面向居民的智能遠程抄表系統(tǒng)的應用研究

張利明

【摘要】：隨著社會的發(fā)展，人們對燃氣的使用越來越多，城鎮(zhèn)化進程的發(fā)展，使得使用燃氣的居民用戶也在不斷增加，從而加大了燃氣抄表與收費結算的工作量。傳統(tǒng)人工抄表已遠遠不能滿足天然氣便捷結算的需要，加之在居民用戶管理上，“入戶抄表難”、“抄表門鎖率高”等問題日益突出，因此本文提出兩種面向居民的無線智能遠程抄表系統(tǒng)，通過展開設計，與傳統(tǒng)抄表系統(tǒng)進行對比分析，發(fā)現(xiàn)可提升抄表質(zhì)量及服務工效，提高了居民用戶管理及安全特性。

【關鍵詞】：燃氣表；智能遠程；抄表系統(tǒng)；應用

引言

抄表技術在電力系統(tǒng)中非常重要，電能以其易傳輸、分配、使用等優(yōu)點，成為全世界最重要的能源消費形式，供電公司需合理、有效地提高工作效率。沒有遠程抄表技術之前，住戶抄表實施的是人工抄表，這樣不僅耗時、耗力，而且抄表結束后，工作人員還得做統(tǒng)一整理，使統(tǒng)計工作效率變得十分低效。所以此時便產(chǎn)生了遠程抄表系統(tǒng)的應用。

1、現(xiàn)狀

我國燃氣表遠程抄表技術的應用仍存在局限性。

1.1抄表系統(tǒng)設計復雜，整體推廣難度較大。目前我國智能遠程燃氣表抄表系統(tǒng)大多采用兩級的網(wǎng)絡傳輸結構展開數(shù)據(jù)流的傳送，這種模式需要新增專用數(shù)據(jù)集中器進行配置，不利于進行大面積的推廣。

1.2計量可靠性難保障。

1.3抄表系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的行業(yè)指導，設備整體兼容性較差。

2、差異化智能抄表系統(tǒng)的原理

2.1無源自動抄表系統(tǒng)的原理分析

無源自動抄表系統(tǒng)主要是由信號變送器、無源燃氣表、自動抄表箱、智能便攜抄表器、鏈控器及智能收費管理系統(tǒng)等部分構成。它是基于無源技術進行的產(chǎn)品研發(fā)，將內(nèi)部機械結構產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在第一時間轉換為電子顯示數(shù)據(jù)，因此在這里需要對數(shù)字滾碼輪按照設計原理，進行傳感器的布置，采用記號差異的方式來進行高低電平的區(qū)分。自動智能抄表箱通過來讀取子輪上的有效數(shù)據(jù)，來對數(shù)據(jù)進行實時傳送，通過總線系統(tǒng)來采集居民家用燃氣的數(shù)據(jù)，抄表員定期進行系統(tǒng)設置，來將抄表箱中的數(shù)據(jù)實時進行傳遞至便攜抄表器中，通過微機專用接口將數(shù)據(jù)上傳至收費專用軟件中，從而完成自動費用的收取工作。

2.2有源自動抄表系統(tǒng)的原理分析

脈沖計數(shù)型的自動抄表系統(tǒng)與上述數(shù)字傳感相比較，需要進行常規(guī)電壓的接入，并通過配置不間斷的電源來保障系統(tǒng)維持長期穩(wěn)定的工作。該系統(tǒng)主要是由采集終端、信號脈沖燃氣表、計算機及數(shù)據(jù)集中器等四層體系組成。通過系統(tǒng)設計，位于計數(shù)器后面的千分位的滾碼轉動的規(guī)律為0.001立方米燃氣量/周，通過對數(shù)據(jù)進行存儲、累加及有效傳輸，將數(shù)據(jù)傳遞至收費系統(tǒng)中進行運維管理，基于燃氣表來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效處理及指令輸出。

3、差異化智能抄表系統(tǒng)的總體設計

3.1基于數(shù)字傳感的無源自動抄表系統(tǒng)的設計

公司對A小區(qū)1500戶居民安裝了數(shù)字傳感的無源自動抄表系統(tǒng)。由于為大面積范圍的使用，決定對抄表系統(tǒng)的應用范疇進行降低，采用以整棟居民樓為基本單位，設定獨立的無源智能抄表系統(tǒng)。在室內(nèi)燃氣表附近，將信號變送器進行固定安裝；相鄰的信號變送器采用串聯(lián)的安裝方式，自動抄表箱則安裝至底層樓梯之間，各個單元之間采用外墻進行總線的鋪設方案進行設計。

