多表合一远程抄表系统的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——多表合一远程抄表系统。该专利由国网四川省电力公司成都供电公司申请，并于2018年1月9日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及远程抄表，具体涉及多表合一远程抄表系统。

发明背景

水、电、气是关乎民生的三个重要能源行业，涉及千家万户，其三项数据的采集占用老百姓的时间，抄表工作也牵扯了大量的人力物力，在实际工作中也表现出来种种弊端。住宅小区的智能化、系统化、网络化已成为国内住宅建设的发展方向，远程抄表列为智能住宅小区的基本配置，特别是随着经济社会的发展，人们对服务质量的要求也越来越高，现有的电力公司、自来水厂和燃气公司各自抄自己的表，这一传统的抄表方式已经不能满足现代社会需求。而且，在大数据时代的背景下，智能化、集约化、网络化推行水、电、气一体化采集工作，有利于社会资源整合利用。

在我国，自来水、燃气、电力公司分属于不同行业，隶属于不同的政府机构管辖，因此要实现三表的统一采集，必须在统一协调下三家公司之间开展沟通协商，确定试点小区，进行现场设备改造调试工作，并且互相交流在采集系统建设中的经验和成效。在国家相关政策的指引下以及政府的指导下共同构建资源共享平台。对于三家公司来说，如果各自建立表计的远程采集通道及数据分析系统，将造成重复投资浪费。理论上若各自实现远抄，将造成三倍投资及建设工作量。对于居民来说，随着资源共享的深入推进，可以享受远程实时查询“水、电、气”的便利，方便交费，提高了社会服务的透明度。可见，无论是对相关政府管理机构、相关公司、还是普通民众，这都是非常有益的事情。

此外，很多地方也在使用热量表，因此目标在于将水表、电表、燃气表和热量表的数据统一化并进行远程读表。总而言之，若能提出一种能够将多表合一的系统，将多表数据整合在一起进行远程抄表，将会节省水表、电表、气表和热表的基础建设经费，并且简化抄表流程。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了多表合一远程抄表系统，其实施时可统一地对水表、电表、燃气表和热量表进行远程抄表，无需逐个单独抄表，并且无需针对单个表建设远程抄表系统，也节省了抄表相关的人力成本。

本发明提供的技术方案为：多表合一远程抄表系统，包括GPRS公网、协议转换器、集中器、智能电能表、智能水表、智能燃气表和智能热量表；智能水表、智能燃气表和智能热量表均与协议转换器连接，协议转换器和智能电能表均与集中器连接，集中器与GPRS公网连接；协议转换器用于接收智能水表、智能燃气表和智能热量表的上行数据并将其规约转换成与智能电能表上行数据一致的规约，并向集中器传输规约统一的上行数据；集中器用于将协议转换器输出的规约统一的上行数据传输至GPRS公网，并将智能电能表的上行数据也传输至GPRS公网；协议转换器将智能水表、智能燃气表和智能热量表的上行数据转换为与智能电能表上行数据规约一致的电力载波，以供集中器读取智能水表、智能燃气表和智能热量表的数据信息，集中器再将智能电能表传递的电子载波接收并传至GPRS公网。

其中，协议转换器将不同规约的数据转换为统一规约的数据，集中器将所有数据收集后统一发送至GPRS公网，以供远程抄表。通过本发明，无需单独对智能水表、智能燃气表、智能热量表和智能电能表进行逐个抄表，也无需针对单个表建设远程抄表系统，只需要一套系统便可以同时对智能水表、智能燃气表、智能热量表和智能电能表进行抄表工作，并且节省了可观的人力成本；还包括超级电容器，超级电容器与智能水表、智能燃气表、智能热量表和智能电能表连接，超级电容器用于为智能水表、智能燃气表、智能热量表和智能电能表供电，可以在停电或紧急时刻保证智能水表、智能燃气表、智能热量表和智能电能表可以正常工作，超级电容器的充电速度快且比容量大，并且符合新能源建设理念；智能水表的正面板上设有LED灯，智能水表的侧面上固定有电池盒，电池盒上设有滑盖，滑盖与电池盒采用滑动式连接，电池盒采用防水材料，超级电容器置于电池盒中，超级电容器用于为LED灯和智能水表供电。采用外置式电池设计可便于电池的更换，且由于超级电容器在受潮情况下易发生电解质泄露现象，因此需将其外置；防水材料的电池盒可防止超级电容器受潮，滑盖用于开闭电池盒。

进一步地，包括多个智能电能表，协议转换器和多个智能电能表均通过PLC/微功率无线/双模/RS485与集中器连接，使智能电能表的接口符合集中器的连接要求，并且可提升信号传输质量且降低丢包率。包括多个智能燃气表，多个智能燃气表上设有标准485接口或MBUS接口，并且智能燃气表通过RS485或M-BUS总线与协议转换器连接，智能燃气表的通信协议为T188，使智能燃气表的接口符合协议转换器的连接要求，并且可提升信号传输质量且降低丢包率。

进一步地，包括多个智能水表，还包括M-BUS集线器，智能水表上设有标准485接口或M-BUS接口，智能水表的通信协议为T188，多个智能水表通过M-BUS总线与M-BUS集线器连接，M-BUS集线器与协议转换器连接，使智能水表的接口符合协议转换器的连接要求，并且可提升信号传输质量且降低丢包率。包括多个智能热量表，多个智能热量表通过微功率无线与协议转换器连接，通过微功率无线的通讯方式可简化通讯线路，且符合传统智能热量表的数据传输方式，无需对智能热量表做过大的改动。

进一步地，还包括交换机、用户信息采集主站、电力营销业务应用系统、智慧城市服务系统、水务抄表系、燃气抄表系统和热力抄表系统，集中器将所接收到的数据通过GPRS公网传输至交换机，交换机中的数据依次传输至用电信息采集主站和电力营销业务应用系统，交换机中设有防火墙以防不法分子盗取各表的上行数据，用电信息采集主站用于将集中器所发射的数据存储待命，电力营销业务应用系统将用电信息采集主站中所存储的信息提取后以供用户进行相应缴费，电力营销业务应用系统与智慧城市服务、水务抄表系统、燃气抄表系统和热力抄表系统进行数据互通，将电力营销业务应用系统所接收到的数据提供给智慧城市服务部门、供水公司、燃气公司和热力公司使用，智慧城市服务部门、供水公司、燃气公司和热力公司中均设有防火墙。

本发明所产生的有益效果为：本发明包括GPRS公网、协议转换器、集中器、智能电能表、智能水表、智能燃气表和智能热量表；智能水表、智能燃气表和智能热量表均与协议转换器连接，协议转换器和智能电能表均与集中器连接，集中器与GPRS公网连接；本发明在对传统智能电能表、智能水表、智能燃气表和智能热量表在做出改动的同时也做出了一定的妥协，使得改动不至于过大，并且实现了将智能水表、智能燃气表和智能热量表的上行数据统一为与智能电能表上行数据规约一致的电力载波，实现了远程统一抄表，节省了相关建设经费以及人力成本，且引入超级电容器为四个表供电可使各表持续不断地正常工作。