论文部分内容阅读
摘要：随着时代的不断发展信息化行业越来越普及，以互联网通信为特征、实现远程传输控制的智能远传水表产品及技术逐渐成熟，标志着供水行业“互联网+”的时代已经到来。
针对目前互联网及大数据的时代特点，供水行业中逐渐兴起智能远传水表。从目前远传智能水表具有代表性功能包括远程数据传输、远程控制阀门、设置阶梯水价等。其中关键技术在传输控制过程。根据智能远传水表的基本特性，提出了面向供水行业，可以满足使用范围较大数量的远传智能水表提供稳定供水、远程实时阀控和预付费方式等功能，可以满足业务基本需求。
关键词：互联网;智能水表;管理应用
从20世纪末至今，智能远传的概念在被提出后不断发展与进步。根据《封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表》2007年版“水表准则”国家标准的发布，为推动我国智能水表产业的规范发展起到了极为重要的作用。传统水表基本采用人工现场抄表的方式，其工作效率低、劳动强度大、误抄、漏抄现象客观存在，同时因入户抄表而影响用户隐私也是抄表工作的老大难问题。
智能远传水表通过水表通讯单元输出采集数据通过智能表综合集管理系统，无需人工干预就可以完成准确、可靠且持续的计量工作，这是智能水表的基本功能特点。而“互联网+”将互联网的创新与实践深度融入于供水行业及各行各业中，极大地提升了供水行业的创新力和生产力。
通过结合互联网+智能水表，智能水表可以实现自动化计量、远程阀门控制、网上支付、居民用水统计与查询、数据分析、消息通知、节水管理等功能，为供水行业带来便利也是服务的变革和进步。
一、远程智能抄表的关键技术分析
智能远传水表引用了物联网、网络传输、软件工程和信息化管理等多个关键技术概念。
（一）物联网
“物联网概念”建立在“互联网概念”是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，是将其用户端延伸和扩展到物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。智能水表的远程管理系统平台正是实现了智能水表、集中器、服务器之间的数据传输通信，在城区实际供水应用中形成了城市级别的物联网结构。
（二）网络传输
集中器发送抄表或阀控指令到指定水表后，智能水表执行指令将执行结果数据通过有线或无线的数据传输方式，经过采集器中继回传给集中器，然后再通过集中器传输到平台服务器进行指令报文的解析和处理，完成一次自动抄表操作。在整个通信过程中数据信息的网络传输是非常重要的一个技术点。
（三）软件工程和信息化管理
智能表综合管理系统平台是一个比较典型的管理系统软件，智能表综合管理系统从水表环境的搭建、调试开始到整个平台业务的形成，系统中的基础数据信息管理，包括实际运行过程中的统计分析等，都与信息化管理息息相关。
（四）智能水表物理结构及通信过程
智能水表通过有线或者无线的组网方式，每天固定时刻会保存水表读数、水表电量、阀门状态等数据，待集中器到指定时间发送釆集指令后，水表数据经过采集器到集中器，然后通过集中器对主站的有线连接、WIFI、GPRS等互联网连接方式，每天将数据批量发送至采集服务器主机，完成每天的定时上报任务。服务器接收所有集中器上报过来的水表数据并解析后存入数据库，完成基础数据的釆集和解析过程。
二、智能表综合管理平台总体设计
智能表综合管理系统主要内容包含了智能采集终端（智能表）、集中处理传输设备（集中器、采集器）、数据传输介质（无线、有线）和智能表综合管理系统（服务器、软件系统）。智能表综合管理系统的主要包含以下几大功能模块：
（一）抄表查询，智能远传水表平台能够记录系统中水表每天的上报情况和历史上报记录，时间具体准确到年月日时刻，可以根据每日上报历史进行水表的用量分析。
（二）维护管理。智能远传水表平台具有对系统中异常状态设备和异常水表的统计和明细查询功能，且要具备通信过程中与系统对接时通信调试的功能，以便能够直观地看到系统的底层报文数据传输情况，查找錯误的发生原因，确保在系统瘫痪无法操作时根据数据的解析情况做出最快、最准确的判断，从而保证系统长期稳定的运行。
（三）阀控管理。基于供水服务需要，对日常运营过程中费用不足的用户或者特殊情况需要时，可对水表进行远程阀控操作。
（四）水费预结算。由于实现了水表的每日读数上报，系统可以根据每天上报至系统的水量记录对应用户预存余额来进行每日水费预结算，形成用户的实时水费。
