重硬件——基于单片机的智能水表的设计毕业设计

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1、重硬件——基于单片机的智能水表的设计毕业设计目录摘要IAbstractII目录1第1章绪论11.1课题背景及意义11.2传统水表21.2.1传统水表的主要结构21.2.2传统水表的主要特点21.3智能水表21.3.1智能水表的特点31.3.2国内外智能水表的发展现状及发展趋势4第2章智能水表的硬件设计62.1设计思想62.1.1方案比较62.1.2方案选择82.2智能水表的工作原理82.3智能水表的硬件结构92.3智能水表各模块芯片及器件的选型102.3.1微处理器的选择102.3.2传感器的选择1

2、32.3.3记忆单元组成的选择172.3.4控制阀门的选择192.3.5IC卡的选择202.4各模块硬件电路设计212.4.1IC卡读写电路212.4.2液晶显示电路272.4.3电源模块282.4.4单片机模块302.4.5记忆单元电路302.4.6电磁阀控制电路的设计312.4.7电源的设计332.4.8检测模块的设计352.4.9报警电路362.4.10防拆电路372.4.11复位电路372.4.12时钟电路382.4.13信号处理模块的设计392.4.14其它模块电路40第3章智能水表的软件

3、设计4167第4章关于智能水表的节能及安全问题434.1IC卡智能水表的低功耗问题434.2低功耗解决方案434.3IC卡智能水表的安全性问题444.4安全性问题解决方案444.5对水表的物理性攻击的防范办法45第5章结论46参考文献47谢辞48附录491.相关电路图492.相关程序512.1报警程序512.2蜂鸣器程序522.3时钟程序523.protel电气原理图设计软件介绍543.1protel电路板设计软件553.2原理图的绘制563.3PCB图的绘制564.外文资料翻译AT89C2051单

4、片机简介5967第1章绪论1.1课题背景及意义随着社会科学技术的高速发展，资源短缺现象日益严重，尤其是与人类生存嘻嘻相关的水资源日益缺乏。水是宝贵的环境资源，也是我国可持续发展战略的重要物质基础。但是，我国是世界上人均水资源拥有量是分贫乏的国家之一，节约和保护水资源是我国当前一项十分重要的战略措施。节约水资源包括两个方面的措施，一是大力推广应用节水新技术；二是加强用水的科学管理，在某种意义上来说，加强用水科学管理是当前的首要任务。要加强用水的科学管理，最重要的是加速研究开发科学先进、应用方便的节水科

5、学管理仪表以及这种仪表的普及应用。因此研制一种低功耗、计量精确方便的智能水表显得极为重要。长期以来，我国城镇居民所使用的水表普遍是普通机械旋翼湿式水表，这种水表价格低廉，性能比较稳定，但是还采用人工抄表、按户收费的模式。此方式存在着工作量大，收费周期长，收费困难，效率低下等缺点。随着我国信息产业的飞速发展，金卡工程的全面实施，实现自来水收费管理的电子化、信息化及网络化已成为可能。水表系统的智能化可以大大提高供水管理部门的工作效率、节约费用，用以改善供水设施，提高居民饮水质量；同时还能为加强自来水使用

6、的监督管理提供手段，从而在技术上为节约用水合理用水创造条件。微电子技术和计算机技术的不断发展，引起了仪表机构的根本性变革，以微型计算机（单片机）为主体，将计算机技术和检测技术有机结合，组成新一代“智能化仪表”，智能化仪表在测量过程自动化。智能仪表不仅能解决传统仪表不易或不能解决的问题，还能简化仪表电路，提高仪表的可靠性，更容易实现高精度、高性能、多功能的目的。随着科学技术的进一步发展，仪表的智能化程度将越来越高。我国目前智能水表新产品开发基本上是借鉴国外先进模式，因为国外在此方面的研究设计起步较早。

7、例如ABB公司的KENT水表采用充电电池，具有按键读数、可以显示日期时间及各户用水量，建有机械式与电子式读数功能，而且还配有IBMPC兼容机接口，可以进行电话通信；德国Sameco公司的新型水表可显示上一年与本年度用水量以及日期与时间等，并开发电卡式水表；此外，日本、以色列等国也相继推出自己的新产品。国内的一些企业也对多种智能化水表系统作了研究，但在微功耗、可靠性等方面效果并不理想，因此并未投入大批量生产。从国内外水表行业的目前情况以及水资源的可持续性发展目标来看，我国的传统水表必须进行改进，才能适

8、应社会和经济的发展。671.2传统水表传统水表的发展经历了漫长年代，它涉及社会生活的各个方面。它对改善人类生活、促进社会发展和科技进步起到了无法估量的作用。直到现在在很多领域还能继续发挥作用。1.2.1传统水表的主要结构传统水表主要结构由硬件构成，以相对固定形式确定下来，所实现的功能较单一。只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能，用户在使用过程中无法对其功能进行改变。它一般具有输入信号接口、内部处理电路和实时显示三部分。对于一些仪表功能如自凋零、自校准、自动调节量程