基于M-bus布线光电远传智能水表前景展望

力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务1力凯科技发展有限公司本文档仅作学习交流之用，严禁用于商业用途，侵权必究！更多产品资料详网站：http;//一、智能水表的分类：依据智能水表所构建的系统功能和硬件平台，可将智能水表分为两大类：1、远程集中抄表系统（简称远程集抄）2、卡式智能水表系统力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务3A二、远程集抄的组成及其技术应用现状：1、组成：远程集抄主要由基表（光电直读远传智能水表）、数据存贮与通讯系统、后台软件操作系统三部分组成。2、基表：常用的可供计量的表具是以多流束式水表为主的旋翼式水表和水平螺翼式大口径水表等。3、传感器：目前，常用的传感器主要分为磁敏传感器、电感式传感器和直读式传感器。磁敏式传感器主要包括干簧管、霍尔元件、维根等，以脉冲的形式输出信号。电感式传感器主要是通过对振荡信号的周期性衰减的采集获取计量信息。力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务43、传感器：直读式传感器分为光电式和机械式两种。光电式可根据发射器和接收器的相对位置分为反射式和对射式。机械式直读主要是通过压簧片对码盘的直接接触，获取编码信息，从而确定其相应的指示位置。该方式虽然较前者成本低，但由于受簧片材质和加工工艺的影响，存在着可靠性差，机械阻尼大（水表始动流量大），批量生产工艺性有待提高等问题。二、远程集抄的组成及其技术应用现状：B力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务5C4、数据通讯：数据通讯分有线和无线两大类：有线通讯，现行采用RS485总线和MBUS总线的通讯方式，具有较完善的标准体系。无线抄表技术现在也层出不穷。5、小结：除了直读式外，磁敏式、电感式、无线式都要在水表内加装电池，来解决能源问题。在大规模应用的情况下，更换电池就成为一种非常大的负担。由于电池在用户家中，无法预知其失效时间，需要大量的服务和成本来解决。当然，也有通过安装干电池来解决的，但可靠性不尽如人意。二、远程集抄的组成及其技术应用现状：力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务6三、卡式智能水表系统组成及其技术应用现状：1、组成：卡式智能水表系统由卡式智能水表、读写卡（信息载体）、后台处理系统三部分组成。2、智能卡水表是以带有发信装置的水表为计量基表，以读写卡为媒体，加装控制器和电控阀所组成的一种具有预付费功能的水量计量仪表。3、读写卡是指可进行读写操作的的媒体，如IC卡、TM卡、射频卡等。4、后台处理系统是指可对读写卡进行读、写操作的硬件和软件系统。该系统中由于读写卡承担了管理者与用户间的沟通以及用户与与卡表间的沟通，而用户是读写卡的持有者，因而在管理者与用户间的实时沟通上受到一定的制约，这种非实时性同时降低了管理者与用户间人性化服务的程度。力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务75、小结：智能卡水表目前是场主流产品，在智能水表的市场占有率约80%，市场保有量在千万只以上。目前，智能卡水表在推广应用过程中出现以下问题：1、产品质量参差不齐：银川、哈尔滨等城已停止推广；2、6年使用强制检定到期，更换成本太高。不更换，大量水表因电池、电路问题导致不计量、不关阀；管理单位无法得知用户的实际用水情况，是否异常用水不得而知。3、国家的阶梯水价政策无法及时执行；4、与客户的互动无法解决；客户用水情况，不能及时掌握。5、交费方式比较单一，必须将购水量等写入卡中；不能使用手机支付、网上银行、银行托收等便捷方式；三、卡式智能水表系统组成及其技术应用现状：力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务8四、对比：表4-光电直读式抄表系统与脉冲测量总线抄表系统比较表序号比较项目无源光电直读式表具有源脉冲测量式总线表具1采样原理光电位置感应，不读数时不需供电脉冲累计，不能断电，传感器一般采用干簧管或微动开关（表内有备用电源）2供电表具本身无源，读表时由总线供电。不需要长期供电表具有源，必须内带电源，一般采用电池供电，电池存在使用寿命，需定期更换电池。3精度高，与表具示数完全一致。