1 引言
目前我國主要是依靠人工抄表收費，但存在入戶難、企業(yè)管理費用開支高、效率低等諸多問題，已不能適應(yīng)社會發(fā)展要求．智能化網(wǎng)絡(luò)自動抄表系統(tǒng)成為必然趨勢。而自動抄表技術(shù)的關(guān)鍵是改造傳統(tǒng)的電表電量計量，即傳統(tǒng)電表的電量檢測與控制是實現(xiàn)自動抄表的核心。實現(xiàn)方法眾多，如數(shù)字電表、基于IC卡電表等，但我國許多用戶還是采用傳統(tǒng)的磁電式電表。因此改造該電表是首要問題。傳統(tǒng)的磁電式電表檢測是利用紅外檢測、光電檢測等方法，然后利用無線或紅外發(fā)送方式傳送到計算機或掌上機，以實現(xiàn)自動抄表。這里提出的無線抄表檢測系統(tǒng)是基于掌上無線近距離抄表系統(tǒng)，檢測電能表的轉(zhuǎn)數(shù)，通過串行通訊口傳送數(shù)據(jù)到掌上抄表器．從而控制斷／送電。
2 無線抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成
無線抄表檢測系統(tǒng)由電表檢測單元、掌上抄表器、管理計算機等3部分組成，如圖1所示。
2．1 電表檢測單元
使用光電頭改造傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表，以檢測每個用戶電能表的轉(zhuǎn)數(shù)。每片單片機控制8個用戶的電表信息。每個電能表經(jīng)一路繼電器控制斷，送電功能，采用X24C45型EEPROM兼看門狗電路來保存每個電能表內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)數(shù)據(jù)，并利用PTR2000型無線收發(fā)器收發(fā)信息。
2．2 掌上抄表器
掌上抄表器使用功耗低、工作可靠的AT24C512型串行EEPROM存儲器；通過并行輸出的128×64點陣LCD顯示器作為人機界面，顯示抄表提示等信息；通過DS1302器件獲得抄表時間等信息；選用MAX813型電壓檢測器檢測電池供電電壓，同時該器件還具有看門狗的功能；利用PTR2000型無線收發(fā)器實現(xiàn)掌上抄表器與電表檢測單元的通訊；并利用MAX232將掌上抄表器的用戶抄表信息傳送到管理計算機，從而實現(xiàn)用戶信息的計算機管理。
2．3 管理計算機
管理計算機是系統(tǒng)管理級，采用通用的微型計算，操作系統(tǒng)Win98以上。開發(fā)環(huán)境VB6．0和SQL2000，標(biāo)準(zhǔn)的Win-dows操作界面，使用方便。具有與掌上抄表器通訊、存儲數(shù)據(jù)、查詢打印電量電費、營業(yè)繳費等功能。
3 電表檢測模塊硬件電路設(shè)計
光電采集的電信號通過微控制器單片機處理、存儲數(shù)據(jù)，當(dāng)接收到掌上機發(fā)送數(shù)據(jù)命令時，通過無線收發(fā)模塊PTR2000將數(shù)據(jù)發(fā)送到掌上機，單片機的P2端口連接繼電器向用戶斷／送電，當(dāng)用戶欠／補交電費時，通過掌上機的斷／送按鈕發(fā)出命令，使單片機接收到繼電器動作命令，從而控制用戶斷／送電。而電表端檢測部分硬件電路包括：光電檢測、非易失性存儲器X24C45、無線收發(fā)等模塊。
3．1 光電檢測模塊
光電檢測模塊是準(zhǔn)確測量用戶電表表盤轉(zhuǎn)數(shù)。常用檢測方法：紅外線對射式和反射式。而采用紅外線對射式方法實現(xiàn)該系統(tǒng)設(shè)計較復(fù)雜，需將用戶電表的表盤打孔。但采用紅外線反射式方法較簡單。只需在用戶的表盤上做明顯標(biāo)記。因此該系統(tǒng)檢測選用RPR220型反射式紅外線識別傳感器。在用戶的電表表盤的某處用暗色油漆做標(biāo)記，采用RPR220識別無、有標(biāo)記處，通過電壓比較器比較輸出高低電平信號，當(dāng)檢測到有標(biāo)記時，比較器輸出高電平，發(fā)光二極管不發(fā)光；當(dāng)檢測到無標(biāo)記時，比較器輸出低電平，發(fā)光二極管發(fā)光。圖2為光電檢測部分電路原理。
3．2 存儲器模塊
由于該系統(tǒng)檢測模塊需要儲存大量數(shù)據(jù)，并具有掉電自動保存數(shù)據(jù)功能，X24C45是按16x16方式組織的SRAM和EEPROM位對位構(gòu)成的串行256位NOVRAM(非易失性SRAM)，另外，X24C45具有上電時自動調(diào)出，掉電時自動存儲(Autostore)數(shù)據(jù)的功能，所以這里采用X24C45實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲功能。上電后，SRAM和EEPROM的數(shù)據(jù)互相傳送。對SRAM操作，讀寫次數(shù)無任何限制。一旦電源電壓降至4．3 V以下，數(shù)據(jù)便自動從SRAM保存到EEPROM中。為保證數(shù)據(jù)能夠可靠存入EEPROM，電源電壓不能下降太快，其典型時間為5 ms，帶有電容的系統(tǒng)中一般都能夠滿足。EEPROM具有1 000 000次的存儲壽命，數(shù)據(jù)可保存100年以上。
