智能燃气表讲义

智能燃气表讲义第1页/共42页2主要内容1、燃气经营的需求2、智能气表的发展历程及趋势3、智能气表的正确认识及选择方法4、红外燃气表的概念、功能、优势3、红外燃气表的可靠性依存点4、红外燃气表质量及售后服务5、交流、答问第2页/共42页3燃气经营的需求根本需求:及时可靠低成本收费。细化为：1、准确计量抄表、及时收费，保障资金的流转；2、监控气表的工作状态，以便出现异常状况及时采取有效的措施控制异常状况，尽可能降低损失。3、减少人工成本，保障长期经营利益；4、资金运转过程监控，规范相关人员行为；5、标准化管理，提高效益。第3页/共42页41985年美国萤火虫公司开始研制无线电近距抄表，由于安全问题至今都没有推广；1995年我国开始研制IC卡表，经过试用发现控制不准、数据紊乱、易受用户攻击等重要缺陷；1999年纽扣、射频卡、代码、集抄、远传等型式的表试图改进代替IC卡表；2004年红外数传燃气表推向市场；2005年IC卡、纽扣、射频卡、代码、集抄、远传等型式表逐渐退出市场2006年红外数传燃气表开始直接替代其他智能燃气表未来的发展方向：随着网络安全的完善和红外数传燃气表的推广应用，将统一智能燃气表的标准，运用网络平台在线支付。智能燃气表的发展历程及趋势第4页/共42页5智能燃气表的认识结构：在一个容积式普通燃气表的基础上附加一个智能控制器实现抄表，控制用气量，规范用气行为。根本功能：用一方气准确收到一方气的钱。主要功能：准确计量、抄表催费结算、监控表状态、规范用气行为。技术：运用计算机电子信息技术实现；当今的水平，只要你想到就可以做到。第5页/共42页6选择智能燃气表的误区将数据传递的方式作为选择的依据：如IC卡、无线电、有线远传、红外等；将一些次要的功能作为选择的理由：如人工实时监控，出了问题不进屋（实际上表坏了，无论哪种表必须现场处理）等；智能的东西不可靠，将某种产品的缺陷认识扩大到其他产品；把功能作为主要选择理由，没有重视质量依存点是可靠性，功能是通过信息技术都能办到的。没有准确理解智能数传燃气表的准确概念,存在一些错误的观点：如具有预付费功能的表就是IC卡表，远传表不是智能表，集抄表说成是远传表等等。第6页/共42页智能燃气表的安全、可靠性的依存点电气不能带来安全隐患；电路必须全密封，耐环境；阀门机械结构合理，控制算法科学；低功耗，高可靠电源；产品智能自检、自动维护—备份结构。

满足这五点要求，目前只有红外通讯方式第7页/共42页8智能燃气表质量判断标准一体化：无任何外挂式结构,外观与普表一样。安全：没有安全隐患的存在。可靠：电路可以在酸碱盐等液体里正常工作；具有免维护功能；没有用户恶意攻击的导致失控的可能。寿命：电子寿命高于机械的寿命； 没有像液晶等寿命有限的电子部件存在，保证使用寿命。第8页/共42页9选择智能表的标准指标检验方法1低成本可靠地收费是否将普表的抄表、催费、收费等过程全部精简为收费，并且没有过程中的抄表、催费成本。2真正的一体化无任何外挂式结构，外观与普表一样，电子部件不能改变普表的计量性能。3没有安全隐患的存在没有安全隐患的存在。4高可靠，耐环境，故障率低电路可以在酸碱盐等液体里正常工作，保证测控器适应任何环境；具有免维护功能，去掉维修过程，降低后期使用成本；没有用户恶意攻击的导致失控的可能，控制用气风险。5保证使用寿命易损电子元件有备份保证电子高于机械的寿命，没有像液晶等寿命有限的部件存在。6实用、性价比高系统构成简单可靠；易于推广应用、易于安装、易于维护、性价比高。智能增值对用户和燃气公司都有使用价值；7推广应用风险低不能出现群体故障；易于升级换代，升级换代成本低，使用综合成本低。第9页/共42页10什么是红外数传燃气表？预付费智能膜式燃气表红外光近距离数传燃气表无线近距抄燃气表网络（远传）燃气表

