近紅外讀數(shù)裝置及電表的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種近紅外讀數(shù)裝置，用于與一個電表的紅外通訊部之間的通訊耦合，包括一個近紅外讀數(shù)裝置本體，所述近紅外讀數(shù)裝置本體的一端設(shè)置有數(shù)據(jù)接口。本實用新型還公開了一種電表，它接設(shè)于電網(wǎng)供電線與電網(wǎng)用戶負(fù)載之間，其包括前述近紅外讀數(shù)裝置以及與之相配合的表殼，在所述表殼內(nèi)設(shè)置有處理器和紅外通訊部，所述紅外通訊部電連接至處理器，其中所述表殼內(nèi)固定有鐵柱，所述近紅外讀數(shù)裝置內(nèi)固定有磁柱，所述鐵柱與所述磁柱的位置相對應(yīng)并可吸附在一起。本實用新型采用中心對稱設(shè)計，不需要對準(zhǔn)電表端近紅外通訊的紅外發(fā)射管和接收管，可以實現(xiàn)任意角度通訊，本電路可以兼容IEC標(biāo)準(zhǔn)和ANSI標(biāo)準(zhǔn)的近紅外通訊讀數(shù)的要求，無需對準(zhǔn)即可通訊。
【專利說明】近紅外讀數(shù)裝置及電表
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型實施例涉及電力系統(tǒng)電測量技術(shù)，更特定言之，本實用新型一個較佳實施例涉及一種電表，又一較佳實施例涉及一種帶有新穎近紅外讀數(shù)裝置的電表。
【背景技術(shù)】
[0002]近紅外通訊廣泛應(yīng)用于手持式設(shè)備和電腦與電表的抄表應(yīng)用中。近紅外通訊具有高電氣隔離，線路簡單，抗干擾性好，可以方便的實現(xiàn)點對點通訊的特點。
[0003]但是傳統(tǒng)的近紅外通訊頭必須滿足通訊頭的紅外發(fā)射管對準(zhǔn)設(shè)備的紅外接收管，通訊頭的紅外接收管對準(zhǔn)設(shè)備的紅外發(fā)射管才能通訊。同時IEC標(biāo)準(zhǔn)和ANSI標(biāo)準(zhǔn)對電表上的紅外發(fā)射管和紅外接收管的位置定義剛好是相反的，導(dǎo)致紅外通訊頭設(shè)計時必須區(qū)分兩種不同標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型主要涉及一種應(yīng)用于近紅外通訊的360°全方向通訊裝置，主要包括:近紅外發(fā)射部，紅外信號接收部，斜率比較器，TXD信號屏蔽部。本電路采用中心對稱設(shè)計，不需要對準(zhǔn)電表端近紅外通訊的紅外發(fā)射管和接收管，可以實現(xiàn)任意角度通訊，本電路可以兼容IEC標(biāo)準(zhǔn)和ANSI標(biāo)準(zhǔn)的近紅外通訊讀數(shù)的要求，無需對準(zhǔn)即可通訊。
[0005]技術(shù)方案1:近紅外讀數(shù)裝置，它用于與一個電表的紅外通訊部之間的通訊耦合，包括一個近紅外讀數(shù)裝置本體，其改進(jìn)設(shè)計在于:所述近紅外讀數(shù)裝置本體的一端設(shè)置有數(shù)據(jù)接口。
[0006]所述近紅外讀數(shù)裝置本體的端部設(shè)有讀數(shù)頭殼體，所述讀數(shù)頭殼體內(nèi)設(shè)有讀數(shù)模塊，所述讀數(shù)模塊連接數(shù)據(jù)接口。
[0007]在一個較佳實施例中，所述讀數(shù)模塊包括了 DSP，信號發(fā)射部，信號接收部，斜率比較器以及TXD信號屏蔽部，其中所述DSP分別通過所述的信號發(fā)射部和信號接收部向電表的紅外通訊部發(fā)送和接收紅外信號，且在所述信號發(fā)射部與信號接收部之間連接了斜率比較器以及與之耦合的TXD信號屏蔽部。
[0008]在一個較佳實施例中，近紅外讀數(shù)裝置進(jìn)一步包括電源，它為所述DSP，信號發(fā)射部和信號接收部提供工作電壓，且進(jìn)一步連接所述數(shù)據(jù)接口，通過所述數(shù)據(jù)接口獲取外部電力源。
[0009]所述數(shù)據(jù)接口為航空插頭或者USB接口。
