今天為大家介紹一項國家發(fā)明授權(quán)專利——近紅外讀數(shù)裝置及電表。該專利由華立科技股份有限公司申請，并于2016年8月17日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說明

本發(fā)明實施例涉及電力系統(tǒng)電測量技術(shù)，更特定言之，本發(fā)明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。

發(fā)明背景

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。

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。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要涉及一種應(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。

本發(fā)明的其中一個技術(shù)方案為：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。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。

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。

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。所述數(shù)據(jù)接口為航空插頭或者USB接口。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。所述的開關(guān)器件為三極管Q1。所述信號接收部包括上拉器件和與之連接的紅外接收管T1，通過所述紅外接收管T1接收電表的紅外通訊部的紅外信號。所述電位上拉器件為上拉電阻R4。所述斜率比較器的輸入端接入信號接收部，且包括：兩個并聯(lián)的第一受控通斷器件和第二受控通斷器件，它們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T1的信號而對后級電路造成通斷控制

本發(fā)明第二個技術(shù)方案為：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。

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：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；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；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；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；通過所述信號接收部的紅外接收管T1接收此反饋的數(shù)據(jù)信號，所述紅外接收管T1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(qiáng)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(qiáng)度與發(fā)散角度增大時，C極電壓逐漸趨近于0V；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T1的C極電壓被上拉器件提升至所述第一電壓；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。

本發(fā)明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。