【正文】 問題。由于流動人口活動的不確定性,抄收人員很難找到他們,這些人的電費收繳很困難。2）可以解決一些電費收繳困難用戶的收費問題。預(yù)付費電能表采用的計量方式,是用戶持卡先到供電部門買電,然后才能用電。隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人民的物質(zhì)生活水平得到了極大的提高,不少省份實現(xiàn)了村村通電。預(yù)付費電能表按其使用的介質(zhì)不同而分為投幣式預(yù)付費電能表、磁卡式預(yù)付費電能表、電卡式預(yù)付費電能表及IC卡式預(yù)付費電能表。按理論上計算全電子預(yù)付費電能表平均無故障時間MTBF(Mean Time Between Failures)可以達10年以上,但實際應(yīng)用中因受干擾、漂移及產(chǎn)品本身設(shè)計等方面問題的影響,而達不到預(yù)期壽命隨著半導(dǎo)體技術(shù)及工藝的進步,全電子式預(yù)付費電能表必將成為主流。但這種表如對電能測量單元測量的電能進行采樣的傳感器設(shè)計不當,質(zhì)量不可靠,就會造成機械計度器和電子計度器計量的電量不一致,從而造成不必要的糾紛。按電能測量單元的原理可分為機電式預(yù)付費電能表和全電子式預(yù)付費電能表機電式預(yù)付費電能表是采用機械電能表作為電能測量單元,即用感應(yīng)式電能表作為其基表(也叫母表)。分體式預(yù)付費電能表是將斷電機構(gòu)置于表外,表計本身僅發(fā)出斷電信號,斷電信號經(jīng)線路傳輸?shù)綌嚯姍C構(gòu)。整體式預(yù)付費電能表的特點是外觀整潔,安裝方便,容易密封其缺點是當電流較大時,由于斷電機構(gòu)置于表內(nèi),體積較小,斷電機構(gòu)的觸點發(fā)熱及滅弧問題很難解決。按結(jié)構(gòu)可分為整體式預(yù)付費電能表和分體式預(yù)付費電能表。主要技術(shù)指標：1)工作電壓220V；2)最大輸出功率40KW。瞬時功率檢測顯示，電量余額顯示，用電過流保護功能。可以說 RFID 技術(shù)是預(yù)付費電能表發(fā)現(xiàn)的一項重大的突破，而且將會有更大的作為。在 RFID 領(lǐng)域以 頻段的發(fā)展最為成熟，我國的奧運會門票和第二代居民身份證就采用的是這種技術(shù)。目前，接觸式 IC 卡在預(yù)付費應(yīng)用較多，但缺點是顯而易見的。此外，儲存的信息量也非常大。RFID 技術(shù)使用安全、可靠、方便、快鍵。射頻識別（Radio Frequency Identification，簡寫 RFID）是一種新型的非接觸式的自動識別技術(shù)，可工作在各種惡劣環(huán)境中。是世界上最近幾年發(fā)展起來的一項新技術(shù),它成功的將射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來,結(jié)束了無源(卡中無電源)和免接觸這一難題,是電子器件領(lǐng)域的一大突破。為了解決這些問題推出了非接觸式IC卡。如今,接觸式IC卡在人們的日常生活中得到了普遍的應(yīng)用在接觸式IC卡的普及過程中,逐漸發(fā)現(xiàn)了許多的弊端:卡在讀寫模塊上經(jīng)常拔插造成的磨損導(dǎo)致接觸不良,從而引起數(shù)據(jù)傳輸錯誤,并且卡與讀寫模塊之間的磨損也大大縮短了卡和讀寫模塊的使用壽命。隨著容量大，保密性好，可反復(fù)使用，攜帶方便等特 點 的 RFID 技 術(shù) 在 我 國 廣 泛 使 用 ， 基 于 射 頻 識 別 (Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)的預(yù)付費電能表應(yīng)運而生，它能在很大程度上解決其他電能表存在的諸多問題，原因在于它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，操作方便快捷，價格低廉，能有效降低供電管理成本，提升管理水平，確保電能計量準確，信息安全可靠。近年來預(yù)付費電能表的面世已基本解決了普通感應(yīng)式電能表帶來的“抄表困難、需定期校準、收費難”的現(xiàn)象，它的出現(xiàn)使得我國長久以來采取“先用電、后核算”的收費方式，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榭蛻簟跋荣忞姡笥秒姟钡碾娏I銷模式，凸顯了電量的商品屬性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，能量計的發(fā)展從機電式費拉里計數(shù)器發(fā)展為全面的電子式計數(shù)，電子表的發(fā)明不僅提高了計量的精度且能夠?qū)崿F(xiàn)自動抄表并能測量以前無法測量的功率因數(shù)等參數(shù)。由于我國電力系統(tǒng)普遍存在著技術(shù)落后、設(shè)備陳舊等問題，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的管理水平和配電自動化程度較低，大部分地區(qū)長期以來一直采用人工抄表的收費方式，導(dǎo)致大量的電費不能及時回收。 