GPRS远传抄表(热量表)及能源管理系统介绍
预付费超声波热量表远程抄表系统
预付费超声波热量表远程抄表系统一、系统简介预付费超声波热量表远程抄表系统，是由带远传通讯接口的IC卡式超声波热量表、采集器、公共无线网络、终端计算机和集中抄表管理系统软件组成。
热量表支持预付费收费和时间收费两种模式，用户正常供暖需提前支付采暖费，通过IC 卡实现开阀。
热量表与采集器之间总线连接,采集器与管理中心通过GPRS数据终端实现GPRS无线网络双向通信,同时实现远程抄表及控阀，具有不受地理建筑环境限制、稳定、可靠、维护成本低等优点，便于供暖单位的热量表抄收及收费控制的管理和维护。
1.1系统功能分户计量分户配置户用超声波热量表，计量每户一个采暖季消耗的热能值，以实现分户计量目的。
室温调节散热器采暖用户可以在室内散热器前配置恒温阀，实现手动调控室温。
使室温达到舒服温度。
预付费预付费超声波热量表支持预付费收费,供暖期用户正常供暖前需支付采暖费，有效杜绝欠缴、不缴等人为干扰热费收缴现象。
远程监测远程抄表监控系统每一小时（也可设定其它时间间隔，最短抄收频率为半小时）自动向采集器发送抄收命令，采集计算器接收到抄收命令即可抄收终端用户热量表的即时信息（如累积消费热量、瞬时流量、流量、进水温度、出水温度等），采集器接收到终端信息即刻上传到管理中心。
根据汇总的数据，中心电脑软件可自动生成有关报表，还能分析异常情况并警示。
远程阀控上位机软件可以远程控制预付费超声波热量表阀门开启或关闭，其权限高于IC卡控阀权限。
管网平衡楼栋/单元安装平衡阀，维持供暖水压平衡，杜绝供暖水压失衡造成的供暖不均匀现象。
断电保护整体系统运行遭遇市电停电，系统数据存储不丢失，户表正常计量不受影响，一旦市电恢复，整体系统正常运行，数据从断电点自动上传，不影响系统正常运行。
二、系统结构组成序号产品名称配置方式备注1 预付费超声波热量表每户配置1只带M-BUS或RS485通讯接口2 采集器每栋楼1部最多可挂120户3 读卡器1套4 大口径超声波热量表每楼栋一只5 压差调节阀每楼栋一只配合楼栋栋表使用6 手动蝶阀2只热量表前后各一只7 中心计算机1套软硬件标准配置8 管理软件1套网络版2.1预付费超声波热量表预付费超声波热量表是利用超声波流量计对热水流量测定和热传感器对进出水温度测定，并利用积算公式算出热交换系统获得热量的热计量仪表。
热量表及远传抄表系统方案
热量表及远传抄表系统方案基于热量表的远传抄表系统方案系统概述热量表的远程抄表管理系统，是针对居民供热分户计量应用而推出的远程抄表解决方案。
本系统由主站、通讯网络、热量表组成，实现数据采集、存储和远传，并对热量表运行工况准确实时监控、用量统计和分析，结算收费、催费。
具有管理和结算功能，可实现多级、多层次分权管理功能。
系统的上行通信信道可以选用DTU、RS485、CAN总线、PDA、TCP/IP；下行通信信道可以选用RS485总线、CAN总线和MBUS总线。
系统框图图一系统方案一框图方案一技术特点：（1）单层网络；（2）数据透明传输。
方案一接口形式：（1）数据上行接口形式：DTU、RS485（CAN、TCP/IP）；（2）数据下行接口形式：MBUS、RS485。
图二系统方案二框图方案二技术特点：（1）单层网络；（2）数据透明传输+数据本地存储；（3）可以PDA数据本地采集。
方案二接口形式：（1）数据上行接口形式：DTU、RS485、CAN、PDA、USB（TCP/IP）；（2）数据下行接口形式：MBUS、RS485、CAN。
三系统方案三框图方案三技术特点：（1）多层网络、多级中继；（2）数据透明传输。
方案三接口形式：（1）第一层采集器：1）数据上行接口形式：DTU、RS485、（CAN、TCP/IP）； 2）数据下行接口形式：MBUS、RS485。
（2）第二层采集器：1）数据上行接口形式：MBUS、RS485；2）数据下行接口形式：MBUS、RS485。
图四系统方案四框图方案四技术特点:（1）多层网络、多级中继；（2）数据透明传输+数据本地存储；（3）可以PDA数据本地采集。
方案四接口形式：（1）第一层集中器：1）数据上行接口形式：DTU、RS485、CAN、PDA、USB（TCP/IP）；2）数据下行接口形式：MBUS、RS485、CAN、（TCP/IP）。
（2）第二层采集器：1）数据上行接口形式：MBUS、RS485、（CAN、TCP/IP）；2）数据下行接口形式：MBUS、RS485。
热量表 热计量表 抄表方式对比
对同一组120块表的抄表情况完全能抄上来，数据见
