電子工程論文IC卡預付費水表的應(yīng)用研究

　　本文介紹了節(jié)水形式下推廣預付費水表的必要性，IC卡預付費水表的組成及功能，并簡述了預付費水表的優(yōu)缺點，提出了優(yōu)化方案。

　　《電子科技大學學報》(社會科學版)(雙月刊)創(chuàng)刊于1999年，是由電子科技大學主辦的刊物。本學報主要反映學校學科建設(shè)、教學科研成果以及管理水平的高級社會科學學術(shù)刊物，面向國內(nèi)外公開發(fā)行。

　　1、研究背景

　　由于社會經(jīng)濟發(fā)展、人口增長等原因，生產(chǎn)生活對水的需求不斷增加，水資源供需矛盾凸顯，使水資源成為制約經(jīng)濟進一步發(fā)展的重要因素。我們必須在飲用水與其他用水，生產(chǎn)用水與生態(tài)用水，現(xiàn)今用水與未來用水等各種矛盾統(tǒng)一體中，在其重要程度、緊迫程度，必要性、可能性等因素中做出統(tǒng)籌安排，確保水資源的合理利用論文。

　　改革開放以來，我國城鎮(zhèn)用水的負荷結(jié)構(gòu)發(fā)生了重要變化：城鎮(zhèn)住宅建筑急劇增加，建筑配水負荷增加;自動化洗衣機應(yīng)用普遍;餐飲、洗浴及洗車業(yè)等較大用水量行業(yè)迅速發(fā)展;造紙、紡織、化工等大用水量工業(yè)用水量增加。由此可見，只有提高全社會節(jié)水意識，把城鎮(zhèn)實際用水量減少到城鎮(zhèn)必需用水量的最低限度，才能從根本上緩解我國城鎮(zhèn)供水供需矛盾論文。

　　長期以來，我國的供水管理及收費機制主要是人工抄表——計費——催費管理模式，存在抄表過程緩慢，需要人工量大，抄表結(jié)果受人為因素影響等弊端。隨著城市人口及高層建筑的增加，人工抄表工作量日益增大，管理費用逐步增加，易出現(xiàn)漏抄、少抄或欠費等現(xiàn)象。基于傳統(tǒng)機械計量表具而建立的傳統(tǒng)管理模式已阻礙了現(xiàn)今供水行業(yè)的發(fā)展，表現(xiàn)出管理效率低，社會效益差等問題，特別是隨著小區(qū)物業(yè)管理的發(fā)展，對高層、高檔居住小區(qū)，智能戶外抄表是非常必要的，傳統(tǒng)抄表方式已經(jīng)不能適應(yīng)今后住宅的發(fā)展要求論文。

　　隨著電子技術(shù)、傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，目前首選的技術(shù)手段是IC卡智能型預付費水表。這種水表的開發(fā)、應(yīng)用與完善將對我國城鎮(zhèn)節(jié)水戰(zhàn)略的實施和推進發(fā)揮著極其重要作用。經(jīng)過最近十年的發(fā)展，IC卡預付費水表已在全國越來越多的地區(qū)得到推廣。建設(shè)部制訂了《IC卡冷水水表》行業(yè)標準，用水管理自動化是大勢所趨，可以實現(xiàn)居民用水由福利型向受益者個人承擔的方向轉(zhuǎn)變，有利于用戶量需而入;有利于供水企業(yè)資金良性循環(huán)，從根本上解決因資金回收困難影響城市供水事業(yè)發(fā)展的問題;有利于提高節(jié)約用水意識，緩解城市供水緊張狀況，合理調(diào)配水量，確保人民群眾生產(chǎn)生活需要。

　　2、IC卡預付費水表功能及配置論文

　　IC卡預付費水表是為了實現(xiàn)先收費后供水的管理模式而開發(fā)的新型智能水表。從組成結(jié)構(gòu)上可分為整體式、分體式和組合式。整體式多用于進水管管徑小于DN25的管路，分體式多用于進水管管徑大于DN50的管路，中等管徑多采用組合式。

