對于傳統(tǒng)水表, 人工抄表和收費(fèi)一直是兩個(gè)效率很低的環(huán)節(jié)。在我國普遍采用“先用水后收費(fèi)”的管理方式, 用戶拖欠水費(fèi)的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生, 供水部門缺乏用水管理的有效手段。作者開發(fā)的基于嵌入式智能系統(tǒng)的新型水表是目前解決傳統(tǒng)水表缺陷的一種較好的解決方案。由于民用水表不同于工業(yè)用儀表, 必須要滿足低功耗、低成本的要求。正是基于以上考慮, 我們選擇了德州儀器(TI) 公司的MSP430F413 超低功耗單片機(jī)作為主控芯片, 開發(fā)了一種遠(yuǎn)程通訊端口的智能水表。這種水表除具有傳統(tǒng)水表的功能外, 還具有與樓宇中繼器通訊、預(yù)存水費(fèi)、欠費(fèi)提示、欠費(fèi)停水等功能, 大大提高了用水管理效率。
1　MSP430 單片機(jī)簡介
???? TI 公司MSP430 系列單片機(jī)是一種超低功耗的混合信號(hào)控制器, 它們具有16 位RISC 結(jié)構(gòu), CPU的16 個(gè)寄存器和常數(shù)發(fā)生器使MSP430 微控制器能達(dá)到最高的代碼效率。靈活的時(shí)鐘源可以使器件達(dá)到最低的功率消耗。數(shù)字控制的振蕩器(DCO ) 可使器件從低功耗模式迅速喚醒, 在小于6 us 的時(shí)間內(nèi)被激活到正常的工作方式。MSP430 的16 位定時(shí)器是應(yīng)用于工業(yè)控制如紋波計(jì)數(shù)器、數(shù)字化電機(jī)控制、電表、水表和手持式儀表等的理想配置。內(nèi)置的硬件乘法器大大加強(qiáng)了其功能并提供了軟硬件相兼容的范圍, 提高了數(shù)據(jù)處理能力。MSP430 單片機(jī)具有如下特點(diǎn):
2　系統(tǒng)硬件的組成
???? 智能水表以MSP430413 單片機(jī)為主控芯片, 采用RS2485 總線方式進(jìn)行通信, 將各種信息送入主控端。水表能夠按用戶預(yù)付費(fèi)自動(dòng)開閥送水, 當(dāng)預(yù)付費(fèi)用完后自動(dòng)關(guān)閥停止供水, 從而達(dá)到了“先買水、后用水”、實(shí)現(xiàn)“分散使用、集中管理”的目的, 節(jié)省了供水部門的人力物力, 提高了效率。水表主要由以下幾個(gè)單元電路組成: 傳感器電路、閥門控制電路、抄表電路、顯示電路、電源管理電路、故障處理電路、數(shù)據(jù)備份電路及時(shí)鐘電路等, 具體電路結(jié)構(gòu)見圖1。
4　結(jié)論
???? 本文利用廉價(jià)的超低功耗單片機(jī)設(shè)計(jì)完成了一款可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳功能的智能家用水表的設(shè)計(jì)。在實(shí)際調(diào)試和試驗(yàn)過程中, 儀表工作可靠, 滿足了設(shè)計(jì)要求。