水表抄表的現(xiàn)狀及發(fā)展之我見(jiàn)

袁永聰

（廣州市花都自來(lái)水有限公司 510800）

水表抄表的現(xiàn)狀及發(fā)展之我見(jiàn)

袁永聰

（廣州市花都自來(lái)水有限公司 510800）

本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)在使用的智能水表及抄表方式的比較，認(rèn)為光電直讀遠(yuǎn)傳水表及其遠(yuǎn)程抄表方式的應(yīng)用是今后供水公司抄表的發(fā)展方向。

光電直讀；遠(yuǎn)程抄表

隨著人民生活水平的提高、住宅商品化的發(fā)展，居民住宅的質(zhì)量和檔次越來(lái)越高，住戶(hù)對(duì)住宅環(huán)境、物業(yè)管理水平的要求也日益提高。

水表抄收由抄區(qū)域性總表改為一戶(hù)一表，需抄表的數(shù)量就呈幾何數(shù)增加，工作量大增，抄表收費(fèi)難成了供水公司經(jīng)營(yíng)管理上的問(wèn)題。其原因主要有以下幾點(diǎn)：

（1）現(xiàn)行抄表收費(fèi)大多是人工抄表，誤差大。

（2）人工抄表耗費(fèi)大量的人力、物力。由于樓層越來(lái)越高，抄表勞動(dòng)強(qiáng)度加大，抄表效率低。

（3）我國(guó)水資源日益緊張，階梯收費(fèi)勢(shì)在必行，而能在特定的時(shí)間段內(nèi)準(zhǔn)確的將全部水表的數(shù)據(jù)超收上來(lái)是順利實(shí)行階梯收費(fèi)的必要條件。

（4）傳統(tǒng)的維護(hù)是用戶(hù)打電話(huà)后由維修中心安排人員檢修，故障往往得不到及時(shí)、有效地排除。采用智能水表抄表系統(tǒng)，可以主動(dòng)及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障，從而及時(shí)進(jìn)行處理。通過(guò)對(duì)水表數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期的跟蹤匯總，還能夠有效的對(duì)偷漏水等行為進(jìn)行監(jiān)控和管理。

為此水行業(yè)出現(xiàn)了各種新的技術(shù)和解決辦法。按抄表的型式不同又可以分為脈沖式遠(yuǎn)傳集抄系統(tǒng)、直讀式（含攝像、光電轉(zhuǎn)換）遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)。

1 脈沖表及抄表系統(tǒng)

脈沖表的基本工作原理：是利用電子技術(shù)和傳感技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的表具加以改造，在原有表具的轉(zhuǎn)輪上加裝磁、光等發(fā)射設(shè)備，同時(shí)在表具支架上安裝相應(yīng)的感應(yīng)設(shè)備，每當(dāng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，感應(yīng)設(shè)備便產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)脈沖，經(jīng)過(guò)外圍電路轉(zhuǎn)變?yōu)楹虾跻蟮碾娒}信號(hào)，驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)動(dòng)作。抄表時(shí)，由計(jì)數(shù)器累加值通過(guò)一定的分辨率（計(jì)量當(dāng)量）計(jì)算便可以得到表具轉(zhuǎn)過(guò)的相對(duì)值。是一種既能直觀顯示使用量，同時(shí)又產(chǎn)生計(jì)量脈沖信號(hào)的計(jì)量表具。

脈沖式遠(yuǎn)傳水表是目前國(guó)內(nèi)用得最早、也是用得最為普及、問(wèn)題出的最多的遠(yuǎn)傳水表，在住宅耗能自動(dòng)抄收系統(tǒng)中，各種用戶(hù)耗能數(shù)據(jù)的采集以及數(shù)據(jù)信號(hào)的各種轉(zhuǎn)換均由所謂遠(yuǎn)傳表具完成，它們都是在普通耗能表的基礎(chǔ)上加裝脈沖計(jì)數(shù)及數(shù)據(jù)傳輸模塊得到的。從脈沖表具計(jì)數(shù)器的技術(shù)原理和實(shí)現(xiàn)方式來(lái)看，它存在以下幾個(gè)方面問(wèn)題：其中的技術(shù)因素產(chǎn)生出以下難以避免的問(wèn)題：

（1）系統(tǒng)必須每日24h供電。這樣，不僅對(duì)供電要求極高，耗電量也相對(duì)較大，而且設(shè)備24h工作，對(duì)表具各器件要求高，嚴(yán)重影響了使用壽命。

