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热能表远传抄表系统介绍(一)系统概述HG-M100专线集中抄表系统是针对供热公司研发的一种高效、可靠的远程抄表管理系统，整个系统充分利用目前成熟可靠的无线通讯手段，使用了GPRS网络与各公司管理中心通讯，实现数据的远程传递，对数据实现监控、分析。系统实现功能：1）实现用户热能表的定时数据采集；2）抄表数据通过GPRS无线网络传输至专业管理中心数据采集服务器；3）抄表数据可根据需要查询、修改、分析，并可导出至指定格式的电子文档；4）热能表系统采集每块表的8个运行参数。(二)系统工作流程1）数据集中器负责热能表信号采集及与热能表的通讯；2）数据集中器每天定时采集热能表的数据（每天2次），数据存储于数据集中器中。3）GPRS交换机负责所有数据集中器与远程中心的数据通讯；4）管理中心服务器定时向集中器发出数据传输指令，集中器把数据传输给中心服务器。(三)系统特点本套方案较以往抄表系统有着明显不同，其特点如下1）数据传输采用了无线传输模式，最大化的提高了系统效率，并减少了现场维护工作，所有功能均可在各公司管理中心实现，小区不设置管理微机，减少了用户投资及日后的管理工作量；2）系统全部采用采用电子式表具，热能表采用电子式智能表（M-Bus总线），可采集供热系统中的8个运行参数；3）采用了先进的M-Bus/RS485总线，布线简单，系统布线工程量小，节省了用户投资；4）GPRS交换机的无线通讯功能采用模块化设计，更换其中的模块后可方便升级至今后的3G网络；(四)系统结构整个系统分为四层结构：1）用户设备层：热能表，无累积误差；2）系统设备层：主要由数据集中器（IDT-100M）、GPRS交换机；3）无线网络层：租用移动公司提供的GPRS网络；4）供热公司建立一个管理中心，设置数据采集/分析服务器、通讯软件、数据分析软件。3系统结构示意图：用户设备层无线网络层无线网络（GPRS或CDMA）系统设备层IDT-100M各公司管理中心GPRS交换机WEB、数据服务器工作人员PC机M-Bus总线M-Bus总线M-Bus总线公司内部局域网4一、热能表远程抄表系统组成(一)系统主要技术特点1）采集数据丰富，实时性好系统可采集、分析、处理热能计量的累计能量、累计流量、瞬时能量、瞬时流量、进水温度、出水温度、温差、运行时间等8个参数，为能源公司提供丰富的现场运行数据，结合服务器管理软件的分析和处理功能可大大提高能源公司的管理水平；2）提供专业的数据管理服务系统采用微软公司的专业数据库（SQLSERVER）作为后台数据库管理系统，数据安全性好；为能源公司提供科学、准确、详实的原始数据。3）软件可根据需要生成各种数据图表，如柱形图、饼状图，数据表格等，可定量的进行数据分析。4）友好的人机界面热能公司的管理平台采用流行的WEB编程，管理员采用网页浏览器即可进行数据管理、分析、系统维护等工作，具有界面友好、操作方便、网络安全性能高的特点；5）高容错设计系统硬件均采用看门狗设计，当设备发生故障时，可自动检测并保存现场运行数据，同时设备自动复位，将故障信息上报给能源公司服务器，系统具有高容错设计。6）系统设备抗干扰性能好，可靠性能高系统设备均采用防电磁干扰设计，具有防静电、防脉冲群、防雷击的特点，同时系统通过高低温交变湿热实验测试，设备可在-10ºC—+55ºC的温度范围内可靠运行。7）系统均采用可靠性能高的总线制数据传输系统现场采用M-BUS和RS485总线，远程采用GPRS或CDMA进行数据传输，数据传输均有专门的通讯协议，设有多种数据加密和校验功能，确保数据传输的可靠性。8）系统设备可选择使用UPS进行供电，采用后备充电电池与市电能自动5切换。9）系统维护简单方便改变传统现场定期巡查设备，采用远程实时监控设备运行状态，当现场设备发生故障时，自来水公司可在远程实时获得设备故障信息，有针对性地制定措施排除现场设备故障，不仅维护维修效率有效提高，而且人工维护成本也大大降低。