一种基于嵌入式系统的地埋井式水表远程抄表方法及系统

摘要

本公开提出了一种基于嵌入式系统的地埋井式水表远程抄表方法及系统，包括：嵌入式水表采集器、电采集中器及用电信息采集系统主站；所述嵌入式水表采集器在读取直读无源远传水表时，为水表提供电源，同时将采集的数据进行缓存并添加时间标签；所述嵌入式水表采集器上传数据至电采集中器，所述电采集中器将数据通过网络传输至用电信息采集系统主站。本公开技术方案采用基于嵌入式系统设计的水表采集器具有水表数据自动读取、保存、事项生成等功能，能够在较小的改造和投入的情况下，实现水表的远传抄表。

说明书

技术领域

本公开属于信息采集技术领域，尤其涉及一种基于嵌入式系统的地埋井式水表远程抄表方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

水表的读取涉及千家万户，水表的抄表工作牵扯了大量的人力物力。水表抄表时间的不一致，又使得水的损耗难以计算。多层楼房居民小区的水表一般在楼下的地埋井内，。

现有的水表远程抄表方法，一般由自来水公司主导，从水表、采集器、通信网络一一进行建设，投入了大量的成本，而对于设备的维护需要付出很大的代价。以电力公司已有用电信息采集系统为基础，将水表的数据接入到已有的系统中，利用用电信息采集系统传输水表的数据，可以为水表的远传抄表节约大量的建设成本。

现有的技术中，多采用的是有源水表，而地埋式井内，潮湿，并有可能存在积水，无源远传水表是解决地埋井内水表远传的一种可行方式，但是，目前无源远传水表进行数据的采集时存在水表抄表时间的不一致，使得水的损耗难以计算。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种基于嵌入式系统的地埋井式水表远程抄表系统及方法，以多层的居民用户小区为背景，采用一种嵌入式系统设计的水表采集器，解决了多个水表的远传读取，实现水表数据接入到用电信息采集的集中器中，并通过用电信息采集的通信网络进行传输，节约了水表远传抄表的成本。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了一种基于嵌入式系统的地埋井式水表远程抄表系统，包括：嵌入式水表采集器、电采集中器及用电信息采集系统主站；

所述嵌入式水表采集器在读取直读无源远传水表时，为水表提供电源，同时将采集的数据进行缓存并添加时间标签；

所述嵌入式水表采集器上传数据至电采集中器，所述电采集中器将数据通过网络传输至用电信息采集系统主站。

进一步的技术方案，还包括用水自动抄表系统主站；

所述用水自动抄表系统主站被配置为：根据水表数据和时间标签判断水表数据是否可用，如果时间标签在与结算日期在设置的时间以内，认为数据有效，否则无效，对于数据无效的水表，通过电采集中器向水表采集器下发命令，获取水表读取失败事项。

进一步的技术方案，所述嵌入式水表采集器与水表采用M-Bus相连，与同处于用电信息采集箱内的电采集中器通过RS485总线相连。

进一步的技术方案，所述嵌入式水表采集器为基于ARM的嵌入式系统，包括ARM处理器及存储器，所述ARM处理器实现协议的转换，存储器进行带时间标签的数据的缓存。

进一步的技术方案，所述电采集中器安装在居民楼楼道内的用电信息采集箱内，用于将各个电表的数据、用水水表采集器采集的用水数据打包利用用电信息采集的通信网络与用电信息采集系统主站进行通信，实现数据的转发。

进一步的技术方案，还包括代理转发模块从用电信息采集系统提取水表信息，转发到用水自动抄表主站。

进一步的技术方案，所述用电信息采集系统主站位于调度中心，实现用电信息、水表信息的远传读取；

用水自动抄表主站为自动抄表系统的主站，用于召唤读取各个用户水表的数据，完成用户用水情况的统计。

第二方面，公开了一种基于嵌入式系统的地埋井式水表远程抄表方法，包括：

水表采集器每天进行M-Bus负载过载检测，负载正常时，发送一次全部水表数据读取命令，读取位于地埋井内的直读式水表的水表数据；读取成功后，将读取到的用户的水表数据暂存，并打上时间标签；

水表采集器与电采集中器通过RS485总线相连，电采集中器利用电力用户用电信息采集系统通信协议读取水表采集器中的水表数据；

电采集中器利用用电信息采集的通信网络将数据发送到用电信息采集系统主站。

进一步的技术方案，水表采集器每天进行M-Bus负载过载检测时，如果过载生成报警事件，提醒用户及时解决问题，并打上时间标签。

进一步的技术方案，读取位于地埋井内的直读式水表的水表数据时，如果读取不成功，等待第二天继续读取；连续设定时间读取不成功，生成水表读取失败的事项；将报警事件、水表读取失败事项通过电采集中器上报用电信息采集系统主站，转发直用水自动抄表系统主站。

进一步的技术方案，用电信息采集系统主站通过代理转发模块将水表数据发送给用水自动抄表系统主站；

用水自动抄表系统主站根据水表数据和时间标签判断水表数据是否可用，如果时间标签在与结算日期在设定时间以内，认为数据有效，否则无效，对于数据无效的水表，通过电采集中器向水表采集器下发命令，读取水表读取失败事项。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本公开技术方案采用无源的直读式远传水表，可以实现水表的远程读取。

本公开技术方案在应用于居民小区地埋井中的无源远传水表的远传抄表，对现有居民小区自来水水务系统的改造比较小，无源设计提高了电子设备的可靠性。

本公开技术方案采用基于嵌入式系统设计的水表采集器具有水表数据自动读取、保存、事项生成等功能，能够在较小的改造和投入的情况下，实现水表的远传抄表。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1是本公开技术方案用水远程自动抄表系统示意图；

