智能水表范文

智能水表范文第1篇

第一条为加强地下水资源管理，认真落实水资源开采计划，进一步规范取水行为，严格控制地下水开采量，实行地下水资源总量控制和定额管理，合理配置和节约使用地下水资源，保障经济社会可持续发展，依据《中华人民共和国水法》、国务院《取水许可和水资源费征收管理条例》、《省水资源费征收管理办法》、《省实施<水法>办法》等法规规章，结合我市实际，制定本办法。

第二条凡我市行政区域内的机井，长期或临时提用地下水资源时，都应当安装智能水表，遵守本办法。

第三条任何单位和个人都有珍惜水、爱护水、节约水的义务，对私自提取、浪费地下水资源和拒绝安装智能水表的行为都有检举、控告的权利。

第二章智能水表安装

第四条根据《市地下水资源管理办法》第二十五条的规定，所有单位和个人的机井都必须在规定的期限内安装智能水表。

第五条机井智能水表由市政府采购办、水务局统一招标、采购。水务局要按照实施计划，组织做好智能水表的安装、调试和验收等工作。

第六条市水务局是机井智能水表安装管理工作的主管部门，负责机井智能水表的统一规划、施工安装和监管使用。

公安、电力等部门及各乡镇人民政府要积极配合，协助市水务局做好智能水表的安装实施工作。

各乡镇人民政府及各有关单位要统一思想，认真做好智能水表安装的宣传发动工作，提高广大人民群众的生态忧患意识和水资源危机意识，增强广大人民群众安装机井智能水表的自觉性和主动性。

第三章智能水表管理与维护

第七条机井智能水表的日常安全运行、管理和维护由机井所有人负责。

市水务局水政水资源办公室、水政监察大队负责查处破坏智能水表正常运行的各类案件。

市水务局各水管所负责对所辖区域内机井智能水表的安装、管理工作进行监督和管理。

各乡（镇）水利站负责所辖区域内智能水表的安装、维修、维护、技术服务、安全运行和水资源费的征缴及统计上报等工作，对破坏智能水表正常运行的人和事及时查处上报。

第八条市水务局各水管所所长、各乡（镇）水利站站长是所辖区域内机井智能水表安全运行、监督管理的第一责任人。各水管所、各乡（镇）水利站配备的机井智能水表专管人员，具体负责所辖区域内机井智能水表安全运行和系统管理服务工作。

第九条市水务局各水管所、各乡（镇）水利站配备的机井智能水表专管人员，要对所辖区域内的机井智能水表运行情况进行经常性的监督检查，要对智能水表安全运行和维修维护情况建立档案；要对用水情况认真填写水量记录簿，做好智能水表水量充值记录管理；要及时上报智能水表系统管理数据和安全运行情况。

第十条市水务局每年统一对机井智能水表进行一次检查、校验，校验结果作为取水许可证年审的一项重要内容。

第四章水资源费征收

十一条凡本市行政区域内提取地下水的单位、组织和个人，应当严格按照国务院《取水许可和水资源费征收管理条例》、《省水资源费征收管理办法》和《市人民政府关于征收地下水资源费的通知》（敦政办发〔〕71号）中的有关规定，按时向市水务局足额缴纳地下水资源费。

第十二条机井所有人要凭卡取水，先购水，后取水。智能水表安装、调试、验收、移交后，机井所有人要按照管理、操作程序携卡到乡镇水利站购水，刷卡充值后方可取水。

第十三条凡年起批准新（补）打机井全额收取智能水表购置及安装费，由市水务局组织安装智能水表后方可取水，通过智能水表按实际取水量计征水资源费。

第五章相关责任与处罚

第十四条机井所有人必须按照市水务局的要求及时安装智能水表。凡在规定限期内不安装的，由市水务局按照该机井日最大取水能力计算的取水量和水资源费征收标准计征水资源费，并依据国务院《取水许可和水资源费征收管理条例》第五十三条规定，处以五千元以上二万元以下的罚款；情节严重的，吊销取水许可证，封闭取水机井。

第十五条机井智能水表移交给机井所有人后，出现运行不正常的，机井所有人应及时向智能水表专管人员告知，智能水表专管人员要及时联系人员做好设备维修工作。

智能水表运行一年以后出现故障，由智能水表专管人员及时协调维修，维修费用由机井所有人承担；机井所有人拒绝维修或即不维修也不更换的，由市水务局按照该机井日最大取水能力计算的取水量和水资源费征收标准计征水资源费。

第十六条凡拒不缴纳、拖延缴纳或拖欠水资源费的，依照《省水资源费征收管理办法》第十条规定，由市水务局责令限期缴纳；逾期不缴纳的，从滞纳之日起按日加收滞纳部分千分之二的滞纳金，并处应缴或者补缴水资源费一倍以上五倍以下的罚款。

第十七条凡擅自改动、拆卸和损毁机井智能水表，造成智能水表不能正常运行的，依据《省实施（中华人民共和国水法）办法》第五十五条规定，由公安、电力等部门协助市水务局依法查处，责令赔偿损失，并处以二千元以下罚款。

对超越水表设置旁通管或以其他方式窃水的，由市水务局责令机井所有人限期改正，除按测算的窃水量补交水资源费外，由公安部门处以二百元以上一千元以下的罚款。

第十八条凡违反本办法拒不接受处罚的，由市电力部门对该机井实施停电、拆除机井用电线路，由市水务部门吊销取水许可证，并由公安、电力、水务等部门组成封井工作组，封闭该机井。

第十九条各水管所、各乡（镇）水利站配备的机井智能水表专管人员要切实做好机井智能水表的具体管理工作。凡有下列情形之一的，由市水务局依法给予行政处分：

（一）智能水表被拆卸，既不知情又不上报的；

（二）智能水表被盗，既不知情又不上报的；

（三）由于管理和服务工作滞后造成智能水表停用的；

智能水表范文第2篇

关键词 智能水表 无线远传 阶梯水价

远传智能水表是基于电磁或电子原理、用于计量饮用冷水和热水实际体积流量的水表，一般主要由传统的机械水表（业内也称“基表”）和现代电子装置组成。

机械表主要是用于计量用水的累积量，发挥数据采集的作用。而电子装置主要用于实现远传技术和自动抄读功能，是整个系统中最关键的部分。此外，多数远传智能水表还装有电控阀，可以控制水表各路水的开和闭。

虽然目前机械水表在产量和存量上仍占据绝对优势，但随着技术的成熟及国家水资源战略的实施，远传智能水表将逐步成为主流。

一、智能水表行业现状：行业分散，市场潜力巨大

2014年国内水表行业市场规模约60亿元，全国600多家水表企业生产的约8000万只水表中，智能水表仅为1200万只左右，行业渗透率约为15%，而全国在线运行的2亿多只水表中，90%以上仍然为机械水表。2006～2013年间，水表产量年均复合增长率7.57%，而同期智能水表年均复合增长率为22.05%，假设2014年至2020年行业仍然维持目前的发展速度，则到2020年时，智能水表的渗透率可能会接近50%，仅智能水表行业的市场规模就可能达到近200亿元人民币，显然市场潜力巨大。

