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讀寫器

校園/公寓/等水電IC卡節能控制管理系統解決方案!

發布日期:2022-05-20 點擊率:31

第一章 項目狀況

    在當前形式下,全球的污染逐漸嚴重,水資源的管理和節約成為世界性的難題。中國人口眾多,可用水資源有限,在可利用水資源受到嚴重污染的情況下,節約現有水資源成為當務之急。隨著我國經濟的飛速發展,電力供應也日益緊張。為了響應國家的節能環保號召,本項目的提出,是以節能為主的校園一卡通綜合管理系統。

    針對目前資源日益緊張局勢,本公司開發了一系列節能控制產品:一控一水控、一控二節能控制器、一控四節能控制器、一控八節能控制器,廣泛應用于水、電節能控制系統,采用了PHILIPS公司原產的MIFARE I型非接觸式IC卡,該卡具有32位的全世界唯一序列號,具有嚴密的邏輯運算和邏輯加密功能,以及高達8Kbit的存儲容量,分為 16個扇區支持多種應用,每個扇區有自己的一組密碼,可自定義每個扇區的訪問條件,在讀寫速度、讀寫安全性、系統的擴展性等方面遠優于磁卡、ID卡。

    與其它產品相比,性價比更優。多路節能控制器可同時通控制4個或8個節點,可以計時、計量、控水、控電混合控制,并可針對冷水、熱水、用電進行不同的扣款匯率進行設置。用高性能節能控制器自動控制出水口電磁閥放水和關水,節能控制器根據實際用水量或用電量自動計費,從IC卡電子錢包中自動收費;它廣泛適用于公寓水電控制、澡堂淋浴收費控制、開水/熱水收費控制、飲用水收費控制、用電收費控制、洗衣房收費控制、農業灌溉、綠化澆水、工業用水、曖氣供應控制等各種小額消費應用場所。

    節能控制器可脫機運行,以手持式采集卡進行數據采集,也可與管理計算機通過網絡連接后用節能管理軟件進行設備參數設置、消費數據采集及查詢、統計、報表、結算等處理。從而達到節約用水用電,科學收費、高效管理的目的。

    本系統使用簡單、操作容易、功能強大,完全取代了現金、票證、磁卡等落后的消費方式,利用MIFARE I多扇區的特性,可方便的擴充多種功能,例如:食堂售飯、小賣部和超市購物、醫療收費、教職員工考勤,宿舍門禁管理、上機上網收費管理、學籍管理、停車場收費等都可以憑借該卡片的一卡多用性能了得以實現。

第二章、設計原則

    本方案的設計是根據校方的實際要求,本著科學合理、經濟實用、先進可靠、兼容擴充性強的原則進行的。

    先進性:本系統設計時充分考慮設備和技術的先進性。本系統采用PHILIPS公司的非接觸IC卡(8K內存,可讀寫IC芯片),它的存儲結構允許卡用于多應用系統。多達十六種不同的應用,使管理人員擺脫繁瑣的管理方式,同時讓使用者感受到它的快捷、便利和輕松。

    良好的擴充性

    我們充分考慮了系統增容的可擴充性:

    1、  網絡設計均采用總線制,所有設備管理主機均掛在總線上,以后系統增容時,只需直接將管理設備與總線進行連接,不需對線路進行改造;
    2、  IC卡系統應用軟件能支持10萬張卡片的使用,它完全能滿足將來人員增長的需要;
    3、  非接觸IC卡(8K內存,可讀寫IC芯片)的存儲結構允許卡用于多應用系統。
    4、  采用非接觸式智能卡系統實現校園食堂收費、圖書借閱、小賣部收費、公寓控水、控電、體育館收費、醫院收費、俱樂部收費、教職員工學生考勤門禁的一卡通綜合管理系統消費時只需出示已充值的IC卡于收費機感應區的有效距離,便可完成消費。消除了以往舊的消費方式中可能發生的種種弊端,即加快了操作速度,改善了消費方式,加強了系統的安全性,又有利于智能化管理。網絡設計均采用總線制,所有設備管理主機均掛在總線上,以后系統增容時,只需直接將管理設備與總線進行連接,不需對線路進行改造;

