维普资讯 http://www.cqvip.com
江苏电机工程 第２ １卷第２期 Ｊ ｉａｎｇｓｕ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 实用的ＩＣ卡预付费可阀控煤气表控制器 Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｏｆ Ｐｒｅｐａｙｅｄ Ｖａｌｖｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ Ｇａｓ Ｍｅｔｅｒ 来宇光 张沂 （１常州工学院计算机系，江苏常州２１３０１６；２．常州供电局教培中心，江苏常州２１３００３） 摘要：阐述了一种实用的Ｉｃ卡预付费可阀控煤气表控制器的软、硬件关键技术，其电路具有实现简单、成毒怔、 可靠性高等忧点。它与相关的上层软件配争，可实现管道堞气的预收费及阀控功能．具有较好的推广应用价值。 关键词：煤气表；单片机控制； 卡；硬件；软件 中图分类号：ＴＰ３６８ Ｉ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９ ０６６５（２００２）０２—００３６一Ｏ４ 管道煤气已成为城镇居民的主要生活用燃料， 而管道煤气用户与煤气公司均对改变上门抄表和收 费方式的要求强烈。各种现代化的抄表收费方式应 １硬件 １．１硬件电路设计 控制器的硬件电路如图ｌ所示。单片机采用 ＰＩＣｌ６Ｆ８４．ＩＣ卡采用西门子ＳＬＥ４４４２卡．电机控制 采用ＢＨ３０２４大电流双向驱动器电路．液晶显示器 运而生，其中Ｉｃ卡预付费是常见和可操作的一种方 法。 现介绍一种实用的Ｉｃ卡预付费可阀控煤气表 控制器的软、硬件实现方案，使用这种控制器的煤气 表可实现ｌｃ卡预付费及阔控功能。具体使用是，由 煤气公司通过连有ＩＣ卡读写器及安装有相应上层 管理软件的计算机，对煤气用户的用气及收费进行 管理。煤气用户首先在计算机中进行开户，建立用 户档案，然后罔户购买一定气量，煤气公司则交给用 户写有该气量的加密ｌＣ卡（此ＩＣ卡由上述计算机 通过ＩＣ卡读写器进行写数） 用户持该ＩＣ卡回住 处后往卡式煤气表中插一下，则将卡中气量输人煤 气表中，同时卡中气量被擦除。当煤气表中气量不 足８ ｒ 时，煤气表会自动报警，提示用户去购气；当 煤气表中气量用完，则煤气表会自动切断用户的供 气管道，迫使用户去购气。使用该种煤气表，煤气公 司免除了上门抄表之苦，也可避免用户拖欠气费问 题，大大节约了管理成本，具有较好的推广应用价 值。由于该控制器选用保密性非常好的西门子 ＳＬＥ４４４２１Ｃ卡．并在硬件电路和软件设计加Ａ了一 些独特的措施，较好地解决了ｌＣ卡的加密、防破译 问题。对于恶意用金属片插入卡座的情况，也由于 用定制产品（有数字和特定汉字显示），另有蜂呜器 作为提示音器件。 １．２ ＩＣ卡接口 用ＰＩＣ１６Ｆ８４的ＲＡＩ接ＩＣ卡座的ＣＬＫ脚、 ＲＡ２接Ｉ／Ｏ脚、ＲＡ３接Ｖｒｒ脚、ＲＢ６接ＲＳＴ脚、ＲＢＯ 接卡痤常闭触点（有卡插进断开）。注意ＲＡＩ、１Ｇ％２、 ＲＢ６均要接一上拉电阻。由于ＰＩＣ１６Ｆ８４的ＲＢ０ 为外中断输入脚，所以有卡插人将引起外部中断请 求，但在软件处理中要考虑击抖动问题。 １、３干簧管 干簧管为磁灵敏开关型传感器，其结构见图２。 