红外数传燃气表是一种以红外光为介质进行双向数据传输的一体化智能燃气表。具有自动抄读、预付费、防盗气、流向控制、流量监控、质量检测等功能，运用了一定的红外通讯协议，并以信息技术统一了现有的IC卡、无线电、代码、集抄、远传等智能表。它有单用户、网络两种使用模式。第10页/共42页11系列产品图QSIT1.6/2.5/4-IRAQSIT1.6/2.5/4/6-IRT1/0QSIT1.6/2.5/4-IRT3QSIT10/16/25/40-IRT0第11页/共42页12红外数传燃气表的兼容性射频IC卡预付费表IC卡预付费表代码预付费表脉冲集中表脉冲远传表光电编码远传表网络型红外数传燃气表光电编码集中表钮扣预付费表无线电近距抄表无线电远传表红外协议转发器红外手持器红外读写器网络链路信息管理计算机系统非在线联网在线联网第12页/共42页13红外数传燃气表系列根据客户需求可以做以下定制：

基表的类型

户内、户外安装

、特殊功能的选择序号品名规格型号1铁壳低功耗型QSIT1.6/2.5-IRT1A/B/C/D2铁壳普及型QSIT4-IRT0C/D3QSIT6-IRT0C/D4QSIT10-IRT0C/D5QSIT16-IRT0C/D6QSIT25-IRT0C/D7QSIT40-IRT0C/D8铁壳光能型QSIT1.6/2.5-IRT39QSIT4-IRT310铝壳低功耗型QSIT1.6/2.5-IRA111铝壳普及型QSIT4-IRA012产品附件手持器13网络协议转发器第13页/共42页14红外数传燃气表功能预付费，实现经销模式经营，减少资金成本，免人工抄表，及时实现随行就市的交易结算。消除赊销模式所带资金回笼慢的问题定时智能抄表，免人工抄表，消除燃气公司的人工抄表、催费等人工运作和管理成本。弥补预付费不能及时计算经营效益，同时给涨价自动结算提供依据。沿用普表结算方式，智能是辅助结算、控制用气行为，规避其它如IC卡、纽扣、射频卡、代码、集抄、有线远传、光电远传等智能表计量结算带来的纠纷。智能检测普表的运行状态规避普表无人监管带来的潜在风险。运用互联网对售用气计量、缴费、结算流程、表的运行状况进行实时监控和对表远程开关阀操控。第14页/共42页15红外数传燃气表的特点外观简洁如普表，本安一体化结构；非接触红外双向数传，安全可靠；电路固体全密封模块，耐环境能力强；定时监测，计量控制精准；关键元件备份，自维护，使用成本低；功能完善，兼备卡表、远传表的优点；使用方式灵活多样，可以网络在线支付。**：将抄表、催费、结算环节统一，也可独立，由燃气公司自己决定使用方式。第15页/共42页16红外数传燃气表的市场目标代替普表，使燃气经营管理和交易走向现代化；淘汰IC卡表，使燃气行业人士重拾智能气表的信息，让不可靠产品退出市场；兼容远传表，让实时监控需求的客户，使用和升级成远传或网络表，同时兼容现有的远传表的功能，占领远传的市场；推动在线支付，随着我国网络安全的完善和网上支付的可行，用户就可直接运用电脑和手机自己购买气或抄表缴费。第16页/共42页17红外数传燃气表的结构电路全固体模块测控器与字轮架无性能影响耦合内置全密封阀门装配简单,无需调测无电气接点,耐环境完善的抗磁电干扰措施第17页/共42页18浸水实验第18页/共42页19电击实验第19页/共42页20红外数传燃气表的质量承诺和售后服务故障率≦0.5%；承担因控制器故障导致的气费损失;质保8年@天然气介质；免维护（智能自维修），不维修，采用备用表更换故障表，超过0.5%以上的承担更换费用。第20页/共42页21红外数传燃气表的安装使用模式使用模式安装模式安装模式表类型配件户内独立功能齐全户内手持器户外集中没有流向控制功能户外手持器使用模式配置单用户一表配一手持器远传一表配一网络协议转换器，一个小区配集中转发器互联网在线支付一表配一在线支付手持器第21页/共42页22单用户模式-直接代替IC卡表第22页/共42页23远传模式-代替远传、集抄表第23页/共42页24互联网在线支付模式IRUSB/IR用户信息、金额用户缴费电话、网上银行在线支付平台银行代收费2.传回用户购气数据、输表1.读出燃气表用气信息燃气公司服务器3.