CN103824386A - 物联网售水管理系统 - Google Patents

Abstract

物联网售水管理系统，至少一台服务器的服务器组、用于存储信息的磁盘阵列、用于与自来水公司中心通讯的终端管理机、网络POS机、预付费水表、缴费卡，所述的服务器组分别与所述的磁盘阵列、防火墙双向通信，所述的服务器组通过以太网分别与所述的终端管理机和分布在各个网点的网络POS机信号连接；所述的预付费水表作为用户终端设备安装在使用者家中的水管总路上；所述的缴费卡与所述的预付费水表一一对应。本发明的有益效果是：实现了缴费自动化；实现上门刷卡收费；实现了多渠道缴费；提升了自来水公司智能化应用水平。

Description

物联网售水管理系统

技术领域

本发明涉及一种物联网售水管理系统。

背景技术

随着预付费水表的推广，使用预付费水表的用户越来越多，而目前对预付费水表售水的方式一般都集中在自来水公司营业厅进行，这样必然导致用户在自来水公司营业厅排队购水，造成营业厅售水业务压力增加，特别对于偏远山区的用户购水极不方便，降低了自来水公司的服务质量。

目前解决这些问题的方法一般有以下两种：1、增加自来水公司营业厅；2、与银行进行联网，通过银行售水；这些解决方法都增加了自来水公司的运营成本和管理成本，很难在服务和成本压力下达到平衡。

发明内容

为了克服现有技术中售水系统网点建设成本高、使用不方便等问题，本发明提出了一种降低网点建设成本、使用方便、解决偏远地区购水困难的物联网售水管理系统。

本发明所述的物联网售水管理系统，其特征在于：至少一台服务器的服务器组、用于存储信息的磁盘阵列、用于与自来水公司中心通讯的终端管理机、网络POS机、预付费水表、缴费卡，所述的服务器组分别与所述的磁盘阵列、防火墙双向通信，所述的服务器组通过以太网分别与所述的终端管理机和分布在各个网点的网络POS机信号连接；所述的预付费水表作为用户终端设备安装在使用者家中的水管总路上；所述的缴费卡与所述的预付费水表一一对应；

所述的终端管理机包括业务模块和查询模块，所述的业务模块、查询模块分别通过以太网与所述的服务器组信号连接；所述的网络POS机包括售水管理模块、数据存储模块、安全认证模块、数据传输模块、打印模块，所述的售水管理模块信号输入端与所述的缴费卡的芯片通信，所述的数据存储模块通过数据传输模块与所述的服务器组相连；所述的打印模块与所述的数据存储模块相连；

所述的预付费水表包括CPU控制器、计量模块、电源模块、实时时钟模块、显示模块、安装在水管总路上的阀门控制模块、读写卡模块、读写卡电路，所述的读写卡模块、所述的计量模块分别与所述的CPU控制器的输入端信号连接，所述的显示模块、阀门控制模块分别与所述的CPU控制器控制端连接；所述的电源模块、实时时钟模块、显示模块以及读写卡电路分别与所述的CPU控制器相连，所述的缴费卡通过读写卡电路与所述的预付费水表通信。

所述的服务器组包括业务处理模块、网络传输模块、基础数据管理模块、报表管理模块以及权限管理模块，所述的业务处理模块包括水表档案管理模块、用户档案管理模块、缴费信息管理模块、补卡管理模块、换表管理模块；所述的网络传输模块包括网络接入参数管理、网络POS机档案管理、磁盘阵列管理；所述的基础数据管理模块包括区域设置、站点设置、计量表类型设置、缴费类型设置、水价设置；所述的报表管理模块包括用户基本信息报表、用户缴费信息报表、用户补卡信息报表、用户换表信息报表、收费人员收费报表、用户用水信息报表、日统计报表、月统计报表、区间统计报表；所述的权限管理模块包括管理员权限管理模块、操作员权限管理模块、网络POS授权管理模块、终端管理机授权管理模块；所述的业务处理模块的各个模块分别与所述的终端处理机双向连接；所述的服务器组通过网络传输模块与以太网连接；所述的基础数据管理模块、报表管理模块以及权限管理模块的各个模块与所述的网络POS机的连接。

