一、引言
智能IC卡水表是一种采用电子与微计算机技术相结合，根据用户持卡购水实现自动计量计费，自动用水的民用高技术产品。采用智能IC卡水表技术方案可以为供水管理部门和用户带来许多方便，可为传统的供水管理模式进行现代改造，提供基础型的技术支持。采用智能IC卡水表技术可以带来许多新的变化，例如：1、对供水部门来说，可以实现先交费再供水的用水模式。这对解决水费拖欠问题有很大的帮助。2、降低了入户抄表收费的工作量。
二、工作原理
智能水表主要有表体、单片机控制系统、液晶显示器、电机和阀门等几部分组成，表体在传统的转盘式水表基础上加了流量采集装置。用水时先到自来水公司计算机管理中心交费买水，同时计算机管理中心把所购金额的水量充入用水IC卡中。用户把存储水量的IC卡插入水表中，单片机系统读取水量后，开启阀门，进行供水。同时IC卡被清零。用水量通过流量采集装置中的磁敏元件干簧管将其转换为电脉冲信号，脉冲信号输入到单片机进行计量、并显示出新的数据。当所剩水量为零时，系统提示请购水，数秒钟之后关闭显示及断开阀门，停止供水，用户若想继续用水，必须重新向自来水公司购水。
三、硬件设计
电路设计：智能IC卡水表数据处理及控制电路原理图，如下图所示。
单片机的选择及功用单片机是智能IC卡水表的核心部件，经过精心考虑我们采用PHILIPS半导体公司生产的P87LPC764微功耗8位单片机，它是20管脚封装的单片机，体积小适合于许多要求高集成度、低成本的场合，可以满足许多方面的性能要求。
单片机是智能IC卡水表的核心，处理来自各个元器件送来的讯息。在本电路中，于簧管K1接在单片机的第8个管脚上，当转盘每转一圈，安装在计数盘位上的磁铁经过干簧管一次，使其闭合即在信号端产生一个计量脉冲，然后由单片机的中断服务程序来完成计量及其相应的显示功能。17脚是单片机和IC卡之间的数据桥梁，通过它单片机来读/写IC卡中的数据。该管脚须接一上拉电阻来保证数传输的稳定。Q1、Q2、Q3、Q4分别接在10、2、3、9管脚上，用来驱动直电流电机正反转。10脚和3脚置1控制Q1、Q3通，电机正转：2脚和9脚1控制Q2、Q4通，电机反转。平时，2、3、9、10脚都为低，Ql、Q2、Q3、Q4都不导通，电机不转。非易失性存储器CAT24WC02是I2C总线结构器件，它与单片机的通信是靠两根连线来实现的，分别是串行数据线SDA和串行钟线SCL。在本电路中我们用单片机的Pl.0和Pl.1来模拟SCL和SDA，实现两者之间的通信。
非易失性存储器非易失性存储器(EEPROM)是用来存放水表中诸如已耗水量、结余水量、够水金额等重要数据的。在本电路中，我们选用真正O功耗的CAT24WC02存储芯片。CAT24WC02是一个2K串行CMOSE2PRPM内部含有256个8位字节，CAT24WC02有一个16位字节页写缓冲器，具有1，000，000次编程/擦除周期，可保存数据100年。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。管脚配置如下图所示。
液晶显示模块 液晶显示模块采用ZY886A，它是为lC卡水表配套做的专用液晶显示器，可广泛应用于居民用水及工业用水等各领域。该模块与单片机的接口简单方便且再不需显示时可将它的功耗降为0，该模块还提供了丰富的显示信息。显示屏示意图如下图。
显示说明图如下图所示。
四、软件的设计
程序编程采用模块化编程方法。软件由主程序、子程序和中断服务程序组成。主程序包括单片机及各个接口芯片的初始化、自检和子程序调用等；中断服务程序用来处理流量中断，流量中断程序对流量脉冲计数，一个脉冲计0.1立方米水。水量减一后存回EEPROM，并显示当前剩余水量及金额。当水量减为零时，单片机2脚和9脚置1使电机反转，阀门关闭，数秒钟后，2脚和9脚清零，电机停转，阀门跟着停止。程序流程图如下图所示。
五、结论
以上所设计IC卡水表，重要价值在于实现了用科学技术手段经营管理，为自来水公司供水管理部门实现计算机全面管理提供了坚实的基础，能从根本上杜绝迟交、欠费、漏交水费的现象，因此，必将带来良好的经济效益和社会效益。
