一、綜述
    目前在我國大多數(shù)地區(qū)戶用能源計量管理多采用傳統(tǒng)的人工抄表、收費定期結(jié)算的管理模式，經(jīng)常出現(xiàn)用水、電、氣、熱收費困難、糾紛、欠費等問題，給用戶帶來很多麻煩，給抄表人員帶來煩惱。人工抄表-----計費-----催費管理模式，只能適應(yīng)城市人口相對較少的情況，而隨著城市人口及高層建筑的增加，人工抄表工作量日益增大，管理費用逐步增加，很容易出現(xiàn)漏抄、少抄或欠費等現(xiàn)象。同時基于傳統(tǒng)機(jī)械計量表具而建立的傳統(tǒng)管理模式，已阻礙了行業(yè)的發(fā)展，同時表現(xiàn)出管理效率低，社會效益差等問題。特別是伴隨著人民生活水平的提高及小區(qū)物業(yè)管理的發(fā)展，分時段收費的需求已逐漸提到日程上來。因此智能戶外抄表呼聲越來越高。尤其對高層、高檔居住小區(qū)，智能戶外抄表是非常必要的，傳統(tǒng)抄表方式已經(jīng)不能適應(yīng)今后住宅的發(fā)展要求。隨著電子技術(shù)、傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，智能戶外抄表系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)出不少產(chǎn)品。隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，實現(xiàn)自來水收費管理的電子化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化已成為可能。
    為適應(yīng)當(dāng)前市場和政策的形勢，我公司推出的一種有效、高效率的管理模式——無線遠(yuǎn)傳采集系統(tǒng).
二、無線數(shù)據(jù)采集的優(yōu)越性及可發(fā)展性 
     多種計量收費模式，如智能卡表、有線集抄、載波抄表、無線集抄等方式，現(xiàn)就其不同特點進(jìn)行對比和分析。
1.采用智能IC卡表
可以為管理部門和用戶帶來許多方便，可以為傳統(tǒng)的管理模式進(jìn)行現(xiàn)代化改造提供基礎(chǔ)性的技術(shù)支持。與傳統(tǒng)的計量儀表相比，采用智能IC卡表技術(shù)可以帶來許多新變化，能夠有效地解決收費難的問題。不過，智能IC卡表存在無法實時監(jiān)視用戶的使用情況，由于是先交費后使用，這樣就存在用量囤積，無法更新用戶價格調(diào)整的問題，實時性比較差。
2.采用有線遠(yuǎn)傳表
可以實時監(jiān)控用戶使用的情況，不過目前的自動抄表監(jiān)控系統(tǒng)普遍采用采集控制器集中安裝在樓道中的方式，將各種計量表傳感信號線、報警信號線、驅(qū)動線路都連接到采集控制器上的方式來進(jìn)行集中的采集控制。采集器采用UPS電源供電以保證在市電掉電的情況下數(shù)據(jù)采集正常進(jìn)行。這種方式帶來許多問題：
    傳感信號、驅(qū)動信號的線路長，易受到外界因素的影響，如裝修破壞、其它人為破壞、電氣干擾等因素，導(dǎo)致抄表不準(zhǔn)確；
    電源方面一旦出現(xiàn)問題如線路問題、電源本身問題將導(dǎo)致多個采集控制器不能正常工作，導(dǎo)致計量不準(zhǔn)確，這樣就需要人力去重新入戶抄表并設(shè)置初始值。在工程的早期由于供電不正常會經(jīng)常出現(xiàn)這樣的問題。
    閥門的驅(qū)動、報警線路由于線路較長環(huán)節(jié)太多，使報警聯(lián)動關(guān)閥的功能變的風(fēng)險極大，只要有下列一種原因（不包括設(shè)備本身因素）都將導(dǎo)致聯(lián)動關(guān)閥的失敗。a.報警線路有問題；b.閥門驅(qū)動線路有問題；c.工程安裝中出現(xiàn)線路接錯的問題；d.UPS電源線路有問題。
由于以上幾種因素都與工程安裝有密切的關(guān)系，質(zhì)量不容易受到嚴(yán)格的控制，且受外界的影響較大，使工程的維護(hù)量非常大。

