專利名稱：單片機(jī)控制紅外線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及單片機(jī)控制領(lǐng)域，特別涉及是一種單片機(jī)控制紅外線遠(yuǎn)程抄表系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，城市居民電力公司抄表收費(fèi)的要求越來越高。傳統(tǒng)的 水、電、煤氣抄表有很多弊端，諸如必須逐門入戶抄表，收費(fèi)困難，造成漏抄、誤抄或多抄，需 投入大量的抄表統(tǒng)計(jì)人員，而且存在抄表效率低、速度慢、成本高等問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有抄收速度快，計(jì)算精度高，抄表同時(shí)性好，可直 接對用戶電量的進(jìn)行自動(dòng)抄錄和防止用戶使用非法手段竊電等功能的單片機(jī)控制紅外線 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是這樣的一種單片機(jī)控制紅外線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)， 由脈沖采集電路、微處理器、紅外線接收模塊、紅外線發(fā)射模塊、穩(wěn)壓電源、串行E2PR0M數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)、LCD顯示模塊、鍵盤控制電路、掉電保護(hù)電路組成，所述脈沖采集電路對電度表的轉(zhuǎn) 動(dòng)脈沖進(jìn)行采集，把電度表的轉(zhuǎn)動(dòng)量轉(zhuǎn)換成脈沖電平信號(hào)送入微處理器單片機(jī)轉(zhuǎn)換成二進(jìn) 制底數(shù)存入串行E2PR0M數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，在鍵盤控制電路控制下通過紅外線接收模塊和紅外線 發(fā)射模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，完成對電表用電量的抄錄，并通過LCD顯示模塊顯示電度表底數(shù) 和提示信息。抄表器由四節(jié)五號(hào)干電池供電，四節(jié)電池的供出電壓在5V-6.5V之間，穩(wěn)壓電路 用低壓穩(wěn)壓器7805輸出一個(gè)+5V的電壓供給系統(tǒng)使用。開機(jī)時(shí)穩(wěn)壓電路電流為20MV，關(guān)機(jī) 時(shí)靜態(tài)耗電電流為2UF此外，由一組雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)電路組成電源開關(guān)，這樣，使用一個(gè)按鍵就 可以控制抄表器的開機(jī)和關(guān)機(jī)。所述微處理器采用4KB快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROM)的8位CMOS的 AT89C51，連接串行EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)存儲(chǔ)電表數(shù)據(jù)及表參數(shù)。所述紅外線接收模塊選用專用紅外接收模塊TS0P1738，該接收模塊是一個(gè)三端元 件，使用單電源+5V電源，通過紅外光敏元件將接收到的載波頻率為38kHz的脈沖調(diào)制紅 外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再由前放大器和自動(dòng)增益控制電路進(jìn)行放大處理后，通過帶通濾 波器和進(jìn)行濾波，濾波后的信號(hào)由解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，最后，由輸出級(jí)電路進(jìn)行反向放大輸
出ο所述紅外線發(fā)射模塊包括脈沖振蕩器、驅(qū)動(dòng)管Q1、驅(qū)動(dòng)管Q2、紅外發(fā)射管Dl和紅 外發(fā)射管D2，其中脈沖振蕩器由定時(shí)器NE555、電阻R13、電阻R14和電容C4、電容C17組 成，紅外發(fā)射管Dl和紅外發(fā)射管D2選用Vishay公司生產(chǎn)的TSAL6238，向外發(fā)射950nm的 紅外光束。所述IXD顯示模塊采用7LM16032D的硬件結(jié)構(gòu)，由MPU接口部，LED背光電路，IXD顯示板，ST7920和ST7921驅(qū)動(dòng)組成所述鍵盤控制電路采用4*4行列式矩陣鍵盤接口，由0-9十個(gè)數(shù)字，小數(shù)點(diǎn)，“抄 表”及“底數(shù)設(shè)置”按鍵組成，按下“抄表”按鍵時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)特定編號(hào)輸入微處理器單片機(jī) 的PO端口。通過采用前述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是該系統(tǒng)以微處理器89C51最 小系統(tǒng)為控制核心，采用紅外線是數(shù)據(jù)成功發(fā)射和接收的實(shí)現(xiàn)，通過對表號(hào)和底數(shù)進(jìn)行BCD 碼-二進(jìn)制之間的編解碼轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收，并由IXD清楚直觀地顯示出來，各方面指標(biāo) 基本上達(dá)到了要求，而且它的數(shù)據(jù)傳輸誤碼率低，儲(chǔ)存、顯示正確，并且具有使用靈活方便、 節(jié)電及便攜等特點(diǎn)，能大大減輕大面積抄表時(shí)的工作量和減少抄表錯(cuò)誤，并能方便地實(shí)現(xiàn) 抄表數(shù)據(jù)的管理。

