5G时代智能燃气抄表和管理系统探讨

doi:10.3969/j.issn,1671-5152.2019.03.007
5G时代智能燃气抄表和管理系统探讨
□中交煤气热力研究设计院有限公司(110000)渠颖张月庆
□中国市政工程华北设计研究总院有限公司(300074)左川
摘要:本文旨在研究城市燃气领域的智能化。笔者阅读了国内外大量文献,对比了已经被淘汰的和目前正在应用的智能抄表系统,分析了智能燃气表的构成和通讯方案,搭建了燃气公司
助板
智能燃气抄表系统整体框架。
关键词:5G通讯智能燃气表NB-IoT通信技术公有云
Discussion on Intelligent Gas Meter Reading and
Management System in5G Era
Qu Ying,Zhang Yueqing,Zuo Chuan
Abstract:The purpose of this paper is to study the intellectualization of urban gas field.The author has read a large number of documents at home and abroad,compared the intelligent meter reading
system which has been eliminated and is currently being applied,analyzed the composition
and communication scheme of the intelligent gas meter,and built the overall framework of the
intelligent gas meter reading system of gas company.
Keywords:5G communication intelligent gas meter NB-IoT public cloud
1引言
物联网技术和无线通信技术的飞速发展,尤其是5G技术的日趋成熟,不仅使得信息传递的速度成倍增加,也使信息传播的范围从人与人拓展到物与物。随着物联网和互联网的联通以及智能家居的普及,使人们对自己的生活环境得以实时监测和远程控制,人们生活的环境趋于便捷、智能和舒适。燃气表、水表和电表等计量表作为生活家居的一部分,也在朝着智能化的方向发展。
从诸多调研与工程实例中总结得出,智能燃气表虽然在一定范围内得到了广泛普及与应用,但是仍然存在很多漏洞缺陷。不同公司生产的燃气表或不同类型的燃气表存在着不兼容问题,导致缺乏互换性;
在信号传输方面,存在着兼容性差和滞后性等问题;另外,智能燃气表功能单一与电耗高的问题还是比较明显;对于燃气公司来说,没有建立统一的调度和负荷实时监控平台,不能做到燃气负荷的精确预测和把控。
通过实现燃气抄表系统的智能化,可以实时采集用户数据,对于不断发展的系统,不仅可以提高数据的可靠性,更能够通过数据的深度统计来为燃气负荷预测提供更加精准的依据,进而帮助城市燃气系统实现更加智能化的优化调度。
2智能燃气抄表系统的发展及分类
2.1国内外智能燃气抄表系统的发展
在欧美和日本等发达国家,自动抄表的研究起步比较早,并且已经基本实现了自动抄表系统的全覆盖“。自20世纪80年代,美国人便已经着手研究自动抄表技术,并完成了大约550万台电表自动抄表的功能何。欧洲为了无线抄表系统能有统一的标准成立了相应的协会冋。日本得益于其发达的电子工业,无线抄表技术已经基本达到了智能化水平⑴。
国内从20世纪90年代初才刚刚致力于研发自动抄表系统,并将自动抄表系统列入到试点工作中,到21世纪初,已经能够基本上利用总线和载波等有线方式实现自动抄表。然而,国内的自动抄表系统开发
却缺乏自己的关键核心技术,产品的成本很高,严重阻碍着产品在市场上的推广。直到最近几年,我国无线抄表系统已经被广泛应用,智能化脚步更是有了较大的发展。
2.2远传抄表系统分类和比较
2.2.1远传抄表系统分类
远传抄表系统可分为有线、有线+无线、无线3类。
2.2.1.1有线远传抄表系统
