丹东思凯电子发展有限责任公司 张戈
摘要：本文主要论述水表的发展历程，即由普通机械水表到智能的IC卡预付费水表、无线远传水表及今后水表的发展方向。
关键词：普通水表 预付费卡式智能水表 远传水表
我国城市供水事业自新中国成立以来有了迅速发展。1949年，全国仅有水厂60座，2004年城市供水厂达到3000多座，供水管网长度358410公里，供水日综合生产能力24753万立方米，城市供水总量490亿立方米，用水普及率达89．0％。随着城市化进程的加快，城市供水对城市的发展发挥着愈来愈重要的作用。
水表是计量用水的专用仪器，自1998年国内开始由普通机械水表向智能型预付费水表发展至今，水表的发展也是随着城市供水事业的进步而进步，智能型水表也在多元化发展。
一、普通水表
普通水表基本可以分为干式、湿式和液封式三种。基本的工作原理是通过自来水流动时产生的动力将水表内的齿轮带动，而水表表面指针在齿轮的带动下旋转，从而显示用水量，原理与机械手表相似。其使用范围十分广泛，最主要的原因是价格比较低廉，计量也相对准确。
对于供水管理方面，普通水表存在几个弊端。首先，长期以来，我国住宅水表均设于室内厨房或卫生间等用水集中处，对于用水点较多且分散的住宅，有时甚至一户内设多个水表。近年来，水表设于户内而引发的诸多问题日益引起人们的重视：入户抄表扰乱人们的正常生活及可能导致的入户抢劫，使住宅私密性及安全性得不到保障：管理人员抄表不易且抄表劳动强度大：个别用户偷水而管理部门无法制止及处罚等。由于这些问题的产生，水表出户已成为必然的选择。
虽然水表出户方便了抄表和维护，此外还杜绝了人情抄表、人情收费，人为窃水等现象，但改造费用较大，比较适用于新建住宅，老住宅改造难度太大、费用太高。尤其是在寒冷的北方，必须设立冻层以下的水表井，敷管、防冻和开挖水表井的一次性投入很大，维护费用也很高。并且由于户外工作的环境比户内的要差的多，水表内的齿轮容易变形老化，大大影响水表的计量精确度；再是水表的玻璃面由于户外的不可知因素，经常有水泥、杂物等粘在水表的玻璃面上，还有水表指针所对的刻度盘也很容易产生污垢，遮盖刻度，使抄表员无法准确读数，给抄表工作带来更大的难度，最终，这个计划很快就宣告失败。
随着改革开放，我国水表行业与国外同行的合作也打开了局面，宁波水表厂、福州水表厂、连云港水表厂等分别与德国、意大利等多家水表公司合作成立了合资公司并引进了先进技术，推动了国内的普通水表步入现代化的技术革新历程。
二 预付费卡式智能水表
预付费卡式智能水表是以普通水表作为基表、加装了控制器和电控阀所组成的一种具有预置功能的水表。实现用户凭用户卡缴费预先购水，再将卡内预水量（或金额）输入水表内，自动限额供水的管理模式的计量表具，体现了有效控制用水、及时回收资金、高效管理的管理模式。目前典型的有IC卡预付费冷水水表、TM卡水表和代码预付费水表。
ＩＣ卡预付费水表，采用ＩＣ卡为预购水量的信息载体。按IC卡与外界数据传送的形式等来分，有接触型IC卡和非接触型(又称射频感应型)IC卡两种。接触型IC卡的触点可与外界接触；非接触型IC卡带有射频收发电路及其相关电路，不向外引出触点。
ＴＭ卡水表，是一种非接触式的智能预付费水表，是采用美国ＤＡＬＬＡＳ公司独家开发的一信息载体，也属于ＩＣ卡类信息卡，又名“触击式存储器”。其具有独特的不锈钢纽扣电池型外包装，可有效地防潮、防尘、防火、防磁、防振、防机械损伤等，具有ＩＣ卡所不具有的物理、化学特性。
代码预付费水表，用一组变形的数据码来传输交换预付的水购置量数据，采用这种数据控制技术的智能预付费水表。由于其成本相对较高，不利于计算机信息管理，因此可能难以推广应用。
目前就国内市场应用情况看IC卡预付费水表、TM卡水表和代码预付费水表已经成为预付费卡式智能水表的主流产品，适用于“先付费后用水”条件下的管理系统。
以IC卡预付费水表为例，IC卡预付费智能水表由自动控制器、智能IC卡、机电一体化控制阀、水计量表（普通水表基表）及水销售管理系统五大部分组成。
水计量自动控制器是智能水表的核心部件，它是由一套超小型计算机控制系统组成，内部采用单片计算机技术、传感技术、自动控制技术与传统的水表相结合，对水的用量进行精确计量控制，该控制器芯片具有识伪、防窃、LCD显示、时针控制、声光提示等多种功能，抗干扰能力强，可靠性高，计量准确。
