敦煌市機井智能水表管理辦法簡介

第一章　總　則

第一條　為加強地下水資源管理，認真落實水資源開采計劃，進一步規(guī)范取水行為，嚴格控制地下水開采量，實行地下水資源總量控制和定額管理，合理配置和節(jié)約使用地下水資源，保障經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，依據(jù)《中華人民共和國水法》、國務院《取水許可和水資源費征收管理條例》、《甘肅省水資源費征收管理辦法》、《甘肅省實施<水法>辦法》等法規(guī)規(guī)章，結(jié)合我市實際，制定本辦法。

第二條　凡我市行政區(qū)域內(nèi)的機井，長期或臨時提用地下水資源時，都應當安裝智能水表，遵守本辦法。

第三條　任何單位和個人都有珍惜水、愛護水、節(jié)約水的義務，對私自提取、浪費地下水資源和拒絕安裝智能水表的行為都有檢舉、控告的權(quán)利。

第二章　智能水表安裝

第四條　根據(jù)《酒泉市地下水資源管理辦法》第二十五條的規(guī)定，所有單位和個人的機井都必須在規(guī)定的期限內(nèi)安裝智能水表。

第五條　機井智能水表由市政府采購辦、水務局統(tǒng)一招標、采購。水務局要按照實施計劃，組織做好智能水表的安裝、調(diào)試和驗收等工作。

第六條　市水務局是機井智能水表安裝管理工作的主管部門，負責機井智能水表的統(tǒng)一規(guī)劃、施工安裝和監(jiān)管使用。

公安、電力等部門及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人民政府要積極配合，協(xié)助市水務局做好智能水表的安裝實施工作。

各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人民政府及各有關(guān)單位要統(tǒng)一思想，認真做好智能水表安裝的宣傳發(fā)動工作，提高廣大人民群眾的生態(tài)憂患意識和水資源危機意識，增強廣大人民群眾安裝機井智能水表的自覺性和主動性。

第三章　智能水表管理與維護

第七條　機井智能水表的日常安全運行、管理和維護由機井所有人負責。

市水務局水政水資源辦公室、水政監(jiān)察大隊負責查處破壞智能水表正常運行的各類案件。

市水務局各水管所負責對所轄區(qū)域內(nèi)機井智能水表的安裝、管理工作進行監(jiān)督和管理。

各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）水利站負責所轄區(qū)域內(nèi)智能水表的安裝、維修、維護、技術(shù)服務、安全運行和水資源費的征繳及統(tǒng)計上報等工作，對破壞智能水表正常運行的人和事及時查處上報。

第八條　市水務局各水管所所長、各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）水利站站長是所轄區(qū)域內(nèi)機井智能水表安全運行、監(jiān)督管理的第一責任人。各水管所、各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）水利站配備的機井智能水表專管人員，具體負責所轄區(qū)域內(nèi)機井智能水表安全運行和系統(tǒng)管理服務工作。

第九條　市水務局各水管所、各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）水利站配備的機井智能水表專管人員，要對所轄區(qū)域內(nèi)的機井智能水表運行情況進行經(jīng)常性的監(jiān)督檢查，要對智能水表安全運行和維修維護情況建立檔案；要對用水情況認真填寫水量記錄簿，做好智能水表水量充值記錄管理；要及時上報智能水表系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)和安全運行情況。

第十條　市水務局每年統(tǒng)一對機井智能水表進行一次檢查、校驗，校驗結(jié)果作為取水許可證年審的一項重要內(nèi)容。

第四章　水資源費征收

十一條　凡本市行政區(qū)域內(nèi)提取地下水的單位、組織和個人，應當嚴格按照國務院《取水許可和水資源費征收管理條例》、《甘肅省水資源費征收管理辦法》和《敦煌市人民政府關(guān)于征收地下水資源費的通知》（敦政辦發(fā)〔2008〕71號）中的有關(guān)規(guī)定，按時向市水務局足額繳納地下水資源費。

第十二條　機井所有人要憑卡取水，先購水，后取水。智能水表安裝、調(diào)試、驗收、移交后，機井所有人要按照管理、操作程序攜卡到鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利站購水，刷卡充值后方可取水。

第十三條　凡2009年起批準新（補）打機井全額收取智能水表購置及安裝費，由市水務局組織安裝智能水表后方可取水，通過智能水表按實際取水量計征水資源費。

第五章　相關(guān)責任與處罰

第十四條　機井所有人必須按照市水務局的要求及時安裝智能水表。凡在規(guī)定限期內(nèi)不安裝的，由市水務局按照該機井日最大取水能力計算的取水量和水資源費征收標準計征水資源費，并依據(jù)國務院《取水許可和水資源費征收管理條例》第五十三條規(guī)定，處以五千元以上二萬元以下的罰款；情節(jié)嚴重的，吊銷取水許可證，封閉取水機井。

