本發(fā)明涉及的是用于電力能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)距離紅外通訊模塊，屬于電力能效監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前電力能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中能效集中器對(duì)電表的電量采集大都采用有線rs485的通信方式，這種有線方式在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)極為不方便，普通紅外通訊一般在3~5米的通訊距離。本發(fā)明所涉及的長(zhǎng)距離紅外通訊模塊可克服以上缺點(diǎn)，在25米距離里可有效通訊，在現(xiàn)場(chǎng)大多數(shù)配電房?jī)?nèi)可不受室內(nèi)距離的限制，實(shí)現(xiàn)與電表有效的紅外通訊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出的是一種用于電力能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)距離紅外通訊模塊，其目的旨在克服有線通訊和普通紅外通訊距離近的缺點(diǎn)，在25米距離里可有效通訊，在現(xiàn)場(chǎng)大多數(shù)配電房?jī)?nèi)可不受室內(nèi)距離的限制，實(shí)現(xiàn)與電表有效的紅外通訊。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：用于電力能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)距離紅外通訊模塊，包括紅外發(fā)射單元、紅外接收單元、光學(xué)傳輸單元；其中，紅外發(fā)射單元的發(fā)射端與光學(xué)傳輸單元相對(duì)放置，光學(xué)傳輸單元與紅外接收單元的接收端相對(duì)放置。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):與普通紅外通訊模塊相比，接收靈敏度更高，發(fā)送功率更強(qiáng)，通訊距離更遠(yuǎn)，有效通訊距離可達(dá)25米，可在各種配電房中靈活使用，不局限于距離的影響。

附圖說明

附圖1是長(zhǎng)距離紅外通訊模塊的原理框圖。

附圖2是增強(qiáng)型紅外發(fā)射單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3是增強(qiáng)型紅外接收單元中紅外接收子單元的分布圖。

附圖4是紅外接收子單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖5是光學(xué)傳輸單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

對(duì)照附圖1，用于電力能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)距離紅外通訊模塊，其結(jié)構(gòu)包括紅外發(fā)射單元、紅外接收單元、光學(xué)傳輸單元；其中，紅外發(fā)射單元的發(fā)射端與光學(xué)傳輸單元相對(duì)放置，光學(xué)傳輸單元與紅外接收單元的接收端相對(duì)放置。

所述光學(xué)傳輸單元包括紅外濾鏡和菲涅爾透鏡；紅外濾鏡緊貼菲涅爾透鏡；外層為紅外濾鏡，內(nèi)層是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡面向紅外發(fā)射單元和紅外接收單元；紅外濾鏡、菲涅爾透鏡為二合一的結(jié)構(gòu)整體，紅外濾鏡、菲涅爾透鏡之間無縫隙，光線通過紅外濾鏡后直接進(jìn)入菲涅爾透鏡；紅外濾鏡能再阻擋過濾可見光通過的同時(shí)允許紅外線通過，使用它便能夠在可見光與紅外線混合的光線環(huán)境中將紅外效果分離出來，從而減少紅外以外其他光譜的干擾；菲涅爾透鏡能使發(fā)散的紅外光線向中間集中，聚集紅外能量，從而增強(qiáng)長(zhǎng)距離紅外通訊模塊的接收靈敏度；菲涅爾透鏡作為紅外線的凸透鏡，效果較好，但成本比普通的凸透鏡低很多，克服了普通的凸透鏡邊角變暗、模糊的缺點(diǎn)。

所述的紅外發(fā)射單元包括若干組的紅外發(fā)射管使之輸出較高的發(fā)射功率，優(yōu)選5組紅外發(fā)射管，每組優(yōu)選為2個(gè)紅外發(fā)射管，所述紅外發(fā)射管發(fā)射波長(zhǎng)940nm，每只紅外發(fā)射管最大發(fā)射電流if=100ma，總發(fā)射電流為2×5×100ma=1000ma；而且可根據(jù)不同輸出功率的要求，增加或減少紅外發(fā)射管的數(shù)量，如增加到10組，每組為2個(gè)紅外發(fā)射管，使之輸出更高的發(fā)射功率。

所述的紅外接收單元，包括若干個(gè)紅外接收子單元，若干個(gè)紅外接收子單元分布在長(zhǎng)距離紅外通訊模塊內(nèi)部的不同位置，能接收到不同方位角度的紅外信號(hào)，使接收范圍更廣；紅外接收子單元采用并聯(lián)的方式，任意一個(gè)紅外接收子單元接收到紅外信號(hào)，紅外通訊模塊就能有效的工作；優(yōu)選8個(gè)紅外接收子單元。

