CN220605918U - 一种应用于红外抄表的usb通信红外收发电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种应用于红外抄表的USB通信红外收发电路，包括：红外收发电路向智能电表发送信号的过程包括：振荡电路产生38Khz的正弦波后输入进入调谐电路，调谐电路将38Khz的正弦波转换为38Khz的方波；USB转TTL电路将外部发送进来的信号转成TTL电平信号，通过三极管开关电路将TTL电平信号叠加于38Khz的方波上，经过红外发射管发送给智能电表；红外收发电路接收智能电表发送的数据的过程包括：红外接收管接收到智能电表发送的数据信号后，由调制电路将数据信号转换为数字信号，通过USB转TTL电路转换将数字信号转换为为USB信号后发送出去；解决了现有技术中红外发射接受电路易受干扰、接口适用性不广以及便携性不强的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能电表领域，具体涉及一种应用于红外抄表的USB通信红外收发电路。
背景技术
自城乡电网的不断建立，原有的人工抄表、卡片抄表不在适用于这种大规模、集群化的数据采集，因此红外远程抄表开始逐渐走入视野，红外远程抄表具有抄收速度快、计算精度高、抄表同时性好、可与营业计算机通信等特点，采用红外远程抄表不仅缓解了抄表人员的劳动强度，降低了人为因素造成的抄表数据误差，而且大大减少了入户抄表收费给用户和抄表人员带来的麻烦，避免了许多不必要的纠纷，大大提高了管理部门的效率，也适应现代用户对能源使用的缴费的需求。
红外接收管主体分为发射端和接受端两部分，发射端主体为红外发射接受管，原始信号经过信号调制电路调制再经过信号放大电路放大后由发射管进行输出，红外发射接受管内部由光电二极管和红外接受I C组成,光电二极管(俗称接收头)其接收到红外发射接受管发射出的光信号后转换为电信号(为微安级的电流)，此电信号输入到接收I C内部经过放大--增益--滤波--解调变--整形还原后，还原遥控器给出的原始编码，通过接收头信号输出脚输入到后面的代码识别电路。但是现有的红外发射接受电路存在易受干扰，接口适用性不广，便携性不强等问题。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种应用于红外抄表的USB通信红外收发电路，解决了现有技术中红外发射接受电路易受干扰，接口适用性不广，便携性不强的问题。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种应用于红外抄表的USB通信红外收发电路，包括：红外收发电路、振荡电路、调谐电路和USB转TTL电路；所述USB转TTL电路用于供电及通过USB口与外部进行数据传输；所述红外收发电路包括：红外发射管、红外接收管及三极管开关电路；
所述红外收发电路向智能电表发送信号的过程包括：所述振荡电路产生38Khz的正弦波后输入进入所述调谐电路，所述调谐电路将所述38Khz的正弦波转换为38Khz的方波；所述USB转TTL电路将外部发送进来的信号转成TTL电平信号，通过所述三极管开关电路将所述TTL电平信号叠加于所述38Khz的方波上，经过所述红外发射管发送给所述智能电表；
所述红外收发电路接收所述智能电表发送的数据的过程包括：所述红外接收管接收到所述智能电表发送的数据信号后，由所述调谐电路将所述数据信号转换为数字信号，通过所述USB转TTL电路转换将所述数字信号转换为为USB信号后发送出去。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述USB转TTL电路包括：FT232及其外围电路。
进一步，所述振荡电路包括：无源晶振及与其匹配的电容。
进一步，所述调谐电路包括：与非门及三极管开关电路；
所述与非门将所述38Khz的正弦波转换为38Khz的方波；
所述USB转TTL电路输出的所述TTL电平信号经过所述三极管开关电路后叠加到所述38Khz的方波上。
进一步，所述红外接收管接收到所述智能电表发送的数据信号后，经过所述与非门进行调制转换为所述数字信号。
进一步，所述三极管开关电路包括：三极管Q22和三极管Q23；
所述三极管Q22和三极管Q23的基极与所述USB转TTL电路的输出端以及所述调谐电路连接，所述三极管Q23的集电极与电压源连接，所述三极管Q23的发射极与所述三极管Q22集电极连接，所述三极管Q22的发射极经过所述红外发射管后接地。
进一步，所述红外接收管将红外线光信号转换为电信号后，通过所述调谐电路输出至所述USB转TTL电路。
采用上述进一步方案的有益效果是：抗干扰性强，方便携带，接口适用性广，可适用于各种常规移动终端。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种应用于红外抄表的USB通信红外收发电路的结构框图；
图2为本实用新型提供的一种应用于红外抄表的USB通信红外收发电路的实施例的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示为本实用新型提供的一种应用于红外抄表的USB通信红外收发电路的结构框图，由图1可知，该红外收发电路包括：红外收发电路、振荡电路、调谐电路和USB转TTL电路；所述USB转TTL电路用于供电及通过USB口与外部进行数据传输；所述红外收发电路包括：红外发射管、红外接收管及三极管开关电路。
所述红外收发电路向智能电表发送信号的过程包括：所述振荡电路产生38Khz的正弦波后输入进入所述调谐电路，所述调谐电路将所述38Khz的正弦波转换为38Khz的方波；所述USB转TTL电路将外部发送进来的信号转成TTL电平信号，通过所述三极管开关电路将所述TTL电平信号叠加于所述38Khz的方波上，经过所述红外发射管发送给所述智能电表。
所述红外收发电路接收所述智能电表发送的数据的过程包括：所述红外接收管接收到所述智能电表发送的数据信号后，由所述调谐电路将所述数据信号转换为数字信号，通过所述USB转TTL电路转换将所述数字信号转换为为USB信号后发送出去。
本实用新型提供的一种应用于红外抄表的USB通信红外收发电路，解决了现有技术中红外发射接受电路易受干扰，接口适用性不广，便携性不强的问题。
实施例1
本实用新型提供的实施例1为本实用新型提供的一种应用于红外抄表的USB通信红外收发电路的实施例，如图2所示为本实用新型提供的一种应用于红外抄表的USB通信红外收发电路的实施例的电路原理图。
由图1和图2可知，红外收发电路的实施例包括：红外收发电路、振荡电路、调谐电路和USB转TTL电路；所述USB转TTL电路用于供电及通过USB口与外部进行数据传输；所述红外收发电路包括：红外发射管、红外接收管及三极管开关电路。
所述红外收发电路向智能电表发送信号的过程包括：所述振荡电路产生38Khz的正弦波后输入进入所述调谐电路，所述调谐电路将所述38Khz的正弦波转换为38Khz的方波；所述USB转TTL电路将外部发送进来的信号转成TTL电平信号，通过所述三极管开关电路将所述TTL电平信号叠加于所述38Khz的方波上，经过所述红外发射管发送给所述智能电表。
所述红外收发电路接收所述智能电表发送的数据的过程包括：所述红外接收管接收到所述智能电表发送的数据信号后，由所述调谐电路将所述数据信号转换为数字信号，通过所述USB转TTL电路转换将所述数字信号转换为为USB信号后发送出去。
在一种可能的实施例中，所述USB转TTL电路包括：FT232及其外围电路。
具体实施中，USB转TTL电路主体部分为FT232集成电路,FT232集成电路内部集成电平转换电路，整体功能由FT232及外围元器件组合完成：
输入电容用于输入电压的滤波，防止出现瞬变大电压，电容的电压选择应该至少为输入电压的1.25倍，采用了107/16V、475/50V和104/50V的陶瓷电容。
USBLC6为瞬时保护器件，用来防止静电造成的瞬间高电压损坏。
R19和R20为串接电阻，用于当外部USB线较长时进行阻抗匹配，R7和R9为串口切换电阻，若外部需要TTL接口可通过R7和R9连接。R17和R18为限流电阻，防止电流超过LED电流限制，RXLED及TXLED用于指示发射接受状态及速率。
在一种可能的实施例中，所述振荡电路包括：无源晶振及与其匹配的电容。
如图2所示，无源晶振X1的参数为38Khz，按照匹配电容计算公式CL＝(C2*C3)/(C2*C3)+CS计算及规格书推荐参数选取值为12.5pF的匹配电容，同时串联22MΩ电阻R11及220kΩ电阻R2用以降低晶体的激励功率，防止损坏及限制振荡幅度。
在一种可能的实施例中，所述调谐电路包括：与非门及三极管开关电路。
所述与非门将所述38Khz的正弦波转换为38Khz的方波。
具体实施中，如图2所示，当38Khz频率正弦波在周期内低于与非门低阈值时，与非门2Y引脚输出数字低电平。当38Khz频率正弦波在周期内高于与非门高阈值时，与非门2Y引脚输出数字高电平。因此可在与非门2Y引脚得到一个38Khz的方波。
所述USB转TTL电路输出的所述TTL电平信号经过所述三极管开关电路后叠加到所述38Khz的方波上。
