龙8国际新型智能水表的研制

　　它采用微电子技术和无线通讯技术，通过感应水流量来实现自动计量水量、远程抄表和数据管理等功能。

　　1. 感应器：智能水表内部装有感应器，当水流通过水表时，感应器会检测水流，并产生相应的信号。

　　2. 流量计：智能水表内部还装有流量计，它可以精确地测量水流量，并将测量结果传输到系统中。

　　3. 通讯模块：智能水表内部还配备了通讯模块，可以通过无线通讯技术将测量数据传输到远程服务器中。

　　4. 数据管理系统：智能水表的数据管理系统可以将所有的水表数据进行存储、管理和分析，同时可以实现远程抄表、账单计算等功能。

　　总的来说，智能水表的原理就是通过感应器、流量计、通讯模块和数据管理系统等技术手段，实现自动化、智能化的水表管理。

　　这种水表具有精度高、数据准确、操作简便等优点，可以方便快捷地进行用水管理和节水控制。

　　远程智能抄表网络系统（全自动）解决方案第一部分、前言目前我国居民住宅的水表、电、气表等能源计量表具大多都安装在室内，每月水、电、气表入户抄表收费给用户和抄表人员带来诸多不便。

　　为有效解决这些问题、提高效率和杜绝拖欠费用，将用户三表安装在户外的呼声越来越高，尤其对高层、豪华居住小区，这个问题就更显得突出和必要。

　　我们研制、开发的智能远传抄表系统，将全方位改变水、电、气等系统抄表、计费、收费、维护和管理的模式，使其更加科学化、规范化，大大节省了各管理部门整体的运行成本，有着巨大的经济效益和社会效益。

　　建设部在《2000年小康型城乡住宅科技产业工程城市示范小区规划设计导则》中已明确提出要“推广应用户外计量（含水、电、暖、燃气表）技术”；在《中国住宅产业发展纲要》中也明确提出要“实现方便查表，不干扰住户，使大量人工查表工作逐步过渡到数字化传送，开发智能化的水、电、气、热计量装置及接口箱柜。

　　……智能化计量装置的开发要达到计量准确、抗干扰能力强、稳定性与耐久性好，使用安全，防盗等基本要求。

　　”该系统具有：1、标准化的集成管理软件，使住户水表管理更加简洁、高效；2、提供了全新的管理概念；3、能实时查询各用户用表数据，调度部门可及时了解到整个网络不同区域的负荷状况，便于掌握负荷规律，确定最佳调度方案，减少社会资源浪费；4、从系统设计、产品支持、工程服务和售后服务提供了专业化的技术支持；5、体现了自来水用水收费公平性，消除了人为因素。

　　同时该系统的施工、安装、调试、使用、维护简单，且译码总线直读水表的机械尺寸与普通水表的规格一致，无需对水管的口径有特殊要求，而水表上保留机械读数可作为用户对系统读数有异议时的参考值。

　　第二部分、系统设计一、运程智能网络抄表系统特点该方案是由表单元、链路单元、计算机主机和系统软件四部分组成。

　　表单元：直读远传水表；链路单元包括：集中器、中继器、采集器；计算机主机：办公计算机（自备）；系统软件：AMR智能抄表软件。

　　智能水表系统论文科技研究论文无线智能水表系统摘要：为了满足智能建筑和智能小区的需求，自来水管理部门正逐步改变传统的人工入户手工抄表的方式，广泛采用无线自动抄表技术，推动了水费管理的智能化、网络化和信息化。

　　针对传统抄表技术存在的低效、易错的缺陷，本文提出了一种选用JN5148作为主控芯片，集成了32位的处理器和2.4G的无线收发器，将Zigbee无线通信技术、GPRS网络与水表计量自动化结合起来的无线智能水表系统。

　　该系统具有无需网络布线、long8-龙8(国际)唯一官方网站快速组网、协议简单、传输可靠、耗电量低和运行成本低等优势。

　　关键词：自动抄表；水表；JN5148；Zigbee；GPRS引言随着电子应用技术及信息产业的飞速发展，智能建筑和智能小区越来越多，采用传统的计量技术和抄表方式已无法满足国家节能减耗的需求。

