基于RFID 自来水水表管理系统
时间：2021-04-18 07:45:13 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
基于RFID 的自来水水表管理系统
孔凡红，郭金旭＊＊
作者简介：孔凡红（1985），男，硕士，通信与信息系统通信联系人：郭金旭（19####），男，教授，软件工程. E－mail：Guojx2000＠http://www.wendangku.net/doc/1d950afb04a1b0717fd5dd7a.html（武汉理工大学信息工程学院，武汉430070）
摘要：水表管理一直是自来水公司管理工作中的重要环节。多年来手写抄表不仅工5 作量大、效率低下，而且存在估抄、漏抄等水表管理不善等问题；而报装、表务管理由于流程不规范和水表信息管理不严谨，经常出现企业水表统计信息不明朗、用户自行换水表或调改起止码等现象，产生偷水、漏水、超额用水等情况。根据当前的自来水抄表系统的发展现状和研究热点，本论文将围绕RFID 通过电子标签与水表绑定开展研究，实现水表精准单品管理和水表使用周期的全程跟踪。
关键词：计算机应用；RFID；电子标签；精准；单品管理；全程跟踪
中图分类号：TP317.1Research and Design on Running Water Meter Management15 System Based on RFIDKONG Fanhong, Guo Jinxu（Wuhan University of Technology, Wuhan 430070）
Abstract：Water meter management system has always been an important part in the governmentof running water company.Handwriting meter reading has not only been the heavy workload and20 inefficient over the years, but also existing the problems of poor management such as estimationand neglection in meter reading;But with the non－standard of the flow management and thelacking rigor in water meter information,the enterprise usually shows the phenomenons that thewater meter statistical information are not bright and the user can replace the water meter andmodify the beginning and end code free.All that result in stealing water、water leakage and excess25 water and so on. In this ,according to the current development situation and hot researchareas in the meter reading system of running water,with the banding of electronic label and watermeter,it will revolve Ratio Frequency Identification that realizes the water meter accuratemanagement and all－the－way tracking.
Key words：computer application;RFID;electronic label;accuracy;single－management;all－the－way30 tracking
0 引言
随着人们生活的不断提高，建筑、住宅条件的不断改善，人民群众对居住设施的智能化和安全性、舒适性、私密性的要求都日益提高，城市用水“一户一表，抄表到户，计费到户”35 已经成为供水企业保证供水发展到优质供水和优质服务的目标。而水表是自来水公司与用户之间的纽带，它是用户用水的计量工具，因此水表的监督与使用一直是自来水公司管理工作中的重要环节，水表管理的好与坏严重关系到自来水企业的经济效率［1］。传统的水表管理：1）只能管理到数量，而对某一块水表具体用到哪里，是否现在还在使用是管理不到无能为力的。2）无法做到单品管理，对于报装、表务、抄表收费等基层环40 节都有可能存在用户或施工人员的欺诈、哄骗、抵赖的现象。因而建立一个准确而又便捷的自来水水表管理系统将有利于自来水企业的科学运作与有效管理，节省人力资源和提高企业经济效益。
1 本论文的总体思路和创新之处
