无线远传燃气表.pdf

AMR-W-G2.5 无 线 远 传 燃 气 表 二八年八月 无线远传燃气表 - 1 - 前 言 作为城市燃气的运营商，如何及时、准确将分散在不同地方计量仪表中的数 据采集回系统， 是整个经营活动中最重要的一环。 随着人们生活方式的变化， “入 户抄表难”问题日益突出，传统方式的安装基表，抄表人员手工按月抄表方式不 仅费时、 费力， 抄表数据的准确性和及时性得不到保障， 还涉及到用户的隐私性、 安全性、抄表人员工作强度大等诸多问题。 IC 卡智能燃气表经过十多年的发展，整体质量也提高到了基本满足实际应 用的水平。解决了长期困扰燃气公司的“入户抄表难” 、 “气费收缴难”问题。然 而，近年来的能源价格上涨，使得燃气公司在燃气调价当中蒙受了损失。无法对 表进行有效监控，也是许多燃气公司对 IC 卡表失去信心的原因之一。 本世纪初，有线集中/远传抄表一度兴起，试图弥补 IC 卡燃气表的不足，但 其可靠性也不高，加上复杂的安装和维护要求以及成本过高等因素，限制了有线 远传系统的发展。 利用铝塑复合管进行户外集中装表，实现了抄表出户。但此方案不适合高层 建筑， 且不符合 2006 年 11 月 1 日生效的 城镇燃气设计规范 （GB 50028-2006） 中“禁止铝塑复合管作为户外燃气输送管道”的规定。 本公司作为一家专业从事燃气表等燃气设备生产以及燃气设备智能化、 信息 化研究的企业，立足“用信息化的手段改变传统的抄表方式” ，不断将最新的微 电子技术应用于燃气表。近期推出的无线远传燃气表，将最新的短距离无线通信 技术应用于燃气表，试图从一个方面解决燃气表抄表出户问题。 无线远传燃气表 - 2 - 一、 系统应用方案一（手持移动抄表方案） 1、 系统组成 本系统主要由数据库管理系统、 抄表管理系统、 收费管理系统、 手持抄表器、 无线远传燃气表等组成。整个系统的示意框图见下图： 数据库管理系统是一个包含用户信息数据、气价组成数据、用户缴费交易数 据以及根据燃气管理部门的需要所设计的各种查询统计数据在内的数据库系统。 数据库管理系统 抄表管理系统 收费管理系统 手持抄表器 别墅、低层住宅可 在花园外抄表。 多层住宅可在楼下抄 表。 高层建筑可保证在 户外抄表。 无线远传燃气表 - 3 - 它除了与抄表管理系统及收费管理系统进行数据交换外，还具有数据完整性检 查、数据的备份与恢复、数据库用户权限及安全性的管理。 抄表管理系统是一套完成抄表计划管理、抄表册下载、抄表数据导入等功能 的软件。它完成与手持抄表器的数据交换。 收费管理系统是一套根据抄表数据完成对用户收费记录管理的软件。 手持抄表器用来抄读无线远传燃气表的数据， 通过无线方式完成对燃气表的 计量数据抄读、状态检测、阀门控制等功能。 无线远传燃气表是系统的计量和控制部分， 它完成对用户所用气量的计量工 作。同时，接收手持抄表器的指令，响应或返回指定数据、执行特定动作（如关 阀或开阀） 。 2、 系统特点 ? 表具的安装与传统方式完全一致，系统不需铺设或维护专用线路。 ? 燃气表到中心计算机的信息传输方式简单、直接，通讯接口可靠、信道 成本低。系统对表具的容量不受限制，扩容方便。 ? 可随时了解燃气表运行状态及用气信息。 ? 可对异常用户所使用的燃气表进行控制（打开或关闭控制阀） 。 ? 抄表不需入户、抄表数据自动导入，提高抄表效率 35 倍。 （人工抄表 方式每天 200 只表，用手持移动抄表方案可达 6001000 只表/天) ? 更加人性化（抄表员的工作时间现加灵活，同时避免了打扰用户） 。 ? 提高数据准确性（没有人为抄表错误及录入差错、不存在“估抄”） 。 