第十五條　機井智能水表移交給機井所有人后，出現(xiàn)運行不正常的，機井所有人應及時向智能水表專管人員告知，智能水表專管人員要及時聯(lián)系人員做好設備維修工作。

智能水表運行一年以后出現(xiàn)故障，由智能水表專管人員及時協(xié)調(diào)維修，維修費用由機井所有人承擔；機井所有人拒絕維修或即不維修也不更換的，由市水務局按照該機井日最大取水能力計算的取水量和水資源費征收標準計征水資源費。

第十六條　凡拒不繳納、拖延繳納或拖欠水資源費的，依照《甘肅省水資源費征收管理辦法》第十條規(guī)定，由市水務局責令限期繳納；逾期不繳納的，從滯納之日起按日加收滯納部分千分之二的滯納金，并處應繳或者補繳水資源費一倍以上五倍以下的罰款。

第十七條　凡擅自改動、拆卸和損毀機井智能水表，造成智能水表不能正常運行的，依據(jù)《甘肅省實施（中華人民共和國水法）辦法》第五十五條規(guī)定，由公安、電力等部門協(xié)助市水務局依法查處，責令賠償損失，并處以二千元以下罰款。

對超越水表設置旁通管或以其他方式竊水的，由市水務局責令機井所有人限期改正，除按測算的竊水量補交水資源費外，由公安部門處以二百元以上一千元以下的罰款。

第十八條　凡違反本辦法拒不接受處罰的，由市電力部門對該機井實施停電、拆除機井用電線路，由市水務部門吊銷取水許可證，并由公安、電力、水務等部門組成封井工作組，封閉該機井。

第十九條　各水管所、各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）水利站配備的機井智能水表專管人員要切實做好機井智能水表的具體管理工作。凡有下列情形之一的，由市水務局依法給予行政處分：

（一）智能水表被拆卸，既不知情又不上報的；

（二）智能水表被盜，既不知情又不上報的；

（三）由于管理和服務工作滯后造成智能水表停用的；

（四）接到通知不按上級要求及時上報智能水表安全運行情況及系統(tǒng)數(shù)據(jù)的。

第六章　附　則

第二十條　本辦法由敦煌市水務局負責解釋。

第二十一條　本辦法自發(fā)文之日起施行。

隨著科技的發(fā)展，人們發(fā)明了利用水泵的機井，可以汲取更深的地下水、更好地保護水質(zhì)、并與社區(qū)的供水系統(tǒng)相連，成為現(xiàn)代的以地下水為水源的自來水供水系統(tǒng)。

智能水表引言

智能水表因其從根本上改變了傳統(tǒng)的抄表方式，實行買卡用水的收費模式，在節(jié)省大量人力的基礎(chǔ)上，同時解決了長期困擾供水行業(yè)的水費拖欠問題，因而將直接給供水行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。所以，它的可實施性正被日益看好。而如何對水表在技術(shù)上、性能上、價格上實行優(yōu)化設計，將是問題的關(guān)鍵所在。

智能水表組成部分

2.1發(fā)訊基表

發(fā)訊基表就是在普通的機械式水表中安裝發(fā)訊裝置以提供計量信號給水表電子主控電路以實現(xiàn)用水自動計量。水表的發(fā)訊裝置由一小磁鋼與一磁敏元件以一定的位置關(guān)系構(gòu)成，當一個計量單位(一般是0.01m3或0.1m3)的水流經(jīng)過后，磁敏元件就發(fā)出一脈沖信號給主控電路用以計數(shù)。普遍采用的磁敏元件有干簧管和霍爾元件兩種。干簧管因其靜態(tài)時的零功耗性能在電池供電的微功耗智能水表中占有明顯的優(yōu)勢，而優(yōu)質(zhì)干簧管100萬次以上的工作壽命也完全能滿足水表的使用周期。霍爾元件的功耗普遍在mA級，雖然也出現(xiàn)了微功耗的新品，(如Allegro公司的開關(guān)型霍爾元件A3210，它的靜態(tài)功耗只有1μA。)但是其價格相對比較昂貴。

2.2控制閥門

智能水表通過主控電路對水表進水閥門進行開關(guān)控制，從而達到控制用戶用水的目的。因而，可靠性應是閥門的設計要點。在智能水表設計的前期，應該說電磁閥是一種普遍的選擇，因為它結(jié)構(gòu)簡單，并且功耗較低。但是經(jīng)反復試驗后，其缺點也不可避免地暴露出來。 簡要地說，首先，電磁閥的抗震性較差，這也是最為致命的一個弱點;其次，電磁閥內(nèi)的塑料部件在長期的水浸泡環(huán)境中容易變形、受腐蝕，從而影響閥的開關(guān)性能。于是，電動閥的設計趨勢應運而生，雖然，與電磁閥相比，它的結(jié)構(gòu)較為復雜，功耗也較大，但是，在可靠性這個大前提下，電動閥應該比較具有應用前景，當然，在結(jié)構(gòu)上需作進一步的調(diào)整。雙穩(wěn)態(tài)電動閥是一種設計思路，此類閥門旨在利用電磁傳導驅(qū)動電動閥，達到降低能耗的目的。

