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基于IC卡的記錄式溫度表
IC卡智能熱量表是一個(gè)由流量傳感器，配對(duì)溫度傳感器，計(jì)算器組成的組合式儀表。下面是小編精心整理的基于IC卡的記錄式溫度表，歡迎大家分享。
資料1：
摘要：基于IC卡的溫度表是一種新穎的現(xiàn)場(chǎng)儀表。它利用IC卡作為信息載體進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳送，可以共享PC機(jī)的強(qiáng)大功能；利用PC機(jī)，可對(duì)儀表的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析、處理、存檔、打印、繪制曲線等，具有記錄波形的功能。
關(guān)鍵詞：IC卡熱電阻傳感器采樣時(shí)間
1一種新穎的記錄儀表
溫度計(jì)是常用的熱工儀表，常用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)作為過(guò)程的溫度測(cè)量。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，不僅需要了解當(dāng)前溫度讀數(shù)，而且還希望能了解過(guò)程中的溫度變化情況。最近，筆者設(shè)計(jì)的基于IC卡的記錄式溫度表，價(jià)格與數(shù)字式溫度表相近；但可以記錄、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并可通過(guò)IC卡與PC機(jī)接口，是一種新穎的記錄式儀表。
該溫度表將熱電阻傳感器測(cè)得的溫度信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換，在面板上顯示，同時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在儀表中的E2PROM中。在儀表的面板上有一個(gè)鑰匙小孔，當(dāng)用戶需要時(shí)，只要將IC卡插入，即可取出存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。用戶將IC卡再插入接在普通PC機(jī)打印口上的IC卡讀寫器，即可將數(shù)據(jù)送入PC機(jī)。利用PC機(jī)的強(qiáng)大功能，可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析、顯示、存儲(chǔ)、打印。這種儀表不僅可以顯示讀數(shù)，而且還可以記錄溫度的實(shí)時(shí)變化。例如，可以顯示或打印一個(gè)過(guò)程的溫度曲線。這種溫度表用極低的代價(jià)，使數(shù)字溫度表升級(jí)成為電記錄儀表，實(shí)現(xiàn)了儀表的信息化。
與集散系統(tǒng)中的儀表相比，該溫度表不用連接導(dǎo)線，而且IC卡作為信息載體傳送數(shù)據(jù)。雖然在速度上比不上現(xiàn)場(chǎng)總線的快捷和方便，但同時(shí)也避免了拉長(zhǎng)線所帶來(lái)的干擾問題，同時(shí)不受距離、儀表數(shù)量的限制。因此，適用于分散、固定在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種儀表。
圖1
2硬件組成
本設(shè)計(jì)采用銅熱電阻作為溫度傳感器。傳感器作為電橋的一臂，用三線制接入電橋。電橋電壓經(jīng)運(yùn)算放大器7650放大后送入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。在本設(shè)計(jì)中，采用7107作為模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，7107是三位半雙積分式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管。當(dāng)前溫度值由數(shù)碼管直接顯示。單片機(jī)89C51將7107輸出的數(shù)字量取到計(jì)算機(jī)中。7107輸出的是七段字形代碼，位數(shù)較多。經(jīng)邏輯化簡(jiǎn)后，這三位半數(shù)字可簡(jiǎn)化為16位二進(jìn)制代碼。由軟件進(jìn)行反譯碼可以得到8421的BCD碼。選用7107作為A/D轉(zhuǎn)換器，是考慮到該芯片的性價(jià)比高。得到的溫度數(shù)字量存入儀表內(nèi)部的E2PROM24C256中。
