图2-3Modem/NMC35i接口电路

电路中RXD、TXD直接连ATmega162的RXD0\\TXD0，可以独立进行串行通信而与其他通信链路互不干扰。RING连ATmega162的外部中断INT0，当通信模块有振铃信号时通知MCU执行相应的中断程序。

3采集器硬件方案设计

1）电压通道采集电路

位于电源板上的交釆模块分主要分为三部分:电压釆集电路、电流釆集电路和电能量釆集电路。

三项多功能电能计量芯片ADE7758的电压通道输入釆用单端电压输入,标准运行时最大信号电为土0.5V(相对于VN端),这里我们采用5个200K电阻与1个1K电阻串联分压的形式进行釆样[27],在输入额定电压为220V的情况下,经分压采样获得的采样电压约为-220mV~220mV，电压通道模拟量采集电路。

UA 200KZZ200KZ200K200KZ200KZZ1K5.6nF UB200KZZ200KZ200K200KZ200KZ0.1uFZ1K5.6nFUC200KZZ200KZ200K200KZ200KZ0.1uFZ1K5.6nF图3-1电压通道采集电路

2）电流通道采集电路

ADE7758的电流通道采用全差分电压输入,最大的差分输入信号为±0.5V。在设计电流通道模拟量采集电路时,采用变频比为300:1的电流互感器以及两个阻值为7.5Ω的采样电阻,在输入最大电流为300mA的情况下,采样电压约为300mV，电流通道模拟量采集电路。

IA1ZIAPIB1ZIBP 7.510nFZ 7.510nF 7.5ZZ10nF 7.5Z10nF1KIC1Z1KICP 7.510nF 7.5Z10nF1K3）电能量采集量

为了设计方便,这里我们采用三项多功能电能计量芯片ADE7758作为电能量的计量芯片。ADE7758是一款高准确度的三相电能计量芯片,带有两路脉冲输出功能和一个串行接口。ADE7758集成了二阶∑—D模数转换器,数字积分器,基准电路,温度传感器,以及所有进行有功,无功和视在电能计量以及有效值计量所需的信号处理元件。ADE7758适用于计量各种三相配置条件下的有功,无功和视在电能,如WYE和DELTA系统,包括三线和四线制。

ZLC2LCN

图3-2电流通道采集电路

ZZLA2LANLB2LBNZ4 通信系统方案设计方案一

远程智能抄表系统的通信系统方案包括集中器与采集器的底层通信方案和管理中心与集中器的上层通信方案。

底层数据采集一般采用总线型通信方式的方案。这种方式以一条串行总线连接各分散的采集器，实现各节点的互连。在这种方式下，信道上节点较多，传输速率不是很高，传输距离短。常用的模式有红外线通信、RS-485总线、仪表总线和低压电力载波通信等。

上层通信系统是以安装在管理中心的系统工作站为中心点，以发散的形式分别通过通信信道与分散于各区域的集中器连接，形成1对N的连接形式。在这种方式下，信道的通信数据量大，要求有一定的传输速率和带宽。根据信道介质不同可分为电话线、光纤、无线和城域网等多种模式。

本设计的通信系统框图如下所示，在集中器和管理中心之间的通信上采用了蜂窝移动无线网(GSM/GPRS)，在集中器与采集器之间的通信上采用了低压电力载波通信。

图4-1 通信系统框图

管理中心与集中器之间是通过GSM/GPRS网络进行的，需要在数据采集模块和管理中心中加装GSM模块。由于这种模块(其实是无键盘、无显示屏的手机)结构简单，控制容易，所以利用它的RS-232标准的接口很容易和单片机连接在一起，构造出AT贺氏指令，来驱动数据采集模块。在通信形式上是主从方式，每次通信都由管理中心发起，集中器在接到通信命令后，进行相应的应答处理。

集中器与采集器之间是利用低压电力线进行通信。由于电力网络相当于一个共享媒体，因此一个集中器和它所负责的所有采集器组成了一个相当于以太网形式的网络。集中器和所有的采集器相当于网络上的一个节点，每个节点都有唯一的网络地址。每个节点只对目的地址和本节点地址相同的数据进行响应。在通信形式上也是主从方式，每次通信都由集中器发起，采集器在接到通信命令后，进行相应的应答处理。

4.1 电力载波模块设计

电力载波模块基于SSC P300进行设计。Intellon公司的SSC P300符合EIA-600 CEBus通信协议，其扩频信号覆盖了从100KHz～400KHz所有带宽，若某些频率的信号因受到干扰而无法到达接收机，剩下部分的信号仍能成功到达，采取适当的纠错编码可恢复正确的数据。设计总体方案如下图所示。

图4-2 电力载波模块总体方案设计

由单片机 AT89c51 单元 MCU 和芯片Intellon P300组成一个网络接口控制中心，负责处理来自经过输入滤波电路处理的电力载波信号，通过输出电路向电力线发送载波数据。并控制命令线 CON 和串行通信线 TXD、RXD 与上级应用单元进行通信。

MCU 作为控制核心，完成分组的发送和接收、发送字节到符号的转换、接收符号到字节的转换以及循环校验码的产生和校验等。即将要发送的数据先由MCU转换成符合EIA-600CEBus的符号，组成分组传送到P300，由其进一步处理后发送出去。而由P300处理后得到的分组传送到MCU，由其转换成原始数据，并判别是何指令，从而指示用户用表完成相应的操作，如接通、断开等。

P300 与主处理器的接口是通过一个5线的串行外围接口(SPI)及复位信号RST 来完成的，SPI的数据输入(SDI)和数据输出(SDO)线允许数据由P300传出或传至P300时对其进行计时。P300还提供了SPI数据时钟(SCLK)来对数据传输提供时序信号。而P300的服务请求是由低电平有效的中断信号(INT)来完成的。P300低电平有效的片选信号（CS）可将SPI 接口置为有效或是无效。 要发送的分组首先传到P300的数据链路层(DLL)的微处理器，它再将之传送给其数字信号处理模块。数字信号处理模块使用一个300点的片内ROM查询表来产生扩频载波(SSC)的高层状态和低层状态，此表可驱动片内8位DAC产生线性