远程抄表系统原理与应用

1、远程抄表系统原理与应用远程抄表监控系统原理与应用四川恒芯科技公司 邓承先第一章 概 述自动抄表(automatic meter reading - amr)系统是指利用传感技术、自动掌握技术和计算机网络技术自动读取和处理城市居民用户的水、电、气表计数据,并将该信息加以综合处理的系统 。自动抄表技术精确而便捷,不但能进步管理部门的工作效率,而且还适应现代用户对用水、用电、用气缴费的需求。随着电子技术特殊是通信技术的飞速进展，人们开头用新的理念，新的方法来解决自动抄表问题，其主要方式有专线方式、公共信道方式、无线方式等等。2004年6月30日，国家发布了jg/t 162-2004住宅远传抄表系统

2、数据专线传输国家标准，为住宅远传抄表的定义、功能、技术指标等有了明确的规定，极大的促进了住宅远传抄表系统产品的标准化。1、当前表端猎取数据方式人们知道，要将机械表转换为数字表，都必需将机械转动的角度角位移转换为可计数的信号。最原始的转换是利用机械触点开关以形成脉冲。在上世纪八十年月，光电技术逐步普及，得到了广泛应用。在抄表系统初级阶段，用得较多的是光电二极管和光敏三极管，包括可见光和红外光，其应用方式有穿透式和反射式。光电直读是近几年出现的读取表端数据的形式之一。其根本原理是将字轮按角度编码，通过光电读出该字轮所处位置的数字。光电直读最大的优点是不必长期供电，只在读取数据供电即可。但是，其构造

3、冗杂，易受水、油、气等污染，从而造成读表数据不精确。表端最重要的问题是解决信号增量必需和机械转动保持一一对应关系，特别牢靠。正由于各个自动抄表系统生产商各自解决表端方案不完全一样，在市场上反响的效果也自然相异。2、信号传输产生的问题信号传输的方式许多，有线、无线。在每种方式中，它的拓扑构架，它的通信协议等都挺直影响到它的通信质量。就当前技术进展程度，绝大多数远程抄表系统采纳了有线方式，或局部有线方式。有线方式初期建立投资大，工程难度大，但是通信质量较好。但是由于近年高层建筑增多，高级住宅增多，布线工作面临新的问题，除了工程难度以外，用户满足度就很难解决，特殊是已住用户，要在室内打墙凿孔，很难做

4、到户户满足。在住宅小区内布线，也会影响小区的人文景观，在一般状况下，小区物业管理和业主是不允许破土或空中架线的。无线传输通信近几年进展较快，特殊是433mhz频段开放以后，许多制造商都把这一技术优势引入自动抄表系统中，有的企业甚至挺直引进西方兴旺国家已作成数据采集传输一体化的成品模块，但涉及到信号链接、组网等许多问题，用法起来并不抱负，推广很难进展下去。gprs技术是当前自动抄表系统中的热点，它的优势是借用了中国挪动通信现成的通信平台，不需要用户自己维护和管理。但是，gprs通信设备生产商许多，有的系统虽然选择了gprs，却没有选择到一独特能优良的gprs，或对gprs参数设置没有到达最正确状

5、态，使数据传输质量不高，效率不高，挺直影响到自动抄表系统的工作效率。3、系统平台进一步优化中心掌握软件和工作平台是自动抄表系统的核心局部，它打算了系统的平台是否高效、牢靠和应用自如。十多年来，自动抄表系统经过科研机构和企业推动，工程技术人员的努力奋斗，获得了长足的进步，全新的自动抄表系统方案已经成熟，并逐步在市场上得到推广和应用。其次章燃气远程抄表系统的总体设计概要一、燃气远程抄表系统设计的总体准那么关于燃气远程抄表系统设计的根本原那么是国家建立部2004年12月1日开头施行的jg/t162-2004住宅远传抄表系统 数据专线传输行业标准。在产品的设计时，必需重点考虑以下几个方面。平安性：燃气

6、表大局部装在室内，由于基表膜式煤气表制造缘由或管道安装出现纰漏，煤气泄漏不行小视，要求抄表系统中的远传表采集器必需杜绝引发火星的可能性，保证居民人身财产平安。精确性：数据采集过程，数据传输过程，必需保证数据的牢靠性，在停电状况下，数据不能丧失。牢靠性：从数据采集器到监控中心，涉及多个环节，多种设施，每个运行设备、存储设备必需要平安牢靠。一次抄表胜利率：抄表胜利率是衡量抄表系统牢靠性和效率的重要标记。环境适应性：环境适应性包括系统工作的气候环境和抗干扰环境，在冬季与夏季温差达60摄氏度环境下，在湿度90%环境下必需牢靠工作，在电源干扰、外界射频干扰、静电干扰条件下能平安牢靠地工作。系统自检功能：

