遠傳智能水表應用選型分析

牛亞民

摘要：隨著智能水表技術日益成熟，普及應用速度越來越快，品牌和型號多種多樣，怎樣選擇合適的品牌和型號，成為水務企業面臨的突出問題。本文以徐州首創水務公司使用的智能水表，以遠傳、集抄應用為主要方向，進行分析。對目前遠傳表市場上技術成熟，性能穩定，服務、承諾好，有較長應用時間和應用量較大的遠傳水表，選擇遠傳系統、計數和讀數方式等技術、性能進行分析比較。品牌有A、B、C、D等。

關鍵詞：智能水表；應用；發展趨勢

一、遠傳水表技術發展和應用狀況

（一）遠傳水表發展歷程。中國遠傳水表大體分為脈沖式、直讀式兩大類，由于沒有現成的技術可以借鑒，前兩種方式的遠傳水表在各自的發展歷程中，經歷了很多曲折與艱辛。 2003年后，直讀式遠傳水表以其自身理論上的優越性在市場上熱炒，并直逼脈沖式，使本來還不太穩定的脈沖式遠傳水表“雪上加霜”。 2008年，代表當今遠傳水表數據采集最先進技術的色碼直讀式水表問世，使原本脈沖式、直讀式競爭激烈的市場逐漸趨于平靜，有力證明新的、實用的和性能穩定的遠傳水表數據采集技術已經發展成熟。

（二）脈沖式遠傳水表的技術現狀及應用情況

1、脈沖式遠傳水表的技術現狀。中國遠傳水表的誕生在大約二十年前，其中“水表遠傳流量計”（專利號：89205961.3）是一九八七年開始研制的。之后，光電的、霍爾的、單干簧管的陸續產生并得到一定應用。因為當初住宅自動抄表還沒有市場，這些技術的應用也僅僅是少量的和局部的。

脈沖式遠傳水表在1998年研發成功的自保持開關技術（專利號：99219172.6 ）。由于采用了雙感應頭、自保持開關技術，使開關信號準確率達到了百分之百。又由于該技術采用了水表玻璃之上的結構方式，成功的解決了防磁干擾的問題。之后，這種產品被設計成了傳感貼片的形式，使全國乃至全世界的普通水表都可以方便地安裝組合，成了一種“一分鐘即可使您的普通水表變成遠傳水表”的通用產品。這種自保持開關傳感器產品已推廣應用達100萬只以上，其中僅北京市就達19.4萬只。持續六年的規?；瘧?，已充分證明了自保持開關遠傳技術在準確性、可靠性、穩定性方面，已完全達到了自動抄表系統的遠傳技術要求。

在一些水壓不穩定的特殊場合，有時存在水表倒轉的現象，這也是造成誤差的原因之一。2005年，一種可測倒流的具有自保持開關功能的遠傳技術試驗成功（專利號：200520122407），這一技術徹底解決了因水表倒轉造成的讀數誤差，已得到了廣泛地應用。

2、脈沖式遠傳水表的工作原理。脈沖式水表通過脈沖傳感器收集計算水表運轉和數據信息，脈沖傳感器可分為：干簧管型、霍爾元件型和光電轉換型。

（1）霍爾元件型基本原理是在普通轉盤計數的水表（或天燃氣表）中加裝霍爾元件和磁鐵，即可構成基于磁電轉換技術的傳感器?；魻栐潭ò惭b在計數轉盤附近，永磁鐵安裝在計數盤位上，當轉盤每轉一圈，永磁鐵經過霍爾元件一次即在信號端產生一個計量脈沖。

（2）干簧管型基本原理是：在普通轉盤計數的水表（或電、天燃氣表）中加裝干簧管和磁鐵，干簧管固定安裝在計數轉盤附近，永磁鐵安裝在計數盤位上，當轉盤每轉一圈，永磁鐵經過干簧管一次即在信號端產生一個計量脈沖。

（3）光電轉換型基本原理是：在表的轉盤處裝一個光電轉換器，轉盤上有一條槽，轉盤轉一圈時，溝槽經過光電轉換器，完成一次光電轉換，輸出一個脈沖。

脈沖數量的準確度將決定遠程計量系統的準確度。從目前實際施工完工的情況來看，遠傳氣表、電表的脈沖準確度較高，水表的情況不盡如人意。

至此，在中國，脈沖式遠傳水表的研發歷經二十年，以準確、可靠、穩定、通用而告一段落，脈沖式傳感技術不過關的時代宣告結束。 但是，目前還要解決電源長期使用的問題。

（三）直讀式遠傳水表的技術現狀及應用情況。直讀式遠傳水表的概念大約產生于2001年前后，最初是以電阻觸點式和光電式為最多，但由于工藝要求高，制作難度大，到2003年為止，基本上沒有成功的產品進入規?；瘧?。之后又產生了兩種新的直讀式遠傳水表，即攝像直讀式和計數直讀式。

