项目六、IC卡智能煤气表-课题4
智能IC卡燃气表的设计与实现可行性研究报告
智能IC卡燃气表的设计与实现可行性研究报告
摘要
本文介绍了智能IC卡燃气表的可行性研究。
首先，介绍了智能IC卡
燃气表的发展历史和应用背景；其次，介绍了目前智能IC卡燃气表的发
展现状，包括其专利技术、结构设计、计算机应用等；最后，并结合智能
IC卡燃气表的应用需求，综合思考智能IC卡燃气表的可行性研究，以实
现更优秀的智能燃气表。
关键词：智能IC卡；燃气表；可行性研究
1.智能IC卡燃气表发展历史和应用背景
智能IC卡燃气表是20世纪90年代中期智能IC卡技术和燃气表技术
结合的一种新型仪表。
经过30年的发展，智能IC卡燃气表技术取得了长
足的进步。
同时，它的应用范围也不断扩大。
许多国家都已经开始使用智
能IC卡燃气表，替代传统电子燃气表，实现智能化、更加高效的燃气管
理工作。
智能IC卡燃气表的应用背景，是由于传统电子燃气表的计量效率低、漏量大、安全隐患大等不足，使得人们在燃气表的使用过程中出现了很多
问题。
为改善传统电子燃气表的不足，充分利用智能IC卡技术，可以把
燃气表转变成一种可智能化的设备，从而提高燃气表的计量效率与安全性，使燃气表能够更加有效地服务于工业和民用燃气表使用者。
智能IC卡燃气表毕业论文
智能IC卡燃气表毕业论文智能IC卡燃气表的设计摘要：本文设计的智能IC卡燃气表在对燃气流量控制的同时，又可以固定流量加以显示，而当流量小于某一值时，就报警。
本设计采用MCS-51系列单片机中的89C51为CPU，当IC卡插入后，燃气开通，传感器会将检测到的流量以电流的形式送入I /Ｖ变换器，得到相应的电压信号，该信号经A/D转换后，以数字量的形式存在于CPU单元中，该量与设定值一定存在差值，通过PID调节后，将信息送入CPU中，由他发出指令信号推动执行机构带动调节阀控制燃气流量的大小，如此反复多次控制后，最终可实现设计的相关参数。
关键词：IC卡单片机流量显示目录引言 ........................................................................... .............................................................................. ................1 第一章智能IC卡燃气表的总体设计方案及原理 (2)1.1 IC卡燃气表的总体设计方案 ........................................................................... .. (2)1.1.1 系统总体的控制过程 ........................................................................... ...........................................2 1.1.2 智能IC卡燃气表的控制算法 ........................................................................... ...........................2 1.2 智能IC卡燃气表的原理及功能 ........................................................................... (3)第二章智能IC卡燃气表系统的硬件组成 ........................................................................... . (4)2.1 传感器的功能及其技术参数 ........................................................................... .................................4 2.2（RCV420）变换器的设计 ........................................................................... ........................................5 2.3 A/D转换器的设计 ........................................................................... .....................................................6 2.4 TLC549与89C51芯片的连接方法 ........................................................................... .....................6 2.5 单片机的设计 ........................................................................... ..........................................................7 2.5.1 89C51芯片及片内功能 ........................................................................... .....................................7 2.5.2 89C51各引脚功能 ........................................................................... ..............................................7 2.5.3 89C51最小应用系统设计 .........................................................................错误！未定义书签。
智能煤气表的思路与原理
智能煤气表的思路与原理现在的城市基本上都在使用管道的煤气或管道天然气，而其计量的煤气表的抄表和统计收费就是一个很庞大和头痛的问题，一些困难是可想而知的。
为了解决收费抄表等问题，现在已经有一些智能的煤气表开发使用了，具体有两种：一类是参考IC卡电能表利用电磁阀来控制用户煤气管道，而它实现上不现实，主要是供电问题。
另一类是户外抄表形式，无需电源只在常规表具数码盘上加入BCD码输出电路，将表头上每一位数码接至串行输出电路即可。
抄表时只需将手持抄表器插入户外插头即可，但不能实现远程抄表和预收费功能。
但采用2051单片机来设计的这款预收费功能的智能煤气表可以是一种有效的解决方法之一。
一、结构原理所谓预收费智能煤气表就是需要先交钱后用气的煤气表。
为了人性化管理，煤气表只是提醒用户交钱，不会因用户超过预付款而停止供应煤气。
但会督促用户及时付款。
其主要功能有：1、检测煤气表的读数，并显示给用户。
2、进行用气情况存储和用气报警；3、与煤气管理计算机系统进行信息交换，实现抄表、报表的功能。
预收费智能煤气表的结构框图如下：读数传感器把煤气表的实际读数从煤气表中取出，再送到单片机AT892051中去处理，这是关键。
单片机在读取煤气表的气量后，就把数据存储在电可改写存储器EEPROM中，停电后也不会丢失数据，而管理系统可以通过串行通信来访问EEPROM进行比较和管理。
LCD显示用于显示用户所用的煤气量以及用户预付余款所对应的煤气量。
很显然，LCD是用户用于监视用气情况的。
一般的机械表是只能显示历史用气的总量，无法详细显示详细的用气状况的，但用了单片机就可以完成这些功能的。
声音报警电路是一种安全防范的预报电路。
在用户的煤气量接近预付款所对应的煤气量时，则产生报警，从而提醒用户及时付款。
可以设置透支用气要交违约金的方式来提高报警提醒的作用。
智能煤气表只是煤气管理系统的一个检测终端。
所以每台都需要通过串行接口和计算机的管理系统的主机相连。
IC卡智能煤气表的芯片技术word精品文档6页
