基于IC卡的記錄式溫度表

基于IC卡的記錄式溫度表

　　IC卡智能熱量表是一個由流量傳感器，配對溫度傳感器，計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場儀表。它利用IC卡作為信息載體進行雙向數據傳送，可以共享PC機的強大功能；利用PC機，可對儀表的測量數據進行記錄、分析、處理、存檔、打印、繪制曲線等，具有記錄波形的功能。

　　關鍵詞：IC卡熱電阻傳感器采樣時間

　　1一種新穎的記錄儀表

　　溫度計是常用的熱工儀表，常用于工業現場作為過程的溫度測量。在工業生產過程中，不僅需要了解當前溫度讀數，而且還希望能了解過程中的溫度變化情況。最近，筆者設計的基于IC卡的記錄式溫度表，價格與數字式溫度表相近；但可以記錄、存儲數據，并可通過IC卡與PC機接口，是一種新穎的記錄式儀表。

　　該溫度表將熱電阻傳感器測得的溫度信號，經過信號調理和A/D轉換，在面板上顯示，同時將數據存儲在儀表中的E2PROM中。在儀表的面板上有一個鑰匙小孔，當用戶需要時，只要將IC卡插入，即可取出存儲的數據。用戶將IC卡再插入接在普通PC機打印口上的IC卡讀寫器，即可將數據送入PC機。利用PC機的強大功能，可進行數據處理、分析、顯示、存儲、打印。這種儀表不僅可以顯示讀數，而且還可以記錄溫度的實時變化。例如，可以顯示或打印一個過程的溫度曲線。這種溫度表用極低的代價，使數字溫度表升級成為電記錄儀表，實現了儀表的信息化。

　　與集散系統中的儀表相比，該溫度表不用連接導線，而且IC卡作為信息載體傳送數據。雖然在速度上比不上現場總線的快捷和方便，但同時也避免了拉長線所帶來的干擾問題，同時不受距離、儀表數量的限制。因此，適用于分散、固定在工業現場的各種儀表。

　　圖1

　　2硬件組成

　　本設計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。電橋電壓經運算放大器7650放大后送入模/數轉換器。在本設計中，采用7107作為模/數轉換器，7107是三位半雙積分式模/數轉換器，可直接驅動LED數碼管。當前溫度值由數碼管直接顯示。單片機89C51將7107輸出的數字量取到計算機中。7107輸出的是七段字形代碼，位數較多。經邏輯化簡后，這三位半數字可簡化為16位二進制代碼。由軟件進行反譯碼可以得到8421的BCD碼。選用7107作為A/D轉換器，是考慮到該芯片的性價比高。得到的溫度數字量存入儀表內部的E2PROM24C256中。

　　24C256是I2C總線的串行E2PROM。可存放32KB數據，可重復擦寫10萬次，數據保存100年不丟失，寫入時間為10ms，可采用頁寫入方式，一次寫入64字節。在I2C總線上最多可掛接4片24C256芯片，通過地址線A1、A0的硬接線進行選片。

　　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。儀表內的24C256片地址是“00”，IC卡上的24C256的片地址是“01”。IC卡上有五個引腳：電源、地、SDA、SCL、RDY。RDY在卡上與地短接，用來給單片機作卡插入判別信號。

　　圖1是該溫度表的硬件接線原理圖。

　　DS1302是一片串行時鐘日歷芯片，可進行秒、分、時、日、月、星期、年的走時；在芯片內部還有31字節的靜態RAM可資利用；在2.5V工作時，芯片電流小于300nA；外接備用電池，在外部停電的情況下可長期正常走時可給系統提供記錄數據的實時時間。另外，DS1302內部的RAM可以作NVRAM來使用，存儲儀表的工作參數。

　　在單片機的P3.4口線上，接有一只有源訊響器。該訊響器用作IC卡讀、寫指示和超限報警。在IC卡進行讀/寫操作時，訊響器發出均勻的“嘟嘟”聲。讀/寫結束后音響停止。如讀/寫錯誤，則發出短促報警聲。在IC卡未插入的正常工作情況，如溫度超過設定值，則發出溫度超限報警。

　　3存儲分配和軟件考慮

　　用于記錄式溫度表的IC卡有兩種：一種用于設定儀表的工作參數，稱“參數卡”；另一種用于讀取儀表的工作參數和溫度數據，稱“數據卡”。工作參數包括卡標志字、表號、采樣時間、超限設定，時間/日期。標志字用來區別參數卡和數據卡。采樣時間可以從1s到1小時任意設定。如按1s的時間間隔進行采樣，則最多可存放10小時的數據。如按1次/小時的時間間隔采樣溫度，則1次可取出8年的溫度數據。

