1.系統應用方案

1.1.系統組成

本系統主要由數據服務器、WEB服務器、工作站、管理信息化綜合平臺和GPRS物聯網表等組成。整個系統的示意框圖見下圖：：

數據服務器是一個包含用戶信息數據、價格組成數據、用戶繳費交易數據以及根據管理部門的需要所設計的各種查詢統計數據在內的數據庫系統。它除了與WEB服務器、物聯網表進行數據交換外，還具有數據完整性檢查、數據的備份與恢復、數據庫用戶權限及安全性的管理。

WEB服務器是一臺在Internet上具有獨立IP地址的計算機，可以向Internet上的客戶機提供各種Internet服務。在本系統中，WEB服務器給客戶端提供用戶管理、抄表計劃管理、抄表記錄查詢、收費管理、報表管理等界面功能。

管理信息化綜合平臺：通過該平臺可直接與物聯網通訊，通過GPRS方式完成對表具的計量數據抄讀、狀態檢測、閥門控制等功能。

物聯網表是系統的計量和控制部分，它完成對用戶所用情況的計量工作。同時，接收管理信息化綜合平臺，響應或返回指定數據、執行特定動作（如關閥或開閥）。

1.2.系統特點成

遠程控制：可有效實現對表具的遠程控制，進行數據讀取、參數調整、開關閥控制等操作；

集抄范圍廣：GPRS覆蓋范圍廣，擴容無限制，接入地點無限制。能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求；

GPRS傳輸具有很高的數據安全性和準確性，不作專門布線，無須安裝集中抄表設備；前期投資少、見效快，后期升級、維護成本低；而且表具安裝方式與普通表基本相同、維護簡單；

各種遠程抄表方案的優劣對比
項 目	GPRS物聯網表	有線遠傳表
安裝難易程度	安裝簡單，與普通表基本相同	需布專用的通訊網絡，安裝難度大，一旦破壞很難恢復。
調試難易程度	簡單，經稍加培訓即可操作	很難，需專門技術人員進行調試。
直接成本	低	高
運行成本	一般	高
耗電情況	高	可使用市電
數據傳輸實時性	一天或一周上報一次數據	可隨時查看數據
網絡遷移風險	風險較大	低(更換集中器模塊）
受外部干擾	較高	低
維護難易程度	簡單	難，需專門的技術人員
維護成本	一般	非常高

2.物聯網主板特點

2.1.2.1.功耗評估

物聯網表因自身功耗比較高，不能滿足實時在線需求，僅能通過定時在線上傳方式進行數據傳輸，一般推薦最快聯網頻率不超過一天一次。

物聯網氣表功耗評估
技術指標	典型值	年平均功耗	備注
休眠電流	7uA	61.32mAh	無液晶
	10uA	87.6mAh	液晶常顯
開關閥電流	40mA	1.15mAh	每周開關閥門一次，每次2秒。
運行電流	5mA	35mAh	每秒喚醒需要占用800us。
脈沖采樣	5mA	2.5mAh	每天5m3，100個脈沖，單次采樣時間50ms
抄讀		730mAh	聯網注冊約需要90秒，平均電流80mA，每天上傳一次數據。

一年最多消耗234.5mAh，使用六年共消耗1407mAh，一節ER18505M容量為3500mAh，考慮到電池的自放電，不同電流下容值差異，溫度等影響，一節ER18505M可滿足六年使用需求。因物聯網表瞬間電流最大為2A，鋰電池后期使用時放點能力不足以支持聯網，故推薦選用鋰超容電池組合裝，及UPC1520+ER18505組合，有條件時可選用UPC1550效果會更佳，聯網更穩定。

2.2.通訊模組介紹

M6310是中國移動推出的一款工業級GSM通信模組，支持貼片式SIM卡，具有小尺寸、低功耗、溫度范圍寬、抗干擾能力強的特點，同時內嵌豐富、穩定、可靠的網絡協議，可向無線抄表、無線POS、車載等行業客戶提供無線通信功能。

