1、WCTU技術

1.1、什么是WCTU

        WCTU（the wireless control collect transmission unit )全稱為無線控制采集傳輸單元，是專門用于將串口數據（RS232、RS485、RS422、TTL、A/D、IO）轉換為IP數據進行傳輸或者反向轉換把IP數據轉為串口數據進行傳輸的無線終端設備。WCTU是廈門為那通信科技有限公司自主研發的綜合DTU/RTU及短信收發功能為一體的高性能工業級無線控制采集傳輸設備。

        WCTU兼容多種網絡制式： 2G/3G/4G，完美支持電信/移動/聯通三大運營商網絡，智能網絡制式切換。

1.2、工作過程描述

        WCTU是一款主動發起與數據中心建立連接通信，并保持通信長久連接的無線控制采集傳輸設備。由于WCTU登陸網絡時，通過運營商網絡認證撥號成功后獲取到一個隨機分配的IP地址。因此，這就要求數據中心具備固定的公網IP地址或域名。數據中心的公網IP地址或域名作為參數存儲在WCTU內，以便WCTU一旦上電撥號成功，就可以主動連接到數據中心。

        WCTU還提供了網絡或短信的I/O報警和控制功能及其A/D采集功能。

        I/O報警功能：WCTU監測與其引腳相接的電平變化。當I/O電平變化符合預設的狀態時，WCTU會通過網絡或短信向服務器或指定的手機號上發送報警信息，從而達到報警功能。

        I/O控制功能：用戶可通過網絡或指定的手機號碼向WCTU發送控制命令，控制外部I/O引腳的電平變化。與其引腳相接的下位機設備通過監視引腳的變化來做相應的動作，從而達到控制下位機的功能。

        A/D采集功能：WCTU同時自帶A/D采集接口，能自定義采集周期，對前端傳感器模擬量數據進行實時采集，并轉換成數據量主動或被動的上傳到遠程服務器上。

1.3、WCTU的優勢

        WCTU通信方式適合于野外、移動、較難或無法布線的環境下使用。目前，還存在很多監測站與各采集點采用電話線傳送數據或使用人工抄錄方式，實時性差，費用也不便宜。而WCTU完全的規避了這些缺點和不足，更加適合于野外、移動、較難或無法布線的環境下等等。

        WCTU無線傳輸數據有以下優勢：

        1．WCTU用戶可隨意分布和移動自己的采集點，無須擔心線路的維護或有線在移機時導致的通訊中斷。建設新的采集點無需進行拉線，埋線等工作，較使用光纖或專線安裝投資較少，設備安裝方便。

        2．安裝價格低廉、節約成本，與拉線埋線相比較WCTU其終端價格比安裝有線的費用便宜很多。

        3．雙向傳輸功能：WCTU通過無線方式與數據中心進行連接成功后，WCTU與數據中心就可以進行雙向的可靠傳輸。

        4．數據傳送可靠：WCTU適合頻繁的突發型數據業務及其大量的數據轉發業務，支持TCP/IP通信，通信質量穩定可靠。

        5. 支持IO報警功能：支持六路IO報警功能，當下位機設備出現異常情況時，WCTU產生報警信息，及時聯系相關人員處理，減少損失。

        6. 支持遠程短信控制、配置功能，相關管理人員可以實時的控制設備跟修改WCTU配置。

        7. 支持多種安全加密協議方式，WCTU支持AES、3DES、DES等加密方式，防止用戶信息泄露及用戶信息的安全。

        8. 支持狀態燈查看運行情況，可以快速判斷設備當前運行狀態。

        9. 支持遠程在線升級，不用在擔心由于設備需要升級而跑到現場操作，浪費人力物力，減少企業開支。

        10. 支持通信串口和調試串口分離模式，設備調試期間，不影響正常的數據傳輸。

        11. 優化了485的通信功能，485同時收發串口數據不會出現數據亂碼的現象。

1、系統組成方案

        系統的組成主要是前端采集儀器收集到儀表數據信息后，通過WCTU的方式把儀表數據發送到監控中心，前端設備的傳輸設備就是用了廈門為那通信自主研發的WCTU,進行傳輸的。WCTU與數采中心的連接總體上有兩種方案：WCTU(XXX網絡)+INTERNET（固定IP/動態IP）連接；WCTU(XXX網絡)+APN專網；WCTU(XXX網絡)+中心轉發（固定IP/動態IP）。

1.1、 <!--[endif]-->系統連接方案1

        該系統結構是WCTU的無線傳輸功能，利用運營提供的移動網絡信號，把串口接收的數據，通過無線網絡的方式傳輸到網絡中指定的公網IP上面。上位機軟件在根據采集的數據進行分析跟組合，并顯示在顯示器上面，并存于采集中心的數據庫中。在采集中心再搭建一個WEB服務器，可以讓用戶在任何可以上網的地方看到現場的實時采集數據的查看，并可以對現場的設備進行控制。根據WCTU的IO報警、控制特性，用戶可以短信接收設備的工作狀態，也可以通過手機短信的方式對設備進行控制。