7、抄表系统涉及面广、量大、分散，系统必需有自动诊断功能、断线报警功能，便利系统的修复。二、系统的工作原理远程抄表监控系统用法器远传燃气表来实现用气量的采集和计量。采集数据时，采集器通过rs485/mbus总线通过远传表内的表头采集器采集用气数据，并处理和存储，然后采集器通过无线数传模块把数据上传至集中器。集中器的主要功能是搜集每个采集器上传的数据，处理后通过gprs/cdma上传至抄表系统监控中心，在需要抄表的时候，由监控中心的计算机发出采集指令，采集器收到指令后向全部的采集器转发采集指令，表头采集板收到采集指令后推断是否是发给本终端的指令，如是那么把表头采集板上存储的数据传回监控中心，从而实现

8、远程抄表。同时，监控中心对所返回的数据进展分析，如是断线报警等异样报警信息，那么发出报警信号，如是抄表数据，那么把数据存储到数据库中，通过对历史数据的分析比拟，推断是否有用气不正常等可疑用户，如有那么发出报警信息，从而完成监控中心对用户表数据的采集和监控任务。三、系统组成构造及主要功能1、系统组成燃气远程抄表监控系统的总体构造主要分为三层:第一 层 ：实现燃气表数据采集的数据采集子系统;其次 层 ：主要实现远程数据通信功能的通信子系统;第三 层 ：对燃气数据和各层设备施行监控管理的监控管理中心。2、远传燃气表通过对机械式燃气表进展改装，装备燃气表头采集器的方式。3、采集器每个采集器可通过rs-

9、485/mbus总线采集、存储燃气表的数据信息。同时检测燃气表是否异样，接收和转发指令。4、集中器实时、定时采集并存储下属的采集器数据；侦听通信子系统的通信恳求信号，与通信子系统进展数据传输、转发指令。5、监控管理中心软件完成下发抄表、掌握指令；完成实时、定时燃气抄表任务，存储 、管理燃气数据；实现自动收费、打印报表、图表分析等功能；对各层状态监控，对异样大事进展处理。第三章系统主要设备的原理与应用一、集中器集中器主要由gprs通讯单元、监听线程单元、数传模块单元和主控程序组成。其主要功能包括两个方面，一是下发抄表监控指令抄表、监控、校时等，二是汇合各个采集器的数据和状态信息。集中器的工作原理

10、在远程抄表系统中，硬件的拓扑为树型构造。监控中心为系统的根端，然后是集中器、采集器、远传燃气表，远传燃气表是这个树型系统的末梢。监控中心支持的集中器到达1018个，每个集中器支持的采集器为60个，每个采集器支持的远传表为256个。集中器的功能是接收监控中心的指令，其中包括数据采集、校表、校时、开阀、关阀等等。集中器接收到指令以后，识别后将指令送到采集器，通过采集器下到达各自所属的远传表，执行完毕之后，采集器将各表状况汇总后返回给集中器，集中器将搜集的信息返回给监控中心。由于集中器远离监控中心，与采集器也有数百米的间隔 。在详细工程上，集中器到监控中心通讯之间，那么采纳gprs/cdma公共通信

11、平台，在集中器与多个采集器之间，采纳了无线通讯一点对多点的原理和方法，采纳开放的无线频段数传模块。集中器每隔肯定的时间，自动向各采集器发出抄表指令，把返回的数据预存到集中器的sdram存储器中，当集中器收到监控中心的抄表指令后，挺直从sdram中取出数据，发往监控中心，这样可以大大缩短抄表时间及抄表胜利率。二、采集器采集器的功能和集中器是相像的，它的上端是集中器，下端是与rs485/mbus总线连接的，在总线上可以连接256个远传表。对于下端，可以看成是一个集线器。和集中器所不同的是，采集器的上端是数传接口，通信的对方是集中器；采集器的下端是有线接口，按rs485/mbus接口和协议与多个远传

12、表通信。采集器在规定的时间内，采纳轮询的方式，逐一向每个远传表发出指令，远传表收到属于本表的指令，按指令属性执行抄表数据上报或执行其它掌握指令。采集器收到远传表返回的数据，按表的编号挨次全部保存。当采集器收到集中器指令后，将轮询结果的最新数据返回给集中器。同时，采集器负责实时接搜集中器转发下来的监控中心的指令，并准时发送到燃气表头采集器的执行单元，如有断线等异样状况，准时发送到集中器，由集中器转发到监控中心，从而可实现监控中心对用户表的实时监控。三、燃气表头采集器燃气表头采集器是远传燃气表的一个关键部件，远程抄表系统必需解决的问题，就是要保证前端表头数据的精确性。燃气表头采集器内具有传感装置，它的根本原理是在磁场阵列的作用下，使磁敏元件产生开关动作，从而将机械转动转换为脉冲信号。微处理器是表板的核心器件，对其它各局部都有掌握作用。rs485/mbus总线接口是表板与系统总线连接的门户，进出数据的必经之路，一旦损坏，表板就不能与采集器通信了。电机阀驱动接口作为一个执行单元，在微处理器的指令下完成开阀或关阀的功能。计数脉冲转换接口识别传感器送来的脉冲信号，完成增量计数。在市电掉电时，由系统的自备电池供电