自動抄表( automatic meter reading - AMR)是集計算機技術、通信技術、用電及計量技術於一體,利用微電子和計算機網路,採集、感測、傳輸等技術自動讀取和處理表計數據,將城市居民的用水、電、氣信息加以綜合處理的系統。具有抄收速度快、計算精度高、抄表同時性好、可直接與營業計算機聯網等突出的優點。採用自動抄表系統可以緩解抄表人員的勞動強度、降低人為因素造成的抄表誤差,從根本上解決了入戶抄表收費給用戶和抄表人員帶來的麻煩,避免了許多不必要的糾紛,不但能提高管理部門的工作效率,也適應現代用戶對用水、用電、用氣繳費的需求。
基本介紹
主要特點,種類,自動抄表方案,國家標準,其它適用標準,系統主要功能,電網領域,供水領域,燃氣領域,有線通信方式,無線通信方式,
主要特點
1、採集控制終端實時採集電錶脈衝；
2、採用十進制記數，實時刷新表底值；
3、初始表底值可以方便設定；
4、單位電度脈衝數可以分別或同時設定；
5、可遠方或當地設定預購電量，並可實現最低剩餘電量報警提示；
6、當前表底值和預購剩餘電量獨立處理，並可分別讀取；
7、具有遙控功能，配有遙控信號輸出接口，外接遙控單元模組可實現遠方斷電和送電功能；
8、如果已經設定預購電量，當剩餘電量小於零時自動輸出斷電信號，給該用戶斷電；
9、採集終端控制器採用磁保持式繼電器，繼電器動作功率為1W，動作完成時間小於100ms，靜態功耗小於1mW；
11、每個採集控制終端可採集、控制24個用戶，保證掉電不丟失數據。
種類
最常見的遠程自動抄表系統是採用分線制集中抄表方式,即由數據採集器採集單只或多隻計量表計的數據進行處理、存儲,各數據採集器之間採用匯流排方式連線,最後連線至集中控制器上,通過Modem方式遠程傳輸至計算機。然而在實際套用過程中,並非千篇一律,從中派生出許多種套用方式。主要有以下幾種。
紅外抄表系統
由計算機管理主站、紅外手持抄表器、數據採集器和電能表構成,數據採集器完成對某一表箱中的所有電錶的電量採集,不需要集中控制器,也不需要通信線路,抄表時由工作人員到現場,用手持抄表器抄收數據採集器中存儲的電能表數據,然後返回計算機管理主站,將手持抄表器中已抄收的電能表數據通過RS232口,傳送到主站計算機。該方式的特點:①組網簡潔、投入成本低,一般在居民樓道的一個單元只安裝一台數據採集器即可;②一台手持抄表器可以抄讀多台數據採集器;③無其他運營費用;④如果加上集中控制器,可以直接實現遠程自動抄讀。該方式的不足之處就是,抄表工作人員需要到數據採集器跟前抄讀。
無線抄表系統
這裡所說的無線,主要指近距離(通訊距離一般在幾十米到幾百米)無線抄表系統,其組成、套用方式與紅外抄表系統幾乎相同,唯一差別就是手持抄表器是通過近距離無線方式從數據採集器中讀取數據,而紅外抄表方式是通過紅外方式而已。無線抄表系統和紅外抄表系統一樣,省去了集中控制器,抄表工作人員需要到集中表箱跟前或附近才能抄表,實現的是半自動抄表。
低壓載波抄表系統
該系統利用四通八達的低壓電力線路實現載波信號傳輸,其最大的優點就是充分利用電力線資源,無須重新布線,實施簡單、方便。低壓電力載波傳輸最大的缺點表現在:①高頻載波信號只能在一個低壓台區內傳輸,無法跨台區傳送信號;②電力網路的阻抗特性及其衰減,制約著信號的傳輸距離;③噪聲干擾,決定著數據傳輸的質量。低壓載波抄表方式分為:單表載波模組抄表方式和多表一個採集器的載波抄表方式。
485匯流排抄表系統
