水表智能集抄一体化解决方案

水表作为供水企业与客户贸易结算的计量工具，计量准确与否、管理的好与坏直接关系到供水企业的经济利益。

一、方案背景

水表作为供水企业与客户贸易结算的计量工具，计量准确与否、管理的好与坏直接关系到供水企业的经济利益。随着远传水表技术的不断发展以及供水企业管理体系的不断改革，传统的机械式水表已逐渐淡出供水市场，远传水表的使用已经成为供水企业在新环境下水务管理中重要的一个环节。

各个供水企业在不断的更新改造中，所使用的远传水表出现了几个甚至十几个不同厂家的品牌。导致现在部分水司面临的现状如下：

以上情况下，必然导致水司出现以下种种问题：

远传表计品牌过多，相互之间不能替换。其中某一个品牌转型或者淘汰，该品牌的远传水表将无人维护，给用水客户带来极大的不便。而且因为表计协议和集抄设备的不统一性,想用其他品牌的远传水表替换也十分的困难。给供水企业的表计管理带来了极大的隐患和问题。

远传水表管理系统过多，不能形成统一的平台。统计方式及分析方式也大不相同，一定程度上给管理者带来极大的不便，无法为领导层决策提供统一且准确的依据，形成供水企业管理上的瓶颈。

由于多个小区品牌的不统一，维护人员需要根据不同小区的情况配置不同的调试设备以及不同的品牌的表计，给维护工作带来极大的不便。

过多的子系统与营销收费系统数据对接，一定程度上给营销收费系统带来巨大不便以及安全隐患。各个厂家的子系统与营销收费系统形成各式各样的接口，也给营销系统的维护带来极大的不便。

如何彻底有效的解决上述问题，成为摆在各个水司面前的一个难题，制约着水司大力普及表计智能化的力度，成为水司表务管理的大难题。表计互通互换将解决这个瓶颈，成为了水司表计智能化建设的关键一环。

二、方案介绍

2.1、设计思路

在目前的环境下，要实现水表的互通互换，最好的方式是水司开展一系列的水表标准化建设。水司标准化之路首先要将一些数据接口、数据协议做一个统一。只有将软件、集中器、表计的数据接口、数据协议做一个统一，这样才能实现互通互换，实际整体的标准化建设。根据水司的实际情况，表计的数据接口、数据协议统一是建设的重点。

2.2、如何实现表计互通互换

市面上比较流行的集中远传表计方式主要分为有线水表和无线水表两类。根据远传表计的传输方式不同，表计标准化的策略如下：

有线水表：根据有线水表的特性，只需要将硬件接口标准、电气性能标准、表计协议标准等参数标准制定，就能实现有线水表的互联互通，完成有线水表的标准化之路。示意图如下所示：

无线水表：各厂家无线远传水表由于使用环境、传输距离、传输模块的性能、路由方式等多种因素的制约，导致很难实现不同厂家水表的互通互换。建议采用集中器上部署不同厂家的模块，在集中器上通过统一的协议（既定协议）实现与辖内不同厂家无线模块的通讯。至于各厂家无线模块与无线表计之间的路由及路由协议等依然保留厂家各自的方式。通讯时，通过对不同厂家无线模块的管理与定义，实现各厂家在集中器（采集器）数据格式上的统一，并实现在同一集中器（采集器）下、不同厂家、同一环境下的实时抄表。示意图如下所示：

2.3、户表抄表方案

水司的主要管理对象大都是数量庞大的小口径民用水表，由于各种历史原因，小口径水表的安装环境、管理方式、智能化程度各不相同。如何有效管理各类水表，对历届水司领导来说都是一个老大难问题。主要体现在以下几点问题：