当USB转TTL电路的TXD有输出时，通过三极管开关电路将TXD波形叠加于38khz方波上通过红外发射接受管进行发送。
在一种可能的实施例中，所述红外接收管接收到所述智能电表发送的数据信号后，经过所述与非门进行调制转换为所述数字信号。
当红外发射接受管接受到高电平时，3A与3B相与得到高，通过非门后通3Y输出至4A，此时4A为低，而4B外部经R15上拉为高，高低相与得低，再经过非门后通过4Y输出至RXD为高。当红外发射接受管接受到低电平时，3A与3B相与得到低，通过非门后通3Y输出至4A，此时4A为高，而4B外部经R15上拉为高，高高相与得高，再经过非门后通过4Y输出至RXD为低。由此通过调谐电路，红外发射接受管数据可正确传输至FT232集成IC。
在一种可能的实施例中，所述三极管开关电路包括：三极管Q22和三极管Q23。
所述三极管Q22和三极管Q23的基极与所述USB转TTL电路的输出端以及所述调谐电路连接，所述三极管Q23的集电极与电压源连接，所述三极管Q23的发射极与所述三极管Q22集电极连接，所述三极管Q22的发射极经过所述红外发射管后接地。
具体实施中，如图2所示，红外发射电路由红外发射管及三极管开关电路组成，R21、R22、R23和R24为限流电阻，用于为三极管提供基极电流。同时38Khz频率方波叠加于三极管Q22和三级管Q23基极。R3为限流电阻，用于为三级管Q22和三级管Q23提供集电极电流，当TXD为高时，三级管Q23导通，三级管Q22集电极电压电流通过三级管Q23提供，三极管Q22导通，红外发射管发射。当TXD为低时，三级管Q23截止，三极管Q22无集电极电压电流，三极管Q22截止，红外发射管截止发射。
在一种可能的实施例中，所述红外接收管将红外线光信号转换为电信号后，通过所述调谐电路输出至所述USB转TTL电路。
具体实施中，如图2所示，红外接受电路由红外接收及外部元器件构成，红外接收二极管通过R13电阻进行限流供电，红外接收管将红外线光信号转换为电信号并通过OUT引脚进行输出，通过调谐电路输出至FT232集成电路。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (7)
1.一种应用于红外抄表的USB通信红外收发电路，其特征在于，所述红外收发电路包括：红外收发电路、振荡电路、调谐电路和USB转TTL电路；所述USB转TTL电路用于供电及通过USB口与外部进行数据传输；所述红外收发电路包括：红外发射管、红外接收管及三极管开关电路；
所述红外收发电路向智能电表发送信号的过程包括：所述振荡电路产生38Khz的正弦波后输入进入所述调谐电路，所述调谐电路将所述38Khz的正弦波转换为38Khz的方波；所述USB转TTL电路将外部发送进来的信号转成TTL电平信号，通过所述三极管开关电路将所述TTL电平信号叠加于所述38Khz的方波上，经过所述红外发射管发送给所述智能电表；
所述红外收发电路接收所述智能电表发送的数据的过程包括：所述红外接收管接收到所述智能电表发送的数据信号后，由所述调谐电路将所述数据信号转换为数字信号，通过所述USB转TTL电路转换将所述数字信号转换为为USB信号后发送出去。
2.根据权利要求1所述的红外收发电路，其特征在于，所述USB转TTL电路包括：FT232及其外围电路。
3.根据权利要求1所述的红外收发电路，其特征在于，所述振荡电路包括：无源晶振及与其匹配的电容。
4.根据权利要求1所述的红外收发电路，其特征在于，所述调谐电路包括：与非门及三极管开关电路；
所述与非门将所述38Khz的正弦波转换为38Khz的方波；
所述USB转TTL电路输出的所述TTL电平信号经过所述三极管开关电路后叠加到所述38Khz的方波上。
5.根据权利要求4所述的红外收发电路，其特征在于，所述红外接收管接收到所述智能电表发送的数据信号后，经过所述与非门进行调制转换为所述数字信号。
6.根据权利要求1所述的红外收发电路，其特征在于，所述三极管开关电路包括：三极管Q22和三极管Q23；
所述三极管Q22和三极管Q23的基极与所述USB转TTL电路的输出端以及所述调谐电路连接，所述三极管Q23的集电极与电压源连接，所述三极管Q23的发射极与所述三极管Q22集电极连接，所述三极管Q22的发射极经过所述红外发射管后接地。
7.根据权利要求1所述的红外收发电路，其特征在于，所述红外接收管将红外线光信号转换为电信号后，通过所述调谐电路输出至所述USB转TTL电路。
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