龙8国际基于MCU的智能水表设计方案

　　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。

　　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卡智能水表设计一、IC 卡智能水表的工作原理IC 卡智能水表主要由流量传感器、单片机控制单元、IC 卡读写模块、显示模块和阀门控制模块等组成。

　　单片机作为核心控制单元，负责对流量数据进行处理、计算水费、与 IC 卡进行通信以及控制阀门的开关。

　　IC 卡读写模块用于读取用户的 IC 卡信息，包括用户余额、用水数据等，并将水表的相关数据写入 IC 卡。

　　阀门控制模块根据单片机的指令，控制水表阀门的开启和关闭，以实现用水的控制。

　　3、 IC 卡读写模块IC 卡读写模块需要支持常见的 IC 卡类型，如 SLE4442 卡、Mifare 卡等，并具备可靠的读写性能。

　　4、显示模块可以采用液晶显示屏（LCD）或数码管显示，以清晰地显示用水量和余额等信息。

　　5、阀门控制模块阀门控制模块通常采用电动阀门或电磁阀，通过单片机的输出信号来控制阀门的开关。

　　三、软件设计1、主程序流程主程序首先进行系统初始化，包括单片机内部资源的初始化、各模块的初始化等。

　　同时，检测 IC 卡的插入，进行读写操作，并根据用户余额和用水情况控制阀门的开关。

　　3、 IC 卡通信协议遵循 IC 卡的通信协议，实现与 IC 卡的数据交换。

　　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。

　　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，long8-龙8(国际)唯一官方网站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。

　　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。

　　基于51单片机的数显节水型水表的设计摘要：本设计是基于51单片机的一种数显节水型水表。

　　该水表是采用霍尔传感器采集水流信号,通过对现有水表的改进,并结合电子传感技术，设计出一种体积小,重量轻,全数显的节水型水表。

　　该数显水表的叶轮处安装上小磁柱,水表外壳上装有霍尔元件AH44E，霍尔元件接收到的信号被传入单片机，信号通过处理，传送到显示板上，显示板上分别带有可显示瞬时流量、累计流量的视窗、报警灯和报警器，显示板上盖有透明密封板。

　　本设计有如下的优点：一、准确反应瞬时流量和累计流量,读数准确,使用效果好；二、能够在超过用户设定值时提醒用户，起到了时时提醒用户节水的目的。

　　毕业设计(论文)任务书一、题目基于单片机的智能水表的设计二、设计课题要求1.了解水表的工作原理2.智能水表的结构，控制方式及实现方法3.供电方式及对节能的思考4.提交论文三、设计课题所需的主要设备和资料电脑、单片机相关书籍四、设计说明（论文）应包括的内容水表的工作原理硬件结构软件设计低功耗节能五、参考文献[1] 戴佳，戴卫恒.51单片机C语言应用程序设计实例精讲.电子工业出版社.2006[2] 王卓人，邓晋钧.IC卡的技术与应用.电子工业出版社.1999[3] 周航慈.单片机应用程序设计技术.北京航大出版社.2002[4] 杨振野.IC卡技术及其应用.科学出版社.2006[5] 赵文博.单片机语言C51程序设计.电子工来出版社.2006教研室主任（签名）系主任（签名）2011 年 6月 1 日毕业设计完成情况评语成绩指导老师（签名）2011 年 6 月 1 日学生毕业设计（论文）评阅学生姓名成绩题目名称基于单片机的智能水表的设计评语评阅人（签名）2011 年6月 1 日重庆交通大学（重庆通信学院办学点）毕业学生设计（论文）答辩委员通过意见学生姓名成绩题目名称基于单片机的智能水表的设计评语答辩小组负责人（签名）答辩委员会负责人（签名）2011 年 6 月 1 日[独创性声明]本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

　　论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。

　　其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。

　　[摘要]基于单片机的智能水表不但可以提高供水部门的工作效率，而且在技术上为节约用水、合理用水创造了条件，由于这些特点，智能水表得到了越来越广泛的应用。

　　本论文主要设计研究基于单片机的IC卡智能水表电路，其主要功能是以AT89C2051单片机为核心，实现IC卡的读写，液晶显示的控制，电磁阀的控制，脉冲的提取，同时具有安全保护电路、记忆单元电路、通信接口电路，完成整个水表信号的读、写处理，监控水表工作的功能。

