基于nrf401的单片机无线抄表系统
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通信的数据格式为每帧 I 位, I 1 包括 位起始位, 8
位数据位, 位奇偶校验位和 I I 位停止位.片内定时
器T 作为波特率发生器, 1 选择传送的 波特率为10bs 2 p, 0 则定时器T 的初值应设置为T I H E H 另外 1 L T 1 8 = 二 ,
应禁止定时器 T 中断, 1 以免因定时器 T 溢出而产生 1
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图 1 主从机 串行通信原理图
F . P nie eac m n ao bt e i 1 rc los i o ui tn w n g i p f l r m ci e e m s r s v cm u r e pts at ad e n l o e a
无线通信.其通信原理如图 1 所示.主机( 即抄表单 片机) 负责发送从机( 即电度表单片机) 地址, 控制命 令及调度, 从机则负责收集现场信息, 进行一定的数据 处理, 根据主机的要求返回数据, 并执行主机发出的命 令.抄表单片机与电度表单片机之间的信息交换通过 串行通信实现.在采用主从式多机串行通信系统中, 《 动化仪表》 7 自 第2 卷第4 20 年4 期 06 月
基于 n F 0 的单片机无线抄表系统 周文举 R 41
不必要的中断错误.当主机发送一帧地址信息时, 应 保持这帧数据的第 9位 T 8 1 ; B 为" " 发送一帧数据信
② 主机发送一帧地址信息, 其中包含 8 位地址,
第9 位为" "与所需的从机进行联络; 1, ③ 从机接收到地址信息后, 将其与自己的地 各自
帧数据的状态;
⑥ 主机接收结束通信命令的返回信息后修改
SO C N第9 将 T8 1 , 位, B 置""准备进行下一轮的通信. 2 硬件构成
2 1 无线收发芯片 n F 0 . R 41
n F0 是一个基于 I R 4l S M频率为 43 z 3 M 设计的 H 单片U F H 无线收发一体芯片.它是 目前集成度最高
② 设定通信波特率为10 bs 20 ; p
③ 01是以地址帧形式发送的一条对所有从机 0 4 起作用的控制命令, 命令各从机恢复 S 2 1等待接 M =, 收状态; ④ 主机与从机的联络过程: 主机下发地址帧, 被 呼叫从机向主机返回地址帧, 以便主机确定与从机联 络上了.主机下发控制命令, 从机根据命令或接收主 机的数据块, 或向主机发送数据块; ⑤ 主机发送的控制命令代码定义如表 1 所示.
0 引言
电力管理部门每月都要完成对单相电度表的抄 录, 校准等工作, 为了提高工作效率, 减轻劳动强度, 提 高准确性和精确性, 我们开发了这套新型, 高效低廉且 基于n F0 无线通信模块的单片机抄表系统.该系 R 41 统根据单片机串行通信原理 , 采用无线通信技术, 可以 在那些不适合或不方便架设电缆线的工作环境中传送 数据信息, 完成电度表用电量的抄录, 表底数的设置,
命
令
功
命
令
功
能
设置表底数 读取表数
开表设置
关表设置 校验出错 传送结束符
的无线数传产品, 2 脚 双列直插封装.nF0 具有 0 R41 内部结构如图2 所示, 其中包括高频接收/ 发射,L PL 合成, K调制/ F S 解调和双频切换等单元「. ' 」 该芯片 有如下特点: 采用FK qe y t n) S( u csf e g f n h ki e r i y
周 丈举
( 山东枣庄学院计算机系, 枣庄 270) 710 摘 要:为了提高单相电度表的抄录, 校准等工作的效率和准确性, 开发了一种基于 n F0 无线通信模块.此模块用来实现上位单 R41 片机和多个单片机间的无线串行通信, 并利用该方法设计了一种新型无线抄表系统, 给出了硬件线路图, 通信协议, 程序流程图及用 M S1 C5 汇编语言编写的部分串行通信程序.该抄表系统硬件电路简单, 成本低廉, 编程方便, 能在多台单片机间安全传递数据. 关键词:无线收发 单片机 抄表系统 主从式 中图分类号: M 3 T9 文献标识码:A A s at Io e t ehne eiec ad u c f r d g r o i ad ian s g pa eci m ts t n F0 bt c: r r nac t f i y acr y e i , rn n clri i l hs l t e r h R41 r n o d h f n n c a o a n e d g ab tg e e r e c r c n e c e , e bs w e scm ui tn dlidvl e. s u ws d e i w ls acm ui tn we hscm u r a d ls m n ao