產品型號及詳細參數指標		M6310
封裝方式		LCC
通信制式		GSM/GPRS
通信頻段		900/1800MHz
數據功能		GPRS multi-slot class 1~12 GPRS mobile station class B 編碼格式：CS1~CS4
短信功能		支持MT，MO，CB，Text和PDU模式
通訊芯片		MT6252D
產品認證		CCC，China TA
尺寸大小		27.5*24.0*2.7mm
溫度范圍		-40~+85℃
電流特性	閑置電流	30uA
	待機電流	1.3mA
	工作電流	60mA~600mA
電壓特性		3.3~4.6V
硬件接口	UART	支持，2路,一路為主串口,一路為調試串口
	SPI	不支持
	ADC	支持1路
	GPIO	不支持
	PWM/BUZZER	不支持
	睡眠喚醒	支持
	SIM interface	支持貼片式SIM卡
	電源輸出	支持
喚醒方式	語音喚醒	不支持
	短信喚醒	支持
	數據喚醒	支持
傳輸協議		PPP,TCP,UDP,FTP,HTTP
嵌入系統		Nucleus
遠程升級		FOTA
開發工具		開發工具包

2.3.數據上傳方式

2.3.1.定時上傳方式

當物聯網智能表內部時鐘運行達到系統設置要求數據上傳的時間點時，表具主動上傳表具相關實時數據，并獲取相關命令，可設置為每天、每周、每月上傳，并可進行組合設置為每10天、每2月等。

2.3.2.人工上傳方式

在任何時間點，用戶可通過按物聯網表具中的功能按鈕，使表具上傳實時數據，并獲取相關命令。

2.4.數據上傳錯峰

由于網絡環境和基站容量限制，表具支持上報錯峰設置，可設置隨機錯峰、編號錯峰等，增加網絡適應能力，并結合實際運用經驗，不同地域網絡參數可能發生改變，并可支持設置相關的參數來適應當地網絡環境功能。

2.5.遠程升級

當物聯網表需求發生改變時，可通過遠程升級服務器對主板功能進行升級，滿足不同的適應需求。

3.主要技術參數

3.1.硬件參數

3.1.1.雙通道脈沖采樣

計量表具的指示裝置輸出信號為機械信號，要實現無線抄表需首先應將機械信號轉換為電子信號。遠傳表采用的是磁敏組件組成的脈沖發生器，在機械指示器0.01m3字輪上安裝一永磁鐵，兩只干簧繼電器呈180°夾角安裝其附近，字輪每旋狀一周，每只干簧管被吸合至少一次，由此產生一個計數脈沖，表示一個脈沖體積當量0.1m3。在電源不間斷的情況下，機械、電子記錄的累積流量是一致的。機電轉換誤差：小于0.1m3。

3.1.2.內部實時時鐘

內部采用±10ppm精度的時鐘晶振，一年的誤差不超過10分鐘。另外，抄表器、集中器抄表時，會自動同步表具當前時鐘。保證每個表具的時鐘準確無誤，滿足實際使用的要求。

