[发明专利]基于非接触式IC卡的节水控制器

说明书

技术领域

本发明涉及节水工业控制设计，具体是指基于非接触式IC卡的节水控制器。

背景技术

节水计划是当今社会的重大研究课题。在生活供水中，经常出现水管破裂而发生漏水事故，如果不能及时发现，则会浪费大量的生活用水，这不利于节水控制。同时在生活区中，由于事故或人为的原因，如：水用户外出时忘记关水龙头，导致水源大量的流逝。而现有的水源控制则不能解决这一问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于非接触式IC卡的节水控制器，该装置结构简单，成本低，具有智能化、实时性、远程通讯、结构简单、安装方便等优点。

本发明的实现方案如下：基于非接触式IC卡的节水控制器，包括设置在通水管上的电磁阀和流量传感器，所述电磁阀连接有水控接口电路，所述水控接口电路依次连接有单片机、读写头电路，所述读写头电路通过射频场链接有射频卡，且所述单片机与流量传感器连接。

所述单片机还连接有数码显示电路。

所述单片机还连接有数据存储电路。

所述单片机还连接有蜂鸣器。

所述单片机还连接有电源电路。

所述单片机为型号为AT89C51。

基于非接触式IC卡节水控制器，就是采用非接触式IC卡读写器控制出水，对用水实行无人收费管理。它是一种集计量功能及控制功能为一体的装置，是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、非接触式IC卡技术对用水量进行计量并能进行用水数据传递及结算交易的新型装置。有水龙头流水的场所都可以利用控制器达到节水的目的。如：浴室、集体和个人公寓、开水房等场所。该装置采用国内最常见的Philips公司生产的Mifare1 S50非接触式IC卡作为通讯卡，具有体积小、携带方便、防水防潮、坚固耐磨等优点，并且能方便的配合售饭机、门禁系统、考勤系统等一起使用，构成校园一卡通、企业一卡通系统。 

本发明主要以AT89C51主控MCU为核心，辅以射频接口模块、流量计量模块、水控接口模块、开关电源电路、数码显示电路、数据存储电路、蜂鸣器报警电路等组成。 

只要在读卡器读卡范围内有IC卡，则通过单片机控制读写头电路（射频接口电路）对IC卡进行操作，判断IC卡的类型（用户卡或管理员卡），根据卡内的信息内容进行相应的处理，并根据需求通过水控接口电路来控制电磁阀的状态（开或关），系统运作过程中的有关信息通过数码显示电路显示出来或将有关数据记录到数据存储电路中的数据存储器中。另外水表在用水的过程中通过流量传感器发出脉冲信号，单片机接收脉冲信号进行运算和处理然后对IC卡进行相应的扣款处理并通过数码显示电路显示有关信息，并在用水的过程中进行实时监控，若IC卡的余额过低则通过蜂鸣器发声报警。水控器的各部分协调运作从而可以实现用水的自动化管理。

本发明的核心MCU模块选用内置功能强大，且具有高性价比的AT89C51单片机，它是一个低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术，兼容标准MCS-51指令系统。另外MCU的外接电路，如：数据存储器采用AT24C01A作为非易失的数据存储（用于存储设置参数和消费数据，如水价、累计消费等）。

数码显示电路可采用74HC164驱动数码显示。为了降低装置的功耗和发热，采用了开关电源作为供电电源，可选用L4962E/A的降压型PWM控制开关稳压集成电路，它具有输出电压可调、过流保护、过热保护和软启动功能。报警电路将蜂鸣器与MCU基本I/O口相连主要实现余额不足报警等功能。水控接口电路利用AT89C51单片机的基本I/O口输出控制信号，经放大后用以控制电磁阀的开启与关闭。来自流量传感器的水流信号经前置电路处理后，转换为一系列可供测量的电压脉冲信号，这些脉冲信号可由单片机的定时器进行捕获并由中断服务程序实时记录，经过计算处理可以准确转换成用户的耗水量，进而通过将耗水量转换成用户所要支付的金额并控制射频接口模块对IC卡进行扣款操作。 

读写头电路主要由MFRC500芯片及其天线电路组成。