无线远传水表主导未来供水计量发展方向

一、 前言

城市供水事业是城市基础设施的重要组成部分，也是现代化城市建设中必不可少的前导产业。在公用事业市场化改革的浪潮中，在我国政府和建设部主管部门的关注和支持下，城市自来水事业得到迅猛的发展。自来水事业虽然在迅速发展，但是在自来水的仪表计量方面却相对落后，近百年来一直采用原始的机械指针水表，在抄表工作中也存在许多难以预测的困难。因此人们要求改善用水管理特别是水表性能的呼声越来越高。

二、现状分析及实例

随着时代的进步和科技非发展，在供水管理方面，普通水表的弊端越来越明显。首先，由于现在水表安装的位置大部分在室内，抄表时，由于用户需要工作、学习等诸多因素难以保证能随时留在家中，配合抄表员的工作，由此可能会引起多收、少收的现象，这可能会使用户与供水管理部门容易发生矛盾；其次，由于抄表周期的问题和阶梯水价的实行，很多地区无法按时计算及收取水费，造成管理上的混乱。

近20年来，为了改善这种状况，一些管理部门引进了各种各样的智能水表，如IC卡水表、CPU卡水表等。但在应用方面，处于十分尴尬的局面。造成被动局面主要因素是产品技术不过关、性能不稳定。主要表现在产品质量、制造标准、安装规范、产品价格、售后服务、使用管理方面存在问题。2007年8月10日北京建立了CPU卡密钥系统，主要涉及到系统安全、发卡管理、营销柜台、银行CPU卡充值、售后服务、基础建设等工作。但是由于CPU卡预付费水表抗人为攻击干扰性问题、更换电池后顾之忧问题、价格过高的问题等，总的应用情况不容乐观，很多水表退回到人工入户抄表方式。据有关方面向记者透漏了银川市IC卡水表改造的惊人内幕：自来水公司贷款斥资2亿元购买6家的IC卡水表进行水表改造，每安装一户的费用，相当于居民10年的水费，然而在改造后，问题不断，每月换掉2000多块问题IC卡水表，给企业带来沉重的负担，IC卡水表悄悄地从银川隐退。浙江省常山县自来水公司自2001年大量安装使用IC卡水表，安装后发现前来充值的用户越来越少，而投诉的越来越多，原因是，很多水表的阀门不能在应该关闭时自动关闭或水表内充有水费的情况下又经常自动关阀，该公司用了三个多月时间才把这些水表换掉，在经济上、人力上及社会影响上都造成很大损失。截至2007年5月，该公司安装的IC卡水表更换率达到95%以上。这些实例足以说明到目前位置这些预付费式的智能水表存在着种种隐患，不仅给居民带来了很多经济上的损失，也给水务管理部门带来了很多管理上的麻烦。

三、 几种水表的对比以及它们各自的优缺点

水表种类 抄表方式 特点 优点 缺点

普通机械水表 人工抄表 管理单位的抄表员登门入户进行人工抄表收费的方式

水表成本低廉，安装方便简单 ⑴人工抄表受人的行为因素﹑影响查抄数据准确性 ；⑵楼宇表井安装情况复杂影响抄读表数 ；⑶人工查表增加后续人工成本 ；⑷人工抄表很难做到统一时点抄表

预付费智能水表 预付费（IC卡、CPU卡、TM卡等）智能仪表 即将IC技术应用于智能抄表，通过读取IC上面的数据信息来进行管理，可实现预付费的功能

计量准确，不浪费资源，安装比较简单 单表价格高、不能实现实时监控仪表的功能、管理漏洞多，数据传输自动化、网络化程度不够，后期维护成本高，可靠性、耐用性、安全性不够等

直读无源水表 有线传输抄表 利用电缆或电线来把表头数据传输到电脑终端

抄取率比较高 抗干扰性差、可靠性不强而且布线相当复杂，麻烦。对于一些需要更换仪表的老的小区不适合装这种仪表

无线智能水表 无线远传抄表 过无线通讯系统传输数据的一种远传系统 抄取数据方便，传输距离远，无需布线，能够实现对仪表的实时监控，并且可以做到同时抄取数据，具有远程控制仪表的阀门开关功能，以解决欠费或是拖欠费用的问题

成本中等，但是随着公司的不断壮大和成熟，我司正在努力积极寻找价位平民化的远传水表，并细化生产安装调试环节，争取控制故障率，降低成本

四、 无线远传水表的特点

无线远传水表是无线远程数据采集模块和发讯水表配合使用。采集模块在电路设计中使用微功耗单片机作为微处理器，它能完成下列规定功能：接受从户用仪表发出的脉冲信号进行计数、运算处理及实时控制，按确定的通信协议与上位机进行双向传输。

无线远传水表内的接收和发信模块具有计量（光电、脉冲、纬根）、电源管理、故障报警(断线、磁扰)、控阀、参数设定、无线收发数据、表具路由、平均功耗<25uA、中心频率470MHZ、模块采用DSSS直序扩频技术，超强抗干扰等功能。无线远程数据采集模块适用于多种类型的水表以及燃气表、纯净水水表远传系统。

