專利名稱：光電編碼計數(shù)裝置及其光電編碼計數(shù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的光電編碼計數(shù)裝置及其光電編碼計數(shù)器， 主要應(yīng)用于家用皮膜燃氣表計量計數(shù)、計量信息傳輸，能方便組成無線自動抄表網(wǎng)絡(luò)。
技術(shù)背景-
隨著城市化建設(shè)推進，管道天燃氣普及應(yīng)用，家用皮膜燃氣表用量越來越大，燃氣營 運企業(yè)生產(chǎn)管理、安全管理、抄表管理的問題也隨之突出。為適應(yīng)燃氣營運企業(yè)的現(xiàn)代化 管理預(yù)付燃氣表、遠程自動抄表等智能計量燃氣表的需求越來越大。目前，智能燃氣表的 計數(shù)傳感器裝置大多數(shù)是在計數(shù)器支架上加裝干簧管或霍爾元件，字輪上加裝磁鐵，干簧 管計數(shù)是當(dāng)字輪上磁鐵轉(zhuǎn)到干簧管附近時吸合干簧管的金屬片閉合得到開頭信號;霍爾元 件計數(shù)是利用裝在字輪上二個極性相反的磁鐵轉(zhuǎn)到霍爾元件附近磁性產(chǎn)生變化，使霍爾元 件發(fā)出電信號。
以上采樣傳感器和傳輸方式存在問題
1、 由于磁鐵與干簧管金屬片之間的磁性吸力，使字輪傳動阻力加大和抖動，導(dǎo)致燃 氣表計量靈敏度、計量精度降低；
2、 干簧管和霍爾元件都是靠磁性的吸力、磁性極性變化來產(chǎn)生電信號脈沖，有外界 磁性干攏無法采集信號；
3、 干簧管和霍爾元件采樣信號在有電源前提下工作，信號存儲是靠記憶存儲芯片來 完成， 一旦斷電法記數(shù)。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，而提供一種基 于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的光電編碼計數(shù)裝置及其光電編碼計數(shù)器，利用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)提高可靠 性、抗干擾能力，降低成本。
本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是該光電編碼計數(shù)裝置，其特征在于設(shè) 置有紅外發(fā)射板、計數(shù)器字輪、紅外接收板，計數(shù)器字輪上設(shè)置編碼孔，紅外發(fā)射板設(shè)置 在計數(shù)器字輪的一側(cè)，紅外接收板設(shè)置在計數(shù)器字輪的另一側(cè)，紅外發(fā)射板上設(shè)置若干個 紅外發(fā)射管，紅外接收板上設(shè)置若干個紅外接收管，紅外發(fā)射管、紅外接收管匹配，根據(jù) 紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外光是否通過編碼孔被紅外接收管接收，紅外接收管將光電信號轉(zhuǎn)換 成一組電信號數(shù)據(jù)二進制編碼。
本實用新型所述紅外發(fā)射管、紅外接收管分別為5個，計數(shù)器字輪設(shè)置有0 9十個字，分別對應(yīng)于二進制編碼00101、 00011、 01010、 00110、 10100、 01100、 01001、 11000、 10010、 10001。
本實用新型所述光電編碼計數(shù)裝置有5組。
本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案還包括一種帶如上所述光電編碼計 數(shù)裝置的光電編碼計數(shù)器，包括計數(shù)器架和線路板，線路板上設(shè)置有微處理器、光電采樣 電路、無線收發(fā)電路，微處理器與無線收發(fā)電路連接，其特征在于設(shè)置有若干組分別對應(yīng) 十進制位數(shù)值的光電編碼計數(shù)裝置，每組光電編碼計數(shù)裝置的紅外發(fā)射板、計數(shù)器字輪、 紅外接收板依次安裝在計數(shù)器架上，紅外發(fā)射管作為光電采樣電路的輸入，紅外接收管作 為光電采樣電路的輸出與微處理器連接，每組光電編碼計數(shù)裝置的紅外接收管將對應(yīng)組的 紅外發(fā)射管的光電信號轉(zhuǎn)換成一組電信號數(shù)據(jù)二進制編碼，每組二進制編碼通過微處理器 解碼處理轉(zhuǎn)換為光電編碼計數(shù)器的十進制某位數(shù)值，每位十進制數(shù)值組合成完整的實際數(shù) 值，該實際數(shù)值由微處理器控制無線收發(fā)電路向計數(shù)器系統(tǒng)傳輸。