[0010]在一個較佳實施例中，所述信號發(fā)射部包括紅外發(fā)射陣列以及與之耦合的開關(guān)器件，通過所述開關(guān)器件Ql受控于DSP的TXD信號端且進(jìn)一步控制所述紅外發(fā)射陣列，其中所述紅外發(fā)射陣列包括若干個并行且對稱設(shè)置的紅外發(fā)射管。
[0011]在一個較佳實施例中，所述的開關(guān)器件為三極管Q1。
[0012]在一個較佳實施例中，所述信號接收部包括上拉器件和與之連接的紅外接收管Tl，通過所述紅外接收管Tl接收電表的紅外通訊部的紅外信號。[0013]在一個較佳實施例中，所述電位上拉器件為上拉電阻R4。
[0014]在一個較佳實施例中，所述斜率比較器的輸入端接入信號接收部，且包括:受控通斷器件，它連接至所述信號接收部，根據(jù)此信號接收部的紅外接收管Tl的信號而對后級電路造成通斷控制；
[0015]上拉器件，它連接所述受控通斷器件，以將其通斷得出的信號提升或衰減至第一電壓；
[0016]分壓器件，它連接所述受控通斷器件，以將其通斷得出的信號分壓而獲得第二電壓；
[0017]比較器U1B，它分別將所述上拉器件和分壓器件的第一和第二電壓作為正端和負(fù)端加以接入，以判斷出一個數(shù)字信號給DSP的RXD信號端。
[0018]在一個較佳實施例中，所述受控通斷器件為相互并聯(lián)的二極管D7，D9 ;所述上拉器件為上拉電阻R8 ;所述分壓器件為分壓電阻R6，R12。
[0019]在一個較佳實施例中，進(jìn)一步包括與所述分壓器件并聯(lián)的容性器件，它在所述受控通斷器件的通斷過程中進(jìn)行充電和放電，以使得所述第一電壓與第二電壓之間產(chǎn)生一個
固定差值。
[0020]在一個較佳實施例中，所述容性器件為電容器C2。
[0021]在一個較佳實施例中，所述TXD信號屏蔽部接入DSP的TXD信號端，且控制所述斜率比較器，它包括:
[0022]開關(guān)器件，它接入所述TXD信號端且根據(jù)其電平進(jìn)一步控制后級電路；
[0023]上拉器件，它連接所述受控通斷器件，以將其通斷得出的信號提升或衰減至第一電壓；
[0024]分壓器件，它連接所述受控通斷器件，以將其通斷得出的信號分壓而獲得第二電壓；
[0025]比較器U1A，它分別將所述上拉器件和分壓器件的第一和第二電壓作為正端和負(fù)端加以接入，以判斷出一個數(shù)字信號控制斜率比較器的數(shù)字信號輸出。
[0026]在一個較佳實施例中，所述開關(guān)器件為二極管D8，所述上拉器件為上拉電阻R11，所述分壓器件為分壓電阻R9，RlO0
[0027]技術(shù)方案2:電表，它接設(shè)于電網(wǎng)供電線與電網(wǎng)用戶負(fù)載之間，其改進(jìn)設(shè)計在于:包括根據(jù)前述的近紅外讀數(shù)裝置，以及與之相配合的表殼，在所述表殼內(nèi)設(shè)置有處理器和紅外通訊部，所述紅外通訊部電連接至處理器，其中所述表殼內(nèi)固定有鐵柱，所述近紅外讀數(shù)裝置內(nèi)固定有磁柱，所述鐵柱與所述磁柱的位置相對應(yīng)并可吸附在一起。
[0028]在一個較佳實施例中，電表實現(xiàn)與外部設(shè)備進(jìn)行近紅外數(shù)據(jù)通訊的方法包括了步驟:
[0029]I)通過所述近紅外讀數(shù)裝置的數(shù)據(jù)接口連接一個外部數(shù)據(jù)設(shè)備并獲取工作電力支持；
[0030]2)將所述近紅外讀數(shù)裝置一端的凸臺對準(zhǔn)插入所述表殼對應(yīng)的定位槽中，使所述表殼內(nèi)的紅外通訊部與讀數(shù)模塊正對地相互通訊耦合；
[0031]3)所述外部數(shù)據(jù)設(shè)備通過讀數(shù)模塊向紅外通訊部發(fā)送讀數(shù)信號:通過DSP將其TXD信號端置于低電平，通過電阻R5輸入給信號發(fā)射部的開關(guān)器件一個低電平信號使之導(dǎo)通，進(jìn)而使得所述電源的一個第一電壓提供給紅外發(fā)射陣列，使之向紅外通訊部發(fā)送紅外
信號;
[0032]4)所述電表的處理器通過紅外通訊部接收此紅外信號，并反饋數(shù)據(jù)信號給信號接收部；