　　目前国内水表抄表系统的现状主要有以下三种方式：一是传统的人工抄表收费方式，每户安装普通机械计量仪表，有管理人员按固定时间进行上门抄收。

　　二是智能卡式收费方式，每户安装具有智能卡接口的计量仪表，通过智能卡作为传输介质，在用户和管理部门之间传输信息，实现计量仪表的抄收以及缴费工作。

　　三是自动抄表收费方式，每户安装具有通讯能力的计量仪表，通过有线网络系统自动完成用户计量仪表的数据抄收，再通过金融网点方式以自动或人工方式完成缴费。

　　本文选用JN5148作为系统主控芯片，集成了32位处理器和2.4G 的无线收发器，采用Zigbee无线技术实现采集器与集中器间数据通信，再通过GPRS网络实现集中器与抄表中心的数据传输。

　　本系统实现了远程抄表，节省人力资源，传输的数据量大、速度快，智能化程度高。

　　集中器上带有GPRS无线模块把数据传输到主站管理计算机，然后再通过金融网点完成缴费。

　　1.1 无线智能水表模块的设计无线智能水表是由主控芯片、输入采集模块、阀门控制电路、显示部分和通信接口电路等构成。

　　NB-IoT智能水表的原理及设计今天为大家介绍一项国家发明授权专利——NB-IoT智能水表。

　　该专利由益都智能技术（北京）股份有限公司申请，并于2018年9月28日获得授权公告。

　　一般分为容积式水表和速度式水表两类，采用活动壁容积测量室的直接机械运动过程或水流流速对翼轮的作用以计算流经自来水管道的水流体积的流量计，现有的水表均为自来水厂安装在各用户的房屋门口的进水口端，传统的水表需要工作人员逐个观察记录，这样十分浪费时间；为了解决上述问题，在水表内设置采集单元、近距离通信单元及相关信号处理单元，将水表的读数发送至工作人员的手持终端上，这样一来，工作人员便可批量化的获取水表读数。

　　现如今的采用的方式是在原有的老式水表的指针上加上小磁铁，并在水表内部加上一个磁敏传感器与外部采集电路板，通过导线将传感器与外部采集电路板相联，其通过检测指针转动的圈数来达到计量用水量的目的，存在智能化程度低的问题。

　　再者，这种水表由于上述电路元件是设置在水表内部的，其需要作一定的防水处理，无疑的增加了水表的报价；且电路板部分和传感器部分为易损件，维修时需要打开整个水表进行修理，甚至需要将水表完全更换，这样一来浪费人力物力，二来也浪费了材料，且其信号传递是通过磁场，这样就存在可能被外部磁场干扰的情况，这时的传感器都会检测到恒定磁信号，传感器就无法计数或计数错误。

　　发明内容有鉴于此，本实用新型目的是提供一种传输方式多样化、检测信息准确和智能化程度高的NB-IoT智能水表。

　　为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种NB-IoT智能水表，包括水表壳体，及设置在水表壳体上方的、且与水表壳体固定的信号采集装置；所述信号采集装置包括外壳体，及设置在外壳体内部一端、且与外壳体固定的CMOS数字图像传感器，及设置在CMOS数字图像传感器上方的、并与CMOS数字图像传感器连接的、用于显示数值。

