光电直读解码器及解码方法技术

本发明专利技术涉及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。本发明专利技术光电直读解码器及解码方法解码稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计量仪表光电传感技术，尤其是涉及水表、气表和电表等仪表的机械计数器字轮上的数字解码转成可供仪表识别的数字信号的。技术背景目前，在IC卡仪表和远程抄表的仪表中，米用光电传感技术实现对机械字轮数据解码的技术越来越普及了，其优点在于无需定期去采样脉冲计量信号，只需要读取数据的时候才通电读取字轮数据，省电、可靠。光电直读仪表采用的字轮主要有反射式和透射式两种，透射式字轮因编码也比较容易，易于加工，因此最为普及。然而，现有技术中，采用光电传感技术的光电直读仪表，解码数据与字轮数据有时候不一致、存在稳定可靠性不闻等缺陷
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种稳定可靠的。本专利技术解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现设计、制作一种光电直读解码器，用于对仪表上机械字轮的计数进行解码实现自动读表，包括中央处理器、至少一组红外光电传感器模组、通信组件和直流电源；所述中央处理器具有通信接口、至少四路ADC接口和至少五路I/O端口 ；一组红外光电传感模组对应仪表的一个字轮，包括至少四对红外收发管对，每对红外收发管对包括一个红外光发射二极管和一个红外光敏三极管；红外光发射二极管的负极与红外光敏三极管的发射极相连并接至中央处理器的Cr脚，红外光发射二极管的正极串联一电阻接至中央处理器的I/O端口， 红外光敏三极管的集电极接至中央处理器的ADC接口和串联一电阻连接至直流电源；初始时，设置中央处理器的Cr脚为低电平,对红外光电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Vce进行 ADC逐级量化处理，获取接收红外脉冲序列低电平时的平均值电压VHavr和接收红外脉冲序列高电平时的平均值电压VLavr，计算VLavr和VHavr之和并除以2后得到的动态平均阈值电压VHLavr，比较VLavr+V (V为偏置常量)和VHLavr，当(VLavr+V) > VHLavr时，得到的逻辑电平为“ 1”，否则为逻辑电平“O” ;继续计算同一组字轮上的其它红外收发管对的逻辑电平，并对这四组逻辑电平进行组合编码，再通过软件查表解出红外收发管对所对应的字轮的数码，最后经通信接口和通信组件将数据传输出去。所述通信接口为USART接口。—般而言,仪表的机械字轮有多个，对应地，本专利技术光电直读解码器具有多组红外光电传感模组，每组红外光电传感模组又具有四对以上的红外收发管对；中央处理器具有不少于红外收发管对数量的ADC接口和I/O端口 ；每个红外光电传感模组上所有红外光敏三极管的发射极与红外光发射二极管的负极全部相连在一起并连接至中央处理器上相对应的一个Cr脚；初始时，中央处理器设置选定需要解码的红外光电传感模组所对应的Cr脚为低电平，无需解码的红外光电传感模组所对应的Cr脚为高电平，依次对该模组的红外发射二极管发出一定周期的高/低电平脉冲信号，同时检测对应红外光敏三极管上的Vce，并对采样到的数据ADC逐级量化处理，获取接收红外脉冲序列低电平时的平均值电压VHavr和接收红外脉冲序列高电平时的平均值电压VLavr,计算VLavr和VHavr之和并除以2后得到的动态平均阈值电压VHLavr，比较VLavr+V (V为偏置常量)和VHLavr，当(VLavr+V) > VHLavr时，得到的逻辑电平为“ 1”，否则为逻辑电平“O”。采用该方法继续计算同一组字轮上的其它红外收发管对的逻辑电平，并对这四组逻辑电平进行组合编码，再通过软件查表解出红外收发管对所对应的字轮的数码。接着设置已解码字轮的红外光电传感模组的Cr 脚为高电平，释放操作控制权限。设置下一组字轮的红外光电传感模组的Cr为低电平，依照上述的解码方法逐个解出该组红外光电传感模组上各红外收发管对各所对应字轮的数码。各红外收发管所包括的红外光发射二极管和红外光敏三极管的红外线波长一致。本专利技术的另一专利技术目的是提出一种光电直读解码的方法，用于对仪表的机械字轮的计数予以解码，包括如下步骤A.设置中央处理器、至少一组红外光电传感器模组、通信组件和直流电源；所述中央处理器具有通信接口、至少四路ADC接口和至少五路I/O端口 ；一组红外光电传感模组对应仪表的一个字轮，包括至少四对红外收发管对，每对红外收发管对包括一个红外光发射二极管和一个红外光敏三极管；B.