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智能抄表系统设计方案
第一章 直读式抄表系统介绍
一、概述
型智能抄表网络系统是总线制智能抄表系统产品，它由表单元、链路单元、装载有智能抄表系统管理软件的主控机三部分组成。其中表单元包括RS485总线电表,直读水表，直读气表等。该系统可在最大程度上简化用户的操作，实现真正意义上的足不出户、智能抄表.
二、系统构成
2。1、系统架构
直读式集中抄表管理系统由四级网络组成，从下至上分别是读数转换层（表单元)、采集/中继层、数据集中层和管理层（主控机）.
读数转换层
读数转换层的作用是把各种计量表上计数器的显示值转换成与其对应的读数,并传送给上层设备(采集器)。该层的主要设备是各种光电直读式远传计量表.
采集/中继层
采集/中继层层的作用有两个：一是向下属的直读式表计提供可控的工作电源；二是对通信线路上的信息进行中继。该层的主要设备是采集/中继.
数据集中层
数据集中层的作用是定时读取和储存下属各表计的数据及传递实时操作命令。该层的主要设备是集中器。
管理层
管理层的作用是对整个系统所采集的数据进行处理、储存，并提供查询、打印等功能.该层的主要设备是电脑、打印机等。
智能抄表网络系统的通讯链路基于RS485总线架构，由主干、中继、扩展三级网络构成，系统组网图如下所示.
主控机：在主控机上安装JRH型智能抄表系统管理软件,由该系统软件发出抄表指令,区域集中器做出相应的响应,完成抄表任务.该系统因采用不同型号的区域集中器，而要求主控机的硬件配置亦不同,以下列出主控机的基本配置.
2。2、通信方式
直读式集抄系统在组成结构上类似于集散式控制系统，其数据通信由上中下三个层次组成(见图2）。上层通信是指集中器与主站电脑之间的通信，中层通信是指集中器与其下属采集/中继器之间的通信，下层通信是采集器/中继器与其下属直读表之间的通信.这三层通信在物理结构上相互独立,对通信方式、传输介质、传输速率的要求各不相同,下面分别予以介绍。
2。2.1 上层通信
如前所述，上层通信是指集中器与主站电脑之间的通信。该层通信的主要特点是数据量较大,传输距离可能很远。如图3所示，在实际工程项目中，上层通信经常采用的方式有RS232、电话网、GPRS、RS485、局域网等。
① RS232串行通信方式
如图3(a）所示，这是最简单也是最常用的方式，用一根RS232串行电缆将集中器的RS232口与电脑的RS232口连接起来即可，下行通过RS485通信接口与采集器/中继器连接,这种方式适用于集中器与主站电脑距离很近的场合，该距离应当小于15米。这种通信方式的传输速率较高，误码率很低,可靠性较高。
② 电话拨号通信方式
如图3(b）所示，当主站电脑与集中器相距较远时,可采用这种方式。主站电脑和集中器各自通过调制解调器(MODEM）与电话网连接，从理论上讲，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。这种通信方式的可靠性会受电话网传输质量的影响。
（a) (b） （c） (d）
图3 系统上层通信方式
③ GPRS通信方式
如图3（d）所示，当主站电脑与集中器相距很远，并且无法采用电话拨号或者电话距离太远布线费用太高，可采用这种方式。
④ RS485串行总线通信方式
如图3(c)所示,当主站电脑通过RS232/RS485转换器与采集器连接,电脑与采集器间的最大距离可达到1200米，如增加中继器则还能延长传输距离，这种通信方式的传输可靠性较高,传输速率也较高.
⑤ 局域网通信方式
如图3（d）所示，随着网络技术的飞速发展，网络的触角已伸展到我们的周围。“宽带接入"成为新建小区的亮点，因此集抄系统与网络的连接也就势在必行了.此外近年来随着无线通信网络的发展，GPRS通信方式也可用于集抄系统的上层通信。
这几种通信方式各有特点，应根据项目的具体情况选用,以期达到最佳效果。
