《智能水表选型及远传抄表系统构建席总讲课稿2015年12月-针对自来水司》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能水表选型及远传抄表系统构建席总讲课稿2015年12月-针对自来水司（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、主讲老师：杭州竞达电子有限公司总经理 席 科,智能水表选型及远程抄表系统构建,水司常用流量仪表大类划分,一,流量仪表种类,机械式 水表,智能 水表,大口径 流量计,螺翼式水表,1,2,3,旋翼式水表,容积式水表,远传水表,卡式预付费水表,超声波流量计（水表）,电磁流量计（水表）,本节不作重点阐述,本节不作重点阐述,智 能 水 表,二,1、卡式预付费水表,2、远传水表,智能水表定义,智能水表的定义 （讨论稿）,目前智能水表尚未出台统一的定义，国家正组织相关部门及智能水表企业共同来研讨该标准的制订。 目前初步达成的普遍的共识是：以流量传感与信号处理部件、内置嵌入式微型计算机系统和算法、 各类输入输
2、出接口及（或）电控执行器等为平台，具有或部分具有流量参数检测、数据处理、数据 通信、数据显示、电控阀受控启闭等功能的电子水表或带电子装置的水表。智能水表应具有预付费 功能、远传功能、定量控制功能、预付费远传阀控功能 、数据交换等功能。,预付费功能 用数据交换媒介（如： 接触式IC卡、射频卡、 手机支付等）和（或） 网络接入技术（如： 网络支付），能实现按 照预付费金额供给用 水量,远传功能 能实现水计量数据处 理及远距离传输,定量控制功能 按照用水量（或时 间等）设定，能实现 自动控制阀门动作,远传阀控功能 能同时实现数据远 传和远程阀控,数据交换 用于数据交换，具 有电气接口和特定封 装形式
3、的介质,安全报警 时钟 加密 ,1.卡式预付费水表（按卡分类）,卡式预付费系列,按卡分类,无卡类,接触式 IC卡,TM卡,非接触式 IC卡,CPU卡,代码式表,大口径射频卡式,1.卡式预付费水表,考虑 重点,卡式预付费水表 选型考虑的重点,1.卡式预付费水表,70%以上的故障与水气有关 电路板功能失效 漏电增大 电 池自放电加剧 读卡器读卡失效,电路板,读卡器,传感器,漏电增大 功能失效,卡槽进水 触点腐蚀,受潮失效,70% 以上的故障 与水汽有关,防水防潮,1,电池,自 放 电 加 剧,1、卡式预付费水表,读卡器线路板大范围霉斑导致失效,因进水或受潮导致水表返修率大大提高,防水防潮,1,受潮
4、后无法正常显示,电池受潮后自放电加 剧,受潮后漏 电增 大,1、卡式预付费水表,防水防潮,1,IP是电气设备外壳防护等级的代码，I代表防止固体异物进入的等级， 最高级别是6；P代表防止进水的等级，最高级别是8,IP65,IP68,IP67,喷 水 使试验样品至喷水口相距为 2.5m 3m ， 水流量为 12.5 L/min ( 750 L/h ),浸 水 其尺寸应使试样放进浸 水箱后，样品底部到水面的 距离至少为 1m 。试样顶部到 水面距离至少为 0。15m 试验时间: 30 min,持续潜水 试验条件和试验时间: 由供需（买卖） 双方商定，其严酷程度 应比 IP67 高,1、卡式预付费水表
5、,电 池,2,电池整块水表的能源提供者,锂锰电池,锂铔电池,碱性电池,性能特点 容量高 体积小 不会钝化 对电路设计要求高 单节3.0V,性能特点 容量高 高功率 开路电压高 自放电率低 存储寿命长 易钝化 单节：3.6V,性能特点 自放电大 存储寿命短 易受潮 单节：1.5v,充电电池,性能特点 自放电大 存储寿命短 单节：1.2v-3.6v,1、卡式预付费水表,阀 门,3,电动球阀,先 导 阀,电动陶瓷阀,阀 门,3,1、卡式预付费水表,1、卡式预付费水表,防磁干扰,4,磁干扰后果,磁干扰的预防,水表的机械转动，转化为 点脉冲最简单的方式是选 用磁敏元件，但磁敏元件 易受外磁攻击而失效，导
