基于射频卡燃气表的设计毕业设计

《基于射频卡燃气表的设计毕业设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于射频卡燃气表的设计毕业设计毕业设计基于射频卡燃气表的设计摘要为适应国家用天然气制度的改革，研究和利用现代化智能技术对天然气实行自动控制，减轻供气管理部门因“先供气后收费”造成的资金压力，减少每月抄表、收费所带来的麻烦和因收费问题带来的纠纷，用现代化科学技术手段改变供气管理体制的落后现状，势在必行。基于射频卡的智能气表不但可以提高供气部门的工作效率，而且在技术上为节约用气、合理用气创造了条件，由于这些特点，基于射频卡的智能气表得到了越来越广泛的应用。本论文以基于射频卡的智能气表系统为研究对象，重点探讨了基于MSP430超低功耗单片机在智能气表上的应用和开发。根据智能气表的特点，针对现

2、有射频卡预付费燃气表在实际应用中存在的问题，研究了一个基于射频卡的预付费智能气表的设计方案，该方案采用微功耗单片机技术，选用美国德州仪器公司最新推出的16位MSP430系列单片机，完成了基于射频卡的气表的样机制作和软件编程，具有稳定性、安全性和低功耗的特点。在控制器的软硬件设计中，介绍了控制器的硬件结构，制定了密钥存储和分发方案，保证了数据传输的安全。关键词：射频卡MSP430单片机低功耗智能气表IV目录第一章绪论11.1引言11.2课题研究的背景及意义11.3国内外仪表发展现状和新技术21.3.1国内外仪表发展现状21.3.2国内外天然气仪表的新技术31.4本课题的主要任务3第二章射

3、频卡识别系统简介52.1射频识别系统原理52.2射频识别系统模型52.3射频识别系统组成72.4射频识别系统分类9第三章MSP430系列单片机简介113.1MSP430系列单片机简介113.1.1MSP430系列单片机功能特性113.1.2MSP430系列单片机的应用133.2MSP430F413型单片机143.2.1CPU143.2.2工作方式143.2.3FLASH存储器163.2.4振荡器和系统时钟163.2.5数字I/O163.2.6LCD驱动173.2.7看门狗定时器173.2.8比较器A183.2.9基本定时器1183.3MSP430芯片的FET开发方法183.3.1MSP

4、430芯片的JTAG接口183.3.2FLASH型仿真工具18第四章基于射频卡然燃气表的硬件设计204.1设计分析204.2总体结构204.3基于MSP430单片机的低功耗系统设计214.4燃气表工作原理224.5预付费控制器的工作原理224.5.1MCU244.5.2阀门驱动电路244.5.3液晶显示电路的设计254.5.4防开表装置27第五章基于射频卡燃气表的软件设计285.1软件设计原则285.2燃气表功能模块设计29IV5.2.1初始化模块315.2.2气量计量模块315.2.3射频卡处理模块325.3密钥存储和安全性分析335.3.1智能卡常用的加密算法345.3.2安全性3

5、55.3.3安全性问题的解决方案35第六章对燃气表的总结与展望37致谢39参考文献40IV第一章绪论1.1引言为适应国家使用天然气制度的改革，研究和利用现代化智能技术对天然气实行自动监控，减轻供气管理部门因“先供气后收费”造成的资金压力，减少每月抄表、收费所带来的麻烦和因收费问题带来的纠纷，用现代化科学技术手段改变供气管理体制的落后现状，势在必行。智能化天然气表的推广，不但可以提高供气管理部门的工作效率实现了用气收费的电子化，而且在技术上为节约用气，合理用气创造条件。射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合合实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别目的的技术[1]。经过九十年代

6、的快速发展，射频识别技术现己涉及到人们生活的方方面面，并且有着广阔的应用前景。目前，国内的射频卡制卡技术及其相应的读写设备内核技术，仍处于落后状态，这极大地制约了我国射频识别技术的发展。因此，对射频卡天然气仪表的研究是一件十分有意义的事情。本论文以射频卡天然气表系统为研究对象，重点探讨了基于MSP430F413型超低功耗单片机在低功耗智能仪表上的应用与开发。论文首先提出利用射频卡技术智能天然气表系统的总体设计方案；然后系统地介绍了以MSP430F413单片机为核心的智能仪表控制系统的组成特点及各部分功能，设计了系统控制的硬件电路结构和研究了软件控制流程的实现，采用软硬件结合的方法，对系

7、统的低功耗、抗干扰性设计及安全性问题作了一定的分析与研究；最后，对系统尚存在的问题及进一步开发和完善的内容和方向进行了探讨。1.2课题研究的背景及意义长期以来，我国城镇居民所使用的天然气仪表普遍是机械旋转式仪表，这种仪表价格低，性能比较稳定。然而随着社会的发展，面对高层建筑和生活小区等，传统仪表的不足之处便充分暴露出来。首先，抄表人员要频繁往来于每个用户家里读表，工作量大；其次，用户正常的生活将受到干扰，并可能给犯罪分子有机可乘；此外，由于部分