自动抄表 (自动抄表)

自动抄表

自动抄表( automatic meter reading - AMR)是集计算机技术、通信技术、用电及计量技术于一体,利用微电子和计算机网路,採集、感测、传输等技术自动读取和处理表计数据,将城市居民的用水、电、气信息加以综合处理的系统。具有抄收速度快、计算精度高、抄表同时性好、可直接与营业计算机联网等突出的优点。採用自动抄表系统可以缓解抄表人员的劳动强度、降低人为因素造成的抄表误差,从根本上解决了入户抄表收费给用户和抄表人员带来的麻烦,避免了许多不必要的纠纷,不但能提高管理部门的工作效率,也适应现代用户对用水、用电、用气缴费的需求。

基本介绍

中文名：自动抄表外文名：Automatic Meter Reading构成：电能表、採集器、集中器自动抄表方案：监听自动抄表特点：初始表底值可以方便设定领域：电力、燃气、水力

主要特点

1、採集控制终端实时採集电錶脉冲；2、採用十进制记数，实时刷新表底值；3、初始表底值可以方便设定；4、单位电度脉冲数可以分别或同时设定；5、可远方或当地设定预购电量，并可实现最低剩余电量报警提示；6、当前表底值和预购剩余电量独立处理，并可分别读取；7、具有遥控功能，配有遥控信号输出接口，外接遥控单元模组可实现远方断电和送电功能；8、如果已经设定预购电量，当剩余电量小于零时自动输出断电信号，给该用户断电；9、採集终端控制器採用磁保持式继电器，继电器动作功率为1W，动作完成时间小于100ms，静态功耗小于1mW；10、採集控制终端与集中器通信採用电力载波方式，通信模式为半双工、300Bit/S；11、每个採集控制终端可採集、控制24个用户，保证掉电不丢失数据。

种类

最常见的远程自动抄表系统是採用分线制集中抄表方式,即由数据採集器採集单只或多只计量表计的数据进行处理、存储,各数据採集器之间採用汇流排方式连线,最后连线至集中控制器上,通过Modem方式远程传输至计算机。然而在实际套用过程中,并非千篇一律,从中派生出许多种套用方式。主要有以下几种。***抄表系统由计算机管理主站、透视手持抄表器、数据採集器和电能表构成,数据採集器完成对某一表箱中的所有电錶的电量採集,不需要集中控制器,也不需要通信线路,抄表时由工作人员到现场,用手持抄表器抄收数据採集器中存储的电能表数据,然后返回计算机管理主站,将手持抄表器中已抄收的电能表数据通过RS232口,传送到主站计算机。该方式的特点:①组网简洁、投入成本低,一般在居民楼道的一个单元只安装一台数据採集器即可;②一台手持抄表器可以抄读多台数据採集器;③无其他运营费用;④如果加上集中控制器,可以直接实现远程自动抄读。该方式的不足之处就是,抄表工作人员需要到数据採集器跟前抄读。监听抄表系统这里所说的监听,主要指近距离(通讯距离一般在几十米到几百米)监听抄表系统,其组成、套用方式与透视抄表系统几乎相同,唯一差别就是手持抄表器是通过近距离监听方式从数据採集器中读取数据,而***抄表方式是通过透视方式而已。监听抄表系统和透视抄表系统一样,省去了集中控制器,抄表工作人员需要到集中表箱跟前或附近才能抄表,实现的是半自动抄表。低压载波抄表系统
该系统利用四通八达的低压电力线路实现载波信号传输,其最大的优点就是充分利用电力线资源,无须重新布线,实施简单、方便。低压电力载波传输最大的缺点表现在:①高频载波信号只能在一个低压台区内传输,无法跨台区传送信号;②电力网路的阻抗特性及其衰减,制约着信号的传输距离;③噪声干扰,决定着数据传输的质量。低压载波抄表方式分为:单表载波模组抄表方式和多表一个採集器的载波抄表方式。485汇流排抄表系统
485汇流排抄表系统的组成与多表一个採集器的载波抄表方式相同,唯一不同之处就是数据採集器与集中控制器之间採用的是汇流排作为传输通道。该方式的显着特点就是:①传输可靠性高、传输速度快;②可以不受台区变压器的限制(可跨台区变压器集中抄录)。其缺点也很明显:需要敷设专用的485汇流排,实施难度更大;需要採取防雷击措施。Modem和GPRS远程自动抄表系统Modem远程自动抄表系统和GPRS远程自动抄表系统,只是基于集中控制器与数据管理计算机中心之间远程传输数据的方式,它可以分别与上面介绍的低压电力载波、485汇流排抄表方式进行搭配,派生出更多的套用方式。1.6光纤传输远程抄表系统光纤传输採用光纤作为传输介质,套用于远程抄表有一个显着的特点:传输可靠性和稳定性更高、传输速率更快。缺点是成本高、施工难度大。超窄带(UNB)载波抄表系统该方式可以实现跨台区载波抄表。工频抄表系统工频抄表系统类似于超窄带抄表系统,不过它使用的是通过工频过零点进行调製的载波通信技术,与超窄带抄表系统相比,易受谐波干扰的影响,且需要较大的注入功率,但传输速率比超窄带抄表系统高。

