一種基于微處理器的新型紅外抄表系統(tǒng)的設計

　　紅外無線通信一般采用IrDA（Infrared Data Association）作為其通信技術標準。按IrDA標準設計的紅外通信接口具有通信速度快、通用性好的特點，但傳輸距離較近，一般僅有數(shù)米。在紅外抄表系統(tǒng)中，由于傳輸?shù)男畔⒘枯^少，故對通信速度要求不是很高，但要求傳輸距離盡量遠些。

　　在實際應用中，為了增強抗干擾能力，延長通信距離，一般都要對發(fā)射信號進行調(diào)制，接收電路對信號進行選頻接收和解調(diào)。紅外收發(fā)接口電路如圖4所示。紅外發(fā)射的數(shù)據(jù)信號通過Q1輸出，調(diào)制載波信號則通過Q2輸出，最后由紅外發(fā)射管D1將調(diào)制好的信號發(fā)射出去；接收模塊由通用的38kHz紅外遙控接收模塊構(gòu)成，接收模塊對接收到的紅外信號進行選頻接收，并解調(diào)輸出。

　　為了利用紅外遙控器件實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信，通信雙方要制定好相關的通信協(xié)議，因此在該模塊的電路連接上，將紅外通信的接收和發(fā)射信號線直接連到CPU串行通信的2個引腳RXD和TXD上。采用這種方式的優(yōu)點是：用熟悉的串口通信代替相對復雜的紅外解碼操作十分簡便，表面上CPU是和串口通信，實際上是紅外通信。本系統(tǒng)中采用的通信方式是從結(jié)構(gòu)異步串行多機通信方式，手持抄表終端是主站，多功能電度表是從站，每個多功能電度表都有惟一的地址編碼。

　　在抄表系統(tǒng)的通信過程中，可采用如表1所示的信息幀傳輸格式。

　　為了提高傳輸?shù)目煽啃?，在幀校驗的基礎上，可采用除地址域外的其他數(shù)據(jù)域取反重發(fā)的方法。當判斷出錯或受到其他紅外線的干擾時，則請求重發(fā)信息幀。由于發(fā)送和接收模塊在印制板上相互距離比較近，通信過程中必須采用半雙工通信方式，否則就會造成自發(fā)自收的情況。

　　3 手持抄表終端的設計

　　手持抄表終端要完成的主要功能是紅外無線抄表、數(shù)據(jù)存儲和上傳數(shù)據(jù)給PC機等。由于抄表終端是手持設備，只能采用電池供電，故設備有很高的低功耗設計要求，待機電流應非常小，而且存儲的數(shù)據(jù)要安全可靠。

　　由于P89LPC932不僅功能強，內(nèi)部有豐富的存儲單元，而且當其工作在完全掉電模式時，功耗僅為1μA，故手持抄表終端的CPU選用P89LPC932是較為理想的。P89LPC932內(nèi)部有512B的附加片內(nèi)RAM，512B的用戶E2PROM，還有8KB的Flash存儲器，完全不需要再擴展片外存儲器。抄表時所得的數(shù)據(jù)一般可以保存在E2PROM，若容量不夠，也可以將其保存在未用完的Flash存儲器中。

　　手持抄表終端的紅外通信模塊與多功能電度表的相同，不同之處主要是在鍵盤以及與計算機的通信方面。由于P89LPC932提供了鍵盤中斷功能，因此手持抄表終端的鍵盤接口非常簡單，只需將按鍵接到相應的鍵盤中斷引腳即可，具體連接如圖5所示。手持抄表終端在沒有按鍵操作時，CPU處于完全掉電狀態(tài)，一旦有按鍵就會通過鍵盤中斷喚醒CPU。

　　手持抄表終端與計算機的通信可采用有線串口或無線串口的方式通行工作。有線串口是在手持抄表終端中增加1片MAX232實現(xiàn)與計算機的串口通信，無線串口則是在計算機一端增加1個裝置，將手持抄表終端發(fā)射的紅外信號轉(zhuǎn)化為RS-232電平信號傳給計算機，或?qū)⒂嬎銠C送來的數(shù)據(jù)通過紅外發(fā)送給手持抄表終端。

　　4 結(jié)束語

　　本系統(tǒng)已完成設計和制作，正在進行實際測試。該系統(tǒng)的最大特點是充分利用了P89LPC932微處理器功耗低、功能強大的優(yōu)勢，結(jié)合簡單實用的紅外通信技術和軟件抗干擾技術，因而系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低、使用和維護方便。