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校园一卡通淋浴水控系统的应用

2014/12/1 9:35:21      点击:
校园一卡通淋浴水控系统的应用

  中国水资源的目益贫乏,非接触式IC卡智能控水系统不仅可以很好的避免浪费、节约增效,而且可以培养学生的节水、节能、环保意识,无论对学校还是对社会都具有重要的意义。我厂推出的非接触式IC卡控水系统是一款成熟稳定的产品、具有计费准确、控制灵活、使用安全方便的特点。本系统使用简单、操作容易、功能强大,脱机或互联网使用根据学校的需要,完全取代了现金、票证、磁卡等落后的消费方式,是校园卡一卡通系统中的重要子系统。

  水资源北京及校园卡使用现状分析

  中国是全球公认的13个人均水资源最贫乏的国家之一。有资料表明,目前中国淡水资源总量约为28000亿立方米,居世界第4位,但人均只有2300立方米,仅为世界平均水平的1/4,位列世界第121位。如果扣除那些难以利用的洪水流和散步在偏远地区的地下水资源后,中国现实可利用的淡水资源仅为11000亿立方米左右,人均可利用水资源量约为900立方米。

  目前全国多数城市地下水受到不同程度的污染,且有逐年加重的趋势,而在几大淡水河流域,包括淮河、长江、松花江、珠江、黄河以及多数的淡水湖,都存在严重的污染情形。

  越来越多的人认识到,应对“水荒”,需要进一步完善水资源管理,依靠市场机制以鼓励全民节水。

  目前学校在管理学生节水方面的意识不断提高,大中院校在不断完善和建立节水管理系统,但校园卡应用系统管理上存在诸多问题,主要表现在以下几个方面:

  1. 由于卡应用的快速发展,校内各单位逐步建立起自己的卡应用系统,造成了目前学生身上持有不少卡。

  2. 校园网建立较晚,学校各单位管理不统一。

  目前,各大学校校园网的建成投入使用,为校园一卡通系统的建立提供了可能,射频 IC卡应用系统的日渐成熟为校园一卡通系统的建立提供了技术保障,校园内实现一卡通管理已成为校园管理发展的必然趋势。

  “校园一卡通信息管理系统”就是针对各大学及各大中等专业学校的管理设计的,力求改过以上的所提诸多问题,该系统综合先进的射频IC卡技术及网络通讯技术使“一卡通”及一卡多用管理得以实现。

  非接触式IC卡的特点及工作原理

  非接触式IC卡,卡基材料选用PVC材料,美观,大方,耐用。该校园卡既是学生证,又是借书证,而且还能实现校内一卡通消费(食堂就餐、淋浴控制、机房上机、Intelnet上网计费、商场消费、校车收费、洗浴消费、门禁验证、图书借阅、考勤管理等)及各项查询(学籍、成绩查询、卡消费查询、物品领取查询等)

  非接触式IC卡是根据射频电磁感应原理产生的。它的读/写操作只需要将卡片放在读卡器附近一定的距离之内就能实现数据交换,无需任何接触,使用非常方便,快捷,且不易损坏。因此,在公交、门禁、校内、企事业单位等人士管理、娱乐场所等方面有广阔的应用前景。目前,我国引进的射频IC卡主要有Philips公司的Mifare卡为例,介绍校园一卡通IC卡读写器的实现方法。

  非接触式IC卡读卡器以射频识别技术为核心,读卡器内主要使用了1片Mifare卡专用的读/写处理芯片---MM微模块。其功能包括调制、解调、产生射频信号、安全管理和防碰撞机制。内部结构分为射频区和接口区:射频区含有调制解调器和电源供电电路,直接与天线连接,接口区有与单片机相连的端口,还具有与射频区相连的收/发器、16字节的数据缓冲器、存放64对传输密钥的ROM、存放4套密钥的只写存储器、,以及进行3次证实和数据加密的密码机、防碰撞处理的房碰撞模块和控制单元。读卡器工作时,不断地向外发出一组固定频率的电磁波(13。6Mhz)。当有卡靠近时,卡片内有一个LC串联谐振电路,其频率与读卡器的发射频率相同,这样在电磁波的激励下,IC谐振电路产生共振,从而使电容充电有了电荷。在这个电容另一端,接有一个单向导电的电子泵,将电容内的电荷送到另一个电容内存储。当电容器充电达到2V时,此电容就作为电源为卡片上的其他电路提供工作电压,将卡内数据发射出去或接收读卡器发出的数据并保存。

  水控系统

  水控系统的优点:

  (1) 使用者按需要用水,科学计费,有效节约了宝贵的水资源,提高学生的节水意识。

  (2) 多用水需多付费,相对来说,使用者入浴时间减少,提高了淋浴使用周转率,相当与浴室扩大了使用面积。

  (3) 计费准确,有效的保证使用者的利益,避免原来“大锅饭”的形式用多用少一个样(如一次2元,一次1。5元)

