自2010年我市推行供熱分戶計量政策以來，我公司響應國家節能減排號召，積極進行供熱分戶計量改造工作，目前已有超過10.4萬用戶實行了按表計費政策。在按表計費政策的推行過程中，部分小區因原安裝單位不再履行維保服務或者熱表廠家倒閉等原因，存在大量熱計量儀表遠傳缺失或遠傳故障等現狀，進行人工抄表則存在著人工成本過高、采集數據不及時、不準確等缺點，熱表數據實現統一集抄勢在必行。
1、改造方案比較
傳統采集方案：傳統熱量表數據遠傳系統一般采用熱表廠家自帶采集器，在樓宇之間進行布線采集，通過GPRS進行上傳，該方案存在后期維護困難、故障排查量大等缺點；
單戶物聯網采集方案：利用物聯網技術，將熱量表通過MBUS線或485線連接到物聯網傳輸模塊上，通過模塊內嵌的NBIOT物聯網卡直接進行數據傳輸，物聯網采集傳輸模塊大小為移動硬盤大小，可直接放入熱表箱中，物聯網傳輸模塊集成了數據采集模塊和NBIOT物聯網傳輸模塊；
本方案優點：一是施工方便，不使用市電，不需要布線；二是節省了采集器；三是故障排查方便；
本方案缺點：一是該設備尚無成熟產品，可靠性有待檢驗；二是需要定期更換電池（約2年），且信息費高，運維成本高；三是設備直接置于管道井或表箱內，不利于集中管理，特別是放置于管道井時，因無法封閉管理，存在被破壞的可能；四是存在信號不能完全覆蓋的可能性。
單元物聯網采集方案：在每個單元內布線，連接該單元內所有熱量表，在單元內安裝采集器，利用NBIOT物聯網卡，直接通過采集器上傳數據；
本方案的優點：一是僅在單元內施工布線，施工相對方便；二是由于每個采集器可支持多種熱表規約協議，下行抄表可擴展性較強，故障排查相對方便；
本方案缺點：一是使用的集中器數量較多；二是需要使用市電。
通過調研分析比較，參考改造的實際情況，單元物聯網采集方案綜合成本最低，折舊年限越長，優勢越明顯，在三種方案中經濟性最優，且技術相對成熟，后期維護成本低。
2、技術應用情況
目前我公司的熱量表遠傳系統處于單元物聯網采集方案的批量改造中，2018年完成16個小區8000余戶的熱量表集抄改造、2019年完成100余小區3萬余戶的熱量表集抄改造，計劃未來3年完成全部熱量表集抄改造。單元物聯網采集方案優勢較為明顯，下面主要針對單元物聯網采集方案的技術應用做一下介紹。
系統概況
用能信息與采集系統是一套統一的熱量表采集系統，可同時兼容多廠家熱量表、溫控閥、室溫采集器信息的遠程采集、以及溫控閥的遠程控制功能，同時采集系統預留接口，兼容已經實現熱量表數據采集的平臺數據交互。
邏輯結構
該系統的邏輯結構由主站、遠程通信、采集設備、本地通信、計量設備五大部分構成。
●主站層是由一系列軟、硬件構成的計算機網絡系統，是整個系統的管理與控制中心，管理著系統的數據傳輸、數據處理和數據應用以及系統的運行和安全，并統一管理與其它系統的數據集成和交換；
●遠程通信指是主站和采集設備的通信通道，可支持無線和有線的通信方式，包括NB-IOT/GSM/GPRS/4G無線通信方式、光纖以太網等通信方式；
●采集設備收集用戶計量設備的信息，處理和凍結有關數據，并實現與上層主站的交互，主要為可以抄讀熱量表和溫控閥的采集器；
●本地通信是指采集設備與計量設備之間的通信，包括RS-485、M-BUS等；
●計量設備子層實現熱能計量等功能，主要包括熱量表、溫控閥等設備。
物理結構
系統主要由主站服務器及網絡設備、應用客戶端、現場采集設備等組成。物理結構示意圖如下圖1所示：
圖1
●主站服務器及網絡主要由數據庫服務器、前置及應用服務器、交換機以及防火墻等網絡設備組成；
●應用客戶端主要由應用維護工作站、應用工作站等部分組成；
●現場采集設備主要由熱表采集集中器、熱表、溫控閥及溫濕度計等部分組成，熱表采集集中器采集各類熱表、溫控閥信息，并統一上傳到主站，在主站側實現熱表、溫控閥的遠程采集和溫控閥的遠程控制。
采集器技術要求
經過單元物聯網方案的制定和推廣，我們對單元物聯網采集器的技術要求精益求精，最終具備了以下技術功能和要求，主要是下行兼容國內外所有主流熱量表廠家通訊協議，真正實現熱量表集抄的歸一化管理。
