CN102646327A - 手持抄表终端、红外激光发射头、测试靶面及调整方法 - Google Patents

Abstract

一种手持抄表终端、红外激光发射头、测试靶面及调整方法，该红外激光发射头包括一壳体，其具有大致平行设置的第一收容腔和第二收容腔以及与该第二收容腔连通的调节孔；可见激光发射件，装设于该第一收容腔中，其包括可见激光发射管；红外激光发射件，装设于该第二收容腔中，其包括红外激光发射管；调节机构，设置在该调节孔中并能够与该红外激光发射件的前端抵顶而调节该红外激光发射件的角度，以使该红外激光发射管发出的红外激光能够与该可见激光发射管发出的可见激光对准设置在设定距离处的同一目标。本发明能够实现手持抄表终端与电表之间的单点无地址通信，从而大大提升抄表效率，降低抄表成本。

Description

手持抄表终端、红外激光发射头、测试靶面及调整方法

技术领域

本发明涉及电表的手持抄表终端，尤其涉及一种能够用于手持抄表终端与电表间红外通信的装置。 

背景技术

随着城乡居民用电的发展，电表的数量越来越多，抄录电表数据成为一项非常重要的工作。现有的一种电表抄录方式是通过手持抄表终端上的红外发射头向集中在电表箱或者裸露在墙壁上的电表阵列发射带地址的数据包，目标电表在判断为与自己的编码地址吻合的情形下进行相应的应答。这种通信方式，要完成抄表，必须在手持抄表终端保存有对应要维护电表的地址编码表，较为烦琐，尤其是在发生电表更换等情形时，有可能由于电表本身地址设置与手持抄表终端所保存的地址之间存在的不一致性，而出现漏抄甚至错抄，从而大大增加抄表人员的工作量，导致抄表效率较低、成本较高。可见，实有必要对现有的手持抄表终端予以改进。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，而提出一种手持抄表终端，能够实现手持抄表终端与电表之间的单点无地址通信，从而大大提升抄表效率，降低抄表成本。 

为解决上述技术问题，本发明提出一种红外激光发射头，包括：壳体，其具有大致平行设置的第一收容腔和第二收容腔以及与该第二收容腔连通的调节孔；可见激光发射件，装设于该第一收容腔中，其包括可见激光发射管；红外激光发射件，装设于该第二收容腔中，其包括红外激光发射管；调节机构，设置在该调节孔中并能够与该红外激光发射件的前端抵顶而调节该红外激光发射件的角度，以使该红外激光发射管发出的红外激光能够与该可见激光发射管发出的可见激光对准设置在设定距离处的同一目标。 

该红外激光发射件包括相互螺纹配合的第一管和第二管，该第二管的前端设有用以聚光的凸透镜，所述的红外激光发射管固定设置在该第一管的后端。 

该可见激光发射件包括相互螺纹配合的第一管和第二管，该第二管的前端设有用以聚光的凸透镜，所述的可见激光发射管固定设置在该第一管的后端。 

该壳体包括本体及由该本体的第一部分的前端面向前延伸出的凸起部，该凸起部的前端面和该本体的第二部分的前端面形成台阶，该第一收容腔是贯通该本体的第一部分的前后端面地设置的，该第二收容腔是贯通该凸起部的前端面与该本体的第二部分的后端面地设置的，该调节孔包括均匀地设置在凸起部侧面的四个螺纹孔，该调节机构包括分别装设在该四个螺纹孔中的四个螺栓。 

优选的，该设定距离为3至5米。 

为解决上述技术问题，本发明还提出一种手持抄表终端，具有如上所述的红外激光发射头，用以实现该手持抄表终端与电表之间的单点无地址通信。 

为解决上述技术问题，本发明还提出一种测试靶面，用以配合如上所述的红外激光发射头以使该红外激光发射管发出的红外激光在该测试靶面上着落的范围可视，该测试靶面包括一载板和设置在该载板上的测试单元阵列，每个测试单元包括微处理器和与该微处理器相连的红外接收模块与可见光指示模块，该微处理器将通过该红外接收模块所接收到的红外激光解读为通信正确、通信不正确以及接收不到红外信号三种状态并通过该可见光指示模块对该三种状态予以显示。 

该可见光指示模块至少包括能够提供两种不同显示颜色的LED。 

为解决上述技术问题，本发明还提出一种红外激光的调整方法，采用上述的测试靶面来上述的红外激光发射头以使该红外激光发射管发出的红外激光能够与该可见光发射管发出的可见激光对准设置在间隔设定距离处的该测试靶面上的同一区域。 

