一种微功耗红外通信的无线数据采集器制造技术

一种微功耗红外通信的无线数据采集器，涉及数据采集器，其特征在于：包括分别和嵌入式微控制器（４）连接的模拟量输入电路（１）、开关量输入电路（２）、锂电池供电路（３）、红外发射电路（５）和红外接收电路（６），红外发射电路（５）包括多个串联的红外发射管。本实用新型专利技术所述的微功耗红外通信的无线数据采集器，利用９４０ｎｍ近红外波段的红外光为传递信息的载体，采用多个发射管串联同时发送通信，使得数据通信的覆盖方位角增大，通信距离变远，最远可以达到８米左右。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及数据采集器，具体的说是一种微功耗红外通信的无线数据采集 器。
技术介绍
目前大多数的无线数据采集通信采用传统的无线电磁波传输方式，该方式功耗 大，相应带来电磁干扰和电磁兼容性的问题，在某些特定的场合，如电力高压系统、医院和 携带心脏起搏器人员的特殊环境和人员无法使用，影响周围电气设备和人员的安全事故。 红外通信有着成本低廉、连接方便、简单易用和结构紧凑的特点，因此在小型的移 动设备中获得了广泛的应用。目前大多数作为数据采集的终端希望通过串口或红外接口与 移动设备(如掌上电脑等)进行通信，和传统的遥控器中采用的红外相比较，红外数据传输 的实现方式是不同的。由于这种通信方式具有可靠性高、保密性好、设计成本低、连接方便、 简单易用、结构紧凑等特点，在电子产品中具有广阔的发展潜力。目前，已被广泛应用于遥 控遥领U、智能仪表、计算机终端、电话机、移动电话、寻呼机、电子商务、数字照相机、工业设 备和医疗设备等领域。 红外通信是利用940nm近红外波段的红外线为传递信息的载体，即通信信道。发 送端用脉时调制(PPM)方式，将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，并利用该脉 冲序列驱动红外线发射管以光脉冲的形式向外发射红外光，而接收端将接收到的光脉冲信 号转换成电信号，在经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原成二进制数字电 信号后输出。简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用 红外信道进行传输，而红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。红外通讯采用点对 点的数据传输协议，是目前国际上普遍采用的无线传输技术。它采用红外波段内的近红外 线，波长在0. 75um至25um之间，通讯距离一般在0到1米之间，它的频率高于微波而低于 可见光。 但是普通的红外数据采集和通信具有以下不足和缺点 1、通信距离短，不能满足实际中技术要求。 2 、通信的指向性比较强，不利于可靠的通信。 3、普通数据采集系统的功耗大，不适合电池供电。 4、普通数据采集系统体积大，不适合便携和移动的数据采集。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种微功耗红外通信的无线数据采集器，解决通信距离短、通信的指向性比较强、功耗大、体积大的缺点。为达到以上目的，本技术采取的技术方案是 —种微功耗红外通信的无线数据采集器，其特征在于包括分别和嵌入式微控制 器4连接的模拟量输入电路1、开关量输入电路2、锂电池供电路3、红外发射电路5和红外接收电路6，红外发射电路5包括多个串联的红外发射管。 在上述技术方案的基础上，红外发射电路5包括3个呈品字形分布的红外发射管。 在上述技术方案的基础上，红外发射电路5包括4个呈矩形分布的红外发射管。 在上述技术方案的基础上，红外发射电路5包括5个以上呈扇形分布的红外发射管。 在上述技术方案的基础上，红外发射电路5包括9个按3X 3矩阵分布的红外发射管。 在上述技术方案的基础上，嵌入式微控制器4中包括至少一个用于连接PC机的 RS232串口 。 在上述技术方案的基础上，嵌入式微控制器4的型号为C8051F350。 本技术所述的微功耗红外通信的无线数据采集器，利用940nm近红外波段的红外光为传递信息的载体，采用多个发射管串联同时发送通信，使得数据通信的覆盖方位角增大，通信距离变远，最远可以达到8米左右。嵌入式微控制器C8051F350带有模拟/数字转换器A/D，程序可以动态地改变自身工作的晶体振荡器地频率，因此可采用改变工作频率的方式，使得微控制器的功耗低，供电电压在3. 6V时，在不通信时3 5mA，通信时瞬时电流在15mA。