一、 系統(tǒng)概述
聯(lián)合國水資源大會指出：“我們正進(jìn)入一個新的水資源緊缺時代”
水是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源之一。我國的水資源短缺由來以久，素有“十年九旱”之說，特別是近年來許多省市都遭遇了特大旱災(zāi)，導(dǎo)致城鄉(xiāng)供水出現(xiàn)危機(jī)，同時，由于過度開采地下水，造成我國3/4地區(qū)出現(xiàn)下沉。因此節(jié)約用水已成為全民關(guān)注的一個重要話題。
最近，上海，北京，天津，大連，哈爾濱等城市都先后出臺了節(jié)約用水管理辦法，嚴(yán)格執(zhí)行計劃用水，實行超計劃用水加價制度。北京市也在部分區(qū)域開始試點(diǎn)，北京市高校節(jié)水辦還專門出臺了高校學(xué)生用水定額標(biāo)準(zhǔn)，針對各類學(xué)生的宿舍用水，飲食用水，洗浴用水等都規(guī)定了限額。
作為用水大戶的各級院校，在校園里普遍存在著浪費(fèi)水的現(xiàn)象，在公共浴室，在公用洗手間，在學(xué)生食堂的洗碗間經(jīng)?？梢姟八L流”的現(xiàn)象，許多學(xué)生節(jié)水意識淡漠，用完水后不習(xí)慣隨手關(guān)水，因此，在校園里加強(qiáng)用水管理尤為重要，而改進(jìn)用水設(shè)備，以硬件手段來強(qiáng)化節(jié)水意識是最行之有效的辦法之一。
我公司為響應(yīng)國家節(jié)約用水的號召，針對學(xué)校機(jī)關(guān)，企事業(yè)單位等公共場所的用水特點(diǎn)，研制開發(fā)出智能節(jié)水控制器以及分段計費(fèi)智能卡水表，該系統(tǒng)采用經(jīng)濟(jì)手段將用水與個人利益掛鉤，強(qiáng)制性提高了人們的節(jié)水意識，使人們逐步養(yǎng)成節(jié)水習(xí)慣，有效地達(dá)到了節(jié)水的目的。
此種智能節(jié)水新技術(shù)目前正在全國各地的高校推廣。根據(jù)北京高?，F(xiàn)場應(yīng)用統(tǒng)計，自采用該技術(shù)后，學(xué)生洗澡、打開水都按時間或者用水量收費(fèi)，節(jié)水量達(dá)到５０％～６０％，同時節(jié)省燃料，降低了費(fèi)用成本，收到了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
二、效益分析
為 客 戶 算 的 節(jié) 水 帳
1. 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次計算
2、 按每噸冷水2元計算
3、 用水量以噸為單位
2. 燃料費(fèi)
按加熱1噸水的燃料費(fèi)4元計算，10000人節(jié)約的洗澡水加熱燃料費(fèi)為：
3. 人流水所節(jié)約的水量
原來：按學(xué)校浴室100個水龍頭，每天大約開5小時，每年開300天，每天每個龍頭至少有30分鐘處于無人流水狀態(tài)，每個水龍頭每分鐘最少流10升水計算：
100個龍頭每年浪費(fèi)的水量為：
100*30*300*10=9000000升（9000噸水）
按每噸冷水2元計算，100個龍頭每年浪費(fèi)的水費(fèi)為：
9000*2=18000元（1.8萬）
按加熱每噸洗澡用水的燃料費(fèi)平均4元計算，每年100個龍頭浪費(fèi)的加熱燃料費(fèi)為：
9000*4=36000元（3.6萬）
100個水龍頭一年浪費(fèi)費(fèi)用最少合計：
1.8+3.6=5.4萬
使用節(jié)水控制器后每100個水龍頭每年至少節(jié)約5.4萬元水費(fèi)和加熱燃料費(fèi)
4. 室使用效率、增加收入、減少建設(shè)投入
使用前：人均洗澡時間為40分鐘，浴室每天開放大概5小時，每個龍頭5個小時只能7—8人使用
使用后：人均洗澡時間為10-15分鐘，浴室每天開放大概5小時，每個龍頭5個小時就可以有20—30人使用
使用率較使用以前提高了3—4倍，收入也同樣提高了3—4倍
這樣學(xué)校在浴室建設(shè)上可減少幾十萬的投入。
5. 水控制器后每年節(jié)約費(fèi)用四項合計
16+32+5.4=53.4萬加上節(jié)省的浴室建設(shè)費(fèi)合計不少于80萬
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
