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一、背景介紹
無線遠傳抄表係統，通過無線通訊係統傳輸數據的一種遠傳係統。與其他抄表方式比較，其優點突出是：無須布線，施工簡單。
燃氣表是正偉公司研製開發，具有用戶信息管理和抄表功能，適用於天然氣、液化石油氣、人工煤氣等氣體流量計量的儀表。它由可發信燃氣表基表部分、微控製器係統、脈衝采樣係統、無線模塊組成。該表具有可靠性高、精度高、功耗低的特點。
經過比較分析，我們選擇中國移動的GPRS係統作為城市供氣管網係統的數據通信平台。目前，GSM網絡經過電信部門的多年建設，覆蓋範圍不斷擴大，已成為成熟、穩定、可靠的通信網絡，特別是中國移動新推出的GPRS數據業務。GSM/GPRS係統可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業(ye)務(wu)平(ping)台(tai)上(shang)構(gou)建(jian)天(tian)然(ran)氣(qi)供(gong)氣(qi)抄(chao)控(kong)係(xi)統(tong)，實(shi)現(xian)管(guan)網(wang)監(jian)控(kong)點(dian)的(de)無(wu)線(xian)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)具(ju)有(you)可(ke)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)現(xian)有(you)網(wang)絡(luo)，縮(suo)短(duan)建(jian)設(she)周(zhou)期(qi)，降(jiang)低(di)建(jian)設(she)成(cheng)本(ben)的(de)優(you)點(dian)，而(er)且(qie)設(she)備(bei)安(an)裝(zhuang)方(fang)便(bian)、維護簡單。
通過GPRS 無線網絡，為用氣管理提供實時性好、穩定性高的數據和事件記錄，可實現多塊表、全方位的抄控功能。
GPRS無線係統具備如下特點：
1、良好的實時響應與處理能力。與短消息服務比較，由於GPRS具有實時在線特性，係統無時延，係統能夠同時實時收取、處理多個所有監測點的各種數據，無需輪巡就可以同步監測點的時鍾可很好的滿足係統對數據采集和傳輸實時性的要求。
2、遠程儀器設備控製：由於采用GPRS雙向傳輸係統，監控中心可以反向實現對儀器設備的時間校正、狀態報告、開關以及其他監測、控製等功能；
3、建設成本低：可充分利用現有GSM網絡，設備安裝即接通。
4、安裝調試簡單，建設周期短：利用現有成熟GSM網絡，係統投入運行時基本不需要調試，安裝簡捷。
5、覆蓋範圍廣。構建供氣管網抄控係統要求數據通信覆蓋範圍廣，擴容無限製，接入地點無限製，能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。由於管網監控點數量眾多，分布在全市範圍內，部分管網監控點位於偏僻地區，而且地理位置分散。采用GPRS方式，理論上在無線GSM/GPRS網絡的覆蓋範圍之內，都可以實現監控。
6、數據傳輸速率高。GPRS網絡傳送速率理論上可達171.2kbit/s，實際應用時數據傳輸速率在40Kbps左右。
7、係統的傳輸容量大。監控中心站要和每一個管網監控點實現實時連接。由於管網監控點數量眾多，係統要求能滿足突發性數據傳輸的需要，而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要。
8、通信費用低。由於GPRS采用包月計費的方式，運營維護成本低。
用正偉公司提供的係統解決方案，還具有以下特點：
無線模塊多信道、多波特率（用戶可選擇）；硬件采用了高精度集成封裝技術，隨環境溫、濕度變化，頻率偏移小、計量準確、通信可靠；采用高效糾錯技術，保證通信數據100%正確；微功率、通信距離遠、價格低。
無線抄表器攜帶方便、操作簡單直觀、功能豐富。
係統高度集成、總成本較低。
可以隨時抄取數據。
抄表不入戶、避免擾民。
帶閥控功能。
係統簡單、抄表效率高。
二、解決方案介紹
係統架構：
抄表方案一、無線智能燃氣表抄表係統就是采用無線的方式，將智能燃氣表的計量數據直接發送到抄表員手持的PDA手掌機上，後將PDA手掌機通過USB接口和PC機連接，從而把成批數據傳送到電腦上，然後由電腦經過數據處理，得到最終抄表結果。
手持儀（PDA）抄表係統示意圖
不推薦用戶采用上述直接用PDA抄表的方式，另一種方式是通過集中器集中數據，PDA抄讀集中器所集中的數據。也就是說，客戶用PDA去抄讀集中器中的數據，而不是直接用PDA去抄讀用戶氣表的數據。
wuxianzhinengranqibiaochaobiaoxitongtongguowuxianchaobiao，budanjiejueleruhuchaobiaodekunnan，erqiehainenglejiebiaojudeyunxingzhuangtai，genjuyonghudejiaofeiqingkuang，duibiaojujinxingkai、關控製，並可對用戶的用氣情況進行科學的統計和分析。
