一、行业概述
　　“预付费水表”是实现用水管理智能化的一种方式，可以解决抄表难、收费难、免除入户抄表对居民的打扰，也不需要水表出户的工程改造，具有以下意义：
　　1、提升营销工作的科技含量和服务水平；
　　2、解决入户抄表扰民、保护居民隐私权，避免因抄表产生的不安全隐患；
　　3、降低抄表差错率引起的经济纠纷，为建立和谐社会作出贡献；
　　4、降低抄表成本，在系统稳定可靠、低维护量的前提下，可节省三分之二甚至更高的人工成本；
　　5、降低抄表员的劳动强度，抄表功效可提高五百倍；
　　6、结合各类交费系统，提供银行代扣、互联网交费、电话语音、手机短信等多种服务手段，极大方便广大用户使用。

二、市场现状
　　目前市场运行的预付费水表均使用内藏锂电池供电，多年的实践，证明这类技术方案是行不通的，此类产品已经给广大水司和用户带来诸多麻烦，不但没有达到采用预付费智能水表的预期效果，反而增加了水司和用户的负担，由于技术方案的错误，造成目前的局面，归纳如下：
　　1、由于技术路线的错误，造成预付费智能水表存在以下普遍现象：可靠性差、抗人为攻击干扰能力差、存在更换电池后顾之忧、价格居高不下四大问题；
　　2、所应用的产品科技含量没有得到体现，还降低了供水部门的服务水平；
　　3、过去是每月或几个月入户抄表一次，现在可能是随时都要到用户去检修水表，反到增加了入户检修的次数，对用户袭扰已经让用户到了忍无可忍的程度；
　　4、水表计量数据和预付费数据的不一致，已经提升了抄表的差错率，纠纷四起，这与建立和谐社会宗旨背道而驰；
　　5、本应以智能化水表代替人工抄表，但现在虽然使用的是“智能化”产品，但还需要人工抄表，一旦“智能化”变成“弱智”，必然带来抄表成本的提升；
　　6、产品的报修量逐年提高，不但没有降低抄表人员的劳动强度，反到增加了抄表人员额外的负担；
　　7、采用智能水表当初，自来水公司感觉是方便了，而用户反到麻烦了，在水表不断出现问题的情况下，已经造成供需矛盾的加剧。

三、问题的解决

　　要想彻底解决问题，唯一的是放弃内藏锂电池的技术方案，采用“无需工作电源”技术方案或“用户自行更换电池”技术方案。
　　1、机械存储式预付费水表
　　

 1.1 技术方案
　　既然使用电池的预付费水表存在“可靠性差、不抗外界人为干扰、更换电池后顾之忧，价格居高不下”等问题，那么我们就针对这些问题解决问题。
　　由于产品的“可靠性差”基本上是由于供电的问题造成的，因此，可以和“存在更换电池后顾之忧”问题合并解决，就是：取消供电。那么四个问题只剩二个问题。
　　如果不使用供电，那么技术路线一定是走机械方式，那么机械方式的预付费水表，没有带电电路工作，因此就可以抵抗任何形式的外界人为攻击干扰（磁场、电场、外力），那么就只有一个“价格居高不下”的问题了。
　　由于采用机械结构，电池监控、电路防护、电子传感器等均不再需要，成本将大幅度降低，再者，由于机械结构的稳定性和可靠性要远远高于电子产品，因此，产品的使用中的维护成本也将大幅度降低，从而降低了产品的成本。
　　根据上述技术路线，可以设计制造出一个可靠性高、抵抗任何形式人为攻击干扰、无更换电池后顾之忧、价格低廉的“无需工作电源预付费水表”。

