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　　隨著智能水表行業(yè)的發(fā)展，智能水表的技術(shù)也在不斷發(fā)展成熟。智能水表系統(tǒng)是一個(gè)包括IC卡水表及銷售管理軟件的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)主要由：IC卡水表、智能卡、讀寫器、銷售管理軟件組成。IC卡水表是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，它安裝在用戶的用水管路中，主要起用水計(jì)量、顯示和控制的作用。IC卡，主要功能是記錄用戶從銀行或用水管理單位購(gòu)買的水量信息，傳給IC卡水表。讀寫器主要是完成IC卡的讀寫操作及與計(jì)算機(jī)的通信功能。銷售管理軟件是記錄用戶購(gòu)水信息，完成計(jì)算機(jī)與讀寫器的通信等功能的軟件。智能水表一般由：電控板、基表、電控閥門、電池、液晶顯示屏、及其計(jì)量傳感器等部件組成。它又可劃分為：計(jì)量基表、控制器和電控閥三大部分組成。
　　1．智能卡在水表中的發(fā)展情況
　　智能卡作為智能水表中的信息傳媒，決定了智能水表的數(shù)據(jù)傳輸形式，在智能水表技術(shù)中取重要作用。目前智能卡常有磁卡、IC卡、RF卡及TM卡等。
　　磁卡： 是通過磁條記錄信息量的智能卡，由于受電源、潮濕、卡口等因素影響，磁卡技術(shù)一直沒有應(yīng)用于智能水表的收費(fèi)控制中。
　　接觸式IC卡：從其功能上分為三種，

　　（1） 存儲(chǔ)器卡。

　?。?） 帶加密邏輯存儲(chǔ)器卡：內(nèi)有安全邏輯的一種存儲(chǔ)器卡。

　?。?） CPU智能卡：內(nèi)有CPU（中央處理單元）的一種存儲(chǔ)器卡。存儲(chǔ)器卡采用存儲(chǔ)器芯片作為卡芯，只有"硬件"組成，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和安全邏輯控制等；智能卡采用微處理器芯片作為卡芯，由硬件和軟件共同組成，包括硬件單片機(jī)（微處理器）、RAM（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）、ROM（只讀存儲(chǔ)器），軟件IC卡監(jiān)控程序或操作系統(tǒng)COS（IC Card Operating System）等。存儲(chǔ)器卡在技術(shù)上又可以分成兩類，分別是普通存儲(chǔ)器卡和邏輯加密存儲(chǔ)器卡。作為普通存儲(chǔ)器卡的卡芯芯片只含有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，通常簡(jiǎn)稱為"存儲(chǔ)卡"；邏輯加密存儲(chǔ)器卡則采用帶有安全邏輯的芯片作為卡芯，可對(duì)數(shù)據(jù)存取用密碼保護(hù)，通常簡(jiǎn)稱為"加密卡"。
　　TM卡： 實(shí)際上也是一種IC（集成電路）卡，只不過一般IC卡是五線卡或六線卡，并且是標(biāo)準(zhǔn)封裝，而TM卡是一線卡，特殊封裝方式。這種卡與設(shè)備直接接觸，所以讀寫端口一般是暴露的，比IC卡的卡口更容易遭到外界施加電壓的干擾，因此說TM卡雖然攜帶方便（可以做成鑰匙狀），但其安全性能（數(shù)據(jù)安全和設(shè)備安全）要比IC卡產(chǎn)品安全性能更差。
　　RF卡： 實(shí)際也是IC卡的一種，簡(jiǎn)稱射頻卡。是采用無線電波進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的，因此水表電子控制系統(tǒng)可以進(jìn)行完全密封，防水性能最好。但是射頻卡本身沒有電池，需要設(shè)備首先產(chǎn)生電磁輻射，通過感應(yīng)電為RF卡提供能源，待RF工作后，通過高頻電波與設(shè)備交換信息，因此數(shù)據(jù)交換不可靠，抗外界干擾能力差，產(chǎn)品成本也較高。
　　在智能水表的發(fā)展中，最先在90年代初推出了接觸式IC卡，那時(shí)的IC卡卡口較寬、是加密性較差的存儲(chǔ)器卡，其抗攻擊能力較差。特別是受到當(dāng)時(shí)輿論的攻擊后，其應(yīng)用一度受阻。97年第一個(gè)代碼預(yù)付水表產(chǎn)生了。98年第一個(gè)RF卡水表研究成功。99年新一代的接觸式IC卡水表（采用的是邏輯加密卡）及CPU卡水表被研制出。2000年TM卡水表產(chǎn)生了。2001年具有防水功能的接觸式IC卡水表被研制生產(chǎn)。目前水表的生產(chǎn)行業(yè)有一百多家，但真正能生產(chǎn)智能水表的企業(yè)不到20家。在這些廠家中有1家是采用代碼付費(fèi)水表，有2家采用TM卡水表，有3家是采用RF卡水表，其余的都是采用接觸式邏輯加密IC卡水表，在行業(yè)中占大多數(shù)。
