淺析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在遠(yuǎn)程水表運(yùn)銷管理中的研究與應(yīng)用

曹旭豪

摘要：本文對(duì)智能遠(yuǎn)程光電、物聯(lián)網(wǎng)水表的主要特點(diǎn)展開簡(jiǎn)單說明，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在遠(yuǎn)程水表運(yùn)銷管理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析。同時(shí)，結(jié)合筆者在廉江市自來(lái)水公司的工作實(shí)踐，從減少水表調(diào)試與運(yùn)維成本、降低產(chǎn)銷差、準(zhǔn)確及時(shí)確定與解決故障問題幾方面入手，闡述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在遠(yuǎn)程水表運(yùn)銷管理中的應(yīng)用成效。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);智能水表;遠(yuǎn)程水表運(yùn)銷管理

引言：在科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的背景下，智能水表早已經(jīng)進(jìn)入普通居民的生活當(dāng)中，特別是隨著物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，水表行業(yè)的發(fā)展方向已經(jīng)由傳統(tǒng)的機(jī)械水表，IC卡水表，有線遠(yuǎn)傳水表逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槲锫?lián)網(wǎng)無(wú)線遠(yuǎn)傳水表?？梢哉f，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在遠(yuǎn)程水表運(yùn)銷管理中得到了廣泛應(yīng)用，值得重點(diǎn)探究。

一、智能遠(yuǎn)程光電、物聯(lián)網(wǎng)水表的主要特點(diǎn)分析

Nb-lot物聯(lián)網(wǎng)水表的主要特點(diǎn)如下所示：功耗低，電池壽命可達(dá)六年;信號(hào)強(qiáng)，使用了最新型的Nb-lot數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣、信號(hào)穩(wěn)定可靠，比2G信號(hào)多穿透一堵墻，且支持水表部署在環(huán)境更為惡劣的位置[1];安裝要求極低，不需要布線，施工簡(jiǎn)單方便;不需要自維護(hù)，對(duì)通訊部門而言，網(wǎng)絡(luò)由運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)，“專業(yè)人干專業(yè)事”，并可以平滑演進(jìn)到5G，而對(duì)水表廠家售后而言，發(fā)訊模塊與基表采用分體式安裝，互換性好，電池獨(dú)立封裝，方便更換電池;高可靠網(wǎng)絡(luò)，使用授權(quán)頻譜，網(wǎng)絡(luò)干擾小，抄表成功率大于99%;機(jī)械讀數(shù)方便，基表采用獨(dú)立功能指針，安裝電子模塊后，不影響任何讀數(shù);計(jì)量準(zhǔn)確，采用二個(gè)傳感器和特殊算法保證計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性，解決了由于水流倒流或抖動(dòng)而產(chǎn)生重復(fù)計(jì)數(shù)等問題;精度高，發(fā)訊位可根據(jù)需求采用1L位或10L位計(jì)量，滿足不同需求且上傳計(jì)量精確度高。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在遠(yuǎn)程水表運(yùn)銷管理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

（一）技術(shù)優(yōu)勢(shì)

從技術(shù)上看，智能遠(yuǎn)程光電、物聯(lián)網(wǎng)水表具有低功耗的特點(diǎn)，主要使用了PSM、EDRX等創(chuàng)新低功耗技術(shù)，讓終端的待機(jī)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)10年。同時(shí)，還擁有深覆蓋的特征。相比于2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)，Nb-lot能夠提供20dB的網(wǎng)絡(luò)增益，這意味著具備了比原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)多穿透一堵墻的能力。表明Nb-lot水表可以部署在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境更為惡劣的室內(nèi)，地下等水表接入場(chǎng)合。另外，智能遠(yuǎn)程光電、物聯(lián)網(wǎng)水表還可以實(shí)現(xiàn)多連接，相比于4G網(wǎng)絡(luò)，Nb-lot的連接數(shù)擴(kuò)大100倍，意味著已有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施無(wú)需改造就可以滿足用戶密集區(qū)等水表應(yīng)用場(chǎng)景。

（二）與傳統(tǒng)水表的應(yīng)用對(duì)比

有線遠(yuǎn)傳水表一般采用的都是總線抄表方案。其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆兴斫K端，采集器，集中器三個(gè)層次構(gòu)成，終端水表設(shè)備通過線纜連接到采集器，而采集器通過M-BUS總線或者485總線級(jí)聯(lián)后連接到集中器，或者通過無(wú)線采集器通過GPRS無(wú)線傳輸?shù)姆绞竭B接到無(wú)線集中器。其特點(diǎn)如下：

第一，此種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在部署過程中需要“穿墻打洞”、“拉網(wǎng)布線”，所以對(duì)安裝環(huán)節(jié)的要求較高。部署需要新建網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化周期長(zhǎng)，難度大。針對(duì)樓宇密集區(qū)、普通住宅區(qū)等各種不同的場(chǎng)景，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要因地制宜，進(jìn)行不同的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)，方案無(wú)法復(fù)制，實(shí)施難度大。

第二，維護(hù)難。集中器易受雷電、雨雪等自然環(huán)境的影響，需要不定期維護(hù)，比如，市電的選取會(huì)存在人為故障，太陽(yáng)能供電存在大雪覆蓋等因素導(dǎo)致的偶然故障。

第三，從網(wǎng)絡(luò)維護(hù)上看，表廠需要成立專門的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)專家團(tuán)隊(duì)，水表的生命周期是6年，也就意味著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)周期至少6年，人員技能要求高、維護(hù)成本高。