　　預付費水表主要由冷水水表、電控閥以及智能控制器等組成。通常用戶在使用前需到供水管理部門購買水量，管理人員通過管理軟件和讀寫卡器將水量寫入卡中。用戶將卡插入水表智能控制器的插口內(nèi)，控制器識別到卡上的加密水量數(shù)據(jù)，將用戶購買水量存入到水表內(nèi)的存儲器中，發(fā)出電脈沖信號控制電動閥門開啟，保證用戶正常用水。假設(shè)用戶在使用過程中，使用完了1m3的水，信號采集電路將采集到相應(yīng)的脈沖送入控制器處理，遞減存儲器中用戶購買水量，并通過液晶顯示器顯示出剩余水量。圖1是IC卡預付費水表的基本控制原理示意圖。

　　現(xiàn)將IC卡預付費水表功能總結(jié)如下：預付費功能：通過購水卡預售用水量，用完后自動關(guān)閉閥門，徹底實現(xiàn)了先買后用的原則;節(jié)水功能：始動流量小于6L/h;階梯水價功能：水表對每月的用水量按設(shè)定的階梯單價分段計費;數(shù)據(jù)保護功能：在非機械性侵害或斷電時，信息不會丟失;自動維護功能：可定期自動開閉閥門，以防止水垢淤結(jié);一卡一表：具有完善的加密系統(tǒng)，水表內(nèi)數(shù)據(jù)可保存10年。用戶可隨時查看水表累積用水量、剩余水量(剩余金額)及購水量等;

　　預告警功能：根據(jù)用戶個人需要設(shè)定報警、透支水量，當用水量至設(shè)定的報警或透支額時，水表會自動關(guān)閉閥門提示用戶購水。

　　3、IC卡預付費水表現(xiàn)存問題及優(yōu)化方案論文

　　目前，IC卡預付費水表的使用還存在一些安全問題，這里闡述的安全問題，是指預付費水表可能存在的“技術(shù)隱患”也許會造成“失去控制”而造成水的“盜用”，有人會利用可能存在的技術(shù)漏洞，竊用水或進行商業(yè)性非法服務(wù)。實際上，能否防盜水、抗人為攻擊主要取決于軟件的辨識能力與表體各個部分及控制器外殼的結(jié)構(gòu)密閉程度，應(yīng)采用機械強度高，氣密性能好，抗老化能力強的材料作為表體及控制器外殼材料。但是如何加強監(jiān)管或從技術(shù)上徹底排除失去監(jiān)管的環(huán)境仍是今后需要大力研究的問題論文。

　　IC卡預付費水表以弱電提供能量，這也存在一定的技術(shù)問題。如果將供電電壓設(shè)置較高，可以抵御較大幅度的電磁干擾，但控制電路整體功耗的加大，使電池壽命很快就會終結(jié);而如果把控制系統(tǒng)功耗做得很小，可以延長電池的使用壽命，但產(chǎn)品的抗干擾能力將大幅度下降。目前市場上銷售的IC卡預付費水表基本都是采用鋰電電池供電，由于水表長年處于衛(wèi)生間、廚房、管道井等潮濕環(huán)境中，鋰電池放電加速，會致使電池提前失效。綜上所述，IC卡預付費水表必須具備高效、可靠、經(jīng)濟的電源，可由220V交流市政電網(wǎng)供電，用開關(guān)電源將其變?yōu)榭晒╇娍亻y與單片機及其附屬電路工作的直流電源。同時為防止市政電網(wǎng)斷電而導致的停水，還應(yīng)設(shè)置備用補充充電電池。

　　4、結(jié)語論文

　　IC卡預付費水表具有以下主要優(yōu)點：預定水量、自動收費、精確計量，實現(xiàn)用價格杠桿促進控制用水、節(jié)約用水;免人工抄表、預付費，節(jié)省大量人力、物力，管理方便杜絕費用拖沓;計算機化管理軟件實現(xiàn)水費、水量的監(jiān)管，提高管理效率，實現(xiàn)科學用水。但它仍需要更完善的改進設(shè)計。一方面，作為一種現(xiàn)代化高科技產(chǎn)品，IC卡預付費水表具有安全性、經(jīng)濟性、實用性以及人性化設(shè)計;另一方面，它的大規(guī)模推廣應(yīng)用也將會促進我國供水管理的現(xiàn)代化進程，為我國城鎮(zhèn)節(jié)水事業(yè)做出積極的貢獻。

　　參考文獻：

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　　3邵建平.智能卡開發(fā)者指南.北京：電子工業(yè)出版社，2000