關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) IC卡 無線遠(yuǎn)傳 計(jì)量儀表 燃?xì)獬?/div>
1 前言
目前，城市燃?xì)庑袠I(yè)居民用戶基本都采用了IC卡燃?xì)獗恚ど虡I(yè)用戶普遍采用了通過在計(jì)量儀表上加裝IC卡控制器，居民及工商業(yè)用戶基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)付費(fèi)管理，解決了“氣費(fèi)收繳難”的問題。
作為城市燃?xì)獾倪\(yùn)營服務(wù)企業(yè)，不但要實(shí)現(xiàn)企業(yè)發(fā)展盈利的目標(biāo)，同時(shí)還應(yīng)及時(shí)、準(zhǔn)確地將分散在用戶端計(jì)量儀表的數(shù)據(jù)采集回企業(yè)，為后續(xù)的經(jīng)營活動(dòng)做決策。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展以及天然氣價(jià)改政策的實(shí)施，新時(shí)期燃?xì)馄髽I(yè)所面臨的入戶抄表、安檢、監(jiān)管、調(diào)價(jià)、結(jié)算、事故等問題日益突顯。同時(shí)，客戶對(duì)企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量也有了更高的要求，燃?xì)馄髽I(yè)如何不斷提升服務(wù)質(zhì)量，降低人工成本，變被動(dòng)為主動(dòng)，實(shí)時(shí)掌握分布在城市各處的用戶用氣情況，高效、全面、安全的提供燃?xì)夥?wù)擺在了每個(gè)城市燃?xì)馄髽I(yè)的面前。
為解決上述問題，近年來各地燃?xì)馄髽I(yè)不斷開拓創(chuàng)新，將眼下新技術(shù)運(yùn)用至城市燃?xì)庑袠I(yè)，推動(dòng)新技術(shù)在燃?xì)獬?、監(jiān)控及安全管理領(lǐng)域的發(fā)展。本文結(jié)合企業(yè)應(yīng)用實(shí)際，從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理及物聯(lián)網(wǎng)燃?xì)獗淼膶?shí)踐應(yīng)用出發(fā)，闡述了采用信息化的手段改變傳統(tǒng)的抄收方式，采用最新的微電子及信：息化技術(shù)，將無線物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用于燃?xì)庥?jì)量及嗡管，分析應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市燃?xì)獬?、監(jiān)控及安全管理等方面的深遠(yuǎn)影響。
2 傳統(tǒng)燃?xì)庥?jì)量儀表發(fā)展歷程及使用現(xiàn)狀
2．1 世界燃?xì)獗戆l(fā)展歷程
1833年英國的詹姆斯·博格達(dá)斯(1imas Poeadas)發(fā)明了膜式結(jié)構(gòu)的家用燃?xì)獗?，?jīng)過對(duì)其不斷改進(jìn)，發(fā)展為現(xiàn)在普遍使用的家用膜式燃?xì)獗?。自從有了燃?xì)獗硪詠?，國?nèi)外一百多年來一直是采取查表收費(fèi)的模式。上世紀(jì)70年代有了微型計(jì)算機(jī)以后，出現(xiàn)了磁卡燃?xì)獗?，但由于磁卡信息量小、容易偽造等原因，難以推廣應(yīng)用；直到80年代出現(xiàn)了真正實(shí)用的電子裝置，才改變了查表收費(fèi)的模式。
2．2 我國燃?xì)庥?jì)量儀表發(fā)展歷程
隨著燃?xì)鈶?yīng)用的推廣，以及西氣東輸?shù)葒掖笮吞烊粴廨斔晚?xiàng)目的建設(shè)，天然氣逐步進(jìn)入了普通百姓家庭，使用管道燃?xì)獾募彝ザ及惭b有家用燃?xì)獗?，燃?xì)庖殉蔀槿藗兩钪兴匦璧娜細(xì)庥镁?，上世紀(jì)90年代中期，IC卡燃?xì)獗黹_始出現(xiàn)，目前全國近60％的地級(jí)城市已應(yīng)用了IC預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗?，全國?00多家企業(yè)取得計(jì)量器具制造許可證。
2．3 IC卡燃?xì)獗淼膬?yōu)缺點(diǎn)
我國燃?xì)獗硪仓鸩綇娜斯こ淼臋C(jī)械式燃?xì)獗磉^渡到IC卡預(yù)付費(fèi)燃?xì)獗恚ㄟ^采用IC卡燃?xì)獗?，燃?xì)馄髽I(yè)在一定程度上解決了抄表難和收費(fèi)難的問題。但由于新時(shí)期燃?xì)馄髽I(yè)管理水平的提升，更為嚴(yán)格的安全管理要求，以及客戶生活品質(zhì)提高和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展，傳統(tǒng)的IC卡燃?xì)獗碓谌霊舫?、監(jiān)控、調(diào)價(jià)、階梯氣價(jià)、安全管理、結(jié)算等方面逐漸暴露出諸多問題。
