RFID智能卡售水管理系统研究.docx

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1、RFID智能卡售水管理系统研究RFID(Radio Frequency Identification)即无线射频技术，是近年来新兴的一项自动识别技术。它结合了射频识别技术和IC卡技术，解决了卡中无源和免接触读写的难题。RFID技术在售水系统的应用，改变了传统抄表收费模式，用非接触式智能卡实现“先付费再用水”和持卡消费的模式，提高企业效率和资金回收率，减少抄表劳动强度，促进企业管理的信息化和现代化。 1 RFID体系任务道理 11 硬件构成 (1)标签(Tag)。由耦合元件及芯片构成，每一个标签拥有唯一的电子数据，附着正在物体上辨认宗旨工具。 (2)阅读器(Reader)。读取电子标签信息的设备

2、，可设计为手持或者固定式。用以发射无线电射频信号，并接收由电子标签反射回的信号，经处理后获得标签数据信息。 (3)天线(Antenna)。正在电子标签以及阅读器之间传送装备旌旗灯号，控制数据的猎取以及通讯联系。正常天线以及阅读器整合正在一同。 12 任务道理 RFID的任务道理如图1所示，阅读器正在未必地区内发射电磁波。电子标签内有一个谐振电路，当标签进入磁场时，就能发生感应电流猎取能量、时钟以及指令，并将有效数据以反向散射调制的体例发射进来。阅读器领受到此标签的数据并停止解码后，送入中心信息系统停止数据处理。如许，阅读器经过天线可完成无接触式的读取并辨认电子标签中所保管的数据，到达自动识别物

3、体的目标。 2 基于RFID技巧的智能卡售水体系总体设计 非接触式智能卡售水体系重要由3全体构成：售水体系、智能卡、智能表。系统结构框图如图2所示。个中智能卡对应RFID体系中的“标签”，由单片机体系构成“阅读器”，集成阅读器功用的水表即为感应式智能水表。 智能卡售水体系由PC机、后盾软件、售卡管理机构成，信息传输载体是用户需采办的非接触式智能卡，用户到水司购入水量，存储正在智能卡中。用户需用水时，运用智能卡正在智能表感到区刷卡。智能表体系读入水量金额后，关上阀门停止供水。用水历程中，经过脉冲收集模块对于用户水量余额按一定量递加，当所购水量用完时，单片机发出信号，驱动阀门封闭。 3 硬件体系设

4、想 31 智能表 智能表是集成RFID系统中阅读器功能的水表，主要由射频卡阅读模块、微处理器89C51、阀门控制模块、脉冲采集模块、显示报警等模块组成，结构框图如图3所示，上述模块以逻辑设计配合，通过软件程序控制完成对射频智能卡的读写，同时控制阀门的开关。 正在水表计数转盘中加装永磁铁以及干簧管，个中永磁铁装置于计数盘上，双干簧管流动于计数盘上方左近，计数盘转一圈，永磁铁通过双干簧管各一次，正在旌旗灯号端发生两个计量脉冲。当领受到有用计量脉冲时，单片机由休眠形式转为任务形式，由微处理器施行响应的计量顺序，智能表及时核算出表内的盈余金额；当用户用水余额较少时，水表主动报警，提示用户尽快充值购水；

5、当用户余额为零时，驱动阀门控制程序，阀门封闭，并将数据保管正在外部Flash中。 32 非接触式智能卡 智能卡作为体系的信息传输序言，决意了体系的数据传输方式，接纳无线射频体例停止数据交换，体系的智能卡是一种射频卡。智能卡内集成了芯片、感到线圈及电容等元件，并封装正在一个规范的PVC卡片中。读写时，将射频卡接近阅读器，阅读器天线收回的电磁波正在卡内的天线上发生感应电流，为卡内集成芯片供应能量。而该卡内的集成电路芯片存储有制作时输出的惟一数字辨识号码，该号码被编码之后调制天线上的电流旌旗灯号，再以电磁波的方式传送回阅读器。阅读器将收到的无线旌旗灯号传给现场控制器，由现场控制器停止信号处理并对于施