我国智能水表行业经过多年发展，整体实力和综合竞争力显著增强，行业中多个企业已拥有中国名牌称号和国家免检产品，技术水平并不逊于国外著名企业。据海关总署统计，2008 年度我国水表出口约1000 余万台，进口仅为3.2 余万台，充分说明国内企业在中、低端产品市场竞争中占有了绝对优势。另一方面，虽然目前全国水表生产行业竞争十分激烈、行业集中度低，但是由于技术壁垒和人才壁垒较高，智能水表行业竞争相对较小。因此，已经在行业中具备技术和市场积累的公司具备很大的竞争优势，发展空间广阔。

二、政策推动智能水表行业快速发展

2014年1月国家发改委、住建部联合下发《关于加快建立完善城镇居民用水阶梯价格制度的指导意见》，要求2015年底前，全国所有设市城市原则上全面实行居民阶梯水价制度，提出建立完善居民阶梯水价制度，要求以保障居民基本生活用水需求为前提，以改革居民用水计价方式为抓手，通过健全制度、落实责任、加大投入、完善保障等措施，充分发挥阶梯价格机制的调节作用。2015年国务院又在《水污染防治行动计划》中明确要求县级及以上城市应于2015年底前全面实行居民阶梯水价制度。所谓“阶梯水价”是对使用自来水实行分类计量收费和超定额累进加价制的俗称，其基本特点是用水越多，水价越贵。其充分发挥市场、价格因素在水资源配置、水需求调节等方面的作用，拓展了水价上调的空间，增强了企业和居民的节水意识，避免了水资源浪费。而对于水业公司来说，阶梯水价可以直接提高收入，有利于改善自身的财务状况，但由于传统的普通机械水需要人工抄读，不能实现实时监测居民的用水情况，水业公司（包括自来水厂及水务公司）很可能无法很精确地实施阶梯水价。而智能水表具备自动读写、数据实时监控的功能，可以帮助水业公司掌握用户的用水习惯，并为实施阶梯水价提供客观依据。

从这个意义上讲，阶梯水价的推行必然有利于智能水表的大面积更换，目前我国智能水表的占比仍较低，随着未来节水政策的不断深入和落实，智能水表行业的发展可能步入快车道。

三、具有远传功能的智能水表或将成为未来的主流

早期国内的智能水表主要以IC卡智能水表为主。IC卡智能水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。该表是以非接触IC卡（射频卡）作为媒体，由它将各种信息输入表中控制系统自动关阀供水，水量到报警值或用尽，即自动关阀，以此实现预付费控制，达到“先买水，后用水”的目的。

但是由于IC卡在用户端，下游水业公司无法掌握其结算情况，而且智能卡水表未联网使得每户水表在使用中带有某种私有特性，若有住户故意使用假卡（智能卡被破译、伪造）水业公司将蒙受巨大损失。另外，很多IC卡智能水表厂家采用插卡的方式读取和输入信息，使其插卡触点暴露在空气中，又因为水表周围环境潮湿，会导致其触点氧化生锈，从而破坏了IC卡智能水表的读取系统，使水表无法读取卡内信息。而且插卡口暴露在空气中，很容易导致灰尘和异物进入插卡口使其IC卡无法插入或失灵。

而远传智能水表实际上是“机械水表+智能远传抄表系统”，由于电子元件与机械表分离，可靠性大大提高，维护难度远小于IC卡智能水表。远传智能水表实时将用户用水量记录并保存，水业公司可查询任意用户在任意时间点的用水情况。而且同时也解决了抄表到户难的问题，实现了对用户用水情况的实时监控管理。水业公司未来还可以将其纳入到物联网体系，用户的实时用水数据可用于大数据分析，有很大的潜在价值。

近两年来国内部分水业公司已经开始大规模安装先进的无线远传智能水表系统，以代替原有的机械表和IC卡智能水表。其中，福州已经有100多个小区、超过四万户家庭用上了无线智能水表；而在南昌的很多新开发楼盘，无线智能水表已经成为标准配。未来随着技术的不断成熟，远传智能水表或将成为智能水表行业的主流。

四、结语

随着阶梯水价改革的不断深化，我国智能水表行业开始进入快速发展的轨道，未来行业集中度将随着竞争不断提高。行业中的企业必须抓住目前的良好机遇，提高技术水平，开发包括远传智能水表在内的具备前瞻性的产品，深耕市场，才能在竞争中立于不败之地。

（作者单位为广东省深圳市平安证券有限责任公司）

[作者简介：杨Q，在平安证券长期从事投资银行业务。丁艺，在平安证券长期从事投资银行业务。]

参考文献

[1] 苗苗，李德宁，武雪燕. IC卡预付费智能水表在供水行业的应用与推广[J].自动化仪表，2014（03）.

[2] 王宗辉，张世豪.智能水表技术及发展趋势[J].仪表技术，2014（06）.

智能水表范文第3篇

对于业主而言，特别是高档生活小区的业主，总会碰到这样的情况：明明自己家用水量没那么多，可到月末或季末一交水费时，发现费用总会比实际高一些，这是为什么呢？

原来一般物业部门都会根据抄表员提供的数据做当月或当季的报表，可因为一些业主使用的水表滴漏水、主观上的偷水或者由于工作人员的误抄、漏抄等造成的报表数据和总供水量数据不平，结果只好将额外的用水量平摊到每户头上，这样一来，无辜的业主掏了冤枉钱；而且这样还会造成业主与物业之间的异议与隔膜，怀疑物业水费征收的合理、公平与否；再则物业工作人员上门抄、收水费时或多或少地都要打扰到业主的私人空间，近年来，还发生不少起伪装抄表员或其他身份的犯罪分子强行入室抢劫偷窃事件，对业主的人身及财产安全造成了严重威胁。

河北省华腾（原名洪通）科技有限公司生产研发的以先导型阀门为技术依托的预付费智能IC卡水表就杜绝了以上问题，所谓“预付费IC卡智能水表”，就是实现用户凭用户卡缴费预先购水，再将卡内预水量（或金额）输入水表内，自动限额供水的管理模式的计量表具，体现了有效控制用水、及时回收资金、高效管理的管理模式。

使用智能IC水表后，业主可以持卡去物业部门预存水费，这样一来，对于业主而言，不会再掏冤枉钱，也保障了私人空间不被打扰及安全问题，同时，也提高了自觉节约用水意识。对物业部门的统一管理更是百利而无一害，业主先付费后供水的方式启动后就不会再出现延迟交纳水费、拖欠水费、漏交水费等问题，而且以计算机为中心网络集中控制所有业主的用水情况，供水量一目了然，在方便月末或季末的结算工作的同时，也节省了雇佣抄表员的费用支出。

旧式阀门弊端多先导型阀门实用性强

IC卡水表是集计量与控制功能为一体的水量计量仪表，作为计量装置，它提供用水数量及收费依据；作为控制装置，它可实现预付费功能并准确控制供水量。阀门是其控制装置的执行终端，也是IC卡水表内最为核心的部件。目前市场上的IC卡水表多为电机驱动球阀，由电机、减速器、阀杆、球体、阀体组成，结构上与普通球阀基本相同，即当电机接到控制器指令，启动后经减速器减速，通过阀杆运动带动球体旋转，球体中间开孔，当孔与阀体通孔同轴时阀门全部打开；当球体再转动90度时阀门关闭，实现对水流通断的控制。

