基本信息
燃氣公司遠程抄表管理系統
一、方案背景
該系統由監控中心和各個調壓櫃，調壓站監測點組成，各個監測點的數據採集終端（RTU）可監視和採集壓力、流量等各種數據，供控制中心及有關部門分析和決策取用，提高工作效率，保證供氣質量，滿足日益增產的用氣量的需求。城市供氣管網監控系統可以對遠程現場的運行設備進行監視和控制，以實現管道壓力、流量的數據傳送及閥門開關的自動控制，降低了故障率和提高了對系統的反應時間。便於及時迅速的了解及控制遠端管道及閥門，低故障率和檢修的時間，減少停氣次數。各氣體監測點的數據採集終端可自動採集管道壓力、氣流量的實時數據與開關狀態等數據，信息傳輸到燃氣公司的監控中心，監控中心通過對傳輸回的數據進行分析，可找到出故障的地點，從而當一個遠端出現故障時，能在最短的時間內解決問題，恢復供氣，提高了整體的服務水平，從而實現了城市供氣的信息化、現代化。
目前，燃氣供氣管網監控系統中採用的數據通信可簡單分為有線和無線兩大類，其中有線通信主要包括架設光纜、電纜或租用電信電話線、X.25、DDN、ADSL等，而無線則包括超短波通信、擴頻通信、衛星通信、GSM 簡訊/GPRS通信等。
在城市供氣管網監控系統中，由於各管網監控點分布範圍廣、數量多、距離遠，個別點還地處偏僻，因此架設光纜、鋪設電纜難度大、不切合實際，向電信部門租用專用電話線又要申請很多電話線，而且有些監控點線路難以到達，況且採用電話線路時需要等待漫長的電話撥號過程，速度慢，運營成本較高，總之監控系統採用有線通信方式建設周期長、工作難度大、運行費用高，不便於大規模使用；與之相比，無線通信方式則顯得非常靈活，它具有投資較少、建設周期短、運行維護簡單、性價比高等優點。在監控系統中，無線通信方式主要包括：超短波（230MHz）無線數傳、擴頻、衛星通信、GSM數字蜂窩通信系統等，其中衛星通信由於通信費用昂貴，只在一些特殊的領域下使用，未得以普及；而擴頻通信技術雖然速率高，但只能在視距範圍內傳輸，套用也受到限制。採用超短波數傳電台作為傳輸信道具有組網靈活、擴展容易、維修方便、運行費用低等優點，但由於系統工作於230MHz且多採用普通間接調製的數傳電台，這就造成系統易受外界干擾、通信速率低、誤碼率高、數據傳送量不大、信號覆蓋範圍小等缺點
這套系統為城市供氣的科學調度提供了準確數據，保證了全市管網的安全，同時為燃氣公司節省了大量的人力和資金。這套系統的套用，可以解決了以往城市供氣壓力不均勻，產生了良好的社會意義。
二、方案選擇
經過比較分析，我們選擇GPRS監控系統作為城市供氣管網監控系統的數據通信平台。目前，GSM網路經過電信部門的多年建設，覆蓋範圍不斷擴大，已成為成熟、穩定、可靠的通信網路，特別是中國移動，中國聯通的GPRS數據業務。GSM/GPRS系統可提供廣域的無線IP連線。在移動通信公司的GPRS業務平台上構建燃氣供氣管網監控系統，實現管網監控點的無線數據傳輸具有可充分利用現有網路，縮短建設周期，降低建設成本的優點，而且設備安裝方便、維護簡單。
功能特點
GPRS 無線監控系統具備如下特點：
1 、良好的實時回響與處理能力。與短訊息服務比較，由於GPRS具有實時線上特性，系統無時延，系統能夠同時實時收取、處理多個所有監測點的各種數據，無需輪巡就可以同步監測點的時鐘可很好的滿足系統對數據採集和傳輸實時性的要求。
2 、遠程儀器設備控制：由於採用GPRS雙向傳輸系統，監控中心可以反向實現對儀器設備的時間校正、狀態報告、開關以及其他監測、控制等功能；
3 、建設成本低：可充分利用現有GSM網路，設備安裝即接通，而採用超短波通信時需要充分考慮現場環境，還需要配備天線鐵架等附屬設備。
4 、安裝調試簡單，建設周期短：利用現有成熟GSM網路，系統投入運行時基本不需要調試，安裝簡捷。採用超短波通信時安裝調試工作量大，要先進行現場信號測試，天線鐵架架設，天線方向角度調試等工作。
5 、覆蓋範圍廣。構建供氣管網監控系統要求數據通信覆蓋範圍廣，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。由於管網監控點數量眾多，分布在全市範圍內，部分管網監控點位於偏僻地區，而且地理位置分散。採用超短波通訊方式，覆蓋範圍只有30多公里；而採用GPRS方式，理論上在無線GSM/GPRS網路的覆蓋範圍之內，都可以實現監控。
6 、數據傳輸速率高。GPRS網路傳送速率理論上可達171.2kbit/s，實際套用時數據傳輸速率在40Kbps左右，而目前一般的超短波數傳電台傳送速率多為2.4kbit/s或更低。
7 、系統的傳輸容量大。監控中心站要和每一個管網監控點實現同時實時連線。由於管網監控點數量眾多，系統要求能滿足突發性數據傳輸的需要，而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要，簡訊有可能會出現阻塞現象（採用簡訊接收設備方式）
