专利名称：一种非接触式节水控制管理方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种节水控制装置，特别是指一种适用于公共用水场所的、非接触式节水控制管理方法和装置。
背景技术：
水是人类赖以生存和发展的重要资源之一，是不可缺少、不可代替的特殊资源。没有水就没有生命，就没有文明的进步、经济的发展和社会的稳定。世界上的水资源是有限的，经济和社会的发展必须与水的供应相适应，不能超越水资源的承载能力。我国的水资源短缺由来已久。我国的水资源人均占有量只有2300立方米左右，约为世界人均用水量的四分之一。
目前，我国的水资源已经极其缺乏，而且浪费水的现象又非常严重，而国家法规政策却无法约束每一个行为人的用水行为是否符合规范。因此，如何合理的使用公共场所的用水，并用科学管理手段控制用水，从而达到节约水资源的目的，这是一个非常重要的问题。
目前，传统的节水型产品，是通过直接控制用水量(如节水马桶)、水再循环利用(如节水型洗衣机)，以及防滴漏(如节水龙头)等方式达到节水目的。而国内公共洗浴场所，一般采用的是传统式淋浴器，它分为手拧式、脚踏式、红外感应式，这些设备仅仅解决了在洗浴冲洗时的节水问题，对于控制水量则完全取决于用水人的节水意识，而无法控制人们的合理用水量，往往造成了淋浴用水的极大浪费；而且无法实现公共洗浴场所的宏观调控；特别是没有解决将用水时间、用水量与消费者的个人经济利益相结合的问题，也就是说，没有从根本上解决消费者买多少水而用多少水的消费观念问题。
现在市场上推出了一种普通IC卡网络计算机节水管理装置，它在很大程度上解决了上述的问题，但它还存在有不足之处。如在公共浴室潮湿的环境下，其网络性能不够稳定，故障率较高； 由于它是网络管理，一台设备出问题，将会导致整个系统停止工作，不仅给使用者带来不便，而且其维护成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中的不足而提供一种非接触式节水控制管理方法和装置，它适用于公共用水场所，用微机控制，采取非接触IC卡付款的方式，具有计费和免费两种工作方式，可实现无人自助式管理，它是使用固定流量实施收费的节水管理装置。
本发明的具体技术方案是一种非接触式节水控制管理方法，它包括节水管理器和IC充值管理器两部分，其特征在于所述的节水管理器在硬件上采用水流量限定装置、无线信号接收电路；在软件上采用了数据算法以及IC卡合法识别算法；以实现用户用水按量收费、累加用户的付费功能；IC充值管理器实现对用户的IC卡追加金额、统计节水管理器收费和财务收入总金额、修改密码、设定收费单价、免费；以及初始化IC卡的功能。
本发明的数据传媒为非接触IC卡。由于Ic卡数据读写采用非接触方式，减少了接触点的机械磨损；不怕污染和潮湿。
本发明为单机运行的方法。每一台机器是独立的cpu而不需要与网络连接。其操作、管理简单。操作只要放卡即可使用；管理上只要维护机器正常运转即可。
一种非接触式节水控制管理装置，主要由节水管理器和IC充值管理器组成，其特征在于它包括(A)、所述的节水管理器由防水壳体和电路控制部分构成，在防水壳体上设有金额显示板、插卡孔、指示灯、出水/暂停按键、管理锁；在防水壳体内设有的电路控制部分中，单片机的输入端分别与电源电路、键盘电路、IC卡读写电路相连接；其输出部分分别与数据存储电路、显示驱动电路、电磁阀驱动电路、指示灯驱动电路相连接；且显示驱动电路与数码管显示电路相连接；电磁阀驱动电路与电磁阀相连接；(B)、所述的IC充值管理器具有增加IC卡金额、设置收费标准、统计财务收入和用水收入、初始化IC卡、修改密码等功能，它由壳体与电路控制两部分构成，壳体上设有电源插座、电源开关、12864液晶显示屏、4×4键盘、IC卡放卡区；在壳体内设有的电路部分中，单片机的输入端分别与电源电路、键盘电路、IC卡读写电路相连接；其输出端分别与液晶显示电路、数据存储电路相连接；IC卡读写电路与接收天线相连接。
