基于串口通信的遠程自動抄表系統(tǒng)電路設計

　　數(shù)據(jù)采集裝置首先通過傳感器采集三表的讀數(shù)，將采集的數(shù)據(jù)存入單片機（AT89C2051）內(nèi)；單片機再通過無線通訊模塊PTR2000（發(fā)端）將數(shù)據(jù)發(fā)送，用戶集中器的PTR2000（收端）將發(fā)送來的數(shù)據(jù)接收，下位機主要完成采集數(shù)據(jù)、分時存儲和同上位機通信的功能，它通過串行接口與 GSM/Modem聯(lián)接，以公眾網(wǎng)（GSM）為平臺，通過電信公眾網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)。隨著GSM移動通信網(wǎng)絡的建設和發(fā)展，移動通信網(wǎng)日益龐大復雜，所覆蓋地區(qū)也日益廣泛。因而通過GSM移動通信網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)的傳輸也成為了一種新式的數(shù)據(jù)傳輸手段。GSM/Modem通過GSM的短消息業(yè)務發(fā)送數(shù)據(jù)。PC機一般設在公司的營業(yè)處，它是負責整個系統(tǒng)管理的，它將數(shù)據(jù)收集到，然后對接收的數(shù)據(jù)整理、存儲、顯示，并計算出各用戶需繳納的費用。還可以將用戶的用量曲線打印出來，對實行季節(jié)電價、分時電價，用經(jīng)濟杠桿實現(xiàn)削峰填谷很有利，可以為國家節(jié)約能源。

　　數(shù)據(jù)采集、發(fā)送模塊電路設計

　　水表是將原水表計數(shù)齒輪指針換裝成帶磁性的指針，再通過傳感器進行數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集裝置與用戶的電表安裝在一起，為了防止用戶的突然斷電，采集裝置必須裝在空氣開關的前端。電表可以通過計數(shù)脈沖來測量，由光電采集頭采集電表的計數(shù)脈沖，表盤轉(zhuǎn)一圈，光電采集頭發(fā)出一個脈沖，輸入的P1口的P1.0，由AT89C2051存儲。然后通過PTR2000模塊發(fā)送數(shù)據(jù)。PTR2000模塊乃是超小型、超低功耗、高速率19.2K無線收發(fā)數(shù)傳MODEM。采用了當代最先進的歐洲“藍牙技術”應用全數(shù)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(shù)據(jù)速率為19.2Kbps，工作電壓范圍為2.7V-5.25V，采用FSK調(diào)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，它處于發(fā)射狀態(tài)；當TXEN腳為低時，它處于接收狀態(tài)。在硬件設計時，將TXEN與 AT89C2051的P1.1腳連接，通過軟件控制PTR2000的狀態(tài)。電路原理圖如圖2。

　　圖2 數(shù)據(jù)采集、發(fā)送裝置電路原理圖

　　數(shù)據(jù)接收和遠程無線通訊模塊電路設計

　　PTR2000 將數(shù)據(jù)接收并且存入AT89C51內(nèi)，ROM和RAM分別用來存儲程序和數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)按當時的時間存入相應時段的存儲區(qū)內(nèi)，時段間隔為10分鐘。不同日期的同一時段數(shù)據(jù)僅在相應的存儲區(qū)內(nèi)累加。采集裝置內(nèi)裝有免維護電源，保證斷電后還可以工作，保護數(shù)據(jù)和接收、執(zhí)行上位機的命令。AT89C51通過串口與無線MODEM連接，實現(xiàn)與上位機的無線通訊。

　　圖3 數(shù)據(jù)接收、無線通訊電路原理圖

　　本文介紹的自動抄表系統(tǒng)集計算機、通信技術于一體，采用先進的無線通訊模塊和最成熟、最完善、應用最廣的GSM作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠脚_，抄數(shù)即快速又準確，徹底解決了人工抄表的所有弊病。還可進一步與銀行系統(tǒng)的微機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)費用自動劃撥，大大提高了工作效率，具有良好的市場前景。