华腾科技在最初研发阶段，也试图采用球阀，后来发现球阀在产品初期安装阶段还可以，但在使用一段过程后会有一系列的毛病接踵而来，首先是出现漏水现象；而且阀门动作失灵、卡死；开关不灵活；耗电量也随之增大，电池使用一段时间就需要更换；由于电路板部分长期与水接触，导致整个水表瘫痪，这都造成用户生活的不便及经济上的负担。而这是由球阀其固有的工作原理造成的。在刚安装时，球阀的球面很光滑，还没有水锈，还没有杂质研进球面的缝隙和电机轴里，所以转动灵活，但是半年到一年左右，就出现了一系列问题，而且时间越长，问题越多；而且这种IC卡智能水表只能采取3.6伏锂能电池作为动力源，3.省略

智能水表范文第4篇

【关键词】智能表 Web服务 阶梯水价 远程服务 互联网+

随着我国“互联网+”时代的到来，各行各业都纷纷转型，进入网络信息管理时代。自来水管理公司也已经实现了网上银行交费等网络管理，但用户信息和水表仍然处于脱节管理的状态，中间各个环节仍然需要人工管理，如：抄表需要人工统计，报表需要人工录入，审核需要人工审核......在一定程度上还属于半自动半人工的状态。基于3G技术智能水表控制装置加上WEB服务系统的出现，实现用户网上管理、用水价格自动结算、银行收费自动对账等功能，省去中间各环节的人工成本，在提高统计与计算效率的同时，降低错误率，真正实现了网络自动化管理。

1 WEB服务系统功能设计

本服务系统共有12项功能，包括用户信息管理、权限管理、黑名单信息管理、水价管理、区域管理；用水管理、用水结算管理、用水报警管理、用水结算报警管理、用水量统计管理、设备状态与控制管理；信息推送管理。系统服务功能模块如图1所示。

2 WEB云服务系统设计

本系统分为三层：云服务层、业务管理层、数据管理层。云服务层用于响应来自智能水表控制装置和手机端发来的数据访问请求，根据不同的请求信息在进行查询和更新操作后，返回响应信息。业务管理层用于处理来自云服务层的请求数据，按照业务类型进行数据的处理与分发。数据管理层用于处理来自业务层的数据查询与更新请求，并返回查询结果。系统设计框架图如图2所示。

2.1 云服务层搭建技术要求

本层采用微软件公司WCF（Windows Communication Foundation）技术作为服务通讯开发平台处理客户和服务器之间的消息，在本系统中用于处理控制装置、手机设备和本服务系统之间收发消息。由于WCF技术是专门用于面向服务开发，通过图3，可以看到此技术很好的解决了本系统中大数量访问和并发操作问题，使得系统运行更加健壮和稳定，由于WCF支持多平台语言访问，又很好的支撑了Android系统和iOS系统的开发兼容性。

2.2 业务管理层和数据库管理层搭建技术要求

本层中的用水管理模块，采用设计模式中简单工厂模式，进行框架搭建。由于用水管理模块下的用水、用水报警、用水结算、用水结算报警、用水量统计管理五个分属模块的基本功能类似，但执行过程不一，所以采用了简单工厂模式来进行管理。本层设计中将五个模块管理方法抽象为一个类，然后在各子类设计时分别进行继承。这样在使用时仅需声明一个抽象类对象，初始化实例对象时，实现具体子类即可进行不同模块的管理。经过工厂方法的使用，不仅使程序简化、便于管理，而且在有新功能加入时更加容易扩展。

3 基于数据挖掘的信息推送

在用户用水过程中，经常会发生漏水事件，从而会给自己及邻居造成严重后果并带来诸多困扰。为了减少此类事件的发生其产生的不良后果，我们需对水表流量进行分析建模，实时监控水表流量信息，把符合漏水条件的水表信息通知用户，使用户尽早的采取相关措施，降低损失。

本系统主要采用了决策树分类技术，对大量的漏水数据进行分析挖掘，最后形成分类规则，从而更好的分析和预测漏水数据。

3.1 数据挖掘方式：决策树模型

决策树（Decision Tree）是用于分类和预测的主要技术，它着眼于从一组无规则的事例推理出决策树表示形式的分类规则，采用自上而下的递归方式，决策树内部节点进行属性值的比较，并根据不同属性判断从该节点向下分支，在决策树的叶节点得到结论。因此，从根节点到叶节点就对应着一条合理规则，整棵树就对应着一组表达式规则。

3.2 算法：ID3算法（Iterative Dichotomiser 3）

ID3算法是Ross Quinlan发明的一种决策树算法，它是基于奥卡姆剃刀原理的，即尽量用较少的东西做更多的事，越是小型的决策树越优于大型的决策树，但尽管如此，也不总是生成最小的树型结构，而是一个启发式算法。

在信息论中，期望信息越小，信息增益就越大，从而纯度就越高。ID3算法的核心思想就是以信息增益来度量属性的选择，选择分裂后信息增益最大的属性进行分裂。

3.3 建立决策树模型

3.3.1 确定对象及目标

本系统对可能发生漏水用户的信息进行分析，并挖掘出由哪些因素可判断为漏水用户的水表。如根据季节、流水时间、流水量的相互间关系判断，分析漏水和正常用水与这些因素间的关系，最终判断出每个水表的工作状态，能够及时发现漏水水表，并通过WEB服务系统及时关闭阀门、通知用户，尽早采取相关措施，降低损失。

3.3.2 数据的收集

本系统按照阀门状态、流水状态、流量三个内容进行判断，具体信息如表1。

3.3.3 结论决策树

根据上述结果，建立最终决策树，如图4所示。

本系统使用上述决策树最终产生的分类规则，建立了判断水表是否漏水的决策树模型。在实际应用过程中较为准确的判断水表是否漏水，并及时通知用户查看家中用水状态，降低漏水带来的诸多损失，同时也为将来算法的改进打下良好基础。

综上所述，本文提出了一种基于互联网+模式的WEB服务系统，通过对基于3G技术的智能水表管制装置的数据管理，及时更新用户用水数据，进行存储、更新和向用户手机进行信息推送，使用户和供水公司能够了解水表运行状态并获取数据，即时反馈水表问题和定位问题水表位置，及时进行管理、维护和交费等操作，极大缩短了沟通和维护成本，提高了工作效率和数据的时效性。

参考文献

[1]常鑫.一种基于3G无线通信技术的智能水表控制装置.2015，专利号201420597186.9.

[2]王宗辉，张世豪，姚灵.智能水表技术及发展趋势[J].仪表技术，2014（06）：15-24.

[3]张凤涛.自来水企业IC卡水表业务运营管理的设计与实现[D].济南：山东大学，2012，5.

[4]姚灵.我国智能水表技术标准体系的研究与构建[J].中国标准化，2013（07）.

[5]丁晓燕.基于以太网远程抄表系统的研究[D].南京：南京林业大学，2013.