大概工作流程： 安裝設(shè)置完畢后，用戶拿著卡到計算機(jī)管理房加款，然后拿著卡到浴室，將卡放在控制器前邊的小兜里，此時顯示屏顯示卡中余額，此時用戶觸摸紅外開關(guān)，控制器驅(qū)動閥門打開，同時開始扣除卡中現(xiàn)金屏幕上同時顯示卡中現(xiàn)金減少。用戶如暫時不用水可以觸摸紅外開關(guān)，閥暫時關(guān)閉，并停止收費(fèi)，下次再觸摸紅外開關(guān)，閥門再次開啟并出水扣費(fèi)，用戶離開時觸摸紅外開關(guān)停止出水，將卡取走。
四、 系統(tǒng)功能
（一） 硬件功能：
1. 制器使用環(huán)境：有水龍頭流水的場所都可以利用控制器達(dá)到節(jié)水的目的。如：浴室、集體和個人公寓、開水房、洗衣房等場所使用，產(chǎn)品在設(shè)計時充分考慮設(shè)備的防水性、安全性、實用性和可操作性等方面的性能。對于節(jié)水控制機(jī)在浴室使用的特點(diǎn)，計時準(zhǔn)確率達(dá)到毫秒，參數(shù)可以完全通過計算機(jī)或管理卡下載，設(shè)備安裝、維修、更換極為方便。一臺節(jié)水控制器控制一個節(jié)點(diǎn)（通常是浴室的水龍頭、開水房開關(guān)等），控制器在不同的場所使用，起到不同節(jié)約目的，由于環(huán)境的不同，使用的型號不同，根據(jù)客戶的現(xiàn)場環(huán)境、管理要求和整體結(jié)構(gòu)決定。
2.水控制器技術(shù)參數(shù)：
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指 標(biāo) |
參 數(shù) |
指 標(biāo) |
參 數(shù) |
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電 壓 |
DC6-12V |
環(huán)境溫濕度 |
0℃～90℃ 10%～90% |
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系統(tǒng)容量 |
16383臺 |
適用卡類 |
M1/ID |
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開戶人數(shù) |
10萬 |
外形尺寸 |
93mmX198mm |
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功 耗 |
＜DC3W |
安裝尺寸 |
分布在53mmX183mm的長方形四個角上的直徑為7mm的孔 |
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顯示 |
6位LED |
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重量(凈重) |
0.5 kg/臺 |
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電磁閥技術(shù)參數(shù)
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指 標(biāo) |
參 數(shù) |
指 標(biāo) |
參 數(shù) |
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額定電壓 |
6-12v |
使用壽命 |
15萬次 |
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控制方式 |
脈 沖 |
安裝尺寸 |
進(jìn)水口、出水口兩端為4分（ 15）外螺紋銅管接頭 |
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工作壓力 |
0.02-0.8MPa |
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外形 |
總長82mm兩端 外螺紋長各14mm |
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介質(zhì)溫度 |
0 -100 |
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3. 節(jié)水控制器節(jié)能方式：在安裝智能卡節(jié)水設(shè)備主要用于控制電磁閥同時在用水的成實現(xiàn)按照時間和流量計費(fèi)。在卡片插入控制器內(nèi)按鍵后才可以出水，當(dāng)卡片從控制器內(nèi)拿走或按停止鍵時，電磁閥自動關(guān)閉，基本消滅現(xiàn)在的長流水的現(xiàn)實情況，同時能夠提醒用水者在用水時自己“錢包”內(nèi)金額的減少。
