中国智能水表行业市场分析报告Word文档下载推荐.docx

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元器件交易网，北京欧立信咨询中心

图表2：

智能水务引发对于智能水表的诉求

清华同衡环境技术研究所，北京欧立信咨询中心

第二节“政策+技术”双驱动，智能水表行业孕育新动力

一、人工抄表必将被淘汰，智能水表的远程抄表是未来趋势

改革开放以来，随着我国经济快速发展，人民生活水平日趋提高，居民用水量逐步提升，水司的管理越加繁重，人工抄表方式不符合时代的发展。

随着我国对于水力系统的“一户一表”的推进，对水利系统的改造工作的实施，加上社会发展带来的工业及民用供水网络的不断膨胀，使得我们的供水企业对于整个管理任务变得越来越重。

在这样的发展趋势中，如果不合理的运用现有的科技来改善以往的人工抄表的模式，那么由于人工抄表带来的漏抄、误抄、估抄及效率低下等因素，势必给供水企业的管理带来瓶颈效应，造成巨大的经济损失。

目前，中国的智能水表发展的还是很慢，现在的水表90%还是人工抄表，人工抄表具有众多弊端。

水表的安装环境很糟糕，有露天的、有表面的，环境有干燥的，也有潮湿的。

很多人从没看到过自己的水表装在哪里。

我们部分远传表下雨被淹了，数据就都没了。

我国绝大多数地区的抄表方式还是以人工抄表为主。

但是，该种抄表方式存在很多弊端主要有：

（1）抄表人员入户抄表具有一定困难性，工作量大，工作人员的工作条件艰苦；

（2）由于抄表的数据量比较庞大，容易产生错、漏等现象；

（3）由于管理不合理，出现很多窃水现象，对国家经济造成重大的损失。

图表3：

我国人工抄表占总体的90%

腾讯新闻，北京欧立信咨询中心

图表4：

人工抄表的三大弊端

北京欧立信咨询中心

针对人工抄表方式存在的问题，我国在上世纪90年代就开始了远程集中抄表技术的探索和研究，但是由于没有统一的标准或技术等原因无法实现。

由于我国水表有很多口径、不同安装方式和安装环境，而且用户对于水表的要求不一样，导致企业生产了各式各样的水表，水表在全国没有统一的标准，这和电表有很大的差别。

同时，在水表的通讯方面，计量局是不管通讯的，集中器也没地方测，这就会造成各个企业造出的水表等器件只能自己和自己相通，而电表对每个电表的通信进行监测，有入网证。

最终，在推广远程集中抄表技术的时候，就会遇到种种阻碍，远程抄表一直没有大面积的实施。

随着物联网思想的提出，无线通信技术快速的发展，智能水表的远程抄表有孕育出新的活力。

远程智能抄表系统，彻底改变了传统的费时费力的人工抄表方式。

通过自动抄表系统就能准确知道各级用户的水等的使用情况。

可以实现自动抄表、计费、统计报表，以及远程通断控制功能，通过与银行数据联网可以实现自动转帐收费等功能，体现了高科技、智能化的科学管理模式，远程智能抄表系统则为水力部门提供了一种安全便利的技术手段。

因此，搭建一套合理的智能抄表系统实现水表“抄、算、管、控”一体化，对消除人工抄表的弊端、实现真正的节能减排至关重要。

二、物联网向各行各业渗透，对于智能水表影响进入转型升级期

物联网（IoT）是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段，被称为继计算机、互联网之后，信息世界的“第三次浪潮”。

物联网是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统（GPS）、移动电话以及激光扫描器等信息传感设备，按照协议规定把所有物体与互联网连接起来，进行信息交互与通信，最终实现智能化识别、定位、追踪、监控及管理的一种技术。

根据美国研究机构Forrester预测，物联网所带来的产业价值将比互联网大30倍，物联网将成为下一个万亿元级别的信息产业业务。

图表5：

物联网的前世今生

EXIC，北京欧立信咨询中心

图表6：

物联网产业链：

感知层、网络层和应用层

东方财富网，北京欧立信咨询中心

物联网的体系结构包括感知层、网络层和应用层三层。

（1）感知层：

它的主要任务是信息感知，识别物体采集信息，是物联网识别物体和信息的主要来源。

感知层是由各种传感设备及其网络网格组成，由传感器、条形码、射频识别标签以及卫星定位系统等构成的感知终端。

（2）网络层：

它主要实现物联网的数据传输和处理感知层获取的信息。

物联网所包括的网络有互联网、局域网、城域网、外网、网络系统平台等。

（3）应用层：

这个层次是物联网的应用体系，它主要作用是把物联网和终端连接起来，实现物联网真正意义上的虚拟世界与物理世界的无缝连接，达到名副其实的物物相连的世界。

全球物联网产业规模保持活跃态势，产业规模与市场空间不断扩大，我国物联网产业集聚发展效应凸显，众多产业发展平台初步形成。

市场预测2020年物联网市场规模将达到万亿美元规模，物联网设备将达到500亿，且将继续保持高速发展，到2025年，华为预测物联网设备的数量将接近1000个亿，新部署的传感器速度将达到每小时200万个。