2.3主控電路

2.3.1結(jié)構(gòu)框圖

2.3.2 CPU選型

智能水表是一個小型的電池供電系統(tǒng)，因此，CPU的選型應著重從低電壓、低功耗、高帶載能力考慮。Microchip公司的PIC系列單片機在這方面的整體優(yōu)勢比較明顯。并且它特有的精簡指令集(RISC)結(jié)構(gòu)和總線的哈佛結(jié)構(gòu)與同類單片機相比程序代碼可節(jié)省一半，指令速度可提高五倍左右，所以不失為一個理想的選擇。再從性價比考慮，PIC16C57和PIC16C62為兩款不錯的選擇，它們片內(nèi)都自帶Watchdog定時器，前者為2K*12位EPROM，80*8位RAM，20個I/O口;后者有2K*14位EPROM，128 RAM，20個I/O口，以及7級中斷。當然，PIC16C57更為低價，但因其無中斷功能，在軟件設計時只能采用查詢方式，相比于中斷方式，在節(jié)省功耗方面稍遜一籌，但影響不大。

2.3.3數(shù)據(jù)存儲器

數(shù)據(jù)存儲器用于存儲來自于經(jīng)CPU計算、處理后的有關(guān)水表的各種信息，如購水量、用水量、用戶編碼等等。ATMEL公司的256*8位E2PROM通用存儲器AT24LC01簡單易用，而且價格十分低廉，完全能滿足使用要求。雖然有許多性能上更勝一籌的可編程監(jiān)控類、加密類存儲器，但在象智能水表這樣的產(chǎn)品中卻無必要，因為電路板是密封在水表中的，而CPU與存儲器之間的數(shù)據(jù)交換無外部接口，所以無所謂數(shù)鋸失竊。

2.3.4 IC卡的讀寫

IC卡讀寫模塊為主控電路與IC卡的邏輯接口電路，它首先應能實現(xiàn)對IC卡的供電，并滿足不帶電插拔的要求(若帶電插拔，有可能會給IC卡帶來損傷，甚至損壞IC卡)，這可以通過硬件和軟件兩方面來實現(xiàn)。如圖2所示，當CPU通過IC卡座的IC卡檢測開關(guān)檢測到IC卡插入時，IC-PWR端口經(jīng)過適當延時(10ms左右)發(fā)出一低電平，通過小功率三極管9012控制系統(tǒng)的 5V電源切入，相同地，在軟件設計時，當對IC卡的讀寫完成后，及時讓IC-PWR端口發(fā)出高電平，切斷IC卡的供電電源，以便IC卡拔出。

此外，所有的IC卡接口部分都應加入箝位保護二極管，這些二極管可以使各引腳上的電壓嚴格控制在-VD~VCC VD之間，(VD是二極管的正向壓降，通常為0.6V左右)。這樣，可以抑制由于線路干擾和邏輯電平變化的邊沿產(chǎn)生抖動所帶來的瞬間過壓，為IC卡提供了進一步的保護措施。

2.3.5　開關(guān)閥控制

水表閥門的開關(guān)是CPU依據(jù)一定的開關(guān)條件定時導通開關(guān)電器回路來實現(xiàn)的，對開關(guān)閥控制的設計要掌握兩個要點：一是在軟件上控制好對開關(guān)閥電路的電流輸出時間，也即回路導通時間，時間過長，電池耗能太多;時間過短，不能可靠開關(guān)閥門。二是在硬件電路上要有一個針對關(guān)閥的儲能電路，當電源失電時，該電路能及時釋放電能，關(guān)閉閥門。

2.3.6　低電壓檢測

低電壓檢測對單片機系統(tǒng)來講是個十分重要的問題，它在某種程度上起到了保障系統(tǒng)可靠運行，避免數(shù)據(jù)出錯的作用，智能水表的設計中同樣如此。具體地講，應該在系統(tǒng)掉電到一個門限電壓(該門限電壓應高于CPU的最低運行電壓)時，通過相應的電壓檢測電路把信號傳遞給CPU，CPU及時對系統(tǒng)進行軟件復位。電壓檢測器可以選用合泰公司的HT70系列產(chǎn)品，此產(chǎn)品價位較低，而且規(guī)格十分齊全。

