小区智能化-远传水表智能抄表系统

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智能抄表网络系统为总线制抄表系统，由表单元 （译码式总线直读表 ）、通讯链路单元和装载有抄表系统管理软件的主控机三部分组成。其中通讯链路单元基于RS485/M -BUS总线架构，由主干、中继扩展三级总线网络组成。主要设备包括区域集中器 （或智能数据网络接口）、隔离中继器、智能数据网络节点等。

1、独立性
· 智能抄表网络系统核心工作单元 —译码式总线直读表内置微型电子单元，直接输出与表盘 读数一致的加密数字信号，平时不通电，
· 抄表瞬间才需外部供电。（非脉冲表，不担心停电、断线 ）表出厂后无须人为设置读数。 （不存在 人为读数误差 ）
· 外围设备与表之间只进行数据通讯，不参与表的数据处理，线路断开及短路不影响表的工作。外部故 障排除后，表的读数即可输出。 （无须重新入户读数、置数 ）
· 智能数据网络节点自适应控制管辖范围下的表，抄单表时响应系统主机的只是全部节点和对应节点所 管理的表。 （表间无串扰 ）

2、零功耗
· 表电子单元的功耗为“0”。 表电子单元的使用寿命远远大于机械部分的使用寿命。 （零功耗保证电子部分不发热 ）

3、抗雷击
· 雷击可能对设备产生致命的伤害，引起系统不准确不可靠，浪涌吸收保护电路完全消除了雷电对系统的影响。 （工业级设备安全保证 ）

配置灵活
· 可在总线上任意点断开，添加节点或表，无重新布线的不便。 （不改变原有结构， 随时添加表具）
· 区域集中管理，提供电话网、宽带网、无线传输多种通讯方式，实现远距离传输。 （利用已有资源，完成功能扩展）

安装简单
· 系统总线自由拓扑结构，表的输出线可在任意位置挂接到总线上，免除了大量而繁琐的布线工作。 （ 一条线工程，布线当然简单 ）
· 表运行参数出厂后无须设置，减轻了系统调试任务。 （调试轻松 ）

抄表方便
· 系统管理员可在任何时间、任何地点经安全认证后通过电话网、无线网络或宽带网登陆系统，抄取区域内的各表读数，真正保证管理部门足不出户完成抄表工作。

维护容易
· 系统能立即反映出故障并准确定位。 （不会因局部故障引发系统瘫痪）
· 服务人员通过电话网、 无线网络或宽带网登陆系统进行远程维护。 （远程维护、移动办公 ）



吴生  159 8944 7216  QQ：5943 41419

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一、概述
    近年来随着国内供水行业“一户一表”的推行，自来水收费体制正在进行着重要的改革，同时计量表具数量的剧增，抄表工作量的日益增大，采用集中抄表技术来提高抄表工作效率和服务水平，已经成为供水行业的共识。
    行业公司采用集中抄表系统的必要性
    1、集中抄表系统可以实现监测，有故障可以及时发现。对于一个城市中如果全部采用自动化抄表方式后检修是一个不可忽视的方面。
    2、集中抄表系统可以采用目前已经非常成熟的远程通讯系统，如GPRS、宽带网络、ADSL、手机短信等多种方式实现全市联网，加上目前已经广泛采用的银行托收的收费管理方式，使整个抄表和收费环节实现完全的自动化。
    3、供水部门能够提供更好更完善的服务，同时也能得到更精确的用水量，尤其是对于商业或工业用水表。
    4、集中抄表系统可以简化供水部门的管理层次，减少甚至取消原来需要多人进行分片收费管理的营业站点，全部实现网络化管理。
    5、由于集中抄表是一个独立的产品，寿命可以做到和基表基本一致，因此供水部门可以名正言顺地提取维修基金，从而实现了表的可持续运转。
   自九十年代末开始，绝大多数城市供水公司为能不增加抄表人员数量、提高抄表工作效率，不同程度地对远传水表和集中抄表系统进行了积极尝试，所采用的系统绝大多数为脉冲发讯式集中抄表系统，即脉冲发讯式远传水表+采集器的系统结构。通过十来年的运行试验，该系统存在的计量准确性低、系统可靠性差、维护工作量大等问题均暴露无遗，直接影响了远传水表的推广应用。
   近年来，一种全新的远传抄表技术——光电直读式抄表技术，已悄然兴起并得到大量的应用，正日益成为城市供水公司或物业管理公司的首选。

