自来水公司抄表收费解决方案

1、自来水公司抄表收费解决方案目 录1 居民户用水表抄表方案1 1 读式远传水表1 2 人工集中抄表方案13 远程自动抄表方案2 工业大用户水表远程抄表方案2 1 读式远传大口径水表2 2 线数据终端23 系统方案3 工商户用水表集中抄表方案3 1 数据终端3 2 系统方案4 水务监测调度控制中心系统4 1 功能概述42 调度控制中心系统43 厂（水库）自动化系统44 通信系统45 地理信息46 系统的扩展能力一、 概述随着国民经济的快速发展，城市供水用户和用水量不断增加，一户一表的推行，多费率水价的准备实施以及用水管理部门出于对数据统计及收费管理的需要，都要求对传统的机械式水表及上门人工抄表方式

2、进行变革，实现水表的数字化和自动抄表。水表的数字化工作和自动抄表系统在上世纪九十年代已经实施和使用，但由于种种原因，绝大多数自动抄表系统都未能正常运行，最后只好恢复原来的机械式水表和人工抄表，造成了很大的人力和财力浪费。二十世纪初，无源直读技术的出现，将水表的数字化工作推向新的高度，被行业内普遍认为具有实用推广价值的技术方案。i. 水表的数字化技术水表数字化的关键技术问题是能否正确地把机械计量数据转化为电子读数，即传感技术是否可靠和具有很强的抗干扰能力。常用的水表传感技术主要有干簧管传感器、霍尔传感器、韦根传感器、光电传感器。这些传感技术都是通过传感器变换、累计暂存、传送数据三步来完成数字化自

3、动抄表的。用水表某位指针或齿轮镶嵌磁性材料先把计量数字变成电脉冲信号，然后单片机对脉冲信号进行采集、累加、存储和传送，最后传到上位计算机进行远传抄表。在整个过程中，水表不能脱离电源的支持，必须维持稳定、可靠、不间断的供电。因此这类水表统称为有源发讯水表或脉冲水表，都属于有源表。一个计量数据，通过上述三个过程最后得到的数据和表具指示数不一致，其中每个环节都可能出错，特别是传感器变换和累计暂存出错的机会较多，而且一旦有错就无法纠错，而产生脉冲误差原因有很多：机械振动、电磁干扰、供电问题、表具倒转、退磁等，只要有一点产生错误，累积误差永远地被保存在结果中。因此，有源抄表系统存在如下诸缺点：（1） 易

4、受电磁干扰、盗用、破坏；（2） 初始化及维护工作量大；（3） 电能消耗，维护费用可观。从有源脉冲表存在的以上缺陷可知，如果不对水表传感技术进行改进，则无法从根本上解决问题。首先应解决不间断的供电电源问题，改为只在要抄表时加电而平时不用电源。其次解决脉冲累积方法造成的差错，改为读取水表的数据，即读即送把累计暂存环节去掉。再则传感器采用无磁性材料，最后上传的数据信息不再是脉冲信息。为了克服有源脉冲表存在的缺陷，一种新型的水表数字化方法，即无源直读数字化方法，使得抄表系统在工作可靠、抄送准确、免维护三大核心技术问题上取得了重大突破。“无源”的含义是，平时不向水表和通信网络供电，需要抄表时才供电。“直

5、读”的含义是，读出的数据都与水表表盘上的数据同步。“数字”的含义是，传送的是水表示数据而不是脉冲信息。ii. 无源直读技术能够在无电的情况下能够把机械读数转化为电子读数，其关键技术是编码，通过编码识别字轮的相对位置。字轮上有从 0 到 9 的 10 个数字，为了识别这10 个数字采用计算机中的信息编码技术，用 5个 bit（二进制数位） 来表示 32 个不同信息，因此字轮从 0 到 9 的 10 个数字很容易可以用 5 位编码来表示。采用编码技术的数字化水表平时不需采集信号和存贮数据，所以不需要供电，只有当需要读取数据的时候才通电，这样完全避免了外界的电干扰，也不用担心停电丢失数据、机械读数与

