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射频式IC卡智能水表

产品分析与技术说明

 

 

一、产品概况

1、IC卡智能水表的工作原理

2、IC卡智能水表先进性介绍

二、独有的技术特点

三、产品主要性能

四、主要原器件说明

五、主要技术指标

六、智能水表管理系统及软件的先进性

七、产品的制造、安装及检验标准八、产品安装说明书

九、产品质量保证措施

十、相关资质及证书

 

 

一、产品简介

1、IC卡智能水表的工作原理：

用户将钱交给管理部门，管理部门将购买量写入IC卡中，用户将IC卡中信息输入智能表，表即自动开阀供水，在用户用水的过程中，表中微电脑自动核减所使用量，所购买量用到报警值，表自动关阀一次，此时用户可用卡靠近表感应区，即可继续使用剩余量，剩余量用尽，水表即自动关阀停水，用户需重新购买使用量方可能再次用水。

 

2、IC卡智能水表先进性介绍：

我公司生产的非接触式IC卡智能水表完全满足招标文件中的各项技术要求，并符合国家标准GB/T 778-2009、CJ/T133-2012和JJG162-2009《水表及其试验装置》等相关规范的技术要求，采用我公司专利"射频IC卡"技术，免抄表、自动收费、用价格杠杆促进控制用水，真正实现节约用水。

水表零件和连接件采用的是符合水质卫生条件要求的无毒和无污染的优质材料，能耐水和大气的腐蚀，具有可靠的防腐层，其内部电路全部采用环氧树脂密封（试验证明可以浸泡在水中正常工作，防水等级IP65；特殊定制可达IP68）。

 

 

二、独有的技术特点：

●全密封、非接触式射频卡技术（防水、防潮）

我公司生产的射频IC卡智能水表采用的是目前世界上最先进的美国Atmel公司研制的射频IC卡及基站技术，计量器具本身和工作卡片全部密封，通过无线电波，采用曼彻斯特编码传输数据，防水、防潮、防攻击、防偷水、防破坏、抗磁、抗干扰、保密性能好（当水表受到磁攻击以及恶意偷水时，表即自动关阀，显示屏并显示磁干扰符号“锁关阀”标志，此时只有管理部门用管理卡才能将表打开，方可继续使用）而普通IC卡水表首先是由于需要插卡，故水表必须预留一个读写口，这样就使得表体内部电子部分没有完全封闭，水气极易浸入，造成水表内部的线路腐蚀加快，损坏水表，而且潮气将使内部锂电池放电加速，大部分标明使用寿命大于6年的IC卡水表在一至二年内就无法使用。更恶劣的是，有些技术水平不高的厂家，推出仅二百多元的IC卡表，完全不考虑电磁兼容性与单片机抗干扰保护措施，只要将一块线路板插入IC卡读写口，用一个煤气点火，对准该板放电，水表立刻瘫痪，用户可以永远不输入金额而阀门照开，白白用水。由于这些原因，很多曾使用过IC卡水表的物管部门或自来水公司都吃尽了苦头，IC卡水表曾大量滞销。

●微功耗专利技术（彻底解决了电池寿命短的难题）

因我公司水表采用了零功耗专利技术，即在不用水时彻底断电，静态工作电流为3~6微安（常规仪器检测），只有在射频卡靠近、采集计量信号、阀门动作的瞬间才消耗少量能量，彻底解决了电池寿命短的难题。而且我公司所有水表均使用是ER18505M功率型锂亚电池，使其最终使电池寿命可达6年以上。

●悬浮式电动球阀专利技术（具有防抱死、不结垢的技术特点）

电动球阀的球形阀芯与阀体之间采用悬浮式结构。具有“防抱死”的结构特点，控制电流大大降低，同时不会发生结垢锈死现象。

采用了上述专利技术，有效利用自来水的表面张力及水压，在保证关阀密闭不漏水的前提下，阀芯与阀体之间留有缝隙，悬浮式结构，可以实现压损小、磨损小、功耗小、防锈蚀、防堵塞的效果。一方面提高了阀门的可靠性和寿命，另一方面减少了IC卡水表电池的负载功耗，保证电池的使用寿命。（测试阀门是否为悬浮式球阀：在水表阀门关闭状态时，只需用手指轻推阀门，具有来回伸缩性的为悬浮式球阀。）