　　2．智能水表的數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展情況
　　智能水表數(shù)據(jù)采集是在計(jì)量基表上加裝傳感元件而進(jìn)行流量信號(hào)采集的。水表的基表常有：旋翼式水表、容積式水表和螺翼式水表三種形式。旋翼式水表是一種速度式水表，它是利用水流推動(dòng)它的旋翼，帶動(dòng)提示盤轉(zhuǎn)動(dòng)以記錄用水量；它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量范圍寬，靈敏度高，外形尺寸小，精確度已被廣大用戶接受，是目前普遍使用的一種水表。容積式水表是一種計(jì)量較精確的水表，它的計(jì)算單位為升，一般的水表計(jì)量單位為0.01噸，相當(dāng)于10升，可見容積式水表的精確度較高；工作時(shí)每當(dāng)水灌滿它的計(jì)量容器后，閥門打開讓水流過，計(jì)量指示轉(zhuǎn)過一個(gè)刻度，然后重復(fù)前一過程，對(duì)后面的水再進(jìn)行計(jì)量；它對(duì)水質(zhì)的要求較高，一般用于純凈水計(jì)量。螺翼式水表也是一種速度式水表，它的螺翼與水流成軸流式結(jié)構(gòu)，它適用于大口徑工業(yè)上的用水計(jì)量。旋翼式水表又分為干式水表和濕式水表，干式水表是工作葉輪與指示機(jī)構(gòu)分開，通過強(qiáng)力磁鐵傳遞扭矩。濕式水表是通過工作葉輪軸直接帶動(dòng)指示機(jī)構(gòu)，所以在它的指示面板種常有水進(jìn)入。濕式水表：濕式水表穩(wěn)定可靠，價(jià)格低廉，但用于預(yù)收費(fèi)控制作為計(jì)量基表必須解決數(shù)據(jù)采集過程中的防水問題。干式水表：采用磁鐵隔離方式，因此計(jì)量信號(hào)采集非常容易，比較適合作為預(yù)付費(fèi)控制計(jì)量基表。但是，水表內(nèi)的磁體容易受到外界強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾，所以必須選用帶防磁罩的干式水表。
　　智能水表數(shù)據(jù)采集傳感器的常用種類有：
　　光電傳感器：光電傳感器屬于非接觸傳感器，可以進(jìn)行隔離和密封，但是光電器件的電流消耗大，不適合以電池為動(dòng)力的預(yù)付費(fèi)水表作為計(jì)量信號(hào)的采集。
　　霍爾傳感器：霍爾傳感器屬于磁性傳感器，其原理是磁鐵與磁敏半導(dǎo)體器件相互作用產(chǎn)生脈沖輸出的。為抵抗干擾，半導(dǎo)體輸出端增加比較器，因此消耗電流較大，一般不宜作為預(yù)付費(fèi)水表計(jì)量信號(hào)的數(shù)據(jù)采集。
干簧傳感器：是比較常用的計(jì)量信號(hào)采集方法。是干簧管與磁鐵相互作用的原理，因此會(huì)受到外界磁場(chǎng)干擾。目前眾多廠家都是采用雙干簧管結(jié)構(gòu)來防強(qiáng)磁攻擊。
　　機(jī)械傳感器：機(jī)械傳感器可以抵抗外界磁場(chǎng)、電場(chǎng)、外力的人為干擾，還不消耗能量，但防水問題及機(jī)械結(jié)構(gòu)的疲勞壽命難解決。
　　最初的智能水表是采用霍爾傳感器采集信號(hào)的但由于其體積及功耗較大而被干簧管傳感器取代。直到98年智能水表才有性能比較穩(wěn)定的雙干簧管加磁鋼的發(fā)訊裝置產(chǎn)生。目前ＩＣ卡水表生產(chǎn)廠家中普遍采用的就是這種裝置，只有一家采用機(jī)械傳感器結(jié)構(gòu)。大多數(shù)廠家采用干式水表，少數(shù)采用濕式水表。
　　3．智能水表的閥門發(fā)展情況
智能水表的閥門無疑是智能水表部件中最為重要的一個(gè)部件，閥門的好塊直接關(guān)系統(tǒng)到預(yù)收費(fèi)能否實(shí)現(xiàn)。智能水表要求閥門壓力損失小、體積小、功耗低。在90年代初由于人們對(duì)閥門認(rèn)識(shí)不深，很多廠家采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電磁閥。但此類閥門抗外界敲擊能力較差，且壓損大，雖然功率消耗小、體積小，但一次驅(qū)動(dòng)電流需要很大，不采用電荷泵技術(shù)就不能使用鋰離子電池，并且這種閥門的長(zhǎng)期工作的可靠性差，常常用不多久就損壞，給廠家?guī)砗艽髶p失?，F(xiàn)電磁閥已普遍被電動(dòng)閥代替。
