家用智能水表分析(IC卡表、脉冲、光电直读表-供参考).ppt

交流大纲 概述智能水表的分类脉冲式IC卡表远传水表 概述 电子远传水表 预付费水表 包括IC卡表水表 TM卡水表等这些智能水表都是因水费收取制度 方式的改革而出现的水表产品 同时支持了一户一表 阶梯式水价的政策的实施 这些产品发展很快 在世界上也算是领先的 但实际使用中出现的问题也不少 特别是带阀门的预付费类水表 采用 平时不用电 抗攻击能力强的即时直读式的电子远传水表更具有优势和发展前景 国内水表现状与发展趋势 智能水表分类 预付费水表 IC卡表 代码表脉冲采样 增加输入水量和阀控功能脉冲采样远传水表输出脉冲 累计换算直读远传水表光电反射式光电透射式摄像式电阻接触式角度位移传感器脉冲采样的数字输出 假直读 脉冲式远传水表的工作原理 工作原理 1 干簧管传感器 在机械水表中加装干簧管和磁铁 利用干簧管的簧片在磁铁的循环作用下循环开闭 从而输出计量脉冲信号 2 霍尔传感器 在机械水表中加装霍尔元件和磁铁 构成基于磁电转换技术的传感器 安装在计数盘位上的磁铁随着计数转盘运转 每经过霍尔元件一次 即由霍尔元件输出一个计数脉冲 3 光电传感器 在机械水表的转盘处安装一个光电转换器 在转盘上有一条沟槽 转盘每转一圈 沟槽经过光输时转换器完成一次电转换 输出一个计数脉冲 脉冲式远传水表的工作缺陷 a 系统必须每日24小时加电 对表具各器件要求极高 也严重影响了表具使用寿命 b 受外界客观环境影响 数据可靠性差 脉冲计量要求所有部件必须 始终如一 地可靠 有效地记录脉冲事件 既不能漏记每一次脉冲也不能误动作伪计数 而在长期的工作中 断电 外界强电磁场 水管内水的回流等因素均会使计数电路误计或漏计脉冲而产生错误 同时 脉冲表具极易通过加磁铁干扰脉冲 人为断掉采集器电源等方式破坏表具读数 c 脉冲表具的计数机理决定了其结果必然是相对值 这样 脉冲表具采集值完全依赖于初值 需要人为逐一置入正确的初值 同时 这一特性决定了脉冲表没有任何自我纠错能力 因此 脉冲表具数据可靠性无法保证 总之 已有的脉冲表具计数器存在 容易发生计数错误 错误无法自我校正而造成误差积累 初值置入 数据校正必须依赖人工完成 等主要问题 这使得脉冲远程采集数据与表具刻度盘示数不一致 造成不必要的纠纷 虽然厂商对原有脉冲表进行改进 但这种种问题是由脉冲表具的机理决定的 无法从根本上加以解决 脉冲式的价格策略 代表厂家及价格策略 目前脉冲式远传表已经基本处于被淘汰的状态 但由于价格低廉 市场价在120元左右 还占据一小部分低端市场 实际上加上采集器 管线等的成本 脉冲表和总线制直读式表整体成本相差不大 脉冲远传表多采用分线制布线方式 施工成本高 维护复杂 IC卡表 工作原理 定义 IC卡 IntegratedCircuitCard 又称集成电路卡或智能卡 SmartCard 它是将集成电路芯片镶嵌于塑料基片中 封装成卡的形式 IC卡技术的核心是卡用芯片技术 IC卡分为接触型IC卡和非接触型IC卡存储卡逻辑加密卡CPU卡代码表TM卡工作原理 在基表上内置电池 增加脉冲采样装置 进行脉冲累计换算 并具有显示 读卡 控制功能 卡表 脉冲表 卡片技术 他解决的只是水司的收费问题 但同时带来水表的管理及水量的核算问题 在省会城市的水司已基本不用 IC卡表 存在的问题 存在问题 阀 采用电机球阀 功耗大 电池寿命短 水里的泥沙 水锈会导致关阀不到位 开阀困难 造成大量耗电卡 有代码表 加密代码充值 价格高 TM卡表 价格低 易破解 CPU卡表 价格高 不易破解 其中接触式卡易受厨房等污物影响读卡 非接触卡是利用IFID射频 卡表都是在出厂前设置好的 无法升级 难以适应价格调整IC卡可被解密 开放式的读写窗口易受攻击 造成控制系统失效 难以取证认定 极易发生纠纷 IC卡表 存在的问题 存在问题 IC卡表厂人员的流失和破解技术的升级 写卡软件易流失 造成很大的隐患 而且发现不及时 发现时已造成较大损失用户必须及时充卡 造成不便 遇到故障给用户断气 断水引起较大的经济赔偿 如东营燃气公司赔偿某饭店 价格高 寿命短 电池需要更换质量不稳定 质检 维修等售后服务负担加重后期维护服务队伍庞大无法掌握其运行状态进行动态管理没有统一的标准 表不能互换 用户选择厂家受限适用于 散户 在美国 西欧等国家IC卡系统主要用于低档饭店 汽车旅馆和一些流动性的场所 IC卡表 现状 尽管IC卡表的技术在不断进步 由于IC表本身所不能克服的问题 目前只在城市郊区在使用 很少有城市大面积推广使用IC表 北京水司从08年5月份开始 城市8区内不再推广使用IC卡表 开始以远传水表为主 全国水司使用卡表用量较大的银川 哈尔滨等城市也遇到了很多困难 在所有的故障中 最令我们头疼 给供水企业带来困扰最大的莫过于水表透支 