自動抄表在燃氣收費系統(tǒng)的應(yīng)用

摘要：本文首先介紹了抄表系統(tǒng)現(xiàn)狀，然后介紹了自動抄表系統(tǒng)的構(gòu)成，最后介紹了各類用戶自動抄表模式。

關(guān)鍵詞：自動抄表；燃氣收費系統(tǒng)；應(yīng)用

一、前言

燃氣的管理、收費一直是燃氣公司關(guān)注的焦點問題，各式各樣的收費產(chǎn)品層出不窮。由于受到包括建筑、環(huán)境等多方面的條件限制，燃氣掛表的戶外還不是太普及，帶來了諸多的不便，自動抄表在收費系統(tǒng)中就能夠解決這些問題。

二、抄表系統(tǒng)現(xiàn)狀

1、機械表手工抄表

燃氣表采用機械式燃氣表，機械式燃氣表安裝在戶外和戶內(nèi)情況都有，抄表人員采取上門抄表記錄的方式，然后回到燃氣集團將記錄的數(shù)據(jù)匯總在一起，計算燃氣費用。這期間的所有操作都由人工介入，很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)情況，工作量大。如果燃氣用戶數(shù)超過五千戶，采用手工準(zhǔn)確及時處理每個月燃氣數(shù)據(jù)成了一項艱巨的任務(wù)，而且人工成本隨戶數(shù)的增加而加大。但是機械表可靠性高，投資少，繼續(xù)使用機械表無需改裝管道和表具，能為企業(yè)節(jié)約大量費用。

2、IC卡自動售氣

IC卡燃氣表即IC卡膜式智能型燃氣表的簡稱。它是以膜式燃氣表為基表，加裝電子控制器所組成的一種具有預(yù)付費功能的燃氣計量裝置。其控制器由傳感器、執(zhí)行機構(gòu)、IC卡燃氣表座、存儲器、提示裝置組成。

用戶交款后，所購氣量數(shù)據(jù)被寫入卡中。用戶再將IC卡插入燃氣表上的控制器內(nèi)，卡上氣量數(shù)據(jù)自動清除，卡即可取出。燃氣表內(nèi)存的氣量，用氣時自動扣減。

IC卡燃氣表最大問題是燃氣表電池耗盡后對燃氣失去控制問題，雖然可以采用稽查辦法對可疑用戶進行排查，但是這個只能作為輔助手段。此外，IC預(yù)付費燃氣表預(yù)存的是氣量，用戶實際使用了多少，燃氣公司無法獲知，因此，就會在公司賬面上存有巨大的沉淀資金，而賬務(wù)處理上，這筆沉淀資金里有多少是利潤、多少是應(yīng)付賬款，從理論上永遠無法清晰地計算。IC卡預(yù)付費燃氣表是以氣量為單位的，如果燃氣價格調(diào)整，用戶預(yù)存的氣量對燃氣公司來說就是價差損失，用戶也會有意“囤積”燃氣。

3、小區(qū)遠程自動集中抄表

這個階段，要求每戶都安裝直讀表計（包括采集終端），然后通過某種方式連接到小區(qū)的集中器上，最后由集中器將數(shù)據(jù)上傳到燃氣公司服務(wù)器，達到實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集的要求。

三、自動抄表系統(tǒng)的構(gòu)成

1、自動抄表系統(tǒng)的組成

燃氣收費系統(tǒng)中，自動抄表系統(tǒng)將會得到廣泛使用，數(shù)據(jù)信息在以下幾個部門和設(shè)備之間傳遞：燃氣表、集中器（或手持抄表器）、燃氣公司的數(shù)據(jù)管理中心、燃氣公司的數(shù)據(jù)服務(wù)器、燃氣公司的操作終端和銀行。

2、適于自動抄表的燃氣表

①按輸出信號方式分類

a.輸出脈沖式

將代表燃氣流量的機械字輪轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為脈沖信號，供數(shù)字電路采集。特點：燃氣表向外部采集器輸出脈沖時，匹配不當(dāng)或遇到干擾均會多計或少計，且誤差一直累計，不會修正；燃氣表向內(nèi)部采集電路輸出脈沖，可靠性就會大大加強。

b.字輪編碼式

字輪編碼式燃氣表是在燃氣表的機械計數(shù)器上，即字輪0～9每一位數(shù)字輪上都安裝多只光電傳感器，這些傳感器通過組合編碼將相應(yīng)的10個數(shù)字（0～9）對應(yīng)傳出，以數(shù)字信號形式通過有線或無線的方式傳遞給集中器或手持抄表器。

特點：能直接讀出用氣量數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)與數(shù)碼輪上表示的數(shù)據(jù)完全一致；不受外界干擾，價格相對便宜。但是它存在臨界問題：因數(shù)碼輪之間存在進位間隙，當(dāng)數(shù)碼輪發(fā)生進位時，特別是發(fā)生多位同時進位時，會產(chǎn)生數(shù)碼輪數(shù)字排列不在一條水平直線上的現(xiàn)象，必須通過程序判斷數(shù)值的真實性，但是隨著字輪的繼續(xù)運轉(zhuǎn)，數(shù)碼輪的位置會自動校正，即使先前出現(xiàn)偏差，之后也會糾正。