所述紅外接收子單元（如圖4），包括紅外光電二極管、自動(dòng)增益調(diào)節(jié)電路、帶通濾波器、控制電路、信號(hào)解調(diào)電路；其中，紅外光電二極管與自動(dòng)增益調(diào)節(jié)電路的第一信號(hào)輸入端相連，自動(dòng)增益調(diào)節(jié)電路的第一信號(hào)輸出端與帶通濾波器的信號(hào)輸入端相連,帶通濾波器的第一信號(hào)輸出端與信號(hào)調(diào)解電路的第一信號(hào)輸入端相連，帶通濾波器的第二信號(hào)輸出端與控制電路的信號(hào)輸入端相連，控制電路的第一信號(hào)輸出端與自動(dòng)增益調(diào)節(jié)電路的第二信號(hào)輸入端相連，控制電路的第二信號(hào)輸出端與信號(hào)解調(diào)電路的第二信號(hào)輸入端相連；紅外接收子單元工作時(shí)，給紅外光電二極管加反向偏壓，從獲得高的靈敏度，把紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；電信號(hào)再傳輸?shù)阶詣?dòng)增益調(diào)節(jié)電路（agc），得到較大的輸入信號(hào)，其中自動(dòng)增益調(diào)節(jié)電路的增益可根據(jù)輸入信號(hào)的幅度大小自動(dòng)調(diào)節(jié)增益，輸出合適的信號(hào)幅度；輸出的信號(hào)再經(jīng)過帶通濾波器濾波，最后經(jīng)過信號(hào)解調(diào)電路解調(diào)輸出數(shù)字信號(hào)。

所述紅外發(fā)射單元把主機(jī)傳送過來的電信號(hào)轉(zhuǎn)為紅外信號(hào)發(fā)射出去，紅外接收單元把接收到的紅外信號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，光學(xué)傳輸單元使通過的發(fā)散紅外信號(hào)聚焦，使紅外信號(hào)的強(qiáng)度增強(qiáng)；長(zhǎng)距離的紅外通訊模塊可與一個(gè)遠(yuǎn)距離處的外部紅外設(shè)備進(jìn)行無線通訊，紅外發(fā)射單元的強(qiáng)功率紅外信號(hào)經(jīng)過透鏡后在有效區(qū)域內(nèi)功率再次增強(qiáng)，經(jīng)過長(zhǎng)距離空間傳輸，被外部紅外設(shè)備有效接收；外部紅外設(shè)備的發(fā)射回來的紅外信號(hào)，經(jīng)過長(zhǎng)距離的空間傳輸信號(hào)衰減較大，但進(jìn)入透鏡后信號(hào)將聚焦增強(qiáng)，能夠有效被紅外接收單元所接收并識(shí)別。

在電力能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，許多電表或終端都帶有紅外通訊口，通常的查詢手段是用手持設(shè)備近距離地查詢電表或終端地電量等數(shù)據(jù)，但通訊距離一般不會(huì)超過5米，如要查詢配電房里多個(gè)設(shè)備，這種方式將會(huì)不便。

如果采用本發(fā)明的長(zhǎng)距離紅外通訊模塊，可在遠(yuǎn)距離地位置（25米內(nèi)），只要調(diào)整紅外通訊的方向，便可方便地獲取電量等數(shù)據(jù)；如配合其他無線通訊設(shè)備上報(bào)主臺(tái)，在電表的遠(yuǎn)處的柜子或墻壁上安裝長(zhǎng)距離紅外通訊模塊，便可在主臺(tái)實(shí)時(shí)查詢電量等信息。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明是用于電力能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)距離紅外通訊模塊，其結(jié)構(gòu)包括紅外發(fā)射單元、紅外接收單元、光學(xué)傳輸單元；其中，紅外發(fā)射單元的發(fā)射端與光學(xué)傳輸單元相對(duì)放置，光學(xué)傳輸單元與紅外接收單元的接收端相對(duì)放置。優(yōu)點(diǎn)：與普通紅外通訊模塊相比，接收靈敏度更高，發(fā)送功率更強(qiáng)，通訊距離更遠(yuǎn)，有效通訊距離可達(dá)25米，可在各種配電房中靈活使用，不局限于距離的影響。

技術(shù)研發(fā)人員：楊飛;卜文斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京新聯(lián)電能云服務(wù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.24
技術(shù)公布日：2017.09.29