(二)系统设备规格参数表：参数说明类型接表类型（直读表）热量表等总路数路4路最大抄表数只25只X4路=100只通讯速率（与管理机）9600bps（RS485）通讯速率（与表计）2400bps通讯方式（与管理机）以太网，GPRS/CDMA,PSTN,RS485通讯方式（与表计）M-BUS，RS485存储容量100块表计30天的数据体积（长宽高）290mm×180mm×950mm工作电压220VAC静态功耗1W时钟精度≤±0.5s/d工作温度-25～+70℃重量3kgEMC性能防静电，脉冲群，雷击浪涌等结构防护等级GB/T4208－1993规定的IP54级要求平均使用寿命≥10年(三)系统设备选型1、集中器（型号：IDT100M）IDT100M是HG-M100系统中的核心终端设备。IDT100M集中器实现以下功能：1）与MBUS热能表进行通讯；2）响应上位机抄表、设置指令；3）定时（时间可设定）巡检智能表工作状态并存储故障状态、时间；64）定时抄表（时间可自行设定）并存贮抄表数据：集中器内置E2PROM芯片（容量：64KBytes）。系统容量：每个热量表每次抄表数据约26Bytes（另外地址5Bytes），每个集中器可最大存储30天/100表抄表数据，存储器空间不够时，集中器可自动删除最旧的数据；5）内置时钟、自动与中心服务器较时：当集中器响应上位机抄表指令时，首先进行时钟校对。IDT100M集中器下行具有4个独立的M-Bus接口，为节省成本，集中器通过内部的继电器每次只能开启一个端口，每个端口可连接25块M-Bus表。IDT100M集中器上行具有一个RS485端口，每个小区内的所有集中器通过485总线与GPRS交换机连接。每个IDT100M具有一个3字节BCD码表示的地址码（其中第一字节为表计类型，此项目为保留字），此地址码可修改。2、交换机（型号：GATE-02）GATE-02型GPRS交换机在原有GPRS交换机上改进而来的，实现与热电公司管理中心的实时通讯。GPRS交换机下行具有5个独立的RS485接口，每个端口连接1-2个IDT100M集中器。GPRS交换机预留了1个RS232串口接口，在现场使用笔记本（带用RS232串口）等设备可通过该接口进行设置。考虑到实际使用及调试的方便性，GATE-02交换机内置2套GPRS无线DTU，可向双中心传输抄表数据、响应中心指令。交换机设计采用2套方案，首选使用Simcom公司，一套使用宏电公司DTU作为备用方案。3、总线热能表7负责实时采集各种热能计量运行数据并以M-BUS总线通讯协议进行传输，可与集中器进行双向通讯并执行集中器的指令。流量传感器和积分仪之间用1.5米长的电缆经连接，便于墙壁式安装的数据读取。流量计部分可承受的介质最高温度为130摄氏度，而积分仪可测量的最高温度为160摄氏度。规格及主要技术参数：1）公称流量：0.6-15m3/h2）电池或外接电源供电3）2个水表信号输入4）按照预设时间间隔上传数据5）快速测量动态流量6）通讯模块：RS232/调制解调器/M-Bus/无线通讯/水表信号输入/能量脉冲输出7）符合：EN1434，OIMLR75:2002(四)系统软件系统软件可以分为：1）系统数据库：采用SQLserver数据库管理系统。2）热能表软件功能定时对每个小区进行抄表；可对任意某块表、集中器进行通讯测试，参数查询；可对集中器进行运行参数设置（用户版本无此功能）；抄表数据写入中心数据服务器，可进行条件查询。3）集中器设置软件对M-Bus表具进行地址设置；8对IDT100M集中器进行参数设置：包括M-Bus表具编号、集中器编码、时钟、巡检时间、定时抄表时间的设置；4）交换机设置软件与我公司GPRS通用网关设置方法相同，详细参见我公司“通用GPRS网关模块总体设计方案”。96）管理中心软件架构(五)系统主要参数及主要技术性指标1、IDT100M集中器：A、供电：市电接入，有AC220V转AC30V变压器降压后提供给内部电路。