[0033]5)通過所述信號接收部的紅外接收管Tl接收此反饋的數(shù)據(jù)信號，所述紅外接收管Tl處于放大狀態(tài)，其C極處于一個電平不確定的低電平狀態(tài)，此時其C極電壓是與所述電表的紅外通訊部的紅外發(fā)射強度和發(fā)散角度成比例關(guān)系，當(dāng)所述紅外通訊部的紅外發(fā)射強度與發(fā)散角度增大時，C極電壓逐漸趨近于OV ;當(dāng)所述紅外通訊部結(jié)束發(fā)射數(shù)據(jù)信號時，所述紅外接收管Tl的C極電壓被上拉器件提升至所述第一電壓；
[0034]6)通過數(shù)據(jù)接口傳送數(shù)據(jù)信息給外部數(shù)據(jù)設(shè)備。
[0035]在一個較佳實施例中，在步驟3)中，在所述信號發(fā)射部未接收到來自TXD信號端的信號時，所述DSP將其設(shè)置為高電平，通過電阻R5輸入給信號發(fā)射部的開關(guān)器件一個高電平信號使之截止；在步驟5)中，在未接收到紅外通訊部的數(shù)據(jù)信號時，所述紅外接收管Tl的C極電壓被上拉器件強置于第一電壓。
[0036]在一個較佳實施例中，當(dāng)紅外接收管Tl接收到反饋的數(shù)據(jù)信號時，開始進(jìn)入放大狀態(tài)，其C極電壓開始下降，使得斜率比較器的受控通斷器件開始導(dǎo)通，分別導(dǎo)致比較器UlB的正端和負(fù)端所獲得的第一和第二電壓下降；
[0037]通過容性器件將所述比較器UlB的正端電壓下降速度控制為高于負(fù)端電壓，使得比較器UlB輸出為低電平，RXD信號端開始由高電平跳變?yōu)榈碗娖剑?br> [0038]當(dāng)紅外接收管Tl的C極電壓穩(wěn)定在一個低電平時，因受控通斷器件上的壓降不同，導(dǎo)致比較器UlB的正端電壓小于負(fù)端電壓，使得比較器UlB維持在低電平輸出，RXD信號端繼續(xù)輸出為低電平信號；
[0039]當(dāng)紅外接收管Tl停止收到反饋的數(shù)據(jù)信號時，開始由放大狀態(tài)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，其C極電壓開始上升到第一電壓，使得所述受控通斷器件的正極側(cè)電壓開始上升；
[0040]通過分壓電阻對容性器件進(jìn)行充電，導(dǎo)致比較器UlB的負(fù)端電壓提升速度低于正端電壓，比較器UlB的輸出通過上拉電阻輸出高電平，RXD信號端輸出高電平。
[0041]在一個較佳實施例中，當(dāng)DSP的TXD信號端設(shè)為高電平時，所述TXD信號屏蔽部的開關(guān)器件截止，使得比較器UlA的正端輸入電壓被上拉電阻提升至第一電壓，其中所述比較器UlA的負(fù)端電壓是通過分壓電阻對所述第一電壓分壓得到的第二電壓，此時比較器UlA的正端電壓高于負(fù)端電壓，使得比較器UlA不對斜率比較器的負(fù)端進(jìn)行控制；
[0042]當(dāng)DSP的TXD信號端設(shè)為低電平時，所述TXD信號屏蔽部的開關(guān)器件導(dǎo)通，使得比較器UlA的正端電壓被上拉器件設(shè)為低于負(fù)端電壓而輸出低電平；
[0043]斜率比較器的比較器UlB負(fù)端電壓被拉至低電平，使其正端輸入電壓恒大于負(fù)端輸入電壓而輸出高電平，RXD信號端輸出高電平。
[0044]本實用新型的有益效果顯而易見，本方案采用中心對稱設(shè)計。通過斜率比較器來克服紅外接收管與設(shè)備的紅外發(fā)射管之間的角度差帶來的紅外接收信號上升沿/下降沿緩慢的問題，實現(xiàn)了紅外發(fā)射管和紅外接收管非中心對準(zhǔn)時的通訊功能。
【專利附圖】

【附圖說明】[0045]圖1A為本實用新型近紅外讀數(shù)裝置的一個較佳實施例的結(jié)構(gòu)原理圖一；
[0046]圖1B為本實用新型近紅外讀數(shù)裝置的一個較佳實施例的結(jié)構(gòu)原理圖一；
[0047]圖2為本實用新型近紅外讀數(shù)裝置的讀數(shù)模塊的主要電路原理圖。
【具體實施方式】
[0048]參照圖1A、圖1B，近紅外讀數(shù)裝置與一個電表的紅外通訊部之間實現(xiàn)通訊耦合，包括一個近紅外讀數(shù)裝置本體4，近紅外讀數(shù)裝置本體4的后端設(shè)置有數(shù)據(jù)接口 5。
