非接触式高频IC卡校园水控系统设计方案

第一节、IC卡节水控制概述

    ROAD系列IC卡节能控制器是针对我国目前用水状况和实际特点开发的高新智能节水管理系统。本方案根据学校实际情况，采取每星期／月通过自助充值机自动向卡内补入时间，学生用完补入时间将停止供水，如不使用，星期／月初将自动作废的使用方式。无需复杂联网，操作简单、使用方便。适用广泛：如学校浴室、开水房、洗衣房等。ROAD系列IC卡节能控制器是解决水资源浪费的新措施。目前节水已成为全球亟待解决的问题。节约资源，防止浪费，给您提供最完美的解决方案！

    控水管理系统是否会产生真正的经济和社会效益？何时收回投资成本是投资者最关心的问题。让我们先来看下面一组数据：这是某高校（该校共有师生1万2千人左右）在安装智能卡控水系统后，其他因素基本相同的情况下，该校后勤管理部门经过认真全面的统计和现场实际测试得出的结果。

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    由上表不难看出，使用智能卡控水系统后，虽然学校总收入相同，但支出却减少了五分之二，每月增加收入25000元左右，同时节水、节煤都近五分之二，经济效益相当明显。

让我们做一简单的分析：

一、经济效益 

    1、未安装控水系统前该校学生浴室每周开放6次，每次洗浴时间为4小时，平均每天约1400人洗浴，浴室淋浴头总计为200个，每月开放25天，现场测得一个喷头每小时流量约0.7吨。

    以此计算，浴室每开放一次，用水量就达到：0.7×4×200=560吨；学生每次洗澡平均时间为：60分钟÷（1400÷4÷200）=34.2分钟（含部分浴后不关阀的浪费水时间）。如采用煤加热，每吨热水的价格为3元（油加热约为22元，天然气约为18元）。按正常洗浴时间计算，男生平均需要15分钟，女生需要25分钟，而实际平均用时为34.2分钟，其中的14.2分钟被无情地浪费掉了。因此，学校每开放一次浴室，即有0.7×14.2÷60×1400=231.9吨水被无情地浪费掉了；多支出费用3元/吨×231.9吨＝695．7元（油为5101.8元，天然气为4174.2元）。按一年浴室使用6个月时间计算，学校水资源的浪费、支出的费用是让人触目惊心的！ 

    2、安装设备后的经营状况

    安装此系统后，由于浴头使用率大大提高，学生节水意识明显增强，使得每天洗浴人数可增加到2000人，洗浴时间也缩短为20分钟，每个喷头每小时用水降低为0.7吨。如果按0.06元/分钟收费（油需0.22元，天然气为0.18元），那么一天的净收益为0.06元×20×2000－3元×0.7×（20×2000÷60）＝1000元。一年下来，按6个月时间计算，可净收入1000元×（182÷7×6）＝156000元。现在平均日用水340多吨，节省了五分之二。那么，使用智能型控水系统是否会增加学生的负担呢？不会。以男生为例，一般洗浴时间为15分钟，大约消费1元左右，不但不增加，反而还会有所降低。不安装此套系统，提高收费标准是否会减少亏损呢？答案是否定的。因为提高收费标准，无疑会将部分学生推向社会公共浴池，而到学校浴池洗浴的学生将变得越来越少，使本就不高的收入变得更加可怜，其实这也是学校浴池亏损的真正“祸根”；即使收费增加，但如果缺乏有效的管理手段，不节约用水，学校浴池同样也会亏损。根据统计，一所数量在300个左右喷头的学校浴室，按一年使用六个月计算的话，每年亏损要在6万元以上，而采用智能控水系统后，不仅弥补了亏损，每年还会增加收入十几万元，使用该系统的好处已不言而喻。同时，智能卡控水系统投资小，见效快。一套200点左右的系统，投资不到20万元，学校一年就基本能够收回（主要来自节约）。

