摘要:本文對我國IC卡水表發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了簡要述評(píng),認(rèn)為我國IC卡水表產(chǎn)品已達(dá)到相對完善、基本實(shí)用的階段,但作為一個(gè)行業(yè)并未完全成熟,在數(shù)據(jù)安全,數(shù)據(jù)接口兼容及數(shù)據(jù)反饋實(shí)時(shí)性和網(wǎng)絡(luò)化還有待完善和提高。文中分析了IC卡水表的4大天然優(yōu)勢和2項(xiàng)結(jié)構(gòu)性缺陷,提出了當(dāng)前發(fā)展的2個(gè)方向和4個(gè)硬件變革目標(biāo)。
[關(guān)鍵詞] IC卡水表 遠(yuǎn)傳計(jì)量表 數(shù)據(jù)安全 數(shù)據(jù)接口 傳輸實(shí)時(shí)性
正文:IC卡水表出現(xiàn)已有10年歷史了。10年中,IC卡水表經(jīng)歷了從無到有,迅速完善,逐步成熟的全過程。目前,這種我國具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的計(jì)量結(jié)算產(chǎn)品的發(fā)展可以說已達(dá)到相對完善、基本實(shí)用的階段,成為各類智能計(jì)量儀表中技術(shù)最成熟、市場開拓最廣泛、安裝最簡單、使用最方便的一種產(chǎn)品。其技術(shù)能力和功能特征與我國絕大多數(shù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的適應(yīng),是其他類型智能計(jì)量儀表所無法相比的。因此,當(dāng)其他類型智能計(jì)量儀表還在討論各種方案的優(yōu)劣時(shí),IC卡水表已經(jīng)擁有龐大的用戶群體了。
一、 與其他類型智能計(jì)量儀表相比,IC卡計(jì)量表的優(yōu)勢和缺點(diǎn)
目前,各種類型智能計(jì)量儀表在市場上爭奇斗艷。以信息傳輸方式劃分,大致上可分為遠(yuǎn)傳計(jì)量表、IC卡計(jì)量表和代碼計(jì)量表三種。代碼計(jì)量表,信息傳輸方式原始,操作煩瑣,一般用戶不不將其歸類智能計(jì)量儀表,本文不作比較。
大而言之,IC卡計(jì)量表有四個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是其他其他類型智能計(jì)量儀表所無法替代的:
1、 直接用戶透明性。用多少水,扣多少費(fèi),用戶想什么時(shí)候看就什么時(shí)候看,想看多久就看多久,這種透明性達(dá)到的滿意度使直接用戶感到踏實(shí)。
2、 直接用戶參入性。何時(shí)交費(fèi),交多少費(fèi),直接用戶有一定主動(dòng)權(quán)。不再是扣多扣少,管理部門說了算;早交不能,晚交不成的完全被動(dòng)局面。
3、 安裝的便利性。它既不必象專線遠(yuǎn)傳計(jì)量表需要穿墻打洞布線,也不必象無線遠(yuǎn)傳計(jì)量表需要反復(fù)調(diào)整集中器位置,或者象低壓電力線載波遠(yuǎn)傳計(jì)量表那樣同電力線引線連接?;旧辖油ü苈坊蚓€路后就可使用。
4、 實(shí)時(shí)結(jié)算,特別是可用階梯水價(jià)(或分時(shí)電價(jià)、分時(shí)氣價(jià)等)實(shí)時(shí)結(jié)算。
對管理部門和管理人員有著根深蒂固不信任的直接用戶,用機(jī)器計(jì)量,用機(jī)器結(jié)算,拿著卡去交費(fèi),交多少用多少,不受管理部門和管理人員節(jié)制,這是一種方式的變革,是心理上的釋放、是IC卡計(jì)量表對直接用戶所具有的使用價(jià)值。
IC卡計(jì)量表也有以下不容忽視的先天缺陷:
1、 數(shù)據(jù)反饋不及時(shí),造成管理部門無法實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)用水?dāng)?shù)據(jù)。
2、 數(shù)據(jù)傳輸自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化程度不夠。
IC卡計(jì)量表的優(yōu)勢和缺點(diǎn),決定了其市場定位和改良方向。
二、 目前產(chǎn)品狀況
總的來說,目前IC卡水表在全行業(yè)已基本上解決了閥門的可靠性,電池的耐用性,電路低功設(shè)計(jì)和抗干擾設(shè)計(jì)統(tǒng)一性問題,產(chǎn)品開始趨向同值化。產(chǎn)品功能也大同小異,逐步趨同。各制造商產(chǎn)品之間的競爭,研發(fā)成分逐漸減少,生產(chǎn)組織、管理和品質(zhì)控制的成分逐漸增加。產(chǎn)品品質(zhì)的優(yōu)劣和穩(wěn)定性比拼,已開始由生產(chǎn)規(guī)模大小、生產(chǎn)組織的現(xiàn)代化程度和管理手段的先進(jìn)性和有效性決定。這是行業(yè)走向成熟的標(biāo)志。