实际应用中电池和阀门的性能不如预想的好 磁卡中购入的水量用完了水表也不正常关阀 就造成用水量透支 由于IC卡透支水费的收取不畅 也直接导致了正常IC卡购水量的下降 见 银川市IC卡水表管理经验浅谈 远传表的定义 CJ T224 2006 电子远传水表 具有数据处理与信息存储 信号远程传输等功能 输出信号为数字信号的水量计量仪表 JG T162 2004 住宅远传抄表系统数据专线传输 远传表即 住宅中使用的具有信号和数据远传功能的计量表 脉冲远传表直读远传表数字远传表同时强调采样原理和数据输出格式CJ T188 2004 户用计量仪表数据传输技术条件 远传表 称作从站即户用仪表 具有全网唯一地址 从主站接受信息并与主站进行信息交换的设备 强调数据输出格式 不特别区别其采样原理 直读远传表分类 光电透射式 光电透射式摄像式电阻接触式脉冲采样的数字输出 远传表特点 除脉冲采样数字输出的表计以外 远传表具备以下特点 读取表计窗口值 计量准确 平时无需电源 直读装置只在抄表瞬间加电工作 电子部分与表计机械部分不直接接触 不影响表计计量 电阻式除外 不改变机械计量的显示方式 便于用户直观的核查用水量 纯电子式水表除外 每个表计有唯一地址编码 无需初始化 维护工作量大大降低 总线制结构 施工简单 光电式远传表 光电反射式在表计的字轮上编码 采用光电反射原理 确定字轮当前所处的位置 采用反射式方案做直读表的厂家占非主流位置 其实际应用效果都不理想 缺陷 受反光材料的影响两种反光材料间会出现模糊区使判读时出误差 且受时间和环境的影响而加重 目前大部分厂商只做了只做个 十 百位直读 高位为逻辑进位 误码率高 近年多数公司已停用此方案 摄像式 特点在基表外置微型摄像头 抄表时直接摄取字轮数字图像与软件中保存的数字图象进行比对来判读 存在问题 造价高 图象处理时数据量很大 增加了单表抄表的时间 同一数据会因图象摄取时字轮停留的位置稍有不同而影响比对 判读的准确性 目前采用此类方式的主要有北京北保电器 曾经有一段时间使用过 但因实际应用的效果不理想 很难推广应用 价格昂贵 电阻式 特点在计数器的字轮一侧装有一个带缺口的滑变电阻圆环 由两个固定具弹性锯齿触点滑接圆环上 导出两齿间随字轮的转动而输出不同的电阻值 由程序给不同的电阻值赋予不同的数字而成为直读 存在问题 由于设计上圆环有断口 产生盲点无法判断 摩擦式接触 增加了字轮转动阻力 影响水表的灵敏度及计量精度 多应用于个位与十位 后面位数的判读还是依靠系统 也不是真正的直读表 此种方式的关键点在于如何解决电子元件 电阻 长期使用后的阻值变化 原器件老化对数据判断的影响 与字轮有接触 对计量精度或多或少会有影响 脉冲采样数字输出式直读表 特点在脉冲输出表的基础上增加存储器 数字信息输出将水表齿轮上发讯器的电脉冲累计转换成数字信息 保存在水表内置存储芯片中 由内置锂电池供电的存储芯片容易因电压不足或外界电磁干扰而造成数据错乱 丢失并且无法自我校正 是脉冲表的另一种表现形式 也称为 假直读表 脉冲的累计误差有所减小但实际应用效果不佳 脉冲采样数字输出式直读表 缺点脉冲表的缺点在此类表上几乎都存在表计安装电池 电池的寿命 电池的管理又带来新的问题 与无源直读表比较几乎没有优势可言 光电透射式 基本原理在水表计数器的每个字轮的一侧安装若干个感应装置 另一侧在与感应装置相对应的位置设有若干组传感器 在传感器和感应器之间必然出现透空和隔断的情况 可通过判断传感器与感应装置的对应状态来确定字轮的位置 从而得出要读出的数据 当传感器和感应器之间处于隔断的位置时 感应器输出的信号设为高电平 当传感器和感应器之间处于透空位置时 感应器输出的信号为低电平 一个字轮所有感应器和输出构成了这个字轮的角度信息编码 从而可得到字轮上的数字 深圳捷先光电透射式直读表技术优势 1 直透光电转换 直接可靠 不受时间和环境而出现判读困难和误码 系统数据与基表数据完全相同 真正达到零误差实时抄表 2 利用独特的编码技术 真正彻底解决了直读表进位时读数不准的难题 3 直读表计电子模块部分与表计内的计数器等装置没有机械接触 不影响原有计量精度 彻底解决了直读表计量精度的问题 4 直接读取表计的窗口示值 不是累计脉冲数 没有累计误差 不需设置表底数 表常数等参数 无需存储数据 真正实现了可靠 读表 5 平时无需供电 只需在抄表瞬间供电 故障率和功耗低 使用寿命长 6 可根据要求增加阀门控制 可防止恶意欠费 7 电磁兼容 EMC 测试达到国家标准要求 克服了直读水表受外界电磁干扰的影响其稳定性的难题 且不受回流的影响 平时电子模块处于不工作状态 不受系统是否发生过断电 故障或干扰甚至雷电的影响 8 每个表计有属于本表的唯一地址编码 方便管理维护 9 总线制结构 施工方便 深圳捷先光电透射式直读表特点 采用先进的生产 检