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(yuǎn)傳水表,概述,“電子遠(yuǎn)傳水表、預(yù)付費(fèi)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(fèi)收取制度、方式的改革而出現(xiàn)的水表產(chǎn)品，同時(shí)支持了一戶一表、階梯式水價(jià)的政策的實(shí)施，這些產(chǎn)品發(fā)展很快，在世界上也算是領(lǐng)先的，但實(shí)際使用中出現(xiàn)的問題也不少，特別是帶閥門的預(yù)付費(fèi)類水表; 采用“平時(shí)不用電、抗攻擊能力強(qiáng)的即時(shí)直讀式的電子遠(yuǎn)傳水表更具有優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景”.國(guó)內(nèi)水表現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì),智能水表分類,預(yù)付費(fèi)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(yuǎn)傳水表 輸出脈沖，累計(jì)換算 直讀遠(yuǎn)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(yuǎn)傳水表的工作原理,工作原理： 1.干簧管傳感器：在機(jī)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(jì)量脈沖信號(hào)。 2.霍爾傳感器：在機(jī)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(jì)數(shù)盤位上的磁鐵隨著計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤運(yùn)轉(zhuǎn)，每經(jīng)過霍爾元件一次，即由霍爾元件輸出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖。 3.光電傳感器：在機(jī)械水表的轉(zhuǎn)盤處安裝一個(gè)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(shí)轉(zhuǎn)換器完成一次電轉(zhuǎn)換，輸出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖。,脈沖式遠(yuǎn)傳水表的工作缺陷,a、系統(tǒng)必須每日24小時(shí)加電。對(duì)表具各器件要求極高，也嚴(yán)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(jì)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(dòng)作偽計(jì)數(shù)。而在長(zhǎng)期的工作中，斷電、外界強(qiáng)電磁場(chǎng)、水管內(nèi)水的回流等因素均會(huì)使計(jì)數(shù)電路誤計(jì)或漏計(jì)脈沖而產(chǎn)生錯(cuò)誤。同時(shí)，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(jì)數(shù)機(jī)理決定了其結(jié)果必然是相對(duì)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(shí)，這一特性決定了脈沖表沒有任何自我糾錯(cuò)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(jì)數(shù)器存在“容易發(fā)生計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，錯(cuò)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(yuǎn)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(duì)原有脈沖表進(jìn)行改進(jìn)，但這種種問題是由脈沖表具的機(jī)理決定的，無法從根本上加以解決。,脈沖式的價(jià)格策略,代表廠家及價(jià)格策略： 目前脈沖式遠(yuǎn)傳表已經(jīng)基本處于被淘汰的狀態(tài)。但由于價(jià)格低廉，市場(chǎng)價(jià)在120元左右，還占據(jù)一小部分低端市場(chǎng)。 實(shí)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(yuǎn)傳表多采用分線制布線方式，施工成本高、維護(hù)復(fù)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(chǔ)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(jìn)行脈沖累計(jì)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(fèi)問題，但同時(shí)帶來水表的管理及水量的核算問題，在省會(huì)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(jī)球閥，功耗大，電池壽命短，水里的泥沙、水銹會(huì)導(dǎo)致關(guān)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(jià)格高）、TM卡表（價(jià)格低，易破解）、CPU卡表（價(jià)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(shè)置好的，無法升級(jí)，難以適應(yīng)價(jià)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(rèn)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(jí)，寫卡軟件易流失，造成很大的隱患，而且發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，發(fā)現(xiàn)時(shí)已造成較大損失 用戶必須及時(shí)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(jì)賠償（如東營(yíng)燃?xì)夤举r償某飯店） 價(jià)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(wù)負(fù)擔(dān)加重后期維護(hù)服務(wù)隊(duì)伍龐大 無法掌握其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理 沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，表不能互換，用戶選擇廠家受限 適用于：散戶（在美國(guó)、西歐等國(guó)家IC卡系統(tǒng)主要用于低檔飯店、汽車旅館和一些流動(dòng)性的場(chǎng)所,IC卡表現(xiàn)狀,盡管IC卡表的技術(shù)在不斷進(jìn)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(yuǎn)傳水表為主。 全國(guó)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?！霸谒械墓收现校盍钗覀冾^疼，給供水企業(yè)帶來困擾最大的莫過于水表透支。實(shí)際應(yīng)用中電池和閥門的性能不如預(yù)想的好，磁卡中購入的水量用完了水表也不正常關(guān)閥，就造成用水量透支。由于IC卡透支水費(fèi)的收取不暢，也直接導(dǎo)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(yàn)淺談,遠(yuǎn)傳表的定義,CJ/T 224-2006 電子遠(yuǎn)傳水表 具有數(shù)據(jù)處理與信息存儲(chǔ)、信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸?shù)裙δ?