遠(yuǎn)傳智能水表應(yīng)用選型分析

摘要：隨著智能水表技術(shù)日益成熟，普及應(yīng)用速度越來越快，品牌和型號(hào)多種多樣，怎樣選擇合適的品牌和型號(hào)，成為水務(wù)企業(yè)面臨的突出問題。本文以徐州首創(chuàng)水務(wù)公司使用的智能水表，以遠(yuǎn)傳、集抄應(yīng)用為主要方向，進(jìn)行分析。對(duì)目前遠(yuǎn)傳表市場(chǎng)上技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定，服務(wù)、承諾好，有較長(zhǎng)應(yīng)用時(shí)間和應(yīng)用量較大的遠(yuǎn)傳水表，選擇遠(yuǎn)傳系統(tǒng)、計(jì)數(shù)和讀數(shù)方式等技術(shù)、性能進(jìn)行分析比較。品牌有A、B、C、D等。關(guān)鍵詞：智能水表；應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)一、遠(yuǎn)傳水表技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用狀況（一）遠(yuǎn)傳水表發(fā)展歷程。中國遠(yuǎn)傳水表大體分為脈沖式、直讀式兩大類，由于沒有現(xiàn)成的技術(shù)可以借鑒，前兩種方式的遠(yuǎn)傳水表在各自的發(fā)展歷程中，經(jīng)歷了很多曲折與艱辛。2003年后，直讀式遠(yuǎn)傳水表以其自身理論上的優(yōu)越性在市場(chǎng)上熱炒，并直逼脈沖式，使本來還不太穩(wěn)定的脈沖式遠(yuǎn)傳水表“雪上加霜”。2008年，代表當(dāng)今遠(yuǎn)傳水表數(shù)據(jù)采集最先進(jìn)技術(shù)的色碼直讀式水表問世，使原本脈沖式、直讀式競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)逐漸趨于平靜，有力證明新的、實(shí)用的和性能穩(wěn)定的遠(yuǎn)傳水表數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟。（二）脈沖式遠(yuǎn)傳水表的技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用情況1、脈沖式遠(yuǎn)傳水表的技術(shù)現(xiàn)狀。中國遠(yuǎn)傳水表的誕生在大約二十年前，其中“水表遠(yuǎn)傳流量計(jì)”（專利號(hào)：89205961.3）是一九八七年開始研制的。之后，光電的、霍爾的、單干簧管的陸續(xù)產(chǎn)生并得到一定應(yīng)用。因?yàn)楫?dāng)初住宅自動(dòng)抄表還沒有市場(chǎng)，這些技術(shù)的應(yīng)用也僅僅是少量的和局部的。脈沖式遠(yuǎn)傳水表在1998年研發(fā)成功的自保持開關(guān)技術(shù)（專利號(hào)：99219172.6）。由于采用了雙感應(yīng)頭、自保持開關(guān)技術(shù)，使開關(guān)信號(hào)準(zhǔn)確率達(dá)到了百分之百。又由于該技術(shù)采用了水表玻璃之上的結(jié)構(gòu)方式，成功的解決了防磁干擾的問題。之后，這種產(chǎn)品被設(shè)計(jì)成了傳感貼片的形式，使全國乃至全世界的普通水表都可以方便地安裝組合，成了一種“一分鐘即可使您的普通水表變成遠(yuǎn)傳水表”的通用產(chǎn)品。這種自保持開關(guān)傳感器產(chǎn)品已推廣應(yīng)用達(dá)100萬只以上，其中僅北京市就達(dá)19.4萬只。持續(xù)六年的規(guī)?；瘧?yīng)用，已充分證明了自保持開關(guān)遠(yuǎn)傳技術(shù)在準(zhǔn)確性、可靠性、穩(wěn)定性方面，已完全達(dá)到了自動(dòng)抄表系統(tǒng)的遠(yuǎn)傳技術(shù)要求。