CN105243833B - 电力抄表终端 - Google Patents
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Abstract
一种电力抄表终端，包括光学透镜、光阑、红外激光二极管、红光激光二极管，以及驱动所述红外激光二极管和所述红光激光二极管发光的电力抄表终端电路；所述红光激光二极管通过所述电力抄表终端电路的驱动发出红光激光，所述红光激光经过一组所述光阑及所述光学透镜，集中照射并定位到智能电表上；所述红外激光二极管通过所述电力抄表终端电路的驱动发出红外激光，所述红外激光经过另一组所述光阑及所述光学透镜，发散照射并覆盖到所述红光激光二极管定位到的所述智能电表上。由于红外激光传输距离长，抗干扰性强、不容易被紫外线和其他光线干扰，因此，抄表距离长、结果准确率高。
Description
技术领域
本发明涉及电力行业抄表技术领域，尤其涉及一种电力抄表终端。
背景技术
远程自动抄表是利用现代计算机技术和通信技术自动将用户的用电量记录到抄表系统的计算机中，并由软件进行统计计算，过去抄表员的工作全部由自动抄表系统承担。因此是一种不需要人员到现场，自动化程度更高的新型抄表方式。远程自动抄表系统由电力抄表终端、通信媒体和供电部门营业所计算机局域网络及相应的软件构成。
目前电力抄表终端中采用红外光二极管发送数据至智能电表，由于红外光存在光线发散，容易被紫外线和其它光线干扰，导致抄表距离短、结果准确率较低。
发明内容
基于此，有必要提供一种抄表距离长、结果准确率高的电力抄表终端。
一种电力抄表终端，包括光学透镜、光阑、红外激光二极管、红光激光二极管，以及驱动所述红外激光二极管和所述红光激光二极管发光的电力抄表终端电路；
所述红光激光二极管通过所述电力抄表终端电路的驱动发出红光激光，所述红光激光经过一组所述光阑及所述光学透镜，集中照射并定位到智能电表上；
所述红外激光二极管通过所述电力抄表终端电路的驱动发出红外激光，所述红外激光经过另一组所述光阑及所述光学透镜，发散照射并覆盖到所述红光激光二极管定位到的所述智能电表上。
上述电力抄表终端，包括光学透镜、光阑、红外激光二极管、红光激光二极管，以及驱动所述红外激光二极管和所述红光激光二极管发光的电力抄表终端电路。所述红光激光二极管通过所述电力抄表终端电路的驱动发出红光激光，所述红光激光经过一组所述光阑及所述光学透镜，集中照射并定位到智能电表上；如此，在所述电力抄表终端电路驱动所述红光激光二极管发光的情况下，所述红光激光二极管发出的红光激光可经过一组所述光阑及所述光学透镜，精准定位到智能电表上。所述红外激光二极管通过所述电力抄表终端电路的驱动发出红外激光，所述红外激光经过另一组所述光阑及所述光学透镜，发散照射并覆盖到所述红光激光二极管定位到的所述智能电表上。如此，在所述电力抄表终端电路驱动所述红外激光二极管发光的情况下，所述红外激光二极管发出红外激光可经过另一组所述光阑及所述光学透镜，覆盖到所述红光激光二极管定位到的所述智能电表上。红外激光传输距离长，抗干扰性强、不容易被紫外线和其他光线干扰，因此，抄表距离长、结果准确率高。
附图说明
图1为一种实施方式的电力抄表终端的光路原理图；
图2为一种实施方式的电力抄表终端的电力抄表终端电路的结构图；
图3为另一种实施方式的电力抄表终端的电力抄表终端电路的结构图；
图4为电力抄表终端电路的红光激光二极管驱动电路的具体结构图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，一种实施方式的电力抄表终端，包括光学透镜100、光阑200、红外激光二极管L0、红光激光二极管L2，以及驱动所述红外激光二极管和所述红光激光二极管L2发光的电力抄表终端电路(图未示)；
所述红光激光二极管L2通过所述电力抄表终端电路的驱动发出红光激光，所述红光激光经过一组所述光阑200及所述光学透镜100，集中照射并定位到智能电表上；
所述红外激光二极管L0通过所述电力抄表终端电路的驱动发出红外激光，所述红外激光经过另一组所述光阑200及所述光学透镜100，发散照射并覆盖到所述红光激光二极管L2定位到的所述智能电表上。
具体地，红外激光二极管L0与红光激光二极管L2的中心距离为10mm。当光学透镜100距离智能电表为3000mm时，红外激光二极管L0发出的红外激光发散照射并覆盖到智能电表上的光线将形成以红光激光而激光定位到所述智能电表上的定位点向红外激光二极管L0相对红光激光二极管L2的方向相同的方向偏离10mm的点为圆心，100mm为直径的圆。