這里所說的成熟是一個(gè)不斷接近的目標(biāo),實(shí)際還有許多工作要做。主要有三個(gè)方面:
1、 要真正解決IC卡水表的可靠性和耐用性問題;
2、 要解決數(shù)據(jù)安全性和數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)化問題;
3、 要設(shè)法解決數(shù)據(jù)反饋實(shí)時(shí)性和網(wǎng)絡(luò)化問題。
關(guān)于IC卡水表可靠性和耐用性問題,表現(xiàn)在其一,整機(jī)故障率仍然較高,平均無故障時(shí)間(MTBF)較少能達(dá)到 5×104,不盡人意。其二,產(chǎn)品批一致性和行業(yè)一致性都不能達(dá)到先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),使質(zhì)量控制成本增加。重要的原因是許多零部件、元器件需要完善和創(chuàng)新。
1、 閥門。閥門是IC卡水表關(guān)鍵部件,也是長期制約IC卡水表發(fā)展的瓶頸。住宅IC卡水表閥門從先導(dǎo)閥發(fā)展到電動(dòng)球閥和電動(dòng)陶瓷閥,現(xiàn)在已初步解決了實(shí)用性問題。但是所需控制能量與供電方式仍不匹配,其長期穩(wěn)定性和可靠性仍有改進(jìn)和創(chuàng)新的空間。
2、 電源。電源也是IC卡水表的關(guān)鍵部件,是制約IC卡水表發(fā)展的又一瓶頸。IC卡水表目前普遍使用的電源是電池,一般為一次性鋰亞電池。這種電池的小電流放電性能與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)球閥或電動(dòng)陶瓷閥所需大電流之間存在矛盾。一般調(diào)和矛盾的方法是定期激活電池,使其保持可放出大電流的狀態(tài)。但激活消耗的能量會(huì)縮短電池使用壽命。而且,電池生命期的后期是否能激活或激活方式是否與前期一樣,還有許多不確定因素。解決電源耐用性和可靠性問題,以及解決電源環(huán)保問題,是IC卡水表行業(yè)必須面對的一項(xiàng)重要課題。
3、 基表。目前IC卡水表計(jì)量部件,仍然是傳統(tǒng)的速度式機(jī)械水表。在對成本控制條件十分苛刻的前提下,這無疑是一種較好的能為用戶接受的解決方案??墒?,這種計(jì)量部件的準(zhǔn)確度和壽命,與IC卡水表其他部件無法比擬?,F(xiàn)在的IC卡水表與先前的機(jī)電一體的IC卡電表一樣,應(yīng)該只是一款遷就當(dāng)時(shí)市場和成本的過渡產(chǎn)品。研發(fā)長壽命高準(zhǔn)確度的基表,或研發(fā)長壽命高準(zhǔn)確度全電子式IC卡水表,必然是IC卡水表行業(yè)的方向。
4、 采樣方式?,F(xiàn)在IC卡水表流行的采樣方式,仍然是干簧管和霍爾器件,即所謂有磁采樣。廉價(jià)、功耗低、長壽命、簡單、可靠是其得以流行的根本原因。易受強(qiáng)磁攻擊;與計(jì)量基表相互作用力較大,影響基表始動(dòng)流量,是它們的共同缺點(diǎn)。發(fā)展不受磁攻擊、與計(jì)量基表無作用力或作用力很小,對基表始動(dòng)流量影響忽略不計(jì)而且廉價(jià)、功耗低、長壽命、可靠采樣方式,是從業(yè)者又一方向。
數(shù)據(jù)安全性和數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)化問題,IC卡水表業(yè)界尚未引起足夠重視,以至于目前IC卡水表市場僅重視遵循《IC卡冷水水表》標(biāo)準(zhǔn),而忽視數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)。不同生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品,互不兼容,無法互相替代;數(shù)據(jù)安全措施各行其是,無法檢驗(yàn),無法監(jiān)督;產(chǎn)品功能各有差異,無法共用管理平臺(tái)。這些都是行業(yè)尚不十分成熟的佐證,也是影響行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的障礙。
數(shù)據(jù)反饋實(shí)時(shí)性差和網(wǎng)絡(luò)化不完整問題,是IC卡水表的2個(gè)結(jié)構(gòu)性缺陷。從信息傳輸?shù)慕嵌瓤矗琁C卡是信息載體,IC卡在管理信息系統(tǒng)和表具間傳遞信息的運(yùn)動(dòng)構(gòu)成一條人工信道。因?yàn)檫@種人工信道的隨意性和不可控性,引起上述2個(gè)缺陷。IC卡水表業(yè)只有正視問題,提出方案,克服缺陷,才能開拓更廣闊市場。采取鴕鳥政策是沒有出路的。目前已有廠商為解決這一問題進(jìn)行過一定規(guī)模嘗試。但因?yàn)椴幻鞔_試驗(yàn)的重要意義,加上試驗(yàn)規(guī)模不足以吸引目光,展示力度不足,故效果尚不顯著,影響也不大。
