CN112539792A - 一种智能水表的监控方法及系统 - Google Patents

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CN112539792A CN202011393162.8A CN202011393162A CN112539792A CN 112539792 A CN112539792 A CN 112539792A CN 202011393162 A CN202011393162 A CN 202011393162A CN 112539792 A CN112539792 A CN 112539792A
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Abstract

本发明涉及智能水表技术领域，具体地说，涉及一种智能水表的监控方法及系统。包括节点表具的安装、测点的远程监测、统计分析数据并生成报表以及结果展示及应用等步骤。本发明设计中的监控方法可以提高表具的测量精度及数据传输的及时性，提高表具安装位置的隐蔽性，防盗、防破坏，节约通信费用，提高智能水表的实用性、扩大其适用范围；本发明设计的监控系统中，可以对大区域用户的用水情况进行集中管理，提高供水企业的管理效率、减轻人工作业负担，提高设备故障的检修效率、降低维护成本。

Description

一种智能水表的监控方法及系统
技术领域
本发明涉及智能水表技术领域，具体地说，涉及一种智能水表的监控方法及系统。
背景技术
水表作为最普遍的流量计量仪器与人们的生活息息相关，传统水表以机械式结构为主，而物联网水表是一种新型的智能水表，其具有实时性强、安装简易以及易于数据采集和分析等优点。智能水表应用范围广，各个水表安装点的维护工作较为繁琐，若无法对这些安装点的水表进行统一且集中的监控管理，会给工作人员增加很大的工作负担，不仅浪费人力和时间，而且降低工作效率、提高设备故障率及维护成本，因此，对于工厂、学校、酒店、医院等覆盖区域较大的用户，供水企业急需建立完善的水表监控系统来进行管理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能水表的监控方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述技术问题的解决，本发明的目的之一在于，提供一种智能水表的监控方法，包括如下步骤：
S1、节点表具的安装；
S2、测点的远程监测；
S3、统计分析数据并生成报表；
S4、结果展示及应用。
作为本技术方案的进一步改进，所述S1中，节点表具的安装方法包括如下步骤：
S1.1、查看底下表井的环境情况，检查井下是否接电，测试井下的潮湿度及井下的网络信号强度；
S1.2、综合井下的环境情况，选择合适的表具设备及安装方式；
S1.3、当井下环境为无电潮湿、网络信号强度较大时，先正确安装水表，再在水表附近安装抄表终端，并通过无线通讯将抄表终端连接到抄表中心；
S1.4、当井下环境为无电潮湿、网络信号强度较小时，先正确安装水表，在水表附近安装抄表终端，再在井外安装数传网关设备，通过无线通讯将抄表终端连接到数传网关，并通过无线通讯将数传网关连接到抄表中心；
S1.5、当井下环境为无电潮湿、网络信号强度较小但井外附近有供电时，先正确安装水表，再在井外附近安装抄表终端，并通过无线通讯将抄表终端连接到抄表中心。
作为本技术方案的进一步改进，所述S2中，测点的远程监测方法包括如下步骤：
S2.1、水表正常使用，自来水流经水表，水表自动实时测量自来水的流量、流速、温度等状态数据并显示在抄表终端上；
S2.2、抄表终端通过对应的网络路径将采集的数据传输到抄表中心；
S2.3、测点的监控传感器实时监测各仪表状态并将状态情况反馈到抄表中心；
S2.4、测点的定位传感器将测点位置反馈到抄表中心；
S2.5、系统对测点的设备故障进行监控及报警，并实时更新故障情况及维修情况；
S2.6、不断重复上述步骤，实现实时的测点状态监测。
