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GPRS物联网燃气表

 

一、系统组成

本系统主要由数据库管理系统、中心服务器、GPRS物联网燃气表等组成。数据服务器是一个包含用户信息数据、气价组成数据、用户缴费交易数据以及根据燃气管理部门的需要所设计的各种查询统计数据在内的数据库系统。它除了与WEB服务器、GPRS无线远传燃气表进行数据交换外，还具有数据完整性检查、数据的备份与恢复、数据库用户权限及安全性的管理。

WEB服务器是一台在Internet上具有独立IP地址的计算机，可以向Internet上的客户机提供各种Internet服务。在本系统中，WEB服务器给客户端提供用户管理、抄表计划管理、抄表记录查询、收费管理、报表管理等界面功能。

手持机作为补充，可直接与GPRS无线远传燃气表通讯，通过GPRS无线方式完成对燃气表的计量数据抄读、状态检测、阀门控制等功能。

GPRS无线远传燃气表是系统的计量和控制部分，它完成对用户所用气量的计量工作。同时，接收主站（后台服务器和客户端系统）的指令，响应或返回数据、执行特定动作（如关阀或开阀）。

GPRS物联网燃气表功能

一、 基本原理

GPRS物联网燃气表燃气表：以膜式燃气表为计量基表，加装流量信号采集模块、GPRS模块、阀门控制模块及电源管理模块等所组成的新型智能燃气表。该表除具有煤气、天然气、液化石油气等燃气的体积计量功能外，还具有计量数据机电转换、GPRS无线数据传输、阀门遥控等功能。

(一) 、基本技术指标

1. 精确度等级：B级

2. 基本误差限：

Qmin≤Q＜0.1Qmax   ±3%

0.1Qmax≤Q＜Qmax   ±1.5%

3. 流量范围：

公称流量  1.6 m³/h、2.5 m³/h、4 m³/h

流量　2.5 m³/h、4 m³/h、6 m³/h

最小流量　0.016 m³/h、0.025 m³/h、0.04 m³/h

4. 工作压力：10.0 kPa。

5. 密封性能：1.5倍工作压力，燃气表无泄漏。

6. 总压力损失：小于250Pa。

(二) 
双通道脉冲采样技术

1) 机电信号转换

膜式燃气表的指示装置输出信号为机械信号，要实现无线抄表需首先应将机械信号转换为电子信号。远传表采用的是磁敏组件组成的脉冲发生器，在机械指示器0.01m³字轮上安装一永磁铁，两只干簧继电器呈180°夹角安装其附近，字轮每旋状一周，每只干簧管被吸合至少一次，由此产生一个计数脉冲，表示一个脉冲体积当量0.1m³。在电源不间断的情况下，机械、电子记录的累积流量是一致的。1) 双干簧管采样技术

传统的“单干簧管计数”方式存在一些计数不准、抗力差的弊端，常导致电子计量与计数器计量不同步。

本产品采用“双干簧管计数”的方式，改进了干簧继电器安装结构并结合软件滤波的技术，克服了这个问题，能够保证机械计数器与电子计数的同步。是目前众多的机－电信号转换方式中可靠、实用、价廉的方式。

