一种基于单片机的智能水表设计毕业论文开题报告
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。
开题报告-基于单片机的液位控制系统设计
毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文)题目：基于单片机的液位控制系统设计学院：化工自动化学院学号： 1201专业班级: 101学生姓名：指导教师：20年月 7日一、课题基本情况1。
课题的来源及选题的依据随着我国的国民经济与生活水平的发展，各个行业对自动化的需求也日益增加，为减少污染、节约资源，单片机的控制技术得到了广泛的应用。
无论是在工业生产中，还是在其他行业，水都是人们生活中不可或缺的资源,大部分都会使用到水箱，水箱里的水位控制就是最重要的问题了，以前都会有专门的人看管，既浪费人力、财力,又不能准确的判断水位高低。
所以以单片机控制水箱的水位就得到了广泛应用。
在工农业生产以及日常生活应用中，常常会需要对容器中的水位进行自动控制。
比如自动控制冰箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等.虽然各种水位控制的技术要求不同、精度不同，但是基本的控制原理可以归纳为一般的反馈控制方式，他们的主要区别在于检测水位的方式、反馈方式、以及控制器上的区别.目前我国在单片机测量和控制装置研究、生产、应用中,取得了很大的成绩，总结了很多经验,但是各行业仍处于发展期，经调查,更多科研研究在这方面开展的工作更看重的是理论和算法，数年来这方面的研究的论文较多，但着重生产实际的很少。
本论文将致力于改善这一状况，解决生产生活所可能遇到的普遍性问题,为设计者提供参考。
2. 国内外的研究动态及水平一些发达国家在单片机新型系统研究、制造和应用上，已积累了很多经验，奠定了基础，进入了国际市场。
我国在新型测控装置与系统研究、制造、应用和经验上,与其他发达国家相比还存在差距,但是我国的研究人员已经克服很多困难，并在不断地摸索中前进，有望在相关领域赶上甚至超过发达国家的技术水平，这是发展趋势。
液位测量的方法比较多，依据测量方式的不同可分为接触式与非接触式两种类型。
1。
接触式测量法接触式测量法是指测量用传感器直接与容器内存储液体相接触，从而获得测量参数的方法。
《基于单片机的智能热水器设计开题报告1100字》
（2）智能热水器的硬件设计
（3）智能热水器的的软件设计
（4）智能热水器的系统测试
预期目标
完成智能热水器的总体设计，通过STC89C51单片机为核心进行系统设计，最后完成系统软件设计以及测试。
三、设计（论文）的研究重点及难点：
开题报告
设计（论文）题目
基于单片机的智能热水器设计
设计（论文）题目来源
自选
设计（论文）题目类型
起止时间
一、设计（论文）依据及研究意义：
据统计，市场上有四台热水器。燃气加热器，太阳能热水器，电热水器和空气加热器。其中，空气热水器是全面的。由于价格高，空气能热水器的普及率不高。大多数家庭使用其他三个。在安全方面，人们更喜欢选择电热水器和太阳能热水器。如果通风不足，家用气体中的二氧化碳泄漏或燃烧会导致安全问题，电气和太阳能热水器几乎没有问题。尽管太阳能热水器没有受到污染，但由于天气和安装位置以及缺乏有效的温度控制，它们的使用越来越少。电热水器的优点：不受地理位置的限制。与太阳能热水器相比，安装方便，安全性低。电热水器一般安装在室内，不受雨雪影响，更安全不受雨雪侵蚀。电热水器种类繁多，包括旋转按钮、触摸屏、红外遥控器、按钮等控制方式。根据不同的控制方法，价格是不同的，价格比较为人所接受。在这样一个信息时代，在这个瞬息万变的社会中，人们需要越来越多的高水准生活。人们总是喜欢并支持智能设备，智能热水器也是如此。随着科学技术在快速变化的社会中的快速发展，热水器技术日趋成熟。目前，热水器产品已不再是一种简单的热水器，而是一种充满科技创新的现代智能家用电器。随着人民生活条件的改善，人越来越富裕，国家越来越富裕，人们的生活水平越来越高。智能家电在人们的生活中越来越受欢迎，其份额也在不断增加，有许多类型的热水器与家庭生活密切相关。
基于MSP430F413的新型智能水表的设计
2 智能水表的工作原理
本文设计的智能水表的工作原理：用户先 购买IC卡（用户卡），并携带IC卡至收费 购买IC卡（用户卡），并携带IC卡至收费 工作站交费购水，工作人员将购水量等信 息写入卡中。用户将卡插入IC卡水表表座 息写入卡中。用户将卡插入IC卡水表表座 内时，IC卡水表内单片机识别IC卡密码， 内时，IC卡水表内单片机识别IC卡密码， 校验并确认无误后，将卡中购水量与表内 剩余水量相加后（初次使用时，剩余水量 为零），写入IC卡水表内的存储器，进而 为零），写入IC卡水表内的存储器，进而 控制电阀开通阀门供水。
