光电直读式智能水表系统的原理及设计
光电传感器在智能水表中的应用
光电传感器在智能水表中的应用【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。
光电直读水表原理
光电直读水表原理
光电直读水表，也称为直接读取水表，采用高精度的多种传感技术，利用激光，红外线，超声波等形式，从而直接在水表内识别出流量信息，实现直接读数，是一种为客户提供最新准确数据的水表。
光电直读水表的原理主要是利用激光光源和受激反射传感器获
得流量信息，从而对水表内的流量进行测量和直接读数。
它是通过一种称为电磁场回波技术（EMF）的精密测量技术来精确测量水表内的流量。
原理的核心部分是超声激发传感器，该传感器可以把激光从水表内反射出来，然后到达受激反射传感器，受激反射传感器又将激光变成电信号到达电子处理器，电子处理器再换算出水表内的流量，最后由显示器显示出来，实现流量的直接读数。
这种技术是基于流量信息被激传感器反射回来的光电信号，经过电子处理器分析得出流量结果；同时，根据计算结果，如果当前流量数据超出范围，可以在显示器上报警，提示客户及时保养、更换和维修水表，减少客户的损失。
光电直读水表优点：
1.精度测量：直接激发的反射信号可以使流量测量精度提高，允许从水表里测量出非常精确的流量数据。
2.期稳定：水表里的激发信号可以保证流量数据长期稳定，因此可以在不换电池的条件下长期应用。
3.能环保：采用光电技术，不需要电池，无需维护，节能环保。
4.少客户维修成本：由于采用光电技术，不需要维护，可以减少客户的维修成本。
从上面可以看出，光电直读水表是一种新型的水表，集合了多种传感器以及激光光源的测量技术，可以更加准确的测量水表内的流量，且在安全可靠、精准度高，维修率低等方面有着独特的优势，有助于更好地指导客户管理水表，满足客户的要求。
光电直读水表 工作原理
光电直读水表工作原理【摘要】光电直读水表采用先进的光电技术，实现自动读取用水量的功能。
传感器原理是通过光电传感器感知水表运行情况，将数据传输给数据采集和处理模块进行处理。
数据采集和处理模块将处理后的数据显示在水表上并传输到云端进行记录和分析。
免电源设计使得水表不需要外部电源供应，长期稳定运行。
防水防尘设计确保水表在恶劣环境下依然能正常工作。
光电直读水表具有读数准确、使用便捷等优势，未来发展方向主要在提高数据传输速度和节约能源消耗上。
光电直读水表在智能化水表领域具有广阔的应用前景，为提高用水管理效率做出了重要贡献。
【关键词】光电直读水表、工作原理、传感器原理、数据采集和处理、显示和传输、免电源设计、防水防尘设计、优势、未来发展方向、总结1. 引言1.1 光电直读水表工作原理光电直读水表是一种应用了光电传感技术的智能水表，其工作原理基于传感器原理、数据采集和处理、显示和传输、免电源设计以及防水防尘设计。
通过光电传感器实现水表读数的自动采集和传输，无需人工读数，可以大大提高抄表效率和准确性。
传感器原理是光电直读水表的核心，通过传感器将水表内部的数据转化为电信号，再通过数据采集和处理模块进行数字化处理和存储。
显示和传输模块将处理后的数据通过显示屏显示，并通过无线传输技术将数据传输给用户或水务部门。
免电源设计使得光电直读水表无需外部电源，可以自行获取能量进行工作，减少了电池更换的频率和维护成本。
防水防尘设计保障了水表在潮湿或灰尘环境下的正常运行。
光电直读水表的优势在于高效、准确、节能和方便，未来发展方向是更加智能化、数字化和网络化。
光电直读水表的工作原理是基于先进的光电传感技术和智能化设计，为水表行业带来了重要的革新。
2. 正文2.1 传感器原理传感器原理是光电直读水表工作的核心部分，其主要功能是通过感知水流的情况，将水表读数转换成电信号并传输到数据采集和处理模块。
传感器原理可以分为两个部分：光电传感器和流量传感器。
Meter-Bus水表技术说明书
1 概述四位干式M_BUS光电直读水表是由湖南威铭能源科技有限公司在原有的四位干式TTL 输出光电直读表产品基础上设计开发的一款直读水表，采用了MEGA48单片机作为主芯片，TSS721A芯片作为M_BUS接口芯片。
