PDA红外抄表研制报告.docx
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PDA红外抄表研制报告
PDA红外抄表研制报告
贵州电网公司
2010年10月
目录
一、系统研制背景3
1.1电力企业自身发展的需要3
1.2用电客户的需要3
1.3目前抄表工作现状4
二、红外技术简介6
2.1红外技术原理6
2.2红外线的特点6
2.3红外技术的发展现状7
2.4红外技术在电力行业应用现状7
三、系统研制情况9
3.1系统的组成9
3.2系统结构设计9
3.3系统主要功能11
四、系统建设效果14
五、创新与技术特点16
六、结论17
一、系统研制背景
1.1电力企业自身发展的需要
随着城市居民住宅建设和农村小城镇建设用电量的日益增长,独立电能表数量迅速增多,特别是近年来国家针对环保和节约能源采取了很多有效的措施,在电能的使用上推行阶梯电价、分时电价等,这使得抄表计量也日趋复杂,为此供电企业投入大量的人力、物力和财力来解决抄表问题。
而运行电能表数量多,地理位置分布广而散,给抄表工作带来极大的不便。
这使得传统的抄表方式已不能适应社会发展的需求,对抄表情况不能及时监管,不易规范统一管理,其主要表现:
用户数量大,而且分布面广、散,因此抄表工作繁重;抄表数据回传时间慢、效率低,造成收费、统计工作滞后;手工抄录数据,抄表效率低,现场不易发现错误;数据重复抄录和统计工作繁重、浪费资源;抄表数据统计查询不便于实时掌握;抄表时间难以确定,不利于管理考核。
传统抄表方式已严重阻碍了当前电力企业的发展,电力企业在新的形势下应需要对抄表方式进行不断创新,改善抄表方式,促进电力企业的快速、稳定发展。
1.2用电客户的需要
随着广大用电客户对公用事业单位服务质量要求的提高,电力企业需要为消费者提供更方便、快捷、优质的服务,减少用电客户的投诉,改善服务质量。
传统的收费、缴费模式由于网点少,分布散,方式单一,已不适应电力客户缴费的需要,在一定程度上束缚了电力企业的电费回收。
1.3目前抄表工作现状
供电所在普及微机使用和MIS系统的同时,因为抄表集中在每月的某几天,若使用人工抄表,录入工作量大、人员多、估抄、漏抄、人情电等不可避免,尤其主观因素造成的错误增多。
人工抄表方式存在的主要问题:
1)手工抄写电量时字迹不清,在往PC机里转录数据的时候容易发生错误;
2)抄表人员不到现场只进行估抄,不能够抄表到位;
3)抄表人员对于熟悉的用户电量少抄或者不抄,容易发生“人情电”;
4)手工抄表效率低下,在查询、记录、传输这几个环节上,手工操作的方式使工作效率大大降低。
使用抄表器抄表,准确度高、实抄率高、数据录入快,大大提高了工作效率。
这就解决了微机管理中数据采集上的瓶颈问题,但是经过这几年的实际应用,我们发现仍存在以下几方面的问题:
1)有些表计底数是由液晶显示器显示,这种显示器较之传统的显示方式有些脆弱,现场光线不足的情况下,看不清表数,容易输入错误;
2)有些电表安装环境不好,或过高,抄表人员须登高抄表,安全性不强;或太脏太暗,看不清表数,准确性不高;
3)到位率仍然不能保证,存在估抄现象;
4)由于用户的表数是手工键盘方式输入,难以杜绝“人情电”;
5)由于抄表不及时,往往导致线损计算误差较大,难以提高管理水平。
鉴于上述情况,需要使用新的技术手段以避免上述情况的发生,加强抄表的管理工作,增强、改善电力部门与用户的关系,以降低用户的投诉率。
由此,红外抄表技术的应用就迫在眉睫了。
二、红外技术简介
2.1红外技术原理
红外技术是研究红外辐射的产生、传递、转换、探测并实现在实际工作中应用的一门技术。
红外技术的原理是基于自然界中一切温度高于绝对零摄氏度的物体,每时每刻都辐射出红外线。
同时,这种红外线辐射都载有物体的特征信息,因为红外线辐射的能量可用物体表面的温度来度量:
辐射的能量越大,表明物体表面温度越高,反之,表明物体表面的温度越低。
