光电直读水表系统
光电直读水表系统
一、采集原理分析
智能直读表计的数据通过集中器或手持器装置采集。
1.集中器或手持器内部具有电源模块，通过继电器控制给M-BUS总线供电。
表
计通过M-BUS总线连接到集中器或手持器，当进行抄表工作时，首先控制接通M-BUS电源，此时总线上的智能直读表计通电，CPU根据表计的地址码分别读取表记数据。
2.集中器具有4个M-BUS通道，每通道可以接入60块智能直读表计。
手持器
具有1个M-BUS通道，可接入80块表计。
3.读取一只表数据的时间小于1s。
集中器最小读表周期为5min。
4.具有断线检测功能：智能直读表计的M-BUS总线被剪断后，不影响表计的正
常计量，集中器或手持器读表时就会发现，在重新接好线后，再次读表，就是表计的当前窗口值。
不需要重新置入和修改参数、底数等维护。
5.具有短路防护功能：M-BUS总线短路后，集中器自动保护不会烧坏，并形成
报警事件，上报到抄表主站提醒人员检修。
短路修复后，集中器自动恢复运行。
6.具有国内独有的双重防护和自环自愈功能，即总线的两端分别接入集中器的
两个不同端口，在总线任意位置开路时，系统能够正常运行，集中器仍然可以读到所有的表计，并且可判断出开路位置，为检修提供了方便。
二、工作原理
光电直读表字轮与普通字轮不同，在字轮中间制作了3个一定角度的透光孔（如图示），光线通过过光孔可以从字轮的一侧透射到字轮的另一侧。
在个十百千位各个字轮的两侧，分别安装1组光电管（如下图所示），每组光电管由5个发光管和5个接收管组成。
发光管及接收管的位置安装好是固定的，当字轮转动时，字轮过光孔的角度产生变化，相应发光管发出的光线透过轮照射到字轮另一侧的数量和位置随着发生变化。
即在字轮处于0-9各个读数上，光线透过字轮的照射到的字轮另侧的数量及位置都不同，依据这个原理进行编码，再经译码读出水表的数据。
光电直读表字轮字轮与模块装配示意图
透光孔字轮光电直读模块
三、整体性能与功能
1.通过编码与译码将表的字轮数“直读”出来，是字轮上数位的物理位置翻译；
2.系统（或手抄器）在读表时送电到表内，不用电池，也不需要电源来维持数
据的准确；
3.译码器读表瞬间完成译码，送出数据，表的输出数与表的字盘读数无偏差，
抖动、回流、强磁干扰都不能影响译码读数；
4.表具有唯一的标识码，即表地址（出厂编号）：8位数字；
5.通过总线远程传输用量信息及其它信息；
6.提供RS485总线传输或MBUS总线传输，可单独工作亦可组成网络系统，信
息由专用手抄器单独抄读或系统联网抄读；
7.“0”功耗，故障率降低，寿命更长；
8.智能化电子单元完全密封于计数器中、与水隔离，不受外界水及湿气侵蚀；
四、中继器功能：
1.集成了开关电源、通讯中继器和电源控制器三大功能，具有防雷作用的同时
还具有总线隔离功能；
2.内部电路能自动感知数据流方向，自动切换使能控制端，并对信号进行放大、
增强；
3.当主干网上有抄表信号时，给采集器供电并打开通讯线路；当主干网无通讯
信号时，中继器的输出和输入由内部继电器触点断开，使得中继网络与主干网络处于完全隔离状态。
五、智能数据采集器（MBUS型）功能：
1.系统通过寻址方式访问对应采集器输出通道内表单元，而不影响其它采集器
输出通道内表单元工作；
2.通道输出扩展，在网络数据传输时，为M-BUS表单元供给电源及通讯通道；
3.对通信链路的信号进行放大，可延长网络传输距离及增加网络负载能力；
4.仅在抄表的瞬间通过中继网供电，系统整体功耗降低，抗干扰能力强。
六、直读式抄表系统功能说明
1.费用管理：费用的统计、查询、备份、报表、收费单的生成。
2.三表管理：不需设置表底数、表常数。
3.小区管理：设置小区有关参数。
4.用户管理：管理和控制每户的用量及结算方式等。
5.事务日志：系统工作情况的保留、查询。