2) IC卡接口。 IC卡接口。
3) 液晶显示器
4) 电源低电压检测电路
5) 脉冲采集电路
本系统中水表的基表采用符合ISO 4064B标准的 本系统中水表的基表采用符合ISO 4064B标准的 旋翼式冷水水表。该表计数机构与测量机构经磁 耦合传动，采用干簧管传感器计量发讯，每流经 0.01m3水时产生一个脉冲。为了有效防止各种可 0.01m3水时产生一个脉冲。为了有效防止各种可 能的干扰抖动而产生的多计数现象，本设计中采 用双干簧管双脉冲通过由电容和电阻组成的防抖 电路输入单片机计数，当两个脉冲输入段依次有 脉冲输入的时候才产生一个有效脉冲计数，两个 脉冲有互锁功能，P1.3和P1.4作为脉冲输入端。 脉冲有互锁功能，P1.3和P1.4作为脉冲输入端。 每输入一个脉冲，在存储器中减去相应水量。表 内设有磁保护装置，具有较强的抗外磁干扰能力
3.4 系统抗干扰的设计
4 结束语
实践证明：本文所设计的智能水表从管理 上讲对用户实行“先买水后用水”的预付 费管理方式，在一定程度上改善传统管理 模式的种种弊端，符合我国的基本国情， 有很强的适用价值。
1 MSP430F413简介 MSP430F413简介
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
一款使用IC卡的智能水表的设计与实现
一款使用IC卡的智能水表的设计与实现摘要随着工业化的发展，传统的水费收取方式不能满足社会的发展步伐，因此，一款基于单片机的IC卡智能水表的设计满足了人们的需求。
它可以彻底改变自来水的收费方式，实现管理现代化。
本文介绍了一种基于单片机的IC卡智能水表，以数字集成电路技术为基础，以STC12C5A60S2单片机为核心，软件、硬件相结合，组成基于IC卡的智能水表、实现了用水量统计功能、自动供停水功能、显示功能、报警功能、掉电自动保护数据功能及一户一卡功能。
采取由用户自行到自来水管理部门预购自来水的方式，同时“一卡通”的设计可以促进一体化的物业管理，不但使物业管理更加人性化，同时也使节约水资源的科学管理更加方便，既解决了传统收费方式所带来的人工和社会问题，而且IC卡智能水表使用方便，安全可靠，用户可以直观地了解用水情况。
因此，研制一种低功耗、计量准确的智能水表显得极为重要。
本设计分为两个部分，硬件部分和软件部分。
硬件部分介绍了IC卡智能水表的设计，单片机STC12C5A60S2的功能及其在电路中的作用。
软件部分：在了解电路设计原理后，根据原理和目的画出电路流程图，编写程序。
本系统主要包括水流量检测模块、LCD显示模块、IC卡读写模块、数据存储模块及电磁阀控制模块等五个部分组成。
关键词：智能水表，STC12C5A60S2，数字集成电路，IC卡Design and Implementation of a IntelligentWater Meter Based on IC CardAbstractWith the development of industrialization, the traditional way to collect water does not meet the pace of social development, therefore, a single-chip IC card smart meter-based on design to meet the people's needs. It can completely change the way water charges, modernize management.This paper describes a microcontroller-based on IC card intelligent water meter, the design is a digital integrated circuit technology as the basis, STC12C5A60S2 microcontroller core, software, hardware combine to form smart meter IC card-based, statistical functions to achieve the water automatic functions without water supply, display, alarm function, automatic power-down data protection features and a one card function. This approach taken by the user to pre-tap water management approach, while "card" design can contribute to