B、通信速率：对上的通信速率为9600b/s，对MBUS智能表的速率为2400b/s。C、表计容量：集中器的MBUS有4个通道，每个通道的智能表为25个，总容量为100个智能表。D、存贮容量：视表具不同，至少存储30天的数据2、GPRS交换机：A、供电：AC220V/2.5A；B、通讯速率：上行9600bps，下行9600bps；C、集中器容量：建议不大于10台；D、具有两个GPRS无线DTU。(六)项目分解项目包括硬件设计、嵌入式软件、系统管理软件等三部分，分别如下：1、硬件设计：SQL-SERVER服务器数据服务器（抄表软件）WEB服务器（数据分析系统）操作员PC（WEB浏览器）操作员PC（WEB浏览器）操作员PC（WEB浏览器）101）IDT100M集中器针对热能系统，内部嵌入式软件进行了优化。2）GPRS交换机型号GATE-02，现HG-HM100系统使用的交换机具有一路GPRS通讯模块。交换机将采用2套方案，第一套使用SimcomGPRS模块，第二套为备用方案，将使用宏电公司GPRS通讯模块。2、嵌入式软件：1）IDT100M集中器IDT100M集中器嵌入式软件设计为被动应答式，即收到管理中心的指令后再执行相应的操作。主要由主循环程序、通讯服务程序、表计数据采集处理程序等3大部分组成：主程序：包括初始化程序、系统参数获取程序、等待中断程序、等待定时抄表程序。初始化程序：对单片机特殊功能寄存器进行初始化，以设置定时器、串口及各通道继电器状态、各类I/O口的工作方式。系统参数获取程序：包括从E2PROM获得本机地址、定时抄表时间、表地址表、上次抄表数据，从实时时钟获得系统时间。等待中断：检测串口接收结束标志，如果接收到数据则调用通讯服务程序，否则循环等待各类中断。等待定时抄表程序：检测定时抄表时间到的标志，定时到则启动抄表，此时禁止与管理中心通讯，否则循环等待各类中断。通讯服务程序：包括地址识别程序、通讯协议解析程序。地址识别程序：当集中器接收到一条完整的帧是，比较被叫地址与本机地址，如果相同则重新提取有用的数据并置通讯有效标志，不同则放弃并回到循环等待各类中断。通讯协议解释程序：通讯标志有效则分析通讯包含的指令，并按照指令进行相关的操作，如启动抄表、上传抄表文件等。表计数据采集处理程序：按照集中器中存储器的表地址表，打开对应的表计通道，每次与一个表计通讯获得表计返回的数据并上传，直至此通道表计11抄取完成则存储此抄表的数据，并进行下一通道的抄表，直至所有表计抄完。2）系统管理软件远程抄表管理软件安装于专业公司管理中心的服务器上，可通过专线接入互联网，可对全城范围内所有小区的集中器进行管理，实现对任意单个或批量热能表进行远程抄表，可对抄表数据生成指定格式并传输至指定数据分析服务器。后台数据库采用微软公司的SQLSERVER数据库系统，安装于专业公司中心服务器，用于整个能源管理系统的用户数据的存储。数据分析软件主要用于专业公司用户管理员和数据分析员的日常数据维护、能源数据分析。软件安装在专业公司WEB服务器上，每个授权用户在自己的办公室中通过WEB浏览器即可对数据进行查询、分析等操作。后台数据库使用的是与抄表管理软件同样的安装于专业公司中心服务器的SQLSERVER数据库系统，用于整个能源管理系统的用户数据的存储。现场抄表数据管理软件是一套备用软件，当GPRS网络存在故障时，系统支持操作人员携带笔记本电脑前往小区中每一个GPRS系统终端进行现场操作，每个GPRS交换机预留RS232通讯接口，操作软件界面与中心抄表软件类似，能够完成除了系统设备更新、编辑以外的绝大部分功能。操作人员在现场抄回的抄表数据可导出为Excel电子表格，带回中心后可导入至中心数据库。12二、热能表数据采集Web查询分析系统1、系统介绍包括热能表远程抄表系统架构图和系统介绍。2、维护管理维护系统的基础信息，包括首页维护和用户管理，需要登录。登录后进入系统维护菜单界面133、首页维护维护首页上显示的计量法规、计量政策等信息。4、管