| 【中文题名】 | 基于CPU卡的智能水表控制系统设计 |
| 【英文题名】 | Design of Intelligent Water Meter System Based-on CPU Card |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-10 |
| 【中关键词】 | CPU卡,智能水表,传输协议,低功耗,安全性, |
| 【英关键词】 | CPU card,intelligent water meter,low power,the agreement to transfer,security, |
| 【分类导航】 | 工业技术>机械、仪表工业>仪器、仪表>热工量的测量仪表>流量测量仪表> |
| 【论文摘要】 |
目前，我国传统的人工抄表方式给水利管理部门带来的费用增多、抄表工劳动强度增加，以及漏抄、少抄、欠费等种种弊端日趋严重。当前伴随着“金卡工程”的广泛实施，采用IC卡技术的各种智能终端开始走进千家万户，一些智能小区也已经开始使用IC卡智能水表，不过这种普通的IC卡在安全性方面存在许多的弊端。为了杜绝偷水、漏水这种现象的发生，本文研究了一种使用CPU卡为核心技术的智能水表系统，其主要研究内容如下：
在整个系统硬件上，设计了以MSP430F413为中央处理器的一系列低功耗外围电路，包括CPU卡接口电路、电机驱动电路、电源电压检测电路、流量检测电路、ESAM模块接口电路、LCD显示电路等。在保证外围电路完成各自功能的同时，通过对单片机外围电路的各种优化设计，合理分配单片机IO口，降低了整个硬件电路的功耗，并增强了硬件平台的抗干扰能力。
CPU卡智能水表设计软件采用C语言编写，编译环境为IAR嵌入式编译环境。整个系统采用了模块化的程序设计方法，使智能水表能够完成与CPU卡的信息交互、液晶和阀门电路的驱动、流量检测以及阶梯水费的计算、以及对时间日期的计算等功能。在实现了精确计量水费基本功能的同时，... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-8 |
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第1章 绪论 |
8-13 |
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1.1 引言 |
8 |
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1.2 国内外IC卡的应用现状及发展趋势 |
8-10 |
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1.2.1 国外IC卡的发展 |
9-10 |
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1.2.2 国内IC卡的发展 |
10 |
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1.3 国内智能水表的发展现状 |
10-11 |
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1.4 IC卡安全性现状研究 |
11-12 |
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1.5 论文主要工作 |
12-13 |
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第2章 CPU卡技术以及SMARTCOS操作系统 |
13-26 |
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2.1 CPU卡简介 |
13-16 |
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2.1.1 IC卡的分类 |
13-14 |
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2.1.2 CPU卡和ESAM模块硬件结构 |
14-16 |
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2.2 CPU卡的文件系统研究 |
16-20 |
|
2.2.1 卡内操作系统应用原理 |
16-17 |
|
2.2.2 CPU卡的文件结构 |
17-19 |
|
2.2.3 CPU卡的文件访问方式 |
19-20 |
|
2.3 CPU卡的安全技术 |
20-25 |
|
2.3.1 CPU卡内部安全机制 |
20-23 |
|
2.3.2 CPU卡的信息认证过程 |
23-25 |
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2.4 本章小结 |
25-26 |
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第3章 CPU卡水表的终端硬件设计 |
26-41 |
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3.1 CPU芯片选择及电路设计 |
26-30 |
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3.1.1 MSP430系列单片机的结构特点 |
26-28 |
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3.1.2 MSP430芯片的FET开发方法 |
28-29 |
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3.1.3 MSP430F413的引脚图及复位电路 |
29-30 |
|
3.2 CPU卡水表系统各部分电路 |
30-40 |
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3.2.1 CPU卡接口电路 |
30-31 |
|
3.2.2 液晶显示电路的设计 |
31-33 |
|
3.2.3 流量检测电路设计 |
33-35 |
|
3.2.4 电源电压检测电路设计 |
35-36 |
|
3.2.5 阀门控制电路 |
36-38 |
|
3.2.6 ESAM模块电路 |
38-40 |
|
3.3 本章小结 |
40-41 |
|
第4章 CPU卡水表的终端软件设计 |
41-57 |
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4.1 CPU卡终端软件开发环境简介 |
41-43 |
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4.1.1 Embedded Workbench的特点 |
41-42 |
|
4.1.2 项目建立以及程序调试 |
42-43 |
|
4.2 CPU卡水表主程序流程设计 |
43-45 |
|
4.3 CPU卡驱动程序设计 |
45-54 |
|
4.3.1 CPU卡操作过程 |
45-48 |
|
4.3.2 CPU卡串行通信技术 |
48-52 |
|
4.3.3 CPU卡传输命令分析 |
52-54 |
|
4.4 其他子模块程序设计 |
54-56 |
|
4.4.1 电源电压检测模块 |
54-55 |
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4.4.2 脉冲采集计数模块 |
55 |
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4.4.3 电机控制模块 |
55-56 |
|
4.5 本章小结 |
56-57 |
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第5章 CPU卡水表用户管理系统设计 |
57-71 |
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5.1 自来水公司管理业务流程介绍 |
57-59 |
|
5.2 管理系统软件界面及安全设计 |
59-62 |
|
5.2.1 管理系统界面设计 |
59-60 |
|
5.2.2 管理系统安全设计 |
60-62 |
|
5.3 管理系统功能模块设计 |
62-67 |
|
5.3.1 开户功能的实现 |
63-64 |
|
5.3.2 用户购水处理 |
64-65 |
|
5.3.3 查询功能 |
65-66 |
|
5.3.4 水价调整功能 |
66-67 |
|
5.4 管理系统基本操作函数以及调用方法 |
67-69 |
|
5.5 数据库设计 |
69-70 |
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5.6 本章小结 |
70-71 |
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第6章 总结和展望 |
71-73 |
|
参考文献 |
73-76 |
|
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
76-77 |
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致谢 |
77-78 |
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附录 硬件实物图 |
78 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385450 |
