一种基于单片机的ic卡智能水表控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型主要涉及一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统。基于单片机的IC卡智能水表控制系统包括微处理器、流量传感器、信号调理电路、IC卡读写电路、光线检测模块、存储器、驱动电路、电磁阀、显示模块、语音模块、检测模块、电源模块、通信模块、终端，流量传感器的输出端连接着信号调理电路的输入端，信号调理电路、光线检测模块、检测模块的输出端连接着微处理器的输入端，IC卡读写电路、存储器、语音模块连接着微处理器，微处理器的输出端连接着显示模块、驱动电路的输入端，驱动电路的输出端连接着电磁阀的输入端，终端通过通信模块进行连接。便于用户和相关工作人员掌握水表及IC卡信息。
【专利说明】
一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统
技术领域
[0001]本实用新型主要涉及一种水表控制系统，更具体地说，涉及一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统。
【背景技术】
[0002]为适应国家对用水制度的改革，研究和利用现代化智能技术对自来水实行自动监控，减轻供水部门因“先供水后收费”造成的资金压力，减少每月抄表收费带来的麻烦和因收费问题带来的纠纷，使用智能水表控制系统可以解决这些问题，IC卡智能水表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。如何将IC卡与智能水表控制系统相结合，并使其具有更多的实用功能是十分有价值意义的研究方向。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统，其结构简单，功耗低，具有自动供停水、插卡智能识别、身份验证、掉电保护、LED显示、电磁阀门智能开关控制、防干扰、防拆卸等功能，并且可以通过通信模块将用水量信息和IC卡余额信息发送到终端，便于用户或者相关人员查看或管理。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统包括微处理器、流量传感器、信号调理电路、IC卡读写电路、光线检测模块、存储器、驱动电路、电磁阀、显示模块、语音模块、检测模块、电源模块、通信模块、终端，其结构简单，功耗低，具有自动供停水、插卡智能识别、身份验证、掉电保护、LED显示、电磁阀门智能开关控制、防干扰、防拆卸等功能，并且可以通过通信模块将用水量信息和IC卡余额信息发送到终端，便于用户或者相关人员查看或管理。
[0005]其中，所述流量传感器的输出端连接着信号调理电路的输入端;所述信号调理电路的输出端连接着微处理器的输入端;所述IC卡读写电路连接着微处理器;所述光线检测模块的输出端连接着微处理器的输入端;所述存储器连接着微处理器;所述微处理器的输出端连接着显示模块的输入端;所述语音模块连接着微处理器;所述微处理器的输出端连接着驱动电路的输入端;所述驱动电路的输出端连接着电磁阀的输入端;所述检测模块的输出端连接着微处理器的输入端;所述电源模块用于给系统供电；所述通信模块连接着微处理器;所述终端通过通信模块进行连接。
[0006]作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统所述微处理器采用AT89C51单片机。
[0007]作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统所述光线检测模块采用光敏电阻。
[0008]作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统所述存储器采用AT24C01。
[0009]作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统所述语音模块采用ISD4004。
[0010]作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统所述流量传感器采用WG系列韦根传感器。
[0011]作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统所述终端为手机或者平板电脑或者台式计算机。
[0012]控制效果:本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统，其结构简单，功耗低，具有自动供停水、插卡智能识别、身份验证、掉电保护、LED显示、电磁阀门智能开关控制、防干扰、防拆卸等功能，并且可以通过通信模块将用水量信息和IC卡余额信息发送到终端，便于用户或者相关人员查看或管理。
【附图说明】
[0013]下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。
[0014]图1为本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统的硬件结构图。
[0015]图2为本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统的单片机电路原理图。
[0016]图3为本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统的语音模块电路原理图。
[0017]图4为本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统的信号调理电路原理图。
[0018]图5为本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统的驱动电路原理图。
