物联网智能燃气解决方案设计.docx

1、物联网智能燃气解决方案设计物联网智能燃气解决方案一、 系统方案 1. 技术路线通过采用稳定可靠的移动（移动、联通、电信）无线网络平台能够实现燃气表端数据直接传送到后台管理服务中心，实现远程阀门控制、用气状态监控、阶梯气价实时调整以及数据分析，异常报警等功能。结合手机 APP 软件可以完成远程充值、实时互动等功能，为燃气公司的燃气运营数据预测提供了可靠的数据依据。2. 系统架构系统由物联网燃气表、燃气运营云平台等组成，在日常使用过程中，物联网智能燃气表每天自动把计量与表的运行状态（电池电量、阀门状态、恶意对表具攻击等）信息，通过自带的GPRS/CDMA 模块利用移动互联网直接发送给云平台，云平台

2、收到数据后将返回一个应答数据， 从而能够实现双向通讯。用户可以通过移动 APP、便利店、网上银行进行实时网络充值，同时用户通过移动 APP 可以与燃气公司做到实时互动。后台系统通过每天自动的数据收集将为燃气使用的供销差和用气数据预测以及异常情况报警提供准确的数据依据，系统架构如下图所示。二、 方案特点1. 运营管理 系统自动完成抄表、收费、报表生成等业务，降低燃气公司的运营成本投入，提高智能化管理水平 可灵活的选择预付费或后付费缴费模式 采用金额结算，支持阶梯气价（4 阶 5 价），能够方便快捷的实现阶梯气价的调整 支持多种付费方式：网上付费，营业厅付费，移动付费（微信、支付宝、银联） 最终用

3、户通过手机 APP 能够及时了解家庭的用气信息，同时可与燃气公司实时互动 具备丰富的报表功能，支持个性化定制需求2. 实时监控 能够对燃气表进行实时监控，掌控表具的计量信息与运行状态 可远程阀门控制3. 报警功能 支持多种报警方式：系统报警提示，短信报警功能等 能够与燃气泄漏报警器进行联动，保证燃气用气安全，并将报警信息及时的发送到数据服务中心，数据服务中心通过短信平台及时提醒用户 表端异常实时报警，如阀门直通、电量不足、燃气泄漏等4. 大数据分析 能够及时准确的提供燃气表的相关数据，为供销差统计分析提供数据基础 按照不同的筛选条件（地区、时间段、用气类型等），获取相应的用气数据报表 支持大数

4、据处理，可轻易实现各种数据的对比，以及数据的深度挖掘5. 技术优势 专用的传输通道（物联网号），保证了数据安全和通信可靠性 信号覆盖范围广并非常稳定，抄表不再受距离的限制，一次抄表成功率98.8% 表具具备防逆转、防逆通气功能 表具符合 IP65 防护等级，并且具有宽温工作范围（-25+55） 系统采用 B/S 架构，方便维护与升级 支持大并发处理，单台数据采集服务器同时并发处理 2 万台表，可以保证 600 万台表的通信、结算及日常运营管理 数据安全保障：本地独立服务器备份，异地容灾备份；磁阵存储技术，硬盘坏了数据也不会丢失；加密机存储技术，数据加密存储，数据被盗也无法查看明文信息；服务器监

5、控技术，应用和服务器宕机监控，故障报警通知，及时处理三、 方案优势1. 信号稳定覆盖范围广物联网系统采用的是移动公网（移动、电信、联通），信号非常稳定且覆盖范围广， 使得抄表、监控等远程操作非常稳定可靠且不受距离的限制。随着运营行业的发展，流量资费已经越来越低，已经完全具备应用到公共事业数据传输的可行性。物联网系统使用公网流量的方式来实现“表端”到“服务器端”的“端到端”的直接通信：简单、稳定、可靠。端对端的模式没有第三方环节使得通信更加稳定可靠。2. 大数据分析与预测物联网系统根据用气属性每天都会统计用气信息，可做到用气数据实时掌握！ 按照客户类型、管辖关系的消费量分析；按照价格的能源流向分

