摘要：随着技术的发展，燃气表从机械表升级到IC卡智能燃气表，再到有线/无线智能燃气表 (包括物联网燃气表，目前的最新研究，小批量实验性测试应用) 三个阶段。第1阶段为机械表，满足燃气计量的基本需求，采用人工上门抄表;第2阶段IC卡智能燃气表进入城市燃气行业，主要解决预收费问题，IC卡智能燃气表无需上门抄表就可以预收气费，实质是绕过了上门抄表环节，并未解决抄表问题;第3阶段是无线和有线智能燃气表，主要是为了解决上门抄表问题，这个阶段的这两种方案都存在各自的问题，是个过度解决方案;第3阶段后期，将过度到物联网表，这将是无线远传表新的形态，有可能完全替代无线智能燃气表，成为无线抄表领域的新霸主。
关键词：抄表方式；智能抄表；无线燃气表；物联网燃气表；
引言：
随着这10多年移动通信技术的日益发展和成熟，借助移动通信技术和移动通信基础实施广泛部署应用，通过移动通信技术的物联网应用解决方案浮出水面，这将是第三代无线远程抄表技术，它将有效解决这个问题。下面我将重点论述有线/无线/物联网技术抄表方案，比较他们的优缺点。
一、有线智能表抄表解决方案
1.组成及工作原理。
由只读式/脉冲式燃气表、有线通信 (一般采用485通信) 、小区楼宇采集器、手持机等组成，具体工作原理是:有线燃气表通过总线连接到小区楼宇采集器，由采集器定期采集燃气表数据并存储于采集器中，工作人员通过手持机读取采集器抄表数据并上传到营业系统中。原理如图1。
图1
2.该方案特点。
可以准确抄表，抄表率很高;采用采集器统一供电，无需安装电池;可以准确地控制阀门，实现单户开关阀;缺陷是需要独立布线，安装成本较高，由于线路老化等原因，导致后期维护困难。
该方案借助与有线通信技术，带来的缺陷很明显，给实际应用带来的最大问题是安装和维护，该方案的可改进空间很小，因此实际推广应用较少。
二、无线智能燃气表抄表解决方案
无线燃气表的原理和有线方案截然相反，它采用无线通信技术来实现远程集中抄表。
1. 无线通信网络及组网技术。
目前无线通信网络分为三类:WSN、Ad hoc网络和无线宽带网络，其中无线宽带网络包括GSM、CDMA、3G、4G、WLAN (Wifi) 和WMAN (Wi Max) 等分别从电信网络和计算机网络衍生的网络技术;WSN和Ad hoc属于自组织网络技术，偏重于文件和数据的交换，对通信带宽要求不是很高，并且网络终端对功耗要求很高，一般用于电池供电设备，无线燃气表应用属于这个范畴。
由于我国没有对无线抄表制定统一网络通信标准，各智能表厂家采用的无线网络和协议各不相同，但大多都是使用低频段 (470频段) 和低速率的短距离通信网络，通讯距离一般都在500m以内。在组网技术方面，有自组网 (如Zigbee等) 或厂家自己定义的组网技术，由于这篇文章讨论抄表方案，对网络技术就不展开讨论了，感兴趣的读者可以自行查阅相关无线网络的资料。
2.远程无线抄表方案。
有三种无线抄表方案，第1种方案:无线智能燃气表+抄表手持机，这种方案是最简单的应用方案，这种方案燃气表安装方式和机械表安装方式相同，不需要特殊布线，安装完成后，使用手持机到小区即可按楼栋进行抄表。这种方式手持机和燃气表一般使用单点通信，遇到单点无法通讯时，采用该中继或组网方式进行抄表。
第2种方案:无线智能燃气表+楼宇采集器+抄表手持机，燃气表安装后 (安装方式同方案1) ，在小区楼栋安装采集器，平时由采集器定期主动采集燃气表的数据并存储，需要抄表时，手持机可以直接下载采集器中数据到手持机 (这种抄表方式速度快) 也可以和燃气表通信直接采集，对于阀门控制，一般采用手持机和表直接通信的方式。
第3种方案:无线智能燃气表+楼宇采集器+小区集中器，这种方案无需人工干预，属于自动远程抄表方案，也是智能化最高的抄表方案，燃气表和采集装置安装和调试完成后，即可实现远程控制和定时自动抄表和数据上传。这种方案中，燃气表的安装同方案1，采集器和集中器安装需要人工调试。该方案中，无线通信网络分为三个层次，第1层网络是无线燃气表和楼宇采集器之间的通信网络;第2层网络是楼宇采集器和小区集中器之间的网络;第3层网络是小区集中器和抄表控制后台之间的网络。第1、2层网络一般采用短距离通信网络，第2层一般会采用一些标准的自组网网络，如:zigbee标准、IEEE802.15.4标准等;第3层网络一般借助于移动通信网络，如GPRS (2G) 或3G网络。这三种方案的通信示意图分别如图2_a/b/c所示
图2 _c (方案3) 图2 _a (方案1) 图2 _b (方案2)
这3种无线抄表方案，第1种方案最简单，安装成本和维护成本最低，在实际应用中，也是采用较多的方案。第2种方案比第1种要复杂些，需要安装楼宇采集器，应用成本有所增加，但带来的效果是抄表速度很快，抄表人员的手持机不需要和表直接通信，只要下载采集器中的数据就可以。第3种方案最复杂，安装和维护费用都有所增加，初期需要投入楼宇采集器和小区集中器设备费用，运行阶段，小区集中器需要额外的通信流量费用 (由于这级网络使用移动通信网络) ，优势是无需人工上门，可以实现真正的远程抄控。这3种方案各有优势，下面通过表1来比较这3种方案各自的优势。
表1
三、物联网表抄表解决方案
物联网表抄表方案是从无线远传表发展的新一代的抄表方案，它摒弃了短距离低速率无线网络，转而采用移动通信网络 (即:2G或3G网络) ，该方案主要是借助于非常成熟的移动通信网络，目前移动通信网络，在有人居住的区域几乎不存在通信盲区，因此这是该方案可行的重要原因之一，其二是目前的通信费用越来越低，使用该方案增加的成本已在可以接受的范围。该方案的优势很明显，通讯可靠、稳定和安全得到了保证，从而保障了抄表率，安装和维护的成本基本和机械表持平，所以，在应用前景方面不存在任何技术壁垒。
现阶段，物联网表尚处在测试阶段，相信在未来的一两年，物联网表可能成为远传表的主流，并可以代替IC卡表实现远程充值。
参考文献
[1]段兆芳.世界天然气发展历史回顾与前景展望[J].中国矿业，2008 (11).
[2]李晓维.无线传感器网络技术[M].北京理工大学出版社.
论文作者:郭园园
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：抄表论文; 方案论文; 燃气表论文; 网络论文; 采集器论文; 集中器论文; 通信论文; 《基层建设》2019年第17期论文;