（2）脈沖累計(jì)換算的關(guān)鍵在于脈沖數(shù)是否累計(jì)準(zhǔn)確。脈沖計(jì)量要求所有部件必須“始終如一”地可靠、有效地記錄脈沖事件，既不能漏記每一次脈沖也不能誤動(dòng)作偽計(jì)數(shù)。在長(zhǎng)期的工作中，脈沖從產(chǎn)生到統(tǒng)計(jì)過(guò)程中受到干擾的因素太多，現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)際環(huán)境無(wú)法保證其統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確。如鋼簧管的抖動(dòng)，外界強(qiáng)電磁場(chǎng)、機(jī)械振動(dòng)、人為斷掉采集器電源等方式破壞水表計(jì)數(shù)等因素均會(huì)使計(jì)數(shù)電路誤計(jì)或漏計(jì)脈沖而產(chǎn)生錯(cuò)誤。其問(wèn)題集中表現(xiàn)在累計(jì)數(shù)據(jù)與表計(jì)窗口值不一致，造成用戶(hù)交費(fèi)時(shí)糾紛。

2 直讀式智能遠(yuǎn)傳水表及抄表系統(tǒng)

現(xiàn)行的直讀式遠(yuǎn)傳表有以下幾種：

2.1 譯碼總線式

將水表齒輪上發(fā)訊器的電脈沖累計(jì)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，保存在水表內(nèi)置芯片中，由于內(nèi)置于水表中的鋰電池供電的存取芯片容易因電池電壓不足或外界電磁干擾而造成數(shù)據(jù)錯(cuò)亂、丟失并且無(wú)法自我校正，更甚者，如鋰電池泄漏后果堪憂(yōu)。只能是脈沖表的另一種表現(xiàn)形式，可稱(chēng)之為“偽直讀表”。

2.2 攝像式

基表外置微型攝像頭，抄表時(shí)直接攝取字輪數(shù)字圖像與軟件中保存的數(shù)字圖象進(jìn)行比對(duì)來(lái)判讀。存在問(wèn)題如下：

（1）圖象處理時(shí)數(shù)據(jù)量很大，增加了單表抄表的時(shí)間；

（2）同一數(shù)據(jù)會(huì)因圖象攝取時(shí)字輪停留的位置稍有不同而影響比對(duì)、判讀的準(zhǔn)確性。

2.3 變阻式

在計(jì)數(shù)器的字輪一側(cè)裝有一個(gè)帶缺口的金屬圓環(huán)，由彈片上的兩個(gè)固定觸點(diǎn)滑接圓環(huán)上的鋸齒，導(dǎo)出兩齒間的電阻值，隨字輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而輸出不同的電阻值，軟件給不同的電阻值賦予不同的數(shù)字而成為直讀。其存在問(wèn)題如下：

（1）由于設(shè)計(jì)上圓環(huán)有斷口，產(chǎn)生盲點(diǎn)無(wú)法判斷；

（2）最為嚴(yán)重的是，由于是摩擦式接觸，增加了字輪轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力，影響到水表的靈敏度及計(jì)量精度。有的廠家研制了多年，也只能應(yīng)用于個(gè)位與十位，后面位數(shù)的判讀還是依靠系統(tǒng)軟件來(lái)完成，也不是真正的直讀表。

2.4 光電轉(zhuǎn)換式

在抄表時(shí)將水表字輪在示值窗口顯示的數(shù)值通過(guò)光電轉(zhuǎn)換而生成數(shù)碼傳到系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，經(jīng)抄表軟件處理后顯示與基表示窗口值相同的數(shù)字。實(shí)現(xiàn)的方法分反射式和透射式兩種：

2.4.1 反射式

由安裝在一定位置上的多組（5組以上，含5組）紅外收、發(fā)二級(jí)管感應(yīng)字輪上的反光材料反射回來(lái)的紅外光而引起的電平變化組成一組多位數(shù)碼來(lái)判讀，經(jīng)譯碼后，在抄表界面上顯示與水表窗口值相同的數(shù)字。其問(wèn)題有：

