一种自带水控功能的实验室纯水设备的制作方法

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种可实现多用户共享的纯水设备。

背景技术：

在实验室领域中，存在大量的公共实验室、开放平台，这些场合需要对其公用的实验室纯水设备进行多用户使用管理——以便实现多用户共享、提高实验室纯水设备资源利用率的同时，达到科学有效管理或分担养护成本的目的。

如图1所示，传统纯水设备采用的水控系统包括由连接读卡器c的多套水控单元组成，每一个取水点就需要配备一套的水控单元，成本高。

传统每套水控单元包括电源适配器f和一电动取水阀e，还包括有一脉冲计数器或流量计d。所述电源适配器f负责向读卡器c供电，读卡器c内部pcb带有脉冲计数器或流量计d信号采集端口、电动取水阀e控制端口。读卡器c上有控制按钮控制电动取水阀e的启闭，当客户执行刷卡并经读卡器c确认有效后，读卡器c可以显示ic卡余额，此时按下读卡器c上的控制按钮，电动取水阀e开启并放水(如脉冲计数器或流量计d前还有其它阀门必须提前开启)，脉冲计数器或流量计d同步计数流量并传输给读卡器c以实现实时扣费。当客户需要停止取水时，可以再次按下读卡器c上的控制按钮，电动取水阀e关闭，取水停止。在功能上，所述水控系统通过脉冲计数器或流量计d在外部连接纯水设备a,基于它们是各自独立的2套系统(无控制信号关联)，以至传统水控系统与纯水设备a及其自带的取水阀b无法联动，必须分别控制纯水设备a自带的取水阀b、和水控系统中读卡器c的控制按钮启/停才可以实现水控取水功能。

传统水控系统需要增加额外的水路元件和管路在纯水设备a的取水口上，附加元件自身的污染+死体积的增加，都将导致纯水面临二次污染的问题。

传统的实验室纯水设备在进行多用户管理时，通常采用两种方式：

一是，纸质记录方式,使用人员自觉登记姓名、使用时间和用水量。该方法存在极其低效和信息不可靠的缺陷，漏记、错记的情况难以避免；

二是，通过外接第三方水控管理平台和设备，配合ic卡进行管理.此种方法完全使用自来水或饮用纯净水的技术平台(如ic卡水表、一卡通管理系统等)，需对取水器进行水、电路改造来实现兼容，同时在纯水出口增加额外的阀门和管件。这种做法将直接造成取水口附加的二次污染，而纯水作为科研实验中最常用的试剂，二次污染的纯水可能严重影响用户的正常实验结果获得。同时，额外的水控系统难以与取水器实现控制联动，使操作更加复杂。最后，当纯水设备同时可以产出多种水质时，必须配套多个水控终端以实现不同费率计费。

技术实现要素：

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种自带水控功能的实验室纯水设备。该设备结构简单，无须对纯水设备取水口做任何改造，不会产生二次污染；取水过程操作简单，计费精确，可实现一卡多机、一机多卡的使用目的。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自带水控功能的实验室纯水设备，包括发卡系统、水控系统、纯水设备；其中，

发卡系统，包括连接rmms智能充值管理系统的发卡器，发卡器发放用户ic卡；

纯水设备，包括多个取水器和纯水设备主控板，所述多个取水器连接该纯水设备主控板，该纯水设备主控板连接网络；其中，

每个取水器设有控制出水的取水阀和获取流量信号的流量计；且每个取水器为对应不同水质的取水器；

纯水设备主控板，为具有自动识别不同取水器的水质功能，且读取取水器的流量计的流量信息，根据预设有不同水质的费率对用户ic卡执行扣费的主控板；

水控系统，包括一rfid读卡器，该rfid读卡器c通过多芯线缆与纯水设备主控板进行通讯，该多芯线缆包括rs485通讯线和dc5v供电线。

如上所述的一种自带水控功能的实验室纯水设备，所述纯水设备主控板设有纯水设备主界面，该纯水设备主界面的菜单栏中设置有“管理员”、“系统设置”、“水控模式开关”、“费率”菜单；且rfid读卡器设有显示当前用户ic卡余额的led面板。

如上所述的一种自带水控功能的实验室纯水设备，管理员运行rmms智能充值管理系统实现用户ic卡的密码、余额的卡片信息管理；当该rfid读卡器的密码与用户ic卡的密码相匹配后启动水控模式；所述rfid读卡器和纯水设备执行以下任务：

一是，rfid读卡器在无卡或插入无效ic卡时，led面板显示无效图标；当插入有效ic卡时，led面板显示当前用户ic卡余额。

二是，在纯水设备主界面，开启“水控模式开关”，开启水控模式，纯水设备主控板检测rfid读卡器是否连接，用户ic卡是否为有效ic卡，该用户ic卡的卡中是否有足够余额等信息；

