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低功耗IC卡燃氣表的研究與開發

字體: 放大字體  縮小字體 發布日期:2007-09-19  作者:rqb99  瀏覽次數:1965
人工上門查燃氣表的工作量大,效率低,惡意拖欠氣費的用戶使燃氣公司損失很大。隨著科技的發展,出現了IC卡預付費型燃氣表。燃氣用戶在燃氣公司開戶,購買一定氣量后,即得到加密的IC卡。用戶用氣時將卡插入燃氣表中,卡中氣量自動輸入燃氣表并在IC卡中消除氣量,供氣閥門打開。當氣量不足5m3時,燃氣表提示用戶購氣;氣量用完時,燃氣表自動切斷供氣管路。

1 系統功能及硬件設計
  系統以MSP430F413單片機為核心,它內置LCD驅動器。采用保密性好的SLE4442邏輯加密卡作為預付費卡片,具有強大的電源管理系統,流量監測精確,防磁、防破壞、數據加密防竊,可液晶顯示剩余氣量、購氣量以及各種狀態標志符。其基本功能包括:①開機檢測功能。系統開機后能自動檢測當前狀態,決定是否開閥。②停電關閥及數據保護功能。當突然停電時,系統將重要數據保存并關閥,當系統復位時能重新調入數據。③低電壓檢測功能。本系統采用電池供電,電壓檢測功能必不可少。當電壓過低時,提示用戶更換電池,若用戶沒及時更換則系統可自動關閉閥門。④強磁場檢測功能。當外界強磁場干擾時,系統能識別并自動關閥。⑤報警顯示功能。當電壓低、泄漏、用氣量不足及發生其他故障時系統能聲音報警和屏幕顯示。⑥讀卡功能。⑦計量功能。準確計量,并能對氣壓變化引起的計量誤差進行修正。
1.1 單片機的選擇
  由于主要設計低功耗的IC卡燃氣表,因此所選的單片機必須滿足低功耗要求,另外對單片機抗干擾性以及可靠性也有一定要求。我們選用美國一家儀器公司的MSP430系列超低功耗16位混合信號單片機。在超低功耗方面,其處理器功耗遠低于同類其他產品。
  選用MSP430系列的。MSP430F413單片機,它集成96段LCD驅動器直接驅動液晶,串行在線編程,5種省電模式。處于LMP3低功耗模式下時電流為0.7μA,從低功耗模式下喚醒只要通過片內的定時器中斷即可,或利用流量脈沖進行外部喚醒,因此完全可以省去外部中斷喚醒電路。定時器確保程序穩定,P1和P2口的所有8個位全部可以外中斷處理,中斷邊沿可選。MSP430F413片內集成了8kb的閃存,既可當程序存儲器,其剩余部分又可代替可擴展內存來保存重要數據,只要電壓保持在2.7V以上即可對其進行寫入和讀取操作。這樣大大節約了因外擴可擴展內存而增加的功率消耗,也簡化了硬件電路,降低了成本[1、2]
1.2 系統組成
  控制器組成包括MSP430單片機、IC卡讀寫電路、電源監控電路、流量測量電路、顯示驅動電路、電磁閥控制電路、蜂鳴器及按鍵電路、泄漏檢測電路等。控制器組成見圖1。
 
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