年水、電、瓦斯數位讀表示範系統概述

第二節 96 年水、電、瓦斯數位讀表示範系統概述

96 年水、電、瓦斯數位讀表示範系統主要目標是考量在不同類型的建 築物環境特性下，規劃設計與建置出最佳的水、電、瓦斯能源數位化自動 讀表系統方案，在原來傳統機械式計費表後加裝數位化表計（包括水表、

電表、瓦斯表），結合目前先進的資通訊與自動化的技術，並以能源公司與 消費者的立場角度，創新與開發相關讀表介面與軟體程式，整合展現各種 可能的自動讀表應用效益，以達到安全安心、節能永續之目標，除了提供 未來政策推廣與參考使用之最佳案例外，也能提振自動讀表之相關產業發 展，營造未來智慧化都市的願景。

因此，96 年度智慧居家之水、電、瓦斯數位讀表系統示範案例之選擇 在不同的地點，而建築類型也有所不同，包括辦公大樓類、學校機關類、

集合住宅類三種，形成具有「用戶能源使用量」、「用戶能源公司所屬管轄 機關」、「表頭設置位置與分散方式」等特性上的差異，這些差異將影響表 頭的選定與通訊系統的選擇，也會影響數位讀表系統的架構方式。

考量以上之建築背景特性，為了自動讀表整合應用展示，此三個地點 之示範案例將規劃以網際網路方式連結至內政部建築研究所材料實驗中心 大樓內之監控中心，進行遠距讀表資料蒐集與整合應用，其整體數位自動 讀表整合連結系統架構規劃如圖 2-1 所示。本案對於各設置處所所設置的表 頭設備與通訊傳輸的規劃如表 2-1 所示。

圖 2-1 自動讀表整合連結系統架構圖

表2-1 示範案例各處所使用設備與傳輸規劃一覽表

綜合以上，有關各示範地點之自動讀表之詳細的建置方式與內容簡要 說明如下：

一、 辦公大樓類之示範系統展示內容 (一)案例環境特性說明：

„ 地點：台北市文山區景福街 102 號內政部建築研究所材料實驗中 心，該楝建築為地下一層、地上五層的建築物。

„ 大型建物類（建物集中，表頭少且分散）。

„ 電表部分：電力系統均是高壓供電，經降壓再分給各層各區使 用，因此針對台電而言，為一個用戶，因此只有一個電表。

„ 水表部分：本址僅有單獨 1 只水表，且設置在建物一樓騎樓，採 直接表ϕ75mm 供水。

„ 瓦斯表部分：本處所未申請設置瓦斯能源之使用，故將不予設 置。

(二)讀表系統建置方案說明：

本場所兼有建築物內讀表設備與未來示範自動讀表系統的後端之 監控系統主機端的成果展示，因為是屬大型建築物類，因此本場所建 置使用的表頭為大口徑之水表與高壓端之總電表各一個，每個都採用 具有TCP/IP 的網路介面，透過本棟建築物內之區域網路，連結至在本 大樓之中央監控室的數據資料處理伺服器，並轉換成標準資料庫與另

一部能源管理主機串連，在能源管理主機中，以客製化方式，呈現自 動讀表的機能與效能的人機操作畫面，系統詳細架構圖如圖2-2 所示。

數位電表表頭是安裝在地下一樓的總電表之二次測，資料轉換成 TCP/IP 封包，透過網路線連接至大樓之區域網路，與中央監控室之主 機連結，表頭詳細規格附錄一所示。

數位水表表頭，是屬於大口徑的表頭，將與當地之省自來水公司 協調配合更換，安裝「網路讀表介面」，表頭也是轉換為 TCP/IP 封包 透過大樓內之區域網路傳送至中央監控室主機，表頭詳細規格如附錄 一所示。

在監控中心之讀表數據處理伺服器將與三個示範案例的現場所有 表頭做雙向溝通，讀取數據，並加以記錄，建立標準資料庫，而能源 管理主機，則與數據資料處理伺服器溝通，建立客製化的人機操作介 面，界定用戶與能源公司使用權限與功能範圍，以展現數位讀表的示 範效益。

圖 2-2 辦公大樓類之示範系統架構

二、學校機關類之示範系統展示內容 (一)案例環境特性說明：

„ 地點：台北市基隆路四段 43 號台灣科技大學。

„ 幅員相當遼闊而且建物配置分散（建物分散，表頭少且分散）。

„ 電表部分：對學校本身，其電表設置是屬於分區集中的類型，對台 電而言，它是一個用戶，單一收費單，故屬於單一獨立電表的方式。

„ 水表部分：本址經查共設口徑 150mm 專用水表 2 只，採螺旋漿式 機械表頭，需將現有水表換裝為同口徑電子式水表，一個在校區 內，一個在校區外。

„ 瓦斯表部分：用戶使用四處，均屬於大口徑流量，需將現有瓦斯表 二次測加裝同流量數位轉換器。

(二)讀表系統建置方案說明：

基於本建築類型之特性，原水、電、瓦斯設置地點均很分散，也是 屬於大用戶，因此本場所建置使用的表頭為大口徑之水表有 2 個，校區 之總電表 1 個，瓦斯表 4 個，每個都採用具有 TCP/IP 的網路介面，對 內先透過校園內之區域網路，連結至 IP 分享器，再經由對外則在屋頂 申請一條可供上網的 ADSL 以 TCP/IP 介面方式連結，透過網際網路連 結至內政部建築實驗群大樓之中央監控室的數據資料處理伺服器，並轉 換成標準資料庫與另一部能源管理主機串連，在能源管理主機中，以客