the integration of property management, property management not only more human, but also to save water resources science and management more convenient, both solve the traditional charging method brought labor and social issues, and IC card smart meter easy to use, safe, reliable, user can intuitively understand the water situation, therefore, the development of a low-power, accurate measurement of the smart meter is extremely important .The design is divided into two parts, hardware and software components. One section describes the hardware design, microcontroller STC12C5A60S2 IC card smart meter functionality and its role in the circuit. Software part: after understanding the circuit design principles, based on the principles and objectives of the circuit to draw flowcharts, programming. The system includes water flow detection module, LCD display module is composed of five parts, IC card reader module, data storage module and solenoid valve control module.Key words: Smart water meter, STC12C5A60S2, Digital integrated circuits,IC Card目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1研究现状 (1)1.2研究目的及意义 (1)1.3课题预期成果 (2)第2章关键技术介绍 (3)2.1单片机简介 (3)2.2K EIL C51编译器 (3)2.3接触式IC卡原理 (4)2.4水流量传感器原理 (4)第3章系统硬件设计 (5)3.1系统结构 (5)3.2系统开发环境 (5)3.3系统任务的可行性分析 (6)3.3.1 技术实际应用 (6)3.3.2 成本估算 (6)3.3.3 系统的技术支持 (6)3.4系统安全和防干扰设计 (6)第4章系统设计 (8)4.1设计版图 (8)4.2设计中涉及到重要器件介绍 (8)4.2.1本系统单片机的介绍 (9)4.2.2 24C02接触式IC卡介绍 (9)4.2.3 继电器介绍 (9)4.2.4显示器介绍 (10)4.3系统硬件电路设计 (10)4.3.1 单片机最小系统电路设计 (10)4.3.2 显示器电路设计 (11)4.3.3 IC卡读写电路设计 (11)4.3.4电磁阀控制的设计 (12)第5章系统实现 (13)5.1软件流程图 (13)5.2系统主要程序 (13)5.2.1 IC卡读写程序 (13)5.2.2显示驱动驱动程序 (15)第6章系统测试 (17)6.1系统软件测试 (17)6.2系统硬件测试 (17)6.3整体测试 (18)6.4本章小结 (18)第7章结论 (18)参考文献 (20)致谢..................................................................................................... 错误!未定义书签。
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。
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。
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毕业设计（论文）开题报告1选题的背景和意义由于中国社会的经济快速发展，落后的科技已经不能适应时代的发展，只有不断进步的科技才能推动社会和时代的跨越发展，所以基于单片机智能水表的研究也推上了一个重要的高度。
