[实用新型]用于水表的数据通讯安全电路模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用在水表上的电路模块，属于量具领域。

背景技术

水表是一种重要的量具，在这之中，如何保证水表内的量测数据准确有效的传输采集是本领域目前最为关注的问题之一。

发明内容

针对现有技术的需要，本实用新型公开了一种用于水表的数据通讯安全电路模块，通过采用特定的电路设计使得水表内的数据能有效、安全的向外传输。

为实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

用于水表的数据通讯安全电路模块，包括主芯片，在主芯片上连接有电源接口电路、ESAM电路、ESAM和IC卡时钟产生电路、IC卡接口电路、电源和信号接线端口、485通讯接口电路，其中ESAM和IC卡时钟产生电路连接ESAM电路和IC卡接口电路，电源和信号接线端口连接485通讯接口电路。

通过同步IC卡和EASM芯片的时钟信号，实时保证主芯片通过485通讯接口电路向外传输的数据是加密的，不会被非法采集或修改。

在本实用新型中，所用的ESAM电路中核心的ESAM芯片可从市场上采购，目前有多家厂商在神产和销售符合国家法定加密标准的ESAM芯片。

在本实用新型中，485通讯接口电路是用在水表、热量表等量测表具中最为传统的数据传输方式，采用串口通信方式，其设计简单，可靠性高，并且使用成本低。

为了加强水表的耐故障性，主芯片上还连接有MBUS通讯接口电路，连接到电源和信号接线端口，可以利用MBUS总线进行信号收发。

为了便于研发人员及时修改、增加、删除主芯片中的功能，主芯片还连接有在线编程接口电路。

为了使得用户及时准确的了解水表的工作状态，主芯片还连接有状态指示电路，状态指示电路中设有多组LED显示水表的工作状态。

附图说明

图1为本实用新型电路模块的电路连接示意图；

图2a-2j为本实用新型电路模块所使用的电路元件的电路图。

具体实施方式

参考图1，本实用新型的电路模块，在主芯片上连接有电源接口电路、ESAM电路、ESAM和IC卡时钟产生电路、IC卡接口电路、电源和信号接线端口、485通讯接口电路、MBUS通讯接口电路、在线编程接口电路、状态指示电路，其中SAM和IC卡时钟产生电路连接ESAM电路和IC卡接口电路。

参考图2a，为电源接口电路，在电源接口位置采用二极管做隔离，防止电源反接，保护电路不受外部攻击；采用7805稳压芯片将12V电压稳定在5.0V。采用MD5330稳压芯片将5.0V电压稳定在3.0V，给单片机提供稳定的工作电压(CT2是储能电容，CT1和C7是滤波电容)。

参考图2b，为ESAM电路，由主芯片来控制KC1端口的高低电平，并利用三极管来控制是否向ESAM芯片供电。

参考图2c，为ESAM和IC卡时钟产生电路，用来为ESAM时钟ECLK提供稳定的工作频率，并为IC卡时钟KCLK提供稳定的工作频率，IC卡的工作频率是可选的，可通过电阻R4和R8来选择是由主芯片提供工作频率还是由74HC02提供工作频率。

参考图2d，为MBUS通讯接口电路，采用MBUS接口，实现MBUS与串口之间的通信。

参考图2e，为485通讯接口电路，采用串口方式通信，D2是TVS保护管，主要保护设备免受静电放电时瞬态电压的损害。

参考图2f，为电源和信号接线端口，具有7个引脚，包括连接MBUS通讯接口电路、485通讯接口电路。

参考图2g，为IC卡接口电路，由主芯片来控制KC端口的高低电平，并利用三极管来控制IC卡是否工作。IC卡通过I²C通信方式进行通信。

参考图2h，为在线编程接口电路，用于连接上位机对主芯片的功能进行调整。

参考图2i，状态指示电路中具有三个LED，LED1是电源指示部分，LED2和LED3是接收信号和发送信号指示部分。

参考图2j，主芯片采用PIC16F1946单片机控制整个电路模块工作(C3是去耦电容防止个电源之间相互影响，R19和C6是复位电路，XT1和C4、C5是时钟电路，R18和C2是检测电路，R20、R21、R22下拉电阻，RS1上拉电阻)。