CN113450555B - 一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路，能够集合远红外和近红外两种电路，并自适应远近红外通讯方式，包括集中器，位于集中器上的MCU、位于集中器上与MCU的RX接口相连的远红外解调电路以及近红外解调电路、位于集中器上与MCU的PWM接口相连的调制电路、位于集中器上与MCU的TX接口相连的远红外控制电路、近红外控制电路以及位于集中器上与MCU的GPIO接口相连的磁感应电路；通过磁感应电路控制远近红外通讯方式的切换，实现自适应改变通讯方式，提高了传送效率，能够接收远红外和近红外信号，并判断接收的信号为远红外还是近红外信号，从而进行自适应通讯。

Description

一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路。

背景技术

集中器上一般通过3G/4G与服务器进行通讯，从而实现自动远程抄表、控制等功能，但在出厂前生产或出厂后现场调试与维护时，为了提高效率，集中器往往会预留调试接口与调试器进行本地通讯，调试口一般为RS232接口、远红外或近红外的方式。

远红外是通过调制的方式与红外线以一定的频率发（一般为38KHz）,然后接收端用光敏元器件接收已调制的红外线，把接收到的红外线转变成电信号，通过调制解调、滤波，就可以还原发射端所发射的数据，但是由于发射端与接收端存在一定的距离，通讯过程中容易受干扰，所以通过速率会比较低（一般波特率为1200），效率比较低；

近红外通讯则是不采用调制的方式，为了抗干扰需要使发射端与接收端以一种近乎紧贴的方式在极短距离内通讯。一般通讯速率更高（波特率可达57600或以上），抗干扰能力更强。

现有国内集中器一般采用远红外技术，国外集中器一般采用近红外技术，而针对两种通讯兼容的集中器往往不能自适应的进行切换通信方式，往往需要在使用前人工进行设置。

例如，一种在中国专利文献上公开的“远近红外通讯兼容电路”，其公告号CN211207486U，其通过主控电路进行控制，实现两种通讯方式切换，操作繁琐，智能化低，不能自适应的根据操作方式选择通讯方式。

发明内容

为此，本发明提供一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路，能够集合远红外和近红外两种电路，并自适应远近红外通讯方式。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路，包括集中器，位于所述集中器上的MCU、位于所述集中器上与所述MCU的RX接口相连的远红外解调电路以及近红外解调电路、位于所述集中器上与所述MCU的PWM接口相连的调制电路、位于所述集中器上与所述MCU的TX接口相连的远红外控制电路、近红外控制电路以及位于所述集中器上与所述MCU的GPIO接口相连的磁感应电路；

所述远红外解调电路与近红外解调电路另一端分别连接有远红外接收管Q2与近红外接收管Q5，所述调制电路另一端与远红外发射管LED1相连，所述控制电路另一端与远红外发射管LED1相连，所述远红外控制电路与近红外控制电路另一端分别与所述远红外发射管LED1以及近红外发射管LED2相连；

所述磁感应电路包括磁感应器U1，所述磁感应器的第一端与VCC相连，所述磁感应器U1的第二端与IO接口相连，所述磁感应电路包括磁感应器U1，，所述磁感应器的第一端与VCC相连，所述磁感应器U1的第二端与IO接口相连；

所述磁感应器感应调试器的电磁信号，感应到则产生低电平，通过IO端口向MCU传送近红外通讯信号，MCU通过近红外控制电路控制近红外发射管LED2进行通讯；

所述磁感应器未感应到调试器的电磁信号，输出高电平，通过IO端口向MCU发送远红外通讯信号，MCU通过PWM产生调制信号并发送给远红外发射管LED1，MCU同时通过远红外发射电路控制远红外发射管LED1进行通讯。

作为优选，所述磁感应电路还包括电阻R10、电容C4以及电容C5，所述电阻R10的第一端与VCC相连，电阻R10的第二端与所述磁感应器U1的VOUT接口相连，所述电容C5的第一端与磁感应器U1的VOUT接口相连，所述电容C5的第二端与地线相连，所述电容C4的第一端与VCC相连，所述电容C4的第二端与地线相连。

作为优选，所述远红外解调电路包括电阻R4、电阻R6以及电容C3，所述电容C3的第一端与VCC相连，所述电容C3的第二端与地线相连，所述电阻R4的第一端与VCC相连，所述电阻R4的第二端与远红外接收管Q2的Rcv端相连，所述电阻R6的第一端与远红外接收管Q2的Rcv端相连，所述电阻R6的第二端与所述MCU的RX接口相连。

