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文献综述文献综述1. 前言由于中国社会的经济快速发展，落后的科技已经不能适应时代的发展，只有不断进步的科技才能推动社会和时代的跨越发展，所以基于单片机智能水表的研究也推上了一个重要的高度。更为重要的是水的节约利用，水是生命之源，没有水，人类的生命无法延续，所以节约水对我们来说也至关重要。也是国家可持续发展的重要课题，还有物质基础。所以当前很多城市在生态治理，在水污染治理的工作越来越受人们的重视，确保水的污染物质不超标，保证人们能够喝上干净的用水。所以水的利用真的很有必要，智能水表的研究为水资源的再节约做了很重要的贡献。另外，人类在寻找地球外部的其他星系的生命时候，也把水做为外星球的是否存在生命的重要的参考标准。可是人们却没有完全真正的知道水的重要性，所以在许许多多的地方，公共场所等，水一直在流，却没有人用，严重的导致水的浪费，也许是因为生活在中东部，对水浪费并没有严重的感受。可是当你生活在西部地区，干旱少雨，所以水在他们的意识中很重要。有些人甚至一年都不能洗几次澡。此外，我国是世界上人均水资源拥有量是分贫乏的国家之一，节约和保护水资源是我国当前一项是分重要的战略措施。节约水资源包括两个方面的措施，一是大力推广应用节水新技术；二是加强用水的科学管理，在某种意义上来说，加强用水科学管理是当前的首要任务。要加强用水的科学管理，最重要的是加速研究开发科学先进、应用方便的节水科学管理仪表以及这种仪表的普及应用。可见研究一种低功耗、计量精确方便的智能水表显得极为重要，对推动水节约发展做重要贡献。2. 智能水表概况2.1 智能水表的发展背景从1825年英国克路斯发明了真正具有仪表特征的平衡罐式水表以来，水表的发展已有近两百年的历史。1879年，李鸿章为操办海军，在旅顺口创建了我国第一家水厂，1883年英殖民主义者在上海创建了第二个水厂，水表开始进入6文献综述我国。至20世纪初期，当时的水厂大都从国外进口部分零部件用以生产水表。在相当长的时间，英法德日等国家的水表一直占据中国水表行业的市场。1949年解放以后，随着城市供水事业的发展，我国的水表工业也相应的发展起来。从1955年起，我国的一些大中城市自来水公司向后开始生产水表。20世纪80年代初，根据当时水表的国际标准IS4046的要求，我国对小口径水表实行了全国统一的设计并加以改进推广。统一设计和水表零部件的塑料化，大大推动了我国水表业进步与发展。20世纪90年代，我国的经济建设高速发展，水表行业也快速发展，同时各种智能型水表、水表抄表系统等产品也开始兴起。2.2 智能水表的研究现状水表的发展经历了漫长年代，它涉及社会生活的各个方面。它对改善人类生活、促进社会发展和科技进步起到了无法估量的作用。直到现在在很多领域还能继续发挥作用。水表在各种流量计中属于结构简单、应用最广泛的流量仪表，也是最重要的法制计量仪表。按最新的国际标准和国际建议，水表是按其使用用途来定义和划分的，即任何用于测量封闭管道中可饮用冷水的具有累积流量显示的流量仪表都为水表，这当中既包括了我们通常概念中的旋翼式水表、螺翼式水表、活塞式水表等基于机械原理工作的流量计，也有基于电子或电磁原理工作的流量计，如电磁流量计、超声流量计等。另外带电子装置水表是一种在机械式水表上添加了各种辅助装置的水表，以满足管理和控制的需要，如各类预付费水表和电子远传水表。总体而言，水表的内涵比以前大大丰富了。在实际工作中，随着电子技术的发展和成熟，电子类水表和带电子装置水表正发挥越来越大的作用。水资源的商品化、“一户一表”工程的发展、阶梯式水价等节水政策的实施需求更促进了这类水表的发展。水表测量的对象是水，水在各种流体介质中是变化相对稳定的介质，其粘度、密 度、清洁程度、压力、温度等在额定工作条件范围内是比较理想的和稳定的。但因为流量计量的动态特性、供水过程中水压脉动和含气量变化以及各种安装条件，仍会对水表的工作产生很大的影响。虽然近年来流量测量技术及仪表比以往的选择面宽了许多，但还有许多不尽人意之处。我们所选用的水表除要适应所使用的条件并符合法制计量要求之外，还要考虑很多其它因素，如流量范围、灵敏度、压力损失、安装防护要求、价格等，电子水表和带电子装置水表还要考虑抗干扰等电磁环境因素。因此，为了适应不同的介质条件、不同的环境条件，不同的使用要求，各种水表应运而生。可以说只要有一个新的技术发展起来，就会有人尝试着将它应用到流量计量当中去，也就可能应用到水表中去。