[0049]所述近紅外讀數(shù)裝置本體4的端部設(shè)有讀數(shù)頭殼體6，所述讀數(shù)頭殼體6內(nèi)設(shè)有讀數(shù)模塊7，所述讀數(shù)模塊7連接數(shù)據(jù)接口 5。
[0050]參照圖2，在一個較佳實施例中，所述讀數(shù)模塊7包括了 DSP (數(shù)字信號處理器)706，信號發(fā)射部702，信號接收部703，斜率比較器704以及TXD信號屏蔽部705，其中所述DSP706分別通過所述的信號發(fā)射部702和信號接收部703向電表的紅外通訊部201發(fā)送和接收紅外信號，且在所述信號發(fā)射部702與信號接收部703之間連接了斜率比較器704以及與之耦合的TXD信號屏蔽部705。
[0051]在一個較佳實施例中，近紅外讀數(shù)裝置10進(jìn)一步包括電源701，它為所述DSP706，信號發(fā)射部702和信號接收部703提供工作電壓，且進(jìn)一步連接USB數(shù)據(jù)接口 707，通過所述USB數(shù)據(jù)接口 707獲取外部+12V電力源。
[0052]在一個較佳實施例中，所述數(shù)據(jù)接口為航空插頭或者USB接口，一般選擇USB接口，在工業(yè)級儀表上可選擇航空接口。
[0053]進(jìn)一步參照圖2，在一個較佳實施例中，信號發(fā)射部702包括一個紅外發(fā)射陣列，以及與之耦合的開關(guān)器件(較佳選用三極管Ql )，通過所述三極管Ql受控于DSP的TXD信號端且進(jìn)一步控制所述紅外發(fā)射陣列，其中所述紅外發(fā)射陣列包括若干個并行且對稱設(shè)置的紅外發(fā)射管。
[0054]在圖2中給出一個信號發(fā)射部702的較佳實施例，它是由電阻Rl，R2, R3, R5，紅外發(fā)射管Dl，D2, D3, D4, D5, D6 (選擇紅外發(fā)射管Dl與D2，D3與D4，D5與D6相互連接組成陣列)，三極管Ql組成。正常時TXD信號端設(shè)為高電平，TXD信號端通過電阻R5輸入到PNP型三極管Ql的B極信號為高電平，使其截止，則紅外發(fā)射管Dl，D2, D3, D4, D5, D6不發(fā)射紅外信號。當(dāng)TXD信號端置為低電平時，TXD信號端通過電阻R5輸入開關(guān)管Ql的B極一個低電平信號，Ql導(dǎo)通，則來自電源701的+3.3V電源電壓流過D1、D2、R1，D3、D4、R2，D5、D6、R3，紅外發(fā)射管Dl，D2, D3, D4, D5, D6發(fā)射紅外信號給電表。
[0055]同時，在PCB設(shè)計上，紅外發(fā)射管Dl，D2, D3, D4, D5, D6為中心對稱布置，加上紅外
發(fā)射管具有一定的圓錐發(fā)射角度，不管紅外通訊頭如何放置都保證了電表側(cè)紅外通訊部201均可收到足夠強度的紅外信號，保證了發(fā)射信號的可靠性。
[0056]在一個較佳實施例中，所述信號接收部包括上拉器件(電阻R4)和與之連接的紅外接收管Tl，通過所述紅外接收管Tl接收電表的紅外通訊部201的紅外信號。
[0057]在圖2中給出一個信號接收部703的較佳實施例，它主要是由電阻R4和紅外接收管Tl組成。
[0058]其中，當(dāng)電表無紅外發(fā)射信號給通訊部201時，紅外接收管Tl截止，Tl的C極被電阻R4上拉到高電平。當(dāng)接收到非中心對準(zhǔn)的電表的紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外信號時，紅外接收管Tl進(jìn)入放大狀態(tài)，Tl的C極處于一個電平不確定的低電平狀態(tài)，其C極的電壓與電表側(cè)的紅外發(fā)射管的紅外強度和紅外發(fā)散角度有關(guān)，當(dāng)電表的紅外發(fā)射管紅外強度越大，紅外發(fā)散角度越大時，C極的電壓越接近0V。當(dāng)電表的紅外通訊部201結(jié)束紅外發(fā)射時，Tl的C極被電阻R4上拉上升到3.3V電壓。