作为本技术方案的进一步改进，所述S3中，统计分析数据并生成报表的方法包括如下步骤：
S3.1、抄表中心的监控系统自动对各测点的用水量分别进行累计、统计并生成报表，并对报表进行存储以形成用水数据库；
S3.2、抄表中心的监控系统实时对用水报表进行分析，并根据分析结果判断测点的用水情况和设备运行状况；
S3.3、抄表中心的监控系统通过用水情况对测点是否出现漏水等情况进行分析并生成分析报表；
S3.4、抄表中心的监控系统综合用水统计、用水分析及漏水分析的报表，对测点配表情况进行分析并形成实时数据报表；
S3.5、系统对报警及维修情况进行统计分析并形成对应的分析报表；
S3.6、系统综合上述报表，分别定时形成用水情况的日、月、年度统计报表，并分别进行存储以供查询。
作为本技术方案的进一步改进，所述S4中，结果展示及应用的方法流程包括如下步骤：
S4.1、抄表中心对用户的身份进行识别及管理，系统对各测点分别进行管理；
S4.2、用户经用户终端/移动终端以合法身份登录抄表中心系统，系统按用户身份分配对应的操作权限；
S4.3、管理员可以查询各测点的实时状况、测点地图、统计报表及历史记录；
S4.4、当测点位置出现漏水或测点设备出现故障时，测点传感器向系统发出报警，系统向就近的维修工发出维修任务指令，维修工以合法身份登录系统，可以实时查看故障位置的地图展示；
S4.5、维修工按系统的定位导航到达故障位置，可以查看测点的维修记录，并查看系统内存储的维修指导方案，维修工完成排障操作，并对故障类型、维修时间、解决方案进行记录，系统对维修记录进行存储更新。
本发明的目的之二在于，提供一种智能水表的监控系统，包括：
基础感知单元、网络通信单元、应用功能单元和反馈展示单元；所述基础感知单元、所述网络通信单元、所述应用功能单元与所述反馈展示单元依次通过以太网通讯连接；所述基础感知单元用于通过各测点的基础设备对现场状态进行测量及数据采集；所述网络通信单元用于通过多种无线通讯技术对系统中各层面进行信号连接；所述应用功能单元用于通过抄表中心的系统程序对智能水表的整体运行流程进行管理；所述反馈展示单元用于在系统与用户之间建立交互通道；
所述基础感知单元包括节点表具模块、抄表终端模块、数传网关模块和监控传感模块；
所述应用功能单元包括远程监测模块、统计分析模块、设备维护模块、历史查询模块和系统管理模块；
所述反馈展示单元包括实时信息模块、地图展示模块和统计报表模块。
作为本技术方案的进一步改进，所述节点表具模块、所述抄表终端模块、所述数传网关模块与所述监控传感模块依次通过无线通讯连接；所述节点表具模块用于通过智能水表对自来水的实时状态进行测量；所述抄表终端模块用于通过现场抄表终端对基础数据进行采集及上传操作；所述数传网关模块用于给数据上传的过程提供强化的网络通信路径；所述监控传感模块用于通过安装在智能水表内的现场传感器对水表运行状态进行监测及信息上传操作。
作为本技术方案的进一步改进，所述远程监测模块、所述统计分析模块、所述设备维护模块、所述历史查询模块与所述系统管理模块依次通过以太网通讯连接；所述远程监测模块用于对水表流量及设备状态进行远程监测；所述统计分析模块用于通过系统程序按设定算法对接收的数据信息进行统计分析并生成对应的报表；所述设备维护模块用于对设备进行报修处理及对电池和通信卡进行管理；所述历史查询模块用于对抄表记录和报警记录进行存储管理；所述系统管理模块用于对用户、测点、设备及故障分别进行管理分配。
作为本技术方案的进一步改进，所述实时信息模块、所述地图展示模块与所述统计报表模块依次通过以太网通讯连接；所述实时信息模块用于在用户终端展示实时的状态信息及流量数据；所述地图展示模块用于展示系统管理范围内各测点的具体位置信息及精确定位；所述统计报表模块用于对各种统计报表进行分类及展示。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.该智能水表的监控方法中，通过按安装点的环境情况分别采用不同的安装方式，可以提高表具的测量精度及数据传输的及时性，提高表具安装位置的隐蔽性，防盗、防破坏，节约通信费用，提高智能水表的实用性、扩大其适用范围；