IC卡智能煤气表的芯片技术(1)用功耗低、价格便宜的PIC系列单片机作为控制装置的核心，控制装置的硬件电路实现了脉冲采集、数据存储、电机阀驱动控制、IC卡读写、电源检测以及声音报警和LCD液晶显示等功能。
(2)软件设计中均采用模块化设计结构，完成了燃气表的计费功能以及故障的查询和处理。
SLE4442是由德国西门子(SIEMENS)公司设计的逻辑加密存储卡。
它具有2K位的存储容量和完全独立的可编程加密代码存储器(PSC)。
内部电压提升电路保证了芯片能够以单+5V电压供电，较大的存储容量能够满足通常应用领域的各种要求。
1. 1芯片特点(1)用多存储器结构。
(2) 2线连接协议，串行接口满足ISO7816同步传送协议。
(3)芯片采用NMOS工艺技术，每字节的擦除/写入编程时间为2. 5ms。
(4)存储器具有至少104次的擦除/写入周期，数据保持时间至少10年。
1. 2 SLE 4442工作原理内含256字节主存储器（E2PROM)和32位保护存储器(PROM)。
主存按字节擦写，擦除是把某字节的8位全置为1。
每次擦或写的最短时间各为2. 5ms。
主存储器低32字节通过32位保护存储器中写入相应的位得到保护。
保护位使主存储器相应地址的字节数据不会改变。
主存储器和保护存储器在通常情况下能擦、能写、能读，是串行输入/输出2K的E2PROM 。
除了存储器外，保密逻辑控制整个存储器的擦写功能。
SLE4442卡有四个字节保密存储器，其中0字节为错误计数器(EC)，1-3字节为密码（PSC)。
上电后，除了PSC以外整个存储器只能读，不能擦写，只有在密码校验正确时才能擦写。
若连续二次密码校验错误则卡自毁，再也不能擦写了。
上电以后，由单片机给RST端发送一个正脉冲，在RST=1期间CLK产生一个上升沿，则启动了复位和应答复位。
随后连续的32个CLK依次在I/O线读出四个字节的标头数据。
标头数据包含了各种出厂信息。
复位和应答复位是卡操作前所必须编程时要准确计算。
IC卡智能煤气表的设计毕业设计论文-精品
IC卡智能煤气表的设计毕业设计论文-精品第1章概论1.1 选题背景随着人们生活水平的提高，日常做饭用的燃料已经从木柴、煤等资源浪费严重，污染严重的常规能源转变为使用天然气和煤气，甚至是电等清洁能源了。
在这里煤气表就要发挥其作用了。
机械计数器显示的煤气表已经使用了很长时间。
煤气抄表是煤气行业管理和收费的一个重要环节，长期以来，国内一直采用人工抄表，其工作效率不是很高。
近年来民用管道煤气(天然气)事业的迅猛发展，煤气用户的数量迅速增加，煤气的供应量也越来越大。
人口稠密和高层居民住宅不断增加，使得传统的人工抄表工作量越来越大。
因此，煤气表的收费问题一直困扰着煤气行业的管理者。
就目前煤气公司运行的管理方式来看，仍然是煤气用户先用气，后收费。
在本月底或下月初由各服务站的收费人员去收取煤气费。
这种收费方式的优点就是可以定期检查用户室内的煤气设施，杜绝跑、漏气的事故隐患，确保安全供气。
但同时也存在着以下一些问题:1)入户难:由于居民生活水平的提高、家庭财产价值越来越高、越来越重视隐私权等原因，用户不希望被人打扰;同时入户抄表只能在早、晚居民休息时间，抄表人员实际可利用抄表时间较短，因而使抄表率、收费率达到专业公司要求很难，燃气费漏抄、欠收、漏收严重，实际收费远低于统计值，费用流失严重。
2)管理费用开资过高:如10万户燃气用户，抄表和管理人员有40-60人，年费用需要近100万元。
特别是随着城市的发展，抄表收费问题更为突出，严重制约了供气公司的发展。
3)抄表劳动强度加大:抄表收费人员工作条件差、效率低、劳动强度大;由于楼层越来越高、各住户逐步装修，所以入户难，且只能在早、晚入户抄表收费;各地收费人员遭抢或犯罪分子冒充收费人员入室作案时有发生，影响社会安定;现行抄表收费大多是人工抄表、人工收费、手工结算，效率低、误差大，已不适应企业管理现代化的要求。
4)问题多:用户、收费人员窃气、作弊、拒交费用时有发生，造成各类费用不能及时准确的收缴。
智能IC卡燃气表及燃气预收费管理系统的设计和实现
计 、 详 细 设 计 、 代 码 实 现 和 系 统 测 试 的 流 程 ， 实 现 预
