智能IC卡水表发展前景分析

1、.：.；智能IC卡水表开展前景分析发布时间:2003-4-7 17:41:35 张亚雄 本文讨论了智能IC卡水表的构造、特点与功能，并对妨碍智能IC卡水表大规模推行运用的三个问题和未来开展前景做了简要分析。一、再谈什么是智能IC 卡水表？ 智能IC卡水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进展计量并进展用水数据传送及结算买卖的新型水表。这与传统水表普通只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能相比，是一个很大的提高。智能IC卡水表除了可对用水量进展记录和电子显示外，还可以按照商定对用水量自动进展控制，并且自动完成阶梯水价的水费计算，同时可以进展用水数据存储的功能。由于其

2、数据传送和买卖结算经过IC卡进展，因此可以实现由任务人员上门操表收费到用户本人去营业所交费的转变。IC卡买卖系统还具有买卖方便，计算准确，可利用银行进展结算的特点。智能IC卡水表的根本构造原理见以下图：电源、通讯接口、音响报警安装、开关执行机构、IC卡读写器、LCD显示、微机控制模块、水量采集、进水、出水 IC卡水表的外观与普通水表的外观根本类似，其安装尺寸和安装过程也根本一样。IC卡水表的运用很简单，从用户的角度看，就时把IC卡卡片向水表里插一下。IC卡水表的任务过程普通如下：将含有金额的IC卡片插入水表中的IC卡读写器，经微机模块识别和下载金额后，阀门开启，用户可以正常用水。当用户用水时，

3、水量采集安装开场对用水量进展采集，并转换成所需的电子信号供应微机模块进展计量，并在LCD显示屏上显示出来。当用户的用水金额下降到一定数值时，水表的报警安装会自动进展相应报警，提示用户应该去持卡交费购水。如超越用水金额，那么水表会自动将电控阀门封锁，切断供水。直至用户插入曾经交费的IC卡片重新开场开启阀门进展供水。 二、 采用智能IC卡水表的优越性 显然，采用智能IC卡水表技术方案可以为供水管理部门和用户带来许多方便，可以为传统的供用水管理方式进展现代化改造提供根底性的技术支持。与传统的用水计量仪表相比，采用智能IC卡水表技术可以带来许多新变化。 1、对供水部门来说，可以实现先交费再供水的用水方

4、式。这是大家都普遍认可的一个优点。这对处理水费拖欠这个过去难以处理的问题会有协助 。煤气部门推行IC卡煤气表的阅历阐明，人们普遍接受这一方式，供气部门不仅处理了拖欠交费的老大难问题，还可以提早收到资金。对用户来说，由于水费的支出在总支出中占的比重很小，这种改动，对用户来说，只是把水费的交付时间提早了一段时间，所以，用户并不敏感。但对供水部门来说，这种变化那么是不能小看的。随着水资源的紧张和水的商品属性逐渐被社会认可，水的买卖将会逐渐采用普通商品的买卖方式，显然，先交费后用水，是更合理的一种买卖方式。 2、改动了入户操表收费的方式。 这种方式改动的意义是宏大的。由于城市规模不断扩展和居民户数快速

5、添加，供水部门抄表和收费的任务量将不断加大。沿用传统的上门抄表方式，将很难顺应这种变化。而如今由于各种缘由的影响，人工入户操表的效率曾经在逐渐下降并且使这种方式的本钱不断添加。处理这个问题，可以采用多种途径，但依托技术提高来处理这个问题，该当是更值得提倡的方式。显然，采用智能IC卡水表极其管理系统，将可以从根本上改动由供水部门派人去千家万户抄表收费的方式。只需供水部门合理设置交费机构，根本上不会给用户带来费事。假设得到金融系统的配合，还可以减少布点的本钱。因此大规模采用智能IC 卡水表技术对降低供水部门的管理本钱是会有显著协助 的。而运用IC卡进展买卖结算，用户可以自主决议交费时间和数量，增大

