目前大量使用的电能表手工抄表方法在实时性、准确性和应用性等方面都有诸多不足，远不能适应现代化管理的需要。该系统由具有红外通信功能的多费率电能表、手持红外抄表器和主机3部分组成。红外自动抄收系统具有操作简单、传输可靠、抗干扰能力强、成本低等优点，是用于电能表的一种可靠的抄表方式。手持红外抄表器通过遥控方式完成电能表校时、设置表底参数和用电量抄收等项工作。利用单片机的串行口、内部定时器／计数器、红外发射管和红外接收管等简单的软、硬件可以方便地构成抄表系统的红外通信接口，可靠地实现多费率电能表的红外收发功能。

2.红外遥控原理

  红外遥控通信是利用波长为950nm的近红外线作为信道，实现两点问近距离无线数据传输。发送端将遥控信号(基带二进制数字信号)调制成某一频率的脉冲串行码，经缓冲放大后驱动红外发射管输出红外光脉冲。接收端将接收到的红外光信号转换成电信号，再经过放大、整形、解调处理后，还原为二进制信号输出。遥控脉冲编码方式有多种，其中最常用的有PWM码(脉冲宽度调制码)和PPM码(脉冲位置调制码)两种，本设计采用PPM码。为抑制信号干扰，基带二进制脉冲须调制在频率为30～40kHz的载波上再发送出去。本设计的载波频率为38．4kHz，遥控信号的调制波形如图1所示。

对于发射端来说，当无红外脉冲发射时，发送的是二进制数“1”；有红外脉冲发射时，发送的是“0”。而对于接收端来说，没有接收到红外信号，认为是“1”；接收到红外信号，认为是“0”。

3.红外通信接口的硬件设计

红外通信口由发射和接收两部分组成，手持抄表器为发射部分，具有红外通信功能的多费率电能表为接收部分。

3.1 红外发射电路设计

发射部分硬件电路如图2所示。

发射电路包括单片机、驱动三极管Q1和Q2、红外二极管D1等部件。其中单片机定时器／计数器TO工作在方式2，通过TO端(P3．4引脚)输出38．4kHz的脉冲序列作为高频载波信号，红外发射管Dl用来发射950nm的红外光束。发射电路的工作原理是：由单片机串行输出端TxD(P3．1引脚)送出基带二进制信号，当串口TxD端输出数位“0”时Q2管导通，通过Q1管调制成38．4kHz的载波信号，驱动D1管以光脉冲形式向外发送。当TxD端输出数位“1”时Q2截止，D1管上没有红外光脉冲发出。由于本设计选用串口波特率为200bps，因此，每一个数位“0”对应有32个载波脉冲。

3.2 红外接收电路设计

接收部分电路如图3所示。

 
  VCC红外接收电路包括单片机、一体化红外接收头D2等部件。接收头D2为三端元件，使用单+5V电源，接收频率范围(38士1)kHZ，具有功耗低、抗干扰能力强、输入灵敏度高、对其他波长的红外光不敏感等特点。红外接收器的工作原理为：D2将接收到的38．4kHz的光信号转换成电信号，再对该电信号进行放大、滤波、解调处理后还原成二进制脉冲信号，通过OUT引脚输出。解调后的二进制数据送单片机串行接收端RxD(P3．0引脚)。当D2接收到38．4kHz光信号时，OUT引脚输出低电平，否则输出高电平。

  通过本文在多费率电能表抄表系统中的实用表明，该系统与人工抄表相比具有速度快、抄表准确、操作简单、维护方便等优点，并杜绝了估抄和误抄的问题，大大提高了抄表工作的效率。这种红外通信方案对于其他遥控、遥测的应用场合也具有很好的参考价值。利用单片机内部的定时器／计数器产生高频载波信号，省略了脉冲振荡器电路，具有硬件电路简单、成本低廉、编程方便、通信可靠等特点。