机械水表远传系统的开发与应用

　　1 引言

　　山东莱钢集团是年产1000万吨的特大型钢铁联合企业，随着生产规模的不断扩大，对水资源的调度管理提出越来越高的要求，要求实时掌握各二级厂矿及各车间的水资源的利用情况，原有的机械水表人工抄数与报数模式不能满足生产管理的需求。机械水表广泛分布于各生产厂区，部分机械水表远离员工工作环境区域，数据的抄送存在诸多困难，因而迫切需要改变这种手工工作模式，提出了机械水表改造项目。机械水表远传系统是以51系列单片机作为核心器件，在原有机械水表的基础上进行改造实现A/D 模数转换、数据远传处理，满足生产、生活管理的需求。

　　2 机械水表远传的原理

　　(1)机械水表远传系统简介

　　机械水表远传系统是在原有机械水表的基础上进行改造实现A/D模数转换、数据远传处理等功能，满足生产管理需求;以单片机作为系统核心，它直接输出机械水表表盘示值数据信息，同时输出瞬时流量，并具有数据存储功能。机械水表远传系统由自保持开关式传感器、数据采集器和内置电池3部分组成，集成在防干扰屏蔽盒中。开关传感器采用无源自保持开关结构，无需供电，采集器内部智能芯片为微功耗元件，由外部电源或内置电池供电。

　　(2)数据采集原理(传感器)

　　远传水表系统由远传水表、信号传输通讯(有线或无线)和水表计量数据采集装置等部分组成。

　　目前，被广泛采用的发信装置大体分为两类：一类是需要供电才能工作的有源发信装置，如霍尔元件、光电元件组成的发信装置。另一类是依靠磁感应动作的无源发信装置，通常采用磁动干簧管开关、机械触点等。

　　霍尔元件是根据霍尔效应进行磁电转换的磁敏元件。检测产生的霍尔电压就可以判罚磁场发生的变化，可以作为传感器用于计数.

　　干簧管是一种有触点的无源电子开关元件，具有结构简单，体积小便于控制等优点。当有磁性物质靠近玻璃管时，在磁场磁力线的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使结点所接的电路连通。外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路也就断开了。因此，作为一种利用磁场信号来代替机械水表的齿轮转动，干簧管可以作为传感器用于计数。

　　(3)远传水表的通讯方式

　　常用的远传水表通讯方式有有线、电力载波和无线几种类型。在本设计中选用有线通讯方式，因为莱钢的主干光缆已经辐射全集团公司的各二级厂矿及生产车间，我们只需将设备与主干光缆连接即可完成数据上传的管理需求。