住宅IC卡水表的现状及其发展方向

     摘要：本文对我国IC卡水表发展状况进行了简要述评，认为我国IC卡水表产品已达到相对完善、基本实用的阶段，但作为一个行业并未完全成熟，在数据安全，数据接口兼容及数据反馈实时性和网络化还有待完善和提高。文中分析了IC卡水表的4大天然优势和2项结构性缺陷，提出了当前发展的2个方向和4个硬件变革目标。
[关键词] IC卡水表  远传计量表  数据安全  数据接口  传输实时性

     正文：IC卡水表出现已有10年历史了。10年中，IC卡水表经历了从无到有，迅速完善，逐步成熟的全过程。目前，这种我国具有完全知识产权的计量结算产品的发展可以说已达到相对完善、基本实用的阶段，成为各类智能计量仪表中技术最成熟、市场开拓最广泛、安装最简单、使用最方便的一种产品。其技术能力和功能特征与我国绝大多数地区经济发展水平的适应，是其他类型智能计量仪表所无法相比的。因此，当其他类型智能计量仪表还在讨论各种方案的优劣时，IC卡水表已经拥有庞大的用户群体了。

     一、 与其他类型智能计量仪表相比，IC卡计量表的优势和缺点

     目前，各种类型智能计量仪表在市场上争奇斗艳。以信息传输方式划分，大致上可分为远传计量表、IC卡计量表和代码计量表三种。代码计量表，信息传输方式原始，操作烦琐,一般用户不不将其归类智能计量仪表，本文不作比较。

      大而言之，IC卡计量表有四个显著优点是其他其他类型智能计量仪表所无法替代的：

     1、 直接用户透明性。用多少水，扣多少费，用户想什么时候看就什么时候看，想看多久就看多久，这种透明性达到的满意度使直接用户感到踏实。

     2、 直接用户参入性。何时交费，交多少费，直接用户有一定主动权。不再是扣多扣少，管理部门说了算；早交不能，晚交不成的完全被动局面。

     3、 安装的便利性。它既不必象专线远传计量表需要穿墙打洞布线，也不必象无线远传计量表需要反复调整集中器位置，或者象低压电力线载波远传计量表那样同电力线引线连接。基本上接通管路或线路后就可使用。

     4、 实时结算，特别是可用阶梯水价（或分时电价、分时气价等）实时结算。

     对管理部门和管理人员有着根深蒂固不信任的直接用户，用机器计量，用机器结算，拿着卡去交费，交多少用多少，不受管理部门和管理人员节制，这是一种方式的变革，是心理上的释放、是IC卡计量表对直接用户所具有的使用价值。

     IC卡计量表也有以下不容忽视的先天缺陷：

     1、 数据反馈不及时，造成管理部门无法实时统计用水数据。

     2、 数据传输自动化、网络化程度不够。

     IC卡计量表的优势和缺点，决定了其市场定位和改良方向。

     二、 目前产品状况

     总的来说，目前IC卡水表在全行业已基本上解决了阀门的可靠性，电池的耐用性，电路低功设计和抗干扰设计统一性问题，产品开始趋向同值化。产品功能也大同小异，逐步趋同。各制造商产品之间的竞争，研发成分逐渐减少，生产组织、管理和品质控制的成分逐渐增加。产品品质的优劣和稳定性比拼，已开始由生产规模大小、生产组织的现代化程度和管理手段的先进性和有效性决定。这是行业走向成熟的标志。

     这里所说的成熟是一个不断接近的目标，实际还有许多工作要做。主要有三个方面：

     1、 要真正解决IC卡水表的可靠性和耐用性问题；
     2、 要解决数据安全性和数据接口标准化问题；
     3、 要设法解决数据反馈实时性和网络化问题。

     关于IC卡水表可靠性和耐用性问题，表现在其一，整机故障率仍然较高，平均无故障时间（MTBF）较少能达到 5×104，不尽人意。其二，产品批一致性和行业一致性都不能达到先进标准，使质量控制成本增加。重要的原因是许多零部件、元器件需要完善和创新。

     1、 阀门。阀门是IC卡水表关键部件，也是长期制约IC卡水表发展的瓶颈。住宅IC卡水表阀门从先导阀发展到电动球阀和电动陶瓷阀，现在已初步解决了实用性问题。但是所需控制能量与供电方式仍不匹配，其长期稳定性和可靠性仍有改进和创新的空间。

