第２７卷第１ｌ期２００７年１１月煤气与熬力ＣＡＳ＆ＨＥＡＴＶｏｌ”№ｌｌＮｏｖ．２００７嚣爨分蚺毋承苫蜷‘笤嗡嗡燃气信息化２∥｝、薛嚣《ｈｆ辩世磺ｔ最、碴曹ｌ燃气自动抄表系统通信方式的确定齐海鸥，段常贵（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨１５００９０）摘要：比较了常用通信方式，分析了短消息通信技术的可行性，确定了燃气自动抄表系统的上层通信采用短消息进行数据交换，下层通信采用Ｒｓ４８５总线进行数据传输。关键词：燃气表；中图分类号：Ｔｕ９９６自动抄表系统；通信；短消息文献标识码：Ｂ文章编号：１０００—４４１６（２００７）１ｌ一００４ｌ一０３Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉ叫ｏｆＣｏｍｍ咖ｉｃａｔｉｏｎＭｏｄｅｆｂｒＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｓＴ讧ｅｔｅｒＲｅａｄｉｎｇＳｙｓｔｅｍＱＩＡｂｓｔＩ砒ｔ：ＴｈｅｓａｇｅＨａｉ－ｏｕ，ＤＵＡＮＣｈ“ｇ—ｇｕｉａｒｅ（舶小抽梳ｆ池把０，孔疏Ｍｆｏｇｙ，舶而缸１５００９０，ｃ＾ｍ）ｃｏｎｖｅｎｄｏｎａＩｃｏｍｍｕｎｉｃａⅡｏｎｍｏｄｅｓｉｓｃｏｍｐ删，明ｄｔｈｅｆｅａｓｉＭＩｉｔｖ０ｆＢｈｏＩｔｍｅＢ－ｃｏｍｍｕｎｉｃ“ｏｎｔｅｃｈ肿ｌｏｇｙｉｓ明ａｌｙ船ｄ．ｈｄｅｔ哪ｌｉｎｅｄｔｌｌａｔｔ１１ｅｕｐｐｅ卜ｌｅｖｅｌｃｏｍｍｕｎｉｃ“ｏｎｆｏｒ叩ｔｏ－Ⅲａｄｃｇ聃ｍｅｔｅｒ弛ａｄｉ“ｇｓｙｓｔｅｍａｄｏｐ坞ｓｈｏｎｍｅｓｓａｇｅｔｏｅｘｃｈａｎｇｅｄａ乜，ａｎｄｔｌｌｅ１０ｗｅｒ－ｌｅｖｅｌｎｏｎｃｏｒ啪ｕｎｉｃａ—ａｄ叩ｂＲｓ４８５ｂｕｓＩｏｇａ８ｔ珀Ⅱ唧“ｄａ【ａ．ｓｙ札ｅｍ；ＫｅｙｗＯｒｄｓ：ｍｅｔｅ’；ａｕｔｏｍｔｉｃｍｅｃｅｒ冲枷ｎｇｃｏ衄ｕｎｉｃ“ｏ“；ｓｈｏｎｍｅｓｓａｇｅ目前我国许多燃气公司管道燃气抄表仍然采用人工抄表，不仅企业需配备大量的抄表员，而且用户欠费、人为窃气现象时有发生，给燃气公司造成一定的经济损失。随着人民生活水平的提高以及电子技术和通信技术的发展，人工抄表已不适应社会发展的要求，实行燃气表自动抄表是燃气行业发展的必然趋势。现有的自动抄表系统采用的通信方式各异，下面对目前常用的通信方式进行分析，以确定自动抄表系统的最佳通信方式。载波通信系统ＰＯｗＥＲＮＥＴ，具有自动抄表、用户管理等功能。然而，载波通信的可靠性差、通信不稳定，且传输性能较差，主要表现为噪声高、阻抗低、损耗大、波动大、易受外界干扰等。电力线载波所采用的介质如果不进行严格校验，数据出错的概率即误码率非常高；如果进行严格校验，实时性难以保证。因此对实时性要求较高的场合不适宜采用。ＬＡＮｗＯＲＫｓ是非常优秀的现场总线。深圳开发科技股份有限公司与国内外燃气表厂合作研发的ＬＡＮｗＯＲＫｓ网络远程抄表系统，使用ＬＡＮｗＯＲＫｓ现场控制网络技术，成功地解决了城市燃气集中抄表与监控运行。