廈門藍斯基于GPRS通信的自來水遠程抄表系統(tǒng)方案———廈門藍斯基于GPRS通信的自來水遠

一、 系統(tǒng)簡介
隨著供水部門對“一戶一表”工程改造的推進，以及對自動化的要求，遠程自動抄表系統(tǒng)已成為自來水自動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，目前廈門藍斯通信有限公司專門為供水公司、物業(yè)管理公司設(shè)計了基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的自來水遠程自動抄表系統(tǒng)。該系統(tǒng)將計算機技術(shù)、移動數(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，可自動完成用水戶水表網(wǎng)絡(luò)的遠程數(shù)據(jù)采集、紀錄、實時監(jiān)測、統(tǒng)計分析、打印和供、停水控制等管理工作。
二、 系統(tǒng)組成
GPRS自來水遠程自動抄表系統(tǒng)由監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)水表（數(shù)顯水表＋GPRS DTU）組成。監(jiān)測中心包括中心站機、計算機及系統(tǒng)軟件、顯示器、打印機等設(shè)備，中心站機與無線網(wǎng)絡(luò)水表的通信采用中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)適用于與供水公司距離遙遠、分散單獨的水表用戶，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方框圖如下圖所示：

三、 系統(tǒng)功能
3.1 自動檢測功能：系統(tǒng)對水表的用水量（流量）等參數(shù)（壓力）的數(shù)據(jù)進行采集、監(jiān)測、紀錄，并進行數(shù)據(jù)分析處理，形成各種圖形和報表，實現(xiàn)遠程無人自動抄表。
3.2 動態(tài)顯示功能：可定時或隨機在自動抄表系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖畫面上動態(tài)顯示每只水表的用水量和整個系統(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、年報表和月水費單，可打印總用水量的日、月、年報表和收水費的月、年報表。
3.4 數(shù)據(jù)管理功能：建立歷史數(shù)據(jù)庫，存儲原始數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計分析使用。對采集的用水量等數(shù)據(jù)進行累計值、平均值、最大值、最小值等的分析計算，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫適合擴充和維護，可滿足各種規(guī)模的供水部門數(shù)據(jù)抄表和維護使用。
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，通過局域網(wǎng)接入供水公司現(xiàn)有用水營業(yè)收費電腦管理系統(tǒng)，實現(xiàn)信息共享。
3.6 銀行自動繳費：通過監(jiān)控中心收費管理系統(tǒng)與銀行掛接，計費靈活方便。
3.7 可依據(jù)用戶繳納水費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：用于發(fā)送監(jiān)測中心計算機的指令和接收無線網(wǎng)絡(luò)水表的信息，并將信息通過RS-232/RG45通訊接口送入計算機。
4.2 系統(tǒng)軟件：
系統(tǒng)開發(fā)的專業(yè)軟件，它結(jié)合了國際最新軟件流行趨勢，可在Windows98、Windows2000、Windows XP、Linux等主流操作系統(tǒng)上運行。系統(tǒng)軟件通過中心站機發(fā)布指令，對本系統(tǒng)實施監(jiān)測，負責各采集站點的配置和網(wǎng)絡(luò)管理，同時將輸入數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫，可發(fā)布指令，實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)監(jiān)測、統(tǒng)計分析和報表打印及供、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)中采用廈門藍斯通信有限公司的LZ713i GRPS DTU。該DTU功能與特點如下：
A、功能：
1. 標準的AT 命令界面,方便程序設(shè)計；
2. TCP/IP Internet 內(nèi)嵌的協(xié)議棧，輕松互連；
3. RS232接口方式，更加簡便的通訊方式；
4. 通過遠程或者串口升級程序。
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. 一個符合ISO7816-3IC 卡標準的SIM 卡座，支持符合GSM11.11 和GSM11.10，規(guī)范SIM 卡；
5. 簡化的接口設(shè)計，使用通用的232 接口和簡單的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，掉線自動重啟，遠程喚醒等功能；
8. 支持遠程控制及動態(tài)域名解析；
9. 同時更具嵌入式系統(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，能夠自動斷電復(fù)位。