     2、 电源。电源也是IC卡水表的关键部件，是制约IC卡水表发展的又一瓶颈。IC卡水表目前普遍使用的电源是电池，一般为一次性锂亚电池。这种电池的小电流放电性能与驱动电动球阀或电动陶瓷阀所需大电流之间存在矛盾。一般调和矛盾的方法是定期激活电池，使其保持可放出大电流的状态。但激活消耗的能量会缩短电池使用寿命。而且，电池生命期的后期是否能激活或激活方式是否与前期一样，还有许多不确定因素。解决电源耐用性和可靠性问题，以及解决电源环保问题，是IC卡水表行业必须面对的一项重要课题。

     3、 基表。目前IC卡水表计量部件，仍然是传统的速度式机械水表。在对成本控制条件十分苛刻的前提下，这无疑是一种较好的能为用户接受的解决方案。可是，这种计量部件的准确度和寿命，与IC卡水表其他部件无法比拟。现在的IC卡水表与先前的机电一体的IC卡电表一样，应该只是一款迁就当时市场和成本的过渡产品。研发长寿命高准确度的基表，或研发长寿命高准确度全电子式IC卡水表，必然是IC卡水表行业的方向。

     4、 采样方式。现在IC卡水表流行的采样方式，仍然是干簧管和霍尔器件，即所谓有磁采样。廉价、功耗低、长寿命、简单、可靠是其得以流行的根本原因。易受强磁攻击；与计量基表相互作用力较大，影响基表始动流量，是它们的共同缺点。发展不受磁攻击、与计量基表无作用力或作用力很小，对基表始动流量影响忽略不计而且廉价、功耗低、长寿命、可靠采样方式，是从业者又一方向。

     数据安全性和数据接口标准化问题，IC卡水表业界尚未引起足够重视，以至于目前IC卡水表市场仅重视遵循《IC卡冷水水表》标准，而忽视数据安全和数据接口标准。不同生产厂商的产品，互不兼容，无法互相替代；数据安全措施各行其是，无法检验，无法监督；产品功能各有差异，无法共用管理平台。这些都是行业尚不十分成熟的佐证，也是影响行业进一步发展的障碍。

     数据反馈实时性差和网络化不完整问题，是IC卡水表的2个结构性缺陷。从信息传输的角度看，IC卡是信息载体，IC卡在管理信息系统和表具间传递信息的运动构成一条人工信道。因为这种人工信道的随意性和不可控性，引起上述2个缺陷。IC卡水表业只有正视问题，提出方案，克服缺陷，才能开拓更广阔市场。采取鸵鸟政策是没有出路的。目前已有厂商为解决这一问题进行过一定规模尝试。但因为不明确试验的重要意义，加上试验规模不足以吸引目光，展示力度不足，故效果尚不显著，影响也不大。

     三、 发展方向

     1、 IC卡水表代表一种管理模式。这种管理模式有利于管理者和用户之间互动，有利于调动用户参与管理的积极性，有利于合理利用水资源和节约水资源。其优势是其他管理方式（比如远传水表）所无法简单实现的，是与我国经济发展阶段和社会心态相适应的。IC卡水表必然会继续迅速向高级阶段发展。

     2、 逐步统一安全级别。统一数据接口，统一基本功能，统一交易流程，是IC卡水表必然发展趋势。可以说，目前IC卡水表行业仅初步达成设备硬件的实用性，硬件还要继续完善和创新，软件更要走向规范和兼容，路还很长。数据安全，数据接口，整机用卡交易流程和基本功能的统一问题，早已提出。目前也有一定数量按照4个统一要求制造的CPU卡水表正在运行。无论从制造角度还是从使用角度，这种IC卡水表都初步显示生命力。制造厂商和用户原先对制造成本的忧虑，随着SAM模块和CPU卡成本逐步降低而消失。统计数据显示，这种表故障率和维护量都较低，其节省的服务成本可部分补偿增加的原材料成本。

     3、 在IC卡水表上加装数据远传接口，实现信息实时反馈，使数据传输自动化、网络化。对数据传输的实时性要求，不仅是管理部门的必须，也是信息社会对基本管理信息源的必须，IC卡水表的设计者和生产者不能也无法回避。因此，加装数据远传接口，增加数据远传功能，是提高IC卡水表生命力，扩大市场占有率的必然改进方向。
IC卡结算与基本管理数据远传结合的方式，可以有图1和图2所示两种。

    图1所示系统是IC卡结算与基本管理数据远传两种功能的叠加系统，产品成本较IC卡水表稍有增加，但系统正常工作不受通信线路（信道）干扰或故障的影响，较为可靠。