但是，采用ＬＡＮｗＯＲＫｓ现场总线价格非常昂贵。此外，ＬＡＮｗＯＲＫｓ技术是用来实现比较小型的工业控制系统的，而且没有为住宅内部的计量短路、断路的测量和阀门控制等提供专门的接口，使用不方便。４ｌ·１常用的通信方式１．１有线通信方式有线通信方式中，按传输介质不同，常用的有电力线载波、ＬＡＮｗＯＲＫｓ总线、Ｒｓ４８５总线、专用电缆、远程拨号等通信方式。电力线载波是借电力线做通信线路，省去布线的麻烦。英国远程自动抄表公司开发的低压电力线万方数据 第２７卷第１ｌ期煤气与热力㈣ｗａｔｅｒⅫｈｅｍｃｏｍＲｓ４８５总线是使用较为广泛的双向有补偿传输线标准的工业控制总线，可方便地构成一点对多点或多点之问的相互通信网络。其最大每段总线长度为ｌ２００信的企业不多。其他的无线通信方式，如卫星通信、微波、无线电公用频段等在燃气自动抄表系统中应用【乜较少。而且，这些传输方式还存在着投资费用高、组网上作复杂、系统欠稳定和维修维护量大等问题。ｍ，每段最多支持３２个节点，单组双绞线双向主从通信。总线上挂接的节点个数因选用的接口驱动芯片而异。当总线加长或节点增多时需要使用中继器连接，全网络最多支持２５６个节点。这种接口具有抑制共模干扰的能力，因此性能可靠、抗干扰能力强，信号发送频率最高可达１０ＭＨｚ，费用也较低廉。缺点是需要布线。Ｒｓ４８５总线在我固应用技术比较成熟，因此使用Ｒｓ４８５总线进行通信的工程实例很多。目前，深圳市燃气集团有限公司采用的ＨＧ２０００Ａ型自动抄表系统的下层通信方式就采用Ｒｓ４８５总线，系统运行稳定，但是该系统的上层通信方式还不完善。采用专用电缆通信，建没成本较高，需要敷设线路，而且受地域过大。由于老城区电缆敷设困难或已经敷殴的电缆容易被破坏等原因，该方法现在很少采用，已经采用的正在逐渐改为其他通信方式。２短消息通信技术的可行性短消息是一种基于移动通信网络，在移动通信网络上传送简短信息的无线通信应用，其特点是在移动通信网络上可以随时随地无线化、智能化地交换信息。基于移动短消息的无线智能监控系统是将短消息业务与自动控制、计算机及通信等技术相结合而研制的监控与数据采集系统，通过对短消息的内容进行组帧、编码和解码达到利用ＧＳＭ网络短信信道传输控制信息的目的”］。利用短消息实现在通信和控制领域的应用，和其他方式相比，有许多优越之处，主要体现在以下４个方面：①实施与运行费用低。只需增加终端控制系统，运行时，短消息实行包月制或按每条ｏ．１元计费，整体费用低。②网络覆盖面广，造价低。ＧｓＭ网络覆盖全国各地，网络设施完备，不再需要为基础设施投资。③可靠性高。运用短消息传送信息，丝毫不用担心距离的远近，愈是远距离．反而愈能发挥远端监控的优势。短消息不会轻易丢失，即使对方因一时故障突然关机，短消息也会储存在服务器端，一开机便会显示。远程拨号方式是采用电话线或光缆作为通信介质，利用调制解调器建立连接。