圖1是本實(shí)用新型的原理方框圖；圖2是本實(shí)用新型紅外線接收模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型紅外線發(fā)射模塊的電路原理圖；圖4是本實(shí)用新型鍵盤控制電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。如圖1所示，一種單片機(jī)控制紅外線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，由脈沖采集電路1、微處理器 2、紅外線接收模塊3、紅外線發(fā)射模塊4、穩(wěn)壓電源5、串行E2PR0M數(shù)據(jù)存儲(chǔ)6、IXD顯示模 塊7、鍵盤控制電路8、掉電保護(hù)電路9組成，所述脈沖采集電路1對電度表的轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖進(jìn)行 采集，把電度表的轉(zhuǎn)動(dòng)量轉(zhuǎn)換成脈沖電平信號(hào)送入微處理器2單片機(jī)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制底數(shù)存 入串行E2PR0M數(shù)據(jù)存儲(chǔ)6，在鍵盤控制電路8控制下通過紅外線接收模塊3和紅外線發(fā)射 模塊4進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，完成對電表用電量的抄錄，并通過LCD顯示模塊7顯示電度表底數(shù)和 提示信息。所述微處理器2采用4KB快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROM)的8位CMOS的 AT89C51，具有較高的性能價(jià)格比，為了保證斷電后數(shù)據(jù)不丟失，采用串行EEPR0MMC16數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)6來存儲(chǔ)電表數(shù)據(jù)及表參數(shù)，使得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)十分簡單，并減少了該部分的故障率， 由于在電表正常運(yùn)行過程中，需要經(jīng)常改寫電量(增加0. IKffh改寫一次電量)，且智能電 表需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)較多，因此要采用擦寫次數(shù)較高、存儲(chǔ)容量大的串行EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)6， 它不僅能隨機(jī)地進(jìn)行讀寫，而且它的每個(gè)單元可重復(fù)進(jìn)行萬次以上改寫，保留信息的時(shí)間 長達(dá)幾十年，這樣既能隨時(shí)把數(shù)據(jù)存入抄表器中，也可將數(shù)據(jù)永久地保存在抄表器，隨時(shí)讀 出ο所述IXD顯示模塊7采用7LM16032D的硬件結(jié)構(gòu)，由MPU接口部，LED背光電路， LCD顯示板，ST7920和ST7921驅(qū)動(dòng)組成如圖2所示，所述紅外線接收模塊3選用專用紅外接收模塊TS0P1738，該接收模塊 是一個(gè)三端元件，使用單電源+5V電源，通過紅外光敏元件將接收到的載波頻率為38kHz的 脈沖調(diào)制紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再由前放大器和自動(dòng)增益控制電路進(jìn)行放大處理后，
4通過帶通濾波器和進(jìn)行濾波，濾波后的信號(hào)由解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，最后，由輸出級(jí)電路進(jìn)行 反向放大輸出。如圖3所示，所述紅外線發(fā)射模塊4包括脈沖振蕩器、驅(qū)動(dòng)管Q1、驅(qū)動(dòng)管Q2、紅外 發(fā)射管Dl和紅外發(fā)射管D2，其中脈沖振蕩器由定時(shí)器NE555、電阻R13、電阻R14和電容C4、 電容C17組成，紅外發(fā)射管Dl和紅外發(fā)射管D2選用Vi shay公司生產(chǎn)的TSAL6238，向外發(fā) 射950nm的紅外光束，串行數(shù)據(jù)由微處理器2單片機(jī)的串行輸出端T)(D送出并驅(qū)動(dòng)Ql管， 數(shù)位“0”使Ql管導(dǎo)通，通過Q2管調(diào)制成38kHz的載波信號(hào)，并利用兩個(gè)紅外發(fā)射管Dl和 D2以光脈沖的形式向外發(fā)送。數(shù)位“1”使Ql管截止，紅外發(fā)射管Dl和D2不發(fā)射紅外光。 若傳送的波特率設(shè)為1200bps，則每個(gè)數(shù)位“0”對應(yīng)32個(gè)載波脈沖調(diào)制信號(hào)的時(shí)序，如圖4所示，所述鍵盤控制電路8采用4*4行列式矩陣鍵盤接口，由0-9十個(gè)數(shù)字， 小數(shù)點(diǎn)，“抄表”及“底數(shù)設(shè)置”按鍵組成，當(dāng)按下“抄表”鍵時(shí)它產(chǎn)生一個(gè)特定編號(hào)送入單片 機(jī)的PO端口，單片機(jī)接受到此編號(hào)后，執(zhí)行抄表子程序，向智能電度表發(fā)出“抄表”命令，智 能電度表接受到命令后即向抄表儀返回提示信息和底數(shù)，“底數(shù)設(shè)置”鍵是作為當(dāng)用戶更換 電表時(shí)，對電度表預(yù)設(shè)和更新底數(shù)用，通過鍵盤上各數(shù)字鍵可以輸入要設(shè)置的底數(shù)和被抄 表的表號(hào)。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征及其優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人 員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明中描述的只是說明本 實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化 和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍 由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.