1、物联网智能燃气解决方案2 / 18一、 系统方案 .41. 技术路线 .42. 系统架构 .4二、 方案特点 .51. 运营管理 .52. 实时监控 .53. 报警功能 .54. 大数据分析 .55. 技术优势 .6三、 方案优势 .71. 信号稳定覆盖范围广 .72. 大数据分析与预测 .73. 实时监控 .74. 阶梯气价 .75. 报警设置与异常判定 .8实时互动 86. 支持机械表的在线抄表 .87. 数据安全可靠 .88. 表具特性 .9四、 物联网燃气表技术说明 101. 技术标准 102. 结构原理 103. 技术特点 113.1 内外磁钢传动 .113.2 板载采样 .113.
2、3 唯一标示 .113.4 高精度的实时时钟 .113.5 通讯性能稳定可靠 .123.6 防潮保护 .123.7 数据安全可靠 .123.8 低功耗 .124. 主要参数 125. 主要功能 155.1 数据采集 .155.2 数据上传方式 .155.3 防反接、防逆流 .155.4 远程关阀 .155.5 远程开阀 .155.6 防死阀 .165.7 阶梯气价与调价 .165.1 余量不足报警 .163 / 185.9 液晶显示 .165.10 双电源供电系统165.11 电池监控175.12 历史数据保存175.13 获取指定月份的数据175.14 在线配置通信参数175.15 在线配置
3、数据上传时间175.16 上电发送数据185.17 几天上传数据不成功关阀185.18 几天不用气关阀185.19 防泄漏185.20 内部时钟网络校时185.21 数据保护185.22 数据安全184 / 18一、 系统方案 1. 技术路线通 过 采 用 稳 定 可 靠 的 移 动 （移 动 、 联 通 、 电 信 ） 无线网络平台能够实现燃气表端数据直接传 送 到 后 台 管 理 服 务 中 心 ， 实 现 远 程 阀 门 控 制 、 用 气 状 态 监 控 、 阶 梯 气 价 实 时 调 整 以 及 数 据 分析 ，异 常 报 警 等 功 能 。 结 合 手 机 APP 软 件 可 以
4、完 成 远 程 充 值 、 实 时 互 动 等 功 能 ， 为 燃 气 公 司 的 燃气运营数据预测提供了可靠的数据依据。2. 系统架构系 统 由 物 联 网 燃 气 表 、 燃 气 运 营 云 平 台 等 组 成 ， 在 日 常 使 用 过 程 中 ， 物 联 网 智 能 燃 气 表 每天自 动 把 计 量 与 表 的 运 行 状 态 （电 池 电 量 、 阀 门 状 态 、 恶 意 对 表 具 攻 击 等 ） 信 息 ， 通 过 自 带 的GPRS/CDMA 模块利用移动互联网直接发送给云平台，云平台收到数据后将返回一个应答数据， 从 而 能 够 实 现 双 向 通 讯 。 用 户 可 以
5、 通 过 移 动 APP、 便 利 店 、 网 上 银 行 进 行 实 时 网 络 充 值 ， 同 时 用户 通 过 移 动 APP 可 以 与 燃 气 公 司 做 到 实 时 互 动 。 后 台 系 统 通 过 每 天 自 动 的 数 据 收 集 将 为 燃 气 使 用的 供 销 差 和 用 气 数 据 预 测 以 及 异 常 情 况 报 警 提 供 准 确 的 数 据 依 据 ， 系 统 架 构 如 下 图 所 示 。5 / 18二、 方案特点1. 运营管理 系 统 自 动 完 成 抄 表 、 收 费 、 报 表 生 成 等 业 务 ， 降 低 燃 气 公 司 的 运 营 成 本 投 入
6、， 提高 智 能 化 管 理 水 平 可灵活的选择预付费或后付费缴费模式 采 用 金 额 结 算 ， 支 持 阶 梯 气 价 （4 阶 5 价），能够方便快捷的实现阶梯气价的调整 支持多种付费方式：网上付费，营业厅付费，移动付费（微信、支付宝、银联） 最终用户通过手机 APP 能够及时了解家庭的用气信息，同时可与燃气公司实时互动 具备丰富的报表功能，支持个性化定制需求2. 实时监控 能够对燃气表进行实时监控，掌控表具的计量信息与运行状态 可远程阀门控制3. 报警功能 支持多种报警方式：系统报警提示，短信报警功能等 能 够 与 燃 气 泄 漏 报 警 器 进 行 联 动 ， 保 证 燃 气 用
