2．5 閥門控制電路
本設計采用小功率電機通過減速直接驅動球閥開閉。其優(yōu)點是結構相對簡單，水阻小。缺點是球閥的球環(huán)加工精度要求高，使用一段時間后由于水垢或微顆粒等會使轉動阻力增大。設計中采用每月定時開關閥門幾次來解決這一問題。閥門控制電路圖5所示。

3 軟件設計
M1卡智能水表軟件采用了模塊化設計，主控程序包括系統(tǒng)初始化、狀態(tài)判斷、流量脈沖和用水量處理、報警提示和功耗模式處理等，其中的關鍵是計費處理部分和看門狗的初始化。系統(tǒng)初始化包括對MSP430F4l3的堆棧、端口、中斷、LCD控制寄存器的設置，系統(tǒng)初始化以后，進入低功耗模式，直到有中斷源將其喚醒，再進入相應中斷服務程序。功能子程序包括：M1卡的讀寫模塊(包括M1卡有效性判斷讀／寫及M1卡的解密與加密)、計費處理模塊(包括階梯水價段計費判斷及處理)及閥門控制模塊等。系統(tǒng)程序流程圖如圖6所示。(由于篇幅有限，程序代碼略――編者注)

4 技術指標
電源：DC3．6 V ER一18505鋰電池，壽命≥6年。
靜態(tài)功耗：水表控制器，10μW。
靜態(tài)電流≤25μA，開關閥電流≤180 mA。
M1卡讀寫次數(shù)≥1萬次。
電機閥響應時間≤4 s。
與基表顯示誤差：±0．01 m3。
使用水溫：一4～42℃。
環(huán)境濕度≤96％。

5 系統(tǒng)主要功能
M1卡預付費智能水表，除集預付費、階梯水價計費、故障檢測等功能于一體外，還兼具以下特殊功能：
①電池欠壓提示功能。當電池電量低于2．7 V時，水表將自動關閥，以提醒用戶更換電池；同時將剩余水量和實際用水量的記錄數(shù)據鎖定，刷“用戶卡”后仍可開閥使用，十天后關閥且不可再用卡開閥。更換新電池后，原用水信息數(shù)據不變。
②防非法竊水功能。在強磁干擾情況下，水表將自動關閥；同時水表將各種干擾狀態(tài)記錄在案。水表設有防拆裝置，當遇到自行拆裝的情況時，水表將進入鎖定狀態(tài)。
③查詢功能。為了便于用戶及時掌握用水情況，在使用過程中可隨時查看“累積用量”、“剩余量”、“單價”、“當月用量”。
④自動告警功能。當剩余水量小于設置的報警量時，水表將自動關閥，提醒用戶購水。
⑤透支功能。當剩余水量用至設置的透支量時，水表將自動關閥，切斷水源；此時，只有將“用戶卡”重新充值購水，才可使水表閥門開啟。
⑥閥門防銹設計。每個月的7號、14號、21號、28號凌晨3點左右會自動開關閥1次，且并未將閥門完全關死，防止閥門銹死的同時達到激活電池的目的。

結 論
本文設計的智能M1卡水表已經研制成功并應用于華中科技大學喻圓小區(qū)新建一期工程且通過驗收。該智能水表集預付費、階梯水價計費、故障檢測等功能于一體，具有讀數(shù)清晰、計量準確、管理控制方便等特點，適合與智能樓宇系統(tǒng)配套，實現(xiàn)集中抄表和遠程控制，可廣泛應用于住宅小區(qū)、學校、工廠等水表集抄場所。此外水表內部具有用水的價格參數(shù)(如當前單價、階梯水價等)和準確的實時時鐘(用作復費率核算的時間標準)，更重要的一點是充值是按金額為單位，而不是按水量來充的，避免了充值時存在互相轉換和找零的麻煩，有效地提高了居民用水計量收費管理的現(xiàn)代化水平，在實際應用中取得了良好效果。