作者简介

常鑫（1982-），女，内蒙古自治区乌兰察布市人。现为集宁师范学院数学系讲师，工程硕士。

作者单位

1.集宁师范学院数学系 内蒙古自治区乌兰察布市 012000

智能水表范文第5篇

关键词：干簧管；智能水表；干扰；应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.096

0 引言

传统的水表需要人工抄表，智能水表无需人工抄表，它利用自动控制技术和信息网络技术和传感器技术作为支撑，把机械信号转化为电信号，并传输到远程计算机中，从而测量和记录水表的数据，实现了水表信息的远程管理，方便各级水务部门[1]。干簧管具有体积小、成本低、重量轻、转换使用方便等优点，作为水表中使用最广的一种传感器干，可以提高水表的可靠性。

1 智能水表的应用

智能水表分为远程集中抄表系统和卡式智能水表系统。

远程集中抄表系统包括基表、数据存贮与通讯系统、后台软件操作系统三个 部分。基表就是对水表进行计量并把信号输入到传感器，把机械信号转换为电信号的表具。智能水表的后台软件操作系统就是建立管理者和用户之间的联系，实现管理者和用户的实时沟通，由于不同管理部门的收费标准和数据接口不同，所以软件后台操作系统多种多样，互相不兼容[2]。

卡式智能水表包括水表、各种卡、后台处理系统，其中各种卡建立了管理者和用户间的沟通以及用户与智能水表间的沟通，用户可以使用用户卡对水表进行充值，管理部门使用检查卡、设置卡等卡，可以看到用户的卡号、用水量、充值记录等数据，同时可以设置水单价、还可以设置报警门限。

2 干簧管介绍

2.1 干簧管应用领域

干簧管是一种磁敏开关，是干簧继电器和接触开关的主要部件，可以作为传感器使用，用于计数、限位等[3]。由于干簧管静态功耗几乎为零，使用寿命长，在电池供电的低功耗智能水表中占有明显的优势，智能水表的磁敏元件主要用干簧管。在传统的机械水表中加装干簧管和磁铁，当磁铁靠近干簧管时，干簧管闭合；当磁铁离开时，干簧管打开，从而输出计量脉冲信号。计量的准确性和脉冲数量的准确性有关，当遇到磁铁退磁、机械振动、外界信号干扰等情况时，都会使干簧管打开和关闭受影响，从而影响水表的计量误差。因此，要提高水表的使用寿命和计量准确度，就要提高对干簧管的检测。

在实际生活中，我们经常会遇见这样的问题：打开水龙头后水管会不停的震动，这是因为水管中进入空气，此时磁钢和干簧管处于临界位置，信号就会不停的发给单片机，从而影响单片机计数。解决办法就是采用双干簧管采样，当两个干簧管同时闭合时才开始计量；还经常见到人为在水表周围放置磁铁想干扰水表计量，从而用水扣费不准确，解决办法也是采用双干簧管采样，当两个干簧管同时闭合时，便认为有外部干扰，水表停止计数。

2.2 干簧管的工作原理

当磁铁靠近干簧管时，干簧管的两个簧片被磁化，分别产生N极S极，当磁铁的吸引力大于簧片弹性所产生的阻力时，簧片互相吸引，接触导通，此时电路闭合；当磁铁离开时，磁场作用力减小，当减小到一定值时，磁铁的吸引力小于簧片弹性所产生的阻力，簧片就会因弹力作用而被分开，此时电路断开，这样便完成了一个开关的过程[4]。

3 干簧管的采用原理

当磁铁靠近干时，干簧管闭合；当磁铁离开时，干簧管打开。在水表中加干簧管和磁铁，当转盘转动一圈，磁铁经过干簧管一次，便产生一个脉冲，利用干簧管在磁铁的循环作用下循环开闭输出计量脉冲信号，进而实现水流量的计费。每当计量到0.01 m3时，由位于此处的干簧管向单片机发出一个脉冲信号，根据输入的有效脉冲数量计算用水量。

水表抖动时干簧管会不停向单片机发送脉冲，为了防止这种情况发生，采用双干簧管采样。两个干簧管发出两个脉冲信号，组成的防抖动电路输入单片机，两个脉冲信号具有互锁功能，当两个输入端依次有脉冲输入时，水表判断为一次有效采样，完成一次计数，和对水流量的计量。当只闭合一个干簧管时，水表不计量，从而可以精确计量，解决了水表抖动而误发信号的问题。为了防止人为干扰水表计数现象的发生，在增加一个干簧管，当人为用磁铁干扰时，外部干簧管闭合，此时单片机对应管脚由高电平变为低电平，单片机判断处理，知道有人为干扰现象，停止计数并同时报警，干扰不起作用。

4 结论

随着现代电子技术、计算机技术、传感器技术的快速发展，水表由传统的机械式水表向智能水表发展，智能水表具有经济、实时、数据共享等优点，应用在我们生活中和各行各业中，可以实现水资源的节约使用并提高计量的准确性。干簧管由于具有体积小、成本低、使用方便等优点，在智能水表中合理广泛应用，可以节约成本，提高计量精确度，提高抗干扰性，对于大力发展智能水表具有非常重要的作用和意义。

参考文献：

[1]宋伟平，沈燕妮，宿忠娥.基于单片机MSP430的智能水表设计[J]. 工业仪表与自动化装置，2012（04）：51-52+83.

[2]吕勇，陈淳良，吴凌华.提高干簧管工作可靠性的攻关[J].机电元件，2003（04）：26-27+40.

[3]蔡斌.智能水表中的干簧管运用分析[J].机电信息，2011（15）：41+43.

[4]胡宸源，白巍.基于干簧管远传水表终端可靠性研究[J].工业控制计算机，2012（12）：88-89.

智能水表范文第6篇

关键词：供水系统，智能化，自动抄表，异构网络，多网融合

中图分类号：TP391 文献标识码：A

Intelligent Water Supply based on Heterogeneous Layered Networks under Multi-network Convergence

Lin Jing， Yu Shu-chun， Peng Xiao-ning

（Department of Computer Engineering， Huaihua College， Huaihua 418008， China）

Abstract： During the Multi-network convergence， networks and services range more industries. Intelligent water supply in water industry was discussed here. The design of system network architecture， long-range prepayment， IC card prepayment and Automatic meter reading was especially introduced. A smart water supply under multi-network convergence was proposed. It was developed according to heterogeneous layered networks for complex water metering and information environment today. Long-range prepayment for smart meter was realized by multi-thread， centralized polling， asynchronous scheme. IC card prepayment was done using virtual serial port for remote control of distributed meters. Furthermore， the time tunable automatic meter reading， fee automated clearing and analysis of water loss were given in the system. The effectiveness and applicability of this system was confirmed by application. Keyword： Water supply; Intellectualization; Automatic meter reading; Heterogeneous networks; Multi-network convergence

1.引 言

水资源作为21世纪的战略性资源之一，其合理开发和利用受到了人们的普遍关注。人类利用水资源的各项数据不仅是一个局部、一个地区关注的问题，更是一个国家乃至整个社会关注的问题。因此，数据的共享性成为全社会对水资源实现集约化管理的基础[1]。但是，传统的供水计量信息采集通常是由各管理部门派人到装表地点抄表，由于用户面广、量大，极易造成差错，人工抄表不但效率低，而且不利于科学管理。

在多网融合[2～7]的背景下，相关企业积极投身其中，各方不断将网络和服务覆盖的范围向更多的行业延伸，为各种异构网络上智能化系统的运行提供了通讯基础平台。实施自动抄表的大环境逐渐成熟，管理体制现代化也要求供水系统更加智能化。

因此，众多研究人员在智能表计与自动抄表系统设计领域进行了大量研究。赵、郝等[8]采用全电池供电的智能水表抄表系统，实现水表出户集中式抄表，但仍需要人工现场作业。陈、丁等[9]利用GSM网络覆盖面广p抗干扰能力强等特点，设计了基于GSM模块的无线智能抄表系统，解决了人工抄表的低效率和实时性差的问题。曾、张等[10]采用E-TDMA协议，进行分布式协同调度及节点时隙分配的局部调整，为智能抄表系统提供一种高效的信道接入方式。然而，这些研究都局限于特定表计类型，不能将多种表计集成到一个系统中。

