专利名称：智能射频ic卡水表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及对IC卡水表的改进。
背景技术：
近年来IC卡水表的保有量逐渐上升，该种水表的使用方式是用户先从收费大厅 购买水，输入到IC卡水表中，即可用水，当水表中的水用掉后，IC卡水表自动关阀，等待用 户再次去收费大厅购水。这样可以省去了抄表员的抄表过程。但该种水表由于具备了前述 功能，就必然需要自带能源。目前，一般采用普通电池或锂电池作为电源。由于水表长期应 用中需及时、可靠地获取用水量数据，一旦失电，或造成无法供水，或造成不能正确反映用 水量的情况。这就对水表自身能耗的降低提出了新的要求。
实用新型内容本实用新型针对以上问题提供了一种能大幅度降低水表自身功耗的智能射频IC 卡水表。本实用新型的技术方案是包括主控单元，与主控单元连接有阀门控制与位置检 测装置、流量检测装置、电池保护电路、外部攻击检测电路、数据存储与数据保护电路和LED 显示电路，与主控单元还连接有低功耗IC卡读写电路；所述低功耗读卡电路包括支持纳瓦 技术的具有1-8脚的MCU，它还包括与射频卡通讯的谐振电路、检波电路、基准电压提供电 路、比较接口和电源管理接口 ；所述谐振电路包括相互串接的电感Ll和电容Cl ；所述检波电路包括二极管D1、电容C2、电容C3、电容C4和电阻R5 ；所述电容Cl的一端接地，另一端分别与所述电感Ll和二极管Dl的正极端相连； 所述电容C2和电阻R4的一端分别接地，电容C2和电阻R4的另一端分别与二极管Dl的负 极端和电阻R5的一端相连；电容C3和电容C4串接在电阻R5的后端，电容C4的尾端接地； 在电容C3和电容C4之间有B接点；所述基准电压提供电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C5和基准电压源；电 阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C5的一端共同连接于A接点，电容C5的另一端接地，电阻R8 的另一端连接所述基准电压源，电阻R7的另一端接地，电阻R6的另一端分别连接所述B接
点[0009]所述比较接口包括所述MCU的2、3脚，所述2脚连接所述A接点，所述3脚连接 所述B接点；所述电源管理接口包括所述MCU的1、8脚；所述MCU的4脚连接所述电感Li。它还包括串接在电感Ll和所述MCU的4脚之间的放大电路，所述放大电路包括 NPN型的三极管Q1、PNP型的三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R14和基准电压源，电阻R14 的一端与所述MCU的4脚相连，电阻R14的另一端分别与三极管Q1、三极管Q2的B极并接，三极管Q2的C极接地，电阻Rl和电阻R2串接在三极管Ql的E极和三极管Q2的E极之间， 电阻Rl和电阻R2之间有C接点，所述C接点连接所述电感Li。它还包括外部设备连接口，所述外部设备连接口为所述MCU的6、7脚。本实用新型的智能IC卡水表其中采用了纳瓦级功耗的读写电路，它由支持纳瓦 技术的MCU为电路的控制核心，读写电路含有信号与能量发射、信号接收模块、信号处理模 块；数据与能量发射、接收模块含有线圈L1、C1，MCU产生的12^(Z、manchester方式调制的 数据由其4pin(脚)经Q1、Q2互补功率输出。Li、Cl谐振于12涨2，Ll 一方面辐射能量与 发送数据、另一方面根据其负载的变化接收被读的调制数据；D1、电容(C2、C3、C4)和电阻 (R4、R5)为 AM 检波，C2、C3、C4、R4、R5 组成滤波电路，经 C3 连到 MCU 3Pin，R7、R8、R6 为 MCU内部比较器的基准单元，给MCU的2、3Pin提供的基准，MCU依据基准解调出数据。3pin 还在数据信号的间隙进行ad转换，分辨干扰与数据，对干扰数据进行滤除，提高数据传输 的抗干扰性。MCU的2、3、4pin在非读写期间被置于数字口状态，在读写之前进行电路检 查，当发现与初始状态不符时关闭读写电路，给出报警提示，尽可能的延长了电池供电设备 的使用寿命。经试验检测，本实用新型的工作电压为2. 7-5v，工作电流4. 5mA，静态电流为 IOnA,以应用于智能水表为例，一月一抄，功耗在纳瓦级水平，可确保智能水表同样的电池， 工作更长的时间。