 1.2 结构组成

　　机械存储式预付费水表具备预付费水表的全部特征，比较说明如下：

 1.3 与市场上有源预付费水表对比

　　“机械式无源智能水表”解决了“有源预付费水表”存在的全部问题，相关项目对比如下（市场随机抽取样本测试）：

 1.4机械式无源智能水表性能指标

  1.4.1 水表指标

　　   本表不存在外部磁场干扰问题、对水质无特殊要求、读数清晰、与水接触部件符合SNF61或同等认证要求。 

  主要参数：

   执行标准：Q/320584TJR001-2014  准 确 度：2级        灵 敏 度：3L/h

     机芯结构：旋翼、湿式          常用流量：4m3/h        量 程 比：R=80

   压力等级：标准的1.6倍        压力损失：<0.063MPa   温度等级：T30

  流量参数：

水表误差曲线如下图：

图（二） 机械式无源智能水表外形尺寸

图（三） 机械式无源自控水表外形尺寸

　　壳体、玻璃、表罩，可以长时间承受至少20公斤的静压力而不泄漏、不爆裂，因此特别是遇到冷冻的情况下，不会造成水表的炸裂，更不会因为管道压力的突然变化而出现漏水和玻璃破碎。 
　　水表长度165mm，口径20mm，因此可以直接替换DN15或DN20的水表，采用变径接管或加长接管实现，而无需破坏原有的安装环境。 
　　水表可选配置防拆扣，安装后，将防拆扣扣到水表螺母上，如果不破坏防拆扣，就无法拆卸水表，避免人为作弊倒装水表。 
　　必要时，根据需要，用户可以选择安装单向阀，防止外部切换管道改变进出水方向作弊。
　　水表防水密封性能良好，被水淹后，不会改变水表的性能。

　　1.4.2 预付费控制器性能和指标

　　（1）使用4节AA碱性电池作为电源连接到电子充值开阀装置进行充值，充值开阀完毕后，拔掉电源，水表完全运行在机械状态。
　　（2）充值速度：1m³/s
　　（3）开阀速度：90s
　　（4）最大购买量：999m³
　　（5）充值方式：USB充值头或密码输入，无论是使用USB充值头或键盘输入，均采用 加密的10位明码为数据代码。
　　（6）充值次数：使用4节AA碱性电池，可满足一年的购水充值需要。
　　（7）最大剩余：999m³
　　（8）缴费方式：可使用USB充值头、收据打印方式获取数据代码长度为10位的十进制数字，也可以采用短信、语音电话、互联网等方式实现无载体数据获取。
　　（9）充值过程中如出现电池电压降低到安全限度，系统提示更换电池，更换电池后，充值将接续。
　　（10）报警及透支：当剩余值为0时，水表阀门将自动关闭，提示用户充值，此时，将电源连接到水表上，按动“确认”+“功能”可充值透支用水，下次购买时，自动扣除上次透支值。
　　（11）累加功能：任何时候，均可给水表充值，并且新充值数据和剩余数据累加显示。
　　（12）阶梯水价功能：机械存储式预付费水表是以水量“m³”为计量单位的，无法使用“人民币元”计量单位，因此，阶梯水价是采用无载体方便用户的“少量多次”购买方式，配合后台系统实现的。

　　1.4.3  抗作弊性能

　　（1）机械式无源智能水表具备预付费水表全部特征，解决了预付费水表存在的四大问题，因此，可以抵抗任何形式的人为攻击干扰，包括电场、磁场、外力。
　　（2）在充值过程中，人为中断供电，无法获取额外的不当利益。 
　　（3）由于控制电路不负责数据采样和阀门关闭，只担任充值职能，因此在充值过程中，使用高压干扰，只能造成充值终止，无法获取不当得利。 
　　（4）用户试探输入产生错误次数超过99次时，输入将被锁定，需要向管理单位索取解锁码解除锁定，管理单位记录到黑名单。

　　水表电子控制装置显示说明

   ◆ E---充值码错，10位充值码错误。

   ◆ C---正在充值，10位充值码正确开始充值。

   ◆ F---正在开阀，充值已经结束开启阀门。

   ◆ L---请换电池，电池盒电池电量过低，需要更换电池。

   ◆ H---已经透支，已使用过透支功能，需要购水。

   ◆ P---已被锁定，试探输入错误99次锁定。

充值方式说明

   ◆ 营业厅

     1、用户持USB充值头，到营业厅或营业网点购水后，将USB充值头插入水表供电实现充值。

     2、无需USB充值头，用户持购水后票据，通过水表按键输入打印的10位充值码实现充值。

   ◆ 自助网站充值

     用户登录自助充值网站，输入用户编号和密码，登录验证通过后：

     1、预订用户如果上次预订水费未结算，则提示有未结算预订记录，需要至营业厅或通过其他支付方式结算上次预订水费后，才可继续预订。

     2、预订用户预订成功后，在结果页面会显示充值码，及当前预订所产生的水费，以及当前水价等信息，并提示用户及时结算本次预订费用。用户记录结果页面所显示的充值码，并通过水表按键输入实现充值。