485匯流排抄表系統的組成與多表一個採集器的載波抄表方式相同,唯一不同之處就是數據採集器與集中控制器之間採用的是匯流排作為傳輸通道。該方式的顯著特點就是:①傳輸可靠性高、傳輸速度快;②可以不受台區變壓器的限制(可跨台區變壓器集中抄錄)。其缺點也很明顯:需要敷設專用的485匯流排,實施難度更大;需要採取防雷擊措施。
Modem和GPRS遠程自動抄表系統
Modem遠程自動抄表系統和GPRS遠程自動抄表系統,只是基於集中控制器與數據管理計算機中心之間遠程傳輸數據的方式,它可以分別與上面介紹的低壓電力載波、485匯流排抄表方式進行搭配,派生出更多的套用方式。1.6
光纖傳輸遠程抄表系統
光纖傳輸採用光纖作為傳輸介質,套用於遠程抄表有一個顯著的特點:傳輸可靠性和穩定性更高、傳輸速率更快。缺點是成本高、施工難度大。
超窄帶(UNB)載波抄表系統
該方式可以實現跨台區載波抄表。
工頻抄表系統
工頻抄表系統類似於超窄帶抄表系統,不過它使用的是通過工頻過零點進行調製的載波通信技術,與超窄帶抄表系統相比,易受諧波干擾的影響,且需要較大的注入功率,但傳輸速率比超窄帶抄表系統高。
自動抄表方案
無線全自動抄表，SRD通訊+GSM（GPRS）表具數據直接傳到數據中心。
可同時實現三種管理模式：
無線自動抄表；
無線自動抄表+IC卡預付費功能；
無線自動抄表+遠程指令控制。
雙向即時通訊模式，WOR功能支持的超低功耗可與普通卡表媲美。
全新現場施工流程，現場免測試，最大限度地減少人為影響。可靠性全面提升。
採用專業的數據安全系統，保證抄表數據和控制信息的機密性、可靠性、完整性、不可抵賴性。從根本上保證了結算數據和系統控制的安全可靠。
成熟的表具方案和技術支持，降低表具廠家的開發難度，做到系統快速實現。
抄表系統可採用不同廠家表具，管理部門可隨時選擇優秀表具廠家進入系統，避免依賴。
既有針對供水、燃氣、電力、供暖、中水、熱水等不同領域專業管理方案，也可提供綜合收費管理的多表集抄實現方案。
由於可實時掌握用戶數據，系統可適應靈活的收費政策（分時、階梯水價等）。
可採用提供的後台系統，也可在用戶原系統中嵌入握奇系統的功能，實現向舊系統兼容。
國家標準
《自動抄表系統 第1部分：總則》（GB/T 19882.1-2005）《Automatic Meter Reading System Part 1:General Principles》於2006年4月1日實施。
《自動抄表系統 第2部分：低壓電力線載波抄表系統》（GB/T 19882.2-2010）《Automatic meter reading system - Part 2：Distribution line carrier meter reading system》於2011年6月1日實施。
《自動抄表系統 第3部分：套用層數據交換協定》（GB/T 19882-2007）《Automatic meter reading system - Part 3: Application layer data exchange protocols》於2007年12月1日實施。
《自動抄表系統低層通信協定》（GB/T 19897-2005）《Automatic Meter Reading System Lower Layer Communication Protocol》於2006年4月1日實施。
其它適用標準
DL/T698-1999《低壓電力用戶集中抄表系統技術條件》
DL/T645-1997《多功能電能表通信規約》
DL/T533-1997《無線電負荷控制雙向終端技術條件》
DL/T721-2000《配電網自動化系統遠方終端》
系統主要功能
實時抄表功能：實時抄取任一戶表或全部戶表當前數據和工作狀態。
自動校時功能：系統在抄表時能自動校準系統時間.