二、电器特性

支持双电源供电模式，外置采用四节1.5V碱性电池供电。

外置电池截止电压：4.2V±0.2V

静态电流：＜30 µA

外置电池典型寿命：>10个月

三、 GPRS物联网燃气表燃气表功能

1、提示功能

1） 工作电源欠压

当外置电池的电压低于欠压设计值（4.2V±0.2V），应关闭控制阀。按“查询”按钮，液晶显示屏上有“换电池”字符提示。

2） 剩余气量不足

当燃气表剩余气量减少到 “蜂鸣提示限”（可设置）时，每一个计数脉冲时，蜂鸣三声提示。

当燃气表剩余气量减少到“关阀提示限” （可设置）时， 可通过关闭控制阀提示。当表内仍存有剩余气量则应可通过按“查询”按钮打开控制阀。

3） 用气情况及气表状态提示

A. 用中文信息提示气表状态，包括：阀门状态（“阀开”或“阀关”）、电池欠压（“换电池”）、缴费提示（“请缴费”）

B. 以气量结算类型，按“查询”按钮，可显示：当前剩余气量、总购气量、总用气量。

C. 以金额结算类型，按“查询”按钮，可显示：当前剩余金额、用气价格、总购金额、总用金额。

4） 故障及异常提示

检测到违规操作或燃气表故障时，按查询显示“异常”，且根据不同情况，显示相应代码：

l 显示“异常”+“E-5”表示：气表收到了强制关阀指令；

l 显示“异常”+“E-6”表示：有强磁干扰或干簧管出现故障；

l 显示“异常”+“E-7”表示：GPRS模块故障；

l 显示“异常”+“E-8”表示：控制阀故障；

2、GPRS远程抄控功能

1） 自动抄表功能

GPRS物联网燃气表可以按设定的周期（如每小时一次或每天一次），定时向服务器返回表的状态、用气情况等信息：

² 控制阀状态（开、关或异常）；

² 外置电池电压状态（正常或欠压）；

² 外磁场攻击状态（有或无）；

总用气量；

2） 远程控制功能

燃气表可以接收并响应服务器发出的阀门控制指令，完成对用户用气的控制。

3） 远程充值功能（预付费燃气表）

燃气表可以接收并响应服务器发出的充值控制指令，完成对用户用气的控制。每只表具均能稳定与燃气公司后台系统保持联系，使得无卡变得可能。

4） 气价调整功能（预付费燃气表）

燃气表可以接收并响应手持抄表器发出“气价调整”指令，根据实际应用情况，可分为“即时调整”和“定时调整”两种。

即时调整：指燃气表收到“气价调整”指令后，立即修正表中用气价格，即刻起，以新的用气价格与用户结算。

定时调整：指燃气表收到“气价调整”指令后，在指令所规定的统一气价生效时间到达时，才生效新的气价。

5） 阶梯气价功能

阶梯气价是指居民每年或每月超过天然气基本消费量后，执行高气价。

2014年2月14日，经过数次讨论修改， 《关于实施居民生活用气阶梯气价的指导意见》已完成并上报至。

2014年3月21日，国家公布意见，要求2015年底前所有已通气城市建立起居民生活用气阶梯价格制度。阶梯气价分为三档，各档气价实行超额累进加价，档气量应覆盖80%的家庭。无论是后付费模式还是预付费模式，阶梯气价的最基础数据都是一定周期内用户的累计使用量。阶梯气价对燃气用户用气信息的及时、准确获取，提出了更高要求，可以预测，具有远程数据抄读功能的燃气表将会占有越来越重要的位置。

² 可设置 4 阶阶梯气价；

² 可实时调价，也可定时调整阶梯价格；

² 阶梯气价周期灵活可设置。（按每月、双月、每季、每半年、每年等）

² 可设置任一月中的任一天为结算日。

 1） 历史数据保存功能

GPRS物联网燃气表具有时钟功能，且误差不大于5分钟/年，可有效保存以下数据：

1) 使用寿命内（不低于10年）每月的用气量；

2) 最近60天的每天用气量。

四、远程燃气监控系统

1、 系统功能：

1) 定时上报功能：用户端的每一块表可以根据设定在某时间将表的数值上传到数据中心。

2) 查询功能：数据中心可以查询用户端任何一块表的任何数据。

1) 异常报警功能：现场气表出现故障时，故障信息可以传递到数据中心，用气量异常，数据中心显示器屏幕上出现报警信息。

2) 遥控功能：当气表有控制功能时，数据中心可以远程对现场进行控制。

当下列条件满足时，应能向从站发出开、关阀命令，并同时发出更改抄表周期的命令。（在发出关阀命令时，将抄表周期由一天一次变更为一小时一次。在不进行发出开阀命令时，将抄表周期变更回一天一次。）

1) 用气情况通知功能

 

向用户设定的号码发送警示信息。当满足下列条件时，向用户发送相应警示信息。

表A.2 主站提示用户信息

 

条   件	提示内容	备注
剩余气量低至设定值	编号：XXXXXXXXXXXXXX剩余气量不足，请尽快购气！（总购气量：XXXXX,总用气量：XXXXX）	预付费模式
剩余气量为零	编号：XXXXXXXXXXXXXX剩余气量为零，明日将停气！（总购气量：XXXXX,总用气量：XXXXX）
用户向主站查询时	编号：XXXXXXXXXXXXXX截止XX月XX日用气情况（总购气量：XXXXX,总用气量：XXXXX）
当月抄表成功	编号：XXXXXXXXXXXXXX请于XX月XX日前缴纳本月气费XXX.XX元。（起数：XXXXX，止数：XXXXX）	后付费模式
用户未按期缴费	编号：XXXXXXXXXXXXXX，因久费，明日将停气！

1) 维护通知功能

向设定的维护人员号码发出提示信息。当下列条件满足时，向维护人员发出信息。

表A.3 主站提示维护人员信息

 

条    件	提示内容	备注
设定时间内未收到从站信息	地址：XXXXXXXXXXXXXXXX，X天未收到信息，请检查。
收到从站故障报告	地址：XXXXXXXXXXXXXXXX，报告故障：XXXX，请检查。
设定时段内未用气	地址：XXXXXXXXXXXXXXXX，X天未用气，请检查。

2) 数据储存功能：上报数据进入数据库保存。

3) 分析打印功能：上报数据自动生成报表、曲线、可以打印。

4) 历史查询功能：用户很方便查询到历史数据。

 

 

 

 

 

 

5) 各种远程抄表方案的优劣对比

6) 

项  目	有线远传燃气表	GPRS/物联网燃气表	无线路由表
安装难易程度	需布专用的通讯网络，安装难度大，一旦破坏很难恢复。	安装简单，与普通表基本相同	安装简单，与普通表基本相同
调试难易程度	很难，需专门技术人员进行调试	较难，需专人进行系统调试	简单，经稍加培训即可操作
直接成本	高	中	低
运行成本	高	中	低
耗电情况	可使用市电	高	低
数据传输实时性	可随时查看数据	一周或一天上报一次数据	可随时查看数据
网络迁移风险	低 （更换集中器模块）	风险很大	低 （更换集中器模块）
受外部干扰	低	高	低
维护难易程度	难，需专门的技术人员	较难	易
维护成本	非常高	高	低