關鍵詞：預付費 控制 水表 階梯水價 IC卡 射頻卡 RF卡 TM卡 代碼交換 攻擊 無需工作電源 安全 價格 一戶一表 抄表 收費
一、引言 隨著社會不斷發展，人們對水的需求越來越大，但環境污染日益加重，地下水過度開采，水資源日漸短缺，我國半數以上的城市處于嚴重缺水狀態，水的商品價值充分顯現出來。節約用水、以價格手段調節自來水的供應已經提到議事日程上來。 在經濟不發達的過去，水資源短缺的矛盾沒有顯現，所以水價極低，多戶居民使用一個水表計量，有的地方根本就沒有安裝過水表，所以水資源浪費嚴重，逐漸形成習慣。 今天，缺水已經困擾人們的生產和生活，制約了經濟發展。提高水價、節約用水是擺在各級政府面前的重要課題，各級政府務必要解決這一關系到人類生存的大問題。國家經濟實力的增強，為全國城鎮的自來水管網改造和“一戶一表”改造奠定了堅實的物質基礎。 國家和地方政府除投入巨額資金進行“南水北調”、治理江河水源污染、在全國城鎮進行自來水管網改造解決“跑冒滴漏”提高供水質量外，還進行“一戶一表”改造，將過去多戶共用水表的狀態改造為一戶一個計量水表。 在水價較低、水表總量相對較少的時期，雖然存在多戶共用一個水表分攤交費經常出現糾紛外，自來水公司在抄表收費方面，還是不存在太大問題的。但是，隨著居民總量的提高、用水量的提高、水價的提高，抄表收費問題和矛盾日漸突出。 為解決抄表難、收費難問題，從1994年開始，一些自來水公司開始引入“預付費水表”，并逐漸在“一戶一表”改造中被采用。由于“預付費水表”使用標志性的新技術---“IC卡”作為預付費數據的交換載體，從而誕生了“IC卡水表”的這一新概念，并且沿用至今，為此，建設部還制訂了《IC卡冷水水表》行業標準。 IC卡：是集成電路卡片的總稱，分“接觸式IC卡”和“非接觸式IC卡”。接觸式IC卡有“存儲卡”、“加密卡”、“CPU卡”等；非接觸式IC卡也叫“射頻卡”或“RF卡”。IC卡水表，只是預付費水表的一種，因此，建設部或國家有關部門應該制訂《預付費冷水水表》和《預付費熱水水表》標準。 除采用IC卡作為交換載體實現水表的預付費控制外，還可以通過在水表上輸入密碼實現“無載體”的預付費控制，也可以通過線路遙控、紅外遙控、無線遙控等多種方式實現預付費控制，因此，正確的定義應該是：預付費控制水表。 為配合居民一戶一表改造，今后相當長一段時期內，單體式預付費水表將會成為發展主流。
二、預付費水表市場現狀 經過十年的發展，預付費水表在全國已形成“星星之火可以燎原”之勢，無論東部發達省份還是西部欠發達地區，到處都可以看到預付費水表的身影。隨著“一戶一表”改造和實行“階梯水價”的需要，預付費水表更加顯現出所存在的巨大商機。 用水管理自動化是大勢所趨，可以實現居民用水由福利型向受益者個人承擔的方向轉變，鏟除用水“大鍋飯”影響社會安定的因素，用戶用多少買多少；有利于供水企業資金良性循環，從根本上解決因資金回收困難影響城市供水事業發展的問題；有利于提高節約用水意識，緩解城市供水緊張狀況，合理調配水量，確保人民群眾生產生活需要；堵塞管理漏洞，杜絕不正之風，降低勞動強度，減少中間環節，提高企業經濟效益。 隨著微電子技術的快速發展，加上國家相關政策的推動，民用計量儀表的智能化將是一個必然的發展方向，這不僅是中國的一種趨勢，也將成為世界性的趨勢。 為了推動預付費水表發展，全國有許多研究機構都投入力量對預付費水表產品進行開發和研究，很多自來水公司也積極參與了此項開發工作并成功的開發出了自己的產品。從理論角度看，預付費水表已經進入了成熟期。 但是，為什么現在預付費水表推廣工作還很困難呢？ 調查表明，有著巨大市場需求的預付費水表，卻沒有在我國成建制成規模推廣，所看到的熱火朝天推廣預付費水表的現象，只不過都是在新建住宅小規模試點，并且試點結果都不盡人意，從實際情況看，現在的預付費水表確實還存在著許多影響其大規模推廣使用的問題，這些問題主要表現在：1.存在安全隱患；2.價格太高；3.質量不可靠。 所產生的問題，已經嚴重影響了預付費水表事業的健康發展。
三、預付費水表的基本結構及幾種典型應用 預付費水表的基本特征和預付費控制器的三個基本要素：
1、預付費水表的基本特征：計量基表（水表）+預付費控制器；
2、預付費控制器的三個基本要素：獲取計量數據的傳感器、切斷控制、數據交換；
3、預付費控制器由中央控制器協調，實現計量核減、預付費數據交換、切斷控制，數據顯示和通訊接口是必要的，電源提供是必須的。
預付費水表是一種利用現代微電子技術對用水量進行計量及結算交易的新型水表。這與傳統水表只具有流量采集和機械指針顯示用水量的功能相比，是一個很大的進步。預付費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自動進行控制。由于其數據傳遞和交易結算通過IC卡等媒介進行，因而可以實現由工作人員上門抄表收費到用戶自己去營業所交費的轉變，并且計算準確，具有可利用銀行進行結算的特點。 預付費水表關鍵技術在于：獲取計量基表計量信息的傳感器技術和切斷控制技術，而數據交換技術已經很成熟，并且數據交換只是預付費表的一個基本要素，因此從嚴格意義上講，應該將此類儀表定義為“預付費水表”，而不應定義為“IC卡水表”，IC卡只是實現預付費功能的一個應用而已。 一個預付費水表的基本結構如下圖所示：
目前為止，國內的預付費水表基本上是在普通傳統計量儀表上附加預付費控制器實現的。
三、預付費水表的基本結構及幾種典型應用 預付費水表的基本特征和預付費控制器的三個基本要素：
1、預付費水表的基本特征：計量基表（水表）+預付費控制器；
2、預付費控制器的三個基本要素：獲取計量數據的傳感器、切斷控制、數據交換；
