自動抄表系統各種表具工作原理概述及現狀應用問題

三表自動抄表系統的市場應用現狀不容樂觀。隨著國家“康居工程”的推廣，智能化小區的建設，三表自動抄表系統已逐漸普及，但由于種種因素，絕大多數自動抄表系統卻都未能開能運行，投了自動抄表系統的錢卻仍用人工抄表的現象仍較為普遍。如果這種情況不能得到有效改變，自動抄表行業必將受到嚴重影響，其負面影響將波及到房地產行業、自來水等專業公司、智能化產業以及廣大居民的日常生活。

先談談各種類型表具的工作原理及問題：

一、普通遠傳表具工作原理及誤差產生原因分析：

遠傳表具不斷的發出脈沖信號，然后用采集器對脈沖進行采集、累加、存儲和傳送，這類表具統稱為有源發訊表具或脈沖表都屬于有源表。有源表在實際的計量工作過程中，一個最基本、最重要的條件是必須維持穩定、可靠、不間斷的供電。有源表產生脈沖的傳感器可分為：“霍爾元件型”、“干簧管型”和“光電轉換型”，其基本原理：

1.霍爾元件型：在普通轉盤技術的水表（或天然氣表）中加滿霍爾元件和磁鐵，即可構成基于磁電轉換技術的傳感器。霍爾元件固定安裝在計數轉盤附近，永磁體安裝在計數盤位上，轉盤每轉一周，永磁鐵經過霍爾元件一次，即由霍爾元件輸出一個計數脈沖。

2.干簧管型：在普通轉盤計數的水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，當轉盤每轉一周，永磁鐵經過干簧時，干簧管的簧片開閉一次，由此輸出一個計量脈沖。

3.光電轉換型：在電表的轉盤處裝一個光電轉換器，轉盤上有一條槽，轉盤每轉一圈，溝槽經過光輸時轉換器完成一次光電轉換，輸出一個計數脈沖。

脈沖數量的準確度決定系統的計量精確度。以有源水表的脈沖誤差產生原因分析為例：

（1）機械振動：將產生干簧管得誤脈沖輸出，雖然從技術角度可以采用一些濾波計數來減少這種影響，但不能完全消除。干簧管型有源水表產生的此類誤差尤為突出：這是由于水管系統中存在“水錘現象”。

（2）電磁干擾：有表輸出的脈沖信號在傳輸過程中很容易因受電磁干擾而產生誤差，而且脈沖信號不像數字信號那樣可以完全采用可靠的抗干擾技術來實現可靠的傳輸，這是任何一種有源表都難以解決的誤差。

（3）供電問題：任何有源表都必須保證電源不間斷的供給，一旦斷電，便停止脈沖數計量，脈沖數少計，因而產生系統自動抄表數與實際表具數的不一致，而現場供電的可靠性恰恰又不能有自來水等專業公司或系統集成商來完全把握。

（4）水表倒轉：水表在某些情況下會反轉，如停水時水表會反轉，一些高層的水表也會反轉。技術盤位剛好經過磁鐵位置，產生一次正常的計量脈沖，如果這時反轉，就會產生“第二個脈沖”的誤差信號。而有源表的采集器是不能分辨正轉、反轉情況的，只要是脈沖，便進行累計式的計量。

（5）退磁現象：“干簧管型”和“霍爾元件型”有拳表內傳感器的核心部件之一—永磁鐵，隨著時間的延長會出現退磁現象，使得干簧管（霍爾元件）在計數轉盤轉過時不能輸出脈沖，從而導致脈沖少計。

二、有源表存在的問題

1.初始化及維護工作量大：由于“有源表”的工作方式是脈沖累加方式計量，因此必須為系統數據采集器簡建立一個初始值，即對每個有源表進行人工抄表后將表的實際值輸入數據采集器，這個過程叫初始化。有源抄表系統運行的前提條件是必須先進行初始化。系統一旦掉電或因其它原因（如下所述的自來水盜用）引起誤差后，就必須重新進行初始化，這種維護的工作量非常巨大，而且很難預測。一旦大面積推廣，便很難準確地掌握是否有足夠的維護力量保證系統的正常運行。

