基于RFID電子標簽的智能抄表管理系統(tǒng)介紹

孫立超

南京水務集團有限公司，江蘇南京，210000

基于RFID電子標簽的智能抄表管理系統(tǒng)介紹

孫立超

南京水務集團有限公司，江蘇南京，210000

供水企業(yè)的經(jīng)濟效益與日常管理工作中抄表工作的管理密不可分，也是供水企業(yè)投資回報的途徑，將對供水企業(yè)的穩(wěn)定持久發(fā)展起到舉足輕重的重要作用。目前，國內自動抄表收費方式還沒有完全普及，人工抄表還是主要的抄表方式。抄表到位率低、抄見率低、抄表人員難以交叉工作是自來水公司對營收業(yè)務管理最大的難點。作為智能化產(chǎn)業(yè)鏈的一環(huán)，智能抄表管理系統(tǒng)引入了物聯(lián)網(wǎng)的核心RFID電子標簽和先進的GIS技術，能對抄表工作進行遠程監(jiān)控與智慧化管理，一則能提高外業(yè)抄表人員的工作質量，二來通過解決內外溝通的屏障，能切實解決管理缺陷，提升管理水平。

RFID電子標簽；智能抄表；移動GIS

1 引言

傳統(tǒng)的供水計量操作主要是人工抄表，由管理部門派抄表員到裝表地點進行抄表。這種抄表方式不但效率低下，而且極易造成差錯，不利于科學管理，給城市管理網(wǎng)絡的建模、分析、規(guī)劃等都帶來很大的困難。管理體制現(xiàn)代化的迫切需求呼喚著自動抄表時代的到來。

隨著電子和計算機技術的迅速發(fā)展，實施自動抄表的大環(huán)境逐漸成熟。準確無誤、簡單便捷的先進抄表方式必將取代傳統(tǒng)落后的手工抄錄方式。這不僅有利于自來水公司信息網(wǎng)絡的建立，也有利于將來城市各種信息系統(tǒng)的建設?？焖?、準確、經(jīng)濟、實時可靠地獲得用水管理的各類數(shù)據(jù)，是進行費用自動結算、用量分析、計量表運行狀況監(jiān)測、負荷處理等應用管理的基礎。

本文所介紹的基于移動GIS的智能抄表系統(tǒng)是以普通計算機為核心．充分利用先進的3G無線通信技術，通過智能手持設備實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳。并運用RFID技術和基于移動計算的現(xiàn)場抄表管理技術，實現(xiàn)對現(xiàn)場抄表的水表自動識別校核管理、抄見率管理、智能手寫輸入管理、抄表數(shù)據(jù)審核管理、抄表數(shù)據(jù)異常值分析管理、人員現(xiàn)場工作管理、人員軌跡管理等功能。

2 系統(tǒng)關鍵技術

2.1 RFID電子標簽

RFID(Radio Frequency Identi fi cation)技術是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸式信息傳遞并通過所傳遞的信息達到自動識別的技術。

在智能抄表管理系統(tǒng)中，將RFID電子標簽與表具綁定，能形成與表具間的一一對應，用于表具的身份識別、生命周期管理和抄表到位率的管理。

RFID電子標簽具有不同的頻率和使用環(huán)境，因此在抄表的現(xiàn)場應用中，需與表具所處的真實環(huán)境相結合，選擇合適的RFID電子標簽。

2.2 移動GIS技術

移動GIS是一種應用服務系統(tǒng)運行于移動終端（如智能手持機等）并具有桌面GIS功能的GIS，能集成GIS、GPS,移動通信，互聯(lián)網(wǎng)服務，多媒體技術等。

移動GIS具有以下特點：（1）移動性：運行在各種移動終端上，與服務器可通過無線通信進行交互實時獲取空間數(shù)據(jù)，也可以脫離服務器與傳輸介質獨立運行。（2）動態(tài)（實時）性：能及時響應用戶的請求，能處理用戶環(huán)境中隨時間變化因素的實時影響。（3）對位置信息的依賴性：在移動GIS中，系統(tǒng)所提供的服務與用戶的當前位置是實時相關的，需要集成各種定位技術，用于實時確定用戶的當前位置和實時信息。（4）移動終端的多樣性：移動GIS可以呈現(xiàn)在多種移動終端上，包括手機，掌上電腦，車載終端等。

