基于无线网络技术的燃气集抄系统设计

　　一、引言

　　传统燃气行业的抄表以人工抄表、IC卡预收费为主。前者需大量的人力和时间，费时费力;后者具备预收费及相应的运营管理功能，受到了国内燃气企业的高度重视，并得到广泛的应用和推广。 但IC卡燃气表无法解决气量核算以及气价调整问题，给燃气企业分析输配误差、应对上游气价调整以及可能采用的阶梯气价带来极大困扰。

　　国内近两年出现的有线、无线集中抄表，实现了千家万户燃气表信息数据的定时读取与收费管理，对气量实时统计和气价调整起到了一定的促进作用，为燃气行业带来了全新的解决方案，体现了高科技、智能化的科学管理模式。 近年来，GPRS技术的发展为工业监控、遥测遥控领域的数据传输提供了网络平台。

　　据此，本文提出并设计了一种基于GPRS和无线多跳网络(Wireless Multi-hop Networks，WMN)技术的燃气无线抄表系统。 研究了GPRS技术和无限多跳网络技术，在分析与传统抄表系统不同之处的基础上设计了该系统的总体结构、拓扑结构和用户端。该系统主要用于城镇小区和农村居民的用气抄表，可在独立小区及农村低压台区，利用网络技术将各燃气表数据传输至集中器， 集中器通过GPRS网络传输到燃气企业后台服务器， 从而完成抄表、气量分析、远程控制、预付费等各项功能，可有效解决在燃气管理中存在的抄表工作量大、收费难等问题。

　　二、系统结构及工作原理

　　1.系统整体框架

　　基于无线多跳网络的燃气无线抄表系统总体结构框图如图1所示。

　　本文采用的系统与传统远程抄表系统的主要区别如下：

　　(1)通过采用无线多跳网络，引入最新的网络技术，将采集器安装到每一个燃气表的终端，每一个采集器既是数据的采集端，又是无线MESH网络的路由节点。

　　(2)为满足对已有燃气表的改造 ，且最大限度地节约成本，不需安装新的燃气表，而是设计多种模式的采集器，使其能够设置适应各种燃气表。

　　(3)传统GPRS模块是独立的，它单独完成每一个燃气表数据到中心的通信。 本文系统在下层采用无线跳变网络形成子网，每一个GPRS模块构成一个集中器，它采用GPRS形成上行通路，同时应用无线跳变网络实现下行。

　　2.系统拓扑结构及工作流程

　　本文设计的无线燃气抄表系统中， 用户端安装的燃气表经过采集板，通过一定的通信信道，将数据集中收集到远方的数据集中器。 计算机管理系统根据数据集中器传送的数据，进行气费统计、营业管理。 图2、图3分别给出了系统的总体拓扑结构和工作流程。 抄表结束后，管理系统计算机接入数据库，仍然应用管理系统进行各种管理。