7、气 安 全 ， 并 将 报 警 信 息 及 时 的 发送 到 数 据 服 务 中 心 ， 数 据 服 务 中 心 通 过 短 信 平 台 及 时 提 醒 用 户 表端异常实时报警，如阀门直通、电量不足、燃气泄漏等4. 大数据分析 能够及时准确的提供燃气表的相关数据，为供销差统计分析提供数据基础 按 照 不 同 的 筛 选 条 件 （地区、时间段、用气类型等，获取相应的用气数据报表 支持大数据处理，可轻易实现各种数据的对比，以及数据的深度挖掘6 / 185. 技术优势 专用的传输通道（物联网号），保证了数据安全和通信可靠性 信号覆盖范围广并非常稳定，抄表不再受距离的限制，一次抄表成功率98.8%
8、 表具具备防逆转、防逆通气功能 表 具 符 合 I P65 防护等级，并且具有宽温工作范围（ -25 +55） 系 统 采 用 B/S 架构，方便维护与升级 支 持 大 并 发 处 理 ， 单 台 数 据 采 集 服 务 器 同 时 并 发 处 理 2 万 台 表 ， 可 以 保 证 600 万 台 表 的 通 信 、 结 算 及 日 常 运 营 管 理 数 据 安 全 保 障 ： 本 地 独 立 服 务 器 备 份 ， 异 地 容 灾 备 份 ； 磁 阵 存 储 技 术 ， 硬 盘 坏 了数 据 也 不 会 丢 失 ； 加 密 机 存 储 技 术 ， 数 据 加 密 存 储 ， 数 据 被
9、盗 也 无 法 查 看 明 文 信 息 ； 服 务 器监 控 技 术 ， 应 用 和 服 务 器 宕 机 监 控 ， 故 障 报 警 通 知 ， 及 时 处 理7 / 18三、 方案优势1. 信号稳定覆盖范围广物联网系统采用的是移动公网（移动、电信、联通），信号非常稳定且覆盖范围广， 使得抄表、监控等远程操作非常稳定可靠且不受距离的限制。随着运营行业的发展，流量资费已经越来越低，已经完全具备应用到公共事业数据传输的可行性。物联网系统使用公网流量的方式来实现“表端”到“服务器端”的“端到端”的直接通信：简单、稳定、可靠。端对端的模式没有第三方环节使得通信更加稳定可靠 。2. 大数据分析与预测物联
10、网系统根据用气属性每天都会统计用气信息，可做到用气数据实时掌握！ 按 照 客 户 类 型 、 管 辖 关 系 的 消 费 量 分 析 ； 按 照 价 格 的 能 源 流 向 分 析 ； 按 照 时 段 的 能 源 需 求 分 布 统 计。通过按照时间、区域、类型可检索分析客户的数量、比例、增长率、衰退率了解和预测趋势 走向 、 为 未 来 提 供 决 策 参 考 。 通 过 时 间 维 度 查 看 以 客 户 类 型 、 区 域 关 系 查 看 客 户 的 消 费 量 统计 以 及 同 期 对 比情 况 。3. 实时监控表具会主动的把表具的计量信息（每天的用气量）表状态信息（电量状态、阀门状态
11、、信号质量）等上传到后台系统以达到监控的效果4. 阶梯气价物联网系统采用的是“后台预付”的模式，结算的过程与表具分离（类似于手机的消费模式，话费是后台系统扣除的与手机无关）。表具主动的把每天的用气量上传到后台系统， 后台系统根据现行的阶梯气价的价格体系进行结算。在 此 模 式 下 工 作 人 员 通 过 简 单 的 系 统 设 置 就 可 以 实 现 阶 梯 气 价 的 多 种 方 案 ， 同 时 调 价 工 作变 得 异 常 简 单 只 需 要 修 改 系 统 上 的 数 据 就 即 可 与 表 具 无 关 ； 系 统 还 支 持 批 量 调 价 与 单 台 设 备 的调 价 。在 表 具
