射頻IC卡節(jié)水控制管理系統(tǒng)

學(xué)校案例一:一張洗澡票，不洗白不洗，平均用水 30 分鐘。
北京某高校在未安裝使用 IC卡水控系統(tǒng)之前。據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)生洗澡一次約需持續(xù)用水30分鐘（女同學(xué)用水時(shí)間更長(zhǎng)一些）浪費(fèi)驚人。裝置使用IC卡洗澡控制系統(tǒng)后，采用的憑票洗澡制。洗澡用水按實(shí)際流量計(jì)費(fèi)，學(xué)生每分鐘的用水費(fèi)用都要自己交付，因此在洗澡過程中，大家都自覺勤按開關(guān)節(jié)約用水，洗澡的時(shí)間也大大減少，平均在10~15分鐘，節(jié)約用水達(dá)50％以上。
案例二： 平攤水費(fèi)，太不公平。
某宿舍共 8 人，共用一個(gè)水龍頭洗澡，水費(fèi)每月由管理處收取，然后再由宿舍 8 個(gè)人平均分?jǐn)?，結(jié)果在分?jǐn)偟倪^程中常常出現(xiàn)矛盾，因?yàn)?8 個(gè)人洗澡的頻率不一樣，而且每次洗的時(shí)間不一樣，有的洗一次澡只要 10 分鐘，有的卻要將近一個(gè)小時(shí)，那么洗澡快的人就認(rèn)為憑什么要讓我出那么多的錢，長(zhǎng)期以來，洗澡快的慢慢也就洗的時(shí)間長(zhǎng)了，而且經(jīng)常心理不平衡，既造成許多水的浪費(fèi)，而且也導(dǎo)致大家鬧矛盾。
管理處了解了這個(gè)問題后，給他們安裝了節(jié)水控制器，這樣自己洗澡就要自己掏錢，洗得時(shí)間長(zhǎng)的人慢慢就縮短了時(shí)間，而且大家各自出各自的費(fèi)用，矛盾也就減少了許多。
工廠案例三： 洗澡又洗衣，水龍頭不夠用，洗一個(gè)澡太難。
南方某工廠員工有 4000 多人，工廠有澡堂，供員工免費(fèi)洗澡，員工基本上每天洗一次澡，每次洗澡的平均時(shí)間為 20 分鐘以上，特別是女員工還要附帶在澡堂洗衣服，長(zhǎng)期霸占水龍頭，而外面等待洗澡的人排起了長(zhǎng)長(zhǎng)的隊(duì)伍，常常出現(xiàn)澡堂為爭(zhēng)水龍頭的事情而打架，等到后面的人洗完澡和衣服，時(shí)間已經(jīng)是深夜了，而第二天又要早起上班，許多員工的休息得不到保證。加上由于當(dāng)?shù)卣谟盟召M(fèi)上實(shí)行階梯式收費(fèi)，對(duì)超額用水的工廠收費(fèi)非常高昂。
工廠為督促員工節(jié)約用水，并提高澡堂的利用率，決定在員工澡堂安裝節(jié)水控制器。公司將每月補(bǔ)貼水費(fèi)發(fā)放到員工的工資表中，員工洗澡自己通過 IC 卡付費(fèi)，水費(fèi)補(bǔ)貼沒有用完的屬于員工自己的收入。
自從實(shí)行這個(gè)措施并安裝了節(jié)水控制器后，效果非常明顯，不但用水下降到政府規(guī)定的額度，而且員工洗澡的時(shí)間下降了許多，提高了澡堂的利用率，解決了員工洗澡擁擠的問題。