     3、为了方便用户的使用，可以选购我们为产品特别开发的USB充值码读写设备。根据自助充值网站首页提示，正确安装该设备驱动后，插入所操作电脑的USB插座，再将微型U盘插入USB充值码读写设备，在预订成功后的结果页面点击“写数据”按钮，将充值码写入微型U盘内，最后将微型U盘插入水表供电实现充值，无需输入。

     4、预付用户在输入购水量后，会转入网银支付页面，支付成功后会在结果页面显示充值码，可记录该充值码并通过水表按键输入实现充值，也可如上1.3条所述购买USB充值码读写设备，实现无需输入充值。

   ◆ 自助短信充值

     现实生活中手机比电脑更普及，更便捷，更方便实用。人们的生活越来越离不开手机。我们为配合产品的使用特别开发的自助短信充值系统，采用电信、移动或联通等运营商提供的企业短信服务平台，可以实现无缝数据连接、实时接收或发送、多用户即时处理的要求。

   短信发送格式如下：

     1、注册用户：

       1.1 查询上次验证码：发送短信“1001”到指定接收号码；

       1.2 注销号码：发送短信“0000”到指定接收号码；

       1.3 预订：发送短信“3位数以内的预订量”到指定接收号码。

     2、未注册用户：

       2.1 查询上次验证码：发送短信“10位用户编号+8位用户密码+1001”到指定接收号码；

       2.2 注册号码：发送短信“10位用户编号+8位用户密码+1111”到指定接收号码。

       2.3 预订：发送短信“10位用户编号+8位用户密码+3位数以内的预订量”到指定接收号码。

       说明：1、注册用户即将用户手机与用户水表信息绑定，以后使用该手机短信购水时不需再输入用户编号和密码；2、输入的预定量1-999m3，实际以管理者设置为准。

   ◆ 自助语音充值

  电话语音呼叫中心是企业利用计算机和通信技术，通过语音和数据，为客户提供快速、准确的业务咨询、受理和投诉等服务的交互式服务系统。因此，我们为配合产品的使用还特别开发了400语音电话自助充值系统。

  400语音电话自助充值系统简易操作流程如下：

    未注册用户：拨通语音电话→按①选择中文→输入10位用户编号+#号结束→输入8位用户密码+#号结束→按①选择预订→输入1-999的预订量+#号结束→按①确认输入的预定量→按①再次确认→按①语音播报并记录（按②短信回复）→挂机。

    在用户输入密码并验证通过后，可按③注册电话号码，与用户水表信息进行绑定，当下次进行400语音电话预订时，不需输入用户编号和密码即可直接开始预订流程，简化了用户操作过程。

    具体操作依据实际语音提示进行。可输入的预订量以实际管理者设置为准。

   ◆ 自控表抄表员无线以太网充值

  创建表号和用户信息，由用户管理者在电脑上完成。

  手机通过无线以太网和电脑连接将表号和用户信息数据下载到手机里面。

  用户通过操作手机软件，实现表号输入，输入表号后显示水的户主姓名，方便用户检测表号输入是否正确，然后输入充值吨数。

  当充值信息输入完成后，点击开始充值按钮后，手机通过无线蓝牙将充值表号和充值吨数，以及当前时间发送给水表控制器。

  水表控制器获取这些信息后，将执行充值，并保存这些信息。

  水表控制器内保存 水表号，每个表号的累计充值吨数，每个表号的最后一次充值吨数，每个表号的最后一次充值时间。

  用户可以通过软件水表控制器内的数据读取出来，并通过无线以太网提交给电脑管理软件。