电子式智能水表在中国的发展_水表论文_行业论文

深圳市（水务集团）兴源鼎新科技有限公司李红卫

前言十几年来，在国家相关政策的引导下，电子式水表与抄表系统在中国经历了从无到有，从不完善渐近完善的发展阶段。目前我们已看到了可喜的变化：国内产品技术也不断步入成熟、国家与一些行业部门相关法规和标准开始出台、电子式智能水表开始展现出了生机和活力。

一、电子式智能水表在中国的发展历程

回望远程抄表系统曾经走过的道路，可以清晰地追溯电子式智能水表技术的起源与发展轨迹。上世纪九十年代初，建筑智能化将“三表”远传的概念融入其中之后，远程抄表这个行业在中国一下子便进入到百花齐放、百家争鸣的时期，各种制式的远传水表、抄表系统和远程抄表方式竟相出现：脉冲水表，IC卡水表、带数据传输接口和通信规约的智能水表；分线制抄表系统、总线制抄表系统、无线抄表系统；专线网络传输、无线网络传输、电力载波传输、其它如电话线网络传输等等。很长一段时期，虽然各种产品的概念和设计理念不一，但电子计量的设计归根结底都未离开脉冲转换与脉冲计量的方法，脉冲式水表一度成为了电子式水表的代名词。随着脉冲分线产品在实际应用中的弊端（主要表现在计量准确性不高、故障处理机制不好）日渐显露，远程抄表行业才逐渐理性起来，二十一世纪初，一些研究单位和生产厂家开始对电子式水表重新定位，基本确立以具有数据处理与存储功能、带数据传输接口和通信规约的智能水表为主要研究目标，即不再依赖外部设备完成电子计量，而以表为工作单元实现真正的、完整的电子计量与远传的功能。

二、电子式智能水表技术现状分析

发展到今天，国内实际使用的电子式智能水表种类并不多，基本可按两种方式分类：

（一）按机电转换形式分

1、实时转换式

又称脉冲累加式。一般在机械表的基础上加装电子单元，包括脉冲发信装置和信号处理装置，信号处理装置通过不断累计脉冲发信装置发出的脉冲而获得用水量信息。

由于电子计量需实时监控机电转换过程，因此电子单元的工作需不间断供电，同时要求发信准确、转换可靠、不受外界电磁干扰，但这些条件在实际使用过程中却难以保证——目前大多数水表采用的发信元件为干簧管，其可靠性在此本人不另赘述；而解决供电问题的办法一般是为电子单元配备电池，据不完全统计，目前电池能够满足水表使用要求的合格率至多达95%，尽管生产水表时筛选使用，仍然不能彻底避免使用中出现掉电问题。

2、直读式

是以机械表的字轮读数为基础，直接读取表的示值的一种电子计量方式。采用的机电转换方式为光电式、或触点式、摄像式。目前国内应用较为成熟的为光电式，一般在字轮的圆周面上设置反光区域与吸光区域（或采用透射方式），对应可识别的位置安装光电器件组，读数时对电子单元瞬间供电，以光电器件组的输出信号判断字轮转动的位置。

由于其电子计量属静态判别过程，与工作过程无关，获取的用水量信息直接以机械表的字轮读数为基准，所见即所得，不会出现误差；而且读表时可由外部提供电源，无须长期供电，抗外界干扰的能力大大增加，电子单元的寿命也长。因此以直读方式实现机电转换的电子式智能水表自问世后，深受用户欢迎，逐渐成为行业内最受关注的技术。

表一不同机电转换方式的电子式智能水表特点比较

分类特点	实时转换式（脉冲累加式）	直读式
电子计量过程	脉冲累计，动态（实时）识别	读表时直接读取表的示值，静态识别
计量准确性	一般。电子计量值与表的示值可能出现误差	准确。无误差
计量可靠性、稳定性	一般	很高
电源能耗	需长期供电，掉电则出现计量误差	不须长期供电，读表瞬间外部供电
抗外界干扰（磁、震动等）	易受干扰	不受干扰
成本	较低	较高

（二）按数据信息传输形式分

1、总线制智能水表（专线传输）

总线制智能水表可自身完成电子计量，并具存储功能，其数据信息则需通过特定的传输通道传输。一般传输通道敷设专用线缆，数据信息按照某种通信协议（如RS485、M-BUS等）与外围设备进行交换。

目前总线制智能水表是国内使用较多的电子式智能水表，其传输方式准确、可靠、稳定。但安装时需敷设线缆，施工工作量大，而且运行过程中要求保证线路完好，一旦线路出现故障，数据便无法读取，需售后服务人员现场恢复，后期的维护工作量较大。另外系统抗雷击能力较弱，需综合考虑组网布线问题。