24C256是I2C總線的串行E2PROM�？纱娣�32KB數(shù)據(jù)，可重復(fù)擦寫10萬(wàn)次，數(shù)據(jù)保存100年不丟失，寫入時(shí)間為10ms，可采用頁(yè)寫入方式，一次寫入64字節(jié)。在I2C總線上最多可掛接4片24C256芯片，通過(guò)地址線A1、A0的硬接線進(jìn)行選片。
IC卡也是由一片24C256芯片組成，IC卡上的插座掛接在I2C總線上。儀表內(nèi)的24C256片地址是“00”，IC卡上的24C256的片地址是“01”。IC卡上有五個(gè)引腳：電源、地、SDA、SCL、RDY。RDY在卡上與地短接，用來(lái)給單片機(jī)作卡插入判別信號(hào)。
圖1是該溫度表的硬件接線原理圖。
DS1302是一片串行時(shí)鐘日歷芯片，可進(jìn)行秒、分、時(shí)、日、月、星期、年的走時(shí)；在芯片內(nèi)部還有31字節(jié)的靜態(tài)RAM可資利用；在2.5V工作時(shí)，芯片電流小于300nA；外接備用電池，在外部停電的情況下可長(zhǎng)期正常走時(shí)可給系統(tǒng)提供記錄數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)時(shí)間。另外，DS1302內(nèi)部的RAM可以作NVRAM來(lái)使用，存儲(chǔ)儀表的工作參數(shù)。
在單片機(jī)的P3.4口線上，接有一只有源訊響器。該訊響器用作IC卡讀、寫指示和超限報(bào)警。在IC卡進(jìn)行讀/寫操作時(shí)，訊響器發(fā)出均勻的“嘟嘟”聲。讀/寫結(jié)束后音響停止。如讀/寫錯(cuò)誤，則發(fā)出短促報(bào)警聲。在IC卡未插入的正常工作情況，如溫度超過(guò)設(shè)定值，則發(fā)出溫度超限報(bào)警。
3存儲(chǔ)分配和軟件考慮
用于記錄式溫度表的IC卡有兩種：一種用于設(shè)定儀表的工作參數(shù)，稱“參數(shù)卡”；另一種用于讀取儀表的工作參數(shù)和溫度數(shù)據(jù)，稱“數(shù)據(jù)卡”。工作參數(shù)包括卡標(biāo)志字、表號(hào)、采樣時(shí)間、超限設(shè)定，時(shí)間/日期。標(biāo)志字用來(lái)區(qū)別參數(shù)卡和數(shù)據(jù)卡。采樣時(shí)間可以從1s到1小時(shí)任意設(shè)定。如按1s的時(shí)間間隔進(jìn)行采樣，則最多可存放10小時(shí)的數(shù)據(jù)。如按1次/小時(shí)的時(shí)間間隔采樣溫度，則1次可取出8年的溫度數(shù)據(jù)。
在主程序中，單片機(jī)的工作是按時(shí)讀取A/D的輸出數(shù)字量，將數(shù)據(jù)存入24C256中；并將該數(shù)據(jù)與超限報(bào)警的設(shè)置值進(jìn)行比較，如超過(guò)了設(shè)定值，則啟動(dòng)訊響器進(jìn)行報(bào)警。
每存放一個(gè)數(shù)據(jù)，必須修改一次地址指針。該地址指針存放在DS1302的NVRAM中。在系統(tǒng)停電的情況下，地址指針保存在NVRAM中不致丟失，以便在系統(tǒng)恢復(fù)送電時(shí)，從該地址繼續(xù)記錄數(shù)據(jù)。該指針在IC卡讀取數(shù)據(jù)時(shí)也作為工作參數(shù)一起取走，送入PC機(jī)。PC機(jī)根據(jù)該指針來(lái)確定IC卡上的有效數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。該指針不能存放在24C256中，因?yàn)镋2PROM的寫操作次數(shù)是有限的。另外，在對(duì)7107讀數(shù)時(shí)，為防止7107數(shù)字量翻轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，在程序中安排對(duì)A/D進(jìn)行兩次取數(shù)。只有在兩次取數(shù)的值相同時(shí)，才認(rèn)為是一次有效數(shù)據(jù)，否則應(yīng)重新取數(shù)。
在主程序中，單片機(jī)掃描RDY信號(hào)，判斷有無(wú)IC卡插入，如有卡插入，則根據(jù)卡上的標(biāo)志字確定是參數(shù)卡還是數(shù)據(jù)卡。不同的卡采用不同的讀/寫流程。不論何種卡，在讀/寫操作時(shí)都要啟動(dòng)定時(shí)器，使訊響器發(fā)出均勻的“嘟-嘟”讀/寫訊號(hào)。
圖2
