基于非接触式IC卡的智能水控器设计
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2．4 流量计量模块
本设计流量计量模块主要是在普通水表上加装传感器件，并进行流量信号的采集和处理。经对比，光电传感器和霍尔传感器虽然灵敏度高又无触点，但功耗都较高，增加系统供电复杂性，且易受电源干扰。而干簧管传感器仅在接触的瞬间有极小的消耗，但其物理结构存在着缺陷，会影响数据采集精度。故采用了双干簧管传感器，两干簧管以一定角度安装在水表计数转盘附近，磁铁安装在水表计数盘上。当计数盘转动，磁铁旋转靠近干簧管时，簧片触点吸合；磁铁远离时，簧片触点断开，发出一脉冲信号。当计数盘旋转一周，两干簧管均有一脉冲信号，且两信号相位差与两干簧管安装的角度一致，此时，单片机累记一次水量。这种设计可以有效减少因供水管道问题引起的计量误差，且可以防止强磁干扰智能水控器正常工作。
2．5 显示模块
本系统待机状态下显示当前时间和水温，刷卡用水时需要显示消费余额和温度，因为这些参数都仅需要显示数字，从产品成本角度考虑，只需要采用LED数码管显示即可。设计采用八位七段数码管显示，待机时数码管前两位用于显示当前水温，后六位用于显示时间；刷卡工作时前两位用于显示当前水温，而后六位为当前IC卡的余额，可精确到分。另外还需要四个按键对时间进行调整，确保走时准确。为节省单片机端口，设计中采用了串行通讯方式驱动专门的数码管芯片HD7279。该芯片是一片具有串行接口的，无需外围元件便可直接驱动8位共阴式数码管以及扫描64键矩阵键盘(或64只独立LED)的智能显示驱动芯片。其内部含有BCD译码器，可直接接受BCD码，并且具有识别多种指令的能力，如消隐、闪烁、左移、右移，段寻址等。
2．6 时钟模块
时钟模块选择了典型串行实时时钟芯片DS1302，温度检测模块采用了DS18B20集成温度传感器，通信模块采用RS232串行通讯实现水控器与上位机之间通信，报警模块电路主要由PNP三极管和蜂鸣器构成，由于篇幅有限，这里不再详述。
3 智能水控器软件设计
确定硬件电路后，必须有软件的支持才能实现功能运行，而且软件的设计在很大程度上直接影响智能水控器运行的性能。本设计采用C51语言编写程序，该程序按功能设计要求，采用模块化设计方法，包括主程序，卡操作功能程序，数据显示功能程序，电磁阀控制功能程序，消费处理功能程序，数据存储功能程序，数据上传功能程序。而每个功能程序由若干函数组成。其中主程序包括了单片机的初始化，显示缓存，MF RC500初始化等系统初始化程序，主程序流程图如图3所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/172874.htm
4 智能水控器技术参数
根据本文的设计研制出的样机除实现功能外，还参考中华人民共和国城镇建设行业标准CJ／T133—2001《IC卡冷水水表》，将样机放置于温度为5℃-110℃，相对湿度为5％-75％，大气压力为86kPa-106kPa的试验环境中进行了主要参数测试。
测试显示：非接触式IC卡智能水控器可以连续正常运行，正常工作电压值为9V，静态功耗约为0．5W，最大的动态功耗将近1W，与基表显示误差小于±0．5％。
5 结束语
本文主要论述了非接触式IC卡智能水控器的设计。按照智能水控器设计要求，采用STC11F16XE为主控芯片，结合射频读卡芯片MFRC500及电磁阀控制等外围接口电路完成整体设计。这种样机可正常显示当前时间、水温，并能正常进行用水消费控制，还可将用户消费信息保存，并上传至上位机。技术参数测试结果表明：该设计方案可行，系统运行稳定，可以满足计量准确要求。
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