浅谈智能水表在农村饮水工程中的应用

浅谈智能水表在农村饮水工程中的应用

李举海

（甘肃水 务 凉州供水有限责任公司 甘肃 武威 733000 ）

摘要：随着社会的发展和公民节水意识的提高，为了减少水资源浪费，提高管理效率，节约劳动力，供水系统的智能化发展是未来农村，特别是饮用水的发展趋势。与以往的水表相比，智能水表在节水现代化方面具有重要优势。

关键词：智能水表；农村饮水；工程；应用

一、智能水表的结构与工作方法

（一） 智能仪器的组成

智能水表系统由智能水表、用户卡和后台控制系统组成。智能水表是具有预付费功能的水表，由测量仪表、用户面板、介质和控制器、电控阀等设备组成。

远传水表由无线通讯模块和基表组成，具有计量、运算、存储、诊断、无线远传等功能。用户卡是指能够读写系统软件的射频卡。它由操作管理、系统配置、执行管理、查询管理、系统描述等子系统组成。该系统允许读取和写入用户卡，保障管理员和用户之间、用户和卡表之间的通信。

（二） 业务流程

该系统的工作模式是管理层先记录用水量，将用水量和水费的基本信息汇总到“智能卡”中，然后根据购买的水准备“智能卡”。最后，水用户将智能卡插入智能手机能检测到的区域，并从智能仪器购买水。在用水过程中，水表的智能微型计算机会自动控制并减少用水量。当用户以一定价格购买水时，水压表会自动发出警告并关闭阀门提醒用户^[1]。如果水量超过，将会让用户以之前相同的价格进行购买，仪器将自动关闭电动控制阀并切断供水。付款后，用户插入智能充电卡并自动打开供水阀。

（三）系统的功能

（1）预付款和免抄表功能。预充值的出现转变了传统抄表模式的应用。每个家庭都有一个连接的水表来支付水费，这样用水户可以先收取水费，然后再使用。它反映了“水作为一种特殊商品”的需求，将“饮用水费率”替换为“使用前的水费率”，提高供水部门现代化管理水平，降低了公司人员成本，并且也为农村用水者提供了安全可靠的用水。

（2）显示功能。在智能水表显示屏上，用户可以查看他们购买、消耗和剩余水量。

（3）报警功能。如果用户设备中的过量水不足（该值可根据需要调整），设备将开启显示屏或阀门上的提醒。这样，用水户可以利用智能水表打开阀门，管理部门也可以提前购买一定数量的饮用水，通过这种方法，极大地改善了居民用水的实际情况。

（4）使用信息的功能。用户购水后，用水量记录在智能卡上，智能水表中包含的信息被传输到下一级控制系统，以了解用户的用水量。

（5）断电记忆和传输功能。如果停电，剩余水量将自动存储在水表的微型计算机中。如有必要，剩余的水还可以从输水板上移除，转移到其他水体或返回到原始水表。

(6)具备电磁抗干扰的作用；在两根干簧片被磁性干涉引起的吸气过程中，阀门会自行闭锁，在干扰消除后，阀门会自行打开；

(7)具备蓄电池的电压探测，在电池即将耗尽时，可将其实时上传至管理系统，便于管理员对故障进行及时的监测；

(四)工作原理

用户缴费后，由管理单位向水表内录入 IC卡内的数据，通过 IC卡向水表内的数据录入，该系统会开启阀门，在使用期间由微机进行计量，当购买的水耗竭时，该系统会关闭阀门，停止使用，客户需要购买自来水后，方可再打开阀门。实行供水系统的统一支付和管理。

二、智能水表安装的影响

首先，农村用水的概念发生了变化。水是一种特殊的金融商品，是实现未来水价发展的基础。第二，成本更公平合理。用更多的钱购买更多的水，以更低的成本购买更少的水，可以增加水用户节约用水的积极性。三是降低工作强度，提高工作效率^[2]。这不仅减少了因准备不当而引发的经济纠纷，还解决了称重问题。过去，供水部门的一名团队成员可以管理大约500个供水户。安装智能工具后，一名员工可以管理1000多个供水户，效率将提高一倍，其主要任务是维护网络和供水。第四，探索未来农村和牲畜供水可持续发展的新途径。智能工具的使用能有效降低负荷，使操作人员有更大的力量维护设备和供水网络，有效保证供水安全，提高对用户的服务水平。第五，仪器安装后，可以随时监控仪器，防止计算机在运行的过程中出现异常，这样可以及时派遣工作人员对其进行解决。