　　智能水表系统设计及其应用研究智能水表作为一项新兴技术，正在得到越来越广泛的应用。

　　在新一轮科技革命中，智能水表系统的设计和应用研究已经成为许多企业和实验室的重点。

　　本文将从需求分析、系统设计、软件开发、硬件构建和应用研究等方面全面阐述智能水表系统的设计及其应用研究。long8-龙8(国际)唯一官方网站

　　其次，由于水表需要与中央计量收费系统相结合，智能水表系统需要具备可读取、可远程监测和可联网的特点。

　　二、系统设计智能水表系统的设计需要考虑多种因素，包括精度、可靠性、通信方式、软件界面和硬件指标等。

　　精度要求系统能够准确测量用水量，可靠性要求系统具有长期稳定、智能监测、自我维护等特点。

　　通信方式需要与中央计量收费系统相结合，常规的通信技术包括4G、WiFi、Lory 等。

　　软件界面需要考虑易用性和便携性，硬件指标需要考虑外观设计和结构强度等因素。

　　三、软件开发智能水表系统的软件开发主要包括后台管理、终端应用、数据加密、故障诊断等方面。

　　后台管理功能包括数据处理和设备管理等，为用水管理部门提供数据分析和管理支持。

　　终端应用包括展示用水量、检测水质等多种功能，在应用前需要经过改进和测试确保其质量。

　　数据加密和备份是系统安全性的关键，同时也需要保证前端与后台的数据传输无误。

　　故障诊断方面，系统需要通过人工检测、软件判断和远程诊断等方式，确保系统在运行过程中可以快速修复和排除故障。

　　四、硬件构建智能水表系统的硬件构建主要包括传感器、智能处理器、通讯模块、外壳等部分。

　　其中，传感器是智能水表的核心部分，其精度和可靠性影响整个系统的稳定性和精度。

　　智能处理器负责数据处理、储存和调度等功能，通讯模块负责与后台连接、数据传输等功能，其稳定性和安全性也是智能水表系统的关键。

　　智能水表可行性研究报告一、背景介绍随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，智能水表已经成为一个备受关注的领域。

　　智能水表是一种通过新型传感器和通信技术实现远程水表读数和管理的设备，能够更精确地监测和记录用水量，提高用水效率，减少浪费，为水务管理部门提供更精确的数据支持。

　　二、研究目的本文旨在对智能水表的可行性进行深入研究，探索其在水务管理和用户层面的应用潜力和市场前景，分析其所面临的挑战和发展方向，为相关部门和企业提供决策参考。

　　三、智能水表的原理和技术特点1. 原理智能水表使用微处理器和传感器来监测和记录用水量，结合通信技术实现远程读数和数据传输。

　　通过数据分析和处理，可以实现用水量的实时监测和预警，及时发现和解决水资源浪费和滥用的问题。

　　2. 技术特点（1）精准度高：智能水表采用先进的传感器和监测技术，能够实现用水量的精准监测和记录，减少人为因素的影响。

　　（2）远程监测：智能水表集成了通信技术，可以通过互联网实现远程监测和控制，方便水务管理部门进行实时监管。

　　（3）数据分析：智能水表可通过数据分析和处理实现用水量的趋势分析和预测，为节水和水资源管理提供科学依据。

　　四、智能水表的市场需求分析目前，我国水资源短缺、用水效率低下的问题亟待解决，而智能水表的出现正好能满足这一需求。

　　在城市居民和工业企业中，智能水表可以准确监测用水量，帮助用户节约用水，降低水费支出；在水务管理部门中，智能水表可以实现远程监测和精准管理，提高用水资源的利用效率和管理水平。

　　五、智能水表的可行性分析1. 技术上的可行性目前，智能水表所采用的传感器、微处理器和通讯技术已经相当成熟，可以保证智能水表的稳定可靠运行。

　　同时，互联网的广泛应用和智能设备的普及也为智能水表的推广和应用提供了技术保障。

　　2. 经济上的可行性虽然智能水表的成本较传统水表要高，但是通过减少人力成本、精准用水管理和节约用水量等方面的效益，智能水表的投资成本能够得到较快的回报，因此在经济上是可行的。

　　基于物联网技术的智能水表设计与实现智能水表是一种基于物联网技术的设备，它使用传感器和通信技术，能够实时监测和记录水表的使用情况。

　　数据处理模块负责将传感器采集到的原始数据进行清洗和处理，提取出有用的信息，如用水量和用水时间等。

　　传感器不断采集水表的用水情况，可以实时监测用户的用水行为，如用水量、用水时间和用水习惯等。

　　同时，通过通信模块和云平台，水务部门可以远程管理和控制水表，如远程抄表、阀门控制和异常报警等。

　　通过对大量水表数据的分析和挖掘，可以发现用水异常行为和漏水等问题，及时采取措施减少资源浪费。

　　此外，智能水表还可以帮助水务部门优化管理和资源调配，提高水资源利用效率。

　　传统的水费计算方法往往只是根据用户所在的居住人数或房屋面积来估算用水量，很容易造成水费收入的滞后和不公平。

　　而智能水表可以直接监测用水量，准确计算每户家庭的实际用水量，并按实际情况进行计费，避免了资源的浪费和不公平。

　　例如，当智能水表监测到异常的用水行为时，如超过预设的阈值或在非常规时间段有用水行为，可以及时发送报警信息给水务部门和用户，以便及时解决问题。

　　基于物联网的智能水表系统设计和实现分析摘要：根据智能水表以及传统水表的发展，为居民水表的使用更加智能化及便捷化，设计并实现了基于物联网技术的一款新型智能水表。

　　该水表基于物联网技术，以MSP430F448单片机为系统主芯片，通过中移动无线模块（GSM/GPRS)和ZigBee无线网络技术实现对水表进行自动采集信息、数据传输以及自动控制水表等作用。