将红外光发射二极管的负极与红外光敏三极管的发射极相连并接至中央处理器的 Cr脚，将红外光发射二极管的正极串联一电阻接至中央处理器的I/O端口，将红外光敏三极管的集电极接至中央处理器的ADC端口和串联一电阻连接至直流电源；C.初始时，设置中央处理器的Cr脚为低电平，对红外光电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，获取接收红外脉冲序列低电平时的平均值电压VHavr和接收红外脉冲序列高电平时的平均值电压VLavr,计算VLavr和VHavr之和并除以2后得到的动态平均阈值电压VHLavr，比较VLavr+V(V为偏置常量)和VHLavr，当(VLavr+V)> VHLavr 时，得到的逻辑电平为“1”，否则为逻辑电平“O”;继续计算同一组字轮上的其它红外收发管对的逻辑电平，并对这四组逻辑电平进行组合编码，再通过软件查表解出红外收发管对所对应的字轮的数码，最后经通信接口和通信组件将数据传输出去。所述步骤A中，设置多组红外光电传感模组，每组红外光电传感模组又设置相同数量的多对红外收发管对；对应地，中央处理器具有不少于红外收发管对数量的ADC接口和I/O端口 ；在所述步骤B中，将每个红外光电传感模组上所有红外光敏三极管的发射极与红外光发射二极管的负极全部相连在一起并连接至中央处理器上相对应的一个Cr脚；所述步骤C中，初始时，中央处理器设置选定需要解码的红外光电传感模组所对应的Cr脚为低电平，依次对该模组的红外发射二极管发出一定周期的高/低电平脉冲信号，同时检测对应红外光敏三极管上的Vce，并对采样到的数据ADC逐级量化处理，获取接收红外脉冲序列低电平时的平均值电压VHavr和接收红外脉冲序列高电平时的平均值电压VLavr，计算 VLavr和VHavr之和并除以2后得到的动态平均阈值电压VHLavr，比较VLavr+V (V为偏置常量)和VHLavr，当(VLavr+V) > VHLavr时，得到的逻辑电平为“ 1”，否则为逻辑电平“O”。 采用该方法继续计算同一组字轮上的其它红外收发管对的逻辑电平，并对这四组逻辑电平进行组合编码，再通过软件查表解出红外收发管对所对应的字轮的数码；然后逐组解出各组红外光电传感模组所对应的字轮的数码。同现有技术相比较，本专利技术的技术效果在于1.能够侦测红外光强大小，动态调节用于区分逻辑“O”和“I”的比较电压阈值，有效解决了红外收发管对所发的红外光易受外界红外光或者电磁的干扰、比较电压阈值不可调的缺陷，确保解码的正确性和稳定性；2.红外发射二极管和红外光敏三极管的红外线波长一致，进一步确保正确解码。附图说明图1是本专利技术光电直读解码器的电路原理示意图。 具体实施方式以下结合附图所示之优选实施例作进一步详本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电直读解码器，用于对仪表的机械字轮的计数进行解码实现自动读表，其特征在于：包括中央处理器（10）、至少一组红外光电传感器模组（20）、通信组件（30）和直流电源（40）；所述中央处理器（10）具有通信接口、至少四路ADC接口和至少五路I/O端口；一组红外光电传感模组（20）对应仪表的一个字轮，包括至少四对红外收发管对，每对红外收发管对包括一个红外光发射二极管和一个红外光敏三极管；红外光发射二极管的负极与红外光敏三极管的发射极相连并接至中央处理器（10）的Cr脚，红外光发射二极管的正极串联一电阻接至中央处理器（10）的I/O端口，红外光敏三极管的集电极接至中央处理器（10）的ADC接口和串联一电阻连接至直流电源（40）；初始时，设置中央处理器（10）的Cr脚为低电平，对红外光电传感器模组（20）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，获取接收红外脉冲序列低电平时的平均值电压VHavr和接收红外脉冲序列高电平时的平均值电压VLavr，计算VLavr和VHavr之和并除以2后得到的动态平均阈值电压VHLavr，比较VLavr+V（V为偏置常量）和VHLavr，当（VLavr+V）＞VHLavr时，得到的逻辑电平为“1”，否则为逻辑电平“0”；继续计算同一组字轮上的其它红外收发管对的逻辑电平，并对这些逻辑电平进行组合编码，再通过软件查表解出红外收发管对所对应的字轮的数码，最后经通信接口通过通信组件（30）将数据传输出去。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓生根，汪恒宇，熊金华，
申请(专利权)人：深圳市华旭科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：