智能水表核心技術分析

摘 要：智能水表在我們的生活中發揮著重要的作用，本文主要從當前智能水表的核心技術出發，分析智能水表的優勢及在生活中發揮的重要作用。從采集數據、信號處理、通信技術以及流量處理技術等方面綜合探討當前智能水表的核心技術，推動水表的智能化發展。

關鍵詞：智能水表 核心技術 分析

中圖分類號：TH86 文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0049-02

隨著經濟的不斷發展以及生產水平的提高，智能水表經過幾十年的發展已經取得了較大的發展，在專業上培養了一批具有專業素質的人才隊伍。在水表的研發上有了很大的突破，研發了一系列智能化的新型水表，在核心技術上也有了極大的提高，這在供水自動化及城市現代化建設中發揮著重大的作用。智能水表是一種以微電子技術、計算機信息技術、傳感技術等為基礎的新型設備。智能水表的出現極大便利了人們的生活，這也是現代化城市發展的必然趨勢。

1 采集數據的技術分析

采集數據是智能水表技術的額關鍵環節，只有對水表數據進行了精確、科學的采集之后才有可能進行后續的數據顯示、分析統計等環節。采集數據主要是指水表利用一定的特定技術，用水過程中產生的用水量進行統計，最后匯總到水表中進行隨著水表技術的不斷完善，智能水表的數據采集能力也在不斷上升，當前普遍采用的智能水表的數據采集數據主要包括以下幾種。

1.1 脈沖式的數據收集技術

脈沖式的數據收集方式是當前使用比較普遍的一種數據收集技術，是一種比較簡潔、方便的數據收集方式。這樣的數據收集方式是通過把水表葉輪的轉速脈沖換成用水數值來實現的。因為在脈沖數據收集的過程中容易受到葉輪轉動時的抖動、電磁場以及其他人為因素的影響，所以在統計過程中必須采取必要的防干擾措施，較長使用的是雙傳感元件技術或者數字濾波的技術進行防干擾。脈沖式數據收集技術雖然現在被普遍使用，但是在使用過程中還存在許多不足。具體說來主要是脈沖式的數據收集水表需要電池供電，上述干擾因素不容易消除，一旦電表斷電內部數據就會清零重新開始計算，這在數據收集的精確性問題上還有待提高。脈沖式數據收集技術，如果能夠克服電池壽命，脈沖干擾等問題，在未來智能水表核心技術中將發揮極大的作用。

1.2 絕對編碼數據采集技術

絕對編碼是直讀式數據采集的一種方法，這種技術在智能表的數據采集技術發展史上并不是非常長，但從發展速度上來看是非常迅速的。絕對編碼數據采集方式的工作原理主要是采用了光電等物理方式，通過一種專門性的傳感器和特殊的編碼計算方法進行位置編碼。這種方式類似于我們通過肉眼觀察電表上顯示的用水數量，是一種比較直觀的數據收集方式。這種數據收集方式最大的優勢在于表內不需要電池供電，所以在表內數據不會因為停止供電而丟失，另外這種方式受到客觀條件的影響和干擾較少。但是在編碼技術和信號識別上的處理方式比較復雜，所以水表的成本相對而言較高。但總體上來看，絕對編碼數據采集方式是當前普遍使用并且具有很好發展前景的一種數據采集技術。

2 智能水表信號處理技術分析

智能水表的信號處理技術是指通過水表中的流量傳感器書櫥的測量信號，對用水量進行測控及后續處理傳輸等功能。信號處理技術主要包括了對低頻、極低頻以及微弱信號的處理。這些信息處理技術在電表技術中是極為重要的，主要來說當前普遍采用的是信號放大與整形技術、電源供電穩定技術、數字濾波技術等，這些技術在當前的信號處理中是處于比較先進地位的。當前智能水表大致可以分為兩大類，一種是活塞式的流量傳感器，這是傳統的機械水表和智能電子裝置相結合的產品，這種智能水表在目前使用的較為普遍。另一種是采用現代流量計傳感和信號處理技術，這一類水表有流水表、電磁水表、超聲水表等。

使用傳統機械水表附上電子裝置的智能水表的信號處理技術通常是對脈沖信號及頻率信號的處理，因此在信號處理上主要是針對數字的處理，可以根據水表內部的電子設備直接進行數字信號的處理和計算，在這個過程中常常不需要模擬信號處理電路的第三方接入，因此在信號處理上顯得更加直接。而另一種智能電子水表，它的流量傳感器所輸出的信號是較微弱的低頻信號，脈沖微弱信號等為主，因此在處理上需要更加精確的處理方式，是對低頻信號的預處理，將這些微弱信號處理好之后再通過傳感器傳送給計算機，進行后期的運算和處理。

