專利名稱：一種智能射頻ic卡水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對IC卡水表的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
近年來IC卡水表的保有量逐漸上升，該種水表的使用方式是用戶先從收費(fèi)大廳 購買水，輸入到IC卡水表中，即可用水，當(dāng)水表中的水用掉后，IC卡水表自動(dòng)關(guān)閥，等待用 戶再次去收費(fèi)大廳購水。這樣可以省去了抄表員的抄表過程。但該種水表由于具備了前述 功能，就必然需要自帶能源。目前，一般采用普通電池或鋰電池作為電源。由于水表長期應(yīng) 用中需及時(shí)、可靠地獲取用水量數(shù)據(jù)，一旦失電，或造成無法供水，或造成不能正確反映用 水量的情況。這就對水表自身能耗的降低提出了新的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上問題提供了一種能大幅度降低水表自身功耗的智能射頻IC卡水表。本發(fā)明的技術(shù)方案是包括主控單元，與主控單元連接有閥門控制與位置檢測裝 置、流量檢測裝置、電池保護(hù)電路、外部攻擊檢測電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)保護(hù)電路和LED顯 示電路，與主控單元還連接有低功耗IC卡讀寫電路；所述低功耗讀卡電路包括支持納瓦技 術(shù)的具有1-8腳的MCU，它還包括與射頻卡通訊的諧振電路、檢波電路、基準(zhǔn)電壓提供電路、 比較接口和電源管理接口；所述諧振電路包括相互串接的電感Ll和電容Cl ；所述檢波電路包括二極管D1、電容C2、電容C3、電容C4和電阻R5 ；所述電容Cl的一端接地，另一端分別于所述電感Ll和二極管Dl的正極端相連； 所述電容C2和電阻R4的一端分別接地，電容C2和電阻R4的另一端分別于二極管Dl的負(fù) 極端和電阻R5的一端相連；電容C3和電容C4串接在電阻R5的后端，電容C4的尾端接地； 在電容C3和電容C4之間有B接點(diǎn)；所述基準(zhǔn)電壓提供電路包括電阻R6、電阻R7、電阻R8、電容C5和基準(zhǔn)電壓源；電 阻R6、電阻R7、電阻R8和電容C5的一端共同連接于A接點(diǎn)，電容C5的另一端接地，電阻R8 的另一端連接所述基準(zhǔn)電壓源，電阻R7的另一端接地，電阻R6的另一端分別連接所述B接占.
^ w\ 所述比較接口包括所述MCU的2、3腳，所述2腳連接所述A接點(diǎn)，所述3腳連接所 述B接點(diǎn)；所述電源管理接口包括所述MCU的1、8腳；所述MCU的4腳連接所述電感Li。它還包括串接在電感Ll和所述MCU的4腳之間的放大電路，所述放大電路包括 NPN型的三極管Q1、PNP型的三極管Q2、電阻R1、電阻R2、電阻R14和基準(zhǔn)電壓源，電阻R14 的一端與所述所述MCU的4腳相連，電阻R14的另一端分別與三極管Q1、三極管Q2的B極并接，三極管Q2的C極接地，電阻Rl和電阻R2串接在三極管Ql的E極和三極管Q2的E 極之間，電阻Rl和電阻R2之間有C接點(diǎn)，所述C接點(diǎn)連接所述電感Li。它還包括外部設(shè)備連接口，所述外部設(shè)備連接口為所述MCU的6、7腳。本發(fā)明的智能IC卡水表其中采用了納瓦級功耗的讀寫電路，它由支持納瓦技術(shù) 的MCU為電路的控制核心，讀寫電路含有信號與能量發(fā)射、信號接收模塊、信號處理模塊； 數(shù)據(jù)與能量發(fā)射、接收模塊含有線圈L1、C1，MCU產(chǎn)生的125Kz、manchester方式調(diào)制的數(shù)據(jù) 由其4pin(腳)經(jīng)Q1、Q2互補(bǔ)功率輸出。