）若不能正确、严格开闭，智能卡水表也失去控制用水量的意义。

3、水损无法平摊，未抄表到户的楼盘其物业公司难以接受。

4、国外发达国家不提倡智能卡水表发展，原因是他们认为不应该让居民因为一时未缴水费而失去使用最基本的水资源的权利。二）分线制集中抄表方式

分线制集中抄表方式是我国现今自动抄表系统的主要模式。分线制集中抄表方式的基本原理大致相同，即由采集器定时顺序采集来自多路分线连接的水表信号并进行数据处理，存储各采集器之间采用总线制连接，最后连接至计算机，其典型特点是各户表通过分户线连接至采集器位臵。目前国内市场上各抄表开发系统的公司多用此型。

分线制集中抄表模式单纯从技术上讲较成熟，也节约成本（多户表共享一个采集器），但从实际情况看：分线制刺集中抄表模式存在如下缺点：

1、由于一次水表的信号是通过户线穿越较长距离到达采集器，中途仟何一个环节出现疏漏都将使采集器采集不到数据，而敷设分户线不仅使安装任务繁重，也存在许多隐患：短线、断线。错综夏杂的线路更使行维护工作困难重重。

2、采集器均安装于现场，需专业人员调试系统并定期巡视维护、专业队伍日益“壮大”，维扩费用也相应剧增。

3、分线制集中抄表模式的风险不仅以是各表风险的简单累加。如果采集器掉电或出现其他严重故障则会使该采集器上的所有户表数据丢失，集中抄表的风险无法有效分散，与测控系统强调的集中管理、分散控制的分布式设计思想相违背。三）总线制智能抄表方式

总线制智能抄表系统开发由来已久，只是由于单表内设单片机和后备电源，成本较高，推广普及较慢。

然而国外几家大水表公司如英国ABB公司。德国MEILEK公司及以色列ARAD公司凭借雄厚的资金和在市场中己有的一定优势，大规模使用总线制智能水表。由于规模效应，这些公司定做了一体化芯片（将采集、存储传输电路集成于一体、掩模为一块专用芯片）、制作固件并装配到表体上。

总线制智能水表由于采集计数工作单元均装配在智能水表内并密封，水表的数据采集、处理、存储、等基础工作全由智能卡水表本身完成，手抄器或电脑不参与底层数据采集，仅进行通讯联系，消除了外界因素对计量的影响。另外因智能水表引出的总线通、断不影响单表数据采集和保存（仅影响本人数据的读出），也不影响其它水表数据的读出，即使本次读数时该表总线出现故障，只需重新挂接好总线，无需重新臵数，水表的真实读数仍可继续读出，其安全性、稳定性是比较可靠的。

由于各农输出的总线只需挂接，可以减少分线制抄表方式大量烦琐的布线、系统调试任务以及后期使用过程中线路、系统维护等繁重劳动强度，也方便高层次设计如网络结构的设计、与其他系统（如安防、照明、空调、消防）共享开放式网络的设计，进而为用户提供完善、综合的配套服务。四）无线发射式水表

英国ABB公司开发的无线发射式水表，除安装常规数据采集、处理、存储模块外，另设臵无线发射装臵，通过远程接收装臵接收信号，此种水表不需敷设线路和线路维护、安装方便。由于单表设臵无线发射装臵，表体

费用高，加上占用频点需长期交付一定的租用金和管理费，这种水表我国可能暂时难以接收。

智能卡水表，分线制集中抄表模式、总线制智能抄表模式。无线发射式水表性能与价格情况可见表一。

发展趋势

随着楼宇自动化的迅速发展，自动抄表 系统、远程监控报警系统、家居安防系统都将是楼宇智能化系统不可缺少的一部分，正在被越来越多的现代建筑所采用。如何设臵合适的平台，使楼宇基础设施无“缝隙”地将数据网及控制网连连接起来，能体现优良的综合性。互操作性。方便实际现场安装维护的一体化智能系统将成为今后一段时期内的热点。系统的各类管理和控制设备均经网络连接在一起，彼此之间通过相互协作实现数据通讯和信息共享。而各类模块则提供标准的I/O驱动程序和通用网络变量，系统随组态变化提供相应算法等程序库，通过绑定建立输入输出变量与I/O口之间的联系，经下载建立程序，系统不再局限于资源的多少并依赖于特定的物理环境，工程人员则根据实际情况灵活配臵满足现场特殊要求。

