供热计量远程集中抄表系统的实现

供热计量远程集中抄表系统的实现

天津市热电公司朱咏梅朱雷陈开萍

摘要：本文从远程集中抄表角度，围绕供热计量工作，对远程集抄系统的几种方案进行讨论，阐述了集抄系统的实现要素、特点等，分别对每一要素的技术特点进行概述，为更好地选择集抄方案打下基础。

关键字：远程集抄 M-BUS GPRS VPN 射频

一、概述：

随着供热产业的不断发展，按热计量收费已成为当今供热行业的必然趋势，全国各地的供热计量工作已如火如荼地展开，随着新建住宅供热计量装置的配套安装，既有住宅供热节能以及供热计量改造的有序进行，热量表的安装、管理以为维护工作悄然成为供热企业的新课题，怎样全面、确切并及时统计出热量表的数据，为热费结算提供数据依据，更是重中之重的课题，户用热量表具有量大，分散的安装特点，逐一用户人工抄表显然工作量是非常大的，效率也是很低的，为此我们从热量表集中抄表的角度做了一些尝试。

二、远程集中抄表系统方案：

方案一：基于M-BUS及GPRS技术的远程集中抄表系统

M-Bus是欧洲标准的2线总线，M-Bus远程抄表系统广泛应用于热表和水表系列，并且兼容其他厂商的标准M-Bus产品，主要用于测量仪器。M-Bus在建筑物和工业能源消耗数据采集有多方面的应用。M-Bus是一种专门为消耗测量仪器和计数器传送信息的数据总线设计的。它的信息传送量是专门为满足其应用而限定好的。它具有使用价格低廉的电缆而能够长距离传送的特点。 M-Bus对每个询问的反应时间为0.1 至0.5秒，这对于它要完成的任务来说是完全足够的了。 M-Bus不会被其他数据总线取代，相反它是用于传送计数器读

数最安全和价廉的。

GPRS是General Packet Radio Service的英文简称，中文为通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。

系统简介：前端热量表测量用户所用热量，以及相关参数，用量表具有M-BUS标准接口，系统具备带GPRS通讯接口的集中器，集中器将热表数据集中后通过GPRS网络传输至公司数据服务器进行存储，以备今后的调用。如下图所示：

系统特点：按时就地采集热量表的数据，将数据通过GPRS无线方式送回公司服务器，方便经营收费系统及生产监控系统随时调用数据。运行费用由GPRS数据流量计费，运行速度慢，挂接的热量表越多，读取数据的速度越慢，相对比较稳定。

方案二：基于M-BUS及VPN技术的远程集中抄表系统

VPN的英文全称是“Virtual Private Network”，翻译过来就是“虚拟专用网络”。虚拟专用网是对企业内部网的扩展。虚拟专用网可以帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商同公司的内部网建立可信的安全连接，并保证数据的安全传输。虚拟专用网可用于不断增长的移动用户的全球因特网接入，以实现安全连接；可用于实现企业网站之间安全通信的虚拟专用线路，用于经济有效地连接到商业伙伴和用户的安全外联网虚拟专用网。

系统简介：前端热量表测量用户所用热量，以及相关参数，用量表具有M-BUS标准接口，系统具备带网络接口的集中器，集中器将热表数据集中后虚拟专用网络传输至公司数据服务器进行存储，以备今后的调用。如下图所示：

系统特点：按时就地采集热量表的数据，将数据通过VPN虚拟专网送回公司服务器，方便经营收费系统及生产监控系统随时调用数据。运行费用相对较少，读取数据速度快，稳定性高。

方案三：基于M-BUS及无线射频技术的就地集中抄表系统

射频（RF）是Radio Frequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300KHz～30GHz之间。射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频，英文缩写：RF。将电信息源（模拟或数字的）用高频电流进行

调制（调幅或调频），形成射频信号，经过天线发射到空中；远距离将射频信号接收后进行反调制，还原成电信息源，这一过程称为无线传输。

系统简介：前端热量表测量用户所用热量，以及相关参数，用量表具有M-BUS标准接口，系统具备带射频模块的集中器，以及相应的手操器，当手操器进入射频信号范围是可向集中器发起读数，集中器将采集到的读数发送至手操器，手操器存储本次读数结果，存储至公司数据服务器，以备今后的调用。如下图所示：

系统特点：随时就地通过手操器采集并存储热量表的数据，运行费用为零，读取数据速度快，稳定性高，灵活性强。

三、数据采集管理软件：

数据采集软件应具备如下功能：

1．供热参数的采集。包括：供水温度、回水温度、温差、瞬时流量、

累计流量、功率、累计热量；

2．供热参数存储及查询，将采集到的参数存储至服务器并能够随时查询调用；

3．既可按单条总线分组抄表，又可按表号逐一抄表，这样在热量表通讯不畅或发生故障时方便维修及调试；

4．总线状态查询功能，空闲、正在抄表、过载或空载，这样在系统发生故障时方便检测就维修。

四、系统优点：

1.实时性强：M-Bus对每个询问的反应时间仅为0.1 至0.5秒，GPRS数据实现分组发送和接收，可达到56~115Kbps的传输速度，VPN网络传输速度由带宽决定，通常可达数Mbps以上，射频速度则更快。

2.运行费用低：相对于人工抄表的费用，远程集中抄表将大大节约人力资源成本，通讯费用是相当低廉的。

3.可靠性强：远程集中抄表全过程都是自动完成的，排除了人为的主观因素，准确性大大提高。

4.数据管理能力强：由于配备强大的数据采集及管理软件，从采集到存储、分析计算等功能都是人力所不能及的。

五、小结

远程集中抄表系统的投入使用，大大提高了用户用热统计效率，为热费结算，能源管理提供强有力的依据，节约了大量人力成本。提高了供热企业的自动化水平及工作效率。更为重要的是使能源在最终用户层得到量化，更好地分配热源，避免能源浪费，为节能降耗工作提供依据。

参考文献：

[1]田玉卓，闫全英，赵秉文，供热工程，机械工业出版社，2008

[2]徐伟，邹瑜，供暖系统温控与热计量技术，2000

[3]潘新民，计算机通信技术，2002