该方式不受地域的，可以在任意地点和现场进行数据采集通信。缺点是电话线通信速度较慢，如果通过公用电话网，则运行费用较高。深圳市润声世纪信息技术有限公司开发的Ｒｓ远程抄表系统，通过调制解调器（Ｍｏ－ｄｅｍ）远程拨号，经过设施网连接到集中器，对燃气表进行参数配置、察看燃气表运行情况及远程自动抄表等。但该通信方式使系统运行费用较高，而且电话线拨号接人只支持轮流杏询，监控范围较小，实时性和反控性都较差ｕｌ。１２无线通信方式④传输效率高。在信道无阻塞的情况下，完成１条指令的发送与接收只需要１～２ｍｉｎ，不仅节约了时间，还极大地节省了人力和物力。由于点对点短消息不需要单独建立通信通道，因此费用较低。每１条短消息可以传送１６０个７ｂ目前，无线通信方式多数采用无线数传电台作为通信设备，优点是覆盖面积大、布点灵活、运行费ｔ｝｝ｊ低，缺点是可靠性差、误码率高，『『｜：『且误码率与通信速率成正比，即传输速率越高，误码率越高。因此，需要采用检错技术和纠错技术相结合，才能在一定程度上提高数据传输的准确性和可靠性。此外，通信波特率受电台和调制解调器的制约。因此，这种方式虽然方便，但由于受频段、传播范围等以及城市高层建筑对信号传播的影响，使得其应用受到。在燃气自动抄表系统中采用该方式进行通编码数据或１４０个８ｂ编码数据，或７０个ｕＮＩｃＯＤＥ码。因此，自动抄表系统中采用ＧｓＭ短消息接口进行数据和控制指令传输，可以节约首期庞大的资金投人。随着以ＧＳＭ网络为平台的各种业务不断拓展，移动终端普及应用程度越来越高，现代化的移动终端都具有短消息服务功能，基于短消息增值服务的前景越来越光明。因此，将计算机串口通信同短消息业务相结合，利用ＧｓＭ网络进行远端监控已成为数据通信业务的一个新热点，短消息的增值业务实万方数据 ｗ”ｒ．ｗｍｅ。ｇａ吕ｈｅｍ．咖齐海鸥，等ｉ燃气自动抄表系统通信方式的确定第２７卷第１１期施相对简单、费用低和移动通信网络设施完备等优可扩展性好、费用低等特点，通过手机短信将各个区点必将促使短消息通信得到广泛的应用。域监控中心计算机所记录的各用户用气量等数据传３燃气自动抄表系统的短消息通信模式送到燃气公司集中监控中心计算机，实现抄表、统本文设计的燃气自动抄表系统在逻辑上分为采计、监控等工作的完全自动化。短消息数据的发送、集层、传输层、数据库层和业务应用层４层。整个系接收过程见图２。统的原理见图１。圆赢也到赢倒回芸囤羔圆圈２短消息数据的发送、接收过程魄．２ｎ岫哪ｉ日日ｂⅡａＩ－ｄ地唧妇ｐ。∽鲫曲ａｆ由咂ｔｍ８晔ｄａｌａＧｓＭ终端设备（Ｍ０）请求发送信息，短信中心（ｓＭｓｃ）认可后接收请求传送的短消息并存储，当接收该信息的ＧｓＭ终端（ＭＴ）处于活动状态时，短信中心把废信息发送给ＭＴ。ＭＴ收到后，发确认信图１目动抄爱系统原理Ｆｉ昏１胁ｃｉ出０ｆ卸ｔｏｍ击ｃ弹Ⅲｅｔ盱弛岫岬ｔ蛐息给短信中心，短信中心将发送成功的报告发给ＭＯ。短信中心采用存储转发机制并发送结果报告，３．