　　水表和互联网相互连接同时结合大数据、云平台等对用户的用水情况进行大数据分析，方便居民及时掌握用水情况同时极大简化了水务部门对水资源的管理。

　　关键词：物联网；智能水表；GSM/GPRS；大数据水表作为供水营销过程中的基础计量工具，关系着整个供水企业的水量计量和费用生成，也是供水企业主体收入来源的保障，围绕水表展开的一系列水表管理工作在企业营销管理中的重要性日益凸显。

　　在供水企业，一个完整的水表管理系统应该能够管理水表从入库、出库、安装、维护、拆回到最终报废的整个生命周期，贯穿供水企业整个日常运营工作[1]。

　　然而，随着城市用水规模的不断扩大，新装水表与水表维护的工作量也逐步增多，如何确保库存水表资产的合理配置、跟踪及监督水表的使用情况，优化计量业务流程，实现水表管理工作的精细化和智能化管理，成了供水企业面临的一项严峻挑战，也是迫切需要解决的问题。

　　利用物联网技术、无线射频识别技术（RFID）、GIS技术、无线通讯技术等，long8-龙8(国际)唯一官方网站结合先进的管理理念，构建智能化的水表管理系统，按照标准化、精细化、科学化的表务管理工作要求，对各项涉及水表的业务进行统一程序设定，真正做到表务管理工作有制度、有流程、有监控，将有助于企业水表管理水平的提升。

　　1 物联网概述物联网的本质是“物物相连的互联网”，它在具备互联网各项功能并实现物体之间通信的基础上，将虚拟网络和物理实体有效的连接了起来，让用户能够不受时间和空间的限制对家中的物理实体进行控制。

　　因此，物联网在综合运用激光扫描、全球定位系统、红外感应器、射频识别等信息传感设备的基础上，依照约定协议连接互联网和任何物体、通讯和交换信息，进而实现智能化管理、监控、跟踪、定位、识别等功能。

　　２．１ Ｍ ＳＰ４３０Ｆ１４９单 片 机 系统 中单 片 机 的 主要 功 能有 ：对 流量 信 号 进行

　　计 数 ，并计 算 累计 用 水 量 、本 月 用 水 量 和 可用 水 量 ； 从 Ｉｃ卡读 入 购 水 金 额 ，并 计算 购 水 量 ；根 据用 水 量 对 水 表 阀门进 行开关 控 制 ；通过 ＬＣＤ显示 器 显示 相 应 信 息 ；在 低 电压 或 可用 水 量 低 于 阀值 的情 况 下 进 行 报警 。

　　长期 以来 ，我 国居 民所 使 用 的水 表 普 遍 是普 通 机械 旋翼 湿式 水表 ，此方 式存 在着 收 费周期 长 、收 费 困难 、效率 低 下等缺 点 。随着 生 活水平 的不 断提 高 ， 住 宅 智能化 越来 越受 到 人们 的关 注 ，Ｉｃ卡 智 能水 表 实现 了预付 费 功能 ，不但 使物 业管 理更 加人 性化 ，也 方 便 了节 约水 资源 的科 学管 理 ，而且 “一 卡 通 ”安 全 可 靠 ，给人 们 的生活 带来 了便 利 。 因此 ，研 制一种 低 功 耗 、计量 准确 的智 能水 表显 得极 为重 要 。

　　该 智 能 水表 的设 计 原则 是 在 低 功耗 的前 提 下 ， 实 现多 功能 ，组 成框 图如 图 １所 示 。 系统 以价 格 低 廉 、低功耗、性能可靠 的单片机 ＭＳＰ４３０Ｆ１４９作为核 心 控制 芯片 ，完 成 ＩＣ卡读 写 、流量 采 集 、电 压监 测 、 电磁 阀控制 、ＬＣＤ显示 及报 警功 能 。

