CN113098550B - 电表及其无线通讯模块连接电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电表的无线通讯模块连接电路，包括无线充电发射电路、无线充电接收电路、第一数据收发电路与第二数据收发电路。无线充电发射电路连接电源模块，无线充电接收电路连接无线通讯模块，用于对无线通讯模块的无线充电。第一数据收发电路连接控制模块，第二数据收发电路连接无线通讯模块，用于无线通讯模块与控制模块之间双向无线数据传输。在现有电表的基础上结合无线充电技术与光通讯技术，让无线通讯模块无需焊接固定于电表上，采用无线可拆卸式安装，在无线通讯模块出现故障时方便维修替换，也更方便在出现新的通讯技术时进行直接适配。

Description

电表及其无线通讯模块连接电路

技术领域

本申请涉及无线通讯技术领域，特别是涉及一种电表及其无线通讯模块连接电路。

背景技术

随着物联网在智能电网领域的应用，智能电表在大型配电站、变电站及居民用电均基本实现了传统人工抄表到智能自动抄表的飞跃，无线通讯技术在这其中起到了至关重要的作用。

但由于目前智能电表出厂前只能固定适配1-2种无线通讯模块，即根据网络情况选定了某一特定通讯技术，然后直接将该通讯模块焊接在智能电表上。当出现新的通讯技术需要适配，或者通讯模块出现故障需要维修时，需要大批量停电并更换智能电表，成本巨大，维修极为不便。

发明内容

基于此，有必要针对以上问题，提供一种无线通讯模块无需焊接于电表上，采用无线可拆卸式安装的智能电表，方便拓展适配各种通用无线通讯模块。

一种电表的无线通讯模块连接电路，包括：无线充电发射电路、无线充电接收电路、第一数据收发电路和第二数据收发电路；

无线充电发射电路连接电表的电源模块，无线充电接收电路连接电表的无线通讯模块，电源模块用于采用无线充电的方式对无线通讯模块进行供电；

第一数据收发电路连接电表的控制模块，第二数据收发电路连接无线通讯模块，第一数据收发电路与第二数据收发电路连接采用无线的方式进行双向数据通信。

在其中一个实施例中，无线充电发射电路包括供电线圈、第一微处理器及第一外围电路，第一微处理器连接电源模块、供电线圈与第一外围电路。

在其中一个实施例中，无线充电接收电路包括受电线圈、第二微处理器、第二外围电路及升压电路，第二微处理器通过第二外围电路连接受电线圈及升压电路，升压电路连接无线通讯模块。

在其中一个实施例中，升压电路包括升压微处理器及升压外围电路，升压微处理器通过升压外围电路连接第二外围电路及无线通讯模块。

在其中一个实施例中，第一数据收发电路包括第一数据发送电路与第一数据接收电路，第一数据发送电路与第一数据接收电路均连接控制模块。

在其中一个实施例中，第二数据收发电路包括第二数据发送电路与第二数据接收电路，第二数据发送电路与第二数据接收电路均连接无线通讯模块，第一数据发送电路与第二数据接收电路无线通信，第二数据发射电路与第一数据接收电路无线通信。

在其中一个实施例中，第一数据发送电路包括三级管Q6和红外线发射管LED3，三极管Q6的基极连接控制模块，三极管Q6的发射极连接电源端，三极管Q6的集电极连接红外线发射管LED3的正极，红外线发射管LED3的负极接地；

第二数据发送电路包括三级管Q5和红外线发射管LED2，三极管Q5的基极连接无线通讯模块，三极管Q5的发射极连接电源端，三极管Q5的集电极连接红外线发射管LED2的正极，红外线发射管LED2的负极接地。

在其中一个实施例中，第一数据接收电路包括三级管Q10和红外线接收管Q8，三极管Q10的集电极连接控制模块和电源端，三极管Q10的发射极接地，三极管Q10的基极连接红外线接收管Q8的发射极，红外线接收管Q8的集电极连接电源端；

第二数据接收电路包括三级管Q9和红外线接收管Q7，三极管Q9的集电极连接无线通讯模块和电源端，三极管Q9的发射极接地，三极管Q9的基极连接红外线接收管Q7的发射极，红外线接收管Q7的集电极连接电源端。

