三表自动抄表系统技术分析

803 2007-5-10

（2）干簧管型：在普通转盘计数的水表中加装干簧管和磁铁，干簧管固定安装在计数转盘附近，永磁铁安装在计数盘位上，当转盘每转一周，永磁铁经过干簧时，干簧管的簧片开闭一次，由此输出一个计量脉冲。

（3）光电转换型：在电表的转盘处装一个光电转换器，转盘上有一条槽，转盘每转一圈，沟槽经过光输时转换器完成一次光电转换，输出一个计数脉冲。

脉冲数量的准确度决定系统的计量精确度。以有源水表的脉冲误差产生原因分析为例：

（1）机械振动：将产生干簧管得误脉冲输出，虽然从技术角度可以采用一些滤波计数来减少这种影响，但不能完全消除。干簧管型有源水表产生的此类误差尤为突出：这是由于水管系统中存在“水锤现象”。

（2）电磁干扰：有表输出的脉冲信号在传输过程中很容易因受电磁干扰而产生误差，而且脉冲信号不像数字信号那样可以完全采用可靠的抗干扰技术来实现可靠的传输，这是任何一种有源表都难以解决的误差。

（3）供电问题：任何有源表都必须保证电源不间断的供给，一旦断电，便停止脉冲数计量，脉冲数少计，因而产生系统自动抄表数与实际表具数的不一致，而现场供电的可靠性恰恰又不能有自来水等专业公司或系统集成商来完全把握。现场电源的这种不可把握性，随时可令系统产生误差甚至瘫痪。

（4）水表倒转：水表在某些情况下会反转，如停水时水表会反转，一些高层的水表也会反转。技术盘位刚好经过磁铁位置，产生一次正常的计量脉冲，如果这时反转，就会产生“第二个脉冲”的误差信号。而有源表的采集器是不能分辨正转、反转情况的，只要是脉冲，便进行累计式的计量。

（5）退磁现象：“干簧管型”和“霍尔元件型”有拳表内传感器的核心部件之一—永磁铁，随着时间的延长会出现退磁现象，使得干簧管（霍尔元件）在计数转盘转过时不能输出脉冲，从而导致脉冲少计。

四、有源表存在的问题：

（1）初始化及维护工作量大：由于“有源表”的工作方式是脉冲累加方式计量，因此必须为系统数据采集器简建立一个初始值，即对每个有源表进行人工抄表后将表的实际值输入数据采集器，这个过程叫初始化。有源抄表系统运行的前提条件是必须先进行初始化。系统一旦掉电或因其它原因（如下所述的自来水盗用）引起误差后，就必须重新进行初始化，这种维护的工作量非常巨大，而且很难预测。一旦大面积推广，便很难准确地掌握是否有足够的维护力量保证系统的正常运行。

（2）易被盗用：

①供电线先剪后接：每月自来水公司抄表完后，将供电线剪断，15天后再接通，有源表继续正常计量，自来水公司本月同样能抄到采集器内存储的水表数据。而在供电线被剪断的15天内，没有供电的有源表是不工作的，水表照转，计量脉冲信号丢失，则用户盗用了15天的水。

②磁铁强磁场干扰：“霍尔型”、“干簧管型”有源表内的核心部件是永磁铁，外加磁铁产生的强大吸引，干扰了计数转盘的正常力矩，导致一次表产生计量误差，特别是对“干簧管型有源表”而言，其干簧管则会处于长期的吸合状态，脉冲输出全部丢失，自来水同样被盗用。

③许多有源自动抄表系统都具有防剪、防磁干扰等监测、报警功能，但这种功能的提供必须相当有效和完善，对系统来说，增加了成本，而现有的有源系统的这种功能使用的实际情况并不如人意。从系统的设计角度分析，这种功能的增添，正说明了有源自动抄表系统存在被盗用的缺陷，事后的监测和报警无疑给使用者带来无穷的麻烦、心理的不安和对系统的不信任。