本實用新型所述光電編碼計數(shù)裝置通常為5組,每組光電編碼計數(shù)裝置依次對應(yīng)十進
制的個位、十位、百位、千位、萬位。
本實用新型的信號采樣是通過紅外光電轉(zhuǎn)換取得編碼數(shù)據(jù)信息，光電之間的隔離轉(zhuǎn)換 提高了本實用新型產(chǎn)品的可靠性和抗干擾能力，保證了本實用新型產(chǎn)品制成的家用皮膜燃 氣表靈敏度、計量精度和不受磁性的干擾o
本實用新型的數(shù)據(jù)是靠計數(shù)器字輪編碼孔之間通過光電轉(zhuǎn)換得到信息數(shù)據(jù)，只在需要 信息數(shù)據(jù)時才通電采樣，平時無需記憶存儲芯片和供電，節(jié)省了成本。
本實用新型集合應(yīng)用了光機電轉(zhuǎn)換技術(shù)、電子信息技術(shù)、無線收發(fā)技術(shù)，信息數(shù)據(jù)傳 輸是由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來完成，解決了施工、維護、組網(wǎng)及成本高等困難。


圖1是本實用新型實施例光電轉(zhuǎn)換部分示意圖。
圖2是本實用新型實施例光電轉(zhuǎn)換原理圖。 圖3是本實用新型實施例字輪編碼圖。 圖4是本實用新型實施例結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本實用新型實施例光電采樣電路圖。 圖6是本實用新型實施例控制電路圖。
具體實施方式
本實用新型光電轉(zhuǎn)換原理如圖1所示，當(dāng)紅外發(fā)射板I上的5個LED紅外發(fā)射管 (DF1 DF5)通電時發(fā)出紅外光線，紅外接收板III上的5個紅外接收管(DJ1 DJ5)接收紅外光，紅外光線或者穿過計數(shù)器字輪II的編碼孔II一1或者被計數(shù)器字輪II擋住，其中 收到紅外發(fā)射管(DF1 DF5中的一個)所發(fā)紅外光的紅外接收管(DJ1 DJ5中的一個) 所在光電轉(zhuǎn)換單元就會導(dǎo)通，如圖2所示，此時圖2中采樣點J點電壓為0V，表示低電
平，以o表示；當(dāng)紅外光被計數(shù)器字輪n擋住，即對應(yīng)的紅外接收管沒有接收到紅外光,
此時圖2中J點的電壓為3V,表示高電平，以l表示；當(dāng)紅外發(fā)射板I和紅外接收板III 上分別有5對紅外發(fā)射管、紅外接收管時，就產(chǎn)生了5個"0"或"1"組成了的一組二進 制編碼，計數(shù)器字輪II的位置不同則對應(yīng)的編碼不同。
參見圖1 圖6,本實用新型實施例基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的光電編碼計數(shù)裝置設(shè)置有 紅外發(fā)射板I、計數(shù)器字輪II、紅外接收板III,計數(shù)器字輪II上設(shè)置編碼孔I1—1，紅外
發(fā)射板i設(shè)置在計數(shù)器字輪n的一側(cè)，紅外接收板iii設(shè)置在計數(shù)器字輪n的另一側(cè)，紅外 發(fā)射板i上設(shè)置5個紅外發(fā)射管，紅外接收板m上設(shè)置5個紅外接收管，紅外發(fā)射管、紅 外接收管匹配，根據(jù)紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外光是否通過編碼孔n—i被紅外接收管接收， 紅外接收管將光電信號轉(zhuǎn)換成一組5位的電信號數(shù)據(jù)二進制編碼。計數(shù)器字輪II設(shè)置有
0 9十個字，分別對應(yīng)于二進制編碼00101、 00011、 01010、 00110、 10100、 01100、 01001、 11000、 10010、 10001。比方說對應(yīng)于計數(shù)器字輪II十進制O的二進制編碼為00101 (從右 向左分別是二進制的第1 第5位)，即紅外發(fā)射管DF2、 DF4、 DF5所發(fā)紅外光穿過計數(shù) 器字輪II上的編碼孔II一1被紅外接收管DJ2、 DJ4、 DJ5接收到從而該位呈現(xiàn)0，紅外發(fā) 射管DF1、 DF3所發(fā)紅外光被計數(shù)器字輪II擋住使得紅外接收管DJ1、 DJ3未接收到從而該 位呈現(xiàn)l。其余二進制編碼類推。