收 费 管 系 统 的 各 种 版 本 。 下 面 简 单 介 绍 管 理 系 统 的
土 要软 件 架构 和 模块 层 次 划 分 。
系 统 主 要 采 用Ｃ／ （ Ｊ ／ 务 器 ） 模 式 ， 如 ２ Ｓ 客 ０Ｎ 所 ／ ＿ 。 数 库 、 密 钏 管 理 、 用 厂Ｉ 理 和 用 发 卡 由 中 心 Ｊ 管 服 务 器 完 成 。 售 气 终 端 主 要 有Ａ 两 种 ，Ａ 式 的 售 气 、Ｂ 模
・
主 要 目 的 是 实 现 燃 气 预 付 费 业 务 。 Ｉ 卡 燃 气 表 的 使 Ｃ 用 ， 改 变 了 ｌ 抄 表 和 收 费 的 管 理 方 式 ， 实 现 了 预 付 ｕ的
费 讣 算 机 管 理 ， 用 的 自 我 管 理 ， 燃 气 白动 计 量 收 费 。 这 样 既 方 便 了 用 ‘， 也 减 轻 了 企 业 负 担 诸 多 一 难 题 ， 简 化 了 操 作 程 序 ， 降 低 了 企 业 的 经 济 成 本 ， 促 进 了 礼 会 发 展 ， 提 高 了 人 民 群 众 的 生 活 质 量 ， 可 见
管 道 用 户 管 ， 包 括 用 资 料 的 录 入 、 修 改 、
售 气 的 管 理 ， 包 括 正 常 售 气 、 补 气 、 退 气 和 售 报 表 的 管 理 ， 包 括 各 种 业 务 的 同 报 表 ， 月 报 表 Ｉ 卡 的 制 作 Ｉ 理 ， 包 括 用 户 卡 和 各 种 工 具 卡 ｃ 管 系 统 安 全 管 理 ， 包 括 各 种 密 钥 和 密 钥 发 硇 的 管 ｊ 系 统 权 限 和 Ｉ志 管 理 。 ＝ ｊ
处 理 方 法 和 安 全 机 制 ，介 绍 了适 应 于 不 同城 市 环 境 的Ｉ 卡 燃 气预 收 费管 理 系统 的解 决 方案 。 ｃ
IC卡燃气表使用说明
IC卡燃气表使用说明ic卡膜式燃气表使用说明本产品符合GB/T6968-2021《家用膜式燃气表》、CJ/T112-2021《IC卡膜式燃气表》、GB3836. 1-2000《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》、GB3836. 4-2000《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备“i”》的要求。
一、组成预付费燃气表、燃气售气管理系统、IC卡组成。
二、安装1•使用此表时应严格执行《城市煤气工程规范》规定安装调试方法进行通气前的各项工作。
严格检查进气圧力，管道密封性能等注意事项。
检查各连接部位是否漏气，气源方向是否正确，严禁用明火试漏并在使用前排除管道内杂物。
2.该表适用在工作压力为0. 5-lOKpa的城市煤气、天然气、液化气、沼气等可燃气体的管道燃气累计计量。
3.在安装前的运输过程中应保持直立状态，不得倒置、侧放、卧放及强烈冲击与碰撞C4.燃气表不得安装在卧室、浴室及易燃易爆区域，应保持在通风干燥地方，远离明火至少1.5米以上，避免阳光直射。
三、使用方法1.IC卡用法：给燃气表充值，IC卡必须由有芯片的一端（芯片朝下）插入燃气表卡超内（请半行推到底），其余操作正反面插入均可。
2.购气充值持IC卡到当地供气管理部门购气充值。
如果您初次购气，计算机管理系统将为您建立档案，请您配合。
3.输入购气量将己购的IC卡（有芯片的一端，芯片朝下）插入卡槽内，液晶屏显示可用燃气量（若表内有余量。
则显示累加数），等待5-10秒（或液晶熄灭），IC卡内的气量已输入表内（只有一次有效输入），请将IC卡取出并妥善保管。
4.剩余量不足处理燃气表剩余量低丁•最低报警量时，蜂鸣器将会连续鸣叫，使用燃气至剩余量为零时，阀门自动关闭，此时必须给燃气表充值才能开阀。
5.显示负值处理如果燃气表电控阀门损坏，不能正常关阀，产生了透支用气，应向燃气公司报警。
换新表或者新充值时，应先对旧表充值以扣回己透支用气量，再用转存卡将旧表数据转入新表。
IC卡燃气表智能控制及检测系统研究的开题报告
IC卡燃气表智能控制及检测系统研究的开题报告一、研究背景随着社会的发展，燃气作为一种重要能源已经得到了广泛应用。
