IC卡計費水表主要由閥門、流量傳感器、微處理器、IC卡讀/寫器、顯示器及電源等組成，硬件結構如圖1所示。其中最主要解決的問題是低功耗和安全可靠性。
1.低功耗解決方案
IC卡的能耗由3部分構成：第1部分是控制器中單片機(CPU)，液晶正常運行時的持續性能耗第2部分是卡表執行機構(電控閥)動作時的瞬時能耗，第3部分是IC卡表輔助功能的功耗，如聲光報警等。
上述IC卡表能耗的第1，2部分占了總能耗的95%以上。由于這兩部分能耗特征上完全不同，給選擇合適的電源增加了難度。用戶可以通過定期更換電池，維持IC卡表正常運行，但同時也給IC卡留下了技術安全的兩大隱患。其一用戶自行更換電池，意味著控制器將有更多機會遭受劣質電池的侵襲，造成元器件損壞。其二更換電池為技術性竊水提供了可能。解決的辦法是采用內置式鋰電池。
為盡可能降低IC卡水表運行時的功耗，延長鋰電池的使用時間，考慮以下方法實現。
(1)選擇低功耗器件
為降低整個水表的功耗，微處理器可選用Microchip公司的低功耗芯PICl6F84。該芯片工作于休閑狀態時，耗電量僅為μA級。
另外，采用FLASHEEPROM的串行存儲芯片93C46作為數據存儲器。93C46是一個串行EEPROM，占用體積小，功耗低，且操作簡單，主要用來存放IC卡識別字、發行密碼及用水計量等數據，以作為水表識別與計量的依據。單片機的運行模式是決定單片機應用系統的功耗的主要方面。
具有掉電模式和睡眠模式的單片機，在掉電和睡眠這2種運行方式下的功耗遠遠低于正常運行方式。在睡眠方式下，耗電約為lOμA(WDT開放)。因此，本系統只有在需要計數、插卡等情況下，才進入正常工作，延時一定時間后，進入睡眠狀態。
(2)選擇低功耗電磁閥
對于水表而言，閥門是被控對象，控制著進水的開/關狀態。目前可控制的閥門主要是電磁閥，但常規的電磁閥是靠電的通/斷來控制閥門開/關的，既要讓閥門一直開著，就必須一直通電，因此耗電較大，不符合低功耗的要求。因此，必須對現有電平開關式電磁閥進行改進，采用雙穩態電磁閥，即閥門開/關控制由電脈沖來實現。使得對閥門開/關只需瞬時供電，從而減少耗電量。
(3)顯示器
液晶顯示器作為水表的輸出接口，顯示剩余水量、電池狀態及開關狀態，信息。它們的有效工作時間都比較短。用戶看完后，沒有必要讓它一直顯示。為此，可利用水表上的防水蓋提供信號。當蓋子打開時，進入工作狀態。當蓋子蓋上時，停止工作，從而達到節電的目的。
2.安全性問題解決方案
(1)售水用IC卡(用戶卡)的安全性 用戶卡在每次購水時，均由上位機根據剩余水量等信息隨機生成3B的密碼因子存入IC卡，以此對IC卡信息進行動態加密；卡表內的加密與解密程序讀取IC卡信息后，進行逆向處理，達到解密目的，然后對數據進行相應處理。采用這種方法后，可有效防止IC卡的非法復制與數據非法修改，保證IC卡的安全性。
(2)表內信息的安全性
表內信息的安全性由以下3種措施來保證：
第一，IC卡的有效認證：卡表自動識別有效IC卡，按預定程序與IC卡進行雙向傳輸，一次讀入全部信息，表內內存的信息一次寫入IC卡。設置的讀/寫密碼保證一表只有一張用戶卡配對使用。
第二，防開表裝置：若用戶私自打開水表表蓋RB5狀態由高到低觸發中斷，中斷服務程序將開蓋行為記錄到表內的EEPROM中，并立即關斷進水開關。只有自來水公司管理人員用管理卡才能消除這種不良記錄。
第三，防人為磁干擾裝置：若故意用磁鐵干擾水表試圖竊水，卡表將自動關閥并記錄下有關信息，只能由自來水公司供水管理部門開通。自來水公司可在管理系統內看到非法行為的類型，有效地杜絕竊水行為。
