多功能電能表及其紅外通信裝置的製作方法
2023-06-01 14:53:16
專利名稱：多功能電能表及其紅外通信裝置的製作方法
技術領域：
多功能電能表及其紅外通信裝置技術領域[0001]本實用新型涉及多功能電能表，具體涉及多功能電能表及其紅外通信裝置。
技術背景[0002]目前，在多功能電能表中廣泛採用紅外通信技術進行抄表、測試和設置，從而使操作電能表由接觸式成為非接觸式，給現場操作電能錶帶來極大方便。[0003]紅外通信的最大優點在於成本低廉和使用方便。眾所周知，紅外通信技術主要用於遙控和數據通信兩方面，其中用於實現紅外遙控的技術方案，數據傳輸量較小，一般僅為幾個至十幾個字節的控制碼，不能滿足對多功能電能表的較大數據量的抄表要求；而用於實現數據傳輸的技術方案，雖然數據傳輸量大、傳輸速率高(IRDA通信協議即為此類技術的標準)，但其有一個弱點就是傳輸距離比較近，至多可達到一米。在多功能電能表中，由於紅外終端須在5m內對多功能電能表實施全功能操作，因此，該解決方案在多功能電能表的應用上也存在一些困難。[0004]綜上所述，現有基於紅外遙控以及基於IRDA紅外數據通信的技術方案都無法滿足多功能電能表遠距離、大數據量數據傳輸的要求。實用新型內容[0005]本實用新型所要解決的技術問題是解決現的有普通的紅外數據通信技術方案，無法滿足遠距離、大數據量數據傳輸的問題。[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是提供一種紅外通信裝置，包括發射電路和接收電路，所述發射電路包括紅外發射器和第一單片機，所述第一單片機將脈衝數據信號傳輸給所述紅外發射器；所述接收電路包括紅外接收器和第二單片機， 所述第一單片機產生載波信號，並加載到所述脈衝數據信號上形成載波數據信號，由所述紅外發射器發出；所述接收電路接收所述載波數據信號並傳送至所述第二單片機，所述第二單片機將所述載波數據信號解調得到相應的脈衝數據信號。[0007]在上述方案中，所述紅外發射器包括發光二極體和驅動三極體，所述發光二極體的正極經第一電阻連接至系統電源VDD，所述驅動三極體的基極經第二電阻連接至所述第一單片機的數據輸出埠，發射極連接至所述發光二極體的負極，集電極連接至所述第一單片機的載波信號輸出埠。[0008]在上述方案中，還包括第一三極體，基極經第三電阻連接至所述第一單片機的載波信號輸出埠，集電極連接至所述驅動三極體的集電極，發射極接地。[0009]在上述方案中，還包括第二三極體，基極經第四電阻連接至所述紅外接收器的VCC 引腳，發射極連接至所述紅外接收器的OUT引腳，集電極經第五電阻連接至所述第二單片機的數據輸入埠，所述紅外接收器的VCC引腳經第六電阻連接至系統電源VDD。[0010]在上述方案中，所述第二三極體的集電極經第七電阻連接至所述第二單片機的中斷信號輸入埠。[0011]在上述方案中，所述紅外接收器的VCC引腳與GND引腳之間連接有濾波電容。[0012]本實用新型還提供了一種包括上述紅外通信裝置的多功能電能表。[0013]本實用新型，將發射端需要發射的脈衝數據信號加載載波信號後再由紅外發射器發出，在接收端，紅外接收器接收後再解調為脈衝數據信號，紅外通信距離增加到5m範圍內，並且信號不易受到幹擾，數據傳輸速率更快，數據傳輸量更大，確保電能表符合國家電網DL/T645-2007通信規約的技術要求。
[0014]圖1為脈衝數據信號的示意圖；[0015]圖2為載波脈衝數據信號的示意圖；[0016]圖3為本實用新型提供的紅外通信裝置原理框圖；[0017]圖4為本實用新型提供的紅外通信裝置一種具體實施例電路圖。
具體實施方式
[0018]眾所周知，紅外通信與其它通信方式一樣，都會受到環境的幹擾，紅外通信的幹擾源主要來自周圍環境中的白熾燈光和太陽光。為了避免上述幹擾，本實用新型提供了一種技術方案，將發射端需要發射的脈衝數據信號加載載波信號後再由紅外發射器發出，在接收端，紅外接收器接收後再解調為脈衝數據信號，脈衝數據信號以及載波脈衝數據信號的示意圖如圖1、圖2所示。[0019]
以下結合附圖對本實用新型作出詳細的說明。[0020]圖3為本實用新型提供的紅外通信裝置原理框圖，如圖3所示，本實用新型提供的紅外通信裝置，包括發射電路和接收電路，所述發射電路包括紅外發射器和第一單片機，所述第一單片機將脈衝數據信號傳輸給所述紅外發射器；所述接收電路包括紅外接收器和第二單片機，所述第一單片機產生載波信號，並加載到所述脈衝數據信號上形成載波數據信號，由所述紅外發射器發出；所述接收電路接收所述載波數據信號並傳送至所述第二單片機，所述第二單片機將所述載波數據信號解調得到相應的脈衝數據信號。[0021]圖4示出了本實用新型提供的紅外通信裝置的一種具體實施例電路圖。如圖4所示，紅外通信裝置包括發射電路和接收電路，發射電路包括紅外發射器和第一單片機以及第一三極體V101，紅外發射器包括發光二極體LEDl (型號為AT205)和驅動三極體V9，發光二極體LEDl的正極經第一電阻R107連接至系統電源VDD，驅動三極體V9的基極經第二電阻R121連接至第一單片機U201的數據輸出埠，發射極連接至發光二極體LEDl的負極， 集電極連接至第一三極體VlOl的集電極，第一三極體VlOl的基極經第三電阻RlOl連接至第一單片機U201的載波信號輸出埠，第一三極體VlOl的發射極接地。