三是，若纯水设备主控板检测到rfid读卡器未连接，或用户ic卡为无效ic卡，或用户ic卡中余额不足时，纯水设备主控板不允许取水，纯水设备主界面显示禁止取水的取水图标：

四是，rfid读卡器的led面板显示有足够余额的有效ic卡的当前余额，纯水设备主控板允许正常取水，纯水设备主界面显示允许正常取水状态的取水图标。

如上所述的一种自带水控功能的实验室纯水设备，当rfid读卡器的密码与用户ic卡的密码相匹配正确，且该用户ic卡的余额>0，则该用户ic卡为有效ic卡；当用户ic卡的密码与rfid读卡器的密码不匹配，该用户ic卡为无效ic卡。

如上所述的一种自带水控功能的实验室纯水设备，当用户正常取水时，纯水设备主控板按预设的不同水质的费率发送扣费金额给rfid读卡器，对用户ic卡执行扣费，扣费金额按照实际的取水升数*费率来计算；实际的取水升数是由该纯水设备主控板读取取水器的计量计的脉冲信息来获得的。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

一是，本发明自带水控功能的实验室纯水设备将水控功能与纯水设备的控制系统整合，使用外接rfid读卡器的射频识别技术实现用户的登录、识别及用水管理、计费。该rfid读卡器与纯水设备可以通过纯水设备既有通讯接口，通过线缆实现快速连接，由纯水设备向读卡器供电并实现双向数据通讯。从而达成一种便捷、无污染的多用户、多水质、多费率的实验室纯水使用管理模式。

二是，传统水控系统比本发明水控系统至少需要多一个电源适配器、一个流量计或脉冲计数器和一个电动取水阀组成的水控单元，且每多一个取水器就要多一套水控单元，本发明水控系统则仅需要通过多芯线缆连接一个rfid读卡器到纯水设备，即可实现二者间的rs485通讯+dc5v供电，且本发明水控系统的rfid读卡器无须外部独立电源、无须内置额外的流量计或脉冲计数器采集模块、无须自动取水阀控制电路，因此它的pcb设计相对简单。

三是，在功能上，传统水控系统与纯水设备无法联动，必须分别控制纯水设备和水控系统的启/停才可以实现水控取水功能；本发明水控系统则完全与纯水设备建立信号互动关系，使用的是同一个的纯水设备控制系统，取水时除了增加刷卡动作，剩余执行的操作与纯水设备正常取水一致。使用的用户ic卡即插即用，功能升级极其简便——将刷卡器通过电缆直接连接至设备背后的通讯接口上，并通过设备上的管理员菜单打开水控功能，即可投入使用；

四是，由于传统水控系统需要增加额外的水路元件和管路在纯水设备取水口上，附加元件自身的污染+死体积的增加，都将导致纯水面临二次污染的问题。而本发明水控系统没有对取水管路做任何改动、不增加任何新的水路元件、不会产生二次污染，也不会对纯水设备原设计方案下的取水灵活性造成影响。完全无须对纯水设备进行任何改造，克服了传统的外接水控器方式带来的纯水污染问题；

五是，纯水设备可根据地址码自动识别不同取水器，并根据其对应取水器出水的水质采用预设不同水质的费率，并通过实现预设不同水质的费率对持卡用户ic卡执行对应费率的按取水升数扣费，不必使用多个水控终端。仅用一台读卡器，即可兼容多个取水点、不同水质的费率计费。

六是，通过rfid读卡器密码和用户ic卡密码的配对管理方式，可实现一卡多机、一机多卡的使用目的，同时也可以限制不同密码的设备间的卡片混用。

七是，通过设备自带的sd卡或打印机输出带有卡号的消费信息——可以实现精确的消费数据追踪和记录。

八是，对于具备物联网功能的纯水设备，亦可通过云平台管理卡用户的消费信息。

九是，用户ic卡片的发放、充值、退款及历史操作记录，可以通过pc端的管理软件+发卡器实现管理。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术实验室纯水设备的结构示意图；

图2是本发明自带水控功能的实验室纯水设备的的结构示意图；

图3是本发明自带水控功能的实验室纯水设备的模块关系示意图；

图4是本发明自带水控功能的实验室纯水设备的工作原理示意图；

图5是本发明自带水控功能的实验室纯水设备的pcb线路示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

现结合图2至图5,说明本发明一种自带水控功能的实验室纯水设备。包括发卡系统、水控系统、纯水设备。

所述发卡系统包括一rmms智能充值管理系统和发卡器。管理员通过电脑登录rmms智能充值管理系统，发卡器通过usb通讯线缆与电脑相连接，管理员运行rmms智能充值管理系统、登录账号即可实现用户ic卡的发放，及该用户ic卡的密码、余额、充值、退款等卡片信息管理，及查询历史操作记录等功能。

