校园一卡通淋浴IC卡水控系统解决方案

　　 一、水资源背景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泾流和散布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”更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。

　　目前各学校在管理学生节水方面的意识不断提，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已的卡应用系统，造成了目前学生身上持有多张卡。
　　2、校园网建立较晚，使学校各单位管理不能统一。
　　3、目前，各大学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。

　　我厂的"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，力求改变以上所提诸多问题，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。

　　二、非接触式IC卡的特点及工作原理：

　　1、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、INTELNETH 上网计费、商场消费、校车收费、洗浴收费、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）。
　　2、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，不易损坏。因此，在公交、门禁、校园、企事业等人事管理、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卡和Atmel公司的Temic卡。下面以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— —MMM 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：射频区内含调制解凋器和电源供电电路，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3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、防碰撞处理的防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(1 3．6 MHz)。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，I C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2 V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。

　　三、 水控系统介绍：

　　3.1 水控系统的优点：

　　(1) 使用者按需用水，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，相当于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。

　　3.2、IC卡水控系统结构拓扑图： 

　　3.3、节能水控机系统功能介绍：

　　(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，刷卡出水，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个脉冲/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：采用我厂计设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。

　　3.4、系统说明：

　　水控机示意图如下： 

　　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 年以上，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）

　　管理软件： 

　　A. 系统为网络版管理软件，采用windows 2000 或windows XP 操作平台，后台采用SQL SERVER2000 数据库,多用户结构。
　　B. 界面友好，多条件查询，可多条件多种方式输出各种消费记录。
　　C. 报表自由设定，可按各学校的情况设定报表格式。
　　D. 数据导入、导出灵活，数据可随时导出为EXCEL 或网页格式。
　　E. 接口灵活，可以很好的同校园一卡通的其他系统联接，可食堂售饭，机房计费等。