所述的服务器组配有防火墙，所述的防火墙通过以太网分别与所述的终端管理机和网络POS机双向通信。

所述的磁盘阵列包括多块磁盘，并且所述的磁盘采用RAID磁盘阵列方式运行。

使用时，磁盘阵列为整个系统提供数据存储服务，采用RAID磁盘阵列技术，使用多块磁盘实现数据的自动备份和完整性校验，当其中一块磁盘出现故障时，可以通过其它磁盘进行数据恢复，确保用户数据的安全性和可靠性。同时支持热插拨更换磁盘，方便磁盘数据维护时不影响系统的正常运行。该系统所有重要数据均由磁盘阵列负责存储；服务器组是由一台或多台服务器组成，是整个物联网售水管理系统的数据处理中心，主要用来和自来水公司的各种终端、银行、以及现场应用的网络POS机进行数据交换，以实现所有的缴费功能，同时负责将所有操作记录保存、备份在磁盘阵列中；服务器组完成网络POS机运行程序和数据库服务处理程序，不需要在任何一个网点再进行任何网络建设以及程序开发工作，只要具备一种网络通道和数据服务中心建立通信并通过授权认证即可开通缴费购水服务；防火墙是防止黑客攻击服务器组的网络安全设备，为服务器组及用户数据安全提供保障；终端管理机是自来水公司根据业务需要配置的业务终端，终端管理机通过以太网和服务器组进行通信，不需要在终端管理机上安装程序，所有的程序全部采用B/S架构安装在服务器中，只需要在终端管理机上以授权的用户登录后即可运行；终端管理机有两种功能：A、业务功能——用来建立居民用户的信息档案，进行开户发卡、修改信息、补卡、换卡、销户退卡等日常基本业务以及设置修改自来水价格等内容，更新和修改的数据全部保存在磁盘阵列中，而不保存在业务终端，这样就能够最大限度地实现数据共享，也能够确保数据的安全可靠。B、查询功能——用来进行抄表收费等数据的综合查询统计，可以生成日报、月报等各种统计报表，可以查询统计某个用户的当前、历史用水量、缴费信息等，也可以查询某个抄表人员、营业网点的收费信息；网络POS机包括售水管理模块、数据存储模块、安全认证模块、数据传输模块、打印模块：售水管理模块——完成读写卡管理、缴费及管理功能；数据存储模块——完成售水信息、用户操作记录的存储；安全认证模块——完成操作员安全认证功能，确保系统的安全性能；数据传输模块——完成缴费信息与服务器组进行数据交换，确保网络POS获取数据的实时性；打印模块——完成缴费单据的现场打印，所有缴费信息都有据可查；网络POS机由自来水公司安放在各个授权收费的网点，指定专人持有，全部为无线网络POS机，使用成熟的GPRS、CDMA、WCDMA无线通信技术接入以太网。使用时，收费人员在网络POS机上插入用户的缴费卡，输入用户的缴费金额，网络POS机能够将输入的数据立即发送到数据服务中心，根据当前的用水价格为用户计算购水量，经验证后存入数据库中，并将购水量数据发送到网络POS机，网络POS机将购水量数据写入到用户缴费卡中，同时为用户现场打印收费凭证；缴费卡是网络POS机与预付费水表进行数据交换的介质，网络POS机将用户的缴费信息存储在缴费卡内，预付费水表读取缴费卡内的缴费信息并将缴费信息转移至预付费水表内，同时将预付费水表的用水信息传输在缴费卡内，用户下次缴费时，可以将用户的用水信息通过网络POS机传输到服务器进行数据统计分析；预付费水表包括读写卡电路、通过缴费卡实现预付费水表与管理系统进行数据交换。预付费水表由CPU控制器、计量模块、电源模块、实时时钟模块、显示模块、阀门控制模块、读写卡模块组成；预付费水表包括阀门控制功能，当用户预存水费使用完毕后，水表自动关闭阀门，禁止用户继续用水，实现了水费的预收：通过向用户发放缴费卡，安装预付费水表，实现了水费的预收，给自来水公司带来良好的经济效益：CPU控制器——完成水表的智能计量、显示，同时完成缴费卡的读写，完成水费的预缴和水表用水信息的统计与反馈，完成阀门的控制，自动控制水表阀门的开关；计量模块——完成水表使用量的计量信号的产生，通过传感器将水表计量信息转换成电子信号给CPU控制器；电源模块——完成水表内电池的管理、电压的检测、低电压报警等功能；实时时钟模块——完成智能时钟的实现，表内时钟可以实现阶梯水价及用户月度使用量的统计；显示模块——完成水表计量信息、阀门状态、电池状态、用户信息、缴费信息的显示；阀门控制模块——完成阀门控制，当用户欠费时，CPU控制器控制水表阀门关阀，禁止用户继续用水；当用户重新缴费后，打开阀门允许用户用水；读写卡模块——完成预付费水表对缴费卡的读写功能，自动识别缴费卡的有效性和缴费量，同时将用户的用水信息返写在卡内，供管理系统统计分析用户的使用情况。

