CN203433588U - 一种燃气计量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气计量系统，包括：分时计量每个时段的燃气流量并生成流量日志文件的智能燃气表、根据每个时段的燃气单价信息和流量日志文件内的燃气流量信息获得每个时段燃气费用的云服务平台，智能燃气表与云服务平台通过数据传输器无线连接。本实用新型的燃气计量系统，燃气公司可以对整个燃气计量过程进行控制和监控，方便了燃气公司远程计量燃气，燃气用户可以通过各种方式远程缴费，保证了燃气用户缴费的安全性，通讯效果良好，保证了燃气公司对燃气流量计费的准确性、时效性和安全性，促进了燃气计量数据的共享。

Description

一种燃气计量系统

技术领域

本实用新型涉及通信领域中燃气计量技术领域，具体地，涉及燃气计量系统。

背景技术

在现有技术中，目前城市燃气（管道煤气、天然气等）行业通常采用的燃气计量、计费方法有以下几种：

一、采用机械式智能燃气表为计量工具，使用人工进行抄表的方式

该现有技术根据上次抄表数和本次抄表数之差，作为使用量，乘以单价，形成本次的计费金额；可以在抄表的同时计算出应缴金额，用户当场缴费，也可以在抄表之后，用户到燃气营业厅、银行等第三方营业厅缴费，还可以采用银行托收及网上银行等在线方式缴费。

该现有技术是燃气公司初始和基本的计量、计费方式，但由于使用大量人员上门抄表，使燃气公司的人员成本较高；还由于这种方式，抄表、缴费的主动权在用户手中，燃气公司人员不能及时进入用户户内进行抄表，或者抄表之后，用户不及时缴费，形成燃气公司的坏账。在节能减排的时代背景下，有很多地方提出了分时计费、阶梯计费的要求，但这种方式很难实现有效的分时计费或阶梯计费。

二、采用IC卡智能燃气表计量、计费的方式

该现有技术是以机械式智能燃气表为基表，增加IC卡控制器，以IC卡为计量、计费数据的传递和控制介质，并和IC卡智能燃气表互动，达到控制用户使用气量的目的。

该现有技术中，IC卡控制器是智能燃气表的核心控制装置，控制智能燃气表的开阀、关阀、计量、显示等动作。基本模式为：第一步，燃气用户在使用燃气之前，必须首先到燃气公司的营业大厅开户、交费。第二步，营业厅的收费人员审核用户的开户申请并收款后，在收费系统中建立该燃气用户的档案。第三步，收费系统根据燃气用户交费金额及燃气价格计算预购气量（预购气量=交费金额/燃气价格），再将预购气量写入IC卡。第四步，燃气用户将充值后的IC卡带回家，插入智能燃气表，将IC卡内的预购气量注入智能燃气表，转为表内剩余气量，打开气表阀门使用燃气。第五步，在燃气用户日常使用燃气的过程中，IC卡控制器自动计量燃气用量，并按照最小计量单位逐步扣减表内剩余气量。第六步，如果表内剩余气量低于预先设置的报警气量，智能燃气表自动显示报警信息，提示燃气用户及时到营业厅或银行代收费网点交费充值。第七步，如果燃气用户不及时交费充值，导致表内剩余气量不足最低限额，则智能燃气表自动关闭阀门，停止供气。

该现有技术中，有一个关键技术是如何保障IC卡内预购气量，安全可靠的转为表内剩余气量。如果不能采取有效的手段解决这个问题，就会埋下一个技术漏洞，给不法分子留下可乘之机。他们可以利用技术手段直接在IC卡内写入预购气量，再将IC卡插入智能燃气表，转为表内剩余气量，从而导致燃气公司的燃气款流失。智能燃气表生产厂家的应对措施是对IC卡数据格式加密，收费系统以某种秘密格式将预购气量写入IC卡，充值后的IC卡插表后，智能燃气表按照同样的秘密格式识别IC卡内数据，确认合法后再将IC卡内的预购气量转为表内剩余气量。该技术手段在很大程度上解决了上述问题，但是也由此产生了三个新的矛盾：一是每个表厂的IC卡数据格式都是对外保密的，不同表厂的IC卡既不统一、也不通用，不同表厂的IC卡智能燃气表互不兼容；二是每个表厂都有自己的收费系统与该厂的IC卡智能燃气表配套，与其它表厂的收费系统不交换数据，不共享信息，数据孤岛问题严重。三是燃气公司始终处于被动地位，无法控制IC卡数据格式及智能燃气表充值业务流程，完全受制于表厂。此外，这个措施的技术门槛不高，精通计算机技术的不法分子仍有可乘之机，一些燃气公司也因此付出沉重代价。