　　在主程序中，單片機的工作是按時讀取A/D的輸出數字量，將數據存入24C256中；并將該數據與超限報警的設置值進行比較，如超過了設定值，則啟動訊響器進行報警。

　　每存放一個數據，必須修改一次地址指針。該地址指針存放在DS1302的NVRAM中。在系統停電的情況下，地址指針保存在NVRAM中不致丟失，以便在系統恢復送電時，從該地址繼續記錄數據。該指針在IC卡讀取數據時也作為工作參數一起取走，送入PC機。PC機根據該指針來確定IC卡上的有效數據的長度。該指針不能存放在24C256中，因為E2PROM的寫操作次數是有限的。另外，在對7107讀數時，為防止7107數字量翻轉時可能出現的競爭現象，在程序中安排對A/D進行兩次取數。只有在兩次取數的值相同時，才認為是一次有效數據，否則應重新取數。

　　在主程序中，單片機掃描RDY信號，判斷有無IC卡插入，如有卡插入，則根據卡上的標志字確定是參數卡還是數據卡。不同的卡采用不同的讀/寫流程。不論何種卡，在讀/寫操作時都要啟動定時器，使訊響器發出均勻的“嘟-嘟”讀/寫訊號。

　　圖2

　　4PC機的管理功能

　　IC卡取出后，數據傳送到PC機中。PC機的IC卡讀/寫器接在PC機的并行打印口的25針插座上，數據從打印口進入計算機。因一般的PC機打印口只有單向輸出數據的能力，為了與串行E2PROM實現雙向數據傳送，在打印插頭上外接一塊三態門電路，其線路連接如圖2所示。PC機數據輸出通過三態門送到SDA上。當PC機輸入數據時，三態門關閉，SDA上的信號通過打印插頭的15腳進入PC機。因讀/寫電路和IC卡的電流很小，可以從打印口的空閑數據線上取得電源。只要在讀/寫過程中，將這些線置成高電平即可。

　　PC機對數據的管理采用菜單方式進行，其主菜單如下：

　　①讀入IC卡內容并進行數據的分頁顯示、打印曲線、存檔；

　　②半溫度表的工作參數寫入IC卡；

　　③查看記錄在磁盤上的各臺儀表的數據；

　　④退出。

　　該程序采用C語言編制，整個程序包括以下幾個主要的功能模塊：

　　讀卡程序模塊—將IC卡數據讀入PC機內存區，如有錯誤，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寫入IC卡，如有錯誤，給出顯示；

　　數據處理模塊—將被壓縮的二進制數據解壓為按時間排列的數據表；

　　顯示數據模塊—顯示運行記錄表；

　　顯示曲線模塊—顯示溫度-時間曲線，并可根據需要進行X軸放大，Y軸放大。

　　溫度表的工作參數和溫度數據，均可在PC機屏幕上顯示，也可用打印機打印出來。圖3是溫度表所記錄的某過程的溫度曲線。

　　結語

　　基于IC卡的記錄式溫度表是一種具有存儲功能的儀表。它在儀表與PC機之間引入了一個簡單方便的接口，從而可以利用PC機的強大功能，使儀表成為一個數據采集的黑盒子。只黑盒子里的數據，可以方便地從鑰匙孔里取出，從而使溫度的實時記錄成為可能。這種記錄式儀表，不僅適用于溫度表，也適用于其它儀表。對于分散在工業現場的各種分立式儀表，這是實現儀表信息化的切實可行的辦法。

　　資料2：

　　近年來，西方國家的IC卡技術取得了十分重大的發展。IC卡的發展對于政府的財政管理、減少現金的使用、實現企業經濟活動的信息化等經濟活動能起到非常重要的作用。當前我國的IC卡發展依然處于基礎階段，在十二五期間，我們應當深入開展IC卡的推廣發行，全面改善民生并完善我國社會公共服務。

　　一、金融IC卡在我國的發展現狀

　　當前我國發行的金融IC卡數量已達1億多張，關于其應用的拓展工作也正有序的展開。浙江寧波是我國金融IC卡多應用的第一個試點地區，目前階段已經實現了在城市管理、醫療衛生、文化教育、公共交通及便民服務等多個行業金融IC卡的應用。四川成都實施了創新，將金融IC卡與“城市一卡通”工程互相結合，用地鐵口為切入口是成都市的金融IC卡在各類公共服務領域起到非常重要的作用，首先使其在地鐵上得以應用。以此同時，各個地方個分別實現了其在各個領域的運用，梅州、茂名、湛江等等地區分別實現了金融IC卡在公交、食堂、菜市場及加油站等地方的小額支付功能，使其得到了進一步的推廣應用。廣州大學采用的是金融聯名IC卡，實現了大學城內職工、學院及各單位的工作人員身份識別以及日常應用，使其成為大學城內的“一卡通”。湖南將金融IC卡應用拓展到公共服務業，提供給公共汽車、出租車、停車場等相應的服務，如密匙管理、發卡管理等，為這類公共行業提供了良好的便利，節約了其大量的人力、物力及財力，推動了該地區金融IC卡業務的深入推廣。

