无线远程水电抄表系统方案

一、项目概述

需实现每户内的水电表实现远程自动抄读、终端管理控制、数据统计分析、网上自助缴费等功能。

二、功能实现

本系统要求实现水电表远程自动抄读、终端管理控制、数据统计分析、网上自助缴费等功能。

远程自动抄读：可实现用户用能数据采集，未抄读数据自动补抄；可实时监测各类用能单位的用能情况，清晰掌握每日/月/年的用能汇总信息。

终端管理控制：可实现远程阀控，可远程关阀和开阀；对欠费用户可自动断路关阀，也可远程人工通断控制操作，并且带有远程阀控功能。

数据统计分析：每日、月应收金额，实收金额、耗量信息自动分类汇总等一般数据分析功能；可实现短信通知设置，实现对缴费信息提醒等短信提醒功能；可实现票据打印、电费补助等发票功能。

网上自助缴费：用户可通过手机自助缴费（以APP或微信公众号形式）、能查询水电表的日月用量、缴费情况、欠费告警等信息，一个住户开通一个电表用户、一个水表用户，且水电表为统一平台（包括管理和缴费功能）。

通信费用：通信费（包括短信费、联网费）由中标供应商负责，至少担负3年以上。

三、技术方式

电表远传技术采用电力载波通讯方式，即集中器下行采用载波组网，电表上不存储预付费相关信息，拉合闸完全由主站系统来控制。

系统根据设置的电价和通过自动采集的电表日冻结数据计算电费以及账户剩余费用。

水表远传技术可采用NBIOT物联网方式，即“一表一卡”，将各个水表数据直接发送至接入设备，并上传至服务器；也可采用数据采集器方式的，即将远传水表内数据通过集中器采用载波组网，水表上不存储预付费相关信息，拉合闸完全由主站系统来控制。系统根据设置的水价和通过自动采集的水表日冻结数据计算水费以及账户剩余费用。

四、方案框架

（一）系统网络拓扑图

系统由云服务器、客户端工作站、通讯网络、集中器、电表、水表组成。主要完成对电表用户用量的计量和计费。网络部分主要完成客户端和数据库的数据传输，通过交换机连接售电工作站、终端设备和后台的数据库服务器。集中器的上行通信信道：无线网络；集中器的下行通信信道：电力载波或者无线网络。系统结构拓扑图如下：

系统结构拓扑图（电力载波方式）

系统结构拓扑图（无线网络方式）

（二）方案架构组成

1.三层设备

计量设备：主要功能是对用电量进行精确的计量，对由数据采集设备发起的数据采集命令进行响应，返回当前用量值，日冻结表码，月冻结表码，具备远程预付费（跳合闸）功能。

集中器采集设备：数据采集设备是指数据集中器，其主要功能是根据主站的数据要求，自动定时对表计数据进行采集、存储，并根据主站要求进行上传。

主站设备：主站软件系统的运行硬件平台，主要包括主站计算机设备及网络硬件设备，主站计算机设备可为服务器、PC工作站等任何符合工业标准的计算机设备。

2.二级通道

下行通道：计量表计与集中器之间数据传输通道，可采用电力载波通讯方式或无线通信方式，通常采用RS-485总线、电力线载波、小无线等多种通信载体组网，建议采用电力通讯方式，可根据现场实际情况确定。

上行通道：主站与集中器通信称为上行通道，上行通信组网方案可根据当地的现场通信环境或外部移动运营商能提供的服务来确定，技术已经趋于成熟，运行稳定。

3.一套系统

预付费集抄系统是整个系统的核心，所有的数据采集、管理、应用分析都由主站后台软件来完成，系统主要实现对水电能表计量点的数据采集及数据共享，实现主站后台结算。

（三）付费方式

表计上不存储预付费相关信息，拉合闸完全由主站系统来控制，可设置预付费和后付费功能模式。后付费模式主要用于管理营区分栋水电消耗情况，可实现统计分析和远程控制。预付费模式主要用于管理公寓区水电消耗，具体流程如下：

1.用户先预交水电费，然后使用水电，系统每月（日）计算，每月（日）结算。

2.当剩余水电费等于或低于报警门限值时，主站通过短信方式发送剩余（或欠费）水电费，发催费告警通知，通知用户及时缴费。

3.当剩余账户费用等于或低于跳闸门限值时，系统主站自动下发跳闸命令，电表跳闸，水表关阀。

4.用户缴费成功后，主站自动发送合闸命令，电表合闸，水表开阀；缴费方式有现金缴费、手机缴费。

5.用户缴纳的水电费直接转入可直接转入旅基本账户。

（四）系统安全要求

系统的安全对于管理来说是至关重要的，要充分考虑到系统的安全性，防止非授权需方的侵入和机密信息的泄漏。

1.数据安全

具备操作系统级、数据库级和应用软件级多级安全机制。主站应用系统可以通过权限管理和分级授权的方式来达到整个系统分级管理的目的。系统可以根据操作员权限显示相应系统功能。

2.功能权限控制

功能权限控制系统从控制对象、对象操作和操作人员三个维度进行权限管理，权限控制的精确度可以到具体的控制对象和操作人员，系统根据三个维度确定登录人员的操作权限。

（五）主要设备参数

1.LORA电表

单相（三相）电子式有功电能表（以下简称“仪表”）是用来测量参比频率为50Hz有功电能的电能表。关键元器件采用国际知名品牌元器件，产品的可靠性高，使用寿命长，数据显示采用液晶LCD，显示直观，同时具有红外通讯，方便用户对电能数据的管理。仪表符合GB/T17215.321-2008和DL/T645-1997/2007标准。

⏹总有功电能计量功能。

⏹液晶显示6位整数加1 位小数用电量。

⏹校验脉冲输出。

⏹支持红外通讯和LORA 无线通讯。

⏹支持远程拉合闸功能。

⏹

⏹启动电流（功率因数cos（D=1.0）: <0.004Ib(1级)、<0.005Ib(2

级)）

⏹潜动：电压线路加115%Un，当电流回路无电流时，电能表输

出的脉冲不多于1个。

⏹功耗：电压线路功耗≤1W/8VA，电流线路功耗≤1VA；通信状

态下电压线路功耗≤3W/12VA工作电源电压：0.9Un-1.1Un

4.6规定的温度：-25℃-+60℃；极限工作温度：-40℃-+70℃，

相对湿度：年平均≤75%