专利名称：新型多功能预付费网络阀控水表抄表管理系统及应用方法
技术领域：
本发明涉及水表抄表管理，具体涉及新型多功能预付费网络阀控水表抄表管理系统及应用方法。
背景技术：
长期以来，我国各地供水部门存在抄表难和收费难的困扰，经营举步为艰，需要国家大量财政补贴。而目前市场上通常采用的有线远传水表或无线远传水表，其功能单一，都只能简单地解决自动抄表问题，收费难的问题未能得到解决。市场上另一种常用的智能水表虽然解决了抄表难与收费难的问题，但也存在许多弊端，比如采用的国产锂电池供电，其工作寿命达不到国标规定的年限(六年)。当锂电池电量不足时，只能由水表生产厂家派人去更换电池，或者直接更换智能水表，这会给用户带来 很大的不便。智能水表的另一个弊端是，它常常以物业小区为管理单位，用户的用水情况得不到实时监测，也不能按月统计读数，这与自来水公司现有的管理模式相矛盾，自来水公司希望有一种抄表管理系统，能按月统计全市用户的用水数据，从而可对城市用水进行汇总分析，有效掌握城市供排水峰谷情况，为当地政府提供真实详尽的供水决策依据。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构合理，使用方便，自动化程度高，通过M-BUS总线与GPRS移动网络或宽带网络传输有机结合起来，实现水表全自动水费抄读与控制的新型多功能预付费网络阀控水表抄表管理系统。本发明的另一目的是提供抄表管理系统的应用方法。为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的一种新型多功能预付费网络阀控水表抄表管理系统由一级网络、二级网络、三级网络组成，由服务中心、营销中心、银行交易中心、M-BUS总线或无线信号、数据集中器构成三级网络系统，本发明的特殊之处在于所述三级网络的第一数据集中器、第二数据集中器通过M-BUS总线或无线信号与路由器连接构成二级网络系统；所述二级网络系统的路由器通过M-BUS总线或无线网络分别与第一数据采集器、第二数据采集器、第三数据采集器连接；所述第一数据采集器、第二数据采集器、第三数据采集器通过M-BUS总线或无线网络与一级网络连接；所述一级网络的第一数据采集器通过M-BUS总线或无线网络与第一多用户数字网络阀控水表连接；第二数据采集器通过M-BUS总线或无线网络与第二多用户数字网络阀控水表连接；第三数据采集器通过M-BUS总线或无线网络与第三多用户数字网络阀控水表连接。所述第一数据采集器一端依次分别与第一阀控水表、第二阀控水表、第三阀控水表、第N-I阀控水连接；所述第三数据采集器一端依次分别与第五阀控水表、第六阀控水表、第七阀控水表、第N-2阀控水表连接；所述第二数据采集器一端依次分别与第九阀控水表、第十阀控水表、第十一阀控水表、第N-3阀控水表连接；所述第四数据采集器一端依次分别与第十三阀控水表、第十四阀控水表、第十五阀控水表、第N-4阀控水表连接；所述第五数据采集器一端依次分别与第十七阀控水表、第十八阀控水表、第十九阀控水表、第N-5阀控水表连接；所述第一数据采集器、第三数据采集器、第二数据采集器、第四数据采集器、第五数据采集器另一端与数据集中器连接；所述数据集中器通过M-BUS总线或无线网络与后台计算机连接。所述营销中心的电脑分别与银行交易中心、打印机、调制解调器、无线网络、宽带一端连接；所述调制解调器、无线网络、宽带另一端与小区中间集中器一端连接，所述小区中间集中器另一端与自动抄表系统一端连接，所述自动抄表系统另一端依次分别与第一楼宇中间集中器、第η个楼宇中间集中器一端连接；所述第一楼宇中间集中器、第η个楼宇中间集中器另一端与采集器一端连接；所述采集器另一端依次分别与用户家中的网络阀控水表、电表、气表、热水表连接。一种权利要求I所述的抄表管理系统的应用方法，按下述步骤进行
(1)、通过小区集中器可以在城市任何位置收集水表用户的运行数据，通过电话线、宽带网、无线传输方式实现远程通讯、远程抄表、远程控制，为供水部门建立全自动水费抄读与控制系统；
(2)、水表配有远程电动控制阀门，系统根据用户长期用水记录，自动生成统计分析数据，对不良用户随时通过GPRS、CDMA、宽带网、电话网远程控制用户阀门，从根本上杜绝偷漏水现象；