    使用智能卡控水系统，在节资增收的同时，还可以为使用者带来许多好处：

    1、收费更加公平合理。多用水多收费，少用水少收费，更符合学生的消费心理，同时也避免了某些学生故意浪费水、拖延时间的不良习惯。     2、减轻了工作人员的劳动强度。该系统属无人职守系统，浴室入口设一名管理人员足以，工作人员可适当精简，节约劳动成本开支，管理员不必再担心学生不刷卡、不给票，真正做到现代化、科学化的管理，极大的提高了管理水平。
    3、控水器完全脱机使用，避免了因联网布线而引起的故障。

二、社会效益 

    我国是一个水资源严重匮乏的国家，据资料统计表明，我国人均水占有率不及世界平均水平的十分之一，而在水资源如此匮乏的情况下，我国的水资源浪费现象又相当严重，节约用水已经刻不容缓。虽然我国也在大力倡导节水工程，但仅有宣传是不够的，必须有一套行之有效的管理方法和手段，而使用智能型控水系统是解决高校水资源浪费、用水管理难的最理想方案之一。使用智能型控水系统后，各大高校最直接的感受就是用水量明显的降低，平均节水在一半以上。一所万人左右的高校，年平均用水在十万吨以上，而采用智能卡控水系统后，每年可节水五万吨，所带来的社会效益是惊人的。使用这套系统，可以带来事半功倍的效果，可谓“一次投资，终生受益”。

第二节、IC卡节水控制系统简介 

    IC卡节能控制管理（子）系统采用非接触式IC卡作为电子钱包，用高性能节能控制器自动控制出水口电磁阀放水和关水，也可控制供电开关接通或断开电源回路，节能控制器根据实际用水电量自动计费，从消费者的IC卡电子钱包中自动收费；同时，节能控制管理系统所有硬件设备符合国际电气及防水标准，适用于澡堂淋浴收费控制、开水/热水收费控制、饮用水收费控制、学生宿舍冷/热水收费控制、洗衣房收费控制等各种小额消费应用。

    本系统使用简单、操作容易、功能强大，完全取代了现金、票证、磁卡等落后的消费方式，是校园一卡通系统中的重要子系统。

    整个管理系统由硬件管理部分和前端设备部分构成。

水控系统配置图如下：

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硬件管理部分：

    非接触IC卡自助充值机（M360Z）
    前端设备部分：消费数据的处理及储存.（控水）

    组件如下：
    电源（12V）
    电磁阀
    脉冲水表（计量时选用）
    非接触IC卡节能器(RD-M710)

终端设备说明

M710/M720水控器 

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主要技术参数

·   读卡类型：符合MIFARE标准卡
·   工作频率：13.56MHZ
·   最大记录量：4000万元
·   发卡量：无限制
·   数据保存：FLASH保存数据，掉电不丢失
·   显示；6位数码管显示
·   工作电压：DC12V，工耗小于3W
·   环境温度：0度-50度
·   体积：140MM*102MM*30MM
·   重量：300G

产品特点

·   浅色半透明外壳，流畅外观设计，尽显流行时尚
·   全防水设计，键盘和上下壳接缝双层设计并有硅胶密封件防水
·   独有节水设计，采用读卡和开关双重方式控水，插卡后按下开水键出水，拿走卡或按下关水键停止出水，更加人性化和节水
·   节电设计，设备在没有读到卡或没有按键操作情况下30分钟自动断电，读卡或按键后自动启动
·   电子钱包方式应用，仅记录消费额，免去帐目不符的烦恼
·   采用数据采集卡即可提取累计数据，无须复杂联网，减少施工量
·   采用计时方式扣费，可以对费率进行灵活设置，符合各种要求
·   配合流量表，可以采用计量方式扣费，更加科学、公平、合理
·   系统接入简便，上位软件可以和原来消费管理系统连接，无须重新输入人员信息即可直接发卡，方便在原有的消费系统基础上扩展成一卡通
RD-M360Z自助充值机