其中，所述的电路控制部分中的单片机还与漏电保护装置相连接。
所述的节水管理器具有计费使用和免费使用的功能。
所述的指示灯为三种颜色红灯、绿灯、黄灯。红灯在使用中指示灯；绿灯在出水计费指示灯；黄灯暂停指示灯。
所述的键盘电路有四个按键设置置数键、设置确认键、复位键、出水/暂停键。其中，设置置数键、设置确认键、复位键为管理人员控制，可用来设定收费单价和免费功能等数据；出水/暂停键为用户使用。
所述的节水管理器在设定收费单价和免费用水时间上具有采用设置置数键、设置确认键、复位键三个按键来设定具体的数据；也可以采用在IC充值管理器上设定具体数据，再通过IC管理卡传送给节水管理器。
所述的IC充值管理器采用12864液晶图文显示屏。
所述的IC充值管理器采用4×4键盘。
所述的IC充值管理器具有使用密码和系统密码双重密码。
所述的节水管理器的显示板采用四位数码管。
所述的IC充值管理器具有增加IC卡金额、设置收费金额、统计财务收入和用水收入、初始化IC卡、修改密码的功能。
所述的IC卡识别电路具有实现非电接触数据传递的功能。
本发明是本申请人的名称为＂一种微机控制的投币式节水管理装置＂、专利号为ZL012312304的升级换代产品。它是在原产品读取智能芯片(币)的数据基础上，升级为可察写的非接触射频IC卡技术，并使用流量限定装置，使节水管理器的方式更为先进。
本发明的优点在于1、采用国际最新射频技术，移动充值管理器实施管理，实现多用户卡与多用户机的单机直接交易管理；实现无人自助式管理，使用简单、管理方便。
2、实现单机双功能节水管理微机控制原理和科学限定水流速。采用IC卡定流实时收费，使用水者的用水多少与本身的经济利益挂钩，从而起到节水增源的目的，能实现财务收入和用水收入的统计。
3、售后综合维护成本几乎为零。
4、节约水资源，节水功效特别强大(60％以上)。
5、大大节约了水资源。
图1a为本发明的节水管理器外观结构示意图。
图1b为本发明的IC充值管理器外观结构示意图。
图2为发明节水管理器的控制电路方框图。
图3为本发明节水管理器的免费使用功能流程图。
图4为本发明节水管理器的刷卡方式使用功能流程图。
图5为本发明节水管理器的具体电路图。
图6为本发明IC充值管理器的控制电路方框图。
图7为本发明IC充值管理器的具体电路图。
图8为本发明IC充值管理器的使用功能流程图。
图9为本发明IC充值管理器的统计功能流程图。
图10为本发明IC充值管理器的参数修改功能流程图。
图11为本发明IC充值管理器的密码修改功能流程图。
图12为本发明的初始化IC卡流程图。
图13为本发明与现有技术的流量对比图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
一种非接触式节水控制管理装置，它主要由节水管理器和IC充值管理器组成。
如图1a所示，本发明节水管理器，主要由防水壳体和在壳体内设有的电路控制部分构成。其中，1为暂停指示灯，在用户暂时停止用水时该指示灯亮；2为出水指示灯，在用户用水时该指示灯亮；3为四位数码管，显示用户IC卡中的剩余金额；4为出水/暂停按键，带有指示灯，按键便于用户进行用水或停止用水转换，指示灯在用户金额不够一分钟使用时闪烁提示用户；5为进水管连接处；7为管理锁；8为外壳后端，安装有进水管、出水管、电磁阀、管理锁；9为IC卡放卡孔；10为出水管连接处。