在一些水壓不穩(wěn)定的特殊場(chǎng)合，有時(shí)存在水表倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，這也是造成誤差的原因之一。2005年，一種可測(cè)倒流的具有自保持開關(guān)功能的遠(yuǎn)傳技術(shù)試驗(yàn)成功（專利號(hào)：200520122407），這一技術(shù)徹底解決了因水表倒轉(zhuǎn)造成的讀數(shù)誤差，已得到了廣泛地應(yīng)用。2、脈沖式遠(yuǎn)傳水表的工作原理。脈沖式水表通過脈沖傳感器收集計(jì)算水表運(yùn)轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)信息，脈沖傳感器可分為：干簧管型、霍爾元件型和光電轉(zhuǎn)換型。（1）霍爾元件型基本原理是在普通轉(zhuǎn)盤計(jì)數(shù)的水表（或天燃?xì)獗恚┲屑友b霍爾元件和磁鐵，即可構(gòu)成基于磁電轉(zhuǎn)換技術(shù)的傳感器。霍爾元件固定安裝在計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤附近，永磁鐵安裝在計(jì)數(shù)盤位上，當(dāng)轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，永磁鐵經(jīng)過霍爾元件一次即在信號(hào)端產(chǎn)生一個(gè)計(jì)量脈沖。（2）干簧管型基本原理是：在普通轉(zhuǎn)盤計(jì)數(shù)的水表（或電、天燃?xì)獗恚┲屑友b干簧管和磁鐵，干簧管固定安裝在計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤附近，永磁鐵安裝在計(jì)數(shù)盤位上，當(dāng)轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，永磁鐵經(jīng)過干簧管一次即在信號(hào)端產(chǎn)生一個(gè)計(jì)量脈沖。（3）光電轉(zhuǎn)換型基本原理是：在表的轉(zhuǎn)盤處裝一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)盤上有一條槽，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)一圈時(shí)，溝槽經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器，完成一次光電轉(zhuǎn)換，輸出一個(gè)脈沖。脈沖數(shù)量的準(zhǔn)確度將決定遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。從目前實(shí)際施工完工的情況來看，遠(yuǎn)傳氣表、電表的脈沖準(zhǔn)確度較高，水表的情況不盡如人意。至此，在中國，脈沖式遠(yuǎn)傳水表的研發(fā)歷經(jīng)二十年，以準(zhǔn)確、可靠、穩(wěn)定、通用而告一段落，脈沖式傳感技術(shù)不過關(guān)的時(shí)代宣告結(jié)束。但是，目前還要解決電源長(zhǎng)期使用的問題。（三）直讀式遠(yuǎn)傳水表的技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用情況。直讀式遠(yuǎn)傳水表的概念大約產(chǎn)生于2001年前后，最初是以電阻觸點(diǎn)式和光電式為最多，但由于工藝要求高，制作難度大，到2003年為止，基本上沒有成功的產(chǎn)品進(jìn)入規(guī)?；瘧?yīng)用。之后又產(chǎn)生了兩種新的直讀式遠(yuǎn)傳水表，即攝像直讀式和計(jì)數(shù)直讀式。1、光電直讀式遠(yuǎn)傳水表分類和工作原理。光電直讀式遠(yuǎn)傳水表分為光電對(duì)射式和光電反射式兩種。