CN206460605U - 一种微功率无线电表通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微功率无线电表通信装置，包括发送端和接收端；所述发送端包括第一单片机、第一射频收发芯片和智能电表，所述第一单片机通过串口连接所述智能电表，所述第一单片机还与所述第一射频收发芯片电连接；所述接收端包括第二单片机、第二射频收发芯片和终端显示器，所述第二单片机分别与所述第二射频收发芯片和终端显示器电连接。本实用新型的微功率无线电表通信装置，突破了传统抄表的束缚，提供了一种更为便捷的抄表方式，以无线通信为基础，摆脱了复杂的线路连接成本和各种因线路问题引起的通信问题，实时，高效，可以大大的提高抄表效率和抄表精度，微功率、低功耗，进一步控制成本，优化现有的抄表方式。

Description

一种微功率无线电表通信装置

技术领域

本实用新型属于无线电通讯领域，具体涉及一种微功率无线电表通信装置。

背景技术

智能化、信息化的飞速发展，促使了数字化时代的来临，也使得全面构建数字化小区成为可能。而电气领域的计量是全面构建数字化小区建设的重要方面。而在电气领域的计量方面，传统的电力抄表计量方式越来越不能满足实现信息化、自动化先进抄表管理的需要。

目前，我国主要的电气抄表方式有人工抄表、IC卡预付费表和有线抄表等。其中，人工抄表存在着不准确、不及时、收费难、不利于用电波峰波谷的统计、不可控制和耗费大量人力资源等缺点，已经不适应社会发展的需求了。IC卡预付费方式，尽管能减少了一定的人力和时间成本，但在付费方面比较繁琐。有线抄表系统也有其局限性，当其布好线后，就不好再做改动，且不易维护。无线抄表方式已成为最先进的一种电力计量方式，它的发展类似于手机的发展历程，必将全面取代传统收费方式。目前，微功率、高稳定性和低成本成为无线抄表系统的发展趋势。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种微功率无线电表通信装置，该微功率无线电表通信装置以无线通信为基础，摆脱复杂的线路连接成本和各种因线路问题引起的通信问题，实时高效，可以大大提高抄表效率和抄表精度进一步控制成本，优化现有的抄表方式。

实用新型的技术解决方案如下：

一种微功率无线电表通信装置，包括发送端和接收端；所述发送端包括第一单片机、第一射频收发芯片和智能电表，所述第一单片机通过串口连接所述智能电表，所述第一单片机还与所述第一射频收发芯片电连接；所述接收端包括第二单片机、第二射频收发芯片和终端显示器，所述第二单片机分别与所述第二射频收发芯片和终端显示器电连接。

作为本实用新型的微功率无线电表通信装置在一方面的改进，所述第一单片机和/或所述第二单片机与电源模块连接。

进一步的，所述电源模块为直流电源或交流电源。

作为本实用新型的微功率无线电表通信装置在一方面的改进，所述第一单片机和/或所述第二单片机为STC5A60S2单片机。

作为本实用新型的微功率无线电表通信装置在一方面的改进，所述第一射频收发芯片和/或所述第二射频收发芯片为Si4438射频收发芯片。

作为本实用新型的微功率无线电表通信装置在一方面的改进，所述终端显示器为计算机或触摸式液晶显示屏。

本实用新型的微功率无线电表通信装置，突破了传统抄表的束缚，提供了一种更为便捷的抄表方式，以无线通信为基础，摆脱了复杂的线路连接成本和各种因线路问题引起的通信问题，实时，高效，可以大大的提高抄表效率和抄表精度，微功率、低功耗，进一步控制成本，优化现有的抄表方式。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的框架图；

图2为本实用新型的控制电路示意图；

图3为图2的控制电路的局部放大示意图；

图4为本实用新型的信号收发电路示意图；

图5为图4的信号收发电路的局部放大示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文实用新型做更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于如下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本实用新型的保护范围。

图1显示了本实用新型的一个具体实施例，一种微功率无线电表通信装置，包括发送端和接收端。

其中，发送端包括第一单片机、第一射频收发芯片和智能电表，第一单片机通过串口连接智能电表，第一单片机还与第一射频收发芯片电连接。接收端包括第二单片机、第二射频收发芯片和终端显示器，第二单片机分别与第二射频收发芯片和终端显示器电连接。其中，第二单片机通过串口连接终端显示器。

本实用新型的工作原理在于：在发送端，第一单片机通过串口连接智能电表，智能电表产生的数据送入第一单片机，第一单片机与第一射频收发芯片电连接，第一单片机将智能电表送入的数据处理后传输至第一射频收发芯片进行发送，第一射频收发芯片将数据发送给第二射频收发芯片。在接收端，第二射频收发芯片接收第一射频收发芯片发送的数据，然后送至第二单片机，第二单片机将处理后的数据通过终端显示器实时显示。

上述结构的微功率无线电表通信装置，突破了传统抄表的束缚，提供了一种更为便捷的抄表方式，以无线通信为基础，摆脱了复杂的线路连接成本和各种因线路问题引起的通信问题，实时，高效，可以大大的提高抄表效率和抄表精度，微功率、低功耗，进一步控制成本，优化现有的抄表方式。

具体地，终端显示器为计算机。第一单片机和/或第二单片机与电源模块连接，由电源模块进行供电，该电源模块可以为直流电源，也可以为交流电源，还可以为蓄电池。该电源模块电压范围为3V～5V。

