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【摘要】本文介绍光电直读水表远程集抄系统的结构框架，阐述系统中重要的结构环节的工作原理及主要功能，系统的应用可加强水资源的管理，实现科学能源管理的目的。
【关键词】低压载波;远程集抄;光电直读水表
1、概述
传统的抄表方式需要投入大量的人力入户抄表，并进行人工统计，效率低，效果差。低压载波远程集抄系统无须入户即可随时抄录、统计用户数据，并可以实施计量、收费等工作，大大提高了收费准确性和及时性。目前，电表低压载波技术已经在许多大中城市和高档社区内得到很好的应用，而对于光电直读水表远程集抄的应用也正在稳步的开展着，并取得了一定的成效，可以有效加强供水管理、用户管理、水表计量、收费等方面的管理，极大的降低水产销差率，提高能源使用率，减低损耗。
2、系统的基本框架
低压载波光电直读水表远程集抄系统主要由主站中控系统、通讯网络、集中器、普通低压（220V）电力线、采集器、住户光电直读水表终端等部分组成，是以普通220V民用电线作为通讯载体的用户信息采集系统，是一种高度集成化、集软硬件为一体，对用户的用水量数据自动采集、存储、传输、统计及综合分析的实用型系统。
为了实现设备之间的信息交换，采用两级通道完成功能。第一级通道（上行通道），即集中器与主站系统之间的远程通道，一般主要采用GPRS、CDMA、以太网等方式。第二级通道（下行通道），即集中器与采集器、水表之间的本地通道，一般主要采用：M-BUS、低压电力载波或者混合方式，但从安装改造施工便利性角度来看，下行通道中的低压电力载波优势明显。
3、系統的特点
低压载波光电直读水表集抄系统具有六大特点一是组网运营成本低。利用普通民用220V电线作为数据传输载体，只需在住户水表旁新布2－3米数据线，基本不破坏原装修，施工简单。二是具有高准确性和一致性。三是具有高容错性，系统软、硬件设备具有良好的容错能力，出现意外情况，均不引起系统功能丧失和影响系统正常运行。四是具有实时性，可随时对住户用水情况进行统计分析，每天每户存储一个数据。五是具有易操作性，系统应用软件具有友好的用户图文界面，全图形全汉化，操作简单快捷。六是具有高安全性，系统具有登录用户识别和多级保护措施，不同级别的管理员登录后，具有不同的操作权限，确保数据库的安全。
4、系统运行原理
首先供水主站系统每日下发采集数据指令，通过第一级通道将指令传达给集中器，作为整套系统的核心环节，集中器会对管辖内的采集器发送采集命令，采集器在收到命令后采集水量数据并通过二级通道反馈给集中器，集中器将数据冻结存储，次日再送传给供水主站，最终实现远程抄收水量数据的目的。在系统运行的过程中，主站系统、集中器、采集器、观点直读水表则成了整套系统的关键，每一个环节都起到了不可或缺的作用。
4.1光电直读水表的主要功能
光电直读水表采用字轮刻度技术，将光信号转换为电信号，实现自动抄表。光电直读水表具有抄表准确性，低功耗，光电模式不受外界电磁干扰等功能。
4.2采集器的主要功能
通信功能：下行抄表与表计通信支持RS485/MBUS，上行通信与集中器通信支持RS485/PLC/MBUS。
数据采集功能：可抄读24小时整点总有功电量数据，可抄读智能水表能当日零时或指定时的日冻结数据（包括分费率电量）
数据存储与停电数据保持功能：采用64kB(可扩到64M)的FLASH电子盘，可长时间保存各种数据，电源瞬时及长时间断电时，采集器数据不丢失（10年以上）。
4.3集中器的主要功能
上行通讯采用无线公网：GPRS/CDMA，高可靠、大容量、低延时、开放性好、性价比高，专有数据加密和压缩技术，确保数据传输的安全性、高效性，可实现主站随时控制、集中器主动告警。
下行通讯采用电力线载波：低压电力线，集中器采用组网路由技术，首先集中器发一条寻找节点广播命令，收到该命令的节点在同一时段内作广播应答并报告Q（通信质量）值。集中器根据Q值选路由节点并通知路由节点寻找其它节点，收到该命令的节点应答并报告Q值。若所有节点已找到，则路由拓扑网络构架成功，完成了由一个无序，分散的节点群到一个有清晰网络拓扑结构的网络组网过程，通讯距离可达3000米。
4.4主站系统的主要功能
4.4.1数据采集功能
系统定期通过通信网络从集中器中读取用户计量仪表中的冻结数据，记录采集的进度。
系统可跟据进度直接下发补抄命令进行数据补抄；也可人工修改进度后再下发数据补抄命令；可由操作员自行选择表计以及待补抄的时间段进行数据补抄。
4.4.2实时监测
可对需要监测的表计，设定数据采集密度，系统根据设定的参数定时采集数据，然后将以表格形式显示或绘制曲线方式显示，达到实时监测的目的。
4.4.3用量及费用计算
系统根据日冻结、月冻结数据计算日、月用量，系统支持重运算功能，即当分量发生变化时能自动重新运算，保证数据的一致性。系统能设置费率参数并根据用量计算每月用户应缴水费。可以根据需要设计数据阀值，如果收费数据超过或极低于月平均用量的阀值，则进行发送报警提示。
5、运维体制建立
低压载波光电直读水表远程集抄系统中的每个环节都紧密相连，环环相扣，缺一不可。任一环节出问题都会降低系统的使用效率。建立有效的运维体制，可以在后续的运维工作中，确保远程集抄系统长期稳定的运行，最大限度地发挥出系统的功效，实现节能减排、提高小区水管理和服务水平，提高居民节约意识，真正做到从自动抄表技术逐步发展到科学能源管理的目的。
