大口径水表无线抄表系统设计方案.doc

大口径水表无线抄表系统设计方案
（光 电 直 读 式）

淄博电器有限公司

第一章 直读式抄表系统介绍
一、概述
型智能抄表网络系统是总线制智能抄表系统产品，它由表单元、链路单元、集中器、装载有智能抄表系统管理软件的主控机三部分组成。其中表单元包括光电直读水表。链路单元包括： 型集中器。该系统可在最大程度上简化用户的操作，实现真正意义上的足不出户、智能在线抄表并监测水表的运行状态。
二、系统构成
2．1、系统架构
直读式集中抄表管理系统由三级网络组成，从下至上分别是读数转换层（表单元）、数据集中层和管理层（主控机）。
读数转换层
读数转换层的作用是把各种计量表上计数器的显示值转换成与其对应的读数，并传送给上层设备（集中器）。该层的主要设备是各种光电直读式远传计量表。
数据集中层
数据集中层的作用是定时读取和储存下属各表计的数据及传递实时操作命令。该层的主要设备是集中器。
管理层
管理层的作用是对整个系统所采集的数据进行处理、储存，并提供查询、打印等功能。该层的主要设备是电脑、打印机等。
智能抄表网络系统的通讯链路基于485总线架构，由主干、中继、扩展三级网络构成，系统组网图如下所示。

主控机：在主控机上安装型智能抄表系统管理软件，由该系统软件发出抄表指令，集中器做出相应的响应，完成抄表任务。该系统因采用不同型号的集中器，而要求主控机的硬件配置亦不同，以下列出主控机的基本配置。
主要参数： 2000以上服务器版操作系统，40G硬盘，2，1个232端口（集中器时用）。

2．2、通信方式
直读式集抄系统在组成结构上类似于集散式控制系统，其数据通信由上中下二个层次组成(见图2)。上层通信是指集中器与主站电脑之间的通信，下层通信是集中器与其下属直读表之间的通信。这二层通信在物理结构上相互独立，对通信方式、传输介质、传输速率的要求各不相同，下面分别予以介绍。

图2 直读式集抄通信通信层次

2.2.1 上层通信

如前所述，上层通信是指集中器与主站电脑之间的通信。该层通信的主要特点是数据量较大，传输距离可能很远。如图3所示，在实际工程项目中，上层通信经常采用的方式有232、电话网、、485、局域网等。

① 232串行通信方式
如图3(a)所示，这是最简单也是最常用的方式，用一根232串行电缆将集中器的232口与电脑的232口连接起来即可，下行通过485通信接口与采集器/中继器连接，这种方式适用于集中器与主站电脑距离很近的场合，该距离应当小于15米。这种通信方式的传输速率较高，误码率很低，可靠性较高。

② 电话拨号通信方式
如图3(b)所示，当主站电脑与集中器相距较远时，可采用这种方式。主站电脑和集中器各自通过调制解调器()与电话网连接，从理论上讲，只要通电话的地方，都可采用此方式，因此它的传输距离不受限制。这种通信方式的可靠性会受电话网传输质量的影响。

(a) (b) (c) (d)

图3 系统上层通信方式

③ 通信方式
如图3(d)所示，当主站电脑与集中器相距很远，并且无法采用电话拨号或者电话距离太远布线费用太高，可采用这种方式。

④ 485串行总线通信方式
如图3(c)所示，当主站电脑通过232485转换器与采集器连接，电脑与采集器间的最大距离可达到1200米，如增加中继器则还能延长传输距离，这种通信方式的传输可靠性较高，传输速率也较高。

⑤ 局域网通信方式
如图3(d)所示，随着网络技术的飞速发展，网络的触角已伸展到我们的周围。“宽带接入”成为新建小区的亮点，因此集抄系统与网络的连接也就势在必行了。此外近年来随着无线通信网络的发展，通信方式也可用于集抄系统的上层通信。
这几种通信方式各有特点，应根据项目的具体情况选用，以期达到最佳效果。
2.2.2 下层通信

下层通信是指集中器与其下属表计之间的通信。目前采用的通信方式主要是485总线传输与总线传输两种方式。

图4 下层通信连接示意图
从图4中可见，集中器的下行通信接口通过485总线或总线与直读表连接，当采用485通信方式时采集/中继器所提供的直流电源通过另一对导线与485直读表连接。

