智能建筑中无线水表抄报系统的应用

摘要：智能建筑和智能小区的建立，推动了水费管理由人工化向着网络化、智能化和信息化转变。传统的人工抄表方式不仅效率低、易出错，而且极其不便捷。针对传统抄表技术存在的缺陷，本文介绍的无线智能水表的抄报系统。该系统具有组网快速、协议简单、传输可靠以及低运行成本等优势。

关键词：智能水表；HFC；无线网络；远程传输

Abstract: intelligent building and intelligent village build, promoted by water management artificialization towards network, intelligence and information to change. The traditional artificial meter reading way not only the efficiency is low, the error-prone, and extremely convenient. In traditional meter reading the defects of technology, this paper introduces wireless intelligent water meter system of the newspaper. The system is simple, fast and agreement networking transmission and reliable low cost of operation and other advantages.

Keywords: intelligent water meter; HFC; Wireless network; Remote transmission

中图分类号：G267文献标识码：A 文章编号：

随着通讯技术、单片机技术和无线电技术的发展，无线智能远程传输水表系统以其便利的安装条件、快捷的系统维护、不受布线和安装环境限制等优点，成为水表行业智能化管理的首选系统[1]。该系统由四部分组成，即：自来水公司数据的管理系统、现场的数据下载器、数据集中器和无线远程传输智能水表。其中无线智能远程传输水表是整个系统的重要组成部分，是信息的产生单元。它一般由在原机械水表的基础上，增加安装新型传感器及控制电路板所构成的。

一、 前端智能水表数据采集选择

解决数据传输和信号转换技术是实现抄水表系统智能化的难点问题。针对目前国内水表的使用现状――大部分采用机械水表计量。为了降低改造成本，在不改变现有水表内的物理结构及国家计量标准的基础上，单纯安装传感器。在保持机械计量的基础上，添加了具有计量信息的远程传输功能，即电子智能计量与机械计量同步，使两者达到精度化与智能化的完美结合[2]。现阶段传感器装置常见的安装方法是采用光电开关和磁敏传感器，光电开关具有很强的抗干扰能力，但其能耗很大，而磁敏传感器不仅改造方便，还可以延长使用寿命，但其抗电磁干扰能力差；而智能水表在居民户内，无法采用市电，能耗变成为重要考虑的因素，因此在解决电磁干扰问题的基础上，利用磁敏传感器把机械水表中的叶轮转动转变成电脉冲信号是一种合理的解决方法[3]。

二、抄表传输系统的选择

在前端数据采集系统得到数据后，抄表传输系统在与前端相连接后，将数据传至相配套的抄表系统中。自动抄表系统工作方式主要有以下几种：总线式、电力载波式以及利用电话线路的载波方式抄表系统等[4]。而根据传输信号的方式，分为不联网和联网两种。

2.1 不联网传输方式

不联网传输方式是一种半自动的传输方式，即在住户安装水表和中继器，中继器将连接到小区内的集中器。有两种方法通过集中器读取数据。一种是抄表人员用手抄机直接从集中器上抄录下数据；另一种是把集中器连接到电脑上，由专门负责人员将数据通过E―mail的方式传送给运营企业。不联网的传输方式也可以解决抄表人员进户难的问题，而且一次传输，可以将一个小区内近千个用户的水表数据传输完毕。不论是速度和准确率都比以前提高了很多，节省人力，降低成本。由于不需要交流电的辅助，几乎不用物业的协助，也保证了工作的安全。这种方式有服务便捷、避免水费纠纷问题等优点。尤其是一些老城区的小区改造，减少了外线传输的改造工程量。但由于需要现场办公，进行的抄收的次数收到限制，并且没有实时数据，很难及时对管网的损失进行计算和分析。

2.2 联网传输方式

联网传输方式是一种全自动的方式。在直读式远程传输水表基础上，通过现代的通信技术，进行远程的抄表及实时监测。原理是把水表的读书窗口值直接传化成数字信号，再把数字信号通过传输线―中继器发送到集中器[5]。然后利用公共网络传输至管理中的计算机，再由管理中心对数据进行实时处理。而管理中心的命令可以通过同样的方式下发到各个集中器，可自动完成数据地抄收及处理。联网系统可以针对每个水表，实时进行抄收数据，为营业收费提供数据。简化管理方式、降低管理费用，降低了运营成本。集中器到管理中心的传输方式选择又是另一个重点。下面介绍几种传输方式：

