一、射頻卡技術(shù)簡(jiǎn)介

　　目前常用的ic卡有兩種：接觸式和非接觸式ic卡。接觸式ic卡通過(guò)機(jī)械觸點(diǎn)從讀寫器中獲取能量和交換數(shù)據(jù)，應(yīng)用比較廣泛，但有時(shí)機(jī)械觸點(diǎn)接通不可靠，且觸點(diǎn)容易被腐蝕和污染，在有些領(lǐng)域應(yīng)用受到限制；非接觸式ic卡通過(guò)線圈射頻感應(yīng)從讀寫器獲取能量和交換數(shù)據(jù)（又稱射頻卡），它存儲(chǔ)量大，成本低，適用于某些有特殊要求的場(chǎng)所。非接觸識(shí)別已經(jīng)逐步發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的跨學(xué)科的專業(yè)領(lǐng)域，涉及高頻技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、數(shù)據(jù)保護(hù)、密碼學(xué)、電信等，它將大量來(lái)自不同專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)綜合在一起,應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟。

　　射頻卡卡片的電氣部分由一個(gè)天線和asic組成�？ㄆ奶炀�是有幾組繞線的線圈，適于封裝到卡片中�？ㄆ腶sic由一個(gè)高速（106kb波特率）rf接口，一個(gè)控制單元和一個(gè)8k位eeprom組成�？ǚ譃�16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)由4塊（塊0、塊1、塊2、塊3）組成，將16個(gè)扇區(qū)的64個(gè)塊按絕對(duì)地址編號(hào)為0～63。卡片的存儲(chǔ)內(nèi)容由用戶根據(jù)需要自己定義，下面是一種身份識(shí)別系統(tǒng)的存儲(chǔ)方案，如下圖所示：

二、水控終端硬件設(shè)計(jì)

　　水控終端主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、用戶身份識(shí)別、消費(fèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、參數(shù)存儲(chǔ)、黑/白名單檢索、can數(shù)據(jù)通信、流量脈沖采集、電磁閥驅(qū)動(dòng)等功能。其硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下；圖所示：

1. 射頻卡驅(qū)動(dòng)電路：

　　選用復(fù)旦微電子公司的fm1702或飛利浦的rc500，這兩種芯片都是基于iso14443 標(biāo)準(zhǔn)的非接觸卡讀卡機(jī)的專用芯片，支持iso14443 typea 非接觸通信協(xié)議，支持mifare 標(biāo)準(zhǔn)的加密算法。芯片內(nèi)部高度集成了模擬調(diào)制解調(diào)電路，只需少量的外圍電路就可以構(gòu)成讀寫卡電路。

　　天線諧振頻率的調(diào)整難度較大，有條件最好使用阻抗分析儀，可精確獲得天線阻容元件的匹配參數(shù)，但阻抗分析儀價(jià)格昂貴，沒有這種設(shè)備條件的設(shè)計(jì)者一般可使用雙蹤示波器采用李沙育圖形法或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式數(shù)據(jù)反復(fù)試湊也可獲得較好的讀卡效果。

2. can通信電路：

　　由can通信控制器sja1000(數(shù)據(jù)鏈路層芯片) 和電平轉(zhuǎn)換器82c250（物理層芯片）組成。sja1000的外圍電路和通信程序都有很成熟的方案和資料可以借鑒，這里不再介紹。為充分發(fā)揮can總線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)盡量采用can2.0b方式，以提高通信效率。波特率的選取要根據(jù)通信距離而定，不要盲目追求高波特率，過(guò)高的波特率會(huì)造成通訊錯(cuò)誤增多，反而會(huì)降低通信效率。

　　can總線不提供應(yīng)用層協(xié)議規(guī)范，一個(gè)強(qiáng)壯的應(yīng)用層協(xié)議對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)是至關(guān)重要的，如果應(yīng)用層協(xié)議較復(fù)雜，可參考canopen或devicenet等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

3. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路：

　　由鐵電存儲(chǔ)器fm24c256和flash存儲(chǔ)器at24c256組成。使用鐵電存儲(chǔ)器fm24c256存儲(chǔ)消費(fèi)數(shù)據(jù)，雖然成本較高，但寫入次數(shù)可達(dá)10億次，保證了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性。選擇flash存儲(chǔ)器at24c256存儲(chǔ)黑名單信息，是考慮到這部分?jǐn)?shù)據(jù)寫入并不是很頻繁和at24c256成本較低。

4. 顯示電路：

　　使用七段數(shù)碼管或液晶顯示模塊均可。這要視用戶現(xiàn)場(chǎng)的使用環(huán)境而定。如果使用環(huán)境溫度保持在10-30攝氏度范圍內(nèi) ，且不存在特殊的機(jī)械強(qiáng)度、防水密封等要求，建議使用液晶顯示模塊，因?yàn)橐壕э@示模塊具有顯示內(nèi)容豐富、直觀、外形美觀、低功耗等的諸多優(yōu)點(diǎn)。但如果使用現(xiàn)場(chǎng)是環(huán)境溫度變化范圍較大、并存在防水密封要求的場(chǎng)合（例如浴池等場(chǎng)所），則顯示器件盡量選用數(shù)碼管。

5. 采樣電路：

　　流量計(jì)量方式的水控終端通常配接脈沖發(fā)訊式水表，采樣電路主要由限流電阻和光電耦合器組成。

6. 閥門驅(qū)動(dòng)電路：

　　閥門驅(qū)動(dòng)電路負(fù)責(zé)開關(guān)控水閥門，如控水閥采用電磁閥，驅(qū)動(dòng)電路較簡(jiǎn)單；如控水閥采用球閥，則要考慮換向的問(wèn)題，驅(qū)動(dòng)電路稍復(fù)雜一些，可采用單刀雙置型繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)球閥的驅(qū)動(dòng)，由于繼電器接點(diǎn)使用壽命有限，常常采用四只三極管實(shí)現(xiàn)換向供電的球閥驅(qū)動(dòng)電路。

7. 時(shí)鐘電路：

　　水控終端具有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘是有必要的，特別是在一卡通計(jì)費(fèi)系統(tǒng)當(dāng)中，消費(fèi)流水?dāng)?shù)據(jù)必須具有時(shí)標(biāo)，才能標(biāo)識(shí)出消費(fèi)數(shù)據(jù)發(fā)生的先后順序，以滿足各種結(jié)賬方式的要求。 本設(shè)計(jì)采用串行時(shí)鐘芯片ds1302，ds1302具有體 積小、價(jià)格低、接口簡(jiǎn)單、提供涓流充電等優(yōu)點(diǎn)，從而成為最常用的時(shí)鐘芯片，ds1302外接鈕扣充電電池構(gòu)成時(shí)鐘電路：

三、水控終端參數(shù)配置

　　下面簡(jiǎn)單介紹水控終端的參數(shù)配置，以使讀者對(duì)水控終端的功能有一個(gè)較全面的認(rèn)識(shí)。由于用戶需求可能較復(fù)雜，且用戶要求終端參數(shù)能夠由管理中心在線靈活配置，這就要求終端參數(shù)能夠通過(guò)can網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)置并存儲(chǔ)在自己的非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)。各參數(shù)具體意義如下：

　　1. 部門代碼：在上位機(jī)管理