光电直读水表是市场应用的主流方向，M_BUS光电直读水表需求很大，而我们一直还没有自己的产品，为了填补这个空白，我们迫切需要开发一款M_BUS的水表。
四位干式光电直读M_BUS水表正是基于这样的背景下提出立项，我们在这个产品的研发上已经做了很多工作，我们的设计会在其他同类产品的基础吸取各家之长，并根据现有的各项测试结果进行设计。
1.1 制造标准CJ-T188-2004《户用计量仪表数据传输技术条件》CJ/T224—2006《电子远传水表》GB/T778-1996《冷水水表》GB 50131—2007《自动化仪表工程施工质量验收规范》JJG 686-2006《热水表检定规程》GB/T17626-2006《电磁兼容试验和测量技术》JB/T8802-1998《热水水表规范》拟制：王霜剑2009-10-16 图号：OCQF2.789.013JS审核：工艺: 第1页共26页标准化：2 光电直读水表工作原理2.1 设计思想和直读水表特点光电直读水表利用光电直读原理，用电子装置直接读取机械字轮上面的读数，而不是存储计量的脉冲连续数据，因此不会因为传输介质问题或者存储信息偶尔丢失而造成数据永久丢失，具有实际读数据错误的可恢复性，有助于整个抄表系统的可靠性。
四位干式光电直读表采用在原有OEM产品基础上改进设计的光电直读模块，优化了原有的软硬件设计，进一步提高读数可靠性的同时考虑了扩展性，在产品的生产工艺性上做了很多的考虑。
是后面将要研发几个系列远传水表的基础平台。
2.2 光电直读工作原理无源光电直读数字化远传水表包括改装的基表与光电直读模块。
改装的基表在原机械计数器的基础上增设了电子发讯装置。
基表计数器字轮旋转,指针固定,且基表计数器字轮上刻有单环半圆编码透空孔。
光电直读水表原理
光电直读水表是一种安装在室外或室内，用于测量水表总量的装置。
它可以在水表上直接用光编码器读入仪表数据，消除管道损耗，减少误差，提高精度，极大地改善水表工作性能。
光电直读水表运用光学技术，将仪表表盘上的数据转换成光信号，然后再由光电传感器转换成电信号，完成数据的采集。
由于检测的是仪表的表盘数据，几乎不受环境的影响，因此数据采集更加准确。
此外，光电直读水表具有体积小、安装维护方便，易拆卸易安装，价格低廉，正确率高等优点。
其无需电潜、曝气、冲洗管道，也无需更换成本高昂的磁钢转子，无需对仪表进行拆卸，大大提高测量的便捷性，减轻检修的工作量和成本。
它还具有卓越的抗干扰能力，可以抑制外界无线电波等干扰，有效地保障仪表在运行中的可靠性。
总的来说，光电直读水表的使用大大提高了水表的性能，也大大提高了测量的准确度和一致性，极大地省时、省力、效率高，成本低，是各种管理规模水表的完美解决方案。
易达帮光电远传水表 使用说明书
光电远传水表产品说明书使用前请仔细阅读说明书一、概述.直读式远传水表是对日常用水的实际需要，自行研制的一款便于远程抄表及控制的直读式远传水表，光电直读原理在字轮上留有过光孔，在字轮一侧面安装发光管，另外一侧安装光敏管。
发光管通电后发出的光线通过光孔照射到光敏管上，由光敏管进行光电转换，获取相应的信号点位。
过光孔与每组光管的数量是经过严格计算后进行设计的，转动字轮，在对数0-9各个位置上，获取光线的光敏位置及数量都不相同，由此进行编码。
它采用M-BUS∕RS485总线方式通讯，实现水表使用水量的远程直读，有效地避免了管理部门上门抄表。
本产品还具备阀门控制功能（可选），方便管理部门对直读式远传水表的用水情况进行管理、控制，使得远程抄表及控制变得更便捷、可靠。
本直读式远传水表，符合GB/T778-2018《封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表》和CJ/T224-2012《电子远传水表》的技术要求。
通信规约遵循CJ/T188-2004《户用计量仪表数据传输技术条件》或DL/T645-1997《多功能电能表通信协议》的要求。
二、性能特点1.由于直接读取字轮数据，没有累计读数误差，机械读数和电子读数保持完全一致，不存在因累计误差或水表倒转而引起两者读数不一致的情况；2.采用低功耗设计，只有读数时才需供电。
3.采用先进的数据编码及校验方式，通讯可靠性高。