6、析；按照时段的能源需求分布统计。通过按照时间、区域、类型可检索分析客户的数量、比例、增长率、衰退率了解和预测趋势走向、为未来提供决策参考。通过时间维度查看以客户类型、区域关系查看客户的消费量统计以及同期对比情况。3. 实时监控表具会主动的把表具的计量信息（每天的用气量）表状态信息（电量状态、阀门状态、信号质量）等上传到后台系统以达到监控的效果4. 阶梯气价物联网系统采用的是“后台预付”的模式，结算的过程与表具分离（类似于手机的消费模式，话费是后台系统扣除的与手机无关）。表具主动的把每天的用气量上传到后台系统， 后台系统根据现行的阶梯气价的价格体系进行结算。在此模式下工作人员通过简单的系统设置就

7、可以实现阶梯气价的多种方案，同时调价工作变得异常简单只需要修改系统上的数据就即可与表具无关；系统还支持批量调价与单台设备的调价。在表具与结算功能的分离得情况下，用户再也不用担心因表具功能考虑不周而造成的不能满足后期复杂多变的阶梯气价的情况，如果价格体系发生了巨变，则只需要升级后台程序即可。5. 报警设置与异常判定表具上传表具的运行状态后，后台系统就可以通过报警条件的设置自动的产生报警信息， 比如余量不足、电量不足、泄露报警（与泄露报警器联动）、用气异常等。这些报警信息还可以与短信平台、微信平台等移动平台结合及时的推送给用户，图 7 是后台报警信息参数设置界面。表具上传的报警信息量是巨大的，人工

8、逐台的查看并判断异常情况已不现实，物联系统的后台系统已经对异常情况进行了统计分类（阀门异常、电量异常、用气异常等），你只需要设置筛选条件如：小区、时间段、表具类型、用气类型、异常分类等条件后，系统会自动生成报表以供查看，报表都可以以 EXCEL 的方式导出方便后续处理。实时互动基于云客服平台帮助燃气企业低成本、快捷地建立多渠道全业务客户服务中心。支持电话、微信、支付宝服务窗、掌厅、网厅、微博等主流渠道。用户可经由上述渠道，便捷的实现与燃气公司的业务互动。用户通过移动 APP 或微信平台可以远程缴费、用气信息查询、阶梯气价执行情况查询、故障报修等功能。燃气公司通过移动 APP 或微信公众号实现基

9、于知识库的自动服务应答，减少人工客服量， 节省成本，提高效率。同时，云客服平台针对燃气公司，可以解决欠费查询、费用缴纳、预存、代扣、自报表读数等客户服务，以及欠费催缴等各类信息推送，节省客服总体成本， 有效引流聚集客户量。6. 支持机械表的在线抄表云客服系统支持普通机械表的用户在线拍照抄表，缴费，节省了燃气公司的抄表投入、方便用户缴费、免打扰！ 7. 数据安全可靠采用了 64 位的动态加密算法（DES），数据在传输过程中，传输数据包完整可靠保密性强，保证了数据的安全可靠。8. 表具特性防护等级：采用迷宫式设计满足 IP65 等级；供电方式：采用内部1 节锂电、外部4 节碱性电池的双电源供电方式

10、，碱性电池使用寿命12 个月(每天上传一次数据)、锂电池使用寿命10 年，用户可自行更换碱性电池；防泄漏：可以与燃气泄漏报警器联动，当接受到报警器泄漏信号时会立即关闭阀门，并执行联网操作把报警信息直接上传到后台系统；防反接、防逆流：采用专利技术，当表计反接或出现逆流的情况下，气源会自动切断而与阀门是否开启无关从而实现防反接、防逆流的功能；通信号段：采用移动的专用物联网号段（M2M），13 位号码与手机使用的号段分离，保证通信的安全与带宽。四、 物联网燃气表技术说明1. 技术标准 膜式燃气表国家标准 GB/T6968-2011膜式燃气表 中华人民共和国国家计量检定规程 JJG577-2012膜式