8 、通信費用低。由於GPRS採用流量計費的方式，運營維護成本低，月通信費用將在10元之內。 、解決方案介紹
由於GPRS通信是基於IP位址的數據分組通信網路，監控中心計算機主機配置固定的IP位址，各個端站的GPRS模組和該主機進行通信。
組成
（一）、系統組成 （框架圖）1）管網監控點：（數據採集終端+儀表)
管網監控點：各監控點通過數據採集終端採集如壓力、流量等數據，通過內置嵌入式處理器對數據進行處理、協定封裝後傳送到GPRS網路。
2）監控中心：(伺服器+系統軟體)
伺服器申請配置固定IP位址，採用省移動通信公司提供的DDN專線，與GPRS網路相連。由於DDN專線可提供較高的頻寬，當管網監控點數量增加，中心不用擴容即可滿足需求。監控中心RADIUS伺服器接受到GPRS網路傳來的數據後先進行AAA認證，後傳送到監控中心計算機主機，通過系統軟體對數據進行還原顯示，並進行數據處理。
3）GPRS/GSM移動數據傳輸網路：
現場監控點採集的數據經GSM網路空中接口功能模組同時對數據進行解碼處理，轉換成在公網數據傳送的格式，通過中國移動的GPRS無線數據網路進行傳輸，最終傳送到監控中心IP位址。
（二）監控點系統方案
鋰電池供電方式介紹：半小時傳送一次，十分鐘間隔的數據。
220V+鋰電池供電方式介紹：可以實時抄送，十分鐘傳送一次數據。
（三）產品特性
1）數據採集終端
系統採用數據採集終端（如下圖）。產品基於中國移動的GPRS網路，具有高性能、高可靠及抗干擾能力強等特點，提供標準232數據口,RS485,模擬量,脈衝接口。傳輸速率達171Kbps，具有遠程診斷、測試、監管功能，滿足各行業調度或控制中心與眾多遠端站之間的數據採集和控制。1、表數據採集終端的主要特點：
Ø 首家採用金屬隔艙式結構，極強的抗干擾能力和防雨能力
Ø 超大容量記憶體，“記憶力”更強，大大提高數據存儲密度
Ø 全面的功能配置，全面實現需方管理
Ø 攜帶型、小型化，安裝維護更為便捷
Ø 寬電壓範圍設計 ，更加適應現場工作電源環境
Ø 全新的整機維護概念，使你的工作更為輕鬆
Ø 採用先進的防雷技術,防雷等級為ITU-T K21
Ø 採用先進的防爆技術，達到燃氣行業的標準
Ø 簡訊防盜功能設計
2、使用環境條件
1)、溫度：-15℃～+65℃
2)、濕度：相對濕度5%～100%（包括凝露），絕對濕度小於28g/m
3)、大氣壓：BB2級，66~108kPa
3、主要使用性能和主要參數指標
1)、電源(三種供電方式可單選,也可複選)
a、市電：頻率為50Hz，允許偏差為-6%~±2%，電壓為220V，允許偏差為-20%～+25%。
b、電池：>6V
2)、消耗功率
守候狀態不大於100uw。
發射機工作時不大於3W。
3)、無線信道
採用移動GSM或GPRS信道。
a、工作頻率
900MHZ/1800MHZ
b、數據保持
採集數據和參數保持10年。
4、輸入迴路
1)、脈衝輸入(可擴展至8路)
a、輸入路數：4路
b、脈衝寬度：60~80mS
c、輸入方式：有源或無源脈衝
d、測量精度：£0.1%
2）、兩路模擬量輸入(可擴展至8路)
可提供5-24V的電源用於外接壓力表等設備。
5、RS485抄表接口
1個標準的RS485專用抄表接口，通訊速率300~19200bps可選，可接氣表8塊（可擴展到32塊）。
6、 RS232接口
1個標準的RS232接口，可用於現場通訊和管理。
2）管理軟體：
本公司開發的GSM/GPRS遠程監測監控中央管理軟體是基於“客戶機/伺服器” 軟體採用了c/s ,b/s模式，採用windows作業系統和ORACLE資料庫。
數據集中存放在燃氣公司後台伺服器中，燃氣公司各相關部門前台（WINDOWS作業系統）通過internet以請求/應答方式與後台伺服器進行數據通訊，完成相關各種業務。軟體部份介面如下圖所示：登錄界面樹結構主界面GPRS設備GIS地理分布圖 sms控制閥操作日報表日瞬時曲線圖日累計流量日壓力曲線任意天數的日分析圖7、8月流量圖列印或導出（EXCEL）年流量分析表
安裝示意圖
結論
採用GPRS構建的供氣管網監控系統系統，目前有包月制和按數據量兩種收費方式，按流量計算0.03元/kbyte，而包月制10元/月有30M流量，可滿足目前監控系統的實際數據量，估計日後其費用會逐步降低。對於用戶來說，由於通信費用較低，享受到了實惠。另外，由於接入設備可以移動，當管網監控點搬遷時設備可隨之遷移並可繼續使用，可以保護用戶原有投資，適合於供氣管網監控工作的特點，能很好地滿足供氣調監控的需求，而且，做為網路運營商的移動通信公司也將因此獲得業務穩定的集團用戶，隨著用戶數量的增加，移動通信公司的營收也隨之增加，調動了運營商的積極性，符合網路建設和網路套用同步發展的要求。
後述
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