如何建立统一管理平台？（有效管理手段）

居民用水是一个民生工程，如何利用智能水表降低居民投诉率、提高水费回 收率、增加用户体验度、提升管理手段。

如何兼顾原有智能水表？（保护既有投资）

尽量让各阶段的智能水表多发挥余热，起到该有的智能水表作用。

表计智能化经费怎么解决？（智能化资金来源）

如何搭建智能水表闭环循环建设环境，解决各阶段经费问题。

2.4、方案构建

全国各地水司依托智能表厂在水表智能化道路上摸爬滚打二十余年，加上近年互联网及物联网技术大幅度的普及和技术提升，水表智能化之路愈发清晰。

得益于技术的高速发展，水司专业技术人员及管理人员的到位，第三方专业技术支撑队伍的成型。水司已经完全具备搭建统一平台、统筹考虑水表智能化工作开展的能力。

国内越来越多的水司，开始从顶层设计往下，实施水表的智能化系统工程，具体主要分一下几部分工作组成：

因地制宜，制定智能水表技术路线；

搭建统一抄表平台，制定集抄企业标准，制定统一考评体系；

兼容既有智能水表；

建设智能仪表售后服务保障体系；

管理措施配套。

三、方案实施

3.1、制定智能水表技术路线

因地制宜，制定符合实际情况的智能水表技术路线。

首先对目前各种远传水表做一个大致的列表分析。

综合考虑技术稳定性、造价、可维护性、水司自主性等综合因素，当下水司主要选择以有线为主，无线为辅的技术路线。

3.2、制定标准协议

搭建统一抄表平台，制定集抄企业标准，制定统一考评体系。

统一抄表平台、统一水表传输协议、统一水表外形尺寸及硬件接口，能让水表生产厂商更专注提高产品质量、促进智能水表行业健康有序发展。在新建小区中开展实施试点，可以得到非常好的效果。

3.3、兼容既有智能表计

保护既有投资，是标准化执行过程中需要重点解决的问题。需要水司下文、厂家配合、第三方技术支撑。我方认为应该分成两步实施：

第一步：更换集中器，上行统一、下行兼容（前提）。让既有表计无缝接入新系统，实现一个平台统一管理。示意图如下：

第二步：存量水表逐步升级，直至完全标准化。

存量水表损坏或到期情况下，直接更新至标准化协议的水表

3.4、表计互通互换的优点

远传水表的使用已经成为各供水企业在新环境下水务管理中的重要一个环节。特别在“智慧水务”的大背景下，必将形成一股大潮流。在水表科技改革的潮流中，不同厂家水表互通互换使得供水企业在水表管理方面更为人性化合理化。

水表的互通互换对于供水企业管理来说有以下几点优点：

屏蔽了一些套牌或者技术实力落后的厂家。水表入围厂家完成对接检测之后，一切以产品质量、成本控制、售后服务为比较前提。可以形成一个良性的竞争环境，极大的有利于供水企业的管理。

由于水表端能够实现互通互换，供水企业也不再被水表厂家绑定。可以根据市场的发展及产品的性价比等因素引入更多的优质厂家。

极大的降低了维护工作量，大大提升了运维的灵活度。供水企业可以改变之前的运维模式（即A厂家水表问题只能用A厂家去维护或者更换），可根据仓储情况、各厂家水表质量，灵活更换或迭代故障的智能水表。使得智能水表的运维基本等同于普通机械表的技术难度，后期可方便引入第三方服务队伍，提升服务质量。

统一远传标准后，抄表软件方便实现统一，与供水企业营收系统在内的智能管理平台更容易实现无缝对接。统一的抄表管理平台，统一的数据接口，能给管理层决策提供更准确的数据。

总之水表的互通互换可以将供水企业水表管理水平带来大幅度的提高，而且良性竞争的形成将给供水企业和水表厂家带来双赢的局面。

3.5、典型可实施技术方案及适用场合

3.5.1、方案一：数据集中器直连型

系统组成：有线远传水表（M-BUS/RS-485）、数据集中器（M-BUS～GPRS/以太网）。

通讯方式：表具与数据集中器之间有线直连，总线型M-BUS/RS485数据传输；数据集中器与集抄平台之间通过以太网或GPRS方式传输。

适用场合：水表出户并集中安装的楼栋，尤其是小高层，小区楼栋比较分散的场合。

实施原则：水表出户并集中安装便于线缆的铺设，很好的依托了总线传输的技术优势，每栋楼一个集中器，很好的利用了数据集中器带表容量，同时避免跨楼栋布线。

3.5.2、方案二、集抄设备组网型

系统组成：有线远传水表（M-BUS/RS-485）、数据采集器（M-BUS～RF）、数据集中器（M-BUS+RF～GPRS/以太网）。

通讯方式：表具与数据采集器（或集中器）之间有线直连，总线型M-BUS/RS485数据传输；采集器和集中器之间短距离无线组网传输；集中器与集抄平台之间通过以太网或GPRS方式传输。

