基于单片机红外无线通信的抄表系统

基于单片机红外无线通信的抄表系统多台单片机的通信系统,已有特地多资料做了介绍,在这些系统中的数据通讯一样承受的是串行通信方式。串行通信可承受有线与无线两种方式,作者依照单片机串行通信原理、脉冲编码调制(PCM)技术和红外无线通信技术,开发设计了单片机编解码红外无线通信接口接口构成的型无线抄表系统,利用红外线这种非电信号作为传输介质,来传送数据信息,能够在那些不适合或不便利架设电缆线及电磁干扰较强的工作环境,来实现单相电度表的抄表系统,完成电度表用电量的抄录、设置表底数、电度表校准等工作。本文就利用单片机红外通信技术实现无线抄表系统做一介绍。红外线通信原理在抄表机数据通信系统中,单片机之间的数据通信承受一对多的主从模式,利940μm的远红外波通信。其原理示意图如图1。主机〔即抄表机单片机〕负责发〔即电度表单片机据处理,依照主机的要求返回数据,并执行主机发出的命令间的信息交换是通过串行通信来实现。在承受主从式多机串行通信系统中,从机不主动发送命令或数据,一切都由主机操纵。由于发送和接收共用同一物理信道因此在任意时刻只承诺做出应答。每台从机均安排有一个唯独的从机地址,主机与从机通信时,主机先呼叫某从机地址,唤醒被叫从机后,主、从两机之间进展数据交换,而未被呼叫的从机则连续处于等待为了完成上述功能需通过设置单片机的串口操纵存放器SCON来实现,在此将单片机设置在工3SM0=1、SM1=1。11181和1位停顿位;片内定时器T11200bps,则定时器T1的初值应设置为TL1=TH1=E8H,另外应制止定时器T1中断,以免因定时器T1溢出而产生不必9TB8“1”;发送一9TB8“0”,全部从机最初均处于接收状态,即SM2=19位为1,全部从机均产生中断,接收这一帧地址数据并与各自的从机地址进展比较,以判定主机是否要与本机通讯。接收到的地址数据与从机地址相等的为被呼叫从机,该从机将串行口操纵存放器SCON中的操纵位SM20,去接收主机发来的〔90〕91,都要产生串口中断,保证了主机与被叫从机间的正常数据通讯。通讯终止后,该从机又重将串行口操纵存放器SCON中的操纵位SM1,为下一次与主机进展通讯做好预备。其它从机则始终在SM2=1下连续自己的等待,可不能受到其它从机与主机通讯的干扰。在通信协议中规定：39“1”代表地址帧,为“0”代表数据帧。1200bps。迎访问无由电子开发网〔技术文章在线〔3〕00H是以地址帧形式发送的一条对全部从机起作用的操纵命令,命令各从机复原SM2=1,等待接收状态。主机与从机的联络过程为;主机下发地址帧,被呼叫从机向主机返回地址帧,以便主机确定与从机联络上了。主机下发操纵命令,从机依照命令或接收主机的数据块,或向主机发送数据块。主机发送的操纵命令代码为：AAH：设置表底数;BBH：读取表数;CCH：开表设置;DDH：关表设置EEH：校验出错;EDH：传送终止符。数据块组成格式为：数据块最终一帧为终止符EDH,终止符之前本数据块内容能够是操作码帧、地址码帧和数据帧。为了实现多机通信,全部放射电路的振荡频率和全部的接收电路的振荡频率都必需调整全都,为保证正常通信,防止自己发自己接,数据传送方向必需为半双工传送,收发器在放射时,必需屏蔽自己的接收中断,放射终止后再开放中断。多机通信过程为：全部从机的SM2=1,处于地址帧接收状态。89“1”,与所需的从机进展联络。从机接收到地址信息后,各自将其与自己的地址相比较;关于地址相符的从机使RI=0,TB8=1,发送自身地址,并使SM2=0,TI=1,以等待接收主机随后发来的全部信息;关于地址不相符的从机仍保持SM2=1状态,对主机随后发来的数据不理睬直至发送的一帧地址信息。SCON9TB8“0”,然后进展地址校对,假设地址校对通过,说明从机差不多联络上,发送进一步的通信操纵命令信号;地址校对出错,说明从机没有联络上,发送终止本次通信命令,修改SCON9TB8“1”的从机发送操纵指令与数据,一帧数据的第9位为“0”,表示发送的是数据或操纵指令。