隨著經濟的發展、科技的進步,各項高新技術已經逐步走入人們的日常生活,而在居民用水計量管理中也出現了有線集抄等新型技術,它雖然解決了不入戶抄表的問題,但仍然沒有解決“收費難”的問題。本文介紹的民用預付費智能水表采用新型的預付費模式,用一張小小的卡片改變了管理收費中的經濟運行模式,將原有的“先用水,后付費”方式改變為“先付費,后用水”,從而有效地解決了以上種種弊端,避免了大量的人力物力損耗,解決了收費問題和安全問題,實現了居民用水計量管理的科學化、現代化,提高了城市住宅的智能化管理水平。

        在現有的普通居民用水計量管理工作中,絕大部分的計量器具仍然是傳統的機械字輪式水表,而收費方式則是由大量的抄表人員走入千家萬戶的居民家中,讀取水表的字輪顯示數據,通過與原有水表示值的比較,計算出兩次抄表之間用戶的用水量,再計算出應收費用后向用戶征收水費。這樣的查表收費方式存在著很大的弊端,即工作量大,手續繁雜,收費時間長,效率低等問題。同時由于用戶或其他原因,常常不能按時收費,造成用戶對供水公司的資金拖欠。另外還有不法分子冒充抄表人員入戶搶劫等事情時有發生,給居民的安全造成了一定的威脅。
        隨著經濟的發展、科技的進步,各項高新技術已經逐步走入人們的日常生活,而在居民用水計量管理中也出現了有線集抄等新型技術,它雖然解決了不入戶抄表的問題,但仍然沒有解決“收費難”的問題。本文介紹的民用預付費智能水表采用新型的預付費模式,用一張小小的卡片改變了管理收費中的經濟運行模式,將原有的“先用水,后付費”方式改變為“先付費,后用水”,從而有效地解決了以上種種弊端,避免了大量的人力物力損耗,解決了收費問題和安全問題,實現了居民用水計量管理的科學化、現代化,提高了城市住宅的智能化管理水平。

1 　工作原理
        該預付費智能水表是一種將電子和微計算機相結合,并輔助以相應機械結構,根據用戶購買水量來實現自動計量收費的民用高科技產品。它以單片機為核心,以邏輯加密卡為信息傳遞媒介,以電動閥為執行機構,達到控制收費的目的。
        該預付費智能水表是安裝在每個居民家中,為配合該智能水表的使用,需要在居民供水管理部門的計算機上安裝主機發卡管理軟件和讀寫卡器。用戶在使用前需到管理部門去購買水量,在用戶交納相應的費用后,管理人員通過管理軟件和讀寫卡器將一定的水量寫入卡中。用戶回到家中將卡插入預付費智能表讀卡口時,單片機識別到卡插入后讀出卡上的加密水量數據,將用戶購買水量存入到表內存儲器中后,發出電脈沖信號控制電動閥門開啟,保證用戶正常用水。在用戶的使用過程中,每使用完1 m3 水后,信號采集電路將采集到相應的脈沖送入單片機處理,遞減存儲器中用戶購買水量,并通過液晶顯示器顯示出剩余水量。當剩余水量達到設定的下限時,單片機控制發出聲音報警信號同時在液晶顯示器上顯示“購卡”字樣,提示用戶重新購卡輸入水量。若用戶不購卡,智能水表內的剩余水量遞減到零時,單片機將發出控制命令,控制電動閥門關閉,切斷供水,直至用戶重新購卡輸入水量。
2 　構成部分及作用特點
        預付費智能水表是在普通機械水表的基礎上,安裝相應的電子測控系統而構成的機電一體化產品。
2. 1 　結構組成
        它主要由機械水表、信號采集電路、電源供電及監視電路、卡讀寫電路、液晶顯示電路、數據存儲電路、報警電路、控制閥等部分組成。組成框圖如圖1。

圖1 　組成框圖

2. 2 　單片機
        單片機是整個智能水表的核心,它擔負著信息判斷、識別、運算、處理等工作。經過性能、質量、價格的多方對比,確定采用臺灣義隆公司推出的8 位EM78 系列單片機中的EM78P447SAP ,該單片機具有優良的結構和性能, 集多種功能于一身, 它采用RISC 結構設計,具有更高,更快的運行處理速度,它具有3 個中斷源,內置電壓檢測器,并且還有獨特的低功耗設計和I/ O 喚醒功能,內置“看門狗”可有效提高單片機的抗干擾能力[1 ] 。
        EM78P447SAP 具有如下特點:內部有4K3 13 位一次性程序儲存器(OTPROM) ,148 3 8 位的片內寄存器,3 個雙向I/ O 口,5 級硬件堆棧,8 位實時時鐘/ 計數器,具有休眠模式,3 個中斷源,可編程自由運行“看門狗”定時器,10 個可編程接上拉電阻I/ O 引腳,同時99. 9 %的指令為單周期指令。
        由于采用電池供電,所以單片機大部分時間工作于休眠模式,電流僅為1μA ,當有計量脈沖到來或有IC 卡插入時,單片機由睡眠轉為工作狀態,處理完相應的工作后再轉入休眠狀態,以達到節省電能的作用。