　　目前市場(chǎng)上的水表采用的控制閥主要分為三類：電控球閥、電動(dòng)陶瓷閥、電動(dòng)先導(dǎo)閥。
　　電控球閥：采用小功率電機(jī)通過減速直接驅(qū)動(dòng)的球閥開閉。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，水阻小，只是球閥的球環(huán)加工精度要求高。但它存在的缺點(diǎn)是，使用一段時(shí)間后存在由于水垢或微顆粒等使轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增大的可能。目前眾多廠家是采用每月定時(shí)開關(guān)閥門幾次來解決此問題。
　　電控陶瓷閥：它的工作原理與球閥類似，只是閥門是平面結(jié)構(gòu)。
　　電動(dòng)先導(dǎo)閥：它是通過小功率電機(jī)帶動(dòng)磁柱運(yùn)動(dòng)先打開先導(dǎo)孔，通過有壓力的水進(jìn)行進(jìn)入先導(dǎo)孔，利用水壓打開閥門，所以一般來說它的功耗要小一些。但目前它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工成本要高一些。
　　目前一種浮動(dòng)式球閥，由于開關(guān)閥的功耗較小，球閥無預(yù)緊力，壓力轉(zhuǎn)移到了聚四氟乙烯閥墊上，從而達(dá)到了既保證密封又能輕松開關(guān)閥的目的，這種球閥被普遍采用。在現(xiàn)有水表廠家中采用電動(dòng)陶瓷閥的有2家，采用電動(dòng)先導(dǎo)閥有4家，其它的廠家都是采用電動(dòng)球閥。
　　4．智能卡水表的控制器的發(fā)展情況
智能水表的電路是由：微控制器（單片機(jī)）、LED/LCD顯示模塊、IC卡接口、計(jì)量模塊、負(fù)荷控制開關(guān)、電源模塊等組成。對(duì)于接觸式IC卡水表和非接觸式IC卡水表，控制電路主要不同在IC卡接口上，接觸式IC卡水表采用卡座，非接觸式IC卡水表采用接收線圈加專用接收模塊，TM卡采用專用解碼模塊。
　　計(jì)量模塊：機(jī)電式，從機(jī)械式儀表的計(jì)度器圓盤采樣，將計(jì)度器圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，送入單片機(jī)。
LED/LCD顯示模塊：用來顯示IC卡表的計(jì)量數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)?，F(xiàn)一般采用LCD液晶顯示。
　　實(shí)時(shí)時(shí)鐘：用來記錄時(shí)鐘和日歷，協(xié)助微控制器完成多種費(fèi)率的計(jì)量以及按日、周、 月的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。
　　IC卡接口：用于IC卡表與IC卡片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和安全認(rèn)證工作。
　　ESAM模塊：用于存放IC卡表內(nèi)的計(jì)量和狀態(tài)數(shù)據(jù)并與IC卡進(jìn)行系統(tǒng)的密鑰安全 認(rèn)證工作，是IC卡表一種數(shù)據(jù)密碼交換的器件。
　　負(fù)荷控制開關(guān)：用于控制用戶的水、電、氣、熱供應(yīng)的開關(guān)，可由IC卡表輸出控制信號(hào)對(duì)其進(jìn)行閉合或斷開操作。一般微處理器輸出的控制信號(hào)很弱，不能真接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)閥門，需由閥門驅(qū)動(dòng)電路將微處理器輸出的控制信號(hào)放大，并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)閥門。
　　電源模塊：用于向IC卡表提供電源供應(yīng)。
　　目前智能水表的電路板向著小型化、低功耗、抗干擾、低成本、實(shí)用功能方向發(fā)展。在電路板上由貼面件取代插接件，采用機(jī)器自動(dòng)焊接取代手工焊，使部件更小、性能更穩(wěn)定、成本更低。在對(duì)單片機(jī)的選擇趨向于容量適中、功能豐富、性能可靠、價(jià)格低的元件。在電路板的設(shè)計(jì)上淘汰了電光、蜂鳴報(bào)警而采用了更實(shí)用的關(guān)閥報(bào)警。智能水的顯示一般采用LCD顯示而不用LED，這是因?yàn)長(zhǎng)CD功耗小，更加精巧美觀。智能水表的電池，正逐漸采用高容量的鋰錳電池，其特點(diǎn)是容量大，可以密封在產(chǎn)品中，并且不產(chǎn)生晶阻。