自动抄表技术综述及专利分析

自动抄表技术综述及专利分析

杜梦林王春鹏

国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心天津300304

摘要：介绍了自动抄表技术的一般结构，分析了自动抄表系统的发展现状，探讨了自动抄表领域的几个关键技术，并分析了该领域专利申请趋势、专利技术来源国、我国主要专利申请人。

关键词：抄表；专利分析；通信

一、概述

自动抄表（automaticmeterreading）是采用基于传感、计算和通信等技术的专用设备对各种计量仪表（如电表、水表、燃气表等）的信息进行采集、传输和处理的技术[1]，具有抄收速度快、计算精度高、实时性好等优点，为仪表远程管理平台统计收费、分析故障等管理操作提供了必要的技术和信息支撑。自动抄表系统一般由计量仪表、本地通信网络、集中器、远程通信网络、远程管理平台等构成。其中，计量仪表是整个自动抄表系统的基础设备，用于采集用户的电表、水表、燃气表等的数据信息；本地通信网络包括数据采集器和本地通信的数据传输通道，是数据集中器和计量仪表之间联系的媒介，数据采集器采集计量仪表的数据信息，并通过数据传输通道传输给集中器；数据集中器则是表计数据缓存和传输的中转站，是本地通信网络和远程通信网络之间的中继器或协议转换器；远程通信网络则负责把数据采集器转发过来的数据进一步上传到远程管理平台，是数据集中器和远程管理平台之间联系的桥梁；远程管理平台是整个自动抄表系统的控制和管理的中枢，是数据存储和处理的核心。

二、自动抄表中的关键技术

2.1通信方式

自动抄表的通信方式可分为有线通信方式和无线通信方式两类。有线通信方式主要有RS485总线通信、电力线载波通信抄表等方式；无线通信方式主要有红外、蓝牙、GPRS、ZigBee等方式[2]。其中，ZigBee技术是随着物联网和无线传感网络的发展而发展起来的一种短距离、低功耗的无线网络通信技术，是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。Zigbee的传输速率可以很好地满足抄表应用的需求，此外其传输距离远，最多支持65000多个节点组网传输，更能够解决其他无线通信技术无法解决的大规模集中抄表的应用问题，因而得到了广泛的应用。

2.2数据采集技术

自动抄表数据采集方面，早期的自动抄表系统一般会有专门的读表模块，采集电压和电流信号经过转换变成数字信号再传给通信模块传输。目前，根据中华人民共和国电力行业标准DL/T614-2007《多功能电能表》规定，多功能电能表要有红外和RS485通信接口，可以采用红外和RS485总线采集电表数据。

三、自动抄表技术专利分析

3.1专利申请国家/地区分布

针对中国、美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区关于自动抄表领域的专利申请数量进行分析发现，中日韩三国专利申请远高于其他国家。该领域中、日、韩、美、欧各国家和地区占比分别为67.5%、5%、10%、3.1%、1.74%。对于中国关于该领域专利申请的类型进一步研究发现，其中实用新型专利较多，约占比78.3%。上述结果客观上反映了中国虽然具有大量的申请量，但关键性的发明专利为数尚少。某种层面上发映出，量上我们占据着巨大的优势，但在质上的突破才是我们今后发展方向。

3.2历年专利申请量分析

我国关于自动抄表领域的申请量在2003年至2017年间，除了2014年和2017年略有降低之外，每年均呈逐渐上涨的趋势。可以预测，随着通信技术的不断发展，未来几年内自动抄表领域的专利申请量会保持这种上涨的势头不变。

3.3主要申请人分析

经统计，该领域的国内专利申请数量排名第一、第二位的是成都弘毅天承科技有限公司以及中国电力科学研究院，其余的为省级电力公司以及其他电子企业，这一定程度上反映了中国企业在自动抄表技术上的投入和研发力量，说明了中国企业该技术的专利申请比较重视。需要进一步鼓励、扶持我国电子企业投入更多的研发力量，在自动抄表领域进行技术创新，从而推动该项技术的进步。

图1

四、自动抄表技术在社会生活中的应用

1、应用于计量部门

计量仪表是连接能源企业与用户的桥梁，是自动化抄表中的重要一环。计量部门对安装在用户家庭中的计量仪表进行正常的安装、运行维护以及及时维修以保障用户正常使用和数据的正常抄收。随着自动抄表技术的不断前进，在计量仪表出现故障、统计出异常数据时能够及时报警，从而降低了由于故障所带来的损失。

2、应用于营业抄收部门

营业抄收部门主要工作是抄收、存储各用户的水气电热各表的使用数据。准确、可靠地计算出不同用户、不同时段使用的电量、燃气量、用水量等，是向用户收取费用的重要依据。自动抄表技术在营业抄收部门中使用时，需要提升各个计量仪表采集数据的准确性和及时性，从而提高工作效率和质量。

3、应用于集中控制中心

随着电力企业管理模式的改革，目前很多变电站逐渐实现了自动化的看守方式。在自动化逐渐普及的过程中，还需要建立集中控制中心，实现对各个变电站的统一管理和控制。自动抄表具有手动抄表无可比拟的优势，能够大幅提升工作效率。因而，自动抄表技术需要引起我们的足够重视。

五、小结

本文对自动抄表技术进行了较全面的分析和研究，重点分析了该领域专利申请趋势、专利技术来源国、我国主要专利申请人。从以上分析可知，我国自动抄表技术虽然起步较晚，但是在市场需求的推动下，电力电子企业对自动抄表技术的关键技术研发的投入，电力企业的发展呈现繁荣之势，同时也开始注重专利保护和专利布局。自动抄表技术在社会生活中的使用能够极大增强社会经济的发展，需要我们对该领域引起足够的重视。

参考文献

[1]唐贤敏.电能计量自动抄表技术的现状与展望[J].中国新通信(20)：224.

[2]刘进勇.电能计量自动抄表技术的现状与展望[J].科技与企业,2013(02):122.