②按接口種類分類

a.脈沖傳輸接口

發(fā)送和接收方波脈沖信號。特點：電平、脈沖寬度以及占空比都需匹配好，否則將會出現(xiàn)嚴(yán)重的傳遞誤差，抗干擾和功耗也是要考慮的重要因素。

b.紅外通信接口

在燃氣表上安裝紅外通信接口，紅外通信的實質(zhì)是對二進制數(shù)字信號進行調(diào)制與解調(diào)，利用紅外信道進行傳輸，紅外通信接口就是針對紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。紅外線信號最大傳輸距離可達八米。特點：傳輸距離短，抗污能力差。

c.無線短波數(shù)字接口

在燃氣表上安裝無線短波數(shù)字接口，實現(xiàn)短距離微功率無線通信技術(shù)。

d.RS485/232通信接口

智能燃氣表通常具備RS485或RS232接口，通過敷設(shè)專線實現(xiàn)數(shù)字信號傳遞。特點：傳遞安全可靠；必須敷設(shè)專線，不適合老用戶的改造。

e.圖像傳輸接口

圖像傳輸接口是在燃氣表機械字輪顯示窗外面加上一個小型攝像頭，將字輪顯示數(shù)值拍攝成圖像，將圖像信號傳給微機，再經(jīng)過圖像轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。優(yōu)點：圖像掃描式遠傳表讀取數(shù)據(jù)直觀、可靠，完全與數(shù)碼輪數(shù)字一致，避免發(fā)生糾紛。缺點：由于傳遞的是圖像，其傳送的數(shù)據(jù)量大，傳輸時間長，價廉物美的16位單片機不能勝任此項工作，必須使用價格較高的微型計算機，成本高。

3、集中器

集中器是一個以單片機為中心的小型處理系統(tǒng)，采用微處理設(shè)計，內(nèi)置通信模塊。負責(zé)接受從管理中心發(fā)來的各種指令，經(jīng)判斷后發(fā)送至對應(yīng)的采集器中；收集采集器上傳的數(shù)據(jù)并發(fā)送至管理中心；具有協(xié)議檢查功能，用來判斷集中器和上位機之間通信所采用的協(xié)議是否相同；校時功能，管理中心可定時對集中器自動校時，以保證集中器時間準(zhǔn)確，同時集中器可對所管理的燃氣表統(tǒng)一校時，以確保時間一致。

①固定的集中器

從采集器到集中器通過有線方式，如有線寬帶方式、電力載波方式和RS485總線方式、RS232總線方式。

②移動的集中器（手持抄表器）

從采集器到集中器通過無線方式，如無線短波方式和紅外方式（也稱光電方式）。

③具備路由器功能的集中器

在高層居民用戶中，各層間通過接力式的路由方式將數(shù)據(jù)集中至集中器或采集器。一般通過GPRS傳送數(shù)據(jù)時，該裝置安裝于樓房的頂層；通過手持抄表器采集數(shù)據(jù)時，該裝置安裝于樓房的一層。此種方式克服了點對點采集方式受傳輸距離的影響。

4、燃氣公司數(shù)據(jù)管理中心

燃氣公司數(shù)據(jù)管理中心是遠程智能抄表和安全監(jiān)控系統(tǒng)的中心，承擔(dān)整個系統(tǒng)的管理，包括燃氣表數(shù)據(jù)抄錄、燃氣表通斷電控制等，具體包括檔案管理、集中器管理、上傳數(shù)據(jù)的管理和控制數(shù)據(jù)抄錄、閥門開關(guān)等管理功能。

5、數(shù)據(jù)服務(wù)器

將所有燃氣表的信息，包括燃氣表所屬單位名稱或戶主姓名、地址、燃氣表種類、燃氣表型號、費率、序列號、安裝時間等檔案數(shù)據(jù)輸入至數(shù)據(jù)服務(wù)器。由數(shù)據(jù)管理中心采集上來的大量實時記錄數(shù)據(jù)也源源不斷地輸入到數(shù)據(jù)服務(wù)器。

6、操作終端

通過專線實現(xiàn)與數(shù)據(jù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)管理中心連接，完成自動抄表中的各項操作（如數(shù)據(jù)傳遞、查詢、控制、報表繪制等），分為數(shù)據(jù)庫操作管理和控制管理。數(shù)據(jù)庫操作管理主要包括數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)維護、表具故障白檢。控制管理主要包括管理中心執(zhí)行數(shù)據(jù)抄錄和通斷氣操作控制，對集中器下的所有燃氣表進行抄錄，抄錄燃氣表表底、時間及狀態(tài)，也可實時抄錄單表數(shù)據(jù)，并可通過控制燃氣表閥門控制燃氣供應(yīng)。

四、各類用戶自動抄表模式

1、居民用戶

特點：用戶數(shù)量大，單個用戶的用氣量少。普通居民用戶數(shù)量十分龐大，集中分布，其耗氣量不超過4m3/h。

2、商業(yè)、采暖用戶

特點：商業(yè)用戶主要包括酒店、餐廳等，常年用氣，用戶分散，流量通常在500m3/h以下。采暖、制冷用戶主要是季節(jié)性用氣大戶，而且在采暖、制冷期實行不同的燃氣價格機制，流量通常為500～5000m3/h。此類用戶的數(shù)量比居民用戶少得多，但用氣量卻遠大于居民用戶。

3、集中供熱、發(fā)電、工業(yè)等大用戶

特點：集中供熱、發(fā)電、工業(yè)用戶一般用氣量很大，用戶數(shù)量少，其設(shè)備是否能安全可靠運行關(guān)系重大，流量通常在5000m3/h以上，而且用氣有一定的規(guī)律，資金充足。

五、結(jié)束語

自動抄表技術(shù)在燃氣收費系統(tǒng)的應(yīng)用能夠很好的解決燃氣抄表的難題，而且可以控制用戶交費，如果出現(xiàn)用戶惡意欠費，可以通過手持抄表器關(guān)閉用戶閥門，這樣也解決了收費難問題。其技術(shù)在今后的發(fā)展能夠更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻：

[1]姜開山，胡波，馬立元，等.GPRS遠程抄表系統(tǒng)應(yīng)用實踐[M].北京：中國電力出版社，2010.