（五）水量统计及分析。通过统计小区内全部水表的水量，可以结合大口径总表，进行用户和小区水量使用情况的查询和产销差分析，从中发现有水量异常情况的水表，及时排查处理。
（六）档案管理。针对系统中的基础数据，比如集中器、小区、住户等信息的管理和维护。
三、智能表综合管理平台的技术方案
（一）水表的远程实时抄读方案
在北京市水科院试验区安装水表，水表具有分布较集中、数量小、水量变化较小的特点，所以智能远传水表需做到每天至少一次定时抄读，集中器每天至少一次向服务器的水表数据定时上报;且可以通过实时抄读得到当前水表状态数据，并将每天上报的读数存入数据库用于分析统计。
（二）水表的远程实时阀控方案
为了实现对水表的实时开关阀控制，需要保证集中器至水表的通信路径上所有设备处于实时在线状态，随时可以接收和响应服务器发送的阀控指令。实时阀控方案与预结算相结合可以实现用户用水余额不足时的自动关阀和缴费后的自动开阀功能。
（三）用户的水费预结算方案
预结算方案使供水行业的收费模式，从先用水后付费向先预存后用水方式的转变提供了系统方面的技术支持。根据用户水表每天的用水量进行水费账户余额的预存提醒，配合必要时采取的关阀操作，以及已关阀用户缴费后的自动开阀，可以为供水企业的有效管理带来极大的便利。
（四）结合短信通知、电子支付渠道的方案
基于智能水表每日上报和预结算的特点，可以发送短信通知用户即将欠费或者已经欠费，提醒用户及时缴费。同时通过结合支付宝、微信、银联等电子支付平台的缴费功能，使用户可以足不出户就能了解用水情况，完成缴费，实现供水企业与用户之间的“零距离沟通”。
智能远传水表相比传统机械水表，由于其具有信息化、自动化、人性化等特点，是今后供水计量行业的一个主要发展方向。通过对智能水表平台的技术需求分析和功能设计，实现了城区供水行业的智能表综合管理系统的主要功能分解，并从系统数据对接角度出发，提出了一套与实际供水业务相结合的技术解决方案。在系统平台开发完成并投入前期实验性运营后，抄表平台系统实际运营运行情况良好，且取得了较好的预期结果，表明了较大水表数量的智能表综合管理系统是符合城区实际客观需求的，同时也是适应未来市场发展需要的。
作者简介：
彭建雄（1992-04-），男，汉族，河北保定，专科，研究方向： 水利信息化。
针对目前互联网及大数据的时代特点，供水行业中逐渐兴起智能远传水表。从目前远传智能水表具有代表性功能包括远程数据传输、远程控制阀门、设置阶梯水价等。其中关键技术在传输控制过程。根据智能远传水表的基本特性，提出了面向供水行业，可以满足使用范围较大数量的远传智能水表提供稳定供水、远程实时阀控和预付费方式等功能，可以满足业务基本需求。
关键词：互联网;智能水表;管理应用
从20世纪末至今，智能远传的概念在被提出后不断发展与进步。根据《封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表》2007年版“水表准则”国家标准的发布，为推动我国智能水表产业的规范发展起到了极为重要的作用。传统水表基本采用人工现场抄表的方式，其工作效率低、劳动强度大、误抄、漏抄现象客观存在，同时因入户抄表而影响用户隐私也是抄表工作的老大难问题。
智能远传水表通过水表通讯单元输出采集数据通过智能表综合集管理系统，无需人工干预就可以完成准确、可靠且持续的计量工作，这是智能水表的基本功能特点。而“互联网+”将互联网的创新与实践深度融入于供水行业及各行各业中，极大地提升了供水行业的创新力和生产力。
通过结合互联网+智能水表，智能水表可以实现自动化计量、远程阀门控制、网上支付、居民用水统计与查询、数据分析、消息通知、节水管理等功能，为供水行业带来便利也是服务的变革和进步。
一、远程智能抄表的关键技术分析
智能远传水表引用了物联网、网络传输、软件工程和信息化管理等多个关键技术概念。
（一）物联网
“物联网概念”建立在“互联网概念”是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，是将其用户端延伸和扩展到物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。智能水表的远程管理系统平台正是实现了智能水表、集中器、服务器之间的数据传输通信，在城区实际供水应用中形成了城市级别的物联网结构。
（二）网络传输