6.分级管理：可以设定不同的管理操作人员及其权限。
7.实时抄表：实时抄取任一表计当前数据及状态。
8.自动校时：定时抄表时自动校正系统内装置的时间。
9.数据保留：系统可查询历史数据。
10.可按编号、地址、姓名、电话等信息查询用户资料。
11.对用户每月的用量进行统计并计算出金额。
附：直读式远传水表工作原理
采用字轮刻度识别技术。
光电直读计数器编码智能水表其特点为透射式光电转换直读水表，读取抄表瞬间计数器字轮位置状态，采用光电编码器原理，将每个字轮作为一个码盘，五个红外接收管感应字轮上的透光槽射过来的红外光而引起的电平变化组成一组五位数码，译码后远传至系统计算机在抄表界面上显示与水表窗口示值相同的数字。
表1传感器输入电压状态组合与水表显示数字间的对应关系
010011001000011
10001
9m 31m 32m 3
0m 3。
光电直读水表原理
光电直读水表原理
光电直读水表，也称为直接读取水表，采用高精度的多种传感技术，利用激光，红外线，超声波等形式，从而直接在水表内识别出流量信息，实现直接读数，是一种为客户提供最新准确数据的水表。
光电直读水表的原理主要是利用激光光源和受激反射传感器获
得流量信息，从而对水表内的流量进行测量和直接读数。
它是通过一种称为电磁场回波技术（EMF）的精密测量技术来精确测量水表内的流量。
原理的核心部分是超声激发传感器，该传感器可以把激光从水表内反射出来，然后到达受激反射传感器，受激反射传感器又将激光变成电信号到达电子处理器，电子处理器再换算出水表内的流量，最后由显示器显示出来，实现流量的直接读数。
这种技术是基于流量信息被激传感器反射回来的光电信号，经过电子处理器分析得出流量结果；同时，根据计算结果，如果当前流量数据超出范围，可以在显示器上报警，提示客户及时保养、更换和维修水表，减少客户的损失。
光电直读水表优点：
1.精度测量：直接激发的反射信号可以使流量测量精度提高，允许从水表里测量出非常精确的流量数据。
2.期稳定：水表里的激发信号可以保证流量数据长期稳定，因此可以在不换电池的条件下长期应用。
3.能环保：采用光电技术，不需要电池，无需维护，节能环保。
4.少客户维修成本：由于采用光电技术，不需要维护，可以减少客户的维修成本。
从上面可以看出，光电直读水表是一种新型的水表，集合了多种传感器以及激光光源的测量技术，可以更加准确的测量水表内的流量，且在安全可靠、精准度高，维修率低等方面有着独特的优势，有助于更好地指导客户管理水表，满足客户的要求。
光电直读水表 工作原理
光电直读水表工作原理【摘要】光电直读水表采用先进的光电技术，实现自动读取用水量的功能。
传感器原理是通过光电传感器感知水表运行情况，将数据传输给数据采集和处理模块进行处理。
数据采集和处理模块将处理后的数据显示在水表上并传输到云端进行记录和分析。
免电源设计使得水表不需要外部电源供应，长期稳定运行。
防水防尘设计确保水表在恶劣环境下依然能正常工作。
光电直读水表具有读数准确、使用便捷等优势，未来发展方向主要在提高数据传输速度和节约能源消耗上。
光电直读水表在智能化水表领域具有广阔的应用前景，为提高用水管理效率做出了重要贡献。
【关键词】光电直读水表、工作原理、传感器原理、数据采集和处理、显示和传输、免电源设计、防水防尘设计、优势、未来发展方向、总结1. 引言1.1 光电直读水表工作原理光电直读水表是一种应用了光电传感技术的智能水表，其工作原理基于传感器原理、数据采集和处理、显示和传输、免电源设计以及防水防尘设计。
通过光电传感器实现水表读数的自动采集和传输，无需人工读数，可以大大提高抄表效率和准确性。
传感器原理是光电直读水表的核心，通过传感器将水表内部的数据转化为电信号，再通过数据采集和处理模块进行数字化处理和存储。
