CN206292588U - 射频卡到位检测电路 - Google Patents

Abstract

射频卡到位检测电路，包括：红外发射管，所述红外发射管的阴极与电能表MCU的第一I/O接口相连，阳极与电源相连；与所述红外发射管相对设置的红外接收管，所述红外接收管的集电极与电源相连，发射极接地；开关三极管，所述开关三极管的集电极与电源相连，且集电极与电能表MCU的第二I/O接口相连，发射极接地，基极与所述红外接收管的发射极相连。本实用新型可以实现射频卡到位检测，解决了频繁开启射频天线带来的传导和功耗超标问题。

Description

射频卡到位检测电路

技术领域

本实用新型属于仪器仪表技术领域，尤其涉及一种费控电能表等仪表上使用的射频卡(非接触式的IC卡)到位检测电路。

背景技术

2015年6月19日南方电网颁布费控智能电能表技术条件中新增了对非接触式的IC卡(即射频卡)的需求，要求本地费控智能电能表要具有射频卡通信功能。射频卡与传统的接触式IC卡最大的区别在于射频卡上设有射频信号收发器或红外线收发器，和读写设备(智能表)之间无需机械接触，在一定距离内即可收发读写设备的信号。与传统接触式IC卡比较，射频卡可以避免由于接触读写而产生的各种故障，例如：由于粗暴插卡、非卡外物插入、灰尘或油污导致接触不良等原因造成的故障。此外，射频卡表面无裸露的芯片，无须担心芯片脱落、静电击穿、弯曲损坏等问题，既便于卡片的印刷，又提高了卡片的使用可靠性。

射频卡相比传统的接触式IC卡的通信优势比较明显，但由于无机械接触，费控表要想与射频卡通信，就必须采用主动查询模式，向射频卡发送固定频率的电磁波，射频卡在电磁波的激励下共振达到所需工作电压，从而将卡内数据发射出去或接受费控表读写数据。费控表发射的电磁波频率为13.56MHZ，由于费控智能电能表属于工业产品，要符合GB/T17215.211-2006或IEC62052-11:2003-7.5.8标准中关于射频传导骚扰的要求，即智能表不应产生能干扰其他设备的传导噪声，标准的考核频率为5～30MHZ，噪声平均值不能超过50dB，而费控表产生的电磁波的工作频率为13.56MHZ，要使得射频卡工作，就必须发射足够的能量，带射频通信的本地费控电能表势必造成传导骚扰超标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种射频卡到位检测电路，以红外对管检测射频卡是否到位的方式替代费控表的主动查询模式，避免射频传导辐射超标。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

射频卡到位检测电路，包括：红外发射管，所述红外发射管的阴极与电能表MCU的第一I/O接口相连，阳极与电源相连；与所述红外发射管相对设置的红外接收管，所述红外接收管的集电极与电源相连，发射极接地；开关三极管，所述开关三极管的集电极与电源相连，且集电极与电能表MCU的第二I/O接口相连，发射极接地，基极与所述红外接收管的发射极相连。

更具体的，所述开关三极管为NPN三极管。

更具体的，所述红外发射管为红外发光二极管，红外接收管为NPN红外接收管。

更具体的，所述红外发射管的阳极经过第一电阻后与电源相连，所述第一电阻为限流电阻。

更具体的，所述开关三极管的基极经第三电阻与所述红外接收管的发射极相连，所述第三电阻为分流电阻。

更具体的，所述红外接收管的发射极经第二电阻接地。

更具体的，所述开关三极管的集电极经第四电阻与电源相连。

由以上技术方案可知，本实用新型采用红外对管检测的方式，替代了目前常规的费控电能表主动查询方式，只有当射频卡贴近智能表时(在有效的距离内)，MCU才会接收到到卡信号，此时才开启射频电源，进行工作。无须定时频繁开启射频天线去查询是否射频卡，这样便可以将传导骚扰噪声尽量降到最低值，以满足国家或IEC的相关标准，同时也可以降低费控电能表的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例的电路图。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的射频卡到位检测电路包括红外发射管DT1、红外接收管DR1、开关三级管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4。

红外发射管DT1的阴极与电能表MCU的第一I/O接口(网络号为DETECT_PWR)相连，电能表MCU的I/O口向红外发射管DT1输出电平信号，红外发射管DT1的阳极经过第一电阻R1后与电源Vcc相连，第一电阻R1为限流电阻。红外接收管DR1的集电极与电源Vcc相连，发射极经第二电阻R2接地。开关三极管Q1的集电极经第四电阻R4与电源Vcc相连，且集电极与电能表MCU的第二I/O接口相连(网络号为CARD_SW)，基极经第三电阻R3与红外接收管DR1的发射极相连，发射极接地。