6、 致电子不计数，从而导致 数据无法正确读取。,抗干扰设计的基本原则是 抑制干扰源、切断干扰传 播路径、提高敏感器件的 抗干扰性或受干扰时自动 关阀。 最好选用非磁敏传感器。,1、卡式预付费水表,防 冻,5,防冻功能属于附加功能（抗-10内的温度），与安装环境有关。 做好保温同时，水表应有一定的抗冻能力，在某些地区能减少损失,防冻水表,防冻措施,防冻箱防冻,水表护罩防冻,水管护套防冻,2、远传水表（按采集方式分类）,按采集 方式分类,摄像式 远传表,光电式 远传表,电阻式 远传表,电子式 远传表,超声波 水 表,按信号 输出分类,脉冲式 传 输,有 线 直读式 传 输,无 线 短距离 传 输,无
7、 线 直 传,2、远传水表（按信号输出分类）,（读数记录在表外,（读数记录在表内,光电式远传水表,光 电 式 远 传 水 表 原 理,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。,1,2、远传水表（按采集方式分类）,光电式远传水表,优 点,1）无源 2）非接触,缺
8、 点,1）结构复杂，要求精度高； 2）有采集死区； 3）湿式表字轮内可能有气泡，会影 响光电管的透光性出现误码； 4）由于无源，只能读取数据，要增 加其它功能则不能实现，如：时钟， 数据的定时冻结，异常状体的记录， 异常情况关阀。,光 电 式 远 传 水 表,1,2、远传水表（按采集方式分类）,厚 膜（电阻式）式直读远传水表,厚膜式直读远传水表，在计数器字轮上固定厚膜电路做为无源传感器件，采用电刷簧片 与印刷电路板接触的方式获取不同旋转角度下的电阻值，以电阻值的大小来反映字轮的读数。,厚膜（电阻式）直读远传水表,2,2、远传水表（按采集方式分类）,优 点,1）无源 2）电路简单 3）抗干扰强,
9、缺 点,1）触点数量过多，如果安装在水表 计数器的全部五个整数字轮上，需要 50个触点，只要其中任何一个触点出 问题，读出的数据将是不正确的； 2）有误码率存在，特别是字轮进位 不完整时，几个码盘进位一半时易出 错； 3）加大了计数器的机械阻尼，可能 会影响水表的始动流量及计量精度。 4）触点如被氧化，读出的数据将 不准确。,厚 膜 （电 阻 式） 式 远 传 水 表,厚膜（电阻式）直读远传水表,2,2、远传水表（按采集方式分类）,摄像式直读远传水表,摄 像 式 直 读 远 传 水 表,摄像式直读水表就是在原有的水表上加装图像采集设备来实现数据采集的，用一个小型数码摄 像头，对水表上的字轮进行
10、图像采集，可以通过数字图像处理把图像转化为数字信号，用掌机 抄收或通过总线传输。,3,2、远传水表（按采集方式分类）,摄像式直读远传水表,摄 像 式 直 读 远 传 水 表,优 点,1）对表内可不做任何改动； 2）有原始图像易对可疑数据进行核查；,缺 点,1）摄像式直读水表采用了数字图像处理技 术，几乎所有的厂家都是通过对表端的图 像采集压缩，传送至上位机进行处理，在 后台来完成对图像进行识别和处理，因此 所需要传输的数据量比较大，目前比较好 的压缩技术也只能将数据压缩在13k，比 其他远传水表传输一个数据多100倍，如用 总线传输会很困难。 2） 在潮湿环境中摄像头上可能起水雾， 看不请字轮
11、读数。,3,2、远传水表（按采集方式分类）,电 子 式 远 传 水 表,电子式远传水表,从叶轮上探测转动信号通过单片机电路进行记录、存储、计算、在液晶上显示水表的流量读数， 在通讯时能方便读取与液晶显示一致的流量值。,从叶轮上取样方式： 1）用磁敏传感器 干簧管、霍尔元件、磁阻传感器等在叶轮上内嵌磁铁，通过磁场变化，探测记录叶轮的转动圈数； 2）非磁传感器、电涡流传感器在叶轮上内嵌金属拨片，光电传感器在叶轮上内嵌一反光材料，通过透明盖板，用光 传感器探测记录叶轮上的额转动圈数。,4,2、远传水表（按采集方式分类）,电子式远传水表,电 子 式 远 传 水 表,4,优 点,1）计量精度高 2）抄收
