CN210895429U - 一种用于智能电器类的数据读出、写入装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于智能电器类的数据读出、写入装置，其包括数据采集发送部和数据接收管理部，所述数据采集发送部通过光信号与数据接收管部无线连接；所述数据采集发送部包括用于电器控制电路的嵌入式芯片、LED光源和接收探头；所述接收探头和LED光源通过URAT线与嵌入式芯片的串口URAT连接；所述数据接收管理部包括光接收板和接收计算机，所述光接收板与接收计算机连接。本实用新型通过将电器控制电路的嵌入式芯片与LED光源和接收探头连接，所以能够读出存储在电器中的数据，并通过LED光源将数据调制成光信号发射出去，由数据接收管理部的光接收板接收，实现无线传输、安全读写智能电器的数据，效率高，耗时短。

Description

一种用于智能电器类的数据读出、写入装置

技术领域

本实用新型涉及智能电器类数据读写技术领域，尤其是一种用于智能电器类的数据读出、写入装置。

背景技术

由于现有的智能电器在发生错乱的时候，需要维修人员对智能电器进行维修，但是维修人员在维修智能电器的时候，需要一定客户使用信息，所以往往会在现有的智能电器上增加一个存储器，用于记录最终客户的使用信息；并提供一个接口，以供维修服务人员可以方便读取该存储器上的内容，他们收集最终客户使用信息的目的是希望通过对客户信息的统计了解多数使用者的口味喜好和烹调习惯，以期影响他们产品的设计来为客户提供更好的服务。现有的技术方案是在线路板上提供了用于记录数据读出的测试焊点，通过连接测试焊点和一个通讯转换器，我们可以把记录的数据读出到电脑中存储及分析；所以读取数据，这就需要将被测试的线路板或者控制盖从设备上拆除，然后通过焊线或者使用另一个测试工夹具进行连线读取数据。

因为需要接触性的测试，人体实际是和被测试的电路有一定的接触的，如果在烤箱接通电源的情况下，对人体存在一定的电击风险。如果维修人员的安全意识不够，在进行操作时就会可能出现被电击的情况。所以我们建议维修人员使用较为安全的测试工夹具进行测试，这在一定程度上满足了该工作中的安全需要。但是这同时又带来了另外一个麻烦，因为测试夹具是用测试探针进行电路连接的，在我们的产品上，因为客户的要求，在线路板上包含测试焊盘的位置上均被涂覆了一层绝缘漆覆盖，作用是抵抗由于气候原因产生的线路板受潮失效的情况。那么，每次连接测试夹具时，维修人员都需要对线路板上测试焊盘的位置的绝缘油漆进行清理，然后才能用夹具对线路板进行连接测试。这样一来，维修人员就会花费大量的时间和人力进行此项工作(这里是指清理绝缘油漆的活动)，不仅效率很低，而且因为被清理的线路板测试点处不容易清理干净，造成夹具测试时连接不良的比率非常大。

因此，还有待于对现有技术进行改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于智能电器类的数据读出、写入装置，旨在于解决现有智能电器没有读写数据的装置，或者通过测试焊点读写数据出现被电击的风险，需要清洗线路板上的上绝缘漆，耗费的时间和人力多，导致测试效率低的技术问题。

为实现上述的目的，本实用新型的技术方案为：一种用于智能电器类的数据读出、写入装置，其包括数据采集发送部和数据接收管理部，所述数据采集发送部通过光信号与数据接收管部无线连接；所述数据采集发送部包括用于电器控制电路的嵌入式芯片、LED光源和接收探头；所述接收探头和LED光源通过URAT线与嵌入式芯片的串口URAT连接；所述数据接收管理部包括光接收板和接收计算机，所述光接收板与接收计算机连接。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述LED光源为显示器件的LED背光源。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述光接收板包括光信号接收器、放大整形模块、幅度鉴别模块、编解码器和发光管阵列，所述光信号接收器、放大整形模块、幅度鉴别模块和编解码器依次连接，所述光信号接收器通过通讯光场与LED光源光通讯连接，所述发光管阵列与变解码器连接。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述光信号接收器为光电池或者光电接收管。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述发光管阵列包括由多个发光二极管，所述发光二极管的正极与电源连接。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述编解码器依次与电阻R2和三极管Q3连接，所述三极管Q3的基极电阻R2连接，三极管Q3的集电极与发光管阵列的负极连接，三极管Q3的发射极接地。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述LED光源和接收探头分别与电源连接。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述LED光源依次通过三极管Q1和电阻R1与嵌入式芯片连接，所述三极管Q1的集电极与LED光源的输出端连接，三极管Q1的基极与电阻R1连接。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述接收探头包括用于接收光信号的发光二极管、电阻R3、电阻R4和三极管Q2，所述电阻R3与发光二极管串联，所述三极管Q2与电阻R4串联，所述三极管Q2的发射极与电源连接，三极管Q2的集电极分别与串口URAT和电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地，所述三极管Q2的基极连接在电阻R3和发光二极管之间。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述嵌入式芯片为微控制器、数字信号处理器、中央处理器、可编逻辑处理器或者FPGA。