输表2.验证加密信息，若与手持器相符，则将气量、控制、信息写入手持器；不符，则丢弃1.气量+控制信息+硬件加密信息+软件加密信息+个人信息用户PC在线支付手持器红外燃气表Internet*1.读表信息2.读表信息+硬件加密信息3.读表信息+硬件加密信息+软件加密信息第24页/共42页25单用户模式的月用量例子第25页/共42页26手持器操控表的方法（演示）基本方法：划火柴点蜡烛即：按手持器上的按键将手持器的指示灯点亮,对准表的红外窗口，等待表亮红灯并转绿灯，可移开手持器阅读液晶显示内容。这个过程完成了，手持器与表双向交换数据。通讯原理与网络通讯一样。第26页/共42页27配套软件功能、特征表的安装信息、客户档案、售气财务、表维护等信息管理和工具；将普通膜式、红外、IC卡、远传等气表统一管理，并根据对象特征自动识别，操作简单；统计分析数据，辅助燃气公司经营管理决策；采用C++语言开发，兼容性、稳定性强；软件具有自维护功能，对使用者要求极低；提供Dll给燃气公司的统一管理软件使用。第27页/共42页28第28页/共42页29第29页/共42页30红外数传燃气表与IC卡燃气表性能对比性能红外数传燃气表IC卡燃气表安全本体电路固体模块结构，电路与气路隔离，电路与环境隔离；本安型仪表：EXibⅡAT3。电路与气路隔离，但电路与环境不隔离，不能保证在漏气的情况下安全；隔离安全仪表；射频卡存在点爆燃气的可能。数据动态红外光加密调制通讯，动态密码，数据分段加密，数据分层加密，数据安全可靠。IC卡静态数据，易于程序解密；IC卡数据容易被静电扰乱；射频IC卡的数据易被雷电等高频扰乱。可靠性数据接口（专利）红外光通讯接口，数据传递无触点、线接头；电路完全密封，抗酸碱盐腐蚀；数据传递介质无寿命限制。采用IC卡座接口，不能实现电路全密封，不能防腐，电路工作可靠性低。寿限器件采用远程操控、显示，无对使用环境过高要求的器件，无寿命限制的器件存在；保证10年（国标规定）。IC卡座接口的弹簧片易腐蚀，液晶要求环境条件高、寿命短，IC卡的触点易氧化。人为攻击采用非常小的固体模块结构，全金属屏蔽，抗击强磁、高压脉冲的人为攻击。IC卡座接口，易受用户电击的方法破坏内部电路，造成数据混乱和电路损坏；存在液晶窗，无法实现金属屏蔽抗高压脉冲电电击；近十年的实践证明IC卡表的控制易出现失灵，直通现象严重。机电转换(专利)机电转换技术，实现流向、流量、计数备份，可靠性高。没有流向、流量控制功能，计数的可靠性低、寿命短。第30页/共42页31红外数传燃气表与IC卡燃气表性能对比（续表）性能红外数传燃气表IC卡燃气表耐环境力电路固体模块，耐水全密封，耐环境能力强。存在IC卡接口，无法实现耐水全密封，耐环境能力差，寿命短。操控方便性显示与控制分离，无需人插卡、按键等接触表的操作。显示内容更加丰富，操控表更加方便；可以安装在室内、室外且任意高度。显示与控制一体，需人接触表的操作，只能安在室内人接触到的地方；双显示存在结算法律界线不明确，易引发售消纠纷。结构电路模块内嵌，没有外挂结构，外观与普通膜式表一样，属于真正的一体化智能表。电路外挂，不是真正的一体化智能表。维护成本具有自维护、自核账功能，不需人工抄表，维护成本低。不能自维护、自核账功能，也不需要人工抄表，但需要技术维护，维护成本较高。网络功能内嵌红外网络通讯协议，可以实现远程监控和售气。没有网络功能。同期对比使用效果无直通现象，故障率低于千分之一。直通现象严重，数据紊乱多，故障率高于10%。第31页/共42页32红外数传燃气表与代码燃气表性能比较性能红外数传燃气表代码燃气表安全性本体

电路固体模块，电路与气路隔离，电路与环境隔离；本安型仪表：EXibⅡAT3。

电路与气路隔离，但电路与环境不隔离，不能保证在漏气的情况下安全。隔离安全仪表；数据

动态红外光加密调制通讯，动态密码，数据分段加密，数据分层加密，数据安全可靠。

购气密码数据是有限的静态数据，易于用程序解密，一旦破解将造成全线崩溃。其原理与手机充值原理有本质的不同，手机充值网络转账，密码的本质是账号，一个密码只用一次，破解一个损失一个。可靠性数据接口

