基于串口通信的远程自动抄表系统电路设计

　　数据采集装置首先通过传感器采集三表的读数，将采集的数据存入单片机（AT89C2051）内；单片机再通过无线通讯模块PTR2000（发端）将数据发送，用户集中器的PTR2000（收端）将发送来的数据接收，下位机主要完成采集数据、分时存储和同上位机通信的功能，它通过串行接口与 GSM/Modem联接，以公众网（GSM）为平台，通过电信公众网络传输数据。随着GSM移动通信网络的建设和发展，移动通信网日益庞大复杂，所覆盖地区也日益广泛。因而通过GSM移动通信网络进行数据的传输也成为了一种新式的数据传输手段。GSM/Modem通过GSM的短消息业务发送数据。PC机一般设在公司的营业处，它是负责整个系统管理的，它将数据收集到，然后对接收的数据整理、存储、显示，并计算出各用户需缴纳的费用。还可以将用户的用量曲线打印出来，对实行季节电价、分时电价，用经济杠杆实现削峰填谷很有利，可以为国家节约能源。

　　数据采集、发送模块电路设计

　　水表是将原水表计数齿轮指针换装成带磁性的指针，再通过传感器进行数据采集；气表要用带信号输出的气表；电表必须采用脉冲式电子电度表，电表脉冲输出的器件为光耦输出，具有较好的隔离作用。数据采集装置与用户的电表安装在一起，为了防止用户的突然断电，采集装置必须装在空气开关的前端。电表可以通过计数脉冲来测量，由光电采集头采集电表的计数脉冲，表盘转一圈，光电采集头发出一个脉冲，输入的P1口的P1.0，由AT89C2051存储。然后通过PTR2000模块发送数据。PTR2000模块乃是超小型、超低功耗、高速率19.2K无线收发数传MODEM。采用了当代最先进的欧洲“蓝牙技术”应用全数字科技，由单IC组合而成，接收发射合一，工作频段为 433--434MHz，空中传输数据速率为19.2Kbps，工作电压范围为2.7V-5.25V，采用FSK调制，抗干扰能力强，标准的DIP引脚间距，更适合嵌入式设备。当PTR2000的TXEN脚为高时，它处于发射状态；当TXEN脚为低时，它处于接收状态。在硬件设计时，将TXEN与 AT89C2051的P1.1脚连接，通过软件控制PTR2000的状态。电路原理图如图2。

　　

　　图2 数据采集、发送装置电路原理图

　　数据接收和远程无线通讯模块电路设计

　　PTR2000 将数据接收并且存入AT89C51内，ROM和RAM分别用来存储程序和数据，数据按当时的时间存入相应时段的存储区内，时段间隔为10分钟。不同日期的同一时段数据仅在相应的存储区内累加。采集装置内装有免维护电源，保证断电后还可以工作，保护数据和接收、执行上位机的命令。AT89C51通过串口与无线MODEM连接，实现与上位机的无线通讯。

　　　　

　　图3 数据接收、无线通讯电路原理图

　　本文介绍的自动抄表系统集计算机、通信技术于一体，采用先进的无线通讯模块和最成熟、最完善、应用最广的GSM作为数据传输的平台，抄数即快速又准确，彻底解决了人工抄表的所有弊病。还可进一步与银行系统的微机联网，实现费用自动划拨，大大提高了工作效率，具有良好的市场前景。