被叫从机接收到命令后进展命令分析,收集现场信息,进展肯定的数据处理,依照主机的要求返回数据,并执行主机发出的命令。假设为终止通信的命令,则赶忙置ＳＭ2=1,终止本次通信,等待下一次通信,否则执行相应的动作,关于要求返回信息的命令,置TB8=0,返回正确的响应信息后置SM2=1,复原其只接收地址帧数据状态。主机接收终止通信命令的返回信息后修改SCON9位,将TB8置“1”,预备进展下一轮的通信。硬件构成要紧包括红外放射电路和红外接收电路两局部：红外放射电路在红外数据传输的信号调制方式上,承受脉冲调制的二进制不归零码制方式比较简洁,编码解码都比较便利,有利于电路简化。红外放射电路如图2455KHZ的晶振CRY74HC04455KHZ74LS9275.83KHZ的脉冲信号。再通过D2/38KHZTX74HC0038KHZ信号用来操纵三极管的开通或关断,从而操纵红外放射管发送信息。如此就到达了用串行口TX的是时分制幅度键控调制方式。因单片机在复位后,TXD低电平同步脉冲,经与非门(Ｕ3TXD发送的编码应是反码。红外接收电路设计中承受一种高效能的红外接收器——德律风根TFMS5380发的微型接收器TFMS5380是近期市场上最高效能的红外接收器。同一组件内已装上了接收二级管和前置放大器。TFMS5380特点：(1)单一的接收器和前置放大器的组合。(2)超敏锐度和(3)内置PCM(4(5)特强光及电场干扰屏蔽。(6)TTLCMOS(730KHZ56KHZ(8)低功耗。(9)ISO9000认可。TFMS5380TFMS53803该接收电路要求被接收的红外光波长在950μm左右,被调制信号的脉冲宽度600μs。TFMS5380,TFMS5380S3C2410ARM9800SOC360498138无线nRF-9E510051238GeniusNSP260MiniARMDebugger330LABTOOL-48UXP2800S3C2410ARM9800软件设计该系统软件设计要紧包括手持抄表器主机软件和电度表端从机软件两局部。在本设计中手持抄表器单片机发送字符与同意字符均承受查询方式,发送前先读取通信状态存放器,查询发送保持存放器空否,接收前先读取通信状态存放器,查询一帧数据收完否。电度表单片机承受中断方式,即接收到地址帧后就进展串行口中断申请,中断响应后,进入中断效劳程序。手持抄表器软件设计：在红外通信过程中,手持抄表器作为主机,是通信的发起者,其发送和接收差不多上主动的,它的具体工作过程为：不断扫描键盘,假设觉察有命令键按下,则调用发送子程序发送相应的操作命令,发送终止后即启动接收子程序,以接收电度表回送的信息,然后对接4初始化子程序SP-INIA,要紧是对通讯波特率及方式的设置,程序源代码如下：SP_INIA：MOVTMOD,#20H ;选择定时器T1模式2,计时方式MOVTH1,#0E8H ;预置时刻常数  MOVTL1,#0E8HCLR ET1 ;制止定时中断SETBTR1 ;启动计时器MOVPCON,#80H ;SMOD=1MOVSCON,#0D8H 3,SM2=0,REN=1,TB8=1SETBEA ;开总中断SETBES ;开串口中断RET抄表机串行通讯程序略;5主程序源代码为：ORG0023HLJMPSUB_COM;串口中断效劳程序入口ORG0050HSM_COM：LCALLSP_INIB ;调串口初始化子程序MOV08H,#50H1MOV09H,#60HSETBEA ;开总中断SETBES ;开串口中断LOOP：SJMP$ ;等待中断SP_INIB：MOVTMOD,#20H ;选择定时器T12,计时方式MOVTH1,#0E8HMOVTL1,#0E8HCLR ET1SETBTR1MOVPCON,#80HMOVSCON,#0F0H