基于单片机的IC卡智能水表设计
基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计

基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计【摘要】本文的重点是对新型的IC卡智能水表电路进行设计和研究,它的主要特征是:以STC89C52单片机为核心,可以实现对IC卡的读写,对液晶屏幕的显示、电磁阀的开闭,对流量计脉冲的提取进行控制。
此外,它还拥有存储电路,可以完成对水表信号的读写处理,并对水表工作进行监控。
同时还能提供安全保护、自动报警、通讯接口等电路设计,以满足用户对IC卡智能水表控制系统的要求。
通过现场数据采集和实时传输水表数据,可以轻松准确地了解用户的用水量、剩余水量和购水量等信息,实现对用户的实时监控。
【关键词】单片机IC卡智能控制水表1水表的系统方案设计本系统以实现控制水的功能为基本原则,同时又要满足低功耗的要求。
首先,用户持IC卡到自来水公司购水,自来水公司用读写器把购水记录的数据写入IC卡中,之后用户将IC卡放在水表的读取和写入模块的感应区,然后IC卡读取和写入模块把IC卡中的数据传输到单片机,单片机就会根据IC卡中有无余额来决定是否要打开电磁阀,同时在LCD模块上显示出水表中的结余金额、用水量、余水量等信息;在用户用水时,流量传感器会将收集到的用水量数据的脉冲信号传输给单片机,通过单片机来计算目前的余额。
当余额低于设置值时,将发出警报,当余额为零时,将自动将电磁阀关闭,直至再次读入IC卡中。
此外,在这个设计中,还考虑到了防拆卸的功能,如果有人想要强行拆卸水表,就会触发水表内的防盗开关,当单片机探测到这个信号时,控制电磁阀自动关闭,并且报警器会发出警报声。
2 智能水表的硬件部分设计2.1 主控制装置本设计所采用的STC89C52是一个8位的CMOS51单片机,它有8KB的可编程性和可擦去性。
其具有32个输入输出端口、6个中断信号和2个计时器。
芯片中的闪存能够让程序在系统中进行更改,或者利用传统的非易失内存编程器改写相应的程序。
STC89C52是一种功能强大,性能稳定,性价比较高,在各类控制系统中有着广泛的应用。
基于单片机的智能水表的设计毕业设计论文

重庆交通大学(重庆通信学院办学点)毕业设计论文题目:基于单片机的智能水表的设计专业:电气工程及其自动化毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日指导教师评阅书指导教师评价:一、撰写(设计)过程1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)指导教师:(签名)单位:(盖章)年月日评阅教师评阅书评阅教师评价:一、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)评阅教师:(签名)单位:(盖章)年月日教研室(或答辩小组)及教学系意见教研室(或答辩小组)评价:一、答辩过程1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)教研室主任(或答辩小组组长):(签名)年月日教学系意见:系主任:(签名)年月日摘要为适应国家用水制度的改革,研究和利用现代化智能技术对自来水实行自动控制,减轻供水管理部门因“先供水后收费”造成的资金压力,减少每月抄表、收费所带来的麻烦和因收费问题带来的纠纷,用现代科学技术手段改变自来水管理体制的落后现状,势在必行。
基于单片机的IC卡智能水表设计中期检查表

基于单片机的IC卡智能水表设计中期检查表毕业设计(论文)中期检查表题目名称: 基于单片机的IC卡智能水表设计设计人姓名所学专业自动化班级一、阶段性成果到现在为止,毕业设计的时间过去了一半了,这几周的时间里我严格按照设计的要求进行着设计。
首先是开题报告的撰写,其次是对单片机的基础知识和IC卡智能要求两大方面的工作原理进行深入的学习,通过以上对IC卡智能知识的学习,我初步拟定了本设计的设计思路,并对其中的各个环节做出了准确的定位,完成了单片机电路的设计和IC卡智能系统的设计。
通过前几周对IC卡智能水表知识的学习,可以说在本阶段我取得了一定的阶段性的成果。
首先,我对智能软件控制系统有了深入的了解,掌握了其中一些控制部分的知识,比如IC卡的自动识别以及单片机控制流量传感器电气控制系统,单片机CPU具有一个16位的RISC精简指令计算机结构,对应用是高度透明的。
所有的操作,除了程序流程指令,都是通过源操作数的7种寻址模式和目标操作数的四种寻址模式的组合对寄存器进行的。
CPU集成了16个寄存器,减少了指令执行时间。
寄存器到寄存器操作的执行时间是一个CPU周期。
4个寄存器(程序计数器、堆栈指针、状态寄存器、常数发生器)用作特殊用途,其余的都可以用作通用寄存器。
外围模块通过数据、地址、和控制总线与CPU相连。
通过所有存储器操作指令可以很容易的对它们进行控制。
数的四种寻址模式的组合对寄存器进行的。
单片机的抗干扰能力有限,所以我们加设看门狗定时器。
主要是实现单片机安全运行。
为了保证系统在遭受干扰后能自动恢复正常,看门狗定时器(Watchdog Timer)是很有利用价值的,其主要功能是在发生软件问题后进行控制系统的重启。
如果选定的时间间隔溢出,系统产生复位。
如果看门狗功能应用中不需要,这个模块可以配置为间隔定时器在选定的时间间隔产生中断。
通过本阶段的设计,我学到了很多以前并没有接触过的新知识,也是第一次运用,虽然有些吃力,但是我尽力了,感觉收获还是很大的。
基于单片机的IC卡智能水表设计

基于单片机的IC卡智能水表设计一、IC 卡智能水表的工作原理IC 卡智能水表主要由流量传感器、单片机控制单元、IC 卡读写模块、显示模块和阀门控制模块等组成。
流量传感器用于实时检测水的流量,并将其转换为电信号传输给单片机。
