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1、階梯水價的智能水表設(shè)計 一、為什么需要智能水表 長期以來，自來水的用水量管理依靠人工抄表，由收費員到各家收費或各用戶去銀行交費。這種傳統(tǒng)的做法需要的工作人員多，費時、費力、效率低，這給自來水公司和用戶都帶來很多的不方便。 因為水資源匱乏，階梯水價就出現(xiàn)了，這可以很好控制用戶用水量，達(dá)到節(jié)約用水的目的， 要解決上述各種問題就 需要一種新型水表智能水表。 二、智能水表的功能與組成1、智能水表的功能1）可對用水量進(jìn)行記錄和電子顯示。2）可以按照約定對用水量進(jìn)行控制，并且自動完成階梯水價的水費計算，同時可以進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)存儲的功能3）數(shù)據(jù)傳遞和交易結(jié)算通過IC卡進(jìn)行，具有交易方便，計算準(zhǔn)確。2、智能水表
2、的組成2 .1硬件部分 1）微處理器采用AT8 9 S5 12）水表的供電電源電路3）電控閥門4）流量傳感器5）IC卡讀寫器6）顯示器2 . 2 軟件部分主要包括監(jiān)控程序和接口程序兩大部分。 流量傳感器：1）干簧管傳感器：在機(jī)械水表中加裝干簧管和磁鐵。利用干簧管的簧片在磁鐵的循環(huán)作用下循環(huán)開閉，從而輸出計量脈沖信號。2）霍爾傳感器：在機(jī)械水表中加裝霍爾元件和磁鐵。3）光電傳感器IC卡分類1）存儲卡2）邏輯加密卡3）智能卡（安全系數(shù)高） 智能水表的分類 三、智能水表的通信與安全1、遠(yuǎn)程傳輸智能水表數(shù)據(jù)與對智能水表的控制 遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)主要由上位機(jī)管理系統(tǒng)、集中器和智能網(wǎng)絡(luò)水表等三級網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。它
3、的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示。 2、采用的通信方案有線傳輸方式：1 )電力線載波 (PLC)抄表方式：其原理是把水表、電表、氣表的數(shù)據(jù)通過 采集終端設(shè)備將數(shù)據(jù)調(diào)制后，通過電力線傳送，在接收端解調(diào)還原成數(shù)據(jù)信號，在同一臺配電變壓供電范圍內(nèi)用戶統(tǒng)一編址，并由采集器巡回讀寫。2 )數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)抄表方式：這是國外一種新興的抄表方式，系統(tǒng)的每個終端表計都設(shè)置一個IP地址，上位機(jī)的控制命令和數(shù)據(jù)傳輸通過Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。 3 )利用MODEM、電話網(wǎng)的遠(yuǎn)程抄表方式：系統(tǒng)采用MODEM將集中器的數(shù) 據(jù)通過電話網(wǎng)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，上位機(jī)管理系統(tǒng)對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析、查詢等。無線傳輸方式主要包括兩種：1）無
4、線傳輸抄表方式和GSM遠(yuǎn)程集中抄表方式。 3、存在的安全問題：智能卡表或合法讀寫器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時被非法設(shè)備跟蹤破譯等攻擊行為。常用的攻擊行為有以下幾種： 1、截取信道中的信息2、破譯IC卡中的信息 3、復(fù)現(xiàn)IC卡中的數(shù)據(jù)信息 安全問題的解決方案： a.通過密鑰進(jìn)行安全認(rèn)證 (1 )讀寫設(shè)備發(fā)送經(jīng)過密鑰得到密碼到IC卡 (2 )IC卡進(jìn)行密碼比較 (3 )IC卡將比較結(jié)果返回讀寫設(shè)備 四、設(shè)計綜合本次設(shè)計的智能水表是比較理想的水量計量、水費繳收和水表管理的自動化儀表，大大提高了水量計量的準(zhǔn)確性，杜絕了水表數(shù)據(jù)的誤抄、漏抄等問題。 1、智能IC卡水表實現(xiàn)的功能：(1 )根據(jù)所購水量，自動執(zhí)行供水、停水 當(dāng)用戶將購的水表卡插入水表時，水表內(nèi)的系統(tǒng)在識別確認(rèn)該卡有效后，自動打開閥門，進(jìn)行正常的供水。一旦用水量達(dá)到水表卡所購水量，水表將自動關(guān)閉閥門，切斷供水。 (2 )具有自動報警功能 (3 )可隨時提供累計用水量、本月用水量及可用水量 (4 )可以對購水量進(jìn)行累計 (5 )具有自動保護(hù)功能 (6 )斷電保護(hù)功能 (7 )加密功能
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