    系統安全可靠性:智能卡產品所有終端設備都是帶微處理器和存儲器的單片機,保證數據計算的準確和數據保存的完整;IC卡采用PHILIPS公司的M1型邏輯加密存儲卡,自帶32位全世界唯一的序列號,防止復制,卡片可進行三重加密,比磁卡和要求實時聯網的ID卡具有更強的安全性和穩定性。

    系統上位管理軟件運行于現有的校園局域網上,各終端設備連接到局域網就近的工作站上。所有卡片由管理中心建立人員資料后統一發行,若以前有人員資料軟件則可調用原有數據庫資料,而不必重新錄入。消費數據經各管理工作站采集后傳送至服務器,各報表的統計通過管理工作站訪問服務器數據庫生成。

第三章 系統方案設計說明

第一節、概述:

    ROAD系列產品均符合國家及國際標準,并且已獲得ISO9001國際質量標準認證; IC卡是選自PHILIPS公司MIFARE I型,該卡具有32位的全世界唯一序列號,具有嚴密的邏輯運算和邏輯加密功能,以及高達8Kbit的存儲容量,分為 16個扇區支持多種應用,每個扇區有自己的一組密碼,可自定義每個扇區的訪問條件,在讀寫速度、讀寫安全性、系統的擴展性等方面遠優于磁卡、ID卡。

第二節、  單路節水控制管理子系統

1、節能控制系統簡介

    IC卡節能控制管理(子)系統采用非接觸式IC卡作為電子錢包,用高性能節能控制器自動控制出水口電磁閥放水和關水,節能控制器根據實際用水量自動計費,從消費者的IC卡電子錢包中自動收費;同時,節能控制管理系統所有硬件設備符合國際電氣及防水標準,適用于澡堂淋浴收費控制、開水/熱水收費控制、飲用水收費控制、學生宿舍冷/熱水收費控制、洗衣房收費控制等各種小額消費應用。

    節能控制器可脫機運行,以手持式采集器進行數據采集,也可與管理計算機通過網絡連接后用節能管理軟件進行設備參數設置、消費數據采集及查詢、統計、報表、結算等處理。從而達到節約用水用電,科學收費、高效管理的目的。

    本系統使用簡單、操作容易、功能強大,完全取代了現金、票證、磁卡等落后的消費方式,是校園卡一卡通系統中的重要子系統。

2、系統組成說明

    整個管理系統由中央處理部分、數據采集部分、前端設備部構成。

    系統配置圖如下:

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中央處理部分:

    1、授權卡的發放、存款、掛失、注銷、卡片回收
    2、數據的整理、統計、查詢、打印

硬件部分: 

    計算機
    打印機
    非接觸IC卡發卡器(RD-M920)


軟件部分:

    操作系統:Windows98以上中文操作系統
    非接觸IC卡水控收費系統

數據采集部分(脫機型):用采集卡進行數據的采集,大大減輕工程施工的工作量。 采集卡

前端設備部分:消費數據的處理及儲存.(控水)

組件如下:

    電源(12V)
    電磁閥
    非接觸IC卡節能器(RD-M710)
    脈沖水表(計量時使用)

3、 終端設備說明

M710水控器

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產品特點:

    淺色半透明外殼,流暢外觀設計,盡顯流行時尚 
    全防水設計,鍵盤和上下殼接縫雙層設計并有硅膠密封件防水 
    獨有節水設計,采用讀卡和開關雙重方式控水,插卡后按下開水鍵出水,拿走卡或按下關水鍵停止出水,更加人性化和節水 
    節電設計,設備在沒有讀到卡或沒有按鍵操作情況下30分鐘自動斷電,讀卡或按鍵后自動啟動  
    電子錢包方式應用,僅記錄消費額,免去帳目不符的煩惱 
    采用數據采集卡即可提取累計數據,無須復雜聯網,減少施工量 
    采用計時方式扣費,可以對費率進行靈活設置,符合各種要求 
    配合流量表,可以采用計量方式扣費,更加科學、公平、合理 
    系統接入簡便,上位軟件可以和原來消費管理系統連接,無須重新輸入人員信息即可直接發卡,方便在原有的消費系統基礎上擴展成一卡通 
    用戶充值更簡易,可以通過自助卡內轉帳和管理中心充值兩種方式

脈沖水表

產品特點:

    1、  完全解決了字輪進位時識別水表數出現亂碼的問題;
    2、  日常工作無需供電,只需抄讀時供給電源,避免了由于供電不穩定、不可靠或故障引起的計量誤差及大量的維護工作;
    3、  自動記憶碼輪位置,不是脈沖累加式計量,無需初始化;
    4、  數碼傳送。在接受方可利用校驗碼進行誤碼判斷,錯則要求水表重發,所以在復雜的使用環境下能穩定、準確、可靠地實現計量; 
    5、  機械讀數和電子讀數保持完全一致。不存在因累計誤差或水表倒轉而引起兩者讀數不一致的情況;
    6、  傳感器是無磁非接觸式的,不存在外界磁干擾引起讀數不準的情況,電子讀數裝置不影響原來一次儀表的計量精度。
    7、  脈沖信號0.001m3

安裝要求

    1、  水表安裝前須沖洗管道。
    2、 水表必須水平安裝,使水表讀數字面朝上,箭頭方向與水流方向相同。
    3、 水表必須安裝在周邊環境干燥、拆裝、維修方便。建議安裝在專用水表箱內。 
    4、 水表前后必須安裝閥門。

脈沖水表曲線圖

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水控制系統業務流程

    系統采用預付費的方式進行水控制管理,正常使用流程如下:

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    1)    消費者將已發行充值的用戶卡插入節能控制器上,節能控制器自動判斷該卡是否為有合法效卡、卡中小錢包內是否有儲值金額。若卡合法有效,并且有儲值金額,則允許使用該節能控制器。若為非法卡和無效卡則報警,且不允許使用該節能控制器。
    2)    消費者需要用水時,只需按動該節能控制器的開始按鈕,則控水裝置立即放水或,計費開始,同時從小錢包中扣款。節能控制器顯示消費金額。
    3)    消費者需要暫停用水時,只需按動該節能控制器的停止按鈕,則控水裝置立即斷水,計費和扣款均停止。再次按動開始按鈕后恢復供水和計費扣款。
    4)    使用完畢,消費者將用戶卡從節能控制器里抽出,則控水裝置立即斷水,計費和扣款均停止。并且使開始按鈕失效,直至下一次插卡使用。
    5)    如果用戶卡中小錢包內儲值金額已扣完,則控水裝置立即斷水,按鈕失效,計費和扣款均停止。必須轉存儲值金額到小錢包后方可繼續使用。

    管理者可通過管理軟件或采集卡采集節能控制器內的收費數據。用戶卡發卡、充值、掛失、換卡、回收等卡片管理由智能卡中心統一處理。
 
節能控制系統功能特點

    1)    采用特殊的防水設計,適應澡堂等環境。
    2)    實現自動供水控制和收費,可以實現無人值守,采用電子錢包交易,避免管理漏洞及更科學高效。
    3)    按實際用水量計費扣款,出水時開始計費,斷水時計費停止,實時扣款,實現了個性化消費,對于消費者和承包商均公平合理,兼顧二者利益。
    4)    由于計費扣款可見,使用者會自覺縮短用水用電時間,提高了供水設備使用周轉率,從而起到節約資源的作用。
    5)    采用實時計費扣款,多用多扣,不用不扣。使用者在不需用水時會自覺關斷閥門,杜絕了浪費水/電的現象,節約了寶貴的資源。相對也減小了對供水供電設備的容量要求。
    6)    先買卡后消費,有效解決前期設備款的投入問題
    7)   培養了人們的節約意識,利國利企利已,促進了精神文明建設。IC卡管理方便準確,提升了管理效率與檔次。

IC卡節能器控水應用可行性分析報告

    ROAD系列IC卡節能控制器是針對我國目前用水狀況和實際特點開發的高新智能節水管理系統。本系統采取多用多收,少用少收,無費自動關閉停止供水的使用方式。通過管理卡可輕松的進行費率設置、數據采集、無需復雜聯網。操作簡單、使用方便。適用廣泛:如學校、工礦、公共浴室、開水房、出租屋、洗衣房等。ROAD系列IC卡節能控制器是解決水資源浪費的新措施。目前節水已成為全球亟待解決的問題。節約資源,防止浪費,給您提供最完美的解決方案! 