目前水表身份确定的方法有标准或异形IC、RFID 电子标签或者条形码标签，其中条形码价格便宜，但易复制、不防污等。RFID 具有成本低、耐高温、防尘防水防45 潮防伪造的特点，不用接线，不用电池，封装牢固可靠［2］，本论文将RFID 技术运用于水表管理，将电子标签与水表绑定，给每块水表一个唯一身份，确保水表的精准单品管理，明确水表是否使用或使用到了哪里，方便水表统计；它身份贯穿着水表的整个生命周期，避免用户自行换表、抄表员估抄、漏抄、错抄或自行修改水量等问题；便于稽核人员对水表进行强检、抄表稽核50 等。基于数据库和网络技术的条件，在充分考虑庞大的水表用户的情况下，系统采用Client/Server 结构，使用大型数据库计划书，应用面向对象的程序设计方法，满足企业对该系统的功能要求［3］。系统围绕自来水水表管理系统开展研究，主要实现水表的精准单品管理和使用过程中的全程监控。给每块水表一个唯一的身份识别码，该身份识别码将伴随该水表55 的整个生命周期，从此水表就像每个居民一样具有一个唯一的身份证在随后的所有业务过程中，都可以通过这个身份证号来识别每只水表，对每个水表的异动情况进行监控。由于将RFID 运用自来水水表管理系统在实际生活中的应用还处于一个起步阶段，因此该系统的总体设计思路应从企业的经济和技术现状出发，结合生产、生活实际，使其达到充分的适应性。本论文的创新之处在于：60 1）水表入库：鉴定中心通过对入库的水表进行鉴定，利用RFID 技术给每块水表分配一个电子标签即唯一的身份识别码，确定每一块水表的身份。2）流程监控：对于新装用户或老用户换表整个管理流程中，通过追踪电子标签来进行流程监控和判定那一块水表用到了哪里。3）抄表管理：①抄表员必须刷到电子标签才能抄表，杜绝估抄和漏抄②输量时系统根65 据前3 月平均量，超过200％或低于70％现场报警，此时抄表员有一次机会改正，避免因疏忽导致的错抄③抄表员现场核实之后，不能再修改抄表水量。如果确实抄错需修改，必须和营业部主管共同刷特权电子标签才能修改，系统同时保存修改日志。4）定期稽核：稽核人员通过RFID 技术可以定周期的去稽核水表，检测水表是否损坏、用户是否私自换表、抄表员是否徇私抄表等。70 2 基于RFID 的水表管理系统的组成水表管理贯穿水表使用的整个生命使用周期，通过RFID 给每块水表一个唯一身份，确定水表和用户身份，实现水表使用过程中的全程跟踪。水表管理系统主要由RFID 进出仓登记、报装管理、表务管理、RFID 抄表和营业收费管理等模块组成，系统框图如图1。75图1 系统组成框图RFID 进出仓管理：负责对入库的水表进行鉴定，通过RFID 技术给每块水表绑定唯一的电子标签即身份识别码，确定每一块水表的身份。报装管理：负责对新装用户进行报装登记、查勘、缴费、施工、验收等80 流程控制，对新装用户建卡入册，登记水表和用户信息，在整个报装流程中通过识别拴在水表上的电子标签明确那一块水表用到了哪里。表务管理：负责老用户进行换表申请、稽查、缴费、派工、验收等流程控制，对老用户换表、改表（户主更换）、移表（水表地址迁移），同样在整个表务流程中通过RFID 技术85 确定那一块水表是否在使用或使用到了哪里。RFID 抄表：抄表员抄表员通过RS232 或RS485 等标准串口［4］，从电脑上下载当月应抄用户信息到抄表机中，通过扫描水表上的电子标签来识别水表，然后录入用户水表止码进行水量计算。
3 RFID 系统的设计
90 RFID 技术具有广泛的应用前景，RFID 设备的多样性使得应用系统的实用性大大提高，对于水表管理而言，可以将电子标签设计成贴片式或者螺栓式等各种样式与水表进行绑定。一个完整的RFID 系统主要由电子标签、读写器、天线、管理系统四部分组成，系统框图如图2 所示。95 图2 RFID 系统组成框图水表采购后，在出仓前要进行水表登记。首先，用读写器对电子标签进行写设计，给电子标签一个唯一编码作为水表身份，并记录于数据库中。然后将RFID 电子标签做成螺栓式固定在水表上与水表绑定。这样，标签就成为水表永久的一部分，用于长期监控水表，在报100 装、表务、抄表过程中，通过读写器读取唯一编码来确定水表身份，让自来水公司明确的知道每一块水表使用到了哪里，现在是否还在使用；监督协调报装、表务的施工流程，提高工作效率；杜绝用户自行换表或修改起止码；防止抄表员进行估抄，降低漏抄和抄错率。在水表使用的全过程中，电子标签始终跟随着水表，通过经过认证的读写器读取唯一编码来判别水表身份，起到防伪的作用。105 4 水表管理系统的体系结构设计由于自来水公司用户数据量庞大、数据关联复杂，系统采用Client/ Server 体系结构,这种模式中客户（Client）用来提供用户界面和前
端处理的应用程序,服务器（Server）则提供由客户使用的资源和服务［5］。其优点在于在稳定的局域网中客户软件提供了部分数据处理功能,服务器可以有更多的能力来完成数据访问和事务处理,可以支持更多的用户,当用户在进行查询时,网络上仅仅传输查询请求和结果,减少了网络传输量,提高了整个系统功能。110 软件系统的体系结构如图3 所示。图3 软件系统的体系结构115 本系统采用两层C/S 体系结构，两层结构将应用一分为二，服务器（数据库层）负责数据管理，客户机（前台）完成与用户的交互任务。此结构把存储企业数据的数据库放在远程的服务器上，而每台客户机上安装相应的客户端程序。客户机：其用户界面结合了表示层和业务逻辑层，结合受用户请求，并向数据库服务器提出请求。120 数据库服务器：相应客户请求，并将数据提交给客户端，客户端再将数据进行计算并将结果呈现给用户。两层结构提供网上的安全保护及完整性处理等操作，允许多个客户端同时访问同一个数据库［6］。C/S 模式在技术上非常成熟，模型简单，易于接受和理解。主要特点是交互性强、具有安全的存取模式、网络通信量低、相应速度快、利于处理大量数据。125 5 数据库设计数据库是信息管理系统的核心，数据库中所存储的信息能否正确的反映现实世界，在运行中能否及时、准确地为各个应用程序提供所需的数据，关系到整个信息管理系统的效率。因此设计数据时应该与实际应用紧密结合，从用户对数据处理的角度出发，考虑到系统的运行效率、可靠性、可修改性、灵活性、通用性和实用性等各个方面。本系统的数据库采用130 SQL SERVER 2005 数据库。
