【正文】 S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表22表所示：表22表22：控制命令表1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。對于序列通道轉(zhuǎn)換, 采樣順序完全由用戶定義。 對于ADC12 的轉(zhuǎn)換時鐘, 用戶有各種選擇來形成采樣的時序。 單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)： 在MSP430F149 中有1 個12 位精度的A /D 轉(zhuǎn)換模塊ADC12, 主要由5 大功能模塊組成, 且都可獨(dú)立配置, 它們分別為: 帶有采樣/保持功能的ADC 內(nèi)核,可控制的轉(zhuǎn)換存儲, 可控制的參考電平發(fā)生器, 可控制和選擇的時鐘源, 可控采樣及轉(zhuǎn)換時序電路。 ： 1) 采用FLASH 存儲器作為程序代碼及信息存儲, 因此可實(shí)現(xiàn)多次的寫入和擦除, 也可實(shí)現(xiàn)在線寫入，且存儲空間大，其中ROM為60K, RAM為2K。數(shù)字控制的振蕩器（DCO）可以使器件從低功耗模式迅速喚醒在小于6μS的時間內(nèi)被激活到正常的工作方式。連接電路如圖所示。既能抗干擾，又能有效地判斷水流方向。如圖所示。它是利用磁場信號來控制的一種線路開關(guān)器件，又叫“磁控管”。旋翼多流束式水表由表殼、中罩、表玻璃、密封墊圈、計(jì)量機(jī)構(gòu)、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)和濾水網(wǎng)等組成。在用戶重新購水讀卡存入后，再開通電閥供水。 ：來自流量計(jì)傳感器的水流信號經(jīng)前置電路處理后，轉(zhuǎn)換成一系列可測量的電壓脈沖信號。當(dāng)有異常情況發(fā)生時，如有人為破壞事件，或可用水?dāng)?shù)低于設(shè)定值或電池電壓低于設(shè)定工作電壓時，蜂鳴器會發(fā)出報(bào)警信號提示用戶引起注意。圖 智能水表硬件電路圖 ：為了有一個良好的人機(jī)界面，便于管理及用戶使用，利用液晶顯示相關(guān)數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。任何非法用戶想獲取卡中的信息是不可能性的:再次，由于每張卡都有有一個32位的獨(dú)立卡號，這一卡號是芯片在工廠加工時固化的，是唯一不變的，且卡中系統(tǒng)區(qū)具有加密算法校驗(yàn)。因此，除了卡的通訊安全技術(shù)之外，還要以卡片的物理安全技術(shù)和卡片制造的安全技術(shù)這兩方面再和前者相結(jié)合，從而構(gòu)成其強(qiáng)大的安全體系。(4)安全技術(shù)。(3)低功耗技術(shù)。二是由于IC卡的尺寸限制，卡上Mifare的天線需要特殊設(shè)計(jì)，卡需特殊封裝和制造。其中，卡片為發(fā)射應(yīng)答端，讀寫器為接收端，類似于發(fā)電機(jī)，不斷發(fā)送電波。非接觸式IC卡的存儲結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其可以一卡多用，能應(yīng)用于不同的場合或系統(tǒng)，可根據(jù)不同的應(yīng)用場合設(shè)置不同的密碼和訪問條件，適用不同的距離，系統(tǒng)配置靈活多樣。(5)良好加密性。非接觸式IC卡有快速防沖突機(jī)制，能防止卡片間出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾。此外，非接觸式IC卡表面無裸露的芯片，無需擔(dān)心芯片脫落、靜電擊穿、彎曲損壞等問題，既便于卡片的印刷，又提高了卡片的使用可靠性。當(dāng)射頻卡工作時，在瞬間內(nèi)由卡表發(fā)射的電磁波在射頻卡內(nèi)通過電磁感應(yīng)形成一個低壓電源，射頻卡如同一座微型電臺，與卡表高速地進(jìn)行一系列復(fù)雜的數(shù)據(jù)交換和信息傳遞。、非接觸式IC卡非接觸式IC卡又稱RF (Radio Frequency)卡，簡稱射頻卡，它是世界上近幾年發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)。②IC卡表也是由發(fā)訊脈沖進(jìn)行累加計(jì)量，如果人為強(qiáng)磁干擾或強(qiáng)電瞬間電擊，也會造成芯片損壞，從而無法計(jì)量。 實(shí)踐中存在的問題：①其制造成本較高；②不易大面積推廣應(yīng)用；③不易遠(yuǎn)傳計(jì)量。 實(shí)踐中存在的問題：①初始化及維護(hù)工作量大；②磁鐵強(qiáng)磁場干擾；③電能耗費(fèi)。另外尺寸和重量與包裝運(yùn)輸有關(guān)。 （3）流量系數(shù)：其包括公稱口徑、最大流量、公稱流量、分界流量、最小流量、始動流量。IC卡交易系統(tǒng)還具有交易方便，計(jì)算準(zhǔn)確，可利用銀行進(jìn)行結(jié)算的特點(diǎn)。20世紀(jì)90年代，我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展，水表行業(yè)也快速發(fā)展，同時各種智能型水表、水表抄表系統(tǒng)等產(chǎn)品也開始興起。1949年解放以后，隨著城市供水事業(yè)的發(fā)展，我國的水表工業(yè)也相應(yīng)的發(fā)展起來。