一種新型編碼字輪智能水表的編碼技術

孟錦根

摘要 本文介紹了一種新型編碼字輪智能水表的編碼技術，在編碼字輪的柱面上設置20個格雷碼代表O一9的初位和未位2個位置狀態，并討論了確保正確識讀的格雷碼設置位置，以及合理的讀碼譯碼規則來確保數字的顯示范圍為36°。

關鍵詞 格雷碼；數字過渡；數字進位；譯碼規則

中圖分類號 TP2 文獻標識碼 A 文章編號2095—6363（2016）12—0031—01

智能水表可以將水表累計流量隨時進行電子信息化，并可以遠傳或者IC卡管理，取代抄表員上門抄表。智能水表分為脈沖式和直讀式，其中直讀式智能水表原理是將數字字輪的讀數同步進行轉化為信息。本文中涉及的編碼字輪智能水表就是一種條碼直讀智能水表，本人已申請專利。其特點是此水表其中的編碼字輪裝置，結構上包括數字字輪和通過傳動裝置與其連接在一起的編碼字輪，或者數字字輪和與其貼合在一起后安裝在數字字輪傳動軸上的編碼字輪，數字字輪設置有觀察窗。編碼字輪上有條形編碼，通過條碼識讀器等裝置進行識讀并按判讀規則來判讀，最終得到與表盤讀數一致的結果。

1編碼字輪的編碼編制

每個位的數字字輪旁均設置有編碼字輪與之對應并同步運轉。編碼字輪的柱面上均勻地分布有20組首尾相連的條形編碼，每組條形編碼與傳動軸平行，每組條形編碼都是五位數的格雷碼，每兩組條形編碼與一個十進制數字對應，反映十進制數字0-9的初位和末位兩個位置狀態。以下用0_初、0_末、…、9_初、9_末等代表這20十個格雷碼。

本條碼式直讀水表采用的條碼是格雷碼（Gray Code），格雷碼是一種二進制編碼，并且在一組數的編碼中，任意兩個相鄰的代碼只有一位二進制數不同，另外由于最大數與最小數之間也僅一位數不同，即“首尾相連”，因此又稱循環碼或反射碼。格雷碼在相鄰位間轉換時，只有一位產生變化，這樣就使得誤差只有1，在數字過渡時避免了錯讀。

2數字進位時避免誤讀的技術

數字過渡時會可能有誤差1，但是對于多位數來說，高位上的數字出現的誤差1，對于整個數的誤差就是10、100或者更高。那么必須采取一定的編碼技術和判讀規則來準確識讀高位數字過渡時（即高位數字進位）的讀數。本條碼式直讀水表低位數的初位和末位與高位數的初位和末位是有同步對應關系，通過高位與相鄰低位的格雷碼組合，并采取一定的編碼設置方式來避免重碼，并確保誤差值為1。因為2⁵=32，既然采用20個格雷碼，那么格雷碼必然是5位數及以上。

在《封閉滿管道中水流量的測量飲用冷水水表和熱水水表第1部分規范》GBT 778.1 2007中明確對于數字式指示裝置的要求，“任何一個給定數字的進位應在相鄰低位數從9變化到0時完成。最低值十個數可以連續移動。”也就是高位進位時低位同步進行9-0的過渡。數字從n過渡到n+1后，就不會轉動了，這時的位置在本文中稱為顯示位，直到所有低位數字又開始從9向0過渡時，高位的數字才會又同步進位過渡。只有當高低位格雷碼組合在不相鄰位置不出現重碼時才可以判讀糾錯。設置格雷碼的位置，決定了高低位格雷碼組合是否有重碼。endprint