5.1 数据库表的设计
数据库包含的表有：编码规则表setup、用户信息表bs＿cust＿info、用户水表信息表bs＿meter＿info 、仓库水表信息表bs＿sn 、水表使用记录表bs＿sn＿log 、报装流程表bs＿batch＿request、报装单头表bs ＿install＿order、报装明细表bs＿install＿detail、表务流程表bs＿meter＿query。以仓库水表信息为例，其用来保持所有进仓的水表信息，其135 结构为：表1 仓库水表信息表Tab. 1 Information sheet of water meter in storehouse字段名数据类型大小是否为空是否主键序号id char 10 否是RFID 码nameplate varchar 20 否否品牌brand varchar 20 否否口径caliberid varchar 10 否否登记日期sndate datetime －否否领表人operator varchar 20 是否领表日期date1 datetime －是否用途use1 varchar 60 是否
5.2 触发器的设计
140 触发器是一种特殊的存储过程，它在插入、删除或修改特定表中的数据时出发执行，它比数据库本身标准的功能有更精细和更复杂的数据控制能力。本系统数据库中的触发器有：bs＿meter＿info＿update 和bs＿meter＿info＿insert,用于维护bs＿＿meter＿info 的数据完整性。当用户走报装或表务流程时，对表bs＿meter＿info 进行插入或修改RFID 码时，触发器自动修改bs＿sn相应行信息，并将使用记录插入到bs＿sn＿log 中。145 6 应用程序设计前端程序采用Sybase PowerBuilder8.0 ,编程语言为PowerScript 。作为一个优秀的开发工具,提供了非过程化的开发语言,开发效率大大提高。以表务模块设计为例，其窗口界面如图4 所示：图150 4 表务流程界面表务流程在流转过程中通过点击“完成”按钮将相应标志位置1 实现每个流程的完成，点击“上一步”按钮将上一标志位置0 将表务流程退回到上级部门。在派工单中所需的水表只能是仓库中RFID 码未使用的水表，其SQL 语句代码如下：155 SELECT bs＿sn.id,bs＿http://www.wendangku.net/doc/1d950afb04a1b0717fd5dd7a.htmlplate,bs＿sn.brand,operator,metermodel,160 date1,bs＿sn.caliberid,bs＿sn.sndateFROM bs＿snwhere nameplate not in （select isnull（nameplat e,……）from bs＿sn＿log）165 表务流程在执行验收时须判断水表RFID 码的准确性，其PB 代码如下：if（uf＿isempty（ls＿meterno））thenmessagebox（……, …水表号错误…）returnend if170 int l ＿cselect count（＊）into ：l＿c from bs＿meter＿info where nameplate ＝：ls＿nameplate;if（l＿c > 0）thenmessagebox（……, …铅封号错误, 已经使用…）returnend i175 f
7 结论
本文给出了基于RFID 自来水水表管理系统的设计方案：给每块水表一个唯一身份，确保水表的精准单品管理，明确水表是否使用或使用到了哪里，方便水表统计；它身份贯穿着水表的整个生命周期，避免用户自行换表、抄表员估抄、漏抄、错抄或自行修改水量等问题；180 便于稽核人员对水表进行强检、抄表稽核等。极大程度的方便自来水公司水表管理，使水表管理更加透明化、流程化、科学化，避免人为漏洞，提高公司效益。
［参考文献］（References）
［1］陈玉杰，孙艳霞. RFID 在自来水抄表系统中的应用［J］. 中国自动识别技术，2008，4（7）：67－69.185 ［2］李少红. 基于RFID 的烟草公司资产管理研究［D］. 上海：华东师范大学，2009.
［3］方颖松. RFID 技术在库存管理中的应用［D］. 上海：复旦大学，2008.190
(本文转自：http://www.wendangku.net/doc/1d950afb04a1b0717fd5dd7a.html/lwcs/so_article.asp?id=11040880742)