    控水管理系統是否會產生真正的經濟和社會效益?何時收回投資成本是投資者最關心的問題。讓我們先來看下面一組數據:這是某高校(該校共有師生1萬2千人左右)在安裝智能卡控水系統后,其他因素基本相同的情況下,該校后勤管理部門經過認真全面的統計和現場實際測試得出的結果。 

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    由上表不難看出,使用智能卡控水系統后,雖然學校總收入相同,但支出卻減少了五分之二,每月增加收入25000元左右,同時節水、節煤都近五分之二,經濟效益相當明顯。

    讓我們做一簡單的分析:

一、經濟效益

    1、未安裝控水系統前該校學生浴室每周開放6次,每次洗浴時間為4小時,平均每天約1400人洗浴,浴室淋浴頭總計為200個,每月開放25天,現場測得一個噴頭每小時流量約0.7噸。

    以此計算,浴室每開放一次,用水量就達到:0.7×4×200=560噸;學生每次洗澡平均時間為:60分鐘÷(1400÷4÷200)=34.2分鐘(含部分浴后不關閥的浪費水時間)。如采用煤加熱,每噸熱水的價格為3元(油加熱約為22元,天然氣約為18元)。按正常洗浴時間計算,男生平均需要15分鐘,女生需要25分鐘,而實際平均用時為34.2分鐘,其中的14.2分鐘被無情地浪費掉了。因此,學校每開放一次浴室,即有0.7×14.2÷60×1400=231.9噸水被無情地浪費掉了;多支出費用3元/噸×231.9噸=695.7元(油為5101.8元,天然氣為4174.2元)。按一年浴室使用6個月時間計算,學校水資源的浪費、支出的費用是讓人觸目驚心的! 

    2、安裝設備后的經營狀況

    安裝此系統后,由于浴頭使用率大大提高,學生節水意識明顯增強,使得每天洗浴人數可增加到2000人,洗浴時間也縮短為20分鐘,每個噴頭每小時用水降低為0.7噸。如果按0.06元/分鐘收費(油需0.22元,天然氣為0.18元),那么一天的凈收益為0.06元×20×2000-3元×0.7×(20×2000÷60)=1000元。一年下來,按6個月時間計算,可凈收入1000元×(182÷7×6)=156000元。現在平均日用水340多噸,節省了五分之二。那么,使用智能型控水系統是否會增加學生的負擔呢?不會。以男生為例,一般洗浴時間為15分鐘,大約消費1元左右,不但不增加,反而還會有所降低。不安裝此套系統,提高收費標準是否會減少虧損呢?答案是否定的。因為提高收費標準,無疑會將部分學生推向社會公共浴池,而到學校浴池洗浴的學生將變得越來越少,使本就不高的收入變得更加可憐,其實這也是學校浴池虧損的真正“禍根”;即使收費增加,但如果缺乏有效的管理手段,不節約用水,學校浴池同樣也會虧損。根據統計,一所數量在300個左右噴頭的學校浴室,按一年使用六個月計算的話,每年虧損要在6萬元以上,而采用智能控水系統后,不僅彌補了虧損,每年還會增加收入十幾萬元,使用該系統的好處已不言而喻。同時,智能卡控水系統投資小,見效快。一套200點左右的系統,投資僅需要十幾萬元,學校一年就基本能夠收回(主要來自節約)。

    使用智能卡控水系統,在節資增收的同時,還可以為使用者帶來許多好處:

    一、收費更加公平合理。多用水多收費,少用水少收費,更符合學生的消費心理,同時也避免了某些學生故意浪費水、拖延時間的不良習慣。 
    二、減輕了工作人員的勞動強度。該系統屬無人職守系統,浴室入口設一名管理人員足以,工作人員可適當精簡,節約勞動成本開支,管理員不必再擔心學生不刷卡、不給票,真正做到現代化、科學化的管理,極大的提高了管理水平。
    三、控水器完全脫機使用,避免了因聯網布線而引起的故障。

二、社會效益

    我國是一個水資源嚴重匱乏的國家,據資料統計表明,我國人均水占有率不及世界平均水平的十分之一,而在水資源如此匱乏的情況下,我國的水資源浪費現象又相當嚴重,節約用水已經刻不容緩。雖然我國也在大力倡導節水工程,但僅有宣傳是不夠的,必須有一套行之有效的管理方法和手段,而使用智能型控水系統是解決高校水資源浪費、用水管理難的最理想方案之一。使用智能型控水系統后,各大高校最直接的感受就是用水量明顯的降低,平均節水在一半以上。一所萬人左右的高校,年平均用水在十萬噸以上,而采用智能卡控水系統后,每年可節水五萬噸,所帶來的社會效益是驚人的。使用這套系統,可以帶來事半功倍的效果,可謂“一次投資,終生受益”。