第四篇：GPRS电力远程自动抄表系统解决方案

GPRS电力远程自动抄表系统解决方案

-厦门四信通信科技

第一部分 概述

随着工业自动化的发展，在原有的人工手动抄表中已经发展到远程智能抄表，通过现有的网络智能化的从远端把需要的数据采集到一起，那么，在很多必须无人值守的设备或监测点，不适合搭建有线通讯网络。若采用光纤或电台的方式实现无线通讯，不仅设备投入耗资巨大，而且不适应移动的需要。

随着新一代移动通讯业务的产生和全面投入，无线移动数据通讯的应用也越来越广泛。安全的数据传输和永远在线特点，配合按流量收费的资费方式，使GPRS通讯在工业控制、环境保护、道路交通、商务金融、移动办公、零售服务等行业中的应用具有无可比拟的性价比优势。采用GPRS无线通讯网络的移动IP通讯，既可独立作为数传通道，也可作为已经架设光纤、数传电台等方式的辅助手段。

GPRS远程抄表系统是厦门四信通信科技有限公司和系统集成商合作开发的基于GPRS技术的用电管理自动抄表系统。它由电度表、F2103 GPRS IP MODEM(GPRS DTU)、采集器及中心服务器组成。采集器实时采集用户的用电数据，通过GPRS网络把数据汇集到服务器。具有采集数据快速准确，能快速生成用电统计分析,交费单据等特点，与传统的人工抄表、电话线抄表相比，极大地提高了效率。

本系统除了准确、实时抄表外，还提供了设备管理功能，如告警：开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载告警等；控制：对欠费用户进行拉闸等。并提供停电数据保护功能，在停电48--72小时内仍可抄表和监控。本系统结合联通公司的短信平台，在告警时，可根据具体内容发短信给相关的管理人员。

本系统提供丰富的接口，可与电业系统的MIS系统链接或进行二次开发。

抄表软件系统数据库为ORACLE数据库，运行于WIN98/2000/XP、NT的操作系统，易于使用。软件所能管理的用户数量没有限制。

第二部分 项目分析

本系统由电度表，采集器，F2103 GPRS IP MODEM传输终端，带系统软件的主站组成。手持终端是本系统的补充，在系统出现意外时进行人工抄表。2.1系统组成

2.1.1 电能表： A）三相有功无功多功能表，有功0.5级、无功2级，具有RS485通讯接口，电力部DL/T645通讯规约。或者使用：B）三相有功复费率表，有功1级，具有RS-485通讯接口，电力部DL/T645通讯规约。

2.1.2 采集器：采集器主要特征如下：采用24个I/O口，可带24户电度表，停电数据保护，带后备电源，停电后仍可抄表。

2.1.3 传输终端： 传输终端采用厦门四信的F2103，实时永久在线，内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈，透明传输，同时支持RS232和RS485，支持多种工作模式，支持虚拟数据专用网。2.1.4 中心软件系统：基于ORACLE数据库的抄表软件，用户数量无限制，安全可靠，运行和处理速度快，功能丰富完善。2.2 系统总架构

多个电表通过RS485通信接口把电表数据传到采集集中器上，采集集中器通过RS485通信接口和四信通信的IP modem（F2103）连接，远程数据中心服务器可以使用APN专线或普通ADSL等作为网络接入。当F2103通过GPRS网络连接到远程数据中心服务器主机，建立透明数据通道后，采集终端产生的数据只要送到串口，F2103就会把收到的数据原封不动地发送到数据中心服务器主机；同时服务器主机下发的命令通过通道传输到F2103后，F2103通过串口送到采集终端，从而实现了数据双向透明传输。系统拓扑图如下图所示：

2.3系统功能

（1）设置电能表的参数，读取各种计量和管理数据；（2）抄表数据的统计、查询、备份、报表、图表生成；（3）厂站管理；

（4）自动抄表、定时上报、实时查询等；（5）掉电数据保存；

（6）瞬时量数据的综合处理；

（7）系统数据备份、存档和向外输出数据；（8）历史数据事件记录功能；（9）实时报警；

（10）根据线路上的表计关系计算线路损耗；

（11）可提供多路模拟量、开关量输入，实现开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过压告警、过流告警、过载告警、倾斜或移动报警等其他功能；（12）远程控制断电功能；

