小區(qū)自動抄表系統(tǒng).doc

小區(qū)自動抄表系統(tǒng)NOD-1001 引言隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和自動控制技術(shù)的高速發(fā)展，小區(qū)智能化管理已經(jīng)成為可能。目前，為了提高人們的生活質(zhì)量，在住宅小區(qū)的設(shè)計過程中普遍進(jìn)行了住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)的設(shè)計。智能化小區(qū)包括信息通訊系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)等。小區(qū)自動抄表系統(tǒng)具有與智能小區(qū)其它系統(tǒng)的相互通信的功能，是物業(yè)管理系統(tǒng)的重要組成部分。采用小區(qū)自動抄表系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能，由小區(qū)服務(wù)器對住戶各種表的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，避免了傳統(tǒng)抄表方式時效性差，統(tǒng)計工作量大，漏抄，錯抄帶來的不必要的糾紛等缺點(diǎn)，省去了抄表員的手工抄表工作，取而代之的工作是僅僅對小區(qū)服務(wù)器進(jìn)行幾項簡單的操作。小區(qū)抄表系統(tǒng)使小區(qū)的住戶和物業(yè)管理能夠享受信息化社會與知識經(jīng)濟(jì)時代所帶來的益處，促進(jìn)小區(qū)的物業(yè)管理向著智能化、現(xiàn)代化方向發(fā)展。小區(qū)自動抄表系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表的功能外，還具有在發(fā)生煤氣泄漏、漏水以及偷漏電等緊急情況下，及時報警并切斷開關(guān)等功能，對住戶拖欠電費(fèi)、水費(fèi)、燃?xì)赓M(fèi)等情況可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。本抄表系統(tǒng)采用最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，直接利用日益普及的小區(qū)寬帶網(wǎng)或已有的電話系統(tǒng)，不但大大提高了抄表的效率和準(zhǔn)確率，而且大幅度降低了系統(tǒng)的安裝成本。2系統(tǒng)功能 實(shí)時抄表，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠：通過485總線將多個表連接起來，由控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給小區(qū)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，從下發(fā)命令到抄表完成的時間控制在秒級，響應(yīng)速度快且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。斷電保護(hù)功能保證不間斷工作：如果電源掉電或者電源電壓異常，能自動切換為電池供電，以保護(hù)數(shù)據(jù)不丟失，并且使數(shù)據(jù)采集設(shè)備能夠繼續(xù)工作，在正常工作條件下，一顆鈕扣鎳氫電池能夠使用35年。 集中管理，遠(yuǎn)程控制：物業(yè)管理員可以通過任何一臺接入INTERNET的計算機(jī)進(jìn)行物業(yè)管理，尤其對于應(yīng)急情況的處理。管理人員可以在服務(wù)器端向用戶的控制器發(fā)送各種命令，對終端進(jìn)行配置和對各表進(jìn)行操作。 信息發(fā)布：物業(yè)管理員可以通過小區(qū)服務(wù)器廣播日常信息，如下發(fā)交費(fèi)通知，氣象信息等。 計算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計管理，準(zhǔn)確迅速：電力公司、煤氣公司、自來水公司可以通過internet獲得小區(qū)的信息，如各個小區(qū)用電量情況、小區(qū)住戶的反饋信息等，并對這些信息進(jìn)行分析統(tǒng)計和處理保存等操作。 各種用戶報表輸出功能：用戶交費(fèi)清單，用戶使用情況，用戶使用歷史紀(jì)錄和催繳費(fèi)用單等都可以打印輸出，無需手工填寫，美觀可靠。 防止各種費(fèi)用拖欠：定期檢查用戶的費(fèi)用交納情況，第一次檢查發(fā)現(xiàn)拖欠則警告并催繳，第二次檢查發(fā)現(xiàn)仍然拖欠則可以采用切斷水、電、或者燃?xì)獾墓?yīng)等方式。 