所述纯水设备包括多个取水器和纯水设备主控板，所述多个取水器连接该纯水设备主控板，该纯水设备主控板连接网络。

在本实施例中，每个纯水设备设有三个取水器，每个取水器设有控制出水的取水阀b和获取流量信号的流量计；且每个取水器对应不同水质，每个取水器对应的不同水质是由相应的每个取水器pcb上的跳线地址码来明确标记和区分的，在本实施例中，每个纯水设备设有一级水取水器、二级水取水器和三级水取水器，且一级水取水器对应一级水质、二级水取水器对应二级水质，三级水取水器对应三级水质。

所述纯水设备主控板具有自动识别不同取水器的水质的功能，是通过取水器地址码，按照约定的地址码vs.水质关系予以识别的，并预设有不同水质的费率，所述费率为单升价格，例如：￥2元/升。该纯水设备主控板使用预设的不同水质的费率对用户ic卡执行扣费，扣费金额按照实际的取水升数*费率来计算。实际的取水升数是由该纯水设备主控板读取取水器的流量计的脉冲信息来获得的。在本实施例中，所述纯水设备主控板对应一级水取水器、二级水取水器和三级水取水器预设的费率分别有一级水质费率、二级水质费率、三级水质费率。本发明纯水设备主控板设有纯水设备主界面，该纯水设备主界面在菜单栏中设置有“管理员”、“系统设置”、“水控模式开关”、“费率”等菜单。

所述水控系统包括一rfid读卡器c，本实施例中采用rfid-cr型号rfid读卡器。该rfid读卡器c通过多芯线缆与纯水设备主控板进行通讯，该多芯线缆包括rs485通讯线和dc5v供电线，以同步提供rs485协议和dc5v供电功能。连接纯水设备主控板的rfid读卡器c的密码需与用户ic卡的密码相匹配方可启动水控模式。通过密码配对管理方式，可实现一卡多机、一机多卡的使用目的，同时也可以限制不同密码的设备间的卡片混用。

取水时，用户ic卡插入rfid读卡器c的感应区，该rfid读卡器c的ic读卡控制板读取用户ic卡信息后，数据经rs485上传给纯水设备主控板，确认用户ic卡相关信息，如密码、余额等卡片信息。当rfid读卡器c的密码需与用户ic卡的密码相匹配正确，且该用户ic卡的余额尚足(>0)，则纯水设备a解锁，该用户ic卡为有效ic卡，可以执行取水功能；当用户ic卡的密码与rfid读卡器c的密码不匹配，该用户ic卡为无效ic卡，纯水设备a不予解锁。

取水后，纯水设备a主控板通过rs485向rfid读卡器c发送扣费金额，rfid读卡器c通过rs485收到纯水设备主控板传输信息后，对取水的用户ic卡进行写入扣费。同时，本发明rfid读卡器c设有实时显示用户ic卡余额信息的led面板。

上述一种自带水控功能的实验室纯水设备可以通过既有通讯接口+多芯线缆(包括rs485通讯线和dc5v供电线)实现快速连接，由纯水设备主控板向rfid读卡器c供电并实现双向数据通讯,从而达成一种便捷、无污染的多用户、多水质、多费率的实验室纯水使用管理模式。

所述一种自带水控功能的实验室纯水设备使用时，所述rfid读卡器和纯水设备执行以下任务：

一是，rfid读卡器在无卡或插入无效ic卡时，led面板显示无效图标；当插入有效ic卡时，led面板显示当前用户ic卡余额。

二是，在纯水设备主界面，开启“水控模式开关”，开启水控模式，纯水设备主控板检测rfid读卡器c是否连接，用户ic卡是否为有效ic卡，该用户ic卡的卡中是否有足够余额等信息；

三是，若纯水设备主控板检测到rfid读卡器c未连接，或用户ic卡为无效ic卡，或用户ic卡中余额不足时，纯水设备主控板不允许取水，纯水设备主界面显示禁止取水的取水图标：

四是，当持卡用户将有足够余额的有效ic卡放至rfid读卡器c的感应区域后，rfid读卡器c的led面板会显示当前余额，纯水设备主控板允许正常取水，纯水设备主界面显示允许正常取水状态的取水图标：

五是，当用户正常取水时，纯水设备主控板按预设的费率计费，并每取水100ml，发送扣费金额给rfid读卡器c，rfid读卡器c扣取该扣费金额后，在led面板显示当前用户ic卡余额。

本发明自带水控功能的实验室纯水设备通过其自带的sd卡或打印机输出带有卡号的消费信息，可以实现精确的消费数据追踪和记录。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。