二、 系统应用方案二（远程集中抄表方案） 1、 系统组成 本系统主要由数据库管理系统、 抄表管理系统、 收费管理系统、 手持抄表器、 GPRS MOUDLE 、集中器、采集器、无线远传燃气表等组成。整个系统的示意框图 见下图： 无线远传燃气表 - 4 - 数据库管理系统是一个包含用户信息数据、气价组成数据、用户缴费交易数 据以及根据燃气管理部门的需要所设计的各种查询统计数据在内的数据库系统。 它除了与抄表管理系统及收费管理系统进行数据交换外，还具有数据完整性检 查、数据的备份与恢复、数据库用户权限及安全性的管理。 抄表管理系统是一套完成抄表计划管理、抄表册下载、抄表数据导入等功能 的软件。它完成与手持抄表器的数据交换。 收费管理系统是一套根据抄表数据完成对用户收费记录管理的软件。 集中器：集中器收集其无线通讯范围内的各采集器中的数据，并利用无线 采集器 数据库管理系统 抄表管理系统 收费管理系统 GPRS MODULE 集中器 采集器 采集器 手持抄表器 无线远传燃气表 - 5 - GPRS 业务将其采集到的无线燃气表数据传输到燃气管理部门。 采集器：采集器定时收集其无线通讯范围内的各燃气表中数据，并将数据传 输到指定集中器。必要时，可与其它采集器或手持抄表器通讯。 手持抄表器用来抄读无线远传燃气表的数据， 通过无线方式完成对燃气表的 计量数据抄读、状态检测、阀门控制等功能。并且手持抄表器可完成与集中器、 采集器之间的数据交换。 无线远传燃气表是系统的计量和控制部分， 它完成对用户所用气量的计量工 作。同时，接收手持抄表器的指令，响应或返回指定数据、执行特定动作（如关 阀或开阀） 。 2、 系统特点 ? 时效性强：数据管理中心和每一个燃气表及数据采集点保持实时连接。 可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求； ? 远程控制：可实现远程对气燃气表的远程控制，进行数据读取、参数调 整、开关控制等操作； ? 集抄范围广：GPRS 覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制。能满足 山区、乡镇和跨地区的接入需求； ? GPRS 传输具有很高的数据安全性和准确性， 不作专门布线， 前期投资少、 见效快，后期升级、维护成本低；而且设备安装方便、维护简单。 三、 无线远传燃气表 无线远传燃气表是以膜式燃气表为计量基表，加装流量信号采集模块、无线 射频传输模块、阀门控制模块及电源管理模块等所组成的新型智能燃气表。该表 除具有煤气、天然气、液化石油气等燃气的体积计量功能外，还具有计量数据机 电转换、无线数据传输、阀门遥控等功能。 无线远传燃气表的结构为一体式， 主要由基表、 电子控制器、 机电转换单元、 控制阀、电源、外壳等主要部件组成。 无线远传燃气表 - 6 - （表的结构图） 1、 主要技术指标 1) 计量特性 项 目 技术指标 公称流量 qn 2.5 m 3/h 最大流量 qmax 4.0 m 3/h 最小流量 qmin 0.025 m 3/h 基本误差：0.1qmaxqqmax 1.5 基本误差：qminq0.1qmax 3 最大工作压力 pmax 5.0 kPa 压力损失 250Pa 回转体积 Vc 1.2 dm 3 计数器最大读数 99999.999 m 3 计量特性 计数器最小读数 0.2 dm 3 2) 机电转换 项 目 技术指标 电子计数最小读数 0.1 m 3 机电转换 机电信号转换误差 0.1 m3 3) 使用条件 项 目 技术指标 温度范围 1040 