12、与 结 算 功 能 的 分 离 得 情 况 下 ， 用 户 再 也 不 用 担 心 因 表 具 功 能 考 虑 不 周 而 造 成 的 不 能满 足后 期 复 杂 多 变 的 阶 梯 气 价 的 情 况 ， 如 果 价 格 体 系 发 生 了 巨 变 ， 则 只 需 要 升 级 后 台 程 序 即 可 。8 / 185. 报警设置与异常判定表具上传表具的运行状态后，后台系统就可以通过报警条件的设置自动的产生报警信息， 比如余量不足、电量不足、泄露报警（与泄露报警器联动）、用气异常等。这些报警信息还可以与短信平台、微信平台等移动平台结合及时的推送给用户，图 7 是后台报警信息参数设置界面。表具上
13、传的报警信息量是巨大的，人工逐台的查看并判断异常情况已不现实，物联系统的后台系统已经对异常情况进行了统计分类（阀门异常、电量异常、用气异常等），你只需要设置筛选条件如：小区、时间段、表具类型、用气类型、异常分类等条件后，系统会自动生成报表以供查看，报表都可以以 EXCEL 的方式导出方便后续处理。实时互动基于云客服平台帮助燃气企业低成本、快捷地建立多渠道全业务客户服务中心。支持电话、微信、支付宝服务窗、掌厅、网厅、微博等主流渠道。用户可经由上述渠道，便捷的实现与燃气公司的业务互动。用 户 通 过 移 动 APP 或 微 信 平 台 可 以 远 程 缴 费 、 用 气 信 息 查 询 、 阶 梯
14、 气 价 执 行 情 况 查 询 、 故障报 修 等 功 能 。燃 气 公 司 通 过 移 动 APP 或 微 信 公 众 号 实 现 基 于 知 识 库 的 自 动 服 务 应 答 ， 减 少 人 工 客 服 量 ， 节 省 成 本 ， 提 高 效 率 。 同 时 ， 云客服平台针对燃气公司，可以解决欠费查询、费用缴纳 、 预 存 、代 扣 、 自 报 表 读 数 等 客 户 服 务 ， 以 及 欠 费 催 缴 等 各 类 信 息 推 送 ， 节 省 客 服 总 体 成 本 ， 有 效 引 流 聚 集 客 户 量 。6. 支持机械表的在线抄表云 客 服 系 统 支 持 普 通 机 械 表 的
15、 用 户 在 线 拍 照 抄 表 ， 缴 费 ， 节 省 了 燃 气 公 司 的 抄 表 投 入 、 方便 用 户 缴 费 、 免 打 扰 ！ 7. 数据安全可靠采用了 64 位的动态加密算法（DES），数据在传输过程中，传输数据包完整可靠保密性强，9 / 18保证了数据的安全可靠。8. 表具特性防护等级：采用迷宫式设计满足 IP65 等级；供电方式：采用内部1 节锂电、外部4 节碱性电池的双电源供电方式，碱性电池使用寿命12 个月(每天上传一次数据)、锂电池使用寿命10 年，用户可自行更换碱性电池；防泄漏：可以与燃气泄漏报警器联动，当接受到报警器泄漏信号时会立即关闭阀门，并执行联网操作把报警
16、信息直接上传到后台系统；防反接、防逆流：采用专利技术，当表计反接或出现逆流的情况下，气源会自动切断而与阀门是否开启无关从而实现防反接、防逆流的功能；通信号段：采用移动的专用物联网号段（M2M），13 位号码与手机使用的号段分离，保证通信的安全与带宽。10 / 18四、 物联网燃气表技术说明1. 技术标准 膜式燃气表国家标准 GB/T6968-2011膜式燃气表 中华人民共和国国家计量检定规程 JJG577-2012膜式煤气表检定规程 中华人民共和国国家计量技术规范 JJF1354-2012膜式燃气表型式评价大纲 JG/T162-2009住宅远传抄表系统 CJ/T188-2004户用计量仪表数据