光電對(duì)射式直讀表原理：利用光電轉(zhuǎn)換原理，字輪上開長(zhǎng)度不同的槽可以透光，字輪一側(cè)安裝光信號(hào)發(fā)射和接收管，每個(gè)字輪安裝五組這樣的光信號(hào)器件，隨著字輪轉(zhuǎn)動(dòng)，槽的位置也相應(yīng)變化，則會(huì)有數(shù)目和位置不同的光信號(hào)器件接收到發(fā)射管發(fā)射的信號(hào)，遇到槽的位置，發(fā)射管的信號(hào)透過槽孔，不會(huì)被同側(cè)接收管收到，五組這樣的器件一起工作，可產(chǎn)生五位二進(jìn)制碼，每個(gè)編碼代表一個(gè)字輪位置，由此可以“譯碼”出字輪讀數(shù)。2、觸點(diǎn)直讀式遠(yuǎn)傳水表工作原理。觸點(diǎn)直讀式遠(yuǎn)傳水表前期的此類產(chǎn)品多為電阻或電位器式，其原理是：在字輪上安裝微型電刷，在與之相對(duì)應(yīng)的位置安裝電阻或電位器片，通過測(cè)量不同的阻值來判斷字輪的數(shù)字位置，這類產(chǎn)品研發(fā)者的出發(fā)點(diǎn)往往是想在濕式水表的應(yīng)用上得到突破，但都沒有成功。最近有一種觸點(diǎn)直讀式遠(yuǎn)傳水表正在進(jìn)入試驗(yàn)階段，它的核心部分借用了飛機(jī)油表的傳感原理，不僅傳感部件精密度高，而且整個(gè)觸點(diǎn)部分密封在油體之中，如果各項(xiàng)要求嚴(yán)格達(dá)到飛機(jī)油表的條件，相信這一技術(shù)定會(huì)獲得成功，必將在直讀式濕式遠(yuǎn)傳水表的產(chǎn)品上取得突破性進(jìn)展。3、攝像直讀式遠(yuǎn)傳水表工作原理。直讀式遠(yuǎn)傳水表其原理是在水表機(jī)械字輪顯示窗前安裝一只攝像頭，將拍到的數(shù)字圖像傳出，然后將圖像字形譯成數(shù)碼，供微機(jī)存儲(chǔ)處理。這種產(chǎn)品最早是由北京北保電器公司2003年研發(fā)的，由于圖像傳輸和數(shù)字譯碼方面不太成熟，導(dǎo)致產(chǎn)品沒有普及推廣。第二代產(chǎn)品由南京三源公司2007年研制，由于成功解決了圖像處理、圖像傳輸和譯碼傳輸?shù)燃夹g(shù)難題，使該項(xiàng)技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，目前，該產(chǎn)品已投入小批量生產(chǎn)，并在北京投入現(xiàn)場(chǎng)試用，能否成功還有待于應(yīng)用時(shí)間和應(yīng)用數(shù)量的考驗(yàn)。4、計(jì)數(shù)直讀式遠(yuǎn)傳水表工作原理。計(jì)數(shù)直讀式遠(yuǎn)傳水表計(jì)數(shù)直讀式遠(yuǎn)傳水表是將采集開關(guān)（脈沖）信號(hào)的芯片裝在每只水表上，通過電池保持其工作。將從自保持開關(guān)感應(yīng)器采集的計(jì)數(shù)信號(hào)記錄和儲(chǔ)存在芯片中，從該芯片讀出的數(shù)據(jù)就是表盤同步數(shù)據(jù)。這一產(chǎn)品采用了目前已經(jīng)非常成熟的自保持開關(guān)傳感技術(shù)、智能存儲(chǔ)芯片技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)通訊技術(shù)，它的整個(gè)生產(chǎn)過程無需要求“嚴(yán)格和精密”，任何干式、濕式、冷、熱、大小水表都可以任意組合而成，是目前直讀式遠(yuǎn)傳水表中規(guī)格最全、應(yīng)用最多、工藝最為簡(jiǎn)單的一種方式。目前，這種水表已有4年多的應(yīng)用經(jīng)歷。缺點(diǎn)是它仍然采用電池維持其工作，六到八年之后，電池需周期性更換。5、色碼直讀式遠(yuǎn)傳水表工作原理。色碼直讀是根據(jù)三基色原理，在水表的字輪上采用特殊工藝按一定規(guī)律印上0到9的彩色數(shù)字，然后通過類似光電攝像的技術(shù)，對(duì)水表字輪進(jìn)行非接觸的拍照讀取，經(jīng)水表內(nèi)置的微電腦芯片處理后，獲得水表字輪轉(zhuǎn)動(dòng)的精確位置。