6、电子读数不同等情况，实现无源直读功能。无源光电直读水表根据传感器实现的方式分为光电反射式和光电对射式。（1） 光电反射式在水表计数的每个字轮的弧面安装若干个光电传感器，一个字轮所有传感器的输出构成了这个字轮的角度信息编码，通过判断传感器的状态来确定字轮的位置，从而可得到字轮上的数字。把识别的数据通过仪表总线向上发送，就可实现机械水表的数字化。光电反射式的光电传感器安装在字轮弧面，传感器发出信号照射字轮返回后接收处理，直接得到光电传感器输出的高、低电平。光电反射式传感器采用集成芯片，将发光的角度、强度和接收信号的角度集成在一起，产品的质量和一致性高，在水表数字化大规模应用中非常容易保证产品的质量

7、及质量的一致性。（2） 光电对射式在水表计数的每个字轮的一侧安装若干个发光管，另一侧在与发光装置相对应的位置设有若干个接收管，如图 1 所示。传感器焊接在线路板上，按照一定的规则在同一圆周上分布，线路板保持固定不动。每个字轮的同一圆周上按照一定的规则挖出若个透光孔，如图 2所示。当水表字轮随着用户用水而转动时，在发光管和接收管之间必然出现透空和隔断的情况，当发光管和接收管之间处于隔断的位置时，感应装置输出的信号设为高电平；当发光管和接收管之间处于透空的位置时，感应装置输出的信号设为低电平。一个字轮所有感应装置的输出构成了这个字轮的角度信息编码，从而可得到字轮上的数字。图 1 水表计数器图 2

8、字轮光电对射式同光电反射式相比，从水表数字化实现的原理上是完全相同的，从实现的方式上，将传感器有反射式采用的集成芯片改为分立元件发光管和接收管两部分，传感器的成本会降低，但由此会产生新的问题：（1） 发光管和接收管配对使用，产品的一致性比集成电路差；（2） 发光管和接收管安装位置必须精确对应，增加了产品实现的难度，对产品加工的工艺性要求近似苛刻，当大批量生产时，很难保证产品质量的一致性。青岛积成电子有限公司：青岛积成电子有限公司是中国直读式自动抄表技术的技术倡导者、产业推动化者和行业标准制定者，率先提出直读抄表概念，拥有国内最完整的直读式水表的产品线。自2000年推出第一款直读表以来，已有近五

9、十万只直读表运行在全国各地。积成电子坚持走自主创新和集成创新之路，目前拥有7项国家发明专利和5项软件著作权，取得制造计量器具许可证，是国家认证的软件企业和高新技术企业，参与制定行业标准-住宅远传抄表系统和城市公用事业自动化系统工程技术规范。积成电子致力于成为中国城市公用事业自动化和信息华的领先企业。3 无源直读水表的特点（1） 采用光电直读技术，直接读取水表的窗口值，没有脉冲累计误差，避免了因外界干扰引起读数不准确的情况；（2） 表内无电源，直读装置仅在抄表瞬间加电工作。避免了由于供电不稳定、不可靠或故障引起的计量误差及大量的维护工作；（3） 自动记忆字轮位置，不是脉冲累加式计量，直读水表无需

10、初始化，抄表系统维护工作量小；（4）M-BUS总线标准，普通两芯线缆连接，不区分正负极性，同时完成数据通讯和电源提供功能；（5） 树型结构布线，施工、维护工作量比有源脉冲表大大降低。二、居民户用水表抄表方案 1、直读式远传水表三川直读式水表是在传统表计内加装采用青岛积成电子的直读专利技术生产的直读电子模块而构成。它采用反射式光电集成芯片传感器，可以直接读取表计的 “窗口值”，对外以 M-BUS 总线方式通过普通两芯电缆与抄表机或集中器通讯，实现抄表和控制功能。目前三川拥有 DN15-DN200 全系列的直读式干式冷水表、热水表、直饮水表，DN15-DN25 直读式湿式液封水表。2、 人工集中抄

