物联网燃气表
正泰仪表 NB - I o T超声波智能燃气表 数据表
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11ZG1.6U-7、ZG2.5U-7、ZG4U-7型超声波NB-IoT 智能燃气表（以下简称燃气表）是一种采用NB-IoT 通信技术的智能物联网流量计量仪表，适用于天然气、城市管道煤气、液化石油气等可燃气质的流速、流量计量，可实现预付费、后付费、远程充值缴费功能，可广泛应用于城镇居民家庭。
1 产品概述
3 安装尺寸
2 主要功能及特点
4 主要技术参数
超声波NB -IoT 智能燃气表
超声波NB -IoT 智能燃气表
单位：mm
● 全电子计量，无机械传动部件，长期使用仍能保障计量精度1.5级的要求● 适用温度范围广，工作温度-25℃～55℃● 宽量程比
● 具有温度、压力补偿功能，可应用于北方户外或高海拔地区燃气精准计量，并带有工况、标况输出接口● 具有流量异常侦测功能，可侦测微小流、超大流量、长时间恒流等情况，并根据需要设置报警和关阀操作● 具有多种防窃气设计，可侦测用户非法拆表等行为● 自动识别用户气质状态● 体积小巧，安装方便
注意：主要技术性能与参数执行《GB/T39841-2021超声波燃气表》、《JJG1030-2007超声流量计》标准
220.4
128.3
130163.2
47.9
M30×2。
物联网燃气表下的户内燃气安全技术分析
4 自动切断机制 触发预警信号后，客户端执行预先设定机制，高频率传输
数据到公司终端，督促公司及时处理风险状况，避免客户发生 事故，同时传输回公司的数据可以作为参考，为以后快速预警 提供数据支持。①燃气流量超标切断值设定。用户家中所有燃 气使用设备的总流量作为参考值进行预警值的设置，切断值为
物联网智能燃气表燃气异常状态感知与控制
Technological Innovation4《华东科技》物联网智能燃气表燃气异常状态感知与控制陈国强（合肥燃气集团有限公司，安徽 合肥 230075）摘要：随着时代的不断发展，我国的城市化水平越来越高，越来越多的新式技术应用到了城市化建设中，其中物联网智能燃气表就是城市燃气管道的升级。
当今社会是一个快节奏的社会，传统的燃气抄表已经满足不了社会的需求，物联网智能燃气表凭借着高效性和时效性得到了广泛的应用，天然气管道中一般会出现一些异常的情况，本文对燃气表燃气异常状态感知与控制进行了分析。
关键词：物联网智能燃气表；燃气异常；感知与控制目前我国城市化覆盖率已经远超国际标准，天然气管道贯穿了整个城市，为城市的天然气供给提供了基础保障。
但是在天然气运输过程中往往会产生一些异常情况导致意外事故的发生，传统的燃气表无法正确应对这种情况，于是有关科研人员创造性地研发出了物联网智能燃气表，它能够感知管道燃气异常状态并加以控制，本文对此简要分析。
1 天然气及物联网智能燃气表概述 随着石油资源的不断枯竭，科研人员为了人类社会的后续发展，开发出了一种新型能源，那就是天然气。
作为清洁能源，天然气很快就应用于居民的日常生活，给人们的生活带来了极大的便利。
但是天然气在应用过程中却有着极大的风险，安全局将天然气事故主要分成三大类：爆炸、燃烧和中毒。
研究数据表明，我国的室内安全事故中有高达一半以上都是天然气导致的，给居民带来了严重的财产损失。
由于天然气是易燃气体，内部分子比较活跃，易发生泄露，因此天然气事故具有突发性，难以应对。
为了解决这些情况，对天然气异常加以感知与控制，科研人员研发出了新型的物联智能燃气表，极大程度上减少了天然气事故的发生。
2 燃气异常感知与控制技术 为了应对燃气事故，技术人员研发出了燃气异常感知与控制技术，主要分为三大类：燃气泄漏安全切断、流量异常安全切断和压力异常安全切断。
2.1 燃气泄漏安全切断 燃气泄漏安全切断所应用的原理就是在智能燃气表上安装一个传感器，这个传感器主要用来感知管道内的天然气密度以及气压，当管道内天然气密度超标时，与传感器会发出警报，提醒使用者管道内部出现异常，立即停止使用。
基于物联网燃气表的户内燃气安全技术
基于物联网燃气表的户内燃气安全技术摘要：户内燃气安全隐患巨大，一旦发生爆炸或者有害气体被人体吸收，对人所造成的伤害难以预测，虽有大量的措施来进行防护，但至今为止仍然收效甚微。
最典型的防护措施是燃气报警器，它受环境、人为和机械本身磨损等各种因素影响，往往会报警不及时，从而产生巨大损失。
再加上人们在科普缺乏的影响下，对安全的重视程度并不高，极易疏忽不经意间的安全隐患。
因此，将新兴科技物联网和燃气表结合，建立一个全新的体系，可以对户内燃气情况进行检测，实时观察，预防和排除燃气危险，对自己和他人负责。
