熱網(wǎng)戶用表集中抄表系統(tǒng)解決方案
一、概述
1.1 當(dāng)前國(guó)內(nèi)形式
國(guó)家“十一五”規(guī)劃明確要求，到2010年，單位GDP能耗要降低20%左右，也就是全國(guó)要節(jié)約2.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中建筑節(jié)能要完成節(jié)約1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的指標(biāo)。到“十一五”末，河北省新建民用建筑及公共建筑全部達(dá)到節(jié)能65%的標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)能建筑比重達(dá)到25%，設(shè)區(qū)市集中供熱普及率達(dá)到90%，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能18%以上。
隨著我國(guó)節(jié)能減排形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，舊有的那種供熱企業(yè)粗放經(jīng)營(yíng)、效率低下，居民收費(fèi)以面積為基本計(jì)價(jià)單位的供熱體制已經(jīng)越來越不適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的需要。因此，要加快推進(jìn)城市供熱體制改革，由現(xiàn)行按面積收取熱費(fèi)的方式改為按用熱量計(jì)量的收費(fèi)方式，增強(qiáng)居民的節(jié)能意識(shí)。
1.2 集中抄表系統(tǒng)描述
戶用表集中抄表系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“抄表系統(tǒng)”）是利用當(dāng)代微機(jī)技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)與戶用儀表計(jì)量技術(shù)完滿結(jié)合，集計(jì)量、數(shù)據(jù)采集、處理于一體，將城市居民用水、電、氣、熱信息加以綜合處理的系統(tǒng)，使供水、供電、供氣、供熱公司及物業(yè)部門從根本上減少人工上門抄表的繁雜勞動(dòng)強(qiáng)度。準(zhǔn)確而便捷的收費(fèi)系統(tǒng)，既可節(jié)省人工又可減少各部門與客戶之間的糾紛，它不但能提高管理部門的工作效率，也適應(yīng)現(xiàn)代用戶對(duì)繳費(fèi)的新需求。隨著科技的進(jìn)步和人們對(duì)信息化要求的提高，智能住宅將逐漸在全國(guó)范圍內(nèi)得到推廣。智能化居住區(qū)的主要功能應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在快捷、高效、安全和方便上，智能樓宇控制系統(tǒng)中的智能抄表系統(tǒng)是智能建筑優(yōu)點(diǎn)的充分體現(xiàn)。
遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集及無線傳輸系統(tǒng)是基于人工數(shù)據(jù)收集思想改變和發(fā)展的一種體現(xiàn)，同時(shí)它也是一種新型現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集的應(yīng)用工程系統(tǒng)。
在未來信息時(shí)代中，各種現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集將以高效率、高可靠性和方便性（H2F）的要求為主導(dǎo)形式出現(xiàn)。在這種環(huán)境要求下，系統(tǒng)既要各個(gè)前端控制器具備分散的獨(dú)立工作及獨(dú)立應(yīng)付突發(fā)事件的能力，同時(shí)又要求它們通過抄表器或遠(yuǎn)程傳輸通信與計(jì)費(fèi)中心數(shù)據(jù)庫(kù)遠(yuǎn)程收發(fā)管理器實(shí)現(xiàn)彼此聯(lián)系，并能實(shí)現(xiàn)自身協(xié)調(diào)、執(zhí)行多種系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集和監(jiān)管功能等。
戶用表集中抄表系統(tǒng)是一個(gè)綜合性、多學(xué)科技術(shù)合成的一種技術(shù)設(shè)備。在技術(shù)層次上它涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用、通信工程、微電子技術(shù)、熱力學(xué)等。由于冬季供熱問題與我國(guó)北方地區(qū)廣大人民群眾的生活、工作密切相關(guān)，產(chǎn)品社會(huì)需求量之大是可想而知的，同時(shí)它也是創(chuàng)建和諧社會(huì)的一個(gè)重要基礎(chǔ)條件。
戶用表集中抄表系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)還是一項(xiàng)新興的產(chǎn)業(yè)技術(shù)，其技術(shù)層面的更新必將摧生更多新興社會(huì)服務(wù)行業(yè)的發(fā)展。另外戶用表集中抄表系統(tǒng)的啟動(dòng)，還可以帶動(dòng)一批相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展、增加國(guó)家整體就業(yè)機(jī)會(huì)，比如在原材料業(yè)、電子器件業(yè)、計(jì)算機(jī)業(yè)和加工業(yè)等。正因?yàn)闊崮軣o線自動(dòng)抄表系統(tǒng)對(duì)技術(shù)先進(jìn)性的要求，這也向相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)更新提出相應(yīng)要求，從而極大地促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。
二、人工抄表的弊端
實(shí)現(xiàn)計(jì)量供熱，以戶內(nèi)系統(tǒng)熱計(jì)量方式，用戶獨(dú)立安裝熱計(jì)量表，由供熱單位派員入戶查表﹑抄表，與用戶核準(zhǔn)表數(shù)，與用戶結(jié)算熱費(fèi)，在這個(gè)看似簡(jiǎn)單﹑但操作復(fù)雜的過程存在諸多弊病。
2.1 人工抄表受人的行為因素﹑影響查抄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性
人是人工抄表的實(shí)施主體，但人的行為容易受到情緒等因素的影響，還容易受到天氣等環(huán)境因素的影響。人的行為不確定性直接影響到抄表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
2.2 樓宇表井安裝情況復(fù)雜影響抄讀表數(shù)