效益分析

該系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用主要是解決提高用水效率，加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)核算，使每一滴水都能發(fā)揮它的最大作用，其主要經(jīng)濟(jì)效益主要來源于節(jié)水及節(jié)約這部分水的加熱能耗（燃汽、燃煤或電等）及所收取費(fèi)用的節(jié)省三方面獲得受益；其次節(jié)省部分物業(yè)管理方面所收取的污水處理費(fèi)用也是一個(gè)不可忽視的方面?，F(xiàn)以某高校為列：
一普通高校中，學(xué)生洗澡一般需要20分鐘，基本用水量為150升，采用節(jié)水控制器后，由于提供了動(dòng)態(tài)顯示功能，大大提高了學(xué)生的節(jié)水自覺性，實(shí)際用水時(shí)間減少到10分鐘以內(nèi)，因此用水量可以達(dá)到以前的50%即可節(jié)水75升。由于用水量減少一半，為此所付出的燃料，管理等保障費(fèi)用也會(huì)成比例減少，以一個(gè)萬人學(xué)校統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)每年節(jié)省費(fèi)用50萬元左右。
● 為用戶算的節(jié)水帳
節(jié)約的洗澡水及水費(fèi)
1、 按人均每三天洗1次澡，每年300天，每人1年洗100次計(jì)算
2、 按每噸冷水2元計(jì)算
3、 用水量以噸為單位
方案設(shè)計(jì)思路

公司提供的設(shè)備產(chǎn)品可以和一卡通軟件和硬件相結(jié)合?？紤]到校園以后一卡通的發(fā)展。

本方案設(shè)計(jì)是本著“節(jié)水資源”平安可靠”操作方便”擴(kuò)展性強(qiáng)”基本思路和結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況設(shè)計(jì)。

現(xiàn)在節(jié)水發(fā)展已經(jīng)不在能源的問題。資源在現(xiàn)在生活中已經(jīng)給我提出嚴(yán)重警告，涉及到問題比較多。如：建設(shè)節(jié)水型鄉(xiāng)村的需求、建設(shè)節(jié)水型學(xué)校的需求、電子貨幣發(fā)展的需求等大環(huán)境的影響。所以節(jié)約資源應(yīng)該是所有人的工作。

學(xué)生公寓使用的環(huán)境。所以要求節(jié)水設(shè)備在使用上安全可靠，人員比較多。管理上操作方便，容易維護(hù)和結(jié)算為基本目標(biāo)。


系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)構(gòu)成
智能卡節(jié)水控制系統(tǒng)主要組成：
（1）機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備：主控制計(jì)算機(jī)、UPS電源、打印機(jī)
（2）專業(yè)產(chǎn)品：智能卡節(jié)水控制器、系統(tǒng)軟件、智能卡、管理器、發(fā)卡機(jī)
（3）設(shè)備：計(jì)時(shí)型或計(jì)量型節(jié)水閥、交流電源箱
硬件連接方式：
聯(lián)機(jī)型：
應(yīng)用范圍：公寓型浴室和集中型浴室；
脫機(jī)型：
1、在水控器上靠卡即顯示預(yù)扣設(shè)定水費(fèi)，并控制電磁閥打開，水龍頭出水；顯示的預(yù)扣設(shè)定水費(fèi)開始倒計(jì)，用完停水；中途如需停用再次靠卡則關(guān)閉電磁閥，水龍頭斷水，并將剩余的預(yù)扣設(shè)定水費(fèi)寫回卡上。如需再用，則再次靠卡。
2、計(jì)算機(jī)與水控器之間的數(shù)據(jù)傳輸靠管理卡或下載卡完成（持卡人余額、黑名單等）。
操作流程：
1、在水控器上靠卡即顯示預(yù)扣設(shè)定水費(fèi)，并控制電磁閥打開，水龍頭出水；顯示的預(yù)扣設(shè)定水費(fèi)開始倒計(jì)，用完停水；中途如需停用再次靠卡則關(guān)閉電磁閥，水龍頭斷水，并將剩余的預(yù)扣設(shè)定水費(fèi)寫回卡上。如需再用，則再次靠卡。
2、在系統(tǒng)設(shè)定時(shí)間，計(jì)算機(jī)自動(dòng)開機(jī)收取所有數(shù)據(jù)；
3、計(jì)算機(jī)在所有數(shù)據(jù)交換后，重新下發(fā)到各水控機(jī)（持卡人余額、黑名單等）。

