1  绪论

1。1  课题背景

随着社会科学技术的快速发展，资源短缺现象越来越严重，尤其是与人类生存密不可分的水资源。水是非常宝贵的环境资源，也是我国可持续发展战略的重要物质基础。而且，在世界上我国是人均水资源拥有量十分贫乏的国家之一，节约和保护水资源是我国目前非常重要的一项战略措施。节约水资源包括两个方面的措施，一是大力推广应用节水新技术，二是加强用水的科学管理，在某种意义上来说，加强用水的科学管理是当前的首要任务。要加强用水的科学管理，最重要的是要加速研究并开发出先进科学、应用方便的节水管理仪表，并且要推广这种仪表的应用。因此，研制一种低功耗、计量精确方便的智能水表显得极其重要。

传统的自来水用户的用水量管理依靠人工抄表，之后由用户去收费点缴纳费用。用户所采用的“先用水后付费”的方式具有工作量大，收费周期长，收费困难，效率低下等缺点，经常就会出现用户不缴费、迟缴水费等问题。为了彻底地解决这些问题，本设计在研究国内外智能水表发展现状的基础上，设计出了一个基于单片机的IC卡智能水表控制系统。本系统采用STC89C52单片机为中央控制单元，使用流量传感器检测用水量，并运用IC卡的读写及其加密技术，实现购水与用水量的科学管理。

1。2  智能水表的结构及特点

智能水表是一种以单片机为主体，结合计算机技术和测量控制技术，利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并且进行用水数据传递及结算交易的新型水表。智能水表除了可以对用水量进行记录和电子显示外，还能按照约定对用水量进行自动控制和采集，并可以自动完成阶梯水价的水费计算，同时也具有存储用水数据的功能。由于其数据传递和交易结算可通过IC卡进行，所以能够实现由工作人员上门抄表收费到用户自己去收费点交费的转变。IC卡交易系统还具有交易方便、计算准确、可以利用银行进行结算等特点。

与传统水表相比，智能水表有以下特点：

①对供水部门来说，可以实现先交费再供水的用水模式。这是大家都普遍认可的一个优点。这对解决水费拖欠这个问题有很大帮助。供水部门推行IC卡水表的经验表明，人们普遍接受这一模式，供水部门不仅解决了迟缴或不缴水费的难题，还可以提前收到资金。对于用户来说，由于水费的支出在总支出中所占比重很小，而且只是把水费的交付时间提前了一段时间，所以，这种改变对用户来说并不敏感。但对供水部门来说，这种变化则是不能小看的。随着水资源的日益紧张和水的商品属性正逐步被社会认可，水的交易方式将会逐渐采用一般商品的交易模式。显而易见，先交费后供水是更合理的一种交易模式。

②改变了传统的入户抄表收费的模式。这种模式改变的意义是巨大的。由于城市规模不断扩大和人口数量快速增加，供水部门抄表和收费的工作量将不断增大。沿用传统的上门抄表模式，将很难适应这种变化。现在由于各种原因的影响，人工入户抄表的效率已经在逐渐下降，并且这种模式的成本在不断增加。要想解决这个问题，可以采用多种途径，但依靠先进技术来解决这个问题，应当是更值得提倡的方式。显然，采用智能IC卡水表控制系统，将可以从根本上改变这种传统的收费模式。只要供水部门能合理设置交费机构，基本上不会给用户带来麻烦。使用IC卡进行交易结算，可以让用户自己决定交费时间和数量，增大了用户的自主性。特别是随着人们家庭安全意识和隐私意识的增强，入户抄表和上门收费等随意进出私人住户的做法将渐渐不受欢迎甚至受到抵制，这是一个必须给予重视的社会问题。而使用智能IC卡进行交易结算，将可以有效解决很多安全隐患的问题。