【关键词】低压载波;远程集抄;光电直读水表
1、概述
传统的抄表方式需要投入大量的人力入户抄表，并进行人工统计，效率低，效果差。低压载波远程集抄系统无须入户即可随时抄录、统计用户数据，并可以实施计量、收费等工作，大大提高了收费准确性和及时性。目前，电表低压载波技术已经在许多大中城市和高档社区内得到很好的应用，而对于光电直读水表远程集抄的应用也正在稳步的开展着，并取得了一定的成效，可以有效加强供水管理、用户管理、水表计量、收费等方面的管理，极大的降低水产销差率，提高能源使用率，减低损耗。
2、系统的基本框架
低压载波光电直读水表远程集抄系统主要由主站中控系统、通讯网络、集中器、普通低压（220V）电力线、采集器、住户光电直读水表终端等部分组成，是以普通220V民用电线作为通讯载体的用户信息采集系统，是一种高度集成化、集软硬件为一体，对用户的用水量数据自动采集、存储、传输、统计及综合分析的实用型系统。
为了实现设备之间的信息交换，采用两级通道完成功能。第一级通道（上行通道），即集中器与主站系统之间的远程通道，一般主要采用GPRS、CDMA、以太网等方式。第二级通道（下行通道），即集中器与采集器、水表之间的本地通道，一般主要采用：M-BUS、低压电力载波或者混合方式，但从安装改造施工便利性角度来看，下行通道中的低压电力载波优势明显。
3、系統的特点
低压载波光电直读水表集抄系统具有六大特点一是组网运营成本低。利用普通民用220V电线作为数据传输载体，只需在住户水表旁新布2－3米数据线，基本不破坏原装修，施工简单。二是具有高准确性和一致性。三是具有高容错性，系统软、硬件设备具有良好的容错能力，出现意外情况，均不引起系统功能丧失和影响系统正常运行。四是具有实时性，可随时对住户用水情况进行统计分析，每天每户存储一个数据。五是具有易操作性，系统应用软件具有友好的用户图文界面，全图形全汉化，操作简单快捷。六是具有高安全性，系统具有登录用户识别和多级保护措施，不同级别的管理员登录后，具有不同的操作权限，确保数据库的安全。
4、系统运行原理
首先供水主站系统每日下发采集数据指令，通过第一级通道将指令传达给集中器，作为整套系统的核心环节，集中器会对管辖内的采集器发送采集命令，采集器在收到命令后采集水量数据并通过二级通道反馈给集中器，集中器将数据冻结存储，次日再送传给供水主站，最终实现远程抄收水量数据的目的。在系统运行的过程中，主站系统、集中器、采集器、观点直读水表则成了整套系统的关键，每一个环节都起到了不可或缺的作用。
4.1光电直读水表的主要功能
光电直读水表采用字轮刻度技术，将光信号转换为电信号，实现自动抄表。光电直读水表具有抄表准确性，低功耗，光电模式不受外界电磁干扰等功能。
4.2采集器的主要功能
通信功能：下行抄表与表计通信支持RS485/MBUS，上行通信与集中器通信支持RS485/PLC/MBUS。
数据采集功能：可抄读24小时整点总有功电量数据，可抄读智能水表能当日零时或指定时的日冻结数据（包括分费率电量）
数据存储与停电数据保持功能：采用64kB(可扩到64M)的FLASH电子盘，可长时间保存各种数据，电源瞬时及长时间断电时，采集器数据不丢失（10年以上）。
4.3集中器的主要功能
上行通讯采用无线公网：GPRS/CDMA，高可靠、大容量、低延时、开放性好、性价比高，专有数据加密和压缩技术，确保数据传输的安全性、高效性，可实现主站随时控制、集中器主动告警。
下行通讯采用电力线载波：低压电力线，集中器采用组网路由技术，首先集中器发一条寻找节点广播命令，收到该命令的节点在同一时段内作广播应答并报告Q（通信质量）值。集中器根据Q值选路由节点并通知路由节点寻找其它节点，收到该命令的节点应答并报告Q值。若所有节点已找到，则路由拓扑网络构架成功，完成了由一个无序，分散的节点群到一个有清晰网络拓扑结构的网络组网过程，通讯距离可达3000米。
4.4主站系统的主要功能
4.4.1数据采集功能
系统定期通过通信网络从集中器中读取用户计量仪表中的冻结数据，记录采集的进度。
系统可跟据进度直接下发补抄命令进行数据补抄；也可人工修改进度后再下发数据补抄命令；可由操作员自行选择表计以及待补抄的时间段进行数据补抄。
4.4.2实时监测
可对需要监测的表计，设定数据采集密度，系统根据设定的参数定时采集数据，然后将以表格形式显示或绘制曲线方式显示，达到实时监测的目的。
4.4.3用量及费用计算
系统根据日冻结、月冻结数据计算日、月用量，系统支持重运算功能，即当分量发生变化时能自动重新运算，保证数据的一致性。系统能设置费率参数并根据用量计算每月用户应缴水费。可以根据需要设计数据阀值，如果收费数据超过或极低于月平均用量的阀值，则进行发送报警提示。
5、运维体制建立
低压载波光电直读水表远程集抄系统中的每个环节都紧密相连，环环相扣，缺一不可。任一环节出问题都会降低系统的使用效率。建立有效的运维体制，可以在后续的运维工作中，确保远程集抄系统长期稳定的运行，最大限度地发挥出系统的功效，实现节能减排、提高小区水管理和服务水平，提高居民节约意识，真正做到从自动抄表技术逐步发展到科学能源管理的目的。