4.与上位机系统相结合，建立远程自动抄表管理系统，真正实现抄表及管理自动化。
5.电子读数装置不影响原来一次仪表的计量精度。
6.每个表有唯一的地址编码，总线制连接，布线简单。
7．带阀控的直读式远传水表还可以通过管理软件远程控制水表阀门的开、关。
三、主要技术参数A.精度等级为2级,采用标准：CJ224-2012电子远传水表B.最大允许误差:在从包括最小流量(q min)在内到不包括分界流量(q t)的低区中的最大允许误差为±5%，在从包括分界流量(q t)在内到包括过载流量(q s)的高区中的最大允许误差为±2%C.最大允许压力：1.6MPaD.CPU供电电压3.6V或3V锂电池(以具体功能为准)E.流量参数：以国标为准F.压力损失等级：△p63G.IP等级：IP68。
光电直读水表原理
光电直读水表原理
光电直读水表是一种通过光电转换器和红外线通信实现抄表的设备。
它采用了一种先进的技术，能够准确测量水表的用水量，并将数据传输给用户或相关部门。
该水表的工作原理是利用光电转换器接收水表上的数字显示，然后将其转换为电信号。
光电转换器是一种光敏元件，它能够将光信号转换为电信号。
当水表上的数字显示发出光线时，光电转换器会将光信号转换为相应的电信号。
接下来，经过一系列的电路处理和信号放大，最终会得到一个完整的、准确的数字表示水表用水量的电信号。
这个电信号会经过红外线通信进行传输。
红外线通信是一种无线通信方式，它能够将数据通过红外线传输给接收器。
接收器会解码接收到的信号，并将其转换为人们能够理解的数字显示或文本信息。
光电直读水表的优点是能够将数据准确地传输给用户或相关部门，避免了人工抄表的不准确性和时间消耗。
同时，它还能够记录历史用水量，为用户提供详细的用水情况分析。
总的来说，光电直读水表通过光电转换器和红外线通信实现抄表的原理非常简单但有效。
它能够提供准确的用水量数据，并且能够与其他系统实现数据传输和分析，为水务管理提供了便利和准确性的保证。
光电直读表
一：光电直读表图片卧式铁壳冷水光电直读表卧式铜壳冷水阀控光电直读表卧式铜壳热水光电直读表二：工作原理光电直读表字轮与普通字轮不同，在字轮中间制作了3个一定角度的透光孔（如图示），光线通过过光孔可以从字轮的一侧透射到字轮的另一侧。
在个十百千位各个字轮的两侧，分别安装1组光电管（如下图所示），每组光电管由5个发光管和5个接收管组成。
发光管及接收管的位置安装好是固定的，当字轮转动时，字轮过光孔的角度产生变化，相应发光管发出的光线透过轮照射到字轮另一侧的数量和位置随着发生变化。
即在字轮处于0-9各个读数上，光线透过字轮的照射到的字轮另侧的数量及位置都不同，依据这个原理进行编码，再经译码读出水表的数据。
光电直读表字轮字轮与模块装配示意图光孔直读模块三：光电直读表特点和优势光电直读表的特点1:采用光电技术，直接读取码盘数字；2:智能模块与计数系统没有机械接触；3:直读装置只在瞬间加电工作，功耗极低。
4:表计具有唯一地址，并且可以根据需要设置或更改。
直读抄表系统的优势1:只在抄表瞬间上电，系统平时不工作，不用电。
2:智能模块不参与计量，也不会影响计量精度，其工作精度完全由表计本身决定。
3:允许抄表系统间歇性工作，对系统性能要求低。
4:功耗低。
5:唯一地址，为表计确定一个准确的身份标识。
6:抄读数据准确率100% 。
四：规格型号1：卧式冷水光电直读表技术指标：水表尺寸规格：压力损失曲线及性能误差曲线2）立式冷水光电直读表技术指标：水表尺寸规格：压力损失曲线及性能误差曲线3）卧式铜壳热水表技术指标：水表尺寸规格：压力损失曲线及性能误差曲线五：模块参数电气参数工作环境温度：-15°C～+55°C。
环境相对湿度：<90%。
信号采集方式：采用光电对射式光电传感技术，直接读取窗口值，使数据采集精确。
数据显示方式：机械累计显示、网络远程显示。
水表数据上行方式：1、手持机（OSR单元网络）， 2、PC机（LAN局域网管理方式）， 3、电话网及GPRS方式传送（WAN广域网管理方式）。
大口径水表无线抄表系统设计方案报告2
