智能遠(yuǎn)傳水表的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向

智能遠(yuǎn)傳水表的技術(shù)現(xiàn)狀與開(kāi)展方向隨著城市供水事業(yè)的不斷開(kāi)展和查表到戶(hù)工程的不斷推進(jìn)，以及國(guó)家提出在2015年實(shí)現(xiàn)“階梯水價(jià)”的文件，傳統(tǒng)的用水觀念發(fā)生了很大改變，同時(shí)也對(duì)供水企業(yè)的效勞提出了更高的要求。如何實(shí)現(xiàn)既不擾民，又能保證查表到戶(hù)和供水企業(yè)能按時(shí)、準(zhǔn)確回收水費(fèi)，為用戶(hù)提供更完善的效勞，成了各供水企業(yè)急待解決的問(wèn)題。智能水表成了以后開(kāi)展唯一方向，。智能水表如今分為以下四個(gè)類(lèi)型：一、IC卡式水表。二、有線(xiàn)遠(yuǎn)傳水表。三、無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)傳水表。四、無(wú)源閥控遠(yuǎn)傳水表。下面就將市場(chǎng)上的智能水表做一個(gè)分析首先簡(jiǎn)紹一下IC卡式水表的工作原理及收費(fèi)型式：預(yù)付費(fèi)水表主要由發(fā)訊基表〔有銅殼、納米殼)、電控板、電動(dòng)閥三大局部組成。而已收費(fèi)載體分又分為IC卡水表、射頻卡水表、紅外線(xiàn)水表。IC卡水表是市場(chǎng)上使用量最大的水表，收費(fèi)卡采用一種4442卡做為收費(fèi)載體，需要將卡插入水表中進(jìn)行充值。射頻卡水表類(lèi)似公交卡，收費(fèi)卡與水表不需要進(jìn)行插入式接觸，只需要把卡貼于水表外表就可以，水表采用封閉式結(jié)構(gòu)，有防水防塵的功能。紅外線(xiàn)水表主要是針對(duì)距離較遠(yuǎn)時(shí)，水卡無(wú)法與水表接觸而開(kāi)發(fā)的一種收費(fèi)卡體，卡體類(lèi)似家庭遙控器可以遠(yuǎn)距離對(duì)水表進(jìn)行操作。二、水表的計(jì)量型式：市場(chǎng)上大局部水表計(jì)量技術(shù)選用雙干簧管脈沖技術(shù)，該技術(shù)經(jīng)歷多年應(yīng)用，十分成熟。工作原理簡(jiǎn)單，即在原機(jī)械表的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪或指針上放置磁鐵，將傳感器固定在其附近某一位置，齒輪或指針轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)磁鐵靠近又離開(kāi)傳感器時(shí)，輸出一個(gè)周期的脈沖信號(hào)。采集設(shè)備通過(guò)累計(jì)脈沖表發(fā)出的脈沖信號(hào)進(jìn)行累計(jì)和換算，轉(zhuǎn)換出用戶(hù)的用水量。三、水表的優(yōu)點(diǎn)1、無(wú)需人工抄表，防止打攪用戶(hù)，節(jié)約人員。2、明白消費(fèi)，預(yù)付費(fèi)具有液晶顯示功能，在屏屏上提示購(gòu)置水量，使用水表，剩余水表等各種信息，用戶(hù)一看就能明白。3、有效的解決了收費(fèi)難問(wèn)題。預(yù)付費(fèi)水表具有先購(gòu)置水量后用水形式，有效的解決了供水部門(mén)收費(fèi)難問(wèn)題，保證了供水企業(yè)的正常經(jīng)營(yíng)。4、充分表達(dá)了水的商品屬性。預(yù)付費(fèi)水表按照商品交換原那么，實(shí)行先買(mǎi)水后用水，完全改革了傳統(tǒng)的水費(fèi)收取方式，充分表達(dá)了水的商品屬性?？蛻?hù)可以根據(jù)自己的實(shí)際需要要有方案地購(gòu)水，不會(huì)因欠費(fèi)而產(chǎn)生滯納金，增加不必要的開(kāi)支。四、水表在使用中常見(jiàn)問(wèn)題1、預(yù)付費(fèi)水表解決了階梯水價(jià)的問(wèn)題，但仍然沒(méi)有解決季節(jié)水價(jià)的問(wèn)題，水表內(nèi)部時(shí)鐘無(wú)法識(shí)別四季，所以保定的季節(jié)水價(jià)問(wèn)題現(xiàn)在對(duì)于預(yù)付費(fèi)水表仍是一個(gè)難題。2、水表里面的電池質(zhì)量無(wú)法保證，廠家只能提供一個(gè)理論值，在實(shí)際使用中環(huán)境很重要，管道井干造、潮濕對(duì)水表電池電量有很大影響。電池沒(méi)有電以后，更換費(fèi)用是用戶(hù)與水表產(chǎn)權(quán)單位一個(gè)矛盾焦點(diǎn)。3、4442卡俗稱(chēng)IC卡，射頻卡等在使用幾次后不能再使用，也容易產(chǎn)生更換費(fèi)用。