本发明的有益效果是：1、该系统实现了缴费自动化：操作人员通过使用GPRS、CDMA、WCDMA无线传输的网络POS机，可以在任意地点实时地将用户的缴费信息传递到数据服务中心，不再需要人工进行传递，数据准确可靠。由于采用了实时数据传输，不需要网络POS机进行数据存储，也不需要操作人员定期将网络POS机中的数据传回到自来水公司，对网络POS机的容量不再有任何要求，可以满足无限的数据容量要求；而且自来水公司的后台管理人员可以非常方便的查询统计操作人员的数据，了解操作人员的工作效率和劳动量，便于对操作人员的工作量进行评估、考核；

2、该系统可实现上门刷卡收费：由于使用了网络POS机设备，在特殊情况下，用户可以做到足不出户，自来水公司操作人员在用户家中就可以办理刷卡缴纳水费的业务，大大方便了用户缴费；

3、该系统实现了多渠道缴费：自来水公司可在超市、便利店、物业管理处、报亭等处设置收费点，极大地方便用户缴费，同时可实现自来水公司人员上门收费，用户可以足不出户缴纳水费，提高自来水公司的业务形象，具有良好的社会效益；

4、该系统提升了自来水公司智能化应用水平：水表的抄表和收费是一个工作量大、效率低的工作，并且需要大量人员采用手工方式进行。通过配置缴费卡、网络POS机，建立数据中心，实现了水表收费的自动化和智能化，大大提高了自来水公司的工作效率和智能化应用水平。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明的网络POS机结构框图。

图3是本发明的预付费水表的结构框图。

图4是本发明的服务器的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明

参照附图：

实施例1本发明所述的物联网售水管理系统，其特征在于：至少一台服务器的服务器组、用于存储信息的磁盘阵列、用于与自来水公司中心通讯的终端管理机、网络POS机、预付费水表、缴费卡，所述的服务器组分别与所述的磁盘阵列、防火墙双向通信，所述的服务器组通过以太网分别与所述的终端管理机和分布在各个网点的网络POS机信号连接；所述的预付费水表作为用户终端设备安装在使用者家中的水管总路上；所述的缴费卡与所述的预付费水表一一对应；

所述的终端管理机包括业务模块和查询模块，所述的业务模块、查询模块分别通过以太网与所述的服务器组信号连接；所述的网络POS机包括售水管理模块、数据存储模块、安全认证模块、数据传输模块、打印模块，所述的售水管理模块信号输入端与所述的缴费卡的芯片通信，所述的数据存储模块通过数据传输模块与所述的服务器组相连；所述的打印模块与所述的数据存储模块相连；

所述的预付费水表包括CPU控制器、计量模块、电源模块、实时时钟模块、显示模块、安装在水管总路上的阀门控制模块、读写卡模块、读写卡电路，所述的读写卡模块、所述的计量模块分别与所述的CPU控制器的输入端信号连接，所述的显示模块、阀门控制模块分别与所述的CPU控制器控制端连接；所述的电源模块、实时时钟模块、显示模块以及读写卡电路分别与所述的CPU控制器相连，所述的缴费卡通过读写卡电路与所述的预付费水表通信。

