无线远传水电表远程抄表系统方案带IC卡控制Word文件下载.docx

1、三、系统介绍远程抄表系统是我公司结合自身先进技术和用户实际应用需求， 而推出的一 套具有极高性价比的自动抄表系统。 该系统秉承我公司在同类产品十余年的丰富 经验，借鉴并结合了国内外数家著名同类产品的先进技术思路， 运用了先进的计 算机网络技术、 无线网络技术、 自动控制技术等， 是目前国内最先进的远程抄表 系统之一。该系统依据我公司科技强大的技术平台，运用了数十项先进技术和专利技 术，完美地实现了对计量表用量信息、 运行状况的远程监控， 管理员足不出户即 可监测计量表运行状态、 掌握能耗使用规律， 为管理部门合理资源分配、 节约能 源、提高管理效率提供了依据。该方案主要使用 IC 卡来实现表具

2、的预付费控制功能，远传仅仅是来实现用 户用量的抄录。远传表具内封装了 IC 卡读写卡模块和无线远传模块，用户到管 理部门交费后，管理部门将所购用量写入非接触式 IC 卡中，用户把卡中数据输 入计量表中，表即自动开始运行，当购买量用完后，表自动停止运行。远传功能 能够监视用户的用量、 阀门的状态、 电池的状态等参数， 便于管理部门实现统一 的管理与统计。1、系统组成无线远传水电表远程抄表系统由无线远传水表、 无线远传电表、 采集器、 集 中器和综合抄表管理系统软件组成。2、系统网络结构图一无线远传水表远程抄表系统网络结构该系统具有极好的兼容性和扩展性，既可以实现对无线远传水电表进行管 理，也可以

3、实现水、电、气、暖表等多种类型智能表的综合管理。3、系统运行原理系统采用微软公司大型数据库 SQL SERVER 200，0可以满足大容量数据存储 的要求。管理软件采用网络化设计， 既适用于本地一站式管理， 也适用于多个管 理部门的多重管理，如分公司和总公司之间、物业管理和行业管理之间等。采集器和集中器均内置微功率多通道嵌入式无线数传模块，实现无线组网， 是目前最先进的抄表方式， 满足了不同建筑结构对工程施工简单、 维护快捷的需 求，也为提高物业管理和行业管理现代化水平提供了良好的基础。集中器按照管理中心下载的抄表任务自动向各个采集器发送冻结抄表指令， 抄取计量表各种数据信息， 并具有数据补抄

4、功能， 可自动对未成功抄回的计量表 进行补抄。集中器内部带有高精度时钟芯片和大容量非易失性存储器，可保存 31 天的日零点冻结数据和 12 个月的月末零点冻结数据。系统初始化原理：系统设计了自动搜寻采集器的功能， 计量表和抄表设备即装即用、 施工快捷， 非常方便。计量表和抄表设备安装完毕后， 无需人工干预， 系统便能自动搜寻各 设备的电子标签码（ ID 号）并自动存储，真正做到免调试、免维护的全自动抄 表系统。数据抄表方式：系统抄表方式灵活， 可根据不同的工作需求而进行不同的抄表工作， 可分为 如下几种操作模式：数据全部抄收：选定一个抄表区域，将该区域所有智能表数据全部回传。 多表数据传输：选

5、定一批智能表，将该批智能表的数据回传。 单表点抄：选定某一个智能表，将该表的数据回传。而且，各种抄表模式均能指定日期 （最近 31 天的日冻结数据和最近 12 个月 的月冻结数据）抄表。4、通信方式系统数据通信由上、 中、下三个层次组成， 这三层通信在物理结构上相互独 立，下面分别予以介绍1）上层通信上层通信是指集中器与管理中心电脑之间的通信。 该层通信的主要特点是数GPRS据量较大，传输距离可能很远。如图二所示，上层通信经常采用的方式有无线移动网络方式和公用电话网络方式。图二 上层通信方式（a）GPRS通信方式如图二（a） 所示，管理中心电脑与集中器利用 GPRS无线移动网络实现远程数 据通

6、信，集中器内置 GPRS网络模块， 采用实时在线工作模式， 数据传输速度快， 无需网络维护，十分方便。此方式要求管理中心电脑具有固定的网络 IP 地址。 管理中心若不具有固定网络 IP 地址则需要配置一台数据接入设备 GPRSD TU。注：集中器和 GPRSD TU各需要配置一张开通 GPRS包月套餐业务的移动手机 卡。（b） 电话线通信方式如图二（b） 所示，管理中心电脑通过调制解调器与电话网连接，集中器也与 电话网连接，只要通电话的地方， 都可采用此方式， 因此它的传输距离不受限制。 每次通信时，管理中心电脑首先要和集中器自动建立拨号连接。集中器和调制解调器各占用一条电话线路，支持内线电话

