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基于非接触式IC卡的智能水表设计

蒋慧  
【摘要】:随着改革开放的深入和市场经济体制的不断完善,传统的人工处理方式己越来越不适应现代化管理的需要。随着电子技术和通信技术的发展使自动抄表的实现从技术上成为可能。基于非接触式IC卡的智能水表就是众多自动抄表系统中的一员。本文以智能水表为研究对象,开展非接触式IC卡智能水表的研究,以高性能的嵌入式微处理器为核心,采用无线射频技术,采取了一套合理的安全管理策略,开发了一套非接触式IC卡智能水表。主要研究成果如下: 根据智能水表的设计需求,研究了智能水表的整体技术方案。对智能水表系统的水量采集技术、智能水表的控制技术与计费方式行了研究与讨论。 根据智能水表所要达到的性能指标,研究了智能水表的总体结构,以嵌入式微处理器ARM为核心,实现了非接触式IC卡智能水表系统的硬件系统。完成了水量采集单元、水量处理单元、计费单元的硬件设计。 完成了非接触式IC卡智能水表的软件设计,基于ARM软件开发平台,运用C语言的编程方式综合考虑非接触式IC卡智能水表的具体应用背景,实现了水量采集单元、水量处理单元、计费单元的软件设计。 开展了对非接触式IC卡智能水表系统的安全性研究,在密钥管理方式上采用了一个基于非接触式IC卡的两级管理三次分散的密钥管理模型,解决了密钥生成、发行和存储等方面的安全问题。实现了非接触式IC卡上级密钥的随时更新,和它在应用过程一次一密的动态鉴别机制,提高了应用系统的安全性。 实践测试和使用表明,非接触式IC卡智能水表能够达到智能水表的性能指标,实现了自动抄表、有效控制用水、高效安全的管理模式。


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