廈門藍(lán)斯基于GPRS通信的自來(lái)水遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)方案———廈門藍(lán)斯基于GPRS通信的自來(lái)水遠(yuǎn)

一、 系統(tǒng)簡(jiǎn)介
隨著供水部門對(duì)“一戶一表”工程改造的推進(jìn)，以及對(duì)自動(dòng)化的要求，遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)已成為自來(lái)水自動(dòng)化管理和智能化控制不可缺少的組成部分。為了適應(yīng)供水公司用戶水表和現(xiàn)代智能化樓宇用水管理的需要，方便水表用戶繳交水費(fèi)，目前廈門藍(lán)斯通信有限公司專門為供水公司、物業(yè)管理公司設(shè)計(jì)了基于GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的自來(lái)水遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)。該系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)技術(shù)、移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自控技術(shù)溶為一體，可自動(dòng)完成用水戶水表網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、紀(jì)錄、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析、打印和供、停水控制等管理工作。
二、 系統(tǒng)組成
GPRS自來(lái)水遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)由監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)水表（數(shù)顯水表＋GPRS DTU）組成。監(jiān)測(cè)中心包括中心站機(jī)、計(jì)算機(jī)及系統(tǒng)軟件、顯示器、打印機(jī)等設(shè)備，中心站機(jī)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)水表的通信采用中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)適用于與供水公司距離遙遠(yuǎn)、分散單獨(dú)的水表用戶，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方框圖如下圖所示：

三、 系統(tǒng)功能
3.1 自動(dòng)檢測(cè)功能：系統(tǒng)對(duì)水表的用水量（流量）等參數(shù)（壓力）的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)測(cè)、紀(jì)錄，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，形成各種圖形和報(bào)表，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)人自動(dòng)抄表。
3.2 動(dòng)態(tài)顯示功能：可定時(shí)或隨機(jī)在自動(dòng)抄表系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖畫面上動(dòng)態(tài)顯示每只水表的用水量和整個(gè)系統(tǒng)所包括水表的總水量。
3.3 打印功能：可打印每只水表的月、年報(bào)表和月水費(fèi)單，可打印總用水量的日、月、年報(bào)表和收水費(fèi)的月、年報(bào)表。
3.4 數(shù)據(jù)管理功能：建立歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計(jì)分析使用。對(duì)采集的用水量等數(shù)據(jù)進(jìn)行累計(jì)值、平均值、最大值、最小值等的分析計(jì)算，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)適合擴(kuò)充和維護(hù)，可滿足各種規(guī)模的供水部門數(shù)據(jù)抄表和維護(hù)使用。
3.5 合并、網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能：本系統(tǒng)可與供水公司的服務(wù)器連接，通過(guò)局域網(wǎng)接入供水公司現(xiàn)有用水營(yíng)業(yè)收費(fèi)電腦管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息共享。
3.6 銀行自動(dòng)繳費(fèi)：通過(guò)監(jiān)控中心收費(fèi)管理系統(tǒng)與銀行掛接，計(jì)費(fèi)靈活方便。
3.7 可依據(jù)用戶繳納水費(fèi)情況控制供水或停水，具有支持IC卡功能。
四、 系統(tǒng)主要設(shè)備
4.1 中心站機(jī)：用于發(fā)送監(jiān)測(cè)中心計(jì)算機(jī)的指令和接收無(wú)線網(wǎng)絡(luò)水表的信息，并將信息通過(guò)RS-232/RG45通訊接口送入計(jì)算機(jī)。
4.2 系統(tǒng)軟件：