智能水表的研究为水资源的再节约做了很重要的贡献。
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[1]。
可见研究一种低功耗、计量精确方便的智能水表显得极为重要，对推动水节约发展做重要贡献。
1.1选题的背景此次设计是一种基于单片机的智能水表，它以价格较低的AT89C51为核心，以智能卡式水表系统为研究对象，它结合了控制技术、计算机技术、流体计量学等多方面技术，是一种跨专业的电子信息化系统。
主要解决计量控制精度、功耗、数据保密性、动作可靠性和稳定性、系统易用性和安全性等方面问题。
1.2研究现状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。
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。
传统水表的主要特点是自成体系，自我包容，用户无法更改。
传统水表功能单一，只具流量采集和机械指针显示用水量的功能。
另外，传统水表无法升级换代，而且开发周期长、经费投入大。
随着科技水平不断发展，人们对传统水表提出以下几方面的要求：测量精度高、功能强、可靠性好，测量全能自动化、智能化，小型化、使用灵活方便、升级方便，同时还能进行测量数据的处理、存储和显示，具有和其他设备进行数据通讯等功能。
这些新的要求不仅促使着传统水表不断地改进和发展，也孕育着新一代水表——智能水表的产生。
1.2.1国外水表系统发展概况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，这些公司定做了一体化芯片(将采集、存储、传输电路集成于一体的专用芯片)，固件到表体上。
这种水表由于采集计数工作单元均装配在智能水表内并密封，水表的数据采集、处理、存储等基础工作全由水表本身完成，上位机不参与底层数据采集，仅进行通信联系，消除了外界因素对计量的影响[2]。
另外因智能水表引出的总线通、断不影响单表数据采集和保存，也不影响其它水表数据的读出，即使本次读数时该表总线出现故障，只需重新挂接好总线，无需重新置数，水表的真实读数仍可继续读出，其安全性、稳定性是比较可靠的。
但是成本较高，推广普及较慢。
1.2.2国内水表系统发展概况国内发展现状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-85总线传输方式已经广泛应用在集中抄表系统中，在我国些大中城市，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。
对于传统水表出现的缺陷，我国市场上出现了很多种智能化水表，如接触式IC卡智能水表、阶梯式IC卡预付费智能水表、非接触式IC卡(射频卡)智能水表等。
同样远传水表是将用户用水量数据远传给上位机管理系统，现在我国出现了几种远传水表，包括无线远传水表、电力线载波水表和摄像直读式远传水表等[2]。
2研究的基本内容（1）对智能水表系统进行设计，完成相关器件选型，对原理图进行设计。
（2）基于PROTUSE对软件、硬件进行综合仿真与优化，确保实现相应的功能。
2.1基本框架智能水表工作时，首先由用户购买IC卡（即用户卡），并携IC卡至收费工作站交费购水，工作人员将购买水量等信息写入卡中。
用户将卡插入IC卡水表，卡表内单片机识别IC卡密码并确认无误后，将卡中购买水量与表内剩余水量相加后，写入卡表内存储器，同时必须将IC卡内购水值清零。
当用户用水时，由流量传感器采进INT，换醒单片机，进行用水处理。
用来的信号以脉冲形式触发单片机的外部中断0户在用水过程中，卡表内剩余水量相应减少。
当剩余水量低于一定量，如5m3，卡表报警提示用户购水。
当E2PROM中存储的水量用完时，单片机自动关闭电磁阀。
用户只有重新购水，才能使电磁阀打开。
此外，在发生人为故意破坏时，阀门也会关闭。
智能水表的主系统框图如图2.1所示。
图2.1主系统框图系统硬件电路由IC卡读写电路、液晶显示控制电路、电磁阀控制电路、脉冲提取电路、安全保护电路、记忆单元电路、通信接口电路组成，以AT89C2051为核心控制芯片，完成整个水表信号的读、写处理，监控水表工作的功能。
其硬件结构框图如图2.2所示。
图2.2硬件结构框图2.2研究的重点和难点重点：（1）对电气原理图进行设计，并对PCB板进行布线规划；（2）程序设计方面，对读写卡、显示、驱动控制功能的实现；（3）系统的稳定性与可靠性设计。
难点：（1）智能卡式水表控制系统软件部分看门狗的初始化、进入睡眠及其唤醒等处理的设计；（2）智能卡式水表控制系统硬件部分接口电路包括IC卡接口、液晶显示接口、电磁阀驱动接口的设计。
