浅谈自动抄表系统各种表具工作原理及影响开通使用的问题

　　三表自动抄表系统的市场应用现状不容乐观。随着国家“康居工程”的推广，智能化小区的建设，三表自动抄表系统已逐渐普及，但由于种种因素，绝大多数自动抄表系统却都未能开能运行，投了自动抄表系统的钱却仍用人工抄表的现象仍较为普遍。如果这种情况不能得到有效改变，自动抄表行业必将受到严重影响，其负面影响将波及到房地产行业、自来水等专业公司、智能化产业以及广大居民的日常生活。

　　先谈谈各种类型表具的工作原理及问题：

　　一、普通远传表具工作原理及误差产生原因分析：

　　远传表具不断的发出脉冲信号，然后用采集器对脉冲进行采集、累加、存储和传送，这类表具统称为有源发讯表具或脉冲表都属于有源表。有源表在实际的计量工作过程中，一个最基本、最重要的条件是必须维持稳定、可靠、不间断的供电。有源表产生脉冲的传感器可分为：“霍尔元件型”、“干簧管型”和“光电转换型”，其基本原理：

　　1.霍尔元件型：在普通转盘技术的水表(或天然气表)中加满霍尔元件和磁铁，即可构成基于磁电转换技术的传感器。霍尔元件固定安装在计数转盘附近，永磁体安装在计数盘位上，转盘每转一周，永磁铁经过霍尔元件一次，即由霍尔元件输出一个计数脉冲。

　　2.干簧管型：在普通转盘计数的水表中加装干簧管和磁铁，干簧管固定安装在计数转盘附近，永磁铁安装在计数盘位上，当转盘每转一周，永磁铁经过干簧时，干簧管的簧片开闭一次，由此输出一个计量脉冲。

　　3.光电转换型：在电表的转盘处装一个光电转换器，转盘上有一条槽，转盘每转一圈，沟槽经过光输时转换器完成一次光电转换，输出一个计数脉冲。

　　脉冲数量的准确度决定系统的计量精确度。以有源水表的脉冲误差产生原因分析为例：

　　(1)机械振动：将产生干簧管得误脉冲输出，虽然从技术角度可以采用一些滤波计数来减少这种影响，但不能完全消除。干簧管型有源水表产生的此类误差尤为突出：这是由于水管系统中存在“水锤现象”。

　　(2)电磁干扰：有表输出的脉冲信号在传输过程中很容易因受电磁干扰而产生误差，而且脉冲信号不像数字信号那样可以完全采用可靠的抗干扰技术来实现可靠的传输，这是任何一种有源表都难以解决的误差。

　　(3)供电问题：任何有源表都必须保证电源不间断的供给，一旦断电，便停止脉冲数计量，脉冲数少计，因而产生系统自动抄表数与实际表具数的不一致，而现场供电的可靠性恰恰又不能有自来水等专业公司或系统集成商来完全把握。现场电源的这种不可把握性，随时可令系统产生误差甚至瘫痪。

　　(4)水表倒转：水表在某些情况下会反转，如停水时水表会反转，一些高层的水表也会反转。技术盘位刚好经过磁铁位置，产生一次正常的计量脉冲，如果这时反转，就会产生“第二个脉冲”的误差信号。而有源表的采集器是不能分辨正转、反转情况的，只要是脉冲，便进行累计式的计量。

　　(5)退磁现象：“干簧管型”和“霍尔元件型”有拳表内传感器的核心部件之一—永磁铁，随着时间的延长会出现退磁现象，使得干簧管(霍尔元件)在计数转盘转过时不能输出脉冲，从而导致脉冲少计。

　　二、有源表存在的问题：

　　1.初始化及维护工作量大：由于“有源表”的工作方式是脉冲累加方式计量，因此必须为系统数据采集器简建立一个初始值，即对每个有源表进行人工抄表后将表的实际值输入数据采集器，这个过程叫初始化。有源抄表系统运行的前提条件是必须先进行初始化。系统一旦掉电或因其它原因(如下所述的自来水盗用)引起误差后，就必须重新进行初始化，这种维护的工作量非常巨大，而且很难预测。一旦大面积推广，便很难准确地掌握是否有足够的维护力量保证系统的正常运行。

　　2.易被盗用：

　　(1)供电线先剪后接：每月自来水公司抄表完后，将供电线剪断，15天后再接通，有源表继续正常计量，自来水公司本月同样能抄到采集器内存储的水表数据。而在供电线被剪断的15天内，没有供电的有源表是不工作的，水表照转，计量脉冲信号丢失，则用户盗用了15天的水。

　　(2)磁铁强磁场干扰：“霍尔型”、“干簧管型”有源表内的核心部件是永磁铁，外加磁铁产生的强大吸引，干扰了计数转盘的正常力矩，导致一次表产生计量误差，特别是对“干簧管型有源表”而言，其干簧管则会处于长期的吸合状态，脉冲输出全部丢失，自来水同样被盗用。