这就为利用红外技术和判别各种被测目标的温度高低与热分布提供了客观的基础。
红外辐射的探测是将被测物体的辐射能转换为可测量的形式,一般可行的方法有利用热电转换或光电效应把红外辐射量转变成为电量进行测量,并以此作为物体辐射特性的依据,进行控制。
红外通信是利用红外线作为传递信息的媒体,即通信信道,进行数据传输的通信技术。
其发送端通常采用脉冲调制(PPM)方式,将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列,并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去;接收端将接收到的光脉冲转换成电信号,再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调,还原为二进制数字信号后输出。
简而言之,红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调,以便利用红外信道进行传输;红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。
2.2红外线的特点
1)红外线易于产生,容易接收。
2)采用红外发光二极管,结构简单,易于小型化,且成本低。
3)红外线调制简单,依靠调制信号编码可实现多路控制。
4)红外线不能通过遮挡物,不会产生信号串扰等误动作。
5)功率消耗小,反应速度快。
6)对环境无污染,对人、物无损害。
7)抗干扰能力强。
2.3红外技术的发展现状
红外技术是在最近几十年中发展起来的一门新兴技术。
它已在科技、国防和工农业生产领域获得了广泛应用。
按其应用可分为以下几个方面:
1)红外辐射计,用于辐射和光谱辐射测量;
2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运到进行跟踪;
3)热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图像,如红外图像仪、多光谱扫描仪等;
4)红外测距和通信系统;
5)混合系统,是指以上各类系统中的两个或多个的组合。
2.4红外技术在电力行业应用现状
经过多年发展与实际应用,红外技术逐渐趋于稳定,目前在中国电力行业的应用主要集中在以下方面:
1)电力红外测温,运用红外技术对特定目标进行温度检测,测量精度高,可远距离测量以保障人员安全;
2)红外热成像技术,目前在电力行业检测中应用广泛、最成熟、最有效的电力检测手段,红外热像仪可以快速诊断电力设备的热缺陷,大大提高供电设备运行的可靠性以及降低设备的检修时间;
三、系统研制情况
3.1系统的组成
系统由后台信息系统、PDA抄表终端以及通信网络三部分组成,分别包括以下的设备、软件:
1)后台信息系统:
后台系统软件、服务器;
2)PDA抄表终端:
具有红外线发射装置的电子式表计;具有红外线抄表模块的PDA;PDA应用软件;
3)通信网络:
电力部门/企业内部的局域网;电力专用GPRS网络;移动/联通GPRS网络。
拓扑结构图如图1所示。
3.2系统结构设计
3.2.1系统总体架构图
3.2.2后台信息系统设计
数据库服务器:
存储系统运行需要的数据及与各业务系统、PDA交互的数据,数据库建立在营销信息系统数据库服务器上。
应用服务器:
通过数据接口,实现掌上PDA红外抄表数据与各业务系统数据的交互,主要是与营销系之间的数据交换。
系统前置机:
发布掌上PDA系统应用供PDA红外抄表访问。
防火墙:
部署在与移动网络互联处,保证内网安全。
3.2.3PDA红外抄表终端设计
1)由于PDA移动抄表终端要在现场工作,因此PDA终端必须具备工业级性能指标,能够适应较为恶劣的环境——温度、湿度、冰冻、灵敏度、电源、便携、通讯稳定性,以及要具备现场工作常用的RFID识别功能。