集中器发送抄表或阀控指令到指定水表后，智能水表执行指令将执行结果数据通过有线或无线的数据传输方式，经过采集器中继回传给集中器，然后再通过集中器传输到平台服务器进行指令报文的解析和处理，完成一次自动抄表操作。在整个通信过程中数据信息的网络传输是非常重要的一个技术点。
（三）软件工程和信息化管理
智能表综合管理系统平台是一个比较典型的管理系统软件，智能表综合管理系统从水表环境的搭建、调试开始到整个平台业务的形成，系统中的基础数据信息管理，包括实际运行过程中的统计分析等，都与信息化管理息息相关。
（四）智能水表物理结构及通信过程
智能水表通过有线或者无线的组网方式，每天固定时刻会保存水表读数、水表电量、阀门状态等数据，待集中器到指定时间发送釆集指令后，水表数据经过采集器到集中器，然后通过集中器对主站的有线连接、WIFI、GPRS等互联网连接方式，每天将数据批量发送至采集服务器主机，完成每天的定时上报任务。服务器接收所有集中器上报过来的水表数据并解析后存入数据库，完成基础数据的釆集和解析过程。
二、智能表综合管理平台总体设计
智能表综合管理系统主要内容包含了智能采集终端（智能表）、集中处理传输设备（集中器、采集器）、数据传输介质（无线、有线）和智能表综合管理系统（服务器、软件系统）。智能表综合管理系统的主要包含以下几大功能模块：
（一）抄表查询，智能远传水表平台能够记录系统中水表每天的上报情况和历史上报记录，时间具体准确到年月日时刻，可以根据每日上报历史进行水表的用量分析。
（二）维护管理。智能远传水表平台具有对系统中异常状态设备和异常水表的统计和明细查询功能，且要具备通信过程中与系统对接时通信调试的功能，以便能够直观地看到系统的底层报文数据传输情况，查找錯误的发生原因，确保在系统瘫痪无法操作时根据数据的解析情况做出最快、最准确的判断，从而保证系统长期稳定的运行。
（三）阀控管理。基于供水服务需要，对日常运营过程中费用不足的用户或者特殊情况需要时，可对水表进行远程阀控操作。
（四）水费预结算。由于实现了水表的每日读数上报，系统可以根据每天上报至系统的水量记录对应用户预存余额来进行每日水费预结算，形成用户的实时水费。
（五）水量统计及分析。通过统计小区内全部水表的水量，可以结合大口径总表，进行用户和小区水量使用情况的查询和产销差分析，从中发现有水量异常情况的水表，及时排查处理。
（六）档案管理。针对系统中的基础数据，比如集中器、小区、住户等信息的管理和维护。
三、智能表综合管理平台的技术方案
（一）水表的远程实时抄读方案
在北京市水科院试验区安装水表，水表具有分布较集中、数量小、水量变化较小的特点，所以智能远传水表需做到每天至少一次定时抄读，集中器每天至少一次向服务器的水表数据定时上报;且可以通过实时抄读得到当前水表状态数据，并将每天上报的读数存入数据库用于分析统计。
（二）水表的远程实时阀控方案
为了实现对水表的实时开关阀控制，需要保证集中器至水表的通信路径上所有设备处于实时在线状态，随时可以接收和响应服务器发送的阀控指令。实时阀控方案与预结算相结合可以实现用户用水余额不足时的自动关阀和缴费后的自动开阀功能。
（三）用户的水费预结算方案
预结算方案使供水行业的收费模式，从先用水后付费向先预存后用水方式的转变提供了系统方面的技术支持。根据用户水表每天的用水量进行水费账户余额的预存提醒，配合必要时采取的关阀操作，以及已关阀用户缴费后的自动开阀，可以为供水企业的有效管理带来极大的便利。
（四）结合短信通知、电子支付渠道的方案
基于智能水表每日上报和预结算的特点，可以发送短信通知用户即将欠费或者已经欠费，提醒用户及时缴费。同时通过结合支付宝、微信、银联等电子支付平台的缴费功能，使用户可以足不出户就能了解用水情况，完成缴费，实现供水企业与用户之间的“零距离沟通”。
智能远传水表相比传统机械水表，由于其具有信息化、自动化、人性化等特点，是今后供水计量行业的一个主要发展方向。通过对智能水表平台的技术需求分析和功能设计，实现了城区供水行业的智能表综合管理系统的主要功能分解，并从系统数据对接角度出发，提出了一套与实际供水业务相结合的技术解决方案。在系统平台开发完成并投入前期实验性运营后，抄表平台系统实际运营运行情况良好，且取得了较好的预期结果，表明了较大水表数量的智能表综合管理系统是符合城区实际客观需求的，同时也是适应未来市场发展需要的。
作者简介：
彭建雄（1992-04-），男，汉族，河北保定，专科，研究方向： 水利信息化。