斷線檢測功能：當信號線或通訊線斷線時，系統反映該狀態。
燃氣報警功能：採集燃氣報警信號，在總控中心電腦上顯示報警房號。
報警截斷功能：燃氣報警時自動關閉閥門，有異常情況時也可有電腦遠程打開或關閉閥門。
斷電數據保護功能：系統或設備掉電時，數據將長期保存。
費用計算功能：根據管理員設定的費率自動計算用戶費用。
數據管理功能：用戶用量等數據的初始化、統計、查詢、報表等。
系統管理功能：管理系統參數（如費率、繳費方式等），管理員操作許可權。
費用收取功能：若人工繳納，則由操作員根據收費憑證，將用戶繳納費用數目輸入計算機並存檔，若轉帳收費，則由計算機自動結算費用。若結算後仍有欠余，自動累計入下次費用中。
報表列印功能：根據需要列印各種報表，如月報表、催繳單等。
電網領域
485匯流排方式
系統由主站、集中器、採集終端、電錶組成。集中器與採集終端之間採用RS485匯流排通信方式組建抄表網路，數字採集終端通過RS485匯流排和電錶連線，脈衝採集終端每個脈衝連線埠只能接一塊脈衝表。
系統採用RS485專線通信，具有抄錶速度快，通信可靠，可以保證每天24h的實時通信的特點。計量方面具有系統採用一體化的RS485表，電錶計量精度高，通信的時候能直接讀取電錶的記憶體電能量數據，避免了電能量的二次計量。
其缺點是由於系統需要鋪設通信線路，所以適用於電錶集中安裝、工程施工方便、容易鋪設通信線路的小區，鋪設線路費用昂貴。
電力線載波抄表
抄表系統由主站、集中器、載波式電能表組成。系統的主站與集中器之間通過PSTN公用電話網來進行遠程通信，集中器與表計之間採用低壓電力線載波通信方式組建抄表網路。
系統採用電力線載波通信，無需架設額外的通信線路，載波表只需要接上電源即可，工程施工和日後的系統維護方便。適用那些對遠程停送電實時性要求不高、電錶分散、工程施工難度大的地方。
系統採用一體化的電力線載波表，電錶計量精度高，通信的時候 直接讀取電錶的記憶體電能量數據，避免了電能量的二次計量。
RS485匯流排無線抄表
系統由主站、無線集中器、無線數字採集終端、RS485電能表組成。系統的主站與集中器之間通過PSTN公用電話網來進行遠程通信，集中器與採集終端間採用短距離無線通信，採集終端和表計之間通過RS485匯流排方式組建抄表網路。
系統的集中器和採集終端間採用小區短距離無線通信，無需架設額外的通信線路，工程施工方便。電錶採用RS485表，採集終端通過485匯流排和電錶連線。
系統採用一體化的RS485表，電錶計量精度高，通信的時候直接讀取電錶的記憶體電能量數據，避免了電能量的二次計量。
無線的實時性要比電力線載波通信的實時性高，所以本系統適用對遠程停送電實時性要求高、工程施工難度大、電錶集中的居民小區。
其缺點是通信距離比較短，一般為可視距離100m之內，即集中器和採集終端之間最好不要有障礙物，如果有障礙物的話，可以通過設定中繼來處理，但是最多可設定4級中繼。
RS485匯流排載波抄表
系統由主站、集中器、載波採集終端、電能表組成。系統的主站與集中器之間通過PSTN公用電話網來進行遠程通信，集中器與採集終端之間採用電力線載波通信，採集終端和表計之間RS485匯流排方式組建抄表網路。
系統的集中器和採集終端間採用電力線載波通信，無需額外架設額外的通信線路，工程施工方便。採集終端通過通信線和電錶連線。適用那些對遠程停送電實時性要求不高、工程施工難度大、電錶集中的舊居民小區。
由於現場條件下電力線存在有斷續的尖峰噪聲干擾、負載阻抗隨機變化和信號衰減強烈的場所， 因此電力線的通信條件非常惡劣。不同的時間，不同的地點，不同的調試方法，都有可能導致低壓電力線載波通信實時性和可靠性有很大的差異。電力線通訊技術依然在發展階段，尚不能保證實時通信，所以系統適用那些不需要遠程停送電功能、月用電量少、電錶特別分散、工程施工難度很大的鄉鎮、農村地區。
CATV網路遠程抄表