(3)、水表安装有电动控制阀门，用户通过水表上的液晶显示屏或短信、上网查询系统，随时了解自已的用水状态及剩余水量，当用户用水量达到报警点时，水表会自动关阀报警，以提醒用户尽快购水，此时用户只需拨动表上的功能键就能打开阀门继续用水；
(4)、用户通过与自来水公司或银行签订相关协议，在用水量达到报警点时实现“自动划账”功能，即由自来水公司通知相关银行实现划卡消费；
(5)、阀控水表安装后，系统将赋予每块表一个表地址，以一个楼层或数量较少的一个小区为单位，将用户信息转接至楼宇集中器，再通过GPRS网、DDN专线或宽带形式直达自来水公司的中央数据库，数据库随时监控每一个用户的使用状态，自来水公司通过银行的DDN专线或GPRS专线连接到各大银行，用户只需在指定的银行柜台交纳一定数额的水费，相应的用水量就会通过上述渠道直接写入用户水表中。本发明与现有技术相比，具有结构合理，使用方便，自动化程度高，通过M-BUS总线与GPRS移动网络或宽带网络传输有机结合起来，实现水表全自动水费抄读与控制的特点，该水表集市场上各类水表的优点于一体，可以实现远程抄表、远程控制、预付收费、阶梯水价计费、普通碱性电池供电等多项功能。尤其是远传抄表管理系统功能强大，其中央数据库包含整个城市自來水用水汇总功能、供排水峰谷汇总分析功能、各个用户用水监测功能和供排水异常情况分析功能等。这些功能的具备能使当地政府对于如何合理使用水资源的决策更加及时、全面与科学，为建立节约型社会提供了依据，从根本上杜绝了偷漏水现象的发生。广泛用各个城市自來公司及居民用户。技术指标 远传水表
电源电压DC6V (4节AA电池)；额定工作压力彡I. 6Mpa ；
环境温度一30°C +60°C ；
相对湿度30% 95%RH ；
工作寿命10年；
水介质温度0°C 40°C (冷水)，0°C 95°C (热水)。
图I为本发明的城市供水结构示意框 图2为图I的小区供水结构示意框图； 图3为图2的城市自來水运营公司收费结构示意框 图4为用户的阀控水表无线摇控器示意图。
具体实施例方式附图为本发明的实施例。下面结合附图和实施例对发明内容作进一步说明
参照图I所示，一种新型多功能预付费网络阀控水表抄表管理系统由一级网络、二级网络、三级网络组成，由服务中心、营销中心、银行交易中心、M-BUS总线或无线信号、数据集中器构成三级网络系统，所述三级网络的第一数据集中器5、第二数据集中器4通过M-BUS总线或无线信号与路由器连接构成二级网络系统；所述二级网络系统的路由器通过M-BUS总线或无线网络分别与第一数据采集器6、第二数据采集器7、第三数据采集器8连接；所述第一数据采集器6、第二数据采集器7、第三数据采集器8通过M-BUS总线或无线网络与一级网络连接；所述一级网络的第一数据采集器6通过M-BUS总线或无线网络与第一多用户数字网络阀控水表11连接；第二数据采集器7通过M-BUS总线或无线网络与第二多用户数字网络阀控水表10连接；第三数据采集器8通过M-BUS总线或无线网络与第三多用户数字网络阀控水表9连接。图2所示，所述第一数据采集器8 —端依次分别与第一阀控水表12、第二阀控水表13、第三阀控水表14、第N-I阀控水表(15)连接；所述第三数据采集器9 一端依次分别与第五阀控水表16、第六阀控水表17、第七阀控水表18、第N-2阀控水表19连接；所述第二数据采集器10 —端依次分别与第九阀控水表20、第十阀控水表21、第十一阀控水表22、第N-3阀控水表23连接；所述第四数据采集器35—端依次分别与第十三阀控水表24、第十四阀控水表25、第十五阀控水表26、第N-4阀控水表27连接；所述第五数据采集器32 —端依次分别与第十七阀控水表28、第十八阀控水表29、第十九阀控水表30、第N-5阀控水表31连接；所述第一数据采集器8、第三数据采集器9、第二数据采集器10、第四数据采集器35、第五数据采集器32另一端与数据集中器33连接；所述数据集中器33通过M-BUS总线或无线网络与后台计算机34连接。图3所示，所述营销中心的电脑52分别与银行交易中心53、打印机51、调制解调器49、无线网络48、宽带50 —端连接；所述调制解调器49、无线网络48、宽带50另一端与小区中间集中器47 —端连接，所述小区中间集中器47另一端与自动抄表系统45 —端连接，所述自动抄表系统45另一端依次分别与第一楼宇中间集中器46、第η个楼宇中间集中器44 一端连接；所述第一楼宇中间集中器46、第η个楼宇中间集中器44另一端与采集器一端连接；所述采集器另一端依次分别与用户家中的网络阀控水表12、电表40、气表41、热水表42连接。一种权利要求I所述的抄表管理系统的应用方法，按下述步骤进行