该现有技术仍然是典型的气量计费模式，只能将预购气量转为表内剩余气量，不能将预购金额转为表内剩余金额。这种方式不支持金额计费，也不能有效支持阶梯计价与分时计费。

该现有技术是目前国内燃气企业普遍采用的一种计量、计费方法。所产生的问题，也是目前国内燃气企业普遍面临的共性问题。

在该上述现有技术的基础上，近一两年有部分表厂生产出金额计费表，技术手段是将燃气价格作为参数存放在智能燃气表中，收费系统将预购金额写入IC卡，IC卡插表将预购金额转为表内剩余金额。用户使用燃气过程中，智能燃气表计量燃气用量并按照最小计量单位与燃气价格之积扣减表内剩余金额。如果燃气公司调整燃气价格，就要组织大量的工作人员利用手持POS到各用户家中调整每只智能燃气表的燃气价格参数，任务繁重且不及时。此外，这种方式也不能有效支持阶梯计价与分时计费。这种方式与前一种的另一个本质区别是用户必须先付款，后用气，也就是通常所说的预付款模式。

三、采用远传智能燃气表进行计量、计费的方式

该现有技术，是以机械式智能燃气表为基表，增加通讯模块，以有线、无线等通讯方式传递计量、计费数据，还可以对智能燃气表进行远程控制。远传智能燃气表采用的有线通讯方式有RS485、光纤、ADSL、电力载波等方式，无线通讯方式有GPRS、3G、4G等长距离无线通讯方式和小无线、ZIGBEE、WIFI、蓝牙等短距离无线通讯方式；还可以无线和有线方式、短距离与长距离方式联合使用及组网使用。

该现有技术，在理论上是一种较为理想的计量、计费方式，可以有效解决人工抄表方式的各种缺陷，也可以实现金额计费、阶梯计价及分时计费。此外，这种计量、计费方式还可以有效支持燃气物联网的构建，是未来发展趋势。

该现有技术，在实际应用上一直没有获得很好的技术支撑，瓶颈在于智能燃气表通讯。现有技术手段能够支撑的智能燃气表通讯方式主要有三种：一是采用RS485、光纤、ADSL、电力载波等有线通讯方式，技术成熟无障碍，难点在于布线，由于实施成本高，目前很少采用。二是采用GPRS、3G、4G等长距离无线通讯方式，技术成熟无障碍，难点在于通讯成本较高，仅适用于工矿企业使用的大型智能燃气表或流量计。三是采用短距离无线通讯、长距离有线通讯相结合的组合通讯方式，就是利用小无线、ZIGBEE、WIFI、蓝牙等短距离无线通讯方式，将小范围的若干智能燃气表数据信息汇集到一台集中器，集中器利用互联网等方式将多只智能燃气表的信息上传。这种方式既解决了第一种方式的布线难题，也解决了第二种方式的通讯成本较高的难题，是一种简单可行的解决方案，在部分燃气公司有少量应用，在应用过程中也暴露了两点不足：第一是对于智能燃气表来说，小无线、ZIGBEE、WIFI、蓝牙等短距离无线通讯方式功耗较高，以干电池为主要供电的智能燃气表来说，难以承受；第二是小无线、ZIGBEE、WIFI、蓝牙等短距离无线通讯方式有盲点，如果智能燃气表安装位置过于隐蔽、或者被金属板网遮掩，将无法与集中器通讯。

四、采用代码式智能燃气表进行计量、计费的方式

该现有技术，是以机械式智能燃气表为基表，增加代码计算器及数字键盘，用户可以按键输入代码串，达到控制智能燃气表的目的。

该现有技术，与IC卡智能燃气表进行计量、计费的方式基本相同，区别是以代码串替代IC卡，作为计量、计费数据的传递和控制介质。用户到燃气公司营业厅或银行代收费网点交费充值时，首先由收费系统对用户的预购气量做加密运算生成一个代码串；再由用户利用智能燃气表上的数字键盘按键输入代码串；最后再由智能燃气表内的代码计算器对代码串做解密运算，验证代码串的有效性，验证合格后将预购气量转为表内剩余气量。