如图1b所示，本发明IC充值管理器，主要由壳体和在壳体内设有的电路控制部分构成。其中，1为12864液晶显示屏；2为4×4键盘；3为IC充值管理器外壳前盖；4为9v电源插座；5为电源开关；6为IC充值管理器外壳后盖。IC卡放卡区设置在1和2之间。
如图2所示，节水管理器的电路控制部分，包括单片机的输入端分别与电源电路、键盘电路、IC卡识别电路相连接；其输出部分分别与数据存储电路、显示驱动电路、电磁阀驱动电路、指示灯驱动电路相连接；且显示驱动电路与数码管显示电路相连接；电磁阀驱动电路与电磁阀相连接。
所述的节水管理器具有计费使用和免费使用的功能。
所述的指示灯为三种颜色红灯、绿灯、黄灯。红灯在使用中指示灯；绿灯在出水计费指示灯；黄灯暂停指示灯。
所述的键盘电路有四个按键设置置数键、设置确认键、复位键、出水/暂停键。设置置数键、设置确认键、复位键为管理人员控制，可用来设定收费单价和免费功能等数据；出水/暂停键为用户使用。
所述的节水管理器在设定收费单价和免费用水时间上具有采用设置置数键、设置确认键、复位键三个按键来设定具体的数据；也可以采用在IC充值管理器上设定具体数据，再通过IC管理卡传送给节水管理器。
其中，Q1为用户出水/暂停按钮；Q2为设置确认/复位按钮；Q3为设置数字按钮；Q4为设置置数位按扭；Q1为用户使用按键；Q2、Q3、Q4由管理员控制进行手动系统设置。
节水管理器的工作流程是1、如图3所示，免费使用功能把节水管理器系统设定成免费方式，可以采用两种方式设定。一种方式是按管理器上的设置确认键，数码管显示1，按设置置数键使其显示6按设置确认键，显示0255，按设置确认键改变要设定数字的位，按设置置数键改变当前位的数据，把数据设成0000，按设置确认键，按复位键设置成功；另一方式是用在IC充值管理器上设定好免费的参数设定卡来设定，插入参数设定卡，数码管显示1，按键指示灯闪烁表示设置成功；设置成功后数码管显示HHHH，指示灯黄灯亮，表示节水管理器目前运行在免费功能状态下；指示灯黄灯亮表示当前在暂停状态，按下出水/暂停键(发出出水指令)开始出水，指示灯绿灯亮，数码管显示免费状态下的一次出水剩余时间，按下出水/暂停键或一次出水剩余时间用完停止出水。
2、如图4所示，刷卡方式使用功能首先，如果节水管理器工作在免费状态下先得把它设成刷卡方式，可采用两种方式设定。一种方式是按管理器上的设置确认键，数码管显示1，按设置置数键使其显示6，按设置确认键，显示0000，按设置确认键改变要设定数字的位，按设置置数键改变当前位的数据，把数据设成非零的熟，按设置确认键，按复位键设置成功；另一方式是用在IC充值管理器上设定好刷卡方式的参数设定卡来设定，插入参数设定卡，数码管显示1，按键指示灯闪烁表示设置成功。
好刷卡方式设置成功，数码管显示0000，插用户卡，如果该卡有效，数码管显示卡中金额，按用户出水/暂停键开始出水，同时按系统设定的时间相应减少IC卡内的金额，卡中余额是零或按出水/暂停键开停止出水及计费。结束使用，按暂停键取卡；如果该卡无效按用户出水/暂停键无动作。
如图5所示，本发明节水管理器的具体电路图。其中，电路图中采用的主要元件中的8位数码管为u2270b，7805，241c16，at89c52，max7219。
如图6所示，本发明IC充值管理器的电路控制部分，包括单片机的输入端分别与电源电路、键盘驱动电路、IC卡识别电路相连接；其输出端分别与液晶显示电路、数据存储电路相连接；IC卡识别电路与接收天线相连接。
其中，所述的IC充值管理器采用12864液晶图文显示屏。
所述的IC充值管理器采用4×4键盘。
所述的IC充值管理器具有使用密码和系统密码双重密码。
所述的节水管理器的显示板采用四位数码管。
