浅谈智能电子水表在供水行业中的应用前景

杨志

摘    要：随着经济的发展，表计行业也在发生着日新月异的变化，智能水表远程抄表技术日趋完善，而传统人工抄表模式因工作效率低，劳动强度大，受天气等不可控现象影响，已不能适应社会、供水企业的发展需求，智能抄表正逐渐取代人工抄表在人们生活中的地位。本文主要介绍了智能水表抄表技术在供水行业中的应用现状、优势，解释远程抄表系统的采集原理和组成部分，并针对智能水表在运行中出现的问题提出了有效解决方案，希望能够对读者产生一些帮助。

关键词：智能水表;远程抄表;运行管理

1  前言

随着城市人口的增多，城市正朝着数字化、智能化到智慧化的进程发展，智能水表远程抄表技术克服了传统人工抄表模式效率低且容易出错的缺点，实现了远程接收，快速精准抄读数据，运行稳定可靠，在城市中得到有效的推广使用。

2  智能水表远程抄表系统的组成与选用

智能水表远程抄表系统是指通过无线网络，主站与智能水表远程通讯，实现数据采集、信息远传，最后由后台软件处理和分析数据。远程抄表系统包括主站、无线远传装置、集中器、采集器、智能水表五个组成部分。主站：储存数据用的服务器，可以延伸各种应用。无线远传装置：用于采集智能水表、压力传感器、液位仪等终端设备的数据，可通过GPRS/GSM/CDMA/NB-IoT等无线网络实现数据远传，达到管理后台实时监控的目的。集中器：设置于多个采集器和/或智能水表与主站间，集中采集数据，存储，最后通过GPRS网络与主站通讯。采集器：设置于智能水表与集中器之间，采集一个或多个智能水表的数据，处理数据并传递给集中器。智能水表由机械表及采集模块组成，采集模块内嵌有微处理器，可以把机械表上的窗口数值转化为数字信号，实现数据处理、保存、上传的功能。

按照采集数据的方式，智能水表远程抄表系统可分为如下两种：

（1）集中器抄表：集中器利用RS485、M-Bus总线与智能水表连接，集中采集数据、存储，最后通过GPRS网络把数据上传到主站【2】。M-BUS是一种专门为计量仪器数据传输而设计的总线，为两芯线无极性，可任意分支，方便安装调试，M-BUS一般可接500个点，电压足够可接更多，通讯距离最长可达1200m，具有总线故障隔离性能，保障部分总线故障时其余部分正常通讯，目前在集中抄表领域占据主流。RS-485是一种采用平衡发送和差分接收数据的总线，具有良好的抑制共模干扰能力，但连接结点少，一般不超过100个点，通讯距离短，一般只有数百米，通常要结合采集器使用，即集中器先经采集器再接智能水表的连接方式，拓宽结点数，延长通讯距离。集中器抄表优势在于通讯可靠性高，运行成本低，但布线困难，因此常应用于户型密集、方便集中布线的高层住宅小区，商业公寓等。

（2）物联网抄表：应用了物联网，通常表现为无线远传装置与智能水表一对一组合，直接与主站交换数据，其无线通信方式一般有GPRS、CDMA、Lora和NB-IoT等。NB-IoT是一种新兴的技术，支持低功耗广域网连接，但为收费频段，运行费用高;Lora具有传输距离远、工作功耗低、组网节点多特点，是目前被广泛使用的无线抄表技术;CDMA使用的是短消息传输，功率大;GPRS具有实时在线特性，传输容量大、速率高，常用于对大口径水表的24h实时用量监控。物联网抄表克服布线困难缺点，安装简易，后期检修维护方便，但受信号限制，常应用于农村村表、平房、别墅、旧改居民楼等信号良好、布线困难的区域。

3  智能水表远程抄表的应用

随着国内远程抄表技术的日益发展和完善，利用无线网络将表计读数远程传送回水司，并与营业收费系统对接，远程抄表数据的有效利用，大大减轻了抄表人员的工作量，提高工作效率。过去抄表员要拿手持机到现场的集抄点采集，现在足不出户就能采集数据，远程抄表系统因具备自动抄表、定时上报的功能优势得到各大水司的青睐。利用远程抄表，抄表人员不用上门打扰用户，即使水表被锁被堆埋，也无需估抄，避免因抄读不准引起的客户投诉与产销差误差，而且远程抄表的数据分析对判断水表滞行故障、分析漏耗、分析配表合理性等提供可靠依据。

