非接觸式IC卡工業(yè)水表及其售水系統設計

作者：時(shí)間：2013-08-03 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

加入技術(shù)交流群
- 掃碼加入
  和技術(shù)大咖面對面交流
  海量資料庫查詢(xún)

1 引言

近幾年，智能IC 卡的應用在我國已經(jīng)十分普遍。在水表行業(yè)中，機械式工業(yè)水表已逐漸被嵌入式IC 卡智能水表所取代。后者的出現，促進(jìn)了水資源管理部門(mén)對水資源的科學(xué)管理，同時(shí)提高了工業(yè)用戶(hù)對水資源的利用率。非接觸式IC 卡工業(yè)水表，改革傳統抄表與收費問(wèn)題，改用非接觸式IC 卡實(shí)現預付費，完成“先付費再用水”和持卡消費的先進(jìn)模式，減少勞動(dòng)強度，節約勞動(dòng)力；水量記錄、計費由計算機完成，準確、可靠、及時(shí)；鼓勵用戶(hù)節約用水。此外該款工業(yè)水表更具有自己的特點(diǎn)和優(yōu)勢，彌補當前因工業(yè)水表少而帶來(lái)的功能不健全，系統不穩定等弱點(diǎn)。隨著(zhù)社會(huì )發(fā)展的需求，工業(yè)水表的智能化程度還將會(huì )有更大的提高。

2 設計概述

非接觸式IC 卡工業(yè)水表包含兩塊設備。一塊連接水管并埋入地下，另一塊放置于操作臺上，兩者通過(guò)串行線(xiàn)相連。系統中定義地下部分為“基表”，而與其相連的操作設備為“刷卡機”?；碡撠熡涗?、計算用水水量，刷卡機負責信息查看，兩者共同完成用戶(hù)的購水操作。

2.1 基表

基表記錄用戶(hù)剩余水量、報警水量、透支水量，這些水量信息會(huì )隨著(zhù)用戶(hù)用水情況實(shí)時(shí)更新；同時(shí)，再結合系統工作情況共同控制送水閥門(mén)的開(kāi)、關(guān)操作；基表定時(shí)更新記錄在FLASH 中的水量信息。圖1 給出了基表的功能框圖。

圖1 工業(yè)水表――基表功能框圖

2.2 刷卡機

刷卡機，與售水系統、讀寫(xiě)卡器一起提供刷卡使能；它的LCD 顯示用戶(hù)的剩余水量和系統當前的工作情況；刷卡機的電源模塊同時(shí)給基表與自身供電。圖2 給出了刷卡機的功能框圖。

圖2 工業(yè)水表――刷卡機功能框圖

2.3 讀寫(xiě)卡器與售水系統軟件

讀寫(xiě)卡器與售水系統軟件提供給水資源管理部門(mén)使用。用戶(hù)開(kāi)戶(hù)、購水、注銷(xiāo)帳號等操作由售水系統完成，同時(shí)售水系統軟件提供了日、月、年報表以及一些特殊功能，比如用戶(hù)過(guò)戶(hù)；軟件系統的維護可以在本地計算機完成。系統內有多個(gè)數據庫，記錄用戶(hù)相關(guān)信息。

系統工作原理是：用戶(hù)先到水資源管理部門(mén)購買(mǎi)非接觸式IC 卡并開(kāi)戶(hù)或者持原有卡購水；售水系統將相應信息寫(xiě)入IC 卡；用戶(hù)在刷卡機上刷卡，并與基表一起完成用戶(hù)身份的核對，成功后將購買(mǎi)水量累加到水表的剩余水量，作為新的用戶(hù)可用水量。

用戶(hù)用水過(guò)程中，卡內剩余水量會(huì )相應減少；當降到報警水量時(shí)（由用戶(hù)與水資源管理部門(mén)商定），系統會(huì )報警，提示水量不足；繼續使用到透支水量（同樣由用戶(hù)與水資源管理部門(mén)商定），系統會(huì )自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)，停止供水。系統在遇到因客戶(hù)操作不當而導致的錯誤的時(shí)候，會(huì )給出錯誤操作提示，必要時(shí)候會(huì )關(guān)閉閥門(mén)。如此可以同時(shí)保證客戶(hù)與水資源管理部門(mén)的利益不受到侵犯。

3 刷卡機與基表

針對圖1 和圖2 的系統功能框圖，以下從軟、硬件上講述刷卡機與基表的各個(gè)模塊或部分的細節。

3.1 硬件設計

3.1.1 刷卡機（見(jiàn)圖3）。

圖3 刷卡機電路描述圖

(1) 穩壓電源電路：該模塊直接與220V 交流連接。作為水表的電源供給模塊，不僅直接給刷卡機供電，還為基本部分的電池充電。針對220V 的市電掉電，刷卡機部分提供了報警與故障提示。電壓轉換器和電池的輸出電壓均為12V，電路中標準電壓為3.3V 和5V，為得到系統工作的穩定電源，模塊中使用了兩套精確的穩壓電源計算電路；此外，考慮到刷卡、錯誤指示燈、顯示、報警等大功耗元件重疊工作帶來(lái)的大電流，電路在這方面作了充分的考慮，或者分時(shí)操作，或者限制連續的無(wú)意義操作，并最終有效地避免了個(gè)別元件滿(mǎn)負載工作。

(2) 漢字點(diǎn)陣LCD：122×32 點(diǎn)陣液晶顯示屏，分為上下兩行。
(3) IC 卡讀寫(xiě)卡模塊：見(jiàn)4.2。
(4) MCU：微處理器選用Freescale 剛剛推出的8 位MCU MC9S08GB32，該芯片性能與16 位MCU 相當。正常工作電壓時(shí)，CPU 速率和總線(xiàn)速率最高分別可達40MHz 與20MHz；RAM 和FLASH 分別為2K和32K；最多可大56個(gè)通用I/O口；采用"零元件"設計實(shí)現MCU 從"stop"模式的自動(dòng)激活，從而降低了成本，也使電流降低到0.7mA；具有溫度和電壓補償(典型漂移 2%)的可編程內部時(shí)鐘發(fā)生器，能提高通信的可靠性、加快啟動(dòng)時(shí)間和減少系統成本；通過(guò)第三代0.25 微米的閃存技術(shù)，提供應用程序的重復編寫(xiě)和數據存儲能力；高度集成了4 個(gè)串行通信端口(SCI x 2、SPI、I2C/IIC)、最多8個(gè)定時(shí)器/PWM、1個(gè)8通道的10位A/D轉換器(工作電壓最低為1.8V)。
(5) 蜂鳴器：水表出現故障時(shí)報警用。 蜂鳴器相關(guān)文章:蜂鳴器原理

上一頁(yè) 1 2 3 下一頁(yè)

新聞中心

非接觸式IC卡工業(yè)水表及其售水系統設計

評論

相關(guān)推薦

技術(shù)專(zhuān)區