[0019]图6为本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统的检测电路原理图。
[0020]图7为本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统的存储器电路原理图。
[0021]图8为本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统的显示电路原理图。
【具体实施方式】
[0022]【具体实施方式】一:
[0023]结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，本实施方式所述一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统包括微处理器、流量传感器、信号调理电路、IC卡读写电路、光线检测模块、存储器、驱动电路、电磁阀、显示模块、语音模块、检测模块、电源模块、通信模块、终端，其结构简单，功耗低，具有自动供停水、插卡智能识别、身份验证、掉电保护、LED显示、电磁阀门智能开关控制、防干扰、防拆卸等功能，并且可以通过通信模块将用水量信息和IC卡余额信息发送到终端，便于用户或者相关人员查看或管理。
[0024]其中，所述流量传感器的输出端连接着信号调理电路的输入端，流量传感器用于检测用水量，获得用水量的脉冲信号，并将所检测的脉冲信号传送给信号调理电路。
[0025]所述信号调理电路的输出端连接着微处理器的输入端，信号调理电路用于将脉冲信号进行放大、整形处理成电平信号，并将电平信号传送给微处理器。
[0026]所述IC卡读写电路连接着微处理器，IC卡读写电路用于识别读取IC卡信息，并将IC卡信息传送给微处理器。
[0027]所述光线检测模块的输出端连接着微处理器的输入端，光线检测模块用于检测环境的光线信号，并将光线信号传送给微处理器。
[0028]所述存储器连接着微处理器，存储器用于微处理器数据信息的存储与发送。
[0029]所述微处理器的输出端连接着显示模块的输入端，微处理器用于向显示模块发送控制指令，显示模块根据控制指令进行显示。
[0030]所述语音模块连接着微处理器，语音模块用于录入语音信息由存储器存储，微处理器用于控制语音模块播放语音。
[0031]所述微处理器的输出端连接着驱动电路的输入端，微处理器用于向驱动电路发送控制指令，驱动电路根据控制指令进行动作。
[0032]所述驱动电路的输出端连接着电磁阀的输入端，驱动电路用于驱动电磁阀动作。
[0033]所述检测模块的输出端连接着微处理器的输入端，检测模块用于检测水表被拆卸、电池欠压或取出电池、是否有IC卡插入的信号，并将检测信号传送给微处理器。
[0034]所述电源模块用于给系统供电，保证系统的正常工作。
[0035]所述通信模块连接着微处理器，微处理器将数据信息打包，并通过通信模块进行发送。
[0036]所述终端通过通信模块进行连接，终端用于接收微处理器发送的信息，便于用户和相关工作人员掌握水表及IC卡信息。
[0037]【具体实施方式】二:
[0038]结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，所述微控制器采用六了89051单片机。所述AT89C51单片机从它内部的硬件到软件都有一套完整的按位操作系统，片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，十六个字节，单元地址20H?2FH，它既可作字节处理，也可作位处理。51单片机的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平(复位时，各I/O口均置高电)。当该脚作输出脚使用时，则为高电平或低电平均可。
[0039]【具体实施方式】三:
[0040]结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，所述所述光线检测模块采用光敏电阻。所述光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。用它来感应环境的光线强度，当在光线较强的环境下，光敏电阻器的阻值就很小，传感器信号处理电路会根据它的阻值进行相应的处理，微处理器根据光敏电阻的变化产生控制指令，降低显示模块的亮度，降低系统功耗；当在光线较强的环境下，它的电阻值就会变大，传感器信号处理电路会根据它的阻值进行相应的处理，微处理器根据光敏电阻的变化产生控制指令，升高显示模块的亮度，便于查看。
[0041]【具体实施方式】四:
[0042 ] 结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，所述存储器采用AT24C01。所述AT24C01是美国ATMEL公司的低功耗CMOS串行E2PR0M，它是内含128 X 8位存储空间，具有工作电压宽(2.5?5.5V)、擦写次数多(大于10000次)、写入速度快(小于1ms)等特点。用AT24C01存储用户累计用水总量和剩余水量等相关数据信息。当系统断电以后，系统将把有用的信息保存在AT24C01中，使其不被丢失。
[0043]【具体实施方式】五:
[0044]结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，所述语音模块采用ISD4004。所述ISD4004芯片是基于所有操作必须由微处理器控制，操作命令可通过串行通信接口送入。芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存贮在片内FLASH存贮器中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。采样频率可为4.0，5.3，6.4，8.0kHz，频率越低，录放时间越长，而音质则有所下降，片内信息存于FLASH存贮器中，可在断电情况下保存100年(典型值)，反复录音10万次。微控制器控制语音模块播放测得水表的数据信息或者读取IC卡的余额信息。
