智能建筑中無(wú)線水表抄報(bào)系統(tǒng)的應(yīng)用

劉亮

摘要：智能建筑和智能小區(qū)的建立，推動(dòng)了水費(fèi)管理由人工化向著網(wǎng)絡(luò)化、智能化和信息化轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的人工抄表方式不僅效率低、易出錯(cuò)，而且極其不便捷。針對(duì)傳統(tǒng)抄表技術(shù)存在的缺陷，本文介紹的無(wú)線智能水表的抄報(bào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有組網(wǎng)快速、協(xié)議簡(jiǎn)單、傳輸可靠以及低運(yùn)行成本等優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智能水表；HFC；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；遠(yuǎn)程傳輸

Abstract: intelligent building and intelligent village build, promoted by water management artificialization towards network, intelligence and information to change. The traditional artificial meter reading way not only the efficiency is low, the error-prone, and extremely convenient. In traditional meter reading the defects of technology, this paper introduces wireless intelligent water meter system of the newspaper. The system is simple, fast and agreement networking transmission and reliable low cost of operation and other advantages.

Keywords: intelligent water meter; HFC; Wireless network; Remote transmission

中圖分類(lèi)號(hào)：G267文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

隨著通訊技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)和無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線智能遠(yuǎn)程傳輸水表系統(tǒng)以其便利的安裝條件、快捷的系統(tǒng)維護(hù)、不受布線和安裝環(huán)境限制等優(yōu)點(diǎn)，成為水表行業(yè)智能化管理的首選系統(tǒng)[1]。該系統(tǒng)由四部分組成，即：自來(lái)水公司數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)下載器、數(shù)據(jù)集中器和無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸智能水表。其中無(wú)線智能遠(yuǎn)程傳輸水表是整個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分，是信息的產(chǎn)生單元。它一般由在原機(jī)械水表的基礎(chǔ)上，增加安裝新型傳感器及控制電路板所構(gòu)成的。

一、 前端智能水表數(shù)據(jù)采集選擇

解決數(shù)據(jù)傳輸和信號(hào)轉(zhuǎn)換技術(shù)是實(shí)現(xiàn)抄水表系統(tǒng)智能化的難點(diǎn)問(wèn)題。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)水表的使用現(xiàn)狀——大部分采用機(jī)械水表計(jì)量。為了降低改造成本，在不改變現(xiàn)有水表內(nèi)的物理結(jié)構(gòu)及國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，單純安裝傳感器。在保持機(jī)械計(jì)量的基礎(chǔ)上，添加了具有計(jì)量信息的遠(yuǎn)程傳輸功能，即電子智能計(jì)量與機(jī)械計(jì)量同步，使兩者達(dá)到精度化與智能化的完美結(jié)合[2]?，F(xiàn)階段傳感器裝置常見(jiàn)的安裝方法是采用光電開(kāi)關(guān)和磁敏傳感器，光電開(kāi)關(guān)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，但其能耗很大，而磁敏傳感器不僅改造方便，還可以延長(zhǎng)使用壽命，但其抗電磁干擾能力差；而智能水表在居民戶(hù)內(nèi)，無(wú)法采用市電，能耗變成為重要考慮的因素，因此在解決電磁干擾問(wèn)題的基礎(chǔ)上，利用磁敏傳感器把機(jī)械水表中的葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成電脈沖信號(hào)是一種合理的解決方法[3]。

二、抄表傳輸系統(tǒng)的選擇

在前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到數(shù)據(jù)后，抄表傳輸系統(tǒng)在與前端相連接后，將數(shù)據(jù)傳至相配套的抄表系統(tǒng)中。自動(dòng)抄表系統(tǒng)工作方式主要有以下幾種：總線式、電力載波式以及利用電話線路的載波方式抄表系統(tǒng)等[4]。而根據(jù)傳輸信號(hào)的方式，分為不聯(lián)網(wǎng)和聯(lián)網(wǎng)兩種。

