多表智能抄讀系統

何锎，虞建平，李克

（杭州西力智能科技股份有限公司，浙江杭州，310024）

0 引言

隨著科技的發展，社會的進步，生產的自動化越來越成為現在社會的主流。物聯網作為一個新興產業，正逐漸進入我們的生活。

2009年8月，溫家寶總理在無錫視察時提出“感知中國”，無錫市率先建立了“感知中國”研究中心，中國科學院、運營商、多所大學在無錫建立了物聯網研究院。物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一，寫入了十一屆全國人大三次會議政府工作報告，物聯網在中國受到了全社會極大的關注。

多表智能抄讀是物聯網的一個重要組成部分。我公司響應國家發展號召，所制作的多表智能抄表系統相比于 傳統人工抄表，此系統具有準確，便利的優點，減少了人工工作量，解放了勞動力，減少人工成本。

本系統由B/S架構組成，用戶并不需要下載客戶端，可以直接在網站上操作。而維護人員可以在后臺上觀察各種數據并生成報表，還可以借助第三方接口，使用戶可以輕松地使用支付寶，微信，網銀進行繳費，提高了用戶體驗。

1 設計方案

多表采集主站系統簡略框架拓撲圖如圖1所示。此系統的主要功能是把表，集中器和主站進行鏈接，把表數據通過集中器，采集終端等設備進行傳輸。

1.1 系統構成

圖1

本系統頁面由用戶管理、終端管理、表管理、采集點、水表費控、電表費控、水表抄讀、電表抄讀、用水報表、費控報表、用電報表11個模塊組成，各模塊之間相互獨立。本系統使用了谷歌的AngularJS進行UI界面的實現，采用MVC框架結構，使得界面元素的控制和后臺數據控制完全分離，降低了各個模塊的耦合性，簡化了程序的開發[1]。

用戶登入主站網頁后的頁面如圖2所示。此系統明確地顯示了各個模塊，用戶可以依據需求選擇不同的操作模塊。工作人員也可以根據用戶的需求對主站頁面進行調整，剔除不需要的模塊，方便用戶的操作，提高用戶體驗。

圖2

系統中各模塊對應的功能模塊如圖3所示，工作人員也可以根據用戶的需求對主站頁面進行。

本系統可以對電表、水表和氣表進行控制、抄讀工作，并通過第三方接口實現用戶在線繳費查詢功能。

在硬件方面上，多表遠程集抄系統主要由電能表、水表、氣表、熱表、采集器、采集終端、主站系統構成，通過與計算機網絡和營業收費系統相連，實現抄表收費一體化[2]。

1.2 鏈接操作

操作人員對表，采集終端等設備進行鏈接操作流程如圖4所示，鏈接操作由用戶管理、終端管理、表管理和采集點四個模塊共同實現。操作人員通過這四個模塊實現把表、集中器、主站相互鏈接的功能，并輸入和保存用戶數據，方便用戶查詢，操作。

1.2.1 用戶管理

用戶管理模塊主要功能是保存用戶信息。頁面上方增加了搜索頁面方便用戶查詢。此模塊可以進行查詢、新增和導入這三種操作，這三種操作是工作人員對基表，集中器和主站進行鏈接的一環。操作人員通過這個模塊實現添加、查看和刪除用戶信息的功能。

圖3

圖4

1.2.2 終端管理

終端管理模塊功能與用戶管理模塊功能類似，不過它保存的是采集終端設備的型號信息等。此模塊也有頁面查詢功能，也有新增導入功能，也是工作人員進行鏈接操作中的一環。

1.2.3 表管理

表管理模塊主要功能是保存表信息，也是作為鏈接操作中的一環。

1.2.4 采集點模塊

采集點模塊是用來顯示采集終端的頁面模塊，此模塊可以顯示采集終端的工作狀態，也是作為鏈接操作中的一環。

1.3 統計查詢

統計查詢模塊的主要功能是在后臺自動生成設備拓撲圖、硬件在線情況表、設備使用量表等。

設備拓撲圖主要是展示了各表，各采集器的鏈接情況，并且顯示了各設備硬件的型號等信息。

硬件在線情況表所顯示的便是各個鏈接系統網上的集中器和表計的在線狀態，如果出現設備中斷情況或者異常情況，工作人員可以依據此表作輔助性參考對整個系統進行維修或更換。設備使用量表的功能是顯示各個表計設備在一段時間內運行時所走的工作量，通常是為繳費提供依據。上述的一段時間間隔可以根據用戶需求而作修改。