，輸出信?hào)為數(shù)字信號(hào)的水量計(jì)量?jī)x表。 JG/T162-2004 住宅遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng) 數(shù)據(jù)專線傳輸： 遠(yuǎn)傳表即“住宅中使用的具有信號(hào)和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能的計(jì)量表”。 脈沖遠(yuǎn)傳表 直讀遠(yuǎn)傳表 數(shù)字遠(yuǎn)傳表 同時(shí)強(qiáng)調(diào)采樣原理和數(shù)據(jù)輸出格式 CJ/T188-2004 戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件： 遠(yuǎn)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(jìn)行信息交換的設(shè)備”。 強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)輸出格式，不特別區(qū)別其采樣原理。,直讀遠(yuǎn)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(yuǎn)傳表特點(diǎn),除脈沖采樣數(shù)字輸出的表計(jì)以外，遠(yuǎn)傳表具備以下特點(diǎn)： 讀取表計(jì)窗口值，計(jì)量準(zhǔn)確； 平時(shí)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(jì)機(jī)械部分不直接接觸，不影響表計(jì)計(jì)量（電阻式除外）； 不改變機(jī)械計(jì)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(gè)表計(jì)有唯一地址編碼； 無需初始化，維護(hù)工作量大大降低。 總線制結(jié)構(gòu)，施工簡(jiǎn)單。,光電式遠(yuǎn)傳表,光電反射式 在表計(jì)的字輪上編碼，采用光電反射原理，確定字輪當(dāng)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(shí)際應(yīng)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(huì)出現(xiàn)模糊區(qū)使判讀時(shí)出誤差；且受時(shí)間和環(huán)境的影響而加重，目前大部分廠商只做了只做個(gè)、十、百位直讀，高位為邏輯進(jìn)位，誤碼率高，近年多數(shù)公司已停用此方案。,攝像式,特點(diǎn) 在基表外置微型攝像頭，抄表時(shí)直接攝取字輪數(shù)字圖像與軟件中保存的數(shù)字圖象進(jìn)行比對(duì)來判讀。存在問題：造價(jià)高；圖象處理時(shí)數(shù)據(jù)量很大，增加了單表抄表的時(shí)間；同一數(shù)據(jù)會(huì)因圖象攝取時(shí)字輪停留的位置稍有不同而影響比對(duì)、判讀的準(zhǔn)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(shí)間使用過，但因?qū)嶋H應(yīng)用的效果不理想，很難推廣應(yīng)用。 價(jià)格昂貴,電阻式,特點(diǎn) 在計(jì)數(shù)器的字輪一側(cè)裝有一個(gè)帶缺口的滑變電阻圓環(huán)，由兩個(gè)固定具彈性鋸齒觸點(diǎn)滑接圓環(huán)上，導(dǎo)出兩齒間隨字輪的轉(zhuǎn)動(dòng)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(shè)計(jì)上圓環(huán)有斷口，產(chǎn)生盲點(diǎn)無法判斷；摩擦式接觸，增加了字輪轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，影響水表的靈敏度及計(jì)量精度，多應(yīng)用于個(gè)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(guān)鍵點(diǎn)在于如何解決電子元件（電阻）長(zhǎng)期使用后的阻值變化、原器件老化對(duì)數(shù)據(jù)判斷的影響。 與字輪有接觸，對(duì)計(jì)量精度或多或少會(huì)有影響,脈沖采樣數(shù)字輸出式直讀表,特點(diǎn) 在脈沖輸出表的基礎(chǔ)上增加存儲(chǔ)器, 數(shù)字信息輸出將水表齒輪上發(fā)訊器的電脈沖累計(jì)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，保存在水表內(nèi)置存儲(chǔ)芯片中，由內(nèi)置鋰電池供電的存儲(chǔ)芯片容易因電壓不足或外界電磁干擾而造成數(shù)據(jù)錯(cuò)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(jì)誤差有所減小但實(shí)際應(yīng)用效果不佳,脈沖采樣數(shù)字輸出式直讀表,缺點(diǎn) 脈沖表的缺點(diǎn)在此類表上幾乎都存在 表計(jì)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(shì)可言,光電透射式,基本原理 在水表計(jì)數(shù)器的每個(gè)字輪的一側(cè)安裝若干個(gè)感應(yīng)裝置，另一側(cè)在與感應(yīng)裝置相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有若干組傳感器。在傳感器和感應(yīng)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(yīng)裝置的對(duì)應(yīng)狀態(tài)來確定字輪的位置，從而得出要讀出的數(shù)據(jù)。當(dāng)傳感器和感應(yīng)器之間處于隔斷的位置時(shí)，感應(yīng)器輸出的信號(hào)設(shè)為高電平；當(dāng)傳感器和感應(yīng)器之間處于透空位置時(shí)，感應(yīng)器輸出的信號(hào)為低電平。一個(gè)字輪所有感應(yīng)器和輸出構(gòu)成了這個(gè)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(shì)：,（1）、直透光電轉(zhuǎn)換，直接可靠，不受時(shí)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(dá)到零誤差實(shí)時(shí)抄表。 （2）、利用獨(dú)特的編碼技術(shù),真正徹底解決了直讀表進(jìn)位時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)的難題. （3）、直讀表計(jì)電子模塊部分與表計(jì)內(nèi)的計(jì)數(shù)器等裝置沒有機(jī)械接觸，不影響原有計(jì)量精度，徹底解決了直讀表計(jì)量精度的問題。 （4）、直接讀取表計(jì)的窗口示值， 不是累計(jì)脈沖數(shù)， 沒有累計(jì)誤差，不需設(shè)置表底數(shù)、表常數(shù)等參數(shù)，無需存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)了可靠“讀表“。 （5）、平時(shí)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(zhǎng)。 （6）、可根據(jù)要求增加閥門控制，可防止惡意欠費(fèi)。 （7）、電磁兼容(EMC)測(cè)試達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(gè)表計(jì)有屬于本表的唯一地址編碼，方便管理維護(hù)。 （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(diǎn),采用先進(jìn)的