0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

实现低功耗IC卡智能燃气表的结构与设计

电子设计 来源:郭婷 作者:电子设计 2019-08-27 08:04 次阅读

IC卡智能燃气表的结构见图1。

实现低功耗IC卡智能燃气表的结构与设计

IC卡智能燃气表是在普通燃气表的基础上再加上电子控制器、阀门及取样用脉冲发生器(如干簧管、霍尔元件等)。计数器每转一周发出一个脉冲信号,将脉冲信号送入CPU,CPU根据编制的程序进行计数与运算,再将计算结果与设定值比较,当比较结果达到一定范围时发出报警及开关进气阀等指令。

2 低功耗设计

① 阀门

阀门是Ic卡智能燃气表的执行机构,是实现预付费功能的关键装置,当用户表中余量为零时,应能及时切断气源,阀门采用微功耗双稳态设计。IC卡智能燃气表采用电池供电,阀门的开启与关闭应具有双稳态特性,即阀门的开启与关闭需要瞬态电流, 而开启与关闭状态的保持不需要消耗能量。为满足对IC卡智能燃气表总体外观的要求,采用机电一体化的设计思想,将阀门内置。

② 低功耗驱动电路

阀门开启关闭的瞬间需要高电压、大电流。为解决电源问题,设计了升压式直流电源变换器,它主要由开关管、储能电感、续流二极管、滤波电容比较器构成。单片机通过某管脚电平的变化控制开关管的通断。开关管导通时,储能电感两端电压为+6V,此时续流二极管处于反偏截止状态,电池通过开关管对储能电感充电,储能电感中电流线性增加,电能存储在储能电感中。开关管截止时,流过储能电感的电流减少,储能电感两端的电压反相,续流二极管导通,储能电感中储存的电能与电池中的电能叠加在一起通过续流二极管对滤波电容充电。通过续流二极管,电池对滤波电容充电,然后通过比较器判断电压的高低决定是否停止。

③ 低功率单片机

设计时,尽量选用低功耗的单片机。PIC16C62系列单片机是由美国Microchip公司生产的8位单片机,由于采用了CMOS工艺,因此其功耗极低,可很方便地采用电池直接供电。其主要性能特点为:工作频率可达20 MHz,振荡器可采用RC振荡器或

晶体振荡器;工作电压(直流)为3.5~6.0 V;低功耗,运行模式的工作电流<2 mA;内置WatchDog(看门狗)电路,防止由于外部干扰或内部编程错误引起单片机运行故障;采用单字节指令结构;具有一次性编程(OTP)芯片

PIC16C62系列单片机最突出的特点是具有睡眠(SLEEP)模式。在睡眠模式下,典型电流<3 A,可通过软件设置进入睡眠模式,并可由任一中断唤醒。在用户使用燃气时,单片机进入运行模式,而停止使用燃气一段时间后,便进入睡眠模式,因此

IC卡智能燃气表可成功地实现低功耗。

④ 低功耗外围器件

数据及信息显示采用低压微功耗的LCD液晶显示器,驱动器选用Philip公司生产的PCF8576芯片。芯片的电压(直流)工作范围为2~6 V,采用I2C总线协议。电压检测芯片选用AN051,该芯片在电压为1.5 V时,典型电流为1.5 A。

⑤ 分区分时供电

为降低功耗,IC卡智能燃气表采用分区分时供电方式。利用电源开关控制加到储存器芯片、IC卡接口的上拉电压,保证不用这部分电路时关断电源。加到液晶显示器驱动器PCF8576芯片上的电压在系统进入睡眠模式时通过开关控制关闭显示,降低功耗。

⑥ 软件设计

软件设计紧密结合IC卡智能燃气表的控制模式,充分体现了对Ic卡信息读写、卡类型判断、计量信号判断与数据处理、电压监测与电源保护等功能,并在信号安全性、软件运行可靠性及抗干扰等方面进行了精心设计。主程序流程见图2。

实现低功耗IC卡智能燃气表的结构与设计

单片机的功耗随着CPU的工作时间延长提高,因此尽量采用软件代替硬件,采用定时中断代替软件循环延时的工作方式及静态显示方式,缩短CPU的运行时间。


声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 驱动器
    +关注

    关注

    52

    文章

    8149

    浏览量

    145946
  • 控制器
    +关注

    关注

    112

    文章

    16185

    浏览量

    177337
  • 低功耗
    +关注

    关注

    10

    文章

    2362

    浏览量

    103581
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    WMRNET-IV 低功耗水表、燃气表无线抄系统 - APPCON

    模块采用SEMTECH LoRa扩频技术和网络低功耗运行,在水表与燃气表整个设计生命周期内节点模块无需更换电池。同时,网络节点拥有目前最强的穿透力和最广的覆盖范围,网络内模块节点之间通讯距离超过1千米
    发表于 01-10 00:23

