家用智能水表分析(IC卡表、脈沖、光電直讀表-供參考).ppt

交流大綱,概述 智能水表的分類 脈沖式 IC卡表 遠傳水表,概述,“電子遠傳水表、預付費水表:包括IC卡表水表、TM卡水表等這些智能水表都是因水費收取制度、方式的改革而出現(xiàn)的水表產(chǎn)品，同時支持了一戶一表、階梯式水價的政策的實施，這些產(chǎn)品發(fā)展很快，在世界上也算是領先的，但實際使用中出現(xiàn)的問題也不少，特別是帶閥門的預付費類水表; 采用“平時不用電、抗攻擊能力強的即時直讀式的電子遠傳水表更具有優(yōu)勢和發(fā)展前景”.國內(nèi)水表現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,智能水表分類,預付費水表IC卡表、代碼表 脈沖采樣，增加輸入水量和閥控功能 脈沖采樣遠傳水表 輸出脈沖，累計換算 直讀遠傳水表 光電反射式 光電透射式 攝像式 電阻接觸式 角度位移傳感器 脈沖采樣的數(shù)字輸出（假直讀）,脈沖式遠傳水表的工作原理,工作原理： 1.干簧管傳感器：在機械水表中加裝干簧管和磁鐵，利用干簧管的簧片在磁鐵的循環(huán)作用下循環(huán)開閉，從而輸出計量脈沖信號。 2.霍爾傳感器：在機械水表中加裝霍爾元件和磁鐵，構(gòu)成基于磁電轉(zhuǎn)換技術(shù)的傳感器，安裝在計數(shù)盤位上的磁鐵隨著計數(shù)轉(zhuǎn)盤運轉(zhuǎn)，每經(jīng)過霍爾元件一次，即由霍爾元件輸出一個計數(shù)脈沖。 3.光電傳感器：在機械水表的轉(zhuǎn)盤處安裝一個光電轉(zhuǎn)換器，在轉(zhuǎn)盤上有一條溝槽，轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，溝槽經(jīng)過光輸時轉(zhuǎn)換器完成一次電轉(zhuǎn)換，輸出一個計數(shù)脈沖。,脈沖式遠傳水表的工作缺陷,a、系統(tǒng)必須每日24小時加電。對表具各器件要求極高，也嚴重影響了表具使用壽命。 b、受外界客觀環(huán)境影響，數(shù)據(jù)可靠性差：脈沖計量要求所有部件必須“始終如一”地可靠、有效地記錄脈沖事件，既不能漏記每一次脈沖也不能誤動作偽計數(shù)。而在長期的工作中，斷電、外界強電磁場、水管內(nèi)水的回流等因素均會使計數(shù)電路誤計或漏計脈沖而產(chǎn)生錯誤。同時，脈沖表具極易通過加磁鐵干擾脈沖、人為斷掉采集器電源等方式破壞表具讀數(shù)。 c、脈沖表具的計數(shù)機理決定了其結(jié)果必然是相對值。這樣，脈沖表具采集值完全依賴于初值，需要人為逐一置入正確的初值。同時，這一特性決定了脈沖表沒有任何自我糾錯能力。因此，脈沖表具數(shù)據(jù)可靠性無法保證。 總之，已有的脈沖表具計數(shù)器存在“容易發(fā)生計數(shù)錯誤，錯誤無法自我校正而造成誤差積累，初值置入、數(shù)據(jù)校正必須依賴人工完成”等主要問題。這使得脈沖遠程采集數(shù)據(jù)與表具刻度盤示數(shù)不一致，造成不必要的糾紛。雖然廠商對原有脈沖表進行改進，但這種種問題是由脈沖表具的機理決定的，無法從根本上加以解決。,脈沖式的價格策略,代表廠家及價格策略： 目前脈沖式遠傳表已經(jīng)基本處于被淘汰的狀態(tài)。但由于價格低廉，市場價在120元左右，還占據(jù)一小部分低端市場。 實際上加上采集器、管線等的成本，脈沖表和總線制直讀式表整體成本相差不大（脈沖遠傳表多采用分線制布線方式，施工成本高、維護復雜）。,IC卡表工作原理,定義： IC卡（Integrated Circuit Card）又稱集成電路卡或智能卡（Smart Card），它是將集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中，封裝成卡的形式。IC卡技術(shù)的核心是卡用芯片技術(shù)。 IC卡分為接觸型IC卡和非接觸型IC卡 存儲卡 邏輯加密卡 CPU卡 代碼表 TM卡 工作原理： 在基表上內(nèi)置電池，增加脈沖采樣裝置，進行脈沖累計換算，并具有顯示、讀卡、控制功能 。 