基于GPRS网络的水、电、气三表远程抄送系统

一. 前言
水、电、气三表远程抄送系统是小区智能化重要的组成部分，随着无线通信数字网络的发展，无线远程自动抄表已成为发展的必然趋势，其应用领域极为广阔。
目前，基于仪表分布点多面广，其远程抄表大多仍沿用有线传输方式，线路维护量很大。由于电话线公用，通讯时经常发生冲突，既影响了数据的传输也对电调部门的正常工作造成了干扰，并且此种方式对通讯部门程控交换机正常、稳定的运行也有一定的影响。为保证传输质量，若采用专线方式，投资成本太高；采用中国移动GPRS无线数字网的通讯方式，很好地解决了远程抄表数传路由的瓶颈问题。
二. 系统概述
GPRS三表抄送系统是厦门蓝斯通信有限公司和系统集成商合作开发的基于GPRS技术的水、电、气三表自动抄表系统。它由家庭控制单元（采集器）、GPRS通讯模块、物业管理控制中心组成。采集器实时采集用户的用水、电、气数据，通过GPRS把数据汇集到物业管理控制中心。具有采集数据快速准确，能快速生成用量统计分析,交费单据等特点，与传统的人工抄表、电话线抄表相比，极大地提高了效率。
三. 系统组成
整个系统由家庭控制单元（采集器）、GPRS通讯模块、物业管理控制中心组成。物业管理控制中心包括中心站机、计算机及系统软件、显示器、打印机等设备，中心站机与家庭控制单元（采集器）的通信采用中国移动的GPRS网络。系统网络方框图如下图所示：
家庭控制单元（采集器）
1、采集器
（1）24个I/O口，可带24户表
（2）停电数据保护
（3）带后备电源，停电后仍可抄表
2、抄表内容：
（1）水、电、气量
（2）其他
3、抄表形式：
（1）自动抄表
（2）定时上报
（3）实时查询
4、告警内容：
（1）开箱告警
（2）停电告警
（3）煤气泄露告警
（4）火灾告警
可增加远程控制拉闸功能，要增加内置继电器。
技术指标：
（1）系统容量：
采集器容量：最多接24块水、电、气表；
系统容量：原则上不受限制，实际可根据需要和主站电脑的容量确定；
（2）通信距离：
采集器与电表：采用双芯多股线，对于机械表，距离≤500m；对于电子式表，距离≤50m。
主站与采集器：采用GPRS网络作为通信介质，距离不受限制；
（3）通信成功率:
主站与采集器之间，采用基于可靠连接的TCP/IP协议，通信成功率为100%。
GPRS通讯终端
GPRS终端实现监控中心主站与监控终端的通讯。本系统中采用厦门蓝斯通信有限公司的LZ713i GRPS DTU。该DTU功能与特点如下：
A、功能：
1. 标准的AT 命令界面,方便程序设计；
2. TCP/IP Internet 内嵌的协议栈，轻松互连；
3. RS232接口方式，更加简便的通讯方式；
4. 通过远程或者串口升级程序。
B、性能：
1. 选用低功耗高性能的CPU，2MSRAM，4MFLASH，可高速处理协议和大量数据；
2. 支持全透明及帧格式数据传输；
3. 支持TCP、IP、PPP、ICMP、UDP、TELNET、HTTP 协议栈；
4. 一个符合ISO7816-3IC 卡标准的SIM 卡座，支持符合GSM11.11 和GSM11.10，规范SIM 卡；
5. 简化的接口设计，使用通用的232 接口和简单的AT 命令交互界面；
6. 更方便的电源接口，即可使用外挂电源。又可从串口直接取电；
7. 完善了GPRS 网络中所出现的假拨号，掉线自动重启，远程唤醒等功能；
8. 支持远程控制及动态域名解析；
9. 同时更具嵌入式系统要求，可提供内置式模块（不带外壳，可通过插针与嵌入式直接系统相连）。
10. 软硬件双重看门狗，在DTU不能正常工作时，能够自动断电复位。
物业管理控制中心
物业管理控制中心包括中心站机、计算机及系统软件、显示器、打印机等设备。系统的核心部分是系统软件，抄表软件系统数据库为ORACLE数据库，运行于WIN98/2000/XP、NT的操作系统，易于使用。软件所能管理的用户数量没有限制。
四. 系统功能与特点
(一)安全可靠：安全性由三方面构成：第一，ORACLE数据库是大型的、多用户的数据库，它的安全性高，允许多用户同时使用同一数据库而不会破坏完整性，用它来做抄表系统的数据引擎可以保证数据的安全；第二，系统对用户实现分级授权管理功能，通过检查使用者的名字和授权密码，赋予使用者相应的操作权，借鉴银行系统的密码管理模式限制无关人员改变数据库和硬件设置。第三，防火墙功能及完善的数据备份功能，防备系统受到人为的恶意攻击，数据备份功能确保在硬件系统故障时，也能随时在新的硬件设备上数据无丢失地启动抄表系统。
(二)完善的系统日志：系统日志记录了进入系统，离开系统，收费，设置硬件，改变运行参数操作等及操作者，操作时间，凡是改变数据库的操作都被记录下来。
(三)抄表速度快：抄表快、数据准确，抄表时PC机只读采集器的数据，数据传输采用1200～38400波特率，传输速度快，并对每个数据块都有效验码，保证了传输的准确性。
(四)广播对时功能：该功能使得系统中的所有表的时间基准与PC机保持一致，对时成功后，由电池供电的表内部时钟，不再需要PC机的干预。因此，只要保证在对时时刻，PC机的时间是正确的，以后在运行的过程中，改变PC机的时钟并不会影响表的时间。
(五)自动抄表功能：按照设置的抄表开始时间和抄表间隔，到预定的抄表时刻，系统便会依次拨号去抄采集器或电表内的数据。对于抄不上数据，系统会自动补抄或人工发命令补抄。
(六)流量冻结功能：可以方便地定义总表，安装和删除总表，给总表分配分表。通过安装适当的总表，结合抄冻结数据功能，就可得某一特定的时刻的总表读数，各分表的读数（由此得到读数和），就可以计算出某部分电路的电能损耗，为确定费用提供依据。
(七)费用管理功能：收费前，统一抄录一次费用数据。当确保数据库内的数据反映最近的表读数后，利用程序中的功能自动计算出当月流量和费用。缴费时，只需输入用户号，当月流量和费用由程序填写。每笔费用都有详细记录，便于对帐。
(八)设备管理功能，如告警：开箱告警、停电告警、逆相告警、超温告警、过载告警、泄漏告警、火灾告警、倾斜或移动报警等；控制：对欠费用户进行拉闸等。并提供停电数据保护功能，在停电48--72小时内仍可抄表和监控。
五. 总结
对于水、电、气部门来说，远程抄表一直是一件非常头疼的事情，需要投入大量的人力、物力和财力。因为数量众多，地理位置分散，给工作人员带来极大的不便。如今相关部门可利用GPRS移动数据网络对各重要节点、大用户抄表进行监控,自动读取相关数据并加以分析，还可进一步进行远程控制或设备维护，可减少人力资源、缩短修护时间并节省专线建设成本。