显示和传输模块将处理后的数据通过显示屏显示，并通过无线传输技术将数据传输给用户或水务部门。
免电源设计使得光电直读水表无需外部电源，可以自行获取能量进行工作，减少了电池更换的频率和维护成本。
防水防尘设计保障了水表在潮湿或灰尘环境下的正常运行。
光电直读水表的优势在于高效、准确、节能和方便，未来发展方向是更加智能化、数字化和网络化。
光电直读水表的工作原理是基于先进的光电传感技术和智能化设计，为水表行业带来了重要的革新。
2. 正文2.1 传感器原理传感器原理是光电直读水表工作的核心部分，其主要功能是通过感知水流的情况，将水表读数转换成电信号并传输到数据采集和处理模块。
传感器原理可以分为两个部分：光电传感器和流量传感器。
光电直读远传热水表安全操作及保养规程
光电直读远传热水表安全操作及保养规程热水表是我们日常生活中常见的家庭热水供应设备之一。
而光电直读远传热水表则是一种光电自动抄表系统，能够准确、实时、智能地抄读热水表的热量和用水情况。
为了保障使用者的安全和热水表的长期正常运行，下面介绍光电直读远传热水表的安全操作和保养规程。
安全操作规程1. 安装前在安装光电直读远传热水表之前，使用者应事先了解并掌握热水表的相关技术参数和工作原理，在安装前进行预测试。
2. 安装过程在安装过程中，用户应按照使用说明书的要求进行正确的安装。
特别是在管路连接、水表按压和电源插头等方面，要特别注意插口的位置和方向是否正确。
在安装完成后，还需要进行测试，确保热水表能正常工作。
3. 使用中在使用热水表时，用户应合理安排用水时间，不要将热水表长时间置于高温或低温环境中。
同时，要定期进行用水量和热量的自检，并及时记录数据。
4. 保养时定期对光电直读远传热水表进行保养，包括清洗水表内部、清除管道堵塞、松动和磨损等故障。
同时，要注意对切断电源和水源进行保护。
5. 紧急处理当出现热水表故障或异常时，用户应及时切断电源或水源，以免出现更严重的安全事故。
如果自身不能解决问题，可以联系设备的维护人员进行紧急处理。
保养规程1. 清洗热水表在使用一段时间后，会因为水垢和污垢的堆积而影响到使用效果和准确性。
因此，用户应每年至少对热水表进行一次清洗，以保证其正常工作和准确读数。
2. 检查定期检查热水表的各个部件是否损坏或松动，如发现有问题，应及时清除或修复，避免进一步损坏设备。
3. 维护热水表在经过一段时间的使用后，可能会存在一些故障，如电源故障等。
对于这些故障，在保证自身安全的前提下，可以进行简单的维护，如更换电池或查看电源插头是否插紧等。
4. 预防措施在热水表的日常使用中，要注意防止热水表受到外力损坏，防止水源中带有过多的杂质，避免水流盲目的涌入热水表。
同时，在启用新水管和水源时，应先排空管路内的杂质和气体，以保证热水表的正常使用。
Meter-Bus水表技术说明书
1 概述四位干式M_BUS光电直读水表是由湖南威铭能源科技有限公司在原有的四位干式TTL 输出光电直读表产品基础上设计开发的一款直读水表，采用了MEGA48单片机作为主芯片，TSS721A芯片作为M_BUS接口芯片。
光电直读水表是市场应用的主流方向，M_BUS光电直读水表需求很大，而我们一直还没有自己的产品，为了填补这个空白，我们迫切需要开发一款M_BUS的水表。
四位干式光电直读M_BUS水表正是基于这样的背景下提出立项，我们在这个产品的研发上已经做了很多工作，我们的设计会在其他同类产品的基础吸取各家之长，并根据现有的各项测试结果进行设计。
