燃?xì)鉄o線預(yù)付費(fèi)解決方案

1、燃?xì)鉄o線預(yù)付費(fèi)解決方案目錄一. 前言1二. 解決方案21. 概述22. 系統(tǒng)示意圖23. 業(yè)務(wù)流程31). 購氣32). 關(guān)閥及告警33). 抄表44. 主要設(shè)備41). 氣表42). 集中器53). 中繼器54). PDA65). 通信服務(wù)器66). 預(yù)付費(fèi)平臺65. 主要特點(diǎn)及指標(biāo)71). 良好的易用性72). 較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性73). 優(yōu)良的擴(kuò)展性7三. 效益分析81. 經(jīng)濟(jì)效益82. 社會(huì)效益8一. 前言隨著人們生活水平的逐步提高，政府政策的力度加大，資源供需矛盾日益突出，水電氣市場化不斷深化以及人們對住宅私密性要求越來越高，使得對遠(yuǎn)傳抄表的需求愈來愈迫切。電力行業(yè)走在了前面。2009年，

2、國家電網(wǎng)公司為了配合政府拉動(dòng)內(nèi)需，當(dāng)年編列了數(shù)百億元的預(yù)算，開始進(jìn)行電網(wǎng)集抄系統(tǒng)的改造，爭取在2015年改造完畢。并且，電網(wǎng)公司不僅僅滿足于自動(dòng)抄表，其目標(biāo)直指高級量測架構(gòu)。水和燃?xì)庑袠I(yè)相對落后。目前，80%以上的水表和氣表還是傳統(tǒng)的機(jī)械表，仍然需要人上門抄收。水表和氣表的計(jì)量部分一般為機(jī)械方式，且電池供電，再加上成本和易用性的限制，大大增加了其數(shù)字化和遠(yuǎn)傳的難度。本解決方案提出了一種新的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，較好的解決了燃?xì)獗頂?shù)字化集抄改造。此方案稍作修改也可以適用于后付費(fèi)以及水、熱行業(yè)。二. 解決方案1. 概述從表端通信角度來看，總的來說，解決方案分為兩大類：有線和無線。大部分居民

3、家里并沒有對表預(yù)埋線纜，如果要上有線方案，則需要打孔、布線，成本較高，用戶也不情愿。所以，無線解決方案越來越受到關(guān)注。由于可以解決收費(fèi)問題，預(yù)付費(fèi)的方案越來越受到燃?xì)夤镜那嗖A。目前，預(yù)付費(fèi)的主要實(shí)現(xiàn)方式是IC卡表，它較好地解決了收費(fèi)問題。不過，IC卡表在使用中還存在一些不足：價(jià)格難以調(diào)整和管理、運(yùn)營商不清楚用戶的實(shí)際消費(fèi)情況、IC卡的安全性和設(shè)備的可靠性存在隱患?，F(xiàn)有數(shù)字氣表的無線抄表解決方案中的節(jié)點(diǎn)平時(shí)處于無線喚醒狀態(tài)，在該狀態(tài)下每隔一較長時(shí)間段醒來偵聽，如果聽到有效數(shù)據(jù)就立即醒來進(jìn)行響應(yīng)，響應(yīng)完后就重新進(jìn)入無線喚醒狀態(tài)。通信中，節(jié)點(diǎn)只跟采集器或中繼進(jìn)行通信，節(jié)點(diǎn)之間不通信，也不形成網(wǎng)絡(luò)。

4、這種通信方式由于一跳通信覆蓋的范圍有限，一個(gè)小區(qū)需要安裝較多的采集器或中繼，并且安裝的位置也很考究，容易出現(xiàn)死角，安裝及維護(hù)很麻煩，不利于大規(guī)模推廣。針對已有方案的不足，現(xiàn)提出一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的預(yù)付費(fèi)解決方案。2. 系統(tǒng)示意圖圖1 解決方案示意圖3. 業(yè)務(wù)流程從業(yè)務(wù)層面來看，這是一個(gè)典型的集中式系統(tǒng)。所有運(yùn)營（費(fèi)率等）及用戶的數(shù)據(jù)都在后端平臺進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。氣表端是一個(gè)功能較為簡單的終端，不再需要IC卡。1). 購氣 通過各種支付方式將錢打入預(yù)付費(fèi)平臺的賬戶 預(yù)付費(fèi)平臺根據(jù)當(dāng)前的費(fèi)率以及資費(fèi)策略，將該筆款部分或者全部換算成氣的容積（方數(shù)） 通信服務(wù)器在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)獾姆綌?shù)傳給該用戶所屬的集