所述的服务器组包括业务处理模块、网络传输模块、基础数据管理模块、报表管理模块以及权限管理模块，所述的业务处理模块包括水表档案管理模块、用户档案管理模块、缴费信息管理模块、补卡管理模块、换表管理模块；所述的网络传输模块包括网络接入参数管理、网络POS机档案管理、磁盘阵列管理；所述的基础数据管理模块包括区域设置、站点设置、计量表类型设置、缴费类型设置、水价设置；所述的报表管理模块包括用户基本信息报表、用户缴费信息报表、用户补卡信息报表、用户换表信息报表、收费人员收费报表、用户用水信息报表、日统计报表、月统计报表、区间统计报表；所述的权限管理模块包括管理员权限管理模块、操作员权限管理模块、网络POS授权管理模块、终端管理机授权管理模块。

所述的服务器组配有防火墙，所述的防火墙通过以太网分别与所述的终端管理机和网络POS机双向通信。

所述的磁盘阵列包括多块磁盘，并且所述的磁盘采用RAID磁盘阵列方式运行。

使用时，磁盘阵列为整个系统提供数据存储服务，采用RAID磁盘阵列技术，使用多块磁盘实现数据的自动备份和完整性校验，当其中一块磁盘出现故障时，可以通过其它磁盘进行数据恢复，确保用户数据的安全性和可靠性。同时支持热插拨更换磁盘，方便磁盘数据维护时不影响系统的正常运行。该系统所有重要数据均由磁盘阵列负责存储；服务器组是由一台或多台服务器组成，是整个物联网售水管理系统的数据处理中心，主要用来和自来水公司的各种终端、银行、以及现场应用的网络POS机进行数据交换，以实现所有的缴费功能，同时负责将所有操作记录保存、备份在磁盘阵列中；服务器组完成网络POS机运行程序和数据库服务处理程序，不需要在任何一个网点再进行任何网络建设以及程序开发工作，只要具备一种网络通道和数据服务中心建立通信并通过授权认证即可开通缴费购水服务；防火墙是防止黑客攻击服务器组的网络安全设备，为服务器组及用户数据安全提供保障；终端管理机是自来水公司根据业务需要配置的业务终端，终端管理机通过以太网和服务器组进行通信，不需要在终端管理机上安装程序，所有的程序全部采用B/S架构安装在服务器中，只需要在终端管理机上以授权的用户登录后即可运行；终端管理机有两种功能：A、业务功能——用来建立居民用户的信息档案，进行开户发卡、修改信息、补卡、换卡、销户退卡等日常基本业务以及设置修改自来水价格等内容，更新和修改的数据全部保存在磁盘阵列中，而不保存在业务终端，这样就能够最大限度地实现数据共享，也能够确保数据的安全可靠。B、查询功能——用来进行抄表收费等数据的综合查询统计，可以生成日报、月报等各种统计报表，可以查询统计某个用户的当前、历史用水量、缴费信息等，也可以查询某个抄表人员、营业网点的收费信息；网络POS机包括售水管理模块、数据存储模块、安全认证模块、数据传输模块、打印模块：售水管理模块——完成读写卡管理、缴费及管理功能；数据存储模块——完成售水信息、用户操作记录的存储；安全认证模块——完成操作员安全认证功能，确保系统的安全性能；数据传输模块——完成缴费信息与服务器组进行数据交换，确保网络POS获取数据的实时性；打印模块——完成缴费单据的现场打印，所有缴费信息都有据可查；网络POS机由自来水公司安放在各个授权收费的网点，指定专人持有，全部为无线网络POS机，使用成熟的GPRS、CDMA、WCDMA无线通信技术接入以太网。使用时，收费人员在网络POS机上插入用户的缴费卡，输入用户的缴费金额，网络POS机能够将输入的数据立即发送到数据服务中心，根据当前的用水价格为用户计算购水量，经验证后存入数据库中，并将购水量数据发送到网络POS机，网络POS机将购水量数据写入到用户缴费卡中，同时为用户现场打印收费凭证；缴费卡是网络POS机与预付费水表进行数据交换的介质，网络POS机将用户的缴费信息存储在缴费卡内，预付费水表读取缴费卡内的缴费信息并将缴费信息转移至预付费水表内，同时将预付费水表的用水信息传输在缴费卡内，用户下次缴费时，可以将用户的用水信息通过网络POS机传输到服务器进行数据统计分析；预付费水表包括读写卡电路、通过缴费卡实现预付费水表与管理系统进行数据交换。预付费水表由CPU控制器、计量模块、电源模块、实时时钟模块、显示模块、阀门控制模块、读写卡模块组成；预付费水表包括阀门控制功能，当用户预存水费使用完毕后，水表自动关闭阀门，禁止用户继续用水，实现了水费的预收：通过向用户发放缴费卡，安装预付费水表，实现了水费的预收，给自来水公司带来良好的经济效益：CPU控制器——完成水表的智能计量、显示，同时完成缴费卡的读写，完成水费的预缴和水表用水信息的统计与反馈，完成阀门的控制，自动控制水表阀门的开关；计量模块——完成水表使用量的计量信号的产生，通过传感器将水表计量信息转换成电子信号给CPU控制器；电源模块——完成水表内电池的管理、电压的检测、低电压报警等功能；实时时钟模块——完成智能时钟的实现，表内时钟可以实现阶梯水价及用户月度使用量的统计；显示模块——完成水表计量信息、阀门状态、电池状态、用户信息、缴费信息的显示；阀门控制模块——完成阀门控制，当用户欠费时，CPU控制器控制水表阀门关阀，禁止用户继续用水；当用户重新缴费后，打开阀门允许用户用水；读写卡模块——完成预付费水表对缴费卡的读写功能，自动识别缴费卡的有效性和缴费量，同时将用户的用水信息返写在卡内，供管理系统统计分析用户的使用情况。