随着对水能表计的深入研究，水表的智能化程度不断提高。但是，想要在短时间内强制性地用智能水表替换原有的非智能或半智能水表很不现实。因此，在现有的供用水网络中，多种表计仍然会在较长时期内共存，这为企业供水管理系统的建设增添了难度，也影响了城市智能化建设。

针对目前用水计量、信息采集与环境的现状，为有效集成预付费智能式、IC卡式、只读光电式、机械式等水表，急需构建具有远程预付费功能、自动与手工抄表并存、水费自动结算和水损分析的智能供水系统（WPCS），以平稳过渡智能水表替代其它水表的过程，并推进智慧城市的建设进程。

2 WPCS关键设计

2.1 WPCS网络架构设计

WPCS在多网融合环境下按异构分层模式进行设计。由于水能表计类型的多样性及表计信息采集方式及传输介质的不同，WPCS涉及互联网、GPRS移动通信网、通过RS485通信的智能水表网、企业管理局域网等，融合了多种异构网络，构成分层管理与通讯的统一平台。它既能满足当前业务的需要，又能很好地适应半智能、非智能水表逐渐被淘汰的进化过程。

图1 多网融合下WPCS网络架构图

WPCS网络架构由三层网络构成，分为0层、1层和2层，如图1所示。其中，第0层为互联网层，采用TCP/IP协议，作为系统的通讯基础设施，与第1层的公司业务内网、数据中心移动网络互联。另外它还是远程工作站、外网用水客户连接公司业务内网的通道，完成指令与应答数据的传输。

第1层为核心业务层，由公司业务内网、数据中心移动网络构成。移动数据中心服务器通过GPRS网络与第2层的集中器DTU通讯，实现对远传智能水表的自动抄表、水费预付及远程控制等功能，移动数据中心服务器可以使用VPN专线或ADSL等接入互联网，与业务系统对接。数据中心所收集的业务数据通过第0层网络传输到企业业务内网存储。业务内网通过防火墙与互联网连接，任何外网用户必须经过防火墙才能访问Web服务器。其中，Web服务器、邮件服务器等构成DMZ区，隔离外网用户对内网的直接访问，以保证公司业务数据的安全。

第2层是表计网络层，由远传智能水表、预付费IC卡水表、光电只读水表、机械水表等构成。对于远传智能水表与光电只读水表，在区域内由RS485总线组成设备子网，在区域外由DTU通过GPRS经数据中心向供水企业传送数据;IC卡水表独立安装，利用IC卡传递数据与控制指令，以实现水费预付及信息采集等功能;机械表供、用水信息的采集可由人工完成。

2.2 远程预付费流程设计

多个智能水表通过RS485通信接口把水表数据上传到DTU，当DTU通过GPRS网络连接到移动数据中心服务器并建立透明数据通道后，智能水表端产生的加密数据只要送到串口，DTU接收并将其发送到移动数据中心服务器;同时，服务器下发的命令通过通道传输到DTU后，DTU通过串口送到智能水表端，从而实现数据双向透明传输。

但在实际运行环境中，购水用户总是以就近原则在指定工作站上办理预付费业务，购水信息一方面要存储在业务系统数据库当中，另一方面需要打包成购水指令通过移动数据中心发送到智能水表中。两者数据的同步，成为保证系统业务数据一致性与完整性的关键因素。

只有在购水指令执行成功时，才将购水信息保存到业务数据库，否则需重发指令，再重复该过程，才可完成数据同步的目的。但是，由于移动数据中心服务器宕机引起的指令重发、指令在三层异构网络中的传输时延、智能水表响应时长等因素，会导致用户办理业务的等待时间过长，甚至要多次往还办理一次购水业务，这将严重影响系统的可用性。为了解决此问题，远程预付费流程采用集中轮询的异步模式进行设计，如图2所示。

购水信息由各收费工作站采集，指令由应用服务器封装并发送到指令队列中，在发送成功的同时将购水信息保存到业务数据库中，让用户及时完成本次购水业务。然后，再由购水守护进程集中对应用服务器指令队列中的指令按异步轮询方式处理，将其送往移动数据中心服务器再下发到用户智能水表中。接收进程收集指令执行结果，如果写智能水表成功，则将返回信息存入数据库，预付费购水过程结束;否则，若重发次数R<=3，则重发指令，若R>3，则指令发送失败，进入失败指令队列，等待守护进程的下一轮调度发送。

图2 远程预付费流程图

2.3 IC卡预付费流程设计

在实际供水作业环境中，预付费IC卡水表作为半智能表计还普遍存在，它独立安装，利用IC卡传递数据与控制指令。与远传智能水表不同，它通过与小区工作站直连的IC卡读写器实现水费预付及用水信息采集等功能。因此，产生了在B/S模式应用下普遍存在的Web服务器端应用程序要驱动浏览器客户端设备的矛盾。有效解决该问题成为WPCS的另一关键技术。

由于IC卡读写器通过串口与工作站连接，服务器端应用程序无法直接驱动它，系统采用ActiveX控件与虚拟串口技术，通过串口映射机制解决这一问题。IC卡预付费流程描述如下： （1） 初始化服务器端的虚拟串口VMCOMx; （2） 组织IC卡预付费写入指令，并发指令送到VMCOMx; （3） 通过串口映射机制，将VMCOMx网络帧转化为串口信息发送到请求工作站的物理设备执行; （4） 若设备的ActiveX控件在工作站没有注册，则在web页面中通过<object>标签从指定URL（由codebase属性给出）下载并注册、运行控件; （5） 若ActiveX控件已注册，则直接使用控件驱动IC卡读写器执行指令; （6） 指令先进行卡类型及密码检测操作，如果卡类型合法且密码校验成功，则对IC卡执行写操作，否则，提示告警信息并退出; （7） 解析指令执行结果，若操作成功，预付费信息保存到数据库，否则，提示操作失败并退出。（注：同时可读取上次用水信息，即完成滞后抄表功能。）

2.4 自动抄表流程设计

快速、准确、可靠地获得用水管理的各类数据，是进行费用自动结算、用量分析、表计运行状况监测、负荷处理等应用管理的基础。因此，自动抄表功能是WPCS的又一关键业务。该功能的设计主要针对远传智能水表与光电只读水表，由Web服务器端的应用程序根据系统预先设定的采集时间自动完成，其中，发送指令与接收结果分别由不同的独立线程承担，自动抄表算法（AutoGetMeterInfo）关键伪码如下。

Public Class AutoGetMeterInfo（）{//取预设抄表时间

int interval=getCollectTime（“SystemParam”）;

int rtn=Timer（interval）; //启动定时器

if（rtn==0）{ //0：表示设定采集时间到，则根据集中器表Hubinfo产生抄表指令集合

List ginst=createGetInstructions（“Hubinfo”）; ……

initReceiveBuff（recbuff）; //初始化接收缓冲区

for（Instruction inst：glist）{ //发送线程遍历抄表指令集合，并发送指令

sendData（inst）;

}……

//接收线程调用getDTUData（）返回DTU收集的结果添加到接收缓冲区

recbuff.add（getDTUData（））;

for （ReceiveData recdata：recbuff） //主线程遍历并分析指令结果集合

if（recdata.indexOf（“OK”）>-1）//执行成功则取出用水信息并插入到表UsedWater中，执行失败则取水表编号报警

insertRow（“UsedWater”，getData（recdata））;

else

alertInfo（getMeterNo （recdata）+“抄表失败！”）;