L1、C1諧振于125Kz，Ll 一方面輻射能量與發(fā)送數(shù) 據(jù)、另一方面根據(jù)其負(fù)載的變化接收被讀的調(diào)制數(shù)據(jù)；D1、電容(C2、C3、C4)和電阻(R4、R5) 為AM檢波，C2、C3、C4、R4、R5組成濾波電路，經(jīng)C3連到MCU 3Pin，R7、R8、R6為MCU內(nèi)部比 較器的基準(zhǔn)單元，給MCU的2、3Pin提供的基準(zhǔn)，MCU依據(jù)基準(zhǔn)解調(diào)出數(shù)據(jù)。3pin還在數(shù)據(jù)信 號的間隙進(jìn)行ad轉(zhuǎn)換，分辨干擾與數(shù)據(jù)，對干擾數(shù)據(jù)進(jìn)行濾除，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目垢蓴_性。 MCU的2、3、4pin在非讀寫期間被置于數(shù)字口狀態(tài)，在讀寫之前進(jìn)行電路檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)與初 始狀態(tài)不符時(shí)關(guān)閉讀寫電路，給出報(bào)警提示，盡可能的延長了電池供電設(shè)備的使用壽命。經(jīng) 試驗(yàn)檢測，本發(fā)明的工作電壓為2. 7-5v，工作電流4. 5mA ，靜態(tài)電流為ΙΟηΑ，以應(yīng)用于智 能水表為例，一月一抄，功耗在納瓦級水平，可確保智能水表同樣的電池，工作更長的時(shí)間。


圖1是本發(fā)明的原理框2是本發(fā)明中低功耗讀卡電路的線路3是本發(fā)明中低功耗讀卡電路另一實(shí)施方式的線路中1是諧振電路，2是檢波電路，3是基準(zhǔn)電壓提供電路，4是比較接口，5是外部 設(shè)備連接口，6是放大電路，7是電源管理接口，8是MCU，9是射頻卡。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的技術(shù)方案如圖1、2所示，包括主控單元，與主控單元連接有閥門控制與 位置檢測裝置、流量檢測裝置、電池保護(hù)電路、外部攻擊檢測電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)保護(hù)電 路和LED顯示電路，與主控單元還連接有低功耗IC卡讀寫電路；本發(fā)明中低功耗讀卡電路 如圖2所示，包括支持納瓦技術(shù)的具有1-8腳的MCU8，它還包括與射頻卡通訊的諧振電路 1、檢波電路2、基準(zhǔn)電壓提供電路3、比較接口 4和電源管理接口 7 ；所述諧振電路1包括相互串接的電感Ll和電容Cl ；電感Ll與射頻卡9進(jìn)行通訊。所述檢波電路2包括二極管D1、電容C2、電容C3、電容C4和電阻R5 ；所述電容Cl的一端接地，另一端分別于所述電感Ll和二極管Dl的正極端相連； 所述電容C2和電阻R4的一端分別接地，電容C2和電阻R4的另一端分別于二極管Dl的負(fù) 極端和電阻R5的一端相連；電容C3和電容C4串接在電阻R5的后端，電容C4的尾端接地； 在電容C3和電容C4之間有B接點(diǎn)；所述基準(zhǔn)電壓提供電路3包括電阻R6、電阻R7、電阻R8、電容C5和基準(zhǔn)電壓源； 電阻R6、電阻R7、電阻R8和電容C5的一端共同連接于A接點(diǎn)，電容C5的另一端接地，電阻 R8的另一端連接所述基準(zhǔn)電壓源，電阻R7的另一端接地，電阻R6的另一端分別連接所述B 接點(diǎn)；