一种电表，包括电源模块、控制模块、无线通讯模块和上述的无线通讯模块连接电路；

电源模块连接无线充电发射电路，控制模块连接第一数据收发电路，无线通讯模块连接无线充电接收电路和第二数据收发电路。

在其中一个实施例中，还包括计量模块、存储模块和显示模块，计量模块、存储模块和显示模块均连接控制模块。

上述电表的无线通讯模块连接电路，包括无线充电发射电路、无线充电接收电路、第一数据收发电路与第二数据收发电路。无线充电发射电路连接电源模块，无线充电接收电路连接无线通讯模块，用于对无线通讯模块的无线充电。第一数据收发电路连接控制模块，第二数据收发电路连接无线通讯模块，用于无线通讯模块与控制模块之间双向无线数据传输。在现有电表的基础上结合无线充电技术与无线通讯技术，让无线通讯模块无需焊接固定于电表上，采用无线可拆卸式安装，在无线通讯模块出现故障时方便维修替换，也更方便在出现新的通讯技术时进行直接适配。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例中电表的无线通讯模块连接电路的结构图；

图2为一实施例中控制模块的原理图；

图3为一实施例中蓝牙模块的原理图；

图4为一实施例中无线充电发射电路的原理图；

图5为一实施例中无线充电接收电路的原理图；

图6为一实施例中第一数据发送电路的原理图；

图7为一实施例中第二数据发送电路的原理图；

图8为一实施例中第一数据接收电路的原理图；

图9为一实施例中第二数据接收电路的原理图；

图10为一实施例中电表的结构图。

附图说明：100、电表的无线通讯模块连接电路；110、无线充电发射电路；120、无线充电接收电路；121、第二外围电路；122、升压电路；130、第一数据收发电路；131、第一数据发送电路；132、第一数据接收电路；140、第二数据收发电路；141、第二数据接收电路；142、第二数据发送电路；200、电表；210、电源模块；220、控制模块；230、无线通讯模块；240、计量模块；250、存储模块；260、显示模块。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请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本申请的公开内容更加透彻全面。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种设备，但这些设备不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个设备与另一个设备区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一设备称为第二设备，且类似地，可将第二设备称为第一设备。第一设备和第二设备两者都是同一种的某一设备，但其不是同一设备。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

如图1所示，本申请提供一种电表的无线通讯模块连接电路100，包括：无线充电发射电路110、无线充电接收电路120、第一数据收发电路130和第二数据收发电路140。无线充电发射电路120连接电表的电源模块210，无线充电接收电路120连接电表的无线通讯模块230，电源模块210用于采用无线充电的方式对无线通讯模块230进行供电。第一数据收发电路130连接电表的控制模块220，第二数据收发电路140连接无线通讯模块230，第一数据收发电路130与第二数据收发电路140连接采用无线的方式进行双向数据通信。

具体的，电表可包括壳体和安装于壳体的电源模块210、控制模块220和无线通讯模块230等电表组成模块。其中，电表中电源模块210、控制模块220均通过无线的方式与无线通讯模块230连接，再通过无线通讯模块230与外部终端设备连接，实现自动抄表与数据传输的功能。电源模块210通过无线充电的方式将电信号从电源输出端口传输至无线通讯模块230的电源输入端口，实现无线通讯模块230在无接线的情况下得到电源供电。此外，通过无线的方式从电表的控制模块220的通信接口将数据传输至无线通讯模块230的数据收发端口，无线通讯模块230再将数据传输至外部终端设备。因此，无线通讯模块230安装于电表的壳体的方式为无线可拆卸式安装，具体形式不唯一，可采用拔插式、螺丝固定或者卡扣固定等，本实施例不以此为限定。另外，无线通讯模块230为通用的无线通讯模块，可包括WiFi模块、蓝牙模块、LoRa模块、2G模块、4G模块和5G模块等。

如图2所示，电表的控制模块220包括主控芯片U3以及保证其正常工作的部分外围电路。其中，主控芯片U3可为单片机或其他微处理器，具体型号不唯一，在本实施例中，采用的是型号为HC32F460KEUA的单片机，不以此为限定。具体的，控制模块220用来与无线通讯模块230进行数据传输的通信接口为主控芯片U3的26引脚与27引脚。主控芯片U3的26引脚为端口TX_IR，作为数据发送端；主控芯片U3的27引脚为端口RX_IR，作为数据接收端。另外，为了避免大电流信号的干扰，让电表中部分连接大电流的负载通过功率接地端地PGND接地，其余的通过模拟接地端AGND接地，以保证整个系统稳定可靠的工作。功率接地端地PGND通过电阻R37连接接地端GND。