附件
第一次连接2块表能
抄上来，证明集抄器和
集中器的参数设置是
没有问题的，肯定能抄
上来表。
第二次接120
块表，只抄上来8块。
胜
数据实时性（想什么时候抄表就可以什么时候抄表）可以实时采集表数据，
也可选择定时抄取表
数据。
只能定时每隔多长时
间来采集数据。
实时性方便在任意
时间查看表的数
据。
胜。
数据查看终端方面（就是从哪里登陆看抄表数据）通过登陆抄表软件（客
户端）来查看
通过登陆网页来查看目前没有开发网
页查看数据的终
端，故胜
固定IP或域名支持只支持IP地址写入集
中器网络基站即可以写入
固定IP，也可以是域名
没有固定IP的情况
下，胜
附录
远传抄表连接示意图远传抄表示意图。
远传抄表介绍
第一章远传抄表系统3.1 远传抄表背景随着我国国民经济的高速发展，人民生活水平的日益提高，住宅成套率和商品化的不断扩大，居民对住宅周边环境、物业部门管理质量、公共事业服务水平等方面的要求越来越高。
同时居民对隐私权越来越重视，传统的公用事业服务方式（人工入户抄表方式）与社会的发展不相适应显得日益明显。
根据需求，三表远程抄表系统得到蓬勃发展。
目前，广泛采用的抄表方式主要有：人工抄表、IC卡预付费和远程智能抄表。
1、人工抄表人工抄表方式是由抄表人员挨家挨户入室抄取表具窗口读数，与上月数据对比计算出用量数后，依据单价结算出价格，再收取或催缴。
由于抄表时间不统一，导致抄表周期长、准确率低（错抄、漏抄、估抄、关系抄、人情抄）、无法实现表具的分时段计量和计费、不能与银行联网收费等需求，更重要的是给一些胆大的不法分子提供了假冒抄表人员入室抢劫的有利时机，使用户的财产和生命安全得不到保障。
2、IC卡预付费方式IC卡预付费方式从根本上改变了人们先消费后结算的消费理念，为行业主管部门提前回笼资金和针对用户恶意拖欠费用提供了有效的管理手段，但随着IC卡的实际应用，越来越多的问题不断涌现，主要体现在：1）IC卡表的数据采集采用脉冲二次累积计量方式，存在累积误差。
造成电子计量与机械计量不符。
2）IC卡表采用缴费购买用气量的运营方式，以及不能组成实时在线的抄表系统，既存在恶意囤积用气量，无法解决价格调整，也无法解决用量统计和输差计算等问题。
同时，IC卡气表存在后期无法监控用户使用情况的弊端。
3）售后服务难度大。
若IC卡表出现问题，行业管理部门无法及时了解，无法做到即时维修。
因每个IC卡表具都是相对独立的，行业主管部门无法对各表具进行动态管理与监控。
3、远程智能抄表基于人工抄表和IC卡预付费方式的种种弊端，根据《2000年小康型城乡住宅科技产业工程示范小区规划设计原则》和现代化物业管理的要求，为提高抄表效率、避免入户抄表的不安全性等因素，要求智能型住宅采用水、电、气表户外远程计量与电子化收费，因此，远程抄表系统是智能小区必不可少的配套项目，是提高小区档次和实现轻松、高效的物业管理的首要条件，同时也是响应国家建设部物管处评判智能星级小区的必备标准。
5G时代智能燃气抄表和管理系统探讨
doi:10.3969/j.issn,1671-5152.2019.03.0075G时代智能燃气抄表和管理系统探讨□中交煤气热力研究设计院有限公司（110000）渠颖张月庆□中国市政工程华北设计研究总院有限公司（300074）左川摘要：本文旨在研究城市燃气领域的智能化。
笔者阅读了国内外大量文献，对比了已经被淘汰的和目前正在应用的智能抄表系统，分析了智能燃气表的构成和通讯方案，搭建了燃气公司智能燃气抄表系统整体框架。
关键词：5G通讯智能燃气表NB-IoT通信技术公有云Discussion on Intelligent Gas Meter Reading andManagement System in5G EraQu Ying,Zhang Yueqing,Zuo ChuanAbstract:The purpose of this paper is to study the intellectualization of urban gas field.The author has read a large number of documents at home and abroad,compared the intelligent meter readingsystem which has been eliminated and is currently being applied,analyzed the compositionand communication scheme of the intelligent gas meter,and built the overall framework of theintelligent gas meter reading system of gas company.Keywords：5G communication intelligent gas meter NB-IoT public cloud1引言物联网技术和无线通信技术的飞速发展，尤其是5G技术的日趋成熟，不仅使得信息传递的速度成倍增加，也使信息传播的范围从人与人拓展到物与物。