4.4 網(wǎng)絡(luò)水表：規(guī)格與普通水表相同，精度達到國家標準規(guī)定的計量等級。該水表結(jié)合了廈門藍斯通信LZ713i GPRS DTU，具有計量準確（遙測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)無漏失的特點，解決了以往遠程數(shù)字計量誤差、怕停電、耗電量大、怕干擾的缺點。網(wǎng)絡(luò)水表可直接使用220V市電，或采用直流電源。無線網(wǎng)絡(luò)水表不需另配測站機，它具有測站機的類似性能，可通過LZ713i GPRS DTU與中心站機直接采用中國移動數(shù)據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)通信。
4.5 計算機（電腦）、液晶顯示器或投影機、打印機、不間斷電源、避雷器等設(shè)備為外購?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
該系統(tǒng)具有下述特點：
5.1 該系統(tǒng)具有GPRS的各種優(yōu)點，即：
5.1.1 永遠在線：只要激活GPRS后，將永遠保持在線，不存在掉線問題；類似于一種無線專線網(wǎng)絡(luò)。
5.1.2 高速傳輸：由于GPRS采取了先進的分組交換方式，數(shù)據(jù)傳輸最高理論值可達171.2kb/s。因此，本系統(tǒng)在一條可移動的信息高速公路上傳輸數(shù)據(jù)。
5.1.3 按量收費：GPRS按照本系統(tǒng)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)量來收取費用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時，即使在線，也不收費。因此，它是一種面向使用、科學(xué)合理的計費方式。
5.2 該系統(tǒng)的自動檢測抄表功能可使供水公司（或小區(qū)物業(yè)管理部門）及時、準確地掌握用戶用水量和計收水費的情況，使供水管理和服務(wù)質(zhì)量水平躍上一個新臺階，有力地促進供水公司（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時管理、實時計量和遠程控制的問題，為供水公司實現(xiàn)遠程自動計量、水量分時計費、水損分析管理和用水系統(tǒng)實時遠程監(jiān)控等現(xiàn)代化供水管理提供了可靠的手段。
5.4 實現(xiàn)遠程自動抄表可減少抄表和相關(guān)的員工人數(shù)及費用開支，降低員工勞動強度，提高抄表工作效率；該系統(tǒng)的計量準確無誤將避免人工疏忽的漏抄、誤抄、估抄；該系統(tǒng)的實時監(jiān)測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)的運行成本。
5.5 配置大容量非易失存儲器，可存儲大量的水表數(shù)據(jù)，停電數(shù)據(jù)也可保存10年；密碼保護，非授權(quán)用戶無法操作。
六、 系統(tǒng)顯著的經(jīng)濟效益
6.1 較低的工程造價
由于城市的自來水供水普及率一般均達95%以上，千家萬戶的水表既分散又遠離供水公司，多年來供水公司所應(yīng)用的無線遙測系統(tǒng)的通信一般都采用電臺。如采用該種通信方式，供水公司的測控中心均需配置電臺、專用電源和高增益的鐵塔天線，在市區(qū)各處水表用戶的測點除配置電臺及專用電源外，還需配置高增益的定向天線。而本系統(tǒng)的通信采用中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)，在水司的測控中心只需配置內(nèi)置天線的中心站機，水表測點只需配置無線網(wǎng)絡(luò)水表或測站機。該型號的無線網(wǎng)絡(luò)水表和測站機，每臺僅占用一個移動電話號碼，其通信的可靠性與移動電話一樣。因此，本系統(tǒng)的工程造價比應(yīng)用電臺的系統(tǒng)造價至少低10-20萬元以上（測點數(shù)量越多差價越大）。
6.2 低廉的運行費用
6.2.1 本系統(tǒng)采用中國移動的GPRS通信網(wǎng)絡(luò)，不需使用電臺、不需架設(shè)鐵塔天線或定向天線等配套設(shè)備，無線網(wǎng)絡(luò)水表和測站機基本上可免維護運行，不需配備專業(yè)技術(shù)人員維修保養(yǎng)，因此維修費用低。而采用電臺通訊需向無線電管理部門申請頻道資源，需配備專業(yè)技術(shù)人員維護，那么維修費、員工工資和交通費，加上電費和頻道占用費等，其綜合運行成本開支每個月不少于3000元。
6.2.2 可與中國移動通信公司簽訂使用其通訊網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議，并按傳輸量計費。采用GPRS方式的計費標準為：0.01元/1kb，最低收費為每月20元。每個測點傳輸量以2kb/次計，如果每小時傳輸1次數(shù)據(jù)，那么1個月的話費=2kb×24×31×0.01元/1kb=14.88元；按最低收費也就是20元。目前，有的遠程自動抄水表系統(tǒng)的通信采用中國電信的電話線傳輸，如果每小時傳輸1次數(shù)據(jù)，那么每個測點1個月的話費=24×31×0.20元=148.80元；因此，采用有線電話線傳輸?shù)耐ㄐ庞嬞M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的自來水遠程自動抄表系統(tǒng)具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，其先進性、實用性、擴充性、安全性、可靠性，使得她必將在供水行業(yè)越來越廣泛地推廣應(yīng)用，為供水行業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻。