CN214098678U - 调制红外电表通讯中继转发装置 - Google Patents
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Abstract
一种调制红外电表通讯中继转发装置，用来解决因电表安装位置不合理、距离过远或阻挡等原因导致红外集抄设备无法与电表正常通讯的问题。将主处理单元的一组UART口作为与电表交互的下行口，将其余组UART口作为与集中器交互的上行口，在下行口的TX脚连接红外解调器件一，在上行口的RX脚分别连接逻辑与门电路二，逻辑与门电路二的另一个输入端与主处理单元的调制波信号输出端连接，在逻辑与门电路二的输出端连接红外调制光波发射器二，在上行口的TX脚分别连接红外解调器件二，在下行口的RX脚连接逻辑与门电路一，逻辑与门电路一的另一个输入端与所述调制波信号输出端连接，在逻辑与门电路一的输出端连接红外调制光波发射器一。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种调制红外电表通讯中继转发装置，属于电力通讯设备。
背景技术
目前泛在电力物联网正如火如荼的建设中，综合能源服务中企业总用电量是一个重要的参考指标，企业一般都希望该值与其计量系统保持一致，但施工过程中一般是不允许对计量关口表进行改动的，因此通过关口表的调制红外口读取该值是最有效的方法，然而现场经常出现因关口表的安装位置、关口表红外发射功率等因素导致红外采集器无法正常读取到数据的情况发生。
实用新型内容
本实用新型是要提供一种调制红外电表通讯中继转发装置，用来解决因电表安装位置不合理、距离过远、阻挡等原因导致红外集抄设备无法与电表正常通讯的问题。
本实用新型的技术解决方案是：一种调制红外电表通讯中继转发装置，包括主处理单元，其特殊之处是：将所述主处理单元的一组UART口作为与电表交互的下行口，将所述主处理单元其余组UART口作为与集中器交互的上行口，在所述主处理单元下行口的TX脚连接红外解调器件一，在所述主处理单元上行口的RX脚分别连接逻辑与门电路二，所述逻辑与门电路二的另一个输入端与所述主处理单元的调制波信号输出端连接，在所述逻辑与门电路二的输出端连接红外调制光波发射器二，在所述主处理单元上行口的TX脚分别连接红外解调器件二，在所述主处理单元下行口的RX脚连接逻辑与门电路一，所述逻辑与门电路一的另一个输入端与主处理单元的调制波信号输出端连接，在所述逻辑与门电路一的输出端连接红外调制光波发射器一。
进一步地，所述主处理单元采用STM32F103RCT6嵌入式微控制器。
进一步地，所述红外解调器件一和红外解调器件二的型号是CHQ0038L，该解调器采用内置专用IC，接收角度达到70度，具有极强的抗干扰能力，并且能够抵御环境光线对其的影响。
进一步地，所述红外调制光波发射器一和红外调光波发射器二的型号是IRA5123C4。
进一步地，所述逻辑与门电路一和逻辑与门电路二的型号是SN74LVC1G32DBVR。
进一步地，所述主处理单元、逻辑与门电路一和逻辑与门电路二设置在装置本体内，所述外调制光波发射器一、外调制光波发射器二、红外解调器件一和红外解调器件二设置在装置本体外并且通过电缆接入装置本体内。
本实用新型的有益效果是：可接收电表和集中器的红外通讯报文并进行信号的增幅和转发，同时避免信号的重复转发以及比特位叠加等异常情况的发生，从而用来解决因电表安装位置不合理、距离过远、阻挡等原因导致红外集抄设备无法与电表正常通讯的问题。
附图说明
图1是本实用新型的电路框图；
图2是本实用新型主处理单元的电路接线图；
图3是本实用新型下行口电路接线图；
图4是本实用新型下行口电路接线图。
图中：1.主处理单元，2.红外解调器件一，3.调制波信号输出端，4.逻辑与门电路一，5.红外调制光波发射器一，6.红外解调器件二，7.逻辑与门电路二，8.红外调制光波发射器二，9.装置本体，10.电缆。
具体实施方式
如图所示，本实用新型的调制红外电表通讯中继转发装置，包括主处理单元1，所述主处理单元1采用STM32F103RCT6嵌入式微控制器，将所述主处理单元1的一组UART口即UART_TX1脚和UART_RX1脚作为与电表交互的下行口，将其余组UART口即UART_TX2脚和UART_RX2脚、UART_TX3脚和UART RX3脚、UART_TX4脚和UART_RX4脚、UART_TX5脚和UART_RX5脚作为与集中器交互的上行口，在所述主处理单元1的UART_TX1脚连接红外解调器件一2，在所述主处理单元1的UART_RX2脚～UART_RX5脚分别连接逻辑与门电路二7，所述逻辑与门电路二7的另一个输入端与主处理单元1的调制波信号输出端3连接，调制波信号是利用主处理单元内的高精度定时器在其GPIO脚上产生逻辑电平为3.3v、中心频率为38KHz、占空比为50％的方波信号。在所述逻辑与门电路二7的输出端通过限流电阻R2连接红外调制光波发射器二8，在主处理单元1的UART_TX2脚～UART_TX5脚分别连接红外解调器件二6，在主处理单元1的UART_RX1脚连接逻辑与门电路一4，所述逻辑与门电路一4的另一个输入端与主处理单元1的调制波信号输出端3连接，在所述逻辑与门电路一4的输出端通过限流电阻R1连接红外调制光波发射器一5。
所述红外解调器件一和红外解调器件二的型号是CHQ0038L，该解调器采用内置专用IC，接收角度达到70度，具有极强的抗干扰能力，并且能够抵御环境光线对其的影响。所述红外调制光波发射器一和红外调光波发射器二的型号是IRA5123C4。所述逻辑与门电路一和逻辑与门电路二的型号是SN74LVC1G32DBVR。
所述主处理单元、逻辑与门电路一、逻辑与门电路二、限流电阻R1及R2设置在装置本体9内，所述外调制光波发射器一、外调制光波发射器二、红外解调器件一和红外解调器件二设置在装置本体9外(通过3M胶、钕磁铁或螺丝固定的方式以应对不同的安装环境)并且通过电缆10接入装置本体9内。
接收过程：通过红外解调器件将接收到的红外调制波进行解调，提取出内部的二进制比特流，由于发送端是按照标准的UART传输协议进行二进制编码的，因此使用主处理单元的UART_TX脚来接收红外解调器件的解调信号从而得到数据报文；在主处理单元通过对报文的解析得到标准格式的DLT645报文之前先将报文缓存下来，一旦得到一条完整的报文，立即通过转发用的UART RX脚发出去；
发送过程：将调制波以及主处理单元的UART_RX脚上的信号进行逻辑与运算，从而实现将低频率的数据方波信号调制成38kHz的载波信号，采用逻辑与门电路完成调制的信号通过限流电阻直接驱动红外调制光波发射器将电信号转变为光信号发射出去。
镜像报文处理：中继装置在发送完一条报文之后并不会立即将内存中的这条报文删除，而是在接收到下一条完整报文时与缓存的前一条报文做比较，如果相同，则说明是镜像报文，通过主处理单元将新接收到的这条镜像报文丢弃掉，从而避免异常状态的发生。
报文方向错误处理：中继的特点在于连接集中器与电表，而集中器与电表之间是采用一问一答的通讯方式，也就是说报文有上行(电表到集中器)与下行(集中器到电表)之分，中继的红外口也有与电表交互(下行口)和与集中器交互(上行口)之分，理想情况下应该是中继的上行口接收到来自集中器的下行报文之后通过下行口发送给电表，然后电表的上行报文被中继的下行口接收到之后通过上行口发送给集中器，但是由于光波反射的特性，任何一种报文都有可能被中继的两种端口接收到并转发，从而形成乒乓效应，此时极有可能会将集中器或者电表发出的有效报文淹没而形成乱码，导致通讯异常，因此，通过DLT645标准报文格式中的报文方向定义，中继的上行口和下行口在接收到完整报文之后通过主处理单元的报文方向属性的判断，使中继的上行口丢弃接收到的下行报文，对应的下行口丢弃接收到的上行报文。
以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种调制红外电表通讯中继转发装置，包括主处理单元，其特征是：将所述主处理单元的一组UART口作为与电表交互的下行口，将所述主处理单元其余组UART口作为与集中器交互的上行口，在所述主处理单元下行口的TX脚连接红外解调器件一，在所述主处理单元上行口的RX脚分别连接逻辑与门电路二，所述逻辑与门电路二的另一个输入端与所述主处理单元的调制波信号输出端连接，在所述逻辑与门电路二的输出端连接红外调制光波发射器二，在所述主处理单元上行口的TX脚分别连接红外解调器件二，在所述主处理单元下行口的RX脚连接逻辑与门电路一，所述逻辑与门电路一的另一个输入端与所述主处理单元的调制波信号输出端连接，在所述逻辑与门电路一的输出端连接红外调制光波发射器一。
2.根据权利要求1所述的调制红外电表通讯中继转发装置，其特征是：所述主处理单元采用STM32F103RCT6嵌入式微控制器。
3.根据权利要求1所述的调制红外电表通讯中继转发装置，其特征是：所述红外解调器件一和红外解调器件二的型号是CHQ0038L。
4.根据权利要求1所述的调制红外电表通讯中继转发装置，其特征是：所述红外调制光波发射器一和红外调光波发射器二的型号是IRA5123C4。
5.根据权利要求1所述的调制红外电表通讯中继转发装置，其特征是：所述逻辑与门电路一和逻辑与门电路二的型号是SN74LVC1G32DBVR。
6.根据权利要求1所述的调制红外电表通讯中继转发装置，其特征是：所述主处理单元、逻辑与门电路一和逻辑与门电路二设置在装置本体内，所述外调制光波发射器一、外调制光波发射器二、红外解调器件一和红外解调器件二设置在装置本体外并且通过电缆接入装置本体内。
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2020
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