随着应用的落地与可挖掘数据的逐渐积累，物联网产业的价值开始显现，未来市场空间巨大。

根据赛迪智库的数据显示，2014年我国物联网产业的市场规模达到6000亿，近几年综合增长率达到了30%以上，充分体现了其强劲的发展势头。

图表7：

物联网未来市场空间巨大

IoTAnalytics，北京欧立信咨询中心

图表8：

物联网具有众多应用领域

工信部，北京欧立信咨询中心

互联网以及通信网在发展过程中产生了物联网，最终能够让人、物等彼此之间进行信息交流，最终实现监控物理世界，以及进行智能化判断，推动物联网在各个行业的渗透。

物联网通过与其它信息通信技术的不断融合，深化在工业、农业和服务业的应用，充分发挥物联网在推动传统行业转型升级的重要作用，带动形成物联网产业的规模发展。

物联拥有业界最完整的专业物联产品系列，覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用。

产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康、远程抄表等各种领域。

经过物联网技术的不断发展和积累，物联网对于智能水表影响已经进入到了新的转型升级期，一个以水表计量性能提升、无线网络接入和融入互联网应用为标志的智能抄表时代已经到来。

水表作为供水营销过程中的基础计量工具，关系着整个供水企业的水量计量和费用的生成，也是供水企业主体的收入的主要保障，围绕水表展开的一系列水表管理工作的重要性就日益凸显。

利用物联网技术、无线通讯技术等，真正的实现智能远程抄表，这对于我国智能水务方针以及阶梯水价政策的真正落实具有重要的作用。

在物联网技术下，智能水表依存于当下这个科技飞速发展的网络时代，智能水表及系统与传统水表相比有着无可比拟的优势。

智能水表8个特征：

（1）安装简单，不需要现场集中器或者软件；

（2）内部的锂电池能使用5到10年；

（3）简单的网络数据分析和系统管理；

（4）有全球移动通信系统覆盖，随处都可以安装；

（5）拥有定制的标志，定制化；

（6）对大量的水表进行统一管理；

（7）可以与自己的系统进行对接；

（8）通过邮件或短信的方式发送最小夜间流量和泄露提醒方面的信息。

图表9：

智能水表八大特征

OUTPOST，北京欧立信咨询中心

物联网控制系统可以实现对用户以及水表的信息管理、各区域及用户用水量的统计数据、远程控制表具、价格发布及向用户发送的通知公告等功能，用户可以利用手机、固定电话、互联网缴纳水费、查询用水明细。

这主要体现在以下几个方面:

（1）远程控制；

（2）水价计量；

（3）电子帐单；

（4）数据平台；

（5）柔性管理；

（6）异常消费分析；

（7）委托代管。

通过数据采集传输仪、无线网络和智能水表等在线监测设备，实时感知供排水系统的运行状态，有机整合水务管理部门与供排水设施的“智能抄表”。

表格1：

智能水表的七大功能

民生证券整理,北京欧立信咨询中心

在无线网络接入和互联网技术支持下，智能水表可以完成准确、可靠、持续的水计量任务，并作为新颖供水测控网络的智能终端，参与到智慧水务的应用中。

智能水表完成水计量任务，并作为新颖供水测控网络的智能终端，这是供排水等用户的期盼，也是物联网实现远程抄表的真谛。

提高水表的计量性能，降低管网压力损失，增加水表使用寿命和测量可靠性，采用互联网和物联网等新技术，实现供水管网测量、控制、管理的自动化、信息化和智能化是一项重要举措，也是时代赋予水表制造企业的历史使命和机遇，解决全球水资源紧缺问题，需要推行节约用水、科学用水管理和节能减排等措施。

三、国家政策和政府推行智慧水务与阶梯水价，智能水表迎来新的发展动力

随着社会、经济和人口的发展,水资源已成为稀缺自然资源,水资源管理开始强调控制社会经济用水需求量的过快增长,智慧水务是必然趋势。

智慧水务通过数采仪、无线网络、智能水表等在线监测设备实时感知城市供排水系统的运行状态，并采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施，形成“城市水务物联网”，并可将海量水务信息进行及时分析与处理，并做出相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程，从而达到“智慧”的状态。