单片机作为核心控制单元,负责对流量数据进行处理、计算水费、与 IC 卡进行通信以及控制阀门的开关。
IC 卡读写模块用于读取用户的 IC 卡信息,包括用户余额、用水数据等,并将水表的相关数据写入 IC 卡。
显示模块则用于显示用户的用水量、余额等信息。
阀门控制模块根据单片机的指令,控制水表阀门的开启和关闭,以实现用水的控制。
二、硬件设计1、单片机选型选择合适的单片机是整个设计的关键。
需要考虑单片机的性能、资源、功耗和成本等因素。
常见的单片机如 STM32 系列、AVR 系列等都可以满足需求。
2、流量传感器流量传感器的精度和稳定性直接影响水表的测量准确性。
可以选用电磁式、涡轮式或超声波式流量传感器。
3、 IC 卡读写模块IC 卡读写模块需要支持常见的 IC 卡类型,如 SLE4442 卡、Mifare 卡等,并具备可靠的读写性能。
4、显示模块可以采用液晶显示屏(LCD)或数码管显示,以清晰地显示用水量和余额等信息。
5、阀门控制模块阀门控制模块通常采用电动阀门或电磁阀,通过单片机的输出信号来控制阀门的开关。
三、软件设计1、主程序流程主程序首先进行系统初始化,包括单片机内部资源的初始化、各模块的初始化等。
然后进入循环,不断检测流量传感器的信号,进行流量计算和水费计算。
同时,检测 IC 卡的插入,进行读写操作,并根据用户余额和用水情况控制阀门的开关。
2、流量计算算法根据流量传感器输出的信号,采用合适的算法计算水的流量。
常见的算法有定时采样法、脉冲计数法等。
3、 IC 卡通信协议遵循 IC 卡的通信协议,实现与 IC 卡的数据交换。
包括读取卡内的用户信息、写入水表的用水数据等。
4、阀门控制算法根据用户余额和用水情况,制定合理的阀门控制策略。
基于单片机的智能水表设计

ii
目
录
摘 要........................................................................................................................ i ABSTRACT.............................................................................................................. ii 目 录......................................................................................................................iii 1 绪论....................................................................................................................... 1 2 系统分析及设计方案........................................................................................... 2 2.1 系统设计技术指标.................................................................................... 2 2.2 系统主要硬件............................................................................................ 2 3 硬件设计................................................................................................................ 3 3.1 AT89C51 单片机的介绍............................................................................ 3 3.2 流量传感器............................................................................................... 9 3.3 阀门驱动电路......................................................................................... 10 3.4 读写模块................................................................................................. 11 3.5 通信模块.................................................................................................. 13 3.6 显示电路.................................................................................................. 15 3.7 报警电路.................................................................................................. 15 3.8 电源电路.................................................................................................. 16 