基于单片机的IC卡智能水表设计计开题报告
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IC卡智能水表控制系统设计方案
基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计方案1文献综述1.1课题的背景及意义环境与发展，是当今国际社会普遍关注的重大问题，保护环境是全人类的共同任务。
水资源作为生态环境中的重要资源，是人类生活的生产中不可取代的资源，对一个国家的生存和发展也是极为重要的。
水资源是一切生命的源泉，是人类不可缺少的物质条件，没有水人类就不能生存，没有水人类赖以自下而上的物质生产就不能发展。
IC卡智能水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。
这与传统水表一般只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能相比，是一个很大的进步。
IC卡智能水表除了可对用水量进行记录和电子显示外，还可以按照约定对用水量自动进行控制，同时可以进行用水数据存储的功能。
由于其数据传递和交易结算通过IC卡进行，因而可以实现由工作人员上门操表收费到用户自己去营业所交费的转变。
IC卡交易系统还具有交易方便，计算准确，可利用银行进行结算的特点[1]。
IC卡智能水表及其管理系统的出现，将从根本上解决了已上问题。
采用IC卡智能水表进行交易结算，不但实现了用水收费的电子化，而且还改变了先用水后收费的不合理状况，使的供水部门能预先收取部分费用，有利于公用事业的发展。
IC卡智能水表具有成本低、可靠性高、使用寿命长及安全性好等优点，可提高居民用水收费的管理水平，确保供水部门能及时收取水费。
因此，IC卡智能水表成为相关科研单位关注的重点，具有很好的经济效益与社会效益[2]。
1.2 智能水表的发展趋势随着微电子技术的快速发展，加上国家相关政策的推动，民用计量仪表的智能化将是一个必然的发展方向。
这不仅是中国的一种趋势，也将成为世界性的趋势。
而在近十年里，单体式智能IC卡类仪表又将会是发展主流。
从实际情况看，现在的IC卡智能水表确实还存在着许多影响其大规模推广使用的问题。
这些问题集中起来主要是（1）价格太高；（2）质量不可靠；（3）存在安全隐患。
基于单片机的IC卡读写系统开题报告
基于单⽚机的IC卡读写系统开题报告毕业设计（论⽂）材料之⼆（2）本科毕业设计(论⽂)开题报告题⽬：基于单⽚机的IC卡读写系统课题类型：设计□实验研究□论⽂□学⽣姓名：学号：专业班级：学院：电⽓⼯程学院指导教师：开题时间：2013 年 3⽉ 1 ⽇开题报告内容与要求⼀、毕业设计（论⽂）内容及研究意义（价值）本选题的⽬的是利⽤AT89S51单⽚机微处理器，外接IC卡、键盘模块和显⽰模块构成⼀个IC卡读写系统。
在理解单⽚机应⽤原理的前提下，来提⾼IC卡读\写器的可靠性。
在IC卡读\写中出现问题时，能及时告警并恢复到正常状态。
理解IC的读写软件结构，⽤具体的软件系统来完成IC卡的读和写的功能。
对于AT89S51单⽚机它的体积⼩、质量轻、价格便宜、为学习、应⽤和开发提供了便利条件。
单⽚机是靠程序的，并且可以修改。
通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的⼀些功能。
所以，深⼊掌握单⽚机的功能可以有效的⽤单⽚机来实现IC 卡的读与写。
由于IC卡的优点存在于它有超⼤容量数据存储和⾮常强⼤的安全能⼒，这样就更加的得到⼈们的由衷的信任和依赖。