自动抄表方案

监听全自动抄表，SRD通讯+GSM（GPRS）表具数据直接传到数据中心。可同时实现三种管理模式：监听自动抄表；***自动抄表+IC卡预付费功能；监听自动抄表+远程指令控制。双向即时通讯模式，WOR功能支持的超低功耗可与普通卡表媲美。全新现场施工流程，现场免测试，最大限度地减少人为影响。可靠性全面提升。採用专业的数据安全系统，保证抄表数据和控制信息的机密性、可靠性、完整性、不可抵赖性。从根本上保证了结算数据和系统控制的安全可靠。成熟的表具方案和技术支持，降低表具厂家的开发难度，做到系统快速实现。抄表系统可採用不同厂家表具，管理部门可随时选择优秀表具厂家进入系统，避免依赖。既有针对供水、燃气、电力、供暖、中水、热水等不同领域专业管理方案，也可提供综合收费管理的多表集抄实现方案。由于可实时掌握用户数据，系统可适应灵活的收费政策（分时、阶梯水价等）。可採用提供的后台系统，也可在用户原系统中嵌入握奇系统的功能，实现向旧系统兼容。

国家标準

《自动抄表系统 第1部分：总则》（GB/T 19882.1-2005）《Automatic Meter Reading System Part 1:General Principles》于2006年4月1日实施。《自动抄表系统 第2部分：低压电力线载波抄表系统》（GB/T 19882.2-2010）《Automatic meter reading system - Part 2：Distribution line carrier meter reading system》于2011年6月1日实施。《自动抄表系统 第3部分：套用层数据交换协定》（GB/T 19882-2007）《Automatic meter reading system - Part 3: Application layer data exchange protocols》于2007年12月1日实施。 《自动抄表系统低层通信协定》（GB/T 19897-2005）《Automatic Meter Reading System Lower Layer Communication Protocol》于2006年4月1日实施。

其它适用标準

DL/T698-1999《低压电力用户集中抄表系统技术条件》DL/T645-1997《多功能电能表通信规约》DL/T533-1997《监听电负荷控制双向终端技术条件》DL/T721-2000《配电网自动化系统远方终端》

系统主要功能

实时抄表功能：实时抄取任一户表或全部户表当前数据和工作状态。自动校时功能：系统在抄表时能自动校準系统时间.断线检测功能：当信号线或通讯线断线时，系统反映该状态。燃气报警功能：採集燃气报警信号，在总控中心电脑上显示报警房号。报警截断功能：燃气报警时自动关闭阀门，有异常情况时也可有电脑远程打开或关闭阀门。断电数据保护功能：系统或设备掉电时，数据将长期保存。费用计算功能：根据管理员设定的费率自动计算用户费用。数据管理功能：用户用量等数据的初始化、统计、查询、报表等。系统管理功能：管理系统参数（如费率、缴费方式等），管理员操作许可权。费用收取功能：若人工缴纳，则由操作员根据收费凭证，将用户缴纳费用数目输入计算机并存档，若转帐收费，则由计算机自动结算费用。若结算后仍有欠余，自动累计入下次费用中。报表列印功能：根据需要列印各种报表，如月报表、催缴单等。