2.2。2 中层通信
中层通信是指集中器与采集器/中继器之间的通信.目前一般采用RS485方式较多，其特点如上面介绍，这里不再重复.
2。2.3 下层通信
下层通信是指采集器与其下属表计之间的通信。目前采用的通信方式主要是RS485总线传输与M-BUS总线传输两种方式。
图4 下层通信连接示意图
从图4中可见，中继器的下行通信接口通过RS485总线或M-BUS总线与直读表连接，当采用RS485通信方式时采集/中继器所提供的直流电源通过另一对导线与RS485直读表连接。按照目前设计,考虑到中继器电源的容量，一台采集器所能连接的直读表数为≤100个。
为方便系统的组成及供电，往往在每栋楼或每个楼道配置一台或多台采集器/中继器，以连接整个单元各层的表.
2.3 布线示意图
接线处接线需用闭端端子(压线帽） 墙外接线必须用接线盒
第二章 设备简介
通讯链路单元是智能抄表网络系统的中间传输环节，由于它决定了表单元的抄表数据能否经链路传输上来，以及经由什么样的链路传输,所以链路单元也起着很重要的作用.根据现场及用户的需要,通过搭配不同的链路单元，可实现本地抄表、电话抄表等多种方案.
JRH-型智能抄表网络系统的链路单元如概述中所述,主要包括区域集中器、隔离中继器、智能数据采集器。以下简单分述各设备的功能及其使用注意事项。
一、集中器
（一)功能：
集中器是智能抄表系统的数据集中单元。集中器通过建立可靠的通讯通道，处理和交换主控机与表单元间的数据信息。可根据需求配置为每月的每天、某一或两天的某一时间定时自动抄表,抄表后的数据保存在集中器中，供主控机随时读取。主控机可通过MODEM拨号、RS—232或GPRS/CDMA无线抄表方式读取表数据。既可读取集中器内已读取并保存的抄表数据,也可令集中器操作采集器和表单元，提取表单元的最新抄表数据。
集中器因与主控机连接方式不同，所达到的功能亦不同，下面列出四种工作模式的对照表。
与主控机通讯方式
RS—232
MODEM
GPRS
TCP/IP
功能
本地
本地
远程
远程
远程
管理的小区数目
1个
多个
多个
多个
定时自动抄表
有
▲使用RS-232抄表时，集中器通过串口延长线连接到主控机的串口上。
▲使用TCP/IP抄表时，主控机通过INTERNET访问连接到CDMA/GPRS网络的集中器,实现无线抄表。集中器与主控机之间不需要布线，但要求在安装集中器的位置已覆盖有CDMA/GPRS网络且保证信号良好,同时还要求主控机能上INTERNET网，网络状况良好.
▲ 使用MODEM方式抄表时，将集中器连接到电信局提供的电话线上，集中器自动应答拨入电话，接收从电话线路上传来的抄表指令，完成对区域内采集器和表的操作.
▲使用GPRS无线抄表时，主控机通过INTERNET访问连接到CDMA/GPRS网络的集中器，实现无线抄表.集中器与主控机之间不需要布线，但要求在安装集中器的位置已覆盖有CDMA/GPRS网络且保证信号良好，同时还要求主控机能上INTERNET网,网络状况良好.
（二）技术指标：
1、设备型号： XXXX；
2、工作电源： 12VDC/1A;
3、通信方式: 与上位机:公用电话网、RS—232、CDMA/GPRS;
与下位机：接四路主干总线;
4、 工作环境：温度：0℃~55℃；
5、 湿度：5~ 95%RH
二、采集器
（一)功能：
具有防雷作用的同时还具有总线隔离功能;
内部电路能自动感知数据流方向,自动切换使能控制端,并对信号进行放大、增强；
系统通过寻址方式访问对应采集器输出通道内表单元，而不影响其它采集器输出通道内表单元工作；
（二)技术指标：
1、设备型号： XXXX;
2、工作电源:总线供电;
3、通信方式： RS-485;
4、保护等级： RS—485接口每线600W的雷击浪涌保护；
5、工作环境：温度：0℃～55℃；湿度：5~ 95％RH
三、直读远传小口径水表
简介:
光电直读水表采用了光电直读技术读取字轮数据,与传统脉冲表相比，它可将读数误差降低至零，是自动抄表系统中机电转换零误差的电子远传水表。光电直读水表配合智能抄表系统设备，完成智能抄读小区的水、电、气表数据，并实现与结算中心连网数据共享。
一、产品特点
● 直接读取字轮数据,与传统的脉冲表相比，它可将读数误差降低至零；
● 采用低功耗设计，只有读数时才需供电;
● 采用先进的数据编码及校验技术,通讯可靠性高；
● 采用旋翼式计量结构,计量精度高、抄表方便、外型美观;
● 符合《电子远传水表》（CJ/T 224—2012)标准；
● 流量性能符合GB/T 778。1～3—2007标准，准确度等级：2级；
● 兼容多种通信规约;DL/T645、CJ/T188、内部协议或其他客户指定；
● 满足EMC、ESD、EMI等电子产品电磁兼容方面的设计要求,达到行业领先水平；
● 与上位机系统相结合，建立远程自动抄表管理系统，真正实现抄表、监控自动化。
二、技术参数
Ø 产品型号：XXXX;
Ø 工作电压：DC 24～42V (MBUS通讯接口）
DC12~24V (RS—485通讯接口)；
Ø 工作电流：
MBUS通讯接口 ■ 抄表工作电流≤10。0mA
u 静态工作电流≤1。5mA
RS—485通讯接口 ■ 抄表工作电流≤5.0mA
■ 静态工作电流≤1.0mA
Ø 工作环境：水温度：0。1℃～+45℃ 湿度:0～95％RH；
Ø 温度等级：T30（冷水） T90（热水)
Ø 存储温度:-25℃～+65℃；
Ø 最大允许通水压力：1MPa;
Ø 最大压力损失：0。063Mpa；
Ø 与上位机通讯方式：M—bus现场总线(或者RS-485总线)；
Ø 通讯传输速率:1200/2400/4800/9600
Ø 通信规约：DL/T645、CJ/T 188和内部协议(或用户指定规约）；
Ø 通讯传输最大距离：300m；
Ø 总线引脚ESD保护超过10kV；
Ø 短路电流保护；
Ø 针对总线开路、短路、空闲等故障保护。
Ø 防水等级：IP68
三、流量参数
型 号
公称口径
DN(mm）
准确度
等级
过载流量Q4
常用流量Q3
分界流量Q2
最小流量Q1
m³/h
LXSY—15
15
2级
3。125
2。5
0.050
0。030
LXSY-20
20
2级
5.00
4.0
0.080
0。050
LXSY—25
25
2级
7.875
6.3
0。128
0。080
LXSY-32
32
2级
12。5
10。0
0。20
0。125
LXSY-40
40
2级
20
16
0。320
0.200
注：
最大允许误差:
Ø 从包括最小流量（Q1)在内至不包括分界流量（Q2）的低区中最大允许误差为±5％；
Ø 从包括分界流量(Q2）在内至包括最大流量（Q4）的高区中的最大允许误差为±2%。
四、安装使用与维护方法
1. 选择水表的口径，应根据安装地点的流量大小而定，且不宜使用热水（除经改制外）。
2. 安装位置要避免暴晒、冰冻、污染、潮湿和水淹,以便拆装和抄表，在有冰冻期间，除将水表和水管包扎外，不用时把水表进水端阀门关闭，出水端放水阀和水龙头打开，可防止水表因冰冻膨胀损坏。建议安装在专用水表箱内。
3. 水表必须水平安装，使字面朝上，箭头方向与水流方向相同。
4. 新装管道务必把管道内的石子、泥沙、麻丝等杂物冲洗干净再装水表，以免造成水表故障.
5. 为了计量准确,水龙头应高于水表。
6. 若水表装在锅炉进水管处，应防止热水回流烫坏水表。
7. 水表不应直接与管道连接，水表与管道间应通过接管，密封垫圈,连接螺母连接。拆装水表时，切不可用力硬板，以免扭坏表壳.
8. 水表长期使用,管道内杂质铁锈等会堵塞过滤网或进水表内,使水表误差增大或影响正常运转，最好每隔三年洗一次，并重新校验，但不要自行拆装。
9. 不用水时,如有微小走动是由于管路中水流压力不够稳定或有其它原因所引起.
10. 在网络读表系统中连接方法：
红
红 ——电源
黑 ——地
白（黄）——RS485+
蓝（绿）——RS485-