二、徐州首創(chuàng)水務(wù)遠(yuǎn)傳水表應(yīng)用情況分析徐州首創(chuàng)水務(wù)公司自2005年開始試用遠(yuǎn)傳水表，當(dāng)時(shí)是和江陰A合作，水表為脈沖式，安裝在一單位宿舍，通過GPRS傳輸水表信息，在公司接收水表運(yùn)轉(zhuǎn)信息（主要是水表指數(shù)），共100余戶，從試用情況看，A水表的電子部分和數(shù)字讀取技術(shù)不是目前技術(shù)最好的，但水表的機(jī)械部分運(yùn)行比較穩(wěn)定。由于當(dāng)時(shí)沒有重視數(shù)據(jù)收集和經(jīng)驗(yàn)積累等工作，沒有留下有價(jià)值的資料。2005年前，公司下屬計(jì)量公司曾經(jīng)組裝過遠(yuǎn)傳水表，由于當(dāng)時(shí)計(jì)量技術(shù)（脈沖式）和安裝工藝等問題，項(xiàng)目中途停止。2009年批量使用杭州B遠(yuǎn)傳集中采集式水表，由于試用和使用的遠(yuǎn)傳水表不是一家，產(chǎn)品技術(shù)、安裝方式、管理方法、配套軟件和維護(hù)工作都不一樣，所以，杭州B遠(yuǎn)傳水表的應(yīng)用是沒經(jīng)過試用，直接進(jìn)入規(guī)模應(yīng)用的產(chǎn)品。目前安裝在君悅園、楓林綠洲等小區(qū)，共塊。從應(yīng)用看，遠(yuǎn)傳水表解決了小高層、高層樓房管道井或分層嵌入式安裝水表的抄表問題，提高了抄表工作效率，避免了人工抄讀的差錯(cuò)等問題，但也存在一些不完善的、有問題的方面。（一）徐州首創(chuàng)水務(wù)遠(yuǎn)傳水表應(yīng)用取得的經(jīng)驗(yàn)徐州首創(chuàng)水務(wù)目前使用杭州水表廠生產(chǎn)的B牌遠(yuǎn)傳水表，經(jīng)過半年的應(yīng)用，取得一些經(jīng)驗(yàn)，從水表安裝、信息輸入、調(diào)試到正式運(yùn)行，對(duì)每個(gè)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行全面分析和總結(jié)，主要有以下幾個(gè)方面：1、安裝●由于B遠(yuǎn)傳水表的防水級(jí)別較低，不能用于地面集中式安裝；●在管道井安裝時(shí)應(yīng)避免貼底安裝，防止水表受潮、進(jìn)水；●信號(hào)連接線應(yīng)有專用管道保護(hù)，避免誤碰或人為損壞；●水表和主線連接時(shí)接頭要密實(shí)、牢固，以免影響信號(hào)傳輸；●信號(hào)連接主線和遠(yuǎn)傳水表應(yīng)遠(yuǎn)離供熱管道；2、信息輸入●水表身份信息一般在安裝后輸入，如果有條件可以在安裝的同時(shí)輸入，安裝時(shí)直接連接信號(hào)主線；●可以根據(jù)每塊水表的編號(hào)在安裝完成后集中輸入水表身份信息。3、調(diào)試●由水表生產(chǎn)廠家委派專人協(xié)助提供技術(shù)支持；●逐步培養(yǎng)本單位的調(diào)試、維修維護(hù)人員，以利于問題分析和處理；●由水表生產(chǎn)廠家提供水表調(diào)試和運(yùn)轉(zhuǎn)使用資料，培訓(xùn)本單位相關(guān)員工。4、運(yùn)行●每次數(shù)據(jù)采集時(shí)應(yīng)選在用戶用水低谷時(shí)，能保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；●遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)服務(wù)器應(yīng)設(shè)在水務(wù)公司，保證數(shù)據(jù)采集及時(shí)、運(yùn)行安全；●專人負(fù)責(zé)，專機(jī)操作嚴(yán)防計(jì)算機(jī)病毒入侵。