摘 要

摘　要：介绍民用燃气表无线抄表系统的方案(手抄器直接对燃气表抄表、手抄器对无线燃气母表抄表、远程抄表)和硬件配置，探讨无线抄表系统在3个试点小区的应用，总结无线抄表技术

摘　要：介绍民用燃气表无线抄表系统的方案(手抄器直接对燃气表抄表、手抄器对无线燃气母表抄表、远程抄表)和硬件配置，探讨无线抄表系统在3个试点小区的应用，总结无线抄表技术的优缺点和存在的问题，提出了建议。

关键词：居民用户　无线抄表　远程抄表　硬件配置　手抄器

Application Research of Domestic Wireless Gas Meter Reading Technology

Abstract: The schemes of domestic wirelessgas meter reading system(gas meter direct readingbased on handheld meterreading machine，wireless master gas meter reading based on handheld meterreading machine and remote gas meter reading)andhardware configuration are introduced．The application of wireless gas meter reading system in the three pilot residential areas is discussed．The advantages，disadvantages and problems of wireless gas meter reading technology are summarized，and some suggestions are made．

Key words : residential customer；wireless meter readin9；remote meter readin9；hardware configuration；handheld meter reading machine

 

1　无线抄表系统方案和硬件配置

1.1　无线抄表系统方案

目前无线抄表^[1-2]的通信方式主要有红外传输、无线射频传输、移动电话网络、卫星抄表等4种类型，短距离的无线通信基本以红外传输和无线射频传输两种方式为主。红外传输燃气表数据的优点是价格低廉、功耗低，缺点是易受干扰、不能受到遮挡。采用无线射频传输燃气表数据，快速及时且不受环境干扰，因此无线射频传输是无线抄表系统抄读方式的首选。无线抄表系统方案可分为以下几种形式：

①　手抄器直接对燃气表抄表的系统方案

手抄器直接对燃气表抄表的系统方案包括点对点单抄和点对点群抄两种形式，点对点单抄是指通过一个手抄器对单只燃气表数据进行抄取，点对点群抄是指通过一个手抄器对多只燃气表数据同时抄取。系统由无线智能燃气表、手抄器、微型打印机、Pc机系统软件服务器组成，手抄器在燃气表安装侧同侧抄表。抄表流程为：抄表人员到抄表现场室外用手抄器唤醒需要抄收数据的燃气表，直接抄收燃气表显示的用气量，微型打印机自动打印出用户用气单据，抄表人员将单据交给用户或放人用户信箱。手抄器通过燃气公司的Pc机系统软件服务器上传用户数据信息，同时通过短信平台将用气信息发送到用户手机上。

②　手抄器对无线燃气母表抄表的系统方案

手抄器对无线燃气母表抄表的系统方案由无线智能燃气表、无线智能燃气母表、手抄器、微型打印机、Pc机系统软件服务器组成。该系统是在最基本系统单元上增加了无线智能燃气母表，该无线智能燃气母表是无线智能燃气表和采集器结合的产品，主要为解决采集器安装在室外、楼道易破坏和无法取电等困难而设计开发。工作方式为：子表和母表组成星状子网，每幢楼在同侧安装1只或多只母表，每只母表可抄收10～20只子表的数据，母表定时唤醒子表，采集子表数据。

抄表流程为：抄表人员到抄表现场室外用手抄器唤醒需要抄收数据的无线智能燃气母表，就能直接抄收到母表所管辖的无线燃气表的用气量数据，微型打印机自动打印出用户用气单据，抄表人员将单据交给用户或放人用户信箱。手抄器通过燃气公司的Pc机系统软件服务器上传用户数据信息，同时通过短信平台将用气信息发送到用户手机上。

③　远程抄表系统

在装有无线燃气表的居民小区中增加终端采集器、集中器(GPRS功能)等网络设备，可实现远程抄表功能。远程抄表系统包括以下4种方案：纯无线方案、IC卡无线方案、无线和安全控制方案、小区3表和管网无线控制方案。用户户内的无线燃气表可将信号传输至终端采集器、采集器或车载抄控系统，进一步通过集抄器、手抄器等设备传输至用户信息、管理系统，传输流程见图1。

