基于PTR2000無(wú)線(xiàn)傳送的室內通信系統

　　目前，智能家電遠程訪(fǎng)問(wèn)系統主要都是通過(guò)PSTN實(shí)現各種報警功能及遠程控制的，而對于家庭網(wǎng)絡(luò )內部的各種控制和訪(fǎng)問(wèn)，主要通過(guò)雙芯電纜直接對各種智能家電實(shí)現控制和訪(fǎng)問(wèn)。這種方式安裝布線(xiàn)比較麻煩，特別是裝修好的家庭就必須重新安裝布線(xiàn)。為了克服安裝布線(xiàn)的麻煩，選用無(wú)線(xiàn)傳送方式實(shí)現家庭網(wǎng)絡(luò )內部的各種控制和訪(fǎng)問(wèn)。

　　1 系統結構

　　本系統首先通過(guò)電話(huà)線(xiàn)利用DTMF收發(fā)電路芯片MT8880實(shí)現遠程訪(fǎng)問(wèn)，再利用主單片機AT89C51的串口把各種訪(fǎng)問(wèn)、控制信息，傳送給無(wú)線(xiàn)數傳 MODEM芯片PTR2000，通過(guò)PTR2000實(shí)現數據的無(wú)線(xiàn)傳送；而作為智能家電的接收端，首先通過(guò)外接PTR2000接收到主機發(fā)送的控制和訪(fǎng)問(wèn)信息，然后傳送給從單片機AT89C51以實(shí)現各種功能的控制。系統原理電路，如圖1所示。

　　2 電話(huà)遠程訪(fǎng)問(wèn)的實(shí)現方法

　　本系統遠程訪(fǎng)問(wèn)利用DTMF收發(fā)芯片MT8880實(shí)現電話(huà)遠程訪(fǎng)問(wèn)，MT8880是CMOS大規模集成電路，功耗低，并且將發(fā)送和接收電路集中在一塊芯片內，容易與微機接口，使用方便。由于發(fā)送部分采用開(kāi)關(guān)電容式D／A變換器，因此DTMF信號失真小，頻率精度高，片內計數器對雙音頻模式的占空時(shí)間進(jìn)行精確定時(shí)。并且能檢測電話(huà)信號音。

　　主單片機AT89C51的P1．0～P1．3分別接入MT8880的D0～D3；單片機AT89C51的P1．4～P1. 7分別接入MT8880的RSO、CS、R／W、02，單片機AT89C51的P3．2接MT8880的IRQ／CP，具體電路，如圖2所示。

　　3 無(wú)線(xiàn)傳送的實(shí)現方法

　　本系統采用超小型、超低功率、高速率無(wú)線(xiàn)數傳MODEM芯片PTR2000，實(shí)現數據的無(wú)線(xiàn)傳送。PTR2000工作頻率為國際通用的數傳頻段433 MHz，采用FSK調制，DDS+PLL頻率合成技術(shù)，具有兩個(gè)頻道，工作速率最高可達20 kB／s，可直接與單片機串口相連，低工作電壓(2．7 V)，低功耗，同時(shí)采用低發(fā)射功率(+10 dBm)、高接收靈敏度(-105 dBm)設計，使用無(wú)需申請許可證。

　　PTR2000簡(jiǎn)單可靠，只有7個(gè)外接引腳，其各引腳控制功能如下：

Pin1：Vcc正電源，2．7～5．25 V；
Pin2：CS頻道選擇，CS=0選擇工作頻道1(433．92 MHz)，CS=1選擇工作頻道2(434．33 MHz)；
Pin3：DO數據輸出；
Pin4：DI數據輸入；
Pin5：GND電源地；
Pin6：PWR節能控制，PWR=1為正常工作狀態(tài)，PWR=0為待機微功耗狀態(tài)；
Pin7：TEXN工作模式選擇，TEXN=1時(shí)模塊為發(fā)射狀態(tài)，TEXN=0時(shí)模塊為接收狀態(tài)。

　　主單片機AT89C51與其外接PTR2000的接口電路，如圖2所示。PTR2000的CS直接接地，利用工作頻道1，即433．92 MHz。PTR2000的Pin6與單片機的P2.0相連，PTR2000的Pin7與單片機的P2.1相連。主單片機AT89C51的TXD、RXD分別接PTR2000的DI、DO端。從單片機與其外接PTR2000的接口電路與此相同。

　　主單片機AT89C51根據控制要求發(fā)送數據到PTR2000，再由PTR2000將數據經(jīng)過(guò)FSK調制后發(fā)送出去，而從機AT89C51的外接 PTR2000接收到FSK調制信號后，首先解調輸出控制信息給從機AT89C51，再由從機AT89C51控制智能家電的工作。

　　由于單片機AT89C51具有多機通信功能，因此利用單片機AT89C51的串口實(shí)現多機通信。當一個(gè)AT89C51單片機的SM2位為1時(shí)，該單片機只接收地址幀，對數據幀不予理睬，而當SM2位為0則接收發(fā)來(lái)的所有信息。若主機欲與某目標從機通信，則主機置其外接PTR2000的Pin7=1，發(fā)送一幀該目標從機的地址信息給所有從機，然后主機置其外接PTR2000的Pin7=0，以便接收從機發(fā)送的應答信息。各從機接收到地址幀后響應串口中斷，把自身地址與目標從機地址相比較。若兩者相同，則該從機為目標從機，置該從機外接PTR2000的Pin7=1給主機發(fā)送應答信息，然后置該從機的 SM2=0、外接PTR2000的Pin7=0以便接收后續控制信息和數據。若兩者不同，則該從機不是目標從機，仍維持該從機的SM2=1，外接 PTR2000的Pin7=0，對主機發(fā)送的控制信息和數據不予理睬。主機接收到從機發(fā)送的應答信息后，則開(kāi)始發(fā)送控制信息和數據。

　　4 軟件設計

　　主機通信子程序流程圖，如圖3所示。

　　從機通信子程序流程圖，如圖4所示。

　　5 系統測試

　　由于PTR2000屬于無(wú)線(xiàn)高頻通信，一定要充分考慮系統的抗干擾問(wèn)題，同時(shí)無(wú)線(xiàn)通信環(huán)境的不確定性，各種環(huán)境下的傳輸效果是不盡相同的，路徑損耗、人體影響、建筑物影響、外界干擾、多徑現象和周?chē)h(huán)境的吸收等都會(huì )對傳輸的距離產(chǎn)生一定的影響。

　　因此在設計PCB圖時(shí)，用地線(xiàn)把時(shí)鐘電路部分包圍起來(lái)，讓其周?chē)妶?chǎng)趨近于零；同時(shí)每個(gè)集成電路均增加一個(gè)去耦電容，提高系統的抗干擾能力。在測試的過(guò)程中，發(fā)現數據傳輸正常，只是由于室內墻體的阻隔，加之各種家居的成在，使信號有所衰減，通信距離小于室外空曠地帶，但能很好滿(mǎn)足室內通信要求。

　　通過(guò)對系統數據傳輸能力的測試，該系統發(fā)送和接收數據正確、可靠，各元件工作正常。實(shí)驗證明該系統可以長(cháng)時(shí)間穩定可靠地工作。

　　6 結束語(yǔ)

　　設計的基于無(wú)線(xiàn)傳送的室內通信系統功耗低、成本少，除了可以應用到智能家電遠程控制系統中，還可以應用于防盜報警系統以及其他一些短距離無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域。