浅析远程多功能抄表系统的研究与应用

安科瑞 鲍静君

　　摘要：针对目前电力系统管理自动化与现代化住宅水、电、燃气等管理智能化的需求，本文研究了多功能远程抄表系统的工作原理与设计方法，探讨了远程抄表系统设计原则与依据，并对系统的要求与工作环境要求作了分析，对现代化电力系统管理自动化水平提高有一定的参考意义。

　　关键词：电力系统；远程抄表系统；工作原理；研究

　　引言

　　随着建筑、住宅条件的不断提高及计算机技术、现代网络技术及信息集成技术的综合发展，电力系统管理已步入信息时代。居民对居住设施的智能化需求日益提高，另一方面相关管理部门出于对数据统计及收费管理的需要，要求对传统的人工上门抄表方式进行改革。因此，实现用户用仪表的远程集中抄录已是必然趋势。

　　1、设计原则

　　采用成熟及实用的技术

　　本系统具有较高科技含量、讲究简便实用，采用成熟的信息传输、信息存储技术，并结合远程抄表系统特点加以升级改进，成熟应用于多项不同工程中。

　　系统具有可靠性和稳定性

　　本系统在技术措施、设备性能的选择、系统结构上充分考虑系统的可靠性和稳定性。在充分提高系统的无故障运行时间的同时，做到了单采集点故障不影响模块中其它采集点的正常工作；一个采集模块故障不影响设备中其它模块的正常工作；一个设备故障不影响系统中其它设备的正常工作。

　　操作具有、保密性和容错性

　　由于多表远程抄收系统面临用户的数量众多，用户的层次和素质参差不齐，容易出现系统在使用过程中的被误操作现象。因此，本系统具有较强的容错性和自检功能，对系统操作人员具有操作权限控制，对业主通过网络查询信息具有密码操作，在方便使用的同时兼顾

　　信息保密。

　　国际化、标准化、规范化

　　系统按照国际化、标准化、规范化设计，同时与本系统相配套的各种表具（包括冷水、热水、燃气、电表等）以及系统选用的线材也应选择国际化、标准化、规范化的产品。

　　具有开放性、可扩性、兼容性和灵活

　　就目前而言，大多数小区均为分期工程，即建好一期入住一期，然后再建下一期。本系统具有良好的开放性，能紧密地与以往系统连接，合成一个整体，更好地为用户服务。由于工程范围、大小差异很大，故要求系统能适合多种规模的建筑，要有较强的扩展性，能随

　　时适应对系统的扩容要求。同时系统软件具有很强的兼容性和灵活，能适应升级换代及多种计费方式，满足用户的不同需要。

　　2、系统工作原理

　　远程抄表系统设计为：每单元安装1台CXT2-12型12路多表采集器，各采集器用来采集和储存各户相应表具的输出值。每单元用1台电源。管理处需配备计算机，并安装系统软件，运行系统软件通过转换器实现计算机与多表采集装置间通讯，实现远程抄表功能。

　　多表远程抄收与控制系统由三部分组成，即前端的表具，中间的采集器、中继器等，终端的转换器、计算机、打印机部分组成。多表远程抄收系统前端的冷水表、热水表、中水表、纯净水表、电表、气表、热能表等需为具有输出功能的远传表具。

　　中间的采集装置安装在各楼层电气竖井内，每个装置中根据采集、控制点数需要配备一个或多个相对独立的采集模块，采集器模块通过RVVP2×1.0（或RVVP 2×0.3）线缆对每户冷水表、热水表、中水表、纯净水表、电表、气表、热能表的输出进行数据采集，多表采集装置中的电源模块和蓄电池为采集器、控制器模块提供电源。

　　各多表采集装置之间通过RS485总线（RVVP 2×1.0双绞线）（TCP/IP、无线数传模块、GSM模块、GPRS模块等）或手持抄表器连接到小区管理处，通过RS485/232转换器接至计算机管理系统，采集模块在接收到计算机的指令后，将数据向计算机管理系统发送或执行计算机发出的远动指令。计算机管理系统可以对每个用户冷水表、热水表、中水表、纯净水表、电表、气表、热能表进行实时数据采集，可以设置各表具的初始值，可以设置单价和计量系数，可以随时进行数据查询、统计和计算管理，可以查询、打印交费情况和收据，业主可以通过园区网实时查询表具数值和应交费用。系统具有权限设定功能，操作员和管理员可设定不同的权限等级。

