IC卡智能水表的设计doc

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1、宁波理工学院检测技术与仪表实验课程设计题目IC卡智能水表的设计姓名徐烨苗王建彬陈继扬学号309043300430904330273090433008专业班级09自动化1班任课教师钟伟红分院信息科学与工程分院完成日期2011年12月20日I摘要本文设计了一种新型的基于PIC16F84单片机IC卡水表控制系统，给出了其硬件电路及相关的软件控制流程。该水表控制系统具有低功耗、高安全性，有着良好的市场前景。关键词：IC卡；水表；低功耗设计I目录摘要2关键词：IC卡；水表；低功耗设计目录21引言41.1课题的背景和意义41

2、.1本论文主要工作42总体设计方案52.1系统结构52.2元件介绍53各模块介绍63.1硬件电路设计63.1.1主系统63.1.2电源设计73.1.3液晶显示接口73.1.4PIC16F84单片机83.1.5IC卡及读写电路83.2软件流程84低功耗性10参考文献12附录13I-1引言1.1课题的背景和意义长期以来，自来水用户的用水量管理依靠人工抄表。然后由收费员到各家收费或各用户去银行交费。这种传统的收取水费的做法需要的工作人员多，费时、费力、效率低，常常出现用户欠费、迟缴或漏缴水费等问题。采用IC卡智能水表后

3、．可以改变自来水收费及管理的现状，达到下列管理目标：（1）智能水表代替传统水表，用IC卡实现预付费，实现“先付费后用水”、持卡结算的理想管理模式，从根本上杜绝欠缴、迟缴、漏缴水费的现象，使自来水公司应收费用及时到位。（2）建立自来水公司计算机信息管理网络系统，实现对自来水供应、自来水用户及自来水公司员工的科学化管理；建立完善的财务核算管理，使自来水公司的日常工作和管理流程化、自动化、科学化，提高自来水公司的服务质量和竞争力。（3）减轻工作人员的劳动强度，消灭(减少)现金交易。减少人为差错和杜绝贪污案件的发生。（4

4、）提供方便的统计查询功能，便于全面、及时地了解情况．为决策提供依据。IC卡水表系统是由IC卡水表、通用IC卡及计算机收费管理网络组成，起核心是IC卡水表。1.2本论文主要工作随着现代微电子技术的迅速发展以及单片机技术的日趋成熟，在新型水表的开发设计中使用微电子技术，以单片机为处理核心实现流量数据的采集与累加已经成为一种趋势。普遍的设计思想为：将机械信号转化电子信号，通过数据采集接口传递到单片机控制系统。I目前国内生产的IC卡水表中所使用的远传干式水表是仿制或购买国外的远传水表，其整套系统结构复杂，零件数目多。用水

5、的计量仍然采用传统机械式水表的计量方法，表的测量精度仍由机械部分保证，表的标定过程工作量大，计量精度的提高困难，没有发挥IC卡水表的微处理器的作用。现有的IC卡水表从可靠、实用、成本控制等几方面综合考虑，一般都采用普通的干电池作为供电的电源，但是普通的干电池电量有限，因此，如何解决系统的功耗问题，降低系统的整体功耗，是系统得以真正实用的关键问题。由于IC卡水表系统直接安装在用户家中，因此存在各种电磁干扰。同时，系统本身也有执行机构电磁阀，本身就是很大的电磁干扰源，所以，如何提高系统的抗干扰能力，包括软件和硬件抗干

6、扰措施，使系统可靠、安全，是整个IC卡水表系统设计中所要重点考虑的问题之一。2总体设计方案2.1系统结构IC卡水表为旋翼式冷水水表，主要由计量机构、电磁阀控制机构、能量转换装置（传感器装置）、标定装置及带IC卡接口的智能卡控制器五部分组成，其结构组成示意图如图1。标定装置光电传感器计量装置IC卡接口单片机干弹簧管数据存储器霍尔传感器电磁阀门显示器接口电路1I图1终端系统结构2.2元件介绍计量装置由表壳、滤水网、叶轮盒、叶轮、叶轮轴和一对行星齿轮组成。表壳既是水的掩体，又是水表的母体，水表的各部分安装在表壳内，表壳

7、保护着水表各部分的运动。进出口两端的管接头或法兰与管道相连接，进出口的口径就是水表的口径，表壳要有较高的耐压和抗拉强度。滤水网安装在水表进口端叶轮盒的外部，被测水由进口端通过滤水网滤水后，才能进入叶轮盒，滤水网用于消除水中的杂质和泥沙，避免水表发生故障与损坏。叶轮是水表的敏感元件，把水的动能变为转速，叶轮安装在叶轮盒的上部分的叶轮轴上，翼式叶轮为直板型。叶轮盒的作用是保护叶轮转动。行星齿轮的作用是将较高的叶轮转速作一个很大的减速，使能量转换装置能够将此转速变为电信号传输到单片机进行处理。叶轮轴上安装有叶轮，且装有

8、行星齿轮，用于传递叶轮转速给能量转换装置。能量转换装置即电输出处理装置（干簧管传感器），实现用水量的累计计量。干簧管传感器作为电输出处理，装置干簧管是一种磁敏的特殊开关。它的两个触点由特殊材料制成，被封装在真空的玻璃管里。只要用磁铁接近它，干簧管两个节点就会吸合在一起，使电路导通。在水表中加装干簧管传感器，利用干簧管的簧片在磁铁的循环作用下循环开闭，从而输出计量脉冲信号，