7、。 以上通信方式各有特点，应根据项目的具体情况选用，以期达到最佳效果。（ 2）中层通信 中层通信是指集中器与采集器之间的通信。该层通信采用无线射频通讯方 式，无需通讯线缆。集中器和采集器之间的无线通讯距离在空旷环境可达 300 米以上，而且，采集器具有 10 级无线中继功能，即集中器和采集器之间的最大 信号覆盖范围可达 3 千米。每台集中器可管理 255台采集器。3）下层通信下层通信是指采集器与无线远传水电表之间的通信。图三 水表下层通信方式如图三所示， CJQ-XT 型采集器与无线远传水表通过无线信号传输数据，无 需铺设通讯线缆，无线网络信号传播能力强、覆盖范围大、施工快捷灵活。一台 采集器

8、所能连接的表数量可达 128 块。第三部分 系统先进性一、技术背景目前，无线通讯技术突飞猛进， 大到卫星遥控、无线移动网络等， 小到家电、 玩具车辆等的无线操控。 随着现代科技的发展， 一系列新技术的出现和应用， 无 线通讯技术发展势头强劲，已经越来越普遍的应用到生活中的方方面面。在抄表领域， 有实力的智能表生产厂家已经开始升级换代， 无线抄表方式已 成为远程抄表的发展趋势。 目前， 无线通讯模块已经高度集成为一块芯片， 采用 全数字化电路， 数据通讯稳定可靠， 早已告别了落后的模拟电路模块。 在抄表设 备内集成无线通讯芯片， 实现无线组网， 省去通讯线路的铺设和维护， 使设备安 装更加方便，

9、施工更加简单，大大降低了系统的综合成本。二、系统先进性远程抄表系统所用技术均经过多年验证， 系统成熟、 稳定。系统设备采用高 增益全向天线，具有信号传播能力强、覆盖面积大，不会出现信号死角和盲点， 具有很强的现场适应性，抄表成功率达 100%，和同类抄表系统相比，具有网络 结构自适应、免调试、免维护的特点。我公司系统先进性介绍： 系统全部关键技术均由我公司自主研发，拥有自主知识产权，保证了系 统的后期维护和升级，为用户提供长期技术支持和售后服务，免除用户 后顾之忧； 系统具有自动搜寻采集器的功能，无需人工干预，自动完成调试，大大 缩短了系统安装周期； 系统的关键部件多通道无线数传模块，由我公司

10、自主研发和生产， 采用全数字化集成电路，运用最先进的矩阵式编解码技术、通讯频率自 动校准技术、无线网络动态自维护技术等数项领先技术，保证系统稳定 可靠；无线通讯技术参数和指标符合信部无 2005423 号微功率（短距离）无线电设备的技术要求 ；计量表的采集计数工作单元均装配在智能表内，数据采集、处理、存储 等基础工作全由智能表本身完成，数据采集设备仅进行通讯联系，消除 了外界因素对计量的影响； 电子单元完全由我公司自主研发和生产，电子电路高度集成，产品故障 率极低；数据保存功能：计量表和抄表设备采用高可靠非易失性存储器，数据可 保存十年以上，不会因为掉电而丢失或改变； 系统管理软件完全自主研发

11、，终身免费升级。三、先进技术1、无线网络通讯频率自动校准技术无线网络中， 各设备通讯频率的一致性是决定网络正常运行的关键。 由于电 子元件本身的精度差异和环境温湿度变化的影响， 无线通讯频率会逐渐偏移， 导 致网络稳定性下降，需要专业人员定期进行频率校准，这种方式费工、费时，增 加成本开销。本系统创新的采用无线网络通讯频率自动校准技术有效地解决了这一问题。 该技术是利用网络中各设备的交互通讯， 实现频率的自动校准： 集中器以广播形 式周期发送标准频率的无线信号，其他设备对接收到的标准频率信号进行评估， 并和自身频率进行对比， 自动调整频率差，使系统设备的通信频率始终保持一致。 并且，各设备电子

12、单元采用环境感知电路设计， 能够根据周围环境温湿度的变化 自动调整运行参数， 使电子单元保持最佳性能， 并结合电子单元的低噪放大电路 设计，实现超高的信号接收灵敏度， 不需要提高设备的发射功率， 就可以成倍增 加网络信号覆盖范围。2、无线网络动态自维护技术无线信号强度会受到周围建筑物、 电器、 温湿度等因素的影响不断变化， 传 统的无线网络需要加大信号发射功率或增加中继器以维持网络正常运行； 当网络 中的设备故障时， 其信号覆盖范围内都会成为信号盲区， 这既浪费资源， 又不能 保证网络的快速恢复。为适应未知的、 时变的网络环境， 实现网络的自动维护、 最大限度降低故障 设备的影响区域， 系统创