m u s e pd Tim dl a u tr le e si o m n ao bt n t pt ad e ie o r c i o e e o h o e s o z i s e l e a e r r ci e e o o e n s g cicm u r A ewre r d g e ws dsnd un ts hd Te wr ci c m n ao p t o, il h o pts nv ils i s t aao i e 场 sg m t . hr a c u , ui tn o l n e p e . o l s e n y m l eg e a s s i h eo h a e i t o i d r m ci r c o p g m whrad tl l m n ao p g m tn M S1 m ll gae 颐 e. s e fte s p hr oal r r f ca n pr s i c ui tn r wi 场 C5 a e b a ug wr vn Tis t e u s l a - o t ai ea o a r m ci r a re o s y s n e e h y m r i e d s a m wr cci l csad y g m i , lt dtcn se tne d n sg cic pts a iu , o n e p r mn wi h a a b a l r sr a og l h o u r e t o t a r a g he a e y fe m r w s o e f a i e m e . n p K y od : re tnmt r e e i lci cm u r ed g t M sr l e d ew rs Wil s siad i S g h o pt R ai s e esr a n e v n e p e c n y m ae sv m e s t-a o
表 1 控制命令代码
Ta . to c mma d e n c d s b 1 Co r l n o o
立即置S 2 1结束本次通信, M 二, 等待下一次通信, 否则 执行相应的动作, 对于要求返回信息的 命令, B = , 置T8 0
返回正确的响应信息后置 S 2 1恢等工作.该系统由 基于挪威 N R I 公 O DC 司推出的单片无线收发一体芯片nF0 和基于5 系 R41 1
列的抄表单片机两部分组成.本文就该系统的具体实
现作一介绍.
1 无线通信原理
在抄表机数据通信系统中, 单片机之间的数据通
信采用一对多的主从模式, 利用I S M频段(3 M z 43 ) H
从机不主动发送命令或数据, 一切都由主机控制〔. ' ]
由于发送和接收共用同一物理信道, 因此在任意时刻 只允许一台从机处于发送状态.只有被主机呼叫的从 机才能占用总线, 对主机作出应答. 每台从机均分配有一个唯一的从机地址.主机与 从机通信时, 主机先呼叫某从机地址, 唤醒被叫从机 后, 从两机之间进行数据交换, 主, 而未被呼叫的从机 则继续处于等待状态.主机发送的信息可以传到多个 从机或指定的从机, 各从机发送的信息只能被主机接 收.为了完成上述功能需通过设置单片机的串口控制 寄存器 SO C N来实现, 在此将单片机设置在工作方式3 , 即S 0 1S 1 I M = ,M 二 .
频移键控调制方式, 具有非常少的外围元件, 直接数据 输入输出, 抗干扰能力强, 特别适合工业场合; 采用
TX E1
⑥ 数据块组成格式: 数据块最后一帧为结束符 E H, D 结束符之前本数据块内容可以是操作码帧, 地址 码帧和数据帧. 为了实现多机通信, 所有发射电路的振荡频率和 所有接收电路的振荡频率都必须一致.为保证正常通 信, 数据传送方向必须为半双工传送, 收发器在发射时 必须屏蔽自己的接收中断, 发射结束后再开放.
发送控制指令与数据, 一帧数据的第9 位为""表示 0,
发送的是数据或控制指令; ⑤ 被叫从机接收到使命后进行命令分析, 收集现 场信息, 进行一定的数据处理, 根据主机的要求返回数 据, 并执行主机发出的命令.若为结束通信的命令, 则
11 通信协议中的规定[ . 1 2 1
① 单片机以方式 3 进行通信, 一帧数据的第 9 位 为"" 1代表地址帧, 0 代表数据帧; 为""
12 .
_, Dt .
回路滤波器
多机通信过程
① 所有从机的 S 2 1处于地址帧接收状态; M =,
基于 n F 0 的单片机无线抄表系统 周文举 R 41
基于 n F0 的单片机无线抄表系统 R 41
S g C i C mptre Wil s ai Ss m i l h o u i d re R d g t n e p ez es e n ye
b s d n F 0 C mmu i t n o ue a e o R 4 1 n o nc i M d l ao