图1是本实用新型的原理框图图2是本实用新型中低功耗读卡电路的线路图图3是本实用新型中低功耗读卡电路另一实施方式的线路图图中1是谐振电路，2是检波电路，3是基准电压提供电路，4是比较接口，5是外部 设备连接口，6是放大电路，7是电源管理接口，8是MCU，9是射频卡。
具体实施方式
本实用新型的技术方案如图1、2所示，包括主控单元，与主控单元连接有阀门控 制与位置检测装置、流量检测装置、电池保护电路、外部攻击检测电路、数据存储与数据保 护电路和LED显示电路，与主控单元还连接有低功耗IC卡读写电路；本实用新型中低功耗 读卡电路如图2所示，包括支持纳瓦技术的具有1-8脚的MCU8，它还包括与射频卡通讯的谐 振电路1、检波电路2、基准电压提供电路3、比较接口 4和电源管理接口 7 ；所述谐振电路1包括相互串接的电感Ll和电容Cl ；电感Ll与射频卡9进行通 讯。所述检波电路2包括二极管D1、电容C2、电容C3、电容C4和电阻R5 ；所述电容Cl的一端接地，另一端分别与所述电感Ll和二极管Dl的正极端相连； 所述电容C2和电阻R4的一端分别接地，电容C2和电阻R4的另一端分别与二极管Dl的负 极端和电阻R5的一端相连；电容C3和电容C4串接在电阻R5的后端，电容C4的尾端接地； 在电容C3和电容C4之间有B接点；所述基准电压提供电路3包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C5和基准电压源； 电阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C5的一端共同连接于A接点，电容C5的另一端接地，电阻
4R8的另一端连接所述基准电压源，电阻R7的另一端接地，电阻R6的另一端分别连接所述B 接点；所述比较接口 4包括所述MCU的2、3脚，所述2脚连接所述A接点，所述3脚连接 所述B接点；所述电源管理接口 7包括所述MCU的1、8脚；所述MCU8的4脚连接所述电感Ll。本实用新型低功耗读写电路的另一实施方式如图3所示，它还包括串接在电感Ll 和所述MCU8的4脚之间的放大电路6，所述放大电路6包括NPN型的三极管Ql、PNP型的 三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R14和基准电压源，电阻R14的一端与所述MCU的4脚相 连，电阻R14的另一端分别与三极管Q1、三极管Q2的B极并接，三极管Q2的C极接地，电阻 Rl和电阻R2串接在三极管Ql的E极和三极管Q2的E极之间，电阻Rl和电阻R2之间有C 接点，所述C接点连接所述电感Li。它还包括外部设备连接口 5，所述外部设备连接口 5为所述MCU的6、7脚。组成电路的各模组化电路组成及功能作用谐振电路1 :L1、C1组成125KZ谐振电路，Ll 一方面辐射能量、发送调制数据，另一 方面，当卡处于辐射区内，且正确接收命令数据后，卡内的返回数据由内部的线圈作为Li、 Cl谐振回路的负载，负载的的变化直接反映的内部被调制的数据信息。Li、Cl连接点输出 接收到的数据调制信号。检波电路2:01、1 4、1 5、02、03、(4为数据调制信号的检波电路。基准电压提供电路3 :R7、R8是MCU内部比较电路的基准电压提供电路，C5为基准 电压提供电路的滤波。R6是内部比较电路cmpin-的偏置隔离电阻，b点的点位略低于a点 的点位，检波电路有数据输出时b点的点位随之变化，比较器根据其变化，解调数据。比较接口 4 :MCU2、3脚在数据接收时，连接内部比较器，在等待接收与接收前夕 mcu的3脚为数字口输入状态，检测b点的电平是否为数据电平，大于和小于数据电平的宽 度一般会视为干扰，MCU在需要时还会将2脚也切换为I/O 口，做器件完好性检查。外部设备连接口 5 =MCU的6、7脚为外部设备连接口。放大电路6 :MCU4脚输出125KH和被调制的数据信号，Ql、Q2为互补功率输出管， Rl、R2是输出匹配电路的一部分，R14是Ql、Q2基极驱动限流电阻。