智能表中自动读表系统的概念及运行模式

摘 要：介绍了智能表中自动读表系统的概念及运行模式，并分析了自动读表系统在家用智能表中的发展趋势。随着环保意识以及自动化要求的提高，智能表自动读表系统势必在不久的将来实现全面普及。

关键词：智能表，自动读表系统

中图分类号：N04；TP27；TH86 文献标识码：A 文章编号：1673-8578（2014）S1-0012-03

Concept and Working Models of Remotereading System of Intelligent Meter

SUN Shixin

Abstract： This paper introduces the concept and working models of remotereading system of intelligent meter， and at the same time analyses the expectable developments of remotereading system within the field of household intelligent meter. As the improvement of automation requirements and the environmental protection consciousness， the remotereading system of intelligent meter will be extensively applied in the near future.

Keywords：intelligent meter，remotereading system

收稿日期：2014-06-15

作者简介：孙世新（1976—），女，从事通用测量领域的专利审查。通信方式：SSX13683270256@sina.com。

近年来，包括水表、电表、燃气表三表在内的智能表智能远程采集管理系统，因其远程、实时的抄表机制，智能、强大的处理功能，省时、省力的实际效果，越来越受到物业公司和热力公司等的青睐。其中的远传抄表系统发挥了越来越重要的作用。很多公司通过其对生产的电表、水表等改进以使其可以利用远传抄表系统来实现全自动智能抄表。

一 自动读表系统的概念

“自动读表系统”，也称“自动抄表系统”“远传抄表系统”“远程抄表系统”。自动读表是指采用通讯和计算机网络等技术，通过专用设备对表针自动读取和处理表计数的过程。自动读表系统结构一般由计量表、数据采集器、传输控制器、抄表系统中心计算机四级构成。自动读表系统中仪表数据与控制信号传输的路径称为通信通道，可分为上行通道和下行通道。上行通道指的是上层传输控制器与管理中心计算机之间的远程通信线路，下行通道是指数据采集器与传输控制器之间的通信线路。自动读表系统的一般结构可表示为如图1所示[1]：

然而现实中，实现远程自动读表的关键技术在于数据的形成过程，即数据是如何得到的，实际上

图1 远程抄表系统结构图

就是传感器技术。在获得数据的基础上，结合现有的计算机和网络技术将数据远程传送。因此自动读表系统是集计算机技术、通信技术、计量技术与一体的综合系统。

二 现有自动读表系统的运行模式

自动读表系统按功能分，可分为：自动读表和智能远传。每个功能有不同的运行模式。

（一）自动读表

1. 脉冲计数式：在传统的机械表的表壳内的叶轮测量机构上连有脉冲传感器，脉冲传感器按叶轮转数输出脉冲信号，把机械表数据转换成脉冲信号，用脉冲信号的数量表示水量，电量或燃气量，用有线或无线的方式把数据的脉冲信号远传出去实现远程读表。

2.“直读”式：

（1）电阻逻辑编码式：在表具指针或字轮的不同位置（个、十、百、千、万位0～9刻度）上安装不同阻值的电阻，通过电阻阻值的不同来判断表具读数。

（2）接触开关编码式：在表具指针或字轮的不同位置（个、十、百、千、万位0～9刻度）上加上触点，通过弹片与不同位置的触点接触来判断表具读数。

（3）摄像式直读式：在表具码盘上方安装一个摄像头，抄表时将表具适时状态拍摄下来传到后台系统，通过图像识别技术来判断表具读数。

（4）条形码编码式：在表具指针或字轮的不同位置（个、十、百、千、万位0～9刻度）上加上不同的条形码，通过传感器对各条形码进行识别来判断表具读数。

（5）光电透射直读式：直读式表具采用光、机、电一体化技术及绝对式光电编码器原理，将每个字轮作为一个码盘，测量出字轮的绝对角度位置，从而准确地读出字轮在显示窗的数字。微控制器在收到抄表指令后，根据上述原理读出表具的读数，并上传给上位机。

（6）光电收发编码直读式：在表具指针或字轮的不同位置（个、十、百、千、万位0～9刻度）上安装不同的光敏传感元件，通过红外发光管激活对应位置的光敏传感元件来判断表具读数。

（二）智能远传

1.基于有线方式的智能远传：有线网络的选择通常包括电力载波通讯（PLC）、RS485或MBUS通讯、ASDL和因特网。基本的远传读表由智能电能表+数据采集终端+计算机管理中心+互联网组成一个远传读表网络来实现。

2.基于无线方式的智能远传：无线网络的选择通常包括CPRS、GSM、CDMA和Zigbee小无线通信等。具体的远传读表方式基本有以下几种：

（1）基于无线传感器网络（wireless sensor network，WSN）的智能远传。其结构为：传感器节点分布于网络的各个部分，用于收集数据，并且将数据路由至基站（也称信息收集节点），基站与信息处理节点通过广域网络（如因特网或者卫星网络）进行通信，从而对收集到的数据进行处理。

（2）基于无线局域网（WLAN）的智能远传。在无线局域网中，每个客户端通过一条与接入点相连的无线链路来访问网络，用户如果要进行相互通信的话，首先访问一个固定的接入点，这种网路结构被称为“单跳网络”。

（3）基于无线Mesh网络的智能远传。在无线网格网络中，任何无线设备节点都可以同时作为接入点和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信，也称“多跳（multihop）”网络。

虽然以上将自动读表系统分为自动读表和智能远传两部分，但这仅仅是为了便于理解，在实际的技术应用中，读表和远传是密不可分的，因为数据的采集方式决定了其选择的处理、控制以及通讯方式，并不是自动读表和智能远传的上述各自运行模式的随机组合。

三 自能读表系统在家用智能表中的发展趋势

住宅小区的智能化、网络化已经成为国内外住宅建设的发展方向，因此住宅智能读表技术已成为智能化小区的基础技术。

当前，在城市居民生活小区的建设中，除了引用绿色生态的概念外，还在整体设计中引进了智能化居住小区的理念。而自动读表系统是智能居住小区的一个重要环节。在智能化居住小区的理念下，自动读表系统将不仅仅负责采集用户所用的电量、水量、煤气量，还应检测住户室内安全状态信息，安全状态信息包括门禁控制、火灾报警、煤气报警、盗窃报警、紧急求助等。

另外，目前随着物联网和云计算技术应用的推进使用，由此形成了物联网技术支撑产业。在这样的技术背景下，为实现智能化居住小区而在智能表的远传抄表系统中引进物联网和云计算技术将是大势所趋[2]。

四 结 语

智能读表系统集合了传感器技术、数据处理、通信技术、自动控制等多项技术，是各项技术共同发展的产物。目前智能读表系统在大中城市基本已普及使用，在一些中小城市还有推广使用的空间，从节约自然资源的角度看，利用智能读表系统每年能够节约可观的水、电、燃气，并可节省相当的人力、物力。从实现自动化的角度看，普及智能表中的智能读表系统是实现全面自动化的前提之一。

参考文献

[1] 张猛，彭皓东，王斌. 远传抄表系统工程设计浅谈[J]. 科技信息，2013（16）：379.

[2] 刘百德. 施工、材料与设备：“十二五”期间城镇供水远传抄表系统应用与发展[J]. 给水排水，2012（3）：88-92.