　　基于51单片机的ic卡智能水表课程设计基于51单片机的IC卡智能水表课程设计一、引言随着科技的发展和人们生活水平的提高，水资源的合理利用和管理变得愈发重要。

　　本文将介绍一种基于51单片机的IC 卡智能水表的课程设计方案，通过对IC卡的读写和水表计量功能的结合，实现对用户用水量的监测和管理。

　　二、课程设计方案1. 系统框架本课程设计采用51单片机作为控制核心，通过与IC卡、水表及相关传感器的连接与通信，实现智能水表的计量、存储和管理。

　　2. IC卡读写模块IC卡作为存储用户信息和充值记录的介质，需要通过51单片机与系统进行数据交互。

　　本课程设计中，采用SPI总线单片机的SPI接口与IC卡进行通信，实现对IC卡的读写操作。

　　IC卡中存储了用户的身份信息、充值金额和消费记录等数据，通过读卡器读取IC卡中的数据，传输给51单片机进行处理。

　　3. 水表计量模块水表计量模块通过与水表传感器的连接与通信，实现对用户用水量的实时计量。

　　本课程设计中，采用脉冲计量的方式，水表传感器产生的脉冲信号通过51单片机的外部中断引脚接收并计数，long8-龙8(国际)唯一官方网站实时记录用户的用水量。

　　4. 显示模块显示模块用于显示用户的用水量和剩余金额等信息，方便用户实时了解自己的用水情况。

　　本课程设计中，采用LCD液晶显示屏作为显示设备，通过51单片机与LCD显示屏进行通信，将计量数据和相关信息显示在屏幕上。

　　5. 数据管理模块数据管理模块用于对用户的用水量和消费记录进行管理和统计。

　　本课程设计中，采用EEPROM作为数据存储介质，通过51单片机与EEPROM进行通信，实现对用户信息、充值记录和消费记录等数据的读写操作。

　　国际规定，智能水表的静态电流应该小于30A，实际中水表厂商都把该指标控制在10A 以内（使用干簧管传感器时），保证工作时间大于6 年以上才算合格。

　　NEC 带LCD 控制功能的8 位微控制器以其低功耗、高性能等优势，成为水表微控制器的优质选择。

　　该方案的工作原理为：在叶轮上装上磁铁，由磁场感应器（MR Sensor）感知出叶轮的旋转。

　　磁场感应器（MR Sensor）把磁场信号转变成电信号，再由单片机进行计量的加法或减法运算，运算值由液晶显示或对外部输出。

　　●LCD驱动器最大可实现36*8 段位控制，共有6 种显示模式供选择，内/外部分组电压。

　　●CSI通讯模块1~2 可与IC 卡接收器、短距离无线收发器、超声波流量传感器进行通讯

　　●EEPROM模拟功能通过flash 的数据烧写及特殊的管理方式代替EEPROM 对重要数据进行存储

　　●振荡电路78K0/Lx3 微控制器内置高精度8MHz 振荡电路，并且可以。

　　基于单片机的智能水表设计专业班级：学生名字：指导教师：职称：摘要：目前，我国传统的人工抄表方式给水利管理部门带来的费用增多、抄表工劳动强度增加，以及漏抄、少抄、欠费等种种弊端日趋严重。

　　而智能水表不但可以提高供水部门的工作效率，而且在技术上为节约用水、合理用水创造了条件，由于这些特点，智能水表得到了越来越广泛的应用。

　　本论文以基于非接触式IC智能卡的智能水表系统为研究对象, 在整个系统硬件上，设计了以AT89C51单片机为中央处理器的一系列低功耗外围电路，包括了电机驱动电路、电源电压检测电路、流量检测电路、LED显示电路等。

　　根据智能水表的特点,本文阐述了非接触式IC卡技术的基本原理，阐述了非接触式IC卡系统的组成、工作原理以及相应的软硬件设计，描述了非接触式IC卡系统的发展和现状。

　　设计了以射频技术为核心，基于PHILIPS公司MF-RC500模块的非接触式IC卡读写器。long8-龙8(国际)唯一官方网站

　　目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (3)1.1课题背景及意义 (3)1.2 传统水表 (4)1.2.1 传统水表的主要结构 (4)1.2.2 传统水表的主要特点 (4)1.3 智能水表 (4)1.3.1 智能水表的特点 (5)1.3.2 国内外智能水表的发展现状及发展趋势 (6)第2章智能水表的组成和单片机的选择 (7)2.1智能水表系统硬件组成 (7)2.2 AT89C51单片机简介 (8)2.2.1 89C51单片机的基本组成 (8)2.2.2 89C51单片机引脚及其功能 (9)第3章系统各模块硬件电路设计 (10)3.1 IC卡读写电路 (10)3.1.1 Mifare 1射频IC卡 (10)3.1.2 H6152读写模块 (13)3.1.3 IC卡读写电路的原理及说明 (13)3.2 液晶显示电路 (16)3.2.1 液晶显示模块 (16)3.2.2 电源模块 (18)3.2.3 单片机模块 (20)3.3 记忆单元电路 (20)3.3.1 I2C总线)3.4 电磁阀控制电路 (23)3.5 其它模块电路 (24)第4章系统各模块软件设计 (25)4.1 IC卡读写软件设计 (25)4.1.1 H6152内部寄存器 (25)4.1.2 H6152通信协议与控制命令 (27)4.1.3 IC卡读写电路程序流程图及部分程序 (31)4.2 液晶显示电路软件设计 (32)4.2.1液晶控制驱动器指令集 (32)4.2.2程序流程图及部分程序 (34)4.3 记忆单元电路软件设计 (36)第5章结论 (37)参考文献 (38)谢辞 (39)附录：电路图 (40)基于单片机的IC卡智能水表设计摘要为适应国家用水制度的改革，研究和利用现代化智能技术对自来水实行自动控制，减轻供水管理部门因“先供水后收费”造成的资金压力，减少每月抄表、收费所带来的麻烦和因收费问题带来的纠纷，用现代科学技术手段改变自来水管理体制的落后现状，势在必行。

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　　国际规定，智能水表的静态电流应该小于30A，实际中水表厂商都把该指标控制在10A以内（使用干簧管传感器时），保证工作时间大于6年以上才算合格。

　　NEC带LCD控制功能的8位微控制器以其低功耗、long8-龙8(国际)唯一官方网站高性能等优势，成为水表微控制器的优质选择。

　　该方案的工作原理为：在叶轮上装上磁铁，由磁场感应器（MR Sensor）感知出叶轮的旋转。

　　磁场感应器（MR Sensor）把磁场信号转变成电信号，再由单片机进行计量的加法或减法运算，运算值由液晶显示或对外部输出。

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