4. 節(jié)水控制器供電：節(jié)水控制器由機(jī)房或變電處的變壓器（220V變?yōu)?2V）統(tǒng)一或單獨(dú)供電。節(jié)水控制機(jī)和節(jié)水閥是直流12V的安全電壓，沒有高壓和交流電壓，保證使用者的安全。電磁閥采用低功耗線圈，保證以較低電流工作。
5. 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，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軟橡膠條先壓在結(jié)合處的槽內(nèi)。鍵盤使用紅外觸碰按鍵，防止水或蒸汽進(jìn)入內(nèi)部，主板和芯片用防水蠟敷設(shè)，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，還可以用PVC管、槽走在墻外。
6. 節(jié)水控制器收費(fèi)設(shè)置：對每臺節(jié)水控制器均可以單獨(dú)設(shè)置水量與時間之比，轉(zhuǎn)化為按照時間計算收費(fèi)的模式，根據(jù)客戶水壓和管徑不同設(shè)置流量和時間對應(yīng)表。（單位：元/分鐘）
7. 節(jié)水控制器主要用途：浴室收費(fèi)—能夠在浴室內(nèi)節(jié)約水資源和能源。
洗衣房收費(fèi)—對于使用不同時間洗相同衣服的人收費(fèi)不同。
澆地控制—對于合情合理的澆地以防浪費(fèi)。
綠化控制—定時澆化，定時關(guān)閉。
8. 讀寫器（寫卡機(jī)）：
射頻卡讀寫器：可以讀寫符合ISO14443標(biāo)準(zhǔn)的射頻卡，典型的有Mifare one、Mifare light、Sle44r31/35等卡片，距離10CM以內(nèi)；內(nèi)置1-2個SIM卡座，滿足金融規(guī)范高性能要求；多種波特率RS-232通訊，可以選擇USB通訊，傳輸過程加密；支持多種操作平臺，支持多種開發(fā)語言；支持多種庫格式，可按照要求制定數(shù)據(jù)流；通過PS/2提供電源。
9. 卡片選擇：目前市場上流行的智能卡種類很多，主要分接觸式IC卡和射頻卡（射頻卡又分：ID、TEMIC、MIFARE 三類具體比較見后頁）兩大類型，由管理需要及經(jīng)濟(jì)成本綜合考慮選用射頻卡較好，考慮到系統(tǒng)的擴(kuò)展性、產(chǎn)品供應(yīng)情況、通用性等以及本系統(tǒng)特點(diǎn)等因素，推薦使用EM智能卡較為經(jīng)濟(jì)。
10. 射頻卡的特點(diǎn)：快捷、方便：卡與設(shè)備之間利用同頻波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，其傳輸速率可以達(dá)到106K，寫卡時間小于10ms，在設(shè)備有效讀寫范圍內(nèi)就可對卡操作，所以當(dāng)卡以任意方向通過設(shè)備讀寫區(qū)域時，即可完成操作， 提高每次操作的速度。可靠性高：非接觸式智能卡讀寫之間無機(jī)械接觸，避免了由于接觸讀寫產(chǎn)生的各種故障，也避免由于卡片的磨損而產(chǎn)生的不良現(xiàn)象；別外，非接觸式智能卡表面無裸露芯片，無需擔(dān)心芯片脫落、靜電擊穿、彎曲損壞等問題，卡片還可按用戶要求印刷精美圖案。抗干擾性強(qiáng)：非接觸式智能卡中具有防沖突機(jī)制，能防止智能卡之間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，可以同時處理多張卡的讀入。適合于多種應(yīng)用：能應(yīng)用于不同的場所，包括后勤、打電話、圖書館借書、醫(yī)務(wù)室、機(jī)房、澡堂、出入門管理等。高安全性：非接觸式智能卡在處理數(shù)據(jù)前要與讀寫設(shè)備進(jìn)行三次相互認(rèn)證，而且在通訊過程中所有的數(shù)據(jù)都是加密的。
11. 電磁閥的選擇：和節(jié)水控制器連接的電磁閥的類型在市面上較多，符合使用環(huán)境的比較少，從電磁閥的材料來分類有：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，浴室和開水使用不同的閥門，以避免水垢造成的電磁閥堵塞（或加濾網(wǎng)），選擇電磁閥從五個方面考慮：
耐用性：選擇壽命較長的，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，價格上合理，降低運(yùn)營成本和維護(hù)費(fèi)用。
安全性：因為一般場所的水、蒸汽大，所以電壓要求12V直流供電。