远程抄表系统介绍
远程抄表系统远程抄表：是指利用和机、传感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。
自动抄表技术使各水、电、气公司及物业管理部门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。
准确而便捷的收费系统，不但能提高管理部门的工作效率，也适应用户对用水、用电、用气缴费的需求。
一.远程自动抄表系统概述现在最常见的远程自动抄表系统是采用分线制集中抄表方式，即由采集器定时顺序采集来自多路分线连接的水、电、气表信号并进行数据处理、存储，各采集器之间采用总线制连接，最后连接至计算机。
其典型特点是各户表通过分户线连接至采集器位置。
系统一般分为四层次结构；现场采集器、服务器（区域管理器）、通信控制器、管理器中心，部分产品还会附带一个掌抄器。
系统结构如下图所示：1．现场采集仪器：完成对现场表具输出数据的采集，一般一个采集器可以对多个基表进行采集。
但是目前支持一个采集器对几种不同种类的基表同时进行采集的产品不是很多。
2．服务器（区域管理器）：以多机通信方式采集数据采集器中的表数据，然后进行处理、存储，并通过通信总线与总控制室的系统管理中心的计算机相连。
一个服务器可以连接几十个数据采集器（视系统通信方式定）。
3．通信控制器：连接服务器与管理中心的计算机对信号进行协议转换。
4．管理中心：管理中心由多媒体计算机和系统管理软件组成。
安装在物业管理中心处。
可以通过借口连接至营销系统。
可以借助internet技术，将管理中心的计算机与电力、水、煤气或其他代收费部门的网络相连接实现网上抄收，上网用户可以在线查询自己的费用情况，方便实用，并可扩展到电子商务，实现网上付费。
二．电力远程抄表1、当前表端获取数据方式人们知道，要将机械表转换为数字表，都必需将机械转动的角度（角位移）转换为可计数的信号。
最原始的转换是利用机械触点开关以形成脉冲。
在上世纪八十年代，光电技术逐步普及，得到了广泛应用。
能耗管理系统
能耗管理系统能耗管理系统随着能源消耗的日益增长，能耗管理成为了一个十分重要的问题。
对于企事业单位来说，合理、科学地管理能源成为了其发展的重要因素。
通过使用现代化、智能化、前沿化的能耗管理系统，企事业单位可以最优化能源使用，减少企业的影响力和成本。
以下是能耗管理系统的详细介绍。
一、什么是能耗管理系统能耗管理系统（Energy Management System，简称EMS）是企事业单位用于管理和优化能源使用的计算机辅助系统。
该系统使用传感器、仪表、智能电表等设备，对能源消耗情况进行实时监测，并通过计算机网络、云计算等技术将监测数据进行收集、分析和处理，实现能源增效和节能降耗的目标。
EMS通过实现能源使用的监测、管理、优化和控制，提高能源的利用率和效率，减轻企业能耗压力，实现节能减排、降低企业成本和提高生产力的目的。
二、EMS的主要功能包括以下功能：1.能源消耗监测：通过安装传感器和仪表等设备，实时监测企事业单位的能源消耗情况，如用电量、用水量、用气量等，以便进行数据分析和处理。
2.能耗数据分析：对能源消耗情况进行分析和处理，发现存在的问题和利用潜力，以便进行进一步的节能改进和优化。
3.能源效率评估：通过对能源使用情况的分析和处理，评估企事业单位能源使用效率和能源使用成本，确定能源使用的合理标准和控制策略。
4.能源计划制定：制定能源供应计划、能源管理计划和能源检查计划，确保能源供应、能源管理和能源使用的有效性和可持续性。
5.能源控制和优化：对企业的能源使用进行控制和优化，实现能源的合理使用和成本降低。
三、EMS的优点1.提高能源利用效率：通过EMS的实时监测和分析，对能源的使用情况进行优化和调整，从而实现能源的最大化利用和最小化浪费。
2.降低能源成本：通过EMS的控制和优化，降低企业的能源开销，从而减少企业的成本压力，提高企业效益。