AMR-GPRS大口径水表无线抄表系统设计方案（光电直读式）淄博xx电器有限公司第一章AMR直读式抄表系统介绍一、概述AMR型智能抄表网络系统是总线制智能抄表系统产品，它由表单元、链路单元、GPRS 集中器、装载有AMR智能抄表系统管理软件的主控机三部分组成。
其中表单元包括光电直读水表。
链路单元包括：AMR-JZ-GPRS 型集中器。
该系统可在最大程度上简化用户的操作，实现真正意义上的足不出户、智能在线抄表并监测水表的运行状态。
二、系统构成2．1、系统架构AMR-GPRS直读式集中抄表管理系统由三级网络组成，从下至上分别是读数转换层（表单元）、数据集中层和管理层（主控机）。
读数转换层读数转换层的作用是把各种计量表上计数器的显示值转换成与其对应的读数，并传送给上层设备（集中器）。
该层的主要设备是各种光电直读式远传计量表。
数据集中层数据集中层的作用是定时读取和储存下属各表计的数据及传递实时操作命令。
该层的主要设备是集中器。
管理层管理层的作用是对整个系统所采集的数据进行处理、储存，并提供查询、打印等功能。
该层的主要设备是电脑、打印机等。
AMR-GPRS智能抄表网络系统的通讯链路基于RS485总线架构，由主干、中继、扩展三级网络构成，系统组网图如下所示。
主控机：在主控机上安装JSAMR型智能抄表系统管理软件，由该系统软件发出抄表指令，GPRS集中器做出相应的响应，完成抄表任务。
该系统因采用不同型号的GPRS集中器，而要求主控机的硬件配置亦不同，以下列出主控机的基本配置。
主要参数：Windows2000以上服务器版操作系统，40G硬盘，2GRAM，1个RS232端口（GPRS集中器时用）。
2．2、通信方式AMR-GPRS直读式集抄系统在组成结构上类似于集散式控制系统，其数据通信由上中下二个层次组成(见图2)。
上层通信是指集中器与主站电脑之间的通信，下层通信是集中器与其下属直读表之间的通信。
这二层通信在物理结构上相互独立，对通信方式、传输介质、传输速率的要求各不相同，下面分别予以介绍。
智能水表简介演示
智能水表的应用场景
居民用水管理
智能水表可以实时监测居民家 庭的用水量，帮助居民节约用
水，降低水费支出。
工业用水管理
在工业领域，智能水表可以用 于监测生产过程中的用水量， 优化生产流程，降低生产成本 。
城市供水管理
智能水表可以提供实时的城市 供水数据，帮助城市供水部门 合理调度水资源，确保城市供 水安全稳定。
漏损检测
智能水表具备漏损检测功能，当检测到异常流量时，能够 自动报警或切断水流，以减少水资源浪费。
远程抄表与控制
通过无线网络技术，智能水表支持远程自动抄表，减少人 工抄表的工作量和误差。同时，远程控制中心还可以对智 能水表进行参数设置和远程控制。
智能水表的性能参数
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
测量范围
适用于家庭、工业、农业等多种场景 的水资源管理和计量需求。
提升管理水平
实现水资源的实时监测和数据分析， 提高水资源的管理效率和精细化水平 。
03
智能水表的功能和性能参 数
智能水表的基本功能
水量计量
智能水表能够实时、准确地测量水的流量，并以数字形式 显示出来，便于用户读取和记录。
数据存储与传输
智能水表能够存储历史用水数据，并定期或通过网络将数 据传输到数据中心，供用户和管理部门进行分析和决策。
防潮防晒
避免智能水表长时间暴露在 阳光下或潮湿的环境中，以 免影响其精度和使用寿命。
THANKS
感谢观看
安装完成后，缓慢打开主水源，检查 水表及连接部位是否漏水。
智能水表的使用方法
读取用水量
智能水表通常具有清晰的液晶显 示屏，实时显示累计用水量、瞬 时流量等信息，用户可直观查看
180医院新宿舍楼光电远传水表抄表系统的设计和实现
180医院新宿舍楼光电远传水表抄表系统的设计和实现发表时间：2015-11-19T11:21:14.400Z 来源：《基层建设》2015年17期作者：郭亮仁[导读] 中国人民解放军第180医院增加了系统管理的灵活性，实现了在连接有院内网的任何一台电脑上安装上抄表系统网络客户端以后就能管理抄表系统的功能。
郭亮仁中国人民解放军第180医院摘要：本文综合运用光电技术、单片微机技术、电子技术、网络通讯技术等详细探讨和介绍了无源光电直读水表的构成和工作原理、数据集中器的组成和功能以及远程抄表管理系统的M-bus通讯和组网的实现。