2.该智能水表的监控系统中，通过对各测点的流量数据及设备运行状态进行实时监测，可以对大区域用户的用水情况进行集中管理，提高供水企业的管理效率、减轻人工作业负担，提高设备故障的检修效率、降低维护成本。
附图说明
图1为本发明的整体设备架构图；
图2为本发明中的监控方法整体流程图；
图3为本发明中的节点表具的安装方法流程图；
图4为本发明中的远程监测方法流程图；
图5为本发明中的统计分析方法流程图；
图6为本发明中的应用方法流程图；
图7为本发明中监控系统的装置结构示意图；
图8为本发明监控系统的局部装置结构示意图之一；
图9为本发明监控系统的局部装置结构示意图之二；
图10为本发明监控系统的局部装置结构示意图之三；
图11为本发明监控系统的局部装置结构示意图之四。
图中：
100、基础感知单元；101、节点表具模块；102、抄表终端模块；103、数传网关模块；104、监控传感模块；
200、网络通信单元；
300、应用功能单元；301、远程监测模块；302、统计分析模块；303、设备维护模块；304、历史查询模块；305、系统管理模块；
400、反馈展示单元；401、实时信息模块；402、地图展示模块；403、统计报表模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
产品及方法实施例
如图1-图6所示，本实施例的目的在于，提供一种智能水表的监控方法，包括如下步骤：
S1、节点表具的安装；
S2、测点的远程监测；
S3、统计分析数据并生成报表；
S4、结果展示及应用。
本实施例中，S1中，节点表具的安装方法包括如下步骤：
S1.1、查看底下表井的环境情况，检查井下是否接电，测试井下的潮湿度及井下的网络信号强度；
S1.2、综合井下的环境情况，选择合适的表具设备及安装方式；
S1.3、当井下环境为无电潮湿、网络信号强度较大时，先正确安装水表，再在水表附近安装抄表终端，并通过无线通讯将抄表终端连接到抄表中心；
S1.4、当井下环境为无电潮湿、网络信号强度较小时，先正确安装水表，在水表附近安装抄表终端，再在井外安装数传网关设备，通过无线通讯将抄表终端连接到数传网关，并通过无线通讯将数传网关连接到抄表中心；
S1.5、当井下环境为无电潮湿、网络信号强度较小但井外附近有供电时，先正确安装水表，再在井外附近安装抄表终端，并通过无线通讯将抄表终端连接到抄表中心。
其中，水表的类型包括但不限于普通机械水表搭配脉冲传感器的组合、脉冲水表、超声波水表、超声波流量计以及电磁流量计等。
具体地，S1.3、S1.4中涉及的抄表终端通过电池供电，并进行防水防潮处理，S1.5中涉及的抄表终端通过市电/太阳能供电。
进一步地，网络通信技术包括但不限于GPRS技术、CDM A技术、ZigBee技术、网络拓扑结构等。
本实施例中，S2中，测点的远程监测方法包括如下步骤：
S2.1、水表正常使用，自来水流经水表，水表自动实时测量自来水的流量、流速、温度等状态数据并显示在抄表终端上；
S2.2、抄表终端通过对应的网络路径将采集的数据传输到抄表中心；
S2.3、测点的监控传感器实时监测各仪表状态并将状态情况反馈到抄表中心；
S2.4、测点的定位传感器将测点位置反馈到抄表中心；
S2.5、系统对测点的设备故障进行监控及报警，并实时更新故障情况及维修情况；
S2.6、不断重复上述步骤，实现实时的测点状态监测。
本实施例中，S3中，统计分析数据并生成报表的方法包括如下步骤：
S3.1、抄表中心的监控系统自动对各测点的用水量分别进行累计、统计并生成报表，并对报表进行存储以形成用水数据库；
S3.2、抄表中心的监控系统实时对用水报表进行分析，并根据分析结果判断测点的用水情况和设备运行状况；
S3.3、抄表中心的监控系统通过用水情况对测点是否出现漏水等情况进行分析并生成分析报表；
S3.4、抄表中心的监控系统综合用水统计、用水分析及漏水分析的报表，对测点配表情况进行分析并形成实时数据报表；