5、中器 集中器立即將方數(shù)下傳給該用戶家里的表 表對收到方數(shù)進(jìn)行確認(rèn)，并根據(jù)情況決定是否執(zhí)行開閥動(dòng)作 集中器上傳該確認(rèn)信息 通信服務(wù)器傳遞該確認(rèn)信息 預(yù)付費(fèi)平臺對該用戶的賬戶進(jìn)行相應(yīng)的扣減操作2). 關(guān)閥及告警可以設(shè)定，當(dāng)氣表里面存儲(chǔ)的氣方數(shù)低于一定門限，或者消耗完時(shí)，氣表就產(chǎn)生一個(gè)告警信息上報(bào)給預(yù)付費(fèi)平臺，平臺隨即可以通過短信或其它方式通知用戶。氣表端也決定是否需要執(zhí)行關(guān)閥的動(dòng)作。3). 抄表抄表可以由平臺隨時(shí)發(fā)起，通知集中器開始抄表。并可以執(zhí)行對任意一塊表的點(diǎn)抄或補(bǔ)抄。4. 主要設(shè)備1). 氣表膜式遠(yuǎn)傳直讀燃?xì)獗恚▋?nèi)置表端節(jié)點(diǎn)模塊THeNet-TG1100），閥控的直讀表計(jì)，支持表端自動(dòng)路由，

6、無需人工設(shè)置，可根據(jù)集中器下發(fā)的指令進(jìn)行相應(yīng)的單抄，群抄，集抄，開閥和關(guān)閥操作。支持防盜報(bào)警和異常關(guān)閥。燃?xì)獗矶薢YCW-YQ-0 -1.6ZYCW-YQ-0-2.5ZYCW-YQ-0-4公稱流量Qn m3/h1.62.54最大流量max m3/h2.546最小流量Qmin m3/h0.0160.0250.04基本誤差maxQ0.1Qmax1.5%0.1maxQQmin3%總壓力損失 Pa200最大工作壓力 KPa30內(nèi)置無線模塊 TG1100模塊參數(shù)工作溫度 -2570工作濕度10%90%相對濕度，無冷凝工作電壓 V35平均功耗 A60接收靈敏度 dBm98%2). 集中器序號項(xiàng)目單位最小典

7、型最大備注1工作溫度-2525702工作濕度10%90%相對濕度，無冷凝3處理器ARM94抄表容量大于500戶5上行通道GPRS/LAN/RS-4856無線工作頻率MHz470510自動(dòng)跳頻7發(fā)射功率dBm16.51717.58發(fā)射電流mA6570759可靠傳輸距離m400500700空曠距離10調(diào)制方式GFSK11信道數(shù)150自動(dòng)跳頻12串口速率典型串口速率9600bps13供電方式外部輸入：12V-24VDC 內(nèi)置鋰電池：7.2V 1800mAH 14尺寸150mm100mm30mm集中器是其所轄范圍抄表及維護(hù)數(shù)據(jù)的匯聚點(diǎn)，也是下傳數(shù)據(jù)的起點(diǎn)，一般安裝于小區(qū)物業(yè)管理處。集中器的數(shù)據(jù)可以傳給

8、管理中心，也可通過PSTN、ADSL或GPRS等上行通信信道上傳到位于燃?xì)夤镜耐ㄐ欧?wù)器。3). 中繼器中繼器的作用是拓寬通信范圍以及緩解通信瓶頸（在實(shí)際應(yīng)用中，難免會(huì)出現(xiàn)一些終端的間距很大，導(dǎo)致無法連通；或其負(fù)荷較重）。電池供電，安裝靈活方便。序號項(xiàng)目單位最小典型最大備注1工作溫度-2525702工作濕度10%90%相對濕度，無冷凝7工作頻率MHz470510自動(dòng)跳頻3發(fā)射功率dBm16.51717.54發(fā)射電流mA6570755可靠傳輸距離m400500700空曠距離6調(diào)制方式GFSK7信道數(shù)150自動(dòng)跳頻8速率典型串口速率9600bps9供電方式一次性鋰電池 10尺寸90mm68mm2

9、2.7mm4). PDA 手持機(jī)主要用于表具安裝和維護(hù)以及補(bǔ)抄。序號項(xiàng)目單位最小典型最大備注1工作溫度-2525702工作濕度10%90%相對濕度，無冷凝3處理器ARM94存儲(chǔ)器256MB5條碼器激光 一維條碼6系統(tǒng)軟件LINUX 2.6.277無線工作頻率MHz470510自動(dòng)跳頻8發(fā)射功率dBm16.51717.59發(fā)射電流mA65707510可靠傳輸距離m400500700空曠距離11調(diào)制方式GFSK12信道數(shù)150自動(dòng)跳頻13串口速率典型串口速率9600bps14供電方式可充電鋰電池1500mAH 15尺寸150mm64mm27mm5). 通信服務(wù)器安裝于燃?xì)夤咎?。與安裝于各個(gè)小區(qū)的