1.1 制造标准CJ-T188-2004《户用计量仪表数据传输技术条件》CJ/T224—2006《电子远传水表》GB/T778-1996《冷水水表》GB 50131—2007《自动化仪表工程施工质量验收规范》JJG 686-2006《热水表检定规程》GB/T17626-2006《电磁兼容试验和测量技术》JB/T8802-1998《热水水表规范》拟制：王霜剑2009-10-16 图号：OCQF2.789.013JS审核：工艺: 第1页共26页标准化：2 光电直读水表工作原理2.1 设计思想和直读水表特点光电直读水表利用光电直读原理，用电子装置直接读取机械字轮上面的读数，而不是存储计量的脉冲连续数据，因此不会因为传输介质问题或者存储信息偶尔丢失而造成数据永久丢失，具有实际读数据错误的可恢复性，有助于整个抄表系统的可靠性。
四位干式光电直读表采用在原有OEM产品基础上改进设计的光电直读模块，优化了原有的软硬件设计，进一步提高读数可靠性的同时考虑了扩展性，在产品的生产工艺性上做了很多的考虑。
是后面将要研发几个系列远传水表的基础平台。
2.2 光电直读工作原理无源光电直读数字化远传水表包括改装的基表与光电直读模块。
改装的基表在原机械计数器的基础上增设了电子发讯装置。
基表计数器字轮旋转,指针固定,且基表计数器字轮上刻有单环半圆编码透空孔。
光电直读水表原理
光电直读水表是一种安装在室外或室内，用于测量水表总量的装置。
它可以在水表上直接用光编码器读入仪表数据，消除管道损耗，减少误差，提高精度，极大地改善水表工作性能。
光电直读水表运用光学技术，将仪表表盘上的数据转换成光信号，然后再由光电传感器转换成电信号，完成数据的采集。
由于检测的是仪表的表盘数据，几乎不受环境的影响，因此数据采集更加准确。
此外，光电直读水表具有体积小、安装维护方便，易拆卸易安装，价格低廉，正确率高等优点。
其无需电潜、曝气、冲洗管道，也无需更换成本高昂的磁钢转子，无需对仪表进行拆卸，大大提高测量的便捷性，减轻检修的工作量和成本。
它还具有卓越的抗干扰能力，可以抑制外界无线电波等干扰，有效地保障仪表在运行中的可靠性。
总的来说，光电直读水表的使用大大提高了水表的性能，也大大提高了测量的准确度和一致性，极大地省时、省力、效率高，成本低，是各种管理规模水表的完美解决方案。
光电直读水表原理
光电直读水表原理
光电直读水表是一种通过光电转换器和红外线通信实现抄表的设备。
它采用了一种先进的技术，能够准确测量水表的用水量，并将数据传输给用户或相关部门。
该水表的工作原理是利用光电转换器接收水表上的数字显示，然后将其转换为电信号。
光电转换器是一种光敏元件，它能够将光信号转换为电信号。
当水表上的数字显示发出光线时，光电转换器会将光信号转换为相应的电信号。
接下来，经过一系列的电路处理和信号放大，最终会得到一个完整的、准确的数字表示水表用水量的电信号。
这个电信号会经过红外线通信进行传输。
红外线通信是一种无线通信方式，它能够将数据通过红外线传输给接收器。
接收器会解码接收到的信号，并将其转换为人们能够理解的数字显示或文本信息。
光电直读水表的优点是能够将数据准确地传输给用户或相关部门，避免了人工抄表的不准确性和时间消耗。
同时，它还能够记录历史用水量，为用户提供详细的用水情况分析。
总的来说，光电直读水表通过光电转换器和红外线通信实现抄表的原理非常简单但有效。
它能够提供准确的用水量数据，并且能够与其他系统实现数据传输和分析，为水务管理提供了便利和准确性的保证。
180医院新宿舍楼光电远传水表抄表系统的设计和实现
180医院新宿舍楼光电远传水表抄表系统的设计和实现发表时间：2015-11-19T11:21:14.400Z 来源：《基层建设》2015年17期作者：郭亮仁[导读] 中国人民解放军第180医院增加了系统管理的灵活性，实现了在连接有院内网的任何一台电脑上安装上抄表系统网络客户端以后就能管理抄表系统的功能。
郭亮仁中国人民解放军第180医院摘要：本文综合运用光电技术、单片微机技术、电子技术、网络通讯技术等详细探讨和介绍了无源光电直读水表的构成和工作原理、数据集中器的组成和功能以及远程抄表管理系统的M-bus通讯和组网的实现。