17、传输技术条件 Q/JK008-2014无线远传膜式燃气表2. 结构原理物联网燃气表的控制器主要由数据采集、液晶显示、阀门控制、移动通讯模块（GPRS）、实时时钟、电源管理模块、报警器接口、功能按钮等模块组成，如下图所示。中央控制器液晶显示计量采样模块阀门控制模块实时时钟电源管理移动通讯模块报警器接口数据存储功能按钮11 / 183. 技术特点3.1 内外磁钢传动采用永久性磁性材料，永不退磁并保证足够的传递扭矩，确保磁性传动的长久性和可靠性。3.2 板载采样在行业第一个采用板载取样技术，完全脱离数码轮加工与防护工艺，将取样取件放置在线路板上，提高了产品质量和生产自动水平，并且由于板载取样结构更加
18、精密，区域缩小， 对于外部磁干扰检测能力有明显的增强。3.3 唯一标示根据既定的条码规则，每个燃气表出厂后都会有唯一 ID 的编号，确保了燃气表的抄表正常，方便用户建立管理档案。3.4 高精度的实时时钟控制器的内部配备了高精度的实时时钟，能够准确的实现万年历计算，为历史数据和准确的控制数据传输提供了基础。12 / 183.5 通讯性能稳定可靠采用高品质的移动通讯模块，通过中国移动、中国联通、中国电信等公共通信网络，利用数据方式（GPRS/CDMA2000/WCDMA）确保了数据的可靠稳定的传输。3.6 防潮保护基表与塑料壳底座和塑料壳底座与塑料上壳体之间均采用了迷宫式的设计，大大提高了防水/防
19、尘的等级，可达到 IP65。3.7 数据安全可靠采用了 64 位的动态加密算法（DES），数据在传输过程中，数据包完整可靠保密性强，保证了数据的安全可靠。3.8 低功耗各元器件均采用了超低功耗的产品，保证电池的使用寿命。4. 主要参数公称流量 m/h 1.6 2.5 4最大流量 m/h 2.5 4 6最小流量 m/h 0.016 0.025 0.04计量等级 级 1.5基本误差限 QminQ0.1Qmax 时30.1QmaxQQmax 时1.5最大累计量 m99999.999最大工作压力 kPa 10总压力损失 Pa 250密封性 kPa 输入 1.5 倍最大工作压力的空气，历时 3min 不
20、泄13 / 18露防爆标准 EXib IIBT3 Gb字轮最小读数 dm0.2机械读数窗口 有液晶显示面板 有使用温度 -25+50介质条件 各类燃气、空气、无腐蚀性气体进出气管螺纹 MmM302进出气管中心距Mm130外廓尺寸 MmH227xW210xD164重量 Kg2.24供电方式 4 节碱性电池（外）+ 1 节锂电（内）锂电池，使用寿命大于 10 年电池使用年限碱性电池，使用寿命大于 1.5 年工作电压 V DC 5.0V 7.0V工作电流 (平均 )mA90静态电流 uA20采样方式 双脉冲阀门控制 有阀门可靠性 连续开关次数不小于 10000 次关阀时间 S 0.514 / 18阀
21、门工作电压范围V 2.57.0时钟误差 s/月10防护等级 IP65通讯方式 GPRS（数据流）一次抄表成功率98.5%数据抄读准确率 99.9%15 / 185. 主要功能5.1 数据采集采用双脉冲的采样方式，可自动采集机电传感器上的脉冲信号，利用专利的技术算法进行防抖，具有单边干扰和双边干扰防护功能。当发生单边干扰或双边干扰时阀门会立即关闭，干扰状态解除后用户可以通过功能按钮开启阀门。5.2 数据上传方式定时上传方式(自动抄表)当物联网智能表内部时钟运行达到系统设置要求数据上传的时间点时，表具主动上传表具相关实时数据，并获取相关命令。5.2.1 人工上传方式（实时充值）在任何时间点，用户都
22、可通过按物联网表具中的功能按钮，触发表具实时联网，上传数据并获取相关命令。5.3 防反接、防逆流采用专利技术，当表计反接或出现逆流的情况下，气源会自动切断而与阀门是否开启无关从而实现防反接、防逆流的功能。5.4 远程关阀可通过后台服务系统远程关闭阀门，当阀门关闭后，用户不能通过功能按钮来开启，只能通过“远程开阀”方式来开阀。5.5 远程开阀可通过后台服务系统远程使能开阀，表具接收到使能开阀命令后不会自动开阀，必须通过人工触发功能按钮来开阀，从而保证用气的安全。16 / 185.6 防死阀当遇到阀门故障时，阀门未能正常关闭，表具仍然能够保持数据采集和处理，并立即上传给后台服务系统。5.7 阶梯气
