基于MSP430和Zigbee的無線抄表終端設計

　　3 抄表終端軟件設計

　　軟件設計的總體思路為：處理器在完成初始化后，關閉CPU和主時鐘MCLK，進入LPM3低功耗模式。當上位機發送來指令時，串口0產生中斷，使處理器進入正常工作模式。處理器解釋收到的指令并根據指令內容采取相應的操作，如系統校時、初始化存儲器、添加表具信息、向串口1發送抄表指令等，然后再次進入LPM3低功耗模式。當底層電能表發送來數據時，串口1產生中斷，使處理器進入正常工作模式。處理器解釋數據并按照與上位機的通信規約將數據發送到串口0，并在本終端上做好數據備份。連接在串口0上的CC2430通過Zigbee網絡將數據傳送回上位機。

　　我們選用IAR公司的IAR Embedded Workbench IDE作為軟件開發平臺，此軟件針對MSP430系列單片機的C語言開發做了異常豐富的宏定義。為了使軟件開發簡單，可讀性強，我們采用C語言編寫代碼。由于MSP430F149的強大處理能力，使用C語言開發仍具有較好的代碼執行效率和極短的響應時間。

　　與底層電能表的通信協議采用《多功能電能表通信規約DL/T 645-1997》，這是國家電力行業標準，數字電能表都要求符合本協議。協議中規定幀是傳送信息的基本單元，幀格式如表1所示。

表1 電能表協議幀格式

　　與上位機的通信采用自行編寫的協議，由本終端和上位PC機負責構造協議幀和對協議的解釋，而只把Zigbee網絡當成透明的通信信道。幀格式如表2所示：

表2 Zigbee與上位機通訊幀格式

　　由于MSP430F149單片機沒有硬件IIC接口，我們在通用I/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 結論

　　無線自動抄表是未來發展的必然趨勢，而在抄表系統的改造過程中，采用超低功耗MSP430F149作為核心處理器，結合自動組網Zigbee技術研發的本抄表終端具有明顯的技術優勢。本終端已經在我校的教師公寓小區中進行試驗，結果表明運行穩定可靠，到達了設計要求，具有很好的應用前景。下一步我們將進一步對終端進行改進，使其適用與水、氣、電三表合抄，創造更大的經濟效益和社會效益。

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