4  智能电子水表运行管理

4.1  通讯故障

（1）主站与集中器或无线远传装置之间通讯失败：现场的设备欠电，或安装位置信号欠佳，造成远程通讯不稳定。安装设备时选择信号良好、接市电方便的点，可采用加长的天线尽量延伸到室外等信号较好的位置，及时更换低电压报警的电池，保障设备的正常在线。

（2）集中器或无线远传装置与智能水表之间通讯失败：远传设备内部电路元件出现烧坏故障需要更換设备;接线盒内接线头受潮氧化，需要及时维修爆漏水表，避免滴水流入接线盒，引起水表线的短路或断路。

（3）智能水表采集数据失败：水表内部电路元件出现烧坏故障需要更换;集中器下挂载表量过多，造成供电不足，使部分智能表不能正常抄读，需要规范安装，合理利用集中器的挂载容量。

采集读数失准，智能水表采集的读数与机械行度不一致。建立健全的数据复核机制，定期抽查，核对采集数值与机械行度一致性;水司的营业收费系统可基于历史用量对当前的采集读数进行筛查，对异常读数现场复核，及时维修故障表;厂商也应着重提高智能水表的工艺精度，提高采集准确率。

4.2  系统兼容

（1）硬件不兼容：不同厂商的智能水表、集中器等设备不能互相兼容，设备故障更换上非原厂商的设备不能通讯。

（2）软件不兼容：不同厂商智能水表的抄表软件不兼容，不能交互抄表，原有的智能水表售后服务期满后，若厂家不愿再提供维护服务，后期软件发生问题就会无人维护、升级，系统面临瘫痪。

（3）数据不兼容：通常智能水表采集的数据传送并保存到各自水表厂商的服务器，水司只是通过链接登录厂商的操作平台查询数据。这种现象可能会造成水表的数据被厂商不合理利用，而且水司若有多个中标厂商，对系统的管理与查询数据造成不便。

建议水司建立统一的通讯协议，包括从智能水表到远传设备，以及远传设备到主站的通讯协议，每个中标厂商的供货产品都必须要采用水司的统一协议通讯，以达到不同品牌的水表、设备能够互相更换使用;并且搭建统一的数据管理平台，各个中标厂商的智能水表数据只能传送并保存在水司的服务器，保障数据的安全性，并有利于系统的维护与功能拓展。

4.3  售后服务

虽然水表厂商承诺免费售后服务，但在实际管理过程中却难免出现管理维护人员不足，故障响应速度慢，设备故障处理时间长的缺点。为了改善服务质量，及时处理故障，水司可在水表招标文件上注明售后服务承诺及要求，把故障处理时长也列为对远程抄表系统考核验收的依据;拟定售后服务期满后的维护方案，培养与储备具备维护智能水表能力的水司内部人员，利用培训去提升水司技术人员判断故障和解决故障的能力，为智能水表维护团队做好人员的储备，以便应对系统维护力度不足的情况。

5  结束语

随着智能水表的推广使用，充分利用远程抄表的快速、可靠特性，来减少人力支出，节约劳动成本，成为今后表务管理的重点。通过建立合理的机制，监控设备异常，及时处理故障，定期对远程抄表系统做出评估，保障系统的正常稳定运行，保证数据的准确性。搭建统一的数据接收平台，并与水司自有的营业收费系统、SCADA系统、GIS系统相互支持、相互应用，开拓大数据时代。

参考文献：

[1] 麻昌其，梁恒斌，徐茂麟.远程抄表及其应用[B].广西工学院学报，2017.

[2] 张祥.基于GPRS技术的农村用水远程自动抄表系统的设计与实现[D].内蒙古科技大学，2015.

[3] 任亚军，赵明，朱文革，王英.基于GPRS的水表远程抄表系统设计[J].仪器仪表用户，2015（2）：7～9.