S3.5、系统对报警及维修情况进行统计分析并形成对应的分析报表；
S3.6、系统综合上述报表，分别定时形成用水情况的日、月、年度统计报表，并分别进行存储以供查询。
本实施例中，S4中，结果展示及应用的方法流程包括如下步骤：
S4.1、抄表中心对用户的身份进行识别及管理，系统对各测点分别进行管理；
S4.2、用户经用户终端/移动终端以合法身份登录抄表中心系统，系统按用户身份分配对应的操作权限；
S4.3、管理员可以查询各测点的实时状况、测点地图、统计报表及历史记录；
S4.4、当测点位置出现漏水或测点设备出现故障时，测点传感器向系统发出报警，系统向就近的维修工发出维修任务指令，维修工以合法身份登录系统，可以实时查看故障位置的地图展示；
S4.5、维修工按系统的定位导航到达故障位置，可以查看测点的维修记录，并查看系统内存储的维修指导方案，维修工完成排障操作，并对故障类型、维修时间、解决方案进行记录，系统对维修记录进行存储更新。
系统实施例
如图7-图11所示，本实施例的目的在于，提供一种智能水表的监控系统，包括：
基础感知单元100、网络通信单元200、应用功能单元300和反馈展示单元400；基础感知单元100、网络通信单元200、应用功能单元300与反馈展示单元400依次通过以太网通讯连接；基础感知单元100用于通过各测点的基础设备对现场状态进行测量及数据采集；网络通信单元200用于通过多种无线通讯技术对系统中各层面进行信号连接；应用功能单元300用于通过抄表中心的系统程序对智能水表的整体运行流程进行管理；反馈展示单元400用于在系统与用户之间建立交互通道；
基础感知单元100包括节点表具模块101、抄表终端模块102、数传网关模块103和监控传感模块104；
应用功能单元300包括远程监测模块301、统计分析模块302、设备维护模块303、历史查询模块304和系统管理模块305；
反馈展示单元400包括实时信息模块401、地图展示模块402和统计报表模块403。
本实施例中，节点表具模块101、抄表终端模块102、数传网关模块103与监控传感模块104依次通过无线通讯连接；节点表具模块101用于通过智能水表对自来水的实时状态进行测量；抄表终端模块102用于通过现场抄表终端对基础数据进行采集及上传操作；数传网关模块103用于给数据上传的过程提供强化的网络通信路径；监控传感模块104用于通过安装在智能水表内的现场传感器对水表运行状态进行监测及信息上传操作。
本实施例中，远程监测模块301、统计分析模块302、设备维护模块303、历史查询模块304与系统管理模块305依次通过以太网通讯连接；远程监测模块301用于对水表流量及设备状态进行远程监测；统计分析模块302用于通过系统程序按设定算法对接收的数据信息进行统计分析并生成对应的报表；设备维护模块303用于对设备进行报修处理及对电池和通信卡进行管理；历史查询模块304用于对抄表记录和报警记录进行存储管理；系统管理模块305用于对用户、测点、设备及故障分别进行管理分配。
其中，远程监测模块301包括数据采集、故障监测、异常报警等功能；统计分析模块302包括用水统计、用水分析、漏水分析、配表分析等功能。
本实施例中，实时信息模块401、地图展示模块402与统计报表模块403依次通过以太网通讯连接；实时信息模块401用于在用户终端展示实时的状态信息及流量数据；地图展示模块402用于展示系统管理范围内各测点的具体位置信息及精确定位；统计报表模块403用于对各种统计报表进行分类及展示。
具体地，地图展示模块402中的导航功能采用曼哈顿距离算法，其公式为：
d＝|x1-x2|+|y1-y2|；
其中，d为距离，(x1，y1)为故障测点的位置坐标，(x2，y2)为维修工的移动终端定位坐标。
电子设备实施例
参阅图11，示出了本实施例所涉及的智能水表的监控装置结构示意图，该装置包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序。
处理器包括一个或一个以上处理核心，处理器通过总线与处理器相连，存储器用于存储程序指令，处理器执行存储器中的程序指令时实现上述的智能水表的监控方法。