关键词：光电、单片微机、M-bus、通讯1、引言光电直读水表是近几年快速发展起来的一种无源直读式水表，是在原有的普通机械水表上增加光电读取字轮位置的电路模块而制成，平常无需电源支持，抄表累积数等于机械表读数。
解放军第180医院新建宿舍楼对265间集体宿舍安装了光电水表，实现了住户用水远程自动化管理，减轻了后勤员工管理负担，降低了抄表成本，开启了医院用水管理的数字化、智能化。
下面对无源光电直读水表进行详细介绍和探讨。
2、光电直读水表工作原理2.1设计思想光电直读水表框架图如图2-1-1所示，经水表计量腔体的水，推动叶轮旋转，叶轮顶部齿轮啮合计数器齿轮，齿轮按10的n次方逐级分布为10-4，10－3，10－2，10－1组成小数点位数的读数，10－1齿轮与个位数字轮的齿轮啮合，每前面一个字轮旋转一周齿轮推动下一个位数字轮旋转36°，字轮的进位以此类推。
水流动时叶轮旋转，带动字轮旋转，水静止，叶轮停，字轮止，利用光电直读原理，用电子装置直接读取机械字轮上面的读数，需要读表数据时，数据传输设备给出一个脉冲电流瞬间读取字轮代码，单片机解析代码给出字轮面上的数字，这就是光电直读水表读表原理。
图2-1-1电直读水表框架图2.2光电模块的组成四位光电直读模块是一个以单片机为核心的嵌入式采集系统，下面进行介绍。
水表的优缺点
二、智能型水表1、有线远传水表：尚泉水表厂采用山科公司生产的传感器，合作生产了有线远传水表，并取得了生产取可证，目前已合作四年，系统由霍尔传感器、分采集机、主采集机和上位机软件四部分组成。
采用传感器将机械水表的计量读数转化为数字信号，并通过信号线传送至分采集机；分采集机通过RS-485总线与主采集机进行通信，分采集机还可单独与掌上机进行红外通信；上位机软件可通过GPRS、电话抄表等方式对分采集机内数据进行采集与远程传输。
抄表控制软件具有置表底度、抄表控制、抄表数据统计汇总、系统安全管理等功能，并能和各种营业收费系统进行对接，实现抄表和收费的一体化管理。
霍尔传感器是一种半导体原件，普通应用在民用电子产品及航空航天领域。
水表优点是杜绝人工抄表产生的误抄、漏抄、估抄等人为错误；提高工作效率，减轻劳动强度，减员增效；从数据采集到收费单的打印都自动完成；避免了人工抄表时间跨度大，无法抄录同一时间的数据，方便计算损耗；可以随时掌握各种表计的运行情况，便于统计、计算和运行分析。
缺点是在使用时需要人工布线，线材要是出现问题维修难度较大。
二、传感器是靠水表指针旋转来采集数据，传干器传输的是一种波形脉冲信号，并且需要一个长时间供电的分采集器来存储数据，经过几年试验发现有传感器对转数采集不准，机械振动、水表倒转、电磁干扰等现像都能造成最后计量不准确。
2、光电无源直读电子远传水表：工作原理与内部结构是在每一位水表字轮周面上设置五个反射面，在与之相对应的位置上设置五只光电耦合器，通过耦合器是否反射对计数字轮的位置进行叛定。
希望读取几位就在几个字轮上安装传感器。
例如：读取5位数就安装5×5=25对传感装置。
这种直读式水表由于全部器件都在表芯内部字轮周围，因此，一般采用干式水表。
触点直读式远传水表的结构方式为：在指针式水表的表盘下面每一位指针轴上装上一只同步电信器，通过触点电位器测出的阻值判定指针所指的位置，这种直读式水表可用于湿式水表。
光电直读远传水表的工作原理
光电直读远传水表的工作原理
光电直读远传水表（也称为光电遥测水表）的工作原理基于光电转换技术和远程通信技术。
该水表主要由水表表体和光电直读装置两部分组成。
光电直读装置由发射器和接收器组成，发射器发出一个红外光束，经过一定的透镜和反射镜聚焦后照射到水表表盘上的数字刻度上。
接收器接收表盘上的数字刻度反射出的红外光，并将其转换为电信号。
当水表使用过程中水量发生变化时，水表表盘上的数字刻度也会相应变化。
这些变化会使反射到接收器上的红外光的强度发生变化。
接收器通过对接收到的红外光强度的检测，能够精确定量水表的用水量变化。
接收器将检测到的红外光强度转换为数字信号，并通过内置的微处理器进行数据处理和计算。