[0059]在一個較佳實施例中，所述斜率比較器704的輸入端接入信號接收部703的紅外接收管Tl，且包括:受控通斷器件(較佳為相互并聯(lián)的二極管D7，D9)，它連接至所述信號接收部703，根據(jù)其紅外接收管Tl的信號而對后級電路造成通斷控制；上拉器件(電阻R8 )，它連接所述受控通斷器件(二極管D7 )，以將其通斷得出的信號提升或衰減至第一電壓+3.3V ;分壓器件(分壓電阻R6，R12)，它連接所述受控通斷器件(二極管D9)，以將其通斷得出的信號分壓而獲得第二電壓(低于+3.3V，測試得出的值為+3.0V)；比較器U1B，它分別將所述上拉器件和分壓器件的第一和第二電壓作為正端和負(fù)端加以接入，以判斷出一個數(shù)字信號給DSP706的RXD信號端。
[0060]在一個較佳實施例中，進(jìn)一步包括與所述分壓器件(電阻R12)并聯(lián)的容性器件(電容器C2)，它在二極管D7和D9的通斷過程中進(jìn)行充電和放電，以使得所述第一電壓+3.3V與第二電壓+3.0V之間產(chǎn)生一個固定差值0.3V。
[0061]在圖2中給出一個斜率比較器704的較佳實施例，它是由電阻R8，R6, R12, R7，二極管D7, D9，電容C2，比較器UlB組成。
[0062]當(dāng)紅外接收管Tl沒有接收到紅外信號時輸出高電平，此時二極管D7，D9都截止。比較器UlB的正端輸入被電阻R8上拉到+3.3V電壓，比較器UlB的負(fù)端輸入通過電阻R6和R12分壓得出一個接近+3.3V的電壓，此時比較器UlB的正端電壓大于負(fù)端電壓，比較器UlB輸出端被上拉電阻R7上拉到高電平，輸出RXD信號為高電平。
[0063]當(dāng)紅外接收管管Tl接收到紅外信號時，Tl開始進(jìn)入放大狀態(tài)，其C極電壓開始下降，二極管D7，D9開始導(dǎo)通，比較器UlB的正端和負(fù)端電壓分別因?qū)ǖ腄7，D9而下降。但是因為負(fù)端的電容C2存在的原因，UlB的正端電壓下降速度比負(fù)端快，隨后在一個很短的工作時限內(nèi)，正端電壓低于負(fù)端電壓，比較器UlB輸出低電平，RXD信號端開始由高電平跳變?yōu)榈碗娖健?br> [0064]當(dāng)紅外接收管Tl的C極電壓穩(wěn)定在一個低電平時，因為流過通斷開關(guān)D7，D9的電流不同，且壓降不同(且D7的壓降小于D9的壓降)，導(dǎo)致正端電壓小于負(fù)端電壓，比較器UlB維持在低電平輸出，RXD信號端繼續(xù)輸出低電平信號。當(dāng)Tl停止收到紅外信號，紅外接收管Tl開始由放大狀態(tài)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，Tl的C極電壓開始上升到+3.3V，通斷開關(guān)D7和D9的正極側(cè)電壓開始上升，因為電阻R6需要對電容C2進(jìn)行充電，導(dǎo)致比較器UlB負(fù)端的電壓上升速度慢于正端的電壓上升，隨后又會在一個很短的工作時限內(nèi)，比較器UlB的正端電壓高于負(fù)端電壓，比較器UlB輸出通過上拉電阻R7輸出高電平，從而RXD信號輸出高電平。
[0065]在一個較佳實施例中，所述TXD信號屏蔽部705接入DSP706的TXD信號端，且控制所述斜率比較器704，它包括:開關(guān)器件(二極管D8)，它接入所述TXD信號端且根據(jù)其電平進(jìn)一步控制后級電路；上拉器件(上拉電阻R11)，它連接前述受控通斷器件，以將其通斷得出的信號提升或衰減至第一電壓+3.3V;分壓器件(分壓電阻R9，R10)，它連接所述受控通斷器件，以將其通斷得出的信號分壓而獲得第二電壓+2.4V;比較器U1A，它分別將所述上拉器件和分壓器件的第一和第二電壓作為正端和負(fù)端加以接入，以判斷出一個數(shù)字信號控制斜率比較器的數(shù)字信號輸出。
[0066]在圖2中給出一個TXD信號屏蔽部705的較佳實施例，它是由電阻Rl 1，R9, R10,電容Cl，二極管D8，比較器UlA組成。因為紅外接收管Tl接收到的模擬信號距離、發(fā)射強度等的不同，常規(guī)技術(shù)的比較器無法正確處理為數(shù)字信號，所以本實施例設(shè)計了此斜率比較器。
