光电直读水表无线网络集中抄表
一、概述
光电直读水表产品符合gb/t778.1《冷水水表 第一部分规范》、cj/t188《户用计量仪表数据传输技术条件》 、cj/t224《电子远传水表》等标准。
无线网络光电直读水表由物联网或互联网ip地址的服务器组建的区域网络为基础，以中继器和集中器作为通讯通道，普通液封水表或普通干式水表、光电模块等组成。管理中心建立服务器主机，在主机上建立数据库和抄表系统实现远程无线网络抄表。
1.     光电式直读表
采用干式水表作为基表，在计数器内部插入透射光耦5对，加入光耦发射、接收模块、二进制位置解析程序、数据通讯电路。
表单元是智能抄表系统的关键和灵魂，智能抄表系统的准确性和可靠性很大程度上依赖于表单元。
amr-a智能抄表系统的表单元采用当前最新技术开发而成，编码式直读表是其中**代表性的产品。该表通过编码与解码将表的字轮数“直读”出来，是字轮上数位的物理位置编译；解码器读表瞬间完成解码，送出数据，表的输出数与表盘读数无偏差，抖动、回流、强磁干扰都不会影响表读数。编码式直读表包括总线制水表、直饮水表、热水表、气表。
2.      输出导线连接方式：
红     ——电源
黑     ——地
白（黄）——rs485+
蓝（绿）——rs485-
3.      试验情况
表在水深5米浸泡、强烈太阳暴晒后试验，抄表通讯正常。目前光电直读水表在全国的供水单位及房地产现场用户运行情况正常。抄表率100%。
4.      安装型式
光电直读水表采用m-bus标准通讯协议，扩展了电源端口，作为瞬间抄表提供电源。m-bus通讯为总线制，表具通过数据线连接到中继器，中继器与集中器连接。
二、组网抄表
1.     组网配置：计算机、抄表系统、独立ip地址的服务器、集中器、中继器、终端表具。
2.     网络以m-bus协议为主体建立通讯。集中器采用gprs无线上网，需要卡支持。
3.     集中器可以挂中继器32个，每个中继器可以挂128只表具。中继器是表具数据传输的放大器。中继器需要市电220v电源支持。
4.     集中器上可以**连接32个中继器。表具到中继器、集中器总线长度不超过1000m。集中器内带gprs发射装置，需要卡支持和外供220v市电。通过设置可以实现时时监控水管网流量运行情况。
5.     抄表系统预留与原有收费系统连接的端口。只要建立连接，所有抄表的数据直接进入收费系统内进行保存。
6.     本系统**的特点是：表具安装可以通过无线条形码阅读器，阅读的代码直接录入到计算机抄表系统的用户信息登记表中。现场安装方便、简捷。
表具在室内、室外均可安装。在一个集中器内的所有表具采用有线（m-bus总线）进行连接。集中器以后通过gprs装置进入无线上网。网络建议是区域网或是局域网。这样可以保证数据传输的速度和安全。
三、主要技术参数
1.      集中器工作电压：dc9v
2.     集中器工作电流：i≤7a
3.      中继器工作电压：dc9v
4.     中继器工作电流：i≤7a
5.      抄表工作电压：dcu≤5.5v
6.      抄表工作电流：i≤13ma
7.      数据传输速率：2400bps
8.     平均无故障工作时间（mbtf）大于2.63x104h。
四、系统功能与特点1、 直接读取：
将表的字盘数位编码，表内有解码器，抄表时系统送电到表内，表的解码器开始工作，将表的流量值送出，实现了“直读”。
2、 表内无电源：
表的电子单元平时不工作，读表瞬间由系统或手抄器送电到表内将数据读出，不会有因电池故障而引起计量不准确现象。表的功耗为“0”，故障率大大降低，使用寿命更长。
3、 抗抖动：
直接输出的表盘读数，无论抖动多么剧烈，解码瞬间解码器相对于字轮为静态，不会使表的输出数与表的字盘读数出现偏差。
4、抗回流、强磁干扰：传统的脉冲计数方式是一种加法计算，电子读数只能加，不能减，所以回流会使表读数与系统读数偏差。解码直读不是加与减的关系，是直读字轮数位，回流不影响解码读数，强磁干扰也不能影响解码读数。
5、表有地址：脉冲表没有表地址，需要依靠物理接线区分，施工和维护都十分困难。直读表以唯一的地址码标识，根据地址码读取相应表的数据，可以保证数据唯一、正确。
6、 远程控制：可以根据实际需要在水表（电表、燃气表、直饮水表）内安装控制阀（开关），通过系统远程控制，防止恶意拖欠。
7、 防静电：智能化电子单元完全密封于计数器中、与外界完全隔离开，不会受到外部水、湿气、粉尘等的侵蚀；
8、 无关性：没有脉冲采集器，不用设置初始值；
9、实时扫描：实时扫描监测网络中各水表多项运行数据状态并记录存档，侦测系统异常情况、传输故障信息、及时报警，便于系统维护；迅速而准确地实现小区水表联网抄表，方便而快捷查询各表的实时数据与历史数据。自来水公司可节省大量的人力物力，并大大提高抄表率和准确性；由于能实时查询各用户用水量，调度部门可及时了解到整个网络不同区域的负荷状况，便于掌握负荷规律，确定*调度方案。而且智能抄表系统可以使多项工程服务共享总线，建立紧密的监测网络，降低客户投资，减少社会资源的浪费；
10、 安全性：
（1）权限设置：操作员分操作权限管理，提供多级密码确认机制，确保数据的安全与可靠；
（2）数据安全备份和恢复：系统具有数据存储、保护功能，数据压缩、备份功能；也具有数据分析能力，如根据历史数据生成每户实际用量曲线，推算该用户正常使用量，当用户使用量超常时示警，并可进行相应的控制与管理；