电网领域

485汇流排方式系统由主站、集中器、採集终端、电錶组成。集中器与採集终端之间採用RS485汇流排通信方式组建抄表网路，数字採集终端通过RS485汇流排和电錶连线，脉冲採集终端每个脉冲连线埠只能接一块脉冲表。系统採用RS485专线通信，具有抄錶速度快，通信可靠，可以保证每天24h的实时通信的特点。计量方面具有系统採用一体化的RS485表，电錶计量精度高，通信的时候能直接读取电錶的记忆体电能量数据，避免了电能量的二次计量。其缺点是由于系统需要铺设通信线路，所以适用于电錶集中安装、工程施工方便、容易铺设通信线路的小区，铺设线路费用昂贵。电力线载波抄表抄表系统由主站、集中器、载波式电能表组成。系统的主站与集中器之间通过PSTN公用电话网来进行远程通信，集中器与表计之间採用低压电力线载波通信方式组建抄表网路。系统採用电力线载波通信，无需架设额外的通信线路，载波表只需要接上电源即可，工程施工和日后的系统维护方便。适用那些对远程停送电实时性要求不高、电錶分散、工程施工难度大的地方。系统採用一体化的电力线载波表，电錶计量精度高，通信的时候 直接读取电錶的记忆体电能量数据，避免了电能量的二次计量。其缺点是由于现场条件下电力线存在有断续的尖峰噪声干扰、负载阻抗随机变化和信号衰减强烈，电力线通信技术依然在发展阶段，尚不能保证实时通信，所以系统仅适用那些不需要远程停送电功能、月用电量少、电錶特别分散、工程施工难度很大的乡镇、农村地区。 RS485汇流排监听抄表系统由主站、监听集中器、监听数字採集终端、RS485电能表组成。系统的主站与集中器之间通过PSTN公用电话网来进行远程通信，集中器与採集终端间採用短距离监听通信，採集终端和表计之间通过RS485汇流排方式组建抄表网路。系统的集中器和採集终端间採用小区短距离***通信，无需架设额外的通信线路，工程施工方便。电錶採用RS485表，採集终端通过485汇流排和电錶连线。系统採用一体化的RS485表，电錶计量精度高，通信的时候直接读取电錶的记忆体电能量数据，避免了电能量的二次计量。监听的实时性要比电力线载波通信的实时性高，所以本系统适用对远程停送电实时性要求高、工程施工难度大、电錶集中的居民小区。其缺点是通信距离比较短，一般为可视距离100m之内，即集中器和採集终端之间最好不要有障碍物，如果有障碍物的话，可以通过设定中继来处理，但是最多可设定4级中继。RS485汇流排载波抄表系统由主站、集中器、载波採集终端、电能表组成。系统的主站与集中器之间通过PSTN公用电话网来进行远程通信，集中器与採集终端之间採用电力线载波通信，採集终端和表计之间RS485汇流排方式组建抄表网路。系统的集中器和採集终端间採用电力线载波通信，无需额外架设额外的通信线路，工程施工方便。採集终端通过通信线和电錶连线。适用那些对远程停送电实时性要求不高、工程施工难度大、电錶集中的旧居民小区。由于现场条件下电力线存在有断续的尖峰噪声干扰、负载阻抗随机变化和信号衰减强烈的场所， 因此电力线的通信条件非常恶劣。不同的时间，不同的地点，不同的调试方法，都有可能导致低压电力线载波通信实时性和可靠性有很大的差异。电力线通讯技术依然在发展阶段，尚不能保证实时通信，所以系统适用那些不需要远程停送电功能、月用电量少、电錶特别分散、工程施工难度很大的乡镇、农村地区。CATV网路远程抄表基于CATV网路传输的远程抄表系统不受传输距离的限制，传输通道乾净、无杂波干扰，传输数据不会产生丢包的现象。CATV网路同轴电缆都已经接入到每个小区至户内，而且距离电錶箱较近，无需重複布线。採集终端设备是採用一种採集器与集中器一体的设备，将採集到的电錶读数通过广电的同轴电缆传输数据的设备，能够对电錶的数据进行实时的读取并可存储，以备电网主站人员调用； 採集终端带有继电器控制IO接口，可以对普通485不可控电錶实现远程停送电的操作。目前为止国内最为高效、稳定的抄表方式。CATV网路远程抄表方式主要突出几大特点：1）不再需要更换小区电錶，避免重複投资，通过新型採集终端设备的技术整合，传统单一功能的485电錶即可扩充为先进多功能电錶所具备的远停远送远抄功能，更方便的为用户提供远程服务；2）不用重新铺设网路，避免重複投资。现有居民楼都已铺设CATV网路，网路接入口与电錶箱距离“少则一米以内，至多不超过五米”，网路搭建成本成倍降低；适应城市居民社区、公变台区用户、农村用户等各种用电环境，从而使扩大低压集抄範围到100%成为可能。解决了以上四大低压集抄抄表效率低的问题。原低压集抄技术，由于GPRS信号不稳定、低压线路信号干扰、485线路通讯传输距离近等原因，抄表数据不是产生丢包、漏包的现象就是产生误抄的现象，无法100%一次性抄到到所有的低压用户。通过CATV网路安全可靠的信道通讯，使抄表率达到100%。 3）可採用广电CATV网路闭路电视系统的信息群发技术。通过供电局侧主站与广电公司接口的传输，对应供电公司行销系统的客户信息唯一标识，在广电CATV信息发布平台上可以确保催缴电费信息，準确的送达需要进行电费信息通知的客户家中电视上，而不对其他客户造成影响。并可通过机顶盒遥控器方式进行电视线上缴纳电费。真正的解决了“抄表——送单——收费——催费”的全过程自动化问题。解决了人工送单、人工停复电催费的服务模式。通过广电OSD信息发布，使全面取消人工送单成为可能。4）具备广域的传递电网最新信息（峰谷用电通知、每户量身订製的阶梯电价科学用电方式）至客户电视机上引导用户节能用电手段。形成全民参与科学用电，缓解供电负荷的不平衡（供电系统的峰谷差较大，用电高峰时电力非常紧张）的局面；5）基于CATV网路抄表準确率100%、抄表回响时间≤2s。远停远送服务≤10s、设备线上率100%、远控失误率0%。国内远程抄表对比表国内常见自动抄表方式与最新CATV网路自动抄表技术的对比：传统组网方式
组网模式
传输信道
传输距离
通讯效果
安装成本
汇流排模式
RS485
1000m
100%
较高
监听模式
GPRS
800 m
90%
较高
电力载波
电力线
1000 m
90%
低
CATV组网方式
RS485+RF
CATV网路
大于1000m
100%
低

