基于IC卡预付费煤气表设计

　　1前言

　　容积式煤气表，只能指示累计的用气量，煤气管理部门需要派抄表人员按月来到每家用户抄表，再进行计费、收费。劳动强度大，人力资源浪费严重，影响居民的生活，收费也不容易管理，难以对煤气费用拖欠的用户进行限制。因此，本文提出了在传统煤气表上进行IC卡预付费煤气表设计的方案，可解决上述问题，也使用户用气更加自由、安全。

　　2系统工作原理

　　考虑到用户一表一卡和数据的安全性，本设计采用逻辑加密E2PROM卡SLE4442 o SLE4442卡内含256字节主存储器(E2PROM)和32位保护存储器(PROM。主存储器按字节擦写。擦除是把某字节的8位全置为1。每次擦或写的最短时间各为2.Sms。主存储器低32字节通过32位保护存储器写人相应的位得到保护。保护位使主存储器相应地址的字节数据不会改变。主存储器和保护存储器在通常情况下能擦、能写、能读，是串行输人/输出2K的E2PROM。除存储器外，保密逻辑控制整个存储器的擦写功能。SLE4442卡肖4个字节的保密存储器，其中0字节为错误计数器(EC)，1}3字节为密码(PSC)。上电后，除PSC以外整个存储器只能读，不能擦写，只有在密码校验正确时才能擦写。若连续3次密码校验错误则卡自毁，再也不能擦写了。上电以后，由单片机给RST端发送1个正脉冲，在RST=1期间CLK产生1个匕升沿，则启动了复位和应答复位。随后连续的32个CLK依次在工//O线读出4个字节的标头数据。标头数据包含了各种出厂信J息。执行完复位和应答复位，即可发出控制命令。通过控制命令完成对IC卡的读写，从而完成从IC卡数据下载到煤气表，结合煤气计量、漏气检测、阀门控制、显示报警等模块相互配合使气表能正常工作。

　　3硬件组成及工作原理

　　根据预付费煤气表功能和对煤气表的有效管理，煤气表硬件组成主要包括电源及电压检测模块、IC卡读写模块、单片机、煤气计量模块、煤气泄漏检测模块、阀门控制模块、数据存储模块、LED显示模块及声音告警模块、按键查询模块等。

　　硬件模块如图1所示。本设计采用单片89C52。它片内有8KB的ROM, 256字节的RAM以及有32个I/O口。P1.0,P1.1, P1.2和P2.2分别与低功耗串行通信液晶显示及蜂鸣器报警模块ZY886C各引脚相连，基于低功耗设计，本模块在系统正常工作时不显示，因此采用P2.2和其GND端相连，控制其工作状态，P2.2为高电平时，模块不工作达到节能的目的，当有键按下查询或欠压、购气用完、阀门已关、插卡有误时P2.2为低电平时，对该模块供电进入显示报警状态;24C01用来存储消耗用气量和剩余用气量及单片机掉电时现场保护信息和其它相关信息。DS1232为看门狗芯片，为系统提供复位和进行监控，防止死机。P2.3用于控制常闭节能电磁阀ZCM (2W-20-JN)，P2.3为高电平时此电磁阀打开，P2.3低电平时关闭且掉电后煤气阀自动关闭。P1.3, P1.4, P1.5为IC卡控制引脚，P1.6为检测工C卡是否插入控制引脚，P1.7用于IC卡供电控制端，有卡插入时P1.7为低电平，从而给卡座供电。P2.4引脚控制发光二极管，用于煤气泄漏时声光报警。