第三章 设备简介
通讯链路单元是智能抄表网络系统的中间传输环节，由于它决定了表单元的抄表数据能否经链路传输上来，以及经由什么样的链路传输，所以链路单元也起着很重要的作用。根据现场及用户的需要，通过搭配不同的链路单元，可实现本地抄表、电话抄表等多种方案。
型智能抄表网络系统的链路单元如概述中所述，主要包括集中器、隔离中继器、智能数据采集器。以下简单分述各设备的功能及其使用注意事项。
一、集中器()
（一）功能：
集中器是智能抄表系统的数据集中单元。集中器通过建立可靠的通讯通道，处理和交换主控机与表单元间的数据信息。可根据需求配置为每月的每天、某一或两天的某一时间定时自动抄表，抄表后的数据保存在集中器中，供主控机随时读取。主控机可通过拨号、232或无线抄表方式读取表数据。既可读取集中器内已读取并保存的抄表数据，也可令集中器操作采集器和表单元，提取表单元的最新抄表数据。
型智能程抄表网络系统因与主控机连接方式不同，所达到的功能亦不同，下面列出三种工作模式的对照表。
与主控机通讯方式
232

功功能
本地
本地
远程
管理的小区数目
1个
多个
定时自动抄表
有
使用方式时，将集中器连接到电信局提供的电话线上，集中器自动应答拨入的电话，接收从电话线路上传来的抄表指令，完成对区域内采集器和表的操作。
使用232抄表时，集中器通过串口延长线连接到主控机的串口上。
使用抄表时，主控机通过访问连接到网络的集中器，实现无线抄表。集中器与主控机之间不需要布线，但要求在安装集中器的位置已覆盖有网络且保证信号良好，同时还要求主控机能上网，网络状况良好。
（二）技术指标：
1、设备型号： ；
2、工作电源： 121A；
3、通信方式： 与上位机：公用电话网、232、；
与下位机接四路主干总线；
4、工作环境： 温度：0℃ ～ 55℃；湿度：5～ 95
二、中继器（）
（一）功能：
集成了中继器和电源控制器两大功能，具有防雷作用的同时还具有总线隔离功能；
内部电路能自动感知数据流方向，自动切换使能控制端，并对信号进行放大、增强；
当主干网上有抄表信号时，给采集器供电并打开通讯线路；当主干网无通讯信号时，中继器的输出和输入由内部电源控制断开，使得中继网络与主干网络处于完全隔离状态。
（二）技术指标：
1、设备型号： ；
2、工作电源： 121A直流电；
3、通信方式： 485；
4、保护等级： 485接口每线600W的雷击浪涌保护；
5、工作环境： 温度：0℃～55℃；湿度：5～ 95。
三、采集器()
（一）功能：
具有防雷作用的同时还具有总线隔离功能；
内部电路能自动感知数据流方向，自动切换使能控制端，并对信号进行放大、增强；
系统通过寻址方式访问对应采集器输出通道内表单元，而不影响其它采集器输出通道内表单元工作；
（二）技术指标：
1、设备型号： ；
2、工作电源： 总线供电；
3、通信方式： 485；
4、保护等级： 485接口每线600W的雷击浪涌保护；
5、工作环境： 温度：0℃～55℃；湿度：5～ 95
四．光电直读智能表
表单元是智能抄表系统的关键和灵魂，智能抄表系统的准确性和可靠性很大程度上依赖于表单元。
智能抄表网络系统的表单元采用当前最新技术开发而成，光电直读表是其中最具代表性的产品。该表通过编码与译码将表的字轮数“直读”出来，是字轮上数位的物理位置翻译；译码器读表瞬间完成译码，送出数据，表的输出数与表盘读数无偏差，抖动、回流、强磁干扰都不会影响表读数。光电直读表包括光电直读水表、光电直读气表。
一、性能与功能
通过编码与译码将表的字轮数“直读”出来，是字轮上数位的物理位置翻译；
系统（或手抄器）在读表时送电到表内，不用电池，也不需要电源来维持数据的准确；
译码器读表瞬间完成译码，送出数据，表的输出数与表的字盘读数无偏差，抖动、回流、强磁干扰都不能影响译码读数；
表具有唯一的标识码，即表地址（出厂编号）：8位数字；
通过总线远程传输用量信息及其它信息；
提供485 总线传输或总线传输，可单独工作亦可组成网络系统，信息由专用手抄器单独抄读或系统联网抄读；
“0”功耗，故障率降低，寿命更长；
智能化电子单元完全密封于计数器中、与水隔离，不受外界水及湿气侵蚀；
二、技术指标
表类型： 光电直读气表、水表
电源电压：12±2V（仅通讯时供给）；
输出接口： 485或总线传输
通信速率： 2400
传输距离：≦1200m
工作电源： .9~12V
额定电流： 待机时小于0.6，读表时小于10
工作方式：间歇
工作环境：温度：0℃～50℃；0℃～90℃（热水表）
湿度：5～ 95；

