基于非接觸式IC卡的智能水控器設(shè)計(jì)
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2．4 流量計(jì)量模塊
本設(shè)計(jì)流量計(jì)量模塊主要是在普通水表上加裝傳感器件，并進(jìn)行流量信號的采集和處理。經(jīng)對比，光電傳感器和霍爾傳感器雖然靈敏度高又無觸點(diǎn)，但功耗都較高，增加系統(tǒng)供電復(fù)雜性，且易受電源干擾。而干簧管傳感器僅在接觸的瞬間有極小的消耗，但其物理結(jié)構(gòu)存在著缺陷，會影響數(shù)據(jù)采集精度。故采用了雙干簧管傳感器，兩干簧管以一定角度安裝在水表計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤附近，磁鐵安裝在水表計(jì)數(shù)盤上。當(dāng)計(jì)數(shù)盤轉(zhuǎn)動，磁鐵旋轉(zhuǎn)靠近干簧管時(shí)，簧片觸點(diǎn)吸合；磁鐵遠(yuǎn)離時(shí)，簧片觸點(diǎn)斷開，發(fā)出一脈沖信號。當(dāng)計(jì)數(shù)盤旋轉(zhuǎn)一周，兩干簧管均有一脈沖信號，且兩信號相位差與兩干簧管安裝的角度一致，此時(shí)，單片機(jī)累記一次水量。這種設(shè)計(jì)可以有效減少因供水管道問題引起的計(jì)量誤差，且可以防止強(qiáng)磁干擾智能水控器正常工作。
2．5 顯示模塊
本系統(tǒng)待機(jī)狀態(tài)下顯示當(dāng)前時(shí)間和水溫，刷卡用水時(shí)需要顯示消費(fèi)余額和溫度，因?yàn)檫@些參數(shù)都僅需要顯示數(shù)字，從產(chǎn)品成本角度考慮，只需要采用LED數(shù)碼管顯示即可。設(shè)計(jì)采用八位七段數(shù)碼管顯示，待機(jī)時(shí)數(shù)碼管前兩位用于顯示當(dāng)前水溫，后六位用于顯示時(shí)間；刷卡工作時(shí)前兩位用于顯示當(dāng)前水溫，而后六位為當(dāng)前IC卡的余額，可精確到分。另外還需要四個(gè)按鍵對時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，確保走時(shí)準(zhǔn)確。為節(jié)省單片機(jī)端口，設(shè)計(jì)中采用了串行通訊方式驅(qū)動專門的數(shù)碼管芯片HD7279。該芯片是一片具有串行接口的，無需外圍元件便可直接驅(qū)動8位共陰式數(shù)碼管以及掃描64鍵矩陣鍵盤(或64只獨(dú)立LED)的智能顯示驅(qū)動芯片。其內(nèi)部含有BCD譯碼器，可直接接受BCD碼，并且具有識別多種指令的能力，如消隱、閃爍、左移、右移，段尋址等。
2．6 時(shí)鐘模塊
時(shí)鐘模塊選擇了典型串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302，溫度檢測模塊采用了DS18B20集成溫度傳感器，通信模塊采用RS232串行通訊實(shí)現(xiàn)水控器與上位機(jī)之間通信，報(bào)警模塊電路主要由PNP三極管和蜂鳴器構(gòu)成，由于篇幅有限，這里不再詳述。
3 智能水控器軟件設(shè)計(jì)
確定硬件電路后，必須有軟件的支持才能實(shí)現(xiàn)功能運(yùn)行，而且軟件的設(shè)計(jì)在很大程度上直接影響智能水控器運(yùn)行的性能。本設(shè)計(jì)采用C51語言編寫程序，該程序按功能設(shè)計(jì)要求，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，包括主程序，卡操作功能程序，數(shù)據(jù)顯示功能程序，電磁閥控制功能程序，消費(fèi)處理功能程序，數(shù)據(jù)存儲功能程序，數(shù)據(jù)上傳功能程序。而每個(gè)功能程序由若干函數(shù)組成。其中主程序包括了單片機(jī)的初始化，顯示緩存，MF RC500初始化等系統(tǒng)初始化程序，主程序流程圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/172874.htm
4 智能水控器技術(shù)參數(shù)
根據(jù)本文的設(shè)計(jì)研制出的樣機(jī)除實(shí)現(xiàn)功能外，還參考中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ／T133—2001《IC卡冷水水表》，將樣機(jī)放置于溫度為5℃-110℃，相對濕度為5％-75％，大氣壓力為86kPa-106kPa的試驗(yàn)環(huán)境中進(jìn)行了主要參數(shù)測試。
測試顯示：非接觸式IC卡智能水控器可以連續(xù)正常運(yùn)行，正常工作電壓值為9V，靜態(tài)功耗約為0．5W，最大的動態(tài)功耗將近1W，與基表顯示誤差小于±0．5％。
5 結(jié)束語
本文主要論述了非接觸式IC卡智能水控器的設(shè)計(jì)。按照智能水控器設(shè)計(jì)要求，采用STC11F16XE為主控芯片，結(jié)合射頻讀卡芯片MFRC500及電磁閥控制等外圍接口電路完成整體設(shè)計(jì)。這種樣機(jī)可正常顯示當(dāng)前時(shí)間、水溫，并能正常進(jìn)行用水消費(fèi)控制，還可將用戶消費(fèi)信息保存，并上傳至上位機(jī)。技術(shù)參數(shù)測試結(jié)果表明：該設(shè)計(jì)方案可行，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可以滿足計(jì)量準(zhǔn)確要求。
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