4 软件设计.............................................................................................................. 17 4.1 设计思路.................................................................................................. 17 4.2 主流程图.................................................................................................. 18 4.3 protues 仿真 结 论..................................................................................................................... 21 致 谢..................................................................................................................... 22 参考文献................................................................................................................. 23 附录 一................................................................................................................... 24 附录 二................................................................................................................... 27
基于单片机的IC卡水表的设计学士学位论文

基于单片机的IC卡水表的设计摘要智能IC卡水表是一种集计量功能和控制功能为一体的水量计量装置,是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、对用水量进行计量并能进行用水数据传递及结算交易的新型水表。
该水表的研发从根本上改变了自来水公司传统的工作方式,形成了先买卡充值再用水的服务模式,有效的避免了水费的流失、为降低自来水公司经营成本提供了先进的管理手段,解决了长期困扰供水行业的水费拖欠问题,更重要的是使公民的用水观念和供水部门的管理方式发生了根本改变。
本次设计的智能IC卡水表系统利用单片机AT89C51作为主要芯片,完成了充值、扣费、复位等功能。
显示部分采用LCD12864液晶显示器,能够支持汉字和数字输出,简单明了。
键盘采用矩阵键盘模块,输入方便。
IC卡采用了西门子公司的SLE4442逻辑加密卡。
设计结果表明,此系统设计容易,结构简单,造价低廉,维修方便。
本文详细介绍了系统的整体原理,分析了系统的硬件及软件设计,并制作了实物。
关键词:单片机;IC卡;智能水表AbstractThe intelligent IC card water meter is a kind of water metering measuring function and control functions of the device, is the use of modern microelectronic technology, modern sensor technology, '(new water meter card technology of the water metering and can use data transfer and settlement of transactions. Research and development of the water change water company the traditional working way fundamentally, formed the card to buy water service mode, in order to avoid water loss, provides advanced management method to reduce the water company operating cost, solve the problem of arrears of long-term problems in water supply industry water, more important is to make a fundamental change in the concept of water use and water supply departments of civil management.The design of the intelligent IC card water meter system using single chip microcomputer AT89C51 complete recharge, fee deduction, reset functions. The display part using LCD12864 liquid crystal display, can support Chinese characters and the digital output, simple and clear. The keyboard