以下以蓝牙模块作为无线通讯模块230为例进行解释说明。如图3所示，为蓝牙模块BT1的结构示意图，包括25个引脚。24和25引脚作为在线仿真与调试用的下载程序接口。蓝牙模块BT1的8引脚接地，9引脚作为电源输入端口连接无线充电接收电路120，接收来自无线充电发射电路120传输的电源模块210的电源输出端口的电信号进行无线供电，9引脚还分别通过电容C50和C51接地。

另外，蓝牙模块BT1的17引脚和18引脚作为其数据收发端口，与电表的控制模块230的通信接口进行无线通信。控制模块220的主控芯片U3的26引脚与27引脚连接第一数据收发电路130，蓝牙模块BT1的17引脚和18引脚连接第二数据收发电路140。其中，蓝牙模块BT1的17引脚作为数据发送端口TX_BLE与主控芯片U3的27引脚的数据接收端RX_IR进行通信，蓝牙模块BT1的18引脚作为数据接收端口RX_BLE与主控芯片U3的26引脚的数据发送端TX_IR进行通信。蓝牙模块BT1的其他未标注说明的引脚作为与外部终端进行通信等其他用途，本实施例不以此为限定。同样的，在蓝牙模块中，为了避免信号干扰，大电流部分负载通过蓝牙功率接地端PGND_BLE接地，其余的通过蓝牙模拟接地端AGND_BLE接地。蓝牙功率接地端PGND_BLE通过电阻R14连接到蓝牙接地端GND_BLE。

上述电表的无线通讯模块连接电路100，在现有电表的结构基础上结合无线充电技术给电表的无线通讯模块进230行供电，采用无线的方式进行双向数据通信。让无线通讯模块230无需焊接固定于电表上，采用无线可拆卸式安装，在无线通讯模块出现故障时方便维修替换，也更方便在出现新的通讯技术时进行直接适配。

在其中一个实施例中，如图4所示，无线充电发射电路110包括供电线圈CL1、第一微处理器U2及第一外围电路，第一微处理器U2连接电源模块210、供电线圈CL1与第一外围电路。

具体的，第一微处理器U2连接电源模块210的电源输出端口获取输入电压进行解调稳压后输出给供电线圈CL1进行无线充电发射，第一外围电路用于获取供电线圈CL1电压与电流的变化反馈回第一微处理器U2进行解调。其中，第一微处理器U2为无线功率发射端SOC芯片，具体型号不唯一，在本实施例中，采用型号为SC9602的SOC芯片，该芯片包含数字微控制器和模拟前端。SC9602在4V-14V的输入电压下可支持最大10W的无线充电发射端设计，内置20mΩ低阻抗的全桥及驱动电路。高精度的电流采样满足无线充电系统对于异物检测的需求，同时集成了Q值检测功能。

如图4所示，第一外围电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R12、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C16、电容C22、电容C26、电容C27、电容C29、电容C30、电容C31、电容C32、电容C33、电容C35、电容C38和二极管D1。

具体的，电容C9、电容C10和电容C12并联后一端连接电源模块210的电源输出端口VIN，另一端连接功率接地端PGND和模拟接地端AGND。第一微处理器U2的1引脚和3引脚连接电源输出端口VIN，用于获取无线充电发射端的输入电压。第一微处理器U2的1引脚还分别通过电容C26和电容C27连接功率接地端PGND，第一微处理器U2的3引脚还分别通过电容C30和电容C31连接功率接地端PGND，第一微处理器U2的2引脚连接功率接地端PGND。

进一步的，第一微处理器U2通过连接第一外围电路得到电压电流变化的反馈来调节输出电压以及保证第一微处理器U2的正常工作。

具体地，第一微处理器U2的7引脚通过电阻R12连接模拟接地端AGND，第一微处理器U2的7引脚还通过电阻R7连接供电线圈CL1的端口2，用于获取供电线圈CL1的品质因数检测输入。

