一種新型編碼字輪智能水表的編碼技術(shù)

孟錦根

摘要 本文介紹了一種新型編碼字輪智能水表的編碼技術(shù)，在編碼字輪的柱面上設(shè)置20個(gè)格雷碼代表O一9的初位和未位2個(gè)位置狀態(tài)，并討論了確保正確識(shí)讀的格雷碼設(shè)置位置，以及合理的讀碼譯碼規(guī)則來確保數(shù)字的顯示范圍為36°。

關(guān)鍵詞 格雷碼；數(shù)字過渡；數(shù)字進(jìn)位；譯碼規(guī)則

中圖分類號(hào) TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào)2095—6363（2016）12—0031—01

智能水表可以將水表累計(jì)流量隨時(shí)進(jìn)行電子信息化，并可以遠(yuǎn)傳或者IC卡管理，取代抄表員上門抄表。智能水表分為脈沖式和直讀式，其中直讀式智能水表原理是將數(shù)字字輪的讀數(shù)同步進(jìn)行轉(zhuǎn)化為信息。本文中涉及的編碼字輪智能水表就是一種條碼直讀智能水表，本人已申請專利。其特點(diǎn)是此水表其中的編碼字輪裝置，結(jié)構(gòu)上包括數(shù)字字輪和通過傳動(dòng)裝置與其連接在一起的編碼字輪，或者數(shù)字字輪和與其貼合在一起后安裝在數(shù)字字輪傳動(dòng)軸上的編碼字輪，數(shù)字字輪設(shè)置有觀察窗。編碼字輪上有條形編碼，通過條碼識(shí)讀器等裝置進(jìn)行識(shí)讀并按判讀規(guī)則來判讀，最終得到與表盤讀數(shù)一致的結(jié)果。

1編碼字輪的編碼編制

每個(gè)位的數(shù)字字輪旁均設(shè)置有編碼字輪與之對應(yīng)并同步運(yùn)轉(zhuǎn)。編碼字輪的柱面上均勻地分布有20組首尾相連的條形編碼，每組條形編碼與傳動(dòng)軸平行，每組條形編碼都是五位數(shù)的格雷碼，每兩組條形編碼與一個(gè)十進(jìn)制數(shù)字對應(yīng)，反映十進(jìn)制數(shù)字0-9的初位和末位兩個(gè)位置狀態(tài)。以下用0_初、0_末、…、9_初、9_末等代表這20十個(gè)格雷碼。

本條碼式直讀水表采用的條碼是格雷碼（Gray Code），格雷碼是一種二進(jìn)制編碼，并且在一組數(shù)的編碼中，任意兩個(gè)相鄰的代碼只有一位二進(jìn)制數(shù)不同，另外由于最大數(shù)與最小數(shù)之間也僅一位數(shù)不同，即“首尾相連”，因此又稱循環(huán)碼或反射碼。格雷碼在相鄰位間轉(zhuǎn)換時(shí)，只有一位產(chǎn)生變化，這樣就使得誤差只有1，在數(shù)字過渡時(shí)避免了錯(cuò)讀。

2數(shù)字進(jìn)位時(shí)避免誤讀的技術(shù)

數(shù)字過渡時(shí)會(huì)可能有誤差1，但是對于多位數(shù)來說，高位上的數(shù)字出現(xiàn)的誤差1，對于整個(gè)數(shù)的誤差就是10、100或者更高。那么必須采取一定的編碼技術(shù)和判讀規(guī)則來準(zhǔn)確識(shí)讀高位數(shù)字過渡時(shí)（即高位數(shù)字進(jìn)位）的讀數(shù)。本條碼式直讀水表低位數(shù)的初位和末位與高位數(shù)的初位和末位是有同步對應(yīng)關(guān)系，通過高位與相鄰低位的格雷碼組合，并采取一定的編碼設(shè)置方式來避免重碼，并確保誤差值為1。因?yàn)?⁵=32，既然采用20個(gè)格雷碼，那么格雷碼必然是5位數(shù)及以上。

在《封閉滿管道中水流量的測量飲用冷水水表和熱水水表第1部分規(guī)范》GBT 778.1 2007中明確對于數(shù)字式指示裝置的要求，“任何一個(gè)給定數(shù)字的進(jìn)位應(yīng)在相鄰低位數(shù)從9變化到0時(shí)完成。最低值十個(gè)數(shù)可以連續(xù)移動(dòng)。”也就是高位進(jìn)位時(shí)低位同步進(jìn)行9-0的過渡。數(shù)字從n過渡到n+1后，就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)了，這時(shí)的位置在本文中稱為顯示位，直到所有低位數(shù)字又開始從9向0過渡時(shí)，高位的數(shù)字才會(huì)又同步進(jìn)位過渡。只有當(dāng)高低位格雷碼組合在不相鄰位置不出現(xiàn)重碼時(shí)才可以判讀糾錯(cuò)。設(shè)置格雷碼的位置，決定了高低位格雷碼組合是否有重碼。endprint