Energy measurement；IC card目錄第一章 緒論 1 課題背景及意義 1 課題任務(wù)及目標 2 研究現(xiàn)狀 2 預(yù)付費電能表 2 射頻識別技術(shù) 4 非接觸IC 卡讀寫器 7第二章 方案設(shè)計及器件選擇 8 方案選擇 8 9 控制芯片的選擇 9 AT89C52 的工作原理 10 AT89C52 的芯片管腳及功能說明 10 射頻讀寫模塊的選擇 11 MF RC500 的簡介及其原理 12 MF RC500 管腳及其引腳功能簡介 13 電能計量模塊選用AD7755。s development and application in our country, and points out the Problem of Prepayment IC Watthour meter, and explains the significance and function principle of the multi_user Watt_hour meter bases on RFID. Secondly, it introduces the development and fundament Principle of the radio frequency recognition technology. This design’s software adopts modularization, the software is divided into five big modules: munication module, electrical energy measurement module, the acoustie_optics alarm module, the radio frequency card read_write module,each module divides into certain subroutines.Key Words：The watt_hour meter。 The second, IC card is polluted and damaged easily, and it is easy to be attack the within system through the exoteric card interface and will lead to the within system confusion。關(guān)鍵詞:電能表；射頻識別技術(shù)；電能計量 。軟件劃分為五大模塊:通訊模塊,電能計量模塊,聲光報警模塊,射頻卡讀寫模塊,顯示模塊。最后對基于射頻識別技術(shù)的多用戶電能表進行硬件電路與軟件程序的設(shè)計。本文首先介紹電能表的發(fā)展和在我國的應(yīng)用狀況,指出IC卡預(yù)付費電能表存在的問題,說明基于射頻識別技術(shù)的多用戶電能表的設(shè)計意義及功能原理。再次是一表一卡的管理方式不適宜人員流動性大的場所。蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計摘 要IC卡預(yù)付費電能表采用先購電后用電的管理模式,首先是由于電力部門缺乏對IC卡電能表用戶的監(jiān)管,難以發(fā)現(xiàn)和查處竊電行為。其次是IC卡易被污染和損壞,開放式卡口易被攻擊導(dǎo)致內(nèi)部系統(tǒng)混亂。本設(shè)計的主要目的就是為了解決IC卡預(yù)付費電能表存在的問題。其次介紹射頻識別技術(shù)的發(fā)展及基本原理。本設(shè)計的軟件采用模塊化設(shè)計方案。每一模塊又劃分為若干個子程序。IC卡AbstractPrepayment IC Watthour meter adopts the model that the users must pay the electricity first and then use solve the problem which the electric department gathered the payments from the electric the Prepayment IC Watthour meter exist severe problem of itself own. The first, the electric department lacks supervising and managing to these Watthour meter, electric larceny is very difficult be discovered and investigated。 The third,it is unacmodated in public place that a meter read_write a card only.The main purpose of this design is to solve the disadvantage of Prepayment IC Watthour meter. This article first introduces the Watthour meter39。 Radio frequeney identification。 