    网络IC远传燃气表产品特点

    远传是在普通燃气表上增加远传功能的新型智能仪表,远传功能解决了燃气公司抄监控以及数据准确统计的问题。同时远传
    发表于 04-14 10:02

    微功率低功耗MESH组网模块在水表与燃气表无线抄中的应用

    之中,即插即用,通讯稳定,计量可靠性非常高,用户无需再进行复杂的协议开发与计量设定,极大降低了智能实施成本。1. MESH组网基于超低功耗芯片sx1212,节点自带路由与中继通讯功能,网络纵深路由级数
    发表于 05-06 14:52

    【FireBLE申请】基于物联网的远传智能IC燃气表管理平台开发

    申请理由:需要一套低功耗智能硬件平台做项目开发!项目描述:物联网远传IC智能燃气表由售气系统、
    发表于 07-14 22:15

    数字温度传感器芯片MY1820用于温补燃气表测温

    ℃,可以对环境温度进行准确的温度测量,为智能燃气表计量误差补偿提供精确的参考温度;待机功耗最低0.2uA,可以降低整机功耗,延长智能
    发表于 07-08 15:26

    低功耗CW32L083用于智能燃气表,内置高达8×52 LCD 段码液晶驱动器

    MCU产品的低功耗特性外,还要有较大的存储空间来进行OTA升级备份处理。同时,智能燃气表除了机械数字显示外,还需要LCD段码屏显示,这需要MCU支持段码屏驱动模块。因此燃气表对MCU产
    发表于 12-08 13:22

    LoRa通信技术在智能燃气表中的应用

    ,与网状网络架构相比,具有低延迟的最简单的网络结构。基于LoRa的扩频芯片,可以实现燃气表与集中器直接组网连接,构成星形。由于LoRa技术传输距离远,应用于智能
    发表于 05-11 10:22

    低功耗IC燃气表的研究与开发

    提出了一种基于MSP430系列单片机的低功耗IC 燃气表设计, 论述了IC
    发表于 08-19 14:05 106次下载
    <b class='flag-5'>低功耗</b><b class='flag-5'>IC</b><b class='flag-5'>卡</b><b class='flag-5'>燃气表</b>的研究与开发

    IC无线远传智能防盗燃气表的原理及设计

    今天为大家介绍一项国家授权发明授权专利——IC无线远传智能防盗燃气表。该专利由欧福数控技术(大连)有限公司申请,并于2016年1月13日获得授权公告。
    发表于 11-30 08:58 1.4w次阅读
    <b class='flag-5'>IC</b><b class='flag-5'>卡</b>无线远传<b class='flag-5'>智能</b>防盗<b class='flag-5'>燃气表</b>的原理及设计

    如何能够有效解决智能燃气表发展过程中的四大问题?

    在我国,最早期的智能燃气表可以追溯到IC燃气表,其中以IC
    的头像 发表于 09-23 16:39 3399次阅读

    物联网智能燃气表:降低事故发生概率,让用户放心使用

    行业成为具有较大发展潜力的热点应用市场。 具体来看,智能燃气表种类包括IC燃气表、无线远传燃气表
    的头像 发表于 10-22 11:32 5204次阅读

    探究SAM模块的CPU型IC燃气表的设计

    本文介绍了该产品的核心技术——基于NEC单片机的预付费型智能CPU IC燃气表的硬件和软件设计,论述了该IC
    的头像 发表于 05-05 13:30 3122次阅读
    探究SAM模块的CPU型<b class='flag-5'>IC</b><b class='flag-5'>卡</b><b class='flag-5'>燃气表</b>的设计

    蓝牙智能燃气表解决方案,实现手机轻松缴费

    燃气表市场规模已经达到了100亿元。 目前燃气表主要分为普通膜式IC燃气表、远传
    发表于 05-26 14:08 2148次阅读
    蓝牙<b class='flag-5'>智能</b><b class='flag-5'>燃气表</b>解决方案,<b class='flag-5'>实现</b>手机轻松缴费

    智能燃气表无线通信解决方案介绍

    燃气表主要分为普通膜式IC燃气表、远传燃气表,但各类
    发表于 05-30 10:40 2次下载
    <b class='flag-5'>智能</b><b class='flag-5'>燃气表</b>无线通信解决方案介绍

    用在燃气表上的低功耗液晶驱动芯片推荐

    现在的燃气表计费都是通过远程抄的方式,为了让用户更好地了解自家燃气表的使用情况,需要一款液晶屏来显示燃气表的状态和用气量等信息,那么这时就需要一款液晶驱动,芯北科技的
    的头像 发表于 05-06 10:50 1252次阅读
    用在<b class='flag-5'>燃气表</b>上的<b class='flag-5'>低功耗</b>液晶驱动芯片推荐