有线远传抄表系统是借助于电话线、电力线、RS-485总线等方式进行燃气表信息收集和传输的自动抄表方式,但是这类抄表方式由于信号衰减大、维护成本高、布线复杂等缺点已经逐步推出了市场。2.2.1.2有线+无线远传抄表系统
这种抄表方式是通过布置分线的方式将楼层或者楼宇的燃气表信号传输至采集器,采集器再通过无线的方式传输至燃气公司管理中心叫包括分线集中抄表系统和基于ZigBee自组网的抄表系统冏等方式。其中ZigBee模块由于成本较高、协议过于复杂、开发难度较大、通信穿透能力较差、传输距离也比较近等原因,使用不是很普遍。而分线集中后通过互联网或者GPRS将数据上传到管理系统的方式是目前国内使用比较常见的一种抄表方式。
2.2.1.3无线远传抄表系统
不难看出,智能燃气表抄表系统最终将以无线的方式呈现。目前较为先进的无线抄表方式主要有以下4种:
(1)基于GPRS通信技术的自动抄表系统
表端将数据发送至通信,由通信运营商将数据通过Internet网络接入燃气公司管理系统。这种方式实时性好,如果是连续的小流量数据或是偶尔的大数据,其优势比较明显,但也受到覆盖的限制叫
(2)Wi-Fi自动抄表系统
这种方式是利用了局域网与因特网相结合的特点,将数据从局域网收集后传输至因特网,再传输至燃气公司管网系统。在智能表端装有Wi-Fi通信模块,数据通过Wi-Fi无线通信技术传输到管理系统,由于Wi-Fi网络的普遍使用,该技术具有组网方便、传输速度快、实时性好等优点。
高效节能蒸汽锅炉(3)基于LoRa通信技术的自动抄表系统
该抄表技术采用LoRa通信技术进行燃气表数据的传输,该技术传输距离远,无需进行中继器收集数据,并且信号稳定可靠。但是由于传输较慢,实时性较差叫
(4)NB-IoT智能燃气表
NB-IoT(Narrow Band Internet of Things),即基于蜂窝的窄带物联网,该技术覆盖面积广、传输速度快、连接点多、成本和功耗低。此外,NB-IoT智能燃气表通过其强大功能形成庞大的数据资产,通过智慧运营提供给燃气企业精准依据。
2.2.2远传抄表系统比较
有线远传抄表系统由于布线困难和安装费用较高等因素已经逐渐被淘汰,取而代之的是无线通讯方式。无线短距离通讯,如ZigBee等由于通讯距离较短、易受干扰也已基本退出历史舞台。由于流量价格的不断降低和5G通信技术的逐渐成熟,无线长距离通信方式在智能燃气表领域越来越受青睐。
笔者通过调研多家燃气公司对智能燃气表的使用情况,现在无线通讯方式主要为GPRS、NB-IoT、和LoRa3种方式。
GPRS通信技术被智能燃气表的远程通信广泛应用,网络结构简单、数据准确性和实时性高、维护量小,尤其是现在5G通信技术已经基本成熟,到2019年下半年将会大面积普及。但GPRS技术存在较大的网络安全风险,这需要燃气公司和网络运营商在数据安全方面加大投入。
LoRa通信技术目前在智能燃气表领域应用较
多,属于企业自建网,安全性与自主性都相对较高。但其局限性还是较为明显,比如其传输速率低、实时性差、建网协调困难并且成本高等。
窄带物联网(NB-IoT)是目前万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗很小的带宽,并且可以直接部署GSM等多种网络,部署和升级成本极低。功耗低也是NB-IoT技术的一大优势,其可以在高效连接设备的同时消耗极低的电能,待机时间长。国内三大运营商均积极部署NB-I o TM验,并已在多个城市部署了试点应用。基于NB-IoT技术的上述这些诸多优势,其应用于智能燃气表十分合适。
3基于NB-IoT技术的智能燃气系统构架
智能燃气系统主要包括运营商管理系统和智能燃气抄表系统两部分。
3.1智能燃气抄表系统
物理教具制作智能燃气表通过与NB-IoT通信模块进行通信,随后经过NB_IoT模块处理后的表端数据发射到通信,进行信号识别,若判断是NB-IoT信号,信息经过通信运营商服务器接入公有云,燃气公司租用公有云进行管理操作。如图1所示。
图1基于NB-IoT技术的智能燃气通讯系统构架地服务器进行存储数据,并且通过本地管理软件对数据
