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非接觸式IC卡預(yù)收費(fèi)電度表的設(shè)計(jì)

時(shí)間:2023-05-01 12:28:05 電子通信論文 我要投稿
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非接觸式IC卡預(yù)收費(fèi)電度表的設(shè)計(jì)

摘要:介紹了非接觸式IC卡預(yù)收費(fèi)電度表的工作原理和硬件電路,討論了其工作過程,并給出了程序流程圖。

    關(guān)鍵詞:非接觸式IC卡 預(yù)收費(fèi)電度表 單片機(jī)

用戶使用電量的計(jì)量手段的準(zhǔn)確程度取決于電互感器及電度表的精度,F(xiàn)已出現(xiàn)了接觸式IC卡預(yù)收費(fèi)電度表,它使收費(fèi)從過去繁瑣的人工抄表、手工計(jì)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩舫挚ㄙ忞,?shí)現(xiàn)了電費(fèi)收繳管理自動(dòng)化。但它不能解決無源(卡中無電源)和免接觸等問題[2~8]。

非接觸式IC卡(又稱射頻卡)是國外近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)[1],它成功地將射頻識(shí)別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來,解決了無源和免接觸難題。射頻卡無需專門的供電電源;它與讀寫器間無機(jī)械接觸,避免了接觸故障;它的表面無裸露芯片,可防水,且不易產(chǎn)生靜電擊空及彎曲損壞等問題;射頻卡使用時(shí)沒有正反面?傊,非接觸式IC卡具有可靠性高、使用方便、操作速度快等特點(diǎn)。本文采用非接觸式IC卡研制成功了智能預(yù)收費(fèi)電度表。

1 工作原理

1.1 非接觸式IC卡的工作原理

非接觸式IC卡系統(tǒng)由讀寫器和非接觸式IC卡兩部分組成。應(yīng)用系統(tǒng)通過讀寫器對(duì)卡進(jìn)行操作;讀卡器通過射頻信號(hào)同步進(jìn)行近距離通訊,并為卡上芯片提供能量;非接觸式IC卡響應(yīng)讀寫器的指令,并報(bào)告處理的結(jié)果。非接觸式IC卡通過連接IC芯片的線圈在特定交變磁場(chǎng)中耦合獲得高壓能量,非接觸式IC卡的讀寫器通過發(fā)射線圈發(fā)射交變強(qiáng)磁場(chǎng),強(qiáng)予IC卡能量,通過磁場(chǎng)的斷、續(xù)編碼寫入數(shù)據(jù),并通過線圈感應(yīng)IC卡發(fā)生的磁場(chǎng)閱讀IC卡發(fā)來的數(shù)據(jù);IC卡通過交變磁場(chǎng)獲得能量,通過檢驗(yàn)磁場(chǎng)的數(shù)、續(xù)獲得讀寫頭寫來的數(shù)據(jù),并按設(shè)定的模式編碼、調(diào)制,向讀寫頭發(fā)出數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)采用上海華虹集成電路公司開發(fā)的SHC1701 RF讀寫模塊。它主要由射頻和SHC1501大規(guī)模集成電路構(gòu)成,共同安裝在PCB板上,同時(shí)安裝屏蔽罩,可完成讀寫器與IC卡之間的各種交互功能,包括調(diào)制/解調(diào)、加密/解密、認(rèn)證、讀寫、加/減等,并具有同微處理器的接口。其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

非接觸式IC卡與讀寫器的通信內(nèi)容包括復(fù)位應(yīng)答、防沖突、選擇卡片、相互認(rèn)證、對(duì)數(shù)據(jù)塊的操作和中止。

1.2 預(yù)收費(fèi)電度表的工作原理

預(yù)收費(fèi)電度表可分為電子式和機(jī)電式兩種,它們的區(qū)別在于電能變換元件不同。前者將電壓、電流進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,再將采樣值相乘并累計(jì),得到用戶消耗的電度數(shù);后者借用原感應(yīng)式電度表的機(jī)芯,通過光電傳感器讀取轉(zhuǎn)盤數(shù)據(jù)數(shù)得到用戶消耗的電度數(shù)。為節(jié)省成本,選用機(jī)電式電度表。

    本系統(tǒng)采用AT89C52為主機(jī),在原普通單相電度表上加裝一對(duì)紅外發(fā)射接收管,對(duì)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),主機(jī)完成對(duì)用戶用電量的記錄、累加、顯示和控制功能。配上一塊非接觸式IC卡,完成從供電管理部門到用戶間的幣度轉(zhuǎn)換和電度數(shù)量的信息傳遞。

本系統(tǒng)的工作原理為:

[1] [2] [3] [4] 

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