关键词：光电、单片微机、M-bus、通讯1、引言光电直读水表是近几年快速发展起来的一种无源直读式水表，是在原有的普通机械水表上增加光电读取字轮位置的电路模块而制成，平常无需电源支持，抄表累积数等于机械表读数。
解放军第180医院新建宿舍楼对265间集体宿舍安装了光电水表，实现了住户用水远程自动化管理，减轻了后勤员工管理负担，降低了抄表成本，开启了医院用水管理的数字化、智能化。
下面对无源光电直读水表进行详细介绍和探讨。
2、光电直读水表工作原理2.1设计思想光电直读水表框架图如图2-1-1所示，经水表计量腔体的水，推动叶轮旋转，叶轮顶部齿轮啮合计数器齿轮，齿轮按10的n次方逐级分布为10-4，10－3，10－2，10－1组成小数点位数的读数，10－1齿轮与个位数字轮的齿轮啮合，每前面一个字轮旋转一周齿轮推动下一个位数字轮旋转36°，字轮的进位以此类推。
水流动时叶轮旋转，带动字轮旋转，水静止，叶轮停，字轮止，利用光电直读原理，用电子装置直接读取机械字轮上面的读数，需要读表数据时，数据传输设备给出一个脉冲电流瞬间读取字轮代码，单片机解析代码给出字轮面上的数字，这就是光电直读水表读表原理。
图2-1-1电直读水表框架图2.2光电模块的组成四位光电直读模块是一个以单片机为核心的嵌入式采集系统，下面进行介绍。
光电直读水表+阀控CJT-188 协议-Hrmyea
CJ/T 188 通讯规约目录第 1 章概述 (3)第 2 章表计地址及数据编码格式 (4)第 3 章数据传输协议 (5)3.1 读表计数据 (5)3.2 读表计地址 (6)3.3 设置表计地址 (8)3.4 写阀门控制 (10)附录测试报文 (13)第 1 章概述本规范是专线抄表系统下行接口的通讯协议（除少部分自定义部分外，均参照CJ/T 188-2004 中华人民共和国城镇建设行业标准）。
协议内容分为两层：控制帧、文件传输协议。
本协议为主-从模式的半双工通讯方式。
集中器为主叫方，水、燃气等表计均为被叫方。
每个水、燃气表计均有各自的地址编码。
通讯链路的建立与解除均由主叫方来完成。
字节格式符合 CJ/T188-2004 标准字节格式，即每字节含 8 位二进制码，传输时加上 1位起始位（0）,一个偶校验位、一个停止位（1）,共11位。
通讯波特率为2400bps。
校验码（CS）符合C J/T188-2004，即从起始符（0x68）开始到校验码之前的所有字节的和对256 取模。
第2章表计数据编码格式说明以下数据均为 16 进制表示，表计地址广播码为 AA，主叫方在发送命令帧之前先发送 3 字节0xFE；在主叫方发出命令帧到表计应答时间<1 秒，其它符合C J/T188-2004。
2.1 表类型T代码说明冷水表为：10热水表为：11直饮水表为：12热量表为：20燃气表为：30电表为：402.2 表计地址A DDR 编码格式（采用B CD 码）A0：生产流水号最低字节；A1：生产流水号次高字节；A2：生产流水号最高字节；A3：表计生产月份；A4：表计生产年份；A5：生产厂商代码低字节；A6：生产厂商代码高字节；（以上的表计地址编码用户可自行定义，发送时低字节在前高字节在后）2.3 制码C TR 代码说明（表计回复CTR|0x80）主叫方读表计数据：01 表计回复：81主叫方读表计地址：03 表计回复：83主叫方设置表计地址: 15 表计回复：95主叫方控制阀门：2A 表计回复：AA或主叫方控制阀门：04 表计回复：842.4 DI 标识代码说明读数标识D0 D1 : 90 1F读地址标识 D0 D1 : 81 0A写地址标识 D0 D1 : A0 18操作阀标识 D0 D1 : A0 172.5 表计数据编码格式（采用B CD 码）如表计数据是123456.78，则数据编码如下：D0—0x78；D1—0x56；D2—0x34；D3—0x12；2.6 序号S ER 说明主叫方访问表计的序号，表计回复时的序号要与访问的序号一致。