2．4 集抄遠(yuǎn)傳表的應(yīng)用及推廣
為解決上述各類問題，鑒于當(dāng)時(shí)的社會(huì)環(huán)境，逐步有廠家開始嘗試推廣使用無線遠(yuǎn)傳集抄解決方案，該方案又具體分為兩種：一種是采用手持移動(dòng)抄表方案，主要是由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、抄表管理系統(tǒng)、收費(fèi)管理系統(tǒng)、手持抄表器、無線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼冉M成(系統(tǒng)示意圖見圖1)。集抄遠(yuǎn)傳燃?xì)獗碓欢扰d起，試圖彌補(bǔ)IC卡表的不足，但由于其可靠性不高，加上復(fù)雜的安裝施工和維護(hù)要求，以及成本過高等因素限制了集抄遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的發(fā)展。
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手持移動(dòng)抄表方案采用手持抄表器(也稱PDA)通過無線通訊方式喚醒表具，與表具進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可進(jìn)行單戶點(diǎn)抄和多戶群抄，然后通過USB接口或網(wǎng)絡(luò)與燃?xì)馄髽I(yè)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器連接，上傳數(shù)據(jù)。
另一種是遠(yuǎn)程集中抄表方案，主要由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、抄表管理系統(tǒng)、收費(fèi)管理系統(tǒng)、手持抄表器、GPRS MOUDLE、集中器、采集器、無線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗淼冉M成(系統(tǒng)示意圖見圖2)。
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遠(yuǎn)程集中抄表方案通過無線采集器將無線遠(yuǎn)傳燃?xì)獗頂?shù)據(jù)進(jìn)行搜集，并通過在集中器中安裝SIM卡，通過GPRS／GSM模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換及傳輸，同時(shí)支持手持抄表器(也稱PDA)抄表應(yīng)用。
以上兩種無線遠(yuǎn)傳集抄方案均可以在一定程度上解決入戶抄表、監(jiān)控、調(diào)價(jià)、階梯氣價(jià)、安全管理及結(jié)算部分問題，但第一種手持移動(dòng)抄表方案仍需要人工在各小區(qū)進(jìn)行，且故障率較高，無法滿足燃?xì)馄髽I(yè)在某一特定時(shí)間點(diǎn)完成抄表、調(diào)價(jià)等業(yè)務(wù)需求。而第二種遠(yuǎn)程集中抄表方案雖然較第一種在故障率上有了較大改觀，并在抄表范圍上取得了更大的進(jìn)步，但該種方式需要燃?xì)馄髽I(yè)投入大量資金來建立無線通信網(wǎng)絡(luò)，并投入相當(dāng)專業(yè)技術(shù)人員維護(hù)上述系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)由于采集器和集中器需要通過市電(220V)供電以及人為SIM數(shù)據(jù)流量管理，燃?xì)馄髽I(yè)負(fù)擔(dān)及風(fēng)險(xiǎn)性也較大，不利于燃?xì)馄髽I(yè)專注于燃?xì)夤?yīng)和服務(wù)，故以上兩種解決方案在經(jīng)過市場的檢驗(yàn)后，并未大面積推廣應(yīng)用。
3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)原理及燃?xì)獬盏膽?yīng)用
3．1 物聯(lián)網(wǎng)燃?xì)獗砑夹g(shù)原理