上述电力抄表终端，包括光学透镜100、光阑200、红外激光二极管L0、红光激光二极管L2，以及驱动所述红外激光二极管和所述红光激光二极管L2发光的电力抄表终端电路。在所述电力抄表终端电路驱动所述红光激光二极管L2发光的情况下，所述红光激光二极管L2通过所述电力抄表终端电路的驱动发出红光激光，所述红光激光经过一组所述光阑200及所述光学透镜100，集中照射并定位到智能电表上；如此，所述红光激光二极管L2发出的红光激光可经过一组所述光阑200及所述光学透镜100，精准定位到智能电表上。所述红外激光二极管L0通过所述电力抄表终端电路的驱动发出红外激光，所述红外激光经过另一组所述光阑200及所述光学透镜100，发散照射并覆盖到所述红光激光二极管L2定位到的所述智能电表上。如此，在所述电力抄表终端电路驱动所述红外激光二极管发光的情况下，所述红外激光二极管L0发出红外激光可经过另一组所述光阑200及所述光学透镜100，覆盖到所述红光激光二极管L2定位到的所述智能电表上。红外激光传输距离长，抗干扰性强、不容易被紫外线和其他光线干扰，因此，抄表距离长、结果准确率高。
如图2所示，在其中一个实施例中，电力抄表终端电路包括场效应管Q3、第一电阻R12、第二电阻R14、开关晶体管Q4、第三电阻R13及第四电阻R15。
所述红外激光二极管L0的正极与所述场效应管Q3的漏极连接，所述场效应管Q3的源极连接电源VDD_COM_3.3V及所述第一电阻R12的一端，所述场效应管Q3的栅极连接所述第一电阻R12的另一端及所述第二电阻R14的一端，所述第二电阻R14的另一端连接串口数据发送端(图未标)。串口数据发送端用于接收串口发送数据LAR_TX。
所述红外激光二极管L0的负极与所述开关晶体管Q4的集电极连接，所述开关晶体管Q4的基极连接所述第三电阻R13的一端，所述第三电阻R13的另一端连接方波信号接收端(图未标)。方波信号接收端接收方波信号LAR_PWM。所述开关晶体管Q4的发射极连接所述第四电阻R15的一端，所述第四电阻R15的另一端接地。
如此，通过载波方式，在方波信号LAR_PWM及串口发送数据LAR_TX的共同作用下，控制红外激光二极管L0的亮和灭。可以进一步，防止不按照方波信号规律发射的其他红外激光的干扰。
具体地，第一电阻R12的阻值为100KΩ，第二电阻R14的阻值为1KΩ，第三电阻R13的阻值为1KΩ，第四电阻R15为可变电阻，其阻值范围为100Ω-300Ω。如此，可以通过调节第四电阻R15的阻值使性能达到要求，红外激光二极管L0得以发出稳定的红外激光。更具体地，在本实施例中，第四电阻R15也可以为定值120Ω，此时，红外激光二极管L0可以发出稳定的红外激光。
上述电力抄表终端工作时，连续不断地接收方波信号LAR_PWM，方波信号LAR_PWM具体为38K方波信号。当接收到的串口发送数据LAR_TX为低电平时，场效应管Q3导通，故此时红外激光二极管L0的正极为高电平。若此时方波信号LAR_PWM也为高电平，则开关晶体管Q4导通，可驱动所述红外激光二极管L0发光，此时，红外激光二极管L0发射红外激光。如此，可以通过上述电力抄表终端电路发射红外激光的方式向智能电表发送串口发送数据LAR_TX。同时，由于红外激光二极管L0通过载波方式发射红外激光，其传输距离长，抗干扰性强、不容易被紫外线和其他光线干扰，故包括上述电力抄表终端电路的电力抄表终端抄表距离长、结果准确率高。
在其中一个实施例中，所述场效应管Q3为P沟道MOS管，其具体的型号为Si2305ADS。
在其中一个实施例中，所述开关晶体管Q4为三极管，其具体的型号为MMBT3904。
请参阅图3，在其中一个实施例中，所述电力抄表终端电路还包括连接器CN1。所述连接器CN1的型号为W12504-S151501A08200。所述红外激光二极管L0的正极与所述场效应管Q3的漏极的公共端还与所述连接器CN1的第三引脚3连接。所述开关晶体管Q4的集电极还连接所述连接器CN1的第四引脚4。所述红外激光二极管L0的负极通过所述连接器CN1的第四引脚4与所述开关晶体管Q4的集电极连接。所述连接器CN1的第五引脚5和第六引脚6均接地。
在其中一个实施例中，所述电力抄表终端电路还包括红光激光二极管驱动电路、电容C9、开关管Q5、第五电阻R48。所述红光激光二极管驱动电路包括接地端A及连接电源VDD_COM_3.3V的电源端B。
所述电容C9一端接地，另一端连接所述电源端B，所述电容C9与所述电源端B的公共端还连接所述连接器CN1的第一引脚1。可以理解地，电容C9可以省略，其作用为防止电流大小变化时，对电路的正常工作产生影响。此时，连接器CN1的第一引脚1直接连接红光激光二极管驱动电路的电源端B。