该调整方法具体地包括步骤：通过控制该红外激光发射头上的可见激光发射管发光，在该测试靶面上呈现一瞄准区域；通过控制该红外激光发射头上的红外激光发射管发光，朝向该测试靶面发射测试用通信数据包；令该测试靶面上的各测试单元同时接收该测试用通信数据包，并根据接收效果提供可区分的视觉指示；根据该视觉指示与瞄准区域之间的差异，调整该红外激光发射头上的红外激光发射管的角度，直至该视觉指示的中心与该瞄准区域达成重合。 

与现有技术相比，本发明的手持抄表终端、红外激光发射头、测试靶面及调整方法有益效果包括：通过调节机构来调节红外激光发射件的角度使该红外激光发射管发出的红外激光能够与该可见光发射管发出的可见激光在设定距离处对准同一目标，能够实现手持抄表终端与电表之间的单点无地址通信，从而大大提升抄表效率，降低抄表成本。 

附图说明

图1为本发明的红外激光发射头的电路框图。 

图2为本发明的测试靶面中的各测试单元的电路框图。 

图3为本发明的红外激光的调整方法的流程图。 

图4为本发明的红外激光发射头中壳体的立体图。 

图5为本发明的红外激光发射头的主视图。 

图6为本发明的红外激光发射头的侧视图。 

图7为本发明的红外激光发射头中红外激光发射件的剖视图。 

图8为本发明的测试靶面的结构示意图。 

其中，附图标记说明如下：31 本体 311 本体第二部分的前端面；32 凸起部 321 前端面；33 第二收容腔；34 第一收容腔；35 调节机构 351、352、353、354螺栓；36 电路板；4 红外激光发射件；41 第一铜管；42 第二铜管 421 出光口；43 凸透镜；44 弹簧；45 红外激光发射管；5可见激光发射件；6 载板 61 测试单元。 

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。 

请参阅图1，图1是本发明的红外激光发射头的电路框图。本发明的红外激光发射头包括红外激光发射模块12和可见激光发射模块15。 

其中，可见激光发射模块15可受控于微处理器11用以发射可见光，比如：红光；红外激光发射模块12可受控于微处理器11，并在38kHz载波发生器14与信号调制模块13的配合下，发出经过38kHz载波调制的红外通信信号。 

请一并参阅图4、图5和图6，图4为本发明的红外激光发射头中壳体的立体图。图5为本发明的红外激光发射头的主视图。图6为本发明的红外激光发射头的侧视图。本发明的红外激光发射头的结构大致包括：壳体、红外激光发射件4、可见激光发射件5、调节机构35和电路板36。 

该壳体包括本体31及由该本体31的第一部分的前端面前延伸出的凸起部32，该凸起部32的前端面321和该本体31的第二部分的前端面311形成台阶。贯通该本体31的第一部分的前后端面地设置有第一收容腔34。贯通该凸起部32的前端面与该本体31的第二部分的后端面地设置有第二收容腔33。该第二收容腔33是大致平行于该第一收容腔34的。该凸起部32的侧面均匀地设置有四个与第一收容腔34连通的螺纹孔，该调节机构包括分别装设在该四个螺纹孔中的四个螺栓351、352、353、354。这些螺栓351、352、353、354能够与该红外激光发射件4的前端抵顶而调节其角度，以使该红外激光发射件4发出的红外激光能够与该可见光发射件所发出的可见激光在一设定距离处对准同一目标。 

优选地，该壳体为诸如铜、铝或不锈钢之类的金属件，在其他实施例中，该壳体也可以是采用高分子材料一体注塑而成。 

该可见激光发射件5装设于该第一收容腔34中，包括一可见激光发射管。 

该红外激光发射件4，装设于该第二收容腔33中，包括一红外激光发射管45。 

该第一收容腔34和第二收容腔33在前端的开口较后端要小，以使可见激光发射件5和红外激光发射件4不会向前穿设而出。 

电路板36设置于本体31的后端，可见激光发射管和红外激光发射管的管脚可以通过焊接或者连接器插接等方式固定安装在该电路板36上。 

请参阅图7，图7为本发明的红外激光发射头中红外激光发射件的剖视图。本发明的红外激光发射件4大致包括：第一管41、第二管42、凸透镜43、红外激光发射管45和弹簧44。 

