無反饋式通訊轉換器及其通訊方法
2023-12-11 19:22:57
專利名稱：無反饋式通訊轉換器及其通訊方法
技術領域：
本發明涉及一種電能表適配器，尤其涉及一種無反饋式通訊轉換器及其通訊方法。
背景技術：
隨著電能表行業的不斷發展，出現了各種類型的電能表，紅外抄表式電能表就屬於電能表一種類型。上位機可以通過紅外通訊探頭與紅外抄表式電能表建立起無線通信關係。但根據ICE62056-21及DL/T-645等標準要求，紅外通訊頭的要求為內徑最大不超過 13mm,內部最大空間高度不超過38mm的圓柱形設備。
由於受空間限制，現有技術中的紅外抄表式電能表通常使用反饋式RS232-紅外通訊轉換器。反饋式RS232-紅外通訊轉換器的工作原理為電腦發出的通訊信號，通過 RS232-紅外通訊轉換器的紅外發射管發射發出後，如果前面有障礙物，則發射出去的信號會全部或部分反射回來，被紅外接收器接收，通過RS232-紅外通訊轉換器逆向反饋到電腦的接收埠。饋式RS232-紅外通訊轉換器有一個比較大的缺陷就是發射出去的信號有時不能完全反饋回來，這給上位機的處理工作帶來很大的不便，甚至使上位機的錯誤率明顯升高，影響上位機與紅外抄表式電能表的無線通信。
2002年07月M日公開的中國專利CN1360387公開了一種電力領域中的配電終端現場維護通訊系統，其技術方案為包括第一紅外收發器和第二紅外收發器所述的第一紅外收發器安裝在配電終端內部，包括維護口通訊方式轉換開關、紅外發射單元和紅外接收單元；所述的紅外發射單元的輸入端和所述的紅外接收單元的輸出端通過所述的維護口通訊方式轉換開關分別與配電終端維護口的輸出端和輸入端串聯；所述的維護口通訊方式轉換開關通過切換能夠將配電終端維護口的輸出端和輸入端恢復到和RS232的輸出端和輸入端串聯；所述的第二紅外收發器由紅外發射單元、紅外接收單元以及RS232接口組成； 所述的紅外發射單元、紅外接收單元分別和RS232接口的輸入端和輸出端串聯；所述的第二紅外收發器通過RS232接口和具有RS232串口的PC機連接，該發明主要依靠採用紅外通訊技術來提高配電終端通信的可靠性，進而方便高空作業，但沒有解決發射的無線信號遇到障礙物時產生的反饋信號幹擾上位機判斷的問題。發明內容
本發明為解決的現有技術中上位機通過RS232紅外通訊轉換器發射的無線信號遇到障礙物時可能會出現的部分或全部反饋到上位機接收埠影響上位機的正常工作的問題，提出了一種無反饋式通訊轉換器及其通訊方法。
為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是提供一種無反饋式通訊轉換器，包括信號接口模塊、電源電路模塊、電光信號轉換及光信號發射模塊、開關控制模塊、 光信號接收及光電信號轉換模塊；所述信號接口模塊包括信號發送端和信號接收端，所述信號發送端與電光信號轉換及光信號發射模塊連接，所述信號接收端連接至所述開關控制模塊的輸出端；所述信號發送端分別連接所述電光信號轉換及光信號發射模塊與所述開關控制模塊的受控端，開關控制模塊的輸入端連接至光信號接收及光電信號轉換模塊，開關控制模塊的輸出端連接至信號接收端；所述電源電路模塊的輸入端連接至信號接口模塊， 所述電源電路模塊的輸出端連接至電光信號轉換及光信號發射模塊，所述電源電路模塊分別連接所述電光信號轉換及光信號發射模塊與光信號接收及光電信號轉換模塊。
其中，所述開關控制模塊包括第二二極體，第四電阻和第二三極體；所述第二二極體的負極連接所述信號接口模塊的信號發送端與電光信號轉換及光信號發射模塊連接的， 所述第二二極體的正極通過第四電阻連接第二三極體的基極，所述第二三極體的發射極連接至所述光信號接收及光電信號轉換模塊，所述第二三極體的集電極連接所述信號接口模塊的接收端。