3 通信技術分析

智能水表能夠通過智能化的系統對水表進行自動化的數據處理，自動抄表技術是計算機數據聽信，它是以智能水表的通信技術的為基礎的。當前國內外使用的通信技術主要是采用無線局域網、有線局域網以及人工輔助機器等，這些通信網絡是搭建智能水表通信功能的基礎。當前普遍使用的網絡通信技術中的無限局域網主要采用ZigBee等信息處理技術，外部網絡主要是采用PNSP等技術。通信網絡的搭建是當前實現智能水表計算機信息處理的關鍵環節。

智能水表具有預付費的功能，能夠通過專門性的數據交換卡將信息傳遞到卡式水表上，這需要在計算機的管理終端之間形成重要的鏈接紐帶。通信技術是實現數據交換的重要基礎，它能夠實現用戶和管理端口之間的信息交換。抄表通信技術是有一定的明文規定的，這樣才能實現對智能水表抄表過程的實時監控和準確的數據統計，防止在抄表過程中出現少抄、漏抄等現象，所有的通信技術都必須符合國家標準和規定。

當前基于ZIGBEE技術的通信處理系統是一種應用比較廣泛的通信技術，它實現了人工抄表到科技抄表的轉變，能夠實現居家水表的智能化。傳統的人工抄表中存在著工作量大，信息不準確，人力資源浪費的問題。遠程抄表技術就是通過自動化的智能系統對水表數據進行遠程監控，避免了傳統人工上門抄表的復雜化。采用通信技術進行遠程抄表具有以下優勢：（1）提高了抄表的工作效率，減輕了工作人員的勞動強度；（2）隨時了解用戶的用水情況，對水表進行實時監控，便于對整體用水量進行統計和計算。

4 流量處理技術

流量處理技術主要包括了流量測量技術和流量傳感技術。我們已知智能水表包括了代電子裝置的機械水表和電子水表兩大類，因此在流量處理上也主要分為機械流量傳感器和無機械運動的流量傳感器。智能水表在流量測量范圍內的精確性是保證對水表流量進行準確統計的關鍵，對流量范圍和流量大小的測量是對流量品質進行測量的重要技術指標。葉輪是的流量傳感器是一種帶機械運動的流量傳感器，它通過內部調整的平行移動，使得水表的關鍵零部件改變誤差曲線的形狀，使得其更加符合流量測量的要求。無機械運動的智能水表由其自身所具有的電子顯示裝置等，在流量測量過程中無需進行機械運動，可以更加方便的對其流量測量特性進行形狀修正和平移調整。流量的測量特性是檢測流量的重要方面也為后期的流量傳感奠定了基礎。

流量傳感技術主要是實現計量數據的輸出，傳統的流量傳感技術已經不能適應新時代的發展技術，因此隨著科學技術的發展，水表制造水平的上升，以及智能水表技術的日漸完善，當前采用的是一種新型的流量傳感技術。相比較有運動的額流量傳感技術，無運動部件的固體式新型傳感技術在當前的智能水表中發展較為迅速，它改變了傳統運動型流量傳感技術出現的誤差曲線難以校正，計量數據輸出轉換困難的問題，尤其是克服了在水質條件較差的環境中提高產品壽命降低，測量有失精準的問題。根據目前國內外的發展請跨過來看，新型的流量出啊干技術可以做到裝配更加方便，調試更加簡單，實現對流量的額準確監控和處理，這是智能水表流量處理技術的核心內容，推動了流量處理的智能化、規范化、科學化、精準化的發展。

綜上所述，智能水表的核心技術是多方面的，它包括了數據采集、信號處理、通信、流量處理等方面的技術，每一項技術在智能水表的研發設計和制造中都發揮著極為重要的位置。智能水表是未來現代化城市管理的重要發展方向，它的發展大大推動了用水管理體系的建立。當前各個生產企業擁有的智能水表核心技術不盡相同，但值得一提的是，我國的智能水表在借鑒國外先進技術的同時也應該加強本國技術的創新，提高我國水表制造的主動性和創新性，提高我國智能水表生產技術在國際上的競爭力，通過技術進步和產業調整，推動智能水表的進一步發展。

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