陳曉竹　陳宏盤　陳守仁

    本文作者陳曉竹女士，中國(guó)計(jì)量學(xué)院計(jì)算機(jī)系講師；陳宏盤先生，哈爾濱工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化儀表專業(yè)教授；陳守仁先生，教授。

    關(guān)鍵詞：水表 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)  終端機(jī) 抄表器

 

    一   前言

 

    隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)自來水表的數(shù)量不斷擴(kuò)大，但水表抄表及收費(fèi)問題卻成了困擾城市自來水公司的一大難題。目前，我國(guó)大多數(shù)城市均采用人工抄表收費(fèi)的方式，由于需入戶抄表，給用戶和抄表人員均造成不便。市場(chǎng)上現(xiàn)已有兩種水表遠(yuǎn)傳系統(tǒng)投入試用：一種是IC卡式水表；另一種為三表(水、電、煤氣)遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)。這兩種產(chǎn)品，由于價(jià)格高、維護(hù)量大、需帶電工作、易造成停電漏記，所以推廣有一定的難度。

    國(guó)外比較先進(jìn)的抄表技術(shù)是采用無線遙控，在每個(gè)用戶處裝有一個(gè)無線收發(fā)裝置，抄表時(shí)攜帶抄表器到測(cè)量點(diǎn)有效范圍內(nèi)遙測(cè)讀取數(shù)據(jù)。這種方法雖先進(jìn)，但成本也高。

    因此，研制一套工作可靠、成本較低的電子遠(yuǎn)傳系統(tǒng)，已成為有關(guān)企業(yè)關(guān)注的課題。

 

    二   系統(tǒng)構(gòu)成

 

    1. 測(cè)量原理

 

    近年來，水表的品種不斷增加，常見的有濕式水表、干式水表、指針式水表、字輪式水表。其中家用自來水表普遍采用速度式濕式水表，這種水表工作可靠、安全，壽命較長(zhǎng)(一般為5 年)，價(jià)格低，計(jì)量精確度較高，一般不需維護(hù)。

    水表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的關(guān)鍵在于如何把水表的讀數(shù)引出戶外，這也是本系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。為了能夠充分利用現(xiàn)有技術(shù)，并克服濕式水表內(nèi)不易進(jìn)行電量轉(zhuǎn)換的缺點(diǎn)，本系統(tǒng)選用干式字輪式水表，采用專利技術(shù)進(jìn)行電量遠(yuǎn)傳，因而不影響原干式水表的計(jì)量精確度和工作狀態(tài)。

 

    2. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

 

    整個(gè)系統(tǒng)共包括讀數(shù)機(jī)構(gòu)、終端機(jī)、抄表器和主機(jī)4個(gè)部分，圖1為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

 

    3. 系統(tǒng)工作過程

 

    水表的類型選定之后，讀數(shù)機(jī)構(gòu)就是系統(tǒng)的關(guān)鍵，它把水表讀數(shù)變成電量進(jìn)行遠(yuǎn)傳；終端機(jī)是集中讀數(shù)的端口，多戶居民可共用一臺(tái)終端機(jī)，終端機(jī)平時(shí)無電不工作。抄表時(shí)，由工作人員攜帶抄表器，進(jìn)行雙機(jī)通信抄表，終端機(jī)與抄表器共用抄表器內(nèi)電源，一次可讀取全單元多用戶的水表讀數(shù)；每個(gè)抄表器可抄記近萬戶讀數(shù)，抄表員將抄表器抄記的數(shù)據(jù)帶回工作站，并將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)而上網(wǎng)管理，這種方法特別適用于銀行托管收費(fèi)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，可逐漸使用調(diào)制解調(diào)器或無線發(fā)射器取代手抄器而實(shí)現(xiàn)遙測(cè)。

    a. 終端機(jī)的工作過程

    終端機(jī)上留有多個(gè)端口，可采集多用戶水表讀數(shù)。終端機(jī)的原理框圖如圖2所示。用戶水表的輸出通過電阻電壓轉(zhuǎn)換電路變換成適合于A/D采集的電壓信號(hào)，由多路開關(guān)控制，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并利用單片機(jī)的串行數(shù)據(jù)通信口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

    b. 抄表器的工作過程

    抄表器(見圖3)也是由單片機(jī)控制的，它利用串口可以同終端機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，把各用戶水表讀數(shù)讀入抄表器，并通過液晶顯示查詢各用戶水表讀數(shù)。該功能可用于現(xiàn)場(chǎng)查詢水表讀數(shù)，但不允許改寫現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)。

抄表器還可以同計(jì)算機(jī)通信，把集中讀取的水表讀數(shù)輸入計(jì)算機(jī)，實(shí)行計(jì)算機(jī)管理。

    c. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作過程

    計(jì)算機(jī)通過與抄表器的數(shù)據(jù)通信把用戶的水表讀數(shù)讀入管理系統(tǒng)，進(jìn)行上網(wǎng)管理，可查詢、打印用戶報(bào)表，并根據(jù)需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。報(bào)表格式見表所示。報(bào)表格式亦可根據(jù)用戶要求進(jìn)行修改。

 

    三   系統(tǒng)的特點(diǎn)

 

(1) 水表選用干式字輪水表。

(2) 水表的改造費(fèi)用少、工藝過程簡(jiǎn)單可靠。

(3) 不影響水表的正常讀數(shù)，用戶可自行監(jiān)測(cè)，終端機(jī)讀數(shù)與水表讀數(shù)保持一致。

(4) 每個(gè)單元安裝一臺(tái)終端機(jī)，將各戶水表的4根引線引至終端機(jī)，終端機(jī)平時(shí)不工作，只在抄表時(shí)由抄表器供電，瞬間工作。

(5) 集中抄表，一次可抄記整個(gè)單元的水表讀數(shù)，大大提高工作效率。

(6) 抄表器上帶液晶顯示，可隨時(shí)與水表上的實(shí)際顯示數(shù)核對(duì)。抄表器上還帶有串行口，可與微機(jī)通信送出讀表結(jié)果。

(7) 水表、終端機(jī)基本不用維護(hù)。

(8) 價(jià)格便宜，適合推廣使用。

(9) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，易于升級(jí)。

(10) 系統(tǒng)引入計(jì)算機(jī)管理，大大提高抄表員的工作效率；提高水表讀數(shù)的客觀性，減少讀數(shù)過程的人為主觀因素；提高管理的透明度、科學(xué)性。

 

    四   結(jié)束語

 

    CM-1型水表遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)，采用專利技術(shù)，結(jié)構(gòu)合理、工作可靠、性價(jià)比較高，能實(shí)現(xiàn)用水量的遠(yuǎn)傳計(jì)量及科學(xué)化管理，是目前適合我國(guó)國(guó)情較理想的集中戶外讀表系統(tǒng)，適于推廣使用。