附图说明本技术有如下附图 图1微功耗红外通信的无线数据采集器的结构框图 图2红外发射电路实施例 图3锂电池供电路实施例 图4嵌入式微控制器实施例 图5红外数据接收装置的结构框图实施例 图6红外数据通信的接收电路和PC上位机通信接口电路实施例具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。 如图1所示，本技术所述的微功耗红外通信的无线数据采集器，包括分别和 嵌入式微控制器4连接的模拟量输入电路1、开关量输入电路2、锂电池供电路3、红外发射 电路5和红外接收电路6，红外发射电路5包括多个串联的红外发射管。每个红外发射管的 指向不同方位，可同时多方位的发送通信，增大了发射方位角，克服因为接收管和发射管因 对不准而造成的通信不可靠的问题。上述技术方案中所述的电路均可采用现有技术实现。 红外发射电路5包括至少3个红外发射管。本技术采用多个红外线发射管的发射电路 /单个红外接收管FT002的电路的方式，从而解决现有的红外线接收/发射装置通信时接收 方向角度小技术问题。 在上述技术方案的基础上，红外发射电路5包括3个呈品字形分布的红外发射管。 在上述技术方案的基础上，红外发射电路5包括4个呈矩形分布的红外发射管。 在上述技术方案的基础上，红外发射电路5包括5个以上呈扇形分布的红外发射管。 在上述技术方案的基础上，红外发射电路5包括9个按3X 3矩阵分布的红外发射管。 在上述技术方案的基础上，嵌入式微控制器4中包括至少一个用于连接PC机的 RS232串口 。 在上述技术方案的基础上，嵌入式微控制器4的型号为C8051F350。 图2为红外发射电路5的一个具体实例，由型号为74LS02的或非门U4A、 U4B、电 阻R38、 R18、 R19、 C17和电位器RW1组成38KHz的振荡电路，输出38KHz的方波信号到U4C 的8脚，与来自嵌入式微控制器4的发送数据信号TXD相或非后，经过电阻R17驱动三极管 Q6的基极，驱动940nm的三个红外发射管LED_1、LED_2和LED_3， R16、C15和C16组成电源 退耦电路，防止红外发射管工作时的干扰纹波的影响。该电路采用三个红外发射管同时发 射工作，使得通信的可靠性得到提高。由TXD来控制信号发送，当TXD信号为高电平时，禁 止发送红外信号；若TXD信号为低电平时，反向后的异步串行数据调制38KHz载波，然后推 动达林顿管Q6，使红外发射管发送信号。红外发射管采用HG505中功率红外二级管，峰值发 射波长为940nm，辐射功率为50mW左右。 图3为锂电池供电路3的一个具体实施例，在图3所示的DC/DC变换供电电源电 路中，电池或者外接电源从连接器JBATT引入，经过DC/DC变换集成电路MIC4680和相应的 外围电路后，从连接器J3输出稳定的3. 3V直流电源给嵌入式微控制器4供电，其中R10、 R33和C8组成电源的开关使能电路。L1、D14、C9、C10、R11、R12、D15、D16、R13、C12和C13 组成输出滤波和保护电路，D15起防止电源过压保护的作用，D16起防止电源接反保护的作 用。图3中连接器J3连接一个大容量的法拉级的双电解层电容C11，防止发送红外信号的 冲击电流对电源的影响。该电源电路具有输入电压范围宽，从4. 5V到40V都可以工作，电 源纹波低的特点。 图4为嵌入式微控制器的一个具体实施例，其核心是型号为C8051F350的嵌入式 微控制器，C8051F350内部带有24位A - E结构的A/D转换器，自带模拟切换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微功耗红外通信的无线数据采集器，其特征在于：包括分别和嵌入式微控制器（４）连接的模拟量输入电路（１）、开关量输入电路（２）、锂电池供电路（３）、红外发射电路（５）和红外接收电路（６），红外发射电路（５）包括多个串联的红外发射管。

【技术特征摘要】
一种微功耗红外通信的无线数据采集器，其特征在于包括分别和嵌入式微控制器(4)连接的模拟量输入电路(1)、开关量输入电路(2)、锂电池供电路(3)、红外发射电路(5)和红外接收电路(6)，红外发射电路(5)包括多个串联的红外发射管。2. 如权利要求1所述的微功耗红外通信的无线数据采集器，其特征在于红外发射电 路(5)包括3个呈品字形分布的红外发射管。3. 如权利要求1所述的微功耗红外通信的无线数据采集器，其特征在于红外发射电 路(5)包括4个呈矩形分布的红外发射管。4. 如权利要求1所述的微功耗红外通信的无线数据采集器，其特征在于红外发射电 路(5)包...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭涛，黄尚平，李享元，
申请(专利权)人：武汉本杰明自动化设备工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]