2、IC卡水表

IC卡水表是电子式智能水表的一种特殊形式，包含电子计量，收费，控制多项功能，数据与信息的传输以IC卡为载体，居民须在自来水公司指定售卡点预购水后刷卡方能使用。这种方式可限量用水、能有效解决用水收费纠纷等问题，其优势是其它传输抄表方式无法比拟的，另外由于无需敷设线缆及后期对线路的维护，因此安装极为方便、维护也简单。但由于不联网使得每户水表在使用中带有某种私有特性，数据信息的安全性由IC卡决定，自来水公司和物业公司难以监控，再次因无法确知各表用水量使得自来水公司对用水量的统计、供水调度和均衡都较为困难，也无法进行水损的用量分摊、实现阶梯计价，而且消费者需要心理上接受。

目前由于IC卡水表自身技术上存在一些缺陷，如计量准确性不高、电池质量不稳定、阀门不能正确而严格开闭等问题，使IC卡表概念虽好，市场效应却逐渐变差。

3、无线水表

无线水表除完成常规电子计量与存储功能外，另设置了无线发射装置，通过远程接收装置接收数据信息，此种水表不需敷设线缆，安装方便、维护简单。

目前无线传输网络形式之一是借助GSM网络，由于单表设置GSM无线发射装置，表体费用高，还需交付一定的运行费用，目前在我国只应用于大口径水表的数据信息传输。另一种方式为短距离无线数传方式，如基于ISM频段（315M/433M）、FSK调制方式技术，价格较低，无运行费用，但容易受到干扰，数据传输的可靠性和稳定性较低。两种形式的水表都需使用电池供电，电池的质量将直接影响其使用效果；另外安装时需选择合适的位置，保证传输信号不受屏蔽，同时注意防止对其它设备产生辐射干扰。

表二不同传输方式电子式智能水表优缺点比较

分类性能	总线制智能表（专线传输）	IC卡水表	无线水表
分类性能	总线制智能表（专线传输）	IC卡水表	GSM	短距离无线数传
传输可靠性、稳定性	好	好	较好	一般
抗干扰能力	较强（要求组网布线合理）	强	较强	弱
工程施工项目	安装水表敷设线缆安装外围设备系统调试	安装水表	安装水表信号调试（难度小）	安装水表安装中继设备（可能）信号调试（难度大）
维护项目	水表线路外围设备	水表	水表	水表中继设备（可能）
抄表管理（能否实时抄表和统计分析）	能	不能	基本实现	基本实现
收费管理	用水后收费	预付费	用水后收费	用水后收费
成本	生产成本低安装成本高维护成本高	生产成本较高安装成本低维护成本低	生产成本高安装成本较低维护成本低	生产成本较高安装成本较低维护成本较低

经行业研发人员多年的不断研究与探索，我国已基本上从技术困境中走了出来，以不同传输方式与机电转换方式有机结合构成的不同制式电子式智能水表在电子计量的准确性、组网的灵活性、安装与操作的简单性、维护的方便性方面与国外产品存在的差异已逐渐缩小。

三、电子式智能水表发展平台与前景展望

较长一段时间里，电子式水表与远程抄表系统基本上处于一种无序发展的状态。随着技术的不断进步，国家相关管理部门相继组织制订了一些标准：

2004年建设部发布行业标准《户用计量仪表数据传输技术条件》（CJ/T 188-2004），其中规定了户用仪表（包括水表）的接口形式、物理性能、数据链路、数据标识、数据表达格式以及安全性等要求，为搭建开放式信息平台奠定了基础。

2005年，国际标准组织出台关于水表的标准草案表决稿ISO/FDIS 4064-1：2005~ISO/FDIS 4064-3：2005《封闭管道中水流量的测量—饮用冷水水表和热水水表》，内容涉及“基于电或电子原理以及基于机械原理的带电子装置、饮用冷水和热水实际体积流量的水表”，也涉及“任何一种技术连续测定流经水表的水体积的积算仪表型水表”。我国作为ISO正式成员，2005年投出赞成票，自此电子式智能水表在技术标准上开始国际接轨。

2006年建设部发布行业标准《电子远传水表》（CJ/T224-2006），规定了电子远传水表的定义、技术要求、试验要求与试验方法等内容，借此指导并规范国内各研究单位、生产企业的电子远传水表研发与生产，为国家检验检测部门提供电子远传水表的检验依据，为广大用户正确选择电子远传水表产品提供技术支持。

2006年建设部再次组织行业标准《住宅远传抄表系统》的编制工作，旨在对智能化及远传抄表系统集成提出技术要求。

如果说行业的诞生离不开新技术的出现，那么行业的发展便始终离不开国家政策与标准的引导。通过标准的贯彻与实施，目前整个行业已经从无序、无标准时期走向有标准、有规范，并逐渐步入遵循标准、依照规范的新的历史时期。

在这一新的历史时期里，虽然我们还有很长的路要走：产品本身需要进一步完善，使人们逐渐认知也需要一段时间。但是经历多年的净化，整个行业的技术积累已逐渐丰富、有益的思想已基本形成，相信我国的电子式智能水表和智能抄表技术也会与时俱进。

（注：此文2007年发表于《环球表计》第1期）

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