【摘 要】采用基于射頻卡來(lái)設(shè)計(jì)浴室開(kāi)水房自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、成本低廉、通用性強(qiáng)，可以減輕學(xué)校人力管理上的負(fù)擔(dān)，同時(shí)，可以減少學(xué)校在浴室管理上的財(cái)務(wù)支出。也能夠運(yùn)用低速處理器處理生活中浪費(fèi)人力資源和物力資源的事情，達(dá)到了較高的性?xún)r(jià)比。安全保密性好，不容易被復(fù)制，IC卡上的信息能夠隨意讀取、修改、擦除，但都需要密碼，有效防止部分同學(xué)修改信息。

【關(guān)鍵詞】射頻卡 開(kāi)水 計(jì)費(fèi) 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

目前很多學(xué)校洗澡是按照時(shí)間來(lái)計(jì)費(fèi)的，但是到浴室會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)很多人洗的時(shí)間倒不是很長(zhǎng)，女生稍微長(zhǎng)點(diǎn)兒，但是浪費(fèi)水的情況時(shí)常都有出現(xiàn)，比如部分學(xué)生把在浴室里洗衣服，所以按時(shí)間收費(fèi)有滋生學(xué)生浪費(fèi)習(xí)慣的弊端。我國(guó)現(xiàn)在倡導(dǎo)節(jié)約型社會(huì)，當(dāng)代大學(xué)生雖然都受過(guò)素質(zhì)教育，但是隨著社會(huì)發(fā)展節(jié)奏加快，生活水平相對(duì)提高，人們逐漸養(yǎng)成了懶惰，浪費(fèi)的習(xí)慣，通過(guò)改進(jìn)浴室管理方案，修改計(jì)費(fèi)方式，從而遏制大學(xué)生的浪費(fèi)現(xiàn)象。

由此，我們團(tuán)隊(duì)有了做浴室開(kāi)水房計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)的想法，想改善學(xué)校的浴室、開(kāi)水房管理方式。本系統(tǒng)采用射頻卡進(jìn)行流量計(jì)費(fèi)管理，射頻卡具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（一）存儲(chǔ)容量大。磁卡的存儲(chǔ)容量大約在200個(gè)字符；IC卡的存儲(chǔ)容量根據(jù)型號(hào)不同，小的幾百個(gè)字符，大的上百萬(wàn)個(gè)字符。

（二）安全保密性好，不容易被復(fù)制，IC卡上的信息能夠隨意讀取、修改、擦除，但都需要密碼。

（三）CPU卡具有數(shù)據(jù)處理能力。在與讀卡器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、解密，以確保交換數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠；而磁卡則無(wú)此功能。

（四）使用壽命長(zhǎng)，可以重復(fù)充值。

（五）IC卡具有防磁、防靜電、防機(jī)械損壞和防化學(xué)破壞等能力，信息保存年限長(zhǎng)，讀寫(xiě)次數(shù)在數(shù)萬(wàn)次以上。

（六）IC卡能廣泛應(yīng)用于金融、電信、交通、商貿(mào)、社保、稅收、醫(yī)療、保險(xiǎn)等方面，幾乎涵蓋所有的公共事業(yè)領(lǐng)域。

一、IC卡工作的基本原理

射頻讀寫(xiě)器向IC卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫(xiě)器發(fā)射的頻率相同，這樣在電磁波激勵(lì)下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷；在這個(gè)電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí)，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫(xiě)器的數(shù)據(jù)。

卡片有著16個(gè)扇區(qū)；每個(gè)扇區(qū)包含4個(gè)數(shù)據(jù)塊；每個(gè)數(shù)據(jù)塊具有16個(gè)byte的存儲(chǔ)容量。扇區(qū)被定義為扇區(qū)0至扇區(qū)15；數(shù)據(jù)塊被分為數(shù)據(jù)塊0至數(shù)據(jù)塊3；整個(gè)卡共有64個(gè)數(shù)據(jù)塊。

每個(gè)扇區(qū)的密碼和存取控制都是獨(dú)立的，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定各自的密碼及存取控制。存取控制為4 個(gè)字節(jié)，共32 位，扇區(qū)中的每個(gè)塊（包括數(shù)據(jù)塊和控制塊）的存取條件是由密碼和存取控制共同決定的。

二、基于射頻卡的浴室開(kāi)水房自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通過(guò)單片機(jī)對(duì)流量計(jì)，射頻卡，電磁閥等實(shí)施控制。單片機(jī)會(huì)按照流量，對(duì)射頻卡內(nèi)的信息進(jìn)行修改（修改余額信息，對(duì)其他信息無(wú)影響），單片機(jī)訪問(wèn)流量計(jì)的頻率在3S一次左右，也就是，三秒一次掃描流量計(jì)的數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行運(yùn)算費(fèi)用，然后修改射頻卡內(nèi)的信息（修改余額）。余額不足會(huì)通過(guò)12864液晶顯示器顯示。

（一）系統(tǒng)總體框圖

本系統(tǒng)的主控采用STC12C5A60S2單片機(jī)，該單片機(jī)是增強(qiáng)型51單片機(jī)， ROM高達(dá)61K，運(yùn)算速度是51單片機(jī)的八倍，STC12C5A60S2兼容51單片機(jī)的指令，管腳，而且該單片機(jī)具有AD轉(zhuǎn)換功能，高速低功耗而且抗干擾。電磁閥采用12V 6分管通水電磁閥，直流持續(xù)式工作模式，工作壓力在0.02Mpa-0.8Mpa，介質(zhì)溫度在1℃-85℃。并且導(dǎo)體與非導(dǎo)體之間應(yīng)能承受AC2500V電壓，1min不擊穿和產(chǎn)生飛弧等現(xiàn)象。流量計(jì)采用 6分管高精度水流量傳感器，頻率F=26*Q（Q為L(zhǎng)/min），內(nèi)徑3.0mm，流量范圍0.5-5L/min（其中Q表示流量升/分鐘）。射頻卡采用RFID讀卡模塊和EHUOYANIC卡。

三、基于射頻卡的浴室開(kāi)水房自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為三個(gè)具體實(shí)施階段：

第一個(gè)階段，識(shí)別IC卡，讀取IC卡信息，檢查余額，滿(mǎn)足條件后打開(kāi)電磁閥，準(zhǔn)備讀取流量計(jì)數(shù)據(jù)。如果余額不足，則產(chǎn)生提示。

第二個(gè)階段，首先采集流量計(jì)數(shù)據(jù)，然后流量計(jì)產(chǎn)生的脈沖通過(guò)單片機(jī)計(jì)數(shù)，目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的流量計(jì)是1L水共輸出450個(gè)脈沖。1L水的質(zhì)量是1KG，一個(gè)脈沖大概是2.2g水，利用單片機(jī)對(duì)脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，每過(guò)一個(gè)脈沖扣除一定費(fèi)用（單價(jià)*2.2即可）。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)IC卡內(nèi)余額，如果余額不足，則觸發(fā)單片機(jī)中斷，等待關(guān)閉電磁閥，延遲一分鐘后關(guān)閉電磁閥。

第三階段，監(jiān)測(cè)IC卡狀態(tài)，如果未識(shí)別到IC卡，則關(guān)閉電磁閥（防止使用者不關(guān)噴頭直接拔卡）。