13、新的采用了无线网络动态自维护技术： 各设备设定唯一 的通信识别码， 集中器周期发送网络探听包， 侦听无线信道活动状态， 当网络空 闲时，集中器以广播形式发起网络导航包（用于收集网络中的设备信息） ，集中 器信号范围内的采集器将网络导航包解码后， 提取出信号源的通信识别码、 传输 路径、中继级数等信息更新到自身的通讯链表中， 并将自身的通信识别码和信号 强度等状态信息附加到网络导航包中， 当网络空闲时仍以广播形式传递给周围的 采集器，如此循环下去，网络中的设备将会不断收到携带周围网络结构的导航包， 并不断刷新自身的通讯链表， 当链表存满后就不再发送网络导航包， 此时，各设 备将会形成相互间的通讯

14、链路网，从而自动组建成多路径的、交织的通讯网络。系统周期性的自动维护网络，能够随网络中设备的增减、信号强弱的变化， 及时搜索到最佳通讯路径，实现设备的免调试、免维护、即装即用、快速组网的 目的。3、矩阵式编解码技术 采用有效的编解码技术可以提高信息传送成功率和降低误码率。 本系统数据 传输采用独有的矩阵式编解码技术： 将需要传输的数据包重新组合变换序列， 并 经过冗余交织后再发送出去， 接收方将收到的数据包按照约定的解码算法还原出 数据源码。 若数据传输过程中遭遇到干扰信号， 接收方将数据包序列还原后， 可 以将干扰到的一段数据分散到各个序列段中，使干扰信号的影响由“线”变成 “点”，即将干扰

15、信号导致的错码化整为零、分散开来，然后利用校验算法并结 合冗余信息， 对错码进行定位和纠正， 从而大幅提高数据传输的成功率， 有效抑 制突发干扰，延长无线信号的传输距离，实现数据的准确、加密传输。4、一种基于磁唤醒方式的无线抄表系统专利技术（专利号： ZL ） 针对电池供电的无线远传智能表， 为降低整表功耗， 延长电池使用寿命， 我 公司采用电磁唤醒技术。 当系统抄表时， 抄表设备向目标智能表发送特定频率的 电磁波，激活智能表，使其处于数据通讯状态；当抄表结束后，智能表恢复到超 低功耗的睡眠模式，从而达到降耗的目的。5、悬浮球阀专利技术（专利号为 ZL ）目前，在国内带有控断功能的水表中， 大

16、家多采用传统的电动球阀作为实现 这一功能的执行机构， 电动球阀具有开关自如、 灵活、直通、压损小等诸多优点， 但随着使用时间的增长以及水中水垢和微生物的共同作用， 在球表面很容易形成 水垢和锈斑，从而影响阀门正常开关，甚至锈死、无法工作，所以要求阀门定时 开关以减少锈死的机会， 这样无形中增加了开关阀门的次数， 也就使得电池寿命 大为减少。我公司针对球阀的以上这些不利因素， 开发出具有当今国内一流技术悬 浮球阀防锈技术的电动球阀， 不仅继承了球阀原来的优点， 而且解决了阀门最根 本的问题； 我们设计的球阀， 阀芯与阀体之间采用悬浮式结构， 阀芯与阀体之间 留有缝隙，可以有效利用水的表面张力及水

17、压， 在保证关阀密闭不漏水的前提下， 可以实现压损小、磨损小、功耗小、防锈蚀、防堵塞的目的，具有“防抱死”的 结构特点。在工作时，阀球悬浮在水中工作，在水压力和水流的共同作用下，冲 刷、震动，达到防锈目的，长期使用不用担心锈死，同时，减少开关次数，节约 电能，也达到延长电池使用寿命的目的。6、无线基站防水防护模块专利技术（专利号： ZL ）远传智能表采用防水防护性能极好的无线基站模块作为主控电路。 该无线基 站模块，包括控制单元和射频单元两部分。 控制单元包括高速微处理器及其复位 电路、程序下载电路、 通讯接口电路等外围电路； 射频单元包括无线射频芯片及 其外围电路和电源单元电路； 本实用新型

