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RFID智能电表技术方案与质量评估 (二)

时间:2012-08-10 15:19来源:未知 作者:admin 点击:
(2)实时时钟 刷卡时要记录刷卡的时间,用外接硬件实时时钟芯片的办法,为系统提供一个准确町靠的时钟,用3V备用电池保证在系统掉电时也能正常走时。选用体积小,接口简单的实时时钟芯片DSl302。它是美国DALLLAS公司推出的低功耗串行通信接口专用芯片,采用3线串行方式与单片
(2)实时时钟
 
      刷卡时要记录刷卡的时间,用外接硬件实时时钟芯片的办法,为系统提供一个准确町靠的时钟,用3V备用电池保证在系统掉电时也能正常走时。选用体积小,接口简单的实时时钟芯片DSl302。它是美国DALLLAS公司推出的低功耗串行通信接口专用芯片,采用3线串行方式与单片机进行数据通信。DSl302片内还有3lB的静态RAM,可自动进行闰年补偿。数据可按单字节方式或多字节突发方式传送。DSl302为8脚DIP封装,与P89C58串行接口用3根线,SCLK接CPU的P2.2,同步时钟输入RST接CPU的P2.3,通信允许信号I/0接CPU的P2.4,串行数据输入输出。此外,x1、X2接32768Hz的石英晶振Uccl接3V备用锂电池,主电源接Ucc2。
 
(3)串行存储器
 
      用AT24C256作数据存储器。AT24C256是串行E2PROM存储器,支持12C总线数据传输协议,32KB存储器容量,用两根线与CPU构成串行接口。SDA是双向数据线,接CPU的P2.1SCL是时钟线,接CPU的P2.0这两根线必须接上拉电阻。WP是写保护线,一般接地,表示允许读写操作。AO、A1是地址线,通过这两根地址线CPU最多可寻址4个AT24C256器件,4个芯片都有固定的地址,分别对应AO、A1为00~11,存此两根地址线上可扩充l~3片AT24C256串行E2PROM存储器。
 
3.程序设计
 
(1)单片机主程序流程图
 
      单片机的程序包括:RFID卡读/写/密码验证/擦除操作程序,与RC500通信中断处理程序,键盘中断处理程序,与PC机通信中断处理程序,显示程序及存储器读写程序等。读卡器的主程序流程所示。
 
 
(2)读/写卡程序设计
 
      读写卡过程是一个复杂的程序执行过程,要执行一系列的操作指令,调用多个C51函数。包括装载密码、询卡、防冲突、选卡、验证密码、读写卡及停卡。这一系列的操作必须按固定的顺序进行。在没有RFID卡进入射频天线有效范围时,在低5位显示当前时钟,当有RFID卡进入到射频天线的有效范围,读卡程序验证卡及密码成功后,将卡号和读卡时间及相关数据作为一条记录存入E2pROM存储器中,并在LED显示器高5位上显示卡号。
 
      程序设计采用单片机汇编语言和KeilC51混合编程。看门狗定时器中断服务程序采用汇编语言编写,其他程序采用c语言编写。程序的每一部分按模块化设计成一个文件,单独调试通过后,再在KeilC5l环境下加入到工程文件中汇编生成HEX文件,用仿真器进行仿真通过后,写入P89C58BP芯片中脱离仿真器运行。
 
(3)MERC500
 
·采用寄存器写数据和写命令的形式来控制卡片数据的读和写。
 
·预付费智能电能表技术方案
 
·预付费电能表主要方案如下几种。
 
(1)插卡式预付费电能表
 
      预付费电能表初期产品为插卡式,计量部分为电子式电能表,技术上比较成熟,电能表上有插入端口,电能表箱上也有开口,在居民小区得到了广泛应用。由于卡口外露后易受到攻击,煤气点火器等高压静电对端口进行干扰,于是生产厂家对卡座进行了改进,增加抗静电措施,但对人为卡口攻击无法进行控制。
 
(2)射频卡预付费电能表
 
      非接触式RFID卡(又称射频卡)是国外近几年发展起来的新技术,它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来,解决了无源和免接触的难题,防止了插卡电能表静电干扰和端口插入破坏性物品。射频卡无需专门的供电电源它与读写器间无机械接触,避免了接触故障它的表面无裸露芯片,可防水,且不易产生静电攻击及弯曲损坏等问题。非接触式IC卡具有可靠性高,使用方便,操作速度快等特点。
 
(3)红外遥控预付费电能表
 
      红外智能卡电能表是和电视机遥控器同样的信号传输方式,其信号传输保密性、抗干扰性好,电能表箱不留任何端口,红外信号可以穿透表箱上的玻璃远距离(3m以内)和电能表进行数据交换,可以有效防止人为破坏电能表数据传输系统的行为。由于采用红外线遥控,操作时不受安装高度的限制。其缺点是红外卡要装电池,表内装有红外接受器,成本相对高一些。
 
(4)集中电子式预付费电能表
 
      预付费多用户电能表一表循环显示每户用电量,在居民家中安装一台智能卡读写器,智能卡读写器插卡显示每户的剩余电量,把IC卡中的数据传递给电能表,更具人性化管理,及时在用户家中提示购电。多用户预付费电能表具有单位户数体积小,造价低,每个表箱可最多安排24户用电,安装地点灵活方便,它集中计量,集中管理且抄表方便,避免了上下楼抄表的麻烦。其缺点是如果计算机CPU损坏将影响很多用户的正常用电。
 
(5)GPS预付费电能表
 
       将现代通信技术和计算机技术以及电能量测量技术结合在一起,能及时、准确又全面地反映电量的使用(即销售)情况。GPS预付费电能表是用手机短信或在无线网络上就可操作的产品,信号通过卫星传输,以短消息的方式将此信息送给总控中心,以实现远程自动无线抄表功能。成本较高,目前只是国家电网公司对发电厂采用这种信息管理模式。
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