适用场合：水表出户并集中安装的楼栋，尤其是多层或者高层，小区楼栋众多且相对比较集中的场合。

实施原则：水表出户并集中安装便于线缆的铺设，很好的依托了总线传输的技术优势，每栋楼或每个单元一个采集器，多栋楼一个集中器，很好的利用了数据集中器和采集器的带表容量，合理配置，同时避免跨楼栋布线。

3.5.3、方案三、无线传输型

系统组成：无线远传水表、数据集中器（M-BUS+RF～GPRS/以太网）。

通讯方式：表具与数据集中器之间短距离无线传输（集中器也支持M-BUS直连表具）；

数据集中器与集抄平台之间通过以太网或GPRS方式传输。

适用场合：水表在户内安装的楼栋，尤其是老小区改造的场合。

实施原则：水表与集抄设备无线传输，无需布线，但网络不宜过大，尽量减少空中传递时间，针对个别表计信号偏弱的情况增加中继。

备注：以上技术方案可以根据实际需要，以抄收稳定，最优配置为原则灵活组合实施搭建集抄架构。

零星的表计不方便布线，可以小无线就近接入集中器或直接物联网表

部分水表安装在室内，施工不便，可在原水表基础上加装小无线模块，从而实现无线传输。

四、能联介绍

4.1、公司简介

杭州能联科技有限公司成立于2011年，为杭州市高新技术企业。企业以研发为核心，倡导“绿色节能，智慧物联”理念，拥有一支在嵌入式微控制器技术、物联网无线通信技术、嵌入式软件技术的高素质的精英团队，同时公司与浙江大学、浙江科技学院等多家高校广泛开展“产、学、研”合作，确保领先一步的技术与产品。

能联科技是一家提供物联网嵌入式技术解决方案的高新技术企业。公司下设研发中心、营销中心、运营中心、生产中心。目前产品拥有多种知识产权，八项发明、实用新型、外观专利、十项软件著作权。公司核心团队成员均有着十年以上国电网、智能仪表、能源监测行业从业经历。十年耕耘，只为表计真正互联互通。

4.2、公司产品介绍

4.2.1、数据集中器

产品概述

NL2010型数据集中器是实现用户表计和设备信息采集的重要组成部分，其采用现代微电子技术和GPRS/以太网，有线、无线的通讯技术，实现远程数据传输。

产品特点

支持CJ/T 188-2004协议、DL/T645-1997、DL/T645-2007等通讯规约，以及部分厂家自定义规约。

集中器的流量、通讯具备统一管理接口、具备在线状态管理功能；

采用160×160点阵式大屏幕液晶，带背光灯显示，可查询集中器运行状况；可通过集中器按键实现参数设置、查询、本地抄表、调试等功能。

采用大容量高品质的FLASH存储芯片，保证各类存储数据的安全性、可靠性和完整性。

支持本地和远程软件升级。

通讯模块具有可控的高可靠性独立电源，并支持带电更换通讯模块。

密封性设计，ABS阻燃材料，壁挂式结构、体积轻巧且方便安装。

技术指标

功率消耗：在非通信状态下，功耗不大于 5W。

电压范围：正常工作电压：220V ±20%

计时准确度：日计时误差：≤0.5s/d

时钟电池

电压：3.6V

容量：1200mAh

电池使用寿命：≥10年

数据存储：标准配置不小于8M，存储抄表数据，并带有时钟数据不丢失时间≥10年；

带表数量：标准配置100/200/400/800只，具体视表具和组网情况确定；

接口配置：

1路RS232；

1路红外；

1或2路RS485（可选）；

1或2路MBUS（可选）；

1路GPRS/以太网（RJ45接口）；

1路RF微功率无线（可选）；

环境条件

正常工作温度：-25℃至+55℃

极限工作温度：-40℃至+70℃

存储和运输温度：-40℃至+70℃

相对湿度：≤95%

机械参数

外形尺寸：290×180×96 (mm)