实施例2自来水公司营业收费管理部门通过向用户发放缴费卡，安装预付费水表，实现了水费的预收。

收费人员通过网络POS机或者营业厅电脑将用户的缴费信息传输到服务器组，服务器组对用户的缴费信息进行查询、分析处理，最后将缴费信息加密后写入缴费卡。

缴费卡是管理部门与预付费水表传输数据的通道，用户通过缴费卡将售水管理系统的缴费信息带入到预付费水表内，同时负责将预付费水表的用水信息反馈到管理系统，售水管理系统可以查询预付费水表的使用量、剩余量、设置参数、水表状态、阀门状态、电池状态、缴费次数、缴费量等详细信息。

预付费水表通过读写卡模块读写用户缴费卡，将数据进行解密得到用户的缴费信息，将缴费量（金额）输入预付费水表，例如充值前预付费水表的剩余量（金额）为X₁，充值后预付费水表的剩余量（金额）为X₂，缴费量（金额）为Y，则有X₂＝X₁＋Y。预付费水表的剩余量（金额）是该水表允许使用的量（金额），通过缴费充值使该水表允许使用的量（金额）增加。

预付费水表不间断地采集水表传感器发出的脉冲信号，脉冲信号与流经水表的自来水体积成正比，CPU控制器对脉冲信号进行累加，即可得到用户自来水的使用量（金额）。预付费水表的使用量（金额）越多，剩余量（金额）就越少，例如预付费水表使用前剩余量（金额）为X₃，使用量（金额）为Z，使用后剩余量（金额）为X₄，则有X₄＝X₃－Z。因此随着预付费水表的使用，该水表允许使用的量（金额）减少。

当预付费水表没有允许使用的量（金额）时，即剩余量（金额）小于等于0时，CPU控制器控制阀门控制模块关闭水表阀门，禁止用户继续用水。此时用户重新缴费后，通过缴费卡对预付费水表进行充值，使该水表的剩余量（金额）大于0，CPU控制器控制阀门控制模块打开水表阀门，重新允许用户继续使用。