硬件功能說明

一．技術(shù)參數(shù):
1.讀卡類型： MIFARE1卡或兼容卡
2.發(fā)卡量: 10萬張以上
3.最大記錄量： 3000條消費(fèi)記錄及10000人黑名單
4.數(shù)據(jù)保存： FLASH保存數(shù)據(jù),掉電不丟失
5.計(jì)費(fèi)精度： 0.01元
6.顯示： 5位數(shù)碼管顯示
7.工作電壓：AC12V,工耗小于5W
8.環(huán)境溫度： -20℃～+70℃
9.體積：115mm*200mm*55mm
二．.水控特點(diǎn);
1、節(jié)水控制器使用環(huán)境：有水龍頭流水的場(chǎng)所都可以利用控制器達(dá)到節(jié)水的目的。如：浴室、集體和個(gè)人公寓、開水房等場(chǎng)所使用，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮設(shè)備的防水性、安全性、實(shí)用性和可操作性等方面的性能。
2、節(jié)水控制器節(jié)能方式：智能卡節(jié)水設(shè)備主要用于控制電磁閥,并在用水的同時(shí)實(shí)現(xiàn)按照時(shí)間和流量計(jì)費(fèi)。
3、 節(jié)水控制器供電：節(jié)水控制器由機(jī)房或變電處的專用電源供電柜（220V變?yōu)?2V）統(tǒng)一供電，每臺(tái)變壓器可以給20到40臺(tái)節(jié)水控制器供電，距離要求在100米以內(nèi)。節(jié)水控制機(jī)和節(jié)水閥是交流12V的安全電壓，沒有高壓和220V交流電壓，保證使用者的安全。電磁閥采用低功能耗線圈，保證以較低電流工作。
4、節(jié)水控制器防水措施：節(jié)水控制器外殼使用防水材料設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)線的出入口使用防水接頭，在底蓋和上蓋之間使用橡膠圈先壓在結(jié)合處的槽內(nèi)，橡膠槽采用迷宮型設(shè)計(jì)。布線要求和裝修同步進(jìn)行，將線路走在墻內(nèi)最好，起到安全的作用，如果無法改造墻體，可以利用管道布線。
5、節(jié)水控制器收費(fèi)設(shè)置：對(duì)每臺(tái)節(jié)水控制器均可以單獨(dú)設(shè)置水量與時(shí)間之比，轉(zhuǎn)化為按照時(shí)間計(jì)算收費(fèi)的模式，根據(jù)客戶水壓和管徑不同設(shè)置流量和時(shí)間對(duì)應(yīng)表。（單位：元/分鐘）
6、節(jié)水控制器主要用途：
水房用水—杜絕浪費(fèi)
浴室收費(fèi)—能夠在浴室內(nèi)節(jié)約水資源和能源。

7、電動(dòng)閥的選擇：和節(jié)水控制器連接的電動(dòng)閥的類型在市面上較多，符合使用環(huán)境的比較少，從電動(dòng)閥的材料來分類有：塑料的、鑄鐵的、銅鑄的、不銹鋼的，都必須具有防水性能和安全電壓的基本要求?？紤]到常溫水和開水的不同環(huán)境，浴室和開水房使用不同的閥門，以避免水垢造成的電動(dòng)閥堵塞（或加濾網(wǎng)），選擇電動(dòng)閥從五個(gè)方面考慮：
耐用性：選擇壽命較長(zhǎng)的，避免造成客戶浪費(fèi)和系統(tǒng)不穩(wěn)定。
美觀性：從美觀性上選擇銅鑄的和不銹鋼的為主。
經(jīng)濟(jì)性：考慮使用數(shù)量較多，價(jià)格上合理，降低運(yùn)營(yíng)成本和維護(hù)費(fèi)用。
安全性：因?yàn)橐话銏?chǎng)所的水、蒸氣大，所以電壓要求12V直流供電。
防水性：所有供客戶的電動(dòng)閥全部具有防水功能。