整机净重：约3kg

主要功能 

远程抄表功能

通过RS-485/M-BUS/微功率RF等通道采集计量仪表数据，实现对数据的实时采集、定时自动采集、按照设置自动补抄、点抄。

异常监测功能

集中器能根据现场采集到的数据，并对其进行分析，实时监测现场运行情况，并在发现异常后及时通知主站。主要具有以下异常报警功能。

户表运行状态报警：主要包括表读数下降、电池欠压。

终端运行状态报警：主要包括参数更改、通信流量超门限等。

其他报警：主要包括集中器停/上电等。

软件升级功能

可以通过本地和远程两种方式，对终端应用程序进行升级。

数据管理功能

大容量高品质的FLASH存储芯片，能实现数据的管理功能包括：

日数据的存储； 

月数据的存储；

数据上报。

数据加密功能

支持数据加密功能，确保数据安全。也可根据需要取消数据加密功能。

液晶设置功能

可通过集中器按键实现参数设置、查询、本地抄表、调试等功能。

自诊断功能：集中器具有自诊断功能，保证终端运行可靠

产品结构及功能指示

液晶屏：功能菜单以及操作显示区；

红外口：用于终端与红外掌机的通讯；

按键：上下键，页面上下页查询；左右键，左右移动；

确认、取消键，进入下级菜单和返回上层菜单；

运行：间隔1s闪动，表示终端运行正常；

告警：指示异常事件；

指示灯：电源、发送、接收、MBUS1、MBUS2各项运行指示；

电池仓：停电备用电池；

串口：数据集中器本地测试串口；

RS232口：终端本地RS232通讯测试口；

电源：通讯模块工作电源指示；

4.2.2、数据采集器

产品概述

NL2100型数据采集器采用现代微电子技术、微功率无线、有线通讯技术，与数据集中器配套使用，实现远程数据传输，是实现用户水、电、气、热表数据采集的重要组成部分。

技术指标

功率消耗：在非通信状态下，功耗不大于 3W。

工作电压：正常工作电压220V±20% ；

带表数量：标准配置100只，可根据要求扩展。

接口配置

1路红外

1/2路RS485 

1/2路M-BUS

1路微功率无线

无线传输：微功耗无线470MHz，自组网传输；

环境条件

正常工作温度：-25℃至+55℃

极限工作温度：-40℃至+70℃

存储和运输温度：-40℃至+70℃

相对湿度：≤95%

机械参数

外形尺寸：150×112×70 (mm)

壁挂式结构、体积轻巧且方便安装

主要功能 

通过微功率无线与数据集中器组网，远程集抄表计和设备的数据。

产品结构及功能指示

运行：间隔1s闪动，表示采集器运行正常；

电源：通讯模块工作电源指示；

告警：指示异常事件；

无线通讯：无线通讯指示灯。

上行：发送指示灯。

下行：接收指示灯。

485口：本地维护或用于抄读表计数据；

M-BUS口：用于抄读表计的数据。

红外口：用于采集器与红外掌机的通讯；

4.2.3、微功耗无线监测终端

产品简介：

NL3200型微功耗无线监测终端采用领先的微功耗硬件平台，结合我司专有的动态能量管理方案，以GPRS无线移动网络为通信媒介，实现模拟和数字物理量的远程采集、传输。该产品适用于现场无法提供工作电源的场合，实现自动抄表、信号采集和设监控

主要功能：

远程抄表：具有RS-485，RS-232接口，可抄读各种智能表计。具有脉冲输入，可抄读单脉冲、双脉冲、三脉冲水表。

支持CJ/T 188-2004和用户自定义协议。

模拟/数字量采集：可监测开关量信号。

具有4---20mA及0---5V模拟量输入，可接相应的变送器。

密封设计：定制开模设计，防水、防潮、防破坏。

超低功耗：采用专有的动态能量管理方案，电池工作时间6年。

五、结束语

最后非常感谢您百忙之中，了解并指点我们的建议书。我们希望和贵方一起为智慧水务中智能水表建设做出自己的努力，实现智能水表的互通互换，解决水司的后顾之忧！