网络POS包括售水管理模块、数据存储模块、安全认证模块、数据传输模块、打印模块。

首先需要在管理系统建立网络POS机档案，并进行安全认证，只有经过安全认证的网络POS机才可以正常使用。

然后在管理系统中建立网络POS机操作人员的档案，并分配操作权限，操作人员只能操作或查看已有权限的操作，确保系统操作的安全性。

操作人员通过网络POS机的论证界面对操作员进行安全认证，只有经过安全论证后才可以操作网络POS机内的售水管理功能。

用户缴费卡插入网络POS机读写卡口，缴费卡的相关信息将显示在网络POS机显示界面，操作人员在缴费界面输入缴费量（金额），网络POS机自动将缴费信息、缴费卡相关信息和预付费水表相关的用水信息通过数据传输模块发送到服务器组进行数据验证，数据验证通过后再反馈给网络POS机，网络POS机再将缴费信息通过售水管理模块写入缴费卡，同时打印缴费单据，为缴费记录提供凭证。

操作人员可以通过网络POS机售水管理模块读取用户缴费卡相关信息、预付费水表相关的用水信息和用户缴费信息，同时可以通过数据传输模块查询用户缴费记录以及操作人员的操作明细、统计报表等。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (4)

1.物联网售水管理系统，其特征在于：至少一台服务器的服务器组、用于存储信息的磁盘阵列、用于与自来水公司中心通讯的终端管理机、网络POS机、预付费水表、缴费卡，所述的服务器组分别与所述的磁盘阵列、防火墙双向通信，所述的服务器组通过以太网分别与所述的终端管理机和分布在各个网点的网络POS机信号连接；所述的预付费水表作为用户终端设备安装在使用者家中的水管总路上；所述的缴费卡与所述的预付费水表一一对应；

所述的终端管理机包括业务模块和查询模块，所述的业务模块、查询模块分别通过以太网与所述的服务器组信号连接；所述的网络POS机包括售水管理模块、数据存储模块、安全认证模块、数据传输模块、打印模块，所述的售水管理模块信号输入端与所述的缴费卡的芯片通信，所述的数据存储模块通过数据传输模块与所述的服务器组相连；所述的打印模块与所述的数据存储模块相连；

所述的预付费水表包括CPU控制器、计量模块、电源模块、实时时钟模块、显示模块、安装在水管总路上的阀门控制模块、读写卡模块、读写卡电路，所述的读写卡模块、所述的计量模块分别与所述的CPU控制器的输入端信号连接，所述的显示模块、阀门控制模块分别与所述的CPU控制器控制端连接；所述的电源模块、实时时钟模块、显示模块以及读写卡电路分别与所述的CPU控制器相连，所述的缴存卡通过读写卡电路与所述的预付费水表通信。

2.如权利要求1所述的物联网售水管理系统，其特征在于：所述的服务器组包括业务处理模块、网络传输模块、基础数据管理模块、报表管理模块以及权限管理模块，所述的业务处理模块包括水表档案管理模块、用户档案管理模块、缴费信息管理模块、补卡管理模块、换表管理模块；所述的网络传输模块包括网络接入参数管理、网络POS机档案管理、磁盘阵列管理；所述的基础数据管理模块包括区域设置、站点设置、计量表类型设置、缴费类型设置、水价设置；所述的报表管理模块包括用户基本信息报表、用户缴费信息报表、用户补卡信息报表、用户换表信息报表、收费人员收费报表、用户用水信息报表、日统计报表、月统计报表、区间统计报表；所述的权限管理模块包括管理员权限管理模块、操作员权限管理模块、网络POS授权管理模块、终端管理机授权管理模块；所述的业务处理模块的各个模块分别与所述的终端处理机双向连接；所述的服务器组通过网络传输模块与以太网连接；所述的基础数据管理模块、报表管理模块以及权限管理模块的各个模块与所述的网络POS机的连接。

3.如权利要求2所述的物联网售水管理系统，其特征在于：所述的服务器组配有防火墙，所述的防火墙通过以太网分别与所述的终端管理机和网络POS机双向通信。

4.如权利要求3所述的物联网售水管理系统，其特征在于：所述的磁盘阵列包括多块磁盘，并且所述的磁盘采用RAID磁盘阵列方式运行。

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