　　(3)许多有源自动抄表系统都具有防剪、防磁干扰等监测、报警功能，但这种功能的提供必须相当有效和完善，对系统来说，增加了成本，而现有的有源系统的这种功能使用的实际情况并不如人意。从系统的设计角度分析，这种功能的增添，正说明了有源自动抄表系统存在被盗用的缺陷，事后的监测和报警无疑给使用者带来无穷的麻烦、心理的不安和对系统的不信任。

　　3.电能耗费：“有源表”不间断的供电采集系统所产生的电能消耗，整个城市以年度计算，维持费用可观。

　　“有源脉冲表”存在的以上缺陷，极大地阻碍了自动抄表系统进入“实用阶段”。无源远传水表成功突破了上述技术瓶颈，使得远传水表及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。自动抄表系统真正进入了“实用阶段”。

　　三、无源直读式远传水表工作原理及优缺点：

　　在旋翼式水表地基础上在表内码盘下每个与刻度对应的位置上装上红外线传感装置，上盖内部装有CPU与单片机组成的数据处理器，数据集中显示器可连接和处理60只水表数据。如扩展可处理器256只水表数据。该系统平时不工作，抄表时集中显示器逆向加电后通过光电变换技术将水表的指针示值读取传输到数据集中显示器，数据经逻辑判断进存储器内。抄表是按动触摸开关，每户数据就能显示在LCD显示屏上或通过232接口远传至计算机，利用收费软件即可形成收费系统。

　　无源远传水表优点：

　　1.自动记忆码轮位置，不是脉冲累加式计量，无需初始化。系统在首次开通及出现故障维修重新启动后都无需对表初始化，维护的工作量得到极大的降低，在自动抄表系统的实际应用中具有极大的推广价值。

　　2.无源远传水表直接传送数码，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.无源远传水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.由于无源远传水表记忆的是码轮位置(而非脉冲)，因此水表发生倒转情况时，自动抄表数据与一次表具的读数保持一致。

　　四、IC卡智能水表工作原理及存在的问题：

　　工作原理：以非接触IC卡(射频卡)作为媒体，由它将各种信息输入表中控制系统自动关阀供水，水量到报警值或用尽，即自动关阀，中断水的供应，液晶显示器并显示特定标志提示用户购水，以此实现预付费控制，达到“先买水，后用水”的目的。

　　优点：

　　可以有效控制用户在不缴款的情况下自动断水，增加收费单位的资金回笼。不需抄表人员上门抄表。

　　缺点：

　　1.电磁阀在长期工作中如果失灵，电磁阀不能闭合，用户就会白白用水，而且售水单位不易发现，给售水单位造成损失。如果用户充值卡费用未用完时电磁阀关闭，售水单位与用户易发生矛盾。

　　2.如果充值卡密码被盗或被破译，就会给售水单位造成极大损失。

　　3.充值卡摆放不当，受强磁干扰后易损坏。

　　4.售水单位必须保证24小时不间断服务，营业点分布要合理，否则给用户带来极大的不便。

　　5.对供水单位的经营管理造成麻烦。

　　影响自动抄表系统正常开通运行存在的问题主要有三个：

　　一.技术层面的因素：

　　许多系统未能真正把握自动抄表的核心技术，造成系统计量准确性低，系统可靠性差;

　　系统的维护性不好，维护、维修工作量太大。

　　影响自动抄表系统可靠、准确运行的技术问题主要有两个：

　　1.远传表具能否可靠、准确的送出远传数据;

　　2.小区内的传输网络(包括向专业公司的传输)建立是否达到技术标准(硬件结构、组网方式、通讯协议等诸方面)，从而使数据传输稳定可靠。目前许多自动抄表系统不能很好运行，都在于未能有效解决好这两个核心问题。而通过公共媒介(电话、Internet)向专业公司抄表中心电脑传输数据是成熟的技术运用问题，相应的硬件、网络都是现成的，而且完善的，只要进行相应的软件开发即可。就两个核心技术而言，传输网络的问题对于有较强开发实力的企业来说应当不成问题。目前一般采用485或LonWorks技术来构建传输网络平台，其技术本身是完全成熟的，开发单位只要正确组网并制定出完善的通讯协议就能确保网络传输的稳定可靠。

　　因此最关键的技术问题是远传表具计量的准确性和可靠性。

　　二.维护保养方面，过了质保期后由于维护资金无从落实，往往使系统得不到及时的维护维修，从而影响系统的正常运行。

　　三.有关各方(专业公司、开发商、物业公司、系统集成商等)未能很好的协调各自的责、权、利关系，从而影响整个工作流畅运转。

　　自动抄表系统核心技术的解决是产品制造商和系统集成商的责任，而后二者的解决则可能有赖于政府有关部门的协调。有理由相信，随着这三方面问题的有效解决，自动抄表行业的春天必将到来，它除了能惠及产品生产商及系统集成商之外，也必将惠及各专业公司(自来水公司、煤气公司等)、房地产商、物业公司和广大居民。