　　二、當前我國金融IC卡行業應用中存在的問題

　　(一)缺乏統一的領導

　　金融IC卡能夠得以應用的各個領域均存在較強的獨立性，不能做到協調辦卡，一卡通用。例如軌道交通、公共汽車、高速公路等這些領域，涉及到的企業主體是不同的。所以許多企業雖然愿意發行金融IC卡，但是由于其資源的壟斷性，且各企業間采取的技術標準不同，存在的資金風險較高，不得不推遲該項工作的進行。

　　(二)缺乏統一的規劃

　　各行業間沒有統一的管理手段及管理措施，所以在推廣的時候十分困難。各個行業不能夠充分的共享科研成果，針對金融IC卡項目不同企業都存在重復建設的情況，嚴重浪費了資源。

　　(三)缺乏統一的技術標準

　　當前我國頒布的金融IC卡相關法律法規，除了《中國金融集成電路(IC)卡規范》，還有國家各個部門制定的不同行業的IC卡相關條款，其在上述規范的基礎上有一定的改變。例如支付密匙不相同，各個行業的支付標準不相同，這是將金融IC卡在行業應用領域推廣開來的主要障礙。

　　(四)商業模式有待完善

　　金融IC卡的主要發展方向就是跨行業應用。但是在初期發展過程中，受到各個行業不同利益需求的影響，推廣會有一定的困難。例如在進入銀行領域時，需要得到人民銀行的支持，與此同時還需要根據市場需求，以此為根據建立良好的商業模式，才能更好地發展。

　　三、金融IC卡的未來發展途徑

　　(一)政府加強扶持力度

　　金融IC卡在當前社會經濟環境下存在許多優點:保障財物安全、支付便捷等。在金融IC卡領域推廣跨行業應用對我國的居民行業卡預付資金能夠起到很好的保護作用，能夠保護持卡人的預付資金安全，且能讓居民在生活中更便捷的出行、購物，在一定程度上是一項重要的民生工程。政府應當站在人民的角度上多思考，給予該行業更多的支持，在政府的扶持下深入的推廣金融IC卡業務，最終使金融IC卡成為我國市場經濟下新型產業的重點行業。

　　(二)建立跨行業管理機構

　　采取政府牽頭模式，使銀行業金融機構以及其他金融IC卡應用的相關主管部門互相協調，實現其跨行業合作。對政府、交通以及公共衛生等領域的應用實施統一的籌劃，建立相同的行業標準。加強政府的領導作用，以政策優惠或是其他手段調動相關部門的參與積極性，使金融IC卡在各個領域得到全面統一的推廣。以政府為主導，帶領各行業解決金融IC卡目前發展過程中還存在的重難點問題，推動此項民生工程的平穩迅速發展。

　　(三)建立統一發展規劃

　　在政府的領導下，各行業根據自身發展及具體行業性質制定好未來發展規劃。該規劃要從人民的日常活動著手，為改善居民的生活便利性為基礎出發點，將金融IC卡的跨行業應用深入的推廣。還可以根據預估的情況，制定金融IC卡項目發展的三年五年規劃，并在應用過程中不斷完善金融IC卡的穩定性、安全性以及便捷度。

　　(四)加強金融IC卡的應用廣度

　　各銀行在發行金融IC卡之后，應當致力于完善金融IC卡未來發展前景。以降低金融IC卡發卡成本、增強應用領域來實現消費者對于金融IC卡的依賴性。并在金融IC卡相關的各個領域不斷開發研究，不斷更新其應用領域，改善消費者的應用體驗，讓自身的產品更加具有競爭力，最終使用戶自發的實現金融IC卡項目的推廣。

　　(五)采用多手段宣傳營銷

　　金融IC卡在推廣過程中應當加強自身的宣傳營銷力度，通過多種手段的宣傳手法及營銷模式向外推廣該項業務，在營銷過程中以快捷、安全為宣傳點，引起社會各界對金融IC卡的關注。再通過后續一定了解之后，由于金融IC卡其自身具備的多項優勢，能使金融IC卡在各行各業得到廣泛的應用。

　　四、結束語

　　在各行業內全面推廣金融IC卡，能全面降低我國的銀行卡風險。與磁條卡相比，金融IC卡存在多方面的優勢。所以我們在日后的推廣過程中要逐步拓寬金融IC卡的設計領域，使其更具時代競爭力。

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