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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(guò)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。現(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(guò)去繁瑣的人工抄表、手工計(jì)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩舫挚ㄙ?gòu)電，實(shí)現(xiàn)了電費(fèi)收繳管理自動(dòng)化。但它不能解決無(wú)源（卡中無(wú)電源）和免接觸等問(wèn)題[2～8]。
非接觸式IC卡（又稱射頻卡）是國(guó)外近幾年發(fā)展起來(lái)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(lái)，解決了無(wú)源和免接觸難題。射頻卡無(wú)需專門的供電電源；它與讀寫器間無(wú)機(jī)械接觸，避免了接觸故障；它的表面無(wú)裸露芯片，可防水，且不易產(chǎn)生靜電擊空及彎曲損壞等問(wèn)題；射頻卡使用時(shí)沒有正反面。總之，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(guò)讀寫器對(duì)卡進(jìn)行操作；讀卡器通過(guò)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(guò)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(guò)發(fā)射線圈發(fā)射交變強(qiáng)磁場(chǎng)，強(qiáng)予IC卡能量，通過(guò)磁場(chǎng)的斷、續(xù)編碼寫入數(shù)據(jù)，并通過(guò)線圈感應(yīng)IC卡發(fā)生的磁場(chǎng)閱讀IC卡發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)；IC卡通過(guò)交變磁場(chǎng)獲得能量，通過(guò)檢驗(yàn)磁場(chǎng)的數(shù)、續(xù)獲得讀寫頭寫來(lái)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(guò)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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