当计算出的用水量达到一定阈值时，微处理器将数据发送给数据采集器，数据采集器通过无线通信技术（如GPRS、NB-IoT等）将数据上传到水务管理平台。
水务管理平台能够根据数据实时了解用户的用水情况，实现用水量的监测和管理。
通过光电直读装置，光电直读远传水表可以实时准确地读取水表的用水量，无需人工抄表，节省了人力成本，提高了抄表的准确性和效率。
并且通过远程通信技术，可以实现远程监测和管理，方便水务部门对用户的用水量进行实时监测和统计，提供数据支持和决策参考。
家用智能水表分析(IC卡表、脉冲、光电直读表-供参考)
总之，已有的脉冲表具计数器存在“容易发生计数错误，错误无法自我 校正而造成误差积累，初值置入、数据校正必须依赖人工完成”等主要 问题。这使得脉冲远程采集数据与表具刻度盘示数不一致，造成不必要 的纠纷。虽然厂商对原有脉冲表进行改进，但这种种问题是由脉冲表具 的机理决定的，无法从根本上加以解决。
IC卡表－存在的问题
存在问题：
阀：采用电机球阀，功耗大，电池 寿命短，水里的泥沙、水锈会导致 关阀不到位，开阀困难，造成大量 耗电
卡：有代码表（加密代码充值，价 格高）、TM卡表（价格低，易破 解）、CPU卡表（价格高，不易破 解）。其中接触式卡易受厨房等污 物影响读卡，非接触卡是利用IFID 射频。
脉冲的累计误差有所减小但实际应用效果不佳
脉冲采样数字输出式直读表
缺点
脉冲表的缺点在此类表上几乎都存 在
表计安装电池，电池的寿命、电池 的管理又带来新的问题。
与无源直读表比较几乎没有优势可 言
光电透射式
基本原理
在水表计数器的每个字轮的一侧安装 若干个感应装置，另一侧在与感应装 置相对应的位置设有若干组传感器。 在传感器和感应器之间必然出现透空 和隔断的情况，可通过判断传感器与 感应装置的对应状态来确定字轮的位 置，从而得出要读出的数据。当传感 器和感应器之间处于隔断的位置时， 感应器输出的信号设为高电平；当传 感器和感应器之间处于透空位置时， 感应器输出的信号为低电平。一个字 轮所有感应器和输出构成了这个字轮 的角度信息编码，从而可得到字轮上 的数字。
LXZD型光电直读水表使用说明书
光电直读水表使用说明书1.概述本企业生产制造的M-Bus湿式光电直读式（LXZD）水表采用旋翼式多流束基表，适用于单向、非脉冲水流。
产品符合国家标准GB/T 778-2007《封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表》和建设部标准CJ/T 224-2012《电子远传水表》。
主要用于企事业单位及居民小区用水的计量与管理工作，并为其合理收费提供科学的、定量的依据。
LXZD系列M-Bus湿式光电直读式水表具有如下优点：采用先进的液封技术液封的字轮机构，可长期保持表盘示值清晰，读数永不污染。
与传统脉冲水表相比，光电直读直接读取字轮数据，可将读数误差降低至零。
M-Bus通信采用总电供电的方式，平常无须供电，仅在抄表或阀门时才需要对它供电，功耗极低，电子件使用寿命长。
采用通用通讯协议，可通过采集设备等与上位机系统完美结合，实现抄表自动化。
EMC、ESD、EMI等电子产品电磁兼容方面性能超出国家标准，达到行业领先水平。
2.主要技术参数项目参数结构型式LXZD型M-Bus湿式光电直读式水表产品型号LXZD-15 LXZD-20 LXZD-25 公称口径（mm）15 20 25常用流量Q3（m3/h） 2.5 4.0 4.0 Q3/Q180 80 80 压力损失等级Δp63 Δp63 Δp63水表类型冷水水表安装方式水平水压等级MAP10工作温度等级T30数据采集方式光电直读电源供电方式M-Bus总线供电数据通讯接口M-Bus工作电压12V～42V静态工作电流≤2mA相对湿度≤95% RH适用安装环境B(C注1)适用电磁环境E1准确度等级2级注1：根据客户需要选用C类；3.主要功能特点读数准确：任何时间的实时读数均与水表机械示数一致，无需内置电源和备用电源，不会因停电、网络故障而丢失数据。
远传阀门控制：水表实现远传阀门控制，杜绝恶意欠费现象。
（以实际产品为准，阀控型支持）使用寿命长：采用光电传感技术采样，没有机械接触和机械动作，不受管道或其它因素引起的震动影响而产生故障。