每一种水表都会有其最适用的场所，在市场经济浪潮中显示出顽强生命力。但由于这些水表在性能上的差别细微或需要认真地分析其特点，实际上在很多情况下都没有将它们使用到它们最适合的场所或调整最佳的使用状态，导致计量不准确、容易损坏等等。因此，客观公正地描述各种水表（或相同用途的流量计）的特点，正确地选用水表是水表制造商和水司用户所要关注的。现阶段，在国内的各种民用水表中，旋翼式湿式水表以其结构简单、计量稳定、价格低廉在国内得到广泛的应用。液封式计数器的广泛采用克服了较早湿式水表产品的度盘容易因管道水质积垢而污损缺点，解决了水表清晰抄读的问题，得到了广泛的应用。行业里普遍认为液封式水表是目前较适合国内管材和水质的水表。尽管八位指针式的C型表从指示方式上比其它型式显得不方便和落伍，甚至行业人士呼吁淘汰C型表，但目前似乎还有不少市场。全国经济发展、生活水平不平衡自然是一个重要原因。我国水表生产厂众多，但规模大多偏小，与国外水表生产厂家相比在规模和技术方面存在着较大的差距。英国肯特公司、德国迈内克公司和瑞纳公司、法国爱拓利公 司、意大利迈特姆里那等都是国际上较有名的水表公司，在世界各地拥有大量分支机构,他们控制着世界水表市场。在发达国家，由于管道直饮水较普遍，容积活塞式水表成为主要采用的产品，计量等级普遍为C级。旋翼液封式水表和单流式水表也不少，单流束水表还具有材料节省、结构小巧的优点。总体来说，国外的民用水表产品注重高计量等级和使用寿命。国外水表产品的优势更多体现在大口径水表产品上，其制造工艺精致，并在一些产品上采用叶轮平衡技术，使得产品测量范围大（可达到计量等级C级）、安装方式适应性好（可以水平、垂直或倾斜），并可选配远传装置满足检定或抄读的需求，产品执行EEC标准，在流量测量能力方面优于以前版本的国际标准ISO4064。 近年来随着能源和水资源的全球性匮乏，随着南水北调等国家重点工程的启动，随着法制计量的不断完善，全社会对水计量的要求越来越高。因此，研究和探索满足新形势下适合我国各种使用条件的水表或流量计，并扩大其流量测量范围、延长水表的工作寿命、提高仪表智能化程度等已成为水表行业研究人员不懈的追求。文献综述2.3 智能水表的发展趋势传统水表主要结构由硬件构成，以相对固定形式确定下来，所实现的功能较单一。只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能，用户在使用过程中无法对其功能进行改变。它一般具有输入信号接口、内部处理电路和实时显示三部分。对于一些仪表功能如自调零、自校准、自动调节量程等的设置是由用户在仪表设备面板上手工完成。传统水表功能单一，只具流量采集和机械指针显示用水量的功能。同时，一台普通传统水表具有相对独立性，不能与其他水表设备进行通信，而只能用于现场测量，测量结果不能处理、存储、显示，局限性很大。另外，传统水表无法升级换代，而且开发周期长、经费投入大。 随着现代通信技术、控制技术、网络技术的发展，现在的智能建筑和智能小区很多已经实现了楼宇自动化，例如：宽带上网、防盗、防火联网报警等，同时耗能计量表出户集中抄表、自动收费、联网管理己成为现代智能建筑和智能小区的必备条件。而对于传统水表来说，还存在以下弊端：(1)抄表工作劳动强度大、效率低；(2)管理费用高；(3)干扰居民生活，入户抄表难度大；(4)计量不准，有时会出现错记、漏记现象； (5)存在某些安全隐患。因此，传统水表已经无法满足现代社会发展的需要，更不能满足居民对用水服务的需求。3. 智能水表的结构与功能智能水表主要包括液晶显示、声音报警、电源监测、电控阀、IC卡通讯及水表传感器模块等。1.液晶显示：为了有一个良好的人机界面，便于管理及用户使用，利用液晶显示相关数据和状态信息。2.声音报警及电源监测：为确保水表可靠运行，配备了电源监控系统。当电源电压降至一设定值后，水表会将有用信息保存，同时关闭水阀并发出报警信号。更换电池后，水表会自动恢复有用的数据并重新开始工作。当有异常情况发生时，如有人为破坏事件，或可用水数低于设定值或电池电压低于设定工作电压时，蜂鸣器会发出报警信号提示用户引起注意。3.电控阀：阀门开启系统由电控阀与电控阀驱动电路组成。在满足特定条件的情况下，单片机输出控制信号，经放大电路处理后，可以有效的控制电控阀的开启与关闭，以达到对用户用水的有效监控。4.IC卡通讯：当读卡器有IC卡插入时，卡座上的卡簧常开触点闭合，在单片机的I/O 口检测文献综述到低电平输入，转入读写