三、智能水表工作中存在的问题及建议

（一）电控阀门有轻微损坏

由于设备应用于农村，水质很差。在运行过程中，水垢会对智能水表的电控阀门造成严重损坏。在选用电控阀门时，应选用具有使用寿命长、切换可靠性高、减压、使用时不易膨胀等优点的电控阀门。陶瓷阀门目前运行良好。

（二）电池损耗大，电池更换频繁，维护成本高

由于农村节水建设水平低，用水条件差。传统的智能控制模块电表经常会渗透水气和湿气，无法适应当今农村用水的需求。并且耗电量高，达不到使用寿命6年的标准^[3]。水表制造商应该加大研究力度，根据我国农村民用仪表的需求研发出防水效果较好的智能化水表，从而彻底解决实际问题。

（三）智能水表对防冻性能有很高的要求

研究表明，在智能水表的实际运行中，由于仪表所处的农村环境和西北地区寒冷的冬季气候，“智能”水表有时会结冰，这不仅给用水户带来经济损失，还带来供水问题。首先，可以选择智能防冻水表来解决问题。第二，提前做好防冻的措施。例如，用户可以使用棉花或特殊绝缘材料来包装和密封智能水表。还可以通过在水表井中添加谷物、稻草等。天气气温突然下降时，打开水龙头使水流呈现线状，这样可以防止或减少结冰。

4. 管理系统

我国生产的智能型水表，其特征是将传感器置于仪表的读数指示器或传动装置上，把原来的仪表读数转化为电子信号，然后进行采集、传输和储存，根据结算和贸易模式的需要，实现自动化和手动的控制。

智能化水表将先进的电子信息技术运用到水表生产中，极大地改善了我国的抄表和计费方法，使供水计费的技术得到极大的进步；它的资料传输和交易结算都是通过 IC卡完成，完全实现“先买水，后用水”和集中抄表管理，从而使工作人员从上门操表收费到客户自己到营业所缴费的变化。此外， IC卡业务还具备了交易简便、运算精确、能够通过银行进行支付的优点，使用户的缴费观念得到了创新，避免了拖欠水费、入户抄表等问题，降低了供水部门抄表工作人力物力的消耗；供水部门还可 提前收取水费，有效减少后期的运营工作，切实提高公司管理效率和经营管理水平。

（五）加强维护管理

为了保证智能水表系统的正常运行，不仅要有优质的产品、良好的设计和精心的施工，还要进行日常的系统控制和维护。（1）每周指定专业人员在指定地点收集数据，进行水质分析、比较和误差评估。如有异常，应现场确认，必要时通知用户，以减少用户不必要的损失。如果在设计过程中遇到排序错误，及时联系产品供应商的安装维护服务部门解决问题，降低故障率。（2）水表读数后，首先分析打印表格中的异常水量，然后根据每个地址检查损坏的水表，对各种基础水表进行相应的测试，并远程读取验证数据。

结语

本文通过多年对我国农村饮用水表智能化应用的调研，得出结论：智能水表具有供水安全，操作便捷，管理科学，方便支付等诸多优势。同时，智能化水表在节约用水、社会效益等方面也取得了明显的成效。目前，智能化水表还面临着环境要求高，价格高，故障率高，维修困难等问题。随着信息化的发展，智能化水表将逐步进入乡村，造福于每一个家庭。

参考文献

[1]崔卫民. 智能水表的计量特性与应用现状[J]. 中国标准化,2019(14):178-179.

[2]谭志华. NB-IoT技术在智能水表领域中的应用研究[J]. 中国新技术新产品,2019(22):27-28.

[3]余翔,彭灵有,熊威,齐文瑾,章俊杰,桂智敏. NB-IoT智能水表在智慧水务中的应用研究[J]. 给水排水,2020,56(S1):906-910.

作者简介：李举海，男，1977年7月生，甘肃武威人，丹江口工程管理局职工大学，大专学历，助理工程师，研究方向：农村人畜饮水管理，电话：13893549891