專利名稱：單片機控制紅外線遠程抄表系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及單片機控制領(lǐng)域，特別涉及是一種單片機控制紅外線遠程抄表系 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，收費困難，造成漏抄、誤抄或多抄，需 投入大量的抄表統(tǒng)計人員，而且存在抄表效率低、速度慢、成本高等問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種具有抄收速度快，計算精度高，抄表同時性好，可直 接對用戶電量的進行自動抄錄和防止用戶使用非法手段竊電等功能的單片機控制紅外線 遠程抄表系統(tǒng)。本實用新型所采用的技術(shù)方案是這樣的一種單片機控制紅外線遠程抄表系統(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、LCD顯示模塊、鍵盤控制電路、掉電保護電路組成，所述脈沖采集電路對電度表的轉(zhuǎn) 動脈沖進行采集，把電度表的轉(zhuǎn)動量轉(zhuǎn)換成脈沖電平信號送入微處理器單片機轉(zhuǎn)換成二進 制底數(shù)存入串行E2PR0M數(shù)據(jù)存儲，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+5V的電壓供給系統(tǒng)使用。開機時穩(wěn)壓電路電流為20MV，關(guān)機 時靜態(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，使用一個按鍵就 可以控制抄表器的開機和關(guān)機。所述微處理器采用4KB快閃可編程/擦除只讀存儲器(FPEROM)的8位CMOS的 AT89C51，連接串行EEPROM數(shù)據(jù)存儲存儲電表數(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 外光信號轉(zhuǎn)化為電信號，再由前放大器和自動增益控制電路進行放大處理后，通過帶通濾 波器和進行濾波，濾波后的信號由解調(diào)電路進行解調(diào)，最后，由輸出級電路進行反向放大輸
出ο所述紅外線發(fā)射模塊包括脈沖振蕩器、驅(qū)動管Q1、驅(qū)動管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0-9十個數(shù)字，小數(shù)點，“抄 表”及“底數(shù)設(shè)置”按鍵組成，按下“抄表”按鍵時會產(chǎn)生一個特定編號輸入微處理器單片機 的PO端口。通過采用前述技術(shù)方案，本實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)射和接收的實現(xiàn)，通過對表號和底數(shù)進行BCD 碼-二進制之間的編解碼轉(zhuǎn)換實現(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) 基本上達到了要求，而且它的數(shù)據(jù)傳輸誤碼率低，儲存、顯示正確，并且具有使用靈活方便、 節(jié)電及便攜等特點，能大大減輕大面積抄表時的工作量和減少抄表錯誤，并能方便地實現(xiàn) 抄表數(shù)據(jù)的管理。

圖1是本實用新型的原理方框圖；圖2是本實用新型紅外線接收模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型紅外線發(fā)射模塊的電路原理圖；圖4是本實用新型鍵盤控制電路的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進一步說明本實用新型。如圖1所示，一種單片機控制紅外線遠程抄表系統(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6、IXD顯示模 塊7、鍵盤控制電路8、