所述比較接口 4包括所述MCU的2、3腳，所述2腳連接所述A接點(diǎn)，所述3腳連接 所述B接點(diǎn)；所述電源管理接口 7包括所述MCU的1、8腳；所述MCU8的4腳連接所述電感Ll。本發(fā)明低功耗讀寫電路的另一實(shí)施方式如圖3所示，它還包括串接在電感Ll和所 述MCU8的4腳之間的放大電路6，所述放大電路6包括NPN型的三極管Ql、PNP型的三極 管Q2、電阻R1、電阻R2、電阻R14和基準(zhǔn)電壓源，電阻R14的一端與所述所述MCU的4腳相 連，電阻R14的另一端分別與三極管Q1、三極管Q2的B極并接，三極管Q2的C極接地，電阻 Rl和電阻R2串接在三極管Ql的E極和三極管Q2的E極之間，電阻Rl和電阻R2之間有C 接點(diǎn)，所述C接點(diǎn)連接所述電感Li。它還包括外部設(shè)備連接口 5，所述外部設(shè)備連接口 5為所述MCU的6、7腳。組成電路的各模組化電路組成及功能作用諧振電路1 :L1、C1組成125KZ諧振電路，Ll 一方面輻射能量、發(fā)送調(diào)制數(shù)據(jù)，另一 方面，當(dāng)卡處于輻射區(qū)內(nèi)，且正確接收命令數(shù)據(jù)后，卡內(nèi)的返回?cái)?shù)據(jù)由內(nèi)部的線圈作為Li、 Cl諧振回路的負(fù)載，負(fù)載的的變化直接反映的內(nèi)部被調(diào)制的數(shù)據(jù)信息。Li、Cl連接點(diǎn)輸出 接收到的數(shù)據(jù)調(diào)制信號。檢波電路2:01、1 4、1 5、02、03、04為數(shù)據(jù)調(diào)制信號的檢波電路?；鶞?zhǔn)電壓提供電路3 :R7、R8是MCU內(nèi)部比較電路的基準(zhǔn)電壓提供電路，C5為基準(zhǔn) 電壓提供電路的濾波。R6是內(nèi)部比較電路cmpin-的偏置隔離電阻，b點(diǎn)的點(diǎn)位略低于a點(diǎn) 的點(diǎn)位，檢波電路有數(shù)據(jù)輸出時(shí)b點(diǎn)的點(diǎn)位隨之變化，比較器根據(jù)其變化，解調(diào)數(shù)據(jù)。比較接口 4 :MCU2、3腳在數(shù)據(jù)接收時(shí)，連接內(nèi)部比較器，在等待接收與接收前夕 mcu的3腳為數(shù)字口輸入狀態(tài)，檢測b點(diǎn)的電平是否為數(shù)據(jù)電平，大于和小于數(shù)據(jù)電平的寬 度一般會(huì)視為干擾，MCU在需要時(shí)還會(huì)將2腳也切換為I/O 口，做器件完好性檢查。外部設(shè)備連接口 5 =MCU的6、7腳為外部設(shè)備連接口。放大電路6 :MCU4腳輸出125KH和被調(diào)制的數(shù)據(jù)信號，Ql、Q2為互補(bǔ)功率輸出管， Rl、R2是輸出匹配電路的一部分，R14是Ql、Q2基極驅(qū)動(dòng)限流電阻。C、D點(diǎn)直接連接的情況下(即本發(fā)明圖所示狀況)，直接使用MCU的含有CMOS互 補(bǔ)推挽電路的io 口 MCU4腳，輸出125KH和被調(diào)制的數(shù)據(jù)功率信號，直接送至L1、C1諧振發(fā) 射電路，以形成放大作用。電源管理接口 7 :M⑶的vdd、vss可以連接2. 7-3. 6v的電池，M⑶的核可以工作 在1. Sv0 MCU內(nèi)部含有電源管理模塊，負(fù)責(zé)監(jiān)測周邊元器件的工作狀態(tài)與電池的工作狀態(tài)， 在非讀卡期間受內(nèi)部策略機(jī)制的控制，一種是處于待機(jī)狀態(tài)，待機(jī)電流為60nA，(microchip 的nanoWatt XLP技術(shù))。另一種狀態(tài)時(shí)絕大部分時(shí)間處于睡眠狀態(tài)，這時(shí)mcu的自身耗電 更低。
權(quán)利要求
