广西蓝合创讯数据科技有限公司
摘要：时至今日，全国各地农村居民用水仍然采用包月制方式，此种模式很难使供水部门实现对用户用水过程的实时监管，对实现水资源节约不利。为提升农村地区供水自动化管理水平，可通过应用GPRS网络对无线自动抄表系统进行搭建，提高农村地区用水管理效力。
关键词：农村地区 自动抄表 GPRS 数据库
采用传统包月制用水模式，供水部门很难对用户用水数据形成实时监测，所以在实际管理过程中基本无法发现漏水、盗水等异常用水情况。因此，如果通过应用GPRS等新型技术促进远程自动抄表效果的优化，提高管理质量和管理效率，值得我们深思。
1、系统工作原理
监控系统主要由三大部分组成，即监控主机、用户终端以及GPRS无线通讯网络。其中，监控主机属于整个系统中的主站，其作用为发布命令以及显示信息；用户终端属于系统当中的从站，分散在每个村庄中的供水站，其作用为响应主站下发的命令；GPRS无线通讯网络属于主从站之间进行信息传递的纽带。
2、系统硬件设计
该部分内容具体包括监控主站设计和用户终端站设计。前者应用PC机作为监控主机，通过GPRS模块对抄表命令进行发送，并接收数据信息。而用户终端由远传水表、GPRS模块和电源等部分构成，
3、GPRS模块参数设计
依据GPRS模块所处位置方面的差异，可具体将其分成主站和从站，都可以起到数据中转作用。以G200型GPRS模块为例，在使用之前需要结合具体的应用需求对各项参数进行设置，主要内容包括模块目标地址、身份地址、工作方式以及波特率等，具体内容如表一所示。
表一 G200基本参数
.png)
表一中参数说明如下：①模块身份地址主要由工程号与站点号这两个部分构成，同一个系统当中主从站有着同样的工程号（本文所述系统工程号是4），主站站点号是000，从站站点号则是由001开始逐渐递增编址；②主从站都采取主动工作方式，G200模块接收到任何数据都会即时转发入网；③主站采取格式传输方式，便于制定目前与之建立通讯的目标从站，从站的主要任务在于对主站访问进行响应，所以全部从站都应该设置成透明传输方式一，也就是智能回传方式；④主从站应该保持相同的心跳时间和波特率。
4、通讯协议说明
有关通信功能，有如下基本要求：①要能够可靠读取出远传水表中的计量数据；②可以随时准确读取出水表的地址信息；③可以根据实际需求对水表初值进行重置。所以，基本通讯指令内容包括三条，即读计量、读地址以及写初值。将主站请求读取计量数据作为案例进行问题说明，其报文格式如表二所示。
表二 主站请求读取计量数据的报文格式
.png)
在上位机和远传水表之间通讯的过程中，需要先发送多个前导码FEj，前导码属于抄表之前为唤醒表具（同时起到让总线保持稳定的作用）所发送的无效字节。所以发送前导码具体的数量应该随着波特率的变化而变化。因为系统波特率为9600bps，所以此模块在对读计量数据命令进行发送以前需要先发出16个前导码。
5、远程监控管理软件设计
远程自动监控管理软件属于整个系统当中的控制中心与管理平台，具有十分强大的控制功能，可以让供水部门有效摆脱以往由人工抄表所带来的繁琐工作。此系统选择Visual Basic6.0当作开发监控管理软件的工具，VB在进行数据库开发方面有着良好的优势，方便而快捷。由于抄表数据量并不是特别大，所以对数据库并未形成过高要求，因此系统可选择数据库软件Microsoft Office Access针对数据进行管理。
5.1功能结构设计
由供水管理部门与用户两方面需求出发，保证抄表过程的便捷性，对用户用水进行自动计价，同时查询方便，对系统功能结构设计如下。
.png)
图一 系统结构图
5.2数据库设计
5.2.1需求分析
在农村用水远程自动抄表系统当中，最为核心的数据为各个供水站中水表的计量数据，不管是采取远程自动抄表方式，还是采用手工录入抄表方式，系统都对本阶段用户新增用水量进行自动计算，并判定其是否处于正常范围之内，以及时挖掘盗水、管道泄漏等异常情况。出于对今后功能拓展方面需求的考量，设计几个主要实体，包括：用户信息、水表数据、新增水量、操作人员信息以及用水结算明细等。
5.2.2访问技术
本文所述系统中的全部信息都保存于数据库内，而数据的查找、删除以及新增等操作都要由数据库访问技术支持完成。在VB所供给的数据库访问技术当中，最为常用的方法为ADO技术，它属于由Microsoft供给，并建议在Visual Basic 6.0环境当中应用的数据访问接口。在具体应用之前需要将其添加至VB控制工具箱当中。
5.3VB串口通信技术实现
在通过VB6.0对上位机监控管理软件进行设计时，使上位机和主站GPRS无线模块间实现串口通信非常重要，我们应用通讯控件MSComm达成串行通讯，在具体应用前应将其添加至工具箱。
5.4自动抄表系统实现
5.4.1界面设计
在此项目中对自动抄表监控系统的主窗体进行添加，并在窗体内适当位置添加Frame、SSTab以及Label等控件。比如，在定时单表查抄中，其设计内容为：①功能简介。可依据实际需求将抄表周期设置为每天、每周、每月或者每季度等，将抄表周期设置完毕之后，在达到抄表时间后发送抄表命令；②界面说明。将监控界面具体分成设置区、操作区以及显示区三部分。其中，设置区的作用在于设置抄表周期，而显示区的作用在于对水表读数进行实时显示；③操作流程。在完成抄表周期设置之后，监控系统便可开始运行，运行过程中要实时明确抄表状态，如果抄表成功，便对下次抄表时间进行自动重置，将抄表数据向数据库存储；如果抄表失败，则要通过手工方式将抄表数据录入，这时“成功标志”会显示为抄表人员姓名。
5.4.2代码设计
在达到抄表时间之后，自动抄表系统中的监控主机会通过串口向主站G200模块传送抄表命令，并利用GPRS网络向外传输数据。这时主站G200模块将会向监控主机反馈相应数据，通过数据的差异判定主站G200目前所处运行状态。如果抄表命令发送失败，便进行自动重发；如果发送成功，数秒之后水表计量数据将会返回，可以依靠判别这一数据合法性的方式，判断目前水表的抄表状态。如果抄表成功，可依据抄表周期对下次抄表时间进行自动重置；如果抄表失败，便要操作区域点击按钮（原始通讯数据查看），具体分析抄表失败情况发生的原因。
结束语：
总而言之，GPRS技术在农村用水远程自动抄表系统中具有非常良好的适应性，值得广大供水管理部门投入更多人力、物力和财力对其应用方法进行深入研究，提高我国农村地区用水管理效果，促进水资源节约，为资源节约型和环境友好型社会建设注入新的活力。
参考文献：
[1]王欣欣，姚灵.NB-IoT水表自动抄表系统有关技术的探索与研究[J].仪表技术，2020（10）：1-4+33.
[2]金明亮，范文兵.水表自动抄表系统的设计与实现[J].通讯世界，2017（10）：237-238.