关键词：物联网；燃气表；安全技术1物联网燃气表概况物联网燃气表，即是以膜式燃气表为基表，加装电子控制器和内置阀门所组成的具有预付费功能的燃气计量器具。
它以物联网为基础，构造通信通道，大幅度加强TCP/IP的通信性能，利用物联网特有的通信通道，为燃气表提供新的传递信息的方式。
这样重构优化可有效减小各种不可预知的因素，以及对燃气表信息传递的不利影响。
由于物联网燃气表采用的通讯模组是物联网特有的通讯模组，故在当下物联网普及程度并不高的前提下，使用物联网特有通讯模组的个人和企业并不多。
因此在通讯通道信息传递的过程中，信息传递流畅、迅速，少有通道占用率高而导致信息传递不及时的问题，也能更高速地反应物联网燃气表的情况，对户内燃气实时监控。
物联网基于各种通信技术、传感设备建立，如最常用的射频识别（RFID）技术。
RFID身为自动识别技术的分支之一，它将特殊的数据信息通道构造在识别的双方之中，利用标签等各种特征和数据识别，达到信息解析的最终目的。
而物联网则是使用传感设备和通信技术，在物与物之间的特征和信息中建立联系，达到互联的目的。
基于物联网构造的物联网燃气表，自然不能脱离物联网基础的传感设备与通信技术，物联网燃气表利用燃气的压强、温度和体积等信息，对户内燃气的情况进行实时监控。
当燃气的收费异常，如在某时刻燃气的瞬间波动巨大时，便可利用物联网燃气表体系对膜式燃气表的情况进行解析，进一步断闸，保护人们的生命和财安全。
物联网燃气表系统的设计与实现
物联网燃气表系统的设计与实现何进;仲元昌;孙利利;姚博文【摘要】针对现有远程抄表系统的不足,结合计算机及通信领域的最新科技成果,提出了一种基于LoRa(Long Range)和GPRS(General Packet Radio Service)相结合的网络化远程抄表系统.其无线智能燃气表终端采用超低功耗微处理器MSP430进行智能化设计,完成气表数据采集与处理;采用Lo-Ra技术进行测控组网;集中器和管理中心通过GPRS无线通信网络实现数据的远程交互.最后,给出了抄表系统的可靠性解决方案.实验结果表明,该系统比传统的远程抄表系统能耗低,且更快捷、可靠、方便,可广泛应用于无线远程抄表领域.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2019(059)006【总页数】5页(P719-723)【关键词】物联网燃气表;远程抄表;LoRa;GPRS;无线自组网【作者】何进;仲元昌;孙利利;姚博文【作者单位】重庆工程职业技术学院电气工程学院,重庆402260;重庆大学微电子与通信工程学院,重庆400044;重庆大学微电子与通信工程学院,重庆400044;重庆大学微电子与通信工程学院,重庆400044【正文语种】中文【中图分类】TP1811 引言随着物联网技术的高速发展，智能远程抄表系统(Remote Meter Reading System，RMRS)替代传统抄表模式已是大势所趋。
基于物联网技术的智能远程抄表系统可降低企业运营和管理成本，提高燃气公司的管理水平和经济效益[1-2]。
远程抄表技术在欧美和日本等发达国家历经几十年的发展，现趋于成熟，已大规模推广使用[2-3]。
美国在20世纪80年代初提出远程抄表的概念[4]，发展至今已有近千万用户使用远程抄表。
日本的KEPCO公司早在1990年就开始研究以同轴电缆作为数据传输媒介，对电表实行远程抄表。
在欧洲，远程抄表的研究和推广也取得了巨大的成功。
我国的远程抄表起步较晚，20世纪90年代后期才有企业投入研究[5-7]。
中国燃气表发展历程
中国燃气表发展历程一、早期燃气表在燃气使用的早期，人们使用的是一种简单的机械式燃气表。
这种燃气表通过机械原理，将燃气流量转化为机械运动，从而实现对燃气流量的计量。
这种燃气表虽然简单，但精度不高，且容易受到环境和使用因素的影响。
二、机械式燃气表随着技术的发展，机械式燃气表逐渐被淘汰，取而代之的是一种更为精确的机械式燃气表。
这种燃气表采用了更为先进的机械结构和制造工艺，提高了计量的准确性和稳定性。
同时，这种燃气表还具有更长的使用寿命和更低的维护成本。
三、电子式燃气表随着电子技术的不断发展，电子式燃气表逐渐成为主流。
电子式燃气表采用电子元器件和集成电路，实现了对燃气流量的精确计量和数字化显示。
这种燃气表具有更高的精度和稳定性，同时还可以实现远程抄表和数据传输等功能。
四、智能燃气表随着物联网技术的发展，智能燃气表逐渐成为市场的主流。
智能燃气表不仅具有电子式燃气表的优点，还可以实现远程监控、数据传输、故障报警等功能。
同时，智能燃气表还可以与智能家居系统连接，实现智能化控制和管理。
五、物联网燃气表物联网燃气表是智能燃气表的升级版。