第一管41为两端开口一端较细一端较粗的圆管，其较细的一端设有外螺纹，第二管42为两端开口的圆管，其一端设有内螺纹，另一端设有出光窗口421，通过螺纹配合可使该第一管41和第二管42连接在一起。第一管42的管腔内设置有凸透镜43，第二管41的管腔内设置有红外激光发射管45，在该凸透镜43和红外线发射源45之间的管腔内设置有弹簧44，弹簧44分别与第一管41和第二管42相抵。通过调节第一管41和第二管42之间的间距d，可以调整红外激光发射管45与凸透镜43的间距，从而达到调整红外激光发射件4的焦距的目的。出于散热的考虑，该第一管41和第二管42可以采用金属材质，优选地，可以采用铜材质。需要说明的是，为了实现红外激光发射件4的角度调整，第二收容腔33的内径要比第一管41和第二管42的外径要大一些，例如：对于第一管41和第二管42的外径为6mm的情形，第二收容腔33的内径会设置在6.5mm至7.2mm，也就是第二收容腔33的内径要比第一管41和第二管42的外径大略要大10%-20%。 

可见激光发射件5的结构与红外激光发射件4的结构大致相同，在此不再赘述。 

本发明的红外激光发射头的工作原理大致是：红外激光发射管45发射的红外激光经过凸透镜43的聚焦，使其变成一束较集中的红外线束，通过调节第一螺栓351、第二螺栓352、第三螺栓353和第四螺栓354可以控制红外激光发射件4往任意方向偏转一定角度。通过红外激光发射件4角度的偏转，红外激光发射件4发射的红外激光就可以在某一位置与可见激光发射件5发射的可见激光对准。在本实施例中，取决于实际应用的需要，红外激光发射头与对准位置之间的预设距离可以设定为3至5米。 

将上述的红外激光发射头配置到手持抄表终端，即可构成本发明的手持抄表终端，用以实现该手持抄表终端与电表之间的单点无地址通信，从而大大提升抄表效率，降低抄表成本。 

由于红外激光发射件4本身在制造工艺上存在的问题，红外激光发射管45发射的红外激光存在一定的角度偏差范围，从而导致多个不同的红外激光发射件4装设到所述的壳体中去时，红外激光发射件4的聚焦以及与可见激光的目标瞄准需要经过适当的调整。为此目的，本发明进一步提出了配合上述红外激光发射头的测试靶面，以及相应的调整方法。 

请参阅图2，图2是本发明的测试靶面的电路框图。测试靶面中的测试单元包括：微处理器21、红外接收模块22和可见光指示模块23。该处理器21将通过该红外接收模块22所接收到的红外激光解读为通信正确、通信不正确以及接收不到红外信号三种状态并通过该可见光指示模块23对该三种状态予以显示。其中，可见光指示模块23至少包括能够提供两种不同颜色显示的发光管。在本实施例中，可见光指示模块23包括发射红光和发射蓝光的两种发光管。在其他实施例中，发光管发射的光线颜色可以任意选择。 

请参阅图8，图8为本发明的测试靶面的结构示意图。本发明的测试靶面包括一载板6和设置在该载板6上的测试单元阵列。在本实施例中，由36个测试单元61排列成六行六列等间距的陈列分布于该载板6上。该载板6为印刷电路板，测试单元61的间距约为20mm。在其他实施例中，根据测试精度的需要不同可以增加或减少测试单元61的数量以及调整测试单元61的间距，测试单元61的密度越高，测试精度越高。 

本发明的测试靶面的工作原理大致是：当红外激光发射件4发射测试用通信数据包至距离红外激光发射头预设距离处的测试靶面时，位于红外激光着落中心区域的测试单元61能正确接收，位于该区域中的测试单元61发射红光以提供正确接收的指示，邻近该着落中心区域的测试单元61虽然能接收到红外激光信号但是由于信号较弱不能正确接收数据包，这些测试单元61发射蓝光以提供错误接收的指示，偏离该着落中心区域更远的测试单元61则无法接收到有效的红外激光信号而不发射任何光。如此一来，就可以将原本不可见的红外激光，通过该测试靶面而呈现出一个红色光的中心区域、环绕该中心区域的一圈兰色光环以及外围的不发光区域，从而帮助工作人员很好地判断红外激光的发射状况。该红色光的中心区域即为红外激光发射头的有效区域，通过调节该红外激光发射件4使该有效区域与可见激光在测试靶面上设定的瞄准区域的位置偏差进行比较，即可实现红外激光发射头的调校。 