14 ADE7755功能概述 14 ADE7755引腳功能 15 ADE7755的工作原理 17 存儲器選擇 18 顯示模塊的選擇 19 MC14499 簡介及工作原理 19 MC14499 管腳分布及其說明 19 通信模塊器件選擇 20第三章 硬件設(shè)計 22 射頻讀寫模塊設(shè)計 22 RC500 的天線設(shè)計 22 射頻讀寫模塊RC500 的接口電路 23 電能計量模塊設(shè)計 24 電子式電能表計量原理 24 電能計量電路設(shè)計 25 26 27 通信模塊 27 報警電路 28 單片機外圍電路的設(shè)計 29 復(fù)位電路的設(shè)計 29 時鐘電路的設(shè)計 29 30 控制芯片電路的開關(guān)設(shè)計 30 掉電檢測電路設(shè)計 31第4章 軟件設(shè)計 32 32 初始化程序 32 單片機初始化 32 MF RC500 初始化 33 34 36 36 36 37 單片機通訊程序設(shè)計 38 38 39 報警程序設(shè)計 43 電量核算子程序設(shè)計 44第五章 總結(jié) 45參考文獻 46外文原文及翻譯 47致謝 61附錄1 6378蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第一章 緒論 課題背景及意義隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，各行業(yè)對電力能源的需求不斷增加的同時對電力計量的精度和電能的收費方式也提出了更高的要求。因此普遍存在“收費難”的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的存在不僅影響和制約著電力企業(yè)的發(fā)展，同時抑制著我國的經(jīng)濟發(fā)展。此外，它的通信潛力幾乎無限，使得公共設(shè)施服務(wù)供應(yīng)商實現(xiàn)了多費率賬單編制、智能卡預(yù)支付、遠程數(shù)據(jù)管理等操作。目前對于預(yù)付費電子式電能表的方案有很多種實現(xiàn)方式，基于接觸 IC 卡模式和 Keypad 模式的電能表比較多，但隨之而來采用高科技手段破解 IC 卡密碼的竊電現(xiàn)象也不斷增多，由于安全性差、壽命短、使用不方便等原因?qū)е逻@兩種電表的推廣較為困難。因此研制一種非接觸式且具有自動識別功能的電能表具有較高的現(xiàn)實意義。另外,接觸式IC卡的通訊速率較低,再加上插拔卡的動作延誤,造成每一筆交易需要較長時間的等待。非接觸式IC卡又稱射頻卡,由IC芯片、感應(yīng)天線組成,封裝在一個標準的PVC卡片內(nèi),芯片及天線無任何外露部分?？ㄆ谝欢ň嚯x范圍(通常為5一10~)靠近讀寫模塊表面,通過無線電波的傳遞來完成數(shù)據(jù)的讀寫操作。它可以通過接受射頻信號自動識別目標對象并且獲取得相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作不需要人工干預(yù)?？茖W(xué)家弗格森通過實驗證實 RFID 是一種突破性的技術(shù)：第一，RFID 可以識別具體的物體，而不是像條形碼那樣只能識別一類物體；第二，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠激光來讀取信息；第三，可以同時對多個物體進行識讀，而條形碼只能一個一個地讀。該技術(shù)目前在物流、門禁系統(tǒng)、身份識別、自動收費等眾多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。隨著 RFID 技術(shù)的成熟、發(fā)展，非接觸式的 IC 卡的應(yīng)用將會成為可能，它有很多優(yōu)點。本課題將此技術(shù)應(yīng)用到電能表領(lǐng)域，能解決接觸式 IC 卡電能表的諸多問題。 課題任務(wù)及目標本設(shè)計主要利用非接觸IC卡及其讀卡器進行電費預(yù)付費，通過電流傳感器和電壓傳感器采樣分析實現(xiàn)當前用電量計算顯示。設(shè)計實現(xiàn)的主要功能：1）當前總用電量顯示；2）用戶余額顯示；3）余額不足報警；4）余額為零自動斷電；5）供電過流保護。 研究現(xiàn)狀 預(yù)付費電能表預(yù)付費電能表分類及發(fā)展史國際上預(yù)付費電能表經(jīng)過了投幣、磁卡、電鑰匙、IC卡的發(fā)展過程,80年代末推出了IC卡預(yù)付費電能表,它是IC卡在電話、金融等領(lǐng)域后的又一成功應(yīng)用。整體式預(yù)付費電能表就是將斷電機構(gòu)置于表內(nèi)。斷電機構(gòu)跳閘時,觸點有可能被燒死,從而當下次需要跳閘時卻跳不開,因此,當電流較大時,一般不采用整體式結(jié)構(gòu)另外,整體式結(jié)構(gòu)將電路集中在表殼內(nèi),當斷電機構(gòu)跳閘時,會給表計帶來干擾,如果布局不合理,勢必對表計的可靠性有很大影響。由于斷電機構(gòu)在表外,其體積不受約束,當電流較大時,其可靠性仍很高但這種形式的預(yù)付費電能表成本較高,一般當電流較大時采用這種方式。由于感應(yīng)式電能表發(fā)展歷史較長,已經(jīng)相當成熟,特別是它對電源瞬變及各種頻率的無線電干擾不敏感。全電子式預(yù)付費電能表是采用模擬或數(shù)字乘法器對功率進行積算,其元器件采用電子元件。按使用的介質(zhì)不同可分為投幣式、磁卡式、電卡式及IC卡式等所謂介質(zhì),就是用來存儲和傳輸信息的物件。預(yù)付費電能表的特點1）不需要人工抄表。由于中國地域遼闊,有些地區(qū)用戶比較分散,有的用戶離供電部門較遠,對這些用戶的抄表就顯得比較費勁,且效率較低。因此,不需要采用人工抄表,有效地解決了抄表難的問題。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和文化交流活動的增加,流動人口越來越多。特別是一些出租門面房、出租房屋及公寓等房主變動頻繁的用戶,及經(jīng)常出外做生意或經(jīng)常出差而很難找到房主的用