射頻卡智能淋浴控水系統(tǒng)的選型分析論文
[論文關(guān)鍵詞]射頻卡 淋浴 節(jié)水
[摘要]對當(dāng)前較為流行的淋浴節(jié)水模式展開探討，對射頻卡智能淋浴控水系統(tǒng)的各部件的性能及特點(diǎn)進(jìn)行了分析，為科學(xué)合理地應(yīng)用此種節(jié)水模式提供了思路。
一、引言
我國人均淡水資源僅為世界人均水平的四分之一，加快節(jié)約型社會(huì)建設(shè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展是我國當(dāng)前的重要國策。射頻卡智能淋浴控水系統(tǒng)不僅可以很好節(jié)約用水,還能夠降低能耗，培養(yǎng)用水人群的節(jié)能環(huán)保意識(shí)。無論對用水管理單位還是對社會(huì)都具有重要的意義。此種用水模式一經(jīng)問世，就得到水資源管理部門及各用水單位的青睞。本人就此項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用作了較為細(xì)致的分析和調(diào)查，從設(shè)備、器件的選型入手，分析各類應(yīng)用模式的特點(diǎn)，為倡導(dǎo)節(jié)約用水新模式提供了借鑒。
二、射頻卡智能淋浴控水系統(tǒng)的基本組成和工作原理
射頻卡控水管理系統(tǒng)一般由射頻卡、智能控水器、計(jì)量單元、閥門、系統(tǒng)管理平臺(tái)等組成。不同廠家的產(chǎn)品組合方式不同，但基本單元都大致相同。系統(tǒng)使用射頻卡作為開閥媒介，管理平臺(tái)將卡片和使用者建立對應(yīng)關(guān)系，使用者持射頻卡接近智能控水器的讀卡區(qū)，智能控水器讀取卡片信息，判定卡片是否滿足所須條件，而后確定是否開閥。若開閥，依據(jù)設(shè)定的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)費(fèi)，直到使用完畢，計(jì)費(fèi)停止，關(guān)閉閥門。
三、射頻卡智能淋浴控水系統(tǒng)的設(shè)備選型
（一）射頻卡的選型
射頻卡是近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)，它成功地結(jié)合了射頻識(shí)別技術(shù)和IC卡技術(shù)。射頻卡具有防水、防塵、無外露讀寫器件、無機(jī)械磨損、防偽性能強(qiáng)、使用壽命長等諸多優(yōu)勢。射頻卡讀卡的基本流程是：讀卡器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，片卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域產(chǎn)生感應(yīng)電流，獲得能量被激活，而后卡片將自身編碼信息通過卡片的內(nèi)置天線發(fā)送出去，系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號(hào)，傳送到讀卡器，讀卡器對接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后送到系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行相關(guān)處理。射頻卡通常按載波頻率分為低頻、中頻和高頻射頻卡。低頻射頻卡主要有125kHz和134.2kHz兩種，中頻射頻卡頻率主要為13.56MHz，高頻射頻卡主要為433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。目前技術(shù)成熟且在國內(nèi)使用較廣泛的主要是低頻的只讀卡（只有一個(gè)64b ID編號(hào)，稱ID卡），典型廠家為瑞士EM公司；中頻的讀寫卡（具有存儲(chǔ)空間，稱存儲(chǔ)式IC卡）典型產(chǎn)品為荷蘭PHILIPS公司的M1射頻卡。
ID卡不能記錄數(shù)據(jù)，識(shí)別距離為10-15cm，一般用于身份識(shí)別；M1卡是邏輯加密存儲(chǔ)卡，容量為8K位，存儲(chǔ)空間分為16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的一組密碼，可改寫10萬次，讀無限次，讀寫距離一般為10 cm以內(nèi)，適合作為電子錢包使用。
由ID卡組成的系統(tǒng)完全依靠網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)中斷則整個(gè)系統(tǒng)不能使用。可讀寫卡組成的射頻卡控水系統(tǒng)，卡片本身能夠存儲(chǔ)信息，適合一卡多用的場合，控水器能夠脫網(wǎng)使用，可讀寫射頻卡控水器要裝存儲(chǔ)模塊，成本造價(jià)較高。
（二）智能控水器的選型
智能控水器是控水系統(tǒng)的核心部件，系統(tǒng)通過它實(shí)現(xiàn)讀卡、顯示、通訊、閥門的控制等功能。是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、狀態(tài)處理、人機(jī)交互、計(jì)費(fèi)控制的智能管理終端。