有益效果：本实用新型通过将电器控制电路的嵌入式芯片与LED光源和接收探头连接，所以能够读出存储在电器中的数据，并通过LED光源将数据调制成光信号发射出去，由数据接收管理部的光接收板接收，实现无线传输、安全读写智能电器的数据，效率高，耗时短。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。

为了能够更加方便的方式来收集客户的使用数据，关键的问题是需要一个方便、安全和可靠的装置方法来进行数据的传送。通过对我们本身生产的电器产品特点的思考，我们觉得在我们的电器产品上通过光媒介进行通讯这个方案比较理想。由于每台电器设备上均有一个可视的人机界面，可视的人机界面是由一个显示装置用来显示设备的状态信息，和一些其它的可操作的输入控制装置，用于调整和改变设备的状态，供使用者有效的控制设备工作的一个信息表达途径。特别的，在电器设备的显示器里边，存在一个由可控的LED 提供光源的背景照明。而LED 光源的特点是，它属于冷光源，发热量小；它属于电子光源而非热光源，所以其响应速度非常快，很方便对发光进行调制；它发的光可以有很丰富的频谱资源，所以如果存在多路的通讯链路的话，可以通过频谱筛选的方法达到多路通讯链路的分离，互相之间不会进行干扰，从而实现多路、多工通讯。为此，提供了以下的技术方案。

如图1所示，本实用新型公开了一种用于智能电器类的数据读出、写入装置，其包括数据采集发送部1和数据接收管理部2，所述数据采集发送部1通过光信号与数据接收管部2无线连接；所述数据采集发送部1包括用于电器控制电路的嵌入式芯片3、LED光源4和接收探头5；所述接收探头5和LED光源4通过URAT线与嵌入式芯片3的串口URAT6连接；所述数据接收管理部2包括光接收板7和接收计算机8，所述光接收板7与接收计算机8连接。

所述数据采集发送部1和光接收板7之间是形成一个通讯光场，该通讯光场的距离L为1-5cm。

采用上述结构后，本实用新型通过通过嵌入式芯片控制LED光源，令其闪烁发光，LED 光源闪烁按照一定的规律进行调制，所述LED 光源闪烁信号包含所需表达的信息对外进行发送；数据接收管理部光接收板通过光电转换器件，接收到 LED 光源发出的光线闪烁的能量强弱变化，从而产生一连串的变化的信号，然后输送给接收计算机。所以实现读取智能电器类的数据的数据，所以无需通过对线路板上测试焊盘的位置的绝缘油漆进行清理，然后才能用夹具对线路板进行连接测试。

此外本实用新型由于采用LED光源作为光信号源，其响应速度非常快，所以方便对发光进行调制；发光源可以有很丰富的频谱资源，所以如果存在多路的通讯链路的话，可以通过频谱筛选的方法达到多路通讯链路的分离，互相之间不会进行干扰，从而实现多路、多工通讯。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述LED光源3为显示器件的LED背光源，所述的LED 光源可以是含显示器件的背景光源，同时也可以是电器设备上存在的任意可发光的器件。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述光接收板7包括光信号接收器9、放大整形模块10、幅度鉴别模块11、编解码器12和发光管阵列13，所述光信号接收器9、放大整形模块10、幅度鉴别模块11和编解码器12依次连接，所述光信号接收器9通过通讯光场与LED光源4光通讯连接，所述发光管阵列与变解码器连接。