（1）受反光材料的影響兩種反光材料間會(huì)出現(xiàn)模糊區(qū)判讀時(shí)出誤差。

（2）反光材料受時(shí)間和環(huán)境的影響反光效果而減弱，致使判讀因難（一般使用兩年后就有10%的表需要更換）。

2.4.2 透射式

透射式光電轉(zhuǎn)換直讀水表，讀取抄表瞬間計(jì)數(shù)器字輪位置狀態(tài)，采用光電編碼原理，將每個(gè)字輪作為一個(gè)碼盤(pán)，由五個(gè)紅外光敏管感應(yīng)字輪上的透光槽射過(guò)來(lái)的紅外光而引起的電平變化組成一組五位數(shù)碼，遠(yuǎn)傳至系統(tǒng)計(jì)算機(jī)譯碼后在抄表界面上顯示與基表窗口示值相同的數(shù)字。字輪上的數(shù)字都有一組對(duì)應(yīng)的、唯一的五位數(shù)。

圖1

其優(yōu)點(diǎn)：

（1）透射式光電轉(zhuǎn)換，直接可靠，不受時(shí)間和環(huán)境影響而出現(xiàn)判讀困難和誤碼。直接讀取表具的窗口值，不需設(shè)置表底數(shù)、表常數(shù)等參數(shù)，無(wú)需存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)與基表數(shù)據(jù)完全一樣，真正達(dá)到零誤差實(shí)時(shí)抄表。

（2）直讀表具電子部分與表具內(nèi)的計(jì)數(shù)器等裝置沒(méi)有機(jī)械接觸，不影響計(jì)量精度。

（3）平時(shí)無(wú)需供電，只需在抄表瞬間供電，故障率和功耗低，使用壽命長(zhǎng)。

（4）外界磁場(chǎng)和回流的影響，平時(shí)處于不工作狀態(tài)，不受系統(tǒng)是否發(fā)生過(guò)斷電、故障或干擾的影響。

（5）實(shí)讀字輪數(shù)字，只要機(jī)械計(jì)數(shù)存在，排除故障后就能準(zhǔn)確無(wú)誤地讀出表具視窗中的數(shù)據(jù)。

透射式直讀表的讀數(shù)準(zhǔn)確，非抄表時(shí)不需供電的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，相應(yīng)的抄表系統(tǒng)組成就具有很大的優(yōu)點(diǎn)和靈活性。

透射式直讀表可以組成以下種類(lèi)的抄表系統(tǒng)：

（1）有線遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表管理系統(tǒng)

由中心管理計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)集中器、光電直讀智能表、遠(yuǎn)程通訊模塊等硬件設(shè)備以及抄表管理系統(tǒng)軟件組成的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。采集設(shè)備有多種接口，可實(shí)現(xiàn)多種抄表方案（有線抄表方案——RS485/M-BUS、TTL、PDA現(xiàn)場(chǎng)抄表，無(wú)線傳輸方案——GPRS/CDMA）組合，全方位地滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求，如圖2所示。

圖2

（2）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)直讀水表集抄管理系統(tǒng)

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)專(zhuān)線有困難或根本不允許鋪設(shè)專(zhuān)線時(shí)，采用無(wú)線收發(fā)通訊技術(shù)，由無(wú)線數(shù)據(jù)集中器采集各無(wú)線水表的數(shù)據(jù)。

①采用無(wú)線單發(fā)直讀表組網(wǎng)：采用低功耗的發(fā)射模塊，采取單發(fā)形式，4h發(fā)一次，每天六次，每次為兩組重復(fù)的數(shù)據(jù)；達(dá)到延長(zhǎng)內(nèi)置電池的使用年限，使其能可靠工作六年。無(wú)線接收集中器24h不間斷接收無(wú)線直讀表發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，最多可接收4000個(gè)基表發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)。

②采用雙向無(wú)線直讀表組網(wǎng)：采用無(wú)線雙向發(fā)射數(shù)據(jù)傳輸通訊方式，裝有低功耗雙向無(wú)線發(fā)射模塊，平時(shí)處于監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，當(dāng)接收到無(wú)線數(shù)據(jù)集中器的抄表或閥控指令后，實(shí)施抄表并發(fā)送的帶校驗(yàn)碼的實(shí)時(shí)抄表數(shù)據(jù)，供無(wú)線數(shù)據(jù)集中器接收；或?qū)嵤﹥?nèi)置電控閥門(mén)的開(kāi)、關(guān)動(dòng)作。