（二）徐州首創(chuàng)水務(wù)遠(yuǎn)傳水表應(yīng)用存在的問題。雖然遠(yuǎn)傳水表在徐州首創(chuàng)水務(wù)應(yīng)用，促進(jìn)抄表技術(shù)發(fā)展，提高了抄表工作效率，取得了成績(jī)，但也存在一些問題。1、遠(yuǎn)傳水表的軟件方面●遠(yuǎn)傳水表采集數(shù)據(jù)時(shí)速度過慢，采集器型號(hào)版本較舊；●采集器界面顯示信息不全面，水表識(shí)別碼（戶號(hào)）目前還不能作為用戶身份識(shí)別碼；●個(gè)別廠家的遠(yuǎn)傳抄表數(shù)據(jù)不能導(dǎo)入營收系統(tǒng)，還要轉(zhuǎn)換為人工錄入信息，遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)軟件還需要完善統(tǒng)計(jì)分析功能等；2、遠(yuǎn)傳水表的制造方面●個(gè)別遠(yuǎn)傳水表制造工藝一般，防水防潮級(jí)別較低；●水表信號(hào)連接線和信號(hào)主線為普通連接，未用專用插頭連接，影響信號(hào)傳輸；●數(shù)據(jù)采集時(shí)所需電源最好能和汽車電源匹配或聯(lián)接，目前所用的電瓶太重，使用不方便等。3、徐州首創(chuàng)水務(wù)遠(yuǎn)傳水表應(yīng)用的建議。遠(yuǎn)傳水表應(yīng)用要考慮目前管理狀況、和抄收系統(tǒng)聯(lián)接接口、地區(qū)冰凍等情況綜合考慮，確定水表型號(hào)和品牌；同時(shí)，還要考慮供貨商的信譽(yù)、生產(chǎn)周期、產(chǎn)品技術(shù)更新等內(nèi)容。所以，在應(yīng)用時(shí)應(yīng)選擇3家以上的供貨單位，同時(shí)使用，互為補(bǔ)充和替代，而且有利于供貨單位做到質(zhì)量最好，價(jià)格最低。積極開發(fā)適合本單位的遠(yuǎn)傳水表軟件，安裝在遠(yuǎn)傳水表上，不受供貨單位的制約（生產(chǎn)廠家都可以遠(yuǎn)程控制遠(yuǎn)傳水表），使抄收系統(tǒng)和遠(yuǎn)傳水表系統(tǒng)統(tǒng)一。應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的問題：（1）遠(yuǎn)傳水表數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)錄入問題。（2）地區(qū)使用環(huán)境（3）遠(yuǎn)傳水表的防水性能（4）引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制（5）委托遠(yuǎn)傳水表生產(chǎn)廠家培訓(xùn)本單位的維修人員三、使用遠(yuǎn)傳水表和人工抄表成本分析經(jīng)測(cè)算，徐州首創(chuàng)水務(wù)公司使用遠(yuǎn)傳水表可以降低抄表等運(yùn)行管理費(fèi)用的35%左右，主要減少在人工錄入數(shù)據(jù)、6年內(nèi)水表的管理維護(hù)費(fèi)用。同時(shí)可以減少因人工差錯(cuò)和杜絕人情表現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)然，還要根據(jù)各地工資水平的不同而有測(cè)算異。四、遠(yuǎn)傳水表應(yīng)用需注意的問題（一）目前遠(yuǎn)傳水表應(yīng)用存在的問題：根據(jù)了解，目前遠(yuǎn)傳水表大規(guī)模應(yīng)用的很少，由于近幾年遠(yuǎn)傳水水表計(jì)數(shù)、讀數(shù)技術(shù)發(fā)展較快，試用和應(yīng)用階段管理工作不完善，使遠(yuǎn)傳水表在規(guī)模應(yīng)用的時(shí)候出現(xiàn)并存在如下問題：1、產(chǎn)品模式多，設(shè)計(jì)沒有統(tǒng)一：由于使用了幾代產(chǎn)品，有脈沖的也有直讀的，有帶和不帶電磁閥的，長(zhǎng)度有195和165，密封防水級(jí)別不同的，供電方式和布線各有不同；早期產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量有問題。