采用上述结构后，本实用新型通过光信号接收器接收智能电器存储的数据，通过发光管阵列用于发送接收计算机所以需要传送的数据给智能电器的控制器；所以本实用新型能够实现双向通讯，一条用于发送，一条用于接收，则可实现光媒介的串口双工通讯链路，则本装置可以用于多种非接触的近场通讯用途。

通过幅度鉴别模块实现频谱筛选，从而达到多路通讯链路的分离，互相之间不会进行干扰，从而实现多路、多工通讯。

例如：

1）用于嵌入式芯片的程序烧写(IAP)，通过全双工的近场光媒介通讯，烧录器可以将程序数据通过本装置通讯链路传送给嵌入式芯片接收端进行在线程序更新、升级、编程。

2）用于智能卡的读取，通过全双工的近场光媒介通讯，读卡器可以将数据通过本装置通讯链路传送给智能卡，用以保存和识别。

3）用于智能抄表系统，通过全双工的近场光媒介通讯，抄表机可以通过本装置的通讯链路，向智能电表(水表)发送报数指令，并接收由智能电表(水表)发送的抄表数据。

4）测试仪表、智能传感变送器的应用，通过光媒介，非接触地读取测试仪表、智能变送器记录的数据。

5) 在汽车检测上的应用，通过全双工的近场光媒介通讯，读取设备可以通过本装置的通讯链路读取汽车设备故障码，也可以记录实时的汽车工况信息，其作用类似于汽车上的 ODB车载故障诊断接口，但 OBD 接口是接触式的而本装置是非接触式的。

5）在汽车智能驾驶方面的应用，通过双工的近场光媒介通讯，每台智能驾驶的汽车可以临时的和周围车辆形成近场通讯，互相之间沟通信息意图，以实现最优的智能路径规划和工况调整，实现智能互联(注，本装置在此处的用途只是和附近的车辆进行联络，所以近场通讯不影响本装置在此处的使用意图（注，本装置在此处的用途只是和附近的车辆进行联络，所以近场通讯不影响本装置在此处的使用意图)。相对于其他方案，本装置的实现成本最低，原理也最简单。

6) 在智能交通控制方面的应用，通过光媒介近场通讯，可以实现道路，公交站台、车辆、行人之间的交互，通过交通控制软件，实现最优的人流、车流统计以及交通信号的最优调控。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述光信号接收器为光电池或者光电接收管。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述发光管阵列13包括由多个发光二极管14，所述发光二极管14的正极与电源连接。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述编解码器12依次与电阻R2和三极管Q3连接，所述三极管Q3的基极电阻R2连接，三极管Q3的集电极与发光管阵列的负极连接，三极管Q3的发射极接地。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述LED光源4和接收探头5分别与电源连接。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述LED光源4依次通过三极管Q1和电阻R1与嵌入式芯片连接，所述三极管Q1的集电极与LED光源4的输出端连接，三极管Q1的基极与电阻R1连接。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述接收探头5包括用于接收光信号的发光二极管、电阻R3、电阻R4和三极管Q2，所述电阻R3与发光二极管串联，所述三极管Q2与电阻R4串联，所述三极管Q2的发射极与电源连接，三极管Q2的集电极分别与串口URAT和电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地，所述三极管Q2的基极连接在电阻R3和发光二极管之间。

所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其中，所述嵌入式芯片3为微控制器、数字信号处理器、中央处理器、可编逻辑处理器或者FPGA。

由于本装置不同于可见光通讯(LiFi)，所以本装置不进行组网，不需要灵敏的光学接收系统，因此本装置的成本较低，不需要复杂的纠错方法，本装置是依靠近距离和高能量密度来保证传送的可靠性。

由于本装置不同于红外线通讯(IrDA)，本装置采用可见光传送，由于不需要专门的红外头，用机器本身的发光器件进行传输。

本装置不同于电缆传送，采用的是电气上完全隔离的传送机制。

本装置是近场通讯，因为普通发光体的发散性发光特性，在沿距离方向上光的传播能量密度是呈二次函数式的衰减的，在只使用简单调制方法的基础上，其传送距离并不远，但就是因为此原因，它使用的调制技术非常简单，使用的知识点要求非常低，很适合普及应用。本装置应用场合的侧重是用于近距离中低速率的数据传送，而非大容量的远距离的通讯应用。

