基于NEC電子78K0/Lx3微控制器的智能水表方案

　　● NEC電子水表的特殊功能
　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能：本方案的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有兩種方式，一種是使用EEPROM來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，另外一種是在NEC電子的Flash存儲(chǔ)器上可以實(shí)現(xiàn)EEPROM模擬功能，在NEC電子的微控制器內(nèi)置的Flash存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，達(dá)到和EEPROM同樣的存儲(chǔ)效果。通過(guò)NEC電子提供的庫(kù)文件能夠方便實(shí)現(xiàn)Flash存儲(chǔ)器的EEPROM模擬功能。
　　
　　節(jié)電功能：將EEPROM和卡座的供電電源關(guān)閉，使其處于睡眠狀態(tài)。NEC電子78K0/Lx3的LCD內(nèi)部分壓電阻阻值為60K左右，為了進(jìn)一步降低功耗，我們采用330K的外部分壓電阻。通過(guò)這些辦法，該水表方案在待機(jī)模式下，整機(jī)功耗保持在1.8μA。

　　攻擊防止功能：能夠判斷是否被攻擊，如果處于受攻擊狀態(tài)則關(guān)閉閥門。軟件上有很多處理，可以有效防止對(duì)微控制器的干擾。

　　透支水費(fèi)計(jì)量：如果因?yàn)橥獠抗艋驒C(jī)械故障等原因閥門無(wú)法正常關(guān)閉，在用水時(shí)仍然計(jì)量透支水費(fèi)。

　　自動(dòng)除垢功能：每月自動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門兩次，以防止長(zhǎng)期不使用的電機(jī)故障。

　　電池能力監(jiān)測(cè)：使用內(nèi)部的LVI模塊監(jiān)測(cè)電池電壓，電壓不足時(shí)及時(shí)報(bào)警，并關(guān)閉閥門，LCD上提示更換電池。

　　軟件結(jié)構(gòu)

　　本系統(tǒng)軟件由主程序和中斷處理程序組成。主程序主要完成系統(tǒng)初始化的功能，然后定時(shí)查詢各標(biāo)志位，如果各標(biāo)志位都為0，進(jìn)入STOP待機(jī)模式。中斷處理程序包括LVI低電壓檢測(cè)中斷、水量脈沖測(cè)量中斷、卡檢測(cè)中斷，以及磁攻擊處理程序、LCD和看門狗處理程序。主程序流程見(jiàn)圖2。

總結(jié)與展望

　　NEC電子的水表方案在自編程EEPROM模擬方面，經(jīng)過(guò)測(cè)試，可以滿足水表用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求。在功耗方面，完全能夠滿足對(duì)低功耗的苛刻要求，為綠色環(huán)保做出貢獻(xiàn)。

　　在本方案中暫時(shí)沒(méi)使用RTC模塊，但是從未來(lái)趨勢(shì)看，階梯式水費(fèi)和管理部門對(duì)水資源消費(fèi)統(tǒng)計(jì)方面的需求會(huì)越來(lái)越多，RTC的使用是大勢(shì)所趨。在國(guó)外市場(chǎng)，RTC已經(jīng)是必需模塊。

　　內(nèi)置的曼徹斯特編碼器和遙控接收器，有助于設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人員在無(wú)線遠(yuǎn)傳方面進(jìn)行擴(kuò)展，無(wú)線抄表技術(shù)可以有效減少抄表工作量，而且對(duì)最終用戶的影響降到最小。在本方案基礎(chǔ)上稍加擴(kuò)展就可以完成無(wú)線水表的設(shè)計(jì)。