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物联网下的智能抄表系统
一、前言：
随着社会的快速发展，居民生活用电量急剧攀升，电能表抄表量逐渐增大，用电管理成本增加，管理难度越来越复杂，传统的抄表技术已无法满足供电管理的需求。并且电费管理一直是电业管理工作中的重要环节、多年来手写抄表不仅工作量大，而且存在多抄、漏抄、笔误和抄表卡管理不善等问题、容易出现偷电、违章用电的情况，随着计算机及抄表微机在电力营销管理中的应用，这些问题都得到了很好的解决，抄表到户、微机算费、微机开票、电费结零已成为电业营销管理的工作重点。
二、需求分析：
近年来，随着计算机技术的飞速发展，越来越多的电业部门在抄表收费方面都开始采用抄表微机代替原有的“一人、一笔、一本”的传统抄表收费模式，通过与营业收费软件作为借口，使营业管理从抄表到核算全部实现无纸化操作，自动化运行。极大的避免了人为差错以及关系电、人情电的发生，提高了抄表率，堵住了管理上的漏洞。
传统的水表管理只能管理到数量，而对某一块水表具体用到哪里，是否现在还在使用是管理不到无能为力的。另外无法做到单品管理，对于报装、表务、抄表收费等基层环节都有可能存在用户或施工人员的欺诈、哄骗、抵赖的现象。
智能远程抄表系统是现代计算机、微电子技术和网络通信技术深度融合的结果，它不仅能如常规仪表对相关的物理量进行自动测量、自动控制和自动存储，并显示测量结果和控制状态，还具备网络的应用特点：通过Internet能对远程的抄表系统实施功能操作，取得测量结果并对抄表系统进行参数设置、实时监控和故障判断。并能在Internet网上发布动态信息。抄表系统的出现，方便了住户，可设置多级加密功能，定义访问权限，更可增加系统的保密性。防泄漏报警可以使用户放心，不必为家中只有老人、孩子而担心煤气的泄露与触电现象的发生。一方面杜绝了抄表扰民的问题；另一方面可以简化管理手段，减轻物业管理负担。
因此采用物联网思想，应用ZigBee无线通信技术与GPRS网络技术，实现远程无线抄表。该系统在设计的过程中主要分为软件设计与硬件设计。软件设计主要对硬件接口程序以及物理地址分配进行编写，利用.NET开发平台编写控制平台管理软件，实现采集数据的整理与分析功能。硬件部分主要针对采集器、集中器、协调器的整体框架进行设计，并制作相应模块设备。本系统中ZigBee模块主要采用CC2430芯片，GPRS模块采用SIM100芯片。组网方式上，分成局域网络和广域网络，局域网构建主要采用树形网络拓扑结构，由采集器构成，其主要作用是对电能表数据进行采集与传送。广域网络主要由集中器和协调器构成，该部分主要功能是接收采集器传输的数据，通过集中器上传至协调器，协调器通过串口将数据传递给控制中心。在数据的传输过程中，利用CC2430芯片接收数据，通过SIM100芯片连接互联网，将数据进行远程传递。控制中心在接收到数据后，对数据进行储存、分析。通过以上设计，实现了数据的无线传输，满
三、基于RFID的水表管理系统的组成：
水表管理使用的整个生命使用周期，通过RFID给每块水表一个唯一身份，确定水表和用户身份，实现水表使用过程中的全称跟踪。水表管理系统主要由RFID进出仓登记、报装管理、RFID抄袭和营业收费管理等模块组成，系统框如图1所示

图1：系统框图
RFID进出仓管理：负责对入库的水表进行鉴定，通过RFID技术给每块水表绑定唯一的电子标签即身份识别码，确定每一块水表的身份。报装管理：负责的新装用户进行报装登记、勘察、缴费、验工等流程控制，对新装用户建卡入册，登记水表和用户信息，如图2所示。

图2：新用户装表流程
表务管理：负责老用户进行换表申请、稽查、缴费、派工、验收等流程控制，对老用户换表、户主更换、水表地址迁移，同样在整个表务流程中通过RFID技术确定哪一块水表是否在使用或使用到了哪里。
RFID抄表：抄表员抄表通过RS232或RS485等标准接口，从电脑上下载当月应抄用户信息到抄表机中，通过扫描水表上的电子标签来识别水表，然后录入用户水表止码进行水量计算，如图3所示。

图3：表务管理流程
四、RFID系统的设计：
RFID技术具有广泛的应用前景，RFID设备的多样性使得应用系统的实用性大大提高，对于水表管理而言，可以将电子标签设计成贴片式或者螺栓式等各种样式与水表进行绑定。一个完整的RFID系统主要由电子标签、读写器、天线、管理系统四部分组成，系统框图如图4所示。
水表采购后，在出仓前要进行水表登记。首先，用读写器对电子标签进行写设计，给电子标签一个唯一编码作为水表身份，并记录于数据库中。然后将RFID电子标签做成螺栓式固定在水表上与水表绑定。这样，标签就成为水表永久的一部分，用于长期监控水表，在报装、表务、抄表过程中，通过读写器读取唯一编码来确定水表