2.3.7　顯示

智能水表的信息(水存量、開關(guān)閥狀態(tài)、電池狀態(tài)等)顯示可通過串行液晶模塊來完成，串行液晶模塊與CPU的接口簡單，只占用DATA、WR、CS三條接口線，與并行液晶模塊相比大大節(jié)省CPU的I/O口資源。另外，為了盡量滿足低功耗的要求，可讓液晶平時處于休眠狀態(tài)，用插卡喚醒的方式使其顯示。

2.3.8　脈沖信號處理

對來自于發(fā)訊基表的脈沖信號，在軟件設計時應作"防抖動"處理。因為在實際生活中 我們經(jīng)常會遇見這樣的情況：當自來水管中進入一定量的空氣后，打開籠頭用水，水管會瞬間不停震動，如果此時磁鋼與干簧管的位置剛好處于臨界狀態(tài)，就會不停地將脈沖信號發(fā)給 CPU，使CPU無法正確計數(shù)。相應的措施是當CPU接收到一脈沖信號后經(jīng)適當延時(該延 時只要小于水表過載流量時磁鋼與干簧管的最大吸合時間即可)。再來檢測該信號是否依然存在，如果沒有，則認為是假信號。

2.3.9　抗攻擊模塊

抗攻擊模塊是針對采用高壓、靜電等手段對卡口進行惡意攻擊從而引起系統(tǒng)癱瘓而設置的保護電路。象北京握奇公司，富根公司等國內(nèi)廠家有成型產(chǎn)品可以提供，性能上都比較可靠。

2.4　卡的選擇

IC卡究其功能劃分可分為普通存儲卡、邏輯加密卡、CPU卡三大類。卡片作為用戶和供水部門之間傳遞信息的載體，更作為一種電子貨幣，可靠性之外，安全性當是首要考慮的問題。

普通存儲卡芯片無安全邏輯，設計人員一般通過對數(shù)據(jù)進行一定的加密算法和滾動存儲相結(jié)合的方法對數(shù)據(jù)安全性加以考慮，但由于普通存儲卡內(nèi)容可通過讀卡設備直接讀出，數(shù)據(jù)能被隨意篡改，并且真實數(shù)據(jù)極有可能經(jīng)過多次反復比較得出，因而安全性較差，不提倡使用。

邏輯加密卡提供電路的邏輯硬件密碼較對功能，一般情況下，只有通過用戶密碼和應用區(qū)密碼才能對卡內(nèi)應用區(qū)數(shù)據(jù)進行訪問，卡內(nèi)設置密碼計數(shù)器，一旦輸入錯誤密碼次數(shù)超過密碼計數(shù)器設置次數(shù)，卡將自鎖。但是數(shù)據(jù)在卡的I/O口上是以明碼方式傳輸?shù)?，如果通過儀器"竊聽"獲得數(shù)據(jù)，就能達到制作偽卡的目的。通常的做法是對卡上重要數(shù)據(jù)進行DES、RSA等國際通行的密碼算法進行加密，以作為反"竊聽"的有效手段。邏輯加密卡價格比較低廉，如果智能水表的收費不納入"城市一卡通"系統(tǒng)，那么，它將是一種不錯的選擇。像西門子公司的SLE4442內(nèi)含256*8位E2PROM數(shù)據(jù)存儲器，32*1位保護存儲器，和一個可編程安全碼(PSC)邏輯，比較符合水表用卡的要求。

CPU卡芯片內(nèi)本身集成有微處理器，并且有自己的片內(nèi)操作系統(tǒng)(COS)。與邏輯加密卡相比，CPU卡最主要的優(yōu)點體現(xiàn)在兩個方面：一是安全機制上更為嚴密，它的片內(nèi)操作系統(tǒng)(COS)能對密鑰進行有效管理，并使數(shù)據(jù)在卡內(nèi)進行加密運算、比較，從而對卡、持卡人、讀卡設備的合法性進行相互鑒別;二是在"一卡多用"上有較強的靈活性，可以同時兼容幾種不同的應用，卡與系統(tǒng)的互相操作受存放在卡中與系統(tǒng)中的軟件控制。尤其是第二點，對"一卡通"的意義不容置疑。但具體到水表用卡，還應視情況而定，因為畢竟CPU卡的價格仍然較高。

2.5 軟件流程圖

圖3是根據(jù)查詢方式設計的軟件流程：

智能水表是一種利用現(xiàn)代微電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、智能IC卡技術(shù)對用水量進行計量并進行用水數(shù)據(jù)傳遞及結(jié)算交易的新型水表與傳統(tǒng)水表一般只具有流量采集和機械指針顯示用水量的功能相比，是很大的進步。智能水表除了可對用水量進行記錄和電子顯示外，還可以按照約定對用水量進行控制。