2、施工安裝缺少規(guī)范：表箱浸水，電纜雜亂，老鼠對(duì)電纜破壞等；3、驗(yàn)收不嚴(yán)格：水表串戶和線路串戶有發(fā)生；4、抄收不及時(shí)：數(shù)據(jù)卡故障，布線受牽制，時(shí)間得不到保證；五、遠(yuǎn)傳水表應(yīng)用產(chǎn)品性能對(duì)比和選型程序（一）遠(yuǎn)傳水表及抄表系統(tǒng)的分類及比較。遠(yuǎn)傳水表的分類：脈沖式遠(yuǎn)傳水表，總線制遠(yuǎn)傳水表?？偩€制遠(yuǎn)傳水表的分類：有源總線制水表、光電直讀水表、攝像直讀水表光電直讀水表的分類：對(duì)射式、反射式1、遠(yuǎn)傳水表分類比較（1）脈沖式遠(yuǎn)傳水表原理：采用干簧管或霍爾元件作為傳感器。在某一進(jìn)位齒輪下安裝一塊磁體，在磁體轉(zhuǎn)動(dòng)形成的圓周位置下方或上方某處擺放傳感器，進(jìn)位齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁體靠近傳感器時(shí)，使傳感器動(dòng)作，遠(yuǎn)離傳感器時(shí)，傳感器停止動(dòng)作，以此形成開關(guān)脈沖信號(hào)，芯片靠計(jì)量脈沖信號(hào)確定用水量。（2）光電直讀表由于表內(nèi)集成了SOC（SystemOnChip片上系統(tǒng)），能自行判別表讀數(shù)，因此無論在讀表準(zhǔn)確性還是實(shí)際運(yùn)行，以及維修服務(wù)方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)，光電直讀表中，透射式表對(duì)制造工藝要求較高，相應(yīng)的成品率較低，直接影響產(chǎn)品成本。（二）遠(yuǎn)傳水表應(yīng)用產(chǎn)品性能方面分析。遠(yuǎn)傳水表因其具有水表數(shù)據(jù)即時(shí)采集，可獲取完整的水量波動(dòng)圖進(jìn)行分析及降低人工抄表所帶來的人工成本的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被眾多自來水公司認(rèn)可。經(jīng)過近二十年的遠(yuǎn)傳水表的發(fā)展歷史，遠(yuǎn)傳水表種類百花齊放、品種繁多，其配套抄表系統(tǒng)也是多種多樣。在這種情況，如何選擇適合的抄表產(chǎn)品是能否充分發(fā)揮抄表系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)的重要條件之一，同時(shí)抄表系統(tǒng)的使用也對(duì)其管理水平提出了高標(biāo)準(zhǔn)的要求，兩者結(jié)合才能使抄表系統(tǒng)更好的服務(wù)于自來水公司收費(fèi)及水表的管理工作。1、系統(tǒng)計(jì)量準(zhǔn)確可靠：遠(yuǎn)傳水表是用于貿(mào)易結(jié)算的計(jì)量器具，計(jì)量準(zhǔn)確是基本條件也是重要條件，抄表系統(tǒng)是在機(jī)械水表的基礎(chǔ)發(fā)展起來的，遠(yuǎn)傳水表的機(jī)械部分與普通水表一樣，只是增加了機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。通過系統(tǒng)讀出的水表數(shù)據(jù)能否與機(jī)械部分讀數(shù)一致（或誤差在許可范圍內(nèi)）是選擇遠(yuǎn)傳水表和系統(tǒng)的重要原則。2、系統(tǒng)配置靈活，易擴(kuò)充：城市的人口數(shù)量是逐年增加，各個(gè)小區(qū)或住宅樓也是千差萬別，安裝水表和系統(tǒng)的時(shí)間也根據(jù)情況有所