 

1.2　无线抄表系统的硬件配置

无线抄表系统的硬件配置包括无线燃气表配置和系统配置两个方面，所包括的部件见表l。

①　无线燃气表

无线燃气表是在普通家用膜式燃气表上加装光电直读计数器、电子控制模块、无线通信模块等电子模块。无线燃气表安装在用户家中，燃气公司以无线手抄器为无线数据传输媒介，对燃气表实行户外实时抄表和远程阀门控制，主要功能包括以下几点：

a．室外远程抄表功能：在室外可以抄收燃气表的各种使用状态和数据，可以实现单抄、群抄、组网集抄，抄收燃气表数据、阀门开关状态、电池电量、是否有磁攻击等有效数据。

b．无线控制阀门功能：当用户燃气表异常时，可以在室外控制阀门的开关。

c．安检功能：根据手抄器抄收的阀门开关状态、电池电量、燃气表数据等，可以判断出燃气表正常与异常状态。

②　无线手抄器

无线手抄器可与各级的无线燃气表通信，实现对无线燃气表的参数设置和数据抄取等功能。并通过接口工具，与公司用户信息管理系统进行数据下载、上传。

1.3　我们选取的无线抄表方案

结合杭州市燃气集团有限公司的用户管理实际情况，采用基于射频技术的无线采集模块、手抄器点对点单抄和群抄的系统方案，现场打印用户用气信息，通过接口工具将手抄器上的用户用气信息上传到用户信息管理系统。

2　试点小区的应用情况

杭州市燃气集团有限公司选取3处不同地点的公寓作为无线抄表试点，3处公寓分别为位于西溪湿地的留庄公寓、九堡的聚英公寓和转塘镇的横桥沈合苑。留庄公寓为高档住宅，因物业实行的是管家式服务，抄表人员无法进入用户家中进行抄表。该公寓共9幢楼，均为4层高的别墅，为钢结构，共234户，住户使用天然气供热，用气量较大。聚英公寓全名为江干科技经济园创业人才和外来务工人员公寓，作为无线抄表试点的l号楼高11层，共144

户。横桥沈合苑是一个回迁小区，共5幢楼，小区楼宇最高层为6层，共95户。

①　试点小区一一—留庄公寓

留庄公寓的燃气表于2009年4月4日至8日进行安装，安装时由无线抄表系统的技术人员同步进行无线信号测试和调试，于2009年4月8日调试完成。

2009年4月28日由开发商、杭州市燃气集团有限公司、无线抄表系统公司3方对留庄公寓的无线智能燃气表抄表系统进行验收，在现场以户外群抄方式抄取燃气表数据，抄表率达100％，达到预期目标。2009年9月2日由杭州市燃气集团有限公司营业分公司技术部、信息部、抄表科等部门人员和无线抄表系统公司的技术人员再次到现场抄表，抄表率达100%，达到使用要求，通过验收。

经过2年多的运行，杭州市燃气集团有限公司的抄表人员和无线抄表系统公司的技术人员曾多次对该公寓的无线智能燃气表执行户外抄表，无线智能燃气表运行正常，抄表率达到l00％。目前留庄公寓的234只燃气表基本可以在30min内全部抄完。

在无线智能燃气表抄表系统费用方面，经开发商、业主和杭州市燃气集团有限公司3方协商，无线远传模块增加的费用由开发商支付，将无线智能燃气表作为住宅精装修组成部分，在装修阶段进行整体规划。

②　试点小区二——聚英公寓

聚英公寓安装的无线智能燃气表安装在1号楼，总共144户，本应安装燃气表144只，由于407房间户主无法取得联系，最后安装143只。燃气表安装工作于2011年5月中旬开始，由工程安装公司专业安装人员进行，5月下旬完成所有燃气表的安装及抄取燃气表通信信号工作。

2011年6月27日，无线抄表系统公司的技术人员开始调试并对所有燃气表执行首次户外抄表测试。应抄表户数为l43户，可抄见表户数为141户，2只表有故障，故障率为l.4%，经查明故障原因为无线燃气表通信信号故障，调试后恢复正常；对已抄的141只燃气表数据进行分析，发现其中5只燃气表数据错误，数据准确率为96.5%，经查明数据错误原因为手抄器通信信号故障，调试后恢复正常。

