基于STC單片機的溫控熱計費采暖閥門的設計

金額采用浮點型數據，為管理中心購熱后充入的費用。當取暖季結束后，用戶如做金額回寫操作，即可將溫控閥門剩余費用回寫至卡內，用于退費等需求。
用戶ID號為5字節數據，為用戶在管理中心數據庫內相關信息的登記號，并在第一次購熱操作時由管理中心設定，在第一次對閥門充值時將ID號寫入遙控器和閥門的存儲器內。此時，用戶ID號亦作為IC卡、遙控器、閥門的唯一識別碼，避免了IC卡的混用和無線通信的干擾。
供熱系數3字節，包括熱力系數、壓力系數和效率系數（也可作其它定義），由管理中心根據實際情況確定后在用戶購熱時設定。
工程碼是維護人員所持工程卡專用，可將閥門存儲器內數據進行初始化操作。
校驗碼為金額數據的校驗和，在寫卡時避免數據錯誤。
讀卡后，單片機將數據信息存入存儲器，數據格式如表2。

標志位用作閥門是否第一次使用的標識，用來判斷是否對閥門系統的ID號進行更新。
由于nRF2401集成的shockburstTM發射/接收模式僅需要用戶配置好寄存器內發射頻道、數據寬度、地址寬度、發射功率等信息后即可直接將數據寫入寄存器發射，本系統選用5字節地址，12字節數據，地址即用戶ID號。通信數據格式如表3。

其中命令字：
0：充值，1：回寫，2：讀取金額和流量，3：讀取檔位，4：更新溫度，5：調整閥門檔位，6：更新系數，7：余額不足，8：電量不足。
3.2 程序流程
3.2.1 遙控器程序設計
遙控器實現如下功能：用戶設定溫度、根據室溫調控閥門流量、讀寫IC卡、讀出當前閥門流量等，費用值、系數值等都存儲在閥門的存儲器上，遙控器只是在用戶需要時通過無線讀出閥門系統的信息。
3.2.2 控制系統程序設計
圖3和圖4為系統遙控器部分和閥門部分的主要程序流程圖，遙控器通過4個按鍵實現了的溫度設定、充值、回寫以及閥門手動調節等功能，接收到閥門發出的欠費、電量不足等報警信息時能夠予以警示，在定時器啟動后則通過對比設定溫度與室溫的溫差控制閥門調整流量。當用戶插上IC卡，系統識別供熱系數是否改變，如有改變則向閥門發送更新系數命令，而后等待用戶的充值或回寫操作。閥門部分實現了流量及供暖入戶水溫和出戶水溫的測量并定時計費，在定時器啟動時根據遙控器發出的指令調整閥門流量。閥門同時響應遙控器所發出的查詢余額、流量、調整閥門、更新系數等指令并做相應操作。

通過入戶與出戶水溫的溫度差與當時流量積分所計算的用戶所消耗熱量更接近于實際值。引入了供暖系數通過用戶所持IC卡隨供暖中心購熱時即可更新，省去了系統后期的固件升級。由于使用唯一序列號作為用戶ID，實現了IC卡、閥門、無線通信地址碼的唯一性，避免了IC卡的混用以及無線通信的干擾。實驗樣機通過測試，閥門調節、溫度控制等穩定可靠，無線通信距離超過100 m。
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