6、了用户的自主性。特别是随着人们家庭平安认识和隐私认识的加强，入户抄表和上门收费等随意进入私人住户的做法将逐渐不受欢迎甚至遭到抵抗，这是一个必需给予注重的社会开展趋势。而运用智能IC卡进展买卖结算，将可以有效处理这个会带来很多社会隐患的问题。 3、可以有效处理一些技术难题 。 比如，随着水资源的紧张，将会逐渐实行超方案水价甚至阶梯式水价等较为复杂的用水管理方式。这些，将对供用水买卖提出较高的技术要求。采用普通水表和人工抄表的方式，是难以处理这些技术问题的，而采用智能IC卡水表，将很容易处理这些问题。同时也为制造高精度计量仪表提供技术支持。4、随着科学技术的开展，供水行业也需求逐渐实现用高科技手段

7、进展供水管理。采用传统水表，这个跨越是很难完成的，而采用智能IC卡水表，将为运用计算机技术进展现代化管理奠定一个技术根底。 5、当然，运用智能IC卡水表还有其它优点，比如可以有效处理计量扯皮、用水纠纷，贪污水费、人情用水、用水统计困难等问题。 6、与远传抄表系统相比，智能IC卡水表具有运用和维护本钱很低，没有布线呵斥的混乱和高缺点率等问题。 智能IC卡水表的以上优点，将会使其逐渐被接受并成为一种根本计量配置。 三、IC卡水表的现状及开展趋势 随着微电子技术的快速开展，加上国家相关政策的推进，民用计量仪表的智能化将是一个必然的开展方向。这不仅是中国的一种趋势，也将成为世界性的趋势。而在近十年里，

8、单体式智能IC卡类仪表又将会是开展主流。 从实际上说，网络式智能仪表系统该当是更好的一种计量管理方式，并且是最终开展方向。但是目前，由于网络式智能仪表系统的建立条件不成熟，且没有相关系统相配合，所以，单独在一个部门大规模推进建立网络式智能仪表系统的优点显现不出来。而且，仅仅为了提取用水信息就要构建一个信息网络，从经济角度讲也不合算。 建立网络式智能仪表信息系统的理想方式该当是，由公共网络部门建立起社会化的网络系统，而要运用这个网络的详细部门只需向其进展恳求，将本人行业的智能计量终端挂接上去就可以了。同时，这种网络式智能仪表管理系统又与个人金融网络系统结合运用。这种网络系统该当才是好的和有效率的

9、网络系统。 显然，整个社会如今正在努力推进着网络化的任务，在可以预见的时间里，这种把千家万户衔接起来的网络系统就会逐渐构成。所以，既然整个社会正在进展着这种任务，那么，每个部门为了本人行业的一种特别目的去建立本人单独的网络，显然将与这种可以面向社会提供各种接入效力的网络系统相冲突，并且根本不能够有经济优势，既然这样，如今进展的小行业小区域组网任务就是一种浪费，而且对处理供水部门的管理问题并没有什么根本性的协助 。 那么，如今普遍采用的单体式智能仪表方式与未来的网络化管理方式能否会发生冲突呢，我的看法是不会，相反，还会促进网络化管理方式的构成。由于，单体式智能仪表方式与未来的网络方式并不矛盾。由

10、于不论什么网络方式，最终必需求有智能终端与其进展结合。如今采用的单体式智能仪表未来就可以作为网络管理系统的智能仪表终端。所以，它们不是一种冲突关系，而是一种相承关系。假设如今就能充分认识到这一点，并寻觅合理的技术方案，在未来实现网络化时就会占有自动的位置。 根据以上的分析，我以为，如今采用的单体式智能仪表开展方式是合理的，是适宜现时需求并具有主流特征的。 当然，在密集度较高的建筑群里采用的一线四表控制系统也是值得推行和具有合理开展前景的。 为了推进智能IC卡水表的开展，全国有许多研讨机构投入力量对智能IC卡类产品进展了开发研讨，很多自来水公司也积极参与了此项开发任务并胜利的开发出了本人的产品。

11、从实际角度看，智能IC卡水表曾经进入了成熟期。但是，为什么如今智能IC卡水表的推开任务还很困难呢？这不难了解。由于从实践情况看，如今的智能IC卡水表确实还存在着许多影响其大规模推行运用的问题。这些问题集中起来主要是1、价钱太高；2、质量不可靠；3、存在平安隐患。下面对这几个问题做一个简要的分析，并借以对智能IC卡水表的近期开展做一个预测。 1、价钱问题。根据调查，一些大型自来水公司推出的智能IC卡水表的价钱都在450元以上，有的还更高，比如600元。这个价钱相对于如今还很廉价的水价来说当然是较高了。社会对智能IC卡水表合理接受的价钱瓶径是300元。高于这个价钱，能够会成为影响智能IC卡水表推行