6、行装配收回指令。大多数智能卡将卡内的身份辨识号码(ID号码)编码为曼彻斯特码，并由单片机停止解码。 33 射频天线 射频天线设想是完成非接触式读写的重要环节，体系接纳无线射频感到元件GB9。通信重要技术指标是：发射频次125 kHz；电源DC+5 V90 mA；读间隔100 妹妹。所需读或者写卡片的数据离别由89C51的串行口的数据接收端(RXD)以及发送端(TX)领受发送。读到智能卡数据时，其PLED端发生的电平可以使89C51的INTI发作中缀，由此启动中缀处理程序将数据作响应解决。 4 软件设计 软件系统设想接纳了模块化设想体例，主控顺序包孕体系初始化、中缀范例推断、显现解决、功耗形式解

7、决等。体系初始化包孕对于端口、中缀、LCD操纵寄存器的配置，体系初始化之后，进入节能形式，直到有中缀源将其叫醒，再进入响应中缀服务程序。功能模块子程序包孕：刷卡子程序、水表毛病子程序、阀门操纵子程序以及水流量收集子程序。 41 体系主程序设计 非接触式智能表完成的重要功用是： (1)用户持智能卡到水司预购一定量的水，而后将智能卡接近智能表感到区刷卡，智能表读取水量信息，操纵阀门关上，水表进入任务形态。 (2)用水历程中，水表实时将“总用水量”、“用水余额”等信息存到Flash RAM区，用水余额为零时，启动阀门操纵子程序。主程序软件流程，如图4所示。 42 阀门操纵功用子程序 阀门操纵子程序是

8、经过读取盈余用水金额，依据余额的几来操纵电磁阀的开关，同时如余额绝对较低，体系体系收回报警信号，提示用户应停止充值。阀门操纵子程序软件流程如图5所示。 5 关键技术设想 51 体系的功耗成绩 传统的水表无需电源，纵然有电源也简单被客观割断，形成体系没法任务。是以智能表接纳碱性干电池停止供电，然则电池的容量无限，水表的功耗成绩钻研就显得尤为重要。智能表的能耗重要由3项构成：第一项是单片机运转以及LCD显现的能耗。第二项是智能表施行单位运转时的霎时能耗。第三项是一些声响报警等辅佐功用的功耗。个中第一项是最重要的，以是起首要对于单片机停止功耗剖析，对于运用运转中的有用功耗以及有效功耗离别做时候以及空

9、间域分别，集合有用功耗的时候以及空间域，同时应用软件优化顺序到达综合降耗结果。 52 数据的主动纠错 为防备盗水征象，我国大部分水表均装置于室外，常年处于搅扰的情况下，遭到外界的强电、强磁等搅扰时，能够发作数据杂沓征象。尽管较少发作，但用户表数目多，覆盖面广，应引发注重。针对这类设想，接纳了数据主动纠错技巧：增大存贮器的容量，把数据同步寄放正在5个分歧的地位，读取数据时，同时从5处读取，对于读取的停止剖析，只需个中的3处以上相反，就以为数据是有用的，同时，对于涌现毛病的数据停止纠错解决。如许就会增加因智能表非客观杂沓而发生的纠葛。 53 防振动设想 智能表因水流通过发生的振动，会引发磁敏元件的屡次计数以及采样，形成电子计数以及轮计数没有分歧，针对这个成绩，可应用通畅对照器的技巧，将磁敏元件做成特别的通畅器，当磁敏元件吸合时，磁铁需接近磁敏元件5 妹妹，但要使磁敏元件断开，则需使磁铁脱离磁敏元件至8 妹妹，如许就能有用处理振动动状况下乱计数的成绩。 6 结束语 正在运用历程中，对正在强电磁波以及其余庞杂搅扰状况下，体系会发生不测的操纵毛病，是以加强体系抗干扰能力，有待连续钻研的。