基于串口通信的遠程自動(dòng)抄表系統電路設計

　　數據采集裝置首先通過(guò)傳感器采集三表的讀數，將采集的數據存入單片機（AT89C2051）內；單片機再通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊模塊PTR2000（發(fā)端）將數據發(fā)送，用戶(hù)集中器的PTR2000（收端）將發(fā)送來(lái)的數據接收，下位機主要完成采集數據、分時(shí)存儲和同上位機通信的功能，它通過(guò)串行接口與 GSM/Modem聯(lián)接，以公眾網(wǎng)（GSM）為平臺，通過(guò)電信公眾網(wǎng)絡(luò )傳輸數據。隨著(zhù)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的建設和發(fā)展，移動(dòng)通信網(wǎng)日益龐大復雜，所覆蓋地區也日益廣泛。因而通過(guò)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據的傳輸也成為了一種新式的數據傳輸手段。GSM/Modem通過(guò)GSM的短消息業(yè)務(wù)發(fā)送數據。PC機一般設在公司的營(yíng)業(yè)處，它是負責整個(gè)系統管理的，它將數據收集到，然后對接收的數據整理、存儲、顯示，并計算出各用戶(hù)需繳納的費用。還可以將用戶(hù)的用量曲線(xiàn)打印出來(lái)，對實(shí)行季節電價(jià)、分時(shí)電價(jià)，用經(jīng)濟杠桿實(shí)現削峰填谷很有利，可以為國家節約能源。

　　數據采集、發(fā)送模塊電路設計

　　水表是將原水表計數齒輪指針換裝成帶磁性的指針，再通過(guò)傳感器進(jìn)行數據采集；氣表要用帶信號輸出的氣表；電表必須采用脈沖式電子電度表，電表脈沖輸出的器件為光耦輸出，具有較好的隔離作用。數據采集裝置與用戶(hù)的電表安裝在一起，為了防止用戶(hù)的突然斷電，采集裝置必須裝在空氣開(kāi)關(guān)的前端。電表可以通過(guò)計數脈沖來(lái)測量，由光電采集頭采集電表的計數脈沖，表盤(pán)轉一圈，光電采集頭發(fā)出一個(gè)脈沖，輸入的P1口的P1.0，由AT89C2051存儲。然后通過(guò)PTR2000模塊發(fā)送數據。PTR2000模塊乃是超小型、超低功耗、高速率19.2K無(wú)線(xiàn)收發(fā)數傳MODEM。采用了當代最先進(jìn)的歐洲“藍牙技術(shù)”應用全數字科技，由單IC組合而成，接收發(fā)射合一，工作頻段為 433--434MHz，空中傳輸數據速率為19.2Kbps，工作電壓范圍為2.7V-5.25V，采用FSK調制，抗干擾能力強，標準的DIP引腳間距，更適合嵌入式設備。當PTR2000的TXEN腳為高時(shí)，它處于發(fā)射狀態(tài)；當TXEN腳為低時(shí)，它處于接收狀態(tài)。在硬件設計時(shí)，將TXEN與 AT89C2051的P1.1腳連接，通過(guò)軟件控制PTR2000的狀態(tài)。電路原理圖如圖2。

　　圖2 數據采集、發(fā)送裝置電路原理圖

　　數據接收和遠程無(wú)線(xiàn)通訊模塊電路設計

　　PTR2000 將數據接收并且存入AT89C51內，ROM和RAM分別用來(lái)存儲程序和數據，數據按當時(shí)的時(shí)間存入相應時(shí)段的存儲區內，時(shí)段間隔為10分鐘。不同日期的同一時(shí)段數據僅在相應的存儲區內累加。采集裝置內裝有免維護電源，保證斷電后還可以工作，保護數據和接收、執行上位機的命令。AT89C51通過(guò)串口與無(wú)線(xiàn)MODEM連接，實(shí)現與上位機的無(wú)線(xiàn)通訊。

　　圖3 數據接收、無(wú)線(xiàn)通訊電路原理圖

　　本文介紹的自動(dòng)抄表系統集計算機、通信技術(shù)于一體，采用先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)通訊模塊和最成熟、最完善、應用最廣的GSM作為數據傳輸的平臺，抄數即快速又準確，徹底解決了人工抄表的所有弊病。還可進(jìn)一步與銀行系統的微機聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現費用自動(dòng)劃撥，大大提高了工作效率，具有良好的市場(chǎng)前景。