●电子式五线制阀门到位检测技术

IC卡水表的阀门是否可靠开关到位非常关键，决定了IC卡水表的正常使用情况。国内很多生产厂家的IC卡水表无法检测阀门开关到位与否（采用的是二线制机械式到位检测），个别厂家的产品采用的是四线制机械式到位检测技术。

我公司的电动阀门采用的是五线制电子式到位检测控制技术，五线制电子式到位检测方式结构简单，可靠性高，当阀门转到位时，驱动电流突然增大，微单片机自动判断阀门的驱动电流，并自动停机。而二/四线制机械式到位检测方式，当阀门转到位时，碰撞机械触点，从而实现停机，很显然，这种方式不仅耗电；而且结构复杂，可靠性差，不能防水、防锈，容易误动作。

五线制电子式到位检测控制技术在确保阀门可靠开关到位的同时，又减少了电池不必要的电能浪费，提高了电池的使用寿命。

●水表防抖动技术

自来水管道的管涌、水锤等压力波动现象对IC卡水表计量信号采样干扰非常大，易造成采样不准，从而引起电子计数和字轮计数不相符合。针对这个难题，我们采取类似“迟滞比较器”的原理，设计了迟滞技术，把磁敏元件（采样器）作成特殊的迟滞器。例如，当磁铁需靠近磁敏元件至5mm时，磁敏元件才吸合；当磁铁离开磁敏元件至8mm时，磁敏元件才断开，有了这种准确数据化的临界点界定手段，即使在抖动情况下，采样器也只计量有效信号，不会发生乱计数、多计数的问题，有效解决了IC卡水表防抖动难题。

  

三、产品主要性能

●计量功能：基表采用意大利生产线生产，压铸铜一次成型技术，表壳整体重量大于行业标准，耐压高、无砂眼，不会出现爆表的现象，长期运行，不会锈蚀，使用寿命长。工艺设计精确，表体一致性好，精度为B级，计量准确，稳定可靠。

●预付费限额功能：可限定用户的购水量，超过此购水量数据不能输入卡中，方便管理。

●阶梯水价功能：按时间、按用户的用水量实现真正意义上的阶梯水价功能（阶梯水表水表）。

●囤积限额功能：在一定限量范围内，本次购买量与剩余值可相加，余额与充值额超出规定额度，水表不读取卡中金额。

●余额不足报警功能：当用户表内剩余2吨水时（此值可根据用户需求另设）自动关阀提示用户购水，用户此时可以用卡打开阀门继续用水，同时用这段时间去管理部门购水，不耽误用户正常用水，方便居民生活。

●防盗写功能：每张IC卡都有唯一的编号，密码是32bit，组合多达2³²个，不容易破解，同时，它采用了双向验证机制，读写器验证IC卡的合法性，同时IC卡验证读写器的合法性，而多数普通的接触式IC卡均为单向验证，很容易复制，甚至出现“黑市卡”，给管理部门带来巨大经济损失。

●数据双保护功能：表内数据同时存放五个不同的地方，读取数据时只要其中的几处是相同的，就认为数据是有效的，同时对出现错误的数据进行纠错处理。断电情况下，表内数据可保存10年不丢失，确保数据安全可靠。