(1)、通过小区集中器可以在城市任何位置收集水表用户的运行数据，通过电话线、宽带网、无线传输方式实现远程通讯、远程抄表、远程控制，为供水部门建立全自动水费抄读与控制系统；
(2)、水表配有远程电动控制阀门，系统根据用户长期用水记录，自动生成统计分析数据，对不良用户随时通过GPRS、CDMA、宽带网、电话网远程控制用户阀门，从根本上杜绝偷漏水现象； (3)、水表安装有电动控制阀门，用户通过水表上的液晶显示屏或短信、上网查询系统，随时了解自已的用水状态及剩余水量，当用户用水量达到报警点时，水表会自动关阀报警，以提醒用户尽快购水，此时用户只需拨动表上的功能键就能打开阀门继续用水；
(4)、用户通过与自来水公司或银行签订相关协议，在用水量达到报警点时实现“自动划账”功能，即由自来水公司通知相关银行实现划卡消费；
(5)、阀控水表安装后，系统将赋予每块表一个表地址，以一个楼层或数量较少的一个小区为单位，将用户信息转接至楼宇集中器，再通过GPRS网、DDN专线或宽带形式直达自来水公司的中央数据库，数据库随时监控每一个用户的使用状态，自来水公司通过银行的DDN专线或GPRS专线连接到各大银行，用户只需在指定的银行柜台交纳一定数额的水费，相应的用水量就会通过上述渠道直接写入用户水表中。图4所示为用户的阀控水表无线摇控器示意图，摇控器显示屏上1显示进检定状态；2显示修改表号；3显示修改时间；4显示出厂启用；5显示清除启用；6显示修改参数；7显示清除参数，使用方法见说明书。实施例I
本系统的功能及操作按以下步骤进行
(1)、日常业务开户、发卡、售水充值、挂失补卡和换装水表功能；
(2)、操作员权限设置在需要接触管理软件的人员当中，通过设置不同的使用权限，限制某些可能对系统的正常使用造成伤害的操作，并限制对管理信息、用户记录的重要数据的非法修改、删除；
(3)、水量分析能够按照日期，对用户购水情况进行实时用水量分析；
(4)、数据浏览查询可进行用户查询、充值查询、补卡查询、换表查询、读卡查询；
(5)、票据设置打印不同的软件使用者，使用的售水发票(收据)在格式、内容方面会有不同的要求，管理软件可以根据实际情况，由软件操作者对发票的打印情况自行修改；
(6)、数据汇总分析、可疑用户监测操作员可以自由设定汇总的查询方式，汇总的时间范围，并且可按需要产生报表的明细，如，对累计骚扰次数不为零的用户列表；用户最近一次购水情况分析，按降序排列最近充值距今天数的用户列表，长时间不充值的用户可能是问题用户；
(7)、最近购水水表状态异常情况分析，列表显示出用户水表电池电量低和阀门出现故障的用户；自动把购水情况不符合常理的可疑用户加以筛选、汇总，编制出“可疑用户清单”供管理者参考；(8)、统计报表对充值数据进行统计，对返回的水表内数据进行分析；
(9)备份及恢复为了系统的安全，要求操作员定期执行备份操作，如果发生意外，执行恢复可以将备份的数据恢复；
(10)、阶梯水价设置不同阶梯用水价格，能够自动进行阶梯水量收费计算；
(11)、囤积水量可以设置限购水量上限，防止用户恶意囤积水量，
可设置抄表项
(12)、可以设定按月累积、计算率、抄表日、进入时自动检查、用量异常报警；
区域管理
(13)本系统设置有添加、修改、删除区域信息，建立区域数据库；
设备读写
(14)、数据采集、区域集中、数据读取、区域配置、写编号信息、读编号信息、写备注信息、写Modem配置读设备信息、写定时抄表、控制查找操作；
查找选项
(15)、本系统通过住户编号、住户名称、住户的姓名、身份证、电话、栋房查询所需资