  (4) 非接触式射频卡刷卡控水,方便可靠。

  (5) 方便后勤部门管理,先买水后用水,简化管理,提供各种形式报表输出,便于统计、分析。

  (6) 可接入任何一卡通网络系统,充分保护用户资源。

  节能水控机系统的功能:

  (1) 用Mifare 1 非接触式IC卡,使用频率高,符合ISO14443A国际标准,具有严格的保密性和兼容性,满足不同用户系统功能的扩充。

  (2) 计费方式:

  1. 计时用水方式:按照预先设定的计费时间长度和金额分段进行计费,刷卡出去,取卡则停止出水;

  2. 计流量用水方式:根据水流量的大小,按照预先设定的费率进行计费,取卡则停止出水。

  (3) 计费精度:

  1. 计时精度:最小时长:1秒

  2. 计流量精度:最小计量单位热水采用1个脉冲/升水的基表,开水基表采用30脉冲/升水的基表。(根据需要采用不同精度的基表来设定)

  (4) 最小计费单位:0.01元。

  (5) 联网水控系统平时脱机使用,每台终端可存储4048笔消费记录,系统随时采集、处理消费记录。

  (6) 良好的安全性:采用我厂设计制造的专用电源变压器,电压为12V,供电安全可靠,安装方便。

  (7) 良好的防水性,水控机采用先进的防水密封设计,具有防水、防潮的功能。

  (8) 良好的读卡性和系统兼容性,读卡时间小于0.2秒,绝无误读、误写现象。可以同食堂消费、门禁、考勤、图书馆、机房收费等形成“一卡通”系统。

  关于系统的说明

  感应卡:

  A.射频卡采用菲利蒲原装的mafire one芯片,具有稳定性、安全性好的特点。

  B. 射频卡容量为8K位EEPROM,分为16个扇区,每个扇区为4块,每块16个字节,以块为存取单位,每个扇区有独立的一组密码及访问控制。

  C. 每张卡有唯一序列号,为32位,具有防冲突机制,支持多种系统操作(如食堂消费、机房收费等)

  D.无电源,自带天线,内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路。

  E. 数据保存期为10年,可改写10万次,读无限次。

  F. 工作温度:-20℃~50℃(温度为90%),工作频率:13.56MHZ7、通信速率:106KBPS,读写距离:10mm以内(与读写器有关)。
      水控系统特点

  1) 水控机、充值机、管理软件等关键设备是我厂自主开发研制的产品,属于自主知识产权。产品的售后服务从技术上不会出现问题,将来产品功能如需修改或升级,都非常方便。

  2) 刷卡出水,取卡停水,符合使用的习惯。显示卡中余量,刷卡开阀计费(卡中有余量的情况下),取卡关阀停止计费,卡中余量用完自动关阀。

  3) 使用Mifare 1 非接触IC卡,符合ISO14443A国际标准,采用一卡一密的方式,保密性非常好。IC卡内有16个扇区,每个扇区有独立的密码和存储空间,可以实现一卡多用。如食堂收费和淋浴收费共用一张卡。

  4) 水控机既可脱机使用,也可与管理电脑联网使用。在脱机使用时通过设置卡和采集卡与电脑传递数据。即使是与电脑联网的系统,电脑也可以随时关机,水控机平时工作在脱机状态。电脑的作用是参数下载和采集消费数据。

  5) 大容量的存储空间,水控机在脱机情况下可存储4048条消费记录。

  6) 系统数据距有良好的可靠性,IC卡记录的数据距有多重数据检验,系统具有自动的放锁卡的功能,即使在非常恶劣的使用条件下(比如频繁的刷卡)也不会出现锁卡或数据混乱。

  7) 良好安全性,供电电压为直流12V,属安全电压,不会产生触电,电源供电电箱带短路和漏电保护功能。

  8) 水控机自带时钟芯片,每笔消费数据都带有消费的时间。可实现设置每张卡每天限定用水量,或者设定每天只能刷卡多少次用水。

  水控机使用说明

  一、计费方式及设置方法:

  水控器可设置成计时方式或计流量方式。

  1.计时方式:按时间进行计费,与水流量的大小无关。按预先设置好的时间间隔和费率从IC 卡上连续扣款,并接通电磁阀出水,拔卡则关闭电磁阀停水。

  2.计流量方式:按水流量进行计费,水流量越大,扣款越多。按预先设定好的水流量费率(例如0.01元/升)从IC 卡上连续扣款,并接通电磁阀出水,拔卡时关闭电磁阀停水。设置计费方式的方法,可通过电脑与水控器的联网线将参数发送到水控器;也可通过设置卡进行设置。

  计时与计量水控机的优却点:

  计时型以时间单位为计价单位,按使用时间收费,占用时间越长,收费相对越多;系统可以设置时间费率,设置简单方便,水控机成本低,投资少;但大多数地区水压不稳定,水流量大小不一样,单位时间用水量在实际使用过程中出现较大的误差,给使用者带来不公,因此在水压不稳定的地区建议使用计量型的IC卡水表(水控机)。