[0067]當(dāng)TXD為高電平時，開關(guān)D8截止，比較器UlA的正端輸入電壓被Rll上拉到+3.3V,比較器UlA的負(fù)端輸入電壓通過R9和RlO對+3.3V分壓得到。此時UlA的正端電壓高于負(fù)端電壓，比較器UlA輸出高阻態(tài)，不對斜率比較器的負(fù)端進(jìn)行控制，對模擬信號斜率的變化進(jìn)行判斷。
[0068]例如，在模擬信號波形上選擇兩點A和B，我們對A、B兩點進(jìn)行判斷，其中A點是電壓開始下降點，B點是電壓開始上升點，映射在象限坐標(biāo)中，表示為在第一和第四象限的線，上升的線在第一象限，斜率為正，比較器輸出高電平。下降為第四象限，斜率為負(fù)，比較器輸出低電平。對于一直為高或一直為低的情況，斜率為O,比較器輸出不做變化。
[0069]當(dāng)TXD輸出低電平時，開關(guān)D8導(dǎo)通，比較器UlA的正端電壓被D8下拉后小于負(fù)端的電壓，比較器輸出低電平，斜率比較器UlB的負(fù)端被下拉到低電平，UlB的正端輸入恒大于UlB的負(fù)端輸入，UlB輸出高電平，RXD為高。當(dāng)TXD信號端由低到高發(fā)生跳變時，開關(guān)D8又截止，但是因為電阻Rll對電容Cl充電需要一定的時間才能充到高于UlA的負(fù)端電壓，這段充電時間保證了在TXD跳變之后紅外接收管因為結(jié)電容效應(yīng)造成的關(guān)斷時間晚于紅外發(fā)射管關(guān)斷時間而產(chǎn)生的滯后信號被TXD信號給屏蔽，RXD信號端在TXD信號端跳變?yōu)楦唠娖胶蟛粫霈F(xiàn)一個短暫的低電平脈沖。當(dāng)通訊頭接收到電表發(fā)射的紅外信號時，TXD信號屏蔽電路已經(jīng)釋放了對斜率比較器負(fù)端的控制，斜率比較器又可以正常處理紅外接收電路接收到的紅外信號。
[0070]在此基礎(chǔ)上實用新型一種電表，它接設(shè)于電網(wǎng)供電線與電網(wǎng)用戶負(fù)載之間，如圖1A、圖1B和圖2，其包括根據(jù)前述的近紅外讀數(shù)裝置，以及與之相配合的表殼2，在所述表殼2內(nèi)設(shè)置有處理器和紅外通訊部201，所述紅外通訊部201電連接至處理器，其中所述表殼2內(nèi)固定有鐵柱1，所述近紅外讀數(shù)裝置內(nèi)固定有磁柱3，所述鐵柱I與所述磁柱3的位置相對應(yīng)并可吸附在一起。
[0071 ] 在一個較佳實施例中，電表實現(xiàn)與外部設(shè)備進(jìn)行近紅外數(shù)據(jù)通訊的方法包括了步驟:
[0072]I)通過所述近紅外讀數(shù)裝置的數(shù)據(jù)接口連接一個外部數(shù)據(jù)設(shè)備并獲取工作電力支持；
[0073]2)將所述近紅外讀數(shù)裝置一端的凸臺對準(zhǔn)插入所述表殼對應(yīng)的定位槽中，使所述表殼內(nèi)的紅外通訊部與讀數(shù)模塊正對地相互通訊耦合；
[0074]3)所述外部數(shù)據(jù)設(shè)備通過讀數(shù)模塊向紅外通訊部發(fā)送讀數(shù)信號:通過DSP將其TXD信號端置于低電平，通過電阻R5輸入給信號發(fā)射部的開關(guān)器件一個低電平信號使之導(dǎo)通，進(jìn)而使得所述電源的一個第一電壓提供給紅外發(fā)射陣列，使之向紅外通訊部發(fā)送紅外
信號;
[0075]4)所述電表的處理器通過紅外通訊部接收此紅外信號，并反饋數(shù)據(jù)信號給信號接收部；
[0076]5)通過所述信號接收部的紅外接收管Tl接收此反饋的數(shù)據(jù)信號，所述紅外接收管Tl處于放大狀態(tài)，其C極處于一個電平不確定的低電平狀態(tài)，此時其C極電壓是與所述電表的紅外通訊部的紅外發(fā)射強度和發(fā)散角度成比例關(guān)系，當(dāng)所述紅外通訊部的紅外發(fā)射強度與發(fā)散角度增大時，C極電壓逐漸趨近于OV ;當(dāng)所述紅外通訊部結(jié)束發(fā)射數(shù)據(jù)信號時，所述紅外接收管Tl的C極電壓被上拉器件提升至所述第一電壓；
[0077]6)通過數(shù)據(jù)接口傳送數(shù)據(jù)信息給外部數(shù)據(jù)設(shè)備。
