IC卡水控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

聯(lián)合國(guó)水資源大會(huì)指出:"我們正進(jìn)入一個(gè)新的水資源緊缺時(shí)代"

水是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源之一。我國(guó)的水資源短缺由來(lái)以久，素有"十年九旱"之說(shuō)，特別是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(shí)，由于過度開采地下水，造成我國(guó)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(gè)重要話題。

天津，大連，哈爾濱等城市都先后出臺(tái)了節(jié)約用水管理辦法，嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)劃用水，實(shí)行超計(jì)劃用水加價(jià)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(tái)了高校學(xué)生用水定額標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)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(jí)院校和大型企業(yè)，在單位里普遍存在著浪費(fèi)水的現(xiàn)象，在公共浴室，在公用洗手間，在食堂的洗碗間經(jīng)?？梢?水長(zhǎng)流"的現(xiàn)象，許多人節(jié)水意識(shí)淡漠，用完水后不習(xí)慣隨手關(guān)水，因此，在單位里加強(qiáng)用水管理尤為重要，而改進(jìn)用水設(shè)備，以硬件手段來(lái)強(qiáng)化節(jié)水意識(shí)是最行之有效的辦法之一。

鄭州興邦科技公司為響應(yīng)國(guó)家節(jié)約用水的號(hào)召，針對(duì)學(xué)校機(jī)關(guān)，企事業(yè)單位等公共場(chǎng)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(jì)費(fèi)智能卡水表。

智能卡節(jié)水控制系統(tǒng)主要組成:

(1)機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備:主控制計(jì)算機(jī)、UPS電源、打印機(jī)

(2)專業(yè)產(chǎn)品:智能卡節(jié)水控制器、系統(tǒng)軟件、智能卡、管理器、發(fā)卡機(jī)

(3)設(shè)備:計(jì)時(shí)型或計(jì)量型節(jié)水閥、交流電源箱

硬件連接方式:

A、 全脫機(jī)型:

應(yīng)用范圍:公寓型浴室和集中型浴室;

1、水控器上靠卡即預(yù)扣設(shè)定水費(fèi)，電磁閥打開出水;中途如需停用按水控機(jī)上的暫停健即可。

2、每臺(tái)水控機(jī)將累計(jì)消費(fèi)金額，消費(fèi)金額由采集卡來(lái)收集;統(tǒng)一在計(jì)算機(jī)中生成財(cái)務(wù)報(bào)表。

B:RS485方式聯(lián)機(jī)型;

應(yīng)用范圍:公寓型浴室和集中型浴室;

節(jié)水控制器可實(shí)現(xiàn)連網(wǎng)和脫機(jī)兩種使用方法。

脫機(jī)操作:控制器可以實(shí)現(xiàn)真正的脫機(jī)操作，其匯總、掛失均可脫網(wǎng)進(jìn)行，通過系統(tǒng)參數(shù)中進(jìn)行;由于節(jié)水控制器存儲(chǔ)量很大，可存儲(chǔ)幾千條交易信息。且智能卡上可存儲(chǔ)信息，所以消費(fèi)過程可以在節(jié)水控制器和智能卡之間完成，從而使設(shè)備不依賴于網(wǎng)絡(luò)。

聯(lián)網(wǎng)操作:系統(tǒng)也可以通過485通訊的方式將所有的節(jié)水控制器和計(jì)算機(jī)軟件連成一個(gè)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(shí)，可對(duì)各節(jié)水控制器實(shí)時(shí)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。

采用并聯(lián)方式布線，單臺(tái)節(jié)水控制器發(fā)生故障，對(duì)其他節(jié)水控制器不產(chǎn)生影響。在控制器出來(lái)的線是六芯線，一對(duì)電源線、一對(duì)通訊線，一對(duì)電磁閥線。利用屏蔽線可以防止外界信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的干擾。其中一對(duì)控制線和電磁閥相連，電源線和控制線一起布到總控制處，通訊線布到操作機(jī)房，統(tǒng)一管理。

系統(tǒng)配備大型UPS延時(shí)電源，將控制器出來(lái)的線接到變壓器上，變壓器和UPS電源連接，UPS在直接接到220V電源上，水控制器內(nèi)有可充電式后備電源，當(dāng)停電時(shí)可作直接轉(zhuǎn)換供電。

即使節(jié)水控制器電路損壞或機(jī)器損毀，存儲(chǔ)芯片亦能保存數(shù)據(jù)達(dá)10年以上。

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(jì)上嚴(yán)格遵循金融系統(tǒng)安全規(guī)范，并在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)了節(jié)水控制器終端機(jī)、管理器、管理計(jì)算機(jī)"三位一體"數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，從三個(gè)層面采取了數(shù)據(jù)保護(hù)措施對(duì)系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密防護(hù)。

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)按日自動(dòng)備份，重要數(shù)據(jù)庫(kù)永久保存。計(jì)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。客戶可以在計(jì)算機(jī)上完成系統(tǒng)的管理，為客觀評(píng)價(jià)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(kù)在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)可以完全恢復(fù)到以前的狀態(tài)。

◆底層數(shù)據(jù)的安全性(存儲(chǔ)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(wú)源器件的保護(hù)方式，可永久保存數(shù)據(jù)，避免電源器件故危及數(shù)據(jù)安全。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)芯片采用串行芯片抗干擾性高、無(wú)需內(nèi)置鋰電數(shù)據(jù)可靠性高。

