一种基于微处理器的新型红外抄表系统的设计

红外无线通信一般采用IrDA（Infrared Data Association）作为其通信技术标准。按IrDA标准设计的红外通信接口具有通信速度快、通用性好的特点，但传输距离较近，一般仅有数米。在红外抄表系统中，由于传输的信息量较少，故对通信速度要求不是很高，但要求传输距离尽量远些。

　　在实际应用中，为了增强抗干扰能力，延长通信距离，一般都要对发射信号进行调制，接收电路对信号进行选频接收和解调。红外收发接口电路如图4所示。红外发射的数据信号通过Q1输出，调制载波信号则通过Q2输出，最后由红外发射管D1将调制好的信号发射出去；接收模块由通用的38kHz红外遥控接收模块构成，接收模块对接收到的红外信号进行选频接收，并解调输出。

　　为了利用红外遥控器件实现无线数据通信，通信双方要制定好相关的通信协议，因此在该模块的电路连接上，将红外通信的接收和发射信号线直接连到CPU串行通信的2个引脚RXD和TXD上。采用这种方式的优点是：用熟悉的串口通信代替相对复杂的红外解码操作十分简便，表面上CPU是和串口通信，实际上是红外通信。本系统中采用的通信方式是从结构异步串行多机通信方式，手持抄表终端是主站，多功能电度表是从站，每个多功能电度表都有惟一的地址编码。

　　在抄表系统的通信过程中，可采用如表1所示的信息帧传输格式。

　　为了提高传输的可靠性，在帧校验的基础上，可采用除地址域外的其他数据域取反重发的方法。当判断出错或受到其他红外线的干扰时，则请求重发信息帧。由于发送和接收模块在印制板上相互距离比较近，通信过程中必须采用半双工通信方式，否则就会造成自发自收的情况。

　3 手持抄表终端的设计

　　手持抄表终端要完成的主要功能是红外无线抄表、数据存储和上传数据给PC机等。由于抄表终端是手持设备，只能采用电池供电，故设备有很高的低功耗设计要求，待机电流应非常小，而且存储的数据要安全可靠。

　　由于P89LPC932不仅功能强，内部有丰富的存储单元，而且当其工作在完全掉电模式时，功耗仅为1μA，故手持抄表终端的CPU选用P89LPC932是较为理想的。P89LPC932内部有512B的附加片内RAM，512B的用户E2PROM，还有8KB的Flash存储器，完全不需要再扩展片外存储器。抄表时所得的数据一般可以保存在E2PROM，若容量不够，也可以将其保存在未用完的Flash存储器中。

　　手持抄表终端的红外通信模块与多功能电度表的相同，不同之处主要是在键盘以及与计算机的通信方面。由于P89LPC932提供了键盘中断功能，因此手持抄表终端的键盘接口非常简单，只需将按键接到相应的键盘中断引脚即可，具体连接如图5所示。手持抄表终端在没有按键操作时，CPU处于完全掉电状态，一旦有按键就会通过键盘中断唤醒CPU。

　　手持抄表终端与计算机的通信可采用有线串口或无线串口的方式通行工作。有线串口是在手持抄表终端中增加1片MAX232实现与计算机的串口通信，无线串口则是在计算机一端增加1个装置，将手持抄表终端发射的红外信号转化为RS-232电平信号传给计算机，或将计算机送来的数据通过红外发送给手持抄表终端。

　4 结束语

　　本系统已完成设计和制作，正在进行实际测试。该系统的最大特点是充分利用了P89LPC932微处理器功耗低、功能强大的优势，结合简单实用的红外通信技术和软件抗干扰技术，因而系统结构简单、可靠性高、成本低、使用和维护方便。