●終端技術：終端的結構符合Q/GDW 1375.2—2013的結構要求，采集器與遠程通信模塊間應支持Q/GDW 1376.3—2012，通信單元性能應符合Q/GDW 1374.3—2013相關要求；
●MBUS設計標準：產品要求參照歐洲EN13757 M-BUS總線標準設計，采用CJ/T 188-2004《戶用計量儀表數據傳輸技術條件》標準，其質量、規格及技術性能符合抄表行業的技術規范；
●部件組成：終端各部件要基于模塊化設計，支持上行GPRS/物聯網卡/以太網模塊，下行支持LoRa/GFSK微功率無線模塊，并且上行模塊可插拔，方便更換和維修；
●參數設置：參數設置靈活，可現場遠程設置通訊協議、采集時間、采集間隔、抄表方式、服務器IP、抄表參數等配置參數，支持現場抄表機設置或本地或遠程上位機軟件設置；
●開機自檢：設備開機啟動自檢功能，檢測設備flash、時鐘等器件的狀態，開機時若自檢到時鐘錯誤，需要支持和采集系統對時；
●基礎數據顯示：可通過手持掌機或上位機軟件現場查看熱量表數據（熱量、流量、進回水溫度、功率、報警信息等），方便工作人員維護；
●數據存儲：終端標配32MB存儲，可以存儲192個測量點的62個日零點（次日零點）流量示值凍結數據；
●對熱表兼容：終端具備較強的兼容性，終端存儲器里預存常用熱表協議，可兼容市場上常見的熱表，至少要兼容“代傲、蘭吉爾、貝林、開元、匯中、天罡、經緯、重慶偉岸、荷德魯美特、威勝、聯強、萬華、和同、力創、三龍、震宇、暖流、劍湖、嘉潔能、厚德祥等熱量表的數據采集，同時針對未兼容的熱表可預留開發及存儲空間，可根據不同的通訊協議開發完成相應的熱量表采集；
●控閥兼容：終端可兼容閥控，同一抄表通道可同時接通廠家的熱表和閥門，并在MBUS采集器存儲器里預存常用閥門協議，可兼容市場上常見的控制閥門，至少要兼容3種以上閥廠家閥門；
●供電電壓：采集器要內置電源模塊，可直接連接220V市電，允許偏差為±30%，不需要其它電源設備進行轉換；
●采集接口：采集器支持多種采集接口，包括兩路MBUS、兩路485接口，一路LoRa/GFSK微功率無線模塊、一路紅外接口，能采集MBUS表和485表，支持控閥，同時支持采集無線表計；
●帶載能力：終端要有較強的負載能力，兩路M-Bus接口均可帶載256mA；
●短路保護：抄表過程中MBUS發生過流或者短路時，應立刻切斷Mbus通斷同時點亮端過載指示燈；
●強電保護：終端電壓升至標稱電壓的1.9倍，在此情況下，終端不應出現損壞，供電恢復正常后，終端應正常工作，保存數據應無改變，485總線應能保證220v誤接入5分鐘設備不發生損壞；
●維護與錄入：MBUS采集器可利用手抄機或筆記本電腦現場進行維護，包括參數更換設置和程序升級更新；
●遠程升級：采集器要具有遠程升級功能，可由上位機下發程序文件通過現場采用的網絡，進行遠程升級，包括無線方式遠程升級，升級過程中支持斷點續傳功能；
●掉電保存：終端所使用的時鐘電池在壽命周期內無需更換，斷電后可維持內部時鐘正確工作時間累計不少于5年，數據不丟失。電池電壓不足時，終端應自動提示、報警；
●整機功耗：非通信狀態，視在功率≤5VA，有功功率≤3W；
●抄表方式：終端可用下列方式采集熱表的數據；
●實時采集：終端直接采集指定熱表的相應數據項；
●定時自動采集：終端根據主站設置的抄表方案自動采集熱表的數據；
●自動補抄：終端對在規定時間內未抄讀到數據的熱表應有自動補抄功能，補抄失敗時，生成事件記錄，并向主站報告，若熱表不支持日凍結和曲線數據，終端應定時讀取熱表實時數據，作為凍結數據；
●抄表時間：可依據用戶需求自定義，針對不同的小區，設定設備的抄表時間和抄表頻率，抄表周期1分鐘～24小時可設；
●防護等級：采集器的外殼設計要達到IP51防護等級。
3、展望
通過對單元物聯網采集方案的技術應用，能夠滿足90%以上的現場應用，但針對現場不易接入市電的場景來說，仍需要技術的革新，目前已著手對電池版低功耗的采集器進行試點，相信在2020年供暖季來臨前能夠完成產品的試點及現場應用。
