CN202275508U - 多功能电能表及其红外通信装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多功能电能表及其红外通信装置。红外通信装置包括发射电路和接收电路，发射电路包括红外发射器和第一单片机，第一单片机将脉冲数据信号传输给红外发射器；接收电路包括红外接收器和第二单片机，第一单片机产生载波信号，并加载到脉冲数据信号上形成载波数据信号由红外发射器发出；接收电路接收载波数据信号并传送至第二单片机，第二单片机将载波数据信号解调得到相应的脉冲数据信号。本实用新型，脉冲数据信号加载载波信号后再由红外发射器发出，接收后再解调为脉冲数据信号，使得红外通信距离增加到5m范围内，并且信号不易受到干扰，数据传输量更大，确保电能表符合国家电网DL/T645-2007通信规约的技术要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及多功能电能表，具体涉及多功能电能表及其红外通信装置。
背景技术
目前，在多功能电能表中广泛采用红外通信技术进行抄表、测试和设置，从而使操作电能表由接触式成为非接触式，给现场操作电能表带来极大方便。
红外通信的最大优点在于成本低廉和使用方便。众所周知，红外通信技术主要用于遥控和数据通信两方面，其中：用于实现红外遥控的技术方案，数据传输量较小，一般仅为几个至十几个字节的控制码，不能满足对多功能电能表的较大数据量的抄表要求；而用于实现数据传输的技术方案，虽然数据传输量大、传输速率高（IRDA通信协议即为此类技术的标准），但其有一个弱点就是传输距离比较近，至多可达到一米。在多功能电能表中，由于红外终端须在5m内对多功能电能表实施全功能操作，因此，该解决方案在多功能电能表的应用上也存在一些困难。
综上所述，现有基于红外遥控以及基于IRDA红外数据通信的技术方案都无法满足多功能电能表远距离、大数据量数据传输的要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是解决现的有普通的红外数据通信技术方案，无法满足远距离、大数据量数据传输的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种红外通信装置，包括发射电路和接收电路，所述发射电路包括红外发射器和第一单片机，所述第一单片机将脉冲数据信号传输给所述红外发射器；所述接收电路包括红外接收器和第二单片机，所述第一单片机产生载波信号，并加载到所述脉冲数据信号上形成载波数据信号，由所述红外发射器发出；所述接收电路接收所述载波数据信号并传送至所述第二单片机，所述第二单片机将所述载波数据信号解调得到相应的脉冲数据信号。
在上述方案中，所述红外发射器包括发光二极管和驱动三极管，所述发光二极管的正极经第一电阻连接至系统电源VDD，所述驱动三极管的基极经第二电阻连接至所述第一单片机的数据输出端口，发射极连接至所述发光二极管的负极，集电极连接至所述第一单片机的载波信号输出端口。
在上述方案中，还包括第一三极管，基极经第三电阻连接至所述第一单片机的载波信号输出端口，集电极连接至所述驱动三极管的集电极，发射极接地。
在上述方案中，还包括第二三极管，基极经第四电阻连接至所述红外接收器的VCC引脚，发射极连接至所述红外接收器的OUT引脚，集电极经第五电阻连接至所述第二单片机的数据输入端口，所述红外接收器的VCC引脚经第六电阻连接至系统电源VDD。
在上述方案中，所述第二三极管的集电极经第七电阻连接至所述第二单片机的中断信号输入端口。
在上述方案中，所述红外接收器的VCC引脚与GND引脚之间连接有滤波电容。
本实用新型还提供了一种包括上述红外通信装置的多功能电能表。
本实用新型，将发射端需要发射的脉冲数据信号加载载波信号后再由红外发射器发出，在接收端，红外接收器接收后再解调为脉冲数据信号，红外通信距离增加到5m范围内，并且信号不易受到干扰，数据传输速率更快，数据传输量更大，确保电能表符合国家电网DL/T645-2007通信规约的技术要求。
附图说明
图1为脉冲数据信号的示意图；
图2为载波脉冲数据信号的示意图；
图3为本实用新型提供的红外通信装置原理框图；
图4为本实用新型提供的红外通信装置一种具体实施例电路图。
具体实施方式
众所周知，红外通信与其它通信方式一样，都会受到环境的干扰，红外通信的干扰源主要来自周围环境中的白炽灯光和太阳光。为了避免上述干扰，本实用新型提供了一种技术方案，将发射端需要发射的脉冲数据信号加载载波信号后再由红外发射器发出，在接收端，红外接收器接收后再解调为脉冲数据信号，脉冲数据信号以及载波脉冲数据信号的示意图如图1、图2所示。
下面结合附图对本实用新型作出详细的说明。
图3为本实用新型提供的红外通信装置原理框图，如图3所示，本实用新型提供的红外通信装置，包括发射电路和接收电路，所述发射电路包括红外发射器和第一单片机，所述第一单片机将脉冲数据信号传输给所述红外发射器；所述接收电路包括红外接收器和第二单片机，所述第一单片机产生载波信号，并加载到所述脉冲数据信号上形成载波数据信号，由所述红外发射器发出；所述接收电路接收所述载波数据信号并传送至所述第二单片机，所述第二单片机将所述载波数据信号解调得到相应的脉冲数据信号。