其中，所述電源電路模塊包括整流單元和濾波單元，所述整流單元包括整流二極體D1，所述濾波單元包括濾波電容，所述整流二極體Dl的正極連接至所述信號接口模塊， 所述整流二極體Dl的負極連接至所述濾波電容的一端，所述濾波電容的另一端接地，所述整流二極體和濾波電容連接的公共接點作為電源電路模塊的輸出端分別連接所述電光信號轉換及光信號發射模塊與所光信號接收及光電信號轉換模塊。
其中，所述第二三極體為NPN型三極體。
其中，所述信號接口模塊為RS232接口。
為解決上述技術問題，本發明採用的另一個技術方案是提供一種無反饋式通訊轉換器的通訊方法，包括如下步驟，
Si、信號接口模塊的信號發送端上傳電信號；
S2、電光信號轉換及光信號發射模塊接收電信號並將電信號轉換成光信號，同時開關控制模塊切斷信號接口模塊與光信號接收及光電信號轉換模塊之間的連接；
S3、電信號上傳完畢，開關控制模塊重新連接信號接口模塊與光信號接收及光電信號轉換模塊；
S4、光信號接收及光電信號轉換模塊接收光信號並將光信號轉換成電信號，並將電信號傳送至信號接口模塊。
本發明的有益效果是區別於現有技術中上位機通過通訊轉換器發射的無線信號遇到障礙物時可能會出現的部分或全部反饋到上位機接收埠影響上位機的正常工作的問題，本發明提供了一種無反饋式通訊轉換器，通過設置開關控制模塊來消除現有技術無線信號發生反饋時對上位機的影響。具體為當信號發送端發送信號時，信號發送端處於高電平狀態，開關控制模塊接收到信號發送端的高電平後處於斷開狀態，信號接收端拒絕接收信號，這時只能發射信號，避免遇到障礙物的反饋信號傳送至信號接收端影響上位機的正常工作；當信號發送端停止發送信號時，信號發送端處於低電平狀態，開關控制模塊接收到信號發送端的低電平後處於閉合狀態，信號接收端允許接收信號，這時經接收轉換的電信號從信號接收端接入信號接口模塊。綜上，本發明能夠有效避免信號接收端對反饋信號的接收，能夠提高無線通訊的可靠性。
圖1是本發明一實施例的電路框圖2是本發明一實施例的電路結構圖。標號說明101-信號接口模塊，102-電源電路模塊，103-電光信號轉換及光信號發射模塊， 104-開關控制模塊，105-光信號接收及光電信號轉換模塊，TXD-信號發送端，RXD-信號接收端，TDl-紅外發射管，RDl-紅外接收管。
具體實施例方式為詳細說明本發明的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳予說明。無反饋式通訊轉換器電腦發出的通訊信號，通過無反饋式通訊轉換器的紅外發射管TDl發射發出後，即使前面有障礙物，發射出去的信號也不會反饋到電腦的接收埠。 「無反饋式通訊轉換器」以下有時簡稱為「無反饋式轉換器」。請參閱圖1，本發明提供了一種無反饋式通訊轉換器，信號接口模塊101、電源電路模塊102、電光信號轉換及光信號發射模塊103、開關控制模塊104、光信號接收及光電信號轉換模塊105 ；所述信號接口模塊101包括信號發送端T)(D和信號接收端RXD，所述信號接收端RXD連接至所述開關控制模塊104的輸出端；所述信號發送端T)(D分別連接所述電光信號轉換及光信號發射模塊103與所述開關控制模塊104的受控端，開關控制模塊104 的輸入端連接至光信號接收及光電信號轉換模塊105，開關控制模塊104的輸出端連接至信號接口模塊的信號接收端RXD ；所述電源電路模塊102的輸入端連接至信號接口模塊 101，所述電源電路模塊102的輸出端連接至電光信號轉換及光信號發射模塊103，所述電源電路模塊102分別連接所述電光信號轉換及光信號發射模塊103與光信號接收及光電信號轉換模塊105，電源電路模塊用於提供電光信號轉換及光信號發射模塊與光信號接收及光電信號轉換模塊的電源。