１燃气表与区域监控中心的数据交换保证接收方关机时信息被保存，并在接收方活动时在综合了以上各种通信方式的优缺点之后，考收到信息，发送报告使发送方知道信息是否送达。虑到新建小区设计中具备管线敷设条件，且Ｒｓ４８５总线技术目前在我国应用比较成熟，因此用户燃气４结论表与区域监控中心计算机之间采用Ｒｓ４８５总线通基于短消息通信技术，管道燃气自动抄表系统的上层通信采用短消息进行数据交换，下层通信采信方式。用Ｒｓ４８５总线进行数据传输，是可行的。Ｒｓ４８５总线要求节点到总线的距离应小于１ｍ，否则，整个系统的传输特性将发生很大的变化，使数据传输变得不可靠。因此，为了使Ｒｓ４８５总线参考文献：在构成一个庞大的网络时仍具有良好的稳定性和可［１］迭新字，林家薇，张德纯．数据通信原理与技术［Ｍ］靠性．采用集线器来实现总线的分支和延长，使得系北京：电子工业出版社．２００３．统运行更加稳定、可靠。另外，在系统设计时，根据［２］邹建新，赵小红基于移动通信短消息的无线智能监实际情况可以在每幢楼的传输线入口处，增加１个控系统［Ａ］．李朝青无线发送／接收Ｉｃ芯片及其数光隔离的中继器，使楼内的系统与传输线之间实现据通信技术选编２［ｃ］．北京：航空航天大学出版社，电气隔离，从而使得外部传输线路上的雷击不会损２００４．１５１—１５４坏楼内系统。３．２集中监控中心与区域监控中心的数据传输作者简介：齐海鸥（１９８０一），女，吉林榆树人，考虑到区域监控中心与燃气公司集中监控中心硕士生，主要从事城镇管道燃气抄表方案距离较远，布线困难。因此，利用国家公用移动通信的研究工作。网作为通信基础，基于中国移动、联通、电信等基础电话：（０７５５）２５１００６５７转８２６电信运营商短信网关，利用其基础通信网络覆盖面Ｅ—ｎＩａｉｌ：ａｉｈ越蚰＠１２６．∞ｍ广、技术成熟、实时性好、数据安全可靠、可移植性和收稿日期：２００６—１０～２５；修回日期：２００７—０１一１０万 方数据燃气自动抄表系统通信方式的确定
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
齐海鸥， 段常贵， QI Hai-ou， DUAN Chang-gui哈尔滨工业大学,黑龙江,哈尔滨,150090煤气与热力GAS & HEAT2007，27(11)1次
1.达新宇.林家薇.张德纯 数据通信原理与技术 2003
2.邹建新.赵小红 基于移动通信短消息的无线智能监控系统 2004
1.会议论文 马英 燃气表智能抄表系统的发展方向 2008
随着我国燃气事业的迅猛发展，燃气表最原始的抄收方式“登门拜访”已不能满足人们的需求。各种各样的智能抄表系统先后应运而生，什么样的抄表系统更能体现人们的要求。本文通过分析了现有的各类自动抄表系统的类型，透视抄表系统的发展方向。
2.期刊论文 杨立茹.魏刚毅 燃气表安装方式探讨 -山东煤炭科技2009(1)
该文通过对4种燃气表安装方案的造价、安全性、安装、规范支持、运行维护等方面的分析比较,提出了选择合适安装方式的原则.