三、 發(fā)展方向
1、 IC卡水表代表一種管理模式。這種管理模式有利于管理者和用戶之間互動(dòng),有利于調(diào)動(dòng)用戶參與管理的積極性,有利于合理利用水資源和節(jié)約水資源。其優(yōu)勢是其他管理方式(比如遠(yuǎn)傳水表)所無法簡單實(shí)現(xiàn)的,是與我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段和社會(huì)心態(tài)相適應(yīng)的。IC卡水表必然會(huì)繼續(xù)迅速向高級(jí)階段發(fā)展。
2、 逐步統(tǒng)一安全級(jí)別。統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口,統(tǒng)一基本功能,統(tǒng)一交易流程,是IC卡水表必然發(fā)展趨勢??梢哉f,目前IC卡水表行業(yè)僅初步達(dá)成設(shè)備硬件的實(shí)用性,硬件還要繼續(xù)完善和創(chuàng)新,軟件更要走向規(guī)范和兼容,路還很長。數(shù)據(jù)安全,數(shù)據(jù)接口,整機(jī)用卡交易流程和基本功能的統(tǒng)一問題,早已提出。目前也有一定數(shù)量按照4個(gè)統(tǒng)一要求制造的CPU卡水表正在運(yùn)行。無論從制造角度還是從使用角度,這種IC卡水表都初步顯示生命力。制造廠商和用戶原先對制造成本的憂慮,隨著SAM模塊和CPU卡成本逐步降低而消失。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,這種表故障率和維護(hù)量都較低,其節(jié)省的服務(wù)成本可部分補(bǔ)償增加的原材料成本。
3、 在IC卡水表上加裝數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳接口,實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)反饋,使數(shù)據(jù)傳輸自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化。對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求,不僅是管理部門的必須,也是信息社會(huì)對基本管理信息源的必須,IC卡水表的設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者不能也無法回避。因此,加裝數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳接口,增加數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能,是提高IC卡水表生命力,擴(kuò)大市場占有率的必然改進(jìn)方向。
IC卡結(jié)算與基本管理數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳結(jié)合的方式,可以有圖1和圖2所示兩種。
圖1所示系統(tǒng)是IC卡結(jié)算與基本管理數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳兩種功能的疊加系統(tǒng),產(chǎn)品成本較IC卡水表稍有增加,但系統(tǒng)正常工作不受通信線路(信道)干擾或故障的影響,較為可靠。
圖2所示系統(tǒng)是IC卡結(jié)算與基本管理數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳兩種功能的有機(jī)結(jié)合,集中器下的所有表具共用一套IC卡讀寫部件和顯示部件,因而成本較低,有較高的性價(jià)比,但系統(tǒng)正常工作易受通信線路(信道)干擾或故障的影響。
[參考文獻(xiàn)]
1、 CJ/T166-2006 《建設(shè)事業(yè)集成電路(IC)卡應(yīng)用技術(shù)》;
2、 建設(shè)事業(yè)IC卡應(yīng)用技術(shù)實(shí)施導(dǎo)則(草案) 2007.1. (建設(shè)部IC卡服務(wù)中心)
3、 關(guān)于智能水表機(jī)電讀數(shù)一致性問題 2006.11 金陶 湯天順
(中國水協(xié)設(shè)備委第二屆供水行業(yè)水表選型與應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)資料匯編)
4、 IC卡預(yù)付費(fèi)階梯計(jì)價(jià)水表及收費(fèi)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2006.11
劉金剛 韓慧 陶永法 徐健
(中國水協(xié)設(shè)備委第二屆供水行業(yè)水表選型與應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)資料匯編)