11、表方案 人工集中抄表方案由直读式远传水表、 通道识别器、抄表机和抄表主站 组成。 目前，供水行业居民户用水表大多采用先使用后抄表缴费的管理模式， 自来水公司的抄表人员定期进行抄表、 收费的工作。人工集中抄表方案可以 解决抄表人员入户难，抄表效率低的问题该方案居民用户安装了直读式远传水表，将水表通讯电缆组网，按照树 型结构布线后，在楼下安装通道识别器，抄表人员使用抄表机直接连接到通 道识别器上进行抄表。这样抄表人员不用入户就可完成远程抄表工作，而且 工作效率大大提高。 抄表人员回到抄表中心后通过串口与抄表主站计算机通 讯，可将抄表器中的所有数据传输到计算机。抄表器可至少保存 10000 块表计数

12、据。 该方案不设集中器， 减少了集中器的投资，同时减少了集中器和自动抄 表主站之间通讯的投资和维护。此方案比较符合当前的自来水行业管理部门 的管理模式，以及抄表和系统维护人员技术的现状。 人工集中抄表系统示意图： 抄表器主要设备 选择：直 读式远传 水表、通 道识别器 、抄表器 及转 换 器 、 iES-AMR2000 直读式自动抄表主站软硬件。直读式远传水表和通道识别器安装在居民用户现场；抄表机和转换器为抄表员配置，一个抄表员配置一套， 自来水公 司可根据 公司直读 式远传水 表的安装 情况确定 抄表员的 数量； iES-AMR2000 直读式自动抄表主站软硬件安装在自来水公司内，只需一套。

13、 系统主要指标（1 ）系统容量： 通道识别器：接入直读式远传水表 50 块；抄表机： 至少存储 10000 块表计数据（ 64KByte）， 根据需要可扩展存储 量； iES-AMR2000 直读式自动抄表主站 ：接收和 处理的表计数量 100000 块（可 扩展） （2 ）通讯速率： M-BUS： 2400bps （3 ）通讯距离： 直读式远传水表与通道识别器之间通讯电缆长度小于 700 米（总线上挂满 50 块表时）。 （4 ）功耗： 直读式表计：抄表瞬间<30 mw； 抄表器抄一个通道的时间小于 50 秒。 （5 ）可靠性指标： 读数准确度： 100% 一次抄读成功率： >9

14、9% 系统工作寿命： > 12 年3、远程自动抄表方案 远程自动抄表系统由直读式远传水表、 集中器或通讯控制控制器、 抄表 主站组成。 该方案居民用户安装了直读式远传水表，将水表通讯电缆组网，按照树 型结构布线后，在楼下安装集中器，当抄表中心与用户端之间有了专门的通 讯手段，采用远程自动抄表方案可以实现对居民用水的实时抄表和控制，替 代现有抄表人员的工作，大大提高了自来水抄表、收费管理的自动化水平。 当抄表主站和集中器距离较近时，可采用有线方式，通过铺设电缆通讯；距离较远可选用 GPRS 无线通讯；公用电话网通过拨号 MODEM 方式通讯；宽带网、 ISDN 等网络覆盖的小区可选用网络方

15、式通讯。远程自动抄表方案示意图： 抄表主站主要设备选择：直读式远传水表、集中器、通讯控制器、i ES-AMR2000直读式自动抄表主站软硬件、 通讯设备。上述设备，直读式远传水表、集中 器和通讯控制器安装在居民用户现场；i ES-AMR2000 直读式自动抄表主站软 硬件和通讯设备安装在自来水公司内， 只需一套。31 系统主要指标（1 ）系统容量： 集中器：接入直读式远传水表 160 块， 最多可接入 200 块；通讯控制器：可接入 16 只集中器； iES-AMR2000 直读式自动抄表主站 ：接收和 处理的表计数量 100000 块（可 扩）。 （2 ）通讯速率： M-BUS： 2400b