●锂电池供电功能：我公司水表采用高性能、长寿命的ER18508M功率型锂亚电池，容量达到3500MA，自放电小，负载能力强；理论使用时间8年以上。

●退费功能：退水卡可读取水表中剩余金额，以办理退钱手续。

●数据保持与恢复功能：在断电的情况下，表内数据可保存十年，通电时，具有恢复数据的功能。保证表内数据安然无恙。

●补卡挂失功能：原卡丢失后可到管理部门申办补卡，原卡作废。

●防磁干扰功能：当水表受到强磁干扰影响计量时，阀门可自动关闭，干扰消除后，可用卡开启。

●余额查询功能：用户和管理部门随时可查询表内剩余水量、总用水量、购水次数等信息，方便用户查询和使用。

●窃水警示功能：当发现窃水时，阀门自动关闭，必须由管理部门处理后，方可重新用水。

●定量开关阀门功能：IC卡水表的阀门若长时间不动作会锈蚀而无法正常开关阀，同时IC卡水表的电池若长时间不用会钝化而不能正常供电。为解决这两个问题，我们对IC卡水表设计了定量开关阀门的功能，即水表隔1个月，定时开关阀一次。

●磁保护功能：当水表受到磁攻击时，表即自动关阀，保证表内数据万无一失。

●阶梯水价功能：当管理单位需要执行阶梯收费时，随时可以对已安装的水表进行阶梯水价设置。

 

 

 

四、主要元器件说明

序号	器件类型	性能特点	生产厂家
1	CPU	工业级进口芯片，性能可靠	美国Microchip
2	晶体震荡器	精度高，温漂低	弘生
3	液晶	我公司自主设计	逸海卓诚
4	干簧管	具有斯密特特性， 寿命长	俄罗斯
5	电池	功率型，漏电小，可提供的工作电流大	EVE/力兴/昊诚
6	线路板	STM车间自主生产	逸海卓诚
7	电动球阀	悬浮技术，技术独特；自主生产与装配	逸海卓诚
8	基表	压铸铜，计量稳定性好、无砂眼，不泄漏	逸海卓诚
9	IC卡	非接触IC卡专利，零功耗	美国ATMEL

 

 

 

 

 

五、主要技术指标

产品名称	ZCS-15E智能水表	ZCS-20E智能水表				ZCS-25E智能水表
水表性能	B级表（2级）
密封性	1.6Mpa水压，15分钟内不泄露
长度	165mm		195mm			225mm
过载流量	3m³/h		5m³/h			7m³/h
常用流量	1.5m³/h		2.5m³/h			3.5m³/h
分界流量	0.12m³/h		0.2m³/h			0.3m³/h
最小流量	0.03m³/h		0.05m³/h			0.07m³/h
起动流量	≤0.010m³/h		≤0.012m³/h			≤0.017m³/h
最小读数	0.0001m³
最大读数	9999.9999m³
用户窃水	自动关阀并提示
电源及使用寿命	3.5Ah锂亚电池，ER18508M型，理论使用寿命8年以上，实际可达6年
IC卡的保密性	32位随机密码密钥，不可复制
IC卡使用寿命	使用次数≥10万次
报警方式	关阀报警
报警水量	2 m³（可根据用户需求另设）
静态工作电流	3~6μA；4~6μA(阶梯价水表)
小流量误差	≤5%（符合国家标准）
常用流量误差	≤2%（符合国家标准）
工作温度	0℃—40℃(冷水表) 0℃—100℃（热水表）
工作水压	水压：0.0—1.0Mpa
口径(DN)	15mm			20mm		25mm
材    料	铜
重    量	1.4kg				1.8kg	2.5kg
外观尺寸	165×78×92				195×83×95	225×105×110

 

 

六、智能水表管理系统及软件的先进性

智能表管理系统是我公司目前主推的、功能最为强大的收费管理系统。软件采用先进的三层应用程序体系结构，既可以作为单机版使用，又可以网络运行。可完成从建档到日常营业、报表打印等一系列业务。很好的解决了目前应用软件领域较为棘手的发票打印格式问题，使用户自己可以灵活的更改发票的格式及布局。，软件具有以下特点：

（1）、网络版三层结构

软件采用微软公司大型数据库SQL ，可以满足大容量数据存储的要求。SQL支持网络访问，传统的两层网络版结构就是利用数据库的这一特点，多有的客户端同时通过网络访问数据库。在客户端较多的情况下，如果同时进行相同的操作，就会造成网络冲突。而我公司则采用目前先进的三层结构，在客户端和数据库之间添加一个中间应用服务器，首先接收客户端的请求，访问数据库，然后把结果再返回客户端。当有多个客户端同时请求时，中间应用服务器可以对其进行排队和有效管理，从而避免了网络冲突和拥塞。

