基于MSP430和Zigbee的無線抄表終端設(shè)計(jì)

　　3 抄表終端軟件設(shè)計(jì)

　　軟件設(shè)計(jì)的總體思路為：處理器在完成初始化后，關(guān)閉CPU和主時(shí)鐘MCLK，進(jìn)入LPM3低功耗模式。當(dāng)上位機(jī)發(fā)送來指令時(shí)，串口0產(chǎn)生中斷，使處理器進(jìn)入正常工作模式。處理器解釋收到的指令并根據(jù)指令內(nèi)容采取相應(yīng)的操作，如系統(tǒng)校時(shí)、初始化存儲(chǔ)器、添加表具信息、向串口1發(fā)送抄表指令等，然后再次進(jìn)入LPM3低功耗模式。當(dāng)?shù)讓与娔鼙戆l(fā)送來數(shù)據(jù)時(shí)，串口1產(chǎn)生中斷，使處理器進(jìn)入正常工作模式。處理器解釋數(shù)據(jù)并按照與上位機(jī)的通信規(guī)約將數(shù)據(jù)發(fā)送到串口0，并在本終端上做好數(shù)據(jù)備份。連接在串口0上的CC2430通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送回上位機(jī)。

　　我們選用IAR公司的IAR Embedded Workbench IDE作為軟件開發(fā)平臺(tái)，此軟件針對(duì)MSP430系列單片機(jī)的C語言開發(fā)做了異常豐富的宏定義。為了使軟件開發(fā)簡單，可讀性強(qiáng)，我們采用C語言編寫代碼。由于MSP430F149的強(qiáng)大處理能力，使用C語言開發(fā)仍具有較好的代碼執(zhí)行效率和極短的響應(yīng)時(shí)間。

　　與底層電能表的通信協(xié)議采用《多功能電能表通信規(guī)約DL/T 645-1997》，這是國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字電能表都要求符合本協(xié)議。協(xié)議中規(guī)定幀是傳送信息的基本單元，幀格式如表1所示。

表1 電能表協(xié)議幀格式

　　與上位機(jī)的通信采用自行編寫的協(xié)議，由本終端和上位PC機(jī)負(fù)責(zé)構(gòu)造協(xié)議幀和對(duì)協(xié)議的解釋，而只把Zigbee網(wǎng)絡(luò)當(dāng)成透明的通信信道。幀格式如表2所示：

表2 Zigbee與上位機(jī)通訊幀格式

　　由于MSP430F149單片機(jī)沒有硬件IIC接口，我們?cè)谕ㄓ肐/O口P1.0、P1.1上用軟件模擬IIC接口與PCF8563和FM24C04通信。讀PCF8563的子程序如下，寫程序以及讀寫FM24C04的子程序類似。

　　軟件的流程圖如圖2所示：

圖2 軟件流程圖

　　4 結(jié)論

　　無線自動(dòng)抄表是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)，而在抄表系統(tǒng)的改造過程中，采用超低功耗MSP430F149作為核心處理器，結(jié)合自動(dòng)組網(wǎng)Zigbee技術(shù)研發(fā)的本抄表終端具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。本終端已經(jīng)在我校的教師公寓小區(qū)中進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明運(yùn)行穩(wěn)定可靠，到達(dá)了設(shè)計(jì)要求，具有很好的應(yīng)用前景。下一步我們將進(jìn)一步對(duì)終端進(jìn)行改進(jìn)，使其適用與水、氣、電三表合抄，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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