[0078]在一個較佳實施例中，在步驟3)中，在所述信號發(fā)射部未接收到來自TXD信號端的信號時，所述DSP將其設(shè)置為高電平，通過電阻R5輸入給信號發(fā)射部的開關(guān)器件一個高電平信號使之截止；在步驟5)中，在未接收到紅外通訊部的數(shù)據(jù)信號時，所述紅外接收管Tl的C極電壓被上拉器件強置于第一電壓。
[0079]在一個較佳實施例中，當(dāng)紅外接收管Tl接收到反饋的數(shù)據(jù)信號時，開始進(jìn)入放大狀態(tài)，其C極電壓開始下降，使得斜率比較器的受控通斷器件開始導(dǎo)通，分別導(dǎo)致比較器UlB的正端和負(fù)端所獲得的第一和第二電壓下降；
[0080]通過容性器件將所述比較器UlB的正端電壓下降速度控制為高于負(fù)端電壓，使得比較器UlB輸出為低電平，RXD信號端開始由高電平跳變?yōu)榈碗娖剑?br> [0081]當(dāng)紅外接收管Tl的C極電壓穩(wěn)定在一個低電平時，因受控通斷器件上的壓降不同，導(dǎo)致比較器UlB的正端電壓小于負(fù)端電壓，使得比較器UlB維持在低電平輸出，RXD信號端繼續(xù)輸出為低電平信號；
[0082]當(dāng)紅外接收管Tl停止收到反饋的數(shù)據(jù)信號時，開始由放大狀態(tài)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，其C極電壓開始上升到第一電壓，使得所述受控通斷器件的正極側(cè)電壓開始上升；
[0083]通過分壓電阻對容性器件進(jìn)行充電，導(dǎo)致比較器UlB的負(fù)端電壓提升速度低于正端電壓，比較器UlB的輸出通過上拉電阻輸出高電平,RXD信號端輸出高電平。在一個較佳實施例中，當(dāng)DSP的TXD信號端設(shè)為高電平時，所述TXD信號屏蔽部的開關(guān)器件截止，使得比較器UlA的正端輸入電壓被上拉電阻提升至第一電壓，其中所述比較器UlA的負(fù)端電壓是通過分壓電阻對所述第一電壓分壓得到的第二電壓，此時比較器UlA的正端電壓高于負(fù)端電壓，使得比較器UlA不對斜率比較器的負(fù)端進(jìn)行控制；
[0084]當(dāng)DSP的TXD信號端設(shè)為低電平時，所述TXD信號屏蔽部的開關(guān)器件導(dǎo)通，使得比較器UlA的正端電壓被上拉器件設(shè)為低于負(fù)端電壓而輸出低電平；
[0085]斜率比較器的比較器UlB負(fù)端電壓被拉至低電平，使其正端輸入電壓恒大于負(fù)端輸入電壓而輸出高電平，RXD信號端輸出高電平。
[0086]前述實施方式僅僅是對本實用新型技術(shù)方案的較佳體現(xiàn)，并非是對本實用新型技術(shù)方案的限定，本實用新型的技術(shù)范疇和權(quán)利主張是以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)的。
【權(quán)利要求】
1.近紅外讀數(shù)裝置，它用于與一個電表的紅外通訊部之間的通訊耦合，包括一個近紅外讀數(shù)裝置本體，其改進(jìn)設(shè)計在于:所述近紅外讀數(shù)裝置本體的一端設(shè)置有數(shù)據(jù)接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外讀數(shù)裝置，其改進(jìn)設(shè)計在于:所述近紅外讀數(shù)裝置本體的端部設(shè)有讀數(shù)頭殼體，所述讀數(shù)頭殼體內(nèi)設(shè)有讀數(shù)模塊，所述讀數(shù)模塊連接數(shù)據(jù)接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的近紅外讀數(shù)裝置，其改進(jìn)設(shè)計在于:所述讀數(shù)模塊包括了DSP,信號發(fā)射部，信號接收部，斜率比較器以及TXD信號屏蔽部，其中所述DSP分別通過所述的信號發(fā)射部和信號接收部向電表的紅外通訊部發(fā)送和接收紅外信號，且在所述信號發(fā)射部與信號接收部之間連接了斜率比較器以及與之耦合的TXD信號屏蔽部