3、預付費控制器由中央控制器協調，實現計量核減、預付費數據交換、切斷控制，數據顯示和通訊接口是必要的，電源提供是必須的。
預付費水表是一種利用現代微電子技術對用水量進行計量及結算交易的新型水表。這與傳統水表只具有流量采集和機械指針顯示用水量的功能相比，是一個很大的進步。預付費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自動進行控制。由于其數據傳遞和交易結算通過IC卡等媒介進行，因而可以實現由工作人員上門抄表收費到用戶自己去營業所交費的轉變，并且計算準確，具有可利用銀行進行結算的特點。 預付費水表關鍵技術在于：獲取計量基表計量信息的傳感器技術和切斷控制技術，而數據交換技術已經很成熟，并且數據交換只是預付費表的一個基本要素，因此從嚴格意義上講，應該將此類儀表定義為“預付費水表”，而不應定義為“IC卡水表”，IC卡只是實現預付費功能的一個應用而已。 一個預付費水表的基本結構如下圖所示：
目前為止，國內的預付費水表基本上是在普通傳統計量儀表上附加預付費控制器實現的。
預付費水表的發展及關鍵技術：
1、 冷水水表 常用的冷水水表有DN15和DN20兩種規格，結構分干式和濕式，顯示方式有計數器方式和指針方式兩種，濕式冷水水表是預付費水表首選的計量基表。 由于干式水表采用磁鐵傳遞數據，隨著時間推移，磁鐵強度逐漸減弱，或當鐵銹等物質吸附在表內磁體上時，容易出現計量數據越來越慢，造成計量失準，所以不適合在我國安裝使用。雖然在干式水表上采樣容易，而被一些廠家所采用，但從發展的角度來看，很難被大規模普及應用，屬于淘汰產品。 濕式水表計量準確，可以達到B級計量精度，是預付費水表首選表型，但信號采集的難度相對要大。
2、 信號采集傳感器 是將水表計量信號采集、送給預付費控制器用于核減的裝置。由于水表內壓力較大，信號采集難度較大，一般采用干簧管方式，并為防止外部磁鐵干擾，采用多組干簧管進行防護。 干簧管方式成本高、壽命短、可靠性差，但比較來說，干簧管采樣方式是目前各廠家主要采用的方案，隨著科學技術的發展，新的采樣傳感器會隨著成本的降低被預付費水表所采用。
3、 數據交換 數據交換技術已經很成熟，無論采用IC卡、TM卡方式交換數據，還是鍵盤輸入方式交換數據，都可以滿足現有產品的需要。 在IC卡本身的安全方面，已經從過去采用存儲器卡、加密卡，逐漸采用CPU卡，從而確保在數據交換媒介方面的安全。 但是，由于預付費水表采用電池供電，沒有額外的能量維持保護電路工作，所以無法抵御來自IC卡卡口的干擾，容易造成系統癱瘓，失去控制。到目前為止，全世界范圍內還沒有一個廠家宣稱自己的產品可以抵御來自卡口攻擊并且達到實用化程度的預付費水表產品上市。 有鑒于此，在過去的幾年里，采用全封閉鍵盤方式進行數據交換的預付費產品受到普遍歡迎。 隨著科學技術的不斷發展，電子器件成本的降低，在預付費領域，目前已經廣泛使用RF卡作為數據交換載體，從而解決了一直困擾這一行業多年的安全問題。
4、 切斷控制 控制是預付費的核心手段，如果沒有控制，就無法實現預付費，因此，控制是否可靠，關系到預付費產品是否成熟。 預付費水表由于內部水壓力較大，實現控制難度相對要大，而系統使用電池供電，所以推動閥門的能量很小，一般采用大減速比裝置驅動閥門實現切斷控制。
5、 系統供電 目前的預付費水表、預付費氣表，基本都采用電池供電，并且絕大多數采用內置鋰離子電池供電。 但由于鋰電池性能還不被人們徹底掌握，以及價格較高等因素，一些廠家已經嘗試使用普通電池給系統供電，由用戶更換電池，從而降低產品成本和提高了可靠性。
6、幾種數據交換載體的典型應用 IC卡預付費水表：以IC卡作為數據交換載體的預付費水表，所使用的IC卡一般指“接觸式”IC卡，根據需要選用“存儲器卡”、“邏輯加密卡”、“CPU智能卡”。無論采用什么形式的IC卡作為數據交換載體，都必須持卡到售水部門或銀行交費充值，然后插入水表的IC卡卡口由水表讀取數據。 TM卡預付費水表：TM是“單線可擦寫存儲器”的縮寫，因此，與“卡”沒有任何關系，其外形一般是個金屬鈕扣形狀，“TM卡預付費水表”只是謬傳而已。由于TM是單線可擦寫存儲器，只要兩根引線就可以和儀表控制器通訊，因此數據接口簡單，容易做成封閉狀，從而可以避免類似IC卡方式由于卡口存在而容易受到潮濕水氣等的侵害。 代碼交換預付費水表：由于IC卡預付費水表和TM卡預付費水表的數據交換載體IC卡或TM卡都必須與控制器內部控制電路有電連接觸點，一旦使用高壓發生裝置通過觸點攻擊內部控制器，就會造成系統癱瘓，失去控制作用。因此，將內部控制器與外部進行電氣隔離，而通過封閉式鍵盤以輸入密碼的方式進行數據交換，實現預付費控制功能。由于所輸入的密碼和實際購買量有代表關系，因此被稱為“代碼交換”。 RF卡預付費水表：RF射頻卡屬于非接觸式IC卡，由于通過無線電與儀表通訊，所以沒有實際的電連接觸點，從而解決通過卡口觸點攻擊控制器問題。