第一微处理器U2的15引脚连接电容C3的一端，电容C3的另一端通过电容C6连接模拟接地端AGND，电容C3的另一端还连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端分别通过电容C5和电阻R5连接模拟接地端AGND，电阻R3的另一端还连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接二极管D1的负极，二极管D1的正极连接供电线圈CL1的端口2。第一微处理器U2的15引脚基于检测到的供电线圈CL1的电压变化，经过低通滤波和直流滤波后输入第一微处理器U2进行解调。

第一微处理器U2的17引脚依次通过电阻R6和电容C4连接模拟接地端AGND，该引脚为电流检测放大器输出，用以检测平均输入电流。第一微处理器U2的17引脚的输出信号还通过电容C8滤除直流分量后输出给第一微处理器U2的16引脚进行电流解调。第一微处理器U2的17引脚的输出信号还通过电容C8连接第一微处理器U2的19引脚来给第一微处理器U2进行供电。第一微处理器U2的18引脚直接连接模拟接地端AGND。第一微处理器U2的21引脚分别通过电容C16和电阻R11连接模拟接地端AGND，第一微处理器U2的21引脚还通过电阻R8连接二极管D1的负极。

此外，第一微处理器U2还将稳定的电压信号传输至供电线圈CL1。具体地，第一微处理器U2的11引脚通过电容C33连接第一微处理器U2的12引脚。电容C29、电容C32、电容C35和电容C38并联后一端连接第一微处理器U2的12引脚，另一端连接供电线圈CL1的端口2。第一微处理器U2的14引脚通过电容C22连接第一微处理器U2的13引脚，第一微处理器U2的13引脚连接供电线圈CL1的端口1。

在本实施例中，采用无线功率发射芯片连接外部线圈作为无线充电的发射端，能基于线圈的电压电流变化进行解调输出稳定的电压，再与接收电路进行感应传输，保证了无线通讯模块230无线供电。

在其中一个实施例中，如图5所示，无线充电接收电路120包括受电线圈CL2、第二微处理器U1、第二外围电路121及升压电路122，第二微处理U1通过第二外围电路121连接受电线圈CL2和升压电路122，升压电路122连接无线通讯模块230。

同样的，以下以蓝牙模块作为无线通信模块230为例进行解释说明。无线充电接收电路120的受电线圈CL2与供电线圈CL1靠近设置进行无线充电接收，产生感应电流接收到电信号后，受电线圈CL2通过第二外围电路121将电信号传输至第二微处理器U1。第二微处理器U1对电信号进行解调后发送至升压电路122，并产生使能信号驱动升压电路122对电信号进行稳压后输出至无线通讯模块230进行供电。其中，第二微处理器U1为无线功率接收端SOC芯片，具体型号不唯一，在本实施例中，采用型号为SC9651的SOC芯片，该芯片包含数字微控制器和模拟前端。模拟前端包括高效同步整流器(SR)、电流检测运放、ASK通信调制器、FSK解调器和保护电路等。芯片SC9651集成了输入欠压锁定很多的保护措施、过流保护(OCP)和过温保护(OTP)，这些保护措施为系统的安全性提供了保障。

具体的，第二外围电路121包括电容C1、电容C2、电容C7、电容C13、电容C14、电容C15、电容C17、电容C19、电容C20、电容C21、电容C24、电容C28、电容C34、电容C36、电容C37、电阻R1、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、MOS管Q1A、MOS管Q1B、MOS管Q2A和MOS管Q2B。

第二微处理器U1的12和13引脚作为输入引脚通过第二外围电路121接收从受电线圈CL2传输的电信号。其中，电容C19、电容C24、电容C28和电容C34并联后一端连接受电线圈CL2的端口1，另一端连接第二微处理U1的12引脚。受电线圈CL2的端口2连接第二微处理U1的13引脚。第二微处理U1的11引脚通过电容C17连接第二微处理U1的12引脚，第二微处理U1的14引脚通过电容C7连接第二微处理U1的13引脚。第二微处理U1的13引脚还通过电容C13连接第二微处理U1的12引脚。

第二外围电路121还用于连接第二微处理器U1以保证其正常工作。其中，第二微处理U1的17引脚通过电阻R1和电容C1连接第二微处理U1的16引脚来给第二微处理器U1进行供电。第二微处理U1的17引脚还连接蓝牙模拟接地端AGND_BLE，第二微处理U1的18引脚通过电容C2连接蓝牙模拟接地端AGND_BLE。第二微处理U1的19引脚通过电阻R18连接第二微处理U1的6引脚。第二微处理U1的19引脚还通过电阻R17连接第二微处理U1的10引脚，第二微处理U1的19引脚还通过电阻R15连接第二微处理U1的21引脚。第二微处理U1的20引脚通过电阻R21连接蓝牙模拟接地端AGND_BLE，第二微处理U1的21引脚通过电阻R20连接蓝牙模拟接地端AGND_BLE。

