一種基于微處理器的新型紅外抄表系統的設計

　　紅外無(wú)線(xiàn)通信一般采用IrDA（Infrared Data Association）作為其通信技術(shù)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(diǎn)，但傳輸距離較近，一般僅有數米。在紅外抄表系統中，由于傳輸的信息量較少，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(shí)際應用中，為了增強抗干擾能力，延長(cháng)通信距離，一般都要對發(fā)射信號進(jìn)行調制，接收電路對信號進(jìn)行選頻接收和解調。紅外收發(fā)接口電路如圖4所示。紅外發(fā)射的數據信號通過(guò)Q1輸出，調制載波信號則通過(guò)Q2輸出，最后由紅外發(fā)射管D1將調制好的信號發(fā)射出去；接收模塊由通用的38kHz紅外遙控接收模塊構成，接收模塊對接收到的紅外信號進(jìn)行選頻接收，并解調輸出。

　　為了利用紅外遙控器件實(shí)現無(wú)線(xiàn)數據通信，通信雙方要制定好相關(guān)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(xiàn)直接連到CPU串行通信的2個(gè)引腳RXD和TXD上。采用這種方式的優(yōu)點(diǎn)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(jiǎn)便，表面上CPU是和串口通信，實(shí)際上是紅外通信。本系統中采用的通信方式是從結構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(gè)多功能電度表都有惟一的地址編碼。

　　在抄表系統的通信過(guò)程中，可采用如表1所示的信息幀傳輸格式。

　　為了提高傳輸的可靠性，在幀校驗的基礎上，可采用除地址域外的其他數據域取反重發(fā)的方法。當判斷出錯或受到其他紅外線(xiàn)的干擾時(shí)，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(guò)程中必須采用半雙工通信方式，否則就會(huì )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(wú)線(xiàn)抄表、數據存儲和上傳數據給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，而且存儲的數據要安全可靠。

　　由于P89LPC932不僅功能強，內部有豐富的存儲單元，而且當其工作在完全掉電模式時(shí)，功耗僅為1μA，故手持抄表終端的CPU選用P89LPC932是較為理想的。P89LPC932內部有512B的附加片內RAM，512B的用戶(hù)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(shí)所得的數據一般可以保存在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(pán)以及與計算機的通信方面。由于P89LPC932提供了鍵盤(pán)中斷功能，因此手持抄表終端的鍵盤(pán)接口非常簡(jiǎn)單，只需將按鍵接到相應的鍵盤(pán)中斷引腳即可，具體連接如圖5所示。手持抄表終端在沒(méi)有按鍵操作時(shí)，CPU處于完全掉電狀態(tài)，一旦有按鍵就會(huì )通過(guò)鍵盤(pán)中斷喚醒CPU。

　　手持抄表終端與計算機的通信可采用有線(xiàn)串口或無(wú)線(xiàn)串口的方式通行工作。有線(xiàn)串口是在手持抄表終端中增加1片MAX232實(shí)現與計算機的串口通信，無(wú)線(xiàn)串口則是在計算機一端增加1個(gè)裝置，將手持抄表終端發(fā)射的紅外信號轉化為RS-232電平信號傳給計算機，或將計算機送來(lái)的數據通過(guò)紅外發(fā)送給手持抄表終端。

　　4 結束語(yǔ)

　　本系統已完成設計和制作，正在進(jìn)行實(shí)際測試。該系統的最大特點(diǎn)是充分利用了P89LPC932微處理器功耗低、功能強大的優(yōu)勢，結合簡(jiǎn)單實(shí)用的紅外通信技術(shù)和軟件抗干擾技術(shù)，因而系統結構簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、使用和維護方便。