3.無線遠(yuǎn)傳采集系統(tǒng)
    我們公司提出的無線遠(yuǎn)傳采集智能化計量表的概念，智能計量表的采集傳輸模塊與基表一體化，由于是分表無線遠(yuǎn)傳，是想把室內(nèi)的燃?xì)獗?、水表、電表等，采用一個統(tǒng)一的無線網(wǎng)絡(luò)，不需要入戶，在門外即可抄送。其核心的技術(shù)是一個傳輸模塊，將三表的數(shù)據(jù)采集起來，用無線的方式發(fā)射出去。國內(nèi)的傳輸模塊也在做，但是沒有應(yīng)用在三表遠(yuǎn)傳上，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用較多的是ＧＰＲＳ、短信ＧＳＭ，這樣也能做到，但是成本高，用戶用不起，所以迫切需要一種低成本的、而且不需要占頻點費的系統(tǒng)，讓普通居民能夠承受得起的、高可靠性的遠(yuǎn)傳產(chǎn)品。
    我們公司的無線數(shù)據(jù)傳輸智能表具備如下幾個特點：
    計數(shù)以及其他功能的模塊在表內(nèi)，從而解決長線傳輸?shù)碾姶偶嫒輪栴}；
    自帶電源，這樣即使系統(tǒng)集中供電電源出現(xiàn)問題，也不會影響數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。
    表具本身帶閥控制，能夠?qū)崿F(xiàn)控制交費功能。
    改變了入戶抄表收費的模式，既能實現(xiàn)控制功能，又能實現(xiàn)實時監(jiān)測。
    樓棟集中器可以采用大電池供電，施工更簡單
    采用水表、燃?xì)獗頍o線抄表的自動抄表系統(tǒng)，杜絕人工抄表產(chǎn)生的誤抄、漏抄、估抄等人為錯誤；降低了系統(tǒng)功耗，大大減少了人工勞動，提高工作效率，減輕勞動強度，減員增效，降低了管理費用，提高了自動化程度；從數(shù)據(jù)采集到收費單的打印都自動完成；避免了人工抄表時間跨度大，無法抄錄同一時間的數(shù)據(jù)，方便計算損耗；可以隨時掌握各種表計的運行情況，便于水、氣的統(tǒng)計、計算和運行分析；安裝方便，成本低廉，便于維護(hù)，準(zhǔn)確知道故障發(fā)生的表具更換容易，售后服務(wù)工作量少。
    設(shè)計本系統(tǒng)主要達(dá)到的目的：
    本系統(tǒng)采用先進(jìn)的雙向無線通信技術(shù)，在同樣的功耗和發(fā)射功率下，可以增強通信距離，提高系統(tǒng)通信的可靠性。
    成本低，便于安裝，便于維護(hù)，抄表工作簡單，降低了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。
    系統(tǒng)功耗低，完全采用一次性鋰電池供電，系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定工作的時間長達(dá)8年,大大超過國家對智能表具工作壽命的要求。
    表具的計量、故障監(jiān)測、報警、閥控、電源管理、無線通信于一體，從而降低了系統(tǒng)的整體成本，易于推廣。
    由于采用無線通訊接口設(shè)計，無需連線，很容易實現(xiàn)整個表具的高級密封，對于防塵，防潮的設(shè)計可以做的相當(dāng)好，特別是可以長期工作在廚房、衛(wèi)生間、工業(yè)環(huán)境、泡在水中的其他環(huán)境等條件惡劣的地方，消除人為操作造成的誤差，提高整個系統(tǒng)的智能化程度,減少資源的浪費，有利于加強現(xiàn)代化的管理。

三、系統(tǒng)組成及實現(xiàn)

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

    由圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖我們可以看出系統(tǒng)主要由管理中心管理軟件、小區(qū)集中器、樓棟集中器、無線表具、抄表器5個部分組成，為了增加系統(tǒng)的通信可靠性，以及數(shù)據(jù)的實時性，滿足反向控閥的要求，系統(tǒng)采用雙向通信。