2.1 不聯(lián)網(wǎng)傳輸方式

不聯(lián)網(wǎng)傳輸方式是一種半自動(dòng)的傳輸方式，即在住戶(hù)安裝水表和中繼器，中繼器將連接到小區(qū)內(nèi)的集中器。有兩種方法通過(guò)集中器讀取數(shù)據(jù)。一種是抄表人員用手抄機(jī)直接從集中器上抄錄下數(shù)據(jù)；另一種是把集中器連接到電腦上，由專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)人員將數(shù)據(jù)通過(guò)E—mail的方式傳送給運(yùn)營(yíng)企業(yè)。不聯(lián)網(wǎng)的傳輸方式也可以解決抄表人員進(jìn)戶(hù)難的問(wèn)題，而且一次傳輸，可以將一個(gè)小區(qū)內(nèi)近千個(gè)用戶(hù)的水表數(shù)據(jù)傳輸完畢。不論是速度和準(zhǔn)確率都比以前提高了很多，節(jié)省人力，降低成本。由于不需要交流電的輔助，幾乎不用物業(yè)的協(xié)助，也保證了工作的安全。這種方式有服務(wù)便捷、避免水費(fèi)糾紛問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn)。尤其是一些老城區(qū)的小區(qū)改造，減少了外線傳輸?shù)母脑旃こ塘俊５捎谛枰F(xiàn)場(chǎng)辦公，進(jìn)行的抄收的次數(shù)收到限制，并且沒(méi)有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，很難及時(shí)對(duì)管網(wǎng)的損失進(jìn)行計(jì)算和分析。

2.2 聯(lián)網(wǎng)傳輸方式

聯(lián)網(wǎng)傳輸方式是一種全自動(dòng)的方式。在直讀式遠(yuǎn)程傳輸水表基礎(chǔ)上，通過(guò)現(xiàn)代的通信技術(shù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程的抄表及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。原理是把水表的讀書(shū)窗口值直接傳化成數(shù)字信號(hào)，再把數(shù)字信號(hào)通過(guò)傳輸線—中繼器發(fā)送到集中器[5]。然后利用公共網(wǎng)絡(luò)傳輸至管理中的計(jì)算機(jī)，再由管理中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。而管理中心的命令可以通過(guò)同樣的方式下發(fā)到各個(gè)集中器，可自動(dòng)完成數(shù)據(jù)地抄收及處理。聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以針對(duì)每個(gè)水表，實(shí)時(shí)進(jìn)行抄收數(shù)據(jù)，為營(yíng)業(yè)收費(fèi)提供數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)化管理方式、降低管理費(fèi)用，降低了運(yùn)營(yíng)成本。集中器到管理中心的傳輸方式選擇又是另一個(gè)重點(diǎn)。下面介紹幾種傳輸方式：

(1)電力載波方式。其原理是將水表數(shù)據(jù)通過(guò)設(shè)備調(diào)制后變成電力信號(hào)，由電力線進(jìn)行傳送。而后在接收時(shí)，在將信號(hào)解調(diào)成數(shù)字信號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)是利用電力傳輸，節(jié)省資源。但由于技術(shù)原因，例如家用電器的啟動(dòng)會(huì)產(chǎn)生多種脈沖信號(hào)，這些信號(hào)作用在電網(wǎng)上，會(huì)造成結(jié)果誤差。因此，電力載波方式不適合在我國(guó)使用。

(2)無(wú)線傳輸方式。由于無(wú)線通信的抗干擾能力差，系統(tǒng)的可靠性低，除個(gè)別城市外，在國(guó)內(nèi)無(wú)法廣泛應(yīng)用。

