无线自动抄表技术探讨_技术研究_E网燃气（燃规在线）

摘要

1 概论近年来，随着通信技术的不断发展，新的无线通信技术不断地涌现，如：无线射频技术、移动GPRS、无线局域网(Wi-Fi)技术等，这些无线技术以其独有的优势，迅速在各个领域得到了

1 概论

近年来，随着通信技术的不断发展，新的无线通信技术不断地涌现，如：无线射频技术、移动GPRS、无线局域网(Wi-Fi)技术等，这些无线技术以其独有的优势，迅速在各个领域得到了推广应用。无线通信技术应用到燃气自动抄表(AMR)，可以简化系统的配置、优化系统施工、降低系统整体成本，有效解决普通用户抄表入户难、抄见率低、准确性差的问题，有效解决工商业用户与管网监测问题，极大地提高燃气公司的工作效率，节省运营成本，并能及时有效地采集数据、分析控制输配差。

2 燃气自动抄表(AMR)的需求

目前我国城镇燃气发展管道长达27.13万km，城市燃气使用人口达3.24亿，天然气供气已达308.6亿m³，城市燃气除广泛用于居民用户外，还在不断向新的领域拓展，如饭店、食堂、洗浴、学校、工厂、供暖等用户，对这些燃气用户的有效计量与安全监测显得尤为重要。特别是当今世界能源价格不断攀升，气价持续走高，燃气企业如何实现社会效益和经济效益的双赢，是众多燃气公司面临的难题。

自上个世纪初水、电、气引入计量表的一百年来，人工抄表方式一直是最传统的方式。直到上世纪80年代，欧美开始第一套AMR系统的应用探索，90年代，我国燃气行业开始推广IC卡预付费燃气表，进入新世纪后，我国AMR新技术开始不断涌现。

IC卡预付费燃气表的面世有效地解决了抄表入户问题，解决了收费难的问题，但是随着燃气行业的发展，管理日益精细化，单纯的IC卡预收费方式虽然实现了预收费，但不能有效解决气量实时统计，不能给运行调度、财务核算带来更多的帮助。单纯的IC卡燃气表已不能满足新阶段燃气计量管理的需要。

如何引入AMR技术，建立自动抄表系统，实现对户用表具的自动抄表、对工商业用户与管网设备的有效监测，进而实现整个输配管网的高效管理，值得燃气行业深入探讨。

3 几种常用的无线通信技术

3.1 微功率无线射频技术

无线射频技术是一种短距离、低功耗、低成本的无线网络通信技术，在我国开放了433MHZ，470MHZ两个频段，其最大优势是可免费使用无线通信信道。

3.2 无线局域网(Wi-Fi)技术

Wi-Fi(wireless fidelity)，它使用开放的2.4GHz直接序列扩频，最大数据传输速率可达1 1Mbps，室外传输距离可达300m，是现在使用最多的传输协议。

3.3 蓝牙技术

也是一种应用于短距离范围内的无线通信技术。它具有数据传输可靠，网络容量大，兼容性好，安全性好的特点，但由于频率高、信号衰减快，其传输距离不尽人意。与Wi-Fi技术类似，蓝牙技术同属于在办公、家庭中使用的短距离无线技术，但功耗是智能抄表应用中必须考虑的问题。

3.4 移动公网GPRS技术

GPRS技术是一种较为安全低廉的数据传输通道。GPRS运营商能够以传输的数据量而不是连接时间为基准计费，从而使用户的服务成本更低。目前国内GPRS技术在很多方面都有应用：电力遥控遥测(对电网配变运行实时监测、抄取、分析、处理和控制、水利监测(利用GPRS网络对雨量、水位点等数据的采集和传输)、气象监测、车辆管理及无线抄表等方面有着非常广泛的应用。

4 上海无线AMR应用案例介绍

上海燃气销售市场目前主要分为浦东、大众、市北、松江、青浦、奉贤等管道燃气销售公司，全市各类燃气客户700多万户。上海燃气市北销售公司隶属上海燃气集团，各类燃气客户183万余户。数据统计，每年市北公司要提供近1000万次以上的抄表服务，80万户次的安全检查，接受l万多户次的燃气业务和服务咨询，服务量巨大。多年来，市北公司秉持严谨、科学、创新、价值的管理理念，积极对新技术进行了探索和应用。

4.1 方案选择

上海燃气市北公司时刻关注国内外各种抄表技术的发展，尤其无线AMR技术，围绕上海燃气特定的需要，探索适合自己特定情况的抄表技术。

选择无线自动抄表，是因为使用无线的通信方式，既可实现快速的集抄，也支持点对点通信；系统具有终端安装方便，易于施工，后期维护量小的特点；其抄收时间短，传输距离远，抄表效率高；且系统耗能低，环保节能。这项集中抄表技术标准较为成熟，欧洲已经有ENl3757-1(2，3，4，5，6)系列标准，中国2010年6月1日起也将实施JG/T162-2009的《住宅远传抄表系统》行业标准。

针对无线抄表技术方案，我们选择了射频微功率技术和GPRS技术结合的无线集中抄表系统。即楼栋内使用低功耗射频技术，内置集中器，然后采用GPRS远程中继器，集中数据到管理中心。在楼栋内表具数据传递方面，我们采用链状网络为主实施数据传递。舍弃了国外常用的星型网络，最关键的是由于星型网络的集中器(也称楼栋中继器)安装困难，尤其是施工时必须由专业人员去寻找合适位置，工程量大，维护不便，难以推广。而我们采用的优化的链状网络，增加了横向数据收集能力，形成网格状的通信网络，可以确保一次集抄抄到率，对国内具有更强的适应性。

