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1、新型智能水表的研制105文章编号:1006-754X(2000)04-0105-03其他新型智能水表的研制童德刚,徐振高(华中科技大学机械学院,湖北武汉430074)摘要:介绍了一种新型的智能水表以及它的软、硬件设计。关键词:水表;自动控制中图分类号:TG8文献标识码:ADevelopmentofaNewTypeofIntelligentWaterMeterTONGDe-gang,XUZhen-gao(SchoolofMechanicalScienceandEngineeringofHU
2、ST,Wuhan430074,China)Abstract:Anewtypeofintelligentwatermeterisintroducedinthispaper.Itssoftwareandhardwareimplementationisgivenaswell.Keywords:watermeter;autocontrol1概述2硬件设计随着工业自动化的发展和金卡工程的广泛实硬件设计包括用户端单片机控制系统和自来水施,传统的自来水收费方式越来越显得不合时宜,它公司服务点的读写卡装置。一方面使得自来水公司
3、不得不投入较多人力挨门逐2.1用户端单片机控制系统户、抄表收费,另一方面又易造成用户缴纳水费不及时、拖欠水费、导致滞纳金的现象。本文介绍了一用户端硬件组成电路如图1所示,主要分为五个种新型的智能水表,它可以彻底改变自来水的收费方部分,即主控CPU、IC卡、耗水检测电路、阀门开启系式,实现管理现代化。统、报警显示。智能水表通过IC卡交付水费。使用时,用户将IC卡插入卡座,若卡上有交款记录(通常为用水字数)时,系统将字数读入并开启电磁阀,用户可正常用水,同时系统实时减去耗水字数;当用水字数低于设定值时
4、,系统提示用户购买用水字数;当用水字数为零时,电磁阀关闭,用户不能用水。自来水公司可通过网络系统建立服务点,负责用户的交费、查询以及办理新卡等业务。收稿日期:2000-06-20作者简介:童德刚(1975.5-),男,湖北人,在读硕士研究生,主要研究方向为单片机控制;徐振高(1954.3-),男,湖北人,图1用户端硬件组成电路教授,本科,主要研究方向为测试技术及仪器。106工程设计(Konstrukion)2000.42.1.1主控CPU于设定电压时,电磁阀关闭,提醒用户更换电池;当系主控CPU采用A
5、tmel公司的AT89C2051,它是统发现用户使用伪造、复制的IC卡时,电磁阀关闭,一种带2K字节可读写的高性能8位微处理器,支持必需由自来水公司技术人员持管理卡方能重新开启。低功耗的闲置和掉电模式,具有128字节RAM,152.1.5报警显示根I/O线,2个16位定时器/计数器,5个两级中断源为了有一个良好的人机界面,采用蜂鸣器报警和结构。它与工业标准的MCS51TM指令集和输出管液晶显示相关信息,并且二者平常处于关闭状态。当脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组用户插入IC卡时,若密码验证正确,购水字
6、数被读合在单个芯片中,Atmel的AT89C2051是一种高效入,液晶显示成功,10秒后关闭;若密码验证失败,控制器。本系统中采用AT89C2051,可省去外部锁系统被锁死,蜂鸣器报警,液晶显示失败;在正常用存器和外部程序存储器。水情况下,用户可按显示键,液晶显示所剩用水字2.1.2IC卡数。当用水字数低于设定值或电池电压低于工作IC卡仅由一块93C46串行E2PROM芯片构成,电压时,蜂鸣器报警。可读写1,000,000次,充分保证了使用寿命。其1282.2自来水公司服务点的读写卡装置字节,用于
7、存放购水字数、密码、序列号和干扰信息。其中购水字数占用2字节,存储的最小单位为为了使用方便,降低成本,避免使用专用读、写卡0.01m3,因此用户一次性最大购水字数为0.01设备带来的额外费用,本系统采用打印适配器接口对216(m3)640(吨),这完全满足了普通用户的购水要IC卡进行读写操作。PC机上的并行打印口有三个求。密码占用8字节,分为第一组密码和第二组密I/O端口:数据端口,控制端口,状态端口。其中数据码,每组密码占用4字节,每组密码有232种不同状端口为输出端口,口地址为378H;控制端口为输
8、出端况,每个用户均使用不同的密码。序列号占用2字口,口地址为37AH;状态端口为输入端口,口地址为379H。这三个端口的部分位通过一个25针D型插节,用来标明用户信息。干扰信息占用10字节,其目座引出。对于输出端口,向端口各位写入1或0,则的是为了隐藏与混淆有用信息,防止伪造。购水字数、密码、序列号和干扰信息四者之间采用非顺序
