东莞 新奥燃气有限公司 广东东莞 523000
摘要：本文从我国燃气事业的发展现状出发，结合当前管道天然气的计量和贸易结算矛盾引申出无线远传技术的发展需求，并对民用和工商用燃气计量无线远传的原理和应用进行了深刻的剖析，对燃气企业计量无线远传工作有很大的帮助，也对计量无线远传技术的进一步发展提供了参考。
关键词：燃气计量；无线远传；研究；应用
一、概述
随着中国社会和经济的发展，城镇发展迎来了一个崭新时期，政府对环境的整治力度越来越大，人们对能源要求也越来越高，管道燃气尤其是天然气作为优质的清洁能源越来越备受青睐，天然气也因此逐步步入人们的生活。伴着西气东输一线、二线和中亚油气管道、中缅油气管道的建成与投产，特别是将来中俄天然气管道的修建，天然气的供应量得到大幅度的增加，天然气的应用在能源结构中的比例也明显提高，可以说中国正在向天然气时代迈进。
然而，伴随着管道天然气的逐步推广和应用，燃气计量和贸易结算等一系列问题逐步摆在人们的面前。第一，人们对生活质量的提高，传统的入户抄表给用户带来了诸多不便，甚至受到了用户的抵制；第二，用户数量的日益增加，每个燃气企业都拥有一个庞大的用户群，传统的入户抄表浪费了大量的人力资源，同时造成了收费难的问题，虽然新兴的IC卡技术较为彻底的解决了这一问题，但对用户来说信息无法实时上传，尤其是以供暖锅炉、大型餐饮娱乐用户为天然气主要大客户，这些大客户不同于居民用户，他们用气量大、安全性要求高，一旦出现故障对燃气公司和用户都将造成巨大的不良后果。因此燃气计量无线远传技术呼之欲出，智能燃气表的远程监控成为行业发展的新方向。
二、燃气计量无线远传原理与应用
由于普通民用户计量和大中型工商业计量要求、用途不同，所以它们无线远传的复杂程度也不一样，相关设备、原理自然也有差别。
2.1 民用户无线远传
民用户计量要求是不用入户、方便、快捷、准确、不出故障，相对简单，但数量庞大，需要做到节约资源，鉴于此特点，最新的研究是自组网无线抄表解决方案。自组网无线抄表的技术是利用当代微机技术、数字通信技术与仪表计量技术完美结合，集计量、数据采集、数据传输、数据处理于一体，将城市居民能源使用信息加以综合处理的系统。目前，部分燃气运营商如长沙新奥燃气使试用。
2.1.1 系统组成
系统由集中器（手持机）、表具、后台管理系统等组成。
表 具：分布数据接入点。
集 中 器：中心接入点及数据分发点。
管理系统：数据控制管理中心。
手 持 机：可移动的集中器（在初期安装调试时使用）。
具体见图一：
2.1.2 工艺特点
一体式线路设计：采用无线射频部分与控制、计量使用同块线路板与同块MCU，其稳定性、可靠性均比分体式线路板有大幅提高。
元件全封闭灌胶处理，保证产品在恶劣环境下可靠运行，接口部分采用三防漆处理。射频部分使用屏蔽罩与外界隔离，减少电磁干扰。内置专业定制天线：由新加坡绿方天线厂（原摩托罗拉天线事业部人员）为模块设计匹配的专业专用内置天线，保证其传输稳定可靠，并减少天线被外力破坏的可能。
2.1.3 集中器
集中器是网络中的数据集中上传、数据交换设备，是整个组网的控制中心和管理核心。通过集中器可以实现覆盖范围以内所有表具与管理后台的数据交换。集中器采用市电供电，通过集成后备充电电池（26400mAh），保证集中器市电断电情况下还可工作72小时。支持Wi-Fi接入方式、GPRS、有线互联网网络连接方式连接数据中心。
2.1.4 手持机
手持机是在服务器搭建尚未完成的情况下或用户安装初期调试与后期维护时，临时代替集中器使用。
工作主频：400MHz
操作系统：WinCe 6.0
电池容量：3800mAh
2.1.5 网络
网络由集中器，表具组成。网络基于树形结构，最多可支持15级表具转发，采用由集中器自上而下的控制模式。每个集中器可以管理2000个表具。每个表具下可以转发120个表具。该网络具有较强的可拓展性。支持以多级转发的方式拓展网络的覆盖范围，最大可支持15级转发。采用以集中器为核心的自动组网方式或通过集中器进行路径下发。为了避免故障带来的故障，工作人员开发了路径智能修复功能。可通过集中器直接操作网络内的任何表具，网络会根据选择的表具序列号进行自动搜索，并建立目标表具的最佳通讯路径。
2.1.2 工艺特点
一体式线路设计：采用无线射频部分与控制、计量使用同块线路板与同块MCU，其稳定性、可靠性均比分体式线路板有大幅提高。
元件全封闭灌胶处理，保证产品在恶劣环境下可靠运行，接口部分采用三防漆处理。射频部分使用屏蔽罩与外界隔离，减少电磁干扰。内置专业定制天线：由新加坡绿方天线厂（原摩托罗拉天线事业部人员）为模块设计匹配的专业专用内置天线，保证其传输稳定可靠，并减少天线被外力破坏的可能。
