基于NFC技术的无线抄表检测系统电路设计

电路

目前我国主要是依靠人工抄表收费，但存在入户难、企业管理费用开支高、效率低等诸多问题，已不能适应社会发展要求．智能化网络自动抄表系统成为必然趋势。而自动抄表技术的关键是改造传统的电表电量计量，即传统电表的电量检测与控制是实现自动抄表的核心。实现方法众多，如数字电表、基于IC卡电表等，但我国许多用户还是采用传统的磁电式电表。因此改造该电表是首要问题。传统的磁电式电表检测是利用红外检测、光电检测等方法，然后利用无线或红外发送方式传送到计算机或掌上机，以实现自动抄表。

这里提出的无线抄表检测系统是基于掌上无线近距离抄表系统，检测电能表的转数，通过串行通讯口传送数据到掌上抄表器．从而控制断、送电。

电路原理

光电检测模块

光电检测模块是准确测量用户电表表盘转数。常用检测方法：红外线对射式和反射式。而采用红外线对射式方法实现该系统设计较复杂，需将用户电表的表盘打孔。但采用红外线反射式方法较简单。只需在用户的表盘上做明显标记。因此该系统检测选用RPR220型反射式红外线识别传感器。在用户的电表表盘的某处用暗色油漆做标记，采用 RPR220识别无、有标记处，通过电压比较器比较输出高低电平信号，当检测到有标记时，比较器输出高电平，发光二极管不发光；当检测到无标记时，比较器输出低电平，发光二极管发光。图1为光电检测部分电路原理。

图1 光电检测电路原理

存储器模块模块设计

由于该系统检测模块需要储存大量数据，并具有掉电自动保存数据功能，X24C45是按16x16方式组织的SRAM和EEPROM位对位构成的串行 256 位NOVRAM（非易失性SRAM），另外，X24C45具有上电时自动调出，掉电时自动存储（Autostore）数据的功能，所以这里采用 X24C45实现数据存储功能。上电后，SRAM和EEPROM的数据互相传送。对SRAM操作，读写次数无任何限制。一旦电源电压降至4．3 V以下，数据便自动从SRAM保存到EEPROM中。为保证数据能够可靠存入EEPROM，电源电压不能下降太快，其典型时间为5 ms，带有电容的系统中一般都能够满足。EEPROM具有1 000 000次的存储寿命，数据可保存100年以上。

X24C45的读写操作都是针对SRAM的，因而其读写次数无限制。X24C45内部有8位指令寄存器，单片机通过SK和DI进行访问。在整个数据操作期间，CE必须保持高电平。图2为X24C45与AT89C51单片机的接口电路。

图2 X24C45与单片机的接口电路

编者结语

无线掌上抄表系统是以单片机为控制器，以其高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠的特点应用于该系统。解决了目前传统抄表中的入户难、企业管理费用开支高、查表收费人员工作条件差、效率低、劳动强度大等问题。自动抄表系统是我国抄表行业的必然发展趋势。