光电直读水表结构
光电直读水表结构光电直读水表是一种高精度、高灵敏度、高稳定性的智能化水表。
它采用了光电传感技术，能够准确地测量水的用量，并将数据传输到计算机或智能终端设备上。
本文将介绍光电直读水表的结构、工作原理及其优点。
一、结构光电直读水表主要由计量部分和数据传输部分两部分构成。
其中计量部分包括流量计、驱动装置和扫描装置。
数据传输部分包括数据采集单元、数据传输单元和数据处理单元。
下面对其结构进行详细介绍：1.流量计：是光电直读水表计量部分的核心部件。
它由流量计体、流量计转子和流量计传感器组成。
流量计体中心有一个水流道，水从中通过，流量计转子随着水流旋转。
流量计传感器可以检测转子的旋转速度，从而计算出水的流量。
2.驱动装置：负责驱动流量计转子的旋转。
它的结构类似于发条，通过弹簧的力量带动转子转动。
3.扫描装置：负责检测转子的旋转次数，并将数据传输到数据采集单元。
4.数据采集单元：负责采集扫描装置传输过来的数据，并将数据传输到数据传输单元。
5.数据传输单元：负责将采集到的数据传输到数据处理单元。
6.数据处理单元：负责对传输过来的数据进行处理和分析，并将结果显示在计算机或智能终端设备上。
二、工作原理当水从流量计体中心的水流道中流过时，流量计转子会随着水流旋转。
流量计传感器可以检测转子的旋转速度，并将旋转次数传输到数据采集单元。
数据采集单元将采集到的数据传输到数据传输单元，并通过无线网络将数据传输到数据处理单元。
数据处理单元对传输过来的数据进行处理和分析，并将结果显示在计算机或智能终端设备上。
由于采用了光电传感技术，光电直读水表的准确度和稳定性都非常高。
三、优点光电直读水表具有以下优点：1.高精度：光电直读水表采用光电传感技术，能够实现高精度的测量。
2.高灵敏度：光电直读水表的灵敏度非常高，能够检测到微小的水流量变化。
3.高稳定性：光电直读水表的稳定性非常高，能够在长期使用过程中保持高精度和高稳定性。
4.智能化：光电直读水表采用了智能化技术，能够将测量数据传输到计算机或智能终端设备上，实现了数据的实时监测和管理。
水表的优缺点(荟萃内容)
水表的优缺点名称产品原理优点缺点维护成本一．光电（编码式）直读表采用光、机、电一体化技术及绝对式光电编码器原理,将每一个字轮作为一个码盘测量出字轮的绝对角度位置；从而准确的读数字；能识别的数字部分，理论上可准确无误的传输水表数据(无误差)不需电源,抄表时使用掌上机电源或电池电进行数据采集, 平时根本无需电源；安装方便(总线制)；(1)电路结构复杂，元件多，电路部分体积较大，成本较高，嵌入表也较困难；(2)对原表结构改动较大，精度要求高，安装精度要求高，长期应用故障率高；(3)在字轮处于进位状态时，有读数盲区，这时读到的将是乱数；由于电子采集部分与水表为一体表,如果有水表坏或采集部分坏,就需更换一体表。
更换成本高。
IC卡式（预付费）水表利用现代微电子技术,现在传感技术,智能储值卡技术对用水量进行计量,并运行用水数据传递与结算交易。
也是在传统水表上加装电控摸块和电控阀门；(通常这种表分为IC卡、IM卡、代码式表)可以有效控制用户在不缴款的情况下自动断水，杜绝用户拖欠水费的现象，便于费用管理，增加收费单位的资金回笼。
不需抄表人员上门抄表；(1）电磁阀在工作中如果失灵，不能闭合导致预付费系统失效，造成损失。
若用户充值卡费用未用完时阀关闭，矛盾。
(2)若充值卡密码被盗或被破译。
(3)充值卡，受强磁干扰后易损坏。
(4)需要营业点分布要合理。
(5)对经营管理造成麻烦。
知道预收钱数，具体多少水不清，成为管理的黑洞。
(6)电池经常没电-需经常更换。
(7)不能动态观察用户用水情况；因卡式表一般为一体表,所以后期更换时成本费用比较高。
无线远传表在普通水表上加装数据采集传感器(通常也是使用脉冲方式的采集原理)、无线发送模块而组成的智能水表，它以定时的工作方式向采集器发送用户信息；(1)不入户，解决扰民；(2)计量精确、灵敏度高；(3)时时监控用户的用水情况，时时对表进行操作，各部分通讯无线传输，不存在施工难度的问题；(1)信号不稳定：由于网络环境中各种干扰和阻碍，导致信号传输不稳定情况的出现。