图2是本公开技术方案水表采集器的安装示意图；

图3是本公开技术方案水表采集器的M-Bus收发电路。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本实施例公开了一种基于嵌入式系统的地埋井式水表远程抄表系统，参见附图1所示，包括：无源直读远传水表、水表采集器、电采集中器、用电信息采集通信网络、用电信息采集系统主站、代理转发模块、用水自动抄表系统主站。

其中，水表采集器实现直读式无源水表数据的读取，并进行缓存，然后接入用电信息采集系统。更为具体的，水表采集器实现水表数据接入到用电信息采集的集中器(以下简称电采集中器)中，通过用电信息采集的通信网络进行远传传输，接入到用水远传抄表系统的主站。

直读远传水表安装在居民用户小区的地埋式水表井内，采用M-Bus有线的通信方式，与安装在楼道内的用水水表采集器相连。直读远传水表采用无源设计，平常不带电，只有在进行水表远程读取的时候，由水表采集器通过M-Bus为水表提供电源。

水表采集器安装在居民楼楼道内的用电信息采集箱内，与水表采用M-Bus相连，与同处于用电信息采集箱内的电采集中器通过RS485总线相连。水表采集器采用基于嵌入式系统的设计，包括：电源模块，嵌入式系统，M-Bus收发电路、RS485收发电路；M-Bus收发电路的另一端与待采集水表通信连接；RS485收发电路的另一端与用电信息采集系统的集中器(以下简称电采集中器)通信连接。嵌入式系统以BeagleBone Black为核心板，处理器1GHz,板载存贮器4GB，内存2GB以上，可以实现协议的转换、带时间标签的数据的缓存功能。水表采集器通过M-Bus与60个水表相连，通信距离在200m以内。

水表采集器完成直读水表通信协议与用电信息采集通信协议的转换。

电采集中器安装在居民楼楼道内的用电信息采集箱内，用于将各个电表的数据、用水水表采集器采集的用水数据打包利用用电信息采集的通信网络与用电信息采集系统主站进行通信，实现数据的转发。

如图1所示，用电信息采集系统主站位于调度中心，实现用电信息、水表信息的远传读取。

代理转发模块从用电信息采集系统提取水表信息，转发到用水自动抄表主站。

用水自动抄表主站为自动抄表系统的主站，用水自动抄表主站根据水表数据的时间标签判断读取的数据是否满足要求，用于召唤读取各个用户水表的数据，完成用户用水情况的统计。

实施例二

本实施例公开了一种基于嵌入式系统的地埋井式水表远程抄表方法，包括：

步骤1001，水表采集器，通过M-Bus与位于居民小区地埋井内的直读式水表相连，共5个单元，每个单元2个井，每个井内6个水表，共计60个水表；

步骤1002，水表采集器每天22点，进行M-Bus负载过载检测，如果过载生成报警事件，提醒用户及时解决问题，并打上时间标签；如果负载正常，发送一次全部水表数据读取命令，读取位于地埋井内的直读式水表的水表数据；读取成功后，将读取到的用户的水表数据暂存，并打上时间标签；如果读取不成功，等待第二天继续读取；连续3天读取不成功，生成水表读取失败的事项；将报警事件、水表读取失败事项通过电采集中器上报用电信息采集系统主站，转发直用水自动抄表系统主站；

步骤1003，水表采集器与电采集中器通过RS485总线相连，电采集中器利用电力用户用电信息采集系统通信协议读取水表采集器中的水表数据；

步骤1004，电采集中器利用用电信息采集的通信网络将数据发送到用电信息采集系统主站；

步骤1005，用电信息采集系统主站通过代理转发模块将水表数据发送给用水自动抄表系统主站；

步骤1006，用水自动抄表系统主站根据水表数据和时间标签判断水表数据是否可用，如果时间标签在与结算日期在6天以内，认为数据有效，否则无效，对于数据无效的水表，通过电采集中器向水表采集器下发命令，读取水表读取失败事项，进行失败原因分析。

在步骤1001中，水表采集器基于ARM的嵌入式系统设计，处理器1GHz,板载存贮器4GB，内存2GB以上，可以实现协议的转换、带时间标签的数据的缓存功能。

在步骤1001中，一个水表采集器与不超过60个水表采用M-Bus相连。

在步骤1002中，水表采集器实现带有时间标签的水表数据的缓存，采用12字节，其中数据为4字节，BCD码表示低位在前，高位在后，表示6位整数2位小数，单位立方米，如11223344，表示为443322.11方米；时间标签为7字节，BCD码表示低位在前，高位在后，如3101 22 25 10 19 20，表示2019年10月25日22时01分31秒；1字节保留。

在步骤1002中，水表采集器每天读取一次所有水表的数据。

在步骤1002中，水表读取失败的事项生成后，主动通过用电采集中器向用水自动抄表系统主站上报，同时事项在本地保存的时间为1年。1年之前的事项主动删除。

在步骤1006中，用水自动抄表系统主站根据水表数据和水表数据的时间标签判断水表数据是否有效，如果水表的数据与结算日期相差6天以内，认为水表数据合格，如果相差超过6天，认为数据不合格，通过用电采集中器调取水表采集器中水表数据读取失败的原因。

本公开技术方案水表采集器安装在电网公司的电表箱内，与直读远传水表相连，读取水表的数据，并进行缓存；与电采集中器相连，响应电采集中器的读表命令，将水表数据发送给电采集中器。所述的电采集中器与电能表远程通信网络相连，将电表数据和水表数据统一发送到后台软件。所述的代理转发系统从电能表读表后台软件中读取读取水表数据，并转发给自来水公司。借助于电表已有的通信通道，采用基于嵌入式系统的水表采集器实现了水表的远程抄表，节省了相关建设经费以及人力成本，易于推广。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。