目前市場上主要有兩類產(chǎn)品：計(jì)時(shí)型和計(jì)量型控水器。計(jì)時(shí)型以單位時(shí)間為計(jì)價(jià)單位，按使用時(shí)間收費(fèi)。計(jì)量型以水的單位流量為計(jì)價(jià)單位，按使用的水量收費(fèi)，流量測量一般是采用發(fā)訊旋翼式水表。計(jì)時(shí)控水器成本造價(jià)比計(jì)量型低，計(jì)費(fèi)精度也相對要低。但是，洗浴場合一般都是高低溫水在水箱混水，水的壓力較為恒定，通過現(xiàn)場測試核定，一般都能取得較為合理的用水費(fèi)率。
（三）閥門的選擇
閥門是控水系統(tǒng)的關(guān)鍵執(zhí)行部件，主要作用是控制水流的通斷，達(dá)到計(jì)費(fèi)通水、無錢斷水的目的。閥門性能的可靠性直接影響各控制點(diǎn)的工作。
閥門是一種典型的機(jī)電結(jié)合產(chǎn)品，淋浴控水系統(tǒng)常用的主要類型有電磁膜片閥和電動(dòng)球形閥。電磁膜片閥通過電磁線圈驅(qū)動(dòng)，只能開或關(guān)，開關(guān)動(dòng)作快（毫秒級(jí)），工作簡單。電動(dòng)球形閥的通徑可以較大，壓力損失較小，驅(qū)動(dòng)依靠電機(jī)旋轉(zhuǎn)，開或關(guān)動(dòng)作完成需要一定的時(shí)間。淋浴場合用水壓力較小，管徑較細(xì)，開關(guān)閥比較頻繁，電磁膜片閥開關(guān)動(dòng)作快，較為勝任。電動(dòng)球形閥由于電機(jī)自身的起停特點(diǎn)及工作中需要判定位置，反應(yīng)較慢，難適應(yīng)異常頻繁的開關(guān)閥任務(wù)。淋浴者在實(shí)際使用中，往往會(huì)著急地反復(fù)開關(guān)，這加劇了電機(jī)的頻繁起停，造成電動(dòng)閥球停位偏移，閥門關(guān)不死。但是，電動(dòng)球閥的技術(shù)含量較高，業(yè)界口碑好，我國較為通用的IC卡式水表的閥體選用的都是電動(dòng)球閥，在這樣的應(yīng)用場合，長期的實(shí)踐檢驗(yàn)是比電磁膜片閥更適用。這容易給人以誤導(dǎo)，認(rèn)為控制自來水的閥體應(yīng)該是電動(dòng)球閥。大量的實(shí)踐證明：選用計(jì)量閥門一體式的IC卡式水表作為洗浴計(jì)量控水器的部件，故障率很高，更換成本相當(dāng)高。
四、射頻卡智能淋浴控水系統(tǒng)的應(yīng)用類型分析
（一）聯(lián)網(wǎng)型和脫網(wǎng)型射頻卡淋浴控水系統(tǒng)的比較
聯(lián)網(wǎng)型的射頻卡淋浴控水系統(tǒng)的管理功能強(qiáng)大，在電腦的系統(tǒng)管理平臺(tái)上可以查詢所有使用者射頻卡的余額數(shù)據(jù)、流水帳記錄以及各類統(tǒng)計(jì)匯總信息；設(shè)置洗浴控制的各種參數(shù)；下傳掛失卡片名單；打印財(cái)務(wù)報(bào)表等。浴室環(huán)境濕度一般較大，網(wǎng)絡(luò)布線的安裝復(fù)雜。目前淋浴控水系統(tǒng)中的單機(jī)間通訊都采用RS-485方式，單臺(tái)控水器故障可能引起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，維護(hù)量相對較大。這樣的控水系統(tǒng)適合洗浴人員多，洗浴時(shí)間相對集中的浴室使用。
脫網(wǎng)型射頻卡淋浴控水系統(tǒng)只能使用可讀寫射頻卡，管理功能簡單，系統(tǒng)依賴卡片的存儲(chǔ)功能。整個(gè)系統(tǒng)無需網(wǎng)絡(luò)布線，安裝容易，維護(hù)簡便，適合人員較少，洗浴時(shí)間不確定的浴室。
（二）計(jì)時(shí)型和計(jì)量型射頻卡淋浴控水系統(tǒng)的比較
計(jì)時(shí)型和計(jì)量型射頻卡淋浴控水系統(tǒng)的不同就在于系統(tǒng)中用水費(fèi)率設(shè)定的依據(jù)。計(jì)時(shí)型系統(tǒng)是用水管理部門實(shí)際核定，把浴室的各項(xiàng)成本及運(yùn)行費(fèi)用攤到整箱洗浴用水里，根據(jù)單位時(shí)間流出的水量，核定用水費(fèi)率；計(jì)量型系統(tǒng)是把浴室的各項(xiàng)運(yùn)行費(fèi)用均攤后加在普通自來水的單價(jià)上，核定用水費(fèi)率。對于洗浴使用者來說，計(jì)量型控水更合理些。但是，由于一般浴室都采用儲(chǔ)水箱，水壓變化并不大，計(jì)量型控水系統(tǒng)的優(yōu)勢并不明顯，對管理部門而言，計(jì)時(shí)型淋浴控水系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中更為簡潔經(jīng)濟(jì)些。
五、結(jié)語
射頻卡智能淋浴控水系統(tǒng)是值得推廣普及的新型節(jié)水模式，讓我們的節(jié)水工作"節(jié)水更節(jié)錢"，選擇合理耐用的控水系統(tǒng)對我們來說十分重要。智能淋浴控水系統(tǒng)是一種新生事物，還需要我們不斷探索、不斷總結(jié)，從而為智能淋浴控水系統(tǒng)的良性發(fā)展做點(diǎn)貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]王愛英，智能卡技術(shù)[M]，北京，清華大學(xué)出版社，1997
[2]黃淼云，李也白，王福成，智能卡應(yīng)用系統(tǒng)[M]，北京，清華大學(xué)出版社，2000
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