CN116760475A - 一种智能电能表的红外信号通信电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电能表的红外信号通信电路及方法，涉及红外通信技术领域。在该电路中红外接收二极管的第一端与电源连接，用于接收红外信号；红外接收二极管的第二端与三极管的控制端连接，三极管的第二端与红外接收二极管的第二端连接，三极管的第一端作为输出端，用于输出与红外信号对应的数字信号，以便于根据数字信号进行红外信号通信。由于红外接收二极管能够接收红外信号，且只有在接收到红外信号时，才能够以红外信号导通三极管并输出对应的数字信号，根据该数字信号进行红外信号通信，此时避免了现有的进行红外信号通信将表征远距离的红外信号通信功能一直开启的高功耗，实现了降低远距离红外通信方式进行数据通信的高功耗。

Description

一种智能电能表的红外信号通信电路及方法

技术领域

本发明涉及红外通信技术领域，特别是涉及一种智能电能表的红外信号通信电路及方法。

背景技术

随着红外通信技术的快速发展，国家电网的智能电能表停电后，可使用红外掌机抄读智能电能表内数据，即智能电能表在工作中需要打开红外接收电路，等待红外掌机发出红外信号，进行电表唤醒以及数据通信。现有的智能电能表多使用远距离红外通信方式进行数据通信，对应的，智能电能表中的红外接收装置多为远距离红外接收器，远距离红外接收器处于工作状态中产生的功耗较大，并对电网线路产生损耗，属于能源浪费。

鉴于上述存在的问题，寻求如何降低使用远距离红外通信方式进行数据通信时产生的高功耗是本领域技术人员竭力解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能电能表的红外信号通信电路及方法，用于解决使用远距离红外接收器远距离红外通信方式进行数据通信时产生的高功耗问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种智能电能表的红外信号通信电路，包括：红外接收二极管，三极管；

所述红外接收二极管的第一端与电源连接，用于接收红外信号；所述红外接收二极管的第二端与所述三极管的控制端连接，所述三极管的第二端与所述红外接收二极管的第二端连接，所述三极管的第一端作为输出端，用于输出与所述红外信号对应的数字信号，以便于根据所述数字信号进行红外信号通信。

另一方面，还包括：充放电容；

所述充放电容的第一端与所述红外接收二极管的第二端连接，所述充放电容的第二端与所述三极管的控制端连接。

另一方面，还包括：泄放电路；

所述泄放电路连接于所述红外接收二极管的第二端与所述三极管的控制端之间。

另一方面，所述泄放电路包括：泄放电阻、泄放二极管；

所述泄放电阻的第一端与由所述红外接收二极管的第二端和所述充放电容的第一端构成的公共端连接，所述泄放电阻的第二端接地；所述泄放二极管的第一端与由所述充放电容的第二端和所述三极管的控制端构成的公共端连接，所述泄放二极管的第二端与所述泄放电阻的第二端连接。

另一方面，还包括：上拉电阻；

所述上拉电阻的第一端与所述三极管的第一端连接，所述上拉电阻的第二端与外接电源连接。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种智能电能表的红外信号通信方法，应用于至少设置有红外接收二极管和三极管的智能电能表的红外信号通信电路，所述方法包括：

通过所述红外接收二极管的第一端接收红外信号；

传输所述红外信号至所述三极管的控制端；

根据所述红外信号导通所述三极管，并在所述三极管的第一端输出与所述红外信号对应的数字信号；

根据所述数字信号进行红外信号通信。

另一方面，在所述根据所述数字信号进行红外信号通信之后，还包括：

判断在预设时间内是否接收到所述数字信号；

若是，则返回至所述根据所述数字信号进行红外信号通信的步骤；

若否，则关断所述红外信号通信。

另一方面，在所述关断所述红外信号通信之后，还包括：

切换所述红外接收二极管的第一端接收到的信号为正常供电信号；

传输所述正常供电信号至所述三极管的控制端；

根据所述正常供电信号导通所述三极管，并在所述三极管的第一端输出与所述正常供电信号对应的正常供电数字信号；

根据所述正常供电数字信号进行信号通信。

另一方面，所述根据所述数字信号进行红外信号通信包括：

根据高电平信号进行红外信号通信。

另一方面，还包括：

当所述三极管关断时，通过上拉电阻控制所述数字信号为外接电源的电压值。

本发明所提供的一种智能电能表的红外信号通信电路包括：红外接收二极管，三极管；红外接收二极管的第一端与电源连接，用于接收红外信号；红外接收二极管的第二端与三极管的控制端连接，三极管的第二端与红外接收二极管的第二端连接，三极管的第一端作为输出端，用于输出与红外信号对应的数字信号，以便于根据数字信号进行红外信号通信。由于红外接收二极管能够接收红外信号，且只有在接收到红外信号时，才能够以红外信号导通三极管并输出对应的数字信号，根据该数字信号进行红外信号通信，此时避免了现有的进行红外信号通信将表征远距离的红外信号通信功能一直开启的高功耗，实现了降低远距离红外通信方式进行数据通信的高功耗。