（3）电能耗费：“有源表”不间断的供电采集系统所产生的电能消耗，整个城市以年度计算，维持费用可观。“有源脉冲表”存在的以上缺陷，极大地阻碍了自动抄表系统进入“实用阶段”。无源远传水表成功突破了上述技术瓶颈，使得远传水表及抄表系统在工作可靠、抄送准确、免维护三大核心技术问题上取得了重大突破。自动抄表系统真正进入了“实用阶段”。

五、无源直读式远传水表工作原理：

在旋翼式水表地基础上在表内码盘下每个与刻度对应的位置上装上红外线传感装置，上盖内部装有CP U与单片机组成的数据处理器，数据集中显示器可连接和处理60只水表数据。如扩展可处理器256只水表

数据。该系统平时不工作，抄表时集中显示器逆向加电后通过光电变换技术将水表的指针示值读取传输到数据集中显示器，数据经逻辑判断进存储器内。抄表是按动触摸开关，每户数据就能显示在LCD显示屏上或通过232接口远传至计算机，利用收费软件即可形成收费系统。

无源远传水表优点：

（1）自动记忆码轮位置，不是脉冲累加式计量，无需初始化。系统在首次开通及出现故障维修重新启动后都无需对表初始化，维护的工作量得到极大的降低，在自动抄表系统的实际应用中具有极大的推广价值。

（2）无源远传水表直接传送数码，而非脉冲信号。它不仅不受机械震动影响，同时对电磁干扰也具有极高的抗干扰性，所以在复杂的使用环境下能稳定、准确、可靠地实现计量。

（3）无源远传水表日常工作无需供电，这是具有革命意义的技术进步，避免了由于供电不稳定或故障引起的计量误差及大量的维护工作。

（4）由于无源远传水表记忆的是码轮位置（而非脉冲），因此水表发生倒转情况时，自动抄表数据与一次表具的读数保持一致。完整的三表自动抄表系统的组成如图1所示：

六、IC卡智能水表应用与存在的问题：

工作原理：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，中断水的供应，液晶显示器并显示特定标志提示用户购水，以此实现预付费控制，达到“先买水，后用水”的目的。

优点：

可以有效控制用户在不缴款的情况下自动断水，增加收费单位的资金回笼。不需抄表人员上门抄表。

缺点：

（1）电磁阀在长期工作中如果失灵，电磁阀不能闭合，用户就会白白用水，而且售水单位不易发现，给售水单位造成损失。如果用户充值卡费用未用完时电磁阀关闭，售水单位与用户易发生矛盾。

（2）如果充值卡密码被盗或被破译，就会给售水单位造成极大损失。

（3）充值卡摆放不当，受强磁干扰后易损坏。

（4）售水单位必须保证24小时不间断服务，营业点分布要合理，否则给用户带来极大的不便。

（5）对供水单位的经营管理造成麻烦。

七、智能自动抄表系统是未来发展趋势：

随着科技的进步和人们对信息化要求的提高，智能住宅将逐渐在全国范围内得到推广。智能化居住区的主要功能应当体现在快捷、高效、安全和方便上，智能楼宇控制系统中的智能抄表系统是智能建筑优点的充分体现。

智能抄表系统具体有两类：

（1）总线制集中多表自动计量计费系统：采用光电技术，对电表、水表、煤气表和热能表的转盘信息进行采样，采集器记录数据。

（2）电力载波式集中多表自动计量计费系统：通过小区已有的低压电网载波传输信息。目前国内智能自动抄表产品很多，据了解，有一种叫JaJa智能抄表系统有一定代表性。它可分为局域和远程两种。局域抄表系统用于一定范围内的小规模的抄表任务；远程抄表系统适用于抄表地点多而分散规模较大的场合。局域抄表系统是由脉冲计量表、数据采集器、适配器和管理中心计算机组成，各个部分之间采用双绞线或电力线连接。如果要进行远程抄表只须在适配器、管理中心计算机及远程主机处各增加一个调制解调器，利用电话网络即可通讯。