2)考虑到PDA软件程序的可扩展性,采用WindowsMobile操作系统的PDA,软件开发在WindowsMobile提供的开放性二次开发接口环境上完成。
3.2.4通信网络设计
1)在线工作通信网络设计:
根据抄表工作实际需要,在现场进行在线数据上传、下载时,需要通信网络具备高稳定性、长时间连通性、低误码率的特点。
故在线工作时,采用中国移动GPRS网络作为通信网络。
2)离线工作通信网络设计:
在GPRS信号不稳定时,PDA红外抄表终端可以采用离线方式完成抄表,抄表员将抄表数据携带回供电局后,通过USB接口将数据传输到营销PC,再通过供电局内部局域网络将数据上装到营销系统。
3.3系统主要功能
3.3.1PDA红外抄表终端的功能
抄表功能:
PDA红外抄表终端同时支持手工录入数据抄表和红外自动抄表。
手工录入数据抄表功能是指对不支持红外功能的电能表,可以采用手工方式输入该电能表的度数。
红外自动抄表功能指终端通过红外的方式实现抄表,抄表数据及时、准确,并且没有时间、空间、存储容量上的限制。
对于具有红外通信的数字电子电能表(普通电子表、多功能复费率电能表),只要在抄表器上按一个键就能自动完成电能表内存储芯片中数据信息的下载,抄表过程更方便、快捷、准确、高效。
抄表员对所管辖的居民用户电能表信息及采集的数据,随时有权限进行浏览、查询和更正修改;并对有可能异常的电能表底度信息及时地发觉并反馈给服务器后台进行处理,从而有效降低了抄表的出错率,保证了抄表员采集用户电能表数据的准确性和可靠性。
数据传输功能:
可以通过GPRS网络可将用户电能表的数据实时传递到各供电局的数据管理中心或营销管理系统中,也可以通过USB接口将现场读数上传到营销PC,通过供电局内部局域网上载数据至各供电局的数据管理中心或营销管理系统中。
同时也可以把数据中心或营销管理系统中的历史数据下载到PDA终端上。
管理功能:
使用该终端,能实现统一规范的岗位权限和抄表流程管理;对抄表员进行工作情况实时监督管理和考核及抄表数据更规范和及时建档。
蓝牙打印功能:
当收费人员现场收取电费后可以实时通过蓝牙打印机及时打印收费凭据;它既可作为一个缴费和收费的依据,又可作为一个兑换发票的依据。
其他功能:
包括PDA功能和通话功能。
PDA功能是个人信息管理,比如:
记事和备忘、日程安排、计算器等;通话功能可以实现点对点或者点对多点之间的通话、信息传送。
3.3.2后台系统功能
PDA红外抄表后台系统管理一体化平台是整个系统的核心,也是数据处理和后台管理中心,它利用约定接口规范,实现抄表收费终端和营销应用业务系统之间的数据通信,并具有用户管理、信息查询、信息统计等功能。
用户管理包括用户注册、用户登录、修改密码、退出系统等基本功能。
信息查询包括远程数据查询、电能表信息查询、抄表员查询、管理员查询及系统日志查询等功能。
信息统计功能包括抄表电量统计、任务进度统计及历史数据清除等功能。
四、系统建设效果
随着多功能电表和阶梯电价在电力行业的普及,PDA在电力营销业务中发挥着越来越重要的作用。
特别是红外通信技术在PDA中的成熟应用,使用效果是非常明显的,具体体现在以下几方面:
红外通信技术在多功能电表中使用,具有直观、操作简便、可靠性高等优点。
PDA的红外接口可以方便地和多功能电表之间进行通信,可以实现电表和PDA之间抄表、编程、校时、数据管理等功能,在抄表时只需要拿PDA红外口对着电表按下抄表键进行红外扫描,抄表数据就可以准确快捷地通过扫描传输过来,这就大大降低了抄表人员的劳动强度,提高了工作效率,优化了工作流程。
经初步统计,原来使用普通抄表器每抄一户电表,大约耗时为1-2分钟,采用PDA红外抄表后,耗时减少为20-30秒。
PDA的红外通信技术还非常有利于户外数据的采集,对一些挂置较高或不利于太近距离采集的电表,抄表人员不再需要登杆、使用梯子等方法,加快了抄表速度,提高了工作效率,进一步保证了人员安全,红外抄表发挥了很好的效益。