　　在系统中加入中继器，用于延长RS485总线的传输距离和增加RS485系统的采集装置容量。中继器根据现场情况安装于某个采集装置中。

　　在计算机前端加入转换器，用于将RS485总线信号转换为RS232信号。

　　本系统采用RS485总线结构，软件运行在Windows98及以上操作系统，可方便地与其他管理系统实现互联，抄表数据库采用Microsoft Access可方便地与其他管理系统实现互联。（见图1）

　　3、系统功能

　　3.1硬件系统功能

　　系统采用RS485工业总线。

　　系统中采集器模块、控制器模块、中继器模块、转换器模块、电源模块、电池、箱体，相对独立，可以适合各个建筑单体。

　　能实时读取各路采集信息，包括脉冲式水、燃气、电表、热能表的输出脉冲。

　　可根据用户需求扩充输出控制点（如用电控制）。

　　每表两线制连接，能自动巡检各表具的开路、短路状态，并能远传故障告警。

　　自动巡检设备的通讯状态并能远传故障告警。

　　当交流220V停电时，现场多表采集装置可继续工作72小时。

　　多表采集装置本地保存数据的时间为10年。

　　可与干簧管、霍尔、三极管、光耦输出的远传表具连接。

　　3.2软件系统功能

　　操作员、管理员可设置各自独立的密码和不同的操作权限。可以设置各种表具的单价，并可以根据价格变化更改设置。系统自动从价格设置确定时起执行新的价格计费；可以进行业主设置，对业主的楼号、层号、房间号、业主姓名、用户密码进行登记，并生成对应的业主编号。通过业主编号对业主进行管理。可以根据需要随时采集数据，也可以定时采集数据；可以对本地采集装置进行远动操作，设置其表底值或实现归零，完成初始化或恢复原有记录；可以查询业主的当前表具数值和表具工作状况；以查询通讯成功率，用于查看在以往的通讯是否正常；可以查询设备告警信息，用于查询是否出现表具线路故障。

　　可以查询安防告警信息，用于查询是否有业主紧急求救；无论在设置、查询、检索、收费管理各画面下，若出现通讯、设备、安防告警时，软件管理系统自动推出告警画面及相关信息，并具有语音提示；可以检索任一业主（或部分、全部）在任一时间段内的各项使用

　　量和交费金额，并可将报表打印输出；可以检索任一业主（或部分、全部）在任一时间段内安防告警信息，并可打印输出；可以检索任一设备（或部分、全部）在任一时间段内设备告警信息，并可打印输出；以对业主进行收费记录查询，可以查询各次收费时的原表底值、交费时表底值、使用量和交费金额；可以完成对业主的收费。系统自动从上次交费后起始，业主自动选择交费截止时间，完成收费，并打印收据；如遇欠费或其他特殊情况，可进行远程控制，用于切断电、水、气等的供给。

　　4、系统要求与性质

　　4.1计算机配置

　　奔腾Ⅲ及以上CPU

　　128M及以上内存

　　20G及以上硬盘空间

　　至少有一个空余串口

　　Windows 98及以上操作系统

　　4.2系统对脉冲计量表具的要求

　　脉冲计量表具的输出方式可以是干簧管、霍尔、光耦三种。

　　对于干簧管、光耦输出的脉冲计量表具，输出阻值要求如下：

　　开路时：24kΩ；闭合时：2kΩ；强磁场时：0Ω（只限于干簧管输出）

　　脉冲计量表具的引出线是明线，要有金属护管，以防止施工时被损坏。

　　脉冲计量表具引出线的长度要满足实际连线要求。

　　电子式电表的脉冲常数：≤6400个脉冲/Kw.h。

　　脉冲水表应具有自保持功能。

　　4.3系统工作环境

　　大气压力：86～108kPa

　　环境温度：-10～+50℃

　　工作电压：标称值220V AC±百分之十

　　相对湿度：≤百分之九十五

　　4.4系统技术指标

　　功耗：每采集器模块功耗≤1W

　　与计算机的连接方式：标准232接口

　　系统通讯方式和速率：RS485，速率9600bps

　　每采集模块可管理的表具数：4-12表/模块

　　脉冲计量表输入：计量误差为计量表具±1个脉冲代表的计量值

　　状态量输入：闭合时为二进制码“1”，断开时为二进制码“0”