精度差，如抖动误差、累计误差等4干扰源存在强光干扰，能有效解决强光干扰问题存在外磁干扰，且不能有效解决干扰问题5抄表频度可随意抄表有限制，要求尽量少抄收，以节约电源6维护与安装安装不需要设置底度需设置底度，且更换电池时还需要设置底度力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务9序号比较项目光电直读式阀控M-BUS系统卡式表系统1采样原理光电位置感应，不读数时不需供电脉冲累计，不能断电，传感器一般采用干簧管或微动开关2供电表具本身无源，读表、控制阀门时由总线供电。不需要长期供电表具有源，必须内带电池供电，电池存在使用寿命，需定期更换电池。3精度高，与表具示数完全一致。精度差，如抖动误差、累计误差等4干扰源存在强光干扰，能有效解决强光干扰问题存在外磁干扰，且不能有效解决干扰问题5远程监控功能具有远程监控功能，表具的状态可以检测。可远程开、关阀门来实施控制。不具备远程监控功能，表具即使坏了，管理单位也无法知晓6维护与安装需要布线施工，较复杂，但用户可不与表打交道不需要施工，但需培训用户使用。7预收费功能具有预付费等多种收费模式和方法；能更好执行国家的阶梯水价政策。用户交费方式灵活方便。只有预收费功能。交费时必须使用智能卡等信息载体，并由用户传输到表内。不方便交费。8寿命使用寿命长。总线一经布设，可以使用50年以上；表具可以更换，计量准确则可以一直使用。使用寿命跟水表内置电池寿命有关，定期需要更换电池及水表9可靠性可靠性高。表的机械读数与电子数一致；阀门由总线供电，电压恒定，开关阀可靠性高。通过远程检测，可以了解表具的运行情况，及时发现故障。可靠性低。表机械读数与电子数经常不一致。水表电池故障会导致水表不计数。阀门可靠性低，水表电池不稳定会造成开关阀失效。无法了解表具状态10成本前期成本较高。但水表的使用寿命长。表具的电子部分可以达到10年以上；整体使用、维护成本低。前期成本低。但使用成本和维护成本很高。四、对比：表4-2光电直读式阀控M-BUS抄表系统与卡式表系统比较表力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务10部分产品专利证书力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务11力凯部分公司资质证书力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务12以人力为主的初级阶段该阶段的主要特点：在抄表、数据录入、报表生成、收费、管控等各个环节，基本完全依赖手工完成。随着计算机技术的普及，在报表生成到收费环节部分实现了电算化，但是整个的管理流程中人力使用仍然扮演主要角色。六、能源管理发展进程的三个主要阶段力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务13人工管理为主带来的弊端队伍庞大，同时效率低下，抄表人员工作时间长，工作强度大；抄表、数据整理、录入环节很慢避免人为误差，导致计费差异，引起供需方矛盾；入户抄表，扰民在所难免；数据采集明显存在滞后性，数据分析在调度的合理性上几乎没有实质性帮助；收费阶段对于欠费等问题无法及时处理，造成企业呆坏账，影响企业效益……能源管理发展进程的三个主要阶段1力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务14能源管理发展进程的三个主要阶段2以脉冲式远程抄表及IC卡预付费管理的发展阶段随着机电技术的发展，逐渐出现了脉冲式远程抄表技术，大大减少了人力资源的浪费。同时采用IC卡预付费方式对于使用费用进行有效管控，极大提高了管理效率。IC卡式预付费表具可以解决用户欠费等问题，但是对于用户的实际使用情况仍然无法及时掌握。另外场上多数IC卡表仍旧采用脉冲式计量，存在精度差的问题；同时采用预付费IC卡从技术上存在被破解、盗用的情况，一旦出现类似情况都将给供应方造成巨大的损失。所以作为过渡方案的IC卡式表具彻底退出场已经成为必然。力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务15能源管理发展进程的三个主要阶段以光电直读远传表具为代表的第三代系统针对场上存在的各种系统的种种弊端，逐渐发展出来采用各种直读模块的新型第三代智能管理系统。直读模块有采用电阻式、摄像式和光电式为代表，电阻式和摄像式由于成本高，可靠性差等原因，没有得到太多推广，光电直读成为主流。