电子产品世界

3 系统解决方案
3．1 硬件设计
3．1．1 电源解决方案
交流电接入水表电子单元，安装不便，而且水表使用环境潮湿，存在安全隐患，还需考虑停电后，户用计量仪表应能正常工作一段时间，故仍需设计后备电池；若使用外接干电池就必须考虑在电池被取下后能关阀，故电路设计复杂，可靠性降低，将产品的成本转价到了用户身上，使用费用大大提高，电池漏液、电池接电片的锈蚀、氧化等因素的存在也降低了系统的可靠性。
利用锂电池能量大、自放电率低、贮存时间长等特点，将锂电池作为一个电子元件封装于仪表中，在仪表的寿命期内不需要更换。电池直接焊于电路板上，不会出现电压突然下降的情况，故只需有电池电压检测电路，而不需掉电保护电路。
系统采用锂电池方案的优点有：1)减少了由用户参与的环节，使用上方便了用户。2)不需更换电池，用户使用成本降低。3)电路及结构设计均更加简单，大大提高了可靠性。随着军品锂电池制造技术的民品化、加工工艺的不断完善及价格的下降，将锂电池作为户用计量仪表的电源得到各方的认可。
3．1．2 硬件电路连接
无线抄表系统的硬件电路主要包括电源、CPU接口电路、EEProm、通信模块、报警部分、水表接口电路、无线通信电路等几个部分。
系统采用PIC16F873A做为处理器，RB6、RB7电位变化中断来采集水表脉冲计数：RC0、RC1模拟I2C串行接口连接EEProm，进行数据保存；RA0、RA1用来指示和连接报警；RC6、RC7设置为RX、TX用于串口通信；其它部分及无线通信电路如图1所示。

nRF905输出端ANT1、ANT2外接50Ω单天线终端装置，外围元器件配置见图2所示。PCB版面设计的地网层在底面，在板上顶层元件的周围没有接地面，以确保临近元件的充分接地，板的顶层接地面通过很多过孔与底面接地网连接，在天线下面没有接地网，nRF905芯片以及外围电路部分PCB布板采用最小布板原则。无线通信元器件的选择都很精密，而且电路布版时，元器件的摆放，电路走线，通孔等都必须经过多次试验才能达到最好的理想效果。
3．1．3 无线收发模块nRF905
nRF905是挪威Nordic公司的产品。该芯片采用+3 VDC供电，面积为5 mmx5 mm，共有32个外部引脚，具有433／868／915 MHz三波段载波频率。它由一个完全集成的频率调制器，一个带解调器的接收器，一个功率放大器，一个晶体振荡器和一个调节器组成，抗扰能力强，支持多点通讯，数据传输速率高达0．1 Mbps。具有特有的ShockBumt信号发射模式和发射信号载波监测功能，可有效避免数据冲突，能够很容易地通过SPI接口进行编程配置。电流消耗很低，在发射功率为-10 dBm时，发射电流为11 mA，接收电流为12．5 mA，进入POWERDOWN模式可以很容易实现节电。

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关键词： 系统 设计 自动 水表 nRF905 无线 基于