第三節、公寓一控二節能水控制管理子系統

    方案采用的是一控二的節能水控器,當公寓水龍頭是二個的時候,并希望做到誰用誰付費,就可采用此方案。一控二節能控制器并可針對冷水、熱水設置不同的收費標準。

    我公司研制的感應式IC卡一控二節能控制系統不僅能達到節約用水,同時能更達到科學收費、高效管理的目的。多路節能控制器能對冷水、熱水進行混合控制,并且能計時計量混合使用,節能控制器可設置2種不同的匯率,即:針對冷水、熱水設置不同的扣款匯率。特別是用在公寓水控制方面與同類產品有更高的性價比優勢。誰用誰掏費、不用不扣費、多用多扣費,與平攤費用的模式更人性化、科學合理化

1、 系統組成說明

    整個管理系統由中央處理部分、數據采集部分、前端設備部分構成。
    計時、計量混合控制系統示意圖(脫機型)

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中央處理部分: 

    授權卡的發放、存款、掛失、注銷、卡片回收
    數據的整理、統計、查詢、打印

硬件部分:
 
    計算機
    打印機
    非接觸IC卡發卡器(RD-M920)


軟件部分:

    操作系統:Windows98以上中文操作系統
    數據庫:SQL SERVER 2000
    非接觸IC卡水控收費系統


數據采集部分(脫機型M710-2):用采集卡進行數據的采集,大大減輕工程施工的工作量。 采集卡

數據采集部分(聯網型M710-2L):
485轉換器

前端設備部分:(用于控水)
組件如下:

    電源(12V)
    電磁閥
    脈沖水表(計量時選用)
    非接觸IC卡節能器(RD-M730/740)


終端設備說明

M710-2水控器

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產品特點

    1、   流暢外觀設計,盡顯流行時尚。
    2、   全防水設計,鍵盤和上下殼接縫雙層設計并有硅膠密封件防水。
    3、   具有2路驅動和2路輸入I/O,能同時控制2個閥門。
    4、   一控二節能器可同時輸出2路信號。
    5、   一控二節能控制器能對冷水、熱水進行混合控制,并且能計時計量混合使用,節能控制器可設置2種不同的匯率,即:針對冷水、熱水設置不同的扣款匯率。
    6、   采用8位數碼管顯示,可完整顯示日期、時間、刷卡時顯示卡上余額。
    7、   獨有節水設計,采用讀卡和開關雙重方式控水。首先按鍵選擇需要使用的水閥對應的編號,然后刷卡預扣設定的金額即可出水,消費完后進行第二次刷卡,此時將剩余金額返還到卡內,若消費金額達到預扣金額或忘記刷第二次卡時,閥門停止出水。
    8、   采用計時方式扣費,可以對費率進行靈活設置,每路輸出可設定成不同的扣費費率并可2路同時使用,使用時配合[開始/停止]按鈕收費更合理。
    9、   配合流量表,可以采用計量方式扣費,更加科學、公平、合理。
    10、RD-M710-2型采用電子錢包方式,僅記錄消費額,免去賬目核對的煩惱,采用采集卡即可提取消費累計數據,無須復雜聯網,減少施工量。
    11、用戶充值更簡易,可以通過自助卡內轉帳和管理中心充值兩種方式。

水控制系統業務流程

水控制管理,正常使用流程如下:

水控制管理計時模式:

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水控制管理計量模式: 

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第四節  公寓電控管理子系統

一、目前用電管理面臨的問題     
                
    隨著我國教育體制的改革,高校后勤社會化管理也發生了由計劃經濟體制向市場經濟體制轉變的重大變化,這一變化波及到高校后勤的各方面。其中高校后勤水電管理就是很重要的課題。從目前高校學生宿舍用電特點來看,已經由過去的單一照明發展成為照明、電腦及其他用電設備的多項用電方式,同時后勤社會化改革也將學生超額用電收費問題擺在了學校的面前。學生宿舍用電管理還只是高校后勤管理體系中水電管理的一個環節,如果再加上高校教職員工生活區、教學區的辦公室、教室、實驗室、外來租用戶等用電單位,那將是一個龐大的管理體系,其中用電戶偷電、漏電、超負荷用電、拖欠偷逃電費等現象一直是困擾高校后勤管理的普遍問題,迫使后勤管理中心需要花費大量的人力、物力對用電戶進行檢查和催收電費。

