智能卡流量控制器的设计与实现

李东有

摘 要：水是我们人类生存的基本条件，人类永远离不开水，水被称作生命的甘泉水，长期以来，人们普遍认为水是“取之不尽，用之不竭”的，不知道爱惜，而浪费挥霍。

关键词：智能卡；流量控制器；模块

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

0 引言

长期以来，我国居民家用水表多为普通机械旋翼湿式水表，该水表用于供水工程中小管道内的中小流量的测量，家用水表多为此类。旋翼湿式水表市场价格低廉，性能比较稳定，但是我国大多还是采用人工抄表、按户收费的模式，这种方式存在着很大的缺点。随着我国信息产业的飞速发展，水表系统的智能化在生产生活中已经有了非常广泛的应用。它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，是很大的进步。水表系统的智能化在技术上为节约用水合理用水創造了条件。

1 系统设计

1.1 系统方案介绍

本智能卡流量控制器采用AT89S52单片机开发板为平台，通过增加射频模块、流量控制模块、温度模块、时钟模块等功能模块，实现流量的智能控制。主控模块检测射频模块区域是否存在IC卡，若没有，则显示水温和当前时间并关闭阀门。当用户放上IC卡，主控模块就可以控制射频模块对IC卡的数据进行读或写。主控模块会根据读出的数据判断当前IC卡是否有余额，有则打开阀门，对水流量检测，显示模块则显示水温和余额，并实时更新显示。否则主控模块一直关闭阀门，显示余额为零，并伴有声音提示。每当消费完毕，消费信息会被保存，同时会发送到上位机作二次备份。

1.2 系统结构

1.2.1 主控模块（MCU）

以AT89S52单片机的开发板为主控板。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM）。

1.2.2 显示模块

采用了与开发板配套的显示模块，该显示模块可用于显示余额、水温、时间。显示模块采用了八个七段数码管，具有亮度高，成本低的优点。待机状态下数码管用于显示当前水温和时间。工作状态下数码管的前两位用于显示当前水温，而后六位为当前IC卡的余额，精度可显示到分.

1.2.3 流量检测模块

采用霍尔传感器为核心的流量检测模块。由于霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。所以可以使用直流电机转动模拟水流量的变化，产生的脉冲通过光耦保护输入至单片机。

1.2.4 数据处理模块

数据处理模块包括AT89C2051，HD74LS373P，AT24C64，MAX232。主控模块把数据并行传输到数据处理模块，进行数据的备份并将消费数据通过232接口实时上传到上位机进行备份。

1.2.5 射频模块

由于射频模块的制作条件要求较高，会延长开发周期。可以采用了市场现有的射频模块作为开发工具，有效缩短开发周期。该模块可以实现对IC卡的数据读写。

2 系统软件设计

系统软件的主流程图、中断函数流程图分别如2所示。

3 结论

工程实践表明：采用AT89S52单片机控制流量，编程简单、控制可靠，控制稳定好、成本低，基本满足流量卡控制精度的要求。