查找偷電、水和氣的用戶：定期檢查單元總表和用戶表的情況，判斷偷電、水和氣現(xiàn)象的存在，并查處出現(xiàn)問題的用戶。 系統(tǒng)故障自動診斷和報警：自動定期對各表和控制器進(jìn)行檢測，如果發(fā)現(xiàn)它們工作異常或者線路開路短路等故障則報警，便于小區(qū)管理人員或者住戶及時處理。 防止漏水、電、燃?xì)猓簷z測煤氣、自來水管道，如果發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏和漏水，自動記錄并及時上報給物業(yè)管理服務(wù)器。管理服務(wù)器會記錄這一情況并報警；同時根據(jù)事先設(shè)定的程序自動進(jìn)行處理，如切斷煤氣開關(guān)、自來水閘。 可以連接家庭其他遠(yuǎn)程控制設(shè)備：由于系統(tǒng)具有開放性，可以連接安全報警，電話遙控，門鎖控制等設(shè)備。 管理員分權(quán)限操作，安全性高：電表、水表、燃?xì)獗淼鹊牟僮骺梢允仟?dú)立的，使各個部門可以不相互干擾和越權(quán)管理。抄表時間設(shè)置和費(fèi)用查詢，用戶信息修改等操作也是有權(quán)限設(shè)定的，這就避免了無意和有意的破壞性操作，同時也保證了某些個人信息的安全保密。3系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢 提高抄表效率、頻率和準(zhǔn)確率：所有抄表動作都是自動完成的，一切操作都只需在服務(wù)器端完成，無需再入戶抄表，使管理部門和住戶都得到了方便。保證抄表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，統(tǒng)計工作都由計算機(jī)完成，速度快，無差錯，提高了工作效率和工作質(zhì)量。 充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)條件，大大降低了系統(tǒng)和安裝成本：目前電話十分普及，寬帶網(wǎng)絡(luò)也在很多小區(qū)已經(jīng)鋪設(shè)完成。本系統(tǒng)充分利用這一硬件條件，無需安裝價格昂貴的集中器設(shè)備，大大降低了系統(tǒng)和安裝成本。 抄表方式靈活：可以靈活設(shè)定抄表時間，也可以手工發(fā)出抄表命令。 抗干擾性強(qiáng)：利用寬帶網(wǎng)或電話線進(jìn)行傳輸，充分利用了Internet抗干擾能力強(qiáng)和TCP/IP通信協(xié)議穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢。 各種價格設(shè)置靈活，適應(yīng)性強(qiáng)：可以靈活設(shè)置多種價格，便于收費(fèi)統(tǒng)計。 交費(fèi)方式靈活：交費(fèi)方式可以采用每月交費(fèi)的方式，也可以采用預(yù)付費(fèi)的方式。還為將來銀行統(tǒng)一交費(fèi)預(yù)留了接口。 提供兩種上網(wǎng)接口：電話線上網(wǎng)通信功能和直接通過寬帶網(wǎng)接口上網(wǎng)通信功能。滿足不同小區(qū)用戶的需要。 預(yù)留智能家居的接口，擴(kuò)充性強(qiáng)：控制器目前只連接三表作為控制對象，事實(shí)上它可以連接任意多個對象，每分鐘可以處理上百個控制對象。所以很容易滿足將來信息家電的上網(wǎng)要求，便于其它設(shè)備集成到本系統(tǒng)中，真正使用戶可以在遠(yuǎn)程控制家中的設(shè)備。而且由于控制器是采用網(wǎng)絡(luò)連接的方式，很容易滿足擴(kuò)容/減容等要求，并且規(guī)?？梢院艽?。 可以實(shí)時動態(tài)監(jiān)控某一區(qū)域的用電量：通過調(diào)整終端的抄表頻率可以快速實(shí)時獲得某個小區(qū)或者某范圍用戶的用電情況，并實(shí)時作出統(tǒng)計，這些數(shù)據(jù)可以為電力調(diào)配提供參考。 界面友好，操作簡單。操作界面為標(biāo)準(zhǔn)Windows界面，菜單和按鈕都由明顯提示作用，真正所見即所得，只要通過一次操作就可以完全掌握操作方式。4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理本系統(tǒng)同時支持寬帶局域網(wǎng)和電話線撥號上網(wǎng)的抄表方式。目前很多小區(qū)都實(shí)現(xiàn)了寬帶入戶，可以方便地利用已有的網(wǎng)絡(luò)硬件條件。即使小區(qū)沒有局域網(wǎng),也可以通過電話線抄表。系統(tǒng)還可以接入INTERNET與電力公司、自來水公司和煤氣公司進(jìn)行信息交換、業(yè)務(wù)結(jié)算，使物業(yè)管理更簡便、快捷。小區(qū)抄表系統(tǒng)的基本組件為服務(wù)器，控制器，數(shù)據(jù)采集器，485總線。