2 数据采集器节点的硬件设计
2．1 数据采集器硬件框图
    如图2所示，数据采集器模块中选用ATmega 1281单片机为数据处理单元，采用与ZigBee／IEEE 802．15．4兼容的无线射频收发芯片AT86RF230设计数据传输单元，数据采集单元采用RS 485总线技术巡检各电能表，并连接LCD1602和DS1302显示各电能表耗能数值和采集时间。本方案设计的数据采集器终端的下行通道采用RS 485总线与多台电表连接，用于电表的数据采集和通断电控制，上行通信采用ZigBee无线传感器网络技术，通过网络与数据集中器进行数据交互实现电表数据的远传。

2．2 微控制器与无线射频收发芯片的电路设计
    无线射频收发芯片选用基于ZigBee／IEEE 802．15．4设计的低功耗2．4 GHz无线收发芯片AT86RF230。如图3所示，ATmega1281通过4个SPI总线接口以及其他4条控制线与AT86RF230进行通信，在AT86RF230上电容C1和C2用于去直流偏置，CB2和CB4为供电电源的去耦合电容，CB1和CB3为电压调节器的负载电容，可以在低电压时保证芯片工作稳定，晶振XTAL与负载电容CX1和CX2构成晶振电路。微控制器通过SPI接口编程控制寄存器，同时完成与AT86RF230的数据交换。
 

2．3 采集单元的RS 485接口电路设计
    为了实现总线和微控制器的隔离，在微控制器的异步通信口与MAX485之间采用光耦隔离，如图4所示，ATmega1281的PD2，PD3，PD5通过光耦隔离器分别对接收、输入、控制信号起隔离作用。在输出线路设计上，R15为传输线路上的匹配电阻，以减少线路上传输信号的反射，在MAX485的485信号输出端串联了两个20 Ω的电阻R10，R11以防止由于本机的故障而影响总线中其他分机的通信，在485电路的A、B输出端加接上拉、下拉电阻R8，R9，使A端电位高于B端电位，这样RXD的电平在RS 485总线不发送期间(总线悬浮时)呈现惟一的高电平，这样就可以避免在总线上所有发送器被禁止时，常常误认为通信帧的起始引起工作不正常。通过以上设计就可以实现微控制器通过RS 485总线对其管辖的各电能计量单元的数据进行采集、处理、存储和控制的目的。

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