採集終端設備是採用一種採集器與集中器一體的設備，將採集到的電錶讀數通過廣電的同軸電纜傳輸數據的設備，能夠對電錶的數據進行實時的讀取並可存儲，以備電網主站人員調用； 採集終端帶有繼電器控制IO接口，可以對普通485不可控電錶實現遠程停送電的操作。目前為止國內最為高效、穩定的抄表方式。
CATV網路遠程抄表方式主要突出幾大特點：
1）不再需要更換小區電錶，避免重複投資，通過新型採集終端設備的技術整合，傳統單一功能的485電錶即可擴充為先進多功能電錶所具備的遠停遠送遠抄功能，更方便的為用戶提供遠程服務；
2）不用重新鋪設網路，避免重複投資。現有居民樓都已鋪設CATV網路，網路接入口與電錶箱距離“少則一米以內，至多不超過五米”，網路搭建成本成倍降低；適應城市居民社區、公變台區用戶、農村用戶等各種用電環境，從而使擴大低壓集抄範圍到100%成為可能。解決了以上四大低壓集抄抄表效率低的問題。原低壓集抄技術，由於GPRS信號不穩定、低壓線路信號干擾、485線路通訊傳輸距離近等原因，抄表數據不是產生丟包、漏包的現象就是產生誤抄的現象，無法100%一次性抄到到所有的低壓用戶。通過CATV網路安全可靠的信道通訊，使抄表率達到100%。
3）可採用廣電CATV網路閉路電視系統的信息群發技術。通過供電局側主站與廣電公司接口的傳輸，對應供電公司行銷系統的客戶信息唯一標識，在廣電CATV信息發布平台上可以確保催繳電費信息，準確的送達需要進行電費信息通知的客戶家中電視上，而不對其他客戶造成影響。並可通過機頂盒遙控器方式進行電視線上繳納電費。真正的解決了“抄表——送單——收費——催費”的全過程自動化問題。解決了人工送單、人工停復電催費的服務模式。通過廣電OSD信息發布，使全面取消人工送單成為可能。
4）具備廣域的傳遞電網最新信息（峰谷用電通知、每戶量身訂製的階梯電價科學用電方式）至客戶電視機上引導用戶節能用電手段。形成全民參與科學用電，緩解供電負荷的不平衡（供電系統的峰谷差較大，用電高峰時電力非常緊張）的局面；
5）基於CATV網路抄表準確率100%、抄表回響時間≤2s。遠停遠送服務≤10s、設備線上率100%、遠控失誤率0%。
基於CATV網路自動抄表拓撲圖國內遠程抄表對比表
國內常見自動抄表方式與最新CATV網路自動抄表技術的對比：
傳統組網方式 | 組網模式 | 傳輸信道 | 傳輸距離 | 通訊效果 | 安裝成本 |
匯流排模式 | RS485 | 1000m | 100% | 較高 | |
無線模式 | GPRS | 800 m | 90% | 較高 | |
電力載波 | 電力線 | 1000 m | 90% | 低 | |
CATV組網方式 | RS485+RF | CATV網路 | 大於1000m | 100% | 低 |
供水領域
隨著城市用水“一戶一表，抄表到戶，計費到戶”的不斷推進與實施，供水企業從保證供水發展到優質供水和優質服務的目標逐步取得成效，然而相應於原來的總表制，日益繁複的水費抄收無疑大大增加了供水企業的人工和經濟負擔，因而建立一個準確而便捷的水費自動抄收系統將有利於供水企業的科學運作與管理。水費自動抄收系統是利用當代微機技術﹑數字通訊技術﹑數據採集﹑處理於一體，將城市用水信息加以綜合處理的系統，就目前來看主要有四大類型：
a﹑智慧卡水錶：通過預付費買卡用水，不實行抄表聯網。
b﹑分線制集中抄表：各水錶單獨出線連線至數據採集器，由數據採集器統一收集與處理數據。
c﹑匯流排制集中抄表：水錶本身具有數據計量﹑處理功能，多個水錶掛接至同一條數據匯流排。
d﹑無線發射式水錶：同樣是一種智慧型水錶，但數據的接收與傳送通過無線方式實現。
套用
以上四種抄表系統各有特色，而正因其各有特色， 供水企業可以因地制宜，因情而異，採用百花齊放的方式。比如說，對於老房屋， 可以安裝智慧卡水錶;對於零星開發﹑不成片的住宅樓，可以以樓為單位，通過一隻單元管理機就將該樓內所有水錶讀數收錄在內；對於住宅成片的新建智慧型樓宇，可以構建網路，在小區物管中心通過上位計算器對區內所有水錶數據進行抄錄與處理，至於用匯流排制還是分線制抄表系統，可以視安裝和成本而定。當然，各系統的共存與兼容性也是必要兼顧的問題。
