一种光电直读式智能模块信号采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了涉及光电信号采集技术领域的一种光电直读式智能模块信号采集装置，解决了红外发射管和光敏接收管适配性较差、外部环境光对读数准确度的影响较大和适用电压范围较小的问题。其技术要点：包括单片机IO口控制开关组件、光电信号采集单元、信号采集组件和供电模块，所述信号采集组件包括红外发射管、光敏接收管、模数转换器、开关器件、取样电阻R3、第一限流电阻R1和第一限流电阻R2。增加红外发射管的发光强度，并使发光强度高于环境光，有效提高了信号采集的灵敏度，达到了红外发射管和光敏接收管适配性较好、外部环境光对读数准确度的影响较小和适用电压范围较大的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种光电直读式智能模块信号采集装置
本技术涉及光电信号采集
，特别是一种光电直读式智能模块信号采集装置。
技术介绍
目前智能远传表具有一种通过加装光电传感器组件采集仪表字轮数据编码并输出仪表机械字轮读数的装置，即光电直读式智能模块，简称光电直读模块。该模块含有计数器机械字轮组单元、光电传感单元、采集信号处理单元、处理数据输出单元。计数器机械字轮组单元，设有随表具的运转的转动的字轮，通过字轮的转动以表示表具测量所得的数值。在计数器机械字轮组单元的字轮上开孔槽，将字轮上不同的丝印数字(如0～9)均有唯一对应开孔槽方式。光电传感单元包括分别位于孔槽两侧的红外发射管和光敏接收管，通过孔槽透光导通情况，能识别出相对应的信号，信号与数字读数对应，可识别出字轮数据读数。光电传感单元，通过红外发射管和光敏接收管对射方式采集字轮读数，红外发射管发射出信号，光敏接收管接收信号，当光敏接收管接收到信号判定为信号1，当光敏接收管接收不到信号判定为信号0。通过5对这样的光电传感单元，将字轮上开孔槽通过光电组件转换成数字信号，从而能根据不同的光电传感单元输出的信号判断多种不同的读数。采集信号处理单元，通过内部比较光电传感单元得到的字轮数据编码进而对应字轮丝印的数字，每个数字均有唯一对应方式，从而得到计数器机械字轮组单元显示的数据。处理数据输出单元，将采集到的数据通过通讯口输出采集数据。现有技术中还有通过光电信号采集单元对字轮读数进行采集的装置，计数器机械字轮组单元包括单片机ADC转换单元，采集到的读数AData与表内设定阈值VData比较，当AData值大于Vref值，为光敏接收管没接收到信号，判定为信号0，当AData值小于Vref值，为光敏接收管接收到信号，判定为信号1，从而通过5组光电传感单元可以得到字轮数据编码。再通过采集信号处理单元和处理数据输出单元进行数字信号的处理和输出。公告号为CN102980604B的中国技术专利于2015年4月22日公开了一种光电直读解码器及解码方法，用于对仪表的机械字轮的计数予以解码而自动读表，包括中央处理器、红外光电传感器模组、通信组件和直流电源；初始时，设置中央处理器的Cr脚为低电平，对传感器模组的红外光发射二极管发出一定周期的高/低电平脉冲信号，同时检测红外光敏三极管上的Vce，并对采样到的数据进行ADC逐级量化处理，获取动态平均阈值电压VHLaVr、接收低电平时的平均值电压VHaVr和接收高电平时的平均值电压VLaVr，通过比较VLaVr+V和VHLaVr，区分逻辑电平“0”和“1”，解出红外收发管对所对应的数码，再通过通信组件将数据传输出去，实现通过光电信号读取仪表读数的功能。随着技术的发展，光电直读模块有很大的应用范围，但已有的光电直读模块，不足表现在如下方面：受红外和光敏接收管等级配对限制，不同配比等级光敏接收管接收信号导通强度不同，不同等级红外发射管发射红外光强也不同，相对应的单片机ADC转换单元采集数据也不同，使得厂家在选用红外发射管和光敏接收管受到限制，不利于生产且增加生产成本，效果也不好；外部环境光强容易受到干扰，很多仪表使用环境为户外环境，且无环境光保护，导致光电直读模块受环境光强度影响较大，无法解决外部环境对光电直读模块造成输出数据错误的影响；部分光电直读模块采用电池供电，当电池电压不同，也会影响数据采集结果，不能做到宽电压范围使用。由于以上多种缺陷的存在，导致光电直读模块在仪表中使用长期工作稳定性不高，推广难度加大。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点，本技术的目的是提供一种光电直读式智能模块信号采集装置，具有红外发射管和光敏接收管适配性较好、外部环境光对读数准确度的影响较小和适用电压范围较大的优点。