IC智能水表[技術(shù)學(xué)習(xí)]

1、PIC 16F84,IC卡智能水表智能IC卡水表是一種利用現(xiàn)代微電子技術(shù)，現(xiàn)代傳感器技術(shù)，智能IC卡技術(shù)對(duì)用水量進(jìn)行計(jì)量并進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)傳遞及結(jié)算交易的新新水表。這與傳統(tǒng)水表一般只具有流量采集和機(jī)械指針顯示用水量的功能相比，是一個(gè)很大的進(jìn)步。智能IC卡水表除了可對(duì)用水量進(jìn)行記錄和電子顯示外，還可以按照約定對(duì)用水量自動(dòng)進(jìn)行控制，并且自動(dòng)完成階梯水價(jià)的水費(fèi)計(jì)算，同時(shí)可以進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能。 PIC 16F84,IC卡智能水表 圖1 硬件實(shí)物圖該款I(lǐng)C智能水表的性能指標(biāo)： l 工作電壓：2.7V3.6V；l 靜態(tài)功耗：10uA；l 脈沖計(jì)量方式：雙脈沖計(jì)量；l 脈沖常數(shù)：10imp/m3;(可調(diào)整

2、)l 閥門(mén)驅(qū)動(dòng)電流：不大于600mA;l LCD最大顯示剩余量：999.99噸；l LCD最大顯示已用量：99999噸；l 閥門(mén)到位方式：到位開(kāi)關(guān)檢測(cè)；l 電池使用壽命：14505型鋰電池在7年左右；l 數(shù)據(jù)保存：數(shù)據(jù)自行記憶，可以保持10年；l 57卡讀卡瞬間電流：不大于30mA；l 讀卡距離：57卡為不小于4cm，MI卡為不小于8cm。IC卡計(jì)費(fèi)水表主要是由閥門(mén)，流量傳感器，微處理器，IC卡讀/寫(xiě)器，顯示器及電源等組成。下圖就是它的硬件原理圖。 圖 2 IC卡智能水表原理框圖 1） 微處理器為降低整個(gè)水表的功耗，微處理器選用Microchip公司的低功耗芯片PIC16F84。采用FLASH

3、的串行存儲(chǔ)芯片93C46作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。93C46是一個(gè)串行的EEPROM，占用體積小，功耗低，且操作簡(jiǎn)單，主要用來(lái)存放IC卡識(shí)別字、發(fā)行密碼及用水計(jì)量等數(shù)據(jù)，以作為水表識(shí)別與計(jì)計(jì)量的依據(jù)。2） 閥門(mén)對(duì)水表而言，閥門(mén)是被控對(duì)象，控制著進(jìn)水的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。必須對(duì)現(xiàn)有的電平開(kāi)關(guān)式電磁閥進(jìn)行改進(jìn)，采用雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，即閥門(mén)開(kāi)/關(guān)由電脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)。使得對(duì)閥門(mén)開(kāi)/關(guān)只需瞬時(shí)供電從而減少耗電量。3） 流量傳感器流量傳感器是水表中的傳感器部分，是實(shí)現(xiàn)正確計(jì)量的基礎(chǔ)。水表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量范圍寬，靈敏度高，外形尺寸小，精確度已被廣大用戶(hù)所接受；因此本水表的流量傳感器還是基于模擬水表的旋翼式結(jié)構(gòu)，而通過(guò)在葉輪上安裝磁鋼與

4、微型干簧管等機(jī)構(gòu)，將葉輪的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)頻率脈沖計(jì)數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水流量的計(jì)量。其耗電小，并保持了原有的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精確度高的優(yōu)點(diǎn)。4） IC卡讀/寫(xiě)器IC卡讀/寫(xiě)器是IC卡水表的輸入接口。當(dāng)IC卡插入讀/寫(xiě)器時(shí)，首先讀入的是卡中的密碼，以判斷此IC卡的合法性；水表在判斷了卡的合法性后，讀入所購(gòu)水量并和水表內(nèi)剩余水量累加，同時(shí)將卡上購(gòu)水量單元清零；回寫(xiě)水表上用水量、剩余水量等信息，以便下次購(gòu)水時(shí)自來(lái)水公司讀取，實(shí)現(xiàn)水表信息的回饋功能。5） 顯示器液晶顯示器作為水表的輸出接口，顯示剩余水量、電池狀態(tài)及開(kāi)關(guān)狀態(tài)等信息。它們的有效工作時(shí)間都比較短。用戶(hù)看完后，沒(méi)有必要讓它一直顯示；為此，可利用水表上的防水蓋提供信號(hào)。即當(dāng)蓋子打開(kāi)時(shí)，使它們進(jìn)入工作狀態(tài)；而當(dāng)蓋子蓋上時(shí)，是它們停止工作，從而達(dá)到節(jié)電的目的。6） 供電電源本水表采用交/直兩用電源。平時(shí)水表由交流電通過(guò)表內(nèi)的小型變壓器輸出供電，而備用電池處于充電狀態(tài)。一旦停電，水表就由內(nèi)部備用電池供電。下圖是PIC 16F84,IC卡智能水表 的硬件框圖圖3 硬件框圖 圖4 PIC16F84的引腳圖IC卡智能水表軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是看門(mén)狗的初始化、進(jìn)入睡眠及其喚醒等處理部分。從功能來(lái)看