1． 系统特点：

a) 水表改造简单：传感器发讯环结构小巧，安装牢固可靠且不影响校表。

b) 通用性强：任何结构的水表都可以改造，不需指定水表生产厂家，与原来自来水公司使用的水表不冲突。

c) 计数方式：采用了双干簧管传感器脉冲计数，这样增加了计数的准确性和可靠性。干簧管结构小易于安装，无触点，使用寿命长。

d) 运营维护成本低：远传系统与基表没有结构关联，水表的定期检定更换，无线远程数据采集模块仍然可以继续使用。

e）符合行业标准：系统通讯协议符合建设部CJ/T 188-2004《户用计量仪表数据传输技术条件》和CJ/T 224-2006《电子远传水表》标准，通用性强。

f）远传抄表，实时监控：通过网络实时抄表，方便及时。可以定期自动抄表，也可随时读取当前数据和查阅历史数据，及时了解各种状况，系统的自动诊断功能，可以及时发现异常现象，方便控制管理。

g）组网灵活、维护简便：综合用户的数量、安装方式、现场环境等因素，可以灵活配置网络，达到功能合适，费用最少，配置最佳，维护简便。

h）强大的软件管理功能：友好的用户界面，抄表的数据可以导出以excel形式保存及打印，使您更直观的了解用户情况，达到预测管理、调节供应的目的。

2．网络管理模式

a) 相关部门通过设在收费大厅与互联网或特定网络相连的计算机进行收费。具体通过收费软件进行收费和抄表操作，通过GPRS抄表软件进行水表数据的抄读和远程诊断。[!--empirenews.page--]

b) 在阶梯水价的实现上，可以通过上位机软件按月结算。

c) 网络远传水表自带远程故障诊断软件，相关部门可以通过网络实时检查每一块水表的状态，包括电池电压状态、是否受干扰、用户实时用水信息等。相关部门可以根据这些信息进行相应的具有针对性的处理或维修。

d) 相关部门为用户更换水表后，只须到软件上进行换表处理，即可进行正常使用。

e) 当出现缴费错误时，软件允许具有管理员权限的员工恢复数据，但微机将对操作进行记录，以防止恶意修改。

f) 软件可以打印基表读数、水价、缴费金额、日期等基本信息。

g) 在统计上，软件除可以统计IC卡水表所能统计的所有信息外，还可以统计实时的用水量，并且可以将数据库信息导出到Excel格式，方便统计，提高办公自动化程度。

h) 用户可以通过相关部门计算机查询水表内的用水情况及缴费或欠费信息。

五、无线集中抄表系统的具体案例及功能与其性能指标

图1所示的无线集中抄表系统是通过ISM频段的无线信道(470MHz)，采用改进型环形网络，使所有表具具有自动中继路由功能。最终将燃气表读数汇总在楼栋集中器内，通过手持机(或公网系统)抄取并将用户使用信息上传至收费系统，收费系统处理数据并将其保存方便以后的查询。该系统具有较强的实时性，抄表准确、迅速，便于燃气公司进行数据分析处理，还可以依据用户缴费情况对表具进行控制，如阀状态等。特别适用于高层居民用，数据汇总到集中器后还可以通过GPRS数据中心通过INTERNET网络传递到公共事业管理信息系统，有关部门可以将其数据导入财务中心。

表1 根据某市某小区 安装使用情况的实际抄表数据

账本名 应抄 已抄 抄到率(%) 备注

M512901 193 188 97.91 需换表：1块；需入户核对3块

M512904 223 216 99.08 漏抄：2块

M512907 262 259 99.61 需入户核对1块

M512908 231 231 100.00

M512909 313 309 99.67 需入户核对1块

M512911 273 263 97.40 未抄：2个单元，时间不对

M512912 235 228 99.56 需入户核对1块

M512913 173 161 98.77 未入库：1块

M512914 242 236 99.57 需入户核对1块

M512916 207 199 98.02 需换表：1块；需入户核对3块

M512917 163 161 99.38 需换表：1块

M512918 149 143 98.62 需换表：1块；需入户核对3块

M512919 210 205 100.00

M512920 195 189 99.47 需入户核对1块

M512921 162 156 100.00

M514601 190 187 100.00

M514602 269 268 100.00

M514603 210 204 99.02 需入户核对2块

如果排除未设置及需换表等原因集中抄表抄到率超过99.5%，符合国家建设部远传抄表系统的要求，更符合了当下抄表的需求。

综上所述，无线集中抄表系统设计必须考虑系统方案的整体性，不能片面追求某一指标，各种无线集中抄表的网络结构各有优缺点，用户应根据具体的应用选用合适的系统方案。我们认为上述无线集中抄表系统是比较完善的。因其安装维护方便、低廉，通信表具节点相对独立，且表具全部具有自动中继、集中等特性，是适合目前用户需要的集中抄表系统方案之一。