using matrix keyboard input module, convenient. IC card using SLE4442 logic encryption card Siemens ltd.Results show that, this system is easy to design, simple structure, low cost, convenient repair. This paper introduces the principle of the whole system, discusses the hardware and software design of the system and create the physical.Key words:microcomputer;IC card;Intelligent water meter目录1 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2 传统水表 (1)1.2.1 传统水表的主要结构 (1)1.2.2 传统水表的主要特点 (1)1.3 智能IC卡水表 (2)1.3.1 智能IC卡水表的主要特点 (2)1.4 IC卡的发展历史 (3)1.5 研究内容 (3)2 IC卡水表的整体设计 (5)2.1 系统的功能说明 (5)2.2 系统总体方案设计 (5)2.2.1 IC卡选择 (6)2.2.2 键盘选择 (7)2.2.3 显示器的选择 (7)3系统各模块硬件电路设计 (9)3.1Protel电路原理图设计软件 (9)3.2 单片机部分 (12)3.2.1单片机AT89C51介绍 (12)3.2.2 AT89C51主要管脚介绍 (13)3.2.3 芯片擦除 (14)3.3 时钟电路和复位电路 (15)3.4 LCD12864液晶显示电路 (16)3.5 SLE4442IC卡部分 (17)3.5.1 SLE4442IC卡的主要指标 (17)3.6 键盘设计 (18)3.7 报警电路 (19)4 软件设计 (20)4.1 主程序设计 (20)4.2 子程序流程图 (21)4.2.1充值程序流程图 (21)4.2.2 用水扣费程序流程图 (22)5 编程与系统调试 (24)5.1 编程工具Keil (24)5.1.1 uvision4集成开发环境介绍 (25)5.2调试结果 (26)5.2.1 实物调试 (26)5.2.2 上电选择 (26)5.2.3 充值界面 (26)5.2.4 用水扣费状态 (27)结论 (29)致谢 (31)参考文献 (32)附录A 英文原文 (33)附录B 汉语翻译 (39)附录C 主要程序 (44)附录D电路原理图 (48)1 绪论1.1课题背景科学技术发展的脚步越来越快,加快了资源的消耗,特别是人们日常生活必不可少的淡水资源。
基于单片机的IC卡智能水表设计

目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (3)1.1课题背景及意义 (3)1.2传统水表 (4)1.2.1传统水表的主要结构 (4)1.2.2传统水表的主要特点 (4)1.3智能水表 (4)1.3.1智能水表的特点 (5)1.3.2国内外智能水表的发展现状及发展趋势 (6)第2章智能水表的组成和单片机的选择 (7)2.1智能水表系统硬件组成 (7)2.2AT89C51单片机简介 (8)2.2.189C51单片机的基本组成 (8)2.2.289C51单片机引脚及其功能 (9)第3章系统各模块硬件电路设计 (10)3.1IC卡读写电路 (10)3.1.1Mifare1射频IC卡 (10)3.1.2H6152读写模块 (13)3.1.3IC卡读写电路的原理及说明 (13)3.2液晶显示电路 (16)3.2.1液晶显示模块 (16)3.2.2电源模块 (18)3.2.3单片机模块 (20)3.3记忆单元电路 (20)3.3.1I2C总线简介 (20)3.3.2AT24C01简介 (22)3.3.3硬件原理图 (22)3.4电磁阀控制电路 (23)3.5其它模块电路 (24)第4章系统各模块软件设计 (25)4.1IC卡读写软件设计 (25)4.1.1H6152内部寄存器 (25)4.1.2H6152通信协议与控制命令..............................................................错误!未定义书签。
4.1.3IC卡读写电路程序流程图及部分程序...........................................错误!未定义书签。
4.2液晶显示电路软件设计..........................................................................错误!未定义书签。
4.2.1液晶控制驱动器指令集......................................................................错误!未定义书签。
基于51单片机的ic卡智能水表课程设计

基于51单片机的ic卡智能水表课程设计基于51单片机的IC卡智能水表课程设计一、引言随着科技的发展和人们生活水平的提高,水资源的合理利用和管理变得愈发重要。
传统的水表只能实现简单的读数功能,无法满足现代社会对智能化水表的需求。
本文将介绍一种基于51单片机的IC 卡智能水表的课程设计方案,通过对IC卡的读写和水表计量功能的结合,实现对用户用水量的监测和管理。
二、课程设计方案1. 系统框架本课程设计采用51单片机作为控制核心,通过与IC卡、水表及相关传感器的连接与通信,实现智能水表的计量、存储和管理。
系统框架包括IC卡读写模块、水表计量模块、显示模块和数据管理模块。
2. IC卡读写模块IC卡作为存储用户信息和充值记录的介质,需要通过51单片机与系统进行数据交互。