　　收 稿 日期 ：２０１２—０３—１４ 作者简介 ：沈燕妮 （１９８３），女 ，硕士 研究生 ，主要研 究 自动化仪 器仪表 ，嵌入式 开发 与应用等 。物联网智能水表的工作原理

　　1. 传感器：智能水表内部装有压力传感器和流量传感器，用于实时监测水流压力和流量信息。

　　2. 数据采集：传感器采集到的压力和流量信息将被转化成数字信号，并通过微控制器进行处理和编码。

　　3. 通信模块：装有通信模块的智能水表可以通过无线网络（如Wi-Fi、蓝牙或移动网络）与互联网连接。

　　4. 数据传输：经过编码的数据将通过通信模块发送到云服务器或大数据平台。

　　5. 云服务器或大数据平台：云服务器或大数据平台会接收并处理来自智能水表的数据，将其存储和分析。

　　6. 用户界面：用户可以通过手机APP或网页界面获取智能水表的实时数据和历史记录，并进行监测和管理。

　　7. 远程控制：智能水表可以接收来自云服务器或用户界面的指令，实现远程控制功能，如关闭或开启水源。

　　通过以上工作原理，智能水表可以实现远程监测、数据分析和远程控制等功能，提高了水资源管理的效率，并为用户提供了更为智能化和便捷的用水方式。

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　　outp( 0x 38, 0x 03) 表示向数 据端口写入数据 0x 03。 主程序 用于系统初始化, 判断 是否符合用水条 _ 件。经比较、 判断, 执行相应的开启、 关断、 显示等功 只要弄清了 93C46 的时序图, 对 93C46 进行正确的 读写是不难的。 能。

　　主控 CPU 采用 At mel 公司的 AT 89C2051, 它是 一种带 2K 字节可读写的高性能 8 位微处理器 , 支持 低功耗的闲置和掉电模式 , 具有 128 字节 RAM , 15 根 I/ O 线 位定时器 / 计数器, 5 个两级中断源 结构。它与工业标准的 MCS51 T M 指令集和输出管 脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪速存储器组 合在单个芯片 中, At mel 的 AT 89C2051 是一 种高效 控制器。本系统中采用 AT 89C2051, 可省去 外部锁 存器和外部程序存储器。

　　设备带来的额外费用, 本系统采用打印适配器接口对 IC 卡进行读写操作。 PC 机上的并行打印口有三个 I/ O 端口: 数据端口, 控制端口, 状态端口。其中数据 端口为输出端口, 口地址为 378H ; 控制端口为输出端 口, 口地址为 37AH ; 状态端口为输入端口, 口地址为 379H 。这三个端口的部分位通过一个 25 针 D 型插 座引出。对于输出端口, 向端口各位写入 1 或 0, 则 在相应的引脚输出 5V 或 0V 的高低电平; 对于输 入端口, 引脚的高低电平则反映在端口的相应位上。 打印口的三个端口的各位和 D 型插座的引脚对应关 系如表 1 所示。其中 D 代表数据端口 , C 代表控制端 口, S 代表状态端口 , GND 为公共地。

　　耗水检测电路如图 2 所示。当水表叶轮转动时, 贴在叶轮上的小磁钢使干簧管导通 , 所产生的正脉冲 经反相送到 CPU 的外部中断 1, 由中断服务程序实 时记录耗水 字数 。

　　( 华中科技大学机械学院 , 湖北 武汉 430074) 摘要 : 关 键 介绍了一种新型的智能水表以及 它的软 、 硬件设计 。 词: 水表 ; 自动控制 T G8 文献标识码 : A

　　外部中断 0 子程序由插卡动作触发。它首先读 入卡中密码, 若密码正确 , 再读入购水 字数 , 并将第 二组密码和购水 字数 存于系统 内的 93C46 中 , 然 后删除卡中的密码和购水 字数 , 此时卡中仅剩顾客 序列号; 若密码不正确, 系统关闭或不开启电磁阀 , 并 置位系统内非法标志位, 然后锁定系统 , 此时只有自 来水公司技术人员持管理卡方能重新开启电磁阀。

