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1　目標(biāo)和概述

深圳市創(chuàng)仁科技有限公司推出的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的水務(wù)數(shù)據(jù)采集整體方案是集信號(hào)采集、遠(yuǎn)程傳輸、軟件管 理于一體的高性能系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和故障診斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)水表、電表的“抄、算、管、控”一體化、智能化管理，并可根據(jù)客戶需求，增加通斷控制、故障診斷、收費(fèi)對(duì)接等功能?？蓮V泛應(yīng)用于住宅小區(qū)、企業(yè)、學(xué)校、公寓樓以及其他相對(duì)獨(dú)立的供水（電）區(qū)域。

2　方案詳細(xì)介紹

2.1　方案架構(gòu)

一種基于物聯(lián)網(wǎng)的水務(wù)數(shù)據(jù)采集整體方案由基表（水表、電表等）、集中器、GPRS/4G轉(zhuǎn)發(fā)器、管理計(jì)算機(jī)等組成。整體采集方案的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

 圖1 采集方案系統(tǒng)架構(gòu)圖

系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集層、云數(shù)據(jù)中心、應(yīng)用平臺(tái)三部分。

數(shù)據(jù)采集層包括數(shù)據(jù)采集設(shè)備和智能水表，共三種采集方案適用于不同的現(xiàn)場環(huán)境。

云數(shù)據(jù)中心完成與設(shè)備和智能水表的通訊、設(shè)置和控制等功能。

應(yīng)用平臺(tái)根據(jù)客戶業(yè)務(wù)對(duì)采集回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、分析和統(tǒng)計(jì)以及數(shù)據(jù)展示，并預(yù)留其它應(yīng)用軟件的接口，如營業(yè)收費(fèi)軟件接口。

2.2　采集方案

此方案基于GPRS/4G或NB-IoT的基站網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，兼顧水務(wù)應(yīng)用環(huán)境，物聯(lián)網(wǎng)采集方案共分為三種：

（1）物聯(lián)網(wǎng)水表：根據(jù)現(xiàn)場安裝環(huán)境又可分為一體式物聯(lián)網(wǎng)水表和分體式物聯(lián)網(wǎng)水表。

一體式物聯(lián)網(wǎng)水表安裝使用簡單，沒有任何現(xiàn)場工程，適合安裝在地面以上手機(jī)信號(hào)較好的環(huán)境。可以用于新建小區(qū)和舊改小區(qū)，尤其是舊小區(qū)改造、別墅區(qū)、綠化用表、快速干道表等水表相對(duì)分散的環(huán)境。

在地面以下或相對(duì)于密閉的空間，信號(hào)不好，通過安裝分體式物聯(lián)網(wǎng)水表將通訊部件移到地面以上或信號(hào)的地方，不改變水表安裝位置即可解決信號(hào)問題。比較常見的應(yīng)用為大口徑水表和綠化水表。

（2）物聯(lián)網(wǎng)表井采集方案：利用一個(gè)物聯(lián)采集設(shè)備把一個(gè)表井的水表通過總線連起來，完成水表的數(shù)據(jù)采集和通訊控制功能。這種方案最大限度地減少了現(xiàn)場工程量，可以用于新建小區(qū)，但更適合各種老舊小區(qū)改造，省去了絕大部分的布線工程，還降低了成本。

（3）單元采集方案：利用一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)采集設(shè)備把一個(gè)單元或一棟樓的水表通過總線連起來，完成水表的數(shù)據(jù)采集和通訊控制功能。適用于新建小區(qū)，以管道井為單元，最大限度地兼顧了成本與工程量，建議盡量不要跨單元施工。

目前上述三種方案的產(chǎn)品上行均采用GPRS/4G通訊，后續(xù)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)架設(shè)完成后即可切換成NB-IoT通訊。

2.3　環(huán)境配置方案（如表1所示）

表1 環(huán)境配置方案

2.4　云抄表系統(tǒng)介紹

2.4.1　功能概述

本系統(tǒng)綜合應(yīng)用云計(jì)算、大型數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙測遙控、無線網(wǎng)絡(luò)（ADSL/CDMA/GPRS/4G）等技術(shù)，以數(shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為載體，以應(yīng)用平臺(tái)為核心，可對(duì)全城的遠(yuǎn)傳水表進(jìn)行實(shí)時(shí)抄讀，完成水費(fèi)的自動(dòng)結(jié)算，對(duì)全城的供水泵站、供水設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在線進(jìn)行供水管網(wǎng)壓力監(jiān)測及供水能耗分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)供水設(shè)施故障及管網(wǎng)泄漏。

2.4.2　創(chuàng)仁云抄表平臺(tái)優(yōu)勢

2.4.2.1　高兼容性

（1）智能水表兼容；

（2）通訊協(xié)議兼容；

（3）通訊方式兼容。

2.4.2.2　高開放性

（1）數(shù)據(jù)開放；

（2）接口開放（調(diào)用接口需要認(rèn)證）。

2.4.2.3　高安全性

（1）信息安全

· 完善的權(quán)限體系；

· 應(yīng)用支撐平臺(tái)及安全；

· 應(yīng)用平臺(tái)及安全；

· 安全支撐環(huán)境；

· 系統(tǒng)安全管理。

（2）網(wǎng)絡(luò)安全

· 安全控制；

· 傳輸控制安全；

· 防火墻控制的系統(tǒng)安全和健狀性；

· 管理制度安全。

2.5　模塊介紹

系統(tǒng)包含系統(tǒng)設(shè)置、用戶檔案、抄表管理、結(jié)算管理、設(shè)備管理、統(tǒng)計(jì)分析等模塊。所有模塊有機(jī)結(jié)合在一起，大大提高了抄表管理水平及抄表率。

