一种基于红外通信的智能化抄表器电路制造技术

本发明专利技术设计了一种应用于适用于智能电表的数据采集与读取工作的基于红外通信的智能化抄表器电路。该电路结构简单、功耗更低，集成度更高；红外接收电路采用自主设计方式来完成接收电路的设计，设汁灵活，可以进行二次设计开发。整个电路的设计可以提高智能抄表电路的抗干扰性能和集成度、简化电路设计、降低功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于红外通信的智能化抄表器电路，适用于智能电表的数据采集与读取工作。
技术介绍
物联网技术从提出到现今，得到了飞速的发展和完善。智能电网是物联网建设的基础，是关系国计民生的重要基础。与传统电网相比，智能电网提供了更完整和更全面的电网状态监测图，智能电表是智能电网建设的核心。高精度智能电表的出现对抄表系统提出了更高的要求，由于其高精度和智能的特点，在实际的抄表过程中，能影响其性能的因素也比普通电表更多，诸如变压器损耗、谐波失真、非同步采样，以及非线性元件中的任何故障都将会导致其性能参数的严重降低，使抄表变得尤为困难。因而，现阶段研究高精度智能电表抄表技术有着极其重要的现实意义。红外通信传输是实现远程抄表系统的一种重要方法．它以红外线作为载体传输用户电能数据信息，通过红外发射器和红外接收器完成信号的空间传输。数字信号经过编码和调制后，通过光电变换电路转换为驱动红外发光二极管光脉冲。该光脉冲在接收端通过红外接收器进行光电变换，然后把信号解调和解码后得到原信号，即用户的电能表数据。现有的基于红外通信的智能抄表电路设计较为复杂，功耗较高，集成度小，准确度易受外在干扰影响，性能有待提高。
技术实现思路
为了克服现有红外通信的智能抄表电路设计较为复杂，功耗较高，集成度小，准确度易受外在干扰影响的缺点，提高智能抄表电路的抗干扰性能和集成度、简化电路设计、降低功耗，本专利技术设计了一种新型红外通信的智能化抄表器电路。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是。在新型红外通信的智能化抄表器电路中设计了重要的两个部分：红外发射电路，红外接收电路。其中红外发射电路该电路包含定时器电路、电平转换电路及与单片机接口电路。设计的定时器电路由美同安森美公司的MCl455芯片及其附属电路构成。MCl455比传统的NE555组成的定时器电路功耗更低，集成度更高。红外接收电路则由PIN型光电二极管接收光信号后直接进入带通滤波器，然后依次进人限幅放大器和前置放大器．这样可以避免周边环境光使前置放大器进入饱和区或者截止区，进而影响红外传输距离。本专利技术的有益效果是：红外发射电路采用MCl455芯片构成定时器电路，功耗更低，集成度更高；红外接收电路采用自主设计方式来完成接收电路的设计，设汁灵活，可以进行二次设计开发。整个电路的设计可以提高智能抄表电路的抗干扰性能和集成度、简化电路设计、降低功耗。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是红外发射电路。图2是红外接受电路框图。图3是检波器电路。图4是积分器电路。图1中，D1为发光二极管，M1为功率放大管。具体实施方式图1中，R1、R2和C1为定时器脉宽调制控制元件。MCl455的3脚输出低电平时，7脚通过R2对C3和C1放电，若3脚输出高电平时，电源通过R1、R2对C3和C1充电。单片机TXD发出的信号经过电平转换送入MCl455的4脚，该信号决定了调制信号的频率。由于单片机输出加入载波频率为38kHz的调幅信号来驱动TXD的微弱信号；然后，再用已调制的信号对红外光进行光调制，驱动红外发光管D，向外发射红外光。D1为发光二极管，位于凸透镜的物方焦点处，接收二极管位于凸透镜的像方焦点处，这样可使二极管的发射光平行出射，发射光遇到障碍物以后反射回来经凸透镜聚焦到红外接收二极管，红外发光二极管与红外接收二极管处于同一平面。M1为功率放大管，驱动发光二极管发射振荡的红外光脉冲。MCl455的3脚为控制信号，发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制的距离与发射功率成正比。为了增加红外线的控制距离，红外发光二极管工作于脉冲状态。调制光的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高峰值电流，就能增加红外光的发射距离。通信过程中应避免太阳光和其他干扰光直射到接收器窗口上。前置放大器M1的反馈电阻R3阻值较小，增大通信距离，使光最强时运算放大器处于线性工作区。图2中，采用PIN型光电二极管，把接收到的红外光脉冲信号变成电流脉冲信号，并依次通过带通滤波器、前置放大器、检波器、积分器及整形电路。然后，将红外PIN管送来的脉冲信号进行放大并送入限幅放大器，使其变为矩形脉冲，通过滤波器进行频率选择，滤除干扰信号，由检波器滤除载频检出原始信号,经波形整形后，送入单片机的RXD端口。其中带通滤波器选用MCl4413，前置放大器和限幅放大器选用TLC262系列芯片。图3中，当输入为正向调幅波形时，二极管D导通。由于时间常数较小，电容充电快，输出电压可以瞬间到达很大的数值．当输入的电压幅值由波峰向波谷变化时，二极管D截止，电容C把在充电期间累积的电荷通过电阻R释放出；由于时间常数较大，电容放电较慢，电容Cl起到隔离直流电压的作用，输出信号为解调恢复后的原调制信号。图4中，C2的加入减小了电路中的1/f噪声，增大了对直流信号的抑制程度，但会使积分器的频带宽度受到影响。为了避免数字信号对模拟部分的干扰和各个模块之间的相互串扰，在数字电源和模拟电源及数字地和模拟地之间分别用磁珠隔离，防止高频信号通过连接线进入模拟模块。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于红外通信的智能化抄表器电路，包括重要的两个部分：红外发射电路，红外接收电路；其特征是红外发射电路该电路包含定时器电路、电平转换电路及与单片机接口电路；红外接收电路则由PIN型光电二极管接收光信号后直接进入带通滤波器，然后依次进人限幅放大器和前置放大器。

【技术特征摘要】
1.一种基于红外通信的智能化抄表器电路，包括重要的两个部分：红外发射电路，红外接收电路；其特征是红外发射电路该电路包含定时器电路、电平转换电路及与单片机接口电路；红外接收电路则由PIN型光电二极管接收光信号后直接进入带通滤波器，然后依次进人限幅放大器和前置放大器。2.根据权利要求1所述的一种基于红外通信的智能化抄表器电路，其特征是所述定时器电路由美同安森美公司的MCl455芯片及其附属电路构成；MCl455比传统的NE555组成的定时器电路功耗更低，集成度更高；R1、R2和C1为定时器脉宽调制控制元件，MCl455的3脚输出低电平时，7脚通过R2对C3和C1放电，若3脚输出高电平时，电源通过R1、R2对C3和C1充电；单片机TXD发出的信号经过电平转换送入MCl455的4脚，D1为发光二极管，位于凸透镜的物方焦点处，接收二极管位于凸透镜的像方焦点处，这...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚秀清，
申请(专利权)人：褚秀清，
类型：发明
国别省市：辽宁;21