本课程设计中,采用SPI总线通信协议,通过51单片机的SPI接口与IC卡进行通信,实现对IC卡的读写操作。
IC卡中存储了用户的身份信息、充值金额和消费记录等数据,通过读卡器读取IC卡中的数据,传输给51单片机进行处理。
3. 水表计量模块水表计量模块通过与水表传感器的连接与通信,实现对用户用水量的实时计量。
本课程设计中,采用脉冲计量的方式,水表传感器产生的脉冲信号通过51单片机的外部中断引脚接收并计数,实时记录用户的用水量。
通过设置合适的脉冲与用水量的换算关系,可以准确地计量用户的用水量。
4. 显示模块显示模块用于显示用户的用水量和剩余金额等信息,方便用户实时了解自己的用水情况。
本课程设计中,采用LCD液晶显示屏作为显示设备,通过51单片机与LCD显示屏进行通信,将计量数据和相关信息显示在屏幕上。
5. 数据管理模块数据管理模块用于对用户的用水量和消费记录进行管理和统计。
本课程设计中,采用EEPROM作为数据存储介质,通过51单片机与EEPROM进行通信,实现对用户信息、充值记录和消费记录等数据的读写操作。
通过数据管理模块,可以实现对用户用水量和消费情况的管理和查询。
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基于单片机的IC卡智能水表设计摘要为适应国家用水制度的改革,研究和利用现代化智能技术对自来水实行自动控制,减轻供水管理部门因“先供水后收费”造成的资金压力,减少每月抄表、收费所带来的麻烦和因收费问题带来的纠纷,用现代科学技术手段改变自来水管理体制的落后现状,势在必行。
基于单片机的IC智能水表不但可以提高供水部门的工作效率,而且在技术上为节约用水、合理用水创造了条件,由于这些特点,基于单片机的IC智能水表得到了越来越广泛的应用。
本论文主要设计研究基于单片机的IC卡智能水表电路,其主要功能是以AT89C51单片机为核心,实现IC卡的读写,液晶显示的控制,电磁阀的控制,脉冲的提取,同时具有安全保护电路、记忆单元电路、通信接口电路,完成整个水表信号的读、写处理,监控水表工作的功能。
本文对每个模块逐一进行了研究,全面详细地论述了硬件电路的设计流程,对本设计中非接触式IC卡读写电路模块、液晶显示电路模块和H6152读写电路模块等工作原理及功能进行了详细了说明。
关键词:单片机;IC卡;液晶显示;记忆模块Design of the Water Meter IC Card System Based OnSing-chipAbstractIn order to adapt the reform of the nation system of water supply,studying and making use of the modern intelligence technique to realize the automatic supervision of the water supply,lightening the funds pressure because of“supply wat er first behind charge”of the department supplying water,reducing the trouble and dispute of copying the form and charging monthly,using the modern science technique change the current administration structure of using water and water supply industry is imperative under the situation.The application of intelligent water meter not only improves work efficiency of intelligent water meter not only improves work efficiency of the department supplying water and realizes using water electronically but also creates a condition for using water frugally and rationally.Because of these charactetistics,intelligent water meter obtained more and more widespread application.In this paper, the main design based on single-chip pre-charges the IC card water meter system hardware circuit design, its main function is based on AT89C51 single-chip microcomputer as the core, the realization of IC card reader, LCD display control, the control solenoid valve, pulse extraction, at the same time security protectioncircuit, memory cell circuit, communication interface circuit, the signal meter to complete the reading, writing and processing, monitoring the work function of water meters. In this paper, one by one for each