4、水表的計(jì)量干簧管在損壞后或遭到磁鐵攻擊后，電磁閥自動(dòng)關(guān)閥，這個(gè)故障是預(yù)付費(fèi)水表一個(gè)通病，不容易解決。5、智能水表維修費(fèi)用較高，一只普通水表幾十元，一只預(yù)付費(fèi)水表上百元，在使用過(guò)程中因質(zhì)量問(wèn)題如果發(fā)生故障維修因難不在少數(shù)。預(yù)付費(fèi)水表的優(yōu)缺點(diǎn)各半，如果使用供水企業(yè)需要加強(qiáng)對(duì)預(yù)付費(fèi)水表日常管理，制定定期巡檢制度，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題水表及時(shí)更換處理，并和廠家針對(duì)各種問(wèn)題進(jìn)行不斷解決改良，減少使用糾紛，樹(shù)產(chǎn)供水企業(yè)的良好形象，同時(shí)挽回供水企業(yè)不必要的損失和降低產(chǎn)銷(xiāo)差率。第二大類(lèi)無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)傳式水表。水表主要是由基表、流量傳感器、電動(dòng)閥門(mén)、電氣控制局部、無(wú)線(xiàn)射頻局部及電池組件組成。系統(tǒng)具有電池欠電檢測(cè)、閥門(mén)故障檢測(cè)、計(jì)量部件磁干擾檢測(cè)等自診斷功能。整個(gè)電子控制單元采用全密封結(jié)構(gòu)，可在較惡劣的環(huán)境中使用。水務(wù)管理部門(mén)使用無(wú)線(xiàn)手持機(jī)抄收智能水表的用水?dāng)?shù)據(jù)并上傳給計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)智能水表的用水與繳費(fèi)管理。通過(guò)手持機(jī)可直接控制水表閥門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，可有效防止惡意欠費(fèi)的發(fā)生。對(duì)于高層建筑，可實(shí)現(xiàn)樓層之間智能表無(wú)線(xiàn)通訊的級(jí)聯(lián)，從而簡(jiǎn)化整個(gè)抄表操作，提高抄表效率。該表的安裝使用與普通機(jī)械式水表相同，無(wú)需預(yù)埋信號(hào)傳輸管線(xiàn)、無(wú)需破壞用戶(hù)的墻面裝修打孔穿線(xiàn)，安裝簡(jiǎn)便，使用可靠。發(fā)射頻段433.92MHz發(fā)射功率10mw接收靈敏度-105dBm通訊距離空曠地大于300米水表使用常見(jiàn)的問(wèn)題，除了卡式水表電池，干簧管在損壞后或遭到磁鐵攻擊后，電磁閥自動(dòng)關(guān)閥這些問(wèn)題以外，最重要的問(wèn)題是無(wú)遠(yuǎn)水表采用無(wú)線(xiàn)通訊使用的是業(yè)余頻段〔專(zhuān)用頻段是要付費(fèi)的〕，所以其發(fā)射功率不得超過(guò)10mW，否那么會(huì)造成相互的干擾或受其他業(yè)余無(wú)線(xiàn)設(shè)備干擾，比方遙控器、對(duì)講機(jī)等發(fā)生干擾，而如此小的功率，根本不可能適應(yīng)復(fù)雜的樓群之間傳遞數(shù)據(jù)，，如果不采用類(lèi)似移動(dòng)公司的高昂的設(shè)備信號(hào)傳輸還不如有線(xiàn)的。為解決無(wú)線(xiàn)發(fā)射功率小的問(wèn)題，行業(yè)內(nèi)又推出自組網(wǎng)方式，就是每個(gè)水表都可以作為一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)接力式數(shù)據(jù)傳遞，這樣雖然能夠解決傳輸距離的問(wèn)題，但新的問(wèn)題又來(lái)了，原來(lái)每個(gè)水表是可以休眠省電的，但如果作為中繼，就需要長(zhǎng)期供電，又回到IC卡水表電池存在的問(wèn)題的怪圈中。第三個(gè)大類(lèi)有線(xiàn)遠(yuǎn)傳式水表現(xiàn)在有線(xiàn)遠(yuǎn)傳水表南方等城市采用的比擬多。分為有源和無(wú)源光電和脈沖閥控與不帶閥控等多種組合方式。如果要是無(wú)源光電遠(yuǎn)傳水表就不帶閥控功能，閥控只能是有源閥控遠(yuǎn)傳水表。傳輸方式分為M-BUS和485。由于概念多，我對(duì)一些名詞做一下解釋。無(wú)源：電子元器件工作時(shí)，其內(nèi)部沒(méi)有任何形式的電源，那么這種器件叫做無(wú)源器件。有源：電子元器件工作時(shí)，其內(nèi)部有電源存在，那么這種器件叫做有源器件。