專利名稱：一種基于智能電網(wǎng)電表應(yīng)用的uart紅外收發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于無(wú)線傳輸領(lǐng)域，具體涉及ー種基于智能電網(wǎng)電表應(yīng)用的UART紅外收發(fā)裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)的電表終端，為了實(shí)現(xiàn)與抄表裝置或其他數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行通信，通常都需要在電表解決方案中實(shí)現(xiàn)紅外通信功能，以簡(jiǎn)化老式通信時(shí)所需要的有線鏈路，目的是可以直接將無(wú)線紅外信號(hào)以一定的協(xié)議接收或發(fā)送。然而目前主流電表中的主控芯片(即通用MCU芯片)一般并不能直接與紅外設(shè)備進(jìn)行通信，途徑只有通過(guò)通用串ロ，如12(、5 1、臥奶、51^舊等，或通過(guò)6 10對(duì)串ロ進(jìn)行模擬(目前最為常見(jiàn)的是UART)。所 以一般電表方案都是在MCU外通過(guò)上述總線掛接ー個(gè)紅外的通信終端裝置，實(shí)現(xiàn)協(xié)議的轉(zhuǎn)換。通信通路涉及到的部分主要包括MCU中CPU、MCU中串ロ控制模塊、MCU外串ロ與紅外協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、紅外收發(fā)終端裝置，參見(jiàn)圖I?，F(xiàn)有的紅外收發(fā)裝置具有如下缺點(diǎn)1、復(fù)雜度相對(duì)高。因?yàn)榧t外部分并不是集成在MCU內(nèi)部，所以需要在協(xié)議轉(zhuǎn)換邏輯、硬件裝置連接、電路板布局布線、電平信號(hào)匹配等問(wèn)題上進(jìn)行更多設(shè)計(jì)，増加了設(shè)計(jì)復(fù)雜度。2、通信速度會(huì)因?yàn)橥窂?fù)雜度而變慢或受更多鏈路限制，而且整表功耗也會(huì)增高。3、作為通用裝置，無(wú)論是MCU內(nèi)部相關(guān)設(shè)計(jì)還是紅外裝置，更多的功能點(diǎn)都關(guān)注在通用性上，并沒(méi)有在電表特殊應(yīng)用上給予足夠支持，如足夠的串ロ波特率模式支持、足夠的紅外調(diào)制模式、與MCU之間的實(shí)時(shí)通信等。4、通信相關(guān)電器、電子裝置數(shù)量較多，產(chǎn)品體積相對(duì)較大，其量產(chǎn)的成本相對(duì)更高。5、通信通路上將各部分割離開(kāi)而不是集成，對(duì)于通信數(shù)據(jù)的安全性會(huì)帶來(lái)潛在問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種基于智能電網(wǎng)電表應(yīng)用的UART紅外收發(fā)裝置，不必考慮分離器件組合的問(wèn)題，直接使用MCU提供的接ロ即可，所有的要求的功能和性能都封裝在MCU中相關(guān)的部分完成。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種基于智能電網(wǎng)電表應(yīng)用的UART紅外收發(fā)裝置，其包括CPU和紅外線終端(D)，其改進(jìn)之處在于，所述UART紅外收發(fā)裝置包括分別與所述CPU和所述紅外線終端(D)進(jìn)行通信的紅外收發(fā)單元。本實(shí)用新型提供的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述紅外收發(fā)單元包括UART串ロ控制器(F)和與其及進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的紅外控制器(E)。本實(shí)用新型提供的第二優(yōu)選技術(shù)方案中，所述紅外控制器(E)對(duì)所述紅外線終端(D)進(jìn)行控制；所述紅外控制器(E)和所述UART串ロ控制器(F)分別通過(guò)總線(A1，A2)與所述CPU通信。本實(shí)用新型提供的第三優(yōu)選技術(shù)方案中，所述紅外控制器(E)包括分別與所述UART串ロ控制器(F)進(jìn)行通信的調(diào)制單元和解調(diào)單元。[0009]本實(shí)用新型提供的第四優(yōu)選技術(shù)方案中，所述紅外控制器(E)通過(guò)通信通道(Cl)接收所述解調(diào)單元的數(shù)據(jù)，所述紅外控制器(E)通過(guò)通信通道(C2)向所述解調(diào)單元發(fā)送數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型提供的第五優(yōu)選技術(shù)方案中，所述通信通道(C1，C2)為0. 13umエ藝的
金屬銅線。 本實(shí)用新型提供的第六優(yōu)選技術(shù)方案中，所述UART紅外收發(fā)裝置集成在MCU芯片中。本實(shí)用新型提供的第七優(yōu)選技術(shù)方案中，所述MCU芯片采用型號(hào)為SGC2001的芯·片。與現(xiàn)有技術(shù)比，本實(shí)用新型提供的一種基于智能電網(wǎng)電表應(yīng)用的UART紅外收發(fā)裝置，集成度高，將整體的復(fù)雜度集中于MCU內(nèi)，使各種協(xié)議轉(zhuǎn)換邏輯容易實(shí)現(xiàn)，并且省去了相關(guān)的電路板布局布線帶來(lái)的信號(hào)質(zhì)量不穩(wěn)定、容易受干擾和延遲不容易控制以及電平匹配、電磁兼容等問(wèn)題；通信速度會(huì)因?yàn)榧捎贛CU而更快、更穩(wěn)定；而且在電表特殊應(yīng)用上給予了足夠支持，如足夠的串ロ波特率模式支持、足夠的紅外調(diào)制模式、與MCU之間的實(shí)時(shí)通信等；產(chǎn)品面積減小，量產(chǎn)的成本降低，且由于集成電路エ藝，產(chǎn)品壽命能顯著增長(zhǎng)；還有，通信數(shù)據(jù)的安全性增強(qiáng)，不易被外部工具截獲數(shù)據(jù)。