二、解決方案的特點

    使用8路IC卡預付費節能管理系統進行管理,是解決上述問題的最有效的方式。每個節能控制器能控制8間公寓的供電,相對于現有的計量及收費管理方式,采用本方案具有如下顯著優點:

    1、性能優良,計量精確,性能穩定,靈敏度高,防竊電。
    2、無需專人上門抄表收費,通過技術手段促使用戶主動交費,如發生欠費,電表自動斷電以催促用戶交費,交費后電表自動合閘恢復供電。用戶所需抄錄的電費數據將由IC卡或通訊線自動傳回計算機管理系統,顯著提高抄表收費工作效率和效果,節省大量精力。
    3、并能通過技術手段有效防止內部人情費用、拖欠偷逃電費的情況發生,雙相計量能有效地防止竊電,計量精度高,有效地堵塞資金流失的一大漏洞。
    4、具有超負荷斷電控制,有效地保護電路安全。
    5、管理系統可實現網絡環境下運行,可方便地升級到后勤管理“一卡通”,實現水、電、就餐消費、機房消費、商戶消費等綜合管理。

1、系統組成說明

    整個管理系統由中央處理部分、數據采集部分、前端設備部分構成。

節能控電管理系統示意圖(脫機型)

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節能控電管理系統示意圖(聯網型)

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中央處理部分:

    1、  權卡的發放、存款、掛失、注銷、卡片回收
    2、  數據的整理、統計、查詢、打印

硬件部分:

    計算機
    打印機
    非接觸IC卡發卡器(RD-M920)

軟件部分:

    操作系統:Windows98以上中文操作系統
    數據庫:SQL SERVER 2000
    非接觸IC卡電控收費系統

數據采集部分(脫機型M730):用采集卡進行數據的采集,大大減輕工程施工的工作量。 采集卡

數據采集部分(聯網型M740):  485轉換器

前端設備部分:
組件如下: 

    電源(12V)
    繼電器
    脈沖電表
    非接觸IC卡節能器(RD-M730/740)


電控制系統業務流程

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使用說明:

    1、費者需要用電時,只需選擇用電的節點編號(使用中的節點按鍵不會生效),然后在節能控制器上刷已發行充值的用戶卡,節能控制器自動判斷該卡是否為有合法效卡、卡中小錢包內是否有儲值金額。若卡合法有效,并且有儲值金額,則節能控制器按設置的預扣金額進行預扣。若為非法卡和無效卡則報警,且不允許使用該節能控制器。
    2、刷卡后立即啟動控電裝置,計費按實際流量進行扣費,多用多扣,不用不扣。
    3、使用時若達到預扣金額,此時會立即斷電。
    4、如果用戶卡中小錢包內儲值金額已扣完,必須轉存儲值金額到小錢包后方可繼續使用。
    5、管理者可通過管理軟件或采集卡采集節能控制器內的收費數據。用戶卡發卡、充值、掛失、換卡、回收等卡片管理由智能卡中心統一處理。

節能控制系統功能特點

    1、  實現自動供電控制和收費,可以實現無人值守,采用電子錢包交易,避免管理漏洞及更科學高效。
    2、  按實際用用電量計費扣款,通電時開始計費,斷電時計費停止,實現了個性化消費,對于消費者和承包商均公平合理,兼顧二者利益。 
    3、  由于計費扣款可見,使用者會自覺縮短用電時間,從而起到節約資源的作用。
    4、  采用實時計費扣款,多用多扣,不用不扣。使用者在不需用電時會自覺關斷電源開關,杜絕了浪費的現象,節約了寶貴的資源。相對也減小了對供電設備的容量要求。
    5、 先買卡后消費,有效解決前期設備款的投入問題
    6、 培養了人們的節約意識,利國利企利已,促進了精神文明建設。IC卡管理方便準確,提升了管理效率與檔次。

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