目前住宅樓宇建設(shè)，基本都是各種計(jì)量器具與入戶管道都集中在同一表井中，熱計(jì)量表安裝在表井之內(nèi)，由于樓宇房型不同，熱表安裝位置不同，表井大小不同，在無照明的情況下，抄表人員讀取表數(shù)非常困難，影響了查抄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
2.3 人工查表增加后續(xù)人工成本
現(xiàn)代居民小區(qū)以高層建筑居多，要雇用大量的人力進(jìn)行抄表工作，據(jù)測(cè)算每人每天可完成100塊熱表的抄表工作，以20萬戶為例：要雇用2000人才能完成一次抄表工作。所以對(duì)于這種臨時(shí)性較強(qiáng)，但又必須要求查抄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，供熱管理單位在人力組織上是非常困難的。
2.4 人工抄表很難做到統(tǒng)一時(shí)點(diǎn)抄表
熱計(jì)量的數(shù)據(jù)是從供熱開始的統(tǒng)一時(shí)間開始，對(duì)于初裝熱計(jì)量表用戶,初次確定表數(shù)應(yīng)從熱計(jì)量表計(jì)數(shù)開始，人工抄表從第一戶開始到最后一戶，熱計(jì)量表數(shù)已經(jīng)產(chǎn)生了差異，所以人工抄表很難統(tǒng)一時(shí)點(diǎn)查抄數(shù)據(jù)，容易造成糾紛。
2.5 人工抄表不利于對(duì)熱表的監(jiān)控
用戶的熱表通常是在供熱前統(tǒng)計(jì)，供熱結(jié)束統(tǒng)計(jì)，以表數(shù)為準(zhǔn)，結(jié)算用熱費(fèi)，在整個(gè)供熱期間若發(fā)生熱表故障，用熱戶用熱發(fā)生變化，供熱單位根本無法掌握。
綜上所述，實(shí)施計(jì)量供熱如何準(zhǔn)確，準(zhǔn)時(shí)對(duì)熱用戶用熱統(tǒng)計(jì)，是推進(jìn)供熱改革實(shí)行計(jì)量供熱的一大屏障，億邦科技在供熱計(jì)量系統(tǒng)中利用M-BUS總線技術(shù)和GPRS無線遠(yuǎn)傳技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)戶用熱計(jì)量表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳抄表，從根本上解決了這一難題。
三、集中抄表技術(shù)概述
3.1 M-Bus總線技術(shù)
M－Bus是Paderborn大學(xué)的Dr．Horst Ziegler與TI公司的Deutschland GmbH和TechemGmbH共同提出的，專門用于公共事業(yè)儀表的總線結(jié)構(gòu)，稱Meter－Bus，簡(jiǎn)稱M－Bus。
M－Bus儀表總線屬于局域網(wǎng)（Local Area Net－work，簡(jiǎn)稱LAN），是處于同一幢建筑、同一大學(xué)或方圓幾公里遠(yuǎn)地域內(nèi)的專用網(wǎng)絡(luò)，被用于連接遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)和工作站、測(cè)量?jī)x表等設(shè)備，以便資源共享和數(shù)據(jù)傳輸。
M－Bus儀表總線具有LAN的3個(gè)基本特征：（1）范圍，（2）傳輸技術(shù)，（3）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。LAN具有星形、環(huán)形和總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。M－Bus一般采用總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
M－Bus儀表總線可以滿足由電池供電或遠(yuǎn)程供電的計(jì)量?jī)x表的特殊要求。當(dāng)計(jì)量?jī)x表收到數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，將當(dāng)前測(cè)量的數(shù)據(jù)傳送到主站，（主站可以是手持單元、計(jì)算機(jī)或其它終端）。主站定期地讀取計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)。
一般而言，掛接在儀表總線上的計(jì)量?jī)x表的數(shù)目可達(dá)數(shù)百個(gè)，數(shù)據(jù)傳輸距離達(dá)數(shù)千米。在總線上傳送的數(shù)據(jù)具有高度的完整性和快速性。
M－Bus儀表總線是一種低成本的戶用電子系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)公共事業(yè)儀表的聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程抄表功能。公共事業(yè)儀表包括戶用電表、水表、熱量表等計(jì)量?jī)x表。家用公共事業(yè)儀表通過擴(kuò)展M－Bus總線，使其具有與M－Bus 儀表總線通訊的功能，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表。
3.2 GPRS通信技術(shù)
GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service）的英文簡(jiǎn)稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS采用與GSM同樣的無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA幀結(jié)構(gòu)，這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似。因此，現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)（BSS）從一開始就可提供全面的GPRS覆蓋。GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。GPRS理論帶寬可達(dá)171.2Kbit/s，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在40～100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP連接，可以用于INTERNET連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用。GPRS是一種新的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，在移動(dòng)用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，給移動(dòng)用戶提供高速無線IP或X.25服務(wù)。GPRS采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無線信道，同一無線信道又可以由多個(gè)用戶共享，資源被有效的利用，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)160Kbps。使用GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收，用戶永遠(yuǎn)在線且按流量計(jì)費(fèi)，迅速降低了服務(wù)成本。
