智能水表的设计

IC卡智能水表系统设计~

有什么用！！！维修呢？你们维修成本承担的起吗？你们维修人员技术跟的上去吗？
北京同创等表厂是怎么黄的？？哈尔滨万余户居民05年安装的ic卡水表因为什么09年就给换成普通水表了？？不就是厂家维修不起了吗。造成百姓有费停水，或欠费始终能用水。

这个厂家才有吧，自己画图也不知道一些零部件尺寸，画出来的图也不标准

2.1发讯基表
发讯基表就是在普通的机械式水表中安装发讯装置以提供计量信号给水表电子主控电路以实现用水自动计量。水表的发讯装置由一小磁钢与一磁敏元件以一定的位置关系构成，当一个计量单位(一般是0.01m3或0.1m3)的水流经过后，磁敏元件就发出一脉冲信号给主控电路用以计数。普遍采用的磁敏元件有干簧管和霍尔元件两种。干簧管因其静态时的零功耗性能在电池供电的微功耗智能水表中占有明显的优势，而优质干簧管100万次以上的工作寿命也完全能满足水表的使用周期。霍尔元件的功耗普遍在mA级，虽然也出现了微功耗的新品，(如Allegro公司的开关型霍尔元件A3210，它的静态功耗只有1μA。)但是其价格相对比较昂贵。
2.2控制阀门
智能水表通过主控电路对水表进水阀门进行开关控制，从而达到控制用户用水的目的。因而，可靠性应是阀门的设计要点。在智能水表设计的前期，应该说电磁阀是一种普遍的选择，因为它结构简单，并且功耗较低。但是经反复试验后，其缺点也不可避免地暴露出来。 简要地说，首先，电磁阀的抗震性较差，这也是最为致命的一个弱点;其次，电磁阀内的塑料部件在长期的水浸泡环境中容易变形、受腐蚀，从而影响阀的开关性能。于是，电动阀的设计趋势应运而生，虽然，与电磁阀相比，它的结构较为复杂，功耗也较大，但是，在可靠性这个大前提下，电动阀应该比较具有应用前景，当然，在结构上需作进一步的调整。双稳态电动阀是一种设计思路，此类阀门旨在利用电磁传导驱动电动阀，达到降低能耗的目的。
2.3主控电路
2.3.1结构框图

图 1
2.3.2 CPU选型
智能水表是一个小型的电池供电系统，因此，CPU的选型应着重从低电压、低功耗、高带载能力考虑。Microchip公司的PIC系列单片机在这方面的整体优势比较明显。并且它特有的精简指令集(RISC)结构和总线的哈佛结构与同类单片机相比程序代码可节省一半，指令速度可提高五倍左右，所以不失为一个理想的选择。再从性价比考虑，PIC16C57和PIC16C62为两款不错的选择，它们片内都自带Watchdog定时器，前者为2K*12位EPROM，80*8位RAM，20个I/O口;后者有2K*14位EPROM，128 RAM，20个I/O口，以及7级中断。当然，PIC16C57更为低价，但因其无中断功能，在软件设计时只能采用查询方式，相比于中断方式，在节省功耗方面稍逊一筹，但影响不大。
2.3.3数据存储器
数据存储器用于存储来自于经CPU计算、处理后的有关水表的各种信息，如购水量、用水量、用户编码等等。ATMEL公司的256*8位E2PROM通用存储器AT24LC01简单易用，而且价格十分低廉，完全能满足使用要求。虽然有许多性能上更胜一筹的可编程监控类、加密类存储器，但在象智能水表这样的产品中却无必要，因为电路板是密封在水表中的，而CPU与存储器之间的数据交换无外部接口，所以无所谓数锯失窃。
2.3.4 IC卡的读写
IC卡读写模块为主控电路与IC卡的逻辑接口电路，它首先应能实现对IC卡的供电，并满足不带电插拔的要求(若带电插拔，有可能会给IC卡带来损伤，甚至损坏IC卡)，这可以通过硬件和软件两方面来实现。如图2所示，当CPU通过IC卡座的IC卡检测开关检测到IC卡插入时，IC-PWR端口经过适当延时(10ms左右)发出一低电平，通过小功率三极管9012控制系统的+5V电源切入，相同地，在软件设计时，当对IC卡的读写完成后，及时让IC-PWR端口发出高电平，切断IC卡的供电电源，以便IC卡拔出。
此外，所有的IC卡接口部分都应加入箝位保护二极管，这些二极管可以使各引脚上的电压严格控制在-VD~VCC+VD之间，(VD是二极管的正向压降，通常为0.6V左右)。这样，可以抑制由于线路干扰和逻辑电平变化的边沿产生抖动所带来的瞬间过压，为IC卡提供了进一步的保护措施。