几年来的实践证实，该方案将微功耗射频通信技

术和移动公网GPRS技术的应用做了完美的结合，数据安全，实时性好，安装维护简便，运营成本低。

4.2 系统组成

该系统主要由账务结算中心、GPRS中继器、无线AMR终端燃气表等几部分组成。如图1所示。

账务结算中心是无线集抄系统的管理控制中心，可以实现对住户信息的管理、收费，可以对手抄器进行程序更新、下载/上传抄表任务等，是系统的监控中心。

GPRS中继器(又称本地设备)，向无线通信收集集中器内汇总数据，并将汇总后的数据通过GPRS公网上传至账务结算中心。

无线AMR终端燃气表(或简称无线表具)由基表、阀门(可选)、智能控制模块几部分组成，集计量、控制、通信等功能为一体，是智能化的无线传输控制单元，核心技术是，它具有内置的集中与中继功能，无需再行安装专门的集中器。

4.3 分步实施

回顾无线AMR在上海燃气集团的推广，大致可以分为3个阶段，即考察论证阶段，试用阶段和制定规范阶段。

4.3.1 考察论证阶段(2005年6月—2006年2月)

上海燃气市北公司由主管领导负责，营业部门、技术部门共同参与，在半年多的时间里，分别对行业内的主要厂家接触洽谈，考察工厂、技术交流、样机测试，根据技术领先性、产品可靠性、企业实力、行业口碑等因素，最终确定了合作厂家。

4.3.2 试用阶段(2006年3月—2007年4月)

在2006年初，市北公司分别在天然气置换区域和新用户区域安装了近5 000台无线远传表，市北公司营业人员、技术人员和厂家技术人员根据上海燃气的实际状况，进行了多次的改进升级。经过无线手持机和集中器的改进，点抄效果很好，可以满足目前高层的点抄和集中抄表需求；同时，无线远传燃气表改进后，无线通信性能有明显提高，与改进后的手持机及集中器配合使用，使集中抄表效率也有了较大的提高。前后经过多次的测试和近3年的应用，我们认为无线远传表的软、硬件性能、可靠性已经基本满足了大规模抄表的要求。

4.3.3 制定规范阶段(2007年5月—)

考虑到市北公司信息平台统一的要求，以及保障无线抄表长期服务的需要，2007年5月，邀请厂家和专业人员参与，对无线远传表系统的终端、中继方式、集中器位置、数据格式、通讯规范等进行了标准化工作。并要求供应厂家按照统一的标准供应表具、中继器、集中器、手持机及管理软件。目前，无线终端表和手持机的整合已经基本到位。这些规范化工作的完成，为大规模推广无线远传表奠定了基础。

4.4 推广与使用情况

在上海，截止2009年底，这套无线集中抄表系统安装使用已经突破10万户。包括郑州、沈阳、中国燃气控股等燃气集团公司的推广，2009年底已经安装使用超过20万户，用户中最长的运行时间已经接近5年。2010年初，上海燃气运营部门分别对2007年底、2008年初安装的50000台无线AMR远传表进行了抄表比对，得到的主要数据如下：

集抄时间：3s～5s

集抄成功率：多层住宅一次抄收成功率为100%

高层住宅一次抄收成功率为98.1%

高层住宅二次抄收成功率为100%

集抄成功率：100%

数据准确率：100%

5 应用中的体会与认识

5.1 关于无线AMR系统的规范性

统一接口和通信规约是推广普及无线远传表系统的基础，国家住房和城乡建设部虽然出台了《户用表具远传技术条件》以及《户用表具集中抄表系统》两个行业标准，并在最近又一次组织修编，重点增加了无线AMR表具方面的内容，但整体而言，对接口和通讯规约方面还没有具体的参考规定。

各类无线AMR表具的发展是不平衡的，譬如发展比较早的电表，就是明确在向RS485接口和部颁645规约规范发展，从而促进了电表远程自动抄表的较快发展。当然，这与行业特点不同、产品技术难度差异较大有关，无线远传燃气表的规范与发展需要国家主管部门、AMR表具厂家、燃气运营商的共同努力。

5.2 要选择有实力的合作伙伴

合作伙伴的实力是决定项目成败的关键因素之一。要认真考察，谨慎选择，关注产品的性能、可靠性、价格以外，还要对合作企业的技术力量，资金实力，企业规模，乃至行业口碑，可持续发展能力等做出评价，然后，进行优选。

5.3 我国AMR发展展望

未来的发展方向应该是，国家建立起社会化的网络系统，要使用这个网络，只要经过申请，将自己行业的智能计量终端挂接上去就可以了。同时，这种网络式智能仪表管理系统可以与个人金融网络系统结合使用。

目前阶段，整个社会都正在努力推进着网络化的工作，在可以预见的时间里，这种把千家万户连接起来的网络系统就会逐步形成。这样的网络系统，才是最有效率的网络系统。但是目前的实际情况却恰恰相反，是各个行业分别独自开发各自的平台，其中原因，一是政府社会化网络的推进力度，二是现有公共企业的管理体制。

总之，将来的无线通信在燃气领域应用会更加成熟，燃气运营公司也将建立完善的AMR/AMI系统，并依据系统提供实时全面的数据，为有效分析输配差，更好地监控输差，提供数据分析支撑，进而提高公司运行效率，改善运营服务质量。