系統(tǒng)開發(fā)的專業(yè)軟件，它結(jié)合了國(guó)際最新軟件流行趨勢(shì)，可在Windows98、Windows2000、Windows XP、Linux等主流操作系統(tǒng)上運(yùn)行。系統(tǒng)軟件通過(guò)中心站機(jī)發(fā)布指令，對(duì)本系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)測(cè)，負(fù)責(zé)各采集站點(diǎn)的配置和網(wǎng)絡(luò)管理，同時(shí)將輸入數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，可發(fā)布指令，實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析和報(bào)表打印及供、停水控制等處理。
4.3 GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端：
GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心主站與監(jiān)控終端的通訊。本系統(tǒng)中采用廈門藍(lán)斯通信有限公司的LZ713i GRPS DTU。該DTU功能與特點(diǎn)如下：
A、功能：
1. 標(biāo)準(zhǔn)的AT 命令界面,方便程序設(shè)計(jì)；
2. TCP/IP Internet 內(nèi)嵌的協(xié)議棧，輕松互連；
3. RS232接口方式，更加簡(jiǎn)便的通訊方式；
4. 通過(guò)遠(yuǎn)程或者串口升級(jí)程序。
B、性能：
1. 選用低功耗高性能的32位CPU 做處理器，16位內(nèi)部數(shù)據(jù)總線，256KBSRAM，512KBFLASH，可高速處理協(xié)議和大量數(shù)據(jù)；
2. 支持全透明及幀格式數(shù)據(jù)傳輸；
3. 支持TCP、IP、PPP、ICMP、UDP、TELNET、HTTP 協(xié)議棧；
4. 一個(gè)符合ISO7816-3IC 卡標(biāo)準(zhǔn)的SIM 卡座，支持符合GSM11.11 和GSM11.10，規(guī)范SIM 卡；
5. 簡(jiǎn)化的接口設(shè)計(jì)，使用通用的232 接口和簡(jiǎn)單的AT 命令交互界面；
6. 更方便的電源接口，即可使用外掛電源。又可從串口直接取電；
7. 完善了GPRS 網(wǎng)絡(luò)中所出現(xiàn)的假撥號(hào)，掉線自動(dòng)重啟，遠(yuǎn)程喚醒等功能；
8. 支持遠(yuǎn)程控制及動(dòng)態(tài)域名解析；
9. 同時(shí)更具嵌入式系統(tǒng)要求，可提供內(nèi)置式模塊（不帶外殼，可通過(guò)插針與嵌入式直接系統(tǒng)相連）。
10. 軟硬件雙重看門狗，在DTU不能正常工作時(shí)，能夠自動(dòng)斷電復(fù)位。
4.4 網(wǎng)絡(luò)水表：規(guī)格與普通水表相同，精度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的計(jì)量等級(jí)。該水表結(jié)合了廈門藍(lán)斯通信LZ713i GPRS DTU，具有計(jì)量準(zhǔn)確（遙測(cè)顯示水量與水表本身讀出的數(shù)值完全相同）、工作穩(wěn)定可靠、功耗低、數(shù)據(jù)無(wú)漏失的特點(diǎn)，解決了以往遠(yuǎn)程數(shù)字計(jì)量誤差、怕停電、耗電量大、怕干擾的缺點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)水表可直接使用220V市電，或采用直流電源。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)水表不需另配測(cè)站機(jī)，它具有測(cè)站機(jī)的類似性能，可通過(guò)LZ713i GPRS DTU與中心站機(jī)直接采用中國(guó)移動(dòng)數(shù)據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信。
4.5 計(jì)算機(jī)（電腦）、液晶顯示器或投影機(jī)、打印機(jī)、不間斷電源、避雷器等設(shè)備為外購(gòu)?fù)ㄓ没驅(qū)Ｓ卯a(chǎn)品，根據(jù)抄表系統(tǒng)和用戶的需要而配置。
五、 系統(tǒng)特點(diǎn)
該系統(tǒng)具有下述特點(diǎn)：
5.1 該系統(tǒng)具有GPRS的各種優(yōu)點(diǎn)，即：
5.1.1 永遠(yuǎn)在線：只要激活GPRS后，將永遠(yuǎn)保持在線，不存在掉線問(wèn)題；類似于一種無(wú)線專線網(wǎng)絡(luò)。
5.1.2 高速傳輸：由于GPRS采取了先進(jìn)的分組交換方式，數(shù)據(jù)傳輸最高理論值可達(dá)171.2kb/s。因此，本系統(tǒng)在一條可移動(dòng)的信息高速公路上傳輸數(shù)據(jù)。
5.1.3 按量收費(fèi)：GPRS按照本系統(tǒng)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)量來(lái)收取費(fèi)用，沒(méi)有數(shù)據(jù)流量的傳遞時(shí)，即使在線，也不收費(fèi)。因此，它是一種面向使用、科學(xué)合理的計(jì)費(fèi)方式。
5.2 該系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)抄表功能可使供水公司（或小區(qū)物業(yè)管理部門）及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握用戶用水量和計(jì)收水費(fèi)的情況，使供水管理和服務(wù)質(zhì)量水平躍上一個(gè)新臺(tái)階，有力地促進(jìn)供水公司（或小區(qū)物業(yè)部門）現(xiàn)代化管理水平的提高。