◆底層數(shù)據(jù)的存儲(chǔ):節(jié)水控制器對(duì)原始數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)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(shí)節(jié)水控制器的數(shù)據(jù)安全，即使以上事件發(fā)生時(shí)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(duì)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(cuò)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，確保計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)在意外丟失或出錯(cuò)的情況下能修復(fù)還原。

◆數(shù)據(jù)庫(kù)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(jí)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且采用高安全性的加密算法對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，使得作弊者無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行纂改。

◆實(shí)時(shí)掛失、即時(shí)生效:對(duì)于連網(wǎng)的系統(tǒng)，在卡片掛失采用實(shí)時(shí)掛失，掛失信息在確認(rèn)后1秒內(nèi)下傳給所有終端機(jī)。掛失卡數(shù)量可達(dá)六萬(wàn)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(shí)間，以最短時(shí)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(jì)是就考慮到使用的環(huán)境，所以防水實(shí)驗(yàn)將是非常重要，在設(shè)備成型時(shí)縫隙之間有防水膠墊，同時(shí)利用膠水將縫隙密封，防止蒸氣和水進(jìn)入控制器內(nèi)損壞設(shè)備。

IC卡接口電路對(duì)IC卡插入與退出的識(shí)別，即卡的激活和釋放，有很嚴(yán)格的時(shí)序要求。如果不能滿足相應(yīng)的要求，IC卡就不能正常進(jìn)行操作；嚴(yán)重時(shí)將損壞IC卡或IC卡讀寫器。

(1)激活過程

為啟動(dòng)對(duì)卡的操作，接口電路應(yīng)按圖1所示順序激活電路：

◇RST處于L狀態(tài)；

◇根據(jù)所選擇卡的類型，對(duì)VCC加電A類或B類，

◇VPP上升為空閑狀態(tài)；

◇接口電路的I/O應(yīng)置于接收狀態(tài)；

◇向IC卡的CLK提供時(shí)鐘信號(hào)(A類卡1~5MHz，B類卡1~4MHz)。

在t'a時(shí)間對(duì)IC卡的CLK加時(shí)鐘信號(hào)。I/O線路應(yīng)在時(shí)鐘信號(hào)加于CLK的200個(gè)時(shí)鐘周期(ta)內(nèi)被置于高阻狀態(tài)Z(ta 時(shí)間在t'a之后)。時(shí)鐘加于CLK后，保持RST為狀態(tài)L至少400周期(tb)使卡復(fù)位(tb在t'a之后)。在時(shí)間t'b，RST被置于狀態(tài)H。I/O上的應(yīng)答應(yīng)在RST上信號(hào)上升沿之后的400~40 000個(gè)時(shí)鐘周期(tc)內(nèi)開始(tc在t'b之后)。

在RST處于狀態(tài)H的情況下，如果應(yīng)答信號(hào)在40 000個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)仍未開始，RST上的信號(hào)將返回到狀態(tài)L，且IC卡接口電路按照?qǐng)D2所示對(duì)IC卡產(chǎn)生釋放。

(2)釋放過程

當(dāng)信息交換結(jié)束或失敗時(shí)(例如，無(wú)卡響應(yīng)或卡被移出)，接口電路應(yīng)按圖2所示時(shí)序釋

IC卡

放電路：

◇RST應(yīng)置為狀態(tài)L；

◇CLK應(yīng)置為狀態(tài)L(除非時(shí)鐘已在狀態(tài)L上停止)；

◇VPP應(yīng)釋放(如果它已被激活)；

◇I/O應(yīng)置為狀態(tài)A(在td時(shí)間內(nèi)沒有具體定義)；

◇VCC應(yīng)釋放。

IC卡接口電路應(yīng)能在表1規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，向IC卡提供相應(yīng)穩(wěn)定的電流。

IC卡接口電路向卡提供時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)的實(shí)際頻率范圍在復(fù)位應(yīng)答期間，應(yīng)在以下范圍內(nèi)：A類卡，時(shí)鐘應(yīng)在1~5MHz；B類卡，時(shí)鐘應(yīng)在1~4MHz。

復(fù)位后，由收到的ATR(復(fù)位應(yīng)答)信號(hào)中的F(時(shí)鐘頻率變換因子)和D(比特率調(diào)整因子)來(lái)確定。

時(shí)鐘信號(hào)的工作周期應(yīng)為穩(wěn)定操作期間周期的40%~60%。當(dāng)頻率從一個(gè)值轉(zhuǎn)換到另一個(gè)值時(shí)，應(yīng)注意保證沒有比短周期的40%更短的脈沖。

IC卡的缺點(diǎn)是制造成本高。

?IC卡是繼磁卡之后出現(xiàn)的又一種新型信息工具。IC卡是指集成電路卡，一般用的公交車卡就是IC卡的一種，一般常見的IC卡采用射頻技術(shù)與IC卡的讀卡器進(jìn)行通訊。IC卡與磁卡是有區(qū)別的，IC卡是通過卡里的集成電路存儲(chǔ)信息，而磁卡是通過卡內(nèi)的磁力記錄信息。IC卡的成本一般比磁卡高，但保密性更好。

非接觸式IC卡又稱射頻卡，成功地解決了無(wú)源(卡中無(wú)電源)和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破。主要用于公交、輪渡、地鐵的自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)，也應(yīng)用在門禁管理、身份證和電子錢包。