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的近紅外讀數(shù)裝置，其改進(jìn)設(shè)計在于:進(jìn)一步包括電源，它為所述DSP，信號發(fā)射部和信號接收部提供工作電壓，且進(jìn)一步連接所述數(shù)據(jù)接口，通過所述數(shù)據(jù)接口獲取外部電力源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的近紅外讀數(shù)裝置，其改進(jìn)設(shè)計在于:所述數(shù)據(jù)接口為航空插頭或者USB接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的近紅外讀數(shù)裝置，其改進(jìn)設(shè)計在于:所述信號發(fā)射部包括紅外發(fā)射陣列，以及與之耦合的開關(guān)器件，通過所述開關(guān)器件Ql受控于DSP的TXD信號端且進(jìn)一步控制所述紅外發(fā)射陣列，其中所述紅外發(fā)射陣列包括若干個并行且對稱設(shè)置的紅外發(fā)射管。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的近紅外讀數(shù)裝置，其改進(jìn)設(shè)計在于:所述信號接收部包括上拉器件和與之連接的紅外接收管Tl，通過所述紅外接收管Tl接收電表的紅外通訊部的紅外信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的近紅外讀數(shù)裝置，其改進(jìn)設(shè)計在于:所述斜率比較器的輸入端接入信號接收部，且包括: 受控通斷器件，它連接至所述信號接收部，根據(jù)此信號接收部的紅外接收管Tl的信號而對后級電路造成通斷控制； 上拉器件，它連接所述受控通斷器件，以將其通斷得出的信號提升或衰減至第一電壓； 分壓器件，它連接所述受控通斷器件，以將其通斷得出的信號分壓而獲得第二電壓；比較器U1B，它分別將所述上拉器件和分壓器件的第一和第二電壓作為正端和負(fù)端加以接入，以判斷出一個數(shù)字信號給DSP的RXD信號端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的近紅外讀數(shù)裝置，其改進(jìn)設(shè)計在于:進(jìn)一步包括與所述分壓器件并聯(lián)的容性器件，它在所述受控通斷器件的通斷過程中進(jìn)行充電和放電，以使得所述第一電壓與第二電壓之間產(chǎn)生一個固定差值。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的近紅外讀數(shù)裝置，其改進(jìn)設(shè)計在于:所述TXD信號屏蔽部接入DSP的TXD信號端，且控制所述斜率比較器，它包括: 開關(guān)器件，它接入所述TXD信號端且根據(jù)其電平進(jìn)一步控制后級電路； 上拉器件，它連接所述受控通斷器件，以將其通斷得出的信號提升或衰減至第一電壓； 分壓器件，它連接所述受控通斷器件，以將其通斷得出的信號分壓而獲得第二電壓； 比較器U1A，它分別將所述上拉器件和分壓器件的第一和第二電壓作為正端和負(fù)端加以接入，以判斷出一個數(shù)字信號控制斜率比較器的數(shù)字信號輸出。
11.電表，它接設(shè)于電網(wǎng)供電線與電網(wǎng)用戶負(fù)載之間，其改進(jìn)設(shè)計在于:包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一項所述的近紅外讀數(shù)裝置，以及與之相配合的表殼，在所述表殼內(nèi)設(shè)置有處理器和紅外通訊部，所述紅外通訊部電連接至處理器，其中所述表殼內(nèi)固定有鐵柱，所述近紅外讀數(shù)裝置內(nèi)固定有磁柱，所述鐵柱與所述磁柱的位置相對應(yīng)并可吸附在一起。
【文檔編號】G01R11/04GK203587633SQ201320623324
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】錢海波, 陳剛, 陳凱 申請人:華立儀表集團(tuán)股份有限公司