3.优化生产方式：通过EMS的能源计划制定和能源控制和优化，对企业的生产方式进行优化，提高生产效率，充分利用企业的资源优势。
GPRS远传抄表及能源管理系统
的 自行 扩 容 、 减 和参 数设 置管 理 等 功 能 。 删
子 站 维 护 ： 供 对 子站 的 自由 添 加 、 除 和 子 站 信 息 的 设 提 删
警列 表 和事 件 列 表 ； 供 记 录 查 询 。 提
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图 １ 系 统 拓 扑 结 构 图
说 明 ： 场 层 ， 容 标 准 Ｒ 一 ３ ／８ 现 兼 Ｓ ２ ２ ５协 议 和 Ｍ Ｂ Ｓ总 线 ４ — Ｕ 协 议 。管 理 层 ， 主 控 中心 的 服 务 器 建 立 通 信 链 接 ， 数 据 发 与 将
送 到 服 务 器 ； 时 ， 控 制 中心 ， 务 器 可 以 通 过 小 区 局 域 网 同 在 服
理性。
３＿ ２
系统 稳 定 安 全
传 统 的抄 表 是 每 个 住 宅 楼 都 需 派 专 人 抄 表 ，不 仅 抄 收 数 据烦琐 ， 错误 率 高 ， 且 统 计 困 难 。更 重 要 的 是 无 法 对计 费 、 而 线
损 控 制 、 能 分 析 、 销 预 测 、 至 宏 观 决 策 等 方 面 提 供 及 时 用 营 乃 准 确 的数 据 。 系统 各 个 耗 能 单 元 的耗 能 数 据 无 法 进 行 统 计 分 析， 网路 的能 量 损 耗 环 节 不 能得 到 及 时 有 效 的判 断 和 处 理 ， 系 统 能 耗 较 高 。 只有 更 新 抄 表 技 术 ， 用 现 代 化 的抄 表 技 术 和 抄 采
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GPRS远传抄表（热量表）及能源管理系统介绍
一、GPRS远传抄表（热量表）及能源管理系统方案设计方案的网络拓朴结构如下图所示：
说明：现场层，兼容标准RS-232/485协议和M-BUS总线协议。
管理层，与主控中心的服务器建立通信链接，将数据发送到服务器；同时，在控制中心，服务器可以通过小区局域网或Internet网络，实现数据的共享，供其他客户端进行数据浏览。
网络传输层，采用GPRS无线网络通信。
二、GPRS远传抄表（热量表）及能源管理系统方案具体介绍：
1组网方式
子站分两种形式：住宅小区抄表子站和换热站（公建）能源管理子站；多个子站并行传输，每组数据的传输时间不大于1秒。
对抄表子站，需要监测现场的流量、温度、热量等参数。
现场热表可配置M-Bus通信模块。
并能扩展不同协议类型的热量表（包括进口表和国产表）。
对能源管理子站，需要监测现场的温度、压力、流量、电量、实
时画面等参数。
现场仪表为压力变送器、温度传感器、流量传感器、电表、摄像头等。
如果要完成信号的采集和远传，需配置现场采集仪表，仪表具备标准的通信接口（RS-232/485），可以完成现场多路信号的采集，并可以在后期扩展控制模块。
2中央控制室
作为热网系统的管理中心，需申请固定IP地址并设立服务器一台，承担数据采集、数据管理的任务，为运行管理人员提供操作指导。
3网络通信系统
网络通信系统的选择，必须考虑系统的稳定性、方便维护，运行费用低。
本方案按提供的是GPRS无线网络通信系统。
GPRS系统可提供广域的无线IP连接。
在通信公司的GPRS业务平台上构建热量表远程抄表系统，实现热量表数据的无线数据传输，具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。
①实时性强：由于GPRS具有实时在线特性，系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个数据采集点的数据。
可很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
②可对热网设备进行远程控制：通过GPRS双向系统还可实现对热网设备进行远程控制，进行参数调整、开关等控制操作。
③建设成本较低：由于采用GPRS的无线公网平台，只需安装好设备就可以，前期投资少、见效快，后期升级、维护成本低；
④集抄范围广：GPRS覆盖范围广，在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成对集抄的控制和管理。
而且，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。