11、易扩充：总线拓扑结构，总线上任意点都可以断开，在之间添加采集器或直读表，系统可随时添加更多的用户，方便实现集中管理；
12、易维护：各直读表输出的总线只需挂接，减少大量烦琐的布线、系统调试任务以及后期使用过程中线路、系统维护等繁重劳动强度。
五、通讯链路单元
通讯链路单元是智能抄表系统的中间传输环节，由于它决定了表单元的抄表数据能否经链路传输上来，以及经由什么样的链路传输，所以链路单元也起着很重要的作用。根据现场及用户的需要，通过搭配不同的链路单元，可实现本地抄表、抄表线抄表等多种方案。
amr-a型智能抄表系统的链路单元如概述中所述，主要包括集中器、中继器、采集器。以下简单分述各设备的功能及其使用注意事项。
现场布线
一、基本原则
m-bus接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，具有抑制共模干扰的能力，又因价格低廉、能进行长距离通信的优点，在要求通信距离为几十米到上千米的场所得到了广泛的应用。本系统中的主干网、中继网以及扩展网均采用m-bus通讯方式，以下是m-bus总线现场布线的一些基本原则：
（一） 终端匹配的总线型结构：
m-bus总线网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，采用一条总线将各个设备串接起来。从总线到每个设备的引出线长度应尽量短，以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。m-bus总线本身的特点决定其不能在线上直接分支，但借助amr-a的链路单元可有效解决m-bus总线现场需要树型分支布线的需要。通过链路设备可扩展出若干路m-bus网，利于现场分支布线。但扩展后的每段m-bus总线本身并不能直接在线上分支，应保证每段总线均符合m-bus总线本身的特点、要求。
中继器、采集器的数目根据该功能小区安装的表单元的数目及该功能小区的建筑物结构的实际情况确定。应遵循简化布线、利于工程、便于维护和节约成本等原则。
（二）通讯距离及负载能力：
现场布线时要求使用不小于0.5mm2的4芯屏蔽电缆。在现场布线时要综合考虑通讯距离与负载能力之间的关系：通讯距离越远，负载能力越低。考虑线路供电、线路压降等因素，规定实际可接的设备和可延长的距离为：
每条主干总线总长不得超过1200米，下接中继器的个数不得超过128个；
每条中继总线总长不得超过300米，下接采集器的个数不得超过10个；
每条扩展总线总长不得超过300米，下接总线制表单元的个数不得超过64个。
如使用的电缆线径过细或含铜量较少，中继总线和扩展总线的线损过大，使末端设备上的电压小于规定值（8.5v），则通讯距离和负载能力要进一步缩减，直到末端设备上的电压大于规定值。更远、更多的负载需另加中继器、采集器驱动。
（三）总线匹配和终端匹配电阻：
m-bus总线上的每个收发器通过一段引出线接入总线。引出线过长时由于信号在引出线中的反射也会影响总线上的信号质量，总线允许的**引出线长度约为5米。
在长线信号传输时，一般为了避免信号的反射和回波，需要在接收端接入终端匹配电阻。其终端匹配电阻值取决于电缆的阻抗特性，与电缆的长度无关，典型值为120ω。在实际配置时，在电缆的两个终端设备上，即最近端和最远端，各接入一个终端电阻，而处于中间部分的设备则不能接入终端电阻，否则将导致通讯出错。
（四）接地和屏蔽：
接地对于系统的安全运行和数据的可靠传输有着很大影响。如果接地不好，轻则会造成设备不能有效传输数据，降低设备的可靠性，重则造成设备及系统的瘫痪。要求接地线缆用不小于2.5mm2的绝缘铜线，当设备的交流接地、防雷接地合用一个接地极时，其接地电阻应不大于1ω。
二、设备的布局按照上述现场布线的基本原则，再根据小区布局设计现场施工图纸，在图纸上标明各设备序号、主干总线、中继总线以及扩展总线的序号，合理、科学地设计各设备的安装位置及布线。设计图纸时要考虑到集中器、中继器的取电、接地等问题，如使用集中器抄表，应信局申请线至此，如使用集中器无线抄表，应保证该处已有cdma/gprs网络信号覆盖。另外，尽可能使中继器与采集器、采集器与总线制表之间的距离短，以减少中继网、扩展网上的线路损耗。amr-cj-a型采集器应选择在便于抄表员现场操作、避免强光直射的场所安装。
三、布线要求
应严格按照施工图纸进行现场布线，要按照各线缆的颜色、定义正确可靠地连接，不可错接、混接。布线的接头处要连接可靠，并做好防水处理。
四、影响通讯效果的因素m-bus总线不支持环形或星形网络，布局设计时尽量避免树形结构。总线的不同区段采用了不同电缆、某一段总线上有过多收发器紧靠在一起安装、以及有过长的分支线引出总线，都会影响通讯效果。此外，各设备的良好接地是设备正常运行的重要保证，设备的接地电阻应尽可能地小。
在设计之初应有总体规划，要综合考虑网络布局、连续的信号通道、周全的保护措施和接地问题。
四、   系统连接示意图
（一）电脑与amr-jz-a型集中器连接（rs-232方式）：
（二）电脑与远端amr-jz-a型集中器连接（modem方式）：
（三）amr-jz-a型集中器与主控机、服务器示意图（cdma/gprs方式）：
（四） 集中器与中继器的连接：
（五）中继器与采集器的连接：
每条中继总线总长不得超过300米
（六）采集器与表单元的连接：
北京京源水仪器仪表有限公司
2014-3-30

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