然而，传统的燃气计量方式存在着一些问题，比如人工读取表码麻烦，存储计量数据不方便等等。
为了解决这些问题，IC卡燃气表智能控制及检测系统应运而生。
二、研究目的本研究主要目的是设计建立一套基于IC卡技术的燃气表智能控制及检测系统，旨在提高燃气计量的精度和效率。
三、研究内容1. 研究IC卡技术及其在燃气表领域中的应用；2. 设计并实现IC卡燃气表智能控制与检测系统，包括系统硬件设计、软件设计等方面；3. 进行系统测试，测试包括安全性、稳定性、精度等方面；4. 分析测试结果，对系统进行改进和优化。
四、研究意义本研究的实施不仅可以提高燃气计量的精度和效率，同时可以减少人工管理的工作量，提高燃气管理的自动化程度，降低管理成本。
此外，本系统还具有安全、可靠、易用等特点，能够更好地满足用户和管理者的需求。
五、研究方法本研究采用理论研究与实验测试相结合的方法。
首先对IC卡技术及其在燃气表领域的应用进行理论研究，然后设计并实现IC卡燃气表智能控制及检测系统。
最后，通过对系统进行测试，并对测试结果进行分析，对系统进行改进和优化。
六、研究计划1. 第一年：对IC卡技术及其在燃气表领域中的应用进行理论研究，设计系统硬件部分。
2. 第二年：实现系统软件部分，进行系统测试。
3. 第三年：整合系统，对系统进行改进和优化，并完成毕业论文撰写。
七、预期成果1. 设计出一套基于IC卡技术的燃气表智能控制及检测系统；2. 实现系统硬件和软件部分，测试系统的安全性、稳定性、精度等方面；3. 对系统进行改进和优化，为燃气计量提供更可靠、高效的解决方案。
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这种I/O口一般都是通过P0口扩展。由于P0口是双向 数据线，图中74LS244作为输入口、74LS273作为输出口， 它们都可以通过P0口输入、输出数据。 输出控制信号由P2.0和WR反合成，当二者同时为０ 电平时，“或”门输出０电平，273的Ｑ＝Ｄ，数据进入 273，当ＷＲ反无效（升为０）时，数据锁存在Ｑ端并输 出。 输入控制信号由Ｐ２.０和ＲＤ反合成，当二者同时 为０电平时，“或”门输出０电平，244的Ｑ＝Ｄ（直 通），当ＲＤ反无效时，ＣＰＵ已读走数据，244的Ｑ端 也不锁存输入的数据。 注意使用是P2.0（A8）必须为0。
辽宁机电职业技术学院
项目六 IC卡智能煤气表
制作人：王洪庆 白天明
项目内容
近些年来集成电路（IC）技术和计算机技术的迅 猛发展和广泛应用，IC卡产业在中国迅速兴起，对水、 电、气、热进行预收费的IC卡预付费表及计算机管理系 统相继研制出来，并投入使用。它综合了串行接口通信 技术、存储器扩展、输入输出接口扩展等技术。
课题4
输入输出接口扩展
课题内容
1.简单I/O口扩展 2. I/O口扩展应用实例
知训练：
1.通过实践，来掌握单片机输入输出接口扩展的方法。
技能操作
1．上机实践，掌握单片机扩展的的方法。 2．能够进行简单IC卡表硬件的设计、软件的调试。
一、简单I/O口扩展
二、I/O口扩展应用实例
8031 P0 WR P2.7
≥1
74LS373
D0~D7 Q0~Q7
Vcc
G
OC
8282 OE
Rb
≥1
D1~D7 D0~D7 STB
Vcc
数据的输入与输出通过下述指令进行： 输出数据：MOV DPTR，#0BFFFH ；指向输出口 MOVX ＠DPTR， A ；输出数据 输人数据： MOV DPTR，#7FFFH ；指向输入口 MOVX A，＠DPTR ；输入数据
谢谢！
能力目标
课题1、串行口基本知识
课题2、串行口的应用技术
课题3、存储器的扩展
课题4、输入输出接口扩展
课题5、可编程接口8255A(一)
课题6、可编程接口8255A(二)
实战演练： 1．通过IC卡智能煤气表项目，来掌握单片机应用 系统总线的组成、存储器的扩展、I/O接口的扩展、 8255A芯片的结构、功能、控制字及其与单片机的接口 及程序设计方法。 2．亲自进行简单IC卡表硬件的设计、软件的调试， 进行线路板的焊接。 3．通过该项目的训练，提高学生的实际动手操作 能力，养成学生的工程道德观念，建立工程敬业精神 和团队合作精神。