　　管理软件实质上是一个数据库管理程序。它存 储用户的序列号、 密码以及购水 字数 情况 , 并能及 时按月统计出该月销售情况, 此外, 它还能为用户办 理遗失手续等。为了便于今后网络化升级 , 该数据库 管理软件采用 C Builder 和 SQL SERVER 编写。

　　水表叶轮每转动一周, 触发一次中断 , 实现叶轮 转数计数, 进行耗水量的计算, 实时减去用户用掉的 字数 。

　　目前 , 智能水表仍处于试验阶段 , 最终成品还尚 未问世, 但据我们所取得的阶段性成果和以往开发相 关产品的经验 ( 例如, 我们曾开发出 智能煤气表 并 成功投入使用 ) 来看 , 智能水表具有使用简单、 安全可 靠、 硬件简单以及成本低廉等特点, 是一项值得推广 的技术。

　　用户将卡插入卡座上时 , CPU 读取卡中第一组密码, 并比较第一组密码与单片机控制系统内 93C46 存储 的核对密码 , 若密码校验通过, CPU 用 IC 卡内第二 组密码替换系统内 93C46 中的核对密码。当用户购 买用水 字数 时, 主机根据卡中的序列号生成两组密 码, 用户插卡时, 系统校验 IC 卡中重新生成的第一组 密码与 93C46 中核对密码 , 如此反复。除开 动态 密码之外 , 序列号、 第一组密码、 第二组密码、 用水 字 数 采用非顺序排列 , 且加入了干扰信息。这样, 如果 没有加密算法源代码, 将很难弄清卡中信息所代表的 意思 , 即使有人非法复制了 IC 卡 , 但由于密码的 动 态 变化 , 他也没办法打开电磁阀。

　　为了有一个良好的人机界面 , 采用蜂鸣器报警和 液晶显示相关信息 , 并且二者平常处于关闭状态。当 用户插入 IC 卡时 , 若密码验证正确, 购水 字数 被读 入, 液晶显示 成功 , 10 秒后关闭 ; 若密码验证失败, 系统被锁死, 蜂鸣器报警 , 液晶显示 失败 ; 在正常用 水情况下, 用户 可按显示键, 液晶显 示所剩用水 字 数 。当用水 字数 低于设定值或电池电压低于工作 电压时, 蜂鸣器报警。

　　施, 传统的自来水收费方式越来越显得不合时宜, 它 一方面使得自来水公司不得不投入较多人力挨门逐 户、 抄表收费, 另一方面又易造成用户缴纳水费不及 时、 拖欠水费、 导致 滞纳金 的现象。本文介绍了一 种新型的智能水表, 它可以彻底改变自来水的收费方 式, 实现管理现代化。 智能水表通过 IC 卡交付水费。使用时 , 用户将 IC 卡插入卡座, 若卡上有交款记录 ( 通常为用水 字 数 ) 时 , 系统将 字数 读入并开启电磁阀 , 用户可正 常用水, 同时系统 实时减去耗水 字数 ; 当用水 字 数 低于设定值时, 系统提示用户购买用水 字数 ; 当 用水 字数 为零时 , 电磁阀关闭 , 用户不能用水。自 来水公司可通过网络系统建立服务点, 负责用户的交 费、 查询以及办理新卡等业务。

　　部分 , 即主控 CPU 、 IC 卡、 耗水检测电路、 阀门开启系 统、 报警显示。

　　于设定电压时 , 电磁阀关闭, 提醒用户更换电池; 当系 统发现用户使用伪造、 复制的 IC 卡时 , 电磁阀关闭, 必需由自来水公司技术人员持管理卡方能重新开启。

　　阀门开启系统由电磁阀与电磁阀驱动电路组成。 电磁阀驱动电路利用 CPU 的 I/ O 口输出控制信号, 经放大后控制电磁阀的开启与关闭。为保证该系统 能正常可靠地工作 , 阀门开启系统应达到以下要求: 当系统内存储的用水 字数 大于 0 时, 电磁阀开启, 且自锁于常开状态; 当系统内存储的用水 字数 等于 0 时 , 电磁阀关闭 , 且自锁于关闭状态 ; 当电池电压低