2.易被盜用

（1）供電線先剪后接：每月自來水公司抄表完后，將供電線剪斷，15天后再接通，有源表繼續正常計量，自來水公司本月同樣能抄到采集器內存儲的水表數據。而在供電線被剪斷的15天內，沒有供電的有源表是不工作的，水表照轉，計量脈沖信號丟失，則用戶盜用了15天的水。

（2）磁鐵強磁場干擾：“霍爾型”、“干簧管型”有源表內的核心部件是永磁鐵，外加磁鐵產生的強大吸引，干擾了計數轉盤的正常力矩，導致一次表產生計量誤差，特別是對“干簧管型有源表”而言，其干簧管則會處于長期的吸合狀態，脈沖輸出全部丟失，自來水同樣被盜用。

（3）許多有源自動抄表系統都具有防剪、防磁干擾等監測、報警功能，但這種功能的提供必須相當有效和完善，對系統來說，增加了成本，而現有的有源系統的這種功能使用的實際情況并不如人意。從系統的設計角度分析，這種功能的增添，正說明了有源自動抄表系統存在被盜用的缺陷，事后的監測和報警無疑給使用者帶來無窮的麻煩、心理的不安和對系統的不信任。

3.電能耗費：“有源表”不間斷的供電采集系統所產生的電能消耗，整個城市以年度計算，維持費用可觀。

“有源脈沖表”存在的以上缺陷，極大地阻礙了自動抄表系統進入“實用階段”。無源遠傳水表成功突破了上述技術瓶頸，使得遠傳水表及抄表系統在工作可靠、抄送準確、免維護三大核心技術問題上取得了重大突破。自動抄表系統真正進入了“實用階段”。

三、無源直讀式遠傳水表工作原理及優缺點

在旋翼式水表地基礎上在表內碼盤下每個與刻度對應的位置上裝上紅外線傳感裝置，上蓋內部裝有CPU與單片機組成的數據處理器，數據集中顯示器可連接和處理60只水表數據。如擴展可處理器256只水表數據。該系統平時不工作，抄表時集中顯示器逆向加電后通過光電變換技術將水表的指針示值讀取傳輸到數據集中顯示器，數據經邏輯判斷進存儲器內。抄表是按動觸摸開關，每戶數據就能顯示在LCD顯示屏上或通過232接口遠傳至計算機，利用收費軟件即可形成收費系統。

無源遠傳水表優點：

1.自動記憶碼輪位置，不是脈沖累加式計量，無需初始化。系統在首次開通及出現故障維修重新啟動后都無需對表初始化，維護的工作量得到極大的降低，在自動抄表系統的實際應用中具有極大的推廣價值。

2.無源遠傳水表直接傳送數碼，而非脈沖信號。它不僅不受機械震動影響，同時對電磁干擾也具有極高的抗干擾性，所以在復雜的使用環境下能穩定、準確、可靠地實現計量。

3.無源遠傳水表日常工作無需供電，這是具有革命意義的技術進步，避免了由于供電不穩定或故障引起的計量誤差及大量的維護工作。

4.由于無源遠傳水表記憶的是碼輪位置（而非脈沖），因此水表發生倒轉情況時，自動抄表數據與一次表具的讀數保持一致。

四、IC卡智能水表工作原理及存在的問題

工作原理：以非接觸IC卡（射頻卡）作為媒體，由它將各種信息輸入表中控制系統自動關閥供水，水量到報警值或用盡，即自動關閥，中斷水的供應，液晶顯示器并顯示特定標志提示用戶購水，以此實現預付費控制，達到“先買水，后用水”的目的。

優點：

可以有效控制用戶在不繳款的情況下自動斷水，增加收費單位的資金回籠。不需抄表人員上門抄表。

缺點：

1.電磁閥在長期工作中如果失靈，電磁閥不能閉合，用戶就會白白用水，而且售水單位不易發現，給售水單位造成損失。如果用戶充值卡費用未用完時電磁閥關閉，售水單位與用戶易發生矛盾。

2.如果充值卡密碼被盜或被破譯，就會給售水單位造成極大損失。

3.充值卡擺放不當，受強磁干擾后易損壞。

4.售水單位必須保證24小時不間斷服務，營業點分布要合理，否則給用戶帶來極大的不便。

5.對供水單位的經營管理造成麻煩。