非接触式IC卡预付费煤气表的设计方法

　　传统的煤气表的收费是由抄表人员走进千家万户的居民家中读取煤气表数据，然后计算当月用量。计算出应收费用后再向用户收取。这样的过程存在着工作量大收费时间长、效率低等问题。更主要的问题是由于用户及其它方面的原因。往往不能按时收费，造成用户对燃气供应方的资金拖欠等。采用预付费煤气表，使用户与燃气供应方的资金结算方式发生变化，可以有效地解决以上问题，也有利于住宅小区实现智能化物业管理。当前国内已有许多厂家开始或已经生产出采用接触式IC卡的预付费煤气表，但是此类表中的IC卡触点在橱房等易污染的环境中长期使用，会造成接触不良的现象。由价格较低的非接触IC卡所构成的煤气表可以改善表的性能。

　　1 非接触式IC卡预付费煤气表的功能

　　非接触式IC卡预付费煤气表是采用目前现成的机械式煤气表为基表。通过光电或霍尔元件将基表的气体流量信号取出并转换成电信号输入单片机进行处理，并与表内已由IC卡预先读入E²PROM 中的预置值进行计算并扣除相应量，在预置值减至最小设定值后表将发出提示信号提醒用户提前购气，否则预置值减为零后将关闭气阀，直至用户重新购买的用气量经IC卡读入煤气表后才会重新开阀供气。随着燃气供需关系的变化，可以在表内设计有实时时钟电路，对用户的用气量进行费用分时计价这样可引导用户避开用气高蜂时间用气，实现燃气供应方对用户在每日24 h内按供气的高峰与低谷点在不同的时间段以不同的价格收费，有利于燃气能源的合理有效利用。

　　2 非接触式IC卡煤气表的基本结构及原理

　　该表组成框图如图1所示。由电源部分、 卡读写电路、单片机、串行E²PROM及串行实时时钟电路、阀门控制等组成。

　　2.1 电源部分

　　合理选择仪表的电源的是很重要的，考虑到煤气表的防爆安全性，首先是不能用市电228 V供电。应采用电池供电，但电池的使用寿命及仪表的功耗在设计中应当认真考虑。该表中选用3，6 V 1，2 A的高能量锂电池供电，其存储寿命可达6年。电路设计中为使功耗降到最低，单片机89C2051在不用气时及用气计数时间间隔内均运行于掉电方式，一块标称流量为4m3/h的城镇居民户的煤气表，当脉冲信号以0，01 为单位计数时，最大流量时也只在每9 s才产生一个计数信号，而实际使用中往往达不到如此流量，在每个计数信号作用时单片机仅运行30ms时间，工作电流为l5mA, 这样可以大大地降低电源功耗。

　　另外，由于IC卡读写电路的工作是不连续的，通常只在对IC卡操作时(一个月或更长时间)才工作一次，因此平时可由单片机控制使它不供电，由于大多数的机械表为金属壳体，对射频信号有屏蔽作用，因此可在表壳上开一个类似接触卡的读卡槽(但无触点)，当需要读写卡时，将卡插入槽内，槽底部有一个小开关触发单片机接通IC卡读写电路的电源，卡读写完后，无论卡是否从槽内取出，IC卡读写电路都会断电，这样可以降低电池消耗。