系統(tǒng)可滿足以下要求及功能

1、 計(jì)算精度0.001元
2、靠卡或紅外控制反應(yīng)時(shí)間小于3S
3、控水閥要求為電動(dòng)閥和計(jì)量水表材質(zhì)為銅或不銹鋼。
4、水控器為壁掛式設(shè)計(jì)，壁掛式安裝，具有防水，防漏電設(shè)計(jì)，安裝簡(jiǎn)便，便于維護(hù)。
5、控水器直流電源由交流電源箱提供，具有斷電自供電功能。
6、靠卡或紅外控制供水?dāng)嗨?，?shù)據(jù)可實(shí)時(shí)傳送，斷電自動(dòng)保護(hù)，可脫機(jī)使用。
7、采用計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)，同時(shí)計(jì)費(fèi)到人。
8、可按用戶的不同身份，不同控水模式（計(jì)時(shí)或計(jì)量）設(shè)定水價(jià)；
9、24小時(shí)全天候營(yíng)業(yè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控水控器運(yùn)行狀態(tài)；
10、自動(dòng)識(shí)別持卡人的合法性，根據(jù)卡內(nèi)帳戶信息決定是否允許消費(fèi)。
11、系統(tǒng)于強(qiáng)磁干擾，非法開殼等惡意破壞行為時(shí)，水控器自動(dòng)關(guān)斷閥門，顯示報(bào)警信息；
12、控水器與電動(dòng)閥均為安全電壓（12V以下），充分保證使用者安全；
13、軟件功能豐富齊全，集系統(tǒng)控制、管理、查尋、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表打印于一體；
14、用戶可根據(jù)成本自行設(shè)置費(fèi)率；
15、要求具有掛失、操作員口令、權(quán)限分級(jí)、報(bào)表防偽、合法糾錯(cuò)、誤操作恢復(fù)及阻擋、關(guān)鍵操作示警、16、PC機(jī)雙硬盤備份，PC機(jī)雙機(jī)備份，U盤備份安全系數(shù)高；
17、具有帳戶查詢、發(fā)卡開戶、撤戶、掛失、解掛、換卡功能。
18、可擴(kuò)充個(gè)性化功能。
19、系統(tǒng)遇強(qiáng)磁干擾，非法開殼等惡意破壞行為，自動(dòng)關(guān)斷閥門，顯示報(bào)警信息。