聚英公寓经过调试和一段时间的抄表对比，现一次抄表成功率可达99%，经过补抄抄表成功率可达100%。到目前为止没有发生因燃气表问题而停气故障，同时可以通过手抄器对每只燃气表进行户外开、关阀控制。

聚英公寓的143只燃气表一般在10min内可以全部抄完。可抄表的距离因房子结构变化不同，测试得知，可抄表的距离比预期的距离要远。

③　试点小区三——横桥沈合苑

横桥沈合苑单幢楼最大为3个单元(宽约40m)，户型为l梯2户，厨房统一靠向北侧，共安装无线智能燃气表93只。

测试从2011年8月2日开始，共进行通信可靠性测试22次、数据准确性测试1次，具体测试规则及测试结果见表2。

 

3　无线抄表技术试点情况分析

3.1　无线抄表技术的优点

①　避免打扰用户

无线抄表技术的应用真正实现了抄表不入户，既保护了用户隐私，又提高了抄表人员工作的便利性和人身的安全性。

②　提高工作效率

传统入户抄表模式的抄表率低且需要复抄，而3个试点小区的测试数据表明，采用了无线抄表系统后，平均每户抄表时间为3～8s，各试点小区的抄表工作基本上可以在半天内完成(包含来回路途中花费的时间)，抄表的效率是人工抄表的3～5倍，抄表工作效率高。

③　降低人力成本

对于与留庄公寓相类似结构和规模的小区，之前燃气公司需要抄表人员7人，采用无线抄表后可以减少至l人，大幅度降低抄表工作的人工成本。

④　数据准确性高

由于燃气表安装在厨房容易受污染，对抄表人员抄表读数有影响，人户抄表会有一定的误差，而从这3个试点小区无线抄表的数据来看，数据准确率高，可靠性强。

⑤　安全性高

无线燃气表除了具有传统燃气表的密封性、防爆性等性能外，还具备单独的阀门，3个试点小区均可在户外通过手抄器对阀门进行单独地开启、关闭，不仅可以防止用户偷用气，还可以对欠费用户进行单独停气而不影响其他用户。在断电时也会自动关闭阀门以保证安全。

⑥　便于统计分析

无线抄表系统具有分时段计量功能，可以设定某一时刻获取相应的燃气数据，便于燃气公司进行统计分析和预测。

3.2　无线抄表技术的缺点

①　价格偏高

目前无线抄表系统的费用较高，留庄公寓应用的无线燃气表模块价格为350形只，手抄器为3500形只，经与开发商沟通，无线表具和系统的费用由开发商承担，但若要进行大规模地居民用户推广，其费用仍然偏高。

②　需要维护

无线燃气表模块用电主要由内置电池来提供，用户需要关注电池情况。虽然相关厂家介绍，所用锂电池的使用寿命为8～10 a，在断电前一个月会发出信号提示，但是更换电池需要用户联系厂家进行上门更换，仍然存在较大的不便。

3.3　存在的问题

①　需要定点采集

留庄公寓受建筑物结构和无线发射信号的制约，其无线燃气表信号采集只能在楼下固定的位置进行，并不是在任意位置都能获取到信号，如果该位置存在遮挡，会给信号采集带来不便。对于15层以上的楼层，目前没有相应的试点数据，是否能准确采集数据尚不清楚。

②　信号的干扰

在试点小区抄表测试过程中遇到过电钻等对无线信号的干扰，虽然可以通过改变采集信号的位置进行调整，但如果小区附近存在强信号源或雷雨天气等，无线信号会受到一定的干扰，存在不稳定因素。

③　错误信息的辨识

试点小区一和试点小区二的无线抄表系统对错误的无线信号不具有辨识功能，即当无线远传模块故障，发射错误的读表信号时，系统不能立即识别，只能通过对数据的观察来进行辨别，当抄表数据庞大时，可能会做出不正确的判断，引起用户投诉。试点小区三的系统中增加了用气异常情况提醒功能，即对抄表结果中用气量与3个月平均用气量偏差超过±30%的用户数据进行提醒，但仍然出现了由于误操作而使得用户阀门关闭的故障，可见对错误信息的辨识仍然不够完善。