  计量型以水的单位流量为计价单位,按使用的水量收费,用水越多,收费越多,计量精确,水压对出水量的计费没有影响,收费公平合理,系统可以设置流量费率计量基表,成本相对高些。

  二、使用方法:

  1.水控机安装在淋浴的冷水和热水的交汇处,冷水阀和热水阀平时处于打开状态,在未放入IC卡时,由于电磁阀处于关闭状态,淋浴头没有水流出。

  2.将IC卡放入水控机的感应区,如果IC卡内有金额,则水控机从IC卡上扣款,口款成功后自动打开阀,淋浴头开始流水。

  3.这时可以调整冷水阀和热水阀的旋钮,以控制冷水和热水的流量,达到调整水温或整体的流量的目的。

  4.淋浴完后,将IC卡从水控机按预先设定的流量间隔从IC卡上扣款,当IC卡上的款扣完后,电磁阀关闭,淋浴头水流停止。

  5.淋浴的过程中,水控机按预先设定的流量间隔从IC卡上扣款,当IC卡上的款扣完后,电磁阀关闭,淋浴头水流停止。

  6.下一个人员淋浴的过程重复2-4的步骤。

  三、控制双龙头系统结构及说明:

  根据学校需求,需要由一个分体式水控计费器控制面盆龙头和淋浴龙头:

  1. 更改淋浴计费器的一路控制输出为两路控制输出,同时控制两个电磁阀。

  2. 更改软件扣费方式,按照时段预置扣费,比如淋浴扣费30分钟(可自行设置)为一个时段,台盆扣费5分钟为一个时段,女生宿舍相应延长。

  3. 更改使用操作,读卡一次打开台盆水龙头,并开始扣费5分钟,此时可以把卡拿开;另外一张卡可以淋浴,读卡3次打开淋浴龙头,并开始扣费30分钟,当用水结束后再次读卡确认。系统把多扣费用还回充值卡,如果不读卡确认结束,控制器会在预置时段结束时关闭龙头。

  4. 如果单独淋浴或使用台盆可以把卡放在计费器上直至用水结束,取卡扣费。所有费用按照实际时段扣除。

  5. 其他功能与原方案相同。

  四、一体式水控机(LXSGRZ-L)是为了适应现在淋浴系统要求而研制开发的新一代高科技产品。

  1.兆基牌IC卡智能水控机有独树一格的智能保护功能;

  1)电源保护:采用电磁阀控制,没电关阀,可有效地防止因电源出现问题(人为和非人为)造成使用者免费用水。

  2)在外露的变压器电源输入线人为或意外的高压作用时,可关阀阻断使用者使用。

  3)在外磁干扰时,可阻断使用者使用,无干扰时水表自动恢复正常使用。

  4)内置的微电脑芯片人为或非人为损坏时,智能水表能关阀阻断使用者使用。

  5)内部晶振等其他线路元件损坏时,亦可阻断使用者使用。

  6)内部电路板意外遇到人为或非人为水浸时,亦可阻断使用者使用。

  2.该产品克服了传统的淋浴收费不标准、不统一、不合理,又无法按实际消费收费的弊端,既方便了淋浴者,又方便了管理者。产品外观精美、操作简单、安全可靠、功能使用。

  1)在正式使用前,请先使用费率卡为计费水控机设置好计费标准,具体的扣费标准通过淋浴管理机完成,只要将系统卡放在水控机感应区内,就可以将费率卡中的参数下载到计费水控机中。

  2)将卡片放在感应区内,如果参数下载成功,蜂鸣器响一声(声音较长)并提示“OK”;如果将卡片放在感应区内,蜂鸣器集聚长鸣,表示该卡为非法卡,请用有效费率卡重新设置。以上的设置方法是相对单机运行的计费水控机使用,如果是联网运行的,只要通过电脑,一次便可以为所有联网的计费水控机设置扣费标准,详细的设置方法请参见《〈IC卡水表使用说明书〉》。

  3.正常使用

  通过以上的准备工作,水控机可以正常使用了,使用时请按照下面的步骤进行。

  一体机使用:

  1) 将卡放在感应区内,即可出水。

  2) 取走卡即可断水,费用在卡内扣除。

  分体机使用:

  1) 将卡放在感应区内。

  2) 按启动键,即可出水。

  3) 按停止键或取走卡,即可断水,费用在卡内扣除。

  结语

  IC卡水控机(水表)作为校园“一卡通”的组成部分在学校及公共场所使用热水流量测量收费与控制、后勤管理方面的优势日益突出,显示了强大的生命力;适用校园的IC卡智能热水表的应用正在快速推进,受到了使用各方的普遍关注和欢迎;未来校园IC卡会更加普及,而且安全,环保,节能是国家政策走向。为了响应国家政策近期很多校园都在导放空气能热水器热水工程以及直饮水机直饮水工程以方便供给学生,教职工的使用。