該方案無線智能燃氣表抄表係統主要由帶無線通訊功能的智能燃氣表、PDA手掌機、集中器及電腦等部分組成。
抄表方案二、通過集中器采集儀表數據，然後用GPRS傳輸至管理中心。
小區無線遠程抄表係統示意圖
城市聯合抄表係統示意圖
GPRS遠程抄表係統通過計量儀表計量，用集中器采集儀表數據，將數據存儲並通過GPRS移動通訊網絡傳到有關管理部門（如物業公司、煤氣公司、天然氣公司等），從而實現遠程自動抄表及監測。
guanlibumenkezaibangongshineisuishiguancedaofensanzaiquanshigedideqishiyedanweidetianranqishiyongzhuangkuang，kesuishidayinchugezhongbaobiaojishoufeiqingkuangdeng，dadajieshengguanlichengben，jianshaorenweiwucha，tigaoleguanlishuiping。gaifanganjuyoujingdugao、可靠性好、價格低、操作簡單、施工方便等特點。
（一）、係統組成
1.燃氣表數據采集
集中器是一個以微處理器為中心的小型信息處理係統，其內置GSM／GPRS模塊，配一張開通GPRS服務的SIM卡，負責接收從數據服務中心發過來各種指令並加以篩選、判別，將有效指令發送到相應的表具中；接受表具發送過來的數據並發送給數據服務中心。采用小型的無線電台和表具進行無線連接。
集中器也可以用太陽能電池板供電，免去用戶拉線供電或更換蓄電池之煩。
集中器內還存儲與數據中心聯網的各種參數，如：中心的IP地址、服務端口等。集中器一加電便自動運行，搜索GPRS網絡，向中心進行注冊並連接。如果沒有數據傳輸時可以進入休眠狀態，一旦有數據需要發送或收到中心呼叫(通過短信或電路)時便從新登陸數據服務中心，進行數據傳輸。GSM短信作為備用通道，一旦GPRS網絡出現故障，立即啟動GSM短信通道和數據服務中心進行通信。
燃(ran)氣(qi)表(biao)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)位(wei)於(yu)居(ju)民(min)小(xiao)區(qu)的(de)信(xin)息(xi)中(zhong)心(xin)，居(ju)民(min)用(yong)戶(hu)的(de)用(yong)電(dian)數(shu)據(ju)由(you)表(biao)首(shou)先(xian)通(tong)過(guo)局(ju)域(yu)無(wu)線(xian)接(jie)口(kou)連(lian)接(jie)到(dao)位(wei)於(yu)小(xiao)區(qu)信(xin)息(xi)中(zhong)心(xin)的(de)集(ji)中(zhong)器(qi)，集(ji)中(zhong)器(qi)再(zai)通(tong)過(guo)RS232接口與GPRS透明數據傳輸終端相連。通過GPRS透明數據傳輸終端內置嵌入式處理器對數據進行處理、協議封裝後發送到GSM網絡，通過 GPRS網絡傳送至管理部門數據中心的抄表係統，實現表數據和數據中心係統的實時在線連接。
燃氣表集中器通過局域無線接口抄控燃氣表，既可支持單個電表，也可以同時支持多個電表，實現對表參數的采集、存儲、預處理或並將采集到的表數據實時傳送到配電中心；同時，集中器還可將配電中心發送的遙控指令傳給表控製模塊，對表進行控製操作。
2.管理中心
管理中心服務器接受到GPRS網絡傳來的數據後，傳送到管理中心計算機主機，通過係統軟件對數據進行還原顯示，並進行數據處理。
管理中心計算機主機可進行業務管理和計費管理，對數據進行校驗、計算、存儲、分析、管理等，可對異常情況進行告警，同時對用戶使用情況實時監控，保證管理部門的合法收益。
3.GPRS/GSM移動數據傳輸網絡
集中器采集的數據經GSM網絡空中接口功能模塊同時對數據進行解碼處理，轉換成在公網數據傳送的格式，通過中國移動的GPRS無線數據網絡進行傳輸，最終傳送到管理中心IP地址。
4.無線模塊
無wu線xian模mo塊kuai選xuan用yong無wu線xian遠yuan程cheng喚huan醒xing數shu據ju傳chuan輸shu模mo塊kuai，無wu線xian模mo塊kuai是shi連lian接jie在zai燃ran氣qi表biao的de傳chuan感gan器qi上shang，用yong於yu采cai集ji燃ran氣qi表biao的de用yong量liang並bing存cun儲chu，其qi餘yu時shi間jian都dou處chu於yu睡shui眠mian狀zhuang態tai，當dang傳chuan感gan器qi有you信xin號hao進jin來lai時shi，模mo塊kuai被bei喚huan醒xing，並bing自zi動dong計ji量liang，而er且qie模mo塊kuai會hui不bu間jian斷duan的de自zi動dong醒xing來lai，檢jian測ce外wai界jie是shi否fou有you喚huan醒xing信xin號hao，主zhu要yao用yong於yu抄chao表biao器qi抄chao取qu數shu據ju，如ru果guo檢jian測ce到dao喚huan醒xing信xin號hao，它ta將jiang被bei喚huan醒xing並bing等deng待dai下xia一yi指zhi令ling，執zhi行xing相xiang關guan操cao作zuo。如ru果guo沒mei有you喚huan醒xing信xin號hao，則ze又you進jin入ru睡shui眠mian狀zhuang態tai。這zhe樣yang一yi來lai，無wu線xian模mo塊kuai的de功gong耗hao就jiu非fei常chang低di，采cai用yong5號堿性電池供電，可以達到6個月到一年。