}

}

3 实 验

3.1 试验环境

WPCS系统使用现有互联网与GPRS网络作为通信基础设施，已在某自来水公司投入运行。数据库服务器操选用IBM xSeries 365，配置Xeon MP 2.7G cpu，8G DDR内存，SCSI 2T硬盘，安装Windows 2005操作系统，DBMS使用SQL SERVER 2005。Web服务器选用IBM xSeries 346，配置Xeon MP 3G cpu，4G DDR内存，SCSI 500G硬盘，安装Tomcat 6.5，Windows 2005操作系统。各工作站及客户端操作系统使用WINDOWS XP/2000系列，安装IE6.0+SP2 浏览器软件，硬件大部分利用客户现有的PC机，以减少重复投入。公司业务内网为自组局域网，运行TCP/IP协议。移动数据中心采用租用形式。智能水表子网在硬件上主要由远传智能水表、集中器（DTU）、自组网络底层设施等组成;软件主要包括表计嵌入式软件、DTU运行软件、业务系统管理软件等。此外，还有部分预付费IC卡表、机械表等，智能表计、DTU以及其嵌入式软件由制造商提供。

3.2 试验结果及分析

分析试点的11个单位/小区，1350多家用水客户共1493只四种类型水表18个月的运行数据。1493只水表数量分布如表1所示。

表1 四种类型水表数量分布

图3表明了按系统预设的抄表时间，每2个月自动抄表一次，18个月共自动抄表9次。结果显示光电表的抄表成功率超过90%，智能表的抄表成功率高于光电表，达97%，而且都呈逐渐上升的趋势。通过对失败表计的现场检查，发现智能表计的安装使用时间比光电表计晚，且电气特性、连接线路、电池耗尽程度都好于光电表计，故其抄表成功率优于光电表。随着对表计电池的更换及线路检修，能正常工作的表计增多，所以两者抄表成功率都呈上升趋势。可以预计，在线路与表计正常工作情况下，自动抄表成功率将会达100%。

水损率需要用本次抄表数据参考相邻的上次抄表数据进行计算，在试运行期间共计算了8次。图4显示了在现有供水管网条件下四种水能表计对水损率的贡献。智能表水损率最低，平均值为7.0%，IC卡表水损率最高，平均值为9.63%，光电表和机械表居中，平均水损率分别为8.27%和9.06%。由于智能表与光电表能自动抄表，供水与用水表计的水量信息可以短时间内同时完成，数据比较准确，又因为智能表可以在预付水费用完时及时控制表计关阀且抄表成功率高，所以智能表计算的水损率低于光电表，而且较真实、准确。

相反，机械表与IC卡表不能被系统自动控制，在表计电池耗尽后，且预购水量用完时，IC卡表也不能关阀断水，这是导致水损率高的主要有原因。另外，由于抄表费力、耗时，供、用水量不在合理的时段内实时采集，数据较不准确，因而也会导致计算水损率较高。水损率高表示水资源的浪费大，给企业带来的经济损失也大。此外，水损率异常也是管网监控的重要参考因子，可及时发现管网的漏损地域并采取措施修复。

应用分析表明1）自动抄表效果良好，系统功能及关键性能达到预期的设计目标;2）水损分析为管理层制定科学合理的用水决策提供支持，可节约水资源，提高企业经济效益;3）水损分析是供水管网监控的重要参考指标及有效途径;4）模块化设计适应系统功能多样化需求，系统适用性高，可实现跨区域的供水联合管理，满足更大规模业务管理需要。

图3 自动抄表成功率统计图

图4水损率统计图

4 结 语

推进多网络融合，构建信息化社会为当今时代主题。本文在多网融合环境下按异构分层模式构建的WPCS系统，解决了现有供水网络中多种表计并存与智能化供水系统建设的矛盾，能够很好地适应供水管网中设备智能化程度不断进化的演进过程。WPCS的关键设计可以推广应用到电、暖、气等能源行业的智能化管理领域，从而推进多种能源跨领域联合作业，必将推动智慧城市的建设进程，具有较高的研究及应用价值。

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智能水表范文第7篇

吴 伟

（上海水务建设工程有限公司，中国 上海 200072）

【摘 要】本文分析了光电式计数器的特点及其工作原理，然后介绍了光电管在智能水表中的运用，集中介绍了光电直读计数器的组成、光电直读计算器编码原理、数据读取与上传等方面内容。

【关键词】光电管；智能水表；编码；数据上传

Application of Photoelectric Sensor in the Intelligent Water Meter

WU Wei

（Shanghai Water Construction & engineering Co.， Ltd.， Shanghai 200072， China）

【Abstract】This article analyses the characteristics of opto-electronic counter and how it works， Then introduced the application of photoelectric cell in intelligent water meter， Composition focuses on direct-reading counter， photoelectric direct-reading calculator， such as coding， data read and upload content.

【Key words】Photoelectric cell； Intelligent water meter； Encode； Data upload

1 智能水表

1.1 智能水表概述

随着计算机技术，现代通讯技术和自动化技术的迅猛发展，智能化建筑在发达国家应运而生。近年来，智能化住宅小区建设在我国发展的很快，自来水远程抄表系统正是智能化住宅小区的必备系统。目前我国城乡居民用户水表抄表一般采用人工抄表方式。这种方式需要消耗大量的人力、物力，采集数据的时间跨度大、采集数据的准确度低，同时给用户带来很多麻烦，甚至带来不安全的因素。为了有效解决入户抄表收费存在的诸多弊端，提高效率，避免入户抄表引发的不安全因素和杜绝拖欠费用等情况，远传抄表系统得到了大力推广。远程抄表是一种便民系统，作为现代化管理系统的重要组成部分，该系统发挥了重要作用。

1.2 传感器在智能水表中应用

目前，实现远程抄表有很多技术，例如蓝牙技术、无线局域网技术等，现有的各种转换方式如采用单、双干簧管传感器、摄像直读传感器或霍尔元件，都在不同方面存在缺陷或不足。从实际的运行的情况来看，表现不尽如人意，存在两大问题：（1）必须不间断供电，当电源断电时间过长或信号线路需要维修时，远传读数部分停止计量，机械读数照常运转。因此恢复供电或维修完毕后需重读水表的机械读数，再对远传部分重新设置底数。（2）运行中会产生累积误差，水表机械读数与电子读数不完全一致，总存在一定误差。尤其是“单、双干簧管表”因为临界点颤动误发信号无法克服，误差非常大。由于这些问题如果不能得到妥善解决，上述传感器在市场上难以成为主流产品。针对上述的难以克服的缺陷，人们将研究目光投向光电直读，本文在此介绍的是一种直读式远传水表，其最大特点是平时不需要电源，只有在抄表的瞬间才需要电源，摆脱了脉冲等远传水表离开电源便无法工作的难题，并且使水表的机械读数与电子读数完全一致。

2 光电直读计数器的应用

光电直读表是在普通水表的计数器字轮印刷0-9位置的外缘印刷特定标记，在其固定光电传感器及相关电路。外部供电读表时，通过光电传感器判断特定标记“有”和“无“的状态，通过组合编码判断以获得字轮的读数（表计的窗口值）。