3.1.3.掉電關閥保護

檢測到主電源被拔出時，主動關閉閥門，立即停止使用。

3.2.軟件參數

3.2.1.電壓檢測參數

一級電壓檢測點為2.9V，每秒檢測一次，連續檢測2次。

二級電壓檢測點為2.7V，每秒檢測一次，連續檢測5次。

截止電壓檢測點為1.5V，每秒檢測一次，連續檢測2次。

3.2.2.脈沖計數當量

脈沖當量0.1方，雙脈沖計數。

脈沖當量1方，雙脈沖計數。

脈沖當量0.01方，雙脈沖計數。

3.2.3.主板供電方式

僅需鋰電池有電就開閥。

3.2.4.上電時間

為了給超級電容充滿電，默認上電時間為5秒。

3.2.5.閥門參數

五線制閥門，開關閥開關到位信號檢測，最大開關閥時間20秒。

兩線制閥門，堵轉電流檢測，堵轉到位電流90mA，最大開關閥時間20秒。

4.主要功能

4.1.常規功能

4.1.1.二級電壓檢測

無線遠傳表對電池電壓實時檢測，當連續檢測到電池電壓低于一級電壓時，提示用戶更換電池，當連續檢測到電池電壓低于二級電壓時，將關閉閥門，需更換電池后才能繼續使用。

4.1.2.磁干擾檢測

由于采用磁性傳感器累積計量，當外界有磁干擾時，有可能會使用累積量產生誤差。本方案設計有外界磁場檢測功能，當檢測到外置磁干擾時，會關閉控制閥，停止用戶使用。只有當外界磁干擾撤出，用戶按功能按鈕后，才會恢復繼續使用。故障提示代碼“E-6”，磁干擾消失后自動解除。

4.1.3.閥門故障判斷

閥門出現故障，表具會繼續正常計數，且會多次（默認為 4 次）嘗試繼續關閉控制閥。當超過 4 次，閥門仍未關閉，即記錄“閥門故障”。抄表器或集中器抄表時，會反應在表具狀態中。故障提示代碼“E-8”，排除故障后用手持機或抄表器發送開閥命令解除。

4.1.4.故障異常記錄

針對表端一些故障、異常、特殊事件發生時，用戶有了解特定事件產生日期的需求。表內記錄最近 60 次特殊事件發生的時間。包括：

強磁干擾

過流量

控制閥故障

脈沖傳感器故障

基表故障

電池上電

電池下電

4.1.5.歷史月用量信息記錄

表具可記錄最近 10 年每個月的用量信息。（每個月保存數據的日期，可設置）

4.1.6.歷史日用量信息記錄

表具可記錄最近 60天 的每天用量信息

4.1.7.液晶顯示

LCD液晶顯示方式分為三種，分別為非常顯（觸發顯示方式）、常顯（一直顯示，欠壓時觸發顯示）、一直常顯（無論是否欠壓均保持一直顯示），使用時根據需求進行選取，常顯狀態時功耗會略高，一般推薦有按鈕的外殼采用觸發顯示方式，無按鈕的外殼采用常顯，不推薦選用一直顯示方式。

4.1.8.遠程閥控

無線遠傳表可以接收并響應手持抄表器或集中器發出的關閉控制閥指令，閥門關閉后，用戶不能自行打開閥門

?無線遠傳表可以接收手持抄表器或集中器發出的打開控制閥指令，用戶通過按功能按鈕（無人工干預需求時閥門自動打開），可打開閥門恢復使用。

4.1.9.遠程數據抄讀

無線遠傳表可以接收并響應手持抄表器或集中器發出的抄讀數據指令，包括：

讀控制閥狀態（開、關或異常）；

讀電池電壓狀態（正常、欠壓、電壓值）；

讀外磁場攻擊狀態（有或無）；

讀累積流量（總用量）；

4.2.特殊功能

4.2.1.上電顯示編號[軟件功能]

主板上電過程結束之后，主動顯示表具編號，一屏顯示不完全時分兩屏顯示，先顯示高位，后顯示低位，方便進行編號核對，一般適用于無按鈕的模具。

4.2.2.低電壓不計量 [軟件功能]

當電池電壓欠壓時不進行計量，針對霍爾傳感器采用此判斷方法。

4.2.3.閥門開管到位檢測[硬件功能]

閥門檢測開管到位通過開關到位進行檢測，在設定時間內檢測到到位開關信號立即停止閥門動作。

4.2.4.開關閥到位電流檢測[硬件功能]

閥門開關到位通過檢測電流方式，閥門為到位堵轉閥門，當閥門到位之后電流會迅速增加，一般大于90mA，連續檢測30ms判斷為閥門到位。