對于傳統水表, 人工抄表和收費一直是兩個效率很低的環節。在我國普遍采用“先用水后收費”的管理方式, 用戶拖欠水費的現象時常發生, 供水部門缺乏用水管理的有效手段。作者開發的基于嵌入式智能系統的新型水表是目前解決傳統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 超低功耗單片機作為主控芯片, 開發了一種遠程通訊端口的智能水表。這種水表除具有傳統水表的功能外, 還具有與樓宇中繼器通訊、預存水費、欠費提示、欠費停水等功能, 大大提高了用水管理效率。
1　MSP430 單片機簡介
???? TI 公司MSP430 系列單片機是一種超低功耗的混合信號控制器, 它們具有16 位RISC 結構, CPU的16 個寄存器和常數發生器使MSP430 微控制器能達到最高的代碼效率。靈活的時鐘源可以使器件達到最低的功率消耗。數字控制的振蕩器(DCO ) 可使器件從低功耗模式迅速喚醒, 在小于6 us 的時間內被激活到正常的工作方式。MSP430 的16 位定時器是應用于工業控制如紋波計數器、數字化電機控制、電表、水表和手持式儀表等的理想配置。內置的硬件乘法器大大加強了其功能并提供了軟硬件相兼容的范圍, 提高了數據處理能力。MSP430 單片機具有如下特點:
2　系統硬件的組成
???? 智能水表以MSP430413 單片機為主控芯片, 采用RS2485 總線方式進行通信, 將各種信息送入主控端。水表能夠按用戶預付費自動開閥送水, 當預付費用完后自動關閥停止供水, 從而達到了“先買水、后用水”、實現“分散使用、集中管理”的目的, 節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、數據備份電路及時鐘電路等, 具體電路結構見圖1。
4　結論
???? 本文利用廉價的超低功耗單片機設計完成了一款可以實現遠傳功能的智能家用水表的設計。在實際調試和試驗過程中, 儀表工作可靠, 滿足了設計要求。