该现有技术，也同样存在IC卡智能燃气表进行计量、计费的方式产生的三个矛盾：一是每个表厂的代码串生成及验证规则都是对外保密的，不同表厂的代码式智能燃气表互不兼容；二是每个表厂都有自己的收费系统与该厂的代码式智能燃气表配套，与其它表厂的收费系统不交换数据、不共享信息，数据孤岛问题严重。三是燃气公司始终处于被动地位，无法控制代码式智能燃气表充值业务流程及代码串生成及验证规则。

五、上述方式组合的多种方式智能燃气表进行计量、计费的方式

由于上述几种方式存在各种缺陷，不能满足燃气公司的需求，所以有的燃气公司采取几种计量、计费方式组合的模式。常见的有两种：一是IC卡智能燃气表进行计量、计费，与人工抄表相结合，IC卡表为主，人工抄表辅助；二是远传与IC卡相结合。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中燃气计量无法按时段计量的缺陷，根据本实用新型的一个方面，提出一种燃气计量系统。

根据本实用新型实施例的燃气计量系统，包括：分时计量每个时段的燃气流量并生成流量日志文件的智能燃气表、根据每个时段的燃气单价信息和流量日志文件内的燃气流量信息获得每个时段燃气费用的云服务平台，智能燃气表与云服务平台通过数据传输器无线连接。

本实用新型的燃气计量系统，智能燃气表分时计量每个时段的燃气流量，生成流量日志文件并上传至云服务平台，云服务平台根据流量日志文件和每个时段的燃气单价获得每个时段的燃气费用和总燃气费用，解决了现有技术中无法实现分时段计量的技术问题，燃气公司可以对整个燃气计量过程进行控制和监控，方便了燃气公司远程计量燃气，燃气用户可以通过各种方式远程缴费，保证了燃气用户缴费的安全性，克服了以往计量网络布线困难，通讯成本高的问题。智能燃气表通过数据传输方式上传数据至云服务平台，功耗较低，通讯效果良好，保证了燃气公司对燃气流量计费的准确性、时效性和安全性，促进了燃气计量数据的共享。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型燃气计量系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1所示，本实用新型公开了一种燃气计量系统，包括：分时计量每个时段的燃气流量并生成流量日志文件的智能燃气表100、根据每个时段的燃气单价信息和流量日志文件内的燃气流量信息获得每个时段燃气费用的云服务平台200，智能燃气表100与云服务平台200通过数据传输器300无线连接。

其中，燃气计量系统还包括：存储流量日志文件的日志存储器120，智能燃气表100包括：计量燃气的基表160、接收基表160触发信号的脉冲计量器150、向单片机110发送时钟信号的时钟器130和接收脉冲计量器150发送的脉冲信号的单片机110，基表160与脉冲计量器150相连，脉冲计量器150与单片机110相连，单片机110与时钟器130相连，日志存储器120与单片机110相连。

其中，日志存储器120既可以设置在智能燃气表100内，也可以与智能燃气表100分立设置。智能燃气表100还包括液晶显示器170、报警器180和阀门控制器190，单片机110分别与液晶显示器170和报警器180相连，单片机110通过阀门控制器190与基表160相连。

其中，云服务平台200包括：接收流量日志文件并发送给云端数据中心220的云端通讯中心210、将流量日志文件写入数据库存储的云端数据中心220、自云端数据中心220获得流量日志文件和每个时段的燃气单价信息并获得每个时段燃气费用的云端计算中心230，云端通讯中心210与云端数据中心220相连，云端数据中心220与云端计算中心230相连。

其中，数据传输器300包括：IC卡、手持终端、智能终端、WiFi模块、蓝牙模块、无线电短距离通讯模块，互联网模块、3G模块或4G模块。

上述数据传输器300可以由燃气用户或燃气公司相关人员持有，如IC卡、手持终端、智能终端等，或者数据传输器300也可以设置在具体设备中，如将WiFi模块、蓝牙模块、无线电短距离通讯模块，互联网模块、3G模块或4G模块等设置在笔记本电脑内。

如图1所示，本实用新型的燃气计量系统的工作步骤包括：

步骤101：燃气用户使用燃气，智能燃气表100运转；

步骤103：单片机110控制阀门控制器190打开，基表160计量燃气流量，触发脉冲计量器150；

步骤105：脉冲计量器150发送脉冲信号给单片机110；

步骤107：单片机110接收脉冲计量器150发送的脉冲信号及时钟器130发送的时钟信号，生成本时段燃气的流量日志文件并发送给日志存储器120永久存储，流量日志文件的数据格式为：时段+该时段的燃气流量；