圖I為現(xiàn)有的紅外收發(fā)終端裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2為基于智能電網(wǎng)電表應(yīng)用的UART紅外收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如圖2，本方案集成于MCU中，所述MCU芯片采用型號(hào)為SGC2001的芯片。所包含的部分如下(I)F表示UART串ロ控制，用于將CPU發(fā)送過(guò)來(lái)的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行，控制發(fā)送的速度，并完成相關(guān)的與CPU通信的功能，包括讀寫(xiě)、中斷等。(2) E表示紅外控制部分，完成將UART部分發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，以及將從外界接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)。同時(shí)也完成于CPU之間的讀寫(xiě)與中斷功能。(3)D表示紅外線終端，完成與外界紅外線設(shè)備的無(wú)線交互通信功能?？梢允签`個(gè)成熟的模塊直接嵌入到方案中。⑷Cl表示紅外接收數(shù)據(jù)后解調(diào)并送往UART的通道。(5)C2表示UART送出數(shù)據(jù)后送往紅外進(jìn)行調(diào)制的通道。(6) B表示所有的中斷通路。(7) Al表示UART與CPU之間的通信BUS。(8)A2表示紅外與CPU之間的通信BUS。(9)其他的部分并不在本方案中，如CPU, internal globalbus等,但與方案緊密相聯(lián)系，負(fù)責(zé)對(duì)整套方案的控制與配置。本方案圖2完全升級(jí)了原方案圖I的電路結(jié)構(gòu)省去了傳統(tǒng)電路板級(jí)硬線連接，即硬線串行總線，替換為集成電路中0. 13umエ藝下獨(dú)立的通信信道Cl、C2，主要由特定エ藝下金屬銅線以及Buffer等部分組成。省去了紅外外部信號(hào)控制轉(zhuǎn)換的電路，即紅外與電路板之間信號(hào)轉(zhuǎn)換、電平匹配等部分，替換為調(diào)制、解調(diào)控制部分與(I)中的信道的直接連接。同時(shí)升級(jí)了調(diào)制、解調(diào)的數(shù)字邏輯，使其能控制完成紅外端的數(shù)據(jù)通信與控制。省去了 MCU外部信號(hào)控制轉(zhuǎn)換的電路，即紅外與電路板之間信號(hào)轉(zhuǎn)換、電平匹配等部分，替換為MCU相關(guān)控制部分與(I)中的信道的直接連接。同時(shí)升級(jí)了 UART串ロ控制部分的數(shù)字邏輯，使其能控制完成MCU端的數(shù)據(jù)收發(fā)和控制。需要聲明的是，本實(shí)用新型內(nèi)容及具體實(shí)施方式
意在證明本實(shí)用新型所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。但這些變更或修改均在申請(qǐng)待批的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于智能電網(wǎng)電表應(yīng)用的UART紅外收發(fā)裝置，其包括CPU和紅外線終端(D)，其特征在于，所述UART紅外收發(fā)裝置包括分別與所述CPU和所述紅外線終端(D)進(jìn)行通信的紅外收發(fā)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的UART紅外收發(fā)裝置，其特征在于，所述紅外收發(fā)單元包括UART串ロ控制器(F)和與其及進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的紅外控制器(E)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的UART紅外收發(fā)裝置，其特征在于，所述紅外控制器(E)對(duì)所述紅外線終端(D)進(jìn)行控制；所述紅外控制器(E)和所述UART串ロ控制器(F)分別通過(guò)總線(A1，A2)與所述CPU通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的UART紅外收發(fā)裝置，其特征在于，所述紅外控制器(E)包括分別與所述UART串ロ控制器(F)進(jìn)行通信的調(diào)制單元和解調(diào)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的UART紅外收發(fā)裝置，其特征在于，所述紅外控制器(E)通過(guò)通信通道(Cl)接收所述解調(diào)單元的數(shù)據(jù)，所述紅外控制器(E)通過(guò)通信通道(C2)向所述解調(diào)單元發(fā)送數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的UART紅外收發(fā)裝置，其特征在于，所述通信通道(C1，C2)為0.13umエ藝的金屬銅線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的UART紅外收發(fā)裝置，其特征在于，所述UART紅外收發(fā)裝置集成在MCU芯片中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的UART紅外收發(fā)裝置，其特征在于，所述MCU芯片采用型號(hào)為SGC2001的芯片。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種基于智能電網(wǎng)電表應(yīng)用的UART紅外收發(fā)裝置，其包括CPU、紅外線終端(D)以及分別與所述CPU和所述紅外線終端(D)進(jìn)行通信的紅外收發(fā)單元。本實(shí)用新型提供的基于智能電網(wǎng)電表應(yīng)用的UART紅外收發(fā)裝置，不必考慮分離器件組合的問(wèn)題，直接使用MCU提供的接口即可，所有的要求的功能和性能都封裝在MCU中相關(guān)的部分完成。
文檔編號(hào)G08C23/04GK202632520SQ201220231628
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者邢立巍, 姚永斌, 陳凡, 田勇, 張海峰 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院