四、預付費水表供電問題 自從預付費水表開發成功投入試用以來，有多種供電方式：交流電供電、蓄電池供電、內置一次性鋰電池供電、由用戶自行更換普通電池供電等。 實踐證明，外部供電方式是不可行的，所以目前各類預付費表基本都采用內置一次性鋰電池供電，由用戶自行更換普通電池供電技術尚不成熟。 不同價位的鋰電池，性能差別很大，有些電池出廠前測試完全符合測試指標，當在庫房存放幾天，電能會大幅度衰減，如果選用這類電池，預付費水表在剛剛啟用時，用戶還無法發現問題，當產品安裝使用一兩年后，電池的問題逐漸顯現，預付費儀表隨之而來出現問題。 預付費水表控制電路設計功耗、閥門驅動功率、用戶使用頻次、安裝環境都直接影響預付費水表電池的消耗。 當電池消耗到不能維持正常關閉閥門動作之前，應由能量監測電路通知控制器關閉閥門，提示更換電池。 即使控制系統可以在電能消耗到極限前可靠關閉閥門，隨之而來的問題是：由于電池終止的不確定性，勢必造成更換電池時間離散，而無法實現統一更換；再者，由誰來更換？怎樣更換？是自來水公司還是生產廠來更換電池？如果是自來水公司來更換，就要承擔相應鋰電池費用，如果由廠家更換，也許廠家已經倒閉或消失。對于已經安裝預付費水表并裝修房間的用戶，拆表更換電池也是非常困難的事情。 經過多年實踐，人們已經認識到鋰電池供電預付費水表存在的電池問題，所以很多廠家試圖嘗試使用普通電池供電，當電池接近終止時關閉閥門，由用戶自行更換普通電池，這一點上，預付費燃氣表做得比較成功。 但是，預付費水表的閥門控制與預付費燃氣表閥門控制所需要的能量和時間不同，影響了使用普通電池供電方案。預付費水表內部水壓很大，必須使用阻力較大密封性能較好的閥門，例如球閥等，否則就會漏水。如果閥門阻力大，所需要的開關閥門驅動功率也相應的增大，由于內部鋰電池不可能提供更大的瞬間功率，所以只能用大比例減速器，以犧牲速度換取動量，才能可靠控制閥門開閉，但隨之而來的問題是，由于關閉閥門時間過長，無法在用戶拆除外部電池時通過內部大容量電容維持閥門關閉。
五、預付費水表安全問題 十年來，由于預付費水表安全問題一直沒有得到很好的解決，所以有著巨大市場需求的預付費水表并沒有像人們想象那樣大規模普及。 這里所講的“安全”概念，不是指儀表自身物理特性的不安全造成人身傷害，而是指預付費水表存在“技術隱患”可能造成“失去控制”達到“竊用”自來水的目的。 水表等計量儀表，屬于貿易結算用設備，從某種意義上講，預付費控制儀表就是安裝在“失去監管”環境下的ATM機。 在公共場所安裝的ATM機、IC卡公用電話、公共汽車IC卡刷卡機、地鐵IC卡刷卡機等都是有監管措施的，不是網絡控制監管，就是人為控制監管，所以這些收費設備即使有隱患，也很難被鉆空子，但預付費儀表不同，如果存在技術隱患，在失去監管的環境，必然有人會利用所存在的技術漏洞，達到竊用或商業性非法服務。
以弱電提供能量的預付費水表，存在一個技術上的矛盾現象，如果將供電電壓設置較高，可以抵御較大幅度的電磁干擾，但帶來的問題是控制電路整體功耗的加大，造成電池很快就會終結；如果把控制系統功耗做得很小，雖然可以延長電池的使用壽命，但產品的抗干擾能力將大幅度下降。 任何電子設備都無法抵御高電壓的干擾，所不同的是，每一種電子設備抗高壓干擾的能力不同而已。根據這一基本特性，使用微弱電池供電的預付費水表，無論采用任何技術手段，都是可以被高壓干擾的，只不過干擾電壓的幅度不同而已。 試驗測試表明，接觸式IC卡預付費水表卡口、TM卡預付費水表觸點、使用外部電池的預付費水表，通過向IC卡口、TM卡觸點、開放式電池盒放電（10000V），在閥門開啟狀態下，內部控制電路一定會死機癱瘓，對整個儀表失去控制，而傳感器所送來的計量數據不會再被核減、閥門也不可能再被關閉，以達到利用預付費水表所存在的技術隱患竊用自來水的目的。 對于代碼交換預付費水表、RF射頻卡預付費水表，雖然儀表處于全封閉狀態，但提高放電電壓（100000V），在儀表啟動喚醒、閥門開啟狀態下，仍然會造成控制器死機、儀表癱瘓。 由于使用電池來維持儀表工作，為降低對電能消耗，絕大多數預付費水表控制器都采用休眠方式以降低對電能的消耗，也就是說平時控制器是休息的，所以不能采用硬件監控電路來防止控制器死機，這樣就留下一個無法解決的技術隱患。 用戶利用預付費水表所存在的技術隱患，在不破壞水表任何部位的情況下，達到竊用自來水的目的，這一問題是所有自來水公司在選擇預付費水表時必須考慮的問題，否則在產品大規模安裝后，在利益集團幫助下造成大面積預付費水表失去控制，就違背了安裝預付費水表的初衷。 從社會學、心理學、行為學、現行法律角度來分析，如果預付費水表存在漏洞，在不“破壞”預付費水表的情況下，通過高壓干擾手段來“攻擊”預付費水表以達到竊水的目的將十分普遍。從這個意義來講，普通水表比預付費水表安全得多，即使是這樣，在普通水表上做手腳以達到竊水目的的案例不是也很多嗎？何況預付費水表存在漏洞，在沒有任何“證據”情況下攻擊水表以達到竊水目的，是在水價逐漸提高、水費負擔加重的今天必然要發生的事情。 在預付費水表尚不普及的今天，利益集團還不足以通過提供攻擊手段獲取利益，所以攻擊裝置只能由用戶自己購買高壓發生器（防身器）來實現，但當預付費水表大面積普及的時候，向廣大預付費水表用戶提供攻擊設備的利益集團必然出現，他們將采用非常專業、成本低廉的攻擊設備向用戶兜售，以銷售攻擊設備獲取利益。就如同偽造身份證和學歷證明一樣，你不需要自己偽造，有專業的利益集團幫你偽造，只要你肯付錢。
六、預付費水表后臺支持系統安全問題 由于預付費水表存在安全隱患，近年來，人們一直致力于解決這一困擾預付費水表大規模普及的瓶頸問題，而忽略了與預付費水表配套使用的后臺系統的安全問題。 現在有很多企業，在一個地方推廣一批預付費水表，用一臺電腦，裝上用戶管理及發卡軟件就可以售水了。 表面看似簡單，實際上已經埋下安全隱患。除非就這么多預付費水表安裝，如果安裝很多小區，必然會有人會獲取和分析用戶管理及發卡售水軟件，無論如何加密，軟件加密都是不堪一擊的，一旦有人編制一套類似的軟件，接管預付費水表用戶，那么黑市偽卡交易就出現了。 北方某大城市采用IC卡電表，到電業局營業所買電是650元一千度電，而在電業局門口私人買一千度電只需要200元錢，如果你怕他賣的卡有問題，他可以上門服務，把電送進你的電表再收錢。 上述現象，造成該城市撤除了所有IC卡表，原因是后臺系統存在漏洞，被人攻破，損失巨大。 如果一個城市計劃全部推廣預付費水表，那么后臺系統的安全性和實用性就越發顯得重要。 為確保后臺系統運行安全，應采用解密難度極大的硬件加密方式，并對硬件加密裝置嚴格控制，即使流失，破解加密裝置所花費的時間和費用也是十分巨大的，從而遏制了破解后臺系統的可能。
