基于AT89C2051单片机的智能IC卡燃气表的设计

    1 引言

    多年来，居民使用燃气的计费一直采用人工顶起抄写燃气消耗数据，经计算后收取费用的方法。此方法存在着工作量大，收费时间长，收费困难，效率低等问题。而且对于恶意欠费的用户，管理部门很难采取快速有效的措施，限制其使用燃气。随着科技的发展，出现了智能IC卡燃气表。燃气用户在燃气公司开户，购买一定气量后，即得到加密的IC卡。用户用气时将卡插入燃气表中，卡中气量自动输入燃气表并在ICk卡中消除气量，供气阀门打开。当气量不足时，燃气表提示用户购气；气量用完时，燃气表自动切断供气管路。采用此燃气表有效的解决了上述问题。

    2 系统功能及硬件设计

    IC卡燃气表是近几十年发展起来的新型燃气表，其基本功能包含：

    （1）加密功能：本IC卡智能燃气表使用逻辑加密IC卡，保证一表一卡，非本表IC卡和其他无效卡插入无效。
    （2）控制功能：依据缴费和用气情况，控制气路的开闭。在正常情况下控制阀处于开启状态，只有当特殊事件发生时，控制阀才从开启态变为关闭态。
    （3）显示功能：采用液晶显示器实时显示剩余可用气量。
    （4）报警显示功能。当电压低、泄漏、用气量不足及发生其他故障时系统能声音报警和屏幕显示。
    （5）欠压检测功能。本系统采用电池供电，电压检测功能比不可少。当电压过低时，提示用户更换电池，若用户没有及时更换则系统可自动关闭阀门。

    智能IC卡燃气表的硬件组成结构包含如下部分主控MCU芯片、燃气采集电路、读写卡结构、点击阀控制电路、LCD显示与声光报警电路、电源保护及欠压检测电路、E2PROM及看门狗、ICk啊卡片等。如图1所示。 

    3 系统软件设计

    软件设计紧密结合智能IC卡燃气表的控制模式，采用模块化的编程方法，由主程序、中断服务程序、子程序等组成。核心的程序模块包含IC卡的密码检验与读写、串行（E2PROM X25045）的读写、LCD显示以及燃气流量计数中断程序等。采用MCS-51汇编语言编写程序。系统主程序框图如图2所示： 

    当系统上电后，主程序开始执。它首先完成系统的初始化工作，如开中断，是外部中断INT0和INT1均为低电平触发方式，设置T0，T1为定时器并赋予初值等；初始化后读入本机可用燃气数，并进行判断处理；然后开电机阀，在液晶显示器上显示剩余可用气量，最后进入空闲模式，等待计数、插卡等中断进来。

    4 结束语

    随着科技的不断发展，智能IC卡燃气表采用IC卡实现预收费，能够确保“先付费后用气”的消费方式，该产品从机电一体化的优化设计思路触发，构思独特、控制可靠、检测信号分辨搞、计量精确、安装方便、操作简单，这种智能ICk啊燃气表的市场前景将十分优越。