光电直读远传水表读数的原理
光电直读远传水表读数的原理一、背景介绍光电直读远传水表是一种基于光电转换技术和无线传输技术的智能水表，通过光电直读传感器实时读取水表的使用数据，并通过远传通信模块将数据传输到数据中心或用户手机等终端设备。
本文将深入探讨光电直读远传水表读数的原理。
二、光电直读传感器原理光电直读传感器是光电转换技术在水表领域的应用，通过光源和光电传感器的配合，实时读取水表上的读数。
其工作原理如下：2.1 光源发射光信号光电直读传感器中的光源通常采用红外光发射二极管，它能够发射出红外光线，具有较高的穿透能力，能够穿透水表上的水流影响，直接照射到表盘上。
2.2 光线照射到表盘发射的光线照射到水表的表盘上，与表盘上的数字相互作用。
在照射的过程中，光线会被水表数字部分遮挡或反射，不同数字部分的特性会引起光线的变化。
2.3 光电传感器接收光信号光电直读传感器中的光电传感器主要是接收经过水表表盘反射或透射的光信号。
光电传感器能够将接收到的光信号转换为电信号，并通过信号处理电路进行处理。
2.4 信号处理与解码光电传感器接收到的电信号经过信号处理电路进行放大、滤波等处理，然后进行解码，将光信号转换为对应的数字读数。
三、远传通信模块原理远传通信模块是将光电直读传感器读取到的数据通过无线通信的方式传输到数据中心或用户手机等终端设备，其工作原理如下：3.1 数据采集与处理光电直读传感器读取到的数据经过信号处理电路进行放大、滤波等处理，然后进行AD转换，将模拟信号转换为数字信号。
3.2 无线通信传输远传通信模块内部集成了无线通信芯片，通过无线信号传输技术（如GPRS、NB-IoT、LoRa等），将数字信号转换为无线信号，并发送到数据中心或指定设备。
3.3 数据解析与存储数据中心或指定设备接收到无线信号后，进行解析，将数字信号转换为可以理解的数据，并进行存储或进一步处理和分析。
3.4 数据展示与管理存储的数据可以通过数据中心或用户手机等终端设备进行展示与管理，用户可以实时监测水表的使用情况，了解用水量的变化及趋势，方便管理和节约水资源。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光电直读式智能水表系统的原理及设计
今天为大家介绍一项国家发明授权专利——快速高精度光电直读式智能水表系统。
该专利由扬州恒隆软件有限公司申请，并于2017年2月8日获得授权公告。
内容说明本实用新型涉及水表领域，具体涉及一种快速高精度光电直读式智能水表系统。
发明背景水表是关系民生的重要计量器具，近年来城市建设快速发展，但水表行业发展却相对缓慢。
随着微电子技术、信息技术的发展，智能水表技术发展进入快车道，各类新技术用用层出不穷。
我国目前水表生产企业大约有600多家，虽然下游用户自来水厂、房地产公司等十分分散，但是竞争仍然比较激烈。
摄像直读式远传水表产品最早是由北京北保电器公司2008年研发的，由于图像传输和数字译码方面不太成熟，导致产品没有普及推广。
第二代产品由广东华旭等公司20011年研制，较好解决了图像处理、图像传输和译码传输等技术难题，使该项技术取得了突破性进展，目前，该产品已投入小批量生产，并在北京等地挂表试用，大面积推广还有待于应用时间和应用数量的考验。
虽然市场上已经出现直读式水表及其抄表系统，但抄表速度慢、容易误读、受环境光线影响等问题依然存在。
发明内容为解决上述技术问题，本实用新型的发明目的在于提供一种快速高精度光电直读式智能水表系统，克服了现有的远传直读水表的普遍存在的结构复杂、容易受到外界光线干扰、相邻透射管之间相互干扰、总线式抄表系统容易出现故障、抄表速度慢等问题。
为实现上述发明目的，本实用新型提供以下的技术方案：一种快速高精度光电直读式智能水表系统，主要由多个终端水表、抄表集中器以及抄表管理系统组成，所述终端水表包括单片机和多个字轮单元，每个字轮单元包括机械字轮和多组光发射接收对管，每组光发射接收对管中的发射管和接收管之间采用唯一对应的正交码序列CDMA信号通讯连接，所述正交码序列CDMA信号的每个码还采用曼彻斯特编码以使其跳变，所述单片机分别驱动每组光发射接收对管的发射管向接收管发出信号。