本发明还提供了一种智能电能表的红外信号通信方法，效果同上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例所提供的一种智能电能表的红外信号通信电路的结构图；

图2为本发明实施例所提供的一种智能电能表的红外信号通信方法的流程图。

其中，10为泄放电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。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，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种智能电能表的红外信号通信电路及方法，其能够降低远距离红外通信方式进行数据通信的高功耗。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明实施例所提供的一种智能电能表的红外信号通信电路的结构图，如图1所示，该智能电能表的红外信号通信电路，包括：红外接收二极管D1，三极管Q1；

红外接收二极管的第一端与电源连接，用于接收红外信号；红外接收二极管的第二端与三极管的控制端连接，三极管的第二端与红外接收二极管的第二端连接，三极管的第一端作为输出端，用于输出与红外信号对应的数字信号，以便于根据数字信号进行红外信号通信。

将电源输出的信号记为V_IR，该信号可以在确定输入到红外接收二极管的第一端的信号类别为红外信号或正常供电信号，其中，根据红外信号并使用远距离红外通信方式进行数据通信，根据正常供电信号进行低功耗的数据通信。将三极管的第一端输出的与红外信号对应的数字信号记为WAKE_IR，该信号一般为三极管输出的高电平信号“1”或低电平信号“0”，其中，无论是使用远距离红外通信方式进行数据通信还是低功耗数据通信都通过红外接收二极管的第一端接收V_IR，并在三极管的第一端输出对应的WAKE_IR。

由于红外接收二极管能够接收红外信号，且只有在接收到红外信号时，才能够以红外信号导通三极管并输出对应的数字信号，根据该数字信号进行红外信号通信，此时避免了现有的进行红外信号通信将表征远距离的红外信号通信功能一直开启的高功耗，实现了降低远距离红外通信方式进行数据通信的高功耗。

另外，将红外接收二极管的第一端具体设置为阴极，将红外接收二极管的第二端具体设置为阳极，将三极管的控制端具体设置为三极管的基极，将三极管的第一端具体设置为三极管的集电极，将三极管的第二端具体设置为三极管的发射极。

则对应的，红外接收二极管的阴极与电源连接，红外接收二极管的阳极与三极管的基极连接，三极管的发射极与红外接收二极管的阳极连接，三极管的集电极作为智能电能表的红外信号通信电路的输出端。

在上述实施例的基础上，作为一种更优选的实施例，还包括：充放电容C1；充放电容的第一端与红外接收二极管的第二端连接，充放电容的第二端与三极管的控制端连接。

另外，还包括：泄放电路10；泄放电路连接于红外接收二极管的第二端与三极管的控制端之间。其中，泄放电路包括：泄放电阻R1、泄放二极管D2；

泄放电阻的第一端与由红外接收二极管的第二端和充放电容的第一端构成的公共端连接，泄放电阻的第二端接地；泄放二极管的第一端与由充放电容的第二端和三极管的控制端构成的公共端连接，泄放二极管的第二端与泄放电阻的第二端连接。

同时还包括：上拉电阻R2；上拉电阻的第一端与三极管的第一端连接，上拉电阻的第二端与外接电源连接。

则智能电能表的红外信号通信电路的具体连接方式为：电源与红外接收二极管的阴极连接，红外接收二极管的阳极分别与充放电容的第一端和泄放电阻的第一端均连接，泄放电阻的第二端接地，充放电容的第二端分别与泄放二极管的阴极和三极管的基极连接，放二极管的阳极接地，三极管的发射极接地，三极管的集电极作为智能电能表的红外信号通信电路的输出端与单片机连接，三极管的集电极还与上拉电阻的第一端连接，上拉电阻的第二端与外接的5V的外接电源连接。

另外，还需要说明的是，红外接收二极管具有红外信号接收功能，可接收红外信号，该红外信号为调制后的红外信号；充放电容在红外接收二极管正向导通时对充放电容进行充电，红外接收二极管反向截止时对充放电容进行放电，即当红外信号为38K载波信号时可通过该充放电容，进而导通三极管；泄放电阻在红外接收二极管反向截止时，泄放充放电容的电压；泄放二极管在红外接收二极管反向截止时，泄放充放电容的电压；三极管用于输出WAKE_IR高电平信号或低电平信号；上拉电阻在三极管关断时，上拉WAKE_IR为5V。在本实施例中所提到的红外信号，其通信速率为1200bps，载波信号为38K。

图2为本发明实施例所提供的一种智能电能表的红外信号通信方法的流程图，如图2所示，该智能电能表的红外信号通信方法，应用于至少设置有红外接收二极管和三极管的智能电能表的红外信号通信电路，方法包括：