各部分的相互關(guān)系如圖1所示。小區(qū)住戶A和住戶B為通過網(wǎng)絡(luò)接口與小區(qū)物業(yè)管理服務(wù)器連接，利用物業(yè)管理服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表；小區(qū)住戶C、小區(qū)住戶D通過電話線接入INTERNET與小區(qū)物業(yè)管理服務(wù)器連接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表。圖1 小區(qū)抄表系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖4.1 系統(tǒng)組件介紹服務(wù)器：運(yùn)行小區(qū)抄表系統(tǒng)管理軟件，完成小區(qū)信息的存儲與管理，實(shí)現(xiàn)對小區(qū)住戶各脈沖表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集、處理與存儲，對下屬設(shè)備（如控制器、數(shù)據(jù)采集器）進(jìn)行故障檢測和記錄，向下屬設(shè)備下發(fā)控制命令（如應(yīng)急特殊情況的處理），具有遠(yuǎn)程控制功能?？刂破鳎壕哂袚芴柹暇W(wǎng)和通過以太網(wǎng)口上網(wǎng)的功能，運(yùn)行INTERNET通信程序，接受服務(wù)器下發(fā)的報文；對報文進(jìn)行分析處理；將采集器上傳的數(shù)據(jù)（如電表、水表、煤氣表的讀數(shù)、命令請求）以報文的形式上傳給服務(wù)器。運(yùn)行485總線通信程序，與采集器進(jìn)行信息交換；定時周期性的向采集器下發(fā)報文；將采集器上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲，以備上傳。采集器：讀取表具的輸出脈沖并進(jìn)行累加、存儲；與控制器通過485總線進(jìn)行通信；接受控制器下發(fā)報文，分析、處理并執(zhí)行；將結(jié)果（如表具讀數(shù)）以報文格式上傳給控制器。因特網(wǎng)或者電話網(wǎng)：小區(qū)服務(wù)器與控制器之間的通信介質(zhì)。485總線：控制器與采集器之間的通信線路。脈沖表具：輸出脈沖，采集器讀取脈沖計數(shù)并記錄。4.2通過局域網(wǎng)接口的抄表過程對于已有局域網(wǎng)的小區(qū)，控制器利用住戶家中的網(wǎng)絡(luò)接口與上一級服務(wù)器（物業(yè)管理服務(wù)器、電力公司服務(wù)器、煤氣公司服務(wù)器、自來水公司服務(wù)器等）建立INTERNET網(wǎng)絡(luò)通訊連接，同時住戶控制器與下一級終端（住戶內(nèi)各表的數(shù)據(jù)采集器）建立485總線通訊連接。數(shù)據(jù)采集器周期性地對表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、累加、存儲、接收控制器下發(fā)報文、對報文進(jìn)行處理（例如把表的讀數(shù)上傳給控制器）。控制器周期性地對住戶各表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、累加和存儲、查看上一級服務(wù)器是否下發(fā)報文。一旦有報文下發(fā)，接收處理報文，將結(jié)果（如小區(qū)各住戶表的讀數(shù)）上傳給上一級服務(wù)器。當(dāng)需要對小區(qū)進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表時，通過物業(yè)管理服務(wù)器向住戶控制器下發(fā)抄表報文，住戶控制器接收到下發(fā)的報文后進(jìn)行分析，然后將已采集的各表的讀數(shù)以一定格式上傳給小區(qū)物業(yè)管理服務(wù)器，完成對住戶的遠(yuǎn)程抄表。4.3通過電話線接口抄表過程對于沒有局域網(wǎng)的小區(qū)，控制器可以通過內(nèi)置的調(diào)制解調(diào)器利用住戶的電話線撥號與ISP服務(wù)器建立連接，通過ISP服務(wù)器接入INTERNET，從而與上一級服務(wù)器（物業(yè)管理服務(wù)器、電力公司服務(wù)器、煤氣公司服務(wù)器、自來水公司服務(wù)器等）建立INTERNET網(wǎng)絡(luò)通訊連接，同時住戶控制器與下一級終端（住戶內(nèi)各表的數(shù)據(jù)采集器）建立485總線通訊連接。與網(wǎng)絡(luò)接口抄表過程一樣，數(shù)據(jù)采集器周期性地對表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、累加、存儲、接收控制器下發(fā)報文、對報文進(jìn)行處理（如將采集表的讀數(shù)以報文上傳給控制器）。