燃气无线预付费解决方案.docx

1、燃气无线预付费解决方案TheNet-TG燃气无线预付费解决方案成都技高科技有限公司(V1.0)目录一. 前言 1二. 解决方案 21. 概述 22. 系统示意图 23. 业务流程 31). 购气 32). 关阀及告警 33). 抄表 44. 主要设备 41). 气表 42). 集中器 53). 中继器 54). PDA 65). 通信服务器 66). 预付费平台 65. 主要特点及指标 71). 良好的易用性 72). 较强的实时性 73). 优良的扩展性 7三. 效益分析 81. 经济效益 82. 社会效益 8一. 前言随着人们生活水平的逐步提高，政府政策的力度加大，资源供需矛盾日益突出，水

2、电气市场化不断深化以及人们对住宅私密性要求越来越高，使得对远传抄表的需求愈来愈迫切。电力行业走在了前面。2009年，国家电网公司为了配合政府拉动内需，当年编列了数百亿元的预算，开始进行电网集抄系统的改造，争取在2015年改造完毕。并且，电网公司不仅仅满足于自动抄表，其目标直指高级量测架构。水和燃气行业相对落后。目前，80%以上的水表和气表还是传统的机械表，仍然需要人上门抄收。水表和气表的计量部分一般为机械方式，且电池供电，再加上成本和易用性的限制，大大增加了其数字化和远传的难度。本解决方案提出了一种新的基于无线传感网络的预付费系统，较好的解决了燃气表数字化集抄改造。此方案稍作修改也可以适用于后

3、付费以及水、热行业。二. 解决方案1. 概述从表端通信角度来看，总的来说，解决方案分为两大类：有线和无线。大部分居民家里并没有对表预埋线缆，如果要上有线方案，则需要打孔、布线，成本较高，用户也不情愿。所以，无线解决方案越来越受到关注。由于可以解决收费问题，预付费的方案越来越受到燃气公司的青睐。目前，预付费的主要实现方式是IC卡表，它较好地解决了收费问题。不过，IC卡表在使用中还存在一些不足：价格难以调整和管理、运营商不清楚用户的实际消费情况、IC卡的安全性和设备的可靠性存在隐患。现有数字气表的无线抄表解决方案中的节点平时处于无线唤醒状态，在该状态下每隔一较长时间段醒来侦听，如果听到有效数据就立

4、即醒来进行响应，响应完后就重新进入无线唤醒状态。通信中，节点只跟采集器或中继进行通信，节点之间不通信，也不形成网络。这种通信方式由于一跳通信覆盖的范围有限，一个小区需要安装较多的采集器或中继，并且安装的位置也很考究，容易出现死角，安装及维护很麻烦，不利于大规模推广。针对已有方案的不足，现提出一种基于无线传感网络的预付费解决方案。2. 系统示意图 图1 解决方案示意图3. 业务流程从业务层面来看，这是一个典型的集中式系统。所有运营（费率等）及用户的数据都在后端平台进行存储和管理。气表端是一个功能较为简单的终端，不再需要IC卡。1). 购气1 通过各种支付方式将钱打入预付费平台的账户2 预付费平台

5、根据当前的费率以及资费策略，将该笔款部分或者全部换算成气的容积（方数）3 通信服务器在恰当的时候将气的方数传给该用户所属的集中器4 集中器立即将方数下传给该用户家里的表5 表对收到方数进行确认，并根据情况决定是否执行开阀动作6 集中器上传该确认信息7 通信服务器传递该确认信息8 预付费平台对该用户的账户进行相应的扣减操作2). 关阀及告警可以设定，当气表里面存储的气方数低于一定门限，或者消耗完时，气表就产生一个告警信息上报给预付费平台，平台随即可以通过短信或其它方式通知用户。气表端也决定是否需要执行关阀的动作。3). 抄表抄表可以由平台随时发起，通知集中器开始抄表。并可以执行对任意一块表的点抄

6、或补抄。4. 主要设备1). 气表膜式远传直读燃气表（内置表端节点模块THeNet-TG1100），阀控的直读表计，支持表端自动路由，无需人工设置，可根据集中器下发的指令进行相应的单抄，群抄，集抄，开阀和关阀操作。支持防盗报警和异常关阀。燃气表端ZYCW-YQ-0 -1.6ZYCW-YQ-0-2.5ZYCW-YQ-0-4公称流量Qn m3/h1.62.54最大流量max m3/h2.546最小流量Qmin m3/h0.0160.0250.04基本误差maxQ0.1Qmax1.5%0.1maxQQmin3%总压力损失 Pa200最大工作压力 KPa30内置无线模块 TG1100模块参数工作温度

7、-2570工作湿度10%90%相对湿度，无冷凝工作电压 V35平均功耗 A60接收灵敏度 dBm98%2). 集中器序号项目单位最小典型最大备注1工作温度-2525702工作湿度10%90%相对湿度，无冷凝3处理器ARM94抄表容量大于500户5上行通道GPRS/LAN/RS-4856无线工作频率MHz470510自动跳频7发射功率dBm16.51717.58发射电流mA6570759可靠传输距离m400500700空旷距离10调制方式GFSK11信道数150自动跳频12串口速率典型串口速率9600bps13供电方式外部输入：12V-24VDC 内置锂电池：7.2V 1800mAH 14尺寸1