圖2 網(wǎng)絡(luò)圖

    按抄取模式分，其中集中器有兩種模式，一種為定時抄表模式，一種為強制抄表模式（可通過兩個跳線或者開關(guān)選擇）。定時模式是指集中器按照指定的時間自動抄去所管轄的集中器和表具的數(shù)據(jù)。強制模式是指集中器被強制按下抄表按鈕、上級集中器、手抄器等強制要求抄表時，開始抄表。 

    按供電模式分為電池供電和交流電源供電模式，兩種模式可通過跳線或者開關(guān)選擇供電模式，當(dāng)選用電池供電模式時，平時集中器為休眠模式（低功耗）在強制抄表模式或者定時抄表時才醒來。交流電源供電時系統(tǒng)可一直工作，不需要休眠。 
無線燃?xì)獗恚?
    無線通訊計量表是水、電、氣、熱計量儀表，具有數(shù)據(jù)計量、閥門控制及數(shù)據(jù)無線通訊功能，是系統(tǒng)的基本單元。無線計量表可根據(jù)設(shè)計要求安裝在居民室內(nèi)或室外管道井中，可直接替換舊表而無需改造原有系統(tǒng)。（由表+無線采集模塊+鋰電池組成）；采集模塊是指用于采集單個用戶表計用量信息，并將它處理后通過無線將數(shù)據(jù)傳送到上一級設(shè)備（無線接收器）的專用模塊。此模塊自帶數(shù)據(jù)采集功能，可以采集雙干簧管，自閉式開關(guān)，直讀表等各種傳感器的數(shù)據(jù)，根據(jù)傳感器的特點，可以選擇定時或者定量的方式來發(fā)送數(shù)據(jù)。詳細(xì)功能如下： 

2樓棟集中器
    集中器是指收集各采集終端或采集模塊（或多功能表計）的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理存儲，同時能和主站或手持單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的設(shè)備。采集器專門用來記錄各種表的數(shù)據(jù)的設(shè)備，可以通有線或無線，上傳數(shù)據(jù)到手抄器。功能如下：

3小區(qū)集中器
    集中器是指收集各采集終端或采集模塊（或多功能表計）的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理存儲，同時能和主站或手持單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的設(shè)備。采集器專門用來記錄各種表的數(shù)據(jù)的設(shè)備，可以通有線或無線，上傳數(shù)據(jù)到手抄器。功能如下：

4手抄器
用來抄表取表具中的數(shù)據(jù)并上傳到電腦里。詳細(xì)功能如下：

無線接收器：
特點：1.對任意表具的數(shù)據(jù)都接收，
　　　2.自帶跳頻功能，增加接收的帶寬，同時接收靈敏都很高。
　　　3.供電方式可以采用市電供電，或者采用太陽能電池供電
　　　4.無線接收器自帶備用鋰電池，在停電的情況下可以使用2天，同時還有是芯片，時間可以在掉電的情況下保存2年。
　　　5.采集器可以接收500只表的數(shù)據(jù)
5后臺軟件
上位機(jī)管理軟件是系統(tǒng)的管理中心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的集中管理、統(tǒng)計、分析、收費、控制及其他管理。
由于計量收費屬國家強制檢定的計量器具，在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)類產(chǎn)品的計量準(zhǔn)確性、傳輸可靠性是極其重要的。市場同類型的產(chǎn)品，真正能夠達(dá)到穩(wěn)定性，并且能為老百姓承受的產(chǎn)品不多。我們公司通過專業(yè)性技術(shù)，已經(jīng)解決了這個問題。在同等的性能下，我們的價格是最便宜的；在同等的價格下，我們的性能是最好的。也就是說，性價比是最好的。由于采用了先進(jìn)的無線設(shè)計技術(shù)，解決了以往在抄表、繳費等方面帶來的不便，一方面方便了用戶使用，另一方面簡化了管理手段，減輕物業(yè)管理負(fù)擔(dān)。合乎人們高品質(zhì)生活的追求，符合國家小康型住宅的要求。此遠(yuǎn)傳系統(tǒng)已在實際中得到應(yīng)用，并取得了良好的效果。