引言

　　近距離的單片機(jī)通信采用總線方式即可實現(xiàn),，遠(yuǎn)距離的單片機(jī)通信不能采用這種方式，尋找一種即可遠(yuǎn)距離傳輸,，又保證安全可靠的通信方式很重要,。電力線載波通信技術(shù)(PLC),是指利用已有的配電網(wǎng)作為傳輸媒介，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和信息交換的一種技術(shù),。它能夠充分利用最為普及的電力線網(wǎng)絡(luò)資源,，具有覆蓋范圍廣、建設(shè)速度快,、投資少,、用電器可以直接作為網(wǎng)絡(luò)終端等特點,。低壓配電網(wǎng)PLC技術(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率可以分為低速和高速兩種，低速PLC的數(shù)據(jù)傳輸速率小于1Mbit/s,，目前技術(shù)比較成熟,，而且已經(jīng)有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對其載波頻進(jìn)行了規(guī)定，中國電力線載波通信頻帶規(guī)定為3-500KHz,。窄帶電力線載波技術(shù)由于數(shù)據(jù)傳輸速率較低，目前用于工業(yè)控制,、配電自動化,、樓宇自動化等。雙音頻(DTMF)技術(shù)以其較強(qiáng)的抗干擾能力和較低的誤碼率低等優(yōu)點,，是一種較為常用的通信方式,。因此以電力線為傳輸介質(zhì)，使用雙音頻通信方式實現(xiàn)單片機(jī)遠(yuǎn)距離通信是很有價值的,。雙音頻收發(fā)電路的設(shè)計和應(yīng)用,、通信傳輸協(xié)議的制定以及單片機(jī)的軟件設(shè)計是本系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。本文著重介紹單片機(jī)的軟件設(shè)計,。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示,，本系統(tǒng)采用巡回檢測的方式實現(xiàn)多路檢測報警，并通過USB接口連接到PC機(jī),，用VB報警界面集中監(jiān)控顯示,。首先，可以根據(jù)防盜區(qū)的需求有規(guī)律地設(shè)置多路報警檢測點(本系統(tǒng)可設(shè)置多達(dá)256個),，即前端檢測電路,。其次，由中心控制系統(tǒng)的單片機(jī)有順序地向前端發(fā)送檢測信號,，當(dāng)某個前端被檢測到時,，會通過前端單片機(jī)向中心控制系統(tǒng)發(fā)回自己的代碼并附上有無報警信息，如果有報警,，中心控制系統(tǒng)就通過USB接口將數(shù)據(jù)傳送給PC機(jī),，VB界面上會顯示相應(yīng)報警點，并把報警時間和報警點編號記錄下來,，接著就繼續(xù)檢測下一個檢測點,，否則就直接轉(zhuǎn)去檢測下一個檢測點。但當(dāng)中心控制系統(tǒng)向前端發(fā)送檢測信號時,，如果等待某一段時間后前端無應(yīng)答時,，就報出錯信息。如此周而復(fù)始,，以達(dá)到對防盜區(qū)域內(nèi)的有效監(jiān)控,。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　本系統(tǒng)用軟件設(shè)置發(fā)送與接收是分時的，可以避免控制信號和檢測信號相互干擾，影響系統(tǒng)工作的正確性,，又可減少硬件開銷,，順利實現(xiàn)雙音頻信號的雙向傳輸。還利用全速USB設(shè)備接口連接到PC機(jī),，既插即用,，使用方便。用PC機(jī)的VB界面進(jìn)行報警,，直觀明了,，還可利用PC機(jī)的存儲記憶功能，使本系統(tǒng)更完善可靠,。

　　本系統(tǒng)的功能指標(biāo)為：
·256個點巡回檢測,。
·用220V低壓電力線傳輸信息。
·巡回檢測一次所有的前端的時間不超過1分鐘,。
·前端檢測部分熱釋電人體紅外傳感器電路的感應(yīng)距離在10米,，感應(yīng)持續(xù)時間為10s。
·PC監(jiān)視界面能給出無報警,、報警,、故障三種狀態(tài)的指標(biāo)，并能以文本的格式存儲報警信息,。

通信傳輸協(xié)議

　　為實現(xiàn)電力線載波通信的順利進(jìn)行,，特制定如下傳輸協(xié)議：中心單片機(jī)控制信息的數(shù)據(jù)格式為：“＃+目標(biāo)地址+*”，前端單片機(jī)返回檢測信息的數(shù)據(jù)格式為：“本機(jī)地址+?；虮緳C(jī)地址+*”,。由于本系統(tǒng)采用巡回檢測的方式，所以中心發(fā)送命令時要附上目標(biāo)地址,，前端接受信息時要與本機(jī)地址進(jìn)行核對,，以備前端判別是否要回送數(shù)據(jù)，中心接收前端返回的檢測信息時,，也要與發(fā)送出去的目標(biāo)地址進(jìn)行核對,，以備中心判別是否其正在等待的信息。

單片機(jī)軟件設(shè)計

　　前端單片機(jī)軟件

前端檢測系統(tǒng)的程序流程圖如圖2所示,。本機(jī)地址設(shè)為*000#,，分別存放到內(nèi)存單元30H、31H,、32H,、33H、34H,。單片機(jī)AT89C2051從P3口讀入五組8421代碼,。經(jīng)過密碼校驗,，如果密碼正確，則檢測P3.7口是否為低電平,，如果是低電平就向中心發(fā)送報警信號“000#”,，否則就發(fā)送“000*”。如果密碼不正確,，前端就等待中心發(fā)送下一個檢測信號的命令,。每發(fā)送一個代碼，都要調(diào)用一次延時子程序,，這是為了有足夠的時間進(jìn)行編碼和有足夠的時間進(jìn)行譯碼,，實驗測得25ms的延時是比較可靠的。

圖2 前端檢測系統(tǒng)的程序流程圖

　　中心單片機(jī)軟件

中心控制系統(tǒng)的程序流程圖如圖3所示,。由主程序、檢測命令發(fā)送子程序,、密碼校對子程序,、25ms延時子程序、USB中斷處理子程序組成,。中心單片機(jī)發(fā)出五位檢測命令代碼后,，啟動100ms的TO中斷，如果在這段時間內(nèi)沒接收到前端的返回信息,，中心就認(rèn)定該前端出現(xiàn)故障,，如果接收到信息，中心單片機(jī)先對前三位代碼與內(nèi)存單元中的目標(biāo)地址進(jìn)行一一校對,，一致的話則繼續(xù)判斷下一位,，最后判斷地4位的報警狀態(tài)，并通過USB接口發(fā)送數(shù)據(jù)給PC幾的應(yīng)用程序進(jìn)行處理,。接著中心繼續(xù)發(fā)送檢測下一個前端的命令,。在程序中設(shè)置了大循環(huán)和小循環(huán)，目的是小循環(huán)完成以后裝入下一個檢測前端設(shè)定值,，以保證有異常輸入時,，系統(tǒng)延遲一定的時間后自動恢復(fù)正常工作，當(dāng)中心控制需要通過USB接口向PC發(fā)送數(shù)據(jù)時,，只要調(diào)用中斷數(shù)據(jù)發(fā)送子程序,，執(zhí)行三條語句就可以了。

圖3 中心控制系統(tǒng)的程序流程圖

結(jié)語

　　本系統(tǒng)設(shè)計的電路,，性能穩(wěn)定,、工作可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)正常,，能成功實現(xiàn)了單片機(jī)的雙向通信,?；陔p音頻信號傳輸?shù)碾娏€載波通信系統(tǒng)為單片機(jī)遠(yuǎn)距離通信提供了一種方法。