一种IC卡水表的设计

定了IC卡水表的使用寿命。现今而言更为关键的是，由于阀门的锈蚀导致驱动电流增大进而造成电池的损伤及阀门的失效，从而造成IC卡水表的失效。因为此瓶颈问题，大大降低了其使用寿命，甚至有些IC卡水表只使用两年左右便失效，大大低于预期寿命。此故障还将随着在役年限的增加越来越凸显。

近10年来，设计人员采用过如先导阀、磁力助推阀、不锈钢阀芯、陶瓷阀芯及润滑剂等，但效果不明显。亦有采用定时开关阀门的设计，即设时间间隔为D，如按六年使用寿命计算，则：

D=（2190E1）/E

式中，E——电池组2的总的可用电量；E1——开关一次阀门所需的电量。

此方法虽然在一定程序上可以缓解此问题，但因时因地不同所导致的阀门锈蚀程序是不同的，以一定之规去适应复杂变化的锈蚀情况显然是不科学的，不仅不利于合理使用有限的电量，而且势必造成一定的故障率。而锈蚀情况的数学模型是很难或不可能精确建立的，此种情况采用模糊控制理论往往可以取得令人满意的结果。

4.2 控制变量的确定

为了克服模糊算法计算量大这一缺点，采用了查表法进行模糊控制。即采用MATLAB模糊逻辑工具箱进行离线设计，得到符合控制要求的模糊控制表，存入系统的存储器中。

本研究以采集的电控阀的驱动电流值I与设定电流值Ig的偏差e=I-Ig及相邻两次偏差变化率ec为输入变量，下次开关电控阀的时间调整量U为输出变量，建立典型的双输入单输出PD结构模糊控制器，并利用模糊推理系统编辑器（FIS）对控制参量进行设定。

4.3 变量的模糊化

试验表明，驱动电流的安全范围在50～100mA之间，正常情况下，电控阀每10天左右开关一次可以保证阀门不锈蚀。本设计选择75mA作为驱动电流的给定值，选定10天作为给定驱动周期，在此基础上进行调整，调整范围设定为2～18天。则e的基本论域设定为[-25，25]，ec的基本论域也设定为[-25，25]，u的基本论域设定为[-8，8]。限于篇幅，具体设计过程此处从略。

经上述分析及两万多具在役IC卡水表的实际使用情况，可以得出如下结论：

（1）采用双电源可明显提高测控板的工作可靠性，保护电池并提高 IC卡水表的使用寿命及降低故障率。

（2）采用模糊控制技术可更加有效地使用有限电量并避免阀门锈死，彻底解决了IC卡水表使用寿命的“阀门瓶颈”问题。