图4示出了本实用新型提供的红外通信装置的一种具体实施例电路图。如图4所示，红外通信装置包括发射电路和接收电路，发射电路包括红外发射器和第一单片机以及第一三极管V101，红外发射器包括发光二极管LED1（型号为AT205）和驱动三极管V9，发光二极管LED1的正极经第一电阻R107连接至系统电源VDD，驱动三极管V9的基极经第二电阻R121连接至第一单片机U201的数据输出端口，发射极连接至发光二极管LED1的负极，集电极连接至第一三极管V101的集电极，第一三极管V101的基极经第三电阻R101连接至第一单片机U201的载波信号输出端口，第一三极管V101的发射极接地。
接收电路包括红外接收器U100（型号为AT138B）和第二单片机U202以及第二三极管V102，第二三极管V102的基极经第四电阻R102连接至红外接收器U100的VCC引脚，发射极连接至红外接收器U100的OUT引脚，集电极经第五电阻R122连接至第二单片机U202的数据输入端口，红外接收器U100的VCC引脚经第六电阻R108连接至系统电源VDD。
本实用新型的工作原理如下：
由第一单片机U201的异步串行端口UART输出波特率为1200bps的脉冲数据信号TXhw，同时，第一单片机U201的内部定时器产生38 kHz载波信号。脉冲数据信号TXhw经第一电阻电阻R121送到驱动三极管V9的基极，38 kHz的载波信号经第二电阻R101送到第一三极管V101的基极，并通过第一三极管V101控制驱动三极管V9将38 kHz的载波信号加载到脉冲数据信号上形成脉冲载波数据信号，由发光二极管LED1发出。
红外接收器U100收到相应的脉冲载波数据信号后，经第二三极管V102和第五电阻R122输入第二单片机U202，第二单片机U202对脉冲载波数据信号进行处理，转换成与第一单片机发出的电平完全一致的脉冲数据信号。
本实用新型，脉冲载波数据信号由第二三极管V102输出后，经过第七电阻R123作为HW-INT中断信号输回给第二单片机U202的外部下降沿中断引脚，使有红外光信号被接收时第二单片机能及时响应并处理接收到的信号，而其它时间则不占用该单片机的CPU，减轻了CPU的负荷。
另外，图4中所示的第一电阻R107、第二电阻R121、第三电阻R101、第四电阻R102、第五电阻R122、第六电阻R108以及第七电阻R123用于保护红外光接收、发射器件，三极管以及单片机的相关引脚，防止电流过大导致器件损坏。
滤波电容C100用于加强电源对红外接收器供电的稳定性。
本实用新型还提供了一种采用了上述红外通信装置的多功能电能表。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.红外通信装置，包括发射电路和接收电路，所述发射电路包括红外发射器和第一单片机，所述第一单片机将脉冲数据信号传输给所述红外发射器；所述接收电路包括红外接收器和第二单片机，其特征在于：
所述第一单片机产生载波信号，并加载到所述脉冲数据信号上形成载波数据信号，由所述红外发射器发出；所述接收电路接收所述载波数据信号并传送至所述第二单片机，所述第二单片机将所述载波数据信号解调得到相应的脉冲数据信号。
2.如权利要求1所述的红外通信装置，其特征在于，所述红外发射器包括：
发光二极管，正极经第一电阻连接至系统电源VDD；
驱动三极管，基极经第二电阻连接至所述第一单片机的数据输出端口，发射极连接至所述发光二极管的负极，集电极连接至所述第一单片机的载波信号输出端口。
3.如权利要求2所述的红外通信装置，其特征在于，还包括：
第一三极管，基极经第三电阻连接至所述第一单片机的载波信号输出端口，集电极连接至所述驱动三极管的集电极，发射极接地。
4.如权利要求1所述的红外通信装置，其特征在于，还包括：
第二三极管，基极经第四电阻连接至所述红外接收器的VCC引脚，发射极连接至所述红外接收器的OUT引脚，集电极经第五电阻连接至所述第二单片机的数据输入端口，所述红外接收器的VCC引脚经第六电阻连接至系统电源VDD。
5.如权利要求4所述的红外通信装置，其特征在于，所述第二三极管的集电极经第七电阻连接至所述第二单片机的中断信号输入端口。
6.如权利要求4所述的红外通信装置，其特征在于，所述红外接收器的VCC引脚与GND引脚之间连接有滤波电容。
7.多功能电能表，其特征在于，包括如权利要求1～6项任一项所述的红外通信装置。
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| CN108711279A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-10-26 | 珠海瑞景电子科技有限公司 | 抄表光电头 |
| CN109374965A (zh) * | 2018-09-25 | 2019-02-22 | 深圳市思达仪表有限公司 | 一种单红外二极管通信电路 |
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