8、50mm100mm30mm集中器是其所辖范围抄表及维护数据的汇聚点，也是下传数据的起点，一般安装于小区物业管理处。集中器的数据可以传给管理中心，也可通过PSTN、ADSL或GPRS等上行通信信道上传到位于燃气公司的通信服务器。3). 中继器中继器的作用是拓宽通信范围以及缓解通信瓶颈（在实际应用中，难免会出现一些终端的间距很大，导致无法连通；或其负荷较重）。电池供电，安装灵活方便。序号项目单位最小典型最大备注1工作温度-2525702工作湿度10%90%相对湿度，无冷凝7工作频率MHz470510自动跳频3发射功率dBm16.51717.54发射电流mA6570755可靠传输距离m4005007

9、00空旷距离6调制方式GFSK7信道数150自动跳频8速率典型串口速率9600bps9供电方式一次性锂电池 10尺寸90mm68mm22.7mm4). PDA 手持机主要用于表具安装和维护以及补抄。序号项目单位最小典型最大备注1工作温度-2525702工作湿度10%90%相对湿度，无冷凝3处理器ARM94存储器256MB5条码器激光 一维条码6系统软件LINUX 2.6.277无线工作频率MHz470510自动跳频8发射功率dBm16.51717.59发射电流mA65707510可靠传输距离m400500700空旷距离11调制方式GFSK12信道数150自动跳频13串口速率典型串口速率9600

10、bps14供电方式可充电锂电池1500mAH 15尺寸150mm64mm27mm5). 通信服务器安装于燃气公司处。与安装于各个小区的集中器进行通信。对气表上报的数据进行处理并转发到预付费平台；将平台下发的数据传给集中器。6). 预付费平台 主要包含以下功能：1) 运维系统（表具管理、表具维护、缴费查询、停用/启用等）2) 帐务系统（账户、费率、结算、报表、催缴、停用/启用）3) 支付系统（网银转账、支付卡支付等）4) 客户自助系统（查询、支付） 5. 主要特点及指标1). 良好的易用性对于用户来说，有多种支付手段可以选择，并且能收到平台主动发出的提示信息。对于运营来说，集中管理可以很方便地在

11、平台对运营数据（费率等）及策略进行调整。对于小区系统实施及维护来说，节点之间可以自动组网，很大程度上消除了死角，也大大减轻了安装和维护时的工作量。同时，整个网络的能量是可控的，并且节点随时在线，从而可以较好地保证网络的正常工作，也便于对网络的工作状态进行实时监控。另外，由于不再特别追求一跳通信的距离，节点的发射功率可以不必很大，从而降低功耗，延长电池使用寿命。节点的平均功耗为60微安以内。2). 较强的实时性表端上报告警信息，以及平台下发购气信息等，均可以在几分钟以内完成。3). 优良的扩展性后台数据库采用标准关系数据库进行设计，既可以满足小数据量需求，也容易升级到大型数据库。而通信服务器采用

12、高性能高可靠通信模式进行设计，也很容易添加和扩充。传感网络一旦建立起来，就提供了一个基础的通信架构，可以方便地扩展其它的功能，比如煤气泄漏的检测和告警等。 三. 效益分析1. 经济效益 节省抄表的人力资源成本 杜绝恶意欠费造成的损失 安装简单，无需打孔布线等费用开销2. 社会效益 提升职能部门的服务水平和形象 避免社会治安的不稳定因数 保证职能部门的数据及时准确1. 预付费平台技术架构本系统融合了无线通信技术、数据库技术、信息安全技术、web技术、OLAP技术于一体，系统的技术体系结构图如下图。2. 功能介绍划分为三大类功能：基础管理、事务处理、统计分析。基础管理费率、客户资料；事务处理运行维

13、护、表具管理、账务处理、支付处理、缴费处理；统计分析抄收成功率、收费完成率；欺诈分析、故障分析；2.1. 运维系统 进行网络运行监视和维护； 接受来自通信服务器的用气信息、告警信息、拓扑信息等； 向通信服务器下发执行抄表、阀门控制、购气数据等； 显示网络的拓扑图，查看网络中设备的运行状况，可手动对表进行开/关。2.1.1. 设备初始2.1.2. 拓扑及阀门控制 能够通过拓扑图导航，查看到设备故障、电压、信号强度、抄表数据等信息。 能够在控制面板上对任一气表进行强制开/关阀控制。2.2. 账务系统 进行账单处理、查询和账务统计。 接收到用气信息，根据该用户是预付费方式还是后付费方式，进行不同的处理。 对预付费用户只进行用气记账处理，而对后付费用户，在进行用气记账的同时，还将进行付款账单处理。 采用复式计费双向稽核机制，有效控制表端欺诈。2.2.1. 用气明细2.2.2. 充值明细2.3. 支付系统系统支持预付费、后付费、混合付费等多种计费模式。支付系统将按照客户类型和支付规则，对已发生和将发生的消费进行支付处理，并将支付的情况记录在账务系统中。客户通过各种途径支付的钱，将统一记录在客户的账簿中。2.3.1. 账户收支汇总2.3.2. 账户收支明细2.4. 客户管理录入、修改和查看用户资料。2.5. 费率管理录入、修改和查看费率。