S20：通过红外接收二极管的第一端接收红外信号；

S21：传输红外信号至三极管的控制端；

S22：根据红外信号导通三极管，并在三极管的第一端输出与红外信号对应的数字信号；

S23：根据数字信号进行红外信号通信。

其中数字信号为高电平信号，则此时对应的，根据高电平信号进行红外信号通信。

由于红外接收二极管能够接收红外信号，且只有在接收到红外信号时，才能够以红外信号导通三极管并输出对应的数字信号，根据该数字信号进行红外信号通信，此时避免了现有的进行红外信号通信将表征远距离的红外信号通信功能一直开启的高功耗，实现了降低远距离红外通信方式进行数据通信的高功耗。

结合图1和图2，在根据数字信号进行红外信号通信之后，还包括：

判断在预设时间内是否接收到数字信号；

在本实施例中，预设时间可以为1分钟、1小时等等，在本实施例中不做限定，可根据具体实施场景确定；

若是，则返回至根据数字信号进行红外信号通信的步骤；

若否，则关断红外信号通信。

对应的，在关断红外信号通信之后，还包括：

切换红外接收二极管的第一端接收到的信号为正常供电信号；

当电源的额定电压值为5V时，将正常供电信号记为5V_IR；

传输正常供电信号至三极管的控制端；

根据正常供电信号导通三极管，并在三极管的第一端输出与正常供电信号对应的正常供电数字信号；

根据正常供电数字信号进行信号通信，其中正常供电数字信号为低电平信号。

当三极管关断时，通过上拉电阻控制数字信号为外接电源的电压值。此时当外接电源的电压值为5V时，上拉电阻在三极管关断时，上拉WAKE_IR为5V。

本发明的核心为：低功耗的正常供电信号传输常开---实时检测到红外信号---当检测到红外信号时，打开远距离红外数据通信功能、并关闭低功耗的信号通信---完成数据通信传输后，关闭远距离红外数据通信功能、打开低功耗的正常供电信号传输---回到并保持低功耗的正常供电信号传输常开。

以上对本发明所提供的一种智能电能表的红外信号通信电路及方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种智能电能表的红外信号通信电路，其特征在于，包括：红外接收二极管，三极管；

所述红外接收二极管的第一端与电源连接，用于接收红外信号；所述红外接收二极管的第二端与所述三极管的控制端连接，所述三极管的第二端与所述红外接收二极管的第二端连接，所述三极管的第一端作为输出端，用于输出与所述红外信号对应的数字信号，以便于根据所述数字信号进行红外信号通信。

2.根据权利要求1所述的智能电能表的红外信号通信电路，其特征在于，还包括：充放电容；

所述充放电容的第一端与所述红外接收二极管的第二端连接，所述充放电容的第二端与所述三极管的控制端连接。

3.根据权利要求2所述的智能电能表的红外信号通信电路，其特征在于，还包括：泄放电路；

所述泄放电路连接于所述红外接收二极管的第二端与所述三极管的控制端之间。

4.根据权利要求3所述的智能电能表的红外信号通信电路，其特征在于，所述泄放电路包括：泄放电阻、泄放二极管；

所述泄放电阻的第一端与由所述红外接收二极管的第二端和所述充放电容的第一端构成的公共端连接，所述泄放电阻的第二端接地；所述泄放二极管的第一端与由所述充放电容的第二端和所述三极管的控制端构成的公共端连接，所述泄放二极管的第二端与所述泄放电阻的第二端连接。

5.根据权利要求1所述的智能电能表的红外信号通信电路，其特征在于，还包括：上拉电阻；

所述上拉电阻的第一端与所述三极管的第一端连接，所述上拉电阻的第二端与外接电源连接。

6.一种智能电能表的红外信号通信方法，其特征在于，应用于至少设置有红外接收二极管和三极管的所述智能电能表的红外信号通信电路，所述方法包括：

通过所述红外接收二极管的第一端接收红外信号；

传输所述红外信号至所述三极管的控制端；

根据所述红外信号导通所述三极管，并在所述三极管的第一端输出与所述红外信号对应的数字信号；

根据所述数字信号进行红外信号通信。

7.根据权利要求6所述的智能电能表的红外信号通信方法，其特征在于，在所述根据所述数字信号进行红外信号通信之后，还包括：

判断在预设时间内是否接收到所述数字信号；

若是，则返回至所述根据所述数字信号进行红外信号通信的步骤；

若否，则关断所述红外信号通信。

8.根据权利要求7所述的智能电能表的红外信号通信方法，其特征在于，在所述关断所述红外信号通信之后，还包括：

切换所述红外接收二极管的第一端接收到的信号为正常供电信号；

传输所述正常供电信号至所述三极管的控制端；

根据所述正常供电信号导通所述三极管，并在所述三极管的第一端输出与所述正常供电信号对应的正常供电数字信号；

根据所述正常供电数字信号进行信号通信。

9.根据权利要求6所述的智能电能表的红外信号通信方法，其特征在于，所述根据所述数字信号进行红外信号通信包括：

根据高电平信号进行红外信号通信。

10.根据权利要求6所述的智能电能表的红外信号通信方法，其特征在于，还包括：

当所述三极管关断时，通过上拉电阻控制所述数字信号为外接电源的电压值。