本发明的红外激光的调整方法是采用上述的测试靶面来配合上述的红外激光发射头的调节以使该红外激光发射件发出的红外激光能够与该可见光发射件发出的可见激光在一设定距离处对准同一目标。 

参见图3，该调整方法具体包括：步骤S1：通过控制该红外激光发射头上的可见激光发射管发光，在该测试靶面上呈现一瞄准区域； 

步骤S2：通过控制该红外激光发射头上的红外激光发射管发光，朝向该测试靶面发射测试用通信数据包；步骤S3：令该测试靶面上的各测试单元同时接收该测试用通信数据包，并根据接收效果提供可区分的视觉指示；步骤S4：根据该视觉指示与瞄准区域之间的位置差异，调整该红外激光发射头的角度，直至该视觉指示的中心与该瞄准区域达成重合。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围。凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。 

Claims (10)

1.一种红外激光发射头，其特征在于，包括：

壳体，其具有大致平行设置的第一收容腔和第二收容腔以及与该第二收容腔连通的调节孔；

可见激光发射件，装设于该第一收容腔中，其包括可见激光发射管；

红外激光发射件，装设于该第二收容腔中，其包括红外激光发射管；

调节机构，设置在该调节孔中并能够与该红外激光发射件的前端抵顶而调节该红外激光发射件的角度，以使该红外激光发射管发出的红外激光能够与该可见激光发射管发出的可见激光对准设置在设定距离处的同一目标。

2.根据权利要求1所述的红外激光发射头，其特征在于，该红外激光发射件包括相互螺纹配合的第一管和第二管，该第二管的前端设有用以聚光的凸透镜，所述的红外激光发射管固定设置在该第一管的后端。

3.根据权利要求1所述的红外激光发射头，其特征在于，该可见激光发射件包括相互螺纹配合的第一管和第二管，该第二管的前端设有用以聚光的凸透镜，所述的可见激光发射管固定设置在该第一管的后端。

4.根据权利要求1所述的红外激光发射头，其特征在于，该壳体包括本体及由该本体的第一部分的前端面向前延伸出的凸起部，该凸起部的前端面和该本体的第二部分的前端面形成台阶，该第一收容腔是贯通该本体的第一部分的前后端面地设置的，该第二收容腔是贯通该凸起部的前端面与该本体的第二部分的后端面地设置的，该调节孔包括均匀地设置在该凸起部侧面的四个螺纹孔，该调节机构包括分别装设在该四个螺纹孔中的四个螺栓。

5.根据权利要求1所述的红外激光发射头，其特征在于，该设定距离为3至5米。

6.一种手持抄表终端，其特征在于，具有权利要求1至5任一所述的红外激光发射头，用以实现该手持抄表终端与电表之间的单点无地址通信。

7.一种测试靶面，用以配合如权利要求1所述的红外激光发射头以使该红外激光发射管发出的红外激光在该测试靶面上着落的范围可视，其特征在于，该测试靶面包括载板和设置在该载板上的测试单元阵列，每个测试单元包括微处理器和与该微处理器相连的红外接收模块与可见光指示模块，该微处理器将通过该红外接收模块所接收到的红外激光解读为通信正确、通信不正确以及接收不到红外信号三种状态并通过该可见光指示模块对该三种状态予以显示。

8.根据权利要求7所述的测试靶面，其特征在于，该可见光指示模块至少包括能够提供两种不同显示颜色的LED。

9.一种红外激光的调整方法，其特征在于，采用如权利要求7所述的测试靶面来调节权利要求1所述的红外激光发射头以使该红外激光发射管发出的红外激光能够与该可见光发射管发出的可见激光对准设置在间隔该设定距离处的该测试靶面上的同一区域。

10.根据权利要求9所述的调整方法，其特征在于，包括步骤：

通过控制该红外激光发射头上的可见激光发射管发光，在该测试靶面上呈现一瞄准区域；

通过控制该红外激光发射头上的红外激光发射管发光，朝向该测试靶面发射测试用通信数据包；

令该测试靶面上的各测试单元同时接收该测试用通信数据包，并根据接收效果提供可区分的视觉指示；

根据该视觉指示与瞄准区域之间的位置差异，调整该红外激光发射头的角度，直至该视觉指示的中心与该瞄准区域达成重合。

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