供水领域

随着城市用水“一户一表，抄表到户，计费到户”的不断推进与实施，供水企业从保证供水发展到优质供水和优质服务的目标逐步取得成效，然而相应于原来的总表制，日益繁複的水费抄收无疑大大增加了供水企业的人工和经济负担，因而建立一个準确而便捷的水费自动抄收系统将有利于供水企业的科学运作与管理。水费自动抄收系统是利用当代微机技术﹑数字通讯技术﹑数据採集﹑处理于一体，将城市用水信息加以综合处理的系统，就目前来看主要有四大类型：a﹑智慧卡水錶：通过预付费买卡用水，不实行抄表联网。b﹑分线制集中抄表：各水錶单独出线连线至数据採集器，由数据採集器统一收集与处理数据。c﹑汇流排制集中抄表：水錶本身具有数据计量﹑处理功能，多个水錶挂接至同一条数据汇流排。d﹑监听发射式水錶：同样是一种智慧型水錶，但数据的接收与传送通过***方式实现。套用以上四种抄表系统各有特色，而正因其各有特色， 供水企业可以因地制宜，因情而异，採用百花齐放的方式。比如说，对于老房屋， 可以安装智慧卡水錶;对于零星开发﹑不成片的住宅楼，可以以楼为单位，通过一只单元管理机就将该楼内所有水錶读数收录在内；对于住宅成片的新建智慧型楼宇，可以构建网路，在小区物管中心通过上位计算器对区内所有水錶数据进行抄录与处理，至于用汇流排制还是分线制抄表系统，可以视安装和成本而定。当然，各系统的共存与兼容性也是必要兼顾的问题。自来水抄表到户是社会总体发展的要求，而如何把先进的计算机技术﹑电子技术﹑通信技术等纳入到供水企业的营业收费管理中，顺利而可靠地实施这一庞大工程，需要从技术上﹑经济上﹑地域上以及发展前景上加以通盘考虑。同时， 供水行业对自动抄表系统的积极套用亦将反作用于系统生产厂家，有利于降低成本，提高技术，形成一个良性循环。