16、ps RS- 485： 2400 bps RS- 232： 2400 bps 无线通讯：2400bps 电话拨号：56K bps （3 ）通讯距离： 直读式远传水表与集中器之间通讯电缆长度小于 700 米（ 总线上挂满 40块表时）； 抄表主站与集中器之间的采用 RS-485 通讯时，通讯电缆长度小于 1000 米，超过时需增加中继器； GPRS 无线和网络通讯时，与通讯控制器之间的距离没有要求。 （4 ）功耗： 直读式远传水表：抄表瞬间<30 mw； 集中器（抄表瞬间） ： < 15W； 集中器抄一块表时间小于 1 秒。（5 ）工作环境： 集中器工作电压： 220V AC

17、7;30%；通讯控制器工作电压： 220V AC±30%；集中器、通讯控制器工作温度： -20 +50 ；相对湿度：5 % 95%（ 最大绝对湿度 28g/m 3 、 无凝露现象） （6 ）可靠性指标： 读数准确度： 100%； 一次抄读成功率： >99%；系统工作寿命： > 12 年；集中器停电数据保持时间：10 年。 3 2 集中器 集中器通过无极性两芯总线方式与直读式远传水表通信 ，读 取表计数据，并通过通讯网络自动抄表主站通讯。 集中器主要具有以下功能和特点： l 数据采集功能通过 M-BUS 总线读取直读式远传水表数据信息。 l 数据存储功能集中器具有大容量的存

18、储体， 掉电后数据保证十年不丢失，可长期保存 各种数据。 数据存储带校验措施，避免无效数据送出。 集中器还存储由主站或抄表机下发的表计地址、 通信规约等运行参数。 l 时钟功能 集中器内置实时时钟，以便满足分时段计费的要求。时钟可经主站进行 设置和对时。l 数据通信功能集中器配置四种通讯接口，实现与直读式远传水表和主站的通讯。 4 个 M-BUS 接口， 每个接口标准接入 40 块表， 共接入 160 块（最多可接50 块表，总计 200 块）； 1 个 RS232 接口，用于现场维护与抄表机通讯； 1 个 RS485 接口，实现专线（两芯屏蔽电缆）通讯；l 集中器可由自动抄表主站进行远方维护

19、，也可通过抄表机或笔记本电脑进行现场维护。包括设置、 修改各种参数，监视集中器的状态。 3 3 iES-AMR2000 自动抄表收费主站软件采用先进的 MicrosoftWindows 2000 操作系统和 Office 2000 应用平台，可满足顾客当前和未来的扩展需求。主要功能包括： iES-AMR2000 直读式自动抄表主站系统的人机界面如下： 3.3.1 据采集及处理l 定时抄取居民用户水表窗口显示值数据; l 即时抄取居民用户水表、窗口显示值数据; l 统计当月用水量数据; l 指定抄表日用水量（ 抄表日可设置）; l 对数据进行统计分析，判断用水量等是否异常; l 对总表的数据与居

20、民用户直读式远传水表的数据进行统计分析，判断水供应的损耗情况。 3.3 .2 校时功能系统主机时钟校准所有集中器时钟和抄表器时钟。3.3 .3 图形分析近 30 日用量曲线。 3.3.4 报表打印l 用户清单; l 仪表清单; l 用户每月用水量报表; l 费用清单， 可用作收费单据。 3.3.5 数据安全l 操作员权限设置; l 用户口令管理; l 仪表密码管理。 3.3.6 运行状态监视l 监视每个集中器的通信状态和工作状态。如有异常则报警并形成事件记录;l 监视直读式远传水表通信状态。集中器将每块表的通信状态， 传送给主站，系统可以判断每块水表的当前的通信状态，对于不能抄取数据的水表，可