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光电直读式智能模块信号采集装置，包括单片机IO口控制开关组件、光电信号采集单元、信号采集组件和供电模块，所述信号采集组件包括红外发射管、光敏接收管、模数转换器、开关器件、取样电阻R3、第一限流电阻R1和第一限流电阻R2，所述开关器件与供电模块电性连接，所述第一限流电阻R1两端分别与开关器件和红外发射管电性连接，所述第一限流电阻R2两端分别与供电模块和红外发射管电性连接，所述取样电阻R3两端分别与供电模块和光敏接收管电性连接，所述模数转换器电性连接于取样电阻R3和光敏接收管之间，所述模数转换器和单片机IO口控制开关组件均与光电信号采集单元通信地耦合，所述光电信号采集单元内设有用于判断是否加强红外发射管发射强度的环境光阈值Vref1、比较阈值Vref2和检测阈值VData，所述单片机IO口控制开关组件与开关器件电性连接。作为本技术的进一步改进：所述光敏接收管接地。作为本技术的进一步改进：所述信号采集组件共设置5个。与现有技术相比，本技术的有益效果是：通过取样电阻R3、第一限流电阻R1和第一限流电阻R2的设置，能有效防止通过红外发射管和光敏接收管的电流过大，起到保护红外发射管和光敏接收管的作用，也能起到提高红外发射管和光敏接收管适用电压范围的效果，达到红外发射管和光敏接收管适用电压范围较大的优点。通过单片机IO口控制开关组件、光电信号采集单元和开关器件的设置，能够通过断开和闭合开关器件，调节红外发射管的发光强度，保证在检测过程中红外发生管的发光强度高于环境光强度，从而提高检测灵敏度，达到外部环境光对读数准确度影响较小的优点。通过调节红外发射管的发光强度，使红外发射管能适配不同的光敏接收管，达到红外发射管和光敏接收管适配性好的优点。附图说明图1为本实施例中信号采集组件的电路图；图2为本实施例的检测流程。具体实施方式现结合附图说明与实施例对本技术进一步说明：实施例：一种光电直读式智能模块信号采集装置，如图1和图2所示，包括单片机IO口控制开关组件、光电信号采集单元、信号采集组件和供电模块，单片机IO口控制开关组件和光电信号采集单元均与供电模块电性连接，通过供电模块给单片机IO口控制开关组件和光电信号采集单元供电，信号采集组件包括红外发射管、光敏接收管、模数转换器、开关器件、取样电阻R3、第一限流电阻R1和第一限流电阻R2，开关器件与供电模块电性连接，第一限流电阻R1两端分别与开关器件和红外发射管电性连接，第一限流电阻R2两端分别与供电模块和红外发射管电性连接，取样电阻R3两端分别与供电模块和光敏接收管电性连接，模数转换器电性连接于取样电阻R3和光敏接收管之间，模数转换器和单片机IO口控制开关组件均与光电信号采集单元通信地耦合，光电信号采集单元内设有用于判断是否加强红外发射管发射强度的环境光阈值Vref1、比较阈值Vref2和检测阈值VData，单片机IO口控制开关组件与开关器件电性连接。光敏接收管接地。信号采集组件共设置5个。在采集读数前，光敏接收管先检测外部环境光强度，采集环境光信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电直读式智能模块信号采集装置，包括单片机IO口控制开关组件、光电信号采集单元、信号采集组件和供电模块，其特征在于：所述信号采集组件包括红外发射管、光敏接收管、模数转换器、开关器件、取样电阻R3、第一限流电阻R1和第一限流电阻R2，所述开关器件与供电模块电性连接，所述第一限流电阻R1两端分别与开关器件和红外发射管电性连接，所述第一限流电阻R2两端分别与供电模块和红外发射管电性连接，所述取样电阻R3两端分别与供电模块和光敏接收管电性连接，所述模数转换器电性连接于取样电阻R3和光敏接收管之间，所述模数转换器和单片机IO口控制开关组件均与光电信号采集单元通信地耦合，所述光电信号采集单元内设有用于判断是否加强红外发射管发射强度的环境光阈值Vref1、比较阈值Vref2和检测阈值VData，所述单片机IO口控制开关组件与开关器件电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种光电直读式智能模块信号采集装置，包括单片机IO口控制开关组件、光电信号采集单元、信号采集组件和供电模块，其特征在于：所述信号采集组件包括红外发射管、光敏接收管、模数转换器、开关器件、取样电阻R3、第一限流电阻R1和第一限流电阻R2，所述开关器件与供电模块电性连接，所述第一限流电阻R1两端分别与开关器件和红外发射管电性连接，所述第一限流电阻R2两端分别与供电模块和红外发射管电性连接，所述取样电阻R3两端分别与供电模块和光敏接收管电性连接，所述模数转换器电性连接于取样电阻R3和光敏接...

【专利技术属性】
技术研发人员：游汉枝，
申请(专利权)人：广州市兆基仪表仪器制造有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44