自來水抄表到戶是社會總體發展的要求，而如何把先進的計算機技術﹑電子技術﹑通信技術等納入到供水企業的營業收費管理中，順利而可靠地實施這一龐大工程，需要從技術上﹑經濟上﹑地域上以及發展前景上加以通盤考慮。同時， 供水行業對自動抄表系統的積極套用亦將反作用於系統生產廠家，有利於降低成本，提高技術，形成一個良性循環。
燃氣領域
目前我國許多燃氣公司管道燃氣抄表仍然採用人工抄表，不僅企業需配備大量的抄表員，而且用戶欠費、人為竊氣現象時有發生，給燃氣公司造成一定的經濟損失。隨著人民生活水平的提高以及電子技術和通信技術的發展，人工抄表已不適應社會發展的要求，實行燃氣表自動抄表是燃氣行業發展的必然趨勢。現有的自動抄表系統採用的通信方式各異，下面對常用的通信方式進行分析，以確定自動抄表系統的最佳通信方式。
有線通信方式
有線通信方式中，按傳輸介質不同，常用的有電力線載波、LANWORKS匯流排、RS485匯流排、專用電纜、遠程撥號等通信方式。
電力線載波是借電力線做通信線路，省去布線的麻煩。英國遠程自動抄表公司開發的低壓電力線載波通信系統POWERNET，具有自動抄表、用戶管理等功能。然而，載波通信的可靠性差、通信不穩定，且傳輸性能較差，主要表現為噪聲高、阻抗低、損耗大、波動大、易受外界干擾等。電力線載波所採用的介質如果不進行嚴格校驗，數據出錯的機率即誤碼率非常高；如果進行嚴格校驗，實時性難以保證。因此對實時性要求較高的場合不適宜採用。
RS485匯流排是使用較為廣泛的雙向有補償傳輸線標準的工業控制匯流排，可方便地構成一點對多點或多點之間的相互通信網路。其最大每段匯流排長度為1200m，每段最多支持32個節點，單組雙絞線雙向主從通信。匯流排上掛接的節點個數因選用的接口驅動晶片而異。當匯流排加長或節點增多時需要使用中繼器連線，全網路最多支持256個節點。這種接口具有抑制共模干擾的能力，因此性能可靠、抗干擾能力強，信號傳送頻率最高可達10MHz，費用也較低廉。缺點是需要布線。RS485匯流排在我國套用技術比較成熟，因此使用RS485匯流排進行通信的工程實例很多。深圳市燃氣集團有限公司採用的HG2000A型自動抄表系統的下層通信方式就採用RS485匯流排，系統運行穩定，但是該系統的上層通信方式還不完善。
採用專用電纜通信，建設成本較高，需要敷設線路，而且受地域限制過大。由於老城區電纜敷設困難或已經敷設的電纜容易被破壞等原因，該方法很少採用，已經採用的正在逐漸改為其他通信方式。
遠程撥號方式是採用電話線或光纜作為通信介質，利用數據機建立連線。該方式不受地域的限制，可以在任意地點和現場進行數據採集通信。缺點是電話線通信速度較慢，如果通過公用電話網，則運行費用較高。深圳市潤聲世紀信息技術有限公司開發的RS遠程抄表系統，通過數據機(Modem)遠程撥號，經過設施網連線到集中器，對燃氣表進行參數配置、察看燃氣表運行情況及遠程自動抄表等。但該通信方式使系統運行費用較高，而且電話線撥號接入只支持輪流查詢，監控範圍較小，實時性和反控性都較差。
無線通信方式
無線通信方式多數採用無線數傳電台作為通信設備，優點是覆蓋面積大、布點靈活、運行費用低，缺點是可靠性差、誤碼率高，而且誤碼率與通信速率成正比，即傳輸速率越高，誤碼率越高。因此，需要採用檢錯技術和糾錯技術相結合，才能在一定程度上提高數據傳輸的準確性和可靠性。此外，通信波特率受電台和數據機的制約。因此，這種方式雖然方便，但由於受頻段、傳播範圍等限制以及城市高層建築對信號傳播的影響，使得其套用受到限制。在燃氣自動抄表系統中採用該方式進行通信的企業不多。
其他的無線通信方式，如衛星通信、微波、無線電公用頻段等在燃氣自動抄表系統中套用也較少。而且，這些傳輸方式還存在著投資費用高、組網工作複雜、系統欠穩定和維修維護量大等問題。
