三表遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)在智能化住宅小區(qū)的應(yīng)用及存在問(wèn)題

　　【摘要】 三表系統(tǒng)前端采集的精確度不高，已經(jīng)嚴(yán)重影響到小區(qū)智能化的發(fā)展，希望本文能拋磚引玉，引起廣大三表遠(yuǎn)傳系統(tǒng)廠家和工程商的注意。

　　【關(guān)鍵詞】智能化住宅小區(qū) 三表遠(yuǎn)傳計(jì)量 水錘現(xiàn)象 存在問(wèn)題

　　近年來(lái)，智能化住宅小區(qū)建設(shè)在我國(guó)發(fā)展得很快，從沿海的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)深圳、廣州、上海到政治文化中心北京，以及中國(guó)西部城市成都、重慶、貴州、昆明等地均不同程度地建設(shè)了智能化示范小區(qū)。這些智能化住宅小區(qū)的建設(shè)，提高了住戶的生活質(zhì)量，擴(kuò)大了住戶的居住空間，為當(dāng)?shù)刂悄芑ㄔO(shè)起到了示范作用。

　　但是，在智能化系統(tǒng)建設(shè)中，也有不盡如人意的地方，最常見(jiàn)的現(xiàn)象是智能化系統(tǒng)僅僅成為一種擺設(shè)、成為房地產(chǎn)商銷(xiāo)售的一種手段、而沒(méi)有發(fā)揮它的作用。比如建設(shè)了小區(qū)綜合布線系統(tǒng)卻不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，使綜合布線系統(tǒng)埋在墻里睡大覺(jué)；另一種現(xiàn)象是由于智能化系統(tǒng)本身不成熟，造成系統(tǒng)不能正常使用，如建設(shè)了三表遠(yuǎn)傳計(jì)量系統(tǒng)卻不能正常運(yùn)行，仍然采用人工抄表。筆者曾參與過(guò)十個(gè)以上大型住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)的建設(shè)，深感這種情況如果得不到解決，一定會(huì)影響智能化住宅小區(qū)在我國(guó)的發(fā)展，影響開(kāi)發(fā)商的積極性，影響住戶的實(shí)際生活。本文著重介紹三表遠(yuǎn)傳系統(tǒng)。

　　三表（或稱(chēng)四表、五表）遠(yuǎn)傳計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是與住戶密切相關(guān)的一個(gè)智能化系統(tǒng)。目前我國(guó)現(xiàn)在采用的是將冷水表、熱水表、氣表，電表安裝在用戶室內(nèi)（以前安裝在室內(nèi)），安裝在樓道內(nèi)。每月水表、氣表、電表入戶抄表收費(fèi)給用戶帶來(lái)很多麻煩，給抄表人員帶來(lái)煩惱，造成很多不必要糾紛并且不安全。為了有效解決入戶抄表收費(fèi)存在的諸多弊端，提高效率，避免入戶抄表引發(fā)的不安全因素（如冒充收費(fèi)人員入室搶劫），避免用戶受到打擾（如在家休息時(shí)）和杜絕拖欠費(fèi)用等情況，遠(yuǎn)傳計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

　　目前，三表遠(yuǎn)傳系統(tǒng)一般分為四個(gè)部分：前端采集裝置、數(shù)據(jù)采集處理裝置、傳輸線路、中心控制平臺(tái)。從傳輸上可分為總線傳輸和電力載波兩種。由于我國(guó)的電網(wǎng)在傳輸數(shù)據(jù)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)受無(wú)線電信號(hào)、電磁信號(hào)、脈沖信號(hào)的干擾，導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)錯(cuò)碼、丟碼的情況，所以電力載波在我國(guó)發(fā)展還不是很適合。在數(shù)據(jù)采集處理部分，已經(jīng)發(fā)展的較為完善。有采用單片機(jī)的，有采用LonWorks技術(shù)的。但最關(guān)鍵的部分，筆者認(rèn)為是前端數(shù)據(jù)采集裝置部分，下面我們來(lái)詳細(xì)討論一下前端數(shù)據(jù)采集裝置。

　　前端數(shù)據(jù)采集裝置指的是具有脈沖或電信號(hào)輸出的水表、電表、氣表等計(jì)量裝置。從傳感器上分類(lèi)可分為干簧管型和霍爾元件型。

　　霍爾元件型基本原理是：在普通轉(zhuǎn)盤(pán)計(jì)數(shù)的水表（或天燃?xì)獗恚┲屑友b霍爾元件和磁鐵，即可構(gòu)成基于磁電轉(zhuǎn)換技術(shù)的傳感器?；魻栐潭ò惭b在計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤(pán)附近，永磁鐵安裝在計(jì)數(shù)盤(pán)（例如0.01立方米）位上，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈，永磁鐵經(jīng)過(guò)霍爾元件一次即在信號(hào)端產(chǎn)生一個(gè)計(jì)量脈沖，對(duì)應(yīng)0.01m3。

