基于P89LPC932的红外抄表系统设计

文章摘要：摘 要： 一种基于P89LPC932微处理器的新型红外抄表系统的设计，介绍了抄表系统的总体结构、多功能电度表的设计及手持抄表终端的设计。关键词： 红外通信 抄表系统 多功能电度表 手持抄表终端设计一个抄表系统时，最关键的技术是抄表的方式。目前，电度表的抄表方式主要有：人工抄表、低压电力线载波抄表、现场总线或RS－485总线抄表、手持终端（电脑）人工抄表。手持终端（电脑）人工抄表是一种较理想的社区抄表方式。它具有系统简单、数据可靠完整、操作方便、维护费用低等特点，抄表省时、省力，可避免误抄。手持终端与电度表间的通信可采用无线通信或红外通信，广泛采用的是红外通信。 本文结合已

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摘  要： 一种基于P89LPC932微处理器的新型红外抄表系统的设计，介绍了抄表系统的总体结构、多功能电度表的设计及手持抄表终端的设计。
关键词： 红外通信  抄表系统  多功能电度表  手持抄表终端

　　设计一个抄表系统时，最关键的技术是抄表的方式。目前，电度表的抄表方式主要有：人工抄表、低压电力线载波抄表、现场总线或RS－485总线抄表、手持终端（电脑）人工抄表。手持终端（电脑）人工抄表是一种较理想的社区抄表方式。它具有系统简单、数据可靠完整、操作方便、维护费用低等特点，抄表省时、省力，可避免误抄。手持终端与电度表间的通信可采用无线通信或红外通信，广泛采用的是红外通信。
        本文结合已有的技术，基于P89LPC932微处理器，提出了一种新型红外抄表系统的设计方案。该系统与已有的同类系统相比，具有结构简单、功耗和成本低的特点，可进行多电量测量，并能长期保存数据。
1  抄表系统的总体结构
　　红外抄表系统的总体结构框图如图1所示，系统由二部分构成：多功能电度表和手持抄表终端，二者通过红外线进行通信。多功能电度表在单片机的控制下，可测量多种用电数据（如用电的功率、用电功率因数、用电量等），并可根据功率因数的不同按不同比率计算电费。多功能电度表能将得到的各种数据记录下来，在停电时保持数据不丢失。手持抄表终端可通过红外线对多功能电度表进行抄表，将电度表中保存的各种数据存储到抄表终端中，然后抄表终端通过串口将存储的数据传给计算机进行处理。多功能电度表和手持抄表终端的单片机均采用Philips公司最近生产的P89LPC932。该单片机不仅功能强大，而且接口简单，处理速度快，价格低廉，功耗小，内部集成了多个系统级功能部件。这是系统设计的特色之一。

2  多功能电度表的设计
　　多功能电度表由P89LPC932单片机、红外通信模块、显示模块和信号采集模块等组成。其中起关键作用的是单片机P89LPC932。P89LPC932的管脚如图2所示。

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　　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，即要对数据进行编码和解码。由于红外通信方式与串行通信方式类似，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。这样处理也有助于单片机和PC机之间的串行数据传输。本系统中采用的通信方式是主-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。通信链路的建立和解除均由主站发出的信息帧来控制。
　　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，即发射与接收不同时进行，否则就会造成自发自收的情况，干扰正常的通信。

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