IC卡智能水表的低功耗问题

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IC卡智能水表的低功耗问题

作者:admin 时间:2019-01-28 05:29 来源:未知
本设计的IC卡智能水表电源部分采用3节干电池供电。而电池的容量也非常有限,如果需要经常更换电池,肯定会给用户带来很多的不便,势必对该水表的推广带来了很大的麻烦。经常更...
       本设计的IC卡智能水表电源部分采用3节干电池供电。而电池的容量也非常有限,如果需要经常更换电池,肯定会给用户带来很多的不便,势必对该水表的推广带来了很大的麻烦。经常更换电池还为窃水提供了可能。因此水表的功耗问题成为设计的重点和难点。

      IC卡的能耗由3部分构成:第一部分是控制器单片机、LED显示正常运行时的持续性能耗是主要的功耗;第二部分是卡表招待机构动作时的瞬时能耗;第三部分是IC卡表一些辅助功能如声音报警等的能耗。
     上述IC卡表能耗的第
  一、二部分占了总能耗的95%以上。由于这两部分能耗从特征上来说是完全不同的类型,给选择合适的电源增加了难度。用户可以通过定期更换电池,维持IC卡水表正常运行,但同时也给IC卡留下了技术安全的两大隐患。第一大隐患是严重的,让用户自行更换电池,意味着控制器将有更多机会遭受劣质电池的侵袭,造成元器件的损坏、控制器失效及大量的维修损失。第二大隐患是致命的更换电池为技术性窃水提供了可能。我们知道,电控阀依靠电池执行开/关阀动作。通常设计者在电路中都采取了断电自动关阀的技术保护措施。其基本原理就是通过大容量电容、限流电阻及三极管开关组成一个储能电路,电压正常时,电池向储能电容充电,一经检测到电压不正常,电容放电使阀门关闭。而更换电池时,控制电路虽发出关闭信号,但储能电容已无法提供关闭阀所需的能量,阀门就此处于永久开启的状态。不少使用干电池的IC卡,安上述方法试验三四次后,均能将阀门打开。解决此问题的办法是前面提到的采用基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计37 超级电容方案。
      为了尽可能降低IC卡水表运行时的功耗,延长干电池的使用时间,本设计系统考虑从以下几个途径来实现。
      
  1. 选择低功耗电磁阀电磁阀是IC卡智能水表的重要部件,我采用了新型双稳态脉冲式电磁阀,电源电压低。四川水表厂安装水表之前,需要了解管道内的水流方向,然后在安装时需保证水表上的箭头与水流方向一致。这样更方便后期水表的使用,数据也会更加准确。正常供水情况下,电磁阀处于常开状态,驱动机构不消耗电能;只有当购买的吨位数用完时,电磁阀关闭并自锁于常闭状态。它具有启动水压低、防堵性能好及关闭可靠等特点。
      
  2. 选择低功耗器件除选用低功耗的微处理器外,其他器件也必须为低功耗型,如CMOS器件,而且参数的选用也必须注意低功耗。其重点是:
      、采用低功耗器件。
      、采用LED显示作为显示接口。采用LED显示相关信息,并且平常处于关闭状态。设置相应的控制按钮,控制按钮由防水盖控制。用记需要查询时,打开防水盖,按钮闭合,才显示剩余水量等信息。
      、一般情况下,让芯片处于低功耗睡眠模式。成都水表厂其所具备的优势不仅仅是客户多,更多的还是其客户遍及的范围比较广,通常都会遍布全国各地,而且还会与各个地方的服务商保持着长期的合作关系,毋庸置疑这也是稳定客源与声誉的必要根基和有力措施。
     
  3. 选择低的工作电压和低的工作频率
      随着半导体技术的不断发展,集成电路的电源电压呈现出下降趋势。现在许多的CMOS电路都提供低电压设计。常用5V的CMOS器件大多都提供3V的使用电压。低电压不仅便于使用电池,也可以降低电流消耗。在便携式设备设计中,为降低功耗大量使用了各种低电压器件。降低时钟频率,可节省能源,并使单片机执行速度减慢。
 
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