所述连接器CN1的第二引脚2连接所述开关管Q5的漏极，所述开关管Q5的源极接地，所述开关管Q5的栅极连接所述第五电阻R48的一端，所述第五电阻R48的另一端连接可控信号接收端(图未标)。可控信号接收端用于接收可控信号Collim_Pwr_Ctrl。所述连接器CN1的第二引脚2还连接所述红光激光二极管驱动电路的所述接地端A。
当可控信号Collim_Pwr_Ctrl为高电平时，开关管Q5导通，即接地端A与开关管Q5的源极导通，接地端A接地。此时，红光激光二极管驱动电路导通驱动所述红光激光二极管L2发光。
具体地，请参照图4，所述红光激光二极管驱动电路还包括光电管L1、第一驱动开关管Q1、第二驱动开关管Q2、第一限流电阻R3、第二限流电阻R1及驱动电阻R2。
所述光电管L1的负极连接所述红光激光二极管L2的正极，且其公共端连接所述电源端。
所述光电管L1的正极连接所述第一驱动开关管Q1的基极及所述第一限流电阻R3的一端。所述第一限流电阻R3的另一端连接所述接地端A。所述第一驱动开关管Q1的发射极连接所述接地端A。
所述第一驱动开关管Q1的集电极连接所述第二限流电阻R1的一端及所述第二驱动开关管Q2的基极。所述第二限流电阻R1的另一端连接所述光电管L1的负极与所述红光激光二极管L2的正极的公共端。
所述第二驱动开关管Q2的发射极连接所述驱动电阻R2的一端，所述驱动电阻R2的另一端连接所述接地端。所述第二驱动开关管Q2的集电极连接所述红光激光二极管L2的负极。
上述电力抄表终端电路的第一驱动开关管Q1、第二驱动开关管Q2、第一限流电阻R3、第二限流电阻R1及驱动电阻R2形成自反馈的稳定电路，以提供足够稳定的驱动电流，驱动光电管L1及红光激光二极管L2发射红光激光，以对智能电表进行定位，从而能够更准确地抄表。其具体工作过程为：当接地端A，在可控信号Collim_Pwr_Ctrl为的控制下接地时，第二驱动开关管Q2导通，驱动红光激光二极管L2发射红光激光。此时，发光管L1因接收到发射的红光激光而导通，如此，可以使第一驱动开关管Q1导通，如此，可以减弱第二驱动开关管Q2的基极的电流，使红光激光二极管L2亮度减弱，红光激光二极管L2亮度减弱后又会影响发光管L1的的导通情况，发光管L1又会影响第一驱动开关管Q1导通。如此循环，可以使红光激光二极管L2发出相对稳定的红光激光。
在其中一个实施例中，所述红光激光二极管驱动电路还包括稳压电容C1。所述稳压电容C1的一端连接所述光电管L1的负极与所述红光激光二极管L2的正极的公共端，另一端接地。如此，防止电压大小变化时，对电路的正常工作产生影响。
在其中一个实施例中，所述开关管Q5为N沟道MOS管，其具体的型号为Si2306DS。所述红光激光二极管L2的型号为QSI-QL65D5SA-N。
在其中一个实施例中，所述电力抄表终端电路还包括红外稳定电阻R11，所述红外稳定电阻R11连接在所述红外激光二极管L0的负极上。红外稳定电阻R11为可变电阻，可以通过调节红外稳定电阻R11的阻值使性能达到要求，红外激光二极管L0得以发出稳定的红外激光。
在其中一个实施例中，所述红外激光二极管L0的型号为QSI-QL85D65A。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出多个变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种电力抄表终端，其特征在于，包括光学透镜、光阑、红外激光二极管、红光激光二极管，以及驱动所述红外激光二极管和所述红光激光二极管发光的电力抄表终端电路；
所述红光激光二极管通过所述电力抄表终端电路的驱动发出红光激光，所述红光激光经过一组所述光阑及所述光学透镜，集中照射并定位到智能电表上；
所述红外激光二极管通过所述电力抄表终端电路的驱动发出红外激光，所述红外激光经过另一组所述光阑及所述光学透镜，发散照射并覆盖到所述红光激光二极管定位到的所述智能电表上；所述电力抄表终端电路包括场效应管、第一电阻、第二电阻、开关晶体管、第三电阻及第四电阻；
所述红外激光二极管的正极与所述场效应管的漏极连接，所述场效应管的源极连接电源及所述第一电阻的一端，所述场效应管的栅极连接所述第一电阻的另一端及所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接串口数据发送端；
所述红外激光二极管的负极与所述开关晶体管的集电极连接，所述开关晶体管的基极连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接方波信号接收端，所述开关晶体管的发射极连接所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地；