七、實行“階梯水價”的必要條件 水資源的日漸枯竭，讓我們的管理者不得不重視節約用水，但沒有切實可行的措施，節約用水也只能是一句口號。 市場經濟就要靠價格杠桿調節資源短缺。“階梯水價”的出臺，就是要依靠價格杠桿的調節作用達到計劃用水和節約用水的目的，并且能很好地體現水的商品價值。從而實現不用不交費、少用少交費、多用多交費、超計劃用水加倍交費的目的。 但階梯水價是以時間為界線的，即在規定的時間內，供水量和價格是固定的，當超過用量價格也隨之提高，所以，抄表的時間必須準確，如果規定的時間沒有到位抄表，那么超額用水量就無法界定是在規定的期限內使用的還是規定的期限外使用的，必然會產生糾紛，造成社會的不安定。 但是，隨著一戶一表的普及，居民用戶總量在逐年增加，要在規定的時間內完成抄表，幾乎是不可能的事，因此，使用線路遠傳抄表和采用預付費水表是確保實行階梯水價的必要條件。 但是，線路遠傳抄表的可能性只限于新建住宅，而老住宅重新架設線路用于抄表幾乎不可能，而一個城市又不能采用多種實現階梯水價的方案，所以，最后唯一的選擇就是采用單體預付費水表方案。 為此，很多廠家已經將日歷芯片電路置入了預付費水表控制器，試圖通過內部的時鐘控制裝置記錄用戶的用水情況，從而可以確認用戶是在哪個階梯內用水，這種想法不失為一個實現階梯水價比較理想的方案。 但是，事情并沒有這樣簡單，為了節約電能消耗，預付費水表內部的控制器芯片平時是需要休眠的，而日歷芯片是不可以休眠的，必須要保持運行，雖然消耗電能不多，但由于是在獨立工作，沒有時間參照標準，誤差將越來越大，一個月誤差兩天以上是非常正常的，因此校準時間就是一個大問題，如果每月都由自來水公司派人到用戶家去校準時間，那與到用戶家抄表收費已無區別，所以，帶時間裝置的預付費表，不但提高產品的成本還增加了電能消耗及故障率，其它與普通預付費水表沒有大的區別。 那么還有什么辦法可以確保階梯水價政策的實行？我們可以換位思考，將過去“以用戶的實際用水量”作為衡量水價的標準，改為“以用戶實際購水量”作為衡量水價的標準，雖然這種方案讓用戶“少量多次”可能感覺麻煩，但自來水改進后臺系統的服務方式，完全可以解決這個問題。采用以實際購買量確認水價的方式可以杜絕用戶囤積水量，避免水價調整給自來水公司造成損失。
八、預付費水表存在問題的解決 無論使用什么數據交換載體的預付費水表，均使用電池供電，并且電池要為系統長期提供電流，所以電池的性能就非常關鍵了，受到外界溫度或濕度及電路功耗指標的影響，電池將影響整個產品的性能和壽命。 當電池要終結的時候，將出現很多不可想象、難以預料的狀況，從而影響了人民群眾的日常生活，造成供需矛盾，因為電池不可能在同一時段內終結，如果是在相對集中的一段時間內電池終結，可以統一更換，而往往是因電池的性能和用戶使用頻度及環境的差異，造成電池不可能在相對集中的一段時間內終結。 分散不確定地拆卸儀表更換電池，以及誰負責來更換電池，都是將來要發生的問題，如果今天不考慮，將后患無窮。 電池狀態的監測需要整套的電子電路，需要消耗能量，其可靠性也將影響整機的可靠性。 由于系統控制電路處于供電狀態，且開放IC卡數據交換接口，若受到外界的高壓干擾，系統將癱瘓，失去對計量或閥門的控制，從而失去預付費的作用。 使用電路監視流量計獲取計量數據，就需要性能良好的電傳感器；要使系統有效切斷管路，就需要一整套閥門控制系統。因此，價格較高的電池、電池監測電路、性能良好的傳感器、動作可靠的閥門控制系統、復雜的電子顯示器，都將大大提高產品的成本，使預付費表推廣難度加大。
綜合上述問題，要從根本上解決預付費表存在的性能/價格比矛盾的問題，就必須走創新之路，跳出預付費技術的傳統方案，取消電池供電，從根本上解決安全問題、可靠性問題、價格問題。 經過多年的研制開發，繼IC卡預付費水表、代碼交換預付費水表、RF射頻卡水表之后，成功推出無需工作電源預付費水表。 無需工作電源預付費水表，采用“預置字輪計數器和計數器歸0關閥”技術，從而實現儀表不需要電池維持工作，并且可以安全地使用IC卡進行數據交換。 從圖中可以看出，整個系統基本是由機械結構實現的，控制電路只有在充值的短時間內由充值器供電工作，將IC卡或鍵盤送來的預付費數據轉換成“遞減計數器”的顯示，從而實現“遞減計數器預置”。 系統工作時，水表的工作方式與普通基表相同，整表的計量精度也取決于基表的計量精度。基表的“累加計數器”通過齒輪與控制系統的“遞減計數器”連接，累加計數器遞增一個計量單位，遞減計數器就遞減一個單位。當遞減計數器為全0時，歸0探測輪進入遞減計數器的全0探測口中，使關閥控制桿產生位移，關閉自保持開關，從而切斷自來水管路，達到預付費控制的目的。 逆置遞減計數器的過程，就是預付費充值的過程。用戶將具有合法數據的IC卡插入充值盒，充值盒內有電池。將充值盒插到儀表的數據接口上，給系統內的控制電路供電，并讀入IC卡或鍵盤送來的預付費數據，然后譯碼器還原數據并通過控制馬達轉將還原的數據轉換成遞減計數器字輪的顯示，從而完成預付費數據輸入。 機械系統在電機的控制下，可以實現遞減計數器在充值的時候與馬達連接，充值完畢自動與累加計數器連接。 充值完畢后，撤掉外部充值器，系統完全處于機械運行狀態，計量和切斷完全靠水流和水壓實現，因此系統工作非常穩定可靠，從而實現無需工作電源維持系統的運行。 