步骤109：数据传输器300，如手持终端，向智能燃气表100的数据接口140发送数据导出指令；

步骤111：数据接口140向单片机110发送数据导出指令；

步骤113：单片机110接收数据接口140发送的数据导出指令，分析该指令的来源及真伪，如果确认指令有效，则从日志存储器120内读取流量日志文件，发送给数据接口140，如果确认指令无效，则终止步骤的执行；

步骤115：数据接口140接收单片机110发送的流量日志文件，将流量日志文件发送给手持终端；

步骤117：手持终端接收数据接口140发送的流量日志文件，将流量日志文件发送给云服务平台200的云端通讯中心210；

步骤119：云端通讯中心210接收流量日志文件，发送流量日志文件给云端数据中心220；

步骤121：云端数据中心220接收流量日志文件，写入云服务平台200内的数据库永久存储；

步骤123：云端计算中心230读取云端数据中心220，获取流量日志文件和燃气单价文件；

步骤125：云端计算中心230自流量日志文件中提取指定计费周期内每个时段的燃气流量，自燃气单价文件中提取该计费周期内每个时段的燃气单价，每个时段的燃气单价可以唯一，也可以不唯一，如表1所示；

云端计算中心230根据该计费周期内每个时段的燃气流量及相应的燃气单价计算每个时段的燃气费用，累加获得指定计费周期的总燃气费用。计算公式为：计费周期内总费用=第1时段费用+第2时段费用+……+第n时段费用=第1时段流量*第1时段单价+第2时段流量*第2时段单价+……+第n时段流量*第n时段单价，如果该计费周期内燃气单价唯一，也就是未调价，则计算公式简化为：计费周期内费用=（第1时段流量+第2时段流量……+第n时段流量）*单价。

表1

时段	燃气流量
		2013年01月01日0-1时	0
2013年01月01日1-2时	0
		2013年01月01日2-3时	0
2013年01月01日3-4时	0
		2013年01月01日4-5时	0
2013年01月01日5-6时	0.25
		2013年01月01日6-7时	0.63
2013年01月01日7-8时	0.11
		2013年01月01日9-10时	0
2013年01月01日10-11时	0
		2013年01月01日11-12时	0.13
2013年01月01日12-13时	0.27
		2013年01月01日13-14时	0
2013年01月01日14-15时	0
		2013年01月01日15-16时	0
2013年01月01日16-17时	0
		2013年01月01日17-18时	0.55
2013年01月01日19-20时	0.23
		2013年01月01日20-21时	0.16
2013年01月01日21-22时	0
		2013年01月01日22-23时	0
2013年01月01日23-24时	0
		2013年01月02日0-1时	0
2013年01月02日1-2时	0
		……	……

本实用新型的燃气计量系统，智能燃气表分时计量每个时段的燃气流量，生成流量日志文件并上传至云服务平台，云服务平台根据流量日志文件和每个时段的燃气单价获得每个时段的燃气费用和总燃气费用，解决了现有技术中无法实现分时段计量的技术问题，燃气公司可以对整个燃气计量过程进行控制和监控，方便了燃气公司远程计量燃气，燃气用户可以通过各种方式远程缴费，保证了燃气用户缴费的安全性，克服了以往计量网络布线困难，通讯成本高的问题。智能燃气表通过数据传输方式上传数据至云服务平台，功耗较低，通讯效果良好，保证了燃气公司对燃气流量计费的准确性、时效性和安全性，促进了燃气计量数据的共享。

本实用新型能有多种不同形式的具体实施方式，上面以图1为例结合附图对本实用新型的技术方案作举例说明，这并不意味着本实用新型所应用的具体实例只能局限在特定的流程或实施例结构中，本领域的普通技术人员应当了解，上文所提供的具体实施方案只是多种优选用法中的一些示例，任何体现本实用新型权利要求的实施方式均应在本实用新型技术方案所要求保护的范围之内。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种燃气计量系统，其特征在于，包括：分时计量每个时段的燃气流量并生成流量日志文件的智能燃气表、存储流量日志文件的日志存储器，所述智能燃气表通过数据传输器与外部的云服务平台相连，所述智能燃气表包括：计量燃气的基表、接收所述基表触发信号的脉冲计量器、向单片机发送时钟信号的时钟器和接收所述脉冲计量器发送的脉冲信号的单片机，所述基表与脉冲计量器相连，所述脉冲计量器与单片机相连，所述单片机与时钟器相连，所述日志存储器与单片机相连。 

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据传输器包括：IC卡、手持终端、智能终端、WiFi模块、蓝牙模块、无线电短距离通讯模块，互联网模块、3G模块或4G模块。 

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