料；
通讯设置
(16)、本系统设置Modem与RS232两种通讯模式选择，RS232模式、Modem模式两种抄表模式；
区域配置
(17)、将每一个楼栋集中器以及表的编号信息、所属关系写入相应小区集中器，数据采集(小区管理模式)行度数、状态、故障信息，“数据采集”，数据读取把区域集抄器里的数据取回系统，完成一次读表；
(18)、抄表日可设定每月的一天某一时刻,系统自动完成抄表工作；
费率设置
(19)本系统设置基本底度、基本费率、附加费率、限制底度、限制费率，费率概括地说，费率就是水、电、气资源的价格，但根据所选择的费计算方式的不同，住户不同使用量，资源的价格不同，即基本费率、限制费率、费率附加也不同；
抄表
(20)、每月固定时刻(抄表日)，系统将表数据读上来，计算出当月使用量，并根据损耗比分摊损耗，根据费率计算费用的全过程。抄表管理器
(21)、在抄表管理器里可以“巡检”、“抄表”，可以打印出“读表清单”。单住户抄表
(22)、针对如出租户等短期住户(因住户随时可能退租)，必须随时单独为其一住户抄表缴费，系统提供“单住户抄表”功能。打印缴费报表
(23)、根据物业管理软件的要求生成费用数据文件。综上所述，新型远传水表将目前市场上常用的有线远传水表、无线远传水表和智能水表的技术优势综合于一体，成功实现了远程自动抄表、预付收费、阶梯水价计费、普通碱性电池供电等多项功能，是当前市场上最理想的新型升级换代产品。新型远传水表抄表管理系统采用M-BUS总线连接，通过楼栋集中器与服务中心、营管中心、银行交易中心之间用GPRS网、DDN专线或宽带网等形式直达本公司中央数据库，构成城市能源管理系统。远传抄表管理系统软件功能强大，为供水部门建立了一套先进可靠的全自动抄读与控制系统，节约了管理维护费用。系统软件为远传水表用户建立了一整套安全便捷的查询系统，用户可通过手机短信、网络等多种手段随时随地查询水表的使用状态。功能强大的中央数据库可为当地政府及供水部门提供最真实详尽的供水决策依据。中央数据库包含城市用水汇总功能、供排水峰谷汇总分析功能、各个用户用水监测功能和供排水异常情况分析功能等。这些功能的具备能使政府相关决策更加及时、全面与科学。
楼栋无线抄表集中器
可灵活设定管理范围的管理表号，电子表号，差值补偿。可自动计算90天历史数据，每隔十天记一次，方便物业公司、自来水公司及时掌握用户的详细用水信息。支持单块表抄表和批量抄表，自动记录表具上传的各种故障信息，自动记录已安装和未安装表具。支持无线远传和手抄器抄表两种方式。
电流静态电流彡5mA ；工作电流(IOOmA (最大容量200块表)。通信方式上位机软件可通过无线通信或者RS485，手抄器通过RS232。隔离度隔离电压3500VRMS 500VDC。保护等级RS_485接口每线600W的雷击浪涌保护。使用环境温度_5°C 55°C，相对湿度5%到95%。
权利要求
1.一种新型多功能预付费网络阀控水表抄表管理系统，该系统由一级网络、二级网络、三级网络组成，由服务中心、营销中心、银行交易中心、M-BUS总线或无线信号、数据集中器构成三级网络系统，其特征在于所述三级网络的第一数据集中器(5)、第二数据集中器(4)通过M-BUS总线或无线信号与路由器连接构成二级网络系统；所述二级网络系统的路由器通过M-BUS总线或无线网络分别与第一数据采集器(6)、第二数据采集器(7)、第三数据采集器(8)连接；所述第一数据采集器(6)、第二数据采集器(7)、第三数据采集器(8)通过M-BUS总线或无线网络与一级网络连接；所述一级网络的第一数据采集器(6)通过M-BUS总线或无线网络与第一多用户数字网络阀控水表(11)连接；第二数据采集器(7)通过M-BUS总线或无线网络与第二多用户数字网络阀控水表(10)连接；第三数据采集器(8)通过M-BUS总线或无线网络与第三多用户数字网络阀控水表(9)连接。