现在，IC 在⾦融系统和⾮⾦融系统等⽅⾯都得到很好的应⽤。
如我们的银⾏卡，电话卡，驾驶员的执照卡,停车收费卡，公交卡，医疗卡等等。
IC卡是⼀个蓬勃发展的⾏业，⼀个与我们⽣活越⾛越近的产业。
在普及因特⽹和计算机的时候，IC卡扮演着越来越重要的⾓⾊。
同时IC卡读写器⼜是IC卡与各个应⽤系统之间的传输枢纽。
因此，基于单⽚机IC卡读写器设计的研究是⼀个⾮常有意义的课题。
⼆、毕业设计（论⽂）研究现状和发展趋势（⽂献综述）国内外IC卡市场经过⼗⼏年的发展，⽬前进⼊到发展的调整阶段中，虽然尚存在着⼀些问题，但总体发展趋势已经在朝着良好的局⾯前进。
展望未来⼏年IC卡市场状况，前景将更加美好。
具体将体现在以下⼏个⽅⾯：1）在移动电话领域：移动电话卡仍将是市场的主流产品之⼀。
从出货量来看，未来五年⾄少将会有20亿张的数量，⽽发到最终⽤户⼿中的卡⽚也将呈增长的趋势。
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
基于单片机的水位控制系统开题报告
2、方案设计
当水箱水位低时，起动水泵给水，水位上升到水位上限时，停止供水。当水箱水位低于水位下限时，起动水泵。
报警控制如下：
当水位高与水位上限旳时候，由传感器发送信号给单片机，单片机控制水泵停止运作，系统水位高报警。当水位低于水位下限旳时候，由传感器发送信号，单片机控制水泵开始运作，系统水位低报警。
使用单片机实现水位控制具有较高旳使用价值和稳定性好等特点。运用水旳导电性能实现对水位旳测量，可以有效地保证水位旳自动控制，能更好地对水位进行自动化控制，防止了工作人员在现场进行测检操控，以便了工作人员对水位旳控制，控制以便且系统稳定性能好。单片机具有了不仅体积小，安装以便，功能较齐全等长处，并且有很高旳旳性价比，应用前景广阔，同步有助于发现也许存在旳故障，通过微机实现给水系统旳自动控制与调整，维持稳定系统，保证安全经济运行。本次设计就是采用AT89S52单片机为关键旳一种基于单片机旳水位控制系统 ，具有较高旳使用价值和优越性。
论文题目
基于单片机旳水位控制系统
一、选题背景和意义
伴随社会经济旳飞速发展，人口密度旳不停增长，水资源旳运用率与节省用水意识就相对越发重要了。水位控制被广泛地应用在平常生活和工业上，通过对水位旳控制对外供水以满足需要，其水位控制具有普遍性。水资源一直都在人们平常生活和生产中起着至关重要旳作用，忽然断水，不仅会给人们旳生活带来大大旳不便，并且假如长时间缺水，则很有也许导致严重旳自然灾害甚至更大旳损失。因此，供水系统往往是建筑、生产或企业中最重要旳基础设备之一。供水旳重要问题是塔内水位应一直保持在一定范围，防止“空塔”、“溢塔”现象发生。当水位抵达水位下限时自动启动电机，给供水；在水位到达水位上限旳时候自动关闭电机，停止供水。并能在供水系统出现异常旳时候可以发出警报，以及时排除故障，随时保证旳对外旳正常供水作用。
【毕业设计】基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计
第1章绪论本章介绍了本研究课题的背景及意义，阐述了其发展状况。
对当前水资源形势、传统水表和IC卡智能水表的特点及其水表的未来发展趋势作了概况。
另外，简要说明了本文所做的工作。
1.1 本研究课题的背景及意义环境与发展，是当今国际社会普遍关注的重大问题，保护环境是全人类的共同任务。
水资源作为生态环境中的重要资源，是人类生活的生产中不可取代的资源，对一个国家的生存和发展也是极为重要的。
水资源是一切生命的源泉，是人类不可缺少的物质条件，没有水人类就不能生存，没有水人类赖以自下而上的物质生产就不能发展。
