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智能水表

当前栏目:水表知识日期:2020-03-19 16:28:26浏览量:6

    一、智能水表在给水企业中的重要地位

    水费是供水企业唯一的财政收入,它维持着供水企业的正常运行,扩大了再生产。城市供水企业使用的各种水表是水费回收的基础。尤其是供水企业进入市场经济,加快资金回笼,提高收费率,关系到企业的生存和健康发展。同时,它也是供水企业服务公众的主要窗口之一,在很大程度上代表和影响着企业形象。

    因而,持续科学研究智能水表计量检定与收费标准的发展趋向,做好智能水表计量检定和有水费收购工作中,提升智能水表的计量检定精密度,减少产供销差率,较大程度地降低成本和损害,是给排水公司永恒不变的课题研究。

    二、智能水表的种类

    1.IC卡表

    是目前采用较多的一种插卡式水表。主要是采用,S4442卡(即逻辑加密卡)来实现软件和水表之间的数据交换,优点在于操作简单,预收水费,无需人工抄表,产品成本低,维护也较方便。只是防水性能不够好,容易不及射频卡,但在现阶段能完全满足物业管理部门要求。

    2.RF卡(射频卡)

    实际也是IC卡的一种,简称射频卡。是采用无线电波进行数据交换的,因此水表电子控制系统可以单独使用,防水性能较好。早起采用低频射频卡(T5557)本身没有电池,需要设备首先生产电磁辐射,通过感应电为射频卡提供能源,待射频卡工作后,通过高频电波与设备交换信息,因此数据交换不可靠,抗外界干扰能力差。但现在采用的高频卡(MafareoenS50卡)就可以解决以上问题,只是产品成本较插卡式水表高。

    3.远传表

    有线远传是通过水表、网络工程布线、多组信号采集器、集控器实现用水计量信息的传递。网络布线易受外界的雷电、电器的高、低频信号的干扰的缺陷。新户、旧户均须进行网络线路工程施工。

智能水表

    无线远传是指通过远传水表发送用水信息、水管部门抄表人员以抄表器在户外收集用水信息的过程。且前虽然技术上不算困难,但其产品的稳定性还不太好。这两种远传方式,基本属于信息的管理和控制,目前不能实不能实不能实不能实现对水表阀门的自动关闭控制现对水表阀门的自动关闭控制现对水表阀门的自动关闭控制现对水表阀门的自动关闭控制,收费方式仍属于被动式的收费。特别是后一种方式,实际是仅仅解决了抄表到户不入户。以上两种都无法实行预付费,只能知道用户欠费而无法自动关阀,并且时至今天国家对远传水表没有出台相应的政策和行业标准,所以处理后事后患较大。

    4.TM卡表

    实际上也是一种IC(集成电路)卡,只不过一般IC卡是五线卡或六线卡,并且是标准封装,而TM卡是一线卡,特殊封装方式。这种卡与设备直接接触,所以读写端口一般是暴露的,比IC卡的卡口更容易遭到外界施加电压的干扰,因此说TM卡虽然携带方便(可以做成钥匙状),但其安全性能但其安全性能但其安全性能但其安全性能(数据安全和设数据安全和设数据安全和设数据安全和设备安全备安全备安全备安全)更比更比更比更比IC卡产品安全性能更差卡产品安全性能更差卡产品安全性能更差卡产品安全性能更差,且无法与银行的网络平且无法与银行的网络平且无法与银行的网络平且无法与银行的网络平台兼容。

    5.机械卡表

    机械卡水表,又称代码表代码表代码表代码表,是采用机械拨码卡为预购水信息载体的产品,预付费金额由计算机算法加密计算出一个密码,购水者获得密码后,由键盘输入该密码,水表内单片机进行解密,由此获得金额。由于操作繁琐操作繁琐操作繁琐操作繁琐,不利于计算机信息管理和用户掌不利于计算机信息管理和用户掌不利于计算机信息管理和用户掌不利于计算机信息管理和用户掌握使用握使用握使用握使用,且无IC卡水表的存贮功能卡水表的存贮功能卡水表的存贮功能卡水表的存贮功能。IC卡水表可以将水表的使用情况,如总水量、是否电磁干扰、电池电量、有否反接等写入卡内,在购水时IC卡蒋信息传入中心计算机,便管理者能即时了解与解除故障,而代码式水表无此功能。如果使用者在电池将尽时毫不知情造成意外停水,而临时通知维修人员上门,这将造成极大不便,同时用户窃水而管理中心却一无所知。所以决定了代码式水表注定无法大量推广的命运。