　　采集器的外型尺寸：125×85×30(mm)（壁挂式）

　　5.安科瑞远程预付费系统的介绍及选型

　　5.1系统简介

　　系统为B/S架构，主要包括前端管理网站和后台集抄服务，配合公司的预付费电表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用户计量箱ADF300L系列，实现电能计量和电费管理等功能。

　　另外可以选配远传阀控水表组成水电一体预付费系统，达到先交费后用水的目的，剩余水量用完自动关阀。

5.2 系统功能

　　AcrelCloud-3200预付费水电云平台由云平台-网关-预付费电能表组成，通过通信网络完成系统到表的充值、查询、监控、控制及短信报警等功能。

　　  本系统适用于一些大集团和大物业，往往需要将多个物业环境、分散于各地的物业集中式收费和管理，面临着数据公网传输，财务操作分散，在线支付，总部财务扎口等复杂的需求。

　　远程集中抄表：抄表信息通过网关实时上传到云平台，快速便捷，免去人工抄表 。

　　水表预付费:可是查看某区域水表的实时状态信息，并可以进行单表或批量设置水价控阀等操作。

　　远程售电:财务集中管理，电量实时下发，并比对充值次数防止作弊，方便快捷。

　　能耗分析:用户和管理员都可查询预付费表或管控表每天的用能状况；可提供能耗分析+财务轨迹一体式综合管理报表，包含用户表的能耗、财务数据、能耗和财务的期初期末值等数据。

　　在线支付:商户可以通过小程序或者公众号实现在线自助充值水电费，也可以实时关注商铺用水用况。

　　短信提醒:金额不足或金额欠费提醒、电表充值到账提醒，都可及时短信通知商户。

　　远程控制:可对任意一块电表执行远程拉闸或保电等一系列远程控制操作，方便管理。

　　5.3设备选型

　　6、结论

　　系统特点

　　该系统采用了改进型485总线结构，具有以下特点：

　　多表远程抄收系统为保证数据采集的准确可靠，在每个采集模块上都设计了硬件滤波器、软件滤波器、防抖动电路，克服电磁干扰、表具临界抖动和水锤等原因产生的异常干扰信号。

　　多表远程抄收系统各型号的多表采集装置中，每4、8、10或12具的接口故障、通讯故障、cpu故障等），可对本模块进行更换或维修，不影响设备中其它模块的供电和正常工作。

　　多表远程抄收系统具有4、8、10、12个数据采集点的采集模块，在每个模块中，表具的数据采集和安防点的信息采集可由用户任意组合。并可根据用户的需要扩充输出控制点。每层安装一台多表采集装置使系统中水平布线（设备到本层表具的连线）和垂直布线（设备与设备之间的连线）节减、系统结构清晰。大量减少了施工、调试、维护费用。

　　多表远程抄收系统及系统的网络配套设备。改变了传统485的单向总线结构，使之具有多分枝性，加强了系统连接的灵活。为与后期工程的联网作好了准备。

　　总线传输速度能满足用户对远程抄表的速度要求。每秒9600bit的传输速度也完全适应物业对管理和收费的需求。

　　系统容量能满足目前小区的需求。远程抄表系统可以采集至6万个表位。个采集点为一个独立数据采集模块。每个模块发生故障时（如与表系统中各部件在结构、工艺、功能上经过在工程上的多次应用已适应了各种工程的复杂结构。

　　多表采集与控制系统是集计算机技术、现代信息传输技术、网络技术及信息集成技术于一体的高新技术产品。该产品能够对水表、电表、气表、热能表实现远程集中抄表、收费，并能控制各种阀门打开、关闭，满足自来水公司、电力公司、燃气公司、热力公司及小区物业管理公司等部门的需求；也可以对吸尘、温度、湿度、压力、流量等物理量进行远传采集和控制，满足住宅、学校、石油、化工、仓库等行业的应用需求。