图2
2.3.5　开关阀控制
水表阀门的开关是CPU依据一定的开关条件定时导通开关电器回路来实现的，对开关阀控制的设计要掌握两个要点：一是在软件上控制好对开关阀电路的电流输出时间，也即回路导通时间，时间过长，电池耗能太多;时间过短，不能可靠开关阀门。二是在硬件电路上要有一个针对关阀的储能电路，当电源失电时，该电路能及时释放电能，关闭阀门。
2.3.6　低电压检测
低电压检测对单片机系统来讲是个十分重要的问题，它在某种程度上起到了保障系统可靠运行，避免数据出错的作用，智能水表的设计中同样如此。具体地讲，应该在系统掉电到一个门限电压(该门限电压应高于CPU的最低运行电压)时，通过相应的电压检测电路把信号传递给CPU，CPU及时对系统进行软件复位。电压检测器可以选用合泰公司的HT70系列产品，此产品价位较低，而且规格十分齐全。
2.3.7　显示
智能水表的信息(水存量、开关阀状态、电池状态等)显示可通过串行液晶模块来完成，串行液晶模块与CPU的接口简单，只占用DATA、WR、CS三条接口线，与并行液晶模块相比大大节省CPU的I/O口资源。另外，为了尽量满足低功耗的要求，可让液晶平时处于休眠状态，用插卡唤醒的方式使其显示。
2.3.8　脉冲信号处理
对来自于发讯基表的脉冲信号，在软件设计时应作防抖动处理。因为在实际生活中 我们经常会遇见这样的情况：当自来水管中进入一定量的空气后，打开笼头用水，水管会瞬间不停震动，如果此时磁钢与干簧管的位置刚好处于临界状态，就会不停地将脉冲信号发给 CPU，使CPU无法正确计数。相应的措施是当CPU接收到一脉冲信号后经适当延时(该延 时只要小于水表过载流量时磁钢与干簧管的最大吸合时间即可)。再来检测该信号是否依然存在，如果没有，则认为是假信号。
2.3.9　抗攻击模块
抗攻击模块是针对采用高压、静电等手段对卡口进行恶意攻击从而引起系统瘫痪而设置的保护电路。象北京握奇公司，富根公司等国内厂家有成型产品可以提供，性能上都比较可靠。
2.4　卡的选择
IC卡究其功能划分可分为普通存储卡、逻辑加密卡、CPU卡三大类。卡片作为用户和供水部门之间传递信息的载体，更作为一种电子货币，可靠性之外，安全性当是首要考虑的问题。
普通存储卡芯片无安全逻辑，设计人员一般通过对数据进行一定的加密算法和滚动存储相结合的方法对数据安全性加以考虑，但由于普通存储卡内容可通过读卡设备直接读出，数据能被随意篡改，并且真实数据极有可能经过多次反复比较得出，因而安全性较差，不提倡使用。
逻辑加密卡提供电路的逻辑硬件密码较对功能，一般情况下，只有通过用户密码和应用区密码才能对卡内应用区数据进行访问，卡内设置密码计数器，一旦输入错误密码次数超过密码计数器设置次数，卡将自锁。但是数据在卡的I/O口上是以明码方式传输的，如果通过仪器窃听获得数据，就能达到制作伪卡的目的。通常的做法是对卡上重要数据进行DES、RSA等国际通行的密码算法进行加密，以作为反窃听的有效手段。逻辑加密卡价格比较低廉，如果智能水表的收费不纳入城市一卡通系统，那么，它将是一种不错的选择。像西门子公司的SLE4442内含256*8位E2PROM数据存储器，32*1位保护存储器，和一个可编程安全码(PSC)逻辑，比较符合水表用卡的要求。
CPU卡芯片内本身集成有微处理器，并且有自己的片内操作系统(COS)。与逻辑加密卡相比，CPU卡最主要的优点体现在两个方面：一是安全机制上更为严密，它的片内操作系统(COS)能对密钥进行有效管理，并使数据在卡内进行加密运算、比较，从而对卡、持卡人、读卡设备的合法性进行相互鉴别;二是在一卡多用上有较强的灵活性，可以同时兼容几种不同的应用，卡与系统的互相操作受存放在卡中与系统中的软件控制。尤其是第二点，对一卡通的意义不容置疑。但具体到水表用卡，还应视情况而定，因为毕竟CPU卡的价格仍然较高。
2.5 软件流程图
图3是根据查询方式设计的软件流程：