    三、智能水表系统、IC卡水表系统

    按照国家有关要求,涉及居民用水计量收费的仪表均需做到“查表到户”。如何充分利用高科技,做到查表“到户,不入户”,是城镇给水企业急需落实的一个课题。近年陆续开发出的远传水表出户集中抄表系统(简称“远传水表系统”)和IC卡式水表预缴费系统,是解决问题的两大方案。

    远传水表系统和预缴费IC卡水表系统是普通机械式水表产品的延伸。不同点在于,远传水表只是通过数据采集,将水表计量的数据通过某种方式传到户外进行抄表,而与水表计量无关。IC卡水表在计量的过程中直接扣除用户存储在表内的水费,涉及水费交易问题,与现行的一些法律有冲突。

    1.远传水表系统

    远传水表系统由远传水表、信号传输通讯、有线水表或无线水表计量数据采集装置等部分组成。从工作原理划分,可分为以下几种类型。

    1)脉冲发讯计数式远传水表

    以机械式水表为计量基表,配置无源或有源脉冲发信装置为一体的、可依据基表计数指针旋转位置、主动向水表计量数据采集系统或计量数据采集模块发送计数电脉冲或开关信号的远传水表。

    目前,被广泛采用的发信装置大体分为两类:一类是需要供电才能工作的有源发信装置,如霍尔元件、光电元件组成的发信装置。另一类是依靠磁感应动作的无源发信装置,通常采用磁动干簧管开关、机械触点等。

    由计数脉冲发讯式远传水表构成的远传水表抄表系统,其核心元件是远传水表脉冲发信装置。发信装置能否准确、可靠地产生计数脉冲,基本决定了远传水表抄表系统采集基表计量数据的可靠性。

    从计数脉冲发信装置的工作原理而言,采用光电元件和机械触点式组成的发信装置不受外磁场干扰。但由光电元件组成的脉冲发信装置,在湿式水表中易受水质和水中产生气泡的影响,干扰脉冲的准确性,影响远传计数精度。

    采用霍尔元件和干簧管组成的发信装置易受外磁场干扰,需加装防磁装置或在系统中增加外磁场干扰判断或识别功能。这类远串水表的特点是结构简单,价格较低。

    2)智能数字式远传水表

    为了克服主动发讯式远传水表输出计数脉冲信号在传输过程中易受外界干扰的弱点,有关单位研制了一体化智能数字式远传水表。该类水表将脉冲发信装置、数据处理器、存储器与水表装为一体,通过总线通讯方式向数据采集系统传送水表计量示数。

    但未摆脱计数脉冲发讯水表的不足,结构比较复杂,价格较高,且必须配置电池以保证不漏计数。

    3)卡式远传水表

    这类水表既有IC卡式水表的预付费/阀门控制功能,又有远传水表的户外集中抄表功能。可在户外随时了解用户用水和水表的工作情况。

    该种形式的卡式水表自身不配置IC卡插口,而是在安装在户外的数据采集装置上设置一个共用IC卡插口,供用户将购得的水量写入自家的水表中。用户也可以通过该共用插口和数据采集装置上的LCD显示屏了解自家的用水情况。

    4)“直读”式远传水表

    无论采用哪种脉冲计数方式的远传水表,均无法回避由计数脉冲发信装置自身缺陷引起的固有不足。

    近期,一些机构已开发出利用数码盘“孔位”编码或类似条形码编码原理的“带”式编码,通过光电器件直接取得水表计量示数的远传水表。此外,还有利用数码摄像技术,直接摄取水表计量示数,和利用电阻编码的“直读”式远传水表。“直读”式远传水表的成功开发,基本解决了计数式远传水表多年困扰给水企业在试用计数脉冲远传水表方面的一系列难题。

    (1)码盘“直读”式远传水表

    码盘“直读”式远传水表已有两种技术方案。其中,“孔位”编码的方法是在水表计数码盘_上设置位置不同的数据代码孔,利用发光管和光敏管读取代码孔的位置,再通过代码运算,将其转换成水表的计量示数。而后者,则是在水表计数码盘的周边设计代表水表示数的“带”码,通过发光管的发光/反射,读出水表计量示数的“带”码,再转换成数字。