相对湿度 93 大气压力 86kPa106kPa 使用条件 适用介质 符合 JJG 5772005 附录 B 的规定 4) 电器特性 项 目 技术指标 静态电流 20 A 电器特性 最大工作电流 150 mA 电池盒 基表 机械计数器 进/出气口 气流方向标记 液晶显示屏（可选） 查询按钮 无线远传燃气表 - 7 - 电池典型寿命 大于10个月（外置碱性电池） 锂电池寿命 大于五年（未接外置电池的情况下） 5) 无线电参数 项 目 技术指标 使用频率 433.00 434.79 MHz 发射功率 10 mW 占用带宽 400 kHz 无线电参数 有效可视传输距离 150m 2、 技术特点 1) 基表技术特点 ? 外壳采用优质的冷扎钢板，厚度为 1mm。刚性好，耐压。 ? 采用一根整体性不锈钢压封圈密封上下壳，密封性好，耐压，耐腐蚀。 ? 参数完全符合欧洲标准，特别是耐压值到达 50KPa。 ? 旋阀机芯结构，运行平稳。 ? 内外计数采用“磁传动” ，长期运行密封性好。 ? 机芯采用先进的超声波焊接与热板焊接，整体质量稳定。 ? 计量重复性好，0.6。计量曲线分散性好，1.5。 2) 双电源供电技术 无线远传燃气表采用内置锂电池加外置碱性电池的双电源供电方案， 两种电 源自动切换。 当外置电池被取出时，控制阀将关闭，燃气表自动转由内置锂电池供电。即 使用户未装外置电池， 燃气公司管理人员仍可以抄读燃气表的状态或发出控制指 令。 锂电池仅提供无线通讯、液晶显示等用电（不负责开关阀等） 。在完全没有 外置电池时，锂电池也能至少保证五年以上的可靠运行。 当外置电池安装后， 内置锂电池自动切断， 不再耗电。 同时， 控制阀将打开， 恢复供气。 当锂电池故障时（开路、短路、电量不足等） ，电路自动隔离，不影响整表 功能。 无线远传燃气表 - 8 - 3) WOR 无线电唤醒技术 WOR（Wake On Radio）指不需要单片机参与，无线收发模块自动周期性监听 来自外界的无线电唤醒信号， 一旦获取有效信号即产生中断唤醒单片机进入通讯 处理程序。提高了抄表响应速度，减少了电池能量的消耗。 4) 双干簧管采样技术 IC 卡燃气表采用计数器采样方式，即在计数器的百分位字轮上安装一磁钢， 每旋转一周使安装在其附近的干簧继电器产生一次开闭，发出一个脉冲。传统的 “单干簧管计数”方式存在一些计数不准、抗干扰能力差的弊端，常导致电子计 量与计数器计量不同步。 本产品采用“双干簧管计数”的方式，改进了干簧继电器安装结构并结合软 件滤波的技术，克服了这个问题，能够保证机械计数器与电子计数的完全同步。 是目前众多的机电信号转换方式中最为可靠、实用、价廉的方式。 5) FEC 前向纠错技术 FEC(Forward Error Correction) 前向纠错技术是增加数据通讯可信度的方 法。在无线通讯中，一旦发现接收报文中有误码，接收方要么丢弃报文，要么请 求重输，都将导致通讯失败或增加通讯时间。FEC 是将报文编成具有一定纠错能 力的编码，在接收端解码后不仅可以发现错误,而且能够判断错误码元所在的位 置并自动纠错。 在无线抄表中引入前向纠错(FEC)技术,能有效地增加系统抗干扰能力， 提高 接收数据的可靠性，增大信号的传输距离。 6) 缴费通知功能（可选项） 此功能可替代传统的缴费通知单。 对于加装有液晶显示屏的无线远传燃气表，在抄表完成后，手持抄表器或采 集器可同时将用户用气情况信息发送到燃气表。用户按“查询”键可自动显示表 中当前用气价格、本次用气气量及本次应缴金额。 