第四，不同水表廠家傳輸協(xié)議不同導(dǎo)致水表和集中器的必須綁定，使得設(shè)備固件維護(hù)復(fù)雜化;數(shù)據(jù)協(xié)議不同導(dǎo)致業(yè)務(wù)平臺(tái)不同，業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)復(fù)雜化。

第五，因?yàn)榇司W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中終端設(shè)備到后臺(tái)服務(wù)器的中間環(huán)節(jié)較多，會(huì)造成一個(gè)上游環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，整片下游設(shè)備全部癱瘓的現(xiàn)象。當(dāng)然，有限遠(yuǎn)傳水表最大的特點(diǎn)在于水表可以通過有線連接時(shí)刻保持“在線狀態(tài)”，可以對(duì)水表進(jìn)行實(shí)時(shí)閥控操作。而Nb-lot物聯(lián)網(wǎng)水表的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D就相對(duì)簡(jiǎn)單很多，減去了有線遠(yuǎn)傳水表拓?fù)鋱D中復(fù)雜的采集器，集中器等層次結(jié)構(gòu)，終端水表直接通過Nb-lot網(wǎng)絡(luò)（采用運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)，在原有的2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)上升級(jí)）連接接到后臺(tái)服務(wù)器，簡(jiǎn)化了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和中間環(huán)節(jié)，層次結(jié)構(gòu)清晰明了[2]。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在遠(yuǎn)程水表運(yùn)銷管理中的應(yīng)用成效

（一）減少水表調(diào)試與運(yùn)維成本

裝設(shè)遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)、光電水表前，需要使用專用的Nb-lot網(wǎng)測(cè)儀器在實(shí)地位置進(jìn)行覆蓋性測(cè)試，測(cè)試Nb-lot數(shù)值信號(hào)app會(huì)根據(jù)基站返回的信號(hào)值自動(dòng)判斷信號(hào)的等級(jí)。測(cè)試完成之后，出具Nb-lot信號(hào)測(cè)試的情況報(bào)告與結(jié)論向公司匯報(bào)。

以廉江市廣場(chǎng)路某商住樓小區(qū)為例進(jìn)行說明，筆者通過采用Nb-lot網(wǎng)測(cè)儀與物聯(lián)網(wǎng)Nb-lot的3只水表現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果得出，在一定的誤差范圍內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)Nb-lot的水表在該商住樓小區(qū)的Nb信號(hào)測(cè)量整體滿足基本使用需要。隨后，通知水表廠家使用物聯(lián)網(wǎng)Nb采集器進(jìn)行水表抄收，既無(wú)須再穿墻打洞拉網(wǎng)布線地去布置集中器又無(wú)須接物業(yè)電源，減少公司安裝、調(diào)試、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)的成本。

（二）降低產(chǎn)銷差

配合公司智慧水務(wù)，通過廣東廉江自來(lái)水公司物聯(lián)網(wǎng)、光電水表綜合管理系統(tǒng)抄收的遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)、光電水表等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳，制定水表的網(wǎng)格化、實(shí)時(shí)監(jiān)控、快速定位問題等實(shí)現(xiàn)漏損分析，從而降低產(chǎn)銷差。

（三）準(zhǔn)確及時(shí)確定與解決故障問題

針對(duì)每月未能上線抄表的水表定位，分析其故障的原因，現(xiàn)場(chǎng)排查水表被人損壞、總線是否有斷路或短路的情況;現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試采集器與集中器之間信號(hào)強(qiáng)度，看采集器與集中器之間能否正常通訊與正常供電，對(duì)損壞的器材及時(shí)督促水表廠家修復(fù)，為每月成功抄表率作出保障。

在遠(yuǎn)程水表運(yùn)銷管理中，通過應(yīng)用智能遠(yuǎn)程光電、物聯(lián)網(wǎng)水表，能夠更為全面、準(zhǔn)確、迅速的確定遠(yuǎn)程水表在運(yùn)行中所發(fā)生的故障問題。在筆者的實(shí)踐中，總結(jié)出常見的遠(yuǎn)程水表故障情況及其原因如下所示：光電直讀水表與總線的接觸點(diǎn)松動(dòng)或氧化;外部環(huán)境惡劣，導(dǎo)致集中器與采集器之間無(wú)線通訊不穩(wěn)定;總線負(fù)載表具過多、總線規(guī)格達(dá)不到要求、線路老化;當(dāng)?shù)氐囊苿?dòng)信號(hào)不穩(wěn)定。針對(duì)以上出現(xiàn)的情況作出整改，具體有：處理松動(dòng)、氧化的觸點(diǎn)，更換老化線路;在系統(tǒng)中設(shè)置補(bǔ)抄機(jī)制，多次抄取已失敗的表具，提高總體抄表成功率;通訊總線選型嚴(yán)格控制，總線負(fù)載表具數(shù)量少于設(shè)備單路負(fù)載;采用高增益GPRS天線，或者將GPRS天線延長(zhǎng)，引到室外移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)的地方。

總結(jié)：綜上所述，智能水表早已經(jīng)進(jìn)入普通居民的生活當(dāng)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在遠(yuǎn)程水表運(yùn)銷管理中得到了廣泛應(yīng)用。相比于傳統(tǒng)技術(shù)與遠(yuǎn)程電表來(lái)說，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能遠(yuǎn)程水表有著更高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，且可以實(shí)現(xiàn)減少水表調(diào)試與運(yùn)維成本、降低產(chǎn)銷差、準(zhǔn)確及時(shí)確定與解決故障問題，強(qiáng)化了水表管理工作的效率效果，推動(dòng)了遠(yuǎn)程水表運(yùn)銷管理工作的升級(jí)，提升了自來(lái)水公司的整體服務(wù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛濤，張生.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能水表系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息技術(shù)，2017（07）：175-178.

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