5.無線抄表器（PDA）
wuxianchaobiaoqishitongguowuxianshepinfangshifasongshujuhuozhilinghejieshoushuju，zaitahewuxianmokuaizhijianjianliyitaotongxinxieyijiukeyihewuxianmokuaijinxingtongxin，chaoqushuju。suoyougongnengdouzaipingmushangxianshi。yuPC機通信是采用有線方式，使用標準的RS232接口。便於攜帶。
6.PC機軟件
（二）係統方案
由於GPRS通信是基於IP地址的數據分組通信網絡，管理中心計算機主機上網取得IP地址，各個表數據采集點采用GPRS模塊和該主機進行通信。
各小區抄控點使用集中器，通過移動的GPRS網絡與管理中心相連,各信息采集點采集實時數據，支持24小時實時在線，實現信息采集點24小時傳送采集的信息數據。這樣，整個城市區域通過移動網絡就實現了統一管理。
凡天然氣公司授權的信息采集點均可以使用本係統：
1）管網抄控小區必須使用移動統一的SIM卡，用戶使用本卡隻能用於與監控中心數據通信功能。
2）終端設備使用西安旌旗電子有限公司提供的局域無線表計終端。
3）用戶登記：符合天然氣公司的規定。
推薦通過公網使用VPN接入到移動GPRS網，這種方式成本比較低，安全性比較高，而且速度和網絡服務質量都保障；也可以通過GPRS專線接入到移動GPRS網，這種方式成本高，安全性高、穩定可靠。
（三）抄表工作原理
將(jiang)無(wu)線(xian)模(mo)塊(kuai)的(de)采(cai)集(ji)端(duan)連(lian)接(jie)在(zai)燃(ran)氣(qi)表(biao)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)上(shang)，每(mei)當(dang)燃(ran)氣(qi)表(biao)使(shi)用(yong)一(yi)定(ding)量(liang)時(shi)，傳(chuan)感(gan)器(qi)就(jiu)會(hui)發(fa)出(chu)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)，脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)會(hui)將(jiang)睡(shui)眠(mian)的(de)無(wu)線(xian)模(mo)塊(kuai)喚(huan)醒(xing)，模(mo)塊(kuai)並(bing)將(jiang)該(gai)次(ci)使(shi)用(yong)量(liang)記(ji)下(xia)，然(ran)後(hou)又(you)繼(ji)續(xu)進(jin)入(ru)睡(shui)眠(mian)狀(zhuang)態(tai)。
它ta在zai睡shui眠mian時shi，會hui間jian斷duan的de自zi動dong醒xing來lai，檢jian測ce空kong中zhong是shi否fou有you喚huan醒xing信xin號hao進jin來lai，如ru果guo檢jian測ce到dao有you喚huan醒xing信xin號hao，模mo塊kuai馬ma上shang進jin入ru工gong作zuo狀zhuang態tai，等deng待dai抄chao表biao器qi的de下xia一yi指zhi令ling，然ran後hou執zhi行xing相xiang關guan操cao作zuo，如ru果guo操cao作zuo完wan成cheng，模mo塊kuai會hui等deng待dai一yi定ding的de時shi間jian，看kan是shi否fou還hai有you指zhi令ling，如ru果guo沒mei有you接jie收shou到dao指zhi令ling，則ze進jin入ru睡shui眠mian狀zhuang態tai。
如果無線手抄器要進行抄表時，隻要抄表人員拿著抄表器在通信距離以內先發出喚醒信號（必須是先選擇用戶），jiangmougeyonghubiaoduandewuxianmokuaihuanxing，ranhouzaifachuchaoqushujudezhiling，zheyangwuxianmokuaijiangbacaijidaodeshujufasonggeichaobiaoqi。chaobiaoqineideyonghuziliaoshitongguoPC機有線下載到抄表器的，抄表器抄取數據後也是通過有線的方式上傳給PC機。