第二微处理U1的8引脚连接外部FET驱动器根据输入电压用于进行功率ASK调制。其中，MOS管Q1A的漏极通过电容C36连接第二微处理U1的12引脚，MOS管Q1A的源极连接蓝牙功率接地端PGND_BLE，MOS管Q1A的栅极连接第二微处理U1的8引脚。MOS管Q1B的漏极通过电容C37连接第二微处理U1的13引脚，MOS管Q1B的源极连接蓝牙功率接地端PGND_BLE，MOS管Q1B的栅极连接第二微处理U1的8引脚，MOS管Q1B的栅极还通过电阻R23连接蓝牙功率接地端PGND_BLE。

第二微处理U1的7引脚连接受电线圈CL2检测输出电压的过压事件，触发外部FET驱动器，用于进耗散功率钳位。其中，MOS管Q2B的漏极通过电阻R16连接第二微处理U1的1引脚，MOS管Q2B的源极连接蓝牙功率接地端PGND_BLE，MOS管Q2B的栅极连接第二微处理U1的7引脚，MOS管Q2B的栅极还通过电阻R24连接蓝牙功率接地端PGND_BLE。

第二微处理U1的5引脚用于输出使能信号并通过第二外围电路121发送至升压电路122，驱动其对第二外围电路121输出的电压进行稳压。其中，MOS管Q2A的漏极连接升压电路，MOS管Q2A的源极连接蓝牙功率接地端PGND_BLE，MOS管Q2A的栅极通过电阻R19连接第二微处理U1的5引脚，MOS管Q2A的栅极还通过电阻R22连接蓝牙功率接地端PGND_BLE。

第二微处理器U1的1引脚和3引脚连接并将电信号传输至升压电路122进行稳定滤波。其中，第二微处理U1的1引脚分别通过电容C14和电容C15连接蓝牙功率接地端PGND_BLE，第二微处理U1的3引脚分别通过电容C20和电容C21连接蓝牙功率接地端PGND_BLE。第二微处理U1的2引脚直接连接蓝牙功率接地端PGND_BLE。第二微处理U1的1引脚和3引脚还均连接升压电路122。

在其中一个实施例中，升压电路122包括升压微处理器U4及升压外围电路，升压微处理器U4通过升压外围电路连接第二外围电路121及无线通讯模块230，用于稳定电压后传输至无线通讯模块230进行供电。

具体的，升压外围电路包括电阻R4、电阻R9、电阻R10、电阻R13、电容C18、电容C23、电容C25、电阻NTC1、电感L1和发光二极管LED1。

升压微处理器U4的1引脚用于获取来自第二外围电路121的使能信号并驱动升压处理器U4工作。其中，升压微处理器U4的1引脚通过电阻R9连接第二外围电路的MOS管Q2A的漏极获取低电平开启的使能信号。

升压微处理器U4的2引脚用于连接第二微处理U1的1引脚和3引脚获取来自第二微处理器U1的电信号进行稳压滤波。

升压微处理器U4的5引脚用于输出稳压滤波后的电信号至无线通讯模块230的电源输入端口进行供电。具体以蓝牙模块BT1为例时，升压微处理器U4的5引脚连接蓝牙模块BT1的9引脚进行供电。升压微处理器U4的5引脚还通过电容C23连接蓝牙功率接地端PGND_BLE。

升压微处理器U4还通过升压外围电路保证其正常工作。其中，升压微处理器U4的3引脚通过电感L1连接升压微处理器U4的4引脚，升压微处理器U4的3引脚还通过电容C25连接蓝牙功率接地端PGND_BLE。升压微处理器U4的8引脚通过电阻R4连接升压微处理器U4的2引脚，升压微处理器U4的8引脚还通过电阻NTC1连接蓝牙功率接地端PGND_BLE。升压微处理器U4的7引脚连接发光二极管LED1的负极，发光二极管LED1的正极通过电阻R10连接升压微处理器U4的2引脚。升压微处理器U4的6引脚分别通过电阻R13和电容C18连接蓝牙功率接地端PGND_BLE，升压微处理器U4的6引脚还连接升压微处理器U4的2引脚。升压微处理器U4的9引脚连接蓝牙功率接地端PGND_BLE，升压微处理器U4的5引脚通过电容C23连接蓝牙功率接地端PGND_BLE。