2.6　軟件使用

（1）用戶登錄：輸入相關(guān)機(jī)構(gòu)信息后點(diǎn)擊登入。

（2）登入后界面如圖2所示。該界面為當(dāng)天抄表統(tǒng)計(jì)匯總，可以查看到每個(gè)小區(qū)抄表上傳情況。

圖2 系統(tǒng)首頁

（3）查看水表詳細(xì)數(shù)據(jù)：

抄表管理：主要包括最新抄表數(shù)據(jù)、水表歷史數(shù)據(jù)、日記錄、月記錄等界面。

最新抄表數(shù)據(jù)：查詢當(dāng)天抄表數(shù)據(jù)明細(xì)。

· 按機(jī)構(gòu)查詢：單擊最新抄表數(shù)據(jù)即可；

· 按小區(qū)查詢：點(diǎn)擊最新抄表數(shù)據(jù)→小區(qū)名稱；

· 針對(duì)某只表數(shù)據(jù)查詢：輸入該水表的信息（用戶編號(hào)、用戶名稱采集器編號(hào)、表編號(hào)等）→查詢。單擊表編號(hào)、小區(qū)、房號(hào)、棟號(hào)、門牌號(hào)、最新讀數(shù)、最新抄表時(shí)間、表狀態(tài)以及通訊狀態(tài)等多種條件可定制查詢數(shù)據(jù)。

水表歷史數(shù)據(jù)：查詢過去的用量明細(xì)。

· 查詢整個(gè)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)：單擊水表歷史數(shù)據(jù)→查詢；

· 查詢某只水表歷史數(shù)據(jù)：關(guān)鍵字中輸入相關(guān)信息（用戶編號(hào)、地址、表編號(hào)等）→抄表時(shí)間（需要查詢的時(shí)間段）→抄表狀態(tài)（全部、正常、異常）→查詢。

日記錄及月記錄查詢方法與水表歷史數(shù)據(jù)查詢方法相同。

本系統(tǒng)用戶界面可定制顯示客戶關(guān)心的數(shù)據(jù)，并輸出報(bào)表。還可與其他收費(fèi)系統(tǒng)對(duì)接，輸出適用格式文件交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各種功能聯(lián)合。

2.7　主要設(shè)備

集中器是智能抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中單元，通過建立可靠的通訊通道，處理和交換主控機(jī)與表單元間的數(shù)據(jù)信息?？筛鶕?jù)需求設(shè)置定時(shí)自動(dòng)抄表，數(shù)據(jù)保存在集中器中，供管理計(jì)算機(jī)隨時(shí)讀取。管理計(jì)算機(jī)可通過RS-232讀取既有數(shù)據(jù)，也可以通過GPRS/4G網(wǎng)絡(luò)接駁GPRS/4G轉(zhuǎn)發(fā)器的集中器進(jìn)行抄表和管理，獲取最新數(shù)據(jù)。

2.8　功能及特點(diǎn)

· 集成數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，存儲(chǔ)器可保存4031個(gè)表的表數(shù)據(jù)，必要時(shí)可以擴(kuò)展為8127個(gè)；

· 定時(shí)自動(dòng)抄表，可設(shè)置每月一次或兩次固定時(shí)間自動(dòng)抄表；

· 既可直接接表（300個(gè)表以內(nèi)的超小小區(qū)），也可通過隔離器、節(jié)點(diǎn)接表（大型小區(qū)）。前者提供虛擬節(jié)點(diǎn)功能，包含虛擬節(jié)點(diǎn)地址；

· 可接駁GPRS/4G轉(zhuǎn)發(fā)器，通過GPRS/4G網(wǎng)絡(luò)與管理計(jì)算機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表管理功能。

3　代表性及推廣價(jià)值

此方案適用于以下場景：

· 舊區(qū)改造，戶改工程；

· 現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，不具備取電和布線施工條件；

· 高層或超高層樓棟、大型社區(qū)，以及搭建有線網(wǎng)絡(luò)成本過高的小區(qū)；

· 客戶抄表要求靈活，可隨時(shí)調(diào)整抄表設(shè)置。

具有如下優(yōu)勢：

· 偏重日常監(jiān)控，采集數(shù)據(jù)頻次較高；

· 免費(fèi)提供六年4G網(wǎng)絡(luò)通訊費(fèi)用，到期可選擇續(xù)費(fèi)；

· 沒有中間設(shè)備，避免設(shè)備維護(hù)的后顧之憂；

· 公司提供到期更換電池的相關(guān)支持；

· 網(wǎng)絡(luò)容量沒有限制，可以接較大數(shù)量的水表終端。

摘自《自動(dòng)化博覽》2021年3月刊