2.1 光电直读计数器的组成

光电直读计数器包括壳体、驱动轮、进位齿轮、数字轮、信号采集板、光电传感器等。

2.2 光电直读计数器概述

光电直读计数器有若干个同轴数字轮，最低位数字轮与驱动轮连接，该数字轮端面的两个半径圆周上分别开有若干个弧形透光孔，同时数字轮上印有0-9共10个数码，每个数码的间隔被3等分；进位轮与数字轮啮合，位于最右边的低位数字轮每转一圈，就带动与它相连的进位齿轮走一个齿，进而带动位于左边的高位数字轮走一个数字，实现进位；信号采集板，位于数字轮两侧，其上设置若干对光电传感器，每对光电传感器包含一个发射管和一个接收管。

2.3 光电直读计算器编码原理

2.3.1 数字轮设计

数字字轮的柱面被30等分，整个柱面平均分为0-9共10等分，然后，每个数字间隔之间的扇面再3等分，因此整个数字轮的柱面被30等分。自此，数字轮上的每个数就具有“上格”“正格”“下格”之分。例如：数字“8”就有“8上格”“8正格”“8下格”。当读数在“8上格”“8正格”“8下格”时，均读为“8”，这就避免了进位时的误读。

2.3.2 光电传感器设置

在光电直读计算器中，信号采集板上安装6对红外发射管和红外接收管，发射管和接收管构成的红外对管光路与数字轮的转动轴线平行，同一个同心圆的半个圆周上分布5对光电传感器，其作用是抄报数字轮的读书，在另一个同心圆的圆周上设置1个光电传感器，称为进位传感器，其作用是校验进位轮的进位状态。

2.3.3 码道分布及其编码方法

数字轮的端面上分别开有3个弧形透光槽，作为编码的码道。每一个数字轮的端面上分布有3个圆弧孔，其中三个圆弧孔是位于同心圆上的，该同心圆的半径与5个光电传感器所位于的同心圆的半径相同，当圆弧孔转到5个光电传感器中的任何一个时，均可通过圆弧孔透光，从而使接收管能够接收到发射管所发射的光线，起到抄报数字轮读数的作用。其中一个圆弧孔比另外两个圆弧孔更宽一些，覆盖到进位校验传感器所处的同心圆中，这样，当此圆弧孔转动到进位校验传感器时，接收管可以接收到发射管所发射的光线，起到进位校验作用。

2.3.4 数据读取与上传

上述编码方式读取的数据通过程序方式存入单片机，抄表时，由外部供电，通过光电传感器读取字轮编码传递给单片机，单片机按照电路逻辑关系，将数据上传给区域集中器，再由集中器将所抄表具读数上传给上位机管理软件。

3 应用

经过多年从理论到实践经过多次研究，对设计方案进行了修改和实际产品验证，实践证明在结构和装配误差要求范围内，确定此方案可以做到准确读取字轮数据。

4 结束语

随着现代计量技术、传感技术、计算机信息技术等的日益发展，智能水表的智能性也得到日益提高。利用智能水表具有经济、实时、数据共享等优点，将会越来越多地应用于社会发展的各个方面，并实现人类和水资源的和谐相处。光电直读式计算器由于既有机械式计数器的无需带电工作的优点，又可采用光电直读方式读取计算值，可用于集中管理。可见，光电直读计数器的合理广泛应用对于大力发展智能水表具有非常重要的作用和意义。

【参考文献】

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[2]施志刚.传感器技术对智能水表的质量至关重要[J].中国计量，2004（07）.

[3]吴雅楠.IEEE802.15.4无线传感网络研究及其在无线抄表中的应用[D].上海交通大学，2008.

智能水表范文第8篇

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。

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智能水表范文第9篇

关键词：智能传输 nRF9E5 GSM

中图分类号： TS951 文献标识码： A 文章编号：

当前国内外智能抄表系统主要有以下几种：(1)公用电话网方式：维护少，需要固定运行费用，(2)电台传送方式：后期成本低，前期投入大，不利于偏远地区；(3)电力载波方式：电网干扰较大，稳定性差；(4)网络传输方式：实时性强，可远程控制、覆盖范围广、建设成本低。(5)有线方式：技术成熟，操作简单，但投入人力资源多，维护工作量大；

1、系统各模块介绍

智能抄表系统主要由智能水表、集中器、计算机监控中心组成。智能水表由基表和电子仪器组成，即普通计量表内嵌入智能传输模块。智能水表完成表计量工作后，将数据及有关状态定量或定时传给集中器。集中器在系统中处于信息传输的中间位置，实时或定时抄表，并保存数据，存储的数据包括抄表的记录值、用户信息等多项内容。集中器和用户水表之间的通信采用nRF9E5智能传输模块，与监控管理中心之间采用GSM智能通信网络来传输，基于GSM通信网的智能抄表系统具有数据传输速度快、可靠性高、实时在线等优点。监控管理中心负责整个网络的组建和维护，所有的控制指令都由中心通过GSM智能通信网络下发到各小区集中器，各种通信、操作参数也由管理中心完成，用户数据也都上传到中心，管理中心将数据进行处理。管理中心还具有查询、管理、定时或实时抄表、断线检测等功能。智能抄表系统与传统的手工抄表系统相比有如下优势：(1)工作效率高，数据准确可靠。(2)能及时发现系统故障，减少损失。(3)运行成本低，减少大量人力物力，没有手工抄表员入户难等问题。(4)具有报警功能，及时发现盗水等现象。

2、软、硬件设计

2.1 智能水表硬件

智能水表的硬件电路包括：处理器、智能通信模块、通信部分、EEPROM、报警部分、水表接口电路、电源电路等。处理器采用PIC16CE624单片机，PIC16CE624单片机采用RISC技术，仅35条指令，低价格、低功耗、高性能、全静态，有很高的性价比，能有效降低终端设计成本，广泛用于仪器仪表及工业自动化。智能通信模块采用nRF9E5，nRF9E5可在 433/868/915M多个频段工作，本系统选用433 MHz频段，外接50Ω天线，无障碍物时，发射距离为500m，有遮挡时350m左右。该模块内置电压调整模块，为系统提供1.9-3.6V工作电压，QFN5x5mm封装，能有效地抑制噪音，且功耗低，工作可靠，没有复杂的通讯协议，对用户透明，同种产品间可自由通讯，降低了智能应用的开发难度。

2.2 集中器

集中器主要由智能收发模块、GSM模块、串行通信接口电路组成。集中器将管理中心的命令发送给智能水表，也将智能水表的数据、信息返回给管理中心。集中器与水表间的智能收发模块是nRF9E5，完成用户水表信息的传输。GSM模块采用用SIMENZ公司的TC35T模块，完成与管理中心的传输。GSM模块对外有一个串行接口，支持9600bps速率，通过串行接口对GSM模块进行操作、收发短信、得到相应的返回数据。管理控制中心通过GSM通信网络将控制命令发给小区的集中器，集中器通过智能传输模块nRF9E5将命令发给用户端的智能水表，集中器得到水表数据后，再通过GSM网络传回管理中心。本系

统采用的是GSM通信网络的短信业务,短信通过专有控制信令信道传送，通过短消息中心来存储，传输采用专有信道，可靠性高，且费用低。

2.3 管理监控中心软件

管理监控软件是在Delphi 6平台下开发的，软件包括以下几个部分的功能:(1)数据处理:实时抄表及用户各种信息，或预设后自动定时抄表、保存数据。(2)监控:可以实时查看系统运行的异常情况，方便查看、分析故障。(3)用户管理:根据用户的信息，可以实时更改用户信息，设定使用权限等。(4)到处功能:可以数据导出并保存，以便处理。(5)系统的管理:根据小区的管理情况，管理员可以添加或删除一些选项，以便管理。综上所述，该软件能够灵活、方便的监控管理智能抄表系统的运行情况，如有异常情况可及时发现、处理。