(3)HFC傳輸方式。HFC遠(yuǎn)程抄表體統(tǒng)是通過(guò)將數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、雙向?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)（HFC）技術(shù)和水表的計(jì)量技術(shù)相結(jié)合，將計(jì)量、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、數(shù)據(jù)處理與網(wǎng)絡(luò)集于一體，使用戶(hù)使用信息綜合后加以處理的系統(tǒng)。HFC遠(yuǎn)程抄表傳輸系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。HFC充分利用了寬帶網(wǎng)絡(luò)資源，使得小區(qū)和大樓之間的布線復(fù)雜的難題得以解決。實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制自動(dòng)抄表及數(shù)據(jù)傳輸，將智能抄表系統(tǒng)真正地提高到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的程度。

三、遠(yuǎn)程智能系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)[6]

1系統(tǒng)具有豐富的功能和強(qiáng)打綜合性能，能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警與數(shù)據(jù)傳輸、自動(dòng)計(jì)費(fèi)、設(shè)備控制等功能。供水閥門(mén)采用電動(dòng)控制閥門(mén)，當(dāng)用戶(hù)的使用發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能迅速報(bào)警以便進(jìn)行處理。還可以將各個(gè)小區(qū)內(nèi)的不同數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、匯總和存儲(chǔ)，并準(zhǔn)確地傳送給水務(wù)公司。

2由于水的流量等數(shù)據(jù)是部門(mén)管理處需要的重要技術(shù)數(shù)據(jù)，以往想獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)必須依靠人工處理。讓專(zhuān)人在市內(nèi)的各個(gè)站點(diǎn)不斷巡視，每天需要跑好幾個(gè)站點(diǎn)，才能把相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。而市郊的站點(diǎn)則需要留人堅(jiān)守來(lái)傳報(bào)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)不但錯(cuò)誤率高，傳送慢，還大大增加了工作成本，給運(yùn)營(yíng)企業(yè)的管理和維護(hù)工作造成不便。針對(duì)這種情況，所采用的系統(tǒng)可通過(guò)HFC傳輸數(shù)據(jù)，覆蓋范圍廣，在復(fù)雜的地理環(huán)境和惡劣的氣候環(huán)境下不受限制。

3增強(qiáng)使用的安全性和可靠性?，F(xiàn)在人們使用水、電和燃?xì)飧鞣N安全事故頻發(fā)，人們?cè)絹?lái)越重視安全。本系統(tǒng)可以通過(guò)控制中心來(lái)控制小區(qū)內(nèi)各個(gè)用戶(hù)的用水閥門(mén)，以便處理突發(fā)事故，將資源浪費(fèi)減到最低程度。

4價(jià)格合理且維護(hù)方便。本系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用比較低，從而降低了使用成本。

5系統(tǒng)提高極大地抄表的效率。本系統(tǒng)避免了因抄表人員進(jìn)戶(hù)抄表收費(fèi)而給居民帶來(lái)的不便，同時(shí)節(jié)約了進(jìn)戶(hù)抄表所需的時(shí)間，大大降低了抄表人員的勞動(dòng)強(qiáng)度從而擴(kuò)大抄表人員的服務(wù)區(qū)域范圍，提高工作效率。這樣，運(yùn)營(yíng)企業(yè)便可減少抄表人員的數(shù)量，以達(dá)到縮短投資基金的回收時(shí)間和降低企業(yè)成本的目的。

四、結(jié)語(yǔ)

近些年，由于國(guó)家信息化技術(shù)飛速發(fā)展以及社會(huì)的廣泛需求，智能水表抄報(bào)系統(tǒng)得以飛速發(fā)展。智能水表將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集技術(shù)等基于一天的智能化系統(tǒng)。通過(guò)先進(jìn)的傳輸方式，實(shí)現(xiàn)了水表的準(zhǔn)確抄報(bào)。不僅節(jié)省了人力物力，同時(shí)又方便了水表的自動(dòng)化管理，降低了運(yùn)營(yíng)企業(yè)的成本。由于系統(tǒng)在水表方面的應(yīng)用取得成功的使用及管理經(jīng)驗(yàn)，并可將系統(tǒng)繼續(xù)推廣到燃?xì)獗?、電表等收費(fèi)管理項(xiàng)目上，所以智能水表抄報(bào)系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景。

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