直读式水表及抄表系统的研究

　　0　引言

　　随着技术的发展、生活条件的不断改善,住宅的智能化要求日益提高,一户一表的推行,多费率水价的实施以及用水管理部门出于对数据统计及收费管理的需要,都要求对传统的机械式水表及上门人工抄表方式进行变革,实现水表的数字化和自动抄表。水表的数字化工作和自动抄表系统已经过实施和使用,但由于种种原因,绝大多数自动抄表系统都未能正常运行,最后只好恢复原来的机械式水表和人工抄表,造成了很大的人力和财力浪费。造成失败的原因,主要是现有的机械水表的数字化方法存在致命的缺陷。本文提出了一种新型的机械水表的数字化方法———直读式水表及抄表系统的设计思路。

　　1　水表的数字化技术

　　水表数字化的关键技术问题是能否正确地把机械计量数据转化为电子读数,即传感技术是否可靠和具有很强的抗干扰能力。

　　常用的水表传感技术主要有干簧管传感器、霍尔传感器、韦根传感器、光电传感器。这些传感技术都是通过传感器变换、累计暂存、传送数据三步来完成数字化自动抄表的。用水表某位指针或齿轮镶嵌磁性材料先把计量数字变成电脉冲信号,然后单片机对脉冲信号进行采集、累加、存储和传送,最后传到上位计算机进行远传抄表。在整个过程中,水表不能脱离电源的支持,必须维持稳定、可靠、不间断的供电。因此这类水表统称为有源发讯水表或脉冲水表,都属于有源表。

　　一个计量数据,通过上述三个过程最后得到的数据和表具指示数不一致,其中每个环节都可能出错,特别是传感器变换和累计暂存错的机会较多,而且一旦有错就无法纠错,而产生脉冲误差原因有很多:机械振动、电磁干扰、供电问题、表具倒转、退磁等,只要有一点产生错误,累积误差永远地被保存在结果中。因此,有源抄表系统存在如下诸缺点:

　　①易受电磁干扰、盗用、破坏;

　　②初始化及维护工作量大;

　　③电能消耗,维护费用可观。

　　从有源脉冲表存在的以上缺陷可知,如果不对水表传感技术进行改进,则无法从根本上解决问题。首先应解决不间断的供电电源问题,改为只在要抄表时加电而平时不用电源。其次解决脉冲累积方法造成的差错,改为读取水表的数据,即读即送把累计暂存环节去掉。再则传感器采用无磁性材料,最后上传的数据信息不再是脉冲信息。根据上述思路本文提出了一种新型的水表数字化方法,即无源直读数字化方法,使得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。“无源”的含义是,平时不向水表和通信网络供电,需要抄表时才供电。“直读”的含义是,读出的数据都与水表表盘上的数据同步。“数字”的含义是,传送的是水表示数据而不是脉冲信息。