基于GPRS網(wǎng)絡(luò)組建的熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：
◇ 永遠(yuǎn)在線 GPRS DTU一開機(jī)就能自動(dòng)附著到GPRS網(wǎng)絡(luò)上，并與數(shù)據(jù)中心建立通信鏈路，隨時(shí)收發(fā)用戶數(shù)據(jù)設(shè)備的數(shù)據(jù)，具有很高的實(shí)時(shí)性；
◇ 按流量計(jì)費(fèi) GPRS DTU一直在線，按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費(fèi)用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時(shí)不收費(fèi)用；
◇ 高速傳輸 GPRS網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度最快將達(dá)到160Kbps，速率的高低取決于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，根據(jù)中國(guó)移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)情況，目前可提供20～40Kbps的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸；
◇ 組網(wǎng)簡(jiǎn)單、迅速、靈活 GPRS無線系統(tǒng)可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地的構(gòu)建覆蓋全中國(guó)的虛擬移動(dòng)數(shù)據(jù)通信專用網(wǎng)絡(luò)，為廣大中小用戶提供接入便利，節(jié)省接入投資；
◇ 通信鏈路由專業(yè)運(yùn)營(yíng)商維護(hù) 由于采用中國(guó)移動(dòng)的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此鏈路維護(hù)也由中國(guó)移動(dòng)負(fù)責(zé)，免除通信鏈路維護(hù)的后顧之憂；
◇ 防雷擊 由于采用中國(guó)移動(dòng)的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，所以在不影響上網(wǎng)的前提下，GPRS DTU的發(fā)射功率非常小，天線非常短，而且無需高架，克服了有線傳輸和無線電臺(tái)傳輸容易引雷擊壞設(shè)備的缺點(diǎn)。
四、目前國(guó)內(nèi)集中抄表現(xiàn)狀及集中抄表系統(tǒng)的選擇
4.1 目前國(guó)內(nèi)集中抄表現(xiàn)狀
◇ 總線制系統(tǒng)：即在一條總線上面?zhèn)鬏敻鞣N數(shù)據(jù)，總線制系統(tǒng)具有線路簡(jiǎn)單、易布線、易施工、成本低、抗干擾性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
◇ 分線制系統(tǒng)：有線制系統(tǒng)的早期產(chǎn)品，即每只表都有一條與控制中心的連線，通過這條連線傳輸各種數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)是線路復(fù)雜、布線施工較繁雜、抗干擾性差、可靠性不強(qiáng)等。
◇ IC卡智能儀表系統(tǒng)：即將IC技術(shù)應(yīng)用于智能抄表，通過讀取IC上面的數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行管理，特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)的功能，缺點(diǎn)是單表價(jià)格高、不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控儀表的功能、管理漏洞多等。
◇ 直讀式無源遠(yuǎn)傳系統(tǒng)：通過光電管加電后讀取表頭的實(shí)時(shí)字輪或指針讀數(shù)數(shù)據(jù)，通過編碼傳輸?shù)囊环N遠(yuǎn)傳系統(tǒng)。
◇ 無線遠(yuǎn)傳系統(tǒng)：通過無線通訊系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的一種遠(yuǎn)傳系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)是：無須布線，施工簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是：?jiǎn)伪沓杀据^高。
4.2 集中抄表系統(tǒng)的選擇
總線制抄表系統(tǒng)相對(duì)于分線制抄表系統(tǒng)具有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，它兼顧具有IC卡表的優(yōu)點(diǎn)，又具有遠(yuǎn)程抄控功能。
總線制智能表由于采集計(jì)數(shù)工作單元均裝配在智能表內(nèi)并密封，表的數(shù)據(jù)采集、處理、存貯等基礎(chǔ)工作全由智能表本身完成，手抄器或電腦不參與底層數(shù)據(jù)采集，僅進(jìn)行通訊聯(lián)系，消除了外界因素對(duì)計(jì)量的影響。另外因智能表引出的總線通、斷不影響單表數(shù)據(jù)采集和保存（僅影響本表數(shù)據(jù)的讀出），也不影響其它儀表數(shù)據(jù)的讀出，即使本次讀數(shù)時(shí)該表總線出現(xiàn)故障，只需重新掛接好總線，無需重新置數(shù)，儀表的真實(shí)讀數(shù)仍可繼續(xù)讀出，其安全性、穩(wěn)定性是比較可靠的。
由于各表輸出的總線只需掛接，可以減少分線制抄表方式大量煩瑣的布線、系統(tǒng)調(diào)試任務(wù)以及后期使用過程中線路、系統(tǒng)維護(hù)等繁重勞動(dòng)強(qiáng)度，也方便高層次設(shè)計(jì)如網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、與其他系統(tǒng)（如安防、照明、空調(diào)、消防）共享開放式網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而為用戶提供完善、綜合的配套服務(wù)。