5.3 該系統(tǒng)可徹底解決用水的實(shí)時(shí)管理、實(shí)時(shí)計(jì)量和遠(yuǎn)程控制的問(wèn)題，為供水公司實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)計(jì)量、水量分時(shí)計(jì)費(fèi)、水損分析管理和用水系統(tǒng)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控等現(xiàn)代化供水管理提供了可靠的手段。
5.4 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表可減少抄表和相關(guān)的員工人數(shù)及費(fèi)用開支，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高抄表工作效率；該系統(tǒng)的計(jì)量準(zhǔn)確無(wú)誤將避免人工疏忽的漏抄、誤抄、估抄；該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可減少由于管道破裂漏水、用戶違章用水等造成的水量損失；該系統(tǒng)的應(yīng)用將有效地提高供水回收率和降低供水管網(wǎng)的運(yùn)行成本。
5.5 配置大容量非易失存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)大量的水表數(shù)據(jù)，停電數(shù)據(jù)也可保存10年；密碼保護(hù)，非授權(quán)用戶無(wú)法操作。
六、 系統(tǒng)顯著的經(jīng)濟(jì)效益
6.1 較低的工程造價(jià)
由于城市的自來(lái)水供水普及率一般均達(dá)95%以上，千家萬(wàn)戶的水表既分散又遠(yuǎn)離供水公司，多年來(lái)供水公司所應(yīng)用的無(wú)線遙測(cè)系統(tǒng)的通信一般都采用電臺(tái)。如采用該種通信方式，供水公司的測(cè)控中心均需配置電臺(tái)、專用電源和高增益的鐵塔天線，在市區(qū)各處水表用戶的測(cè)點(diǎn)除配置電臺(tái)及專用電源外，還需配置高增益的定向天線。而本系統(tǒng)的通信采用中國(guó)移動(dòng)的GPRS網(wǎng)絡(luò)，在水司的測(cè)控中心只需配置內(nèi)置天線的中心站機(jī)，水表測(cè)點(diǎn)只需配置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)水表或測(cè)站機(jī)。該型號(hào)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)水表和測(cè)站機(jī)，每臺(tái)僅占用一個(gè)移動(dòng)電話號(hào)碼，其通信的可靠性與移動(dòng)電話一樣。因此，本系統(tǒng)的工程造價(jià)比應(yīng)用電臺(tái)的系統(tǒng)造價(jià)至少低10-20萬(wàn)元以上（測(cè)點(diǎn)數(shù)量越多差價(jià)越大）。
6.2 低廉的運(yùn)行費(fèi)用
6.2.1 本系統(tǒng)采用中國(guó)移動(dòng)的GPRS通信網(wǎng)絡(luò)，不需使用電臺(tái)、不需架設(shè)鐵塔天線或定向天線等配套設(shè)備，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)水表和測(cè)站機(jī)基本上可免維護(hù)運(yùn)行，不需配備專業(yè)技術(shù)人員維修保養(yǎng)，因此維修費(fèi)用低。而采用電臺(tái)通訊需向無(wú)線電管理部門申請(qǐng)頻道資源，需配備專業(yè)技術(shù)人員維護(hù)，那么維修費(fèi)、員工工資和交通費(fèi)，加上電費(fèi)和頻道占用費(fèi)等，其綜合運(yùn)行成本開支每個(gè)月不少于3000元。
6.2.2 可與中國(guó)移動(dòng)通信公司簽訂使用其通訊網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議，并按傳輸量計(jì)費(fèi)。采用GPRS方式的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為：0.01元/1kb，最低收費(fèi)為每月20元。每個(gè)測(cè)點(diǎn)傳輸量以2kb/次計(jì)，如果每小時(shí)傳輸1次數(shù)據(jù)，那么1個(gè)月的話費(fèi)=2kb×24×31×0.01元/1kb=14.88元；按最低收費(fèi)也就是20元。目前，有的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄水表系統(tǒng)的通信采用中國(guó)電信的電話線傳輸，如果每小時(shí)傳輸1次數(shù)據(jù)，那么每個(gè)測(cè)點(diǎn)1個(gè)月的話費(fèi)=24×31×0.20元=148.80元；因此，采用有線電話線傳輸?shù)耐ㄐ庞?jì)費(fèi)與本系統(tǒng)采用GPRS相比為148.80元÷20元=7.44倍。
七、 結(jié)論
綜上所述，應(yīng)用GPRS的自來(lái)水遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，其先進(jìn)性、實(shí)用性、擴(kuò)充性、安全性、可靠性，使得她必將在供水行業(yè)越來(lái)越廣泛地推廣應(yīng)用，為供水行業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。