图3

智能水表的设计现在也是要求外观更加精致、液晶显示屏也更大，更方便人们读取数据，刷卡插卡也要人性化设计

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元非天普： 最主要的一点就是解决了上门抄表带来的不便,数据统计更加方便,节约了大量的人力成本,同时也为以后水费联网(物联网)打下了基础.是未来水表发展的必然趋势.

虎丘区14761961232： 智能水表是怎么样呢? ？
元非天普： 智能IC卡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.智能IC卡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,并且自动完成阶梯水价的水费计算,同时可以进行用水数据存储的功能.

虎丘区14761961232： 物联网LoRa智能水表具备哪些性能特点 - ？
元非天普： 与其他类型的无线远传水表相比,无线远传水表LoRa的性能特点有:1、低成本:采用免费的SIM无线计量频段. 2、数据链可靠性:编码采用高效的循环交织纠检错编码. 3、低功耗设计:被动式收发,高容量锂离子电池供电,电池使用寿命6年以上. 4、抄表模式多样性:即可采用集中器组网抄表方式,也可以使用无线手抄机边走边抄的抄表方式. 5、远距离传输:在复杂的城市环境中,也有着1.2km覆盖范围,对于远距离节点,通过多层路由组网的方式进行连接. 6、抗干扰性强:采用LoRa特有的频谱扩宽处理技术,使得不同扩频序列的终端即使相同的频率同时发送也不会相互干扰.

虎丘区14761961232： 智能水表有哪些技术指标 - ？
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虎丘区14761961232： FS射频IC卡智能水表有哪些特点? - ？
元非天普： 1、非接触式(射频)技术:采用非接触式IC卡技术,所有电子线路接点及电极全密封,无任何外露电极,可浸在水中正常工作,彻底解决防水、防潮难题; 2、电动球阀技术:采用最现代的电动球阀技术,工作可靠、压损小; 3、全密封设计:所有线路全部用硅胶密封,无任何外露电极; 4、防攻击、磁攻击技术:当从外部进行强电、磁攻击时,水表会自动关阀并指示; 5、高效实用的防盗膜:此膜不但可以防拆表,而且还具有防锈、防水、防潮气的保护作用; 6、微电脑微存储器技术:高度集成,高度可靠. 本资料参照DL-FS射频IC卡智能水表给您提供的,希望可以帮到您~望采纳

虎丘区14761961232： 远传水表有什么特点? - ？
元非天普： 智能远传水表是普通发讯水表加上电子采集模块而组成,电子模块完成信号采集、数据处理、存储并将数据通过通信线路上传给中继器、或手持式抄表器.表体采用一体设计,它可以实时的将用户用水量记录并保存,每块水表都有唯一的代码,当智能水表接收到抄表指令后可即时将水表数据上传给管理系统.远传水表是以普通的机械式冷热水表为基础,加上远传输出系统构成的,水表部分选用的主要控制参数为流量、常用流量、过载流量、最小流量、分界流量、公称压力、最大允许工作压力、压力损失等.

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元非天普： 远传水表就是普通机械水表加上电子采集发讯模块而组成,电子模块完成信号采集、数据处理、存储并将数据通过通信线路上传给中继器、或手持式的抄表器. 表体采用一体设计,它可以实时的将用户用水量记录并保存,或者直接读取当前累计...

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