基于蓝牙通信的移动抄表终端的设计

ID模块

　　JT2860是一款由深圳捷通科技有限公司推出的超高频RFID(902~928MHz)读写模块，具有低功率输出、体积小、贴片式模块的特点，其最大输出功率为24dBm，最大电流为200mA，功耗1.5W。模块采用了40mm*40mm大小、3dBi的陶瓷天线，通信距离可达到0.8m~1.2m。支持ISO18000-6C(EPC G2)协议，对外提供了UART通信接口，默认通信速率为9600bps。

　　图9为超高频模块通信电路，模块工作电压为+5V，电源通过P沟道MOS管Q1实现控制。C19=0.1μF，C47=10μF，用来滤波和增强输出电压的电容。指示灯HL6在模块读卡时会闪烁点亮。模块提供的UART接口电平为3V信号，与主控芯片STM32F103R8可以直接进行通信。

　　在实际测试中，超高频模块RFID读取电子标签的距离达到100cm，写入距离达到15cm(有效距离与天线、电子标签及工作环境相关)。

2 软件设计

　　开启电源总开关，移动抄表终端的蓝牙模块处于从设备空闲状态，经安卓设备建立连接后，主控芯片通过串口接收中断实时监测从蓝牙模块发送的数据，图10为移动抄表终端的程序流程图。

　　移动抄表终端的各个功能模块是相互独立的。为保证锂电池的使用时长，降低功耗，除蓝牙模块外，其它功能模块电源在终端开启后都处于关闭状态。主控芯片STM32F103R8上电后工作于STOP模式，通过USART接收蓝牙数据唤醒。软件流程上根据数据帧内容选择通信信道，打开信道模块电源进行数据抄收。当移动抄表终端切换通信信道，需要关闭当前通信信道电源，再开启需要工作的模块电源。数据通信传输完毕，主控芯片进入STOP模式继续保持低功耗。这种方式保证了移动抄表终端的功能模块在软硬件间的相互独立，任一功能模块故障不会影响到其它信道模块的使用，同时最大限度减少了终端的耗电电流。

　　红外抄表、RS485抄表，这两种方式都可以实现对电能表信息的读写，通信协议符合DL/T 645-2007标准。高频RFID读取电子封印信息，通信的物理层协议符合ISO/IEC 14443A标准。超高频RFID读取电子标签信息的物理层协议符合ISO 18000-6C标准。

3 安卓设备抄表软件

　　安卓设备抄表软件采用安卓系统进行研发，软件包含四大功能：蓝牙连接、智能电表数据抄收、电子标签信息抄收、电子封印信息抄收。

　　目前安卓设备基本上都带有蓝牙功能，安卓设备抄表软件首先开启蓝牙，搜索移动抄表终端完成密码匹配，建立与移动抄表终端的蓝牙通讯通道。图11为安卓设备抄表软件蓝牙连接的运行截图。

　　"蓝牙连接"界面可以搜索周围蓝牙设备并建立一对一连接;"智能电表"界面可以完成对智能电表用电数据的抄收;"非接触卡"界面实现智能电表电子封印信息的读取;"UHF标签"界面实现智能电表电子标签信息的读取。

　　智能电表数据可以通过红外、RS485方式进行抄收，移动抄表终端通过蓝牙数据帧通信方式字节区分实现。图12为智能电表数据抄收的运行截图。图13为电子标签和电子封印信息抄收的运行截图。

4 结束语

　　针对新型智能电表的电子标签和电子封印要求，文中从硬件和软件两个方面给出了一种基于蓝牙通信的移动抄表终端的设计方案。通过在安卓设备安装抄表软件，建立蓝牙连接，抄收用户用电信息、电子标签和电子封印信息，具有便捷、直观的优点，在电力智能化抄表领域具有重要的应用价值。