智能IC卡燃气表控制装置的研究

摘要

IC卡技术以其广泛的应用领域和巨大的产品市场成为我国信息产业的一大热点。与此同时，我国燃气收费管理长期以来仍然是采用人工抄收为主的办法。此种方式存在抄表工作量大、劳动效率低、收费时间长、收费困难、易出错等问题。为了减少燃气收费管理中人力、物力的浪费，减少不安全因素，进行“智能IC卡燃气表控制装置”的研究。智能IC卡燃气表的出现是对燃气收费管理方式的重大革新。 智能IC卡燃气表是电子技术、计算机技术、网络技术、通信技术、单片机技术、IC卡技术相结合的产物，是一门新兴的热门课题，但其产品的可靠性一直困扰着生产厂家，也是其市场推广的主要障碍。因此，如何提高智能IC卡燃气表的可靠性，成为生产厂家的努力方向，也是市场的期待。本文主要进行了以下几个方面的研究工作： 1．深入调查全国众多生产厂家生产的智能IC卡燃气表的功能、特点以及其优点和不足之处，针对性地提出了提高智能IC卡燃气表可靠性的解决方案，为“智能IC卡燃气表控制装置”的研究作充分的准备。 2．对智能IC卡燃气表的构成、原理、功能、特点、使用环境等因素进行理论上的分析和技术上的应用研究。在此基础上对“智能IC卡燃气表控制装置”进行总体方案设计。 3．根据总体方案设计进行器件的选取、比较。对每一器件的功能、特点、适用环境、使用寿命等因素进行分析，使其满足总体方案设计的要求，以提高产品的可靠性。 4．进行控制装置的硬件电路设计。用低功耗，价格便宜的PHILIPS单片机作为整个控制装置的核心。控制装置的硬件电路包括数据存储器电路、电机阀驱动电路、IC卡读写电路、电源检测电路、声音报警电路、液晶显示驱动电路、脉冲信号采集电路等。 5．IC卡芯片是信启、交换的载体，分析了加密IC卡芯片的特点。由于该器件的特殊性---三次密码验证不通过该张卡将自动烧毁．为保护该器件在使用时不被异外损坏，提出了使用它的一些特殊方法及注意事项，并通过试验进行了验证该方法可行。 6.产品在使用时不可避免地会受到外界各种因素的干扰，如果处理不好可能会造成存储器中数据的不可靠。分析了存储器的特点，提出存储器抗干扰的方法及注意事项，以保证数据的可靠性和计量的准确性，并通过试验进行了验证。 7．阀门的正常工作是整个控制装置的核心。研究了阀门的特点，分析了阀门损坏、开关异常的原因。提出选择阀门的要求，使用阀门的方法及注意事项，设计了阀门控制电路。通过试验证明，该设计有利于阀门的正常工作，保护阀门不受损坏，大大地提高了产品的可靠性。 8.智能IC卡燃气表控制装置的设计包括了硬件设计和软件设计。软件设计中均采用模块化设计结构，完成了燃气表的计费功能、显示功能、查询功能以及故障的处理功能等。软件的模块化设计结构便于产品后期的阅读、升级、修改。 9.本文在深入调查全国众多生产厂家生产的智能IC卡燃气表的基础上，针对性地提出了提高智能IC卡燃气表可靠性的解决方案。研制出了一款可靠性高的智能IC卡燃气表产品，通过近万名用户近一年的市场使用，用户反应良好，为公司赢得了巨大的经济效益和社会效益。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1智能IC卡作用和地位

1.2国外IC卡的应用现状及趋势

1.3国内IC卡的现状及趋势

1.4燃气表的管理和收费方式

1.5研制智能IC卡燃气表控制装置的意义

1.6本文的主要工作

第二章控制装置的总体设计及技术要求

2.1硬件电路总体结构框架图

2.2各模块电路的功能及技术要求

2.2.1计量机构

2.2.2液晶显示器

2.2.3液晶驱动芯片PCF8576D

2.2.4数据存储器

2.2.5 IC卡芯片

2.2.6电机阀门

2.2.7脉冲发生器

2.2.8单片机

2.2.9电源检测

2.3控制装置主要功能

2.3.1预收费功能

2.3.2保密及信息交换功能

2.3.3提示及报警功能

2.3.4数据保持与恢复功能

2.3.5电源电压检测功能

2.3.6气量累加功能

2.4控制装置的特点

2.4.1外形结构美观

2.4.2用户使用方便

2.4.3公司管理简单

2.4.4低功耗

第三章SLE4442卡芯片技术

3.1芯片的特点

3.2芯片的引脚配置

3.3芯片的内部逻辑结构图

3.4 SLE4442芯片的工作原理

第四章存储器技术

4.1概述

4.2管脚描述

4.3串行E2PROM芯片的寻址

4.3.1从器件地址位

4.3.2应答信号

4.3.3数据地址分配

4.4写操作方式

4.4.1字节写操作方式

4.4.2页写入操作方式

4.4.3应答查询

4.4.4写保护

4.5读操作方式

4.5.1立即地址读取

4.5.2随机地址读取

4.5.3顺序地址读取

第五章装置的硬件电路及实现

5.1单片机控制系统

5.1.1概述

5.1.2 P89LPC931单片机存储器结构

5.1.3时钟

5.1.4中断

5.1.5 I/O口

5.1.6智能表控制系统组成

5.2电机阀驱动电路

5.3 IC卡读写电路

5.4干簧管信号采集电路

5.5存储器接口电路

5.6电源管理电路

第六章装置的软件设计

6.1装置的初始化及主程序

6.2 IC卡检测

6.3电源电压检测

6.4燃气表的脉冲信号检测

第七章结论

致谢

参考文献

附录1智能IC卡燃气表控制系统原理图

附录2汇编语言程序片断

附录3燃气表及电机阀外型图