目前，我国的水资源问题十分严峻。
在我国600多个城市中，目前有400多个城市供水不足，其中严重缺水的城市有110个，城市年缺水总量达60亿立方米。
根据世界银行的数据，我国人均水资源占有量只有2200立方米，这个数字仅相当于世界人均水资源占有量的四分之一。
专家预测，当我国人口增至16亿时，人均水资源将下降到1750立方米，接近国际公认的水资源紧张标准。
从长远来看，搞好水资源的管理具有重大而深远的意义。
自来水事业作为用水资源的重要组成部分，它关系到人民生产和生活的各个方面。
由于历史的原因，我国大部分城市居民使用自来水，都是在区域性水站供水基础上，逐步发展成为以单位住宅区或以楼栋、单元为一户由自来水公司抄表收费的。
目前，这种经营方式已越来越不适应社会主义市场经济发展的要求，成为人民物资生活迅速提高和供水企业落后的经营方式之间产生的主要矛盾。
长期以来，我国自来水用户的用水量依靠人工抄表，然后由收费员到各家收费或令各用户去银行（或其他指定地点）交费。
这种传统收取水费的做法需要的工作人员多，费时费力，效率低，常常遇到用户欠缴、迟缴或漏缴水费等问题。
为适应国家对用水制度的改革，研究和利用现代化智能技术对自来水实行自动监控，减轻供水部门因“先供水后收费”造成的资金压力，减少每月抄表收费带来的麻烦和因收费问题带来的纠纷，用现代化科学技术手段改变自来水供水管理体制的落后现状势在必行。
基于总线式的智能水表抄表系统设计开题报告
毕业设计（论文）开题报告题目名称：基于总线式的智能水表抄表系统设计学生姓名专业电气工程及其自动化班级一、选题的目的意义目前我国的水费计量方式主要依靠抄表人员入户抄收，不仅浪费人力物力，又不可避免存在人为因素造成的误差，而且对用户的日常生活造成不便。
随着城市现代化建设的发展，建设智能小区成为必然趋势，原来的人工抄表已不能胜任现在的工作，新的抄表方式应运而生，随着通信和计算机技术的发展，使得远程抄表成为可能。
近年来国家正在推广户外计量技术，以实现方便查表，不干扰住户，使大量人工查表工作逐步过渡到数字化传送。
具体来说，总线式智能水表抄表可以使管理部门随时了解居民的用水情况，而且使抄表工作不受时间的限制。
在经济效益方面，降低了人工费用，降低偷水、漏水费用，降低水表的管理费用。
在社会效益方面，能够避免水表计量和收费过程中的各种错计、漏计用水量和拖欠水费等现象，同时也有利于社会的进步和新材料的研究。
二、国内外研究综述在国外集中抄表系统的技术发展起步较早，对集中抄表技术的研究起步也较早，且比较深入，从标准的制定到抄表专用芯片的生产都比较成熟，多种集中抄表技术得到了相对广泛的、成功的应用，在发达国家基本上都实现了远程集中抄表。
对于适合于远程集中抄表的智能水表而言，国外几家大水表公司，如瑞典ABB公司、德国MEILEK公司及以色列ARAD公司推出的总线制智能水表。
通过电力线载波技术进行远程集中抄表的智能水表，国外的很多大公司和研究所已经开发出了相对应用于电力线载波技术的器件和元件。
相对于国外远程集中抄表和智能化水表的发展，我国在这方面的技术起步较晚，但是发展十分迅速。
RS一485总线传输方式己经广泛应用在集中抄表系统中，在我国一些大中城市，无线传输抄表方式也广泛使用，经过技术的改进，这种抄表方式已经取得了明显的效果;电力线载波技术更是发展迅速，尤其在电能表自动抄表方面使用最多。
具体来说，有磁卡式智能水表，IC卡式智能水表和远传式智能水表。
推行自来水IC卡智能化水表浅探的开题报告