这种燃气表可以通过无线网络与互联网连接，实现远程监控、数据传输、故障报警等功能。
同时，物联网燃气表还可以与智能家居系统、城市燃气管理系统等连接，实现智能化控制和管理。
六、燃气表的标准化为了规范市场和促进技术进步，我国政府对燃气表制定了相应的国家标准和行业标准。
这些标准对燃气表的性能、安全、环保等方面提出了明确的要求，为推动燃气表行业的健康发展提供了有力保障。
七、燃气表的智能化发展随着人工智能、大数据等技术的不断发展，燃气表的智能化发展也取得了重要进展。
未来，燃气表将更加智能化，可以实现更精准的计量、更高效的能源管理、更安全的用气保障等功能。
同时，智能化燃气表还可以与智能家居系统、城市燃气管理系统等连接，实现更加智能化的控制和管理。
八、燃气表行业的市场规模及发展趋势随着城市化进程的加快和能源结构的调整，我国燃气表市场的规模不断扩大。
物联网智能燃气表的应用与实践
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汇报结束 谢谢
2010年9月
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燃气表物联网 GPRS集中器
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燃气表物联网 无线路由器
组态软件监控界面 工业户用气量分析
民用户远程自动抄表 10
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应用实践（1） 民用住宅小区燃气表远程集抄
从2008年初开始在陕 西省包括西安、咸阳、 铜川、渭南、延安、 榆林、安康、汉中等 多个地市燃气公司进 行了无线网建设和运 行。累计安装物联网 民用智能燃气表2万 余块，目前运行情况 良好，达到预期效果。
无线数据传输采 用ISM470MHz频 段。
电池供电，超低 功耗运行。
物联网智能燃气表组成原理图
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由无线路由器、无线集中器（网关 设备）、管理服务器等组成
无线路由器与智能燃气表，以及路 由器之间，组成无线网络
无线集中器作为网关设备，将上述 无线网络与互联网连接。
管理服务器对燃气表物联网的终端 及设备进行管理，进行数据采集、 存储、交换，为应用层提供服务。
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业界一般公认， 将物联网分为三 个层次：
底层是用来感知 数据的感知层
中间一层是数据 传输的网络层
最上层则是内容 应用层
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感知层
无线路由器
管理服务器 InternetGPLeabharlann S集中 器（网关）手持设备
网络层
营业网点
监控中心
银行终端
银行系统
通讯前置机 银行大机
…
应用层
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由物联网智能燃 气表组成，包括 民用及工业的智 能燃气表、流量 计、控制器等。
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应用实践（2） 加气站流量监控
ZENNER物联网燃气表介绍2017(DEC)
100X链接数 (Vs LTE）
5$ 模组
(大规模部署)
频谱效率高 小包数据 低激活比
简化射频硬件 简化协议 降低基带复杂 度
系统组成
云数据 中心
监控管理软件系统 远程抄表 远程充值 远程阀控 远程监控燃气表 运行状态，进行及 时的数据分析
网络运营商
NB-IOT网络 负责NB-IOT 网络的连接 建立与数据 通信传输
真兰温度补偿表优势
G6 G1.6/G2.5/G4
G10
G16
G25
实现温度补偿表的民用与工商业全系列化，从G1.6～G25，规格齐全 采用机械温度补偿设计，实现配套温补智能燃气表的机械计数器读数 与电子累计读数一致性，避免用户歧义与纠纷发生 采用进口温度传感器材料，及补偿限位防卡死结构设计，使用可靠， 有效杜绝同行产品存在的卡死缺陷
真兰温度适应性实验能力
真兰参照世界权威实验室荷兰国家计量院NMI，设计建造的燃气表温度适 应性实验室，设备技术水平与国际接轨，国内领先 实验可模拟气体环境在（-25℃、-10℃、20℃、40℃、55℃）的不同温度 下检测燃气表的示值误差，以验证燃气表对环境温度的适应性和计量准确性 目前只有北京、重庆、上海等少数技术机构有此项目的检测能力