光電直讀：它的結(jié)構(gòu)方式為：在每一位水表字輪周面上設(shè)置五個(gè)反射面，在與之相對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)置五只光電耦合器，通過(guò)耦合器是否反射對(duì)計(jì)數(shù)字輪的位置進(jìn)行叛定。希望讀取幾位就在幾個(gè)字輪上安裝傳感器。例如：讀取5位數(shù)就安裝5×5=25對(duì)傳感裝置。這種直讀式水表由于全部器件都在表芯內(nèi)部字輪周?chē)?，因此，一般采用干式水表。觸點(diǎn)直讀式：遠(yuǎn)傳水表的結(jié)構(gòu)方式為在指針式水表的表盤(pán)下面每一位指針軸上裝上一只同電信器，通過(guò)觸點(diǎn)電位器測(cè)出的阻值判定指針?biāo)傅奈恢?，這種直讀式水表可用于濕式水表。傳輸方式：M-BUS一種串連的方式，水表連接線(xiàn)不分正負(fù)級(jí)，在一條主干線(xiàn)上任意連接水表的兩根通信線(xiàn)。這種連接方式經(jīng)濟(jì)，方便，施工難度小，是大局部廠家采用的一種方式。RS-485：水表采取并連的方式，每個(gè)水表的通信線(xiàn)都要與采集器相連接。這種連接方式費(fèi)線(xiàn)，施工難度大，已經(jīng)被淘汰。采集器：負(fù)責(zé)將一棟或者多棟的水表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，各廠家設(shè)計(jì)不同，采集水表的數(shù)量也不相同。一般以250只水表為最正確。集中器：負(fù)責(zé)將采集器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總的設(shè)備。一個(gè)集中器可以匯總1000只水表。集中器可以以網(wǎng)絡(luò)、線(xiàn)、GPRS等方式將數(shù)據(jù)傳到供水公司的電腦效勞器上面。有線(xiàn)遠(yuǎn)傳水表可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶(hù)使用的情況，自動(dòng)抄表監(jiān)控系統(tǒng)普遍采用采集器集中安裝在樓道中的方式，將各種計(jì)量表傳感信號(hào)線(xiàn)、都連接到采集控制器上的方式來(lái)進(jìn)行集中的采集控制。之后將水表數(shù)據(jù)線(xiàn)通過(guò)樓與樓之間連接，最后匯總到一個(gè)總的集中器上面。安需將數(shù)據(jù)采集傳輸。有線(xiàn)遠(yuǎn)傳水表優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時(shí)顯示用戶(hù)的用戶(hù)量，做到即抄即得。通過(guò)軟件，可以遠(yuǎn)程控制用戶(hù)閥門(mén)，做到人工開(kāi)關(guān)閥門(mén)?？刂栖浖鄻?，可以采取預(yù)付費(fèi)、后付費(fèi)、預(yù)付階梯等多種型式。下面是實(shí)際使用過(guò)程中軟件截圖：這種方式帶來(lái)許多問(wèn)題：

1.傳感信號(hào)、驅(qū)動(dòng)信號(hào)的線(xiàn)路長(zhǎng)，易受到外界因素的影響，如裝修破壞、其它人為破壞、電氣干擾等因素。

2.電源方面一旦出現(xiàn)問(wèn)題如線(xiàn)路問(wèn)題、電源本身問(wèn)題將導(dǎo)致多個(gè)采集控制器不能正常工作，導(dǎo)致無(wú)法抄收水表數(shù)據(jù)。

3.閥門(mén)的驅(qū)動(dòng)、報(bào)警線(xiàn)路由于線(xiàn)路較長(zhǎng)環(huán)節(jié)太多，使報(bào)警聯(lián)動(dòng)關(guān)閥的功能變的風(fēng)險(xiǎn)極大，只要有以下一種原因〔不包括設(shè)備本身因素〕都將導(dǎo)致聯(lián)動(dòng)關(guān)閥的失敗。a.報(bào)警線(xiàn)路有問(wèn)題；b.閥門(mén)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路有問(wèn)題；c.工程安裝中出現(xiàn)線(xiàn)路接錯(cuò)的問(wèn)題。4.由于防水等級(jí)的要求，如果做到IP68的防水等級(jí)，那么水表采用全密閉的方式，水表里面的閥門(mén)需要電池來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，更換電池是一個(gè)問(wèn)題。如果電池好更換，那么防水等級(jí)會(huì)降低。由于以上幾種因素都與工程安裝有密切的關(guān)系，質(zhì)量不容易受到嚴(yán)格的控制，且受外界的影響較大，使工程的維護(hù)量非常大。