1、光電直讀式遠傳水表分類和工作原理。光電直讀式遠傳水表分為光電對射式和光電反射式兩種。

光電對射式直讀表原理：利用光電轉換原理，字輪上開長度不同的槽可以透光，字輪一側安裝光信號發射和接收管，每個字輪安裝五組這樣的光信號器件，隨著字輪轉動，槽的位置也相應變化，則會有數目和位置不同的光信號器件接收到發射管發射的信號，遇到槽的位置，發射管的信號透過槽孔，不會被同側接收管收到，五組這樣的器件一起工作，可產生五位二進制碼，每個編碼代表一個字輪位置，由此可以“譯碼”出字輪讀數。

2、觸點直讀式遠傳水表工作原理。觸點直讀式遠傳水表前期的此類產品多為電阻或電位器式，其原理是：在字輪上安裝微型電刷，在與之相對應的位置安裝電阻或電位器片，通過測量不同的阻值來判斷字輪的數字位置，這類產品研發者的出發點往往是想在濕式水表的應用上得到突破，但都沒有成功。最近有一種觸點直讀式遠傳水表正在進入試驗階段，它的核心部分借用了飛機油表的傳感原理，不僅傳感部件精密度高，而且整個觸點部分密封在油體之中，如果各項要求嚴格達到飛機油表的條件，相信這一技術定會獲得成功，必將在直讀式濕式遠傳水表的產品上取得突破性進展。

3、攝像直讀式遠傳水表工作原理。直讀式遠傳水表其原理是在水表機械字輪顯示窗前安裝一只攝像頭，將拍到的數字圖像傳出，然后將圖像字形譯成數碼，供微機存儲處理。這種產品最早是由北京北保電器公司2003年研發的，由于圖像傳輸和數字譯碼方面不太成熟，導致產品沒有普及推廣。第二代產品由南京三源公司2007年研制，由于成功解決了圖像處理、圖像傳輸和譯碼傳輸等技術難題，使該項技術取得了突破性進展，目前，該產品已投入小批量生產，并在北京投入現場試用，能否成功還有待于應用時間和應用數量的考驗。

4、計數直讀式遠傳水表工作原理。計數直讀式遠傳水表 計數直讀式遠傳水表是將采集開關（脈沖）信號的芯片裝在每只水表上，通過電池保持其工作。將從自保持開關感應器采集的計數信號記錄和儲存在芯片中，從該芯片讀出的數據就是表盤同步數據。這一產品采用了目前已經非常成熟的自保持開關傳感技術、智能存儲芯片技術和標準通訊技術，它的整個生產過程無需要求“嚴格和精密”，任何干式、濕式、冷、熱、大小水表都可以任意組合而成，是目前直讀式遠傳水表中規格最全、應用最多、工藝最為簡單的一種方式。目前，這種水表已有4年多的應用經歷。缺點是它仍然采用電池維持其工作，六到八年之后，電池需周期性更換。

5、色碼直讀式遠傳水表工作原理。色碼直讀是根據三基色原理，在水表的字輪上采用特殊工藝按一定規律印上0到9的彩色數字，然后通過類似光電攝像的技術，對水表字輪進行非接觸的拍照讀取，經水表內置的微電腦芯片處理后，獲得水表字輪轉動的精確位置。

二、徐州首創水務遠傳水表應用情況分析

徐州首創水務公司自2005年開始試用遠傳水表，當時是和江陰A合作，水表為脈沖式，安裝在一單位宿舍，通過GPRS傳輸水表信息，在公司接收水表運轉信息（主要是水表指數），共100余戶，從試用情況看，A水表的電子部分和數字讀取技術不是目前技術最好的，但水表的機械部分運行比較穩定。由于當時沒有重視數據收集和經驗積累等工作，沒有留下有價值的資料。2005年前，公司下屬計量公司曾經組裝過遠傳水表，由于當時計量技術（脈沖式）和安裝工藝等問題，項目中途停止。