优选的，第一单片机和/或第二单片机为STC5A60S2单片机。STC5A60S2单片机是贴片封装，具有体积小、功耗小、性能强等优点。同时，该款单片机中包含60K的FLASH程序存储ROM、1280字节的SRAM、两个定时器、2个PCA定时器、2个UART串口、内置EEPROM、看门狗计数器及片内R/C振荡器和外部晶体振荡器电路等模块。可以说，STC12C5A60S2单片机几乎包含了数据采集和控制中所需的所有单元，完全可以满足本通信装置设计的要求。

优选的，第一射频收发芯片和/或第二射频收发芯片为Si4438射频收发芯片。Si4438射频收发芯片由Silicon Labs设计开发，可满足中国470-510MHz频段智能电表市场对性能、系统成本和规定的要求。Si4438射频收发芯片利用高效的片上功率放大器(PA)，提供同类最佳的输出功率(+20dBm)、灵敏度(-124dBm)、链路预算(114dB)和临近通道抑制(58dB)等规格特性，为智能电表延长传输距离并提供可靠的通信链路。同时，Si4438射频收发芯片内置的分集式天线和跳频支持可进一步扩展传输距离、增强无线性能。由于分集式天线紧密集成到Si4438射频收发芯片，因此，可以提高系统链路预算8-10dB，即使在恶劣的环境条件下也可以有效延长传输距离。

Si4438射频收发芯片集中了高发射，高灵敏度，极低功耗的优越性能，是针对中国智能电表市场的最具能效的sub-GHz无线解决方案。Si4438射频收发芯片的50nA休眠/待机电流(寄存器内容保留)比中国市场上同类收发器产品低40倍，在50nA休眠模式，Si4438射频收发芯片可以在短短的450μs时间内转换到接收(RX)或发送(TX)模式，处于工作模式时，其TX电流消耗在+20dBm为75mA，RX电流消耗为14mA，加上超低待机电流和快速唤醒时间，使功耗敏感型无线应用的电池寿命最大化，在相同的产品运行周期中，可减少电池更换次数和电池尺寸。

图2和图3所示为第一单片机和/或第二单片机的控制电路，在图2和图3中，RT与RX的输出分别匹配相应的RC滤波电路，以确保信号在接收与发射能保持在最佳状态，使信号得以有效的传递，接收与发射的信号通过一个信号开关来控制处于发射还是接收状态，该控制信号直接由STC5A60S2单片机控制。考虑到实际需求，要求低功耗，故需要省电节能，所以采用的是3.3v的工作电压，但是外置电路存在5v与3v不同的电路，为了使得现在电平匹配，加一个DC-DC降压电路，为STC5A60S2单片机提供稳定且合适的工作电压，STC5A60S2单片机的I/O口需要通过PMOS管连接到串口装置，因为STC5A60S2单片机驱动电流很小，需增设PMOS电路，以提高负载能力。

本实用新型的实施案例中，图4和图5所示为信号收发电路，在图4和图5中，Si4438射频收发芯片具有双发功能，能够同时发射与接受数据，在广播数据时，我们可以把采集过来的数据经第一单片机处理后通过第一射频收发芯片编码打包发送出去，同理，在接收数据时，我们同样通过天线把信号捕捉，再经过第二射频收发芯片译码后，入第二单片机处理，然后送出相应的控制信号，在终端显示器也可以以某种形式显示处理。

开机后，控制电路中的第一单片机进行自检，进入准备工作状态，然后，初始化第一单片机和第一射频收发芯片的各项功能，先初始化的第一单片机串口中断，初始化第一射频收发芯片，让第一射频收发芯片处于发送状态，在主函数中循环判断，串口是否接收到数据，如果接收到，就将数据写入第一射频收发芯片的RX FIFO缓冲器中，然后开始发送数据，清空FIFO缓冲器，等待下一次发送。

在接收端，先初始化的第二单片机串口中断，初始化第二射频收发芯片，让第二射频收发芯片处于接收状态，在主函数循环判断第二射频收发芯片中断标志位是否置0，再写读取指令，将第二射频收发芯片的RX FIFO中的数据读取出来。通过串口发送给计算机，完成接收，清空FIFO缓冲器，等待下一次接收。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种微功率无线电表通信装置，其特征在于：包括发送端和接收端；

所述发送端包括第一单片机、第一射频收发芯片和智能电表，所述第一单片机通过串口连接所述智能电表，所述第一单片机还与所述第一射频收发芯片电连接；

所述接收端包括第二单片机、第二射频收发芯片和终端显示器，所述第二单片机分别与所述第二射频收发芯片和终端显示器电连接。

2.根据权利要求1所述的微功率无线电表通信装置，其特征在于，所述第一单片机和/或所述第二单片机与电源模块连接。

3.根据权利要求2所述的微功率无线电表通信装置，其特征在于，所述电源模块为直流电源或交流电源。

4.根据权利要求1-3任一项所述的微功率无线电表通信装置，其特征在于，所述第一单片机和/或所述第二单片机为STC5A60S2单片机。

5.根据权利要求1-3任一项所述的微功率无线电表通信装置，其特征在于，所述第一射频收发芯片和/或所述第二射频收发芯片为Si4438射频收发芯片。

6.根据权利要求1-3任一项所述的微功率无线电表通信装置，其特征在于，所述终端显示器为计算机。