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摘要：本文针对智能水表相关内容展开分析，包括干扰方式分析、智能水表组成、基本工作原理等，结合智能水表抗干扰阀控电路设计，如增加剩余用水量、防拆检测电路设计、电磁阀阀控电路设计等，通过研究脉冲电磁阀控制、电源电压检测、智能水表防拆检测等内容，其目的在于提高智能水表抗干扰能力，提升智能水表运行过程的稳定性。
关键词：抗干扰模式；智能水表；阀控电路；工作原理；防拆检测电路
在技术体系不断成熟的背景下，智能水表应用完善度也在不断提升，与此同时，智能水表在实际应用中，也会面临强磁干扰的问题，从而导致智能水表读数出现问题，或者阀控电路无法正常执行“打开”或“关闭”的操作指令，影响到智能水表的正常运行。对此在智能电表设计过程中，需要做好阀控电路的抗干扰设计，优化具体的应用内容，从而提高智能水表运行的可靠性，保护用户的合法权益。
1智能水表相关内容论述
1.1干扰方式分析
干扰一般是以脉冲的形式进入系统的，干扰渠道主要有三条：供电系统干扰、空间干扰、过程通道干扰。三种干扰中以来自供电系统的干扰最甚，其次为来自过程通道的干扰。由于智能水表不采用电网供电，因此不存在供电系统干扰问题。对于来自空间的辐射干扰，需加适当的屏蔽及接地来解决。过程通道干扰是系统输入、输出以及单片机之间进行信息传输的路径中产生的干扰。由于智能水表中脉冲电磁阀是较大容量的感性负载，因而在切换这些感性负载瞬间会产生很大的反电动势，从而形成瞬变噪声干扰，成为系统中电磁干扰的主要原因之一。这类干扰就属于过程通道干扰。
1.2智能水表组成
智能水表在实际应用过程中，主要由以下几部分结构组成：（1）MCU芯片，这也是智能电表能够顺利运行的基础，其主要工作是用来动态管控智能水表电路的运行情况，下达完整可靠的操作指令，确保智能水表的正常运行。（2）IC卡接口电路，目前居民所使用的缴费卡以IC卡为主，用户可以利用IC卡自主完成缴费操作，这也是与用户进行信息对接的通道之一。（3）各类电路结构，包括数据显示电路、阀门控制电路、脉冲采集电路、电压检测电路、蜂鸣器预警电路、防拆电路等，每一类电路在运行过程中，都负责不同的运行模块，同时借助输电线路完成各电路结构之间的关联，借此提高智能水表运行过程的稳定性。
1.3基本工作原理
在智能水表工作的过程中，其作用原理如下：脉冲采集电路在运行过程中，负责采集用户请求信息，在经过简单处理之后，会借助传递电路直接将信息传递到总控制系统当中，随后总控制系统也会对数据信息做出分析，根据分析结果下达指令至阀门控制电路，随后由该电路完成阀门“开启”或“关闭”的指令。如果操作过程中遇到了相关性问题，那么此时蜂鸣报警电路也会开始工作，向主系统做出预警操作，从而提高了电路应用过程的可靠性，减少相关应用问题的出现。
2智能水表抗干扰阀控电路设计
2.1增加剩余用水量
在智能水表抗干扰阀控制设计过程中，做好增加剩余用水量控制工作具备非常强的应用价值，这也是确保电路能够稳定运行的基础环节。在实际应用中，需要合理选择剩余用水量所对应的输出端口，并对剩余用水量进行监督，在剩余用水量下降到0后，剩余用水量的输出端口电平开始降低，阀控电路执行“关闭”操作，从而起到提醒用户不叫水费的作用。结合以往的应用经验，在实际设计过程中，可以在MCU的 I/O端口处增加一处剩余用水量输出端口Under_rate。在正常使用情况下，Under_rate 端口处于高电平的输出状态，如果剩余用水量下降到了0位置，那么Under_rate 端口会降低现有输出电平，同时做出预警，提醒用户进行水费的补交。
2.2防拆检测电路设计
在上文中已经提到，防拆检测电路是保护智能电表不被私自调整的重要保护措施，在实际应用中，其参考设计电路如图一所示。
图一防拆检测电路示意图