由于控制電路只實現遞減計數器逆置的單一功能，而不參與計量和切斷，所以外界通過數據接口攻擊電路，也可使電路癱瘓，但無法達到攻擊整個系統而實現盜用的目的，因此，產品可以選擇接觸式IC卡作為數據交換媒介。 綜上所述，由于系統采用全新設計理念，突破傳統的設計模式，省去了電池、電池檢測電路、顯示器，從而大大節約了材料成本，使產品極具推廣價值。 無需工作電源預付費水表在解決由于使用電池而帶來的問題外，還率先使用了塑料材料作為水表殼體，從而為直供水、純凈水、優質自來水供應奠定了物質基礎。在安裝方面，無需工作電源預付費水表通過更換接管可以方便地對DN15或DN20舊水表進行直接的改造。 九、預付費水表用戶現代化后臺支持系統解決方案 預付費水表的推廣，將本應由自來水公司承擔的抄表收費工作轉嫁給了用戶，并且實行先交費后用水的方式，從某種意義上講，用戶都會存在程度不同的抵觸情緒，使推廣應用產生一定的難度。為此，自來水公司應將“管理”轉為“服務”，首先在觀念上需要轉變，然后是在技術和物質上做出保障，為得到用戶的廣泛支持、降低推廣難度、提高供用水現代化水平奠定基礎。 根據不同用戶群，應選擇不同形式的用戶管理及數據發行系統，但無論什么形式，系統的安全性應放在第一位，使用硬件進行系統加密，消除將來大規模使用存在的安全隱患。 無需工作電源預付費水表，配套系統使用PCI硬件加密，所有關鍵數據均由硬件數據發生器產生，任何破解軟件系統的行為都無法威脅到用戶管理及數據發行系統的安全。 采用硬件數據發生器的無需工作電源預付費水表后臺系統，采用國際標準加密算法，密鑰交給自來水公司最高首長掌握，從而將系統的控制權交給了用戶。 為方便居民用戶“少量多次”實行階梯水價的需要，無需工作電源預付費水表采用IC卡和鍵盤兼容的預付費數據輸入方式，持IC卡到指定單位交費充值與其它方式的IC卡預付費水表基本相同，但具有獨立知識產權的鍵盤輸入方式，屬于無載體數據交換方式，為使用文字、語音奠定了技術基礎。 無需工作電源預付費水表用戶可以使用手機短信、語音電話、互聯網的等信息交換方式完成無載體數據交換，由于通訊設備已經全面普及，打個電話、發個短信就可以完成預付費操作，從而極大方便了廣大預付費水表用戶，使“少量多次”已不成問題，從而從根本上解決了“階梯水價”實施難題，變“以用戶的實際用水量”作為衡量水價的標準為“以用戶實際購水量”作為衡量水價的標準，從而大大減少了自來水公司售水的核算手續，避免糾紛出現。 無載體預付費數據交換，可以采用類似手機充值卡方式，自來水公司采用自動值機系統，用戶可以全天候通過電話、手機、網絡實現預付費水表的充值，避免由于沒有及時充值造成閥門切斷給生活帶來的不方便。 十、結束語 預付費控制水表是一項多學科綜合控制系統，涉及計量、流體力學、密封學、結構、傳動、電子、微控制器、網絡系統、通訊、IC卡、閥門、材料等學科，所以解決相關技術問題是確保預付費領域發展壯大的前提，只有這樣，才能使預付費成為我國王牌拳頭產業。 隨著科學技術的不斷發展，預付費水表將會不斷發展完善。廉價的無需工作電源預付費水表將在全國城鎮自來水管網改造工程中大規模普及。無需工作電源預付費水表除可靠地解決抄表難、收費難問題，還在后臺系統上實現了完善的階梯水價控制功能。 對這種先進儀表的大規模推廣應用將會有力地促進中國供用水管理的現代化進程。中國在這個方面的超前發展，會使這種計量模式得到優先完善，并有可能成為中國的一個有競爭力的產品出口到其它國家。
1、 冷水水表 常用的冷水水表有DN15和DN20兩種規格，結構分干式和濕式，顯示方式有計數器方式和指針方式兩種，濕式冷水水表是預付費水表首選的計量基表。 由于干式水表采用磁鐵傳遞數據，隨著時間推移，磁鐵強度逐漸減弱，或當鐵銹等物質吸附在表內磁體上時，容易出現計量數據越來越慢，造成計量失準，所以不適合在我國安裝使用。雖然在干式水表上采樣容易，而被一些廠家所采用，但從發展的角度來看，很難被大規模普及應用，屬于淘汰產品。 濕式水表計量準確，可以達到B級計量精度，是預付費水表首選表型，但信號采集的難度相對要大。
2、 信號采集傳感器 是將水表計量信號采集、送給預付費控制器用于核減的裝置。由于水表內壓力較大，信號采集難度較大，一般采用干簧管方式，并為防止外部磁鐵干擾，采用多組干簧管進行防護。 干簧管方式成本高、壽命短、可靠性差，但比較來說，干簧管采樣方式是目前各廠家主要采用的方案，隨著科學技術的發展，新的采樣傳感器會隨著成本的降低被預付費水表所采用。
3、 數據交換 數據交換技術已經很成熟，無論采用IC卡、TM卡方式交換數據，還是鍵盤輸入方式交換數據，都可以滿足現有產品的需要。 在IC卡本身的安全方面，已經從過去采用存儲器卡、加密卡，逐漸采用CPU卡，從而確保在數據交換媒介方面的安全。 但是，由于預付費水表采用電池供電，沒有額外的能量維持保護電路工作，所以無法抵御來自IC卡卡口的干擾，容易造成系統癱瘓，失去控制。到目前為止，全世界范圍內還沒有一個廠家宣稱自己的產品可以抵御來自卡口攻擊并且達到實用化程度的預付費水表產品上市。 有鑒于此，在過去的幾年里，采用全封閉鍵盤方式進行數據交換的預付費產品受到普遍歡迎。 隨著科學技術的不斷發展，電子器件成本的降低，在預付費領域，目前已經廣泛使用RF卡作為數據交換載體，從而解決了一直困擾這一行業多年的安全問題。
4、 切斷控制 控制是預付費的核心手段，如果沒有控制，就無法實現預付費，因此，控制是否可靠，關系到預付費產品是否成熟。 預付費水表由于內部水壓力較大，實現控制難度相對要大，而系統使用電池供電，所以推動閥門的能量很小，一般采用大減速比裝置驅動閥門實現切斷控制。