黑

a） RS-485现场总线 b）M-bus现场总线
四、电表
（一）单相电表性能与功能
单项电子式电能表,用于计量额定频率50Hz的交流单项有功电能,具有RS485通讯接口。该产品采用先进的微电子技术进行电能计量,其特性指标符合GB/717215—2002标准。具有高精度、高可靠性能、高过载、低功耗、体积小、重量轻等特点,可以作为自动抄表系统的终端.
二、技术指标
◆ 仪表常数：1600imp/kw。h; 3200imp/kw。h(以面板标识为准）
◆ 启动:电能表在额定电压，额定频率及功率因数为1的条件下,当负载电流为0。4%(1.0级）［0.5％(2。0级）]时，电能表应能连续计量电能；
◆ 潜动:当施加115%额定电压,电流回流断开时，没有电能脉冲输出;
◆ 电气参数 正常工作电压:0。9～1。1额定电压，极限工作电压:0。8～1.15额定电压；
绝缘电压：≥2000VAC；
功率消耗:≤2W和10VAC；
◆ 温度范围
正常工作温度：—25℃～45℃
存储和运输温度：-25℃～70℃
◆ 外形尺寸：165mm×121mm×58mm
重量：约0。8kg
5。1 费用管理:费用的统计、查询、备份、报表、收费单的生成.
收费管理主要是对收费的参数进行设置,如单价、附加费等，再到表信息中选择每个表对应的单价和附加费。单价管理：
单价管理是指使用的水、气的单价,因使用的对象和用途不同，单价也不同,如果商业用水和居民用水、工业用水价格不同，热水和冷水的价格也不一样.在主菜单【收费管理】中单击【设备用途管理】，界面如下图3—1所示.
编号：输入不复杂的数字。
价格种类名称:单价的名称，如居民用水等，方便别的地方好选。
计费类型：计费类型用不计费，如大表是不需要计费的；统一价格,就是这个表不管用多少都是一个价格；阶梯价是跟据用量不同采用不同的价格。
价格:如果是统一价格，就采用的第一个阶梯的单价，如果是阶梯价，就跟据实际上的阶梯来设置。
图3—1 单价界面图
附加费管理:
附加费是收费时附加带收的费用,如污水处理费，垃圾费等，每个地方名称不一样,本系统只支持两种附加费。操作界面如下图3-2所示.
费用类型中有按用量收费,不收费，按表收等几种类型，按用量就是用户用多少，收多少，按表收取就是每个月每个表固定收多少。
图3—2 附加费
计费日期：
计费日期是指每个月哪一天的抄表数据算收费，每个地方不一样，如果是本系统采用实时收费，那么每个月的费用就是1号到31号，如果不是实时收费,结算日期可以设置.
设置方式：在主菜单中找到“收费管理"，下面有一个收费日期设置,点它后就会弹出收费日设置，界面如下图3—3所示.
短信发送金额设置:
短信发送金额是采用实时收费时使用,如果采用手工收费的地方不需要设置这项.
设置一个限额，当用户的费用少于这个限额的时候，就会发送短信提醒用户.
收费底数设置:
收费底数是开始收费时，水表上面的读数。这种需要在管理系统中进行设置，如果是0的，不需要设置。设置界面如下图3—3所示.
图3-3 底数设置界面
表数据修改：
抄回来的数据如果需要调整，就可以手功收修表读数，操作界面如下图3-4所示，查找到这个表信息，再修改.
图3—4 表数据修改
充值管理：
充值管理是在本软件中给用户充值,如用户来交费时，需要给他充值到系统中,系统才知道哪些用户欠费没有。
操作界面如下图3-5所示,先查找住户编号，点查询,如果找到,下面就会显示住户的信息，再在右边输入充值金额后，单击确定充值。
图3-5 充值管理界面
手工计费管理：
本系统分实时收费和手工计费，实时收费是每次采集数据回来马上就扣费，发现欠款的系统自动进行关阀处理.手工计费就是每个月操作员来进行操作扣费,具体操作就是在前面小节里设置单价，附加费，再到表信息中设置每个表对应的单价和附加费,再抄表，有了抄表数据后，就可以进行手工计费管理了.
手工计费的界面如下图3—6所示，选择好月份，点“统计"按扭,就可以进行费用的统计,统计完成后，就可以查询每家每户的用量和费用信息.
对手工计费完毕后，需要查看是否有异常的,可以点表头进行排序查看,对用量很大的需要核对，如果发现不正常的，可以手工修改。
图3—6 手工计费界面
手工扣费管理：
手功扣费是对上一小节的统计进行扣费，也就是经过上一小节的统计，核对和修改后,在这里进行扣费。注意扣费后不能再进行修改，所需要的修改必须在扣费之前完成。
操作界面如下图3-7所示,在前面选扣费月份，单击“确认全部扣费"，也可以对单个进行扣费，扣费完成后，系统则从住户帐上扣出。
