无线传送方式实现室内通信系统 - 全文

　　目前，家庭网络内部主要通过双芯电缆直接对各种智能家电实现控制和访问。这种方式安装布线比较麻烦。为了克服安装布线的麻烦，选用无线传送方式实现家庭网络内部的各种控制和访问。

　　1 系统结构

　　本系统首先通过电话线利用DTMF收发电路芯片MT8880实现远程访问，再利用主单片机AT89C51的串口把各种访问、控制信息，传送给无线数传 MODEM芯片PTR2000，通过PTR2000实现数据的无线传送;而作为智能家电的接收端，首先通过外接PTR2000接收到主机发送的控制和访问信息，然后传送给从单片机AT89C51以实现各种功能的控制。系统原理电路，如图1所示。

　　

 

　　2 电话远程访问的实现方法

　　本系统远程访问利用DTMF收发芯片MT8880实现电话远程访问，MT8880是CMOS大规模集成电路，功耗低，并且将发送和接收电路集中在一块芯片内，容易与微机接口，使用方便。由于发送部分采用开关电容式D/A变换器，因此DTMF信号失真小，频率精度高，片内计数器对双音频模式的占空时间进行精确定时。并且能检测电话信号音。

　　主单片机AT89C51的P1.0～P1.3分别接入MT8880的D0～D3;单片机AT89C51的P1.4～P1. 7分别接入MT8880的RSO、CS、R/W、02，单片机AT89C51的P3.2接MT8880的IRQ/CP，具体电路，如图2所示。

　　

 

　　3 无线传送的实现方法

　　本系统采用超小型、超低功率、高速率无线数传MODEM芯片PTR2000，实现数据的无线传送。PTR2000工作频率为国际通用的数传频段433 MHz，采用FSK调制，DDS+PLL频率合成技术，具有两个频道，工作速率最高可达20 kB/s，可直接与单片机串口相连，低工作电压(2.7 V)，低功耗，同时采用低发射功率(+10 dBm)、高接收灵敏度(-105 dBm)设计，使用无需申请许可证。

　　PTR2000简单可靠，只有7个外接引脚，其各引脚控制功能如下：

　　Pin1：Vcc正电源，2.7～5.25 V;

　　Pin2：CS频道选择，CS=0选择工作频道1(433.92 MHz)，CS=1选择工作频道2(434.33 MHz);

　　Pin3：DO数据输出;

　　Pin4：DI数据输入;

　　Pin5：GND电源地;

　　Pin6：PWR节能控制，PWR=1为正常工作状态，PWR=0为待机微功耗状态;

　　Pin7：TEXN工作模式选择，TEXN=1时模块为发射状态，TEXN=0时模块为接收状态。

　　主单片机AT89C51与其外接PTR2000的接口电路，如图2所示。PTR2000的CS直接接地，利用工作频道1，即433.92 MHz。PTR2000的Pin6与单片机的P2.0相连，PTR2000的Pin7与单片机的P2.1相连。主单片机AT89C51的TXD、RXD分别接PTR2000的DI、DO端。从单片机与其外接PTR2000的接口电路与此相同。

　　主单片机AT89C51根据控制要求发送数据到PTR2000，再由PTR2000将数据经过FSK调制后发送出去，而从机AT89C51的外接 PTR2000接收到FSK调制信号后，首先解调输出控制信息给从机AT89C51，再由从机AT89C51控制智能家电的工作。

　　由于单片机AT89C51具有多机通信功能，因此利用单片机AT89C51的串口实现多机通信。当一个AT89C51单片机的SM2位为1时，该单片机只接收地址帧，对数据帧不予理睬，而当SM2位为0则接收发来的所有信息。若主机欲与某目标从机通信，则主机置其外接PTR2000的Pin7=1，发送一帧该目标从机的地址信息给所有从机，然后主机置其外接PTR2000的Pin7=0，以便接收从机发送的应答信息。各从机接收到地址帧后响应串口中断，把自身地址与目标从机地址相比较。若两者相同，则该从机为目标从机，置该从机外接PTR2000的Pin7=1给主机发送应答信息，然后置该从机的 SM2=0、外接PTR2000的Pin7=0以便接收后续控制信息和数据。若两者不同，则该从机不是目标从机，仍维持该从机的SM2=1，外接 PTR2000的Pin7=0，对主机发送的控制信息和数据不予理睬。主机接收到从机发送的应答信息后，则开始发送控制信息和数据。

　　4 软件设计

　　主机通信子程序流程图，如图3所示。

　　

 

　　从机通信子程序流程图，如图4所示。

　　

 

　　5 系统测试

　　由于PTR2000属于无线高频通信，一定要充分考虑系统的抗干扰问题，同时无线通信环境的不确定性，各种环境下的传输效果是不尽相同的，路径损耗、人体影响、建筑物影响、外界干扰、多径现象和周围环境的吸收等都会对传输的距离产生一定的影响。

　　因此在设计PCB图时，用地线把时钟电路部分包围起来，让其周围电场趋近于零;同时每个集成电路均增加一个去耦电容，提高系统的抗干扰能力。在测试的过程中，发现数据传输正常，只是由于室内墙体的阻隔，加之各种家居的成在，使信号有所衰减，通信距离小于室外空旷地带，但能很好满足室内通信要求。

　　通过对系统数据传输能力的测试，该系统发送和接收数据正确、可靠，各元件工作正常。实验证明该系统可以长时间稳定可靠地工作。

　　6 结束语

　　设计的基于无线传送的室内通信系统功耗低、成本少，除了可以应用到智能家电远程控制系统中，还可以应用于防盗报警系统以及其他一些短距离无线通信领域。