1.4 數據采集

數據采集由水表抄讀、電表抄讀、用水報表和用電報表四個模塊組成。其中水表抄讀和電表抄讀這兩個模塊一般運用在工作人員對單個或少個基表的小型抄讀上面。用水報表模塊和用電報表模塊主要運用在系統自動抄讀的大型抄讀功能中。

1.4.1 小型抄讀

小型抄讀主要是操作人員對單只或幾只表的抄讀。操作人員在對應模塊的搜索選項中輸入目標基表的地址編號便可以進行抄讀。它可以實現基表的實時抄讀功能，這種功能基本在小批試測試和故障查詢時運用較多。小型抄讀可以精確快速地顯示基表，采集終端等鏈接設備是否出現故障情況。

1.4.2 大型抄讀

大型抄讀由用水報表模塊和用電報表模塊組成，它的功能是在某一段間隔時間內對很多只基表進行自動抄讀，并且生成EXCEL報表。操作人員可以在這兩個界面中下載報表，報表顯示各表在一段時間內的走字讀數和各表在間隔時間內的用量。工作人員可以根據用戶需求在這兩個模塊頁面中設置抄讀間隔時間和所要抄讀表的編號地址信息，也可以根據用戶所需查詢歷史用量信息。

1.5 費控管理

費控管理由水表費控模塊、電表費控模塊和費控報表模塊組成。

水表費控模塊有開戶、充值、退費、銷戶、閥門控制和水價調整六種功能。水表的費控功能操作流程圖如圖5。操作人員根據用戶提供的單位信息和用戶信息選擇開戶對象，并對開戶用戶進行警報門限和階梯水價等一系列設置。開戶完成后，已開戶用戶信息便會出現在充值、退費、銷戶、閥門控制和水價調整的模塊頁面中。操作人員就可以進行各種操作。當操作人員對用戶信息進行注銷操作后，已注銷的用戶信息就又會出現在開戶設置頁面中，操作人員可以對此用戶進行再次開戶操作。

電表費控模塊有開戶、充值、退費、銷戶和控制五種功能，其中開戶、充值、退費、銷戶功能與水表費控模塊的操作方法基本一致。電表的控制功能與水表的閥門控制功能的區別就在于電表進行斷電操作，水表進行斷水操作（無閥水表在本系統中沒有閥門控制功能）。

費控報表模塊是在間隔時間內生成報表，這種報表可以是日報、周報或者月報，根據用戶要求可以進行調整。報表顯示水表或者電表的開戶、充值、退費等各種操作記錄，也顯示水表或者電表的歷史使用金額和剩余金額。這個模塊的建立主要是為了方便用戶公司或小區進行統一操作查詢。

2 多表遠程抄讀的實現

系統的多表遠程抄讀功能是通過硬件上的各種基表終端，集中器鏈接抄讀數據信號，然后上傳到主站網站，并在網站上顯示這幾步操作實現的。操作人員可以通過主站系統精確實時讀取到目標基表的讀數。

操作人員也可以在主站系統上進行數據采集任務的編輯，設置采集周期、開始時間、結束時間、補采次數優先級等。通過運行數據采集任務，主站系統可以定時地采集終端設備上的數據，為維護分析人士提供大量的基礎數據[3]。

圖5

主站系統會在每月的月末或月初生成賬單報表（賬單報表生成時間可以根據用戶需求而進行調整，可以是周結、月結、季節或年結等）。系統會用第三方接口將賬單上傳到銀行系統，通過短信或微信等方式把賬單寄給用戶。用戶可以通過網上銀行、支付寶等平臺直接繳納費用，改變了傳統繁瑣的繳費模式[4]。

3 故障查詢

對于故障查詢這一塊，系統提供了三種查詢模式。分別是總分表模式、小流量采集模式、小周期數據采集模式。總分表模式是工作人員通過系統生成的歷史數據報表的信息來判斷設備是否出現故障。后兩者模式可以記錄支路上的流量使用情況，在數據出現異常的情況下可以提供判斷依據。

4 結束語

為了提高系統的穩定性，也為了降低各個模塊之間的耦合性，我公司在制造系統時運用了基于AngularJS和SpringBoot的構建思維。這種思維的優點就是可以使得前后臺完全分離，提高用戶體驗。這改變了傳統人工抄表和用戶繳費模式，是在物聯網思想下所作出的一次創新測試。

根據公司內部對此系統實際情況測試，也根據一些已應用此系統的用戶反饋情況來看，此系統可以適應不同型號表的數據同時抄讀，也可以對很多只表進行同時抄讀。系統具有很強的穩定性，并且在對于故障情況發生時進行快速響應，通知操作人員維修。

本系統的出現，使得各表統一抄讀的設想得以實現，響應國家所提倡智能生活的口號。