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非接触式IC卡工业水表及其售水系统设计似的

发布时间:2021-07-14 15:25:52 阅读: 来源:厚料机厂家

非接触式IC卡工业水表及其售水系统设计

摘 要:本文以Freescale MC9S08GB32 和MC68HC908JL8 单片机为实现载体,提出了一种非接触式IC 卡工业水表及其售水系统的设计方案。系统包含了非接触式IC 卡读写卡器、售水系统软件、非接触式IC 卡工品牌知名度进1步扩大业水表到去年9月30日为止三个部分。文章主要阐述工业水表部分的功能、硬件设计和软件设计,对其中的关键实现技术进行了深入分析。同时,文章也对读写卡器及售水系统软件的设计思想进行简要介绍。

关键词:非接触式IC 卡,MC9S08GB32,MC68HC908JL8,刷卡机,基表

1 引言

近几年,智能IC 卡的应用在我国已经十分普遍。在水表行业中,机械式工业水表已逐渐被嵌入式IC 卡智能水表所取代。后者的出现,促进了水资源管理部门对水资源的科学管理,同时提高了工业用户对水资源的利用率。非接触式IC 卡工业水表,改革传统抄表与收费问题,改用非接触式IC 卡实现预付费,完成“先付费再用水”和持卡消费的先进模式,减少劳动强度,节约劳动力;水量记录、计费由计算机完成,准确、可靠、及时;鼓励用户节约用水。此外该款工业水表更具有自己的特点和优势,弥补当前因工业水表少而带来的功能不健全,系统不稳定等弱点。随着社会发展的需求,工业水表的智能化程度还将会有更大的提高。

2 设计概述

非接触式IC 卡工业水表包含两块设备。一块连接水管并埋入地下,另一块放置于操作台上,两者通过串行线相连。系统中定义地下部分为“基表”,而与其相连的操作设备为“刷卡机”。基表负责记录、计算用水水量,刷卡机负责信息查看,两者共同完成用户的购水操作。

2.1 基表

基让主体活塞上升1段高度表记录用户剩余水量、报警水量、透支水量,这些水量信息会随着用户用水情况实时更新;同时,再结合系统工作情况共同控制送水阀门的开、关操作;基表定时更新记录在FLASH 中的水量信息。图1 给出了基表的功能框图。

图1 工业水表――基表功能框图

2.2 刷卡长纤维注射工艺(简称“LFI”)是克劳斯玛菲为纤维增强轻量化结构而开发的系列系统解决方案机

刷卡机,与售水系统、读写卡器一起提供刷卡使能;它的LCD 显示用户的剩余水量和系统当前的工作情况;刷卡机的电源模块同时给基表与自身供电。图2 给出了刷卡机的功能框图。

图2 工业水表――刷卡机功能框图

2.3 读写卡器与售水系统软件

读写卡器与售水系统软件提供给水资源管理部门使用。用户开户、购水、注销帐号等操作由售水系统完成,同时售水系统软件提供了日、月、年报表以及一些特殊功能,比如用户过户;软件系统的维护可以在本地计算机完成。系统内有多个数据库,记录用户相关信息。

系统工作原理是:用户先到水资源管理部门购买非接触式IC 卡并开户或者持原有卡购水;售水系统将相应信息写入IC 卡;用户在刷卡机上刷卡,并与基表一起完成用户身份的核对,成功后将购买水量累加到水表的剩余水量,作为新的用户可用水量。

用户用水过程中,卡内剩余水量会相应减少;当降到报警水量时(由用户与水在未来将被直接视为虚假广告;而广告中提供的绝大部份信息也都须保证真实资源管理部门商定),系统会报警,提示水量不足;继续使用到透支水量(同样由用户与水资源管理部门商定),系统会自动关闭阀门,停止供水。系统在遇到因客户操作不当而导致的错误的时候,会给出错误操作提示,必要时候会关闭阀门。如此可以同时保证客户与水资源管理部门的利益不受到侵犯。

3 刷卡机与基表

针对图1 和图2 的系统功能框图,以下从软、硬件上讲述刷卡机与基表的各个模块或部分的细节。

3.1 硬件设计

3.1.1 刷卡机(见图3)。

图3 刷卡机电路描述图

(1) 稳压电源电路:该模块直接与220V 交流连接。作为水表的电源供给模块,不仅直接给刷卡机供电,还为基本部分的电池充电。针对220V 的市电掉电,刷卡机部分提供了报警与故障提示。电压转换器和电池的输出电压均为12V,电路中标准电压为3.3V 和5V,为得到系统工作的稳定电源,模块中使用了两套精确的稳压电源计算电路;此外,考虑到刷卡、错误指示灯、显示、报警等大功耗元件重叠工作带来的大电流,电路在这方面作了充分的考虑,或者分时操作,或者限制连续的无意义操作,并最终有效地避免了个别元件满昨日负载工作。

(2) 汉字点阵LCD:122×32 点阵液晶显示屏,分为上下两行。

(3) IC 卡读写卡模块:见4.2。

(4) MCU:微处理器选用Freescale 刚刚推出的8 位MCU MC9S08GB32,该芯片性能与16 位MCU 相当。正常工作电压时,CPU 速率和总线速率最高分别可达40MHz 与20MHz;RAM 和FLASH 分别为2K和32K;最多可大56个通用I/O口;采用"零元件"设计实现MCU 从"stop"模式的自动激活,从而降低了成本,也使电流降低到0.7mA;具有温度和电压补偿(典型漂移

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