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基于CPU卡的智能水表控制系统设计

专 业: 控制理论与控制工程
关键词: CPU卡 智能水表 传输协议 安全性 流量检测
分类号: TU821.2  TP216
形 态: 共 71 页 约 46,505 个字 约 2.225 M内容
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内容摘要


目前,我国传统的人工抄表方式给水利管理部门带来的费用增多、抄表工劳动强度增加,以及漏抄、少抄、欠费等种种弊端日趋严重。

当前伴随着“金卡工程”的广泛实施,采用IC卡技术的各种智能终端开始走进千家万户,一些智能小区也已经开始使用IC卡智能水表,不过这种普通的IC卡在安全性方面存在许多的弊端。

为了杜绝偷水、漏水这种现象的发生,本文研究了一种使用CPU卡为核心技术的智能水表系统,其主要研究内容如下:

在整个系统硬件上,设计了以MSP430F413为中央处理器的一系列低功耗外围电路,包括CPU卡接口电路、电机驱动电路、电源电压检测电路、流量检测电路、ESAM模块接口电路、LCD显示电路等。

在保证外围电路完成各自功能的同时,通过对单片机外围电路的各种优化设计,合理分配单片机IO口,降低了整个硬件电路的功耗,并增强了硬件平台的抗干扰能力。

CPU 卡智能水表设计软件采用C语言编写,编译环境为IAR嵌入式编译环境。

整个系统采用了模块化的程序设计方法,使智能水表能够完成与CPU卡的信息交互、液晶和阀门电路的驱动、流量检测以及阶梯水费的计算、以及对时间日期的计算等功能。

在实现了精确计量水费基本功能的同时,保证了智能水表的。

上位机管理系统采用VC6.0编写,整个系统充分考虑了预付费行业在运营过程所出现的问题,功能完善,界面友好,为管理部门和用户提供了一个良好的交易平台。

本论文注重理论与工程实际的结合,并在此研制过程中取得了比较全面的资料和数据,积累了经验。

在成功实现CPU卡智能水表各种功能的同时,本文开展了对CPU卡内部操作系统、加密算法、IC卡传输协议的研究,增强了系统的稳定性,解决了IC卡在数据传输时的安全性问题,实现了整个硬件系统的低功耗,为CPU卡智能水表能够广泛投入到市场提供了更好的保证。

最后,对系统尚存在的问题及进一步开发和完善的内容和方向进行了探讨..……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 绪论
1.1引言
1.2国内外IC卡的应用现状及发展趋势
1.2.1国外IC卡的发展
1.2.2国内IC卡的发展
1.3国内智能水表的发展现状
1.4IC卡安全性现状研究
1.5论文主要工作
第2章 CPU卡技术以及SMARTCOS操作系统
2.1 CPU卡简介
2.1.1IC卡的分类
2.1.2 CPU卡和ESAM模块硬件结构
2.2 CPU卡的文件系统研究
2.2.1卡内操作系统应用原理
2.2.2 CPU卡的文件结构
2.2.3 CPU卡的文件访问方式
2.3 CPU卡的安全技术
2.3.1 CPU卡内部安全机制
2.3.2 CPU卡的信息认证过程
2.4本章小结
第3章 CPU卡水表的终端硬件设计
3.1 CPU芯片选择及电路设计
3.1.1 MSP430系列单片机的结构特点
3.1.2 MSP430芯片的FET开发方法
3.1.3 MSP430F413的引脚图及复位电路
3.2 CPU卡水表系统各部分电路
3.2.1 CPU卡接口电路
3.2.2液晶显示电路的设计
3.2.3流量检测电路设计
3.2.4电源电压检测电路设计
3.2.5阀门控制电路
3.2.6 ESAM模块电路
3.3本章小结
第4章 CPU卡水表的终端软件设计
4.1 CPU卡终端软件开发环境简介
4.1.1 Embedded Workbench的特点
4.1.2项目建立以及程序调试
4.2 CPU卡水表主程序流程设计
4.3 CPU卡驱动程序设计
4.3.1 CPU卡操作过程
4.3.2 CPU卡串行通信技术
4.3.3 CPU卡传输命令分析
4.4其他子模块程序设计
4.4.1电源电压检测模块
4.4.2脉冲采集计数模块
4.4.3电机控制模块
4.5本章小结
第5章 CPU卡水表用户管理系统设计
5.1自来水公司管理业务流程介绍
5.2管理系统软件界面及安全设计
5.2.1管理系统界面设计
5.2.2管理系统安全设计
5.3管理系统功能模块设计
5.3.1开户功能的实现
5.3.2用户购水处理
5.3.3查询功能
5.3.4水价调整功能
5.4管理系统基本操作函数以及调用方法
5.5数据库设计
5.6本章小结
第6章 总结和展望
参考文献
附录

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中图分类: > TU821.2 > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 房屋卫生技术设备 > 给水设备
其他分类: > TP216 > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 自动检测仪器、仪表

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