卡表=脈沖表+卡片技術(shù)，他解決的只是水司的收費問題，但同時帶來水表的管理及水量的核算問題，在省會城市的水司已基本不用。,IC卡表存在的問題,存在問題： 閥：采用電機球閥，功耗大，電池壽命短，水里的泥沙、水銹會導致關閥不到位，開閥困難，造成大量耗電 卡：有代碼表（加密代碼充值，價格高）、TM卡表（價格低，易破解）、CPU卡表（價格高，不易破解）。其中接觸式卡易受廚房等污物影響讀卡，非接觸卡是利用IFID射頻。 卡表都是在出廠前設置好的，無法升級，難以適應價格調(diào)整 IC卡可被解密，開放式的讀寫窗口易受攻擊，造成控制系統(tǒng)失效，難以取證認定，極易發(fā)生糾紛,IC卡表存在的問題,存在問題： IC卡表廠人員的流失和破解技術(shù)的升級，寫卡軟件易流失，造成很大的隱患，而且發(fā)現(xiàn)不及時，發(fā)現(xiàn)時已造成較大損失 用戶必須及時充卡，造成不便。遇到故障給用戶斷氣、斷水引起較大的經(jīng)濟賠償（如東營燃氣公司賠償某飯店） 價格高、壽命短，電池需要更換 質(zhì)量不穩(wěn)定，質(zhì)檢、維修等售后服務負擔加重后期維護服務隊伍龐大 無法掌握其運行狀態(tài)進行動態(tài)管理 沒有統(tǒng)一的標準，表不能互換，用戶選擇廠家受限 適用于：散戶（在美國、西歐等國家IC卡系統(tǒng)主要用于低檔飯店、汽車旅館和一些流動性的場所,IC卡表現(xiàn)狀,盡管IC卡表的技術(shù)在不斷進步，由于IC表本身所不能克服的問題，目前只在城市郊區(qū)在使用，很少有城市大面積推廣使用IC表。 北京水司從08年5月份開始，城市8區(qū)內(nèi)不再推廣使用IC卡表，開始以遠傳水表為主。 全國水司使用卡表用量較大的銀川、哈爾濱等城市也遇到了很多困難。“在所有的故障中，最令我們頭疼，給供水企業(yè)帶來困擾最大的莫過于水表透支。實際應用中電池和閥門的性能不如預想的好，磁卡中購入的水量用完了水表也不正常關閥，就造成用水量透支。由于IC卡透支水費的收取不暢，也直接導致了正常IC卡購水量的下降?！?見銀川市IC卡水表管理經(jīng)驗淺談,遠傳表的定義,CJ/T 224-2006 電子遠傳水表 具有數(shù)據(jù)處理與信息存儲、信號遠程傳輸?shù)裙δ?，輸出信號為?shù)字信號的水量計量儀表。 JG/T162-2004 住宅遠傳抄表系統(tǒng) 數(shù)據(jù)專線傳輸： 遠傳表即“住宅中使用的具有信號和數(shù)據(jù)遠傳功能的計量表”。 脈沖遠傳表 直讀遠傳表 數(shù)字遠傳表 同時強調(diào)采樣原理和數(shù)據(jù)輸出格式 CJ/T188-2004 戶用計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件： 遠傳表，稱作從站即戶用儀表，“具有全網(wǎng)唯一地址，從主站接受信息并與主站進行信息交換的設備”。 強調(diào)數(shù)據(jù)輸出格式，不特別區(qū)別其采樣原理。,直讀遠傳表分類,光電透射式、光電透射式 攝像式 電阻接觸式 脈沖采樣的數(shù)字輸出,遠傳表特點,除脈沖采樣數(shù)字輸出的表計以外，遠傳表具備以下特點： 讀取表計窗口值，計量準確； 平時無需電源，直讀裝置只在抄表瞬間加電工作； 電子部分與表計機械部分不直接接觸，不影響表計計量（電阻式除外）； 不改變機械計量的顯示方式，便于用戶直觀的核查用水量（純電子式水表除外）； 每個表計有唯一地址編碼； 無需初始化，維護工作量大大降低。 總線制結(jié)構(gòu)，施工簡單。,光電式遠傳表,光電反射式 在表計的字輪上編碼，采用光電反射原理，確定字輪當前所處的位置。 采用反射式方案做直讀表的廠家占非主流位置，其實際應用效果都不理想； 缺陷：受反光材料的影響兩種反光材料間會出現(xiàn)模糊區(qū)使判讀時出誤差；且受時間和環(huán)境的影響而加重，目前大部分廠商只做了只做個、十、百位直讀，高位為邏輯進位，誤碼率高，近年多數(shù)公司已停用此方案。