以物联网技术为基础的燃气智能表的抄表系统设计分析

卞秋君

南京港华燃气有限公司 江苏 南京 210000

1 燃气智能表的抄表系统的总体结构

燃气智能表的抄表系统中主要包括：智慧燃气应用平台和智慧燃气表终端模组，终端模组承担发送感知数据的任务，燃气应用平台能够构建整体数据输送网[1]。

物联网技术需要将互联网作为网络延伸基础，实现物品和物品之间的信息交换和通讯。物联网技术主要利用传感器设备对物体信息进行实时采集、监控并加以处理。

NB-IoT技术是当代互联网技术系统中的重要组成部分，又被叫作窄带互联网。这一技术的构建需要以蜂窝网络为基础，具备长期待机能力，在网络连接方面比此前的ZigBee技术和GPRS技术更为高效，领域内的研究人员普遍认为，这项技术在未来阶段的应用范围会越来越大。

NB-IoT技术特点：①有效覆盖面积广能够在同等频率条件下比现有的各种技术覆盖率高出100倍左右；②连接数量多。NB-IoT中的一个扇区就能够支持10万个数据连接口，与此同时，该技术还具有低功耗、低成本的网络架构优势。

2 燃气智能表的抄表系统的设计内容

2.1 智能抄表系统软件设计

对于燃气抄表系统软件设计主要分为上层和下层两个部分。其中上层软件设计是接收到中心管理系统的相关指令后，能够以无线射频的通信方式将指令传达到下层模块中，并同时实现计时。当在约定的时间段内，下层模块没有返回数据，可判定超时，此时上层模块将会重新发送指令。如果发送三次后仍无数据返回，则判断下层模块出现异常工作状况，及时向远程中心管理系统发送异常信号。所以在设计过程中，应当保障上层模块有效连接应用层和远程管理中心，保障燃气智能表的抄表数据有效实时有效传输。

对于下层模块的设计，一般是针对应用层而言，旨在实现仪表数据抄取和无线数据通信方式相结合。设计内容是促使与公共信道相连接的接口，都读入到被发送到共享信道的测试点信息帧，同时保障每个接口都能够将自己的地址与接收帧的目的地址相比较，当地址出现相同时，该接口则可以继续读入整个信息帧，然后将数据返回到上层模块中。

在软件设计中，基于上层和下层模块的设计，构成抄表管理模块，实现通过手持机进行直接管理工作，比如燃气使用数据的上传、抄表任务的下载等[2]。

2.2 硬件设计

对于燃气智能表抄表系统的硬件设计需要构建一个与互联网连接的数据中心，与燃气表或者需要监控的燃气设备相连的数据采集器。在运行过程中，采集器所获得的数据应当顺利传输到集中器中，再通过NB-IoT模块登录到网络上，有效将数据传输到互联网数据中心，完成数据传输工作，以便于实施监控燃气设备的运行情况。因此其设计内容主要包括通过计量仪表进行计量，并储存和利用NB-IoT移动通信网络传输到物业、煤气、天然气等公司，实现远程抄表。

而基于NB-IoT无线燃气表计费系统而言，主要是在NB-IoT通信模块设计层和燃气表方面。硬件装置的主要内容有计量电路模块、智能表控制模块、无线通信模块以及各个模块的电源供应模块。计量芯片需要将燃气表实时采集到的燃气使用信息和智能燃气表系统中的MCU模块建立通信，然后由NB-IoT无线通信模块和UATR建立数据连接，将相关数据传输到基站中，实现燃气表抄表的智能化。

2.3 NB-IoT燃气智能表技术架构特点

NB-IoT燃气智能表属于典型的窄带物联网结构模式，主要划分为四层，分别为应用层、网络层、感知层以及设备终端。

应用层：分别由智能抄表、增值业务、智慧管网、监管接口、智能运维构成，属于用户与物联网之间的连接口，能够与行业发展需求相结合，进一步实现物联网在当代的智能应用。应用层更像是人体的大脑组织，主要负责处理和分析各种收集到的相关数据。

网络层：主要有各种不同的网络组成，主要有云计算平台、网络管理系统、广电网以及互联网等构成，属于物联网体系的中枢神经，主要负责传递并及时处理感知层获取的各种感知信息。对于网络层而言，类似于人体结构中的神经系统，主要负责各种信号的传递。

感知层：主要由各种不同类型的传感器构成，主要用于识别物体，对外部信息进行采集作用。类似于人体结构中的眼睛、耳朵等感知器官。

设备终端：主要有工商业燃气表、NB-IoT燃气管网监测表、家庭燃气表等几种不同类型。

3 燃气智能表的抄表系统测试

当系统软件程序与硬件电路没有错误时，便需要进行系统的测试，确保数据能够正常有效地传输，并且抄表系统能够正常通信。系统内硬件与软件、通信模块可以满足于具体的使用要求与标准，从而实现无线的抄表功能。传输数据的时候，由于各个方面因素的影响，所以不同区域内的数据传输质量也存在一定的差异性。利用软件模块可以及时调整发送路径或者是延时发送，能够有效处理暂时性的不良干扰问题。通过系统的全面测试之后，能够完全实现在物联网技术为基础的燃气表智能抄表系统，并且可以实现燃气表的远程智能化抄表作业，系统的实现非常简易且数据收发具备较高的可靠性，这样就能够为燃气表的使用奠定坚实的保障。

4 结束语

综上所述，随着社会的快速发展，科学技术的不断进步，智慧城市的建设已经成为社会发展的重要命题，设计以物联网技术为基础的燃气智能表的远程抄表系统具备注册绑定、预存缴费以及漏气报警等各项功能，能够最大程度上的实现燃气表相关智能作业的自动化与智能化，不仅能够强化燃气使用的便利性，还能够为广大市民创造更多的效益，从而促进我国燃气行业得到进一步发展。