（2）、多费用，多价格设置

针对不同应用，系统中可以设定多种费用和价格类型。如水表应用，可以建立基本费、污水费等费用项目，然后根据每种费用单价的不同，可以建立多种价格类型，如居民用水、商业用水等。建立用户档案时，可以选择不同的价格类型，按照不同价格收费。当需要调价时，对单价的修改不影响已发生的业务，下次购买时按新价格执行。

（3）、分片区、楼区管理

建立用户档案之前，首先在软件中建立片区（可对应于不同社区），然后在片区下划分为多个楼区（可对应于不同楼号），便于查找用户，也有利于统计和分析各社区及楼区的使用及缴费情况。

（4）、账户金额预存

用户可以多缴费用，或者不想找零时，都可以保存在自己的账户中。下次缴费时，直接计算在内。另外，多种应用共用账户，不管是水费还是电费，都可以使用自己帐户里的钱。

（5）、补卡、销户、换表处理

当用户卡丢失，可以进行补卡处理，如果上次购买的量未使用，可直接补上次量，不收费。如果用户的表出现问题，需要更换新表时，可进行换表处理。并且表中的剩余量直接转移到新表中，无需重新建档。当用户不再使用时，可以进行销户处理。

（6）、用户黑名单

可以对用户设定每月的最低用量，如果在连续的几个月份中，全部的购买量低于最低用量，则此用户就属于黑名单，应对其进行稽查，挽回损失。

（7）、灵活的查询、统计功能

可以按多种条件、多种方式查询和汇总用户缴费情况，如按任意时间段、按应用类型（水表、电表）、按不同片区和楼区、按不同的操作员等等。然后把结果打印报表，生成日报、月报或任意条件报表。

（8）、用户自定义发票和报表

一卡通管理系统采用先进的报表制作技术，提供运行时报表设计器，可以让使用单位自己定义发票和报表的格式和布局。并且，发票和报表的格式存放在单独的模板文件中，对发票和报表的修改无需改动软件。

（9）、灵活的权限设置

可以对不同的操作员设定不同的操作权限，有的操作员负责建档，有的操作员则管理收费。权限的划分可具体到软件的每项菜单或功能，灵活的权限管理能有效的避免误操作，增加系统的安全性。

 

 

 

 

七、产品的制造、安装及检验标准

逸海卓诚牌型射频式IC卡智能水表是由可发讯水表、装有微处理器的控制和电动阀组成的多功能水量计量仪表。它融汇了相关专业国际上的最新技术，具有计量准确可靠、功能齐全、能耗低、适合于现代化管理等优点，各项指标均符合CJ/T133-2012城镇建设行业标准，是新一代的智能水表。其生产制造、安装及检验标准均参照以下行业标准及国标：

n 水表国家标准：JJG162-2009《冷水水表检定规程》

n 水表国家标准：GB/T778.1~3—1996《冷水水表》

n 建设部行业标准：CJ/T133-2012《IC卡冷水水表》

n 建设部行业标准：CJ3064-1997《居民饮用水计量仪表安全规则》

n 行业标准：JB/T8802-1998《热水水表规范》

n 行业标准：JB/T8840-1996《湿式水表用钢化玻璃》

n 行业标准：JB/T57177-1999 《冷水水表产品质量分等》

 

  

 

八、产品安装说明书

(1)、概述

智能水表具有自动收水费功能，用户将水费交给管理部门，管理部门将购水量写入IC卡中，用户将IC卡中信息输入水表，水表即自动开阀供水，在用户用水过程中，水表中微电脑自动核减用水量，所购水量用到报警时，水表自动关阀断水。此时将用户卡贴近感应区打开阀门继续用水，当剩余水量用尽，水表自动关阀断水，用户需重新购水方能再次开阀供水。

IC卡还能记录表的运行情况，在管理机或管理软件下将表的总用水量、总购水量、开关阀状态等信息进行管理。智能水表可以提高管理效率，有效防止欠费，避免上门抄表，实现节约用水。