4、软件系统方案
①基本结构
数据管理系统就是按照系统及用户的实际要求，设置系统参数，并实施数据的规范管理；同时提供良好的人机界面。
数据管理系统基本结构如图所示：
②应用层描述
以下是数据管理系统的应用层——人机界面模块，用户可以根据自己的管理需要选择或定制：
A 系统设置管理
该模块主要包括：操作员权限设置管理和子站组设置管理两部分。
操作员权限管理：系统为不同的操作员（登录用户）设置了不同的权限级别。
子站组设置管理：这是为管理者提供的一个子站自行组态的工具。
登录页面：经过授权的用户只要在互联网上输入用户名、密码、验证码即可进入该系统。
B系统维护管理
系统提供维护模块，方便用户实现网络的自行扩容、删减和参数设置管理等功能。
子站维护：提供对子站的自由添加、删除和子站信息的设置功能，子站信息设置指的是子站仪表的详细信息（如仪表型号、序号、投运时间、报警参数的上、下限等），是每个子站的基本运行参数。
子站分两种形式：住宅小区抄表子站和换热站（公建）能源管理子站
住宅小区抄表子站主要实现热量表数据的采集、存储、查询、分析、热费计算、数据导出等。
换热站（公建）能源管理子站主要包括实时数据监视列表、管网平面图监视、单个子站的实时信息，同时提供各个过程变量的趋势曲线（包括实时曲线和历史曲线）、历史数据查询、图形化显示（棒图/饼图）、报表统计等功能。
C数据输出管理(以下是天津市南开区供热办应用此系统的显示截图)
a.自动抄表数据（首先点击左侧的三、四级目录树选定抄表范围，然后点击“自动抄表”按钮）
b.实时监测数据（首先点击左侧的三级目录树选定能源子站，然后点击“实时监控”按钮）
c.历史数据查询
■曲线图
■棒图
d.报表统计
统计报表的格式完全按照用户的统计和管理习惯而设计。
同时提供费用统计报表，并提供收费查询单的打印。
D 报警管理
■第一时间提供报警提醒和事件显示；
■提供报警列表和事件列表；
■提供记录查询；
E报表统计功能
F耗热量计算、热费计算和收费管理功能
③软件功能和特点
■密码授权，安全可靠。
通过授权实行分级管理，不同级别的用户只能进行自己权限范围内的操作；防火墙管理、嵌入式系统保证了本系统的安全性。
■自动报警，防患未然。
如果热量表有PT线断、流量线断、电池电量低、流量计装反、温度异常等问题，本系统会及时自动报警，使用户能及时发现问题。
■自动抄表，省时省心。
可设置不同的抄表周期，并将抄表数据自动存储进数据库系统，便于数据查询和统计分析。
■实时抄表，及时精准。
实时抄录热量表的数据，掌握了热力管网的最新的信息，为处理用户的投诉及实时监控热量表运行提供了有力的管理手段。
■历史数据，历历在目。
可查询热量表的历史数据及热网的历史趋势图，并可进行数据备份。
■耗热计算，精细管理。
为供热企业提供基础分析数据。
■费率设置，尽在掌握。
满足居民、公建、系数修正等复杂费率设置的需求。
■热费查询，阳光消费。
可随时计算用户每天、每月及整个采暖季的热费，并有标准数据接口，可与其它收费系统共享数据。
■统计分析，纵览全局。
可对整个小区的总耗热量、平均耗热量进行分析并生成报表及打印数据。
5 硬件参数
① M-BUS 集中器（采集器）技术规格
集中器外形
集中器（采集器）说明
规约
CJ/T 188-2004
《户用计量仪表数据传输技术条件》
与计算机（服务器）连接RS-232或RS-485 与热量表连接M-BUS，RS-485等数据流2400baud，8位数据位，偶校验，1位停止位抄表速度集中器（采集器）不增加延时时间
通道数量 6
通道保护功能通道过流保护，通道超3分钟没有数据传输则自动关闭每路≤150块热表总线最大电压36DCV
总线电流≤200mA
接线要求 2 × 0.75mm² (屏蔽线)
传输距离≤1公里
电磁兼容符合国家相应标准
工作电压AC220V
自身功耗小于2W
工作温度-30℃～+70℃
②无线数据通讯GPRS DTU技术规格
●支持GPRS网络
● RS232串口速率高达230400 bps
●支持RS232三线标准或九线标准
●内置TCP/IP协议栈，支持TCP/UDP网络协议
●数据终端永远在线
●掉线自动重拨功能
●通过超级终端类似于AT指令方式或专用设置程序来设置通信参数
●设备之间透明传输/非透明传输
●支持静态IP或域名方式连接远程主机
●供电：+5V
●耗电：待机状态140～60mA；上网状态220～260mA；传输状态260～280mA
●工作温度：-30℃～+70℃
●储存温度：-40℃～+85℃。