数据采集 监控终端 WIFI连接
云数据 中心
2G/3G/4G
WIFI连接
数据应用
燃气公司营业厅
银行网点 自助POS机/ATM机
自助网上营业厅 第三方支付
（支付宝、微信）
真兰燃气APP
物联网远程抄表应用系统架构
新产品与技术方案（一）
机械温度补偿燃气表
基表外观和内部结构
民用表与工业表
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物联网燃气表（GPRS/NB-IoT）
物联网燃气表是一款基于移动运营商物联网专网，采用物联网专用移动通讯模块，以膜式燃气表
为基表，加装远传电子控制器，实现数据远传及控制的燃气计量器具综合管理平台。支持手机
APP查询缴费、实时监控管理、报警功能及大数据分析功能，是燃气公司实现智能化管理的最优
方案，大大提高了燃气公司的管理效率。
物联网燃气表能与管理系统配合实现无卡预付费、远程阀控、阶梯气价、价格调整等功能，
要求表计端和管理系统均要能实现预付费功能，最终以管理系统的数据为准。
表具关键技术功能
1）移动拆卸报警功能
当燃气表发生移动或者大幅度晃动时，燃气表会发出声光报警，关闭阀门并将故障上报到燃气公司管理系
统，彻底杜绝了燃气用户拆卸表具盗气等行为。
2）开阀保护功能
当燃气表由于剩余量不足及其他故障引起阀门关闭时，表具开启开阀保护功能，即必须在人工干预下才可
以开启表具阀门。在充值完成及清除相应故障后，需要按一下“查询”按键，才可以激活开启表具阀门。
这样设计的目的是，在确认安全的前提下，对燃气表开阀动作进行人工保护干预，以免发生不可控制的情
况。
3）双电源供电技术
采用内置长效锂电池（寿命10年以上）加外置干电池的双电源供电方案，两种电源自动切换，保证燃气表
在无外电或外电干电池电量不足的情况下，对燃气表数据状态的抄读和阀门的控制。
4）第二管理通道功能
第二管理通道指的是除了本身具备的GPRS数据通讯管理功能，通过其他数据传输模式对表具进行管理的信
息传输通道。本系列物联网表具除了可以通过GPRS数据进行通讯管理外，还可以通过红外及蓝牙第二通道
管理设备对表具进行参数设置及阀门控制等。同时，为了保证表具的正常使用，我们还安装了IC卡表读卡
槽，作为用户第二种充值通道，在通讯不畅的情况下，不会影响正常使用。
5）历史数据保存功能
表具连续保存12个月每月每天的用户表具数据。
6）远程数据抄读及开关阀
可通过燃气公司管理系统后台进行用户表具状态信息的抄读以及表具阀门状态的控制，可设置数据定期上
传功能，当表具内部时钟运行到指定时间后即会上传表具相关信息；
7）无卡预付费充值功能
可以通过无卡预付的形式在燃气表端进行充值，如APP、支付宝微信、网上营业厅、网上银行等在线充值
方式。
8）阶梯气价功能
物联网燃气表可根据用气量将气价分为四档，且可对时间价格参数进行设置，能够根据用户每个自然月或
多个自然月的用量来实现阶梯计价功能，燃气表会按照阶梯价格的规则进行结算，并显示当前阶梯的用量，
价格及剩余金额等参数。
9）定时上传数据容错机制
定时上传时如果数据一次上传不成功，表具会等待一段时间后再次尝试发送数据。
10）高精度时钟芯片联网校时
表具内部采用精度为±5ppm的硬时钟，保证了全年的时钟累计误差不超过10分钟，另外每次登录系统时，
表具都会进行网络校时，能够保证每个表具的时钟准确无误，不会出现偏差。
11）数据保护及安全
数据可以长时间保存，不受外界干扰、低电压、掉电、更换电池等情况的影响，并且数据采用64位动态的
加密方式（DES），保证了数据的安全可靠。
12）故障自我诊断及报警提示功能
对于加装有液晶显示屏的物联网燃气表，可在不同状态下，以相应的错位代码显示和蜂鸣器报警提示，并
对检测到的燃气表故障和用户的违规操作进行自我保护。
报警提示功能
1) 当外置电池电压不足时，显示“换电池”；
2) 当剩余气量小于3m3（此值可设定）后，每用气，蜂鸣器报警提示，按“查询”时显示“请缴费”；
3) 当剩余气量达到设定值时，将关闭控制阀提示；
4) 当剩余气量为0时，关闭阀门，停止供气。
故障检测防护功能
1) 电源欠压保护：当检测到电源电压低于指定值时，燃气表会立即关闭控制阀，切断供气，停止电子计数，
并记录电源欠压发生时间；
2) 外磁场攻击保护：当燃气表受到外磁场攻击而使计数功能受到影响时，燃气表会立即关闭控制阀，切断
供气及停止电子计数，并记录外磁场发生时间；
3) 当气表检测到有读卡错误时，液晶显示“读卡异常”，且根据不同情况，显示相应代码。
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