[0045]【具体实施方式】六:
[0046]结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，所述流量传感器采用WG系列韦根传感器。所述WG系列韦根传感器是利用韦根效应制成的一种新型磁敏传感器。其工作原理是传感器中磁性双稳态功能合金材料在外磁场的激励下，磁化方向瞬间发生翻转，从而在检测线圈中感生出电信号，实现磁电转换。WG系列韦根传感器是一种低功耗的传感器。具体使用方法为:在水表的计量齿轮上安装小磁钢，当用户用水，齿轮转动，小磁钢将会转过Wiegand丝传感器，这时传感器产生一个高电平脉冲信号，经过整形、放大处理后输入至微处理器进行计数计量。选择此传感器满足系统低功耗的要求。
[0047]【具体实施方式】七:
[0048]结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，所述终端为手机或者平板电脑或者台式计算机。所述终端可以通过通信模块接收微处理器发送的水表及IC卡信息，便于用户和相关工作人员掌握水表及IC卡信息。
[0049]本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统的工作原理为:本实用新型一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统其结构简单，功耗低，具有自动供停水、插卡智能识别、身份验证、掉电保护、LED显示、电磁阀门智能开关控制、防干扰、防拆卸等功能，并且可以通过通信模块将用水量信息和IC卡余额信息发送到终端，便于用户或者相关人员查看或管理。在水表的计量齿轮上安装小磁钢，当用户用水，齿轮转动，小磁钢将会转过Wiegand丝传感器，这时传感器产生一个高电平脉冲信号，经过整形、放大处理后输入至微处理器进行计数计量，微处理器分析处理后得到用水量信息，传送给显示模块显示，光线检测模块用于感应环境的光线强度，当在光线较强的环境下，光敏电阻器的阻值就很小，传感器信号处理电路会根据它的阻值进行相应的处理，微处理器根据光敏电阻的变化产生控制指令，降低显示模块的亮度，降低系统功耗；当在光线较强的环境下，它的电阻值就会变大，传感器信号处理电路会根据它的阻值进行相应的处理，微处理器根据光敏电阻的变化产生控制指令，升高显示模块的亮度，便于查看。当水表内剩余水量超过最小限值时，表内语音模块进行语音提示，以提醒用户剩余水量不多，请速购水;当表内剩余水量为O时，微控制器控制驱动电路切断电磁阀门，停止供水，直到新的水量被购来为止。采用向IC卡充值的方式进行购水。存储器用于存储用户的设定水量转数、水表检测脉冲数、累计用水总量和剩余水量等，防止在系统掉电后数据丢失。检测模块用于检测水表被拆卸、电池欠压或取出电池、是否有IC卡插入的信号，并将检测信号传送给微处理器，微处理器根据所测信号产生相应的报警或者保护或者读取控制指令，实现对水表的控制。终端手机或者平板电脑或者计算机可以通过通信模块获得水表的用水量、剩余水量、总水量等相关信息，便于用户和相关工作人员掌握水表及IC卡信息
[0050]虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
【主权项】
1.一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统，其特征在于，所述基于单片机的IC卡智能水表控制系统包括微处理器、流量传感器、信号调理电路、IC卡读写电路、光线检测模块、存储器、驱动电路、电磁阀、显示模块、语音模块、检测模块、电源模块、通信模块、终端，所述流量传感器的输出端连接着信号调理电路的输入端;所述信号调理电路的输出端连接着微处理器的输入端;所述IC卡读写电路连接着微处理器;所述光线检测模块的输出端连接着微处理器的输入端;所述存储器连接着微处理器;所述微处理器的输出端连接着显示模块的输入端;所述语音模块连接着微处理器;所述微处理器的输出端连接着驱动电路的输入端;所述驱动电路的输出端连接着电磁阀的输入端;所述检测模块的输出端连接着微处理器的输入端;所述电源模块用于给系统供电;所述通信模块连接着微处理器;所述终端通过通信模块进行连接。2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统，其特征在于:所述微处理器采用AT89C51单片机。3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统，其特征在于:所述光线检测模块采用光敏电阻。4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统，其特征在于:所述存储器采用AT24C01。5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统，其特征在于:所述语音模块采用ISD4004。6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统，其特征在于:所述流量传感器采用WG系列韦根传感器。7.根据权利要求1所述的一种基于单片机的IC卡智能水表控制系统，其特征在于:所述终端为手机或者平板电脑或者台式计算机。
【文档编号】G07F15/00GK205680203SQ201620622802
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月20日 公开号201620622802.0, CN 201620622802, CN 205680203 U, CN 205680203U, CN-U-205680203, CN201620622802, CN201620622802.0, CN205680203 U, CN205680203U
【发明人】徐超
【申请人】徐超