　　干簧管型基本原理是：在普通轉(zhuǎn)盤(pán)計(jì)數(shù)的水表（或天燃?xì)獗恚┲屑友b干簧管和磁鐵，干簧管固定安裝在計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤(pán)附近，永磁鐵安裝在計(jì)數(shù)盤(pán)（例如0.01立方米）位上，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈，永磁鐵經(jīng)過(guò)于簧管一次即在信號(hào)端產(chǎn)生一個(gè)計(jì)量脈沖，對(duì)應(yīng)0.01m3。

　　從以上分析我們可以看出，無(wú)論是霍爾元件型還是干簧管型，均以永磁鐵經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)，由于磁場(chǎng)作用產(chǎn)生吸力使干簧管閉合發(fā)出脈沖或發(fā)生磁電轉(zhuǎn)換發(fā)出脈沖。脈沖數(shù)量的準(zhǔn)確度將決定遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。從目前實(shí)際施工完工的情況來(lái)看，遠(yuǎn)程氣表、電表的脈沖準(zhǔn)確度較高。水表的情況不盡如人意，甚至是非常糟糕。原因主要有兩方面：

　　(1)干簧管質(zhì)量不高；

　　A、干簧管觸點(diǎn)材質(zhì)、強(qiáng)度不一；

　　B、干簧管觸點(diǎn)的間距差距；

　　C、磁力的參數(shù)以及磁力隨使用時(shí)間的變化；

　　D、磁力與干簧管的吸合角度（通斷角）易變；

　　E、用量大時(shí)，機(jī)械觸點(diǎn)本身固態(tài)響應(yīng)遲緩；

　　F、外界磁力、電磁的干擾嚴(yán)重。

　　(2)水管發(fā)生水錘現(xiàn)象，發(fā)出大量脈沖（增脈沖）。

　　水錘現(xiàn)象：管道系統(tǒng)中，如果發(fā)生液流瞬變流動(dòng)，管流的流速、壓力等參數(shù)均隨時(shí)間變化，其變化幅度取決于管流初始流態(tài)、管系特征、瞬變形成條件等因素。因流速突然變化而引起的一系列急劇的壓力交替升降的水力沖擊現(xiàn)象，管道將發(fā)生劇烈振動(dòng)和較大的聲響，這種現(xiàn)象稱(chēng)為水錘現(xiàn)象。

　　在日常生活中，我們經(jīng)常遇見(jiàn)水管劇烈抖動(dòng)和發(fā)出聲響的情況，也就是水錘現(xiàn)象。正是這種劇烈的抖動(dòng)造成了干簧管簧片在很短時(shí)間里，頻繁地吸合，發(fā)出大量的脈沖。

　　在遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)中，水表脈沖的不準(zhǔn)確性大多數(shù)是由以上三種原因造成。這些情況已經(jīng)嚴(yán)重地阻礙了遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)的發(fā)展，試想前端傳感器的質(zhì)量和記錄都不能令人放心，整個(gè)系統(tǒng)再先進(jìn)又有何用？

　　水錘現(xiàn)象產(chǎn)生原因極其復(fù)雜，與管道內(nèi)壁摩擦力、壓力、液體流速等均有關(guān)系，我們并不能在根本上解決它。但是，我們可以通過(guò)某種手段，濾出多余脈沖。假設(shè)有一直徑25毫米，常用流量為0.35立方米的水表，我們可以算出在最大流量(0.35立方米/小時(shí))時(shí)，流出0.01

　　立方米水需要0.17分鐘，假定永磁鐵對(duì)干簧管作用距離角度為40度，那么，最大流量時(shí)，干簧管從斷開(kāi)到吸合再斷開(kāi)時(shí)發(fā)出一個(gè)脈沖，需要O.19分鐘。這樣，我們可以認(rèn)為，脈沖寬度必須大于0.19分鐘，否則就視為誤脈沖。但是在實(shí)際工作中，我們?cè)O(shè)定脈沖寬度為5秒，就可以濾出雜波了。我們可以在硬件和軟件上，設(shè)置一定的判斷功能，來(lái)濾出誤脈沖。這樣，我們從前端采集的數(shù)據(jù)就較為準(zhǔn)確。

　　目前，國(guó)產(chǎn)的遠(yuǎn)傳水表的質(zhì)量確實(shí)令人堪憂，已經(jīng)嚴(yán)重地阻礙了三表遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的發(fā)展和小區(qū)智能化的推進(jìn)。希望有志于遠(yuǎn)傳水表的廠家，積極進(jìn)行研究，為工程商和終端用戶提供高質(zhì)量的遠(yuǎn)傳水表，推進(jìn)三表遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的發(fā)展。