第四類(lèi)無(wú)源閥控智能水表此種水表是現(xiàn)在最新開(kāi)發(fā)的智能型水表，水表采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)，水表本身沒(méi)有任何電源，產(chǎn)品不使用電池維持工作，計(jì)量、核減、閥門(mén)關(guān)斷，全部由機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)，因此其可靠性與普通機(jī)械水表一致，壽命與機(jī)械水表相同，而不像有電源的智能表存在的維護(hù)本錢(qián)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工抄表本錢(qián)。在水表充值的時(shí)候，使用電池盒，將IC卡或存儲(chǔ)器上的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成水表的計(jì)數(shù)器顯示，然后清洗和翻開(kāi)閥門(mén)，此時(shí)雖然用電，電子電路也可能遭到人為攻擊干擾，但是，后果只能是“無(wú)法充值和翻開(kāi)閥門(mén)”，用戶(hù)沒(méi)有任何好處，只有麻煩，所以，根本沒(méi)人會(huì)做無(wú)用功，而有電源的IC卡表，一旦遭到人為攻擊干擾，將造成無(wú)法核減、無(wú)法關(guān)閉閥門(mén)。在充值和清洗閥門(mén)完畢后，水表處于純機(jī)械狀態(tài)運(yùn)行，可以完全抵抗外部強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)電場(chǎng)的攻擊干擾，根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，充值速度為1m3/S。產(chǎn)品采用通用結(jié)構(gòu)，不需要專(zhuān)業(yè)人員安裝，就像安裝普通水表那樣，安裝機(jī)械智能水表，通過(guò)更換接管實(shí)現(xiàn)DN15、DN20、DN25戶(hù)表直接替換。根據(jù)自來(lái)水公司的決定，可選擇自行架設(shè)用戶(hù)管理系統(tǒng)并配備專(zhuān)業(yè)人員，也可以采用“自助抄表系統(tǒng)”，而無(wú)需架設(shè)任何系統(tǒng)。用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)頁(yè)、，短信等多種平臺(tái)獲得充值碼，進(jìn)行充值。緊急情況下，用戶(hù)可插上電池盒，自動(dòng)透支充值，在下次充值時(shí)，自動(dòng)扣除透支額度，透支額度由水表安裝者設(shè)定。水表使用的存儲(chǔ)器、充值器、電池盒、數(shù)據(jù)連接線(xiàn)，與水表沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，各水表之間可通用。關(guān)于階梯水價(jià)的實(shí)現(xiàn)方式1、目前人工抄表實(shí)現(xiàn)的階梯水價(jià)方式，是以“2次抄表周期”與“階梯周期”進(jìn)行比擬，獲得階梯水價(jià)數(shù)據(jù)的。2、階梯周期：按月、按季、按半年、按整年，也就是在這個(gè)周期內(nèi)，你不超過(guò)某個(gè)值，就是在根本水價(jià)范圍內(nèi)，例如，根本水價(jià)是2元/m3，每月每戶(hù)用水量在20m3以?xún)?nèi)的為根本水價(jià)，超出的那么按照第一階梯、第二階梯等計(jì)算；如果按照季度計(jì)算，那么你3個(gè)月內(nèi)不超過(guò)60m3，那么在根本水價(jià)之內(nèi)；如果按半年計(jì)算，你6個(gè)月內(nèi)不超過(guò)120m3，那么在根本水價(jià)之內(nèi)；如果按年計(jì)算，你不超過(guò)240m3，那么在根本水價(jià)之內(nèi)。如果在設(shè)定的期限內(nèi)，你超出了根本量的總和以外用水，那么為第一或更高階梯的水價(jià)。3、無(wú)源水表是按照用戶(hù)“2次預(yù)訂周期”與“階梯周期”進(jìn)行比擬，獲得階梯水價(jià)數(shù)據(jù)的。例如，根本水價(jià)是2元/m3，每月每戶(hù)用水量在20m3以?xún)?nèi)的為根本水價(jià)，超出的那么按照第一階梯、第二階梯等計(jì)算；第一次你預(yù)訂20m3，那么如果是按月計(jì)算階梯的，你只要不在一個(gè)月內(nèi)再次預(yù)訂，那么你在根本水價(jià)范圍內(nèi)，如果在一個(gè)月內(nèi)，你又預(yù)定了10m3，那么這10m3將按照第一階梯或更高階梯核算水價(jià)。如果按照季度計(jì)算，用戶(hù)一次可預(yù)訂60m3，只要在3個(gè)月內(nèi)，你不再預(yù)訂，那么就在根