二、光电直读式远传水表
    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，在其外围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）。
    1、原理：是通过对字轮建立数学模型，经过组合计算，从中求出唯一正确的解，然后再在字轮的0-9的相应位置上按照数学规律印刷特定的标记，在其周围按照数学规律再安装固定光电传感器，这样就把一个数学问题通过电子电路方法来实现。同时考虑各种冗错、纠错的算法，就可以得出唯一正确的解——即字轮上的唯一数据。目前采用这种方式的直读表主要有光电对射（透射）式和光电反射式两种，主要的区别在于机械结构和数学算法的不同。光电对射式是在字轮间安装光电器件和电路板的方式，光电反射式是在字轮周围安装光

    2、特点：
    1)、直接读取表具的计数器码盘数字即“窗口值”，表内不需设置表底数、表常数等参数，无需存储数据，不存在累计误差，真正实现了“读表”，结束了累计脉冲、换算数值的历史。直读表具电子部分与表具内的计数器等装置没有机械接触完全分离，不影响计量精度。
    2)、直读远传表直接传送数据，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)、直读远传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)、由于直读远传表采集的是机械计数器字轮的位置（而非脉冲），因此表具发生倒转情况时，抄表数据仍然与一次表具的读数保持一致。

    3、优点
    1)、计量性能方面：由于光电传感器是固定在表内的非转动部位，与任何机械转动部分均不接触，只通过发光、反光来采集信号，与电阻式直读表相比没有任何阻尼，不影响表计的计量性能。因此不会产生计量方面的纠纷。
    2)、制造工艺方面：由于采用在字轮周围分布光电传感器的方案，这一部分可以独立制作，然后在不影响表计结构的前提下，安装在表内。生产过程简单，组装容易，适合大批量生产。而且该部分可以单独测试，保证了产品的可靠性。
    3)、长期运行方面：由于和表计的机械转动部分不接触，不会对表计的常年运行造成影响。同时，光电传感器平时不工作也不通电，因此寿命大大延长。电子部分的可靠工作时间远远大于机械表计的使用寿命。所以，适合长期运行和重复使用。
    4)、模块通用性方面：光电式直读表的字轮直读部分可以制作成为总成，其中包括印有特殊标记的字轮、表盘上夹板、电子部分。该总成可有专门的生产厂家一次制成，可适应国内大多干式和液封式水表。因此，通用性好、可加工性强、适应能力强。

    4、应用：
    1)、两种光电直读方式可应用的水表种类不同，光电对射（透射）式技术只能应用于干式水表，而光电反射式技术不仅可以应用于干式水表，而且可以应用于液封式水表。
    干式水表由于字轮盒与叶轮完全隔离，通过磁传动来连接，而且字轮盒一般需要密封且抽真空。这样，光电器件和电路板正好可以安装在其内部，而且不受流水和外界影响，工作可靠性高。
    液封表是湿式水表，流过水表的水充满整个水表内部，为了保持水表表盘和数字的清晰单独设计了字轮盒，并在盒内充入甘油和水的混和液以保持与外界水压同压。因此，液封表的字轮是浸泡在甘油和水的混和液中的。采用光电对射（透射）式时，电子器件必须浸泡在甘油和水的混合液中，而且还要长期承受1Mpa的水压，这是无法工作的。因此，只有光电反射式才有可能。
    光电反射式应用于液封水表时，只需在液封字轮盒的背面再设计一个独立的盒子，将光电器件和其他电子设备安放在里面，盖上盖子后注入树脂以密封，这样就可以象在干式水表上一样地使用。
    2)、在制造工艺方面，光电反射式的光电器件和电子电路安装在一个独立的盒内，与外界完全隔离，通过树脂密封后工作稳定性和防水性极佳。而且这一部分可以独立制作、单独测试，不影响基表性能又能保证质量，生产过程简单，组装容易，适合大批量生产。
    3)、光电直读技术不仅可以应用在小口径水表上，而且也可以应用在大口径水表上，通过另外配置各种通讯装置及内置电池，可广泛应用于管网计量、特业户计量、水资源计量等场合，完全可以替代现有的人工抄表模式。

三、光电直读远传水表的集中抄表系统
    光电直读远传水表的集中抄表系统是由表单元（光电直读远传水表）、链路单元、计算机主机和系统软件四部分组成。
    1、表单元：光电直读远传水表。
               