第四章 直读式抄表系统设计方案
4.1 设计依据
1、与甲方口头交流的项目相关资料；
2、《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》50312；
3、《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》50311；
4、《施工现场临时用电安全技术规范》46；
5、《民用建筑电路设计规范》16；
6、《建筑电气安装工程质量检验评定标准》303；
4.2 工程概况
化工厂建筑为厂房式建筑及外围给水总表分表，共计50个点位。各表通过直接接入集中器，然后通过传输进入工厂的管理房的电脑，水表和气表是为编码直读式智能表。
4.3 系统结构及配置原则
3.3.1 系统结构
本工程的各表设计为直读表抄表系统，各表用4×0.752连接至首层的接入集中器。
本工程通过系统可实现对系统所辖区域内表计数据的读取、处理及储存、上传。
4.3.2 系统设备功用
◎管理机：内装远程抄表系统的上层操作软件，对所辖设备进行管理，通过辖下的集中器可以随时调用系统内任一表计的数据，并对数据进行处理，同时可以对系统内设备发出各种指令，本系统所用电脑为一般办公用计算机，安装在消防监控中心。
◎集中器：是整个系统的桥梁，用于管理、数据缓存；起下传计算机命令及回传数据给计算机的作用；水表系统配1台集中器，安装在监控中心；本抄表系统选用我司的集中器，下行接口为标准的485接口；
◎直读水表：上电可接收来自集中器发来的各种操作命令，把计数器的值转换成数据上传至集中器，通信距离小于1200米。每只直读表通信接口为标准的485接口，手拉手相接接入采集/中继层，直读表平时不工作，不用电，无功耗，系统维护量少。
3.3.3 系统配置原则
每台集中器负载一只直读表计；每台集中器配备220V市电。
3.4 施工说明
1、所有的集抄设备应做好防水、防破坏措施；
2、应做好设备的防雷接地措施；
3、系统调试前，严禁设备通电，避免线路短路烧坏设备。
4、本系统所用线材皆为国标线材，均有国家级检测单位的检测报告，绝缘、阻燃。
5、按弱电施工工艺进行施工。
3.5 系统功能
1、本系统集微电子技术、通信技术、网络技术于一体，采用集散结构、模块化设计，所有设备均带有微处理器，能独立运行。
2、系统的可操作性。可解决不同接口和协议的“标准化”。
3、先进性、实用性、可靠性、可扩充性、兼容性。系统可适应未来技术的发展，新增设备可与原设备技术无缝连接，可靠、稳定地实现功能升级。
4、互联性、可管理性。系统可通过网络把各子系统连接成一体。可数据传输、资源共享来实现各系统的有效管理。
5、本系统可对表计数据的采集、读取以及计量数据、管理参数的设置。
6、本系统可实现抄表数据、收费数据（收费单）的生成、打印及导出（文本文件），亦可设置多种费率及结算方式。
7、系统具有定时抄表功能，可对系统内的表计进行定时采集和记录抄表数据，每天最少一次，抄表次数可设定并保留末次抄表数据。
8、本系统具有通信异常报警功能及操作人员权限设置功能。
9、本系统具有计量失准判断功能，当抄表数据超出预设的计量范围上、下限时，系统会自动报警。
第五章 直读式抄表系统功能说明
5.1 费用管理：费用的统计、查询、备份、报表、收费单的生成。
5.2 表具管理：不需设置表底数、表常数。
5.3 区域管理：设置区域有关参数。
5.4 表位管理：管理和控制每个表位用量及结算方式等。
5.5 事务日志：系统工作情况的保留、查询。
5.6 分级管理：可以设定不同的管理操作人员及其权限。
5.7 实时抄表：实时抄取任一表计当前数据及状态。
5.8 自动校时：定时抄表时自动校正系统内装置的时间。
5.9 数据保留：系统可查询历史数据。
5.10 可按编号、地址、姓名、电话等信息查询用户资料。
5.11 对用户每月的用量进行统计并计算出金额。
第六章 直读式抄表系统的特点说明
6.1 抄表的准确性
直接读取表计的“窗口值”，减少了累计脉冲换算的故障点，没有累计误差；直读表计电子部分与表内的计数器等装置没有机械接触，不受抖动影响而引起误差；抄表时瞬时读取数据，不受电磁干扰影响。因此抄表数据准确、可靠。

