厦门蓝斯基于GPRS通信的自来水远程抄表系统方案———厦门蓝斯基于GPRS通信的自来水远

一、 系统简介
随着供水部门对“一户一表”工程改造的推进，以及对自动化的要求，远程自动抄表系统已成为自来水自动化管理和智能化控制不可缺少的组成部分。为了适应供水公司用户水表和现代智能化楼宇用水管理的需要，方便水表用户缴交水费，目前厦门蓝斯通信有限公司专门为供水公司、物业管理公司设计了基于GPRS无线网络的自来水远程自动抄表系统。该系统将计算机技术、移动数据通信技术、数据网络技术、自控技术溶为一体，可自动完成用水户水表网络的远程数据采集、纪录、实时监测、统计分析、打印和供、停水控制等管理工作。
二、 系统组成
GPRS自来水远程自动抄表系统由监控中心、通信网络和无线网络水表（数显水表＋GPRS DTU）组成。监测中心包括中心站机、计算机及系统软件、显示器、打印机等设备，中心站机与无线网络水表的通信采用中国移动的GPRS网络。该系统适用于与供水公司距离遥远、分散单独的水表用户，系统网络方框图如下图所示：

三、 系统功能
3.1 自动检测功能：系统对水表的用水量（流量）等参数（压力）的数据进行采集、监测、纪录，并进行数据分析处理，形成各种图形和报表，实现远程无人自动抄表。
3.2 动态显示功能：可定时或随机在自动抄表系统网络图画面上动态显示每只水表的用水量和整个系统所包括水表的总水量。
3.3 打印功能：可打印每只水表的月、年报表和月水费单，可打印总用水量的日、月、年报表和收水费的月、年报表。
3.4 数据管理功能：建立历史数据库，存储原始数据，供统计分析使用。对采集的用水量等数据进行累计值、平均值、最大值、最小值等的分析计算，系统数据库适合扩充和维护，可满足各种规模的供水部门数据抄表和维护使用。
3.5 合并、网络浏览功能：本系统可与供水公司的服务器连接，通过局域网接入供水公司现有用水营业收费电脑管理系统，实现信息共享。
3.6 银行自动缴费：通过监控中心收费管理系统与银行挂接，计费灵活方便。
3.7 可依据用户缴纳水费情况控制供水或停水，具有支持IC卡功能。
四、 系统主要设备
4.1 中心站机：用于发送监测中心计算机的指令和接收无线网络水表的信息，并将信息通过RS-232/RG45通讯接口送入计算机。
4.2 系统软件：
系统开发的专业软件，它结合了国际最新软件流行趋势，可在Windows98、Windows2000、Windows XP、Linux等主流操作系统上运行。系统软件通过中心站机发布指令，对本系统实施监测，负责各采集站点的配置和网络管理，同时将输入数据写入数据库，可发布指令，实现参数设置、数据监测、统计分析和报表打印及供、停水控制等处理。
4.3 GPRS数据传输终端：
GPRS数据传输终端实现监控中心主站与监控终端的通讯。本系统中采用厦门蓝斯通信有限公司的LZ713i GRPS DTU。该DTU功能与特点如下：
A、功能：
1. 标准的AT 命令界面,方便程序设计；
2. TCP/IP Internet 内嵌的协议栈，轻松互连；
3. RS232接口方式，更加简便的通讯方式；
4. 通过远程或者串口升级程序。
B、性能：
1. 选用低功耗高性能的32位CPU 做处理器，16位内部数据总线，256KBSRAM，512KBFLASH，可高速处理协议和大量数据；
2. 支持全透明及帧格式数据传输；
3. 支持TCP、IP、PPP、ICMP、UDP、TELNET、HTTP 协议栈；
4. 一个符合ISO7816-3IC 卡标准的SIM 卡座，支持符合GSM11.11 和GSM11.10，规范SIM 卡；
5. 简化的接口设计，使用通用的232 接口和简单的AT 命令交互界面；
6. 更方便的电源接口，即可使用外挂电源。又可从串口直接取电；
7. 完善了GPRS 网络中所出现的假拨号，掉线自动重启，远程唤醒等功能；
8. 支持远程控制及动态域名解析；
9. 同时更具嵌入式系统要求，可提供内置式模块（不带外壳，可通过插针与嵌入式直接系统相连）。
10. 软硬件双重看门狗，在DTU不能正常工作时，能够自动断电复位。