（专利）红外光通讯接口，数据传递无触点、线接头；电路完全耐水密封；数据传递介质无寿命限制。

键盘接口，触点式数据传递方式，数据的正确性依赖的引线多；按键的触动寿命有限；电路难于实现耐水密封。寿限器件

采用远程操控、显示，无对使用环境过高要求的器件，无寿命限制的器件存在。

为了输入数据，需要对使用环境要求高的液晶及有限使用寿命的按键。人为攻击

采用非常小的固体模块结构，全金属屏蔽，抗击强磁、高压脉冲的人为攻击。

容易从按键、液晶的位置实施高压脉冲电的攻击，导致微控器（MCU）的失灵，引发IC卡表一样的直通现象。唯一识别

在使用的每只表是唯一识别，每次操作的数据是唯一的，不存在任何同数据的可能。

数据分区域管理，8～12位数字传递信息，极易造成同数据，表的识别是有限的唯一性，数据的区分也是有限的。机电转换(专利)机电转换技术，实现流向、流量、计数备份，可靠性高。

没有流向、流量控制功能，计数的可靠性和寿命与IC卡表相同。第32页/共42页33红外数传燃气表与代码燃气表性能比较（续表）性能红外数传燃气表代码燃气表可用性操控方便显示与控制分离，无需插卡、按键等接触表的操作。显示内容更加丰富，操控表更加方便；可以安装在室内、室外且任意高度。显示与控制一体，需人接触表的操作，只能安在室内人接触到的地方；双显示存在结算法律界线不明确，易引发售消纠纷。适应人群单一动作操控，无需学习，适用于各种人群。键盘输入数据动作多，购气需要用户记忆参数，不适应于低文化人群、手脚不变的人群，高位表还存在垫高输气而致人摔伤的风险。数传有效数据是通过启动手持器自动实现双向交换的，信息量大；如果是有效的购气信息，用户有无限次的机会。数据是人工按键单向输入的，信息量极小；避免解密，给用户有限的（10）次数输入机会，一旦眼力、手控力差的人就会出现锁死表的麻烦。维护性日常数据双向传输，燃气公司和用户可了解表的工作状态，通过手持器启动智能维护程序，从而实现免维护。单向数据传递，无法了解表的工作状态，燃气公司无法监控表的运行情况。电源采用可靠的自维护电池电源或光电池（专利），无需燃气公司更换电源。内置锂电池，寿命到期更换需专门人员，将导致燃气公司工作麻烦；另，电池差异及电路差异导致锂电池在寿命期内更换的维护成本。结构电路模块内嵌，没有外挂结构，外观与普通膜式表一样，属于真正的一体化智能表。电路外挂，不是真正的一体化智能表。网络功能内嵌红外网络通讯协议，可以实现远程实时监控和售气。没有网络功能，不能反馈表的信息到售气系统。推广应用风险数据安全性没有设计缺陷，表因元件失效导致故障是极个别现象，不会出现群体问题，不会有经济、社会风险。数据安全性、供电方式存在不足，易导致群体问题，存在一定的经济、社会风险。第33页/共42页34红外数传燃气表与无线电（短距抄）燃气表性能对比性能红外数传燃气表无线电（短距抄）燃气表安全性采用红外接口(专利)、非接触式磁电传感器(专利)实现全密封的测控器模块，其低压超微功耗电路满足本质安全仪表的防爆性能要求。微功率(短距离)无线电数传接口，频率在315MHz以上，属于射频通讯，存在射频火花点燃燃气的安全隐患。可靠性电源采用普通干电池供电，内部电源备份（专利），用户到期自维护，不存在维护成本，同时利用阀门可靠地控制用气，避免电池带来损失。采用内置锂电池，锂电池用完后就无法正常抄表，必须专人入户更换，电源导致抄表的可靠性大大下降。数据来源的可靠性采用关键元件备份机制，如磁电转换元件的多重备份（专利），只要一个元件正常就可保证机电转换精度，可靠性高。显示、结算沿用基表的字轮，法律界线明确。多数采用双干簧管累计计数作为贸易结算依据，被磁场、电场等干扰，造成数据与字轮不符合，引发结算纠纷；使用的频段属于免费公共资源，与玩具、车钥匙、门禁设备、医疗设备等相互干扰，国家紧急需要时，这些资源有可能被禁止使用。数据传递的可靠性控制预付费的数据内部产生和单向传入，环节少，人为破坏数据传递的可能性极小。