在本实施例中，采用受电线圈CL2、无线功率接收端芯片及升压电路122接收无线电信号并稳压输出给无线通讯模块230进行供电，实现了无线通讯模块230与电表之间的无线可拆卸式安装。

在其中一个实施例中，如图1所示，第一数据收发电路130包括第一数据发送电路131与第一数据接收电路132，第一数据发送电路131与第一数据接收电路132均连接控制模块220。第二数据收发电路140包括第二数据发送电路141与第二数据接收电路142，第二数据发送电路141与第二数据接收电路142均连接无线通讯模块230，第一数据发送电路131与第二数据接收电路141无线通信，第二数据发射电路142与第一数据接收电路132无线通信。

具体的，外部终端设备连接无线通讯模块230并将信号指令发送至无线通讯模块230，其中信号指令具体内容不唯一，可包括查询能量、功率、事件等数据，本实施例不以此为限定。无线通讯模块230通过第二数据发送电路142将信号指令发送至第一数据接收电路132。第一数据接收电路132将此信号指令发送至控制模块220，控制模块220接收信号指令并执行相应操作后将数据通过第一数据发送电路131发送至第二数据接收电路141。第二数据接收电路141再将接收到的数据发送至外部终端设备，完成整个双向通信的过程。

在其中一个实施例中，如图6所示，第一数据发送电路131包括三级管Q6和红外线发射管LED3，三极管Q6的基极连接控制模220，三极管Q6的发射极连接电源端，三极管Q6的集电极连接红外线发射管LED3的正极，红外线发射管LED3的负极接地。另外，第一数据发送电路131还包括电阻R27和电阻R29，三极管Q6的基极通过电阻R27连接控制模220，红外线发射管LED3的负极通过电阻R29接地。具体的，三极管Q6的基极通过电阻R27连接控制模220的数据发送端口TX_IR进行通信。

在一个实施例中，如图7所示，第二数据发送电路包括三级管Q5和红外线发射管LED2，三极管Q5的基极连接无线通讯模块230，三极管Q5的发射极连接电源端，三极管Q5的集电极连接红外线发射管LED2的正极，红外线发射管LED2的负极接地。另外，第二数据发送电路141还包括电阻R26和电阻R28，三极管Q5的基极通过电阻R26连接无线通信模块230，红外线发射管LED2的负极通过电阻R28接地。具体的，以无线通讯模块230为蓝牙模块为例，三极管Q5的基极通过电阻R26连接蓝牙模块的数据发送端口TX_BLE进行通信。

在其中一个实施例中，如图8所示，第一数据接收电路132包括三级管Q10和红外线接收管Q8，三极管Q10的集电极连接控制模块220和电源端，三极管Q10的发射极接地，三极管Q10的基极连接红外线接收管Q8的发射极，红外线接收管Q8的集电极连接电源端。另外，第一数据接收电路132还包括电阻R32、电阻R34和电阻R36，三极管Q10的集电极通过电阻R32连接电源端，三极管Q10的基极通过电阻R34连接红外线接收管Q8的发射极，三极管Q10的基极通过电阻R36接地。具体的，三极管Q10的集电极连接控制模块220的数据接收端口RX_IR进行通信。

在一个实施例中，如图9所示，第二数据接收电路141包括三级管Q9和红外线接收管Q7，三极管Q9的集电极连接无线通讯模块220和电源端，三极管Q9的发射极接地，三极管Q9的基极连接红外线接收管Q7的发射极，红外线接收管Q7的集电极连接电源端。另外，第二数据接收电路141还包括电阻R31、电阻R33和电阻R35，三极管Q9的集电极通过电阻R31连接电源端，三极管Q9的基极通过电阻R33连接红外线接收管Q7的发射极，三极管Q9的基极通过电阻R35接地。具体的，以无线通讯模块230为蓝牙模块为例，三极管Q9的集电极连接蓝牙模块的数据接收端口RX_BLE进行通信。