一種智能射頻IC卡水表，包括主控單元，與主控單元連接有閥門控制與位置檢測裝置、流量檢測裝置、電池保護(hù)電路、外部攻擊檢測電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)保護(hù)電路和LED顯示電路，其特征在于，與主控單元還連接有低功耗IC卡讀寫電路；所述低功耗讀卡電路包括支持納瓦技術(shù)的具有1 8腳的MCU(8)，它還包括與射頻卡通訊的諧振電路(1)、檢波電路(2)、基準(zhǔn)電壓提供電路(3)、比較接口(4)和電源管理接口(7)；所述諧振電路(1)包括相互串接的電感L1和電容C1；所述檢波電路(2)包括二極管D1、電容C2、電容C3、電容C4和電阻R5；所述電容C1的一端接地，另一端分別于所述電感L1和二極管D1的正極端相連；所述電容C2和電阻R4的一端分別接地，電容C2和電阻R4的另一端分別于二極管D1的負(fù)極端和電阻R5的一端相連；電容C3和電容C4串接在電阻R5的后端，電容C4的尾端接地；在電容C3和電容C4之間有B接點(diǎn)；所述基準(zhǔn)電壓提供電路(3)包括電阻R6、電阻R7、電阻R8、電容C5和基準(zhǔn)電壓源；電阻R6、電阻R7、電阻R8和電容C5的一端共同連接于A接點(diǎn)，電容C5的另一端接地，電阻R8的另一端連接所述基準(zhǔn)電壓源，電阻R7的另一端接地，電阻R6的另一端分別連接所述B接點(diǎn)；所述比較接口(4)包括所述MCU的2、3腳，所述2腳連接所述A接點(diǎn)，所述3腳連接所述B接點(diǎn)；所述電源管理接口(7)包括所述MCU的1、8腳；所述MCU(8)的4腳連接所述電感L1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能射頻IC卡水表，其特征在于，它還包括串接在電感 Ll和所述MCU的4腳之間的放大電路(6)，所述放大電路(6)包括NPN型的三極管Q1、PNP 型的三極管Q2、電阻R1、電阻R2、電阻R14和基準(zhǔn)電壓源，電阻R14的一端與所述所述MCU 的4腳相連，電阻R14的另一端分別與三極管Q1、三極管Q2的B極并接，三極管Q2的C極 接地，電阻Rl和電阻R2串接在三極管Ql的E極和三極管Q2的E極之間，電阻Rl和電阻 R2之間有C接點(diǎn)，所述C接點(diǎn)連接所述電感Li。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能射頻IC卡水表，其特征在于，它還包括外部設(shè)備連 接口(5)，所述外部設(shè)備連接口(5)為所述MCU的6、7腳。
全文摘要
一種智能射頻IC卡水表。涉及對IC卡水表的改進(jìn)。能大幅度降低水表自身功耗。包括主控單元，與主控單元連接有閥門控制與位置檢測裝置、流量檢測裝置、電池保護(hù)電路、外部攻擊檢測電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)保護(hù)電路和LED顯示電路，與主控單元還連接有低功耗IC卡讀寫電路；低功耗讀卡電路包括支持納瓦技術(shù)的具有1-8腳的MCU，它還包括與射頻卡通訊的諧振電路、檢波電路、基準(zhǔn)電壓提供電路、比較接口和電源管理接口。本發(fā)明采用了納瓦級功耗的讀寫電路，它由支持納瓦技術(shù)的MCU為電路的控制核心，在讀寫之前進(jìn)行電路檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)與初始狀態(tài)不符時(shí)關(guān)閉讀寫電路，給出報(bào)警提示，延長了電池使用壽命。功耗在納瓦級水平，同樣的電池，工作更長的時(shí)間。
文檔編號G07F15/06GK101950449SQ20101027611
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者張堅(jiān), 徐一心, 李光普, 褚庭才, 陳永輔 申請人:揚(yáng)州恒信儀表有限公司