3.会议论文 高瑞.冯德军 基于MSP430与CC1100设计开发无线远传直读自动抄表系统 2006
本文通过对智能IC卡燃气表运行中存在的问题、脉冲式和直读式远传表的工作原理及发展现状进行论述，认为在所有的远传表计方案中，采用直读技术实现表计数据在技术和实施性等方面占有最大优势。并在此基础上讨论了MSP430单片机和CC1100射频收发器在无线远传直读抄表系统的应用设计方案。
4.学位论文 孙炼 基于无线通道的燃气自动抄表系统的研究与开发 2007
目前抄表方式以有线方式为主，诸如电力线载波、电话线、RS485或者是上述几种有线方式的混合。随着城市和智能小区的发展，有线系统先天存在着布线，施工周期长、工程安装成本及维护成本高和系统扩展性差等问题，已经越来越满足不了城市发展的需要，而小功率无线电波通信方式由于其通信方便、组网简单、无需申请频点使用权以及投资少等特点，为国内外越来越多的自动抄表系统所采用。
本文对目前有线燃气自动抄表方式作了深入的研究，在瑞迅公司原有线抄表系统的基础上，采用小功率无线电波通信方式，提出了两种结构型式的小区无线抄表系统方案——基于无线双向燃气表方案和基于无线采集器方案，并对这两种方案的硬件和软件进行了设计和实现。
本文首先针对现有脉冲表具计数不准、需要复杂布线和可靠性差等问题，对于不同无线抄表方案设计了两种新型具有无线远传接口的表具。其次专门针对基于无线采集器方案设计了一种具有无线接口的数据采集终端，它具有存储空间，能完成对无线单向燃气表数据采集，也能响应手持式抄表机指令，完成数据通讯任务。第三手持式抄表机应用软件设计。手持式抄表机作为底层无线燃气表具、无线采集器和上层信息管理系统之间信息交换的载体，手持机通过相关通信协议实现与无线表具和无线采集器直接通信，从而实现了包括表具数据的读取存储以及无线表具的设置等功能。最后通过中心管理信息系统软件设计，实现了抄表机数据导入和抄表任务下载、手持机应用软件更新以及抄表机参数设置等功能，并且对上传抄表数据实现了数据智能化处理、收费和票据报表输出的功能。
系统运行测试表明系统性能达到了预定的目标，系统满足了实际的需求，具有较高的实际运用价值。
5.期刊论文 郭桂艳.GUO Gui-yan 解决入户抄表难题的燃气表安装方案 -煤气与热力2007,27(4)
提出了4种解决入户抄表难题的燃气表安装方案,测算了各方案的造价,从造价、安全性、安装、规范支持、运行维护方面进行了分析,提出了选择合适的安装方式的原则.
6.学位论文 孔建华 智能远程抄表系统的设计与开发 2005
本文在分析了现有的各种远程抄表方案的基础上，设计和开发了一种适合我国国情的IRMRS系统。该系统分上位机管理系统和下位机采集系统两部分，通过公用电话网及上层通信协议实现上位机与下位机之间的通信。下位机采集系统重点对各组成部分(包括数据采集器、数据集中器和数据通信机)进行了软硬件设计，制定了底层通信协议，并采用RS-485总线实现燃气表原始数据的采集、处理、存储和传输；上位机管理系统采用模块化设计思想，重点对通信模块(包括上层通信协议)和数据库模块进行了设计，实现了燃气表数据的远程读取、智能化处理和多种报表输出，同时提供了燃气表和其它抄表设备的远程监控功能。另外，本文对系统实际应用中的各种不可靠和干扰因素进行了系统分析，在设计采取了一系列有效的措施来提高系统的可靠性和抗干扰能力。
7.学位论文 齐海鸥 城镇管道气抄表方案的研究 2005
本文通过对目前国内外城镇管道气抄表现状进行分析，结合深圳市燃气集团有限公司管道气的具体抄表情况，提出了新的城镇管道气抄表方案。本文迎合我国城镇现代化发展的要求，设计了管道气自动抄表系统。根据自动抄表系统应实现的功能，进行了自动抄表系统软硬件的初步设计。通过对目前现有的远传燃气表传感类型进行分析，得出结论：较为理想的远传燃气表传感方式为自保持开关型。通过对目前常用的通讯方式进行分析，并基于GSM网络覆盖面广、通信距离不受、数据传输可靠性高等特点，结合深圳市城市发展现状，本文设计的自动抄表系统下层通讯采用RS485总线方式，上层通过GPRS网络将各个小区管理中心计算机所记录的各户用气量等数据传送到燃气集团集中监控中心计算机，并且与银行收费系统联网，实现抄表、统计、收费、监控等工作的完全自动化。
