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IC卡燃气表智能控制及检测系统研究

杨张利  
【摘要】: 随着信息化时代的到来,集成电路卡(IC卡)技术的日渐成熟,以IC卡为信息载体的安全可靠控制系统应运而生。IC卡技术及其广泛的应用领域和巨大的市场成为我国经济信息化建设的杰出代表和发展方向。与此同时,对能实现自动计量、自动控制的IC卡智能燃气表的系统研究具有广泛的应用前景和重要的科学意义及巨大的社会经济效益,对改变以往人工收费中出现的问题和弊端起到了重大作用。论文结合IC卡智能燃气表系统目前国内外的发展状况和实际,提出了以MCS-51单片机为控制核心、IC卡为信息载体、CPLD为显示报警模块的双控制系统结构,建立了IC卡智能燃气表检测控制系统,并对检测控制系统进行了设计、研制。同时,设计开发了检测控制系统和上位机管理系统的软件程序。 论文提出了采用双通道计量采样代替以往的单通道采样,旨在提高整个检测控制系统的精度和灵敏度;用可编程逻辑器件代替微处理器的外围器件,简化了检测控制系统结构,降低了成本。与此同时,以VHDL硬件描述语言开发了串口通信、LED显示扫描等IP核,减轻了微处理器的工作,使得检测控制系统实现快速、可靠检测成为可能,增加了系统的可扩展性和系统升级的灵活性。 论文主要完成了以下几方面的工作: 1.在详细分析讨论IC卡智能燃气表所需检测控制对象特点的基础上,对检测控制系统的总体结构进行了设计。 2.采用单片机AT89C4051为检测控制系统的CPU,设计了分辨率高、实时性强、计量准确度高的检测系统;采用高准确性的电压监控芯片,确保系统供电和关阀的稳定性。 3.设计了基于I2C总线的存储器和IC卡接口电路,通过该接口实现了高速的数据通信;同时,还设计了带RS-232接口的IC卡读写器,实现IC卡与PC机和其他设备的通信。 4.用CPLD实现了串行数据接收、存储及接收信息显示的硬件电路设计,并用VHDL语言开发了相应的IP核。 5.利用汇编语言编写了系统所涉及的软件;利用VB及数据库的知识,设计了IC卡燃气表的燃气预收费管理系统,实现预收费和售气功能。该系统具有良好的人机界面,能将燃气用户的信息存入设计的数据库,并能根据客户用气信息做出相关的事件分析。


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