    我们选用的M360Z自助充值机为ROAD系列产品之一，与本系统配合进行读、发卡，为卡片写入时间。

    技术参数：

    用于移动充值；使用操作员卡开机，只有专人操作；带有后备电池，方便移动时使用；双面数码显示，直观明了。

脉冲水表

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产品特点

1、  完全解决了字轮进位时识别水表数出现乱码的问题；
2、  日常工作无需供电，只需抄读时供给电源，避免了由于供电不稳定、不可靠或故障引起的计量误差及大量的维护工作；
3、  自动记忆码轮位置，不是脉冲累加式计量，无需初始化；
4、  数码传送。在接受方可利用校验码进行误码判断，错则要求水表重发，所以在复杂的使用环境下能稳定、准确、可靠地实现计量； 
5、  机械读数和电子读数保持完全一致。不存在因累计误差或水表倒转而引起两者读数不一致的情况；
6、  传感器是无磁非接触式的，不存在外界磁干扰引起读数不准的情况，电子读数装置不影响原来一次仪表的计量精度。
7、  脉冲信号0.001m³

安装要求

1、  水表安装前须冲洗管道。
2、 水表必须水平安装，使水表读数字面朝上，箭头方向与水流方向相同。
3、 水表必须安装在周边环境干燥、拆装、维修方便。建议安装在专用水表箱内。 
4、 水表前后必须安装阀门。

主要技术参数

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电磁阀门、电动阀门的选择
 

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① 电动阀（如上图示）技术指标： 

       额定电压： DC9-24V 
       工作电流： 40mA～75mA 
       静态电流：0mA 
       使用寿命：标准10万次（另有长寿H型：100万次。） 
       阀体材质：黄铜 
       内螺纹铜管接头： 4 分（φ15）6分（φ20）

② 电磁阀（如上图示）技术指标： 

     额定电压： DC12V 
     工作电流： 600mA 
     静态电流：400mA 
     使用寿命：≥15万次 
     阀体材质：黄铜 
     外螺纹铜管接头：  4 分（φ15）6分（φ20）

水控制系统业务流程

    系统采用预付费的方式进行水控制管理，正常使用流程如下：

    放卡－－按启动键－－出水－－按停止键 －－取卡－－停水

    1）    消费者将已发行充值的用户卡插入节能控制器上，节能控制器自动判断该卡是否为有合法效卡、卡中小钱包内是否有储值金额。若卡合法有效，并且有储值金额，则允许使用该节能控制器。若为非法卡和无效卡则报警，且不允许使用该节能控制器。
    2）    消费者需要用水时，只需按动该节能控制器的开始按钮，则控水装置立即放水或，计费开始，同时从小钱包中扣款。节能控制器显示消费金额。
    3）    消费者需要暂停用水时，只需按动该节能控制器的停止按钮，则控水装置立即断水，计费和扣款均停止。再次按动开始按钮后恢复供水和计费扣款。
    4）    使用完毕，消费者将用户卡从节能控制器里抽出，则控水装置立即断水，计费和扣款均停止。并且使开始按钮失效，直至下一次插卡使用。
    5）    如果用户卡中小钱包内储值金额已扣完，则控水/控电装置立即断水，按钮失效，计费和扣款均停止。必须转存储值金额到小钱包后方可继续使用。

    管理者可通过管理软件或采集卡采集节能控制器内的收费数据。用户卡发卡、充值、挂失、换卡、回收等卡片管理由智能卡中心统一处理。

节能控制系统功能特点

    1）    采用特殊的防水设计，适应澡堂等环境。
    2）    实现自动供水控制和收费，可以实现无人值守，采用电子钱包交易，避免管理漏洞及更科学高效。
    3）    按实际用水量或用电量计费扣款，出水或通电时开始计费，断水或断电时计费停止，实时扣款，实现了个性化消费，对于消费者和承包商均公平合理，兼顾二者利益。
    4）    由于计费扣款可见，使用者会自觉缩短用水用电时间，提高了供水/供电设备使用周转率，从而起到节约资源的作用。
    5）    采用实时计费扣款，多用多扣，不用不扣。使用者在不需用水用电时会自觉关断阀门或电源开关，杜绝了浪费水/电的现象，节约了宝贵的资源。相对也减小了对供水供电设备的容量要求。
    6）    先买卡后消费，有效解决前期设备款的投入问题。
    7）    培养了人们的节约意识，利国利企利已，促进了精神文明建设。

IC卡水控系统现场安装示意图 

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