1.1研究的目的和意义

水资源是与人类生活、社会发展及科技进步息息相关的生态资源，节约用水和合理用水是保护水资源的根本。

当今社会处于科技高速发展时期，而现代建筑也与现代科技完美紧密相关， 现代科技的发展已经在社会发展中起到了重要并且显著的作用。而当前智能小区的兴起，也说明了现代科技诸如联网报警、防火防盗等与人们的正常生活相结合。与此同时，家用智能水表所具备的实时数据更新、远程数据监控等重要功能也成为了构建智能小区的必要条件。因此，远程数据更新及远程水表操作就成为了重点研究方向。为适应国家对于水资源科学利用、节约利用的提议与倡导，并保证用户的正常用水，智能水表的开发成为了主流趋势。

由于我国城镇化建设的速度加快，自动化与智能化逐渐成为了各类电子器械研发的主流选择。因此，传统的水务管理模式无法适应改革以及居民用水的需要，在这种情况下，远传集中抄表的好处便体现了出来。而对于水量计量计费来说，远传集中抄表与传统水表相比而言，减轻了水务管理人员的工作量，也提高了水务工作者的效率，为用户提高了便利性。

1.2国外发展现状

当今电子技术的发展，以及单片机技术的发展，使得单片机技术被广泛的应用于智能水表的开发之中，因此以单片机为核心处理器的智能水表的研发与设计已经成为了新型设备设计的主流。国外的集中抄表系统的技术实现发展较为成熟，因此目前在发达国家基本上都已经实现了远程抄表技术。其中，以电力载波技术进行远程集中抄表的智能水表，国外的公司如Intellon,、Thomson、Ateml,、Enika、National等已经开发出了相关可以应用于电力线载波技术的元器件。电力线载波专用芯片是电力线载波技术的关键所在。国外集中抄表技术广泛采用了MSP430系列单片机以及以ARM为架构的处理器作为核心处理单元，且集中抄表系统的外围模块较为丰富，常见的外围模块一般由非接触式IC读写卡模块、GPRS无线数传模块、LCD液晶显示模块等模块构成，凸显出了智能水表的高度集成性及较强的灵活性。

在过去五年中，发达国家的许多城市都推出智能水表，以解决干旱造成的水资源短缺问题，并将其作为智慧城市计划的一部分。美国未来十年将投资高达83亿美元用于现有智能水计量的初步开发或升级，可使所有用户都安装智能水表；目前，美国60％的用户已安装智能水表。美国加州智能水表安装项目一直处于领先地位，普莱森顿市正计划投资700万美元来部署大约22000台智能水表，东谷水区在5年时间内投资200万美元用于智能水表的安装工作。加州水资源控制委员会于2017年11月发布的一份报告显示，2017年11月的节水率比2013年同期增加了11％；2017年10月至11月期间用水效率提高了8.5％，人均用水量平均为每天84.1加仑。澳大利亚悉尼和墨尔本等主要城市的人口预计到2050年将增加300万。在澳大利亚电信公司Telstra成功推出NB-IoT网络之后，预计主要城市的智能水表的使用将会增加。智能水表的安装不仅可以减少数百万美元人工抄表的成本，还可通过识别泄漏技术减少数百万升水源的浪费。

1.3国内发展现状

我国水表产业的发展与国外相比，起步晚、起点低，直至1990年后开始，随着我国经济发展高速发展，水表产业也在很长一段时间内得到了飞速的发展与提升。我国水表产业起步于20世纪30年代，起步之后发展极为缓慢。直至20世纪80年代初，我国才根据当时水表的国际标准 ISO4040 的要求制定了统一的标准。到20世纪80年代末、90年代初，随着改革开放的深入，行业内企业数量、产品质量、产品种类均得到了明显增长，水表行业进入了黄金发展时期。自使用机械水表计量用水流量开始，人工抄表便是我国水表数据抄录的主要方式。但是随着时代的发展，人力成本逐年增加及误抄、漏抄、估抄情况的出现，传统抄表方式已经不能适应相应需求。人们转而探究代替人工抄录的技术，最初的抄表技术是抄录人员在工作时随身携带数据录入工具，将机械水表显示的数字手动输入到该工具内，在一个固定时间段内将该器具与终端计算机相连结，进行数据的传输与测算。严格来讲，这种方式只是对传统人工抄表技术进行了一定的改良，并不能彻底解决传统人工抄表存在的问题。远传水表的出现解决了这一问题。 20 世纪 80 年代末期，脉冲式远传水表诞生。诞生初期，该表并未形成规模生产，只是其中一小部分产品得到了应用。20世纪90年代中后期，随着改革开放与我国住房现代化建设的深入进行，脉冲式远传水表得到一定规模的应用。21世纪初，直读式远传水表诞生。诞生之初，该产品以电阻触点式和光电式为主。2003 年之后，直读式远传水表进入高速发展时期，用户数量大大增加，并且衍生出了摄像式远传水表。当前，我国智能远传水表的性能和技术指标已接近或达到国际先进水平。由于不同类别的智能水表各有利弊，其计量原理、售价、适用环境、后期维护等各有互补，因此下游客户通常结合其长期使用偏好、资金实力、安装环境、长期成本等因素，选取不同的产品进行使用，无法取得具体产品的市场份额数据，同行业上市公司的公开信息披露中，亦并未细分其具体产品的构成、占比、市场份额、利润情况等明细指标。伴随着水表产业水表企业与水表种类的逐渐增多，越来越多的水表企业开始将资金与精力大量投入了智能水表的研发与设计中。恰逢我国经济建设高速发展时期，各类型的智能水表，特别是具有远传技术的智能IC卡水表，在市场上得到了充分的肯定，并开始在全社会的范围内开始大量推广与使用。据统计，截止至2018年，我国智能水表的需求量已经达到了2699万台。

可以看出，我国的智能水表的发展十分迅速，需求也越来越大，但比起国外的先进技术和使用规模，还需要很长的时间继续去追赶和发展。因此，对智能水表的进一步研究是非常有必要的。