4PC機(jī)的管理功能
IC卡取出后，數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)中。PC機(jī)的IC卡讀/寫器接在PC機(jī)的并行打印口的25針插座上，數(shù)據(jù)從打印口進(jìn)入計(jì)算機(jī)。因一般的PC機(jī)打印口只有單向輸出數(shù)據(jù)的能力，為了與串行E2PROM實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳送，在打印插頭上外接一塊三態(tài)門電路，其線路連接如圖2所示。PC機(jī)數(shù)據(jù)輸出通過(guò)三態(tài)門送到SDA上。當(dāng)PC機(jī)輸入數(shù)據(jù)時(shí)，三態(tài)門關(guān)閉，SDA上的信號(hào)通過(guò)打印插頭的15腳進(jìn)入PC機(jī)。因讀/寫電路和IC卡的電流很小，可以從打印口的空閑數(shù)據(jù)線上取得電源。只要在讀/寫過(guò)程中，將這些線置成高電平即可。
PC機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的管理采用菜單方式進(jìn)行，其主菜單如下：
�、僮x入IC卡內(nèi)容并進(jìn)行數(shù)據(jù)的分頁(yè)顯示、打印曲線、存檔；
�、诎霚囟缺淼墓ぷ鲄�(shù)寫入IC卡；
�、鄄榭从涗浽诖疟P上的各臺(tái)儀表的數(shù)據(jù)；
�、芡顺觥�
該程序采用C語(yǔ)言編制，整個(gè)程序包括以下幾個(gè)主要的功能模塊：
讀卡程序模塊—將IC卡數(shù)據(jù)讀入PC機(jī)內(nèi)存區(qū)，如有錯(cuò)誤，給出顯示；
寫卡程序模塊—將鍵盤輸入或磁盤上的儀表工作參數(shù)寫入IC卡，如有錯(cuò)誤，給出顯示；
數(shù)據(jù)處理模塊—將被壓縮的二進(jìn)制數(shù)據(jù)解壓為按時(shí)間排列的數(shù)據(jù)表；
顯示數(shù)據(jù)模塊—顯示運(yùn)行記錄表；
顯示曲線模塊—顯示溫度-時(shí)間曲線，并可根據(jù)需要進(jìn)行X軸放大，Y軸放大。
溫度表的工作參數(shù)和溫度數(shù)據(jù)，均可在PC機(jī)屏幕上顯示，也可用打印機(jī)打印出來(lái)。圖3是溫度表所記錄的某過(guò)程的溫度曲線。
結(jié)語(yǔ)
基于IC卡的記錄式溫度表是一種具有存儲(chǔ)功能的儀表。它在儀表與PC機(jī)之間引入了一個(gè)簡(jiǎn)單方便的接口，從而可以利用PC機(jī)的強(qiáng)大功能，使儀表成為一個(gè)數(shù)據(jù)采集的黑盒子。只黑盒子里的數(shù)據(jù)，可以方便地從鑰匙孔里取出，從而使溫度的實(shí)時(shí)記錄成為可能。這種記錄式儀表，不僅適用于溫度表，也適用于其它儀表。對(duì)于分散在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種分立式儀表，這是實(shí)現(xiàn)儀表信息化的切實(shí)可行的辦法。
資料2：
近年來(lái)，西方國(guó)家的IC卡技術(shù)取得了十分重大的發(fā)展。IC卡的發(fā)展對(duì)于政府的財(cái)政管理、減少現(xiàn)金的使用、實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的信息化等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)能起到非常重要的作用。當(dāng)前我國(guó)的IC卡發(fā)展依然處于基礎(chǔ)階段，在十二五期間，我們應(yīng)當(dāng)深入開展IC卡的推廣發(fā)行，全面改善民生并完善我國(guó)社會(huì)公共服務(wù)。
一、金融IC卡在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀
當(dāng)前我國(guó)發(fā)行的金融IC卡數(shù)量已達(dá)1億多張，關(guān)于其應(yīng)用的拓展工作也正有序的展開。浙江寧波是我國(guó)金融IC卡多應(yīng)用的第一個(gè)試點(diǎn)地區(qū)，目前階段已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在城市管理、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、公共交通及便民服務(wù)等多個(gè)行業(yè)金融IC卡的應(yīng)用。四川成都實(shí)施了創(chuàng)新，將金融IC卡與“城市一卡通”工程互相結(jié)合，用地鐵口為切入口是成都市的金融IC卡在各類公共服務(wù)領(lǐng)域起到非常重要的作用，首先使其在地鐵上得以應(yīng)用。以此同時(shí)，各個(gè)地方個(gè)分別實(shí)現(xiàn)了其在各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用，梅州、茂名、湛江等等地區(qū)分別實(shí)現(xiàn)了金融IC卡在公交、食堂、菜市場(chǎng)及加油站等地方的小額支付功能，使其得到了進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。廣州大學(xué)采用的是金融聯(lián)名IC卡，實(shí)現(xiàn)了大學(xué)城內(nèi)職工、學(xué)院及各單位的工作人員身份識(shí)別以及日常應(yīng)用，使其成為大學(xué)城內(nèi)的“一卡通”。湖南將金融IC卡應(yīng)用拓展到公共服務(wù)業(yè)，提供給公共汽車、出租車、停車場(chǎng)等相應(yīng)的服務(wù)，如密匙管理、發(fā)卡管理等，為這類公共行業(yè)提供了良好的便利，節(jié)約了其大量的人力、物力及財(cái)力，推動(dòng)了該地區(qū)金融IC卡業(yè)務(wù)的深入推廣。
二、當(dāng)前我國(guó)金融IC卡行業(yè)應(yīng)用中存在的問題
(一)缺乏統(tǒng)一的領(lǐng)導(dǎo)
金融IC卡能夠得以應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域均存在較強(qiáng)的獨(dú)立性，不能做到協(xié)調(diào)辦卡，一卡通用。例如軌道交通、公共汽車、高速公路等這些領(lǐng)域，涉及到的企業(yè)主體是不同的。所以許多企業(yè)雖然愿意發(fā)行金融IC卡，但是由于其資源的壟斷性，且各企業(yè)間采取的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，存在的資金風(fēng)險(xiǎn)較高，不得不推遲該項(xiàng)工作的進(jìn)行。
(二)缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃
各行業(yè)間沒有統(tǒng)一的管理手段及管理措施，所以在推廣的時(shí)候十分困難。各個(gè)行業(yè)不能夠充分的共享科研成果，針對(duì)金融IC卡項(xiàng)目不同企業(yè)都存在重復(fù)建設(shè)的情況，嚴(yán)重浪費(fèi)了資源。
(三)缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)前我國(guó)頒布的金融IC卡相關(guān)法律法規(guī)，除了《中國(guó)金融集成電路(IC)卡規(guī)范》，還有國(guó)家各個(gè)部門制定的不同行業(yè)的IC卡相關(guān)條款，其在上述規(guī)范的基礎(chǔ)上有一定的改變。例如支付密匙不相同，各個(gè)行業(yè)的支付標(biāo)準(zhǔn)不相同，這是將金融IC卡在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域推廣開來(lái)的主要障礙。
(四)商業(yè)模式有待完善
金融IC卡的主要發(fā)展方向就是跨行業(yè)應(yīng)用。但是在初期發(fā)展過(guò)程中，受到各個(gè)行業(yè)不同利益需求的影響，推廣會(huì)有一定的困難。例如在進(jìn)入銀行領(lǐng)域時(shí)，需要得到人民銀行的支持，與此同時(shí)還需要根據(jù)市場(chǎng)需求，以此為根據(jù)建立良好的商業(yè)模式，才能更好地發(fā)展。
三、金融IC卡的未來(lái)發(fā)展途徑
(一)政府加強(qiáng)扶持力度
金融IC卡在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下存在許多優(yōu)點(diǎn):保障財(cái)物安全、支付便捷等。在金融IC卡領(lǐng)域推廣跨行業(yè)應(yīng)用對(duì)我國(guó)的居民行業(yè)卡預(yù)付資金能夠起到很好的保護(hù)作用，能夠保護(hù)持卡人的預(yù)付資金安全，且能讓居民在生活中更便捷的出行、購(gòu)物，在一定程度上是一項(xiàng)重要的民生工程。政府應(yīng)當(dāng)站在人民的角度上多思考，給予該行業(yè)更多的支持，在政府的扶持下深入的推廣金融IC卡業(yè)務(wù)，最終使金融IC卡成為我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下新型產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)行業(yè)。