可选的，存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随时存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的智能水表的监控方法的步骤。
可选的，本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面智能水表的监控方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储与一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
此外，需要说明的是，图编码模块、建立云模型模块、感知检测模块的功能具体参见各模块对应的方法部分的描述，这里就不再赘述。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种智能水表的监控方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、节点表具的安装；
S2、测点的远程监测；
S3、统计分析数据并生成报表；
S4、结果展示及应用。
2.根据权利要求1所述的智能水表的监控方法，其特征在于：所述S1中，节点表具的安装方法包括如下步骤：
S1.1、查看底下表井的环境情况，检查井下是否接电，测试井下的潮湿度及井下的网络信号强度；
S1.2、综合井下的环境情况，选择合适的表具设备及安装方式；
S1.3、当井下环境为无电潮湿、网络信号强度较大时，先正确安装水表，再在水表附近安装抄表终端，并通过无线通讯将抄表终端连接到抄表中心；
S1.4、当井下环境为无电潮湿、网络信号强度较小时，先正确安装水表，在水表附近安装抄表终端，再在井外安装数传网关设备，通过无线通讯将抄表终端连接到数传网关，并通过无线通讯将数传网关连接到抄表中心；
S1.5、当井下环境为无电潮湿、网络信号强度较小但井外附近有供电时，先正确安装水表，再在井外附近安装抄表终端，并通过无线通讯将抄表终端连接到抄表中心。
3.根据权利要求1所述的智能水表的监控方法，其特征在于：所述S2中，测点的远程监测方法包括如下步骤：
S2.1、水表正常使用，自来水流经水表，水表自动实时测量自来水的流量、流速、温度等状态数据并显示在抄表终端上；
S2.2、抄表终端通过对应的网络路径将采集的数据传输到抄表中心；
S2.3、测点的监控传感器实时监测各仪表状态并将状态情况反馈到抄表中心；
S2.4、测点的定位传感器将测点位置反馈到抄表中心；
S2.5、系统对测点的设备故障进行监控及报警，并实时更新故障情况及维修情况；
S2.6、不断重复上述步骤，实现实时的测点状态监测。
4.根据权利要求1所述的智能水表的监控方法，其特征在于：所述S3中，统计分析数据并生成报表的方法包括如下步骤：
S3.1、抄表中心的监控系统自动对各测点的用水量分别进行累计、统计并生成报表，并对报表进行存储以形成用水数据库；
S3.2、抄表中心的监控系统实时对用水报表进行分析，并根据分析结果判断测点的用水情况和设备运行状况；
S3.3、抄表中心的监控系统通过用水情况对测点是否出现漏水等情况进行分析并生成分析报表；
S3.4、抄表中心的监控系统综合用水统计、用水分析及漏水分析的报表，对测点配表情况进行分析并形成实时数据报表；
S3.5、系统对报警及维修情况进行统计分析并形成对应的分析报表；
S3.6、系统综合上述报表，分别定时形成用水情况的日、月、年度统计报表，并分别进行存储以供查询。
5.根据权利要求1所述的智能水表的监控方法，其特征在于：所述S4中，结果展示及应用的方法流程包括如下步骤：
S4.1、抄表中心对用户的身份进行识别及管理，系统对各测点分别进行管理；
S4.2、用户经用户终端/移动终端以合法身份登录抄表中心系统，系统按用户身份分配对应的操作权限；
S4.3、管理员可以查询各测点的实时状况、测点地图、统计报表及历史记录；
