中心議題：

• 自動抄表係統結構
• 無線自動抄表係統主要器件的介紹
• 無線自動抄表係統的硬件設計及軟件設計

近些年信息通信領域中發展最快
、應用最廣的就是無線通信技術。而無線通信技術又有著集成化、低功耗

、易操作的發展趨勢。微功率短距離無線數據傳輸技術作為一種無線通信實用技術，一般使用單片射頻收(shou)發(fa)芯(xin)片(pian)，加(jia)上(shang)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)和(he)少(shao)量(liang)外(wai)圍(wei)器(qi)件(jian)構(gou)成(cheng)專(zhuan)用(yong)或(huo)通(tong)用(yong)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)模(mo)塊(kuai)
，隻(zhi)要(yao)依(yi)據(ju)命(ming)令(ling)字(zi)進(jin)行(xing)操(cao)作(zuo)即(ji)可(ke)實(shi)現(xian)基(ji)本(ben)的(de)數(shu)據(ju)無(wu)線(xian)短(duan)距(ju)離(li)抄(chao)表(biao)功(gong)能(neng)。本(ben)文(wen)提(ti)出(chu)了(le)一(yi)種(zhong)基(ji)於(yu)CC1100的無線自動抄表係統
，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，同時也是抄表收費係統發展的趨勢。

1 抄表係統結構

抄表係統主要由主站、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。係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，然後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

，最後由主站的計算機接收Internet上的數據並進行用戶電表數據彙總、電費計量


、線損分析等相關處理。

係統可用於家庭內部三表或多表數據的抄送。係統下層直接與水表、電表、煤mei氣qi表biao等deng連lian接jie
，上shang層ceng與yu抄chao表biao中zhong心xin主zhu機ji連lian接jie，實shi現xian數shu據ju的de遠yuan程cheng抄chao送song。係xi統tong一yi般ban使shi用yong被bei動dong抄chao表biao方fang式shi。上shang層ceng模mo塊kuai接jie收shou到dao儀yi表biao中zhong心xin的de抄chao表biao命ming令ling時shi，通tong過guo無wu線xian方fang式shi向xiang下xia層ceng模mo塊kuai發fa送song抄chao表biao指zhi令ling。無wu線xian抄chao表biao係xi統tong的de總zong體ti框kuang架jia如ru圖tu1所示。

2 主要器件的介紹

2．1 AT89S52的主要特點
A89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控製器，具有8k在係統可編程F1ash存儲器。片上F1ash允許程序存儲器在係統可編程，亦適於常規編程器。在單芯片上
，擁有靈巧的8位CPU和在係統可編程Flash
，使得AT89S52為眾多嵌入式控製應用係統提供了高靈活、超有效的解決方案。

A89S52與MCS一5l單片機產品兼容，具有8k字節在係統可編程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

、掉電後中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數據指針、掉電標識符。

2．2 CC1100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製解調器。其數據傳輸速率可達500kbps。通過開啟集成在調製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、數據緩衝、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接口控製。
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3 硬件設計

單片機對發射模塊和接收模塊的控製，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

，主要用於擴展外設和進行數據交換。)，然ran後hou要yao對dui射she頻pin模mo塊kuai初chu始shi化hua
，在zai這zhe部bu分fen的de初chu始shi化hua中zhong要yao上shang電dian複fu位wei芯xin片pian和he對dui它ta的de片pian內nei寄ji存cun器qi進jin行xing配pei置zhi。發fa射she端duan發fa射she一yi組zu數shu據ju中zhong首shou先xian要yao通tong過guo口kou對dui
，緩huan衝chong區qu設she置zhi單dan次ci發fa送song的de數shu據ju個ge數shu，然ran後hou寫xie入ru要yao發fa送song的de數shu據ju包bao，數shu據ju自zi動dong加jia前qian導dao碼ma和he校xiao驗yan，接jie著zhe進jin入ru發fa送song模mo式shi發fa送song數shu據ju包bao，等deng待dai本ben次ci發fa送song結jie束shu
，最zui後hou衝chong洗xi緩huan衝chong區qu
，本ben次ci發fa送song完wan畢bi。接jie收shou端duan接jie收shou一yi組zu數shu據ju中zhong首shou先xian進jin入ru接jie收shou模mo式shi，等deng待dai接jie收shou信xin息xi完wan成cheng，然ran後hou接jie收shou到dao的de數shu據ju包bao被bei分fen解jie
，讀du出chu所suo有you接jie收shou到dao的de數shu據ju並bing存cun儲chu，最zui後hou清qing洗xi緩huan衝chong區qu，本ben次ci接jie收shou完wan畢bi。CC1100具有包處理機製、發送、接收FIF0