费用结算完全依赖于远端传递的数据，在数据传递链路上容易被金属物体阻挡引起数据错误或用户恶意用锡箔纸等材料屏蔽而导致得不到结算数据，抄表时有一户出现这些情况就达不到提高抄表率的目的。第34页/共42页35红外数传燃气表与无线电（短距抄）燃气表性能对比（续表）性能红外数传燃气表无线电（短距抄）燃气表满足燃气经营需求满足燃气经营管理的根本需求：可靠地收费，降低经营风险，提前将燃气费可靠收回，免抄表催费成本。只满足提高抄表率的需求，还需要人工现场用手持机抄表，并没有降低多少的抄表人工费，同时与普表一样存在催费成本，没有改变燃气赊销的经营模式，存在资金流失的风险。对通讯距离的依赖预付费方式不需要长距离通讯，通讯距离只要满足人不接触表，能操控就行了，一般在2.5米范围内就可以。抄表方式需要长距离通讯，在楼下抄表至少需要70米的可靠通讯距离，然而目前通讯芯片在6～10毫瓦的功率、钢筋混凝土结构建筑屋进行直接抄表的有效距离为30米。工程成本安装与普通膜式表相同，其工程成本也与普表相同。虽然安装与普表安装方法相同，但存在无线链路调试，工程时间需要很长。维护成本免维护表，换电池、日常购气等维护工作分摊到用户，燃气公司的维护成本低。一旦某一个表的数据抄不准确，需要人员到现场人工补抄，这就失去自动抄表意义。因此维护成本相当高；同时也存在催缴费成本。推广应用存在问题表因某一元件失效出现故障是极个别现象，不会引起群体问题，单个问题便于沟通和解决，经济、社会风险极小。（从2004年推广使用，故障极低）引起数据不准的原因很多，有人为阻止抄表、自然的金属物体阻挡，电源失效等，分析解决这些问题需要比较长的时间，引起用户的纠纷；同时，无线电容易引爆燃气，存在较大的安全隐患，美国研究了25年无线电短距抄表，到目前只用于开放性环境，禁止安装在高楼室内。第35页/共42页36红外数传燃气表与光电编码远传表性能对比性能红外数传燃气表光电编码远传表安全性采用红外接口(专利)、非接触式磁电传感器(专利)实现全密封的测控器模块，其低压超微功耗电路满足本质安全仪表的防爆性能要求。测控器采用远程总线供电，远程导线可能引入雷电或人为强电、高压脉冲电，存在触电伤人的安全隐患；在燃气泄漏的情况下，还可能发生爆炸、火灾等事故。可靠性机电转换的准确性实时高精度的累计式磁电转换，转换的准确性依赖电源和磁电传感器的结构，为了保证其可靠性，采用电源和传感器多重备份机制（专利），实现实时转换误差为零。事实证明，通过阀门配合能准确读出字轮数据。静态字轮光电编码实现机电转换，其准确性依赖于识别位置的准确性，而字轮之间的松弛度是不确定且不好控制的，易导致编码的数据错误，数据的每一位都有可能错。如果在数据的个位错误还可容忍，若万位错了就难以接受了。对计量精度的影响在普通膜式燃气表的字轮架上耦合测控器，没有对其计量机构作任何改动，对计量性能没有影响。为了在字轮间插入编码板，减少了机械计数器的位数，同时改变了字轮间的耦合齿轮的尺寸，也改变了字轮间的耦合度。若适应编码的准确性，则影响计量精度的稳定，反之适应计量精度的稳定性，则编码的准确性就会受影响。关键元件的可靠性采用关键元件备份机制，如磁电转换元件的多重备份（专利），只要一个元件正常就可保证机电转换精度，可靠性高。采用5对红外管编码一位字轮数据，至少编码4位得到一个表数据，也就是二十个元件都必须工作正常，其中一个元件失效就会产生错误的抄表数据，因此可靠性低。第36页/共42页37红外数传燃气表与光电编码远传表性能对比（续表）性能红外数传燃气表光电编码远传表可靠性数据传递的可靠性预付费控制数据内部产生和单向传入，环节少，人为破坏数据传递的可能性极小。费用结算完全依赖于远程传递的数据，在数据传递链路上经过许多环节才能传递到数据中心，在链路上的设施出现问题就会引起数据错误或得不到结算数据，达不到远传目的。耐环境能力全密封的测控器模块，可以直接在腐蚀性液体里工作