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在正常的工作状态下，水表表盖处于盖上的状态，即K1（防拆按钮）闭合，整个防拆电路处于正常的工作状态。而此时MCU对于Cov_open的通过电压进行检测，可以发现此时Cov_open位置的电压为68k/（68k+6.8k）=0.91（单位为VCC），即目前检测电路的运行状态为高电平，而电容C1也会处于持续充电的状态。如果此时表盖被非常规打开，那么K1也会处于断开状态，而电容C1中存储的电能，则会通过R7对外进行放电，起到保护整个电路结构的作用。
2.3电磁阀阀控电路设计
图二 电磁阀阀控电路设计样图
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如图二所示，在电磁阀门处于工作状态时，会打开脉冲CTR_open端，同时还会关闭脉冲输入时的CTR_close端，此时阀门电路处于通路的状态，此时系统也会接入途中所示R4与R5阀控电路，同时将N5和N4分别接入到对应的输入端口，使其系统处于高电平工作状态。对其进行运行比较时，可以注意Enable2或Enable1此时的电平状态，如果处于正常的高电平运行状态时，那么表明系统目前处于稳定的运行状态，反之则表明系统出现相应问题，应及时对其进行处理，从而确保结构的稳定运行[1]。
3智能水表抗干扰阀控电路工作方法分析
3.1脉冲电磁阀控制
图三脉冲电磁阀控制原理图
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如图三所示，脉冲电磁阀在具体的工作过程中，其线圈会与驱动电路的两端关联在一起，同时为了减少电磁阀所产生电动势对系统带来较大的负面影响，会在线圈并联处理的过程中，加入用来稳定电压变化幅度的二极管 TVS1。而且在电磁阀CTR_open进行输入时，位于另一端口的CTR_close保持在低电平应用状态，而电路中三极管T1和T3则保持在接通状态，而三极管T2和T4则保持在截止状态，从而使电源电压能够维持在平稳状态，确保结构的顺利运行[3]。
3.2电源电压检测
图四电源电压检测原理图
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如图四所示，电源电压在检测过程中，主要应用到的结构为低压检测芯片（图中的N1），如果在检测过程中，发现电路中的运行电压高出了既定的门限数值，那么此时位于N1芯片的输出端（即Low_VD），此时会从端口处对输出高电平，并且将信息传递到MCU芯片的处理端口，由其进行综合评价，确定结构是否处于欠压的状态。例如，系统采用的是3.6V电池作为电源，那么N1检测得出运行电压在3.3V以下时，则判定为欠压的状态，需要对系统进行进一步处理[1]。
3.3智能水表防拆检测
除了上述工作内容以外，智能水表防拆检测也属于重要的应用内容，其工作方式与2.2中标注的内容一致，当水表表盖处于盖上的状态，即K1（防拆按钮）闭合，整个防拆电路处于正常的工作状态。而Cov_open处于高电平状态，C1开始进行蓄能。当表盖被非常规打开，那么K1也会处于断开状态，而电容C1中存储的电能，则会通过R7对外进行放电，端口处于低电平状态。
4应用效果分析
某自来水厂以某小区作为试验对象，将改进后的智能水表阀控应用到用户生活当中，同时还在临近小区内以传统智能水表阀控来设计对照组试验。试验周期控制在一个月，每天采集运行数据，最后将汇总结果进行对比。根据试验结果可以得知，相比于传统智能水表阀控，改进后的智能水表阀控具备更高的运行稳定性和安全性，具备更高的实用价值。
结束语
综上所述，在智能电表的正常运行中，确保阀控电路的稳定运行有着积极地作用，通过加强电路抗干扰能力的控制，使其在满足打开或关闭条件时比较器才能输出，进而大大降低了智能水表脉冲电磁阀非正常打开或关闭的概率。
参考文献：
[1]石英春，王巍.基于物联网的智能水表装置的设计与实现[J].仪表技术，2020（01）：22-24+30.
[2]吴红英，潘建华，杨永广，刘静.一种智能水表抗干扰的阀控电路及其工作方法[J].电子测试，2019（01）：14-16.
[3]申立亚，蔡乐才.TM卡智能水表的可靠性和抗干扰设计方案[J].四川建材，2019，35（01）：286-288.