23、价与调价阶梯气价系统包括 4 级阶梯气量，5 个阶梯价格。在阶梯气价开启时，1 个周期内表内周期累积气量如果大于 1 级阶梯气量则使用价格 2，如果大于 2 级阶梯气量则使用价格 3 以此类推，当一个阶梯周期结束后自动进入一个新的周期。阶梯周期以月为单位，当周期设置为 1 个月时，则实施月阶梯气价策略，当周期设置为12 个月时，则实施年阶梯气价策略，周期长度、起始时间客户可根据自身的需求而定。调价功能是通过过修改后台的的价格数据来实现的，支持批量的修改，也支持单台表的修改方便、快捷、安全。5.1 余量不足报警当表上的剩余量低于报警量时（根据需要报警量可在后台系统设置合适的值）表计每用0.1 方
24、气 LED 灯闪烁一次同时液晶上显示“余量不足”来提醒用户及时购气。当后台系统监测到表计处于“余量不足”的状态时根据后台系统的设置利用短信平台发送 短信来提醒用户及时购气。5.9 液晶显示液 晶 平 时 显 示 的 是 用 户 的 “剩余量 ” ， 通 过 功 能 按 钮 用 户 可 以 依 次 查 看“单价 ” “累计量”、“表号”、“表内时钟”等信息。5.10 双电源供电系统表具采用内部 1 节锂电和外部 4 节碱性电池的双电源供电方式，碱性电池使用寿命12 个月(每天上传一次数据)、锂电池使用寿命10 年。用户可自行更换碱性电池。碱性电池工作时锂电不工作，碱性电池为系统中所有的模块供电，
25、比如 GPRS 模块，阀门17 / 18控制模块等。锂电池只为时钟模块供电，在没有碱性电池的情况下维持表具时钟正常工作。5.11 电池监控当碱性电池电压低于设定的“欠压电压值”液晶面板会显示“电量不足”的字符，并自动的发送一次数据给后台系统，后台系统根据设置发送短信给用户提醒用户更换电池。当碱性电池电压低于设定的“关阀电压值”时自动关闭阀门。更换碱性电池后恢复正常， 按下功能按钮阀门开启。拆掉碱性电池后，燃气表自动关闭阀门，同时关闭液晶显示。重新装上电池且电压高于规定阀值后，按下功能按钮阀门开启，恢复显示。5.12 历史数据保存表具可保存连续 12 月每天的数据。5.13 获取指定月份的数据客
26、户根据需求通过后台软件在线获取指定月份的数据，如：现在是 9 月份，后台系统中 8月份的数据部分丢失，客户可以通过这个功能获得 8 月份每天的数据。5.14 在线配置通信参数客户可以通过后台系统，在线配置 GPRS 通信相关的参数如：IP 址址、数据端口等。5.15 在线配置数据上传时间客户根据需求可通过后台系统在线配置数据上传的时间，上传时间设定有两种模式：在第一种模式下，燃气表会在规定的周期内于设定时间点自动联网，如一天一次上传；在第二种模式下，燃气表会在每个月的指定日期以及指定时间点自动联网，如在每个月 25 号上传。18 / 185.16 上电发送数据当系统检测到碱性电池由无到有且达到
27、了上电要求时自动上传一次数据，并对电池抖动或恶意频繁上下电做了充分防护。5.17 几天上传数据不成功关阀当表具检测到连续 XX 天上传数据不成功则会自动关阀。用户不能通过功能按钮打开阀门， 此功能可以通过后台系统在线设置。5.18 几天不用气关阀当表具检测到连续 XX 天没有用气则会自动关闭阀门。用户可以通过功能按钮来打开阀门。此功能可以通过后台系统在线设置。5.19 防泄漏表具可以与燃气泄漏报警器联动，当接收到报警器泄漏信号时会立即关闭阀门，并执行联网操作把报警信息直接上传到后台系统。5.20 内部时钟网络校时表具内部采用精度为5ppm 的硬时钟，保证了全年的时钟累积误差不超过 3 分钟，另外每次登陆系统时，表具都会进行网络校时，能够保证每个表具的时钟准确无误，不会出现偏差。5.21 数据保护数据可以长期保存，不受外界干扰、低电压、掉电、更换电池等影响。5.22 数据安全采用 64 位动态的加密方式（DES），保证了数据的安全可靠，不受外界干扰。