工作時，電信號通過信號接口模塊的信號發送端發送，經過電光信號轉換及光信號發射模塊將電信號轉換成光信號並通過紅外發射管以電磁波的方式向外發射，光信號接收及光電信號轉換模塊中的紅外接收管能夠接收並將經過處理後的發射信號轉換成電信號，電信號通過開關模塊傳送至信號接口模塊的信號接收端；在電信號發送的過程中，信號發送端處於高電平狀態，開關控制模塊接收到信號發送端發送的高電平後處於斷開狀態， 此時信號接收端停止接收信號，當停止發送電信號時，信號發送端處於低電平狀態，開關控制模塊接收到信號發送端發送的低電平後處於閉合狀態，此時信號接收模塊允許接收信號；電源電路模塊用於為信號轉化的過程和信號收發的過程提供能量。本發明區別於現有技術中上位機通過紅外通訊轉換器發射的無線信號遇到障礙物時可能會出現的部分或全部反饋到上位機接收埠影響上位機的正常工作的問題，本發明提供了一種無反饋式通訊轉換器，通過設置開關控制模塊來消除現有技術無線信號發生反饋時對上位機的影響。具體為當信號發送端發送信號時，信號發送端處於高電平狀態， 開關控制模塊接收到信號發送端的高電平後處於斷開狀態，信號接收端拒絕接收信號，這時只能發射信號，避免遇到障礙物的反饋信號傳送至信號接收端影響上位機的正常工作； 當信號發送端停止發送信號時，信號發送端處於低電平狀態，開關控制模塊接收到信號發送端的低電平後處於閉合狀態，信號接收端允許接收信號，這時經接收轉換的電信號從信號接收端接入信號接口模塊。綜上，本發明能夠有效避免信號接收端對反饋信號的接收，能夠提高無線通訊的可靠性。參閱圖2，在一具體的實施例中，所述開關控制模塊104包括第二二極體D2，第四電阻R4和第一三極體Q1，所述第二二極體D2的負極為輸入端，所述第二二極體D2的正極通過第四電阻R4連接第一三極體Ql的基極，所述第一三極體Ql的發射極連接至所述光信號接收及光電信號轉換模塊105，所述第一三極體Ql的集電極連接所述信號接口模塊101 的信號接口模塊的信號接收端RXD。所述電源電路模塊102包括整流二極體Dl和濾波電容 Cl，所述整流二極體Dl的正極連接至所述信號接口模塊101，所述整流二極體Dl的負極連接至所述濾波電容Cl的一端，所述濾波電容Cl的另一端接地，所述整流二極體Dl和濾波電容Cl連接的公共接點作為電源電路模塊102的輸出端分別連接至所述電光信號轉換及光信號發射模塊103與光信號接收及光電信號轉換模塊105。所述電光信號轉換及光信號發射模塊103包括第一電阻R1、第二電阻R2、紅外發射管TD1、第二三極體Q2，第二三極體 Q2的基極通過第一電阻Rl外接信號接口模塊101的信號發送端T)(D，所述第二三極體Q2 的發射極接地，所述第二三極體Q2的集電極連接至所述紅外發射管TDl的負端，紅外發射管TDl的正端通過第一電阻Rl連接電源電路模塊102的輸出端。所述光信號接收及光電信號轉換模塊105包括紅外接收管RD1、第三電阻R3，所述紅外接收管RDl的負端連接電源電路模塊102，所述紅外接收管RDl的正端作為光信號接收及光電信號轉換模塊105的輸出端連接至所述開關控制模塊104，所述第三電阻R3的一端連接至所述信號接口模塊101與接收信號開關控制模塊104連接的公共接點，第三電阻R3的另一端接地。其中，所述第一電阻為電光轉換時的限流電阻，所述第二電阻為發送信號的限流電阻，所述第三電阻為光電轉換時的限流電阻，所述第四電阻為調節第二三極體的可變電阻，所述第二二極體保護第二三極體的集電極和基極不被反向擊穿，所述第一三極體用於放大發送的電信號，所述第二三極體用於開關控制模塊的通斷，所述信號接口模塊為RS232 接口。本發明還提供了一種無反饋式通訊轉換器的通訊方法，包括如下步驟，Si、信號接口模塊的信號發送端上傳電信號；S2、電光信號轉換及光信號發射模塊接收電信號並將電信號轉換成光信號，同時開關控制模塊切斷信號接口模塊與光信號接收及光電信號轉換模塊之間的連接；S3、電信號上傳完畢，開關控制模塊重新連接信號接口模塊與光信號接收及光電信號轉換模塊；S4、光信號接收及光電信號轉換模塊接收光信號並將光信號轉換成電信號，並將電信號傳送至信號接口模塊。以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