IC卡预付费水表采用的智能IC卡是目前国际通用的IC卡式数据存贮器，不仅可任意写出预购的水数据，而且还进行了防伪加密及自纠错处理。
机电一体化水控制阀是智能水表的重要执行部件，它接收控制器发出的指令，可准确、及时地执行开关阀动作，达到开通、切断水源的目的。阀门设计精巧，内部结构紧凑、简单，外观小巧玲珑、美观大方，用户安装方便。
自来水销售管理系统由计算机和配套设备构成，在专用软件的支持下，可进行销售营业和系统管理。可建立用户购水档案，分析销售形势，打印销售凭证及日、月、年统计报表等，并可对用户用水情况进行分析，发现问题重点检查等。
自1998年建设部“一户一表”政策的推出、居民用户安全意识和法律意识的加强推动了水表的发展。各地执行该政策采取多种形式。有的采用“移表出户”，有的采用预付费卡式智能水表，有的采用远传水表和抄表系统。这些水表品种的出现，打破了多年来全国统一设计产品一统天下的局面，增加了水表的产品技术含量和使用管理的方便可靠。
三、远传水表
IC卡预付费管理模式可以实现对用户表的抄表、收费、控制。有效地解决了恶意拖欠费用的问题，但是，不能做到实时掌握用户使用情况。
远传IC卡表收费管理系统将IC卡技术和自动抄表技术结合在一起，弥补了IC卡表和自动抄表的不足，解决了收费难和实时抄表的问题。
远传水表通常是以普通水表作为基表、加装了远传输出装置的水表，远传输出装置可以安置在水表本体内或指示装置内，也可以配置在外部。
目前远传水表大体分为脉冲式和直读式两大类。远传输出的方式包括有线和无线。
脉冲式远传水表是由旋翼式水表（干式、湿式）及水量采集传感器组成，目前采用双传感器方式的远传水表能够把水表的计量数据转换成脉冲信号，具有灵敏度高、信号传输准确，克服了由于水锤等临界点的颤动误发信号的缺点，可确保千万次信号无误差。具有短线、断线检测功能，实时监视用户的非正常用水状态。对系统的适应性强，可根据不同的采集系统，设置不同的脉冲当量或内部电路。该远传水表性能稳定、计量精确、抗磁干扰能力强等特点。
直读式远处水表采用直读表技术，彻底解决了传统的脉冲计数方式的弊端。该技术直接读取表具的计度器数字，表内不需设置表底数等参数，无需存储数据，不存在累计误差，真正实现了“读表”，结束了累积脉冲、换算数值的历史。直读表电子部份与表内的计数器等装置完全分离，不影响原表计量精度，且直读表可达到百分之百的准确率。真正做到了“无源”表具：表具的电子部分平时不工作，读表瞬间通过网络供电，内部不设电源，避免了传统方式因电源或电池故障造成的漏计现象，因平时不工作、不耗电，整机故障率和功耗得以大大降低，使用寿命更长。直读表使用智能前移技术，具有远端控制功能，可防止恶意拖欠，保证按时收费：表具内设有控制装置，可远程报警，灵活方便实施控制开关阀门等到功能。抄表方式灵活，可以单元集抄，也可以组成网络抄表。
四、发展趋势
根据建设部提出的小康型住宅小区规划要求，今后要对新建和改建的住宅统一规划，逐步实行水、电、气三表出户统一管理，实现计算机自动监测、计量、收费。自来水抄表到户适合社会总体发展的要求，自动抄收系统把先进的信息技术﹑电子技术﹑通信技术等纳入到供水企业的营业收费管理中，提高供水企业的管理水平，加大营业收费的力度，是能源管理体制现代化的体现。在国家相关政策的推动下，民用计量表智能化已是大势所趋。随着行业技术标准的不断成熟规范、管理水平的不断提高。国家对抄表设备监管力度、市场引导等不断加强。将抄表系统及相关配套产品纳入重点计量器具范围，建立市场准入制度也将是必然。
五、结束语
智能水表及自动抄表系统是近十几年发展起来的新兴技术。虽然经过多方努力在各个技术领域和技术层面上做了很多工作，并在各地住宅小区进行了大量有益的实践活动，总结了许多宝贵经验和教训。但从总体上说该项技术还处在发展和完善阶段，有待于进一步的创新与提高。随着基表技术、传感技术、无线通信技术、网络传输技术、电源技术的发展与成熟，以及水资源管理力度的加大和智能小区工程推进速度的加快，作为用水计量器具和数据远传工具的智能水表及自动抄表系统．必定有很广阔的应用前景和良好的发展空间。