[0022]接收電路包括紅外接收器U100(型號為AT138B)和第二單片機U202以及第二三極體V102，第二三極體V102的基極經第四電阻R102連接至紅外接收器UlOO的VCC引腳，發射極連接至紅外接收器UlOO的OUT引腳，集電極經第五電阻R122連接至第二單片機U202 的數據輸入埠，紅外接收器UlOO的VCC引腳經第六電阻R108連接至系統電源VDD。[0023]本實用新型的工作原理如下[0024]由第一單片機U201的異步串行埠 UART輸出波特率為1200bps的脈衝數據信號TXhw，同時，第一單片機U201的內部定時器產生38 kHz載波信號。脈衝數據信號TXtw經第一電阻電阻R121送到驅動三極體V9的基極，38 kHz的載波信號經第二電阻RlOl送到第一三極體VlOl的基極，並通過第一三極體VlOl控制驅動三極體V9將38 kHz的載波信號加載到脈衝數據信號上形成脈衝載波數據信號，由發光二極體LEDl發出。[0025]紅外接收器UlOO收到相應的脈衝載波數據信號後，經第二三極體V102和第五電阻R122輸入第二單片機U202，第二單片機U202對脈衝載波數據信號進行處理，轉換成與第一單片機發出的電平完全一致的脈衝數據信號。[0026]本實用新型，脈衝載波數據信號由第二三極體V102輸出後，經過第七電阻R123作為HW-INT中斷信號輸回給第二單片機U202的外部下降沿中斷引腳，使有紅外光信號被接收時第二單片機能及時響應並處理接收到的信號，而其它時間則不佔用該單片機的CPU，減輕了 CPU的負荷。[0027]另外，圖4中所示的第一電阻R107、第二電阻R121、第三電阻R101、第四電阻 R102、第五電阻R122、第六電阻R108以及第七電阻R123用於保護紅外光接收、發射器件，三極體以及單片機的相關引腳，防止電流過大導致器件損壞。[0028]濾波電容ClOO用於加強電源對紅外接收器供電的穩定性。[0029]本實用新型還提供了一種採用了上述紅外通信裝置的多功能電能表。[0030]本實用新型不局限於上述最佳實施方式，任何人應該得知在本實用新型的啟示下作出的結構變化，凡是與本實用新型具有相同或相近的技術方案，均落入本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.紅外通信裝置，包括發射電路和接收電路，所述發射電路包括紅外發射器和第一單片機，所述第一單片機將脈衝數據信號傳輸給所述紅外發射器；所述接收電路包括紅外接收器和第二單片機，其特徵在於所述第一單片機產生載波信號，並加載到所述脈衝數據信號上形成載波數據信號，由所述紅外發射器發出；所述接收電路接收所述載波數據信號並傳送至所述第二單片機，所述第二單片機將所述載波數據信號解調得到相應的脈衝數據信號。
2.如權利要求1所述的紅外通信裝置，其特徵在於，所述紅外發射器包括發光二極體，正極經第一電阻連接至系統電源VDD ；驅動三極體，基極經第二電阻連接至所述第一單片機的數據輸出埠，發射極連接至所述發光二極體的負極，集電極連接至所述第一單片機的載波信號輸出埠。
3.如權利要求2所述的紅外通信裝置，其特徵在於，還包括第一三極體，基極經第三電阻連接至所述第一單片機的載波信號輸出埠，集電極連接至所述驅動三極體的集電極，發射極接地。
4.如權利要求1所述的紅外通信裝置，其特徵在於，還包括第二三極體，基極經第四電阻連接至所述紅外接收器的VCC引腳，發射極連接至所述紅外接收器的OUT引腳，集電極經第五電阻連接至所述第二單片機的數據輸入埠，所述紅外接收器的VCC引腳經第六電阻連接至系統電源VDD。
5.如權利要求4所述的紅外通信裝置，其特徵在於，所述第二三極體的集電極經第七電阻連接至所述第二單片機的中斷信號輸入埠。
6.如權利要求4所述的紅外通信裝置，其特徵在於，所述紅外接收器的VCC引腳與GND 引腳之間連接有濾波電容。
7.多功能電能表，其特徵在於，包括如權利要求1 6項任一項所述的紅外通信裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種多功能電能表及其紅外通信裝置。紅外通信裝置包括發射電路和接收電路，發射電路包括紅外發射器和第一單片機，第一單片機將脈衝數據信號傳輸給紅外發射器；接收電路包括紅外接收器和第二單片機，第一單片機產生載波信號，並加載到脈衝數據信號上形成載波數據信號由紅外發射器發出；接收電路接收載波數據信號並傳送至第二單片機，第二單片機將載波數據信號解調得到相應的脈衝數據信號。本實用新型，脈衝數據信號加載載波信號後再由紅外發射器發出，接收後再解調為脈衝數據信號，使得紅外通信距離增加到5m範圍內，並且信號不易受到幹擾，數據傳輸量更大，確保電能表符合國家電網DL/T645-2007通信規約的技術要求。
文檔編號G08C23/04GK202275508SQ201120418060
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者徐健, 朱傑, 雷雨 申請人:武漢阿迪克電子有限公司