所述电力抄表终端还包括连接器；所述红外激光二极管的正极与所述场效应管的漏极的公共端还与所述连接器的第三引脚连接；所述开关晶体管的集电极还连接所述连接器的第四引脚；所述红外激光二极管的负极通过所述连接器的第四引脚与所述开关晶体管的集电极连接。
2.根据权利要求1所述的电力抄表终端，其特征在于，所述红外激光二极管的型号为QSI-QL85D65A。
3.根据权利要求1所述的电力抄表终端，其特征在于，所述开关晶体管的型号为MMBT3904；所述场效应管的型号为Si2305ADS。
4.根据权利要求1所述的电力抄表终端，其特征在于，还包括红光激光二极管驱动电路、开关管、第五电阻；所述红光激光二极管驱动电路包括接地端及连接所述电源的电源端；
所述电源端连接所述连接器的第一引脚；
所述连接器的第二引脚连接所述开关管的漏极，所述开关管的源极接地，所述开关管的栅极连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端连接可控信号接收端；所述第二引脚还连接所述红光激光二极管驱动电路的所述接地端。
5.根据权利要求4所述的电力抄表终端，其特征在于，所述红光激光二极管驱动电路还包括光电管、第一驱动开关管、第二驱动开关管、第一限流电阻、第二限流电阻及驱动电阻；
所述光电管的负极连接所述红光激光二极管的正极，且其公共端连接所述电源端；
所述光电管的正极连接所述第一驱动开关管的基极及所述第一限流电阻的一端；所述第一限流电阻的另一端连接所述接地端；所述第一驱动开关管的发射极连接所述接地端；
所述第一驱动开关管的集电极连接所述第二限流电阻的一端及所述第二驱动开关管的基极；所述第二限流电阻的另一端连接所述光电管的负极与所述红光激光二极管的正极的公共端；
所述第二驱动开关管的发射极连接所述驱动电阻的一端，所述驱动电阻的另一端连接所述接地端；所述第二驱动开关管的集电极连接所述红光激光二极管的负极。
6.根据权利要求5所述的电力抄表终端，其特征在于，所述红光激光二极管驱动电路还包括稳压电容；所述稳压电容的一端连接所述光电管的负极与所述红光激光二极管的正极的公共端，另一端接地。
7.根据权利要求5所述的电力抄表终端，其特征在于，所述开关管的型号为Si2306DS；所述红光激光二极管的型号为QSI-QL65D5SA-N。
8.根据权利要求1所述的电力抄表终端，其特征在于，还包括红外稳定电阻，所述红外稳定电阻连接在所述红外激光二极管的负极上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 510000 No. third, 257 Chun Ye Road, Guangzhou economic and Technological Development Zone, Guangdong 306 Applicant after: Guangzhou Jiebao electronic Polytron Technologies Inc Address before: 510000 eighth eighth, Gao Pu Road, Tianhe District, Guangzhou, Guangdong. Applicant before: Guangzhou Jiebao Electronic Technology Development Co., Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Multifunctional electric-power meter reading terminal Effective date of registration: 20191223 Granted publication date: 20180817 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Guangzhou Baiyun Branch Pledgor: Guangzhou Jiebao electronic Polytron Technologies Inc Registration number: Y2019440000305 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210311 Granted publication date: 20180817 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Guangzhou Baiyun Branch Pledgor: GUANGZHOU JIEBAO TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2019440000305 |