2.根据权利要求I所述的新型多功能预付费网络阀控水表抄表管理系统，其特征在于所述第一数据采集器(8) —端依次分别与第一阀控水表(12)、第二阀控水表(13)、第三阀控水表(14)、第N-I阀控水表(15)连接；所述第三数据采集器(9) 一端依次分别与第五阀控水表(16)、第六阀控水表(17)、第七阀控水表(18)、第N-2阀控水表(19)连接；所述第二数据采集器(10) —端依次分别与第九阀控水表(20)、第十阀控水表(21)、第十一阀控水表(22)、第N-3阀控水表(23)连接；所述第四数据采集器(35) —端依次分别与第十三阀控水表(24)、第十四阀控水表(25)、第十五阀控水表(26)、第N-4阀控水表(27)连接；所述第五数据采集器(32)—端依次分别与第十七阀控水表(28)、第十八阀控水表(29)、第十九阀控水表(30)、第N-5阀控水表(31)连接；所述第一数据采集器(8)、第三数据采集器(9)、第二数据采集器(10)、第四数据采集器(35)、第五数据采集器(32)另一端与数据集中器(33)连接；所述数据集中器(33)通过M-BUS总线或无线网络与后台计算机(34)连接。
3.根据权利要求I所述的新型多功能预付费网络阀控水表抄表管理系统，其特征在于所述营销中心的电脑(52)分别与银行交易中心(53)、打印机(51)、调制解调器(49)、无线网络(48)、宽带(50) —端连接；所述调制解调器(49)、无线网络(48)、宽带(50)另一端与小区中间集中器(47)—端连接，所述小区中间集中器(47)另一端与自动抄表系统(45) —端连接，所述自动抄表系统(45)另一端依次分别与第一楼宇中间集中器(46)、第η个楼宇中间集中器(44)一端连接；所述第一楼宇中间集中器(46)、第η个楼宇中间集中器(44)另一端与采集器一端连接；所述采集器另一端依次分别与用户家中的网络阀控水表(12)、电表(40)、气表(41)、热水表(42)连接。
4.一种权利要求I所述的抄表管理系统的应用方法，按下述步骤进行 (1)、通过小区集中器可以在城市任何位置收集水表用户的运行数据，通过电话线、宽带网、无线传输方式实现远程通讯、远程抄表、远程控制，为供水部门建立全自动水费抄读与控制系统； (2)、水表配有远程电动控制阀门，系统根据用户长期用水记录，自动生成统计分析数据，对不良用户随时通过GPRS、CDMA、宽带网、电话网远程控制用户阀门，从根本上杜绝偷漏水现象； (3)、水表安装有电动控制阀门，用户通过水表上的液晶显示屏或短信、上网查询系统，随时了解自已的用水状态及剩余水量，当用户用水量达到报警点时，水表会自动关阀报警，以提醒用户尽快购水，此时用户只需拨动表上的功能键就能打开阀门继续用水；(4)、用户通过与自来水公司或银行签订相关协议，在用水量达到报警点时实现“自动划账”功能，即由自来水公司通知相关银行实现划卡消费； (5)、阀控水表安装后，系统将赋予每块 表一个表地址，以一个楼层或数量较少的一个小区为单位，将用户信息转接至楼宇集中器，再通过GPRS网、DDN专线或宽带形式直达自来水公司的中央数据库，数据库随时监控每一个用户的使用状态，自来水公司通过银行的DDN专线或GPRS专线连接到各大银行，用户只需在指定的银行柜台交纳一定数额的水费，相应的用水量就会通过上述渠道直接写入用户水表中。
全文摘要
本发明公开了新型多功能预付费网络阀控水表抄表管理系统及应用方法。抄表管理系统由一级、二级、三级网络组成，由服务中心、营销中心、银行交易中心、M-BUS总线或无线信号、数据集中器构成三级网络系统，三级网络的第一数据集中器、第二数据集中器与路由器连接构成二级网络；二级网络路由器与数据采集器连接；数据采集器与一级网络连接；一级网络的数据采集器与用户数字网络阀控水表连接；结构合理，使用方便，自动化程度高，通过总线与移动网络或宽带传输，实现远程抄表、控制、预付收费、阶梯水价计费，中央数据库包含整个城市自來水用水汇总、供排水峰谷汇总分析功能。从根本上杜绝偷漏水现象的发生。广泛用于城市自來水公司及居民用户。
文档编号G08C17/02GK102842215SQ20121037358
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月30日 优先权日2012年9月30日
发明者吴新潮, 张林生, 种苗苗, 崔广宇, 刘学 申请人:西安北斗星数码信息股份有限公司