3系统软件

本系统软件由三部分组成:

数据接收系统:由于需要从并口读取用户的用水量,所以在用户的用水量上来之后,先由数据接收系统将用户的数据转换成文本文件。此系统在操作系统启动之后应当自动启动,并且一直处于工作状态。

数据转换系统:考虑到数据接收之后形成的是文本文件,不能直接进入数据库,所以设计一个数据转换系统将数据存入数据库。此系统在操作系统启动之后应当自动启动,并且一直处于工作状态。

4系统特点

本系统具有完善的智能识别功能,能准确、及时地识别用户违章行为、电源工作状态和电话机工作状态。水表与数据处理器之间的无线通信采用编码方式,码址多达411个,可以保证各住户互不干扰。数据处理器与管理计算机之间通过电话线,实现音频双向通信,可使数据传输可靠。

5实例

主芯片采用德州仪器(TI) ZigBee射频芯片CC2530-F256，片上集成高性能低功耗 8051 内核、128-bit ADC、2 个 USART以及功能强大的 DMA 功能等，支持 ZigBee2007/Pro 协议栈等特点使它成为实现高性价比、高集成度的 ZigBee 合适解决方案。

以51系列RF-CC2530单片机为基础，通过MAX3485芯片实现半双工 RS485 通信，实现水 / 电表抄表功能。MAX3485引脚 RO 连接单片机的 P02 信号接收口，引脚 D1 连接单片机的P03，转换的 RS485 通信信号 A、B 口分别与智能水电表的 A、B 口相连。RE 是信号使能口连接单片机的 P20。当 RE 置 0 时，是表示发送使能。当 RE=1 时，表示接收使能。单片机通过串口命令发送 16 个字节的串口命令来读取水电表的示数信息，经过数据处理后能将读数精确到小数点的后两位。

主程序流程图实现系统硬件初始化，初始化 OSAL 操作系统，建立一个 Zigbee 无线网络，开始一个 OSAL 系统任务轮寻调度的功能。基于 ZigBee 协议栈（Z-Stack），控制终端的 ZigBee 模块作为无线网络设备中的协调器（coordinator）自动完成网络建立，各个安装在家电设备上的ZigBee模块作为终端设备（enddevice）通过绑定方式加入网络，并进行初始化、数据传输、处理任务消息等。完整的 Zigbee 协议具有很灵活的通信方式，包括直接通信和间接通信。本设计系统是属于间接通信，是通过 End-Point 的绑定建立的一种通信关系。

6 结语

智能抄表系统包括智能水表、集中器、管理中心，整个系统的数据传输都是智能。水表与集中器间的传输通过nRF9E5完成，集中器与管理中心间的数据传输采用GSM网络的SMS短消息业务，软件根据实际情况增加或减少选项。整个系统使用起来方便、灵活。

参考文献

[1]张鸿博,张洋.基于GSM 模块的智能抄表终端设计[J].华北水利水电学院学报,2010.8.

[2]张炳达,翁情安.基于nRF9E5和GPRS的智能抄表系统[J].电子技术应用,2006.12.

[3]张在新,孔繁军.基于nRF905的智能水表自动抄表系统设计.电子设计工程.2012.5.

智能水表范文第10篇

Abstract: Three common residential water meter designs are discussed with the combination of engineering practice.

关键词:住宅给水水表;设计方式;体会

Key words: residential water meter;design approach;experience

中图分类号:TU20 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)27-0079-01

0引言

水表的作用是用来测量管道流量的单向水流总量,按测量构造不同可分为旋翼式水表和水平螺翼式水表;按工作原理不同可分为机械水表和IC卡智能水表。IC卡预付费水表是一种集自动供水、自动收费、自动控制、显示报警等多种功能一体的全新概念的智能水表,是传统水表的替换产品,它主要由发讯基表、电控板和电动阀三部分组成。用户把预购的水量存于表中,用水时,该表实时采集流量信号,并在预购的水量中扣除,当表中剩余水量小于2立方米时,给出声音报警,提示及时购水,当剩余水量为零时,自动关闭阀门,用户重新购水插卡打开阀门用水。在住宅设计中,我们常用的水表为旋翼式水表(以下称为普通机械水表)和IC卡智能水表,水平螺翼式水表主要用于大口径给水管道的流量计量。《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003第3.4.17条规定:住宅的分户水表宜相对集中读数,且宜设置于户外,对设在户内的水表,宜采用远传水表或IC卡智能水表。结合我们自身几年来的设计体会,通常有三种设计方式:

①水表设置在户内;

②水表设置在一层楼梯平台下;

③水表设置在管道井内。

1水表设于户内

水表设置在户内厨房或卫生间,但水表宜采用IC卡智能型水表。近几年我们住宅设计基本上都采用这种方式,这种方式无需入户抄表,同时各户支管长度小,水头损失小,施工简单,似乎没有大的缺点。但经过多年的使用和当地水管部门的反映,发现该方式的最大弊病,即管理不方便。我们知道,对IC卡,用户只需在卡上预存上一定数额的水费,水费用完了便会自动停水,充值后又自动供水。但实际问题却是:有些住户充值一次后,再也不用去充值,其账户上水费一直都有结余。各个住宅小区的供水总表与小区各户水表显示的用水量差额日益增大,无奈之下只有去住户家里查看究竟。以前是普通机械式水表,收费人员有理由进户查表收费,但现在是IC卡智能型水表,无需查表收费,住户便会以各种理由回绝收费人员进入户内,更有甚者以报警相威,在这种情况下,相当看好的这种设计方式却出现了比以前更尴尬的局面。问题出在哪里呢?通过与当地水管部门了解,原来部分住户私自将IC卡智能型水表卸下,水表被搁置一边,这样卡上的水费永远都有结余,这也是拒绝收费人员入户的最充分的理由。为解决这个问题,自来水公司已经着手对这种方式进行改造,将水表统一安装在一层楼梯平台下,即采用第二种方式。

2水表设置在一层楼梯平台下

水表统一安装一层楼梯平台下,水表采用传统的普通机械式水表或者IC卡智能型水表。其做法是各户支管从各户水表后接入室内用水点。

此方式优点是管理方便,不上楼在水表集中设置点便可对所有住户的给水进行抄表和控制。缺点是支管管线太长,水头损失大,由于用支管代替了立管,所有在用水高峰期会造成住宅上面几层水压不足,此种方式适用于对第一种设计方式的住宅给水改造,而对新设计多层住宅不提倡采用,对高层住宅不适合。

3水表设置在设备管道井内

分户水表整齐排列于管道井内(同层水表设置于同层管道井内),水表采用传统的普通机械式水表或者IC卡智能型水表。此方式为现在住宅设计中最常用的,无论多层还是高层、是否分区等都适用。其优点是管理方便,尤其对当地水管部门来说,这种方式是他们最认同的。因为设备管道井设置在公用部位,管道井的门钥匙一般由小区物业部门统一管理,杜绝了住户对水表和给水支管的私自改造等行为。这种设计方式在近几年的设计中得到了各方主体的认可,同时实践也证明了这一点。为了保证美观及适用性,这种方式其给水支管宜采用埋地方式来解决(敷设在找平层或垫层内),但这种方式存在渗漏隐患且不宜维修。

4结束语