具体的，以第一数据发送电路131与第二数据接收电路141无线通信为例进行解释说明。在控制模块220发送数据时，信号通过端口TX_IR控制三极管Q6导通或截止，从而控制红外线发射管LED3的点亮或者熄灭，实现电信号转换到光信号。将红外线接收管Q7与红外线发射管LED3之间靠近设置，红外线接收管Q7可接收到来自红外线发射管LED3的光信号，并根据光信号的亮灭，会导通或截止。从而控制三极管Q9的导通或截止，实现光信号转换为电信号，将高低电平变化状态的数据发送至无线通讯模块230。另外，控制模块220与通讯控制模块230之间的通讯协议并不唯一，在本实施例中，采用645规约作为通讯协议进行通信。

在本实施例中，通过近红外收发管之间电信号与光信号的转换，采用光通讯技术实现无线信号的传输与双向数据通信，也保证了无线通讯模块230与电表之间无线可拆卸式安装。

在一个实施例中，如图10所示，提供一种电表200，包括电源模块210、控制模块220、无线通讯模块230和上述的无线通讯模块连接电路100。电源模块210连接无线充电发射电路110，控制模块220连接第一数据收发电路130，无线通讯模块230连接无线充电接收电路120和第二数据收发电路140。

具体的，无线通讯模块230为通用的无线通讯模块，可包括WiFi模块、蓝牙模块、LoRa模块、2G模块、4G模块和5G模块等。控制模块220包括主控芯片以及保证其正常工作的部分外围电路。其中，主控芯片可为单片机或其他微处理器，具体型号不唯一，不以此为限定。

电表200包括壳体和安装于壳体的电源模块210、控制模块220和无线通讯模块230等电表组成模块。电表200中电源模块210、控制模块220均通过无线的方式与无线通讯模块230连接，再通过无线通讯模块230与外部终端设备连接，实现自动抄表与数据传输的功能。电源模块210连接无线充电发射电路110通过无线充电的方式将电信号从电源输出端口传输至无线充电接收电路120，再经过稳压调制后发送至无线通讯模块230的电源输入端口，实现无线通讯模块230在无接线的情况下得到电源供电。

此外，电表200的控制模块220的通信接口将数据通过第一数据收发电路130和第二数据收发电路140与无线通讯模块230的数据收发端口进行双向通信，无线通讯模块230再将数据传输至外部终端设备。第一数据收发电路130包括第一数据发送电路131与第一数据接收电路132，第一数据发送电路131与第一数据接收电路132均连接控制模块220。第二数据收发电路140包括第二数据发送电路141与第二数据接收电路142，第二数据发送电路141与第二数据接收电路142均连接无线通讯模块230，第一数据发送电路131与第二数据接收电路141无线通信，第二数据发射电路142与第一数据接收电路132无线通信。

具体的，外部终端设备连接无线通讯模块230并将信号指令发送至无线通讯模块230，其中信号指令具体内容不唯一，可包括查询能量、功率、事件等数据，本实施例不以此为限定。无线通讯模块230通过第二数据发送电路142将信号指令发送至第一数据接收电路132。第一数据接收电路132将此信号指令发送至控制模块220，控制模块220接收信号指令并执行相应操作后将数据通过第一数据发送电路131发送至第二数据接收电路141。第二数据接收电路141再将接收到的数据发送至外部终端设备，完成整个双向通信的过程。

因此，无线通讯模块230安装于电表的壳体的方式为无线可拆卸式安装，具体形式不唯一，可采用拔插式、螺丝固定或者卡扣固定等，本实施例不以此为限定。

在本实施例中，在现有电表的结构基础上结合无线充电技术给电表的无线通讯模块230进行供电，结合光通讯技术采用无线的方式进行双向数据通信。让无线通讯模块230无需焊接固定于电表上，采用无线可拆卸式安装，在无线通讯模块出现故障时方便维修替换，也更方便在出现新的通讯技术时进行直接适配。

在其中一个实施例中，如图10所示，上述电表200还包括计量模块240、存储模块250和显示模块260。计量模块240、存储模块250和显示模块260均安装于壳体并连接于控制模块220。计量模块240用于将用电的电信号转换成控制模块220能读取的数据，再实现电能等数据的计量。存储模块250用于存储电表中产生的数据。显示模块260用于将数据显示于电表的显示屏上。在本实施例中，电表200的各基础模块功能给无线通信模块230进行通信提供数据基础。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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，还可以做出若干变形和改进，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 (7)