3 智能抄表管理系統(tǒng)的主要設計

3.1 軟硬件系統(tǒng)設計

系統(tǒng)采用.NET(Microsoft ASP.NET ) 體系技術。Microsoft.NET是Microsoft的XML Web服務平臺。.NET包含了建立和運行基于XML的軟件所需要的全部部件。

管理系統(tǒng)端采用B/S構架（兼容性以兼容IE8-11，chrome為標準），客戶端以pc瀏覽器（IE，chrome，safari）為主，手持設備端必須采用手機APP，充分發(fā)揮pc終端的強大特性以及手機終端的便攜特性

在本系統(tǒng)中，我們建議設立獨立的數(shù)據(jù)服務器一臺，應用及網(wǎng)絡服務器一臺。這樣可以將GIS數(shù)據(jù)的存儲服務和應用服務進行分離，達到高效的用戶訪問和數(shù)據(jù)處理的效果。通過大量的測試，證明在GIS應用中，地圖數(shù)據(jù)服務器的運行效率對整個系統(tǒng)的影響至關重要。所以在配置時，系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務器的配置相對較高。應用服務操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫服務器操作系統(tǒng)：64位Linux企業(yè)版 或 WINDOWS SERVER 2008；數(shù)據(jù)庫：Oracle11g

3.2 系統(tǒng)架構設計

系統(tǒng)總體設計為“手持系統(tǒng)”和“管理系統(tǒng)”。

“手持系統(tǒng)”架構在智能移動終端，為一體化集成設備。設備集成第四代GPS芯片、無線數(shù)據(jù)通信芯片、攝像頭以及RFID讀寫模塊。手持系統(tǒng)應用于外業(yè)抄表工作，由抄表人員攜帶在工作現(xiàn)場使用。系統(tǒng)可實現(xiàn)水表識別、智能抄表、實時通信、現(xiàn)場情況采集等功能，將傳統(tǒng)紙質冊子的抄表記錄變革為智能數(shù)字化抄表方式。

“管理系統(tǒng)”采用B/S架構，部署于公司服務器上，內業(yè)人員通過接入公司內網(wǎng)的終端電腦直接訪問?？蓪崿F(xiàn)對抄表任務、現(xiàn)場工作、抄表人員等管理功能，并設權限控制，可據(jù)人員崗位與角色設置，提供各權限的應用功能與數(shù)據(jù)。

圖1 系統(tǒng)架構圖

3.3 智能手持設備應用功能

利用智能手持設備內置的GPS定位設備和表只RFID電子標簽定位技術，系統(tǒng)提供電子標簽（RFID）表號識別功能，電子標簽（RFID）現(xiàn)場寫入功能，以及GPS衛(wèi)星定位等功能。

3.3.1 電子標簽（RFID）表號識別功能

水表內置RFID電子標簽，將水表的基礎資料信息、用戶信息、表務信息、更換維護信息等進行有效的綁定，實現(xiàn)信息關聯(lián)。抄表員必須到達表位，對水表中內置的RFID電子標簽進行識讀，方可進行抄表工作，保證了抄表到位率。

通過電子標簽的唯一編碼，還可以自動進行后臺數(shù)據(jù)的檢索，調閱用戶的用水信息，輔助現(xiàn)場抄表工作。

3.3.2 電子標簽（RFID）現(xiàn)場寫入功能

現(xiàn)場裝表時，工作人員可直接將裝表地址、戶號、時間寫入電子標簽，并通過無線傳輸技術將數(shù)據(jù)回傳到后臺數(shù)據(jù)庫中。后臺系統(tǒng)將RFID的唯一碼與現(xiàn)場信息綁定，可避免水表誤裝情況的發(fā)生。

3.3.3 GPS衛(wèi)星定位功能

智能手持設備內置GPS定位功能，可快速準確引導抄表員到達抄表現(xiàn)場，保證抄表人員在陌生環(huán)境中抄表時能夠快速找到表位。

3.3.4 抄表現(xiàn)場審核功能

當現(xiàn)場輸入本月表底數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)會自動計算本月的用水量，若超出預設的數(shù)值則手持設備會給出提示，要求抄表員再次確認表底是否正確，進行有效數(shù)值分析和波動分析，從而降低抄表差錯率。