本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案還包括一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的 光電編碼計數(shù)器，包括計數(shù)器架IV、線路板V和5組依次安裝在計數(shù)器架IV上的光電編碼 計數(shù)裝置，每組光電編碼計數(shù)裝置(如圖4從右到左，小數(shù)省略)依次對應(yīng)十進制的個位、 十位、百位、千位、萬位，其中光電發(fā)射接收裝置采用雙面板，即一面為紅外發(fā)射板I ， 另一面為紅外接收板m。線路板V上設(shè)置有微處理器U4 (例如單片機)、光電采樣電路、 無線收發(fā)電路，微處理器U4與無線收發(fā)電路連接，線路板V與紅外發(fā)射板I、紅外接收
板m連接，紅外發(fā)射管作為光電采樣電路的輸入，紅外接收管作為光電采樣電路的輸出與 微處理器連接，每組光電編碼計數(shù)裝置的紅外接收管將對應(yīng)組的紅外發(fā)射管的光電信號轉(zhuǎn)
換成一組電信號數(shù)據(jù)二進制編碼，每組二進制編碼通過微處理器U4解碼處理轉(zhuǎn)換為光電
編碼計數(shù)器的十進制某位數(shù)值，每位十進制數(shù)值組合成完整的實際數(shù)值，該實際數(shù)值由微
處理器U4控制無線收發(fā)電路向計數(shù)器系統(tǒng)傳輸。
本實用新型實施例采用了 5組光電編碼計數(shù)裝置，每組光電編碼計數(shù)裝置的計數(shù)器字輪II由單片機掃描控制，將光、機、電轉(zhuǎn)換的編碼經(jīng)過編輯產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號，通過無線收發(fā) 電路向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸信息。本實用新型裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、數(shù)據(jù)采集準確可靠，安 裝在家用皮膜燃氣表中可方便組合使用，可實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)自動抄表及實時監(jiān)控燃氣表運行 狀況。
本實用新型實施例的光電采樣電路采用圖5的方式組成，其中三極管T0 T3上面電 路同三極管T4上面電路，微處理器U4采用普通的單片機，無線收發(fā)電路及其無線收發(fā)模 塊可采用現(xiàn)有技術(shù)。常規(guī)狀態(tài)下，無線收發(fā)模塊處于接收狀態(tài)，當(dāng)無線收發(fā)模塊接收天線 收到采集換醒信號時，該通過濾波和解碼后送到主控單片機的13腳PB1端口，單片機收 到采樣命令后，單片機的31腳PD1、 32腳PD2、 1腳PD3、 2腳PD4、 3腳PD5依次輸出低 電平，依次驅(qū)動圖5中的三極管T0、 Tl、 T2、 T3、 T4使之分別導(dǎo)通，分別給五組紅外發(fā) 射管、紅外接收管(每組紅外發(fā)射管、紅外接收管分別有5個紅外發(fā)射管、5個紅外接收 管)供電。根據(jù)紅外發(fā)射管所發(fā)光是否被圖3中對應(yīng)紅外接收管接收到，紅外接收管的 Jl、 J2、 J3、 J4、 J5點就對應(yīng)產(chǎn)生不同的高(1)、低(0)電平，此時單片機的23腳PCO、 24腳PC1、 25腳PC2、 26腳PC3、 27腳PC4這5個I/O 口就讀取采樣點Jl、 J2、 J3、 J4、 J5點高低電平，該5個電平就組成了一個字輪數(shù)的編碼，五組紅外發(fā)射管、紅外接收管 的編碼就分別代表個位、十位、佰位、仟位、萬位字輪的數(shù)據(jù)。單片機采集到數(shù)據(jù)后關(guān)閉 紅外光電管組的電源，單片機將采集到的數(shù)據(jù)通過13腳PB1端口調(diào)制輸出，傳輸?shù)綗o線 傳感器網(wǎng)絡(luò)。為了降低功耗無線收發(fā)電路的電源受控于單片機的17腳PB5。