C、D点直接连接的情况下(即本实用新型图所示状况)，直接使用MCU的含有CMOS 互补推挽电路的io 口 MCU4脚，输出125KH和被调制的数据功率信号，直接送至L1、C1谐振 发射电路，以形成放大作用。电源管理接口 7 :M⑶的vdd、vss可以连接2. 7-3. 6v的电池，M⑶的核可以工作 在1. Sv0 MCU内部含有电源管理模块，负责监测周边元器件的工作状态与电池的工作状态， 在非读卡期间受内部策略机制的控制，一种是处于待机状态，待机电流为60nA，(microchip 的nano Watt XLP技术)。另一种状态时绝大部分时间处于睡眠状态，这时mcu的自身耗电 更低。
权利要求1.智能射频IC卡水表，包括主控单元，与主控单元连接有阀门控制与位置检测装置、 流量检测装置、电池保护电路、外部攻击检测电路、数据存储与数据保护电路和LED显示电 路，其特征在于，与主控单元还连接有低功耗IC卡读写电路；所述低功耗读卡电路包括支 持纳瓦技术的具有1-8脚的MCU(8)，它还包括与射频卡通讯的谐振电路(1)、检波电路O)、 基准电压提供电路(3)、比较接口⑷和电源管理接口(7)；所述谐振电路⑴包括相互串接的电感Ll和电容Cl ；所述检波电路⑵包括二极管D1、电容C2、电容C3、电容C4和电阻R5 ；所述电容Cl的一端接地，另一端分别与所述电感Ll和二极管Dl的正极端相连；所述 电容C2和电阻R4的一端分别接地，电容C2和电阻R4的另一端分别与二极管Dl的负极端 和电阻R5的一端相连；电容C3和电容C4串接在电阻R5的后端，电容C4的尾端接地；在电 容C3和电容C4之间有B接点；所述基准电压提供电路⑶包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C5和基准电压源；电 阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C5的一端共同连接于A接点，电容C5的另一端接地，电阻R8 的另一端连接所述基准电压源，电阻R7的另一端接地，电阻R6的另一端分别连接所述B接点。所述比较接口(4)包括所述MCU的2、3脚，所述2脚连接所述A接点，所述3脚连接所 述B接点；所述电源管理接口(7)包括所述MCU的1、8脚；所述MCU⑶的4脚连接所述电感Ll。
2.根据权利要求1所述的智能射频IC卡水表，其特征在于，它还包括串接在电感Ll和 所述MCU的4脚之间的放大电路(6)，所述放大电路(6)包括NPN型的三极管Q1、PNP型的 三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R14和基准电压源，电阻R14的一端与所述MCU的4脚相 连，电阻R14的另一端分别与三极管Q1、三极管Q2的B极并接，三极管Q2的C极接地，电阻 Rl和电阻R2串接在三极管Ql的E极和三极管Q2的E极之间，电阻Rl和电阻R2之间有C 接点，所述C接点连接所述电感Li。
3.根据权利要求1所述的智能射频IC卡水表，其特征在于，它还包括外部设备连接口 (5)，所述外部设备连接口 (5)为所述MCU的6、7脚。
专利摘要智能射频IC卡水表。涉及对IC卡水表的改进。能大幅度降低水表自身功耗。包括主控单元，与主控单元连接有阀门控制与位置检测装置、流量检测装置、电池保护电路、外部攻击检测电路、数据存储与数据保护电路和LED显示电路，与主控单元还连接有低功耗IC卡读写电路；低功耗读卡电路包括支持纳瓦技术的具有1-8脚的MCU，它还包括与射频卡通讯的谐振电路、检波电路、基准电压提供电路、比较接口和电源管理接口。本实用新型采用了纳瓦级功耗的读写电路，它由支持纳瓦技术的MCU为电路的控制核心，在读写之前进行电路检查，当发现与初始状态不符时关闭读写电路，给出报警提示，延长了电池使用寿命。功耗在纳瓦级水平，同样的电池，工作更长的时间。
文档编号G07F15/06GK201820294SQ20102052216
公开日2011年5月4日 申请日期2010年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者张坚, 徐一心, 李光普, 褚庭才, 陈永辅 申请人:扬州恒信仪表有限公司