水表的优缺点
二、智能型水表1、有线远传水表：尚泉水表厂采用山科公司生产的传感器，合作生产了有线远传水表，并取得了生产取可证，目前已合作四年，系统由霍尔传感器、分采集机、主采集机和上位机软件四部分组成。
采用传感器将机械水表的计量读数转化为数字信号，并通过信号线传送至分采集机；分采集机通过RS-485总线与主采集机进行通信，分采集机还可单独与掌上机进行红外通信；上位机软件可通过GPRS、电话抄表等方式对分采集机内数据进行采集与远程传输。
抄表控制软件具有置表底度、抄表控制、抄表数据统计汇总、系统安全管理等功能，并能和各种营业收费系统进行对接，实现抄表和收费的一体化管理。
霍尔传感器是一种半导体原件，普通应用在民用电子产品及航空航天领域。
水表优点是杜绝人工抄表产生的误抄、漏抄、估抄等人为错误；提高工作效率，减轻劳动强度，减员增效；从数据采集到收费单的打印都自动完成；避免了人工抄表时间跨度大，无法抄录同一时间的数据，方便计算损耗；可以随时掌握各种表计的运行情况，便于统计、计算和运行分析。
缺点是在使用时需要人工布线，线材要是出现问题维修难度较大。
二、传感器是靠水表指针旋转来采集数据，传干器传输的是一种波形脉冲信号，并且需要一个长时间供电的分采集器来存储数据，经过几年试验发现有传感器对转数采集不准，机械振动、水表倒转、电磁干扰等现像都能造成最后计量不准确。
2、光电无源直读电子远传水表：工作原理与内部结构是在每一位水表字轮周面上设置五个反射面，在与之相对应的位置上设置五只光电耦合器，通过耦合器是否反射对计数字轮的位置进行叛定。
希望读取几位就在几个字轮上安装传感器。
例如：读取5位数就安装5×5=25对传感装置。
这种直读式水表由于全部器件都在表芯内部字轮周围，因此，一般采用干式水表。
触点直读式远传水表的结构方式为：在指针式水表的表盘下面每一位指针轴上装上一只同步电信器，通过触点电位器测出的阻值判定指针所指的位置，这种直读式水表可用于湿式水表。
京源光电直读远传水表
京源光电直读远传水表多元化的远程抄表方式，简捷、可靠产品特点：1、光电直读水表原理与照相一样。
在需要拍的时候按快门提供一个电流即可，光电直读水表也一样在需要抄表的时候只需要给一个脉冲电流即可。
所以，光电直读水表更多的时间根本不需要电源。
2、光电直读是对字轮采用编码的方式，就是二进制原理0－1编码方式。
每一个代码对应一个字轮可以读到的数字。
所以，获得的代码速度快，解码速度更快。
因为是二进制的编码，而且解析代码不会有差错，更不需要记忆。
3、采用半液封水表作为光电水表的基表。
在此液封表上关键解决了模块的密封问题，本公司采用加大密封面积，采用特种设计结构和工艺保证密封的可靠性。
4、考虑液封与水压之间有时悬殊会过大，在液封腔内增加压力平衡装置。
当发生压力与液封压差大是能自动调节两腔的压力平衡。
产品主要参数1、计量精度：Q3:Q1=50、80、100、125、160。
根据需要可选择。
2、读数精度：数字阅读无盲点，准确率100％。
3、通讯协议：符合CJ/T188－2004《户用计量仪表数据传输技术条件》要求。
4、通讯方式：M-BUS总线，通讯最远距离小于等于2km。
总线接点能力小于等于256点。
5、通讯功耗：小于等于500uA。
远程抄表方式1、楼宇安装的表具走M-BUS总线，在楼宇安全的位置安装楼宇匹配器供抄表。
2、楼宇匹配器供掌机抄表，其目的是为了检查单个表具运行的状态，检查线路故障等。
3、楼宇匹配器可以与网络连接成为网络抄表。
也可以与GPRS连接实现远程无线抄表。
更可以直接掌机抄表导入计算机收费系统。