图3-7 手工扣费管理界面
住户费用明细查询:
住户费用明细是对住户费用变化的一个详细记录,包括什么时候充值，什么时候扣款等.
5。2 一表管理：不需设置表底数、表常数。
5。3 小区管理:设置小区有关参数.
5。4 用户管理：管理和控制每户的用量及结算方式等。
5。5 事务日志：系统工作情况的保留、查询。
5.6 分级管理：可以设定不同的管理操作人员及其权限。
5。7 实时抄表:实时抄取任一表计当前数据及状态。
5.8 自动校时：定时抄表时自动校正系统内装置的时间.
5。9 数据保留：系统可查询历史数据。
5.10 可按编号、地址、姓名、电话等信息查询用户资料.
5。11 对用户每月的用量进行统计并计算出金额.
第三章 抄表系统的特点
3.1 抄表的准确性
直接读取表计的“窗口值”,减少了累计脉冲换算的故障点，没有累计误差;直读表计电子部分与表内的计数器等装置没有机械接触，不受抖动影响而引起误差；抄表时瞬时读取数据，不受电磁干扰影响.因此抄表数据准确、可靠.
3。2 抄表的方便性
直接读取表计的“窗口值”，不需设置表底数，表常数等各种参数,无需存储数据，操作方便实用，且每个表计有属于本表的唯一地址编码,方便管理维护。
3。3 低功耗“省能"
电子采样器件只在抄表时由中继器提供工作电源,内部不设电源，平时不工作,不耗电,功耗大大降低。
3。4 防雷电等安全性能
由于表内的电子部分平时不工作，与外界隔绝,不受外界电磁干扰,也不对其他弱电系统产生干扰,大大提高了防雷的性能和阻绝了电磁干扰。
3.5 系统使用寿命长
由于直读表计不需要长期工作，避免了在运行过程中受到各种干扰的伤害（如雷电、静电等)，实时抄表时瞬时工作，从而大大延长了抄表系统的使用寿命.（为确定表的类型）
3。6 系统工程安装简单方便和维护量少、费用低
采用总线方式,布线简单方便；直读式抄表系统无读数误差,主要维护通信线路，省时省力；系统不需要长期供电，不需要备用电池，不工作时不耗电，因此维护量少、费用低。
3。7 系统的开放性
采用完全开放的设计思想，充分考虑了与其他各种系统的兼容性。
远程自动抄表管理系统是由中心管理计算机、区域数据集中器、采集器、中继器、电表等硬件设备以及远程自动抄表管理系统软件组成的分布式网络系统。JRH—远程自动抄表管理系统由于采用了新型可靠的抄表技术，直接读取字轮数据，准确实时，是其它类型抄表系统无法比拟的。
第四章 人员培训及售后服务
4。1 人员培训
为了使得甲方指定的有关人员能熟练修理和操作整个系统,保障系统在以后的良好运作，我公司免费为用户的操作和管理人员进行培训。培训地点可以在我方公司内,也可以在用户现场进行指导。
我公司对用户的培训：在施工过程中，我公司派工程师负责现场施工，同时会邀请相关人员使用培训.
4.1。1 施工现场培训：在施工过程中,我公司派工程师负责现场施工,同时会
邀请甲方管理人员现场边施工边讲解。
用户使用培训：工程验收后,我公司派工程师对用户使用人员进行用户使用培训。
4.1.2 培训内容：① 系统工作原理
② 系统硬件、软件组成及功能特点
③　设备操作
④ 一些常规维护及故障处理
4。2 售后服务
我公司设立专门的客户服务部门,有专门的工程师为用户提供售后服务和技术支持。
4.2。1 咨询服务
可随时电话或书面解答产品使用和系统操作方面的疑问,必要时派人员到现场服务。
4。2.2 维修服务
● 工程竣工之后免费保修2年，保修期外，公司长期提供维修服务。
● 保修时，甲方指定联系人电话通知或用户单位书面通知我公司。
● 深圳市接到甲方通知后48小时内解决维修问题.
● 免费维修期内，人为或自然灾害引起的故障或损坏,仅收取维修成本费.
● 免费维修期以外的维修服务仅收取维修成本费。
4。3 定期维护
每三个月公司派技术人员定期联系甲方，对工程进行质量跟踪,及时反馈质量信息，以便及时进行维护保养.
4。4 以下情况不属保修范围
●因不正常操作及人为或自然灾害而引起的损坏。
●自行卸改换机内任何部分（如线路、零件等）后造成的损坏。
●非我方指定的专业技术人员指导安装而引起的故障。
4.5 新升级服务
若系统正式运行一段时间后，甲方需要对系统的一些设备进行更新换代，我公司会安排技术人员协助甲方对已运行系统进行改进提高.若系统使用的软件版本升级，我方无偿提供软件新版本，使甲方的系统始终处于最先进的水平和最完善的状态.
第五章 设备清单
序号
名称
型号
数量
备注
1

