今天為大家介紹一項國家發明授權專利——快速高精度光電直讀式智能水表系統。該專利由揚州恒隆軟件有限公司申請，并于2017年2月8日獲得授權公告。

內容說明

本實用新型涉及水表領域，具體涉及一種快速高精度光電直讀式智能水表系統。

發明背景

水表是關系民生的重要計量器具，近年來城市建設快速發展，但水表行業發展卻相對緩慢。隨著微電子技術、信息技術的發展，智能水表技術發展進入快車道，各類新技術用用層出不窮。

我國目前水表生產企業大約有600多家，雖然下游用戶自來水廠、房地產公司等十分分散，但是競爭仍然比較激烈。攝像直讀式遠傳水表產品最早是由北京北保電器公司2008年研發的，由于圖像傳輸和數字譯碼方面不太成熟，導致產品沒有普及推廣。第二代產品由廣東華旭等公司20011年研制，較好解決了圖像處理、圖像傳輸和譯碼傳輸等技術難題，使該項技術取得了突破性進展，目前，該產品已投入小批量生產，并在北京等地掛表試用，大面積推廣還有待于應用時間和應用數量的考驗。

雖然市場上已經出現直讀式水表及其抄表系統，但抄表速度慢、容易誤讀、受環境光線影響等問題依然存在。

發明內容

為解決上述技術問題，本實用新型的發明目的在于提供一種快速高精度光電直讀式智能水表系統，克服了現有的遠傳直讀水表的普遍存在的結構復雜、容易受到外界光線干擾、相鄰透射管之間相互干擾、總線式抄表系統容易出現故障、抄表速度慢等問題。

為實現上述發明目的，本實用新型提供以下的技術方案：一種快速高精度光電直讀式智能水表系統，主要由多個終端水表、抄表集中器以及抄表管理系統組成，所述終端水表包括單片機和多個字輪單元，每個字輪單元包括機械字輪和多組光發射接收對管，每組光發射接收對管中的發射管和接收管之間采用唯一對應的正交碼序列CDMA信號通訊連接，所述正交碼序列CDMA信號的每個碼還采用曼徹斯特編碼以使其跳變，所述單片機分別驅動每組光發射接收對管的發射管向接收管發出信號。

上述技術方案中，所述機械字輪采用透射式碼盤，所述透射式碼盤包括盤體和沿圓周方向依次設置并貫通所述盤體的兩側盤面的多個透光孔，每組光發射接收管的發射管和接收管分別位于位于所述盤體的兩側并投影在所述圓周位置處。每個字輪單元包括5組光發射接收對管，5組光發射接收對管的5個發射管沿半圓周方向依次設置，位于半圓周方向兩端點位置的兩個發射管的相鄰兩側面之間形成180度夾角，位于半圓周方向兩端點位置的兩個發射管分別和與其相鄰的兩個發射管的相鄰兩側面之間形成36度夾角，其余的三個發射管的相鄰兩側面之間形成36度夾角，5組光發射接收對管的5個接收管沿半圓周方向依次設置，位于半圓周方向兩端點位置的兩個接收管的相鄰兩側面之間形成180度夾角，位于半圓周方向兩端點位置的兩個接收管分別和與其相鄰的兩個接收管的相鄰兩側面之間形成36度夾角，其余的三個接收管的相鄰兩側面之間形成36度夾角。

所述抄表集中器和多個終端水表之間通過M＿BUS總線通訊供電，并且通過GPRS或接入internet的以太網通訊連接。同時采用抄表集中器輪詢和終端水表自主通訊相結合的方式，抄表集中器設定各終端水表的通訊順序，當后一終端水表檢測到前一終端水表通訊完成后，后一終端水表立即發送采集信息，當抄表集中器發現個別終端水表的通訊數據錯誤時，采用單獨召喚通訊方式所述M＿BUS總線還接入有DC/DC直流斬波器。

每個終端水表對應設有一唯一的二維碼，所述快速高精度光電直讀式智能水表系統還包括手持式抄表器，所述手持式抄表器與所述終端水表通過二維碼相互識別并與所述抄表集中器通訊連接。所述手持式抄表器為智能手機或專用終端設備，所述智能手機或所述專用終端設備安裝有設定的APP。所述單片機為帶有可進行預付費，分段計量、分段計價功能的固化程序的微處理器。

由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：每個發射管的發射信號不是發射簡單的有光、無光的脈沖信號，而是發射經過挑選的正交碼序列，而每個碼采用曼切斯特編碼，保證每個碼有跳變，消除環境因素的影響；而不同發射管采用不同的正交碼序列，消除了鄰近干擾；解決了目前難以在低成本方式下解決的不同發射接收對管之間的鄰近干擾和外界環境透射光線對讀數的干擾問題；通過提高總線驅動，提高通訊的通訊速率，在此基礎上開發具有輪詢和自主發送相結合的專用通訊協議，大大減小了抄表時輪詢的等待時間，從而極大提高了抄表速度，提高了抄表效率、延長了集中器電池壽命，本實用新型中，抄表速到降低到40ms左右；抄表集中器靜態功耗《5W；水表終端靜態功《4mA；抄表集中器故障時，采用圖像識別技術和二維碼技術，實現水表斷電時的抄表，利用二維碼能夠水表進行唯一識別，二維碼容易定位的特點，解決了水表數字的定位難題，利用智能手機的照相機實現低成本的基于圖像的抄表；通過設置預付費模塊、分段計量模塊以及分段計價模塊，使水表系統具有預付費，分段計量、分段計價功能；設置階梯水量不少于三級，滿足國家推行階梯水價要求。