圖3

采用無(wú)線系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)便，施工時(shí)間短，工程造價(jià)低，適用于舊區(qū)改造。無(wú)線區(qū)域數(shù)據(jù)集中器安裝時(shí)采取蜂窩形式，務(wù)必覆蓋區(qū)域內(nèi)全部無(wú)線直讀表。也有采用自組網(wǎng)方式，即無(wú)線水表的數(shù)據(jù)將由附近的無(wú)線水表逐個(gè)向下傳遞，直至中心接收裝置，優(yōu)點(diǎn)是無(wú)線水表的功率可做小，信號(hào)可多通道傳遞，但越靠近接收裝置的無(wú)線表因需多次傳遞其它無(wú)線表的數(shù)據(jù)而電池消耗較外圍表大得多，電池工作時(shí)間大大縮短。

（3）手機(jī)APP抄表系統(tǒng)

手機(jī)抄表軟件是一款運(yùn)行在Android系統(tǒng)上的抄表軟件。具備通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙與采集器相連通信，進(jìn)行掃描條碼或二維碼查看表檔案，圖像掃描識(shí)別表頭抄表，數(shù)據(jù)采集集中抄表、補(bǔ)抄、異常數(shù)據(jù)分析等功能。

APP抄表管理員端特點(diǎn)：

①掃描條碼或二維碼識(shí)別表檔案。

②掃描水表表頭，圖像識(shí)別水表讀數(shù)，并拍照存儲(chǔ)到本地或上傳到主站服務(wù)器上。

③通過(guò)采集器模塊單個(gè)或批量集中抄表。

④以樓棟為單位，施工方便，費(fèi)用相對(duì)其他方案造價(jià)低。

⑤抄表靈活，抄表員只需帶上手機(jī)和移動(dòng)采集器到樓道口，就可完成整棟樓抄表，大大提高了抄表員工作效率，每個(gè)抄表員每天可抄表5000戶(hù)以上。

⑥由于APP是運(yùn)行在手機(jī)上的，因此抄表員不需要再攜帶便攜式抄表機(jī)，同時(shí)也減少了購(gòu)買(mǎi)便攜式抄表機(jī)的成本。

APP用戶(hù)端特點(diǎn)：

①掃一掃更快捷的獲取自家的水表信息。

②足不出戶(hù)，實(shí)現(xiàn)水表各種信息查詢(xún)，業(yè)務(wù)辦理，節(jié)省了用戶(hù)辦理業(yè)務(wù)的時(shí)間。

③減少了去營(yíng)業(yè)廳辦理業(yè)務(wù)的用戶(hù)排隊(duì)數(shù)量，對(duì)營(yíng)業(yè)廳服務(wù)人員來(lái)說(shuō)，工作量大大減少，工作效率大大提高。

（4）物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)傳水表系統(tǒng)

圖4

物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)傳水表系統(tǒng)是通過(guò)GSM無(wú)線公網(wǎng)，為供水企業(yè)提供公用資源智能管控的系統(tǒng)解決方案，表具安裝簡(jiǎn)單不用布線，即可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、智能收費(fèi)等管理和服務(wù)功能?？梢詾楣┧髽I(yè)提供完整的遠(yuǎn)程智能抄表解決方案，為其節(jié)能降耗、管理升級(jí)、實(shí)行階梯式收費(fèi)和實(shí)現(xiàn)智能化、現(xiàn)代化管理提供可靠的技術(shù)支撐，可很好地融入智慧城市建設(shè)并成為其不可或缺的重要組成部分。

發(fā)展趨勢(shì)水表自動(dòng)抄收系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)根據(jù)建設(shè)部提出的小康型住宅小區(qū)規(guī)劃要求，今后要對(duì)新建和改建的住宅統(tǒng)一規(guī)劃，逐步實(shí)行水、電、水三表統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、計(jì)量、收費(fèi)。隨著行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷成熟規(guī)范、自動(dòng)抄表系統(tǒng)將是樓宇智能化系統(tǒng)不可缺少的一部分，正在被越來(lái)越多的現(xiàn)代建筑所采用。

3 結(jié)語(yǔ)

光電直讀表及其遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)以其突出的準(zhǔn)確性和組網(wǎng)的靈活性必將在今后得到廣泛的應(yīng)用，相信在不久的將來(lái)將會(huì)得到不斷的完善和成熟，是水表抄表的發(fā)展方向。

TH814.2

A

1004-7344（2016）13-0117-02

2016-4-20

袁永聰，電氣工程師，2000年畢業(yè)于廣東工業(yè)大學(xué)，電氣工程系，畢業(yè)后一直在本單位工作。