12、的要素。但由于确实有许多水司是以高于这个价钱在进展推行，当然就有困难。大水司推不动，又将影响到中小城市的推行运用。那么，智能IC卡水表的合理价钱应该是多少呢，我以为目前该当在300元以内。一年以内，智能IC卡水表的价钱该当下降到240元，两年以内，这个价钱该当下降到180元左右。假设按照这个价钱进展推行，推行的社会难度该当减小。 当然，合理价钱的最终确定还是该当靠市场的竞争来完成。但在推行的早期，有必要建立价钱引导机制，比如由行业协会提出指点价钱。而在详细的采购中合理引入招标机制等。当然，如何突破利用行业垄断特点进展的不合理操作也是使价钱尽快下降的有效方法。 2、质量与可靠性。从实际上说，智能

13、IC卡水表应该可以做的很可靠。但由于有些公司没有技术上的突破，加上没有采用严厉的质量规范，导致某些智能IC卡水表出现严重问题。一旦质量不好的智能IC卡水表大量流入社会，将会对这个刚刚起步的行业产生严重的打击。早几年部分地域运用的智能IC卡电表由于质量不好导致智能IC卡电表的推行难就是一个例证，并且供水行业也遭到了这种影响。虽然如今智能IC卡电表曾经可以做的很好了，但是早期的影响显然还在继续妨碍电力行业对这种电表的推行和运用。 那么从技术角度讲智能IC卡水表究竟能不能做到具有较高的可靠性呢？结论是一定的。由于微电子技术的开展，曾经为智能IC卡水表的开展奠定了良好的技术根底。没有理由说微电子技术在

14、其它领域能胜利的运用，而在供水计量仪表领域不能得到胜利运用。如今的问题不是技术上可靠与不可靠的问题，而是详细的消费企业能否具备能消费出高质量智能IC卡水表的才干和条件，并且，能否找到了合格的技术方案。对于这个能够会产生很大社会影响的问题，国家有必要采取严厉的技术准入制度。对于不合格产品必需挡在市场外。否那么，不合格产品的大量运用将会呵斥严重的社会问题，并会大大延缓智能IC卡水表的推行运用并破坏一个新行业的开展。有必要加快技术规范的制定速度。 3、平安性问题。智能IC卡水表在运用中要借助IC卡卡片进展用水买卖，因此，对于这种卡片的平安性该当提出根本的要求。如今普遍的做法是采用逻辑加密卡作为数据和

15、金额传送工具。在小区域和小范围里运用，假设处置的好，其平安性还是可以保证的。 但是假设一个中型以上城市的自来水公司要全面采用智能IC卡水表进展用水管理，特别是为了方便买卖而要与银行联手进展收费，那么，采用CPU卡作为金融结算工具就是根本的要求。不仅是采用CPU卡，而且要采用较高级的加密算法，比如DES，3DES，RAS等。由于大规模采用智能IC卡水表后，就意味着硬件投资很大和金融买卖量会很大，一旦平安性遭到要挟，不改换系统，就会导致金融买卖中的损失，假设改换系统，就会带来改换系统的本钱。这两种情况都将带来宏大的损失，都是不该当出现的。因此从平安角度讲，假设要大规模采用智能IC卡水表就必需运用C

16、PU卡和相应的加密算法。从长久来看，要处理平安问题，采用CPU卡是必然的开展方向。由于这方面曾经有突破性的进展，所以，平安性问题的处理该当是不成问题的。 该当成认，如今采用逻辑加密卡的智能水表普遍存在着平安隐患。开发智能IC卡水表的厂家，由于对这个问题的注重程度和技术程度不同而处理的方法也不一样。产质量量不好的问题，只需运用一段时间就可以很快发现，或者经过技术检验就可以发现。但平安上存在的隐患那么不是很容易发现的，而且也缺乏一种很好的判别方法去进展检验。因此如今要在平安问题上进展更多的讨论，并尽快制定根本平安目的。 所谓根本平安目的，是指可以保证最低平安性要求的技术目的。比如该当采用多种校验码