    为了解决读数码轮在机械进位过程中的盲区问题,一是需要对每一位码轮进行精确加工,使齿轮之间必须紧密咬合,不允许存在框量。二是采取具有监督和纠错能力的特殊编码,保证读出数据的100%准确性。

    (2)数码摄像“直读”式远传水表

    利用数码摄像镜头,对水表基表的码盘示数拍照,再将照片中的水表示数转换为数字。数码摄像“直读”式远传水表存在两个问题,-是图像的尺寸较大,传输和存储都需要占用较大的空间,若将图/数转换电路设计在水表侧,虽能解决尺寸问题,但对于居民户表需要较大的成本。因此。目前仅见到在后台统一进行图/数转换的系统。第二,是图/数转换的识别率尚未很好的得到解决。这个问题不能彻底解决的话,即使存在1%差错,也难使用。

    (3)电阻编码“直读”式远传水表

    利用不同的电阻值代表0~9个数位,制成了电阻编码“直读”式远传水表。一种是在指针式表盘底面制作对应电路,将每位指针的位移转换为对应的电阻值,读表时再将电阻值转换为水表示数。为另一种是与码盘字轮同轴固定安装的电阻编码码盘,电阻编码码盘将码盘转动的位移转换为对应的电阻值。

    直读式远传水表的最大特点,是只有在抄表的瞬间才需要电源,摆脱了脉冲计数远传水表离开电源便无法工作的难题。

    除摄像方式外,其它几种类型的“直读”方式,因读取水表示数的电子线路与字轮或指针不可分离,故在制成湿式远传水表时,必须采用液封技术,将电路部分安装在与自来水隔离的液封盒内,液封盒内充满蒸馏水加甘油混合的绝缘液体。因此,必须解决液封长期工作不漏液问题。

    2.远传水表的通讯

    常用的远传水表通讯方式有有线、电力载波和无线几种类型。

    有线通讯技术比较成熟,可靠性高。但在旧建筑物的水表改造工程中,施工有一定难度。低压电力线载波通讯是借用低压电力线传输水表信息,是一种极有市场前景的数据远传通讯技术。但由于需要借用居民住宅内的AC220V电源线,需要事先做好工作。无线远传水表具有无须布线、安装简便等优点,但需要配置足够容量的电池来维持长期正常工作。在钢混结构高层住宅楼和已被各类电器噪声污染较重的场合不宜采用无线抄表系统。

    采用哪种远传方式需要依据当地的实际情况和经济实力确定。

    3.远传水表的抄表方式

    采用远传水表系统后,抄表环节是衔接水表数据采集系统和自来水水费缴费账务处理系统之间的桥粱。

    远传水表集抄系统的抄表方式,可以采用CPU卡、手持式抄表器(POS机)、便携电脑等设备。由抄表人员携带抄表设备,在抄表现场将抄表工具与智能采集器或智能采集终端相连,便可在数秒内完自动成几十甚至几百户的抄表工作。

    4.远传水表数据自动传输系统的建立

    采用人工到现场集中抄表,属于半自动抄表范畴,是--种过渡。长远考虑应利用各种成熟的通讯技术,控制智能采集器或智能采集终端,依据抄表周期自动将用户的消费水量传输到自来水的水费账务处理中心,则可真正实现自来水用户消费计量水表的自动抄表。

    5.远传水表与IC卡式水表

    IC卡式水表也是一种智能水表,与智能远传抄表系统相比,需要用户“先购水,后消费”。虽然也可解决不入户抄表问题,但对实际的用水量不易掌握,给现行的水量统计工作、调度系统的水量预计和水量分配决策工作会带来一些影响。并且由于售水方式的改变,需要对营销管理体系进行改造。

    四、智能水表的发展方向

    如上所述,两种类型的“智能水表”都可以实现不进户抄表。但是,在技术方案选择上,远程抄表收费管理系统比IC卡收费管理系统更先进、更人性化,更适合城市供水系统的生产管理。智能水表的发展方向主要是采用智能“直读”式远程传输水表,辅之以IC卡式水表,逐步“不进户查表”,推广高精度计量水表的应用(达到C类水表的精度),宣传和提高节水意识。在不久的将来,它必然会占据家用计量水表市场


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