11、煤气表检定规程 中华人民共和国国家计量技术规范 JJF1354-2012膜式燃气表型式评价大纲 JG/T162-2009住宅远传抄表系统 CJ/T188-2004户用计量仪表数据传输技术条件 Q/JK008-2014无线远传膜式燃气表2. 结构原理物联网燃气表的控制器主要由数据采集、液晶显示、阀门控制、移动通讯模块（GPRS）、实时时钟、电源管理模块、报警器接口、功能按钮等模块组成，如下图所示。3. 技术特点3.1 内外磁钢传动采用永久性磁性材料，永不退磁并保证足够的传递扭矩，确保磁性传动的长久性和可靠性。3.2 板载采样在行业第一个采用板载取样技术，完全脱离数码轮加工与防护工艺，将取样取件放

12、置在线路板上，提高了产品质量和生产自动水平，并且由于板载取样结构更加精密，区域缩小， 对于外部磁干扰检测能力有明显的增强。3.3 唯一标示根据既定的条码规则，每个燃气表出厂后都会有唯一 ID 的编号，确保了燃气表的抄表正常，方便用户建立管理档案。3.4 高精度的实时时钟控制器的内部配备了高精度的实时时钟，能够准确的实现万年历计算，为历史数据和准确的控制数据传输提供了基础。3.5 通讯性能稳定可靠采用高品质的移动通讯模块，通过中国移动、中国联通、中国电信等公共通信网络，利用数据方式（GPRS/CDMA2000/WCDMA）确保了数据的可靠稳定的传输。3.6 防潮保护基表与塑料壳底座和塑料壳底座与

13、塑料上壳体之间均采用了迷宫式的设计，大大提高了防水/防尘的等级，可达到 IP65。3.7 数据安全可靠采用了 64 位的动态加密算法（DES），数据在传输过程中，数据包完整可靠保密性强，保证了数据的安全可靠。3.8 低功耗各元器件均采用了超低功耗的产品，保证电池的使用寿命。4. 主要参数公称流量m/h1.62.54最大流量m/h2.546最小流量m/h0.0160.0250.04计量等级级1.5基本误差限QminQ0.1Qmax 时30.1QmaxQQmax 时1.5最大累计量m99999.999最大工作压力kPa10总压力损失Pa250密封性kPa输入 1.5 倍最大工作压力的空气，历时 3

14、min 不泄露防爆标准EXib IIBT3 Gb字轮最小读数dm0.2机械读数窗口有液晶显示面板有使用温度-25+50介质条件各类燃气、空气、无腐蚀性气体进出气管螺纹MmM302进出气管中心距Mm130外廓尺寸MmH227xW210xD164重量Kg2.24供电方式4 节碱性电池（外）+ 1 节锂电（内）电池使用年限锂电池，使用寿命大于 10 年碱性电池，使用寿命大于 1.5 年工作电压VDC 5.0V 7.0V工作电流(平均)mA90静态电流uA20采样方式双脉冲阀门控制有阀门可靠性连续开关次数不小于 10000 次关阀时间S0.5阀门工作电压范围V2.57.0时钟误差s/月10防护等级IP65通讯方式GPRS（数据流）一次抄表成功率98.5%数据抄读准确率99.9%5. 主要功能5.1 数据采集采用双脉冲的采样方式，可自动采集机电传感器上的脉冲信号，利用专利的技术算法进行防抖，具有单边干扰和双边干扰防护功能。当发生单边干扰或双边干扰时阀门会立即关闭，干扰状态解除后用户可以通过功能按钮开启阀门。5.2 数据上传方式定时上传方式(自动抄表)当物联网智能表内部时钟运行达到系统设置要求数据