随着国内智能建筑的智能化水平的不断提高,同时针对目前水资源浪费严重和抄表难、收费难的现状,智能IC卡水表系统应运而生,彻底解决了上述问题。2002年5月12日,建设部科技发展促进中心对杭州竞达电子有限公司生产的“LXSIC-20G智能IC卡水表”进行评估,评估委员一致认为:提交的技术资料、工艺文件基本齐全、完整,能指导生产,符合建设部科技成果评估要求。该项目技术水平达到国内领先水平,具有较大的推广应用的价值,同意通过评估,可批量生产。这为智能水表推广和使用提供了性能优良的产品。
杭州竞达电子有限公司对智能水表的几种部件进行了改进:
1、阀门的设计
阀门是智能水表的关键部件,要求压力损失小,体积小,功耗低。竞达电子在深入研究的基础上,开发出了一种具有自主知识产权的浮动式球阀,由于采用的是球阀,故解决了IC卡水表普遍存在的压力损失大的问题,又由于采用的球阀是经过了改进的浮动式的结构,所以开关阀的功耗较小。这种球阀的主要结构特点是:球阀无预紧力,压力转移到了聚四氟乙烯阀垫上,从而实现了既保证密封又能轻松开关阀的目的。经测试,球阀在2Mpa的水压下,其最大转矩也不会超过10Kg.cm。在通常的水压0.2~0.5Mpa时,开关阀的电流小于100Ma。
2、脉冲采样技术的应用
目前IC卡水表中普遍采用干簧管加磁钢的发讯装置,易误发信号,易受外界磁场干扰的情况,竞达电子研发了一种轻触发力的微动开关加凸轮的发讯装置,这种发讯装置经过近20万次的实验,无一次误发信号或不发信号,且也不影响水表的示值误差性能。所以说,它是一种既不误发信号又能防外界磁场干扰的新型发讯装置。
3、外形设计的改进
目前大多数IC卡水表采用水表基表加电路控制阀门的分体联接结构,只要将水表基表上发讯装置再与单独制造的阀门采用螺纹连接方式连接起来,就构成了IC卡水表,制造工艺简单。把智能表IC卡设计成表阀一体,与普通机械式水表长度一样,则彻底解决了分体连接漏水问题以及安装规格问题。
除此之外,在智能基表功能方面也有了提高:
1、计数精度
水流量流过水表,水表进行一个基本单位的记录与处理的流量称为计数精度。精度高,实现困难,代价高;精度低,会造成计费不准确。根据水的单价以及管理部门的结算习惯,计量精度定为1/30吨。
2、数据准确性
基本采样机构采用供水部门长期应用的二级水表,数字化的计数应与二级水表相同,实测10万个基本脉冲,二者读数相同。
3、数据安全性
掉电保证数据不丢失,掉电保证关闭阀门,一表一卡,数据传递加密。
4、表容量设计
等同采用的模拟基表,总处理流量100,000吨。
5、无故障使用时间
目前,水管理部门制定的检定周期为3~5年,各项设计应保证在不出故障情况下连续工作6年以上。主要考虑电源,单节电池供电,采用2Ah高能锂电池,保证在20千克压力下正常开阀,保证6年以上工作时间。
6、操作设计
为使用户方便使用水表,设计液晶显示界面,显示用水信息。应有购水信息,已用水量,剩余水量信息,阀门状态,电池状态。为了节电,液晶显示通常是关闭的,只有插卡后才显示。为避免意外事故影响用水,应该在系统不正常时有告警提示,除了液晶显示的提示外,关阀是更可以引起用户注意的方式。
其次是在IC卡的选择上,目前IC卡的种类主要有CPU卡、加密卡、存储卡,综合考虑成本安全等因素,建议采用SLE4442加密卡,配以加密算法,保证数据安全。而在连接方式上,考虑到功耗与稳定性等因素,还是采用接触式卡。因为非接触式卡操作时不用直接连,使用方便,但是存在功耗大,不是非常稳定等因素,接触式卡必须在水表上设计插槽,不如非接触式方便,而且插槽容易受损。
最后就是在售水管理系统方面,主要体现在软件的功能上。竞达电子研制的软件除了具有一些可以记录管辖的各个智能水表信息、记录用户信息;将水表信息与用户信息对应,将卡与表一一对应;可以对卡操作,将购水信息写在卡内,可以读出卡的信息等基本功能外,还具有统计功能。