智慧水务能够有效提高水资源的使用效率和管理泄漏率，并预测水的需求量。

通过传感器中的数据被传送到监测控制和数据采集系统中心，用来检测和控制水的运输过程，这些数据可以通过智能手机和电脑进行查看，这些数据可以告诉相关人员整个智能水务系统的目前的状态。

通过使用传感器发出来的数据，然后借助软件可以对水的需求量做出一个非常精准的预测，当水的需求量发生波动时，智能水务系统也做出相应的调整，软件可以发送警示信息和建议给监测控制和数据采集系统中心，提示他们该采取什么样的行为，如供水系统工作人员可以以邮件的形式得到提示，然后再网站上得到相关的详细信息，这样在智能水务系统中存在的问题就能在一个相对较早的阶段被发现出来。

图表10：

智慧水务：

管理泄漏和节约能源

SIEMENS，北京欧立信咨询中心

图表11：

智慧水务区域情况

SIEMENS,北京欧立信咨询中心

智慧水务需要对于水质安全进行监控，按需分配管网调度，最终达到促使水务集团运营管理数字化、智能化、规范化的作用。

和以往的技术手段相比，物联网智能水务具有无可比拟的优越性。

以前采用的方法是人工监控，现在则是自动化操作，方便技术人员随时掌握水质情况。

改变过去传统方法，物联网智能水务让管网调度更科学更高效。

在“智慧水务”理念的引导下，水务集团的管理发生了变革，它们采用数据采集、传输等传感设备在线检测水务系统的运行状态，并采用可视化的方式有机整合水务管理部门设施，形成“水务物联网”。

针对水资源的一系列政策法规的颁布，不断促进水资源持续健康的发展。

从20世纪80年代开始,中国政府加强了依法治水、依法管水的努力,开始了水资源立法。

迄今为止,先后通过了《中华人民共和国水法》（1988年）、《中华人民共和国水土保持法》（1991年）、《中华人民共和国水污染防治法》（1996年修订）、《中华人民共和国防洪法》（1997年）。

国务院及其所属部门颁布了60多件水行政法规和政府规章,各省、市、自治区先后出台了三百余件地方性法规和政府规章。

表格2：

1988年-2015年中国水资源相关政策

为引导居民节约用水，促进水资源可持续利用，国家发展改革委、住房城乡建设部颁布了居民用水阶梯价格制度。

2013年12月31日，国家发改委、住房城乡建设部印发了《关于加快建立完善城镇居民用水阶梯价格制度的指导意见》，部署全面实行城镇居民阶梯水价制度。

指导意见规定，所有设市城市原则上要在2015年底前完成“一户一表”改造，全面实施阶梯水价制度；

凡调整水价的设市城市，必须同时实施阶梯水价；

实施阶梯水价后，供水企业要切实做到抄表到户、结算到户、服务到户；

供水企业因实施抄表到户增加的供水设施改造、运营和维护等费用可以进入供水成本。

图表12：

阶梯水价：

用水量越多，水价越贵

中金在线，北京欧立信咨询中心

图表13：

阶梯水价的三个优点

贯彻阶梯水价机制，对阶梯水价的科学机制做到准确计量、准确计时以及准确计费，对各用水段水费的合理收缴，是落实阶梯水价机制的关键所在，需要智能水表的辅助。

阶梯水价机制的提出，遵循了社会公平性原则，调动了社会各层对节约水资源的积极性，阶梯水价的高价机制，主要是针对高消费水资源、浪费水资源群体而建立的，对于高消费水资源以及浪费水资源的群体可以起到一定的惩罚效果。

