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非接觸式IC卡預(yù)收費電度表的設(shè)計
摘要：介紹了非接觸式IC卡預(yù)收費電度表的工作原理和硬件電路，討論了其工作過程，并給出了程序流程圖。關(guān)鍵詞：非接觸式IC卡 預(yù)收費電度表 單片機
用戶使用電量的計量手段的準確程度取決于電互感器及電度表的精度。現(xiàn)已出現(xiàn)了接觸式IC卡預(yù)收費電度表，它使收費從過去繁瑣的人工抄表、手工計價轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩舫挚ㄙ忞�，實現(xiàn)了電費收繳管理自動化。但它不能解決無源（卡中無電源）和免接觸等問題[2～8]。
非接觸式IC卡（又稱射頻卡）是國外近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)[1]，它成功地將射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)結(jié)合起來，解決了無源和免接觸難題。射頻卡無需專門的供電電源；它與讀寫器間無機械接觸，避免了接觸故障；它的表面無裸露芯片，可防水，且不易產(chǎn)生靜電擊空及彎曲損壞等問題；射頻卡使用時沒有正反面�？傊墙佑|式IC卡具有可靠性高、使用方便、操作速度快等特點。本文采用非接觸式IC卡研制成功了智能預(yù)收費電度表。
1 工作原理
1.1 非接觸式IC卡的工作原理
非接觸式IC卡系統(tǒng)由讀寫器和非接觸式IC卡兩部分組成。應(yīng)用系統(tǒng)通過讀寫器對卡進行操作；讀卡器通過射頻信號同步進行近距離通訊，并為卡上芯片提供能量；非接觸式IC卡響應(yīng)讀寫器的指令，并報告處理的結(jié)果。非接觸式IC卡通過連接IC芯片的線圈在特定交變磁場中耦合獲得高壓能量，非接觸式IC卡的讀寫器通過發(fā)射線圈發(fā)射交變強磁場，強予IC卡能量，通過磁場的斷、續(xù)編碼寫入數(shù)據(jù)，并通過線圈感應(yīng)IC卡發(fā)生的磁場閱讀IC卡發(fā)來的數(shù)據(jù)；IC卡通過交變磁場獲得能量，通過檢驗磁場的數(shù)、續(xù)獲得讀寫頭寫來的數(shù)據(jù)，并按設(shè)定的模式編碼、調(diào)制，向讀寫頭發(fā)出數(shù)據(jù)。
本系統(tǒng)采用上海華虹集成電路公司開發(fā)的SHC1701 RF讀寫模塊。它主要由射頻和SHC1501大規(guī)模集成電路構(gòu)成，共同安裝在PCB板上，同時安裝屏蔽罩，可完成讀寫器與IC卡之間的各種交互功能，包括調(diào)制/解調(diào)、加密/解密、認證、讀寫、加/減等，并具有同微處理器的接口。其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。
非接觸式IC卡與讀寫器的通信內(nèi)容包括復(fù)位應(yīng)答、防沖突、選擇卡片、相互認證、對數(shù)據(jù)塊的操作和中止。
1.2 預(yù)收費電度表的工作原理
預(yù)收費電度表可分為電子式和機電式兩種，它們的區(qū)別在于電能變換元件不同。前者將電壓、電流進行A/D轉(zhuǎn)換，再將采樣值相乘并累計，得到用戶消耗的電度數(shù)；后者借用原感應(yīng)式電度表的機芯，通過光電傳感器讀取轉(zhuǎn)盤數(shù)據(jù)數(shù)得到用戶消耗的電度數(shù)。為節(jié)省成本，選用機電式電度表。
本系統(tǒng)采用AT89C52為主機，在原普通單相電度表上加裝一對紅外發(fā)射接收管，對轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)進行計數(shù)，主機完成對用戶用電量的記錄、累加、顯示和控制功能。配上一塊非接觸式IC卡，完成從供電管理部門到用戶間的幣度轉(zhuǎn)換和電度數(shù)量的信息傳遞。
本系統(tǒng)的工作原理為：
[1] [2] [3] [4]
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