1.一种电表的无线通讯模块连接电路，其特征在于，包括：无线充电发射电路、无线充电接收电路、第一数据收发电路和第二数据收发电路；

所述无线充电发射电路连接电表的电源模块，所述无线充电接收电路连接所述电表的无线通讯模块，所述电源模块采用无线充电的方式对所述无线通讯模块进行供电；

所述无线充电发射电路包括供电线圈、第一微处理器及第一外围电路，所述第一微处理器连接所述电源模块、所述供电线圈与所述第一外围电路；所述无线充电接收电路包括受电线圈、第二微处理器、第二外围电路及升压电路，所述第二微处理器通过所述第二外围电路连接所述受电线圈及所述升压电路，所述升压电路连接所述无线通讯模块；其中，所述第一微处理器为无线功率发射端SOC芯片，所述第二微处理器为无线功率接收端SOC芯片；所述第二微处理器产生使能信号并通过所述第二外围电路发送至所述升压电路；

所述升压电路包括升压微处理器及升压外围电路，所述升压微处理器通过所述升压外围电路连接所述第二外围电路和所述无线通讯模块；所述升压微处理器接收所述使能信号驱动工作后，获取所述第二微处理器发出的电信号进行稳压滤波后输出至所述无线通讯模块进行供电；

所述第一数据收发电路连接所述电表的控制模块，所述第二数据收发电路连接所述无线通讯模块，所述第一数据收发电路与所述第二数据收发电路连接采用无线的方式进行双向数据通信；

所述无线充电发射电路与所述第一数据收发电路中连接大电流的负载均通过功率接地端接地，其余的均通过模拟接地端接地；所述无线充电接收电路与所述第二数据收发电路中连接大电流的负载均通过无线通讯模块功率接地端接地，其余的均通过无线通讯模块模拟接地端接地。

2.根据权利要求1所述的电表的无线通讯模块连接电路，其特征在于，所述第一数据收发电路包括第一数据发送电路与第一数据接收电路，所述第一数据发送电路与所述第一数据接收电路均连接所述控制模块。

3.根据权利要求2所述的电表的无线通讯模块连接电路，其特征在于，所述第二数据收发电路包括第二数据发送电路与第二数据接收电路，所述第二数据发送电路与所述第二数据接收电路均连接所述无线通讯模块，所述第一数据发送电路与所述第二数据接收电路无线通信，所述第二数据发送 电路与所述第一数据接收电路无线通信。

4.根据权利要求3所述的电表的无线通讯模块连接电路，其特征在于，所述第一数据发送电路包括三极 管Q6和红外线发射管LED3，所述三极管Q6的基极连接所述控制模块，所述三极管Q6的发射极连接电源端，所述三极管Q6的集电极连接所述红外线发射管LED3的正极，所述红外线发射管LED3的负极接地；

所述第二数据发送电路包括三极 管Q5和红外线发射管LED2，所述三极管Q5的基极连接所述无线通讯模块，所述三极管Q5的发射极连接电源端，所述三极管Q5的集电极连接所述红外线发射管LED2的正极，所述红外线发射管LED2的负极接地。

5.根据权利要求3所述的电表的无线通讯模块连接电路，其特征在于，所述第一数据接收电路包括三极 管Q10和红外线接收管Q8，所述三极管Q10的集电极连接所述控制模块和电源端，所述三极管Q10的发射极接地，所述三极管Q10的基极连接所述红外线接收管Q8的发射极，所述红外线接收管Q8的集电极连接电源端；

所述第二数据接收电路包括三极 管Q9和红外线接收管Q7，所述三极管Q9 的集电极连接所述无线通讯模块和电源端，所述三极管Q9的发射极接地，所述三极管Q9的基极连接所述红外线接收管Q7的发射极，所述红外线接收管Q7的集电极连接电源端。

6.一种电表，其特征在于，包括电源模块、控制模块、无线通讯模块和如权利要求1-5任意一项所述的无线通讯模块连接电路；

所述电源模块连接所述无线充电发射电路，所述控制模块连接所述第一数据收发电路，所述无线通讯模块连接所述无线充电接收电路和所述第二数据收发电路。

7.根据权利要求6所述的电表，其特征在于，还包括计量模块、存储模块和显示模块，所述计量模块、所述存储模块和所述显示模块均连接所述控制模块。

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