多表智能抄读系统

何锎，虞建平，李克

（杭州西力智能科技股份有限公司，浙江杭州，310024）

0 引言

随着科技的发展，社会的进步，生产的自动化越来越成为现在社会的主流。物联网作为一个新兴产业，正逐渐进入我们的生活。

2009年8月，温家宝总理在无锡视察时提出“感知中国”，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院。物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入了十一届全国人大三次会议政府工作报告，物联网在中国受到了全社会极大的关注。

多表智能抄读是物联网的一个重要组成部分。我公司响应国家发展号召，所制作的多表智能抄表系统相比于 传统人工抄表，此系统具有准确，便利的优点，减少了人工工作量，解放了劳动力，减少人工成本。

本系统由B/S架构组成，用户并不需要下载客户端，可以直接在网站上操作。而维护人员可以在后台上观察各种数据并生成报表，还可以借助第三方接口，使用户可以轻松地使用支付宝，微信，网银进行缴费，提高了用户体验。

1 设计方案

多表采集主站系统简略框架拓扑图如图1所示。此系统的主要功能是把表，集中器和主站进行链接，把表数据通过集中器，采集终端等设备进行传输。

1.1 系统构成

图1

本系统页面由用户管理、终端管理、表管理、采集点、水表费控、电表费控、水表抄读、电表抄读、用水报表、费控报表、用电报表11个模块组成，各模块之间相互独立。本系统使用了谷歌的AngularJS进行UI界面的实现，采用MVC框架结构，使得界面元素的控制和后台数据控制完全分离，降低了各个模块的耦合性，简化了程序的开发[1]。

用户登入主站网页后的页面如图2所示。此系统明确地显示了各个模块，用户可以依据需求选择不同的操作模块。工作人员也可以根据用户的需求对主站页面进行调整，剔除不需要的模块，方便用户的操作，提高用户体验。

图2

系统中各模块对应的功能模块如图3所示，工作人员也可以根据用户的需求对主站页面进行。

本系统可以对电表、水表和气表进行控制、抄读工作，并通过第三方接口实现用户在线缴费查询功能。

在硬件方面上，多表远程集抄系统主要由电能表、水表、气表、热表、采集器、采集终端、主站系统构成，通过与计算机网络和营业收费系统相连，实现抄表收费一体化[2]。

1.2 链接操作

操作人员对表，采集终端等设备进行链接操作流程如图4所示，链接操作由用户管理、终端管理、表管理和采集点四个模块共同实现。操作人员通过这四个模块实现把表、集中器、主站相互链接的功能，并输入和保存用户数据，方便用户查询，操作。

1.2.1 用户管理

用户管理模块主要功能是保存用户信息。页面上方增加了搜索页面方便用户查询。此模块可以进行查询、新增和导入这三种操作，这三种操作是工作人员对基表，集中器和主站进行链接的一环。操作人员通过这个模块实现添加、查看和删除用户信息的功能。

图3

图4

1.2.2 终端管理

终端管理模块功能与用户管理模块功能类似，不过它保存的是采集终端设备的型号信息等。此模块也有页面查询功能，也有新增导入功能，也是工作人员进行链接操作中的一环。

1.2.3 表管理

表管理模块主要功能是保存表信息，也是作为链接操作中的一环。

1.2.4 采集点模块

采集点模块是用来显示采集终端的页面模块，此模块可以显示采集终端的工作状态，也是作为链接操作中的一环。

1.3 统计查询

统计查询模块的主要功能是在后台自动生成设备拓扑图、硬件在线情况表、设备使用量表等。

设备拓扑图主要是展示了各表，各采集器的链接情况，并且显示了各设备硬件的型号等信息。

硬件在线情况表所显示的便是各个链接系统网上的集中器和表计的在线状态，如果出现设备中断情况或者异常情况，工作人员可以依据此表作辅助性参考对整个系统进行维修或更换。设备使用量表的功能是显示各个表计设备在一段时间内运行时所走的工作量，通常是为缴费提供依据。上述的一段时间间隔可以根据用户需求而作修改。

1.4 数据采集

数据采集由水表抄读、电表抄读、用水报表和用电报表四个模块组成。其中水表抄读和电表抄读这两个模块一般运用在工作人员对单个或少个基表的小型抄读上面。用水报表模块和用电报表模块主要运用在系统自动抄读的大型抄读功能中。