燃气领域

目前我国许多燃气公司管道燃气抄表仍然採用人工抄表，不仅企业需配备大量的抄表员，而且用户欠费、人为窃气现象时有发生，给燃气公司造成一定的经济损失。随着人民生活水平的提高以及电子技术和通信技术的发展，人工抄表已不适应社会发展的要求，实行燃气表自动抄表是燃气行业发展的必然趋势。现有的自动抄表系统採用的通信方式各异，下面对常用的通信方式进行分析，以确定自动抄表系统的最佳通信方式。

有线通信方式

有线通信方式中，按传输介质不同，常用的有电力线载波、LANWORKS汇流排、RS485汇流排、专用电缆、远程拨号等通信方式。电力线载波是借电力线做通信线路，省去布线的麻烦。英国远程自动抄表公司开发的低压电力线载波通信系统POWERNET，具有自动抄表、用户管理等功能。然而，载波通信的可靠性差、通信不稳定，且传输性能较差，主要表现为噪声高、阻抗低、损耗大、波动大、易受外界干扰等。电力线载波所採用的介质如果不进行严格校验，数据出错的机率即误码率非常高；如果进行严格校验，实时性难以保证。因此对实时性要求较高的场合不适宜採用。RS485汇流排是使用较为广泛的双向有补偿传输线标準的工业控制汇流排，可方便地构成一点对多点或多点之间的相互通信网路。其最大每段汇流排长度为1200m，每段最多支持32个节点，单组双绞线双向主从通信。汇流排上挂接的节点个数因选用的接口驱动晶片而异。当汇流排加长或节点增多时需要使用中继器连线，全网路最多支持256个节点。这种接口具有抑制共模干扰的能力，因此性能可靠、抗干扰能力强，信号传送频率最高可达10MHz，费用也较低廉。缺点是需要布线。RS485汇流排在我国套用技术比较成熟，因此使用RS485汇流排进行通信的工程实例很多。深圳市燃气集团有限公司採用的HG2000A型自动抄表系统的下层通信方式就採用RS485汇流排，系统运行稳定，但是该系统的上层通信方式还不完善。採用专用电缆通信，建设成本较高，需要敷设线路，而且受地域限制过大。由于老城区电缆敷设困难或已经敷设的电缆容易被破坏等原因，该方法很少採用，已经採用的正在逐渐改为其他通信方式。远程拨号方式是採用电话线或光缆作为通信介质，利用数据机建立连线。该方式不受地域的限制，可以在任意地点和现场进行数据採集通信。缺点是电话线通信速度较慢，如果通过公用电话网，则运行费用较高。深圳市润声世纪信息技术有限公司开发的RS远程抄表系统，通过数据机(Modem)远程拨号，经过设施网连线到集中器，对燃气表进行参数配置、察看燃气表运行情况及远程自动抄表等。但该通信方式使系统运行费用较高，而且电话线拨号接入只支持轮流查询，监控範围较小，实时性和反控性都较差。

监听通信方式

***通信方式多数採用监听数传电台作为通信设备，优点是覆盖面积大、布点灵活、运行费用低，缺点是可靠性差、误码率高，而且误码率与通信速率成正比，即传输速率越高，误码率越高。因此，需要採用检错技术和纠错技术相结合，才能在一定程度上提高数据传输的準确性和可靠性。此外，通信波特率受电台和数据机的制约。因此，这种方式虽然方便，但由于受频段、传播範围等限制以及城市高层建筑对信号传播的影响，使得其套用受到限制。在燃气自动抄表系统中採用该方式进行通信的企业不多。其他的监听通信方式，如卫星通信、微波、监听电公用频段等在燃气自动抄表系统中套用也较少。而且，这些传输方式还存在着投资费用高、组网工作複杂、系统欠稳定和维修维护量大等问题。