论文摘要：本文详细介绍了智能IC卡水表及售水管理系统的组成、功能；主要对智能IC卡水表控制器工作原理及软硬件设计进行了详细阐述，最后讨论了IC卡水表的应用。
论文关键词：卡水表,控制器,低功耗,逻辑加密卡
由于水资源的日益珍贵，社会越来越提倡节约用水。采用现在高科技术进行用水管理，已成为一种发展方向，并且已在很多城市得到应用，取得很好的效果。智能IC卡水表及收费系统，是采用世界上最先进的科技技术，进行用水计量、控制和收费的系统。它实现先付费后使用的结算管理模式，彻底改变了传统抄表付费的用水方式，该表特别适合新建城市以及旧城改造。采用智能IC卡水表进行收费管理，可以彻底解决过去用水收费难的问题，省去了管理部门上门抄表、收费等烦杂工作；可以方便用户用水，买多少水用多少水，多买多用，不用管理部门进门抄表，免受打扰，满足人们安宁家居的要求。
1、智能IC卡水表及售水管理系统的组成
智能IC卡水表是一种新型的计量表，智能IC卡水表是以带有发信装置的冷水水表为计量基表，以IC卡为媒体，加装电子控制器和电控阀所组成的一种具有预付费功能的水量计量仪器。
IC卡水表售水管理系统，是要用户先到用水管理单位购水，才能用水的系统。IC卡水表及售水管理系统是由：IC卡水表、IC卡、读写器、售水微机、售水管理系统组成。见图1所示：
图1智能IC卡水表及售水管理系统的组成
IC卡水表是整个系统的核心部件，也是系统中使用数量最多的部件。它安装在用户的用水管路中，主要起用水计量、显示和控制的作用。IC卡，主要功能是记录用户从银行或用水管理单位购买的水量信息，传给IC卡水表。读写器主要是完成IC卡的读写操作及与计算机的通信功能。售水管理软件是记录用户购水信息，完成计算机与读写器的通信等功能的软件。
2、IC卡水表的组成及控制器的工作原理
IC卡水表一般由计量基表、控制器和电控阀三大部分组成。见下图2所示：
图2IC卡水表的组成
基表主要完成流量计量及数据转换，将计量数据实时传递给控制器。控制器主要由电控板、传感器、显示器及电池等组成，传感器将水表的流量变换成电脉冲信号，送到控制部分的微处理器完成水的计量，微处理器将数据进行简单处理；遇到设定的状况，如剩余水量不足、有强磁或外力攻击等，控制器将向电控阀发出指令，强迫关阀停水；显示器显示用户用水信息及操作提示等。电控阀门由微型电机和阀门组成，完成关断和开通水路的功能。
IC卡水表选用旋翼式水表作为基表，在它的水表计数器齿轮上装有磁钢。传感器由固定的干簧管各装在水表计数轮上的永久磁钢构成，磁钢安装在X0.01立方米位的齿轮轴上，于是每流过0.1立方米水，干簧管接触一次，所以该水表的最低显示位为0.1立方米。为了计量准确采了用双簧管检测水量。显示器为液晶显示，它显示的内容有剩余水量、电池欠压、购水提示、错误操作提示等。
3、IC卡水表控制器的硬件设计
下图是基于飞利浦单片机的IC卡水表的硬件设计：
图3IC卡水表控制器的硬件设计
IC卡表电控部分采用严格的低功耗设计技术，采用菲利普的低功耗单片机P89LPC764做控制器的CPU，采用四级中断优先级，使水表在没有水流经过和其它中断响应时，处于掉电工作模式，这不仅巧妙地解决了控制阀的低功耗运行，而且使作为衡量IC卡表技术性能的重要指标－常态电流（静态电流）小于17μA，远优于现行的建设部行业标准中≤30μA的指标，这使IC卡水表不仅能采用锂电池供电，而且不难算出目前采用的锂电池容量为1900mAh，使用时间应在10年以上，考虑各种不利因素，完全可保证使用6年以上。整个电路包括脉冲信号采集单元、电机驱动及控制单元、读写卡单元、液晶驱动单元及电源监控部分，从而实现水表的各大功能。
4、IC卡水表控制器的软件设计
IC卡水表它采用扫描工作方式,CPU自动识别水介质,在水介质中可正常读写数据。数据传输应用了加密技术，一户一卡一码，使水表在使用中数据保密性极强。它通过IC卡传输数据加密、IC卡水表存储数据加密及IC卡读写软件加密锁等方法使传输数据不能非法解读，保证了整个数据传输过程的安全性。局外人根本无法破译，也无法制作伪卡，安全性很高。
IC卡智能水表，除具备普通水表的技术性能和基本功能外,还有很多功能，其功能主要由IC卡水表控制器软件来完成的。其软件实现的功能包括：
（1）、预付费功能：通过购水卡实现先买水后用水。用户可将已购水的购水卡插入自家水表，直至水表控制器显示出剩余水量。用户可购买水量输入，控制器会自动累加并显示剩余水量。
（2）、电子计量功能：本水表采用脉冲记数方式自动计量用户用水量，配合原旋翼式水表使用，绝不改变原水表计量精度。
（3）、数据存储和数据回读功能：智能水表控制器具有脉冲采样及处理电路，在任何时候电源掉电时，所有运行数据都会被存储到机内EEPROM中，保存时间达十年以上；用户卡在购水时，上次插卡时的表内数据自动出现在计算机操作人员面前。
（4）、限量功能：为避免用户囤积过多的可用水量，本产品设置了限购水量这一功能，以免囤积过多水量。 1/2 1 2 下一页 尾页 |