18、提供一种低功耗、 多信道可以选用、 体 积小、重量轻、系统高度集成、抗干扰能力强、传输距离远、通讯可靠、防水性 能极好的无线基站模块。7、智能识别无线中继技术（专利号：8、一种高效的网络自动路由的无线抄表方法9、一种电池封装外壳及方便更换电池的表壳结构（专利号：10、一种自动纠错且多重备份的数据编码技术第四部分 无线远传水表 无线远传水表 无线远传水表用于计量管道中的水流量， 同时具有无线数传功能。 通过无线 电波传输数据，防水、防潮、防攻击、防偷水、防破坏、抗磁、抗干扰、保密性 能好。水表零件和连接件采用的是符合水质卫生条件要求的无毒和无污染的优质 材料，能耐水和大气的腐蚀， 具有可靠的防腐

19、层， 其内部电路全部采用环氧树脂 密封（试验证明可以浸泡在水中正常工作） 。一、先进技术一种自动触发型宽范围射频天线（ ZL ） 无线基站防水防护模块（ ZL ） 一种电池封装外壳及方便更换电池的表壳结构（ ZL ） 区段式应用提高存储器寿命技术（ ZL ） 一种自动纠错且多重备份的数据编码 水表防抖动技术（ ZL ） 温度补偿技术 频点自校准技术 多信道调频技术 纠检错编解码技术二、功能特点水表内置的微功率无线数传模块全数字化集成电路设计， 采用温度补偿 技术、频点自校准技术、多信道调频技术和纠检错编解码技术，保证了 数据无线传输的稳定、可靠；微处理器采用美国 MICROCHIP系列纳瓦技术

20、 CMOS闪存单片机，宽工作 电压和低功耗，内部 EEPROM可擦写 100,000 次以上； 数据保持与恢复功能： 在断电的情况下， 表内数据可保存十年， 通电时， 具有恢复数据的功能，保证表内数据安然无恙； 抗攻击功能：水表采用了高可靠的传感器，具有很强的抗磁攻击能力， 一般的外磁场干扰不会影响计量表的正常工作， 同时管理系统对用户的 非法攻击能进行有效的记录、报警提示等，提高了产品的可靠性； 基表采用意大利生产线生产，压铸铜一次成型技术，数控机床加工，耐 压高、无砂眼， 不会出现爆表的现象， 长期运行不会锈蚀， 使用寿命长， 工艺设计精确，表体一致性好，精度为 B 级，计量准确，稳定可靠

21、； 字轮显示清晰易读，基表使用寿命十年； 计量表出厂时唯一 ID 编号，建立完整的生产、调试、使用和维护记录。 具有 IC 卡预付费功能，用户到管理部门交费后，管理部门将所购用量 写入非接触式 IC 卡中，用户把卡中数据输入计量表中，表即自动开始 运行，当购买量用完后，表自动停止运行。三、技术参数产品类别15 口径20 口径25 口径水表性能B 级表密封性水压， 15 分钟内不泄露长度165mm195mm225mm过载流量3m3 /h5m3 /h7m3 /h常用流量3 /h分界流量最小流量起动流量 3 /h最小读数3最大读数小流量误差 5%常用流量误差 2%工作温度温度： 40（水表） 温度：

22、 95（热水表 ）工作水压水压：口径 （DN）15mm20mm25mm材料铜重量外观尺寸165 78 92195 83 95225105110电源模式高性能锂电池供电，电池更换方便第五部分 采集器一、 CJQ-XT型采集器CJQ-XT型采集器适用于无线远传型计量表的数据采集。1、功能特点 内置双路微功耗多通道无线数传模块，支持 8 个网络通信频段； 采集器具有动态自组网功能，自动组网，无需人工干预，自动维护网络 连接，无需设置、即装即用，支持 10 级中继路由； 采集器上、下行通道采用独立的无线数传模块，抗干扰能力强、数据采 集效率高；无线网络路由算法采用专利技术， 技术领先、运行稳定可靠，

23、安装方便， 无需调试； 采集器微处理芯片采用高可靠、低功耗设计，运行稳定，使用寿命长； 采集器下行采用无线方式采集计量表数据，自动存储计量表数据信息， 最大可存储 128 块计量表； 采集器采用非易失性高可靠存储器，掉电后数据可保存 10 年； 无线数据通信采用独有矩阵式编解码算法，有效过滤错误信息，保证数 据的准确性；采集器数据通讯规约参照“ CJ/T 188-2004 ”，兼容性好。2、技术参数工作电源： AC 220V 20%，50HZ上行通讯：微功率无线方式： 1200BPS，空旷环境下通讯距离可达 300 米以上，支持 10级中继路由，最大信号覆盖范围可达 3 千米 下行通讯： 12