權(quán)利要求1，一種光電編碼計數(shù)裝置，其特征在于設(shè)置有紅外發(fā)射板、計數(shù)器字輪、紅外接收板，計數(shù)器字輪上設(shè)置編碼孔，紅外發(fā)射板設(shè)置在計數(shù)器字輪的一側(cè)，紅外接收板設(shè)置在計數(shù)器字輪的另一側(cè)，紅外發(fā)射板上設(shè)置若干個紅外發(fā)射管，紅外接收板上設(shè)置若干個紅外接收管，紅外發(fā)射管、紅外接收管匹配，根據(jù)紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外光是否通過編碼孔被紅外接收管接收，紅外接收管將光電信號轉(zhuǎn)換成一組電信號數(shù)據(jù)二進制編碼。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電編碼計數(shù)裝置，其特征在于所述紅外發(fā)射管、紅外接收 管分別為5個，計數(shù)器字輪設(shè)置有0~9十個字，分別對應(yīng)于二進制編碼00101 、00011 、01010、 00110、 10100、 01100、 01001、 11000、 10010、 10001。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電編碼計數(shù)裝置，其特征在于所述光電編碼計數(shù)裝置有5組。
4、 一種帶權(quán)利要求1所述光電編碼計數(shù)裝置的光電編碼計數(shù)器，包括計數(shù)器架和線路板， 線路板上設(shè)置有微處理器、光電采樣電路、無線收發(fā)電路，微處理器與無線收發(fā)電路連接， 其特征在于設(shè)置有若千組分別對應(yīng)十進制位數(shù)值的光電編碼計數(shù)裝置，每組光電編碼計數(shù) 裝置的紅外發(fā)射板、計數(shù)器字輪、紅外接收板依次安裝在計數(shù)器架上，紅外發(fā)射管作為光電 采樣電路的輸入，紅外接收管作為光電采樣電路的輸出與微處理器連接，每組光電編碼計數(shù) 裝置的紅外接收管將對應(yīng)組的紅外發(fā)射管的光電信號轉(zhuǎn)換成一組電信號數(shù)據(jù)二進制編碼，每 組二進制編碼通過微處理器解碼處理轉(zhuǎn)換為光電編碼計數(shù)器的十進制某位數(shù)值，每位十進制 數(shù)值組合成完整的實際數(shù)值，該實際數(shù)值由微處理器控制無線收發(fā)電路向計數(shù)器系統(tǒng)傳輸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電編碼計數(shù)器，其特征在于所述光電編碼計數(shù)裝置為5組， 每組光電編碼計數(shù)裝置依次對應(yīng)十進制的個位、十位、百位、千位、萬位。
專利摘要本實用新型公開了一種光電編碼計數(shù)裝置及其光電編碼計數(shù)器，光電編碼計數(shù)裝置設(shè)置有紅外發(fā)射板、計數(shù)器字輪、紅外接收板，計數(shù)器字輪上設(shè)置編碼孔，根據(jù)紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外光是否通過編碼孔被紅外接收管接收，紅外接收管將光電信號轉(zhuǎn)換成一組二進制編碼。光電編碼計數(shù)器包括計數(shù)器架、線路板和5組光電編碼計數(shù)裝置，線路板上設(shè)置有微處理器、光電采樣電路、無線收發(fā)電路，每組光電編碼計數(shù)裝置的紅外接收管將對應(yīng)組的紅外發(fā)射管的光電信號轉(zhuǎn)換成一組二進制編碼，每組二進制編碼通過微處理器解碼處理轉(zhuǎn)換為光電編碼計數(shù)器的十進制某位數(shù)值，每位十進制數(shù)值組合成完整的實際數(shù)值，該實際數(shù)值由微處理器控制無線收發(fā)電路向計數(shù)器系統(tǒng)傳輸。本裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、數(shù)據(jù)采集準確可靠，方便地實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)自動抄表及實時監(jiān)控燃氣表運行狀況。
文檔編號G08C17/00GK201242459SQ20082016243
公開日2009年5月20日 申請日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者潘洪源 申請人:潘洪源