單片機(jī)控制紅外線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，其特征在于由脈沖采集電路(1)、微處理器O)、 紅外線接收模塊C3)、紅外線發(fā)射模塊(4)、穩(wěn)壓電源(5)、串行E2PR0M數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(6)、LCD顯 示模塊(7)、鍵盤控制電路(8)、掉電保護(hù)電路(9)組成，所述脈沖采集電路⑴對電度表的 轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖進(jìn)行采集，把電度表的轉(zhuǎn)動(dòng)量轉(zhuǎn)換成脈沖電平信號(hào)送入微處理器( 單片機(jī)轉(zhuǎn)換 成二進(jìn)制底數(shù)存入串行E2PR0M數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(6)，在鍵盤控制電路(8)控制下通過紅外線接收 模塊C3)和紅外線發(fā)射模塊(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，并通過IXD顯示模塊(7)顯示電度表底數(shù) 和提示信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機(jī)控制紅外線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，其特征在于所述微處理 器(2)采用4KB快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROM)的8位CMOS的AT89C51，連接串行 EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(6)存儲(chǔ)電表數(shù)據(jù)及表參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機(jī)控制紅外線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，其特征在于所述紅外線 接收模塊C3)選用專用紅外接收模塊TS0P1738，該接收模塊是一個(gè)三端元件，使用單電源 +5V電源，通過紅外光敏元件將接收到的載波頻率為38kHz的脈沖調(diào)制紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為 電信號(hào)，再由前放大器和自動(dòng)增益控制電路進(jìn)行放大處理后，通過帶通濾波器和進(jìn)行濾波， 濾波后的信號(hào)由解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，最后，由輸出級(jí)電路進(jìn)行反向放大輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機(jī)控制紅外線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，其特征在于所述紅外線 發(fā)射模塊(4)包括脈沖振蕩器、驅(qū)動(dòng)管Q1、驅(qū)動(dòng)管Q2、紅外發(fā)射管Dl和紅外發(fā)射管D2，其中 脈沖振蕩器由定時(shí)器NE555、電阻R13、電阻R14和電容C4、電容C17組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機(jī)控制紅外線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，其特征在于所述IXD顯示模塊(7)采用7LM16032D的硬件結(jié)構(gòu)，由MPU接口部，LED背光電路，IXD 顯示板，ST7920和ST7921驅(qū)動(dòng)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機(jī)控制紅外線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，其特征在于所述鍵盤控 制電路(8)采用4*4行列式矩陣鍵盤接口，由0-9十個(gè)數(shù)字，小數(shù)點(diǎn)，“抄表”及“底數(shù)設(shè)置” 按鍵組成，按下“抄表”按鍵時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)特定編號(hào)輸入微處理器( 單片機(jī)的PO端口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及單片機(jī)控制領(lǐng)域，特別涉及是一種單片機(jī)控制紅外線遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，由脈沖采集電路、微處理器、紅外線接收模塊、紅外線發(fā)射模塊、穩(wěn)壓電源、串行E2PROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、LCD顯示模塊、鍵盤控制電路、掉電保護(hù)電路組成，所述脈沖采集電路對電度表的轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖進(jìn)行采集，把電度表的轉(zhuǎn)動(dòng)量轉(zhuǎn)換成脈沖電平信號(hào)送入微處理器單片機(jī)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制底數(shù)存入串行E2PROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，在鍵盤控制電路控制下通過紅外線接收模塊和紅外線發(fā)射模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，完成對電表用電量的抄錄，并通過LCD顯示模塊顯示電度表底數(shù)和提示信息，該系統(tǒng)抄收速度快，計(jì)算精度高，抄表同時(shí)性好，可直接對用戶電量的進(jìn)行自動(dòng)抄錄和防止用戶使用非法手段竊電。
文檔編號(hào)G08C23/04GK201853348SQ201020544489
公開日2011年6月1日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者傅仰取 申請人:傅仰取