本装置不同于蓝牙、WiFi、Zigbee 等通过无线电波途径的通讯手段，不需要较高的电路成本和复杂的技术协议，本方案只需要简单的数字电路知识即可实现，采用双向通讯，在应用数据采集端的成本大约只有上述无线电波传送手段的 5%左右。

本装置不同于近场通讯(NFC)，近场通讯依靠交变的磁场变化承载信息，本装置采用脉动的光强变化承载信息。

本装置不同于光纤传送手段，本装置通讯不需要在光波导(光纤)中进行传送，而是直接在空间(空气)中传播，当然近距离通讯是本装置的特点，其传播距离和速率远不如光纤传送手段。

本实用新型采用被调制的光信号来进行通讯的一种数据传送手段，而光信号通讯特点是利用原本就存在于电器设备上的 LED 发光器件来传送信号进行通讯；所以相对来讲针对本应用的成本几乎可以忽略不计，并且由于光媒介的非接触性，其安全性非常高，操作人员完全不存在被触电的风险，因为装置的应用利用的是电器设备上原本的结构，所以在相应的特殊应用场合不需要对电器本身进行分解就可以实现，这大大方便维护人员进行操作，节省时间，降低人工成本。能够实现双向通讯，则在只增加少量器件的情况下，实现原本无法靠低价方案实现的嵌入式应用程序在线烧写编程(IAP)的应用。

本实用新型通过将电器控制电路的嵌入式芯片与LED光源和接收探头连接，所以能够读出存储在电器中的数据，并通过LED光源将数据调制成光信号发射出去，由数据接收管理部的光接收板接收，实现无线传输、安全读写智能电器的数据，效率高，耗时短。

以上是本实用新型的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，不付出创造性劳动对本实用新型技术方案的修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于智能电器类的数据读出、写入装置，其特征在于，包括数据采集发送部和数据接收管理部，所述数据采集发送部通过光信号与数据接收管部无线连接；所述数据采集发送部包括用于电器控制电路的嵌入式芯片、LED光源和接收探头；所述接收探头和LED光源通过URAT线与嵌入式芯片的串口URAT连接；所述数据接收管理部包括光接收板和接收计算机，所述光接收板与接收计算机连接。

2.根据权利要求1所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其特征在于，所述LED光源为显示器件的LED背光源。

3.根据权利要求1所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其特征在于，所述光接收板包括光信号接收器、放大整形模块、幅度鉴别模块、编解码器和发光管阵列，所述光信号接收器、放大整形模块、幅度鉴别模块和编解码器依次连接，所述光信号接收器通过通讯光场与LED光源光通讯连接，所述发光管阵列与变解码器连接。

4.根据权利要求3所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其特征在于，所述光信号接收器为光电池或者光电接收管。

5.根据权利要求3所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其特征在于，所述发光管阵列包括由多个发光二极管，所述发光二极管的正极与电源连接。

6.根据权利要求3所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其特征在于，所述编解码器依次与电阻R2和三极管Q3连接，所述三极管Q3的基极电阻R2连接，三极管Q3的集电极与发光管阵列的负极连接，三极管Q3的发射极接地。

7.根据权利要求1所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其特征在于，所述LED光源和接收探头分别与电源连接。

8.根据权利要求1所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其特征在于，所述LED光源依次通过三极管Q1和电阻R1与嵌入式芯片连接，所述三极管Q1的集电极与LED光源的输出端连接，三极管Q1的基极与电阻R1连接。

9.根据权利要求1所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其特征在于，所述接收探头包括用于接收光信号的发光二极管、电阻R3、电阻R4和三极管Q2，所述电阻R3与发光二极管串联，所述三极管Q2与电阻R4串联，所述三极管Q2的发射极与电源连接，三极管Q2的集电极分别与串口URAT和电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地，所述三极管Q2的基极连接在电阻R3和发光二极管之间。

10.据权利要求1所述的用于智能电器类的数据读出、写入装置，其特征在于，所述嵌入式芯片为微控制器、数字信号处理器、中央处理器、可编逻辑处理器或者FPGA。

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