阶梯水价的提出与实施，既减少了水资源的浪费，又保护了低收入人群的用水基本需求。

智能水表可以完成准确、可靠、持续的水计量任务，并作为新颖供水测控网络的智能终端，可以促进阶梯水价政策的贯彻落实。

除了国家层面出台相关政策，各地政府也纷纷落实“阶梯水价”政策，为智能水表的发展打下了夯实的基础。

“阶梯水价”的基本特点是用水越多，水价越贵。

例如上海居民生活用水实行阶梯价格，第一阶梯户均0-110立方米、第二阶梯户均110-150立方米、第三阶梯为超过150立方米部分，缺水城市可实行高额累进加价制。

“阶梯水价”充分发挥市场、价格因素在水资源配置、水需求调节等方面的作用，拓展了水价上调的空间，增强了企业和居民的节水意识，避免了水资源的浪费。

阶梯式计量水价将水价分为两段或者多段，每一分段都有一个保持不变的单位水价，但是单位水价会随着耗水量分段而增加。

表格3：

部分地方政府对于阶梯水价政策的贯彻落实

实施阶梯水价，必然要求供水企业提高抄表效率，做到实时、定时抄读和大面积、同一时间集中抄读，智能电表是阶梯水价的必然要求。

智能水表较传统机械水表而言，可实现集中抄读、远程抄读和实时抄读，数据客观、准确，既可实时读取、实时监控表具运行状况，又可加载水质、水压等监测功能，方便水务部门进行数据分析和加强用水管理，解决了机械水表人工抄读效率低、抄录数据误差大、计费周期长、自来水公司长期垫资运营和水费回收率低等状况。

因此，阶梯水价政策的推行，必然带来智能水表的快速增长；

指导意见也明文规定，各地在推进“一户一表”改造时，应积极推行使用智能水表。

第三节水表行业不断演变升级，无线远传式水表是未来趋势所在

一、水表行业不断演变升级，非智能水表向智能水表过渡

在智慧水务和阶梯用水的共同促进下，我国水表从非智能的机械表，再演变为IC卡智能表、光电直读式智能水表已成为市场主要产品，最后过渡到无线远传式水表。

机械式水表抄表速度慢，计费周期长，抄表工作量巨大，自来水公司现有员工基本无法满足全面抄表到户从智能表技术成熟度来看，智能水表经过十余年的开发和投入，产品稳定性与技术成熟度有了较大提升；

IC卡智能表、光电直读式智能水表已成为市场主要产品。

随着无线通信技术的不断发展，无线远传式水表已经慢慢的进入了大家的视野，未来发展前景巨大。

图表14：

水表的演变图

中国产业信息网整理，北京欧立信咨询中心

（1）机械水表：

普通机械水表是由机械传动来积算总量的一种速度式流量计,由于它结构简单、使用方便、成本低、精确度可达±

2%,被广泛使用于工业和家庭用水计量。

普通机械水表的工作原理是当被测液体（水）以一定的流速流经水表,液体的动能作用于翼轮上,使它旋转,翼轮的转速与被测液体的流速或流量成比例,把翼轮的转速通过转轴上的齿轮或蜗杆传送出去,经减速机构再传送至积算机构,最后由指针在表盘上显示出被测液体的总量。

（2）IC卡智能表：

由于计算机技术、微电子技术和网络技术的发展，促使IC卡向着多品种高层次方向发展，IC卡水表集就应用领域之一。

IC卡水表系统的出现,实现了用水收费的电子化,而且还改变了先用水后收费的不合理状况,使得供水部门能预先收取部分费用,有利于公用事业的发展。

IC卡水表具有成本低、可靠性高、使用寿命长、安全性好等优点,并可提高居民用水收费的管理水平,确保供水部门能及时收到水费,因此成为相关科研单位关注的重点,具有很好的经济效益与社会效益。

（3）光电直读式智能水表：

光电直读水表采用了光电直读技术读取字轮数据，与传统脉冲表相比，它可将读数误差降低至零，是自动抄表系统中机电转换零误差的电子远传水表，且采用低功耗设计，平常无须供电，仅在抄表或阀门时才需要对它供电。

光电直读水表配合智能抄表系统设备，完成智能抄读小区的水、电、气表数据，并实现与结算中心连网数据共享。

光电直读计数器的合理广泛应用，这对于大力发展智能水表具有非常重要的作用和意义。

（4）无线远传式水表：

无线智能水表，除常规数据采集、存储、处理外，另设无线发射模块可以远程控制，方便水务公司对用户用水情况进行管理。

随着智能建筑和智能小区的发展，现代的建筑不仅融合了传统建筑的特点，而且包括了高科技产品和现代新技术。

许多小区已经初步实现了智能化的管理，但仍有大量的智能建筑和智能小区能耗计量采用传统的计量技术和抄表方式。

远传方法技术上比较先进,但不够成熟,常常会出现表的误抄,因丢失脉冲数而导致少抄数）,数据准确度较低,随着技术的不断发展，无线远传式水表才开始大规模推广。

二、四类水表的工作原理

1、机械水表

机械式水表内部检测机构主要由叶轮、减速机构和计数指示装置组成。

机械式水表进行流量计量时，水表中的水流从测量机构下叶轮盒的下侧孔中沿切线方向进入并促使叶轮旋转，叶轮旋转速度与水流速度成正比，其转动通过减速机构进行齿轮传动，由计数指示装置指示水流量。