10、集中器進(jìn)行通信。對氣表上報(bào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)發(fā)到預(yù)付費(fèi)平臺；將平臺下發(fā)的數(shù)據(jù)傳給集中器。6). 預(yù)付費(fèi)平臺 主要包含以下功能：1) 運(yùn)維系統(tǒng)（表具管理、表具維護(hù)、繳費(fèi)查詢、停用/啟用等）2) 帳務(wù)系統(tǒng)（賬戶、費(fèi)率、結(jié)算、報(bào)表、催繳、停用/啟用）3) 支付系統(tǒng)（網(wǎng)銀轉(zhuǎn)賬、支付卡支付等）4) 客戶自助系統(tǒng)（查詢、支付） 5. 主要特點(diǎn)及指標(biāo)1). 良好的易用性對于用戶來說，有多種支付手段可以選擇，并且能收到平臺主動(dòng)發(fā)出的提示信息。對于運(yùn)營來說，集中管理可以很方便地在平臺對運(yùn)營數(shù)據(jù)（費(fèi)率等）及策略進(jìn)行調(diào)整。對于小區(qū)系統(tǒng)實(shí)施及維護(hù)來說，節(jié)點(diǎn)之間可以自動(dòng)組網(wǎng)，很大程度上消除了死角，也大大減輕了安裝和維護(hù)

11、時(shí)的工作量。同時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量是可控的，并且節(jié)點(diǎn)隨時(shí)在線，從而可以較好地保證網(wǎng)絡(luò)的正常工作，也便于對網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。另外，由于不再特別追求一跳通信的距離，節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率可以不必很大，從而降低功耗，延長電池使用壽命。節(jié)點(diǎn)的平均功耗為60微安以內(nèi)。2). 較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性表端上報(bào)告警信息，以及平臺下發(fā)購氣信息等，均可以在幾分鐘以內(nèi)完成。3). 優(yōu)良的擴(kuò)展性后臺數(shù)據(jù)庫采用標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計(jì)，既可以滿足小數(shù)據(jù)量需求，也容易升級到大型數(shù)據(jù)庫。而通信服務(wù)器采用高性能高可靠通信模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，也很容易添加和擴(kuò)充。傳感網(wǎng)絡(luò)一旦建立起來，就提供了一個(gè)基礎(chǔ)的通信架構(gòu)，可以方便地?cái)U(kuò)展其它的功能，比如煤氣

12、泄漏的檢測和告警等。 三. 效益分析1. 經(jīng)濟(jì)效益l 節(jié)省抄表的人力資源成本l 杜絕惡意欠費(fèi)造成的損失l 安裝簡單，無需打孔布線等費(fèi)用開銷2. 社會(huì)效益l 提升職能部門的服務(wù)水平和形象l 避免社會(huì)治安的不穩(wěn)定因數(shù)l 保證職能部門的數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確1. 預(yù)付費(fèi)平臺技術(shù)架構(gòu)本系統(tǒng)融合了無線通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、信息安全技術(shù)、web技術(shù)、OLAP技術(shù)于一體，系統(tǒng)的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)圖如下圖。2. 功能介紹劃分為三大類功能：基礎(chǔ)管理、事務(wù)處理、統(tǒng)計(jì)分析?；A(chǔ)管理費(fèi)率、客戶資料；事務(wù)處理運(yùn)行維護(hù)、表具管理、賬務(wù)處理、支付處理、繳費(fèi)處理；統(tǒng)計(jì)分析抄收成功率、收費(fèi)完成率；欺詐分析、故障分析；2.1. 運(yùn)維系統(tǒng)l 進(jìn)行

13、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)視和維護(hù)；l 接受來自通信服務(wù)器的用氣信息、告警信息、拓?fù)湫畔⒌?；l 向通信服務(wù)器下發(fā)執(zhí)行抄表、閥門控制、購氣數(shù)據(jù)等；l 顯示網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D，查看網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的運(yùn)行狀況，可手動(dòng)對表進(jìn)行開/關(guān)。2.1.1. 設(shè)備初始2.1.2. 拓?fù)浼伴y門控制l 能夠通過拓?fù)鋱D導(dǎo)航，查看到設(shè)備故障、電壓、信號強(qiáng)度、抄表數(shù)據(jù)等信息。 l 能夠在控制面板上對任一氣表進(jìn)行強(qiáng)制開/關(guān)閥控制。2.2. 賬務(wù)系統(tǒng)l 進(jìn)行賬單處理、查詢和賬務(wù)統(tǒng)計(jì)。 l 接收到用氣信息，根據(jù)該用戶是預(yù)付費(fèi)方式還是后付費(fèi)方式，進(jìn)行不同的處理。 l 對預(yù)付費(fèi)用戶只進(jìn)行用氣記賬處理，而對后付費(fèi)用戶，在進(jìn)行用氣記賬的同時(shí)，還將進(jìn)行付款賬單處理。 l 采用復(fù)式計(jì)費(fèi)雙向稽核機(jī)制，有效控