本科毕业设计论文
题目:
IC卡煤气表的设计
——软件设计
院 (系): 电子信息工程学院
专 业: 自动化
班 级: ******
学 生: 王**
学 号: 070411334
指导教师: 谭宝成 苗苗
2011年 06月
IC卡煤气表的设计——软件部分
摘 要
IC卡智能家用燃气表是以IC卡为信息载体的智能型机电一体化的家用燃气表。它能够实现自动计量收费、自动控制用气,它和售气管理系统配合可实现预付费,从而免去人工入户抄表带来的诸多不便。
本文详细论述了IC卡智能家用燃气表的软件设计开发过程。该系统是基于AT89S52单片机实现的。先对IC卡家用燃气表的功能要求进行分析,提出IC卡燃气表的整体设计方案。设计采用模块化,将一个功能作为一个模块,各部分程序都独立的设计,最后主程序通过调用各模块程序来运行。最后完成各模块的设计。以及对程序进行调试。使各功能满足设计要求。
关键词:IC卡 燃气表 单片机
IC Card Intelligent Gas Meter—Software Part
Abstract
IC Card Intelligent Household Gas Meter IC Card as the information carrier is based on intelligent mechatronics domestic gas meter. It can automatically metering and charging, automatic control of gas, and gas sales management system which can be achieved with pre-paid, eliminating manual meter reading to bring home a lot of inconvenience.
This article discusses the IC card intelligent household gas meter software design and development process. The system is based on the AT89S52 SCM realizing. First to IC card household gas table function requirement analysis, some IC card overall design scheme of gas meter. Design USES modular, will a function as a module, each part program are independent design, final main program by calling each module program to run. Finally finish each module design. And debugging of program. Make every function and meet the design requirements.
Keywords :IC Card Gas Meter Microcontroller
1 绪论
1.1课题研究背景
随着我国国民经济的发展,大中小型企业规模扩大,房地产业蓬勃发展,人民生活水平日益提高,企业和各种居民燃气设施逐渐增多,用气量大增。而长期以来,在燃气供应方面,一直是实行先用气,后交费的政策。原始的人工抄表工作量大,收费时间长,收费困难,效率低,,资金回笼周期长等问题长期困扰着燃气公司,造成企业资金负担过重,给企业带来了损失。近几年来,随着IC卡应用技术的日益成熟,利用IC卡设计的智能燃气表应运而生。
1.2课题研究意义
作为“金卡工程”主导的IC卡,是一种包含了微电子技术和计算机技术的高科技产品,是当今世界科技发展的必然趋势。IC卡的优越性有:容量大,可靠性高,抗电磁干扰,抗恶劣使用环境,保密性好,对卡上的数据不能任意读/写,信息保存期长,读写方便,读写次数可高达10万次以上。但IC卡本身并不能单独直接使用,只能将IC卡与其它电子设备(如
煤气表)结台起来,才能共同构成满足某种社会需要的应用系统。
现在城市管道煤气已经基本普及,煤气用户的数量也随之有了很大的增长。作为煤气计费依据的煤气表数量与日俱增,有的城市达几十万甚至上百万用户。面对如此庞大的煤气表用户,抄表、收费工作将是一项十分繁琐的工作,同时由于用户各种客观情况的存在,例如生活水平、居住环境、生活习惯等不一样,给收费工作带来了很大的困难。针对这种现状,设计的IC卡智能煤气表,可以很好的解决传统仪表的抄表和收费等问题。该表实现了先进的IC卡计费功能,并且具备完善的防作弊功能。采用了多种方法提高该表在实用中的可靠性。设置了可燃气报警功能,提高了用户用气的安全性。
随着社会的进步,人民生活水平的不断提高,城市管道煤气已逐渐进入千家万户。煤气作为一种清洁和高效的能源已经有越来越多的用户在使用,特别是西部大开发“西气东输”计划的启动,管道煤气将向更多的大,中,小城市扩展,用户更会大幅增长,管道煤气已经和水,电一样成为城市的基本设施,给人们的日常生活带来极大的方便。
1.3
智能卡表及系统数据交换的安全性分析
在智能卡表和预付费管理系统之间,信息的传递是通过IC卡作为传输介质进行的,安全性的主要内容是如何保证IC卡中信息的安全性。
在智能卡表及系统中所使用的都是集成电路卡(IC卡),集成电路卡的核心是采用集成电路芯片来进行数据的存储。目前广泛使用的IC卡使用的是电可擦除数据存储芯片(EEPROM),这种芯片读写速度快,掉电后数据可以长期保存,并且数据可以反复进行擦写。
安全认证:安全认证用来在读写设备(包括智能卡表)与IC卡进行数据交换之前,首先进行必要的安全认证,用来确认双方身份的合法性。只有双方身份确认后,才能建立相互之间联系的通道进行必要的数据交换。如果双方不能确认身份的合法性,则不能建立进行数据交换的通道。
安全认证有两种方式可以实现,一是通过密码进行安全认证;一是通过密钥进行安全认证。
(1)读写设备发送密码到IC卡
(2)IC卡进行密码比较
(3)IC卡将比较结果返回读写设备
IC卡在进行密码比较时,如果读写设备发来的密码与IC卡中存储的密码相同,IC卡向读写设备返回密码认证通过的结果,并打开IC卡数据与外部进行交换的权限。如果密码不同,则返回错误结果,IC卡数据与外部进行交换的权限被关闭。
在逻辑加密卡中使用的就是这种认证方式,密码认证的方式比较简单实用,是一种常用的安全认证手段。
综合上面所讨论的内容,在智能卡表及系统中要具备高的数据安全性,采用安全级别高的IC卡即智能卡(CPU卡)作为传输介质,进行数据的安全认证和有效传输。
1.4本课题的分析
1.4.1IC卡燃气表的功能
作为供气计量,自动计费的IC卡智能煤气表应具有以下功能:
1.预付费功能:用户向煤气资源管理管理公司预交一定费用后,奖金额存入IC内,获得相应的可使用的没气量。
2.报警功能:当IC卡中剩余金额低于一定值时,煤气表发出声光报警,提醒用户去预交煤气费,给IC卡充值。
3.显示卡中余额功能:煤气表可随时显示IC卡中剩余金额,便于用户了解使用煤气情况。
4.加密功能:对IC卡进行加密,使系统不易被仿制,或者在IC卡丢失后不可被他人使用。
5.掉电保护功能:当系统由于供电设备或其他问题而断电时,会将程序正在运行中产生的重要数据保