自動抄表在燃氣收費系統的應用

摘要：本文首先介紹了抄表系統現狀，然后介紹了自動抄表系統的構成，最后介紹了各類用戶自動抄表模式。

關鍵詞：自動抄表；燃氣收費系統；應用

一、前言

燃氣的管理、收費一直是燃氣公司關注的焦點問題，各式各樣的收費產品層出不窮。由于受到包括建筑、環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中就能夠解決這些問題。

二、抄表系統現狀

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據匯總在一起，計算燃氣費用。這期間的所有操作都由人工介入，很容易出現數據不準情況，工作量大。如果燃氣用戶數超過五千戶，采用手工準確及時處理每個月燃氣數據成了一項艱巨的任務，而且人工成本隨戶數的增加而加大。但是機械表可靠性高，投資少，繼續使用機械表無需改裝管道和表具，能為企業節約大量費用。

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付費功能的燃氣計量裝置。其控制器由傳感器、執行機構、IC卡燃氣表座、存儲器、提示裝置組成。

用戶交款后，所購氣量數據被寫入卡中。用戶再將IC卡插入燃氣表上的控制器內，卡上氣量數據自動清除，卡即可取出。燃氣表內存的氣量，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預付費燃氣表預存的是氣量，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，而賬務處理上，這筆沉淀資金里有多少是利潤、多少是應付賬款，從理論上永遠無法清晰地計算。IC卡預付費燃氣表是以氣量為單位的，如果燃氣價格調整，用戶預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的集中器上，最后由集中器將數據上傳到燃氣公司服務器，達到實時監控和數據采集的要求。

三、自動抄表系統的構成

1、自動抄表系統的組成

燃氣收費系統中，自動抄表系統將會得到廣泛使用，數據信息在以下幾個部門和設備之間傳遞：燃氣表、集中器（或手持抄表器）、燃氣公司的數據管理中心、燃氣公司的數據服務器、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動轉換為脈沖信號，供數字電路采集。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器上，即字輪0～9每一位數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的10個數字（0～9）對應傳出，以數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據，讀出的數據與數碼輪上表示的數據完全一致；不受外界干擾，價格相對便宜。但是它存在臨界問題：因數碼輪之間存在進位間隙，當數碼輪發生進位時，特別是發生多位同時進位時，會產生數碼輪數字排列不在一條水平直線上的現象，必須通過程序判斷數值的真實性，但是隨著字輪的繼續運轉，數碼輪的位置會自動校正，即使先前出現偏差，之后也會糾正。

②按接口種類分類

a.脈沖傳輸接口

發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，否則將會出現嚴重的傳遞誤差，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，紅外通信的實質是對二進制數字信號進行調制與解調，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制解調器。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.無線短波數字接口

在燃氣表上安裝無線短波數字接口，實現短距離微功率無線通信技術。

d.RS485/232通信接口

智能燃氣表通常具備RS485或RS232接口，通過敷設專線實現數字信號傳遞。特點：傳遞安全可靠；必須敷設專線，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，將字輪顯示數值拍攝成圖像，將圖像信號傳給微機，再經過圖像轉化，轉化為數字信號。優點：圖像掃描式遠傳表讀取數據直觀、可靠，完全與數碼輪數字一致，避免發生糾紛。缺點：由于傳遞的是圖像，其傳送的數據量大，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，采用微處理設計，內置通信模塊。負責接受從管理中心發來的各種指令，經判斷后發送至對應的采集器中；收集采集器上傳的數據并發送至管理中心；具有協議檢查功能，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確，同時集中器可對所管理的燃氣表統一校時，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據集中至集中器或采集器。一般通過GPRS傳送數據時，該裝置安裝于樓房的頂層；通過手持抄表器采集數據時，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、燃氣公司數據管理中心

燃氣公司數據管理中心是遠程智能抄表和安全監控系統的中心，承擔整個系統的管理，包括燃氣表數據抄錄、燃氣表通斷電控制等，具體包括檔案管理、集中器管理、上傳數據的管理和控制數據抄錄、閥門開關等管理功能。

5、數據服務器

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、安裝時間等檔案數據輸入至數據服務器。由數據管理中心采集上來的大量實時記錄數據也源源不斷地輸入到數據服務器。

6、操作終端

通過專線實現與數據服務器、數據管理中心連接，完成自動抄表中的各項操作（如數據傳遞、查詢、控制、報表繪制等），分為數據庫操作管理和控制管理。數據庫操作管理主要包括數據查詢、數據維護、表具故障白檢。控制管理主要包括管理中心執行數據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，也可實時抄錄單表數據，并可通過控制燃氣表閥門控制燃氣供應。

四、各類用戶自動抄表模式

1、居民用戶

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

2、商業、采暖用戶

特點：商業用戶主要包括酒店、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、發電、工業等大用戶

特點：集中供熱、發電、工業用戶一般用氣量很大，用戶數量少，其設備是否能安全可靠運行關系重大，流量通常在5000m3/h以上，而且用氣有一定的規律，資金充足。

五、結束語

自動抄表技術在燃氣收費系統的應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，如果出現用戶惡意欠費，可以通過手持抄表器關閉用戶閥門，這樣也解決了收費難問題。其技術在今后的發展能夠更加廣泛的應用。

參考文獻：

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