作为优选，所述近红外解调电路包括电阻R13、电阻R12、电阻R15以及三极管Q7，所述电阻R13的第一端与所述近红外接收管Q5的发射极相连，所述电阻R13的第二端与三极管Q7的基极相连，所述电阻R15的第一端与三极管的基极相连，所述电阻R15的第二端与地线相连，所述电阻R12的第一端与三极管Q7的集电极相连，所述电阻R12的第二端与近红外接收管Q5的集电极以及VCC相连，所述三极管Q7的集电极与MCU的RX接口相连，所述三极管Q7的发射极与地线相连。

作为优选，所述近红外控制电路包括三极管Q6、电阻R14以及电阻R11，所述电阻R11的第一端与MCU的TX接口相连，所述电阻R11的第二端与三极管Q6的基极相连，所述电阻R14的第一端与近红外发射管LED2相连，所述电阻R14的第二端与与地线相连，所述三极管Q6的集电极与VCC相连，所述三极管Q6的发射极与近红外发射管LED2相连。

作为优选，所述远红外控制电路包括三极管Q1,、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电容C1以及电容C2，所述电阻R1的第一端与VCC相连，所述电阻R1的第二端与远红外发射管LED1相连，所述电阻R2的第一端与电阻R1的第一端相连，所述电阻R2的第二端与电阻R1的第二端相连，所述电容C1的第一端与电阻R1的第一端相连，所述电容C1的第二端与地线相连，所述电容C2的第一端与电阻R2的第一端相连，所述电容C2的第二端与地线相连，所述电阻R3的第一端与电容C2的第一端相连，所述电阻R3的第二端与三极管Q1的基极相连，所述三极管Q1的集电极与远红外发射管LED1相连，所述三极管Q1的基极与电阻R5的第一端相连，所述电阻R5的第二端与MCU的TX接口相连。

作为优选，所述调制电路包括三极管Q3、三极管Q4、电阻R7、电阻R8以及电阻R9，所述三极管Q3的集电极与三极管Q1的发射极相连，所述三极管Q3的基极与电阻R8的第一端相连，所述三极管Q3的发射极与地线相连，所述三极管Q4的集电极与电阻R8的第二端相连，所述三极管Q4的基极与电阻R9的第一端相连，所述三极管Q4的发射极与地线相连，所述电阻R7的第一端与VCC相连，所述电阻R7的第二端与电阻R8的第二端相连，所述电阻R9的第二端与MCU的PWM接口相连。

本发明的实施方式具有如下优点：

1）通过磁感应电路控制远近红外通讯方式的切换，实现自适应改变通讯方式，提高了传送效率，2）能够接收远红外和近红外信号，并判断接收的信号为远红外还是近红外信号，从而进行自适应通讯，3）结构简单，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达到的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1是本发明的远红外解调电路示意图。

图2是本发明的远红外调制电路以及远红外控制电路的示意图。

图3是本发明的近红外解调电路以及近红外控制电路的示意图。

图4是本发明的电路框图。

图5是本发明的磁感应电路示意图。

图中：

1-远红外解调电路；2-近红外解调电路；3-调制电路；4-远红外控制电路以及近红外控制电路；Q2-远红外接收管；Q5-近红外接收管；LED1-远红外发射管；LED2-近红外发射管；9-磁感应电路。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的认识可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图 1-5所示，本发明提供了一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路，包括集中器，位于集中器上的MCU、位于集中器上与MCU的RX接口相连的远红外解调电路1以及近红外解调电路2、位于集中器上与MCU的PWM接口相连的调制电路3、位于集中器上与MCU的TX接口相连的远红外控制电路4、近红外控制电路4以及位于集中器上与MCU的GPIO接口相连的磁感应电路9；

远红外解调电路1与近红外解调电路2另一端分别连接有远红外接收管Q2与近红外接收管Q5，调制电路3另一端与远红外发射管LED1相连，控制电路另一端与远红外发射管LED1相连，远红外控制电路4与近红外控制电路4另一端分别与远红外发射管LED1以及近红外发射管LED2相连；

磁感应电路9包括磁感应器U1，，磁感应器的第一端与VCC相连，磁感应器U1的第二端与IO接口相连；

磁感应器感应调试器的电磁信号，感应到则产生低电平，通过IO端口向MCU传送近红外通讯信号，MCU通过近红外控制电路控制近红外发射管LED2进行通讯；

磁感应器未感应到调试器的电磁信号，输出高电平，通过IO端口向MCU发送远红外通讯信号，MCU通过PWM产生调制信号并发送给远红外发射管LED1，MCU同时通过远红外发射电路控制远红外发射管LED1进行通讯。