    2、通讯链路单元：
    1）、全自动抄表系统：通讯链路单元基于RS485/M -BUS总线架构，由主干、中继扩展三级总线网络组成。主要设备包括区域集中器 （或智能数据网络接口）、隔离中继器、智能数据网络节点等。     
              
    2）、便携式抄表系统：集中抄表器、便携式手抄器、移动电源
        
    3、计算机主机：办公计算机（使用公司自备）
    4、集中抄表软件：软件在安装在居民小区（使用公司）或行业部门，对集中器传来的数据进行处理并监控整个系统运行状态的计算机系统。
    远传水表与集中抄表器之间为RS-485总线连接，集中抄表器与便携式手抄器之间为无线红外（RF）连接（集中抄表器由移动电源供电），便携式手抄器与计算机主机之间为RS-232线连接。
    集中器是采集多个直读远传水表的数据信号，进行数据处理和传输的电子装置。每台集中器可以接入数量众多的直读远传水表。平时表计不工作，也不用通电。仅抄表时通过集中器或手抄器供电。集中器或手抄器将数据传至抄表计费计算机，利用收费软件即可形成收费系统。


四、结束语
      从测量技术角度上看，水表基表（表具本身的机械计量）属于一次测量，脉冲式远传属于二次测量，一次测量和二次测量（脉冲计数）之间理论上是同步的，但实际实现过程中是不可能一致的。因为两种测量方式的误差产生原因和减弱方式都是不一样的。而光电直读式远传水表的直读技术不是测量技术，是基于光电技术和微电子技术的一种位置识别技术，因此它与测量形式、测量精度、测量方法均无关，可以说是机械计量表具的一种“显示方式”，因此代表着远传技术真正的发展方向。

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口径范围：DN15-DN25冷热水表
编码（译码式）光电直读远传水表的特点
一、确保计数绝对准确
    编码式直读远传水表没有脉冲输出，在读数设备（一般为掌上机）发出询问时，使用其中的核心部件编码器来识别字轮所处的位置，从而读出水表的实际度数，该编码器的工作只在抄表时进行，因此平时各种外部环境的干扰与远传系统的正常计数都无直接关系，这就确保了精确的或绝对的读数从水表传送（100%正确）到计费系统。
    另外，由于独特的编码原理保证每一字轮在进位时都不存在计数盲区，确保一次抄表的绝对有效和准确。

二、无需电源供电
    编码器不需要电池，在两次读表间隔时间内无需供电，只要在抄表时由读数设备直接供电即可，因此可避免因“电”的因素造成远传系统不能正常运行，且不会因电池寿命的限制影响产品的使用寿命。

三、安装简单、方便，施工成本低
    安装时只需将数据线直接接入485或M-BUS总线，可按照任意拓扑结构布线，并且无需复杂的外围设备，因此安装简单、方便，施工成本较低。

四、管理维护方便
    脉冲式远传表没有表计地址，完全依靠物理接线区分，施工和维护均比较困难。编码式直读远传水表有唯一的地址码，可保证数据唯一性，系统任意位置出现故障时，其他部分仍能够正常运行，并能判断出开路位置或故障表的位置，为检修提供了方便。

五、使用寿命长
    编码式远传水表独特的原理使得其电子元器件在平时处于不工作状态，仅在抄表瞬间进行工作，因此使用寿命长，同时大部分水表在周期维护时都不需要跟换电子元器件部分，仅需对基表进行维修，使用成本也更加低廉。

六、符合国家相关标准
    所有指标完全符合《GB/T778-2007饮用冷水水表和热水水表》、《CJ/T 224-2006电子远传水表》、《JG/T 162 住宅远传抄表系统  数据专线传输》、和《CJ/T 188 户用计量仪表数据传输技术条件》等国家和行业标准。

基本原理
    编码式远传水表的字轮端面上具有特制的码道，由于码道的存在，使得字轮的端面具有挡光和透光的作用，而字轮的两侧分别是沿同一圆周均分的7个发光管和同样分布的7个接收管。抄表时的电源会点亮发光管，发光管发出的光照射在字轮端面上。由于字轮的位置不同，就会对应着相应的码道，从而产生挡光和透光作用。这样，字轮另一端的接收管就会得到一组明暗信号，根据接收管的这一组信号，经过集成电路的处理，就可以确定字轮的位置，读出水表的读数了。