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IC卡智能水表
当剩余水量低于 5 立方米时，液晶显示“告警”且每逢整数数值喇叭蜂 鸣一声，提醒用户及时购水。
电源需为电磁阀，微处理器，液晶显示器以及声光报警等辅助功能提供 驱动。若经常更换电池会给水表的正常运行带来不便，所以一定要选择高性能的电 池，同时需选择低能耗的硬件，以保证电池能长期供电至少 10 年以上。
GND：地； DQ0～DQ7：数据输入/输出端； Vcc：电源（＋5V） ； ：写使能端； OE：读使能端；
RST：复位端； NC：空脚。 基本功能特点： （1）实时时钟可提供 0.01 秒，0.1 秒，秒，分，时，日，日期，月，年。 （2）内含 8kBytes 非易失性 RAM（NV RAM） ，可直接替代易失性 RAM 或 EEP－ ROM。 （3）内含嵌入式锂电池，可维持时钟运转并保持 RAM 中的数据。 （4）可通过内部控制电路不断监视 Vcc，当 Vcc 大于 4.5V 时，DS1243Y 可提供 全部功能；当 Vcc 小于 4.0V 时，器件进入写保护状态，此时所有的输入将 变成“Don＇ t Care”，而所有的输出则都处于高阻态；而当 Vcc 小于等 于 3.0V 时，电源自动切换到内部锂电池。 （5）温度为 25℃时，1 个月的计时误差小于 1 分钟。 （6）断电后，数据可保存 10 年。 （7）实时时钟的读写对 RAM 是透明的，因而可使用并行数据传送指令来读写实 时时钟。
流量传感器是水表的核心，我们采用涡轮式的流量检测方式，涡轮流 量计具有结构相对比较简单，测量精度高，反应迅速等特点。涡轮流量计上装有磁 电转换装置，可将涡轮的旋转转换成电脉冲。不但可以在显示屏上显示读 数，同时具有一般表盘显示功能，当显示屏上读书发生故障时，以表盘机 械读数为准。 可采用 LWGY 型涡轮流量传感器，该涡轮流量计可以显示流量总量， 瞬时流量和流量满度百分比。电池采用长效锂电池， 单功能积算表电池使 用寿命可达 5 年以上，多功能显示表电池常规使用的寿命也可达到 12 个月以上。
由图（四）所示： 电磁阀的供水、停水是有 ADuC812 的 p3.4、p3.5 控制实现的。当 p3.5 为低电平时，继 电器 J1 得点动作，电磁阀打开，当 p3.4 为低电平时，双稳态电磁阀失电关闭。 IC 卡信号由 p3.0 送入 ADuC812。 报警喇叭由 ADuC812 的 p3.1 控制。
IC 智能水表主要由电磁阀、流量传感器、微处理器、存储器芯片、IC 卡座、 LCD 显示器和电源组成。基本结构框图如图（一）所示：
阀门是水表的被控对象，控制着进水的开、关状态。常规的电磁阀是靠 电的通、断来控制阀门的开、关的，如果要让阀门一直开着，就必须一直 通电，造成的电耗较大。因此，我们采用双稳态电磁阀（阀门的开、关控 制有电脉冲来实现） ，这样对阀门的开、关只需要瞬时的供电，从而减少耗 电量。 采用双稳态自吸电磁阀 MP15A-5V，它具有电源电压低，启动水压低、 防堵性能好、关闭可靠的特点，水表工作压力在 15-100M 怕内开、关阀门 自如。
现在的传统水表给国内水资源浪费严重，给自来水公司的抄表、收费带来一 些不便。随着城市发展供水的规模日益扩大，迫切需要用现代化科学技术手段改 变自来水供水管理的落后现状。 IC 卡水表，实现了用水收费的电子化，从根本上杜绝欠缴、迟缴、漏缴水费 的现象，使自来水公司的日常工作和管理流程化、自动化、科学化，提高自来水 公司的服务质量和竞争力。 现提出一款具有功耗低，安全性好，可靠性高的 IC 卡智能水表，希望公司 各部门领导给予重视。
全集成的 12 位数据采集系统， 在一个芯片内结合了高性能的自校准多通 道 12 位 ADC， 12 位 DAC 和可编程 8 位微控制器( 与 8051 兼容的 双 指令集)。片内的 8 K 字节闪速/ 电擦除存储器、640 字节片内闪速/ 电 均由可编程 8051 兼 擦除数据存储器和 256 字节的片内数据静态存储器， 容内核控制。另外微控制器具有包括看门狗定时器、电源监视器和 ADC DMA 功能，为多处理器接口和 I/O 扩展提供了 32 条可编程的 I/O 线C 兼容的 SPI 和标准 UART 串行口 I/O 等。 微控制器内核和模拟转换 器二者均有正常、空闲和掉点三种工作模式，有适于低功率应用的灵活 电源管理方案。在工业温度范围内，有 3V 和 5V 两种规格电压工作器 件可供选择。 它有 52 引脚方形扁平塑料封装及 56 引脚芯片级封装两种 型号。
采用美国 ATMEL 公司生产的 AT24CXX 系列的存储式 IC 卡。它采用 2.5-5V 的低电压供电，具有双线串行接口，能实现双向数据传送，支持 ISO/IEC78163 同步协议，写/擦除次数大于一百万次，数据保存期大于 100 年。引脚如图（三） ：
采用 DALLAS 公司生产的 DS1243Y 作为存储器芯片。 DS1243Y 是 DALLAS 公司生产的带有实时时钟的存储芯片，该芯片将 8k Bytes NV ram、实时 时钟、锂电池和 32768Hz 晶振集成在一起，在很大程度上降低了系统成本 及对线路板空间的要求。其内置的控制电路可为 NVRAM 提供独特的保护。 一旦电源电压降低到某一数值，DS1243Y 芯片将处于写保护状态而禁止读 写该芯片。引脚如图（二）所示：
智能水表是今后水表发展的必然趋势，本 IC 卡智能水表采用低耗能的硬件，能最大延 长了水表电池的常规使用的寿命。且功能更加人性化，操作简单，方便用户使用。 参考文献 【1】韩桂利.IC 卡智能水表的设计[J].天津职业院校联合学报：2007，9（2） ，6-8. 【2】王韧.IC 卡智能水表的设计与实现[J].仪表技术：2003，4，15-17.
1、根据所购水量，自动执行供、停水功能 当用户将所购水卡（IC 卡）插入水表时，表内系统在确认该卡有效后，自动 打开阀门， 做正常供水； 一旦用水量达到水卡所购水量， 水表将自动关闭阀门， 切断供水。 2、具有自动报警功能 当用户用水量剩下最后一定量时，显示屏指示红灯亮，水表通过喇叭发出声 音报警信号，提醒用户及时购水。 3、用水量显示功能 可随时提供累计用水量，本月用水量、可用水量（本次够水量与表内结余水 量进行累计） 、本次购得水量及相应的水费信息，用户可通过水表的液晶显示器 查看。 4、具有自动保护功能 当水表被擅自拆卸时，表内自动保护系统将关闭阀门，停止供水，并记录拆 卸时间，以备查验。 5、断电保护功能 一旦外界交流电源停止供电或电池失效，表内的水量、水费等重要参数可保 存 10 年以上。 6、加密功能 能对 IC 卡及卡表内的信息进行加密，一卡一表，防止非法使用。
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