(轉載信息僅供參考)
1.低功耗解決方案
IC卡的能耗由3部分構成：第1部分是控制器中單片機(CPU)，液晶正常運行時的持續性能耗第2部分是卡表執行機構(電控閥)動作時的瞬時能耗，第3部分是IC卡表輔助功能的功耗，如聲光報警等。
上述IC卡表能耗的第1，2部分占了總能耗的95%以上。由于這兩部分能耗特征上完全不同，給選擇合適的電源增加了難度。用戶可以通過定期更換電池，維持IC卡表正常運行，但同時也給IC卡留下了技術安全的兩大隱患。其一用戶自行更換電池，意味著控制器將有更多機會遭受劣質電池的侵襲，造成元器件損壞。其二更換電池為技術性竊水提供了可能。解決的辦法是采用內置式鋰電池。
為盡可能降低IC卡水表運行時的功耗，延長鋰電池的使用時間，考慮以下方法實現。
(1)選擇低功耗器件
為降低整個水表的功耗，微處理器可選用Microchip公司的低功耗芯PICl6F84。該芯片工作于休閑狀態時，耗電量僅為μA級。
另外，采用FLASHEEPROM的串行存儲芯片93C46作為數據存儲器。93C46是一個串行EEPROM，占用體積小，功耗低，且操作簡單，主要用來存放IC卡識別字、發行密碼及用水計量等數據，以作為水表識別與計量的依據。單片機的運行模式是決定單片機應用系統的功耗的主要方面。
具有掉電模式和睡眠模式的單片機，在掉電和睡眠這2種運行方式下的功耗遠遠低于正常運行方式。在睡眠方式下，耗電約為lOμA(WDT開放)。因此，本系統只有在需要計數、插卡等情況下，才進入正常工作，延時一定時間后，進入睡眠狀態。
(2)選擇低功耗電磁閥
對于水表而言，閥門是被控對象，控制著進水的開/關狀態。目前可控制的閥門主要是電磁閥，但常規的電磁閥是靠電的通/斷來控制閥門開/關的，既要讓閥門一直開著，就必須一直通電，因此耗電較大，不符合低功耗的要求。因此，必須對現有電平開關式電磁閥進行改進，采用雙穩態電磁閥，即閥門開/關控制由電脈沖來實現。使得對閥門開/關只需瞬時供電，從而減少耗電量。
(3)顯示器
液晶顯示器作為水表的輸出接口，顯示剩余水量、電池狀態及開關狀態，信息。它們的有效工作時間都比較短。用戶看完后，沒有必要讓它一直顯示。為此，可利用水表上的防水蓋提供信號。當蓋子打開時，進入工作狀態。當蓋子蓋上時，停止工作，從而達到節電的目的。
2.安全性問題解決方案
(1)售水用IC卡(用戶卡)的安全性 用戶卡在每次購水時，均由上位機根據剩余水量等信息隨機生成3B的密碼因子存入IC卡，以此對IC卡信息進行動態加密；卡表內的加密與解密程序讀取IC卡信息后，進行逆向處理，達到解密目的，然后對數據進行相應處理。采用這種方法后，可有效防止IC卡的非法復制與數據非法修改，保證IC卡的安全性。
(2)表內信息的安全性
表內信息的安全性由以下3種措施來保證：
第一，IC卡的有效認證：卡表自動識別有效IC卡，按預定程序與IC卡進行雙向傳輸，一次讀入全部信息，表內內存的信息一次寫入IC卡。設置的讀/寫密碼保證一表只有一張用戶卡配對使用。
第二，防開表裝置：若用戶私自打開水表表蓋RB5狀態由高到低觸發中斷，中斷服務程序將開蓋行為記錄到表內的EEPROM中，并立即關斷進水開關。只有自來水公司管理人員用管理卡才能消除這種不良記錄。
第三，防人為磁干擾裝置：若故意用磁鐵干擾水表試圖竊水，卡表將自動關閥并記錄下有關信息，只能由自來水公司供水管理部門開通。自來水公司可在管理系統內看到非法行為的類型，有效地杜絕竊水行為。
(轉載信息僅供參考)