（13）采集的参数丰富，如：a.当前、上月、正向有功、反向有功、无功四象限的总及尖、峰、平、谷四费率电量；b.正向、反向、有功、无功的最大需量及最大需量发生时间；c有功功率、无功功率、三相电压、三相电流、功率因数；d失压累计次数、失压累计时间、集抄器停电起止时间等；e单位时间负荷曲线、三相电流曲线、三相电压曲线、有功功率曲线、无功功率曲线、功率因数曲线。

第三部分 项目架构实施 3.1 传输模块与采集终端连接

四信的F2103无线传输模块同时支持RS232/485接口，可通过RS232/485与终端通讯。本系统采用的是485的接口方式。F2103和采集器的接线线序如下：

3.2 数据中心网络接入方式分析 1.APN专线接入

中心采用APN专线，所有点都采用内网固定IP，客户中心通过一条2M APN专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接，在GGSN与移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。

为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。用于GPRS专网的SIM卡才能进入专网APN，防止其他非法用户的进入。

用户在内部建立RADIUS服务器，作为内部用户接入的远程认证服务器（或在APN路由器内，启用路由器本地认证功能）。只有通过认证的用户才允许接入，用以保证用户内部安全。

用户在内部建立DHCP服务器（或在APN路由器内，启用DHCP功能），为通过认证的用户分配用户内部地址。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。

中心采用APN专线接入的方式，在实时性，安全性和稳定性表现优异，适合于安全性要求较高、数据点比较多、实时性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下之最佳组网方式。

2.ADSL拨号连接（动态公网IP地址）

中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网动态IP+DNS解析服务的。客户先与DNS服务商联系开通动态域名，IP MODEM先采用域名寻址方式连接DNS服务器，再由DNS服务器找到中心公网动态IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS服务商。此种方案适合小规模应用。

3.通过固定公网IP连接

中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网固定IP服务的。此种方案先向INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务，中心有公网固定IP的。IP MODEM直接向中心发起连接。虽然申请固定IP费用比较贵，但其运行可靠稳定，组网方式简易方便，深受广大用户的青睐，一般推荐此种方案。

3.3 无线数据传输方式

传输设备采用F2103，其功能齐全，性能稳定，简单易用，它是一款工业级别的无线传输终端，已经广泛地应用在各种各样的工业，金融场合。

终端设备和传输设备连接好后，设置好各种通讯参数，工作模式后，在传输设备F2103中填入数据中心的地址和应用程序的端口号。这样当终端设备数据传给传输设备F2103，F2103就会把数据透明地传输到中心。终端设备支持多种中心模式（主备中心，多中心），多种激活模式（电话，短信，数据），多种工作模式（TCP，UDP，telnet等），方便用户组网和各种系统需求。心跳包机制，注册包机制，数据帧可控，重连机制等多种机制不仅保证设备实时在线，而且稳定可靠，同时方便客户根据现场的情况，来设置各种传输参数，进而达到最佳效果。

3.4 数据中心软件平台构建

抄表系统的核心部分是系统软件，它遵循DL/T645部标通讯规约，并有扩展性。

具有GPRS无线模块的中心端软件建有多种方式，对于传入数据的方式的不同，我们提供不同的软件来帮助客户快速地实现中心端的数据接收和现场设备的管理。目前四信提供三种方式的中心接口：

首先是对于组态软件，目前很多组态软件厂家已经集成了四信通信的驱动了，可以直接配置使用；其次对于原本是读串口的程序，为了兼容原来的系统而不做开发工作，我们提供一个虚拟串口软（TCP2COM）；最后是对于想开发自己独有的数据中心软件的客户，会提供一个动态链接库及四信公司的测试版数据中心软件，不仅开放源码还全程协助客户进行自己数据中心软件和功能的开发。客户可能通过动态链接库快速开发一个灵活的，稳定的，功能齐全的终端管理和数据交互的中心软件。如下是该系统的中心站软件：第一个图式web界面的，第二个图是用VB开发的中心站。

在系统安全方面，本公司除了采用大型、多用户的ORACLE数据库、系统对用户实现分级授权管理和提供防火墙功能及完善的数据备份功能外，对网络无线数据监控中心还提供了安全技术解决方案，以确保数据安全可靠。