更具体的，开关三极管Q1为NPN三极管，红外发射管DT1为红外发光二极管，红外接收管DR1为NPN红外接收管。射频卡与电能表MCU通信的其余引脚的连接关系与常规的射频卡通信电路引脚的连接关系相同，是本领域技术人员公知的常识，不属于本实用新型的发明点，因此在此不再累述。

下面对本实用新型电路的工作过程进行说明：

当电能表处于不主动读卡状态时(此时无论表上是否插卡均不执行读卡操作)，电能表MCU的第一I/O接口输出的信号(DETECT_PWR)为高电平，红外发射管DT1两端压降为0V，红外发射管DT1不发红外光，红外接收管DR1基级未接收到红外光，集电极和发射极不导通，由于开关三极管Q1的基级与红外接收管DR1的发射极相连，红外接收管DR1发射级电压为0V时，开关三极管Q1的集电极与发射极之间截止，使得电能表MCU的第二I/O接口的信号(CARD-SW)为高电平，电能表不会打开专门提供给射频驱动电路的电源开关；

当智能表处于定时主动寻卡状态时(此时电能表MCU设定为接收到的CARD-SW信号为高电平时，打开射频驱动电路)，电能表MCU的第一I/O接口输出的信号(DETECT_PWR)为低电平，红外发射管DT1两端形成压降，经第一电阻R1限流发出所需的红外光，此时，如果没有射频卡插入费控电能表预留的射频卡卡槽时，红外接收管DR1的基级接收到红外发射管DT1发出的红外光，红外接收管DR1的集电极与发射极之间导通，第二电阻R2两端产生压降，经过第三电阻R3分流到开关三极管Q1的基极，此时开关三极管Q1的基极与发射极之间电压高于0.7V，开关三极管Q1导通且集电极为低电平，使得电能表MCU的第二I/O接口的信号(CARD-SW)为低电平，电能表识别为无射频卡，不会使能打开供射频驱动电路的电源开关；当有射频卡插入费控电能表预留的射频卡卡槽时，由于射频卡的阻断，红外接收管DR1接收不到红外发射管DT1发出的红外光，红外接收管DR1的集电极和发射极不导通，红外接收管DR1发射级电压为0V，开关三极管Q1的集电极与发射极之间截止，使得电能表MCU的第二I/O接口的信号(CARD-SW)为高电平，电能表MCU接收到高电平后，打开为射频驱动电路供电的电源开关，从而可以进行射频卡通信操作。

本实用新型通过红外对管方式来检测是否有射频卡位于电能表的卡槽内，有效避免了频繁打开射频天线从而带来的传导和功耗超标。

当然，本实用新型的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本实用新型的构思得到许多不同的具体方案，例如，在开关三级管Q1后端再放一级开关管，以上电路均适用，只是在使用过程中，将输入MCU的电平置换或者将网络号CARD-SW置低电平开启射频天线驱动电路；限流和分压除了可以采用电阻外，也可以采用其它具有限流和分压功能的电子元件；诸如此等改变以及等效变换均应包含在本实用新型所述的范围之内。

Claims (7)

1.射频卡到位检测电路，其特征在于，包括：

红外发射管，所述红外发射管的阴极与电能表MCU的第一I/O接口相连，阳极与电源相连；

与所述红外发射管相对设置的红外接收管，所述红外接收管的集电极与电源相连，发射极接地；

开关三极管，所述开关三极管的集电极与电源相连，且集电极与电能表MCU的第二I/O接口相连，发射极接地，基极与所述红外接收管的发射极相连。

2.如权利要求1所述的射频卡到位检测电路，其特征在于：所述开关三极管为NPN三极管。

3.如权利要求1所述的射频卡到位检测电路，其特征在于：所述红外发射管为红外发光二极管，红外接收管为NPN红外接收管。

4.如权利要求1所述的射频卡到位检测电路，其特征在于：所述红外发射管的阳极经过第一电阻后与电源相连，所述第一电阻为限流电阻。

5.如权利要求1所述的射频卡到位检测电路，其特征在于：所述开关三极管的基极经第三电阻与所述红外接收管的发射极相连，所述第三电阻为分流电阻。

6.如权利要求1所述的射频卡到位检测电路，其特征在于：所述红外接收管的发射极经第二电阻接地。

7.如权利要求1所述的射频卡到位检测电路，其特征在于：所述开关三极管的集电极经第四电阻与电源相连。