3、 主要功能 1) 阀门控制 关阀条件 开阀条件 关阀条件 开阀条件 无线远传燃气表 - 9 - 强磁场干扰了气表 取消强磁场 燃气表收到了“关阀指令” 抄表器发出“开阀指令” 检测到基表出现故障 抄表器发出“开阀指令”并通气检查基表 外置电池电压低于截止电压 更换新电池 2) 无线抄控功能 燃气表可以接收并响应手持抄表器或采集器发出的读数据指令，包括： ? 读控制阀状态（开、关或异常） ； ? 读外置电池电压状态（正常或欠压） ； ? 读外磁场攻击状态（有或无） ； ? 读累积流量（总用气量） ； 燃气表可以接收并响应手持抄表器或采集器发出的写数据指令，包括： ? 打开控制阀； ? 关闭控制阀； ? 同步累积流量； ? 发送抄表数据（用气价格、本次用气气量、本次应缴金额） ； 3) 提示功能（可选项） 对于加装有液晶显示屏的无线燃气表，可在不同状态下，对用户进行提示。 ? 抄表完成后，手持抄表器或采集器可同时将用户用气情况信息发送到 燃气表，按“查询”键可显示表中当前用气价格、本次用气气量及本 次应缴金额。 ? 当外置电池电压不足时，显示“请换电池” ； ? 检测到违规操作或燃气表故障时，显示“异常” ，且根据不同情况，在 按“查询”键显示相应代码： ? 显示“异常”+“E-5”表示：气表收到了强制关阀指令。 ? 显示“异常”+“E-6”表示：有强磁干扰或干簧管出现故障。 ? 显示“异常”+“E-7”表示：RF 模块故障。 ? 显示“异常”+“E-8”表示：控制阀故障。 ? 显示“异常”+“E-9”表示：基表故障。 无线远传燃气表 - 10 - 四、 手持抄表器 HT-2680A 是一款加装了无线电收发模块的掌上电脑，嵌入专用程序后，作 为 AMR-W-G2.5 无线远传燃气表的配套抄读设备，可完成从计算机系统上传或下 载抄表数据，现场无线抄读燃气表数据、发出控制燃气表指令。 HT-2680A 结构紧凑、手感舒适、性能稳定、操作简单，抄表不需入户，数 据自动录入，非常适合现阶段燃气行业抄表自动化的要求。 手持抄表器既可用于无线远传燃气表的自动抄读， 也可用于普通基表机械示 值的抄读，用于取代传统纸质抄表本，抄表数据自动导入中心计算机，较大地提 高了工作效率。 1、 性能参数 ? 管理用户数 可同时存储 40 个抄表册，每个抄表 册最多存储 999 条记录。 ? CPU 16 位嵌入式 ? 字库 1616 点阵汉字库 ? 显示 128128 图形液晶显示屏（带背光） ? 工作温度 2050 ? 键盘 26 键 ? 通讯 一个 RS-232 串行口， 一个无线通讯 ? 最大发射功率 10 mW ? 工作频率 433.00 434.79 MHz ? 电池 四节 AAA 镍氢充电电池 ? 尺寸 160mm(L)68mm(W)23(H) ? 净重 约 133g HT-2680A 手持抄表器 无线远传燃气表 - 11 - 2、 功能结构 主菜单 抄 表 气表检测 数据传输 版本信息 已抄 未抄 异常 合计 群抄气表 机械表抄表 状态检测 阀门控制 机电同步 关闭阀门 抄表册1 抄表册2 抄表册n 关 机 开启阀门 无线表抄表 3、 使用说明 1) 下载抄表册 抄表人员或稽查人员出门前，通过 RS-232 接口从管理系统客户端下载抄 表册到手持抄表器。下载的表册中包含本次抄表或检查的所有用户资料，且抄 表册已在管理系统中按抄表习惯排序。 抄表册中的用户资料包括：气表编号、气表密钥、用户编号、用户地址、气 表类型（远传表或普表） 、用户姓名、上次表底数、上次见表日期、用气价格、 总购金额、用户类型（预付费、后付费） 。 2) 抄表 抄表人员携带下载好数据的手持抄表器按装表地址逐户抄表。 在手持