5、 系統供電 目前的預付費水表、預付費氣表，基本都采用電池供電，并且絕大多數采用內置鋰離子電池供電。 但由于鋰電池性能還不被人們徹底掌握，以及價格較高等因素，一些廠家已經嘗試使用普通電池給系統供電，由用戶更換電池，從而降低產品成本和提高了可靠性。
6、幾種數據交換載體的典型應用 IC卡預付費水表：以IC卡作為數據交換載體的預付費水表，所使用的IC卡一般指“接觸式”IC卡，根據需要選用“存儲器卡”、“邏輯加密卡”、“CPU智能卡”。無論采用什么形式的IC卡作為數據交換載體，都必須持卡到售水部門或銀行交費充值，然后插入水表的IC卡卡口由水表讀取數據。 TM卡預付費水表：TM是“單線可擦寫存儲器”的縮寫，因此，與“卡”沒有任何關系，其外形一般是個金屬鈕扣形狀，“TM卡預付費水表”只是謬傳而已。由于TM是單線可擦寫存儲器，只要兩根引線就可以和儀表控制器通訊，因此數據接口簡單，容易做成封閉狀，從而可以避免類似IC卡方式由于卡口存在而容易受到潮濕水氣等的侵害。 代碼交換預付費水表：由于IC卡預付費水表和TM卡預付費水表的數據交換載體IC卡或TM卡都必須與控制器內部控制電路有電連接觸點，一旦使用高壓發生裝置通過觸點攻擊內部控制器，就會造成系統癱瘓，失去控制作用。因此，將內部控制器與外部進行電氣隔離，而通過封閉式鍵盤以輸入密碼的方式進行數據交換，實現預付費控制功能。由于所輸入的密碼和實際購買量有代表關系，因此被稱為“代碼交換”。 RF卡預付費水表：RF射頻卡屬于非接觸式IC卡，由于通過無線電與儀表通訊，所以沒有實際的電連接觸點，從而解決通過卡口觸點攻擊控制器問題。
四、預付費水表供電問題 自從預付費水表開發成功投入試用以來，有多種供電方式：交流電供電、蓄電池供電、內置一次性鋰電池供電、由用戶自行更換普通電池供電等。 實踐證明，外部供電方式是不可行的，所以目前各類預付費表基本都采用內置一次性鋰電池供電，由用戶自行更換普通電池供電技術尚不成熟。 不同價位的鋰電池，性能差別很大，有些電池出廠前測試完全符合測試指標，當在庫房存放幾天，電能會大幅度衰減，如果選用這類電池，預付費水表在剛剛啟用時，用戶還無法發現問題，當產品安裝使用一兩年后，電池的問題逐漸顯現，預付費儀表隨之而來出現問題。 預付費水表控制電路設計功耗、閥門驅動功率、用戶使用頻次、安裝環境都直接影響預付費水表電池的消耗。 當電池消耗到不能維持正常關閉閥門動作之前，應由能量監測電路通知控制器關閉閥門，提示更換電池。 即使控制系統可以在電能消耗到極限前可靠關閉閥門，隨之而來的問題是：由于電池終止的不確定性，勢必造成更換電池時間離散，而無法實現統一更換；再者，由誰來更換？怎樣更換？是自來水公司還是生產廠來更換電池？如果是自來水公司來更換，就要承擔相應鋰電池費用，如果由廠家更換，也許廠家已經倒閉或消失。對于已經安裝預付費水表并裝修房間的用戶，拆表更換電池也是非常困難的事情。 經過多年實踐，人們已經認識到鋰電池供電預付費水表存在的電池問題，所以很多廠家試圖嘗試使用普通電池供電，當電池接近終止時關閉閥門，由用戶自行更換普通電池，這一點上，預付費燃氣表做得比較成功。 但是，預付費水表的閥門控制與預付費燃氣表閥門控制所需要的能量和時間不同，影響了使用普通電池供電方案。預付費水表內部水壓很大，必須使用阻力較大密封性能較好的閥門，例如球閥等，否則就會漏水。如果閥門阻力大，所需要的開關閥門驅動功率也相應的增大，由于內部鋰電池不可能提供更大的瞬間功率，所以只能用大比例減速器，以犧牲速度換取動量，才能可靠控制閥門開閉，但隨之而來的問題是，由于關閉閥門時間過長，無法在用戶拆除外部電池時通過內部大容量電容維持閥門關閉。
五、預付費水表安全問題 十年來，由于預付費水表安全問題一直沒有得到很好的解決，所以有著巨大市場需求的預付費水表并沒有像人們想象那樣大規模普及。 這里所講的“安全”概念，不是指儀表自身物理特性的不安全造成人身傷害，而是指預付費水表存在“技術隱患”可能造成“失去控制”達到“竊用”自來水的目的。 水表等計量儀表，屬于貿易結算用設備，從某種意義上講，預付費控制儀表就是安裝在“失去監管”環境下的ATM機。 在公共場所安裝的ATM機、IC卡公用電話、公共汽車IC卡刷卡機、地鐵IC卡刷卡機等都是有監管措施的，不是網絡控制監管，就是人為控制監管，所以這些收費設備即使有隱患，也很難被鉆空子，但預付費儀表不同，如果存在技術隱患，在失去監管的環境，必然有人會利用所存在的技術漏洞，達到竊用或商業性非法服務。
以弱電提供能量的預付費水表，存在一個技術上的矛盾現象，如果將供電電壓設置較高，可以抵御較大幅度的電磁干擾，但帶來的問題是控制電路整體功耗的加大，造成電池很快就會終結；如果把控制系統功耗做得很小，雖然可以延長電池的使用壽命，但產品的抗干擾能力將大幅度下降。 任何電子設備都無法抵御高電壓的干擾，所不同的是，每一種電子設備抗高壓干擾的能力不同而已。根據這一基本特性，使用微弱電池供電的預付費水表，無論采用任何技術手段，都是可以被高壓干擾的，只不過干擾電壓的幅度不同而已。 試驗測試表明，接觸式IC卡預付費水表卡口、TM卡預付費水表觸點、使用外部電池的預付費水表，通過向IC卡口、TM卡觸點、開放式電池盒放電（10000V），在閥門開啟狀態下，內部控制電路一定會死機癱瘓，對整個儀表失去控制，而傳感器所送來的計量數據不會再被核減、閥門也不可能再被關閉，以達到利用預付費水表所存在的技術隱患竊用自來水的目的。 對于代碼交換預付費水表、RF射頻卡預付費水表，雖然儀表處于全封閉狀態，但提高放電電壓（100000V），在儀表啟動喚醒、閥門開啟狀態下，仍然會造成控制器死機、儀表癱瘓。 