12、准确率高 3）能自动修正误差 4）功能扩展性强,缺 点,1）需要电池供电 2）液晶损坏时人工无法读取 数据,2、远传水表（按采集方式分类）,超声波水表,超 声 波 水 表,5,超声波水表是通过检测超声波声束在水中顺流逆流传播时因速度发生变化而产生的时差， 分析处理得出水的流速从而进一步积算出水的流量的一种新式水表。,超声波表前面已讲述，本节不再展开,2、远传水表（按采集方式分类）,按信号 输出分类,无 线 短距离,无 线 直 传,2、远传水表（按信号输出分类）,脉冲式,有 线 直读式,脉冲式输出,脉冲式远传水表传输,1,原 理,在机械水表（X0.01)指针上内嵌一磁铁， 通过磁敏传感器取样，向
13、采 集器发出脉冲信号，通过采集器 内的电路记录水表指针转动的圈数， 通过累计获得水表的读数。,2、远传水表（按信号输出分类）,脉 冲 式 远 传 水 表 的 优 缺 点,优 点,1）结构简单，表的改装较方便 2）换表不用重设表号 3）脉冲式远传水表的单表成本 低于直读式 ；,缺 点,1）由于发脉冲的表与记录脉冲的采 集器之间通过较长的线来连接，传输 过程中易受干扰或被断开等情况，使 得采集器漏记或多记了数据。 2）采集器由于供电不正常，造成采 集器无法记录脉冲。 3）缺点一和缺点二造成的后果是： 采集器记录数据与基表读书不一致。 4）由于是分线式，造成布线工作量 大幅提高。,脉冲式输出,1,2
14、、远传水表（按信号输出分类）,脉冲式传输,脉冲远传水表与脉冲计数原理,脉冲计数是现代数字电路中最常用、最可靠的记录方式。在日常生活中最常见的仪表大都采用 的是脉冲计数方法。,1,汽车历程表,液晶显示石英电子钟,电子式电能表,2、远传水表（按信号输出分类）,脉冲式传输,脉 冲 远 传 水 表 认 识 误 区,用脉冲计数原理的水表认为就是脉冲式水表。由于脉冲式水表的抄表系统不可靠，就片面地得 出结论认为脉冲计数原理的水表也不可靠。这是一个非常错误的结论。,1,选用脉冲计数原理的直读式水表,2、远传水表（按信号输出分类）,脉 冲 计 数 可 靠 应 具 备 的 条 件,1）有可靠电源供应； 2）用可
15、靠的脉冲转化传感器； 3）传感器与记录电路之间连线应尽量的短，不易受外界干扰,脉冲式传输,1,2、远传水表（按信号输出分类）,有线直读式,有 线 直读式,智能远传水表是普通发讯水表加上电子采集模块而组成，电子模块完成信号采集、数据处理、 存储并将数据通过通信线路上传给中继器、或手持式抄表器。表体采用一体设计，它可以实 时的将用户用水量记录并保存，每块水表都有唯一的代码，当智能水表接收到抄表指令后可 即时通过M-BusRS-485总线将水表数据上传给管理系统。,2,2、远传水表（按信号输出分类）,直 读 式 远 传 水 表 的 优 缺 点,优 点,1）表内数据与通讯线和采集器工作 是否正常无关；
16、 2）各表均有独立的表地址，多表可 同时接到一条总线上传输，布线方便 3）通讯线提供电力供应水表，不用 电池，有电池 也只是为了备用。,缺 点,1）总线中有一块表通讯线短路，整 条线的表的数据就不会上传； 2）若有强电误接或雷击可能会使整 条线的表损毁。,有线直读式,2,2、远传水表（按信号输出分类）,无线短距传输,无 线 短 距 传 输,选用无线短距离传输模块，将水表读数通过无线集中器或无线掌机传 到服务器,3,2、远传水表（按信号输出分类）,无 线 短 距 传 输 及 自 动 组 网 示 意,无线短距传输,3,2、远传水表（按信号输出分类）,无 线 短 距 传 输 方 式 示 意,无线短距传输,3,2、远传水表（按信号输出分类）,不 用 布 线 不易遭雷击 可自动组网 调 试 方 便,6-8年后需要 更换电池,无 线 短 距 传 输 优 缺 点,优 点,缺 点,无线短距传输,3,2、远传水表（按信号输出分类）,无