对本文设计的自动抄表系统进行可靠性分析和可靠性设计，提出了系统的可靠性模型，同时对系统通讯网络可靠性进行评估，得出理论上系统综合可靠性评价值为0.90。通过经济性分析得出该自动抄表系统在经济上是可行的。
本文针对深圳市管道气用户的特点，在抄表管理上，建议将管道气用户按照用气信誉分为三类，分别实行人工抄表、自动抄表和IC卡表。
8.学位论文 李劲涛 单片微型计算机在自动抄表系统中的应用 2006
目前，国家正在推广户外计量（含水、电、燃气表）技术，以实现方便查表，不干扰住户，使大量人工查表工作逐步过渡到数字化传送。所以开发智能化的水、电、气计量装置及接口箱柜成为当务之急。现有的三表自动抄收系统存在许多弊端，因此，开发一套经济、高效、稳定可靠、适用面宽的三表自动抄收系统提上了议事日程。本课题正是在朵力小区开发商的需求背景下开始研制的。
本文介绍了三表自动抄收系统的应用背景，课题意义，总结了国内外的应用和技术发展现状，提出了本课题需要完成的主要工作、总体方案及关键技术。
系统使用了广泛应用的基于RS485电气接口的异步串行通讯技术作为通讯方式[16]。文中分析了发送数据帧的过程，并制定了通讯协议。
介绍了单片微型计算机在三表自动抄收硬件系统中的应用，系统硬件设计原理及其与微处理器中核心程序的有机结合。同时介绍了三表自动抄收软件的设计思想，并描述了系统中使用的自定义通讯协议的例子。
另外,本文对系统实际应用中的各种不可靠和干扰因素进行了系统分析,在设计采取了一系列有效的措施来提高系统的可靠性和抗干扰能力。 系统的实际运行和测试表明：该系统安装调试方便,运行可靠、稳定,操作简单,抄得的数据准确,达到了预定的目标,满足了实际的需求,具有较高的工程应用价值。
9.期刊论文 张涛.ZHANG Tao 自动抄表在燃气收费系统的应用 -煤气与热力2010,30(1)
分析了人工抄表收费方式存在的问题、几种计量收费方式的特点.研究了自动抄表系统的构成、燃气表与采集器(集中器)之间的数据传输方式、集中器与燃气公司管理中心之间的数据传递方式,提出适用于各种用户类型的自动抄表模式.
10.学位论文 程杰 基于低压电力线载波和GPRS的集抄系统研究 2004
将个人用户的电表、水表、燃气表数据实现远程集中式管理的自动抄表系统ARMS(Automatic Meter Reading System),以其高效、便捷的智能化管理特点,在中国当前持续的城镇住宅建设的热潮中正得到日益广泛的应用.水、电、气三表自动抄表系统方案很多,其中,低压电力线载波技术使得自动抄表系统利用现有的低压电力线作信息传递的传输介质,省去了类似RS-485集抄方式所需的大量铺线工程,是一种非常经济和便利的集抄方式;而GPRS技术以其永远在线和数据流量记费的特点,使得集抄系统的数据可以接入Internet,实现广域范围的集中管理和控制.该系统采用基于电力线载波和GPRS接入
Internet的技术,分上下两级为实现广域范围用户三表数据的集中管理和控制作了探讨研究.第一级是在住宅区的局域范围内,实现区内同一变压器下各住户三表数据到集中器的数据集中.住户家中,在对传统的水、气表进行低功耗远传改造后,水、气采集的数据经20mA电流环路连接电能表.以电能表系统为中心,通过其载波接口,三表数据以低压电力载波方式传输到区内集中器.第二级是在广域范围上,将各个集中器的数据接入Internet,实现三表数据的远程管理.住宅区内集中器一方面利用载波接口接收住户的数据,另一方面利用GPRS接口将集中的数据传送到Internet上.管理中心软件从Internet获取用户的数据并将之集中管理,同时又可将控制命令传送到各个用户的计量终端,实现集中控制.该课题的研究可以说明基于低压电力载波和GPRS技术的三表集抄系统是可行的和有效的,它将代表着抄表技术的发展的新趋势.在课题的研究中还存在许多的问题需要进一步的改进和完善.
1.刘威垣.李陆弘.俞智斌.杨永连 远程抄表及燃气泄漏监控系统在住宅区的应用[期刊论文]-煤气与热力 2009(9)
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