基于非接觸式IC卡充值的躉售計量站預付費管理系統

張宇陽

摘 要：分析供熱公司躉售計量站預付費的必要性，介紹IC卡技術與優勢，闡述基于IC卡充值的躉售計量站預付費管理系統的組成、工作流程、實施效果。

關鍵詞：非接觸式IC卡; 躉售計量站; 預付費

1 概述

隨著我公司規模逐漸擴大，供熱區域逐漸增多，躉售區域及計量站也越來越多，躉售區域的熱費收繳與公司的經濟效益有著密切的聯系，由于躉售用戶的結算是先使用后結算，存在熱費不能及時回收，甚至拖欠熱費的問題。開發基于IC卡充值的躉售計量站預付費管理系統，改善躉售用戶用熱習慣，解決現階段先用熱、后結算導致的收費難問題，從技術手段上實現先交費、后使用的運營模式，使躉售用戶提前上交供熱費，可以從根本上解決躉售用戶熱費拖欠的問題，及時回收熱費，提高公司的經濟效益。

2 非接觸式IC卡技術

非接觸性IC卡本身是無源卡，當讀寫器對卡進行讀寫操作時，讀寫器發出的信號由兩部分疊加組成：一部分是電源信號，該信號由卡接收后，與本身的L/C產生一個瞬間能量來供給芯片工作。另一部分則是指令和數據信號，指揮芯片完成數據的讀取、修改、儲存等，并返回信號給讀寫器，完成一次讀寫操作。讀寫器則一般由單片機，專用智能模塊和天線組成，并配有與PC的通訊接口，打印口，I/O口等，以便應用于不同的領域。

非接觸式卡的序列號是唯一的，制造廠家在產品出廠前已將此序列號固化，不可再更改。非接觸式卡與讀寫器之間采用雙向驗證機制，即讀寫器驗證IC卡的合法性，同時IC卡也驗證讀寫器的合法性。非接觸式卡在處理前要與讀寫器之間進行三次相互認證，而且在通訊過程中所有的數據都加密。此外，卡中各個扇區都有自己的操作密碼和訪問條件。

3 躉售計量站預付費管理系統的組成

3.1 計量站計量裝置現狀

我公司10座計量站中，6座為標準計量站，配備超聲波熱量表、供回水電動閥門及計量站控制器，可實現計量站溫度、壓力、流量、熱量數據的實時上傳，遠程應急關斷供回水電動閥門;3座在對方換熱站內，僅加裝超聲波熱量表，可實現計量站溫度、流量、熱量數據的實時上傳;1座在躉售計量站后端換熱站內，為我公司向躉售用戶購熱。

3.2 躉售計量站預付費系統結構

對現有計量站加裝IC卡預付費控制箱，在回水側加裝電動蝶閥（拆除手輪、屏蔽拆除就地按鈕），將超聲波熱量表數據、電動蝶閥（預付費）控制接入IC卡預付費控制箱，躉售用戶可通過IC卡向IC卡預付費控制箱預存熱量，IC卡預付費控制箱內的控制器讀取熱量表數據，若預存熱量消耗完畢后，IC卡預付費控制箱輸出電動蝶閥（預付費）關閥信號，計量站后端管網停止供熱。保留原計量站供回水電動蝶閥門，以實現應急關斷功能。

4 基于IC卡充值的躉售計量站預付費管理系統工作流程

IC卡讀寫器分為管理員端和用戶端，設備均具備讀寫功能。管理員端使用usb接口與電腦連接，通過我公司經營收費系統將計量站信息及購熱數據寫入IC卡，并對數據進行加密，防止篡改;用戶端使用RS-485接口與計量站預付費控制器連接，通過預付費控制器讀取計量站信息，核對成功后，將卡內購熱數據與余額求和后存入控制器內，并將IC卡內購熱數據清零，完成購熱流程。

基于IC卡充值的躉售計量站預付費管理系統工作流程見圖3，描述如下：

①躉售用戶來我公司進行預付費系統繳費，我公司進行IC卡寫卡操作，分別對預付費計量站IC卡寫入購熱量，完成寫卡操作。

②躉售用戶使用IC卡到各計量站進行刷卡，將IC卡中熱量寫入預付費控制箱內，并清空IC卡中熱量數據，完成刷卡操作。

③IC卡控制箱顯示剩余熱量大于零時，下發開閥信號，開啟閥門，剩余熱量核減計量站熱量表數據實時更新，IC卡控制箱顯示剩余熱量為零時，下發關閥信號，關閉閥門。

④IC卡控制箱剩余熱量實時傳輸至公司遠傳系統，剩余熱量至報警值時，及時通知躉售用戶至我公司進行繳費，避免停熱。

5 基于IC卡充值的躉售計量站預付費管理系統實施效果

2018年公司已完成躉售用戶預付費計量站的改造施工、調試，并于2018-2019采暖季開始前投入使用，通過對躉售計量站加裝IC卡預付費控制箱及電動蝶閥，實現對躉售用戶的預付費管理，并保留原計量站應急關斷功能，提高了公司對躉售區域管理，保證了躉售用戶熱費收繳的及時性與完成率。