防水性：所有供客戶選擇的電磁閥全部要求具有防水功能。
（二） 軟件界面
（三） 軟件功能
a、軟件登陸
選擇相應(yīng)的操作者，輸入正確的密碼（初始無密碼）。操作級別分為以下三級
1． 系統(tǒng)管理員：全部權(quán)限
2． 數(shù)據(jù)維護(hù)員：具有卡片發(fā)行、充值、退卡、數(shù)據(jù)查詢權(quán)限
3． 普通用戶： 具有充值、退卡、數(shù)據(jù)查詢權(quán)限
b、發(fā)卡
1． 設(shè)置卡：用于向節(jié)水器中下載參數(shù)（客戶代碼、費(fèi)率、驅(qū)動類型）
2． 管理卡：浴室管理人員放水時使用
3． 用戶卡：可分為12種不同類型，以適用于不同人員的費(fèi)率區(qū)分
c、費(fèi)率設(shè)置
最多可分為12種不同的計時單位和單價
d、用戶卡類型設(shè)置
可設(shè)置12種不同的用戶卡，對應(yīng)12種不同的計時單位和單價
e、人員設(shè)置
設(shè)置不同操作者的權(quán)限
（一）系統(tǒng)保護(hù)措施
1、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
連網(wǎng)操作：系統(tǒng)通過485通訊的方式將所有的節(jié)水控制器和計算機(jī)軟件連成一個網(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，可對各節(jié)水控制器實時監(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，單臺節(jié)水控制器發(fā)生故障，對其他節(jié)水控制器不產(chǎn)生影響。在控制起出來的線是六芯線，一對電源線、一對通訊線、一對控制線，利用屏蔽線可以防止外界信號對系統(tǒng)的干擾。其中一對控制線和電磁閥相連，電源線和電磁閥的電源線一起和通訊線布到操作機(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的電源上，水控制器內(nèi)有電源保護(hù)電路，對電源不穩(wěn)定、突然掉電等異常情況有極其穩(wěn)定的保護(hù)作用。
4、損壞保護(hù)
即使節(jié)水控制器電路損壞或機(jī)器損毀，存儲芯片亦能保存數(shù)據(jù)達(dá)10年以上。
（二）安全保障措施
公司系列產(chǎn)品經(jīng)過了多年的市場考驗和數(shù)百家用戶的廣泛應(yīng)用，系統(tǒng)功能不斷加強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，同時完善技術(shù)保障措施。
1． 數(shù)據(jù)存儲安全可靠
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)計上嚴(yán)格遵循金融系統(tǒng)安全規(guī)范，并在國內(nèi)首創(chuàng)了智能卡、節(jié)水控制器終端機(jī)、管理計算機(jī)“三位一體”數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，從三個層面采取了六種數(shù)據(jù)保護(hù)措施對系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密防護(hù)。電子錢包、存折設(shè)計：嚴(yán)格按照“電子存折”數(shù)據(jù)格式詳細(xì)記載持卡人的姓名、身份、代碼、密碼、卡類、發(fā)行時間等信息。唯一密碼：每一張智能卡有全球唯一的讀寫密碼，有效保護(hù)使用單位和個人的利益。單獨(dú)PIN：可根據(jù)要求，每張智能卡設(shè)定一個個人識別號碼（PIN，個人密碼），消費(fèi)超出一定額度時必須正確的PIN后才能進(jìn)行，有效保護(hù)持卡人的利益（可選擇）。
2． 計算機(jī)數(shù)據(jù)庫保護(hù)
計算機(jī)數(shù)據(jù)按日自動備份，重要數(shù)據(jù)庫永久保存。計算機(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?？蛻艨梢栽谟嬎阌嬎銠C(jī)上完成系統(tǒng)的管理，為客觀評價資源節(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)庫在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時可以完全恢復(fù)到以前的狀態(tài)。