水表误差因素主要是叶轮轴机械结构配合及安装尺寸误差引起的，由于水表存在机械传动结构，误差在齿轮减速机构中逐级放大，故在计数指示端造成测量误差。

为了确定并校正水表计量误差，就需要对其进行误差检测。

一般室内住宅供水量不算很大,最常见的是旋翼式水表计量,它主要由壳体、过滤件、叶轮盒、叶轮、转轴、调整器和机械积算器组成。

壳体通过管接头或法兰与管道连接，过滤件可以滤除水中的杂质和泥沙,避免水表发生故障和损坏。

叶轮盒的四周分上、下两层并钻有斜孔,属多流式,液体由下层斜孔切向流入,经上层斜孔流出。

叶轮是将液体的动能转变为转速,属于水表敏感元件。

机械积算器将由转轴传送出来的转速进行减速、积算并显示液体总量。

图表15：

机械水表

XX百科，北京欧立信咨询中心

图表16：

机械水表的工作原理

知网，北京欧立信咨询中心

然而,对于具有一定规模的住宅小区,居民分散于不同单位,上门抄表、收取费用比较麻烦。

为了便于操作,有必要对水表设施进行数字化改造。

普通速度式机械水表是供水企业常用的结算水表,影响此类水表计量精度的因素较多,如水表的性能、安装条件、口径选择、使用条件、在役年限、介质因素、环境因素等。

在水表的日常使用和管理过程中,经常出现由于选择、安装或管理维护不当而影响水表计量精度的问题。

2、IC卡智能水表

IC卡预付费水表是以传统水表为母表,用单片机实现用水控制的新型仪表。

IC卡水表以传统的转盘式水表为表体，当用户用水时,机械转盘随水流转动,表盘上有一个透光小孔,安装在小孔上下的光电开关利用此小孔感知光信号,并随即产生一个放大校正后的脉冲信号输入给单片机进行计数,当计数达到一个计量单位时,便将水量存储器中的数减1,使可用水量减少一个计量单位。

LCD显示器将始终显示剩余水量,当水量存储器中的可用水量还剩5t时,水表将启动报警,提醒用户及时到供水部门重新购水,对IC卡充值.当水量存储器中的可用水量减为零时,单片机将驱动电磁阀门切断用户的水源供应。

预交水费后,再自动恢复供水。

IC卡计费水表的功能这种水表集供水计量、自动计费等功能于一体,其主要功能如下:

（1）根据所购水量,自动执行供、停水；

（2）具有自动报警功能；

（3）可随时提供累计用水量、本月用水量及可用水量；

（4）可对购水量进行累计；

（5）具有自动保护功能（6）断电保护功能。

该仪表的单片机控制电路需在原水表的基础上重新设计控制盒并与水阀组装在一起。

为了提高IC卡水表精密性、可靠性和稳定性,在设计中采用了人性化设计理念。

在降低功耗、提高使用寿命、降低成本的同时,不但能实现预付费,还能实现远程控制和信息的远程传输。

图表17：

IC卡水表硬件结构框架

图表18：

IC水卡的功能

IC卡预付费智能水表启用了现代化的“先缴费，后用水”的新管理模式，可从根本上解决传统水费收缴过程中存在的诸多问题，实现水费管理的电子化与智能化，是一种方便快捷的良性管理模式。

这种模式不但可以提高供水行业的管理水平，还可直接避免因用户不及时缴纳水费的弊端，提高了供水行业的水费回收率，有利于公用事业的长远发展。

这种供水部门采取预收水费的方法,一方面可以适应全社会节约用水的新形势,倡导用户节约用水,杜绝偷水现象;

另一方面也告别了工作人员入户查表统计的落后方式,便于供水部门的高效管理,也为将来实行电话线自动抄表奠定了技术基础。

目前国内的智能水表以IC卡智能水表为主。

IC卡表的优点在于预付费，客户坏账率低；

缺点在于当气价发生变化时，无法及时更新客户剩余气量信息。

3、光电直读式智能水表

光电直读式智能水表工作原理：

在普通水表的计数器字轮印刷0~9位置的外缘再印刷特定标记；

在其外围固定光电传感器及相关电路。

外部供电读表时，通过光电传感器判断特定标记“有”和“无”的状态，通过组合编码判断以获得字轮的读数（表计的窗口值）。

同时考虑各种冗错、纠错的算法，就可以得出唯一正确的解，即字轮上的唯一数据。

光电直读水表具