2009年批量使用杭州B遠傳集中采集式水表，由于試用和使用的遠傳水表不是一家，產品技術、安裝方式、管理方法、配套軟件和維護工作都不一樣，所以，杭州B遠傳水表的應用是沒經過試用，直接進入規模應用的產品。目前安裝在君悅園、楓林綠洲等小區，共 塊。從應用看，遠傳水表解決了小高層、高層樓房管道井或分層嵌入式安裝水表的抄表問題，提高了抄表工作效率，避免了人工抄讀的差錯等問題，但也存在一些不完善的、有問題的方面。

（一）徐州首創水務遠傳水表應用取得的經驗

徐州首創水務目前使用杭州水表廠生產的B牌遠傳水表，經過半年的應用，取得一些經驗，從水表安裝、信息輸入、調試到正式運行，對每個工作環節進行全面分析和總結，主要有以下幾個方面：

1、安裝

●由于B遠傳水表的防水級別較低，不能用于地面集中式安裝；

●在管道井安裝時應避免貼底安裝，防止水表受潮、進水；

●信號連接線應有專用管道保護，避免誤碰或人為損壞；

●水表和主線連接時接頭要密實、牢固，以免影響信號傳輸；

●信號連接主線和遠傳水表應遠離供熱管道；

2、信息輸入

●水表身份信息一般在安裝后輸入，如果有條件可以在安裝的同時輸入，安裝時直接連接信號主線；

●可以根據每塊水表的編號在安裝完成后集中輸入水表身份信息。

3、調試

●由水表生產廠家委派專人協助提供技術支持；

●逐步培養本單位的調試、維修維護人員，以利于問題分析和處理；

●由水表生產廠家提供水表調試和運轉使用資料，培訓本單位相關員工。

4、運行

●每次數據采集時應選在用戶用水低谷時，能保證數據準確；

●遠傳抄表系統服務器應設在水務公司，保證數據采集及時、運行安全；

●專人負責，專機操作嚴防計算機病毒入侵。

（二）徐州首創水務遠傳水表應用存在的問題。雖然遠傳水表在徐州首創水務應用，促進抄表技術發展，提高了抄表工作效率，取得了成績，但也存在一些問題。

1、遠傳水表的軟件方面

●遠傳水表采集數據時速度過慢，采集器型號版本較舊；

●采集器界面顯示信息不全面，水表識別碼（戶號）目前還不能作為用戶身份識別碼；

●個別廠家的遠傳抄表數據不能導入營收系統，還要轉換為人工錄入信息，遠傳抄表系統軟件還需要完善統計分析功能等；

2、遠傳水表的制造方面

●個別遠傳水表制造工藝一般，防水防潮級別較低；

●水表信號連接線和信號主線為普通連接，未用專用插頭連接，影響信號傳輸；

●數據采集時所需電源最好能和汽車電源匹配或聯接，目前所用的電瓶太重，使用不方便等。

3、徐州首創水務遠傳水表應用的建議。遠傳水表應用要考慮目前管理狀況、和抄收系統聯接接口、地區冰凍等情況綜合考慮，確定水表型號和品牌；同時，還要考慮供貨商的信譽、生產周期、產品技術更新等內容。所以，在應用時應選擇3家以上的供貨單位，同時使用，互為補充和替代，而且有利于供貨單位做到質量最好，價格最低。積極開發適合本單位的遠傳水表軟件，安裝在遠傳水表上，不受供貨單位的制約（生產廠家都可以遠程控制遠傳水表），使抄收系統和遠傳水表系統統一。

應用時應注意的問題：

（1）遠傳水表數據采集和數據錄入問題。

（2）地區使用環境

（3）遠傳水表的防水性能

（4）引入競爭機制

（5）委托遠傳水表生產廠家培訓本單位的維修人員

三、使用遠傳水表和人工抄表成本分析

經測算，徐州首創水務公司使用遠傳水表可以降低抄表等運行管理費用的35%左右，主要減少在人工錄入數據、6年內水表的管理維護費用。同時可以減少因人工差錯和杜絕人情表現象的發生。

當然，還要根據各地工資水平的不同而有測算異。

四、遠傳水表應用需注意的問題

（一）目前遠傳水表應用存在的問題：

根據了解，目前遠傳水表大規模應用的很少，由于近幾年遠傳水水表計數、讀數技術發展較快，試用和應用階段管理工作不完善，使遠傳水表在規模應用的時候出現并存在如下問題：

1、產品模式多，設計沒有統一：由于使用了幾代產品，有脈沖的也有直讀的，有帶和不帶電磁閥的，長度有195和165，密封防水級別不同的，供電方式和布線各有不同；早期產品技術和質量有問題。