圖1.1-1

1.2、系統連接方案2

        該系統結構是利用運營提供的移動內部網絡信號（APN專網業務），把串口收集的數據，通過APN專網的方式傳輸到運營商提供的APN數據采集服務器。上位機軟件在根據采集的數據進行分析，并通過顯示器顯示，并存于采集中心的數據庫中，以方便查詢。

圖1.2-1

1.3、系統連接方案3

        該系統是為了解決，那些由于沒有公網IP或者沒有APN專網用戶設計的一種連接方式，由于數據采集電腦沒有公網IP(APN專網)，導致WCTU無法直接找到采集電腦，并進行傳輸數據，為了解決這個方面的問題，我們使用了中心轉發機制，首先WCTU連接到中心轉發服務器，客戶采集電腦也連接到中心轉發服務器，客戶采集電腦需要任何數據可以從轉發服務器進行請求，也可以設置成實時傳輸的模式，進行數據的收集。根據WCTU的IO報警、控制特性，用戶可以短信接收設備的工作狀態，也可以通過手機短信的方式對設備進行控制。

圖1.3-1

2、系統功能

        功能原理：

        系統管理軟件安裝在物業管理中心，或者安裝在各個區域的水、電、氣的分公司。通過轄下的集中器隨時調用采集終端內任一表計的數據并進行處理并通過WCTU跟中心進行聯系，同時可以對系統內設備發出各項指令操作。計算機安裝于物業管理中心內，或者安裝在各個區域的水、電、氣的分公司。通過抄表系統管理軟件對整個系統進行自動抄表及管理。

2.1、數據安全性

        數據安全性由五方面構成：

        第一，數據庫是由ORACLE公司提供的數據庫系統，它的安全性高，允許多用戶操作而不破壞數據的完整性，用它來做數據庫可以保證數據的安全；

        第二，中心采集系統對用戶實現分級權限，根據使用者相應的系統權限，限制人員改變數據庫和硬件設置，以保證數據的正確性跟數據的隱秘性。

        第三，防火墻功能防止黑客的惡意破壞，完善的數據雙備份功能，防止中心管理服務器硬件系統故障，導致數據丟失，強大的中心冗余備份，在主中心故障的時，啟用冗余中心接受當前的儀表數據。

        第四、完善的系統日志：系統日志記錄了進入系統，離開系統，系統操作記錄，并實時記錄改變運行參數操作者。

        第五、WCTU內部由軟件實現豐富的加密方式，包括：AES、DES、3DES等多種加密方式，就是用戶數據在通信中被截取也不用擔心數據的丟失或者被篡改，保證數據的安全性。

2.2、自動抄表功能

        中心管理軟件，可以設置的抄表開始時間和抄表間隔，抄表方式有按月抄表、按星期抄表、按天抄表等等。抄表時間的功能是讓采集中心到預定的抄表設置時間，系統便會主動發起去抄采集器或儀表內的請求命令。對于系統第一次抄不上數據，系統會自動補發命令進行重新抄寫或人工發命令補抄，對應一直抄送失敗的設備進行統計，好安排工作人員去現場及時排查故障。

2.3、設備檢測功能

        設備檢測功能的工作原理就是實時發送檢測包，現場儀表對檢測包進行回應，如果在規定的時間內收到回應表表示儀表工作正常，相反表示儀表儀出現異常。為了及時了解現場儀表的工作狀態，防止儀表工作異常，對用戶使用產生影響，導致日常生活出現困擾，以及出現企業的經濟的損失。數據管理系統會對一直回應失敗的設備進行統計，并打印出來，好安排工作人員去現場及時排查故障。

2.4、電費管理功能

        在到規定的收費日期前，集體抄錄一次儀表當前的數據。確保數據庫內的數據是當前儀表的實時數據，利用自動計算功能計算出當月用量及相應的費用，并可以輸出報告及其用戶編號。交納費用時，只需輸入用戶編號，當月用量和費用就會由程序自動填寫好，每筆費用都有詳細記錄，方便賬目輸出，便于對帳。

2.5、設備管理功能

        開箱告警、停電告警、短路告警、高溫告警、過載告警、傾斜或移動報警、拆卸告警、設備工作異常告警等；控制對欠費用戶進行拉閘限用的功能等。并提供數據保護功能，在停用48--72小時內仍可抄表和監控。本系統結合短信平臺，在對欠費用戶進行催繳的功能。對現場設備異常的告警功能，可根據具體內容發短信給相關的管理人員，并及時到現場處理問題。

圖2.5-1

3、結論

        遠程自動抄表系統通過科技化、自動化手段，提高各個管理部門主動服務的能力和水平，及時處理可能出現的問題，加上自動抄表系統節約的人力物力能夠幫助企業提高服務效率和服務內容，能夠更好的實現與用戶之間的和諧相處，為各個主管部門創造良好的社會形象和社會效益及其經濟效益。