17、方式。另外，利用某些数据的可变化性作为验证码。由于普通的智能IC卡水表都有卡类型的设置，所以，要特别提出要求，防止出现把用户卡改为卡片炸弹的能够性问题。还有就是用户卡的密码设置必需可以做到由管理运用部门本人来设置，而不是制造商来设置。特别要贯彻一表一卡的设置方案。即采用由管理软件不断生成特殊数据来表征卡的独一性，而智能水表也能配合这种独一性设置。这样即使将一张卡片被破解了，也不影响其它卡片和其它水表的平安性。当然，假设可以在卡片上做文章，比如采用带有独一出厂序列号的卡片，那平安性能够更容易处理。 智能IC卡水表的硬件设置也该当提出平安性要求，比如应采器具有严密功能的单片机。 还有就是管理程序的

18、平安性问题，比如说数据库加密和严密问题，管理程序要有授权操作的功能等。 还有就是读卡器的平安问题。如今采用的通用读卡器存在泄密问题，这也是必需尽快处理的问题。 平安性要从多方面进展思索，制造商要从技术上真实处理平安问题，运用管理部门也要建立起必要的平安管理制度。所以，不能只从技术角度讲平安。平安性问题中一个重要方面是加强管理，在某种意义上说，管理超越技术，管理上的要求应高于技术上的要求。管理的好，普通的技术方案也能到达理想的平安要求，管理不好，再好的技术方案也没有用途。因此，作为采用IC卡进展结算买卖的部门，该当在加强平安管理方面采取足够的措施，比如制定平安管理规程和严厉的严密措施。对要求运用

19、智能IC卡的部门，凡是涉及到金融买卖的，也该当提出一些根本要求。 当然，随着智能计量仪表的大规模采用，相关的法律建立问题也要跟上，要在管理、技术、法律等多方面来保证运用该产品的平安性。 四、IC卡水表的根本功能分析 中国是个大国，各地供用水的情况差别较大。为了满足全国不同地域，不同方式的供用水管理要求，智能IC卡水表在功能思索上该当尽能够完善，并思索功能可扩展的问题。而这个问题恰好是很多水司关怀不够的问题。这样，使本来功能可以很强大的智能IC卡水表的优越性没有充分发扬出来，使一些人以为采用智能IC卡水表与普通的水表也没有什么大的不同。其实，这两种表的区别是很大的。设计的好，智能IC卡水表可以实

20、现许多功能。对于智能IC卡水表，那些功能是必备的呢，下面来做一个简要分析。 1、从用户的角度看，智能IC卡水表的运用该当简单明了，一看就会。实践上，智能IC卡水表的运用也很简单，用户对智能IC卡水表的运用就是持卡交费购水和向水表中插入一下IC卡卡片。为了方便用户运用，智能IC卡水表的液晶显示屏应设置有多种提示符号，并具有人性化的提示功能,比如友好的语音提示功能，有些水表曾经具有了这样的功能，应思索普遍采用。另外，智能IC卡水表该当具有外型美观，美化家居的特点。当然，也该当有一定的巩固性。最好设置报警金额。设置报警金额的益处是对用户进展购水提示，以防止节假日断水。这样做，可以协助 用户合理安排购

21、水时间，以免耽搁用户的正常用水。 2、从管理部门的角度看。IC卡水表该当具备一些根本功能。 1)统计功能。最好是采用每个月进展一次统计的方案。比如，每个月的最后一天，水表会将本月分的用水数据进展汇总并进展存储。当用户将IC卡插入水表时，这些数据会回写到IC卡卡片上并经过卡片回写到计算机内。水表该当可以存储用户十年中每个月的用水量。这个功能对于供水部门系统掌握用户用水的情况具有非常重要的意义。 2)欠费记录。当水表出现缺点或其它意而外导致阀门在没有金额的情况下还处于开启形状时，水表可进展欠费记录，包括用水量的增量记录和所欠水费的增量记录。该记录也该当可以经过卡片回写到计算机上。但这个功能不是必需

22、的。 3)根底水量设定功能。某些自来水公司出于某种缘由，会提出根底水量的设置要求，该根底水量的含义为，当用户的用水量没有到达根底水量时，按根底水量进展计量和收费。 4)超方案用水管理功能。这是北方缺水地域的供水部门拟推行的一种收费方式。比如，规定一户三口之家的用水目的为15吨，在15吨之内水的根本价钱为1.2元，而超越15吨之后的超方案价钱为每吨3元。当本月份的用水量超越15吨时，水表会自动将价风格整为每吨3元，超越方案部分的用水将按照此价钱进展计价。超方案用水的价钱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，并可经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，