若采用小區無線遠程抄表係統抄表方案，集中器間數據自動路由，最後由GPRS傳至管理中心。
燃氣表帶有閥控的功能，如果用戶欠費或更換模塊的電池，都可以通過抄表器發出關閥指令。
（四）安全措施
由(you)於(yu)燃(ran)氣(qi)表(biao)遠(yuan)程(cheng)抄(chao)表(biao)係(xi)統(tong)的(de)特(te)殊(shu)性(xing)，本(ben)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)極(ji)高(gao)的(de)係(xi)統(tong)安(an)全(quan)保(bao)障(zhang)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)。安(an)全(quan)保(bao)障(zhang)主(zhu)要(yao)是(shi)防(fang)止(zhi)來(lai)自(zi)係(xi)統(tong)內(nei)外(wai)的(de)有(you)意(yi)和(he)無(wu)意(yi)的(de)破(po)環(huan)，網(wang)絡(luo)安(an)全(quan)防(fang)護(hu)措(cuo)施(shi)包(bao)括(kuo)登(deng)錄(lu)防(fang)護(hu)、訪問防護、接入防護、防火牆等。穩定是指係統能夠24小時不間斷運行，即使出現硬件和軟件故障，係統也不能中斷運行。
對於特定用戶，可通過數據中心給每個移動終端分配特定的用戶ID和密碼， 其他沒有數據中心分配的用戶ID和密碼的移動終端將無法登錄進入係統，係統的安全性進一步增強。
安全的防火牆過濾，設置防火牆軟件保障係統安全。
三、結論
采用GPRS構建供氣管網監控係統係統，目前有包月製和按數據量兩種收費方式，按流量計算0.03元/kbyte，而包月製30元/月有500M流(liu)量(liang)，可(ke)滿(man)足(zu)目(mu)前(qian)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)實(shi)際(ji)數(shu)據(ju)量(liang)，估(gu)計(ji)日(ri)後(hou)其(qi)費(fei)用(yong)會(hui)逐(zhu)步(bu)降(jiang)低(di)。對(dui)於(yu)用(yong)戶(hu)來(lai)說(shuo)，由(you)於(yu)通(tong)信(xin)費(fei)用(yong)較(jiao)低(di)，享(xiang)受(shou)到(dao)了(le)實(shi)惠(hui)。另(ling)外(wai)，由(you)於(yu)接(jie)入(ru)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)移(yi)動(dong)，當(dang)管(guan)網(wang)抄(chao)控(kong)點(dian)搬(ban)遷(qian)時(shi)設(she)備(bei)可(ke)隨(sui)之(zhi)遷(qian)移(yi)並(bing)可(ke)繼(ji)續(xu)使(shi)用(yong)，可(ke)以(yi)保(bao)護(hu)用(yong)戶(hu)原(yuan)有(you)投(tou)資(zi)，適(shi)合(he)於(yu)天(tian)然(ran)氣(qi)管(guan)網(wang)抄(chao)控(kong)工(gong)作(zuo)的(de)特(te)點(dian)，能(neng)很(hen)好(hao)地(di)滿(man)足(zu)供(gong)氣(qi)調(tiao)控(kong)的(de)需(xu)求(qiu)，而(er)且(qie)，做(zuo)為(wei)網(wang)絡(luo)運(yun)營(ying)商(shang)的(de)移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)公(gong)司(si)也(ye)將(jiang)因(yin)此(ci)獲(huo)得(de)業(ye)務(wu)穩(wen)定(ding)的(de)集(ji)團(tuan)用(yong)戶(hu)，隨(sui)著(zhe)用(yong)戶(hu)數(shu)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)，移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)公(gong)司(si)的(de)營(ying)收(shou)也(ye)隨(sui)之(zhi)增(zeng)加(jia)，調(tiao)動(dong)了(le)運(yun)營(ying)商(shang)的(de)積(ji)極(ji)性(xing)，符(fu)合(he)網(wang)絡(luo)建(jian)設(she)和(he)網(wang)絡(luo)應(ying)用(yong)同(tong)步(bu)發(fa)展(zhan)的(de)要(yao)求(qiu)。
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