24、00BPS，空旷环境下通讯距离可达 300 米以上静态功耗： 2W带载能力：可管理 128 块表工作温度： -25 65相对湿度： 5 85（不结露）、安装使用1. 采集器采用壁挂式安装，具有三个固定孔，可直接固定于墙体表面；2. 采集器室外安装时，应配置室外防护箱，应选择不被雨淋、不被强光直 射的地方，安装位置应低于防雷网；3.采集器应选取在计量表相对集中的位置进行安装；4.采集器固定后，将配套天线可靠连接到采集器天线端子上，采集器天线 固定位置应距离附近墙体水平距离 30 厘米以上，距地面高度米以上；5.采集器供电应稳定，避免因供电中断导致的数据无法抄收，电源线应选 用 2 或者更粗的线材

25、，并安装漏电保护装置；6.采集器接通交流 220V、50Hz 的交流电后，工作指示灯点亮，采集器开 始正常工作；7.采集器具有上传和下传通讯指示灯，有数据通讯时，通讯指示灯点亮；8.安装完毕，记录采集器的 ID 编号，便于维护管理。三、外形尺寸第六部分 集中器一、集中器集中器是一个抄表区域的数据汇总设备， 它通过微功率无线方式对其管辖的 采集器进行数据采集、处理和存储，并支持 GPRS无线移动网络（ JZQ-GJ型）或 公用电话交换网络（ JZQ-MJ型）与管理中心实现远程通信。1、功能特点采用优质工业级元器件，质量稳定，运行可靠； 内置微功耗多通道无线数传模块，支持 8 个网络通信频段； 无

26、线自动组网，支持 10 级中继路由，最大信号覆盖范围可达 3 千米； 无线抄表网络具有动态自组网功能， 无需人工干预， 自动维护网络连接； 无线网络路由算法采用专利技术，技术先进、稳定可靠，安装方便，无 需调试；集中器具有自动寻找采集器功能， 无需设置、即装即用，最大可存储 255 台采集器；无线数据通信采用独有矩阵式编解码算法，有效过滤错误信息，保证数 据的准确性；采用 32M大容量非易失性高可靠存储器，断电后数据可保存 10 年； 可以存储 31天日冻结数据、 12 个月月冻结数据。 具有定时抄表、冻结抄表、预抄功能； 具有校时功能，时钟精度： d； 具备程序升级功能，可远程或本地升级集中

27、器嵌入式程序； 采用 16 位主流 CPU，96M主频，数据处理速度快； 每台集中器具有唯一地址编码，便于跟踪维护； 安装方式：壁挂式安装，室外安装需加装防护箱。 GPRS无线移动网络或公用电话交换网络 下行通讯： 1200BPS，空旷环境下通讯距离可达 300 米以上，支持 10级中继路由，最大信号覆盖范围可达 3 千米 静态功耗：5W可管理 255 台采集器二、安装使用1. 集中器采用壁挂式安装，具有三个固定孔，可直接固定于墙体表面；2. 集中器室外安装时，应配置室外防护箱，应选择不被雨淋、不被强光直 射的地方，安装位置应低于防雷网；3.集中器应选取在采集器相对集中的位置进行安装；4.集中

28、器固定后，将配套天线可靠连接到集中器天线端子上，集中器天线 固定位置应距离附近墙体水平距离 30 厘米以上，距地面高度米以上；5.JZQ-GJ型集中器需要安装一张开通 GPRS包月套餐业务的移动品牌手机 卡；6.ZJQ-MJ型集中器需要通过一路电话线 （支持内线电话） 接入公用电话交 换网络；7.集中器供电应稳定，避免因供电中断导致的数据无法抄收，电源线应选用 2 8.集中器接通交流 220V、 50Hz的交流电后，开始正常工作；9.安装完毕，记录采集器的 ID 编号，便于维护管理。第七部分 综合抄表管理系统第一章 概述 综合抄表管理系统是为配合我公司有限公司自主研发生产的集中器抄表终端而开 发的一套综合抄表管理系统。本系统支持以太网方式、 GPRS固定 IP 、GPRS非固定 IP 、电话线方式、 232 串行方式五种通讯方式的集中器终端，并支持后付费、 IC 卡预付费充 值、远传预付费、 IC 卡 +远传预付费充值四种付费方式； 系统支持的表类型有一表一卡、 一卡通系列冷水表、热水表等。本系统分为远传管理软件和远传抄表软件二大模块。 远传管理软件主要负责管理设 系统参数设置；设备建档； IC 卡预付费用户用户的卡开户、充值、补卡、更正、换表功 能；远程预付费用户的远程充值、写应急卡、更正换表功能；后付费用户的数据结算及 缴费功能及各种数据的查询分析统计。远传抄表软件