s hardware systems, software systems and several key technical issues are discussed and studied.(2) According to the intelligence water meter performance, we firstly study the general structure of intelligence water meter. Then based on the embedded microprocessor 8051 .we design the hardware systems of the noncontact IC card intelligence water meter, and realize the design of the hardware system frame, the flow of water collecting units, the flow of water processing unit, the IC card and the reading unit.(3) The software system of the noncontact IC card intelligence water meter are designed, including system main routine, the flow of water collecting module, the valve control module, the reading module of IC card.(4) The other key technologies of noncontact IC card intelligence water meter were studied. This thesis focuses on the research and design of lowpower goal, the antidither technology of water meter, automatic errorcorrecting of data, and increasing the life of memory from software and hardware.Keywords: noncontact IC card；intelligence water meter；RFID目錄摘 要 IABSTRACT II目錄 IV1概述 1 水表的發(fā)展歷史 1 智能水表的概念 1 智能水表的性能指標(biāo) 2 智能水表的分類 3 脈沖發(fā)訊集中抄收式水表 3 無電源直讀抄收式水表 3 磁卡（IC）卡預(yù)付費(fèi)水表 非接觸式IC卡 5 方案選擇 72 智能水表的設(shè)計(jì)流程 10 智能水表的基本組成 10 智能水表的工作原理 11 18 智能水表的主芯片MSP430F149 18 液晶LCD1602 21(霍爾傳感器) 26 IC讀卡器 27 29 30 303 智能水表的制作 32 智能水表的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3中罩、表玻璃 32 計(jì)量機(jī)構(gòu) 32 37 智能水表組成電路的設(shè)計(jì) 45 原理圖設(shè)計(jì) 48 PCB制作 494 智能水表的程序 51 MSP430F149常用程序介紹 51 中斷介紹及存儲器段介紹 51 硬件乘法器 51 P口 52 52 時鐘模塊 52 USART通信模塊 53 比較器模塊 53 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊 53 程序設(shè)計(jì)流程圖 54 智能水表的程序源代碼 55智能水表的市場經(jīng)濟(jì)分析 56結(jié)論與謝辭 58參考文獻(xiàn) 60附件1. 原理圖 62附件2. PCB圖 63附件3. 程序源代碼 63附錄一 98附錄二. 1041概述 水表的發(fā)展歷史 從1825年英國克路斯發(fā)明了真正具有儀表特征的平衡罐式水表以來，水表的的發(fā)展已有近兩百年的歷史。然后基于嵌入式微處理器8051設(shè)計(jì)了非接觸式IC卡智能水表的硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了硬件系統(tǒng)總體、水流量采集單元、水流量處理單元、IC卡及讀卡器單元的設(shè)計(jì)。然后以高性能的嵌入式微處理器為核心，采用無線射頻(RFID)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了非接觸式IC卡智能水表的設(shè)計(jì)。摘 要傳統(tǒng)的人工抄表收費(fèi)方式已越來越不適應(yīng)現(xiàn)代化管理的需要。本文以智能水表為研究對象，首先對非接觸式IC卡智能水表進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。