4.4 网络水表：规格与普通水表相同，精度达到国家标准规定的计量等级。该水表结合了厦门蓝斯通信LZ713i GPRS DTU，具有计量准确（遥测显示水量与水表本身读出的数值完全相同）、工作稳定可靠、功耗低、数据无漏失的特点，解决了以往远程数字计量误差、怕停电、耗电量大、怕干扰的缺点。网络水表可直接使用220V市电，或采用直流电源。无线网络水表不需另配测站机，它具有测站机的类似性能，可通过LZ713i GPRS DTU与中心站机直接采用中国移动数据无线网络通信。
4.5 计算机（电脑）、液晶显示器或投影机、打印机、不间断电源、避雷器等设备为外购通用或专用产品，根据抄表系统和用户的需要而配置。
五、 系统特点
该系统具有下述特点：
5.1 该系统具有GPRS的各种优点，即：
5.1.1 永远在线：只要激活GPRS后，将永远保持在线，不存在掉线问题；类似于一种无线专线网络。
5.1.2 高速传输：由于GPRS采取了先进的分组交换方式，数据传输最高理论值可达171.2kb/s。因此，本系统在一条可移动的信息高速公路上传输数据。
5.1.3 按量收费：GPRS按照本系统接收和发送数据的数量来收取费用，没有数据流量的传递时，即使在线，也不收费。因此，它是一种面向使用、科学合理的计费方式。
5.2 该系统的自动检测抄表功能可使供水公司（或小区物业管理部门）及时、准确地掌握用户用水量和计收水费的情况，使供水管理和服务质量水平跃上一个新台阶，有力地促进供水公司（或小区物业部门）现代化管理水平的提高。
5.3 该系统可彻底解决用水的实时管理、实时计量和远程控制的问题，为供水公司实现远程自动计量、水量分时计费、水损分析管理和用水系统实时远程监控等现代化供水管理提供了可靠的手段。
5.4 实现远程自动抄表可减少抄表和相关的员工人数及费用开支，降低员工劳动强度，提高抄表工作效率；该系统的计量准确无误将避免人工疏忽的漏抄、误抄、估抄；该系统的实时监测可减少由于管道破裂漏水、用户违章用水等造成的水量损失；该系统的应用将有效地提高供水回收率和降低供水管网的运行成本。
5.5 配置大容量非易失存储器，可存储大量的水表数据，停电数据也可保存10年；密码保护，非授权用户无法操作。
六、 系统显著的经济效益
6.1 较低的工程造价
由于城市的自来水供水普及率一般均达95%以上，千家万户的水表既分散又远离供水公司，多年来供水公司所应用的无线遥测系统的通信一般都采用电台。如采用该种通信方式，供水公司的测控中心均需配置电台、专用电源和高增益的铁塔天线，在市区各处水表用户的测点除配置电台及专用电源外，还需配置高增益的定向天线。而本系统的通信采用中国移动的GPRS网络，在水司的测控中心只需配置内置天线的中心站机，水表测点只需配置无线网络水表或测站机。该型号的无线网络水表和测站机，每台仅占用一个移动电话号码，其通信的可靠性与移动电话一样。因此，本系统的工程造价比应用电台的系统造价至少低10-20万元以上（测点数量越多差价越大）。
6.2 低廉的运行费用
6.2.1 本系统采用中国移动的GPRS通信网络，不需使用电台、不需架设铁塔天线或定向天线等配套设备，无线网络水表和测站机基本上可免维护运行，不需配备专业技术人员维修保养，因此维修费用低。而采用电台通讯需向无线电管理部门申请频道资源，需配备专业技术人员维护，那么维修费、员工工资和交通费，加上电费和频道占用费等，其综合运行成本开支每个月不少于3000元。
6.2.2 可与中国移动通信公司签订使用其通讯网络的协议，并按传输量计费。采用GPRS方式的计费标准为：0.01元/1kb，最低收费为每月20元。每个测点传输量以2kb/次计，如果每小时传输1次数据，那么1个月的话费=2kb×24×31×0.01元/1kb=14.88元；按最低收费也就是20元。目前，有的远程自动抄水表系统的通信采用中国电信的电话线传输，如果每小时传输1次数据，那么每个测点1个月的话费=24×31×0.20元=148.80元；因此，采用有线电话线传输的通信计费与本系统采用GPRS相比为148.80元÷20元=7.44倍。
七、 结论
综上所述，应用GPRS的自来水远程自动抄表系统具有显著的社会效益和经济效益，其先进性、实用性、扩充性、安全性、可靠性，使得她必将在供水行业越来越广泛地推广应用，为供水行业的发展做出更大的贡献。