2.1.3 集中器
集中器是网络中的数据集中上传、数据交换设备，是整个组网的控制中心和管理核心。通过集中器可以实现覆盖范围以内所有表具与管理后台的数据交换。集中器采用市电供电，通过集成后备充电电池（26400mAh），保证集中器市电断电情况下还可工作72小时。支持Wi-Fi接入方式、GPRS、有线互联网网络连接方式连接数据中心。
2.1.4 手持机
手持机是在服务器搭建尚未完成的情况下或用户安装初期调试与后期维护时，临时代替集中器使用。
工作主频：400MHz
操作系统：WinCe 6.0
电池容量：3800mAh
2.1.5 网络
网络由集中器，表具组成。网络基于树形结构，最多可支持15级表具转发，采用由集中器自上而下的控制模式。每个集中器可以管理2000个表具。每个表具下可以转发120个表具。该网络具有较强的可拓展性。支持以多级转发的方式拓展网络的覆盖范围，最大可支持15级转发。采用以集中器为核心的自动组网方式或通过集中器进行路径下发。为了避免故障带来的故障，工作人员开发了路径智能修复功能。可通过集中器直接操作网络内的任何表具，网络会根据选择的表具序列号进行自动搜索，并建立目标表具的最佳通讯路径。
在B/S查询网站上，不但燃气公司的操作员可以登录浏览，燃气用户同样可以随时登录查看自己的燃气表的当前状态及最近24小时的用气状态图。为了便于燃气公司对燃气用户的用气需求的了解，方便用气的调压调峰，在B/S查询系统中，燃气用户可以登录进去预报自己的每天、每周、每月的用气需求。燃气公司的操作员对上报的所有用气预报进行统计分析。
2.2.3 信息提醒
当表出现正常登陆或出现异常时，客户端都会出现一个小信息框提醒操作员相关信息：
如果服务器已经连接到了短信中心，每种提醒和报警信息都可以发送到燃气用户和操作员的设置好的手机上，让用户和管理人员及时知道发生的情况。
2.2.4 记录查询
操作员的每种操作记录都记录在案，每种操作命令的执行结果也一目了然。查询结果可以导出Excel文件。查询功能中的整点统计功能可以方便地统计出每个时间点的所有燃气表的状态，以便提交每日状态统计。
2.2.5 多种报表统计
系统支持多种报表查询、输出和打印，并支持直接导出EXCEL、DOC、PDF等格式文档。
目前提供的报表主要有：用户列表、购气清单、抄表清单、月用量统计、用气量汇总、时间段用气统计、单表日报表、单表月报表，以及终端DTU的不在线时间段统计等。终端上传的数据量很频繁很大，然而我们的报表中需要了解的不需要这么频繁的数据，因此在生成每个报表和查询结果时都可以根据需要设置查询的时间密度，可以设置为几天或者几十分钟等。
2.2.6 统计图输出功能
软件可以统计出用户日、月、年三种用气情况。图形分两种类型，曲线图和柱状图。曲线图抽象的描绘用户用气大致状况和用气趋势，柱状图可以清楚知道用户具体时间的用气状况。
三、总结
燃气计量无线远传技术是在新时期下由于管道天然气高速发展应运而生的新技术，是一个新的研究方向，虽然现在有一定的研究成果并较为广泛的应用，但尚有诸多可以改进的地方，诸如受信号、电源等条件的限制，无线远传方式全面推开存在一定困难，随着燃气技术的进一步发展、相关联设备的进一步成熟和相关软件的进一步开发，燃气无线远传技术必将获得飞速发展，将来会基本代替传统的人工入户抄表。
参考文献：
[1]期刊：《现代营销》，年、卷（期）：2012，（9），《无线远传燃气表是未来城市燃气计量的发展方向》，作者：周淑艳、王丹、王昌荣
[2]期刊：《城市燃气》，年、卷（期）：2011，（09），《无线集中抄表系统》作者：不详。
[3]期刊：《中国矿业》，年、卷（期）：2013（4），《物联网技术在天然气产业链中的作用与发展趋势，作者：张伟、周进生、杨毅
作者简介：
李荣典，1984年7月，男，汉族，工程师，二级建造师，工程硕士，负责燃气施工管理及燃气技术方面的研究，现在东莞新奥燃气有限公司工作，地址：东莞市莞龙路柏洲边路段206号，邮编：523061，电话：13829238474，电子信箱：rongdianli@163.com。
论文作者:李荣典
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/25
标签：集中器论文; 燃气论文; 用户论文; 网络论文; 天然气论文; 技术论文; 天线论文; 《基层建设》2017年第11期论文;