S4.4、当测点位置出现漏水或测点设备出现故障时，测点传感器向系统发出报警，系统向就近的维修工发出维修任务指令，维修工以合法身份登录系统，可以实时查看故障位置的地图展示；
S4.5、维修工按系统的定位导航到达故障位置，可以查看测点的维修记录，并查看系统内存储的维修指导方案，维修工完成排障操作，并对故障类型、维修时间、解决方案进行记录，系统对维修记录进行存储更新。
6.一种智能水表的监控系统，其特征在于：包括：
基础感知单元(100)、网络通信单元(200)、应用功能单元(300)和反馈展示单元(400)；所述基础感知单元(100)、所述网络通信单元(200)、所述应用功能单元(300)与所述反馈展示单元(400)依次通过以太网通讯连接；所述基础感知单元(100)用于通过各测点的基础设备对现场状态进行测量及数据采集；所述网络通信单元(200)用于通过多种无线通讯技术对系统中各层面进行信号连接；所述应用功能单元(300)用于通过抄表中心的系统程序对智能水表的整体运行流程进行管理；所述反馈展示单元(400)用于在系统与用户之间建立交互通道；
所述基础感知单元(100)包括节点表具模块(101)、抄表终端模块(102)、数传网关模块(103)和监控传感模块(104)；
所述应用功能单元(300)包括远程监测模块(301)、统计分析模块(302)、设备维护模块(303)、历史查询模块(304)和系统管理模块(305)；
所述反馈展示单元(400)包括实时信息模块(401)、地图展示模块(402)和统计报表模块(403)。
7.根据权利要求6所述的智能水表的监控系统，其特征在于：所述节点表具模块(101)、所述抄表终端模块(102)、所述数传网关模块(103)与所述监控传感模块(104)依次通过无线通讯连接；所述节点表具模块(101)用于通过智能水表对自来水的实时状态进行测量；所述抄表终端模块(102)用于通过现场抄表终端对基础数据进行采集及上传操作；所述数传网关模块(103)用于给数据上传的过程提供强化的网络通信路径；所述监控传感模块(104)用于通过安装在智能水表内的现场传感器对水表运行状态进行监测及信息上传操作。
8.根据权利要求6所述的智能水表的监控系统，其特征在于：所述远程监测模块(301)、所述统计分析模块(302)、所述设备维护模块(303)、所述历史查询模块(304)与所述系统管理模块(305)依次通过以太网通讯连接；所述远程监测模块(301)用于对水表流量及设备状态进行远程监测；所述统计分析模块(302)用于通过系统程序按设定算法对接收的数据信息进行统计分析并生成对应的报表；所述设备维护模块(303)用于对设备进行报修处理及对电池和通信卡进行管理；所述历史查询模块(304)用于对抄表记录和报警记录进行存储管理；所述系统管理模块(305)用于对用户、测点、设备及故障分别进行管理分配。
9.根据权利要求6所述的智能水表的监控系统，其特征在于：所述实时信息模块(401)、所述地图展示模块(402)与所述统计报表模块(403)依次通过以太网通讯连接；所述实时信息模块(401)用于在用户终端展示实时的状态信息及流量数据；所述地图展示模块(402)用于展示系统管理范围内各测点的具体位置信息及精确定位；所述统计报表模块(403)用于对各种统计报表进行分类及展示。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113532598A (zh) * 2021-09-17 2021-10-22 江苏伸辰智能仪器有限公司 智能水表在线故障检测调节系统
CN114091900A (zh) * 2021-11-22 2022-02-25 福州物联网开放实验室有限公司 一种结合实时抄表大数据的用水分析方法及存储介质
CN115560832A (zh) * 2022-07-20 2023-01-03 杭州文拓智能科技有限公司 一种水务流量结算仪的校验监控管理系统

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