所述的IC充值管理器具有增加IC卡金额、设置收费金额、统计财务收入和用水收入、初始化IC卡、修改密码的功能。
所述的IC卡识别电路实现非电接触数据传递。
所述的电路控制部分中的单片机还与漏电保护装置相连接。
如图7所示，本发明IC充值管理器的具体电路图。其中，电路图中采用的主要元件12864液晶显示屏、u2270b、7805、241c16、at89c55。
如图8所示，本发明IC充值管理器的工作流程是通电开机，液晶屏显示＂欢迎使用友源IC节水管理器及电话号码＂；按确认键，进入使用界面，显示1充值；2统计；3工作参数修改；4密码修改；5初始化IC卡。根据需要操作功能，可按对应的按键。
如图9所示，本发明IC充值管理器的使用功能工作流程是按1键进入充值功能状态，在放卡区内放入用户卡，如果IC卡的写次数过多提示IC卡写次熟过多，按三键更换新卡，按四键忽略；如果写次数没有过多显示卡中金额，按2键，输入要增加的金额，按确认键冲值成功；取卡，提示放卡，继续充值；退出充值功能按退出键。
如图10所示，本发明IC充值管理器的统计功能工作流程是按2键进入统计功能状态；选择用户机统计功能，放入用户机统计卡按1键显示统计卡中的统计数；选择选择预收金额统计功能，按2键显示预收金额总数。
如图11所示，本发明IC充值管理器的参数修改功能工作流程是放参数修改卡按3键进入参数修改功能状态；按1键选择设定免费还是计费，按确认键确认当前状态；按2键设定用户机在免费状态下一次出水的时间，按确认键确认当前值；按3键设定用户机在计费方式下的一次减少一分钱的时间，按确认键确认当前值；按4键把设定好的数据写入到参数修改卡中；按退出键退出参数修改功能状态。
如图12所示，本发明IC充值管理器的密码修改功能工作流程是按4键提示输入开机密码，输入正确的开机密码，提示输入IC密码，输入正确的IC密码进入修改密码功能状态；选择修改开机密码按1键，提示输入两次相同的新的开机密码，两次密码输入相同显示开机密码修改成功，按退出键退出开机密码修改；选择修改IC系统密码按2键，提示输入两次相同的新的IC系统密码，两次密码输入相同显示IC系统密码修改成功，按退出键退出IC系统密码修改；选择修改用户卡密码，按3键，提示放入用户卡显示ok表示用户卡密码修改成功，退出按退出键；选择修改用户机密码，放入用户机密码修改卡按4键，显示ok表示新密码写入用户机密码修改卡成功；按退出键退出密码修改；功能状态。
如图13所示，本发明IC充值管理器的初始化IC卡工作流程是按5键进入初始化IC卡功能状态；选择初始化用户卡按1键，提示放入用户卡，放入用户卡显示ok表示用户卡初始化成功，按退出键退出用户卡初始化功能；选择初始化统计卡按2键，提示放入统计卡，放入统计卡显示ok表示统计卡初始化成功，按退出键退出统计卡初始化功能。
如图14所示，本发明与现有技术的流量对比图。它是在相同压力、相同出水口径的情况下，对没有安装本发明与安装了本发明的流量对比图。
本发明的流量控制原理根据水压力的大小自动调节水流截面的大小。在实际中水流截面一般是固定的，而水压力的波动是很大的。在同等的水流截面下压力越大水速也越大从而造成流量也大。(在水压为0.2-0.6Mpa，水流量控制在9-10L)。节水原理用水量(W)＝合理洗浴时间(T)×合理水流速(P)。
从图中可以看出没有安装本发明时流量和压力之间的关系是压力越大，流量也越大；安装了本发明后压力的变化流量基本在一个合理的流量范围之内。因此在实际应用中，即使压力很大，流出的水还是在一个合理的范围内，不会由于压力大而流量变大，从而导致水资源的浪费。
从图中的数据表明使用了本发明节水率可达60％以上。可见，其节水功效十分显著。
权利要求
