Energy Micro 气表方案
方案概述
天然气是现代家庭中不可缺少的能源之一，随着”西气东送”工程的快速开展，对天然气表的使用量将越来越大。由于信息化的发展速度加快，智能化住宅小区应运而生，对多功能的智能化天然气表的需求量急速增加。因而，研制、开发符合当前发展的智能天然气表十分必要。其中，在美国等国家多半是使用无线远传表，而在欧洲许多国家使用的是有线远传表和IC卡天然气表，近年，日本等国家也开始使用电话网抄表。而我国仍然广泛使用传统的机械式天然气表和接触式IC 卡天然气表，非接触式IC 卡天然气表的使用正在慢慢增加。IC 卡天然气表包括接触式和非接触式两种。接触式IC 卡天然气表的IC 卡触点在橱房等易污染的环境中长期使用，会造成接触不良的现象。而非接触式Ic 卡天然气表可工作在各种恶劣环境下。且非接触式IC 卡技术已发展成熟。因而，选择设计非接触式IC 卡天然气表符合目前的现实情况。
功能定义及性能指标
硬件设计由于天然气是易燃混合气，并且天然气表的安装有地方限制，在天然气表的设计时必须要考虑天然气使用安全。严禁在使用过程中产生任何电火花。所以，天然气表一般采用低电压电池供电，要保证一节电池使用3年以上，需要系统功耗很低。所以，在设计时CPU可采用EFM32TG系列。EFM32TG系列可工作在1．85?3．8 V，而且耗电电流也特别小，在休眠状态下只有1个微安左右的电流。
EFM32 具有 5 种功耗模式，在 RTC及低功耗模块运行的EM2 模式下，EFM32 的功耗仅 900nA。EFM32 的 LESENSE、LEUART 以及 LETIMER 模块均为针对低功耗设计。ADC 模块在12bit，1Msps的速率下功耗低至 350μA。驱动液晶屏显示的LCD Controller 能够在低功耗模式下保持显示 8?36 段的驱动功耗也只需 0.55μA。此外EFM32TG系列还内置了3个运放，可以大大精简外部电路。
EFM32 的低功耗外设功能模块非常适合于表类方案的设计应用。在设计中，考虑到天然气是易燃混合气体，安全可靠性非常重要，因而，增加了火灾探测、漏气检测、通风控制等安全保护功能。为了提高天然气表的可靠性，满足功耗低、计量准的要求，采用模块化设计思想。
软件设计
天然气表在设计中充分考虑了低功耗情况下CPU处于休眠状态，只有在中断发生时才将它唤醒。系统中的中断源有定时器A、火灾探测信号、电压监控信号、IC卡读写操作中断信号。当中断发生后，系统立即调用中断处理程序进行处理。
计量过程：当用户用气时，流量传感器将流量信号进行差动放大、整形后送入控制器。该信号作为定时器A的输入脉冲，一有信号输入，定时器A就计～次数，当计够lO次时(1 cm3)，定时器A发出一个中断信号(CCIFG0)，这时，系统在不到6us时间里被唤醒，并转入计量处理中断程序进行处理。在计量处理时，还要对漏气检测接口进行扫描，看是否有漏气现象出现，如果出现，就要立即关阀通风，并报警。如果没有才能继续用气，计量。计量过程是一个比较重要的环节，该系统中，使用定时读数的方法。当没有漏气发生时，先将天然气可用量减去1 cm3，再将定时器A的中断禁止，开启基本定时器。基本定时器定时1 ms，在定时中断发生后，系统就对定时器A中的数据读一次，并将读出数据相加存人0220H单元，当0220H单元读出的数据大于1000(即1 cm3)时，就将可用量减去0220H单元读出的数据。在可用量减去10 cm3十次之后，还要对其进行显示；若可用量小于5 m3，就要显示“请充值”；若可用量小于l m3，则要显示“欠量”；若可用量为0，则关阀，且显示“欠量”。IC卡进入读写器天线的操作范围后，读写器向控制器MCU发出中断请求。在读写操作时，需通过软件校验密码，检查卡机是否相符，如果卡片类型号、序列号都正确，且成功通过了选卡及密码验证，则可读入卡中天然气可使用量，向卡片中写入0。如IC卡操作完后，可将读人的购气数送LCD显示，并与表中可用量相加，得到新的可用量。火灾探测信号、电压监控信号都是以中断形式输人的。当有火灾发生或有欠压情况出现时，系统转入相应中断程序进行处理。有火灾发生时，立即关阀，并声光报警。有欠压情况出现时，关阀，发光报警，显示“欠压”。
方案优势
由于我国还有数千万台普通天然气表正在使用，更新换代将是一个耗巨大的工程，因此，必须在原有普通天然气表的基础上进行研制。带有微机的Ic 卡智能天然气表在安装上能与原天然气表互换，无需额外布线，成本低，从目前看，设计非接触式IC 卡天然气表更是一种比较合理的选择。
原理及实物图
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