磁感应电路9还包括电阻R10、电容C4以及电容C5，电阻R10的第一端与VCC相连，电阻R10的第二端与磁感应器U1的VOUT接口相连，电容C5的第一端与磁感应器U1的VOUT接口相连，电容C5的第二端与地线相连，电容C4的第一端与VCC相连，电容C4的第二端与地线相连。

远红外解调电路1包括电阻R4、电阻R6以及电容C3，电容C3的第一端与VCC相连，电容C3的第二端与地线相连，电阻R4的第一端与VCC相连，电阻R4的第二端与远红外接收管Q2的Rcv端相连，电阻R6的第一端与远红外接收管Q2的Rcv端相连，电阻R6的第二端与MCU的RX接口相连。

近红外解调电路2包括电阻R13、电阻R12、电阻R15以及三极管Q7，电阻R13的第一端与近红外接收管Q5的发射极相连，电阻R13的第二端与三极管Q7的基极相连，电阻R15的第一端与三极管的基极相连，电阻R15的第二端与地线相连，电阻R12的第一端与三极管Q7的集电极相连，电阻R12的第二端与近红外接收管Q5的集电极以及VCC相连，三极管Q7的集电极与MCU的RX接口相连，三极管Q7的发射极与地线相连。

近红外控制电路4包括三极管Q6、电阻R14以及电阻R11，电阻R11的第一端与MCU的TX接口相连，电阻R11的第二端与三极管Q6的基极相连，电阻R14的第一端与近红外发射管LED2相连，电阻R14的第二端与与地线相连，三极管Q6的集电极与VCC相连，三极管Q6的发射极与近红外发射管LED2相连。

远红外控制电路4包括三极管Q1,、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电容C1以及电容C2，电阻R1的第一端与VCC相连，电阻R1的第二端与远红外发射管LED1相连，电阻R2的第一端与电阻R1的第一端相连，电阻R2的第二端与电阻R1的第二端相连，电容C1的第一端与电阻R1的第一端相连，电容C1的第二端与地线相连，电容C2的第一端与电阻R2的第一端相连，电容C2的第二端与地线相连，电阻R3的第一端与电容C2的第一端相连，电阻R3的第二端与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的集电极与远红外发射管LED1相连，三极管Q1的基极与电阻R5的第一端相连，电阻R5的第二端与MCU的TX接口相连。

调制电路3包括三极管Q3、三极管Q4、电阻R7、电阻R8以及电阻R9，三极管Q3的集电极与三极管Q1的发射极相连，三极管Q3的基极与电阻R8的第一端相连，三极管Q3的发射极与地线相连，三极管Q4的集电极与电阻R8的第二端相连，三极管Q4的基极与电阻R9的第一端相连，三极管Q4的发射极与地线相连，电阻R7的第一端与VCC相连，电阻R7的第二端与电阻R8的第二端相连，电阻R9的第二端与MCU的PWM接口相连。

本发明在使用时，远红外接收管Q2负责接收远红外信号，当接收到远红外信号时，通过远红外解调电路1输出信号，输出信号通过端口RX传输给MCU；近红外接收器Q5负责接收近红外信号，当接收到近红外信号时，通过近红外解调电路2输出信号，输出信号通过网络RX传输给MCU。远红外发射管，当接收到调制信号后，远红外发射管LED1将调制信号发射出去；LED2为近红外发射管，当接收到MCU的TX端口信号时，将信号发射出去。U1为磁感应器，当感应到磁场时，输出低电平，否则输出高电平。

由于近红外调试器上带有磁铁，当近红外调试器靠近设备时，被磁感应器感应到，产生低电平，通过端口IO传输给MCU。当MCU接收到通讯数据时，如果此时感应到磁场，MCU控制近红外发射管LED2与调试器进行通讯，反之，如果未感应到磁场，MCU通过PWM产生调制信号，并控制远红外发射管LED1，与调试器进行通讯。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路，其特征在于，包括集中器，位于所述集中器上的MCU、位于所述集中器上与所述MCU的RX接口相连的远红外解调电路以及近红外解调电路、位于所述集中器上与所述MCU的PWM接口相连的调制电路、位于所述集中器上与所述MCU的TX接口相连的远红外控制电路、近红外控制电路以及位于所述集中器上与所述MCU的GPIO接口相连的磁感应电路；