进行管理。随着5G时代的到来,网络传输速度大为增加,上载和下载的时间几乎可以忽略,这时候已经不需要传统的本地存储数据方式,只需要向云平台服务商提供要求,并且购置普通的计算机等设备,通过购买服务来实现燃气系统的智能化管理。本课题所提出的运营管理系统即为燃气公司云平台,该平台必须是实现对“大数据”的管理。
本文所搭建的燃气智能系统,要求数据的传输时间间隔至少为lh,而笔者所了解的现有燃气智能抄表的时间间隔为Id。时间间隔的缩减将会带来海量的数据,大数据的管理不仅需要复杂的系统,而且也需要强大内存的服务器。即将到来的5G通信将使这些问题迎刃而解,通过租用公有云,在公有云增设大数据管理模块,就可以实现对大数据的管理。通过数据挖掘,可以实现较为精确的燃气负荷预测,可以实现燃气输配调度的智能化。
4结论
(1)5G时代的到来,将使智能燃气抄表系统得以实现,基于NB-IoT技术的连接点多、传输速度快、成本和功耗低、覆盖面积广等诸多优势,其应用于智能燃气表十分合适。
(2)在5G时代,燃气公司管理系统将不再需要服务器的存储和处理数据,而是通过租用公有云的方式。
(3)实现燃气抄表系统的智能化之后,将带来海量的实时数据,这些宝贵的数据通过数据挖掘之后为燃气公司的负荷预测和运营调度将提供可靠的支撑。
为了保证数据的实时性,并且形成大数据以备
燃气负荷预测等用途,信息传输的时间间隔应该不大于lh/次。对于城镇燃气输配系统来说,有高峰月系数、高峰日系数、高峰小时系数用于燃气输配系统的设计,但是以往的计量和控制系统不能实现对燃气负荷波动的实时把握。有了时间间隔不大于lh/次的用户燃气负荷数据,就可以实现对燃气负荷较为精确的把控。
3.2运营商管理系统
目前几乎所有的燃气公司的管理系统都是通过本参考文献
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doi:10.3969/j.issn.l671-5152.2019.03.008
甜菜斑蝇建立燃气客户档案初探
□泸州华润兴泸燃气有限公司(646000)卢劲
摘要:建立完善的客户档案是企业管理的基础,随着越来越激烈的市场竞争,全面、系统、精确的客户基础资料不仅能有效地为客户提供更加优质的服务,也能为拓展市场起到较好的铺
垫作用。如何建立真实、准确、清晰、完整的燃气用户客户档案,完整收集客户基础档案
资料,理清客户建档、销户等流程,规范管理客户档案,迫在眉睫,势在必行。陶瓷板波纹规整填料
关键词:客户档案归档管理
截止目前泸州燃气用户约40万户、非民用户近万户,面对如此庞大的客户,其档案管理相对较繁琐。如何建立真实、准确、清晰、完整的燃气用户客户档案(以下简称客户档案),完整收集客户基础档案资料,理清客户建档、销户等流程,规范管理客户档案,迫在眉睫,势在必行。笔者就如何建立准确、有效、完整、客观、实用的客户档案进行了初步探索。
1客户档案工作的重要性
建立完善的客户档案是企业管理的基础,随着越来越激烈的市场竞争,全面、系统、精确的客户基础资料不仅能有效地为客户提供更加优质的服务,也能为拓展市场起到较好的铺垫作用。
客户档案真实记录了燃气客户在申请安装使用天然气过程中每个环节产生的原始详细资料,因此具有原始凭证作用和较强的说服力,为客户与燃气企业经营管理者分析决策发挥其借鉴参考作用。
客户档案使供用双方在业务办理流程中有章可循,尤其是解决纠纷提供重要依据,使企业规避法律风险。
2客户档案的特点
客户档案资料逐年增加。客户在使用天然气过程中所发生的所有业务,如每两年的燃气安检、客户报
Emerging Technologies.IEEE,Pakistan,2007:1-6
4IEEE Sixth International Conference on Metering Apparatus and Tariffs for Electric Supply[Z].1990
烤花炉
5任亚军,赵明,朱等.基于GPRS的水表远程抄表系统设计[J].仪器仪表用户,2015;22(2):7-9
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