推行自来水IC卡智能化水表浅探的开题报告一、选题背景随着科技的不断发展和普及，智能化、数字化设备已经越来越广泛应用于日常生活中。
在城市生活中，自来水作为日常生活中最基本、最必要的生活资源之一，其管理与分配问题也越来越受到人们的关注。
当前，传统的抄表方式存在着很多弊端，如耗时耗力、易错等等，这就为推广自来水IC卡智能化水表提供了广阔的应用前景。
此次开题报告的选题正是基于这一背景而展开的。
二、研究目的和意义本次选题旨在研究推广自来水IC卡智能化水表，并对其优势和不足进行深入探讨与研究。
具体而言，本次研究的主要目的如下：1. 探究自来水IC卡智能化水表的实现原理及技术特点，了解其应用的前景和潜力。
2. 分析当前自来水普及的情况及其存在的问题，探讨自来水IC卡智能化水表的推广应用方向和策略。
3. 对自来水IC卡智能化水表在生活中的优势和不足进行深入分析，为今后提出改进意见和建议提供参考。
三、研究内容本次研究的主要内容如下：1. 自来水IC卡智能化水表的原理和技术特点，包括IC卡应用技术、数码读表系统、计费系统等内容。
2. 自来水IC卡智能化水表与传统水表的比较，分析其优点和问题，重点分析其在节约人力、优化管理等方面的应用优势。
3. 自来水IC卡智能化水表在实际应用中的现状和存在的问题，分析自来水IC卡智能化水表的推广难点及原因。
4. 分析自来水IC卡智能化水表的市场需求和前景，并提出相应的推广策略和建议，提高其推广和应用意识。
四、研究方法本次研究采用文献调查和案例分析相结合的方法。
在文献调查方面，主要对相关的文件、论文等资料进行搜集和整理，加深对自来水IC卡智能化水表各方面的理解和认识。
同时，借助分析现有城市的自来水系统情况，结合个案的实际推广情况，探究其推广应用中的优势和问题，寻找提高其应用水平的有效方法。
五、预期结果通过对自来水IC卡智能化水表的深入研究，本次开题报告旨在达到以下预期结果：1. 了解自来水IC卡智能化水表的技术特点和应用前景。
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2、改变了入户操表收费的模式。这种模式改变的意义是巨大的。由于城市规模不断扩大和居民户数快速增加，供水部门抄表和收费的工作量将不断加大。沿用传统的上门抄表模式，将很难适应这种变化。而现在由于各种原因的影响，人工入户操表的效率已经在逐渐下降并且使这种模式的成本不断增加。采用智能IC卡水表极其管理系统，将可以从根本上改变由供水部门派人去千家万户抄表收费的模式。如果得到金融系统的配合，还可以减少布点的成本。因此大规模采用智能IC卡水表技术对降低供水部门的管理成本是会有显著帮助的。而使用IC卡进行交易结算，用户可以自主决定交费时间和数量，增大了用户的自主性。特别是随着人们家庭安全意识和隐私意识的增强，入户抄表和上门收费等随意进入私人住户的做法将逐渐不受欢迎甚至受到抵制，这必须给予重视的社会发展趋势。而使用智能IC卡进行交易结算，将可以有效解决这带来很多社会隐患的难题。
三、毕业设计（论文）所用的方法
1、充分利用图书馆资源及校内网上的资源库，浏览有关资料文献，并对与设计有关的知识和文献资料进行汇总、归纳，并结合设计任务构思设计方案。
2、根据现实当中，从人们对理想中智能水表所提的要求出发，分析智能水表应该具有的功能和将来可能具有的功能，结合现有的知识，构思实现这些功能要用到的模块与技术。