(2)、IC卡系列智能水表的关键技术

1.非接触卡（射频卡）技术：是采用无限方式传输数据，彻底解决防水、防潮、防攻击难题。

2.电动球阀技术：采用最现代的电动球阀技术，工作可靠、压损小。

3.全密封设计：所有线路全部用硅胶密封，无任何外露电极。

4.防外点、磁攻击技术：当外部进行强电时、磁攻击时，水表会自动关阀并指示。

5.微电脑、微存储器技术：高度集成，高度可靠。

(3)、技术参数：

示值误差限：

从包括最小流量至不包括分界流量的低区中的最大允许误差为±5%。

从包括分界流量至包括过载流量的高区中的最大允许误差为±2%。

 

公 称 口 径 mm	计量等级	过 载 流 量	常 用 流 量	分 界 流 量	最 小 流 量	最 小 读 数	最 大 读 数
		m3/h		m3/h		m3
15 20	2 2	3.125 5.0	2.5 4	0.05 0.08	0.03125 0.05	0.0001	99999

(4)、安装

1.水表的口径应根据安装管道的口径而定，安装位置应避免暴晒、水淹、冰冻和污染，方便拆装和贴卡。

2.本表应水平（显示面向上）安装。

3.新装前应先清除管道内的砂石、麻丝等杂物，以免造成水表故障。

4.水表所示的箭头方向应与管道水流方向一致。

5.水表若装在锅炉进水端时，要防止锅炉热水及蒸汽回流而损坏水表内部机件，最好在表出口处加装止回阀。

6.补卡

当用户卡丢失，可到售水部门申请补卡，补卡时信息要与水表中信息完全相同，水表才能接受。购水量输入水表后，补卡自动成为用户卡，原丢失的IC卡作废。

(6)、常见问题原因及处理办法

常见问题	原因	处理办法
打开水龙头无水	水表进水口前阀门未打开	打开表前阀
	表内无剩余水量	请及时购水
水流量小	水龙头处过滤网阻塞	拆下水龙头清洗
	供水压力小	请避开用水高峰期
	阀门打开不全	送厂家维修
显示锁关阀	遭受外部攻击	找供水管理部门解锁
写不进购水数	卡位不正确或取卡太快	左右晃动卡和待数据写完后取卡
	用户卡有问题	送厂家更换

  

注：如电子显示出现故障或与基表的机械显示发生不相同时，应以基表的机械数字计算水费。

 

 

九、产品质量保证措施

在本项目中，逸海卓诚公司为了给贵单位提供质量最可靠、运行最稳定、故障率最低的智能表管理系统，现做出以下质量保证计划：

1）组织保证：公司有专业的质量负责人，主抓质量工作，设质量部负责元器件和成品检验等日常工作，另有质量内审小组不定期对各部门的工作进行检查，发现有不利于产品质量的现象和行为，立即提出纠正预防措施，使产品质量始终处于受控状态。

2）产品设计：严格按照ISO9001的要求进行，每项设计和开发活动均编制设计开发计划，设计完成经评审合格才能投入样机试制，所有新产品都经技术监督部门批准后才投入批量生产。

3）元器件和原材料：关键元器件均采用进口知名品牌产品，国产元器件由产品质量稳定可靠的厂家供货，所有供方都经过评定合格后才列入合格供方名录。所有的元器件和原材料进厂后都要经过严格检验，合格后才能入库使用。

4）生产过程：公司严格按照生产工艺组织生产，每道工序都要经过检验合格后再转入下道工序，所有产品都经过例行检验合格才能出厂。

5）为了满足贵方特定产品的质量要求，更好的服务于贵方。公司根据贵方的要求和公司《质量手册》、《程序文件》，对本公司为其生产的产品都有切实可行、详细有效的质量控制。其具体控制由以下几部分组成：

a、合同评审控制 2 、产品设计控制  c、产品工艺设计控制4、采购过程控制  

e、生产过程控制  6、产品检验控制 7、销售服务控制

 

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