23、即当时间回到月头时，水价会自动回到根本价钱上。 5)一户一卡的功能。经过设立用户密码和用户校验码的方式实现一户一卡。即一个水表只能运用一个用户公用卡，插入其它卡片无效。这对提高水表运用的平安性具有协助 。 6)补卡功能。用户的卡片有丧失的能够性，遇到这样的情况时，可以进展补。此时会发生两种能够性：一是卡片中没有金额时丧失，一是卡片中含有金额时丧失，这两种情况都给予了思索。补卡经过管理软件进展作业。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普通为：初始化卡 其作用是对水表进展初始化操作，使水表程序处于起始形状，一切数据清零。在此形状下，管理部门可

24、以对水表进展重新时钟化处置和开户处置。当然，还可以添加其它功能。时钟化卡 其作用是将日历时间经过卡片写入水表。同时，操作由时钟控制的部分子程序。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、购水次数、购水金额、购水单价、超方案用水水量、超方案用水单价、报警金额等。第二个作用是传送购水金额，实现用水买卖。第三个作用是将水表中的相关数据回写到卡片上，并经过卡片传送到计算机的管理软件中。当然，还可以设置其它功能。 3、从维护性和平安性角度看 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任务。 2)防磁性干扰功能。磁性资

25、料由于有本钱低廉的特点，所以被广泛采用。但磁性资料比较容易受干扰，因此该当加以思索。智能IC卡水表在遇到磁性物质干扰后，应会将阀门作封锁处置，封锁的时间和开启的时间可以根据需求进展设定。当然也可以经过采用非磁性信号方式来处理这个问题。 3)卡座抗攻击维护功能。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运用产生影响，包括电量耗费。 4)掉电自动维护数据功能。掉电后，数据依然可以被保管。当恢复供电后，数据自动恢复。 5)欠电自动封锁系统的功能。当电池电压或电池容量掉到规定数值后，意味着电池能够曾经快没有电了，此时，水表应会自动将阀门封锁并使系统处于休眠形状，并显示相应信息和提示。

26、 6)防装配功能。应在表体和接头管件上设置铅封口并可进展防伪铅封处置，以防止随意装配水表的行为。 当然，可以根据需求设置其它功能，从技术角度讲，智能IC 卡水表可以设置很多功能。五、智能IC卡水表的主要技术目的分析 智能IC卡水表普通是放置在室内运用，因此对其运用环境要求并不高。只不过这种水表普通会放置在接近厨房的位置，所以有一个防止水气侵蚀和油烟污染的问题。这些问题如今都不难处理。防止水气只需采用合理的密封技术，普通都能满足要求。而防止油烟污染，只需在IC卡卡座上做一些技术处置比如加防尘罩等就可以处理。下面对几个重要的技术目的进展分析。 1、电池运用寿命目的。这是一个重要目的。煤气表在这方面

27、处理的不好。有些煤气表要求用户几个月换一次电池，这就不科学。如今的低功耗设计方案曾经能使一只智能IC卡水表的不换电池任务时间提高到8年甚至10年。假设到达这样的程度，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运用寿命该当更高一些，改换电池后，该当可以继续运用一个较长的时间。 2、计量精度目的。随着水资源的紧张，水价将会逐渐上调，为了顺应这一要求，应尽能够提高水表的计量精度。如今普遍采用的B级表将不能满足要求，该当将这个技术目的提高到C级规范。 3、整表运用寿命。整表的运用寿命是一个值得讨论的问题。由于整表的运用寿命从实际上说，是由寿命最短的器件决议的。那么，运用寿命最短的器件是那个呢？按照国家规范，这个器件是水表，但实践上，水表的运用期限都远远超越国家规范规定的年限，可见，这个规范定的并不合理。从如今的实践制造情况来看，要制造商承诺的寿命目的到达6年是合理的。但实践上，智能IC卡水表的运用寿命超越10年是完全能够的。 4、防潮湿及密封性能目的。密封问题上面曾经提到过。只需对电器部分采用密封处置方