2

3

4

5

6

7

8

9

第六章智能抄表的意义
6。1减少抄表人员及管理费用
传统抄表方式是派抄表人员到现场录入,劳动强度大,抄表人员数量多，管理成本高,用自动抄表系统，一个小区的抄表工作几分钟内可完成。例：此项目抄表人员28人，每月每人工资3500。00元,每个月开支98000。00,一年支付工资:1176000。00。使用智能抄表后,每年可以节省抄表人员工资1176000。00元。
6.2减少人工抄表带来的弊端
由于现场条件的多样性和复杂性，人工抄表过程中不可避免会出现少抄,错抄，估抄，漏抄,人情抄等情况,这些都会给公司带来经济损失，也给用户带来不必要的麻烦，该系统可以杜绝以上情况的发生。
6.3系统在节水中的作用
跑、冒、滴、漏等用水异常现象及早发现，用户的用量异常有多种情况，如:马桶漏水、水管渗水等现象导致用水量变大,如不及时发现，结算水费时可能与用户发生纠纷，抄表系统可实现对水24小时周期监控，可与上月用量对比来发现问题,及时处理，减少水量流失。减少用户与管理部门之间的矛盾，社会效果不可估量。
6。4系统在社会安全方面的作用
传统的抄表有相当一部分需要入户抄表，大部份用户不希望被打扰,同时有一些不法份子冒充抄表人员入户采点，给住户及抄表人员带来众多不困扰,智能抄表系统通过一台电脑远传进行数据集抄，解决了住户及抄表人员诸多顾虑.
6。5社会效益
智慧水务是智慧城市理念在水务行业的延伸,智能抄表系统通过科技手段，提高管理部门主动服务的能力,及时处理问题的能力，为管理部门创造良好的社区形象,促使管理部门运营管理数字化、智能化、规范化。
6。6客户用水情况管理及异常情况报警
管理人员可对小区住户用水情况进行数据统计分析,可根据前期用水情况对住户用水量进行上、下限设定，当数据异常、偏离正常值时系统会自动提醒管理人员对异常用水量住户进行追踪，若有漏水,水管道破裂等情况能及时处理，避免造成不必要的损失。