3.2基于脈沖計數(shù)的有源自動抄表系統(tǒng)的設計

公司對B小區(qū)500戶居民安裝了脈沖計數(shù)的有源自動抄表系統(tǒng)。抄表選取了每單元為基本的抄表系統(tǒng)，各個單元之間不進行系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，采用獨立的遠程控制方式。居民家庭中安裝有源脈沖的智能燃氣表，不同燃氣表之間通過并聯(lián)的方式來實現(xiàn)與自動終端系統(tǒng)之間的連接，數(shù)據(jù)采集終端安置與底層的樓梯間，智能便攜抄表器通過與采集終端進行接口對接，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入。設計的抄表系統(tǒng)的連接線采用走管的設計方式，沿外墻進行展開。

4、實踐應用的對比分析

4.1基于數(shù)字傳感的無源自動抄表系統(tǒng)的應用分析

截止到2016年底，該模式的控制精度僅為32%。結合出現(xiàn)的故障，我們展開實踐調(diào)研，發(fā)現(xiàn)主要聚焦在兩個層面。

4.1.1基于數(shù)字傳感的無源抄表系統(tǒng)必須要采用串聯(lián)的接線方式，因此針對于一個用戶出現(xiàn)了燃氣表故障問題，則隸屬的整條線將產(chǎn)生問短線，而設置的自動超表箱無法發(fā)揮自動識別故障點的智能特性，只能采用枚舉法進行不斷篩查，影響了效率。

4.1.2A小區(qū)的房子大多為毛坯房，衛(wèi)生間及廚房等多場所內(nèi)均無內(nèi)墻設置，因此在安裝時，只能將燃氣表放置在廚房的窗臺上進行，燃氣公司難以對燃氣表進行固定控制，用戶處于各種目的需要對燃氣表進行私自拆卸，增加了產(chǎn)品的故障率。

4.2基于脈沖計數(shù)的有源自動抄表系統(tǒng)的應用分析

有源自動抄表系統(tǒng)投入使用截止目前已超過2年的運行周期，系統(tǒng)在各個層面顯示正常，抄表精確性也達到驚人的99%。然而，基于脈沖的有源抄表系統(tǒng)存在著用電量大的局限。所應用的小區(qū)共有20棟樓，其中用于40個單元間，且各自之間采用獨立的抄表系統(tǒng)進行維護。每個系統(tǒng)的運行功率大致維持在12W的水平，且實現(xiàn)24小時內(nèi)連續(xù)作業(yè)供電，則一個月產(chǎn)生的電量為345.6Kwh，按照居民用電為0.66元的方式，每月需要運維的價格在228元，平均到每月每戶0.3元，而采用傳統(tǒng)人工的方式進行抄表，價格也僅僅為每月每戶0.34元，兩者之間的價格差異優(yōu)勢不明顯。

4.3實踐結論

4.3.1基于數(shù)字傳感的智能遠程抄表系統(tǒng)由于采用無源的設計方案，可隨時進行抄表記錄，在技術上有良好的應用價值，但是在實踐環(huán)節(jié)，需要務必確保安裝條件符合要求才可以進行批量安裝。

4.3.2基于脈沖信號的有源智能抄表系統(tǒng)在原有系統(tǒng)的基礎上，將數(shù)位傳感系統(tǒng)的無源抄表技術融入其中，實現(xiàn)自動抄表系統(tǒng)的低功耗。也就是說，在抄表系統(tǒng)的研發(fā)上，對數(shù)據(jù)采集部分，采用無源抄表技術，將普通燃氣表改裝為無源燃氣表，使燃氣表既有普通計數(shù)功能，又能實時傳送數(shù)據(jù)。統(tǒng)籌分析，脈沖計數(shù)抄表系統(tǒng)更勝一籌，在設計、運維、調(diào)試環(huán)節(jié)上取得了豐富的經(jīng)驗，且可以實現(xiàn)長時間的穩(wěn)定運行。

結語

脈沖計數(shù)的抄表系統(tǒng)克服了進戶驗表的技術難題，充分融合計算機技術來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工逐步驗表的工作方式，實現(xiàn)了面向小區(qū)居民的自動制票、抄表及收費的狀況，同時該系統(tǒng)擁有成熟的控制模塊及擴展模塊，內(nèi)置燃氣報警裝置及電動控制閥，一旦當燃氣超過濃度時，自動啟用報警裝置進行燃氣的切斷，最大程度的保障了用戶的安全。

【參考文獻】：

[1]陳雪松.微功率無線集中抄表系統(tǒng)的開發(fā)與設計[D].解放軍信息工程大學，2012.