3． 終端數(shù)據(jù)保護(hù)
底層數(shù)據(jù)的安全性(存儲芯片的選型)：一般智能卡系統(tǒng)都采用有源器件（如3.6V鋰電池等）維持底層數(shù)據(jù)存放。而本系統(tǒng)數(shù)據(jù)控制器采取無源器件的保護(hù)方式，可永久保存數(shù)據(jù)，避免電源器件故障危及數(shù)據(jù)安全。存儲數(shù)據(jù)芯片采用串行芯片抗干擾性高、無需內(nèi)置鋰電數(shù)據(jù)可靠性高。
底層數(shù)據(jù)的存儲（黑匣子雙備份保護(hù)）：節(jié)水控制器對原始數(shù)據(jù)的存儲采取雙備份，即一條數(shù)據(jù)同時存儲在兩個不同的芯片中，一旦一個數(shù)據(jù)芯片損壞，數(shù)據(jù)可從備份芯片中讀出，確保數(shù)據(jù)的安全性，芯片可保存數(shù)據(jù)10年以上。
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)生時節(jié)水控制器的數(shù)據(jù)安全，即使以上事件發(fā)生時僅損壞系統(tǒng)的光電隔離裝置而不損壞節(jié)水控制器的數(shù)據(jù)。
底層數(shù)據(jù)的采集：針對數(shù)據(jù)通訊過程中可能受外界環(huán)境干擾，產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失和數(shù)據(jù)出錯等情況，特設(shè)了底層數(shù)據(jù)不限次數(shù)重復(fù)收集的黑匣子對數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，確保計算機(jī)數(shù)據(jù)在意外丟失或出錯的情況下能修復(fù)還原。
數(shù)據(jù)庫的數(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的數(shù)據(jù)庫，并且采用高安全性的加密算法對重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，使得作弊者無法對數(shù)據(jù)進(jìn)行纂改。
實時掛失、即時生效：對于連網(wǎng)的系統(tǒng)，在卡片掛失采用實時掛失，掛失信息在確認(rèn)后1.5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，大大縮短了時間，以最短時間、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。
嚴(yán)密的防水性能：節(jié)水控制器在設(shè)計是就考慮到使用的環(huán)境，所以防水實驗將是非常重要，在設(shè)備成型時縫隙之間有防水膠墊，同時利用膠水將縫隙密封，防止蒸汽和水進(jìn)入控制器 內(nèi)損壞設(shè)備。
六、技術(shù)支持和售后服務(wù)
保修服務(wù)
公司所生產(chǎn)設(shè)備一年保修，外購設(shè)備以隨箱保修卡為準(zhǔn)。
電話服務(wù)
公司將向用戶方面提供全工作日的電話技術(shù)響應(yīng)，幫助用戶解決所遇到的產(chǎn)品及系統(tǒng)方面的任何問題。
現(xiàn)場服務(wù)
不能通過電話解決的各種技術(shù)問題，公司在最短時間內(nèi)將派一名工程師到現(xiàn)場解決問題。當(dāng)用戶需維修或更換毀壞產(chǎn)品時，公司將根據(jù)產(chǎn)品損壞原因具體而定，如因公司產(chǎn)品質(zhì)量問題保修期內(nèi)無償更換或維修，由于人為原因造成系統(tǒng)或設(shè)備損壞，更換和維修費(fèi)用由客戶負(fù)責(zé)。
維修/檢修
系統(tǒng)超出保修期后，公司與用戶續(xù)簽維修等方面的協(xié)議，所有軟硬件產(chǎn)品可繼續(xù)得到合理收費(fèi)下的服務(wù)保障。
工程移交
公司工程技術(shù)人員安裝和調(diào)試合格后正式移交給使用單位投入使用，保修時間從移交簽字之日算起。
免費(fèi)培訓(xùn)
公司免費(fèi)為學(xué)校培訓(xùn)系統(tǒng)管理人員和操作人員。工程移交時，使操作人員能夠熟練掌握系統(tǒng)使用和基本故障排除方法；每次現(xiàn)場服務(wù)時，有針對性地進(jìn)行不定時間的再培訓(xùn)。
其他承諾
免費(fèi)進(jìn)行一卡通信息管理系統(tǒng)設(shè)計；
公司升級版本和更新的換代產(chǎn)品，優(yōu)惠提供；
用戶其他需求，公司可協(xié)商解決。