三．设备的特点和参数 1.电能表

DTS866型三相四线电子式有功电子式电能表，使用在供电部门、工厂、企业、商业、农业的动力、照明设备的有功电能计量。用于计量频率为50Hz的交流三相有功电能,并电量采用计度器显示，读数直观便于抄表,本仪表可扩展红外和RS485通讯功能，为三相电能测量提供先进、可靠的计量工具。本仪表符合标准DL/T 645-1997《多功能表通讯规约》和GB/T 17215.321-2008《1级和2级静止式交流有功电度表》。

2.F2103通信模块

F2103 GPRS IP MODEM采用高性能嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台，内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈。为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种协议转换的虚拟专用网络。针对网络流量控制的用户，产品支持语音，短信，数据触发上线以及超时自动断线的功能。同时也支持双数据中心备份，以及多数据中心同步接收数据等功能。公司产品已广泛应用于金融，水利，环保，电力，邮政，气象等行业。

它具有丰富的软件功能：

1.智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线。2.支持RSA，RC4加密算法 3.支持虚拟数据专用网（APN）

4.透明数据传输与协议转换，支持多种工作模式 5.支持数据中心动态域名和IP地址访问 6.支持双数据中心备份 7.支持多数据中心

8.支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接。9.支持短消息备份及告警。10.多重软硬件看门狗 11.数据包传输状态报告。12.标准的AT命令界面 13.可以用做普通拨号MODEM 14.支持telnet功能。15.支持远程配置，远程控制 16.通过串口软件升级

17.同时支持LINUX和WINDOWS操作系统

四．总结

GPRS电力远程抄表系统采用厦门四信通信的F2103 GPRS传输终端，实现了实时在线，永远在线，稳定可靠的数据传输。在成熟的GPRS网络上构建无线数据网络，使在电力远程抄表实现无线数据传输的成本和技术大为降低。而且厦门四信通信的F2103 GPRS传输终端工业级设计，组网灵活，安全可靠，实时在线的特点很适合运用在电力行业。

第五篇：供水领域自动抄表系统简介

长沙市悦水信息科技有限公司

供水领域自动抄表系统简介

随着国内供水行业“一户一表”的不断推进与实施，供水企业从保证供水发展到优质供水和优质服务。水表数量的剧增，必然导致抄表员工作量的日益增大，传统的人工抄表模式很难满足当今市场需求，因此，迫切的要求我们供水企业从传统的人工抄表过渡到数字化传输抄表。采用智能化自动抄表技术来提高抄表的工作效率和服务水平，已经成为供水行业的共识。

自动抄表系统根据供水行业的特性，然后结合当今数字通讯技术﹑数据采集处理技术于一体，将城市用水信息加以综合处理的系统。系统主要由远传水表、采集器、集中器、数据服务器、主站系统构成。具备以下几大特点：

1、自动抄读水表数据；

在无人值守的情况下，实现预定时间对远传水表进行数据采集，然后将所采集到的数据通过GPRS无线网络上传给主站系统，最后主站系统实现对水表数据的存储、统计等。自动抄读数据实现足不出户便能掌握用户的用水数据，大大提高了整个供水行业的工作效率。

2、自动分析用户表用水情况；

系统通过提取用户水表用量及特征值，自动进行综合分析，监控用户表的运行情况，并报出可能存在异常现象的用户表。在用户表出现故障的情况下，及时将故障用户表上报给供水企业。无需定时上门对用户表进行检修便能掌握用户表的运行状况，大大的提高了供水企业的服务效率和质量。

3、短信催缴水费；

由于用户自觉缴费意识不够，多数城市仍面临催缴水费难的问题。当用户表预存水量低于系统设定的某个限定值时，系统会给用户登记的手机发送及时缴纳水费以免影响用水的提醒短信。提醒用户及时缴纳水费避免遭受停水之苦，同时，也解决供水企业上门催缴水费的困难。

4、对用户水表实行阀控操作；

针对部分用户长期拖欠水费不缴纳的情况，供水企业可以采取关阀停水的措施来强制用户缴纳所拖欠的水费。当住户欠缴水费超过系统设置的某个限定值，同时多次催缴水费未果的情况下，供水企业可通过系统对该用户水表进行关阀停水操作来强制用户缴纳水费。这样很好的解决了用户拖欠水费问题，大大提高了缴纳水费率，保护了供水企业的利益不受侵害。

5、统计历年用水情况

方便供水企业对用户用水情况的监管，通过系统报表数据可以很好监控某个小区或某个区域的用水情况，为有关部分能源决策提供有力的依据。