2.3拟解决的关键问题（1）对芯片进行有效的集成，以实现对应的功能；（2）通过软硬件优化，实现分析仪系统的快速响应；（3）基于PROTUES对相关软硬件进行仿真优化。
3研究的方法及措施3.1主要器件选型（1）微处理器（AT89S8253）：AT89S8253是Atmel公司生产的8位微处理器，它与51单片机完全兼容，但在P1端口（P1.4 ～P1.7）上扩展了SPI接口；具有12KB 的在系统重编程可下载Flash和256B的内部RAM；32位和8051兼容的可编程I/O 线；2KB的EEPROM存储器[6]。
（2）阀门（电磁水阀MP15A-3V）：MP15A-3V，仅需+3V电源供电。
正常供水情况下，电磁阀自锁于常开状态，驱动机构不消耗电能，只有当购买的吨位数用完时，才由固态继电器驱动电磁阀关闭开关，并自锁于常闭状态，重新购水插卡后，再次送电开启。
（3）流量传感器（WG101）：流量传感器是水表中的传感器部分，是实现正确计量的基础。
WG101具有工作时无须使用外加电源；使用双磁极交替触发工作方式，触发磁场极性变化一周，传感器输出一对正负双向脉冲电信号，信号周期为磁场交变周期；输出信号幅值与磁场的变化速度无关，可实现“零速”传感；无触点、耐腐蚀、防水，寿命长等特点[10]。
（4）IC卡读/写器（内芯AT45DB041）：AT45DB041是Atmel公司生产的4M位串行数据Flash，支持ISP在系统重编程（擦写和编程），可用于语音、图像和数据的存储，特别适合于存储器型IC的设计。
具有2个SRAM数据缓冲器，可以允许在系统重编程时接收数据。
（5）显示器（LCD1602）：是一种专门用来显示字母、数字、符号的点阵型液晶模块。
它由若干个5×7或者5×11等点阵个点距的间隔，起到字符间和行间距的作用。
LCD1602是指显示的内容为16×2既可以显示两行，每行16字符液晶模块（显示字符和数字。
（6）供电电源：供电系统采用交/直流电源，平时水表由交流电通过表内的小型变压器输出供电，而备用电池处于充电状态，一旦停电，水表就由内部备用电池供电。
3.2编程与仿真（1）电路图设计电路图设计采用Protel 软件实现，其用于进行电子产品的电路板设计，完成整个电子产品设计过程中物理结构的设计。
包括印制电路板的机械结构设计、元件的布局设计和电路的布线设计。
设计的结果可以用光绘数据文件的形式输出[8]。
在本次设计中要完成IC卡读写模块电路、液晶显示模块电路、电源电路、电磁阀控制电路等电路设计（2）编程在本次设计中将采用KEIL C软件对图3.1过程进行编程。
图3.1系统程序（3）仿真仿真采用Proteus软件实现。
Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
在本次设计中将对显示模块电路，电磁阀控制、驱动电路，传感电路进行仿真，完成最终的结果。
4预期成果（1）IC卡智能水表系统的原理图、PCB布线图；（2）基于C语言或汇编的源代码；（3）基于PROTUES对系统进行仿真优化，提供运行效果界面抓图或视频；（4）10000字以上设计论文一篇。
5研究工作进度计划（1）2013.11.15～2013.11.19 完成选题（2）2013.11.20～2014.01.03完成前期准备材料（3）2014.01.04～2014.02.15 完成器件选择（4）2014.02.16～2014.03.16 完成原理设计（5）2014.03.17～2014.04.21 完成源代码编写（6）2014.04.22～2014.05.21 完成仿真与优化（7）2014.05.22～2014.06.01 完成设计说明书、准备答辩参考文献[1]张亚雄．智能IC卡水表发展前景及相关问题分析[J]．工业计量，2011(3)：74-76．[2]王洪涛．非接触式Mifare1卡预付费智能水表设计[J]．单片机与嵌入式系统应用，2009(1)：63-65．[3]吴雅楠．基于MSP430单片机的网络智能电子水表的设计[J]．自动化仪表，2008，29(4)：49-51．[4]王鲁红，叶显苍，姚灵．智能水表核心技术的分析与展望[J]．计量装置及应用，2010(4)：29-32．[5]陈义平．基于MSP430单片机的智能IC卡水表控制器[J]．现代电子技术，2012(11)：64-67．[6]宋伟平，沈燕妮，宿忠娥．基于单片机MSP430的智能水表设计[J]．工业仪表与自动化装置，2012(4)：51-83．[7]贾绍河．浅议智能水表的应用现状与发展[J]．科技向导，2013(21)：295-299．[8]徐德华，程受浩，刘华．多用途射频IC卡应用系统的设计[J]．探测与控制学报，2003，25(3) ：4-5．[9]Thomas Boyle．Intelligent Metering for Urban Water: A Review[J]．Water，2013(5)：1052-1081．原文已完。