自動無線抄表系統設計

　　本文提出了一種無線自動抄表系統，其通信質量好、成本低、工作可靠、經濟實用，可以準確及時地將用戶三表數據抄送上來，是一種理想的自動抄表解決方案，同時也是抄表收費系統發展的趨勢。

　　1抄表系統結構

　　抄表系統主要由主站、GPRS通信信道、集中器、低壓電力線網絡、數據采集器、用戶電表組成。系統工作原理是利用低壓電力線或者RS一232總線將電表數據由采集器傳輸到集中器，然后集中器將信號定時或實時地傳送至GPRS網絡，經網關支持節點(GatewayGPRSSupportNode，GGSN)完成與Internet網絡的數據交換，最后由主站的計算機接收Internet上的數據并進行用戶電表數據匯總、電費計量、線損分析等相關處理。

　　系統可用于家庭內部三表或多表數據的抄送。系統下層直接與水表、電表、煤氣表等連接，上層與抄表中心主機連接，實現數據的遠程抄送。系統一般使用被動抄表方式。上層模塊接收到儀表中心的抄表命令時，通過無線方式向下層模塊發送抄表指令。無線抄表系統的總體框架如圖l所示。

無線抄表系統的總體框架

　　2主要器件的介紹

　　2.1AT89S52的主要特點

　　A89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8k在系統可編程F1ash存儲器。片上F1ash允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統提供了高靈活、超有效的解決方案。

　　A89S52與MCS一5l單片機產品兼容，具有8k字節在系統可編程F1ash存儲器、1000次擦寫周期、全靜態操作：OHz～33Hz、三級加密程序存儲器、32個可編程I/O口線、三個16位定時器/計數器、八個中斷源、全雙工UART串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數據指針、掉電標識符。

　　2.2CC1100主要性能

　　CC1100是一種低成本真正單片的UHF收發器，為低功耗無線應用而設計。電路主要設定為在315、433、868和915MHz的ISM(工業，科學和醫學)和ISRD(短距離設備)頻率波段，也可以容易地設置為300～348MHz、400～464MHz和800～928MHz的其他頻段。RF收發器集成了一個高度可配置的調制解調器。其數據傳輸速率可達500kbps。通過開啟集成在調制解調器上的前向誤差校正選項，能使性能得到提升。CC1100為數據包處理、數據緩沖、突發數據傳輸、清晰信道評估、連接質量指示和電磁波激發提供廣泛的硬件支持。CC1100的主要操作參數和164位傳輸/接收FIF0(先進先出堆棧)可通過SPI接口控制。

　　3硬件設計

　　單片機對發射模塊和接收模塊的控制，首先都要對單片機的接口進行初始化(SPI總線接口技術是一種高速、高效率的串行接口技術，主要用于擴展外設和進行數據交換。)，然后要對射頻模塊初始化，在這部分的初始化中要上電復位芯片和對它的片內寄存器進行配置。發射端發射一組數據中首先要通過口對，緩沖區設置單次發送的數據個數，然后寫入要發送的數據包，數據自動加前導碼和校驗，接著進入發送模式發送數據包，等待本次發送結束，最后沖洗緩沖區，本次發送完畢。接收端接收一組數據中首先進入接收模式，等待接收信息完成，然后接收到的數據包被分解，讀出所有接收到的數據并存儲，最后清洗緩沖區，本次接收完畢。CC1100具有包處理機制、發送、接收FIF0、WOR模式(WakeonRadio)等諸多特點。在CC1100之前的無線收發芯片都是采用同步方式將數據按位發送出去，這種方式在發送與接收數據時處理起來比較麻煩，接收時還要判斷前導字與同步字。而CC1100把這些繁瑣的工作承擔下來，當需要發射數據時，只需將發射的數據按照一定的格式通過SPI口寫入到發射FIF0，然后把CC1100配置成發射狀態，數據就會按照要求發射出去;當需要接收數據時，首先將CC1100配置成接收狀態，一旦收到符合要求的數據，CC1100就會把收到的數據存入接收FIF0，同時引腳GD00或GD02會有一個脈沖出現，這個脈沖可以用來通知MCU有一個數據包已被CC1100收到，MCU就可以通過SPI口將CC1100收到的數據取出來。硬件連接如圖2所示。