4)超计划用水管理功能。这是北方缺水地区的供水部门拟推行的一种收费模式。比如,规定一户三口之家的用水指标为15吨,在15吨之内水的基本价格为元,而超过15吨之后的超计划价格为每吨3元。当本月份的用水量超过15吨时,水表会自动将价格调整为每吨3元,超过计划部分的用水将按照此价格进行计价。超计划用水的价格在用户第一次插入卡片时输入水表。该数据在初始化后消除,并可通过重新插入用户化卡时设定。该功能也为可选功能。当然,水价会自动回位,即当时间回到月头时,水价会自动回到基本价格上。
5)一户一卡的功能。通过设立用户密码和用户校验码的方式实现一户一卡。即一个水表只能使用一个用户专用卡,插入其它卡片无效。这对提高水表使用的安全性具有帮助。
6)补卡功能。用户的卡片有丢失的可能性,遇到这样的情况时,可以进行补。此时会发生两种可能性:一是卡片中没有金额时丢失,一是卡片中含有金额时丢失,这两种情况都给予了考虑。补卡通过管理软件进行作业。
7)三种卡或者四种卡的设置方案。三种卡是指初始化卡、时钟化卡和用户卡。以上三种卡的功能和作用一般为:
a)
初始化卡 其作用是对水表进行初始化操作,使水表程序处于起始状态,所有数据清零。在此状态下,管理部门可以对水表进行重新时钟化处理和开户处理。当然,还可以增加其它功能。 b)
时钟化卡 其作用是将日历时间通过卡片写入水表。同时,操作由时钟控制的部分子程序。 c)
用户化卡 其第一个作用是在第一次插卡时将用户化数据写入水表中以实现一表一卡。用户化数据是指用户的姓名、地址、用户号、电话、购水次数、购
水金额、购水单价、超计划用水水量、超计划用水单价、报警金额等。第二个作用是传递购水金额,实现用水交易。第三个作用是将水表中的相关数据回写到卡片上,并通过卡片传递到计算机的管理软件中。当然,还可以设置其它功能。
3、从保护性和安全性角度看
1) 阀门定时开闭功能。阀门定期开闭有利于阀门的长期正常工作。
2)防磁性干扰功能。磁性材料由于有成本低廉的特点,所以被广泛采用。但磁性材料比较容易受干扰,因此应当加以考虑。智能IC卡水表在遇到磁性物质干扰后,应会将阀门作关闭处理,关闭的时间和开启的时间可以根据需要进行设定。当然也可以通过采用非磁性信号方式来解决这个问题。
3)卡座抗攻击保护功能。当有人将金属类具有破坏性的卡片插入卡座时,应不会对水表的正常使用产生影响,包括电量消耗。
4)掉电自动保护数据功能。掉电后,数据依然可以被保存。当恢复供电后,数据自动恢复。
5)欠电自动关闭系统的功能。当电池电压或电池容量掉到规定数值后,意味着电池可能已经快没有电了,此时,水表应会自动将阀门关闭并使系统处于休眠状态,并显示相应信息和提示。
6)防拆卸功能。应在表体和接头管件上设置铅封口并可进行防伪铅封处理,以防止随意拆卸水表的行为。
当然,可以根据需要设置其它功能,从技术角度讲,智能IC 卡水表可以设置很多功能。
五、智能IC卡水表的主要技术指标分析
智能IC卡水表一般是放置在室内使用,因此对其使用环境要求并不高。只不过这种水表一般会放置在靠近厨房的位置,所以有一个防止水气侵蚀和油烟污染的问题。这些问题现在都不难解决。防止水气只要采用合理的密封技术,一般都能满足要求。而防止油烟污染,只要在IC卡卡座上做一些技术处理比如加防尘罩等就可以解决。下面对几个重要的技术指标进行分析。
1、电池使用寿命指标。这是一个重要指标。煤气表在这方面解决的不好。有些煤气表要求用户几个月换一次电池,这就不科学。现在的低功耗设计方案已经能使一只智能IC卡水表的不换电池工作时间提高到8年甚至10年。如果达到这样的水平,对用户和供水部门都会是很方便的。当然,水表的机械计量部分和电器控制部分的使用寿命应当更高一些,更换电池后,应当可以继续使用一个较长的时间。
2、计量精度指标。随着水资源的紧张,水价将会逐渐上调,为了适应这一要求,应尽可能提高水表的计量精度。现在普遍采用的B级表将不能满足要求,应当将这个技术指标提高到C级标准。
3、整表使用寿命。整表的使用寿命是一个值得探讨的问题。因为整表的使用寿命从理论上说,是由寿命最短的器件决定的。那么,使用寿命最短的器件是那个呢按照国家标准,这个器件是水表,但实际上,水表的使用期限都远远超过国家标准规定的年限,可见,这个标准定的并不合理。从现在的实际制造情况来看,要制造商承诺的寿命指标达到6年是合理的。但实际上,智能IC卡水表的使用寿命超过10年是完全可能的。 4、防潮湿及密封性能指标。密封问题上面已经提到过。只要对电器部分采用密封处理方案,加上一些防潮湿处理手段,达到85%以上的技术指标应当是没有问题的。防振动性能指标。水表在运输和安装过成中会遇到振动问题。所以要考虑这个指标。一般说来达到1g的水平是足够了。
5、物理性破坏指标。一般说来,只要采用良好的整体性壳体保护措施,一般都能满足保护性要求。当然,使用IC卡的水表,其卡座是容易受攻击的部位,这是一个无法解决的问题。所以要考虑进行软件保护处理,使对卡座的攻击意义不大,即便卡座坏了,并不影响IC卡水表其它部分的正常工作。但从实际使用情况来看,这个问题并不严重。因为IC卡水表一般是安装在用户家里,使用对象明确,并且水表是用户的财产,没有特殊的理由,用户并不会攻击仪表。不能考虑无限制的加强仪表的抗攻击性,而是要对故意施加的破坏行为能够进行认定并进行相应处罚。
6、防电磁干扰指标。电磁干扰并不是一个重要指标。居家环境很少遇到高于2000伏静电场这样的状况。一般正常使用的电磁波强度也不可能达到会伤害人和其它电子产品的强度,所以这个指标定在2000伏足够了。
7、防冷冻技术指标。防冷冻问题主要是一个保管和使用方法问题,比如说,在结冰的温度区,要做排水处理,防止冰涨,这显然是个管理问题。温度低于零度不必考虑水表的使用,因为水已经结冰,无法计量。但是在运输和保管过程中,可能会遇到远远低于零度的温度,这就需要考虑。这个合理指标的数值应当是-25度至+50度范围内,在这个范围内水表应当不会被冻坏,当温度恢复到正常温度后,水表应能正常工作。 结论:随着科学技术的不断发展,智能IC卡水表将会不断发展完善。比如,现在这种在老式水表上取信号的模式,将会由先进的水流量信号提取装置代替,机械计量和机械显示部分会被淘汰,而表和阀将会集中在一体等等。
总的说来,智能IC卡水表是一种先进的计量仪表,对这种先进仪表的大规模推广使用将会有力促进中国供用水管理的现代化进程。中国在这个方面的超前发展会使这种计量模式得到优先完善,并有可能成为中国的一个有竞争力的产品出口到其它国家。
作者介绍: 张亚雄:云南华顺科技工业公司总工程师,昆明理工大学信息工程与自动化学院名誉教授,主要从事微电子技术和计量仪表研究。 Email:zhongling@163