3.3.5 抄表數(shù)據(jù)實時上傳功能

現(xiàn)場抄見數(shù)據(jù)可通過3G網(wǎng)絡直接上傳回后臺管理平臺中，減去后期數(shù)據(jù)錄入的環(huán)節(jié)，更增強了抄表數(shù)據(jù)的實時性。

3.3.6 供水設備巡視

充分發(fā)揮抄表人員設備巡視的職能，當在抄表過程中發(fā)現(xiàn)設備損壞、漏水等情況后，抄表人員可以直接在智能手持終端設備中進行“現(xiàn)場缺陷記錄”，并可以通過內置的攝像頭對缺陷部位進行拍照，也可以通過錄音進行缺陷描述。這些信息可以通過3G網(wǎng)絡實時發(fā)送回公司。

3.4 管理平臺系統(tǒng)應用功能

3.4.1 抄表計劃智能排班功能

以電子地圖數(shù)據(jù)和管網(wǎng)分布數(shù)據(jù)為基礎，結合表務帳務數(shù)據(jù)，進行抄表計劃的輔助生成，包括年度計劃、季度計劃、月計劃等，合理分配抄表區(qū)域。

3.4.2 抄表人員管理及數(shù)據(jù)分析功能

(1)通過智能手持設備，可對現(xiàn)場工作人員進行考勤記錄。管理人員可以在服務管理平臺上查詢檢索當前在線的所有現(xiàn)場工作人員。

(2) 對現(xiàn)場工作人員進行相關資料的管理，包括人員基本信息、工作信息等。

(3) 對現(xiàn)場工作人員進行數(shù)據(jù)分析，方便人員的管理。例如依據(jù)當前工作量情況排序、依據(jù)所屬主管理部門排序等。

3.4.3 抄表任務無線派發(fā)功能

系統(tǒng)利用3G無線傳輸技術，可以通過系統(tǒng)管理平臺直接將任務信息發(fā)送給現(xiàn)場的智能手持設備，包括區(qū)域信息、電子地圖信息等，提高管理水平。

3.4.4 抄表人員軌跡回放功能

系統(tǒng)提供人員軌跡回放功能。對已經(jīng)完成的抄表工作，可以依據(jù)現(xiàn)場人員軌跡歷史數(shù)據(jù)進行回放，也可以進行區(qū)域疊加分析，了解實際到位情況。

3.4.5 抄表人員抄表到位率考核功能

根據(jù)抄表人員的抄表軌跡，可對抄表人員進行到位率考核。管理人員也可以對抄表員的抄表軌跡進行回放，了解抄表員的抄表情況。

3.4.6 抄表數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能

系統(tǒng)可對當日或歷史業(yè)務單進行各類指標的統(tǒng)計分析。包括解決及時率、處理及時率、完成及時率等。

4.系統(tǒng)成效分析

“智能抄表系統(tǒng)”是由自來水系統(tǒng)、GIS應用、GPS應用、3G應用等多方面的專家和工程技術人員，在對國內外GPS及3G技術進行充分研究，結合自來水抄表工作的特點和實際情況，經(jīng)過縝密的方案設計，研制開發(fā)而成。

從社會效益的角度來講，隨著科技的進步，技術的發(fā)展，GPS技術、3G通訊技術及智能手持設備已經(jīng)越來越多地應用到日常的工作中來了，但是如何將這些技術和某個具體的行業(yè)應用相結合，并充分發(fā)揮GPS技術,3G通訊技術的優(yōu)越性，是一個尚待研究的課題。隨著國家對可持續(xù)性發(fā)展的重視、用戶對自來水服務要求的不斷提高，城市的自來水的抄表工作需要更強的信息技術手段來進行管理。比如通過系統(tǒng)建設，有效杜絕目前全國水司行業(yè)在抄表領域存在的通病-估抄、錯鈔、漏抄、不抄，堵上“人情水”漏洞。

從經(jīng)濟效益的角度來講，“智能抄表系統(tǒng)” 利用先進的管理手段，先進的GPS、3G、RFID技術大幅降低供水管網(wǎng)“漏損率”，減小供水“產(chǎn)銷查”，為大幅度提高供水企業(yè)運營管理水平和經(jīng)濟效益將發(fā)揮積極的作用。

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孫立超/1978年生/男/江蘇南京人/本科/工程師/研究方向為計算機信息技術