所述远红外解调电路与近红外解调电路另一端分别连接有远红外接收管Q2与近红外接收管Q5，所述调制电路另一端与远红外发射管LED1相连，所述控制电路另一端与远红外发射管LED1相连，所述远红外控制电路与近红外控制电路另一端分别与所述远红外发射管LED1以及近红外发射管LED2相连；

所述磁感应电路包括磁感应器U1，所述磁感应器的第一端与VCC相连，所述磁感应器U1的第二端与IO接口相连；

所述磁感应器感应调试器的电磁信号，感应到则产生低电平，通过IO端口向MCU传送近红外通讯信号，MCU通过近红外控制电路控制近红外发射管LED2进行通讯；

所述磁感应器未感应到调试器的电磁信号，输出高电平，通过IO端口向MCU发送远红外通讯信号，MCU通过PWM产生调制信号并发送给远红外发射管LED1，MCU同时通过远红外发射电路控制远红外发射管LED1进行通讯。

2.根据权利要求1所述的一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路，其特征在于，所述磁感应电路还包括电阻R10、电容C4以及电容C5，所述电阻R10的第一端与VCC相连，电阻R10的第二端与所述磁感应器U1的VOUT接口相连，所述电容C5的第一端与磁感应器U1的VOUT接口相连，所述电容C5的第二端与地线相连，所述电容C4的第一端与VCC相连，所述电容C4的第二端与地线相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路，其特征在于，所述远红外解调电路包括电阻R4、电阻R6以及电容C3，所述电容C3的第一端与VCC相连，所述电容C3的第二端与地线相连，所述电阻R4的第一端与VCC相连，所述电阻R4的第二端与远红外接收管Q2的Rcv端相连，所述电阻R6的第一端与远红外接收管Q2的Rcv端相连，所述电阻R6的第二端与所述MCU的RX接口相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路，其特征在于，所述近红外解调电路包括电阻R13、电阻R12、电阻R15以及三极管Q7，所述电阻R13的第一端与所述近红外接收管Q5的发射极相连，所述电阻R13的第二端与三极管Q7的基极相连，所述电阻R15的第一端与三极管的基极相连，所述电阻R15的第二端与地线相连，所述电阻R12的第一端与三极管Q7的集电极相连，所述电阻R12的第二端与近红外接收管Q5的集电极以及VCC相连，所述三极管Q7的集电极与MCU的RX接口相连，所述三极管Q7的发射极与地线相连。

5.根据权利要求1所述的一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路，其特征在于，所述近红外控制电路包括三极管Q6、电阻R14以及电阻R11，所述电阻R11的第一端与MCU的TX接口相连，所述电阻R11的第二端与三极管Q6的基极相连，所述电阻R14的第一端与近红外发射管LED2相连，所述电阻R14的第二端与地线相连，所述三极管Q6的集电极与VCC相连，所述三极管Q6的发射极与近红外发射管LED2相连。

6.根据权利要求1所述的一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路，其特征在于，所述远红外控制电路包括三极管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电容C1以及电容C2，所述电阻R1的第一端与VCC相连，所述电阻R1的第二端与远红外发射管LED1相连，所述电阻R2的第一端与电阻R1的第一端相连，所述电阻R2的第二端与电阻R1的第二端相连，所述电容C1的第一端与电阻R1的第一端相连，所述电容C1的第二端与地线相连，所述电容C2的第一端与电阻R2的第一端相连，所述电容C2的第二端与地线相连，所述电阻R3的第一端与电容C2的第一端相连，所述电阻R3的第二端与三极管Q1的基极相连，所述三极管Q1的集电极与远红外发射管LED1相连，所述三极管Q1的基极与电阻R5的第一端相连，所述电阻R5的第二端与MCU的TX接口相连。

7.根据权利要求1所述的一种基于远红外和近红外自适应的集中器通讯电路，其特征在于，所述调制电路包括三极管Q3、三极管Q4、电阻R7、电阻R8以及电阻R9，所述三极管Q3的集电极与三极管Q1的发射极相连，所述三极管Q3的基极与电阻R8的第一端相连，所述三极管Q3的发射极与地线相连，所述三极管Q4的集电极与电阻R8的第二端相连，所述三极管Q4的基极与电阻R9的第一端相连，所述三极管Q4的发射极与地线相连，所述电阻R7的第一端与VCC相连，所述电阻R7的第二端与电阻R8的第二端相连，所述电阻R9的第二端与MCU的PWM接口相连。

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