、WOR模式(WakeonRadio)等諸多特點。在CC1100之(zhi)前(qian)的(de)無(wu)線(xian)收(shou)發(fa)芯(xin)片(pian)都(dou)是(shi)采(cai)用(yong)同(tong)步(bu)方(fang)式(shi)將(jiang)數(shu)據(ju)按(an)位(wei)發(fa)送(song)出(chu)去(qu)，這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)在(zai)發(fa)送(song)與(yu)接(jie)收(shou)數(shu)據(ju)時(shi)處(chu)理(li)起(qi)來(lai)比(bi)較(jiao)麻(ma)煩(fan)
，接(jie)收(shou)時(shi)還(hai)要(yao)判(pan)斷(duan)前(qian)導(dao)字(zi)與(yu)同(tong)步(bu)字(zi)。而(er)CC1100把這些繁瑣的工作承擔下來，當需要發射數據時，隻需將發射的數據按照一定的格式通過SPI口寫入到發射FIF0，然後把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會有一個脈衝出現
，這個脈衝可以用來通知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。

4 軟件設計

CC1100通過4線SPI兼容接口(SI
、S0、SCLK和CSn)配置，這個接口同時用作寫和緩存數據。SPI接口是一種同步串行通信接口，CSn是芯片選擇管腳，當該管腳為低電平時，SPI接口可以通信，反之不能通信。SI和SO為數字傳輸管腳
，分別用於數據輸入和數據輸出。SCLK為同步時鍾，在時鍾的上升沿或下降沿數字數據被寫入或讀出。在讀或是寫寄存器，首先要在SI管腳寫入寄存器地址(Address)字節。地址字節有8位
，最高位為讀寫位，後7位為地址位。當執行寫寄存器操作時，讀寫位為O，當執行讀寄存器操作時，讀寫位為1。無論是讀操作還是寫操作，在地址字節被寫入時，CC1100S0腳上輸出一個芯片狀態字節

，狀態字節包含關鍵狀態信號，對MCU是有用的。CC1100的TXFIF0(發射先進先出堆棧)和RXFIF0(接收先進先出堆棧)也可以用同樣的讀寫方式進行訪問
，隻是使用與配置寄存器不同的地址段加以區別。另外，CC1100的指令也是通過SPI接口傳送，CC1100有14個內部指令。這些指令用來關閉晶體振蕩器
，開啟傳輸模式
，狀態轉換和電磁波激活等。軟件流程如圖3所示。

通過SI寫入特定的字節使CC1100執行不同的命令
，CC1100共有20個引腳，可通過4線SPI兼容接口配置(包括數據線SI、S0、時鍾線SCLK
、使能線CSn)。其中CSn可以連接到一個IO口來模擬時序，而其他三個腳則接到主MCU的SPI接口。通過重複使用SPI接口上的SI
、SCLK和CSn，可使通信的主要狀態執行一個簡單的三腳控製，即休眠、空閑
、RX和TX。CC1100有兩個專用的配置引腳和一個共享引腳，能用於輸出對控製軟件有用的內部狀態信息，並能用來對MCU產生中斷

，其引腳名為GD00和GD01。共享引腳為SPI接口上的S0腳。GDOl／SO的默認設置為3狀態輸出。通過選擇任意其他的控製選項可使GD01／SO腳成為一般引腳。當CSn為低時
，此引腳的功能如一般S0腳；而在同步和異步連續模式下，處於傳輸模式時，GD00腳被用作連續TX數據輸入腳。

5 結論

無線自動抄表係統是未來發展的必然趨勢，而對於抄表係統的改造，由AT89S52單片機和CC1100構成的無線自動抄表係統具有使用方便、成本低

、應用靈活
、jiageshizhongdeyoudian。jiatingneibudesanbiaokeyitongyichaosong。haikeyiyingyongzaidigonglvyaogankance，zhuzhaihejianzhuzidongkongzhi，wuxianjingbaoheanquanxitong
，gongyejiancehekongzhi
，wuxianchuanganqiwangluo
，yaokongyaocexitongzhong，erqieshiyongyudianzixiaofeichanpin、住宅、建築物自動控製等諸多無線應用領域。