(2)根據(jù)智能水表的性能指標(biāo)，首先研究了智能水表的總體結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞:非接觸式IC卡；智能水表；無線射頻技術(shù)ABSTRACTThe traditional manual meter reading way has been increasingly unable to meet the needs of modern management. Along with the electronic technology and the munication development, the water management automation and information will be gradually implemented .The noncontact IC card intelligence water meter is a new type of automated water meter system. It has a very good prospect of application. This thesis focuses on the study of intelligent water meter system. Firstly, the noncontact IC card intelligence water meter system is studied. Then we take the high performance embedded microprocessor as the core，and use the technology of Radio Frequency Identification (RFID), to achieve the designs of noncontact IC card intelligence water meter system. The main research results are as follows:(1)According to the design demand of intelligent water meter to study the general scheme of intelligent water meter，the intelligent water meter39。在相當(dāng)長的時間，英法德日等國家的水表一直占據(jù)中國水表行業(yè)的市場。統(tǒng)一設(shè)計(jì)和水表零部件的塑料化，大大推動了我國水表工業(yè)進(jìn)步與發(fā)展。智能水表除了可對用水量進(jìn)行記錄和電子顯示外，還可以按照約定對用水量進(jìn)行控制，并且自動完成階梯水價(jià)的水費(fèi)計(jì)算，同時可以進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)存儲的功能由于其數(shù)據(jù)傳遞和交易結(jié)算由工作人員上門抄表收費(fèi)到用戶自己去營業(yè)所交費(fèi)的改變。水壓超過此限度，可能會使水表損壞或滲漏。 （5）外形尺寸及重量：水表的外形尺寸包括安裝時需了解的各種參數(shù)如長寬高、連接螺紋。 優(yōu)點(diǎn)：發(fā)訊式集抄系統(tǒng)目前在國內(nèi)已普遍采用，推廣應(yīng)用方便，價(jià)格較低，只要生產(chǎn)廠商、系統(tǒng)集成商嚴(yán)格把好每一環(huán)節(jié)的質(zhì)量關(guān)，且發(fā)訊不隨時間而產(chǎn)生疲勞損傷。 優(yōu)點(diǎn)：①自動讀取指針位置或字輪讀數(shù)，無需在集中抄收器中設(shè)定數(shù)據(jù)初始化的工作；②無源遠(yuǎn)傳采集器直接傳送表具實(shí)時度數(shù)，平時不工作，故不受機(jī)械振動和電磁干擾的影響；③系統(tǒng)日常工作無需供電，避免了由于供電不穩(wěn)定或電源故障引起的計(jì)量誤差及大量的維護(hù)工作，并大大降低了系統(tǒng)的使用和維護(hù)費(fèi)用；④ 由于無源遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的傳感器記憶的是指針或字輪位置，即便水表發(fā)生倒轉(zhuǎn)，自動抄表數(shù)據(jù)與表具指針或字輪的讀數(shù)也始終保持一致，避免了用戶與售水單位由于數(shù)據(jù)不一致而產(chǎn)生矛盾；⑤即使發(fā)生斷線，當(dāng)接好線后仍然是水表內(nèi)刻度指示的計(jì)量，自來水行業(yè)無任何損失。 實(shí)踐中存在的問題：①電磁閥在長期開啟狀態(tài)下由于水垢和水中雜質(zhì)而影響閥門關(guān)閉，使用戶在不繳費(fèi)的情況下繼續(xù)用水，而收費(fèi)單位還一無所知，一旦發(fā)現(xiàn)也無法向用戶追繳多用水費(fèi)。⑤售水單位必須保證24 h不間斷服務(wù)，營業(yè)點(diǎn)分布要合理，維護(hù)人員接到電話即隨時上門維修，否則會給用戶帶來極大的不便，易造成買水方(用戶)與賣水方(自來水行業(yè))之間的矛盾和自來水行業(yè)的利益損失。對應(yīng)的卡表內(nèi)有一套發(fā)射和接收信號的電路。非接觸式IC卡與讀寫器之間無機(jī)械接觸，避免了接觸讀寫而產(chǎn)生的的各種故障。(3)安全防沖突。非接觸式IC卡的序列號是唯一的，由制造廠家在出廠時將其固化在芯片內(nèi)，不可更改。(6)良好的適用性。在讀寫過程中，由卡片與讀寫器之間通過無線電波來完成操作。將射頻技術(shù)應(yīng)用于非接觸式IC卡，從技術(shù)上有三個特殊要求:一是無源設(shè)計(jì)，由于IC卡的尺寸限制，卡上的Mifare不能有電源，需要由讀寫器向射頻卡發(fā)射一組