3、可以有效解决一些技术难题。比如，随着水资源的紧张，将会逐步实行超计划水价甚至阶梯式水价等较为复杂的用水管理模式。这些，将对供用水交易提出较高的技术要求。采用普通水表和人工抄表的模式，是难以解决这些技术问题的，而采用智能IC卡水表，将很容易解决这些问题。与远传抄表系统相比，智能IC卡水表具有使用和维护成本很低，没有布线造成的混乱和高故障率等问题。智能IC卡水表的以上优点，将会使智能IC卡水表逐渐被社会所接受并成为一种基本配置。智能水表系统是随着现代计计量技术、传感技术
目前新型的水表的开发研制，都遵循计量准确、读数直观、低功耗、数据安全性的原则。关于计量准确和低功耗，一般涉及到的元器件的选用、软件的编制、信号传输、掉电保护以及抗干扰等许多问题;关十读数的直观问题，考虑到LED显示功耗较大、电路连接复杂及使用寿命等因素，一般都采用LCD液晶显示，具有良好的性价比，关于数据安全性的问题，一般来讲智能卡水表系统的准确性、可靠性和安全性主要体现在智能卡的密码安全性、数据加密以及读写智能卡的控制系统动作可靠性等方面。
五、指导教师审批意见
年月日
和信息网络技术以及社会化需求的发展而不断向前发展的,智能水表系统在未来发展中所体现出的经济实用、双向实时、数据共享的特点正是这种技术发展和社会需求发展的集中体现,同时体现着人类与水资源和谐共存的依存理念。
二、国内外研究综述
面向二十一世纪中国供水、供电事业的发展目标是按照中国建设部21世纪的远景规划，在国内实现小康住宅水电、煤气、纯净水、热水及大口径水表全部信息出户，彻底填补国内供水供电计量及管理方面的空白，打破国内供水、电计量管理落后的局面。其中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，还能为加强自来水使用的监督管理提供有效措施，从而在技术上为节约用水，合理用水创造条件。
3、通过PLC编程和单片机编程来实现智能水表中控制电路，并尽可能将所设计的电路在实验室中进行模拟仿真。
4、根据相关的设计标准和规范，通过办公软件Office来编辑文档，应用相关绘制工具绘制设备图。
四、主要参考文献与资料获得情况
[1]《自动检测技术》颜本慈国防工业出版社
[2]《传感器原理设计与应用》刘迎春国防科技大学出版社
我国目前的水表新产品的开发，基本上借鉴国外的先进模式，因为国外在这方面的研究设计起步比较早。例如ABB公司的KENT水表采用充电电池，具有按健读数、可以显示日期时间及各用户的用水量，兼有机械式和电子式读数功能，并且还配备IBM PC兼容机接口，可以进行电话通信;德国Sameco公司的新型水表可以显示上一年与本年度的用水量及其日期和时间等，并开发电卡式水表。国内的生产水表的企业也对一些智能化的水表作了研究，但在低功耗和可靠性能等方面没有达到很好的预期效果，并没有大量的推广普及应用。从国外水表行业的目前情况以及水资源的可持续发展的目标来看，我国传统水表的生产必须进行改进，才能适应当前社会和经济发展的需要，才可在口后的市场竞争中占有一席之地。
[3]《传感器与测试技术》李晓莹高等教育出版社
[4]《电气与PLC控制技术》张万忠化学工业出版社
[5]《电气控制技术与PLC》邓志良东南大学出版社
[6]《电气控制技术与可编程序控制器》常效铃机械工业出版社
[7]《单片机与CPLD综合应用技术》周立功北京航空航天大学出版社
[8]《常用集成电路实用手册》孙余凯电子工业出版社
毕设计（论文）开题报告
题目名称基于单片机的IC卡智能水表设计
学生姓名
专业
自动化
班级
一、选题的目的意义
采用智能IC卡水表技术方案可以为供水管理部门和用户带来许多方便，并会产生很多积极的和有益的影响，而采用智能IC卡水表作为基本技术元件，还可以为传统的供用水管理模式进行现代化改造提供基础性的技术支持。与传统的用水计量仪表相比，采用智能IC卡水表技术可以带来许多新变化。