2、施工安裝缺少規范：表箱浸水，電纜雜亂，老鼠對電纜破壞等；

3、驗收不嚴格：水表串戶和線路串戶有發生；

4、抄收不及時：數據卡故障，布線受牽制，時間得不到保證；

五、遠傳水表應用產品性能對比和選型程序

（一）遠傳水表及抄表系統的分類及比較。遠傳水表的分類：脈沖式遠傳水表， 總線制遠傳水表?？偩€制遠傳水表的分類：有源總線制水表、光電直讀水表、攝像直讀水表

光電直讀水表的分類：對射式、反射式

1、遠傳水表分類比較

（1）脈沖式遠傳水表原理：采用干簧管或霍爾元件作為傳感器。

在某一進位齒輪下安裝一塊磁體，在磁體轉動形成的圓周位置下方或上方某處擺放傳感器，進位齒輪轉動時，磁體靠近傳感器時，使傳感器動作，遠離傳感器時，傳感器停止動作，以此形成開關脈沖信號，芯片靠計量脈沖信號確定用水量。

（2）光電直讀表由于表內集成了SOC（System On Chip 片上系統），能自行判別表讀數，因此無論在讀表準確性還是實際運行，以及維修服務方面都具有明顯優勢，光電直讀表中，透射式表對制造工藝要求較高，相應的成品率較低，直接影響產品成本。

（二）遠傳水表應用產品性能方面分析。遠傳水表因其具有水表數據即時采集，可獲取完整的水量波動圖進行分析及降低人工抄表所帶來的人工成本的優勢，已經被眾多自來水公司認可。經過近二十年的遠傳水表的發展歷史，遠傳水表種類百花齊放、品種繁多，其配套抄表系統也是多種多樣。在這種情況，如何選擇適合的抄表產品是能否充分發揮抄表系統優勢的重要條件之一，同時抄表系統的使用也對其管理水平提出了高標準的要求，兩者結合才能使抄表系統更好的服務于自來水公司收費及水表的管理工作。

1、系統計量準確可靠：遠傳水表是用于貿易結算的計量器具，計量準確是基本條件也是重要條件，抄表系統是在機械水表的基礎發展起來的，遠傳水表的機械部分與普通水表一樣，只是增加了機電轉換裝置。通過系統讀出的水表數據能否與機械部分讀數一致（或誤差在許可范圍內）是選擇遠傳水表和系統的重要原則。

2、系統配置靈活，易擴充：城市的人口數量是逐年增加，各個小區或住宅樓也是千差萬別，安裝水表和系統的時間也根據情況有所不同。所以抄表系統要能充分適應這種情況，靈活的根據現場情況進行配置，戶數增加時也可輕松實現低成本擴容。

（三）遠傳水表抄表系統的使用要點

1、系統的選擇。遠傳水表是個新生事物，建設部頒布了城鎮建設行業產品標準《電子遠傳水表》（編號CJ/T 224-2006），自2006年8月1日起實施。應慎重選擇信譽好、成規模的企業產品。注意產品的模塊化、兼容性、擴展性等。

2、重視施工質量。除了遠傳水表本身質量外，系統布線不但影響整個系統運行，也涉及到管理成本和維護周期。如果自己不具備專業的施工隊伍，也要選擇有資質的施工隊伍，或水表生產廠家逐步培訓本單位施工人員等。

3、實施措施全面。抄表系統是個系統工程，一旦開始就要長期使用，除了市場和經濟因素外，它還涉及供應商、自來水公司、安裝公司、開發商、物業及電信等部門，因此要以書面協議、合同方式加以明確，約束協調工程前后和使用期的責任與義務。

經濟能力、技術水平、應用規模和管理措施等因素自動抄表系統在自來水公司的使用和發展情況。

六、結論

遠傳抄表技術快速發展，且日益成熟，越來越多的水務公司開始試用和使用，根據本公司新戶開發和老小區一戶一表改造等情況，合理選用遠傳水表是必然趨勢。在選擇使用遠傳水表時應注重基表質量、直讀技術、使用環境、安裝方式、遠傳抄表系統功能和擴展性、售后服務和技術支持等方面是否適應本公司管理環境。隨著技術進步，水務企業管理水平不斷提高，相信遠傳抄表會取代傳統人工抄表方式。