6.2 抄表的方便性
直接读取表计的“窗口值”，不需设置表底数，表常数等各种参数，无需存储数据，操作方便实用，且每个表计有属于本表的唯一地址编码，方便管理维护。
6.3 低功耗“省能”
电子采样器件只在抄表时由中继器提供工作电源，内部不设电源，平时不工作，不耗电，功耗大大降低。
6.4 防雷电等安全性能
由于表内的电子部分平时不工作，与外界隔绝，不受外界电磁干扰，也不对其他弱电系统产生干扰，大大提高了防雷的性能和阻绝了电磁干扰。
6.5 系统使用寿命长
由于直读表计不需要长期工作，避免了在运行过程中受到各种干扰的伤害（如雷电、静电等），实时抄表时瞬时工作，从而大大延长了抄表系统的使用寿命。
6.6 系统工程安装简单方便和维护量少、费用低
采用总线方式，布线简单方便；直读式抄表系统无读数误差，主要维护通信线路，省时省力；系统不需要长期供电，不需要备用电池，不工作时不耗电，因此维护量少、费用低。
6.7 系统的开放性
采用完全开放的设计思想，充分考虑了与其他各种系统的兼容性。

光电直读远程自动抄表管理系统是由中心管理计算机、区域数据集中器、采集器、中继器、光电透射式直读智能表等硬件设备以及远程自动抄表管理系统软件组成的分布式网络系统。远程自动抄表管理系统由于采用了新型可靠的光电直读技术，直接读取字轮数据，准确实时，是其它类型抄表系统无法比拟的。

第七章 人员培训及售后服务
4.1 人员培训
为了使得甲方指定的有关人员能熟练修理和操作整个系统，保障系统在以后的良好运作，我公司免费为用户的操作和管理人员进行培训。培训地点可以在我方公司内，也可以在用户现场进行指导。
我公司对用户的培训：在施工过程中，我公司派工程师负责现场施工，同时会邀请相关人员使用培训。
1、 施工现场培训：在施工过程中，我公司派工程师负责现场施工，同时会
邀请甲方管理人员现场边施工边讲解。
用户使用培训：工程验收后，我公司派工程师对用户使用人员进行用户使用培训。
2、 培训内容: ① 系统工作原理
② 系统硬件、软件组成及功能特点
③　设备操作
④ 一些常规维护及故障处理
4.2 售后服务
我公司设立专门的客户服务部门，有专门的工程师为用户提供售后服务和技术支持。
1、 咨询服务
可随时电话或书面解答产品使用和系统操作方面的疑问，必要时派人员到现场服务。
2、 维修服务
● 工程竣工之后免费保修一年，保修期外，公司长期提供维修服务。
● 保修时，甲方指定联系人电话通知或用户单位书面通知我公司。
● 深圳市接到甲方通知后48小时内解决维修问题。
● 免费维修期内，人为或自然灾害引起的故障或损坏，仅收取维修成本费。
● 免费维修期以外的维修服务仅收取维修成本费。
3、 定期维护
每三个月公司派技术人员定期联系甲方，对工程进行质量跟踪，及时反馈质量信息，以便及时进行维护保养。
4、 以下情况不属保修范围
●因不正常操作及人为或自然灾害而引起的损坏。
●自行卸改换机内任何部分（如线路、零件等）后造成的损坏。
●非我方指定的专业技术人员指导安装而引起的故障。
5、 新升级服务
若系统正式运行一段时间后，甲方需要对系统的一些设备进行更新换代，我公司会安排技术人员协助甲方对已运行系统进行改进提高。若系统使用的软件版本升级，我方无偿提供软件新版本，使甲方的系统始终处于最先进的水平和最完善的状态。

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