其中力凯科技发展有限公司作为该应用技术的倡导者，通过多年潜心研发，形成了具有完全自主知识产权、代表了应用技术最前沿的整套解决方案。并在光电直读模块的字轮设计、编码、算法、表具ID身份识别、M-BUS通讯接口、模块的封装工艺等各方面形成多达十五项专利，为行业建立了一个成熟完善的标准并已经被全行业广泛接受。3力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务16不同方案性能对比：不同方案传统机械表IC卡式仪表脉冲式远传表光电直读式远传表优点•结构简单•表具制造成本低•技术成熟•普及度高•先缴费、后使用，可以解决欠费使用问题。•结构简单•表具制造成本低•技术门槛低•远程统一后台管理，抄表、计费等一体化系统操作。•直接计量，无累计误差•抄表时上电，平时零功耗•光-电模式，不受电磁干扰，计量精度高。•不受停电影响。•非接触式位置检测，不影响表具原有精度。缺点•人工抄表，工作量大、效率低、抄表作业扰民。•实效性差，管理严重滞后•对于欠费使用无有效解决办法•多数采用脉冲式计量，精度差•仍然工作于单机模式，管理不具备实效性•安全性差，容易被破解•可靠性低，由于表内电池原因导致计量失效、阀门不可靠•属于累计式二次计量，误差大。•电路需要24小时工作，耗电大。•工作于磁-电方式，抗电磁干扰能力弱。•停电时需要人工重新核对数据，工作量大。•电路复杂，技术难度高。•组装工艺复杂。•字轮进位时临界位置容易误读。•强光下工作易受干扰。•安装调试复杂。综合评价趋于淘汰趋于淘汰趋于淘汰未来主要发展方向力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务17力凯科技解决方案-有线组网方式电话线/移动数据网络（GSM/GPRS/CDMA）采集器调制解调器调制解调器工作站.水/电/气表具.采集器七、力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务18力凯科技解决方案-无线混合组网方式每只表具内置独立射频模块，工作频率为433或者470MHz水、电、气表具射频中继器电话线/移动数据网络(GSM/GPRS/CDMA）调制解调器工作站调制解调器力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务19光电直读模块光电直读模块是采用多组光电发射/接收组件，通过检测字轮盒中每个字轮位置状态，以及专利算法，计算出字轮盒中实际的读数。然后数据经过各种标准通讯协议接口传输给管理后台。应用示例：光电传感水表水表智能机芯无线大口径水表力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务20力凯科技光电直读模块技术特点：采用基于单片机的高集成度电路设计，模块体积小，便于与各种字轮盒设计集成。采用30位编码专利技术，有效解决临界进位读取误差。可靠的数据冗余技术，彻底解决强光下的干扰问题。采用自主专利的电子身份识别码技术，上千户的表具调试时间压缩到了两小时以内。独有模块自检功能，使系统稳定可靠性具备数量级的提升；故障排除时间减到最少。超低功耗带来超强带负载能力，单个采集器可以驱动多达384只表具，最大程度降低了系统复杂性和初始安装造价。灵活多样的通讯协议（TTL、RS485、MBUS），提供最大的系统兼容性。有线和无线的接入方式可以满足各种工况。力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务21管理系统基于WEB服务器的设计理念，无需安装复杂的客户端程序。任何一台电脑只要具有网络浏览器，即可通过密码授权管理整个系统。为维护管理提供最大的便利性。力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务22力凯科技M-BUS无源自动抄表系统主要特性1、系统结构简单：系统仅由管理软件、集采器和智能表具组成2、表具读数精准：光电透射式专利计数编码技术3、超低功耗设计：单机负载：384节点，单级传输：1000米4、超强通讯能力：双向分时操作系统构架，效率高，容错强5、业务处理高速：抄表响应速度≤65ms／表6、工程施工便利：单层多级M-BUS两线无极性总线结构7、系统“零”调试：自动完成系统内设备所有信息初始化8、保护功能完善：使用总线接线盒，三级防雷、防光、防水力凯科技发展有限公司力凯科技企业服务2