PDA的红外通信技术更有利于在恶劣自然条件下的抄表工作,例如在光线非常不好、可视距离短的环境中仍然可以进行表计读数,正常完成抄表。
PDA的红外通信技术能很好地处理多功能多费率电表分时电价问题。
由于多功能多费率电表本身的特点是对不同时段的电量进行采集和记录,并多屏轮显,使得传统的手工抄表出现许多问题,如时间过长,而且容易读错;另外由于多费率电表能实现电量计量、断电数据和断电时间记录等,在抄表时可将这些数据抄录下来,综合利用,可以快速发现偷漏电和断相失压等用电故障,有效降低线损提高经济效益,提高管理水平。
PDA的红外通信技术还能妥善解决停电抄表问题。
在用户因各种原因停电时,多功能电表会处于休眠状态,致使抄表人员不能抄到数据,而利用PDA的红外通信功能,可以唤醒多功能电表,及时抄录数据,提高了工作效率,减少了供电局的资源消耗。
PDA独立的时钟电路设计,使PDA的时钟非常准确,可以广泛应用于红外分时电表的校时。
彻底解决了现场抄表到位率的问题,由于红外抄表固有的技术特性,抄表人员必须到现场才能将用户的电表数据抄录到PDA中,从而保证了抄表人员100%的现场抄表到位率。
彻底杜绝了“人情电”“估抄电”的现象,使用红外抄表技术后,抄表数据自动采集到PDA中,不需要人工输入,同时也不允许人为的修改,保证了用户数据的及时性和准确性,从而杜绝了“人情电”“估抄电”的情况出现。
人工抄表需要对电子表计进行反复操作,容易导致设备故障,采用红外抄表后,减少对电子表计操作,降低设备发生故障的几率。
五、创新与技术特点
使用PDA红外抄表终端进行数据传输来实现远程抄表,就可以解决抄表数据回传需要人工报送的问题,服务器后台利用GPRS/3G网络还可以随时对某个区域、某个电能表的用电数据进行分析、查询、统计。
并且抄表便捷、快速。
只需要一个操作员利用抄表软件平台就可以实现之前大量人员的工作任务,结合GPRS/3G无线网络的特点,网络组建、平台组建、方案实施都比较方便,并且投入设备比较少,投入资金不大。
其主要表现于:
资源利用率高,用户只在发送或接收数据期间才占用资源,多个用户可高效率地共享同一无线信道,平时抄表时不占用资源。
传输速率高,可以提供高达115kbit/s的传输速率(理论值171.2kbit/s);接入时间短,能提供快速及时连接,几秒种就可以注册接入了;网络覆盖面广,GPRS/3G网络几乎覆盖了中国的大部分地区,只要有人居住的地方基本都有网络。
PDA红外抄表系统的特点:
率先使用GPRS/3G网络平台,可实现远距离、散用户、多类别的电力抄表。
特别是可满足农村,山区电力数据的稳定接入。
充分利用现有网络资源,缩短建设周期,降低建设成本且设备安装方便、维护简单、升级容易。
采集数据快速准确,能快速生成用电统计分析、交费单据及作业情况,供有关部门/用户使用或查询。
采用“用户—终端”的模式,减少作业流程和诸多中间环节(如:
抄表卡等)。
可节约时间,规范流程。
抄表信息及时追踪,可对现场抄表时间、抄表记录及作业范围进行有效追踪,从而减少了诸多人为干扰因素。
具备冲突处理机制,可以同步接收、处理多个/所有数据采集点的数据。
并可实现Internet在线查询。
强大的后台处理系统,可提供实时数据查询、浏览、反馈及更改等操作,供电业局相关部门处理。
采用分体设计,安装方便,操作简单,无需进行专门的培训即可熟练运用。
六、结论
PDA红外抄表收费一体化系统是电力营销管理工作的一种创新尝试,拓展了抄表、收费的渠道,提高了营销管理的水平,在贵阳电业局运行以来,成绩显著,取得了良好的社会效益和经济效益。
既体现了管理的先进性和科学性,极大提高工作效率,又提升了企业的服务水平与质量,同时也得到了用电客户的高度评价。
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