權利要求
1.一種無反饋式通訊轉換器，其特徵在於，包括信號接口模塊、電源電路模塊、電光信號轉換及光信號發射模塊、開關控制模塊、光信號接收及光電信號轉換模塊；所述信號接口模塊包括信號發送端和信號接收端，所述信號發送端與電光信號轉換及光信號發射模塊連接，所述信號接收端連接至所述開關控制模塊的輸出端；所述信號發送端分別連接所述電光信號轉換及光信號發射模塊與所述開關控制模塊的受控端，開關控制模塊的輸入端連接至光信號接收及光電信號轉換模塊，開關控制模塊的輸出端連接至信號接收端；所述電源電路模塊的輸入端連接至信號接口模塊，所述電源電路模塊的輸出端連接至電光信號轉換及光信號發射模塊，所述電源電路模塊分別連接所述電光信號轉換及光信號發射模塊與光信號接收及光電信號轉換模塊。
2.根據權利要求1所述的無反饋式通訊轉換器，其特徵在於，所述開關控制模塊包括第二二極體，第四電阻和第二三極體；所述第二二極體的負極連接所述信號接口模塊的信號發送端與電光信號轉換及光信號發射模塊連接的，所述第二二極體的正極通過第四電阻連接第二三極體的基極，所述第二三極體的發射極連接至所述光信號接收及光電信號轉換模塊，所述第二三極體的集電極連接所述信號接口模塊的接收端。
3.根據權利要求1所述的無反饋式通訊轉換器，其特徵在於，所述電源電路模塊包括整流單元和濾波單元，所述整流單元包括整流二極體Dl，所述濾波單元包括濾波電容，所述整流二極體Dl的正極連接至所述信號接口模塊，所述整流二極體Dl的負極連接至所述濾波電容的一端，所述濾波電容的另一端接地，所述整流二極體和濾波電容連接的公共接點作為電源電路模塊的輸出端分別連接所述電光信號轉換及光信號發射模塊與所光信號接收及光電信號轉換模塊。
4.根據權利要求2所述的無反饋式通訊轉換器，其特徵在於，所述第二三極體為NPN型三極體。
5.根據權利要求4所述的無反饋式通訊轉換器，其特徵在於，所述信號接口模塊為 RS232 接口。
6.一種根據權利要求1-5所述無反饋式通訊轉換器的通訊方法，其特徵在於，包括如下步驟，·51、信號接口模塊的信號發送端上傳電信號；·52、電光信號轉換及光信號發射模塊接收電信號並將電信號轉換成光信號，同時開關控制模塊切斷信號接口模塊與光信號接收及光電信號轉換模塊之間的連接；·53、電信號上傳完畢，開關控制模塊重新連接信號接口模塊與光信號接收及光電信號轉換模塊；·54、光信號接收及光電信號轉換模塊接收光信號並將光信號轉換成電信號，並將電信號傳送至信號接口模塊。
全文摘要
本發明公開了一種無反饋式通訊轉換器及其通訊方法，包括信號接口模塊、電源電路模塊、電光信號轉換及光信號發射模塊、開關控制模塊、光信號接收及光電信號轉換模塊；所述信號接口模塊包括信號發送端和信號接收端，所述信號發送端與電光信號轉換及光信號發射模塊連接，所述信號接收端連接至所述開關控制模塊的輸出端；本發明通過採用開關控制模塊來控制信號接口模塊接收信號，能夠有效地避免信號接收端對發射信號遇到障礙物產生的反饋信號的接收，因而能夠提高無線通訊的可靠。
文檔編號G08C19/00GK102521959SQ20111043883
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者廖子桂, 韓安孟 申請人:深圳市思達儀表有限公司