軟件功能說明

軟件功能：
1、 可按不同的用戶身份設(shè)置不同控水模式（計(jì)量或計(jì)時(shí)）不同的營(yíng)業(yè)水價(jià)。
2、帳戶查詢，發(fā)卡開戶、撤戶、掛失、解掛、換卡、補(bǔ)助等功能一應(yīng)俱全，并可按身份劃分不同的透支限額。
3、營(yíng)業(yè)統(tǒng)計(jì)分析功能強(qiáng)大，提供日、周、月報(bào)表。
4、自動(dòng)識(shí)別持卡人卡的合法性，根據(jù)卡內(nèi)帳戶信息決定是否允許消費(fèi)?？捎墒褂脝挝辉O(shè)置一個(gè)最低消費(fèi)額，低于則不能使用。
5、對(duì)未注冊(cè)卡或非法卡拒絕消費(fèi)，同時(shí)顯示提示信息。
6、系統(tǒng)遇強(qiáng)磁干擾，非法開殼等惡意破壞行為，自動(dòng)關(guān)斷閥門，顯示報(bào)警信息。
7、具有掛失操作員口令、管理員口令、權(quán)限分級(jí)、報(bào)表防偽、合法糾錯(cuò)、誤操作恢復(fù)及提醒警示，PC機(jī)雙硬盤備份及U盤備份,PC雙機(jī)備份。
8、水控機(jī)不工作時(shí)，采用休眠狀態(tài)。
9、水控機(jī)能自檢，各種狀態(tài)或故障能自檢顯示。
系統(tǒng)安全保護(hù)措施
1、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
節(jié)水控制器可實(shí)現(xiàn)連網(wǎng)和脫機(jī)兩種使用方法。
脫機(jī)操作：控制器可以實(shí)現(xiàn)真正的脫機(jī)操作，其匯總、掛失均可脫網(wǎng)進(jìn)行，通過系統(tǒng)參數(shù)中進(jìn)行；由于節(jié)水控制器存儲(chǔ)量很大，可存儲(chǔ)幾萬條交易信息。且智能卡上可存儲(chǔ)信息，所以消費(fèi)過程可以在節(jié)水控制器和智能卡這間完成，從而使設(shè)備不依賴于網(wǎng)絡(luò)。
聯(lián)網(wǎng)操作：系統(tǒng)也可以通過485通訊的方式將所有的節(jié)水控制器和計(jì)算機(jī)軟件連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。通過軟件下載參數(shù)、掛失卡片、上載數(shù)據(jù)等功能，網(wǎng)絡(luò)即使有故障，系統(tǒng)脫機(jī)仍能正常運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行時(shí)，可對(duì)各節(jié)水控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控并采集數(shù)據(jù)，提高設(shè)備使用效率及管理效率，例如掛失功能，只需在微機(jī)上發(fā)出一條指令即可完成。
2、布線保護(hù)
采用并聯(lián)方式布線，單臺(tái)節(jié)水控制器發(fā)生故障，對(duì)其他節(jié)水控制器不產(chǎn)生影響。在控制起出來的線是四芯屏蔽線，一對(duì)電源線、一對(duì)通訊線，利用屏蔽線可以防止外界信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的干擾。其中一對(duì)控制線和電磁閥相連，電源線和控制線一起布到總控制處，通訊線布到操作機(jī)房，統(tǒng)一管理。
3、斷電保護(hù)
系統(tǒng)配備大型UPS延時(shí)電源，將控制器出來的線接到變壓器上，變壓器和UPS電源連接，UPS在直接接到220V電源上。
4、損壞保護(hù)
即使節(jié)水控制器電路損壞或機(jī)器損毀，存儲(chǔ)芯片亦能保存數(shù)據(jù)達(dá)10年以上。
5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全可靠
為確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，產(chǎn)品在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上嚴(yán)格遵循金融系統(tǒng)安全規(guī)范，并在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)了節(jié)水控制器終端機(jī)、管理器、管理計(jì)算機(jī)“三位一體”數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，從三個(gè)層面采取了數(shù)據(jù)保護(hù)措施對(duì)系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密防護(hù)。
6、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)保護(hù)
計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)按日自動(dòng)備份，重要數(shù)據(jù)庫(kù)永久保存。計(jì)算機(jī)、終端的操作流程和每筆交易均作詳盡記載，為數(shù)字化管理提供最直接的數(shù)據(jù)支持?？蛻艨梢栽谟?jì)算機(jī)上完成系統(tǒng)的管理，為客觀評(píng)價(jià)資源節(jié)約提供完整的數(shù)據(jù)。給決策者提供決策的信息，也可以和其他一卡通系統(tǒng)兼容，達(dá)到資源共享的效果。每日備份的數(shù)據(jù)庫(kù)在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)可以完全恢復(fù)到以前的狀態(tài)。
7、終端數(shù)據(jù)保護(hù)
◆光電隔離保護(hù)：系統(tǒng)中安裝了光電隔離保護(hù)裝置，確保在高壓、雷擊、短路等不可避免事件發(fā)生時(shí)節(jié)水控制器的數(shù)據(jù)安全，即使以上事件發(fā)生時(shí)僅損壞系統(tǒng)的光電隔離裝置而不損壞節(jié)水控制器的數(shù)據(jù)。
◆數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密：不同權(quán)限的操作員可操作不同安全等級(jí)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且采用高安全性的加密算法對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，使得作 弊者無法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行纂改。
◆嚴(yán)密的防水性能：節(jié)水控制器在設(shè)計(jì)是就考慮到使用的環(huán)境，所以防水實(shí)驗(yàn)將是非常重要，在設(shè)備成型時(shí)縫隙之間有防水膠墊，同時(shí)利用膠 水將縫隙密封，防止蒸氣和水進(jìn)入控制器內(nèi)損壞設(shè)備。
◆實(shí)時(shí)掛失、即時(shí)生效：對(duì)于連網(wǎng)的系統(tǒng)，在卡片掛失采用實(shí)時(shí)掛失，掛失信息在確認(rèn)后1秒內(nèi)下傳給所有終端機(jī)。掛失卡數(shù)量可達(dá)六萬條以上，掛失可以采用獨(dú)有的廣播下載功能，大大縮短了時(shí)間，以最短時(shí)間、最大限度地避免了被竊用，保護(hù)了持卡人的利益。如果系統(tǒng)采用完全的電子錢包的形式，可以用系統(tǒng)卡完成掛失信息的傳遞。