製化方式，呈現該示範點之自動讀表的機能與效能的人機操作畫面，系 統詳細架構圖如圖 2-3 所示。

數位電表表頭是安裝在校園之配電機房總電表之二次測，資料轉換 成 TCP/IP 封包，透過校園區域網路線連接至警衛室之 IP 分享器，表頭 詳細規格如附錄二所示。

數位水表表頭，是屬於大口徑的表頭，將與臺北自來水事業處協調 配合更換，安裝「網路讀表介面」，表頭也是轉換為TCP/IP 封包透過校 園區域網路線連接至警衛室之 IP 分享器，表頭詳細規格如附錄二所示。

瓦斯表頭，是屬於大口徑的表頭，在原機械表二次測安裝「瓦斯表 頭數位轉換器」與「網路讀表介面」，將信號轉換為TCP/IP 封包透過校 園區域網路線連接至警衛室之 IP 分享器，表頭詳細規格如附錄二所示。

圖 2-3 學校機關類之示範系統架構

三、住宅類（雙併公寓）之示範系統展示內容 (一)案例環境特性說明：

„ 地點：位於台北市承德路四段 58 巷 13 號承德首長宿舍，每棟建築 均為七樓雙拼公寓，本案選擇一棟做示範。

„ 建物集中，表頭多且集中。

„ 電表部分：電力系統均是低壓用戶，每棟電表 14 只，兩棟共 28 只。

„ 水表部分：集中於屋頂，用戶分表為 25mm，每棟水表 14 只，兩 棟共 28 只。

„ 瓦斯表部分：28 只瓦斯表分散於各用戶各個樓層，每棟瓦斯表 14 只，兩棟共 28 只。

(二)讀表系統建置方案說明：

基於本建築類型之特性，水、電、瓦斯表各有規定設置的地點，因 此本場所規劃在該棟建築屋頂內，設置具有多重通訊傳輸介面之讀表資 料集中器，以集中器為核心，對內以 RS232 與集中在屋頂的水表做通 訊，以 LonWorks 電力線與集中在 1 樓的低壓用電的電表做通訊，以 Zigbee 與分散在各樓層之數位瓦斯表做通訊，對外則在屋頂申請一條可 供上網的 ADSL 以 TCP/IP 介面方式連結，透過網際網路連結至內政部 建築研究所材料實驗中心之中央監控室的數據資料處理伺服器，並轉換 成標準資料庫與另一部能源管理主機串連，在能源管理主機中，以客製

化方式，呈現該示範點之自動讀表的機能與效能的人機操作畫面，系統 詳細架構圖如圖 2-4 所示。

因此，在水表方面，在屋頂所裝置的數位水表，集中裝置在目前已 裝置的機械水表的二次測，並採用具有 RS232 之通訊介面，連結至屋 頂之資料集中器，表頭詳細規格如附錄三所示。

在電表方面，在 1F 的所裝置的數位電表，也是集中裝置在目前已 裝置各用戶電表的二次測，每個均具有 LonWorks 電力線的傳輸介面，

訊號傳輸至屋頂資料集中器，表頭詳細規格如附錄三所示。

在瓦斯表方面，在各戶內的瓦斯表二次側裝置數位瓦斯表，每個均 具有Zigbee 的傳輸介面，透過 Zigbee 無線傳輸技術連結至屋頂之資料 集中器，表頭詳細規格如附錄三所示。

圖 2-4 住宅類之示範系統架構

四、96 年自動讀表示範案例監控中心系統概述

監控中心系統為自動讀表系統的神經中樞，此系統包括用於監控方面 的網路與資料庫乙太網路等兩個網路（若採用寬頻 ADSL 傳輸則只有乙太 網路）。整個監控中心系統包含網路管理伺服器、資料庫伺服器與應用程式 工作站（包括資料讀取與其它應用電腦）三個子系統。

為考慮監控中心穩定運作，監控中心硬體安裝時特地加裝不斷電系統 以備不時之需，另外考慮整體性，以機架方式安裝所有硬體設備。整個監 控中心系統包含網路管理伺服器、資料庫伺服器與應用程式工作站（包括 資料讀取與其它應用電腦）三個子系統，接著就應用程式提出說明。

圖 2-5 96 年自動讀表示範案例監控系統首頁-一般用戶登入

圖 2-6 96 年自動讀表示範案例監控系統-一般用戶登入基本資料

圖 2-7 96 年自動讀表示範案例監控系統-一般用戶能源使用列表

圖 2-8 96 年自動讀表示範案例監控系統-一般用戶記錄查詢

圖 2-9 96 年自動讀表示範案例監控系統-公司機構登入

圖 2-10 96 年自動讀表示範案例監控系統-公司機構登入基本資料

圖 2-11 96 年自動讀表示範案例監控系統-公司機購表號列表

圖 2-12 96 年自動讀表示範案例監控系統-能源公司登入

監控中心系統應用程式主要包含系統管理、能源公司與用戶登入三部

監控中心系統應用程式主要包含系統管理、能源公司與用戶登入三部