4　结论及建议

4.1  结论

无线抄表技术相比于入户抄表来说，具有避免打扰用户、提高工作效率、降低人力成本、数据准确性高、安全性好和便于管理等突出的优势。通过对3个试点小区的应用情况分析，认为无线抄表系统在技术上已基本成熟，具备可行性。

但就目前情况来看，无线抄表技术不适合进行大规模居民用户的推广，更适合应用于经济水平高的精装修楼盘和对生活品质追求较高的居民用户，或者用气量较大的工业用户，主要有两方面原因：①价格偏高，每只无线燃气表的价格比普通燃气表高300元以上，该费用需由用户自行承担，存在一定的困难；②目前无线抄表系统尚无国家、行业标准，不同厂商的同类产品的兼容性较差，不能大面积互换使用。

4.2　建议

①　建议燃气表中的电池使用碱性电池，便于用户自行更换。燃气表中安装的锂电池是提供传感器对外发送数据信号的电源，目前无线系统中一旦电池电量低或无电量，燃气表的内置阀门就会自动关闭。在燃气表正面有一个复位按钮，按下按钮的同时内置阀门打开，可以使用燃气2～3d直至更换新的电池，虽然保证了用户的安全，但也影响了用户用气。

目前厂家提供锂电池的使用寿命为8～10a，但具体每块电池能用多长时间并不确定。以后的使用中可能会出现大量用户需要更换电池的情况，但锂电池更换时需要打开铅封进行锡焊，燃气公司人员还未掌握这项技能，需要厂家技术人员操作。这可能会造成维修不及时，引起投诉。因此建议无线表具的厂家提供碱性电池来代替锂电池，便于用户自行更换。但对于钢结构的楼房，发送信号用电功率较大，是否适用碱性电池需要根据实际情况进一步探讨。

②　提高对错误信息的辨识能力或增加提醒警告装置，包括所抄数据的比对、内置阀门的开启关闭、手抄器通信信号的准确性等。

在实际应用中，抄表数据错误、阀门关闭对用户用气影响很大，可能会由于信号错误或误操作引起与用户的纠纷。建议增加对所抄数据的准确性分析，不仅是与平均值比较，还包括对异常数据(负值或连续长时间为零)等情况的及时警告，便于抄表人员及时核查；建议增加对阀门开启关闭的提示，以便进行二次核对。

③　特别重视安排安检人员定期入户安检。由于不入户抄表，对用户家中的用气情况不能掌握，当用户采用打开表蒙、阻断字轮转动等方式对表具进行毁坏甚至摘掉表具时，只要电池有电，燃气表就能发射脉冲信号，抄表人员照样能抄到燃气表数据，无法及时发现用户的偷、盗气情况。无线燃气表的安装形式与户内普通燃气表的安装形式相同，燃气管道大部分在户内。而目前用户家中均未安装固定式报警器，对于人住率低的楼盘，存在一定的安全隐患。建议安装无线抄表系统的小区，要特别重视安排安检人员定期人户安检。

④　建立和完善无线抄表系统的验收标准。建议在无线抄表系统进行验收时，不仅考虑抄表成功率，还要进一步核对抄表准确率、阀门的开闭、信号的稳定性以及错误信息的辨识等内容，形成一套完善的验收管理制度和标准。

⑤　对于12层以上高层住宅的无线抄表系统的应用仍需进一步试验，以保证数据采集的稳定性和准确性。

 

参考文献：

[1]  杨建华，冯海鹏．远程抄表技术的应用现状和发展趋势[J]．煤气与热力，2008，28(11)：B40-B43．

[2]  李建霞，倪建华，胡莹昭．直读式远程燃气表集中抄表系统的研究[J]．煤气与热力，2011，3l(10)：Bl7-B19．

 

本文作者：邓凯　樊倩　陆伟祥　王忠平

作者单位：杭州市燃气集团有限公司，浙江杭州310007；

　浙江工业大学，浙江杭州310014