干簧管由一对磁性材料制造的弹性舌簧组成，密封 于玻璃管中 当恒磁铁或线圈产生的磁场施加于 簧上时，使２个舌簧磁化，若生成的磁场吸引力克服 了舌簧的弹性产生的阻力，舌簧被吸引力作用接触 导通。一旦磁场消失，舌簧因弹力作用又重新分开。 控制器采用２只干簧管来实现计数和保护功能。 １只干簧管（连于图１中的Ｊ４处）安装于靠近Ｏ Ｏｌ 单位计数拨码盘附近，在Ｏ叭ｍｊ单位计数拨码盘上 均匀嵌有２只微型磁钢，则当煤气表走过０ ０ｌ 时， 其具有独特的保护电路而不会导致线路毁坏，并能 识别非身份卡。与同类产品相比．该控制器具有ＩＣ 该干簧管开关２次；另１只干簧管（连于图１中的Ｊ５ 处）安装于靠近外壳处，拨码盘上磁钢磁场对其没有 影响 当外界有强磁场时，则２只干簧管均会导通。 由此，单片机软件可将此判断为干扰或恶意破坏而放 卡数据保密性强、成本低、运行可靠等优点。 收稿日期：２００ｌ一０５一｛６ 维普资讯 http://www.cqvip.com
朱宇光等实用的Ｉｃ卡预付费可阀控煤气表控制器 弃该次计数，因而实现了保护功能。 １ ４计数 降沿，则认为走过了０．１个字。由于ＰＩＣＩ６Ｆ＇８４的 ＲＢ４～ＲＢ７可设置成电位变化引起的中断源．故计 数输人可用中断形式来实现，干簧管输人可不考虑 去抖动。 由干簧管来的信号送至ＲＢ７，注意ＲＢ７应接一 合适电阻值的上拉电阻，程序每收到２个有效的下 Ｖｃ‘： Ｒ Ｔ ＣＬＫ Ｉ／０ ＮＣ Ｇ １］ Ｒ＾２ Ｒ＾【 Ｕ ２： ３ ０２４ ３ Ｒ ＭＣＬＲ ０ ０ＳＣｔ ０Ｓ（：２ 一日１ 旱０ ８ Ｍｌｌｚ ＶＳＳ Ｖ…） Ｒ日Ｏ／ｌＮＴ ＲＩ１ｔ Ｒ１３２ ７ ＲＩ１６ Ｒｌｊ５ Ｒ１３４ Ｊ ２ ｔｃ卜常 ｊ触点 Ｒ１３３ Ｊ ４：｝蹙朴¨数输＾ Ｕ１：ＰｔＣ】６Ｆ８４ ｃ 口Ｉ－ｏ ｖｃ 蜂呜器 ＣＬＫ Ｄ【 …） Ｊ ３：液ｆ 姓 接【１ 一 图１控制器硬件电路图 附 线 同波形来控制电机的正、反转和停转。输人Ａ、Ｂ与 输出Ｑ （ 的关系如表１所示。 表１ ＢＨ３０２４真值表 ［］ 图２干簧管结构图 １，５阀控 用一可正、反转的直流电机控制一特制机电阀 驱动电路用ＢＨ３０２４，其连线可参见图１ 单片机通过对ＢＨ３０２４Ａ、Ｂ ２个输人脚输出不 １，６液晶显示 控制器使用一定制数据串行输人液晶显示屏 维普资讯 http://www.cqvip.com
３８ 江苏电机工程 主程序中．初始化等待２ ｒａｉｎ，主要是留充裕时 间给大容量电容充电，该电容可保证在断电换电池 的情况下，本控制器有足够电流驱动电机关闭阀门。 读 ＰＲＯＭ数据，则存于单片机 ＰＲＯＭ中的一 些数据（断电时保存）读出到特定的ＲＡＭ单元。 图３液晶显示器 ２．２卡处理程序 卡处理秽 序见图５。 该液品显示器有４个引脚，分别为、，（ 、（电源）、 ｖ （电源地）、ＣＬＫ（数据输人同步时钟信号）和ＤＩ （串行数据输入）。对液晶显示器送数据时，应注意 以下儿点： 旦空厂 『、、＝＝ 生 而 雨 【Ｉ）送数据时，应按 ～Ｄ７顺序进出。 （２）送数据时，应先将数据准备好，然后使ＣＬＫ 端由高变低，则输入一位，然后将ＣＬＫ置高 （３）显示段送人低电平（…０’）显示，高电平 （“Ｉ”）则熄灭： 艄 一ｌ州 ． 序 ２软件 ２ １主程序 水，＾ ’｝一＞—：＝一Ｉ训小儿Ｉ－雅序 主程序框图如图４所示。 ＞生 故Ｉ 、二＝ 生 ｉ 图５卡处理程序框图 预付费煤气表除使用丁由用户掌握的用户卡 外，还有３种特殊功能卡，此３种特殊功能卡主要用 来作凋试，下面分别予以介绍。 （Ｉ）永久卡：由管理软件写入设定的气量Ｑｌ ． 将此卡插入Ｉｃ卡表中，能将表中剩余气量改为 Ｑｌ，同时显示“Ｑ１”气量，电机旋转开Ｉ＇１。此 能识 别所有该类煤气表，没有气量相加的功能。 （２）清零卡：此卡能擦除表中剩余气量。同时 显示“０”气量，电机旋转关门。此卡能识别所有废类 煤气表。 （３）标志卡：此卡能显示表中剩余气量。若表 中剩余气量为“０”时，则初始化该表。 ２．３气置不足处理程序 预付费煤气表对用ｐ剩余气量为８ ｎ１３和８ ｎ 图４主程序框图 维普资讯 http://www.cqvip.com
朱宇光等实用的 卡预付费可阀控煤气表控制器 ３９ 以下时会作出相应的警示和处理。具体为： （１）剩余气量为８ｍ３、６ｍ３、４ｍ３、２ｍ３时，蜂呜 器发出提示音，并显示相应的气量。 （２）剩余气量为１ ｒｎ３时，蜂呜器报警，显示相 应的气量，阀门关闭。此时用户插人自己的零气量 ＩＣ卡，则阀门打开，直至用尽剩余气量。 （３）表内为零气量时，用户插人相应的零气量 Ｉｃ卡，蜂鸣器提示，显示零气量，但阀门不会打开。 其程序框图分别见图６、图７和图８。 ２．４低电压（或电磁干扰）报警子程序 低电压（或有电磁干扰）时，会在ＲＢ５端口引起 中断，在中断服务程序中置相关标志，其处理子程序 如图９所示。 图８零气量时处理 子程序框图 图９低电压报警处理 子程序框图 该种ｌＣ卡预付费可阀控煤气表在实际应用中 稳定可靠、读数正确、抗干扰能力强。但由于用于电 图６气量不足处理 子程序框图 图７气量为１ 时处理 池供电，一些用户反映了换电池的问题，故在供电问 题上还有待进一步的完善。 子程序框图 来稿须知（２） 论文参考文献的著录规则 １参考文献著录 论文中、凡是引用前＾或他人的观点、数据和资料等，都 应对他们在文ｑ 出现的地方予以标明，并在文末列出参考文 献表。 顺序号作者题名．原文献责任者书名版本出版地：出 版者，出版年在原文献中的位置 ｃ．论文集中析出的文献 ２著录参考文献的原则 （１）只著录最必要、最龋的参考文献。 （２）只著录公开发表的参考文献。未公开发表的资料， 不宜列入参考文献表，可紧跟在引用的内容之后注释、或标 注在当页的地脚；不能公开的内部文件和资料，不可作为参 考文献引用，也不能作为注释列出。 ３著录参考文献的方法和要求 （１）文内标注格式。在引文处，对引用的参考文献，按 他们在论文中出现的先后用阿拉伯数字连续排序，将序号置 于方括号内，并祝情况将序号作为上角标，或作为语句的组 成部分。 （２）各类文献著录的格式 ａ．专著 顺序号版年． 顺序号作者题名．编者文集名出版地：出版者，出版年 在原文献中的位置 ｄ期刊中析出的文献 顺序号作者．题名．其他责任者．刊名，年．卷（期）：在原文 献中的位置 ｅ报纸中析出的文献 顺序号作者．题名．报纸名．年一月一日（版次） ｆ专利文献 顺序号专利申请者专利题名专利国别，专利文献种类， 专利号．出版日期 ｇ技术标准 顺序号 标准代号标准顺序号一发布年标准名称． 著者书名版本其他责任者．出版地：出版者、出 ｈ．学位论文 顺序号作者．题名：［学位论文］．保存地：保存者，年份 会议论文 顺序号作者题名会议名称，会址．会议年份 ｂ专著中析出的文献