由于使用電池來維持儀表工作，為降低對電能消耗，絕大多數預付費水表控制器都采用休眠方式以降低對電能的消耗，也就是說平時控制器是休息的，所以不能采用硬件監控電路來防止控制器死機，這樣就留下一個無法解決的技術隱患。 用戶利用預付費水表所存在的技術隱患，在不破壞水表任何部位的情況下，達到竊用自來水的目的，這一問題是所有自來水公司在選擇預付費水表時必須考慮的問題，否則在產品大規模安裝后，在利益集團幫助下造成大面積預付費水表失去控制，就違背了安裝預付費水表的初衷。 從社會學、心理學、行為學、現行法律角度來分析，如果預付費水表存在漏洞，在不“破壞”預付費水表的情況下，通過高壓干擾手段來“攻擊”預付費水表以達到竊水的目的將十分普遍。從這個意義來講，普通水表比預付費水表安全得多，即使是這樣，在普通水表上做手腳以達到竊水目的的案例不是也很多嗎？何況預付費水表存在漏洞，在沒有任何“證據”情況下攻擊水表以達到竊水目的，是在水價逐漸提高、水費負擔加重的今天必然要發生的事情。 在預付費水表尚不普及的今天，利益集團還不足以通過提供攻擊手段獲取利益，所以攻擊裝置只能由用戶自己購買高壓發生器（防身器）來實現，但當預付費水表大面積普及的時候，向廣大預付費水表用戶提供攻擊設備的利益集團必然出現，他們將采用非常專業、成本低廉的攻擊設備向用戶兜售，以銷售攻擊設備獲取利益。就如同偽造身份證和學歷證明一樣，你不需要自己偽造，有專業的利益集團幫你偽造，只要你肯付錢。
六、預付費水表后臺支持系統安全問題 由于預付費水表存在安全隱患，近年來，人們一直致力于解決這一困擾預付費水表大規模普及的瓶頸問題，而忽略了與預付費水表配套使用的后臺系統的安全問題。 現在有很多企業，在一個地方推廣一批預付費水表，用一臺電腦，裝上用戶管理及發卡軟件就可以售水了。 表面看似簡單，實際上已經埋下安全隱患。除非就這么多預付費水表安裝，如果安裝很多小區，必然會有人會獲取和分析用戶管理及發卡售水軟件，無論如何加密，軟件加密都是不堪一擊的，一旦有人編制一套類似的軟件，接管預付費水表用戶，那么黑市偽卡交易就出現了。 北方某大城市采用IC卡電表，到電業局營業所買電是650元一千度電，而在電業局門口私人買一千度電只需要200元錢，如果你怕他賣的卡有問題，他可以上門服務，把電送進你的電表再收錢。 上述現象，造成該城市撤除了所有IC卡表，原因是后臺系統存在漏洞，被人攻破，損失巨大。 如果一個城市計劃全部推廣預付費水表，那么后臺系統的安全性和實用性就越發顯得重要。 為確保后臺系統運行安全，應采用解密難度極大的硬件加密方式，并對硬件加密裝置嚴格控制，即使流失，破解加密裝置所花費的時間和費用也是十分巨大的，從而遏制了破解后臺系統的可能。
七、實行“階梯水價”的必要條件 水資源的日漸枯竭，讓我們的管理者不得不重視節約用水，但沒有切實可行的措施，節約用水也只能是一句口號。 市場經濟就要靠價格杠桿調節資源短缺。“階梯水價”的出臺，就是要依靠價格杠桿的調節作用達到計劃用水和節約用水的目的，并且能很好地體現水的商品價值。從而實現不用不交費、少用少交費、多用多交費、超計劃用水加倍交費的目的。 但階梯水價是以時間為界線的，即在規定的時間內，供水量和價格是固定的，當超過用量價格也隨之提高，所以，抄表的時間必須準確，如果規定的時間沒有到位抄表，那么超額用水量就無法界定是在規定的期限內使用的還是規定的期限外使用的，必然會產生糾紛，造成社會的不安定。 但是，隨著一戶一表的普及，居民用戶總量在逐年增加，要在規定的時間內完成抄表，幾乎是不可能的事，因此，使用線路遠傳抄表和采用預付費水表是確保實行階梯水價的必要條件。 但是，線路遠傳抄表的可能性只限于新建住宅，而老住宅重新架設線路用于抄表幾乎不可能，而一個城市又不能采用多種實現階梯水價的方案，所以，最后唯一的選擇就是采用單體預付費水表方案。 為此，很多廠家已經將日歷芯片電路置入了預付費水表控制器，試圖通過內部的時鐘控制裝置記錄用戶的用水情況，從而可以確認用戶是在哪個階梯內用水，這種想法不失為一個實現階梯水價比較理想的方案。 但是，事情并沒有這樣簡單，為了節約電能消耗，預付費水表內部的控制器芯片平時是需要休眠的，而日歷芯片是不可以休眠的，必須要保持運行，雖然消耗電能不多，但由于是在獨立工作，沒有時間參照標準，誤差將越來越大，一個月誤差兩天以上是非常正常的，因此校準時間就是一個大問題，如果每月都由自來水公司派人到用戶家去校準時間，那與到用戶家抄表收費已無區別，所以，帶時間裝置的預付費表，不但提高產品的成本還增加了電能消耗及故障率，其它與普通預付費水表沒有大的區別。 那么還有什么辦法可以確保階梯水價政策的實行？我們可以換位思考，將過去“以用戶的實際用水量”作為衡量水價的標準，改為“以用戶實際購水量”作為衡量水價的標準，雖然這種方案讓用戶“少量多次”可能感覺麻煩，但自來水改進后臺系統的服務方式，完全可以解決這個問題。采用以實際購買量確認水價的方式可以杜絕用戶囤積水量，避免水價調整給自來水公司造成損失。
八、預付費水表存在問題的解決 無論使用什么數據交換載體的預付費水表，均使用電池供電，并且電池要為系統長期提供電流，所以電池的性能就非常關鍵了，受到外界溫度或濕度及電路功耗指標的影響，電池將影響整個產品的性能和壽命。 當電池要終結的時候，將出現很多不可想象、難以預料的狀況，從而影響了人民群眾的日常生活，造成供需矛盾，因為電池不可能在同一時段內終結，如果是在相對集中的一段時間內電池終結，可以統一更換，而往往是因電池的性能和用戶使用頻度及環境的差異，造成電池不可能在相對集中的一段時間內終結。 分散不確定地拆卸儀表更換電池，以及誰負責來更換電池，都是將來要發生的問題，如果今天不考慮，將后患無窮。 電池狀態的監測需要整套的電子電路，需要消耗能量，其可靠性也將影響整機的可靠性。 由于系統控制電路處于供電狀態，且開放IC卡數據交換接口，若受到外界的高壓干擾，系統將癱瘓，失去對計量或閥門的控制，從而失去預付費的作用。 使用電路監視流量計獲取計量數據，就需要性能良好的電傳感器；要使系統有效切斷管路，就需要一整套閥門控制系統。因此，價格較高的電池、電池監測電路、性能良好的傳感器、動作可靠的閥門控制系統、復雜的電子顯示器，都將大大提高產品的成本，使預付費表推廣難度加大。