1.一种非接触式节水控制管理装置，主要由节水管理器和IC充值管理器组成，其特征在于它包括(A)、所述的节水管理器由防水壳体和电路控制部分构成，在防水壳体上设有金额显示板、插卡孔、指示灯、出水/暂停按键、管理锁；在防水壳体内设有的电路控制部分中，单片机的输入端分别与电源电路、键盘电路、IC卡识别电路相连接；其输出部分分别与数据存储电路、显示驱动电路、电磁阀驱动电路、指示灯驱动电路相连接；且显示驱动电路与数码管显示电路相连接；电磁阀驱动电路与电磁阀相连接；(B)、所述的IC充值管理器由壳体和电路控制两部分构成，在壳体上设有电源插座、电源开关、12864液晶显示屏、4×4键盘、IC卡放卡区；在壳体内设有的电路部分中，单片机的输入端分别与电源电路、键盘电路、IC卡识别电路相连接；其输出端分别与液晶显示电路、数据存储电路相连接；IC卡识别电路与接收天线相连接。
2.根据权利要求1所述的节水控制管理装置，其特征在于所述的电路控制部分中的单片机与漏电保护装置相连接。
3.根据权利要求1所述的节水控制管理装置，其特征在于所述的节水管理器具有计费使用和免费使用的功能。
4.根据权利要求1所述的节水控制管理装置，其特征在于所述的指示灯为三种颜色红灯、绿灯、黄灯。
5.根据权利要求1所述的节水控制管理装置，其特征在于所述的键盘电路有四个按键设置置数键、设置确认键、复位键、出水/暂停键。
6.根据权利要求1所述的节水控制管理装置，其特征在于所述的节水管理器在设定收费单价和免费用水时间上具有采用设置置数键、设置确认键、复位键三个按键来设定具体数据；也可在IC充值管理器上设定具体数据，再通过IC管理卡传送给节水管理器。
7.根据权利要求1所述的节水控制管理装置，其特征在于所述的IC充值管理器采用12864液晶图文显示屏。
8.根据权利要求1所述的节水控制管理装置，其特征在于所述的IC充值管理器采用4×4键盘。
9.根据权利要求1所述的节水控制管理装置，其特征在于所述的IC充值管理器具有使用密码和系统密码双重密码。
10.根据权利要求1所述的节水控制管理装置，其特征在于所述的IC充值管理器具有增加IC卡金额、设置收费金额、统计财务收入和用水收入、初始化IC卡、修改密码的功能。
11.根据权利要求1所述的节水控制管理装置，其特征在于所述的IC卡识别电路具有实现非电接触数据传递的功能。
12.一种非接触式节水控制管理方法，它包括节水管理器和IC充值管理器两部分，其特征在于所述的节水管理器在硬件上采用水流量限定装置、无线信号接收电路；在软件上采用了数据算法以及IC卡合法识别算法；可实现用户用水按量收费、累加用户的付费功能；所述的IC充值管理器可实现对用户的IC卡追加金额、统计节水管理器收费和财务收入总金额、修改密码、设定收费单价、免费以及初始化IC卡的功能；且本方法的数据传媒为非接触IC卡；本方法为单机运行的方法，每一台机器是独立的cpu而不需要与网络连接。
全文摘要
本发明涉及一种节水控制装置，特别是指一种适用于公共用水场所的、非接触式节水控制管理方法和装置。它主要由节水管理器和移动IC充值管理器两大部分组成。本发明的节水管理器部分具有计费使用和免费使用两种功能IC充值管理器具有增加IC卡金额充值、设置收费标准、统计财务收入和用水收入、初始化IC卡、修改密码等功能。本发明用微机控制，采取非接触IC卡付款的方式，可实现无人自助式管理，它是使用固定流量实施收费的节水管理装置。本发明具有使用简单、管理方便、功能强大、节水效果显著、并可降低经营单位的管理成本的优点。
文档编号G07F15/08GK1450500SQ0312196
公开日2003年10月22日 申请日期2003年4月18日 优先权日2003年4月18日
发明者燕翔, 刘亚东, 陈旭勇 申请人:北京中商创新科贸有限公司