,攝像式,特點 在基表外置微型攝像頭，抄表時直接攝取字輪數(shù)字圖像與軟件中保存的數(shù)字圖象進行比對來判讀。存在問題：造價高；圖象處理時數(shù)據(jù)量很大，增加了單表抄表的時間；同一數(shù)據(jù)會因圖象攝取時字輪停留的位置稍有不同而影響比對、判讀的準確性。 目前采用此類方式的主要有北京北保電器，曾經(jīng)有一段時間使用過，但因?qū)嶋H應用的效果不理想，很難推廣應用。 價格昂貴,電阻式,特點 在計數(shù)器的字輪一側(cè)裝有一個帶缺口的滑變電阻圓環(huán)，由兩個固定具彈性鋸齒觸點滑接圓環(huán)上，導出兩齒間隨字輪的轉(zhuǎn)動而輸出不同的電阻值，由程序給不同的電阻值賦予不同的數(shù)字而成為直讀。存在問題：由于設計上圓環(huán)有斷口，產(chǎn)生盲點無法判斷；摩擦式接觸，增加了字輪轉(zhuǎn)動阻力，影響水表的靈敏度及計量精度，多應用于個位與十位 ，后面位數(shù)的判讀還是依靠系統(tǒng)，也不是真正的直讀表。 此種方式的關鍵點在于如何解決電子元件（電阻）長期使用后的阻值變化、原器件老化對數(shù)據(jù)判斷的影響。 與字輪有接觸，對計量精度或多或少會有影響,脈沖采樣數(shù)字輸出式直讀表,特點 在脈沖輸出表的基礎上增加存儲器, 數(shù)字信息輸出將水表齒輪上發(fā)訊器的電脈沖累計轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，保存在水表內(nèi)置存儲芯片中，由內(nèi)置鋰電池供電的存儲芯片容易因電壓不足或外界電磁干擾而造成數(shù)據(jù)錯亂、丟失并且無法自我校正，是脈沖表的另一種表現(xiàn)形式，也稱為“假直讀表”。 脈沖的累計誤差有所減小但實際應用效果不佳,脈沖采樣數(shù)字輸出式直讀表,缺點 脈沖表的缺點在此類表上幾乎都存在 表計安裝電池，電池的壽命、電池的管理又帶來新的問題。 與無源直讀表比較幾乎沒有優(yōu)勢可言,光電透射式,基本原理 在水表計數(shù)器的每個字輪的一側(cè)安裝若干個感應裝置，另一側(cè)在與感應裝置相對應的位置設有若干組傳感器。在傳感器和感應器之間必然出現(xiàn)透空和隔斷的情況，可通過判斷傳感器與感應裝置的對應狀態(tài)來確定字輪的位置，從而得出要讀出的數(shù)據(jù)。當傳感器和感應器之間處于隔斷的位置時，感應器輸出的信號設為高電平；當傳感器和感應器之間處于透空位置時，感應器輸出的信號為低電平。一個字輪所有感應器和輸出構(gòu)成了這個字輪的角度信息編碼，從而可得到字輪上的數(shù)字。,深圳捷先光電透射式直讀表技術(shù)優(yōu)勢：,（1）、直透光電轉(zhuǎn)換，直接可靠，不受時間和環(huán)境而出現(xiàn)判讀困難和誤碼。系統(tǒng)數(shù)據(jù)與基表數(shù)據(jù)完全相同，真正達到零誤差實時抄表。 （2）、利用獨特的編碼技術(shù),真正徹底解決了直讀表進位時讀數(shù)不準的難題. （3）、直讀表計電子模塊部分與表計內(nèi)的計數(shù)器等裝置沒有機械接觸，不影響原有計量精度，徹底解決了直讀表計量精度的問題。 （4）、直接讀取表計的窗口示值， 不是累計脈沖數(shù)， 沒有累計誤差，不需設置表底數(shù)、表常數(shù)等參數(shù)，無需存儲數(shù)據(jù)，真正實現(xiàn)了可靠“讀表“。 （5）、平時無需供電，只需在抄表瞬間供電，故障率和功耗低，使用壽命長。 （6）、可根據(jù)要求增加閥門控制，可防止惡意欠費。 （7）、電磁兼容(EMC)測試達到國家標準要求,克服了直讀水表受外界電磁干擾的影響其穩(wěn)定性的難題；且不受回流的影響，平時電子模塊處于不工作狀態(tài)，不受系統(tǒng)是否發(fā)生過斷電、故障或干擾甚至雷電的影響。 （8）、每個表計有屬于本表的唯一地址編碼，方便管理維護。 （9）、總線制結(jié)構(gòu)，施工方便。,深圳捷先光電透射式直讀表特點,采用先進的