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，縮寫IOT)的定義是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)燃?xì)獗硐到y(tǒng)是通過移動(dòng)通信運(yùn)營商的GSM／GPRS無線公網(wǎng)，以膜式燃?xì)獗頌榛A(chǔ)加裝電子控制器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳及控制的燃?xì)庥?jì)量器具?？梢詾槿?xì)膺\(yùn)營商提供計(jì)量儀表抄收、管控的系統(tǒng)解決方案，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制、安全防范、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、收費(fèi)、網(wǎng)上充值、實(shí)時(shí)調(diào)價(jià)、階梯氣價(jià)、用期預(yù)測、大數(shù)據(jù)分析等管理等功能。
3．2 物聯(lián)網(wǎng)燃?xì)獾慕鉀Q方案(見圖3)
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通訊服務(wù)模塊：主要負(fù)責(zé)與遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)進(jìn)行短信通訊，此系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的關(guān)鍵程序，也是整個(gè)系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的重要程序。
業(yè)務(wù)處理模塊：主要負(fù)責(zé)進(jìn)行日常業(yè)務(wù)處理，比如：自動(dòng)關(guān)閥、自動(dòng)開閥、自動(dòng)報(bào)警、調(diào)價(jià)等。
數(shù)據(jù)服務(wù)模塊：此模塊主要負(fù)責(zé)與客戶端應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交互，通過此程序，客戶端應(yīng)用系統(tǒng)可以安裝在互聯(lián)網(wǎng)或者局域網(wǎng)的任何位置，不再受地域限制，方便了燃?xì)夤竟ぷ魅藛T的收費(fèi)系統(tǒng)的布署。
客戶端應(yīng)用模塊：儀表端有語音播報(bào)器給用戶進(jìn)行語音播報(bào)提醒，以及通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程語音報(bào)警和開關(guān)閥技術(shù)，同時(shí)可以進(jìn)行網(wǎng)上充值和查詢。
3．3 物聯(lián)網(wǎng)燃?xì)庥?jì)量儀表的特點(diǎn)及優(yōu)勢
物聯(lián)網(wǎng)在城市燃?xì)庑袠I(yè)主要應(yīng)用在燃?xì)庠O(shè)施監(jiān)測和燃?xì)庥?jì)量儀表方面，物聯(lián)網(wǎng)主要是基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，在傳統(tǒng)的燃?xì)獗?、IC卡控制器、數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)上加裝CPRS／3G信息傳輸裝置，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳及控制。
物聯(lián)網(wǎng)在近年來逐步應(yīng)用到燃?xì)庥?jì)量儀表方面，通過無線公網(wǎng)，為燃?xì)膺\(yùn)營商提供公用資源智能管控的系統(tǒng)解決方案，能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制、安全防范、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、智能收費(fèi)五大管理和服務(wù)功能。
3．3．1物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量儀表區(qū)別于傳統(tǒng)計(jì)量儀表的特點(diǎn)
(1)物聯(lián)網(wǎng)燃?xì)鈨x表或物聯(lián)網(wǎng)IC卡控制器以單價(jià)進(jìn)行計(jì)量，防止氣量囤積：
(2)支持階梯計(jì)價(jià)，可按階梯價(jià)格(年階梯價(jià)格或月階梯價(jià)格)進(jìn)行計(jì)量結(jié)算，也可按單一價(jià)格執(zhí)行；
(3)支持遠(yuǎn)程無線調(diào)價(jià)，調(diào)價(jià)時(shí)可同時(shí)設(shè)定表內(nèi)新的價(jià)格及新價(jià)格的啟動(dòng)時(shí)間，徹底解決淵價(jià)問題：
(4)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程控制；