(二)建立跨行業(yè)管理機(jī)構(gòu)
采取政府牽頭模式，使銀行業(yè)金融機(jī)構(gòu)以及其他金融IC卡應(yīng)用的相關(guān)主管部門互相協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)其跨行業(yè)合作。對(duì)政府、交通以及公共衛(wèi)生等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)施統(tǒng)一的籌劃，建立相同的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)政府的領(lǐng)導(dǎo)作用，以政策優(yōu)惠或是其他手段調(diào)動(dòng)相關(guān)部門的參與積極性，使金融IC卡在各個(gè)領(lǐng)域得到全面統(tǒng)一的推廣。以政府為主導(dǎo)，帶領(lǐng)各行業(yè)解決金融IC卡目前發(fā)展過(guò)程中還存在的重難點(diǎn)問題，推動(dòng)此項(xiàng)民生工程的平穩(wěn)迅速發(fā)展。
(三)建立統(tǒng)一發(fā)展規(guī)劃
在政府的領(lǐng)導(dǎo)下，各行業(yè)根據(jù)自身發(fā)展及具體行業(yè)性質(zhì)制定好未來(lái)發(fā)展規(guī)劃。該規(guī)劃要從人民的日常活動(dòng)著手，為改善居民的生活便利性為基礎(chǔ)出發(fā)點(diǎn)，將金融IC卡的跨行業(yè)應(yīng)用深入的推廣。還可以根據(jù)預(yù)估的情況，制定金融IC卡項(xiàng)目發(fā)展的三年五年規(guī)劃，并在應(yīng)用過(guò)程中不斷完善金融IC卡的穩(wěn)定性、安全性以及便捷度。
(四)加強(qiáng)金融IC卡的應(yīng)用廣度
各銀行在發(fā)行金融IC卡之后，應(yīng)當(dāng)致力于完善金融IC卡未來(lái)發(fā)展前景。以降低金融IC卡發(fā)卡成本、增強(qiáng)應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者對(duì)于金融IC卡的依賴性。并在金融IC卡相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域不斷開發(fā)研究，不斷更新其應(yīng)用領(lǐng)域，改善消費(fèi)者的應(yīng)用體驗(yàn)，讓自身的產(chǎn)品更加具有競(jìng)爭(zhēng)力，最終使用戶自發(fā)的實(shí)現(xiàn)金融IC卡項(xiàng)目的推廣。
(五)采用多手段宣傳營(yíng)銷
金融IC卡在推廣過(guò)程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)自身的宣傳營(yíng)銷力度，通過(guò)多種手段的宣傳手法及營(yíng)銷模式向外推廣該項(xiàng)業(yè)務(wù)，在營(yíng)銷過(guò)程中以快捷、安全為宣傳點(diǎn)，引起社會(huì)各界對(duì)金融IC卡的關(guān)注。再通過(guò)后續(xù)一定了解之后，由于金融IC卡其自身具備的多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，能使金融IC卡在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。
四、結(jié)束語(yǔ)
在各行業(yè)內(nèi)全面推廣金融IC卡，能全面降低我國(guó)的銀行卡風(fēng)險(xiǎn)。與磁條卡相比，金融IC卡存在多方面的優(yōu)勢(shì)。所以我們?cè)谌蘸蟮耐茝V過(guò)程中要逐步拓寬金融IC卡的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，使其更具時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)力。
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