(1)电力载波方式。其原理是将水表数据通过设备调制后变成电力信号，由电力线进行传送。而后在接收时，在将信号解调成数字信号。其优点是利用电力传输，节省资源。但由于技术原因，例如家用电器的启动会产生多种脉冲信号，这些信号作用在电网上，会造成结果误差。因此，电力载波方式不适合在我国使用。

(2)无线传输方式。由于无线通信的抗干扰能力差，系统的可靠性低，除个别城市外，在国内无法广泛应用。

(3)HFC传输方式。HFC远程抄表体统是通过将数字通信技术、计算机技术、双向宽带网络（HFC）技术和水表的计量技术相结合，将计量、数据实时采集、数据处理与网络集于一体，使用户使用信息综合后加以处理的系统。HFC远程抄表传输系统采用远程抄表系统的技术及网络通信技术。HFC充分利用了宽带网络资源，使得小区和大楼之间的布线复杂的难题得以解决。实现了远程控制自动抄表及数据传输，将智能抄表系统真正地提高到计算机网络化的程度。

三、远程智能系统的优点[6]

1系统具有丰富的功能和强打综合性能，能够实现报警与数据传输、自动计费、设备控制等功能。供水阀门采用电动控制阀门，当用户的使用发生故障时，系统能迅速报警以便进行处理。还可以将各个小区内的不同数据进行处理、汇总和存储，并准确地传送给水务公司。

2由于水的流量等数据是部门管理处需要的重要技术数据，以往想获得相关的数据必须依靠人工处理。让专人在市内的各个站点不断巡视，每天需要跑好几个站点，才能把相关的数据记录下来。而市郊的站点则需要留人坚守来传报数据。数据不但错误率高，传送慢，还大大增加了工作成本，给运营企业的管理和维护工作造成不便。针对这种情况，所采用的系统可通过HFC传输数据，覆盖范围广，在复杂的地理环境和恶劣的气候环境下不受限制。

3增强使用的安全性和可靠性。现在人们使用水、电和燃气各种安全事故频发，人们越来越重视安全。本系统可以通过控制中心来控制小区内各个用户的用水阀门，以便处理突发事故，将资源浪费减到最低程度。

4价格合理且维护方便。本系统维护费用比较低，从而降低了使用成本。

5系统提高极大地抄表的效率。本系统避免了因抄表人员进户抄表收费而给居民带来的不便，同时节约了进户抄表所需的时间，大大降低了抄表人员的劳动强度从而扩大抄表人员的服务区域范围，提高工作效率。这样，运营企业便可减少抄表人员的数量，以达到缩短投资基金的回收时间和降低企业成本的目的。

四、结语

近些年，由于国家信息化技术飞速发展以及社会的广泛需求，智能水表抄报系统得以飞速发展。智能水表将计算机技术、通讯技术、数据实时采集技术等基于一天的智能化系统。通过先进的传输方式，实现了水表的准确抄报。不仅节省了人力物力，同时又方便了水表的自动化管理，降低了运营企业的成本。由于系统在水表方面的应用取得成功的使用及管理经验，并可将系统继续推广到燃气表、电表等收费管理项目上，所以智能水表抄报系统具有广阔的发展前景。

参考文献：

[1] 互益祥，丰住平. 远程无线抄报系统的研究[J]. 自动化仪表，2011，32（3）：4~7.

[2] 王春. 无线智能远传水表参数测试方法的研究[J]. 数字技术与应用，2010，03（0085）：85~86.

[3] 马媛媛. 无线智能水表系统[J].中国新技术新产品，2011，10：6.

[4] 周建军，郑文刚，申长军. 温室无线智能水表物联网应用系统[J]. 中国农村水利水电，2011，10：41~43.

[5] 邱影，张威然. 基于GSM网络的水表远程抄收系统设计[J]. 信息科技，2011，54：162.

[6] 刘强，廉新歌，祖宁. 水、电、燃气GPRS远程抄送系统的应用[J]. 吉林工程技术师范学院学报，2011，27（10）：70~71.