基于非接觸式IC卡的智能水控器設計
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2．4 流量計量模塊
本設計流量計量模塊主要是在普通水表上加裝傳感器件，并進行流量信號的采集和處理。經對比，光電傳感器和霍爾傳感器雖然靈敏度高又無觸點，但功耗都較高，增加系統供電復雜性，且易受電源干擾。而干簧管傳感器僅在接觸的瞬間有極小的消耗，但其物理結構存在著缺陷，會影響數據采集精度。故采用了雙干簧管傳感器，兩干簧管以一定角度安裝在水表計數轉盤附近，磁鐵安裝在水表計數盤上。當計數盤轉動，磁鐵旋轉靠近干簧管時，簧片觸點吸合；磁鐵遠離時，簧片觸點斷開，發出一脈沖信號。當計數盤旋轉一周，兩干簧管均有一脈沖信號，且兩信號相位差與兩干簧管安裝的角度一致，此時，單片機累記一次水量。這種設計可以有效減少因供水管道問題引起的計量誤差，且可以防止強磁干擾智能水控器正常工作。
2．5 顯示模塊
本系統待機狀態下顯示當前時間和水溫，刷卡用水時需要顯示消費余額和溫度，因為這些參數都僅需要顯示數字，從產品成本角度考慮，只需要采用LED數碼管顯示即可。設計采用八位七段數碼管顯示，待機時數碼管前兩位用于顯示當前水溫，后六位用于顯示時間；刷卡工作時前兩位用于顯示當前水溫，而后六位為當前IC卡的余額，可精確到分。另外還需要四個按鍵對時間進行調整，確保走時準確。為節省單片機端口，設計中采用了串行通訊方式驅動專門的數碼管芯片HD7279。該芯片是一片具有串行接口的，無需外圍元件便可直接驅動8位共陰式數碼管以及掃描64鍵矩陣鍵盤(或64只獨立LED)的智能顯示驅動芯片。其內部含有BCD譯碼器，可直接接受BCD碼，并且具有識別多種指令的能力，如消隱、閃爍、左移、右移，段尋址等。
2．6 時鐘模塊
時鐘模塊選擇了典型串行實時時鐘芯片DS1302，溫度檢測模塊采用了DS18B20集成溫度傳感器，通信模塊采用RS232串行通訊實現水控器與上位機之間通信，報警模塊電路主要由PNP三極管和蜂鳴器構成，由于篇幅有限，這里不再詳述。
3 智能水控器軟件設計
確定硬件電路后，必須有軟件的支持才能實現功能運行，而且軟件的設計在很大程度上直接影響智能水控器運行的性能。本設計采用C51語言編寫程序，該程序按功能設計要求，采用模塊化設計方法，包括主程序，卡操作功能程序，數據顯示功能程序，電磁閥控制功能程序，消費處理功能程序，數據存儲功能程序，數據上傳功能程序。而每個功能程序由若干函數組成。其中主程序包括了單片機的初始化，顯示緩存，MF RC500初始化等系統初始化程序，主程序流程圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/172874.htm
4 智能水控器技術參數
根據本文的設計研制出的樣機除實現功能外，還參考中華人民共和國城鎮建設行業標準CJ／T133—2001《IC卡冷水水表》，將樣機放置于溫度為5℃-110℃，相對濕度為5％-75％，大氣壓力為86kPa-106kPa的試驗環境中進行了主要參數測試。
測試顯示：非接觸式IC卡智能水控器可以連續正常運行，正常工作電壓值為9V，靜態功耗約為0．5W，最大的動態功耗將近1W，與基表顯示誤差小于±0．5％。
5 結束語
本文主要論述了非接觸式IC卡智能水控器的設計。按照智能水控器設計要求，采用STC11F16XE為主控芯片，結合射頻讀卡芯片MFRC500及電磁閥控制等外圍接口電路完成整體設計。這種樣機可正常顯示當前時間、水溫，并能正常進行用水消費控制，還可將用戶消費信息保存，并上傳至上位機。技術參數測試結果表明：該設計方案可行，系統運行穩定，可以滿足計量準確要求。
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