綜合上述問題，要從根本上解決預付費表存在的性能/價格比矛盾的問題，就必須走創新之路，跳出預付費技術的傳統方案，取消電池供電，從根本上解決安全問題、可靠性問題、價格問題。 經過多年的研制開發，繼IC卡預付費水表、代碼交換預付費水表、RF射頻卡水表之后，成功推出無需工作電源預付費水表。 無需工作電源預付費水表，采用“預置字輪計數器和計數器歸0關閥”技術，從而實現儀表不需要電池維持工作，并且可以安全地使用IC卡進行數據交換。 從圖中可以看出，整個系統基本是由機械結構實現的，控制電路只有在充值的短時間內由充值器供電工作，將IC卡或鍵盤送來的預付費數據轉換成“遞減計數器”的顯示，從而實現“遞減計數器預置”。 系統工作時，水表的工作方式與普通基表相同，整表的計量精度也取決于基表的計量精度。基表的“累加計數器”通過齒輪與控制系統的“遞減計數器”連接，累加計數器遞增一個計量單位，遞減計數器就遞減一個單位。當遞減計數器為全0時，歸0探測輪進入遞減計數器的全0探測口中，使關閥控制桿產生位移，關閉自保持開關，從而切斷自來水管路，達到預付費控制的目的。 逆置遞減計數器的過程，就是預付費充值的過程。用戶將具有合法數據的IC卡插入充值盒，充值盒內有電池。將充值盒插到儀表的數據接口上，給系統內的控制電路供電，并讀入IC卡或鍵盤送來的預付費數據，然后譯碼器還原數據并通過控制馬達轉將還原的數據轉換成遞減計數器字輪的顯示，從而完成預付費數據輸入。 機械系統在電機的控制下，可以實現遞減計數器在充值的時候與馬達連接，充值完畢自動與累加計數器連接。 充值完畢后，撤掉外部充值器，系統完全處于機械運行狀態，計量和切斷完全靠水流和水壓實現，因此系統工作非常穩定可靠，從而實現無需工作電源維持系統的運行。 由于控制電路只實現遞減計數器逆置的單一功能，而不參與計量和切斷，所以外界通過數據接口攻擊電路，也可使電路癱瘓，但無法達到攻擊整個系統而實現盜用的目的，因此，產品可以選擇接觸式IC卡作為數據交換媒介。 綜上所述，由于系統采用全新設計理念，突破傳統的設計模式，省去了電池、電池檢測電路、顯示器，從而大大節約了材料成本，使產品極具推廣價值。 無需工作電源預付費水表在解決由于使用電池而帶來的問題外，還率先使用了塑料材料作為水表殼體，從而為直供水、純凈水、優質自來水供應奠定了物質基礎。在安裝方面，無需工作電源預付費水表通過更換接管可以方便地對DN15或DN20舊水表進行直接的改造。 九、預付費水表用戶現代化后臺支持系統解決方案 預付費水表的推廣，將本應由自來水公司承擔的抄表收費工作轉嫁給了用戶，并且實行先交費后用水的方式，從某種意義上講，用戶都會存在程度不同的抵觸情緒，使推廣應用產生一定的難度。為此，自來水公司應將“管理”轉為“服務”，首先在觀念上需要轉變，然后是在技術和物質上做出保障，為得到用戶的廣泛支持、降低推廣難度、提高供用水現代化水平奠定基礎。 根據不同用戶群，應選擇不同形式的用戶管理及數據發行系統，但無論什么形式，系統的安全性應放在第一位，使用硬件進行系統加密，消除將來大規模使用存在的安全隱患。 無需工作電源預付費水表，配套系統使用PCI硬件加密，所有關鍵數據均由硬件數據發生器產生，任何破解軟件系統的行為都無法威脅到用戶管理及數據發行系統的安全。 采用硬件數據發生器的無需工作電源預付費水表后臺系統，采用國際標準加密算法，密鑰交給自來水公司最高首長掌握，從而將系統的控制權交給了用戶。 為方便居民用戶“少量多次”實行階梯水價的需要，無需工作電源預付費水表采用IC卡和鍵盤兼容的預付費數據輸入方式，持IC卡到指定單位交費充值與其它方式的IC卡預付費水表基本相同，但具有獨立知識產權的鍵盤輸入方式，屬于無載體數據交換方式，為使用文字、語音奠定了技術基礎。 無需工作電源預付費水表用戶可以使用手機短信、語音電話、互聯網的等信息交換方式完成無載體數據交換，由于通訊設備已經全面普及，打個電話、發個短信就可以完成預付費操作，從而極大方便了廣大預付費水表用戶，使“少量多次”已不成問題，從而從根本上解決了“階梯水價”實施難題，變“以用戶的實際用水量”作為衡量水價的標準為“以用戶實際購水量”作為衡量水價的標準，從而大大減少了自來水公司售水的核算手續，避免糾紛出現。 無載體預付費數據交換，可以采用類似手機充值卡方式，自來水公司采用自動值機系統，用戶可以全天候通過電話、手機、網絡實現預付費水表的充值，避免由于沒有及時充值造成閥門切斷給生活帶來的不方便。 十、結束語 預付費控制水表是一項多學科綜合控制系統，涉及計量、流體力學、密封學、結構、傳動、電子、微控制器、網絡系統、通訊、IC卡、閥門、材料等學科，所以解決相關技術問題是確保預付費領域發展壯大的前提，只有這樣，才能使預付費成為我國王牌拳頭產業。 隨著科學技術的不斷發展，預付費水表將會不斷發展完善。廉價的無需工作電源預付費水表將在全國城鎮自來水管網改造工程中大規模普及。無需工作電源預付費水表除可靠地解決抄表難、收費難問題，還在后臺系統上實現了完善的階梯水價控制功能。 對這種先進儀表的大規模推廣應用將會有力地促進中國供用水管理的現代化進程。中國在這個方面的超前發展，會使這種計量模式得到優先完善，并有可能成為中國的一個有競爭力的產品出口到其它國家。