21、以报警和进行事件记录。 3.3.7 事件记录l 系统事件。 用户登录、修改费率、更换表计等; l 水量指定时段越限报警。 3.3.8 信息发布l 提供 WWW 信息发布。 上网用户可以在线查询自己的费用情况; l 站点以网页的形式提供， 方便实用， 并可扩展到电子商务， 实现网上付费;l在线费率查询三、工业大用户大口径水表远程抄表方案1、 直读式远传大口径水表直读远传大口径水表电路部分采用积成电子先进成熟的直读式专利直读技术，直接读取基表示数的窗口值；输出水表流量数据信号，无脉冲发讯水表的二次计量误差等弊端；直读式读水表仅在抄表瞬间工作，其可靠性、抗干扰性和使用寿命远远高于其它同类产品。直读远

22、传大口径水表将当前先进的电子通讯技术与直读式抄表的专利技术融合，以干式可拆卸水表为基表，突出的水表数字化技术是其做为计量收费仪表的最大优势，能够保证计量数据的绝对准确。采用 RS-485 接口方式和标准通讯规约，可以和第三方的 RTU、PLC 和抄表装置通讯。技术参数：读表方式：光电直读技术，直接输出表盘数据，没有脉冲累计误差；基表口径：可以适应从 DN50-200 的全部水表。通讯方式：RS-485；通讯规约：建设部标准规约或用户约定的其它规约；工作电源：DC 12V，由抄表装置提供；与抄表装置的通讯距离：10 米，可以直接连接；（10 米以上，需选用隔离防护装置）；可根据客户要求定做 M-

23、BUS、TTL 通讯方式的无源直读大口径水表。基表选型：l垂直螺翼 WS 系列水表系列 DN40-DN200低始动流量、宽量程、高精度计量；内置不锈钢滤网适用于流量变化较大场合的水计量l可拆式水平螺翼水表 LXLGC 系列 DN50-DN200 B 级适应于流量相对稳定场合的水计量l农用灌溉远传水表 WI 系列 DN（50-200） A 级适应水资源管理和农用灌溉计量的需要。特殊设计能很好的解决水泵抽上来的泥沙、石块阻塞和打坏水表等问题，在水资源计量领域得到了更普遍的应用2、 无线数据终端iES-D10 无线数据采集终端 GPRS/SMS 型是针对自来水的工商业大用户开发的，供电困难、远距离传

24、输的无线通讯采集设备采用无线移动通讯技术，以 GPRS/GSM-SMS 短消息方式向主站发送数据，并可接收主站参数设定。可同时接入多种具有 RS-485 通讯功能的智能仪表，如大口径水表、压力变送器、流量计等，并能向智能仪表提供 12V 直流电源。采用大容量电池供电，典型工作时间大于 2 年，电池可更换。与 RS-485 型大口径水表组成远传型智能水表。防水等级：IP68。3、工业大用户水表远程抄表系统方案工业大用户水表远程抄表方案由抄表主站、iES-D10 无线数据采集终端（GPRS/SMS 型）和直读式远传大口径水表组成。在抄表计算机主站实时监测水表数据，也可同时监测管网末端压力数据，适合

25、重要工业用户的远程自动抄表，具有自动化程度高、安装距离远、无需交流电源、安装方便易维护、安全可靠、投资少等优点。系统方案图：抄表主站打印机功能特点：l基表采用直读式水表，直接读取表盘数据，没有累积误差，保证数据的准确性；l可实时监测水表计量数据和管网压力数据，及时发现用水异常和水表故障；同时提供设备工作状态的监视，并可提示报警；l采用低功耗设计，内置大容量锂电池供电，可靠工作时间大于 2 年，电池可以更换；l可在抄表中心远方设置远传水表的抄表时间间隔等运行方式和参数；l功能完善的抄表收费软件，用户可以在计算机和手机上查阅抄表数据；l抄表主站具有 WEB 发布功能，可接收各地的抄表数据，并呈现在网站上；水司各部门根据设定的用户名和密码，通过互联网直接查询、浏览、打印。技术参数：l读表方式：直读技术，直接输出表盘数据。l通讯方式：采用 GPRS/SMS 方式通讯；l通讯规约：可采用标准规约或定制规