基于nRF905的無線水表自動抄表系統(tǒng)設(shè)計
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3 系統(tǒng)解決方案
3．1 硬件設(shè)計
3．1．1 電源解決方案
交流電接入水表電子單元，安裝不便，而且水表使用環(huán)境潮濕，存在安全隱患，還需考慮停電后，戶用計量儀表應(yīng)能正常工作一段時間，故仍需設(shè)計后備電池；若使用外接干電池就必須考慮在電池被取下后能關(guān)閥，故電路設(shè)計復(fù)雜，可靠性降低，將產(chǎn)品的成本轉(zhuǎn)價到了用戶身上，使用費用大大提高，電池漏液、電池接電片的銹蝕、氧化等因素的存在也降低了系統(tǒng)的可靠性。
利用鋰電池能量大、自放電率低、貯存時間長等特點，將鋰電池作為一個電子元件封裝于儀表中，在儀表的壽命期內(nèi)不需要更換。電池直接焊于電路板上，不會出現(xiàn)電壓突然下降的情況，故只需有電池電壓檢測電路，而不需掉電保護電路。
系統(tǒng)采用鋰電池方案的優(yōu)點有：1)減少了由用戶參與的環(huán)節(jié)，使用上方便了用戶。2)不需更換電池，用戶使用成本降低。3)電路及結(jié)構(gòu)設(shè)計均更加簡單，大大提高了可靠性。隨著軍品鋰電池制造技術(shù)的民品化、加工工藝的不斷完善及價格的下降，將鋰電池作為戶用計量儀表的電源得到各方的認(rèn)可。
3．1．2 硬件電路連接
無線抄表系統(tǒng)的硬件電路主要包括電源、CPU接口電路、EEProm、通信模塊、報警部分、水表接口電路、無線通信電路等幾個部分。
系統(tǒng)采用PIC16F873A做為處理器，RB6、RB7電位變化中斷來采集水表脈沖計數(shù)：RC0、RC1模擬I2C串行接口連接EEProm，進行數(shù)據(jù)保存；RA0、RA1用來指示和連接報警；RC6、RC7設(shè)置為RX、TX用于串口通信；其它部分及無線通信電路如圖1所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/154579.htm
nRF905輸出端ANT1、ANT2外接50Ω單天線終端裝置，外圍元器件配置見圖2所示。PCB版面設(shè)計的地網(wǎng)層在底面，在板上頂層元件的周圍沒有接地面，以確保臨近元件的充分接地，板的頂層接地面通過很多過孔與底面接地網(wǎng)連接，在天線下面沒有接地網(wǎng)，nRF905芯片以及外圍電路部分PCB布板采用最小布板原則。無線通信元器件的選擇都很精密，而且電路布版時，元器件的擺放，電路走線，通孔等都必須經(jīng)過多次試驗才能達到最好的理想效果。
3．1．3 無線收發(fā)模塊nRF905
nRF905是挪威Nordic公司的產(chǎn)品。該芯片采用+3 VDC供電，面積為5 mmx5 mm，共有32個外部引腳，具有433／868／915 MHz三波段載波頻率。它由一個完全集成的頻率調(diào)制器，一個帶解調(diào)器的接收器，一個功率放大器，一個晶體振蕩器和一個調(diào)節(jié)器組成，抗擾能力強，支持多點通訊，數(shù)據(jù)傳輸速率高達0．1 Mbps。具有特有的ShockBumt信號發(fā)射模式和發(fā)射信號載波監(jiān)測功能，可有效避免數(shù)據(jù)沖突，能夠很容易地通過SPI接口進行編程配置。電流消耗很低，在發(fā)射功率為-10 dBm時，發(fā)射電流為11 mA，接收電流為12．5 mA，進入POWERDOWN模式可以很容易實現(xiàn)節(jié)電。
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