1.1 论文的来源
随着改革开放和社会主义市场经济的不断发展，国家“金卡工程”的不断推进,传统的用水、用电、用气观念发生了很大改变，同时也对供水、供电、供气小区的物业管理提出了更高的要求。如何实现既不扰民，又能保证查表到户和物业管理部门能按时、准确回收水、电和煤气费，为用户提供更完善的服务，成了各物业管理部门急待解决的问题。于是物业管理部门和商家都想到了卡式仪表。
应用卡式仪表所要达到的目的是：建立安全、可靠、准确、方便用户的城市供水供电和供气收费系统。而要达此目的，决非单靠卡式仪表就能解决的，这就要求我们对 IC卡和卡式仪表系统的概念有深入的了解。目前应用的 IC卡包括：非智能型存储卡、逻辑加密卡、智能卡；卡式水表系统从功能上划分包括：密钥管理系统、开户发卡系统、卡表终端子系统、用户信息管理子系统和运营管理子系统等五个子系统。
1.2 论文选题的意义
随着智能化住宅的兴起与迅速发展，对智能化住宅小区的现代化物业管理提出了更多更高的要求，其物业管理的手段也是住宅小区智能化的一个重要组成部分。目前，我国仍采用人工查电表、水电、煤气表的形式，这种查表方式不仅费时、费工，而且存在滞后，给国家和电部门造成了相当大的损失，还会给小区智能小区管理部门和用户之间带来许多矛盾。
IC卡表、有线远传抄表是目前国内外普遍采用的户外能耗计量方式，耗费大量人员的工作时间和电能。然而，上述系统在现阶段市场上的产品从技术上和质量上不能满足用户需要。
具体来说：
1、人工抄表存在的主要问题是：
（1）耗费大量的人力、时间、费用。
（2）电、水、煤气费单价的改变具有延迟性和误差性。
（3）防窃能力差，且具有滞后性。
2、采用有线抄表，关键技术不能解决。
以电力线载波抄表为例。国外公共电力线网相当纯净，有专用滤波系统，保证数据在舆过程中不会受外界干扰。我国的电网在传输过程中，经常会受到无线电信号、电磁信号的干扰，导致传输数据误码、丢码的情况经常发生。附加在电力线上的电磁干扰、负载变化等产生的干扰信号幅度很大，有时数据信号甚至可能完全被淹没在噪声之中。家用电器启动时，瞬间会产生极大的电压；产生许多脉冲信号，这些干扰信号都叠加在电网上，造成数据传输结果与原表的误差。解决纯净度等关键性技术，需要很大的投资；另外抄表系统上位机设备接收端要处理多个发送信息，这些信息相互混迭必须通过特定的方法提取。抗干扰接收、信号处理等等问题是电力线载波抄表系统设计的难题。
正是由于有线远传抄表系统在我国还存在这样或那样在问题，因此设计采用卡式远传及计量收费管理，使卡式计量管理成为另一种切实可行的方案。
本设计集单片机技术、自动控制技术、传感器技术、电子技术、通信技术、网络技术于一体，产品科技含量高，适用于城市小区、水、电、气三费的计量收费管理。本设计将三表集成为一体，降低了体积、成本、功耗，并提高了可靠性。系统采用IC卡作媒介，摆脱了线缆的束缚，既可以节省铺设线缆的昂贵开支，避免线缆端口的不可靠性，同时又可以满足计算在一定范围内任意更换地理位置的需要。利用IC卡传递信息使系统实现灵活组网，一户一卡，极大地方便了用户和物业管理部门，是实现集中统一管理的理想设计。
这样一来，一个诚大的收费抄表工作人员队伍将消失，代之以物业管理和设备维护队伍，改变了职工队伍层次，有利于加强管理，并且极大地方便了用户。
1.3 论文的主要研究内容
本论文主要研究了利用IC卡实现远程计量收费管理系统。在前向通道、后向通道、人机通道和单片机选择等方面采用了大量的低功耗、低成本措施以保证整机低功耗、低成本。重点设计了单片机控制系统部门，并对上位机管理系统软件设计进行了阐述。具体内容包括以下内容：
1、硬件设计：
（1）传感器的选择。
（2）断电、断水、断煤气执行器件的选择。
（3）微处理器的选择。
（4）存储器的选择。
（5）IC卡接口的设计。
（6）硬件电路原理与设计。
2、软件：
实现IC卡数据编程，包括：用AT89C2051单片机语言实现下位机控制编程：用VB实现上位机读/写IC卡编程。
随着国家“金卡工程”和“一卡通”的不断推进，各行各业对 IC卡，特别是“智能卡”的认识也不断深入。由于“智能卡”有着先天的优势，具有较强大的功能和安全性、可靠性、可扩展性、通用性、兼容性。因此已被更广泛地应用，并成为主流。而其他形式的 IC卡，因其本身的局限性(如：安全性较差、可靠性较差、可兼容性和可扩展性差、以及应用单位始终不能完全摆脱对生产厂家的依赖，容易造成垄断、并将给从实验区向大规模应用升级造成困难，甚至造成不必要的经济损失。)， 已呈现出萎缩的趋势。可以相信通过各行各业的不懈努力，以及政府的协调，在不远的将来我们会看到市民手持一张“智能卡”完成各种金融交易和交纳各种费用。
第二章 方案论证
2.1 执行器方案
设计韪要求能够对液体、气体及电能进行开关控制则对三种控制量的执行机构进行分别讨论：
（1）对于液体执行机构方案
方案一：执行器可选择液体电磁阀。当允许水流入用户时，微处理器向电磁阀发出“开”电平信号，电磁阀开通向用户供水；当不允许水流入用户时，微处理器向电磁阀发出“关”电平信号，电磁阀停止向用户供水。此方案可以满足功能要求，但缺点是电磁阀的控制需要微处理器保持控制信号以保持电磁阀开通/判断状态，耗费大量电能，对于仪表设计来说是不可取的。
方案二：执行器可选择液体磁保持磁阀。当允许水流入用户时，微处理器向磁保持阀发出“开”脉冲信号，磁保持阀开通向用户供水；当不允许水流入用户时，微处理器向磁保持阀发出“关”脉冲信号，磁保持阀停止向用户供水。此方案不但可以满足功能要求，而且使用脉冲信号来控制执行机构可以实现节能的需求。故选择此方案。
