1　目标和概述

深圳市创仁科技有限公司推出的一种基于物联网的水务数据采集整体方案是集信号采集、远程传输、软件管 理于一体的高性能系统，可实时进行远程控制和故障诊断，实现对水表、电表的“抄、算、管、控”一体化、智能化管理，并可根据客户需求，增加通断控制、故障诊断、收费对接等功能。可广泛应用于住宅小区、企业、学校、公寓楼以及其他相对独立的供水（电）区域。

2　方案详细介绍

2.1　方案架构

一种基于物联网的水务数据采集整体方案由基表（水表、电表等）、集中器、GPRS/4G转发器、管理计算机等组成。整体采集方案的系统架构如图1所示。

 图1 采集方案系统架构图

系统分为数据采集层、云数据中心、应用平台三部分。

数据采集层包括数据采集设备和智能水表，共三种采集方案适用于不同的现场环境。

云数据中心完成与设备和智能水表的通讯、设置和控制等功能。

应用平台根据客户业务对采集回来的数据进行管理、分析和统计以及数据展示，并预留其它应用软件的接口，如营业收费软件接口。

2.2　采集方案

此方案基于GPRS/4G或NB-IoT的基站网络通讯技术，兼顾水务应用环境，物联网采集方案共分为三种：

（1）物联网水表：根据现场安装环境又可分为一体式物联网水表和分体式物联网水表。

一体式物联网水表安装使用简单，没有任何现场工程，适合安装在地面以上手机信号较好的环境。可以用于新建小区和旧改小区，尤其是旧小区改造、别墅区、绿化用表、快速干道表等水表相对分散的环境。

在地面以下或相对于密闭的空间，信号不好，通过安装分体式物联网水表将通讯部件移到地面以上或信号的地方，不改变水表安装位置即可解决信号问题。比较常见的应用为大口径水表和绿化水表。

（2）物联网表井采集方案：利用一个物联采集设备把一个表井的水表通过总线连起来，完成水表的数据采集和通讯控制功能。这种方案最大限度地减少了现场工程量，可以用于新建小区，但更适合各种老旧小区改造，省去了绝大部分的布线工程，还降低了成本。

（3）单元采集方案：利用一个物联网采集设备把一个单元或一栋楼的水表通过总线连起来，完成水表的数据采集和通讯控制功能。适用于新建小区，以管道井为单元，最大限度地兼顾了成本与工程量，建议尽量不要跨单元施工。

目前上述三种方案的产品上行均采用GPRS/4G通讯，后续NB-IoT网络架设完成后即可切换成NB-IoT通讯。

2.3　环境配置方案（如表1所示）

表1 环境配置方案

2.4　云抄表系统介绍

2.4.1　功能概述

本系统综合应用云计算、大型数据库、地理信息系统（GIS）、遥测遥控、无线网络（ADSL/CDMA/GPRS/4G）等技术，以数据平台为基础，以网络平台为载体，以应用平台为核心，可对全城的远传水表进行实时抄读，完成水费的自动结算，对全城的供水泵站、供水设施进行实时监控，并在线进行供水管网压力监测及供水能耗分析，及时发现供水设施故障及管网泄漏。

2.4.2　创仁云抄表平台优势

2.4.2.1　高兼容性

（1）智能水表兼容；

（2）通讯协议兼容；

（3）通讯方式兼容。

2.4.2.2　高开放性

（1）数据开放；

（2）接口开放（调用接口需要认证）。

2.4.2.3　高安全性

（1）信息安全

· 完善的权限体系；

· 应用支撑平台及安全；

· 应用平台及安全；

· 安全支撑环境；

· 系统安全管理。

（2）网络安全

· 安全控制；

· 传输控制安全；

· 防火墙控制的系统安全和健状性；

· 管理制度安全。

2.5　模块介绍

系统包含系统设置、用户档案、抄表管理、结算管理、设备管理、统计分析等模块。所有模块有机结合在一起，大大提高了抄表管理水平及抄表率。

2.6　软件使用

（1）用户登录：输入相关机构信息后点击登入。

（2）登入后界面如图2所示。该界面为当天抄表统计汇总，可以查看到每个小区抄表上传情况。

图2 系统首页

（3）查看水表详细数据：

抄表管理：主要包括最新抄表数据、水表历史数据、日记录、月记录等界面。

最新抄表数据：查询当天抄表数据明细。

· 按机构查询：单击最新抄表数据即可；

· 按小区查询：点击最新抄表数据→小区名称；

· 针对某只表数据查询：输入该水表的信息（用户编号、用户名称采集器编号、表编号等）→查询。单击表编号、小区、房号、栋号、门牌号、最新读数、最新抄表时间、表状态以及通讯状态等多种条件可定制查询数据。

水表历史数据：查询过去的用量明细。

· 查询整个机构数据：单击水表历史数据→查询；

· 查询某只水表历史数据：关键字中输入相关信息（用户编号、地址、表编号等）→抄表时间（需要查询的时间段）→抄表状态（全部、正常、异常）→查询。

日记录及月记录查询方法与水表历史数据查询方法相同。

本系统用户界面可定制显示客户关心的数据，并输出报表。还可与其他收费系统对接，输出适用格式文件交换数据，实现各种功能联合。

2.7　主要设备

集中器是智能抄表系统的数据集中单元，通过建立可靠的通讯通道，处理和交换主控机与表单元间的数据信息。可根据需求设置定时自动抄表，数据保存在集中器中，供管理计算机随时读取。管理计算机可通过RS-232读取既有数据，也可以通过GPRS/4G网络接驳GPRS/4G转发器的集中器进行抄表和管理，获取最新数据。

2.8　功能及特点

· 集成数据采集和数据存储功能，存储器可保存4031个表的表数据，必要时可以扩展为8127个；

· 定时自动抄表，可设置每月一次或两次固定时间自动抄表；

· 既可直接接表（300个表以内的超小小区），也可通过隔离器、节点接表（大型小区）。前者提供虚拟节点功能，包含虚拟节点地址；

· 可接驳GPRS/4G转发器，通过GPRS/4G网络与管理计算机通讯，实现远程抄表管理功能。

3　代表性及推广价值

此方案适用于以下场景：

· 旧区改造，户改工程；

· 现场环境复杂，不具备取电和布线施工条件；

· 高层或超高层楼栋、大型社区，以及搭建有线网络成本过高的小区；

· 客户抄表要求灵活，可随时调整抄表设置。

具有如下优势：

· 偏重日常监控，采集数据频次较高；

· 免费提供六年4G网络通讯费用，到期可选择续费；

· 没有中间设备，避免设备维护的后顾之忧；

· 公司提供到期更换电池的相关支持；

· 网络容量没有限制，可以接较大数量的水表终端。

摘自《自动化博览》2021年3月刊