住戶控制器周期性地對住戶各表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、累加和存儲、查看上一級服務(wù)器是否下發(fā)報文。一旦有報文下發(fā)，接收處理報文，將結(jié)果（例如小區(qū)各住戶表的讀數(shù)）上傳給上一級服務(wù)器。物業(yè)管理服務(wù)器定期下發(fā)報文，確定下次抄表時間，當(dāng)?shù)搅祟A(yù)定抄表時間的時候控制器會主動撥號上網(wǎng)并和小區(qū)物業(yè)管理服務(wù)器建立連接，把已經(jīng)準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)以一定的格式上傳給小區(qū)物業(yè)管理服務(wù)器，完成對住戶的遠(yuǎn)程抄表。5 系統(tǒng)性能指標(biāo)脈沖輸入：脈沖輸入誤差1個脈沖采集器輸出控制：TTL電平輸出局域網(wǎng)方式傳輸速率：10Mbps撥號上網(wǎng)方式傳輸速率：9600bps工作環(huán)境：采集器、控制器 -25。C70。C，相對濕度=95%主控臺計算機(jī)的工作環(huán)境按國家標(biāo)準(zhǔn)工作電壓：110V265V AC 頻率為47440Hz耗能：采集器0.15W，控制器1W，三表用戶平均耗能為1.45W控制器斷電數(shù)據(jù)保存期：10年數(shù)據(jù)采集器后備電池使用時間：35年軟件平臺：Windows98/NT/2000操作界面：標(biāo)準(zhǔn)中文WINDOWS操作界面6管理系統(tǒng)軟件（具體操作參見軟件操作手冊）：管理系統(tǒng)軟件的操作界面參見圖2：圖2 管理系統(tǒng)軟件操作界面在數(shù)據(jù)庫中建立住戶信息：“住戶管理”菜單下的各個命令負(fù)責(zé)完成添加小區(qū)，添加小區(qū)住戶等各種信息。小區(qū)管理者可以在這里完成對小區(qū)各級管理單元信息的添加和刪除，這些管理單元包括小區(qū)、大樓、單元、住戶等。 定時和價格設(shè)置：設(shè)置抄表時間和電費(fèi)、水費(fèi)、燃?xì)赓M(fèi)用的單價的功能是由“抄表設(shè)置”菜單下的各個命令完成的。抄表時間和費(fèi)用設(shè)置都很靈活，可以滿足用戶的多種需求。信息查詢：信息查詢是管理軟件最重要的功能之一，“信息查詢”菜單下的各個命令可以根據(jù)指定的條件完成對用戶信息的各種查詢。例如可以根據(jù)用戶的姓名、住址等進(jìn)行查詢，也可以根據(jù)終端控制器編號或者IP查詢用戶信息，還可以查詢用戶信息的歷史紀(jì)錄。 帳號管理：管理系統(tǒng)對于不同的操作者定義了各種和各級不同的權(quán)限。權(quán)限分類保證了水、電、燃?xì)獾墓芾韱T可以互不影響地進(jìn)行操作。而權(quán)限分級則預(yù)防了誤操作或者惡意破壞的可能性，例如只具有查詢權(quán)限的操作者是不能發(fā)布抄表命令和校正表值的，更不能切斷供應(yīng)。“帳號管理”菜單下的各個命令就負(fù)責(zé)完成增加帳號，刪除帳號，密碼修改，權(quán)限修改和改變當(dāng)前操作者帳號等功能。若當(dāng)前操作者沒有某個權(quán)限則相應(yīng)的菜單和按鈕會無效。此外當(dāng)程序窗口最小化以后必須輸入帳號才能恢復(fù)程序窗口的顯示，從而有效地對操作人員進(jìn)行分權(quán)限管理，保證了數(shù)據(jù)和操作的安全性。 數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)庫的維護(hù)和備份十分重要，本軟件充分考慮了多種可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)破壞情況，并設(shè)計了相應(yīng)的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)措施?！皵?shù)據(jù)庫管理”菜單下的各個命令可以完成數(shù)據(jù)庫文件加密存放，避免了被其它程序修改的可能性，同時還有定期備份、手工備份和同步備份的功能。一旦數(shù)據(jù)庫被破壞可以啟動備份數(shù)據(jù)庫。無法自動恢復(fù)的丟失數(shù)據(jù)可以采用手工添加的辦法加入數(shù)據(jù)庫，便于系統(tǒng)維護(hù)。 遠(yuǎn)程控制除了定時抄表外，操作人員還可以選定某個用戶范圍手動發(fā)出各種控制命令，例如對某一個小區(qū)、某一個樓、某一個單元甚至某一個住戶發(fā)出抄表命令，發(fā)送消息，切斷水、電、燃?xì)夤?yīng)等各種命令。這一切只需在左邊窗口中用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)