智能卡流量控制器的設計與實現

李東有

摘 要：水是我們人類生存的基本條件，人類永遠離不開水，水被稱作生命的甘泉水，長期以來，人們普遍認為水是“取之不盡，用之不竭”的，不知道愛惜，而浪費揮霍。

關鍵詞：智能卡；流量控制器；模塊

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.117

0 引言

長期以來，我國居民家用水表多為普通機械旋翼濕式水表，該水表用于供水工程中小管道內的中小流量的測量，家用水表多為此類。旋翼濕式水表市場價格低廉，性能比較穩定，但是我國大多還是采用人工抄表、按戶收費的模式，這種方式存在著很大的缺點。隨著我國信息產業的飛速發展，水表系統的智能化在生產生活中已經有了非常廣泛的應用。它是一種利用現代微電子技術、現代傳感技術、智能IC卡技術對用水量進行計量并進行用水數據傳遞及結算交易的新型水表與傳統水表一般只具有流量采集和機械指針顯示用水量的功能相比，是很大的進步。水表系統的智能化在技術上為節約用水合理用水創造了條件。

1 系統設計

1.1 系統方案介紹

本智能卡流量控制器采用AT89S52單片機開發板為平臺，通過增加射頻模塊、流量控制模塊、溫度模塊、時鐘模塊等功能模塊，實現流量的智能控制。主控模塊檢測射頻模塊區域是否存在IC卡，若沒有，則顯示水溫和當前時間并關閉閥門。當用戶放上IC卡，主控模塊就可以控制射頻模塊對IC卡的數據進行讀或寫。主控模塊會根據讀出的數據判斷當前IC卡是否有余額，有則打開閥門，對水流量檢測，顯示模塊則顯示水溫和余額，并實時更新顯示。否則主控模塊一直關閉閥門，顯示余額為零，并伴有聲音提示。每當消費完畢，消費信息會被保存，同時會發送到上位機作二次備份。

1.2 系統結構

1.2.1 主控模塊（MCU）

以AT89S52單片機的開發板為主控板。AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM）。

1.2.2 顯示模塊

采用了與開發板配套的顯示模塊，該顯示模塊可用于顯示余額、水溫、時間。顯示模塊采用了八個七段數碼管，具有亮度高，成本低的優點。待機狀態下數碼管用于顯示當前水溫和時間。工作狀態下數碼管的前兩位用于顯示當前水溫，而后六位為當前IC卡的余額，精度可顯示到分.

1.2.3 流量檢測模塊

采用霍爾傳感器為核心的流量檢測模塊。由于霍爾開關具有無觸電、低功耗、長使用壽命、響應頻率高等特點，內部采用環氧樹脂封灌成一體化，所以能在各類惡劣環境下可靠的工作。所以可以使用直流電機轉動模擬水流量的變化，產生的脈沖通過光耦保護輸入至單片機。

1.2.4 數據處理模塊

數據處理模塊包括AT89C2051，HD74LS373P，AT24C64，MAX232。主控模塊把數據并行傳輸到數據處理模塊，進行數據的備份并將消費數據通過232接口實時上傳到上位機進行備份。

1.2.5 射頻模塊

由于射頻模塊的制作條件要求較高，會延長開發周期。可以采用了市場現有的射頻模塊作為開發工具，有效縮短開發周期。該模塊可以實現對IC卡的數據讀寫。

2 系統軟件設計

系統軟件的主流程圖、中斷函數流程圖分別如2所示。

3 結論

工程實踐表明：采用AT89S52單片機控制流量，編程簡單、控制可靠，控制穩定好、成本低，基本滿足流量卡控制精度的要求。