1.4.1 小型抄读

小型抄读主要是操作人员对单只或几只表的抄读。操作人员在对应模块的搜索选项中输入目标基表的地址编号便可以进行抄读。它可以实现基表的实时抄读功能，这种功能基本在小批试测试和故障查询时运用较多。小型抄读可以精确快速地显示基表，采集终端等链接设备是否出现故障情况。

1.4.2 大型抄读

大型抄读由用水报表模块和用电报表模块组成，它的功能是在某一段间隔时间内对很多只基表进行自动抄读，并且生成EXCEL报表。操作人员可以在这两个界面中下载报表，报表显示各表在一段时间内的走字读数和各表在间隔时间内的用量。工作人员可以根据用户需求在这两个模块页面中设置抄读间隔时间和所要抄读表的编号地址信息，也可以根据用户所需查询历史用量信息。

1.5 费控管理

费控管理由水表费控模块、电表费控模块和费控报表模块组成。

水表费控模块有开户、充值、退费、销户、阀门控制和水价调整六种功能。水表的费控功能操作流程图如图5。操作人员根据用户提供的单位信息和用户信息选择开户对象，并对开户用户进行警报门限和阶梯水价等一系列设置。开户完成后，已开户用户信息便会出现在充值、退费、销户、阀门控制和水价调整的模块页面中。操作人员就可以进行各种操作。当操作人员对用户信息进行注销操作后，已注销的用户信息就又会出现在开户设置页面中，操作人员可以对此用户进行再次开户操作。

电表费控模块有开户、充值、退费、销户和控制五种功能，其中开户、充值、退费、销户功能与水表费控模块的操作方法基本一致。电表的控制功能与水表的阀门控制功能的区别就在于电表进行断电操作，水表进行断水操作（无阀水表在本系统中没有阀门控制功能）。

费控报表模块是在间隔时间内生成报表，这种报表可以是日报、周报或者月报，根据用户要求可以进行调整。报表显示水表或者电表的开户、充值、退费等各种操作记录，也显示水表或者电表的历史使用金额和剩余金额。这个模块的建立主要是为了方便用户公司或小区进行统一操作查询。

2 多表远程抄读的实现

系统的多表远程抄读功能是通过硬件上的各种基表终端，集中器链接抄读数据信号，然后上传到主站网站，并在网站上显示这几步操作实现的。操作人员可以通过主站系统精确实时读取到目标基表的读数。

操作人员也可以在主站系统上进行数据采集任务的编辑，设置采集周期、开始时间、结束时间、补采次数优先级等。通过运行数据采集任务，主站系统可以定时地采集终端设备上的数据，为维护分析人士提供大量的基础数据[3]。

图5

主站系统会在每月的月末或月初生成账单报表（账单报表生成时间可以根据用户需求而进行调整，可以是周结、月结、季节或年结等）。系统会用第三方接口将账单上传到银行系统，通过短信或微信等方式把账单寄给用户。用户可以通过网上银行、支付宝等平台直接缴纳费用，改变了传统繁琐的缴费模式[4]。

3 故障查询

对于故障查询这一块，系统提供了三种查询模式。分别是总分表模式、小流量采集模式、小周期数据采集模式。总分表模式是工作人员通过系统生成的历史数据报表的信息来判断设备是否出现故障。后两者模式可以记录支路上的流量使用情况，在数据出现异常的情况下可以提供判断依据。

4 结束语

为了提高系统的稳定性，也为了降低各个模块之间的耦合性，我公司在制造系统时运用了基于AngularJS和SpringBoot的构建思维。这种思维的优点就是可以使得前后台完全分离，提高用户体验。这改变了传统人工抄表和用户缴费模式，是在物联网思想下所作出的一次创新测试。

根据公司内部对此系统实际情况测试，也根据一些已应用此系统的用户反馈情况来看，此系统可以适应不同型号表的数据同时抄读，也可以对很多只表进行同时抄读。系统具有很强的稳定性，并且在对于故障情况发生时进行快速响应，通知操作人员维修。

本系统的出现，使得各表统一抄读的设想得以实现，响应国家所提倡智能生活的口号。