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1、2003年第4期仪表技术—15—IC卡智能水表的设计与实现王韧(湖南建材高等专科学校电子信息系,湖南衡阳421008)摘要:提出一种IC卡智能水表的解决办法,介绍了它的原理框图、电源电路、接口电路和软件流程。该智能水表具有功耗低、安全性好、可靠性高的特点。关键词:IC卡;智能水表;软硬件;单片机Design&RealizationoftheICCardIntelligentWaterMeterWANGRen(ElectronicsandInformationEngineeringDepartmentofHunanBuildi
2、ngMaterialsCollege,Hengyang421008,China)Abstract:ThispaperputsforwardasolvingwayofusingICcardintelligentwatermeter,introducestheprincipleblockdiagram,powersupplycircuit,interfacecircuitandsoftwareflowchart.Ithaslowpowerconsumption,finesafety,highreliabilityandutili
3、tyvalue.Keywords:ICcard;intelligentwatermeter;hardwareandsoftware;SCM(5)具有自动保护功能1IC卡智能水表的组成、功能当水表被擅自拆卸时,表内自动保护系统将自动[1]1.1IC卡智能水表的组成关闭阀门,停止供水,并记录拆卸时间,以备查验。(6)断电保护功能IC卡智能水表采用交直流两种方式供电,一旦外界交流电源停止供电或电池失效,表内的水量、水费等重要参数可保存10年以上。(7)加密功能图1IC卡智能水表原理框图能对IC卡及卡表内的信息进行加密,防止非法使I
4、C卡智能水表的原理框图如图1所示,主要由单用。片机系统、电源、IC卡座、微功耗电阀门及流量传感器2硬件系统设计等部分组成。1.2IC卡智能水表的功能2.1单片机系统笔者设计的IC卡智能水表具有以下功能:2.1.1ADuC812单片机(1)根据所购水量,自动执行供、停水美国AD公司的ADuC812具有如下资源:(1)基于当用户将所购水卡(IC卡)插入水表时,表内系统8051的内核,指令系统与8051兼容,额定工作频率在确认该卡有效后,自动打开阀门,进行正常供水;一12MHz。(2)8KB片内闪速/电擦除程序存储器;640B旦用
5、水量达到水卡所购水量,水表将自动关闭阀门,切片内闪速/电擦除数据存储器;256B片内数据RAM。断供水。(3)3个16位的定时器/计数器;32根可编程I/O线;9(2)具有自动报警功能个中断源,2个优先级。(4)1个8通道,高精度12位当用户用水量剩下最后一定量时,水表通过喇叭ADC;2个12位电压输出DAC。(5)1个片内温度传感发出声音报警信号,提醒用户及时购水。器。(6)采用3V、5V电压工作;具有正常、待机和掉电(3)可随时提供累计用水量,本月用水量、可用水三种工作模式。(7)1个通用UART串行I/O:1个与量及相
6、应的水费信息。用户可通过水表的液晶显示器2IC兼容的两线串口和SPI串口:1个看门狗定时器查看。(WDT);1个电源监视器(PSM)。(4)可对购水量及水费进行累计ADuC812的内部资源非常适合设计IC卡智能水当用户插入购水后的IC卡时,水表自动将本次购表。为了降低功耗,晶振选用1MHz,并通过编程将不水量与表内结余水量进行累计,计算水费并存入表内。用的ADC、DAC等功能模块关闭。工作电压选择3V,收稿日期:2003-05作者简介:王韧(1965—),男,江苏武进人,讲师,研究方向为单片机应用、自动控制技术、虚拟仪器技术
7、。—16—仪表技术2003年第4期所以,ADuC812正常工作时的消耗电流约为3.8mA,如稳压后输出6V直流工作电压VCC1。VCC1一方面给电处于待机工作模式,则消耗电流更低,完全符合IC卡磁阀门供电,另一方面提供给MAX653进行DC/DC转智能水表低功耗的要求。另外,它还具有工业级的工换形成3V工作电压VCC2。在220V交流电源停止供作温度范围和较强的抗电磁干扰能力;以它为核心的电的情况下,由电池E1供电。MAX653的VFB接地,IC卡智能水表也完全能用于工业现场的水量、水费Vout固定输出电压3V,R3、C4、
8、D3提供上电SHUT计量。DOWN功能,以防止上电时电源的冲击对电路造成损2.1.2实时时钟、数据存储器坏。VCC1通过R1,R2分压后输入MAX653的低电压检由于需要掉电保存用户水量、水费及非法拆卸水测引脚LBI,作为电源电压降低检测信号。当LBI低于表的时间记录等信息,本水表选用DA