module studied. Full detail of the hardware circuit design flow, for the design of the Central African contactless IC card reader circuit module, liquid crystal display circuit module and circuit module, such as reading and writing H6152 working principle and function are described in detail.Key words: SCM; IC Card ; Liquid crystal display; Memory modules目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 .................................................................................. 错误!未定义书签。
1.1课题背景及意义 (1)1.2 传统水表 (2)1.2.1 传统水表的主要结构 (3)1.2.2 传统水表的主要特点 (3)1.3 智能水表 (4)1.3.1 智能水表的特点 (4)1.3.2 国内外智能水表的发展现状及发展趋势 (6)第2章智能水表的组成和单片机的选择 (9)2.1智能水表系统硬件组成 (9)2.2 AT89C51单片机简介 (10)2.2.1 89C51单片机的基本组成 (10)2.2.2 89C51单片机引脚及其功能 (10)第3章系统各模块硬件电路设计 (13)3.1 IC卡读写电路 (13)3.1.1 Mifare 1射频IC卡 (13)3.1.2 H6152读写模块 (17)3.1.3 IC卡读写电路的原理及说明 (18)3.2 液晶显示电路 (22)3.2.1 液晶显示模块 (22)3.2.2 电源模块 (25)3.2.3 单片机模块 (27)3.3 记忆单元电路 (28)3.3.1 I2C总线简介 (28)3.3.2 AT24C01简介 (30)3.3.3 硬件原理图 (31)3.4 电磁阀控制电路 (32)3.5 其它模块电路 (33)第4章系统各模块软件设计 (35)4.1 IC卡读写软件设计 (35)4.1.1 H6152内部寄存器 (35)4.1.2 H6152通信协议与控制命令 (38)4.1.3 IC卡读写电路程序流程图及部分程序 (43)4.2 液晶显示电路软件设计 (45)4.2.1液晶控制驱动器指令集 (45)4.2.2程序流程图及部分程序 (47)4.3 记忆单元电路软件设计 (49)第5章结论 (51)参考文献 (52)谢辞 (54)附录:电路图 (55)第1章绪论1.1课题背景及意义随着社会科学技术的高速发展,资源短缺现象日益严重,尤其是与人类生存嘻嘻相关的水资源。
水是宝贵的环境资源,也是我国可持续发展战略的重要物质基础。
但是,我国是世界上人均水资源拥有量是分贫乏的国家之一,节约和保护水资源是我国当前一项是分重要的战略措施。
节约水资源包括两个方面的措施,一是大力推广应用节水新技术;二是加强用水的科学管理,在某种意义上来说,加强用水科学管理是当前的首要任务。
要加强用水的科学管理,最重要的是加速研究开发科学先进、应用方便的节水科学管理仪表以及这种仪表的普及应用。
因此研制一种低功耗、计量精确方便的智能水表显得极为重要。
长期以来,我国城镇居民所使用的水表普遍是普通机械旋翼湿式水表,这种水表价格低廉,性能比较稳定,但是还采用人工抄表、按户收费的模式。
此方式存在着工作量大,收费周期长,收费困难,效率低下等缺点。
随着我国信息产业的飞速发展,金卡工程的全面实施,实现自来水收费管理的电子化、信息化及网络化已成为可能。
水表系统的智能化可以大大提高供水管理部门的工作效率、节约费用,用以改善供水设施,提高居民饮水质量;同事还能为加强自来水使用的监督管理提供手段,从而在技术上为节约用水合理用水创造条件。
微电子技术和计算机技术的不断发展,引起了仪表机构的根本性变革,以微型计算机(单片机)为主体,将计算机技术和检测技术有机结合,组成新一代“智能化仪表”,智能化仪表在测量过程自动化。
智能仪表不仅能解决传统仪表不易或不能解决的问题,还能简化仪表电路,提高仪表的可靠性,更容易实现高精度、高性能、多功能的目的。
随着科学技术的进一步发展,仪表的智能化程度将越来越高。
我国目前智能水表新产品开坟基本上是借鉴国外先进模式,因为国外在此方面的研究设计起步较早。
例如ABB公司的KENT水表采用充电电池,具有按键读数、可以显示日期时间及各户用水量,建有机械式与电子式读数功能,而且还配有IBMPC兼容机接口,可以进行电话通信;德国Sameco公司的新型水表可显示上一年与本年度用水量以及日期与时间等,并开发电卡式水表;此外,日本、以色列等国也相继推出自己的新产品。
国内的一些企业也对多种智能化水表系统作了研究,但在微功耗、可靠性等方面效果并不理想,因此并未投入大批量生产。
从国内外水表行业的目前情况以及水资源的可持续性发展目标来看,我国的传统水表必须进行改进,才能适应社会和经济的发展。
1.2 传统水表传统水表的发展经历了漫长年代,它涉及社会生活的各个方面。
它对改善人类生活、促进社会发展和科技进步起到了无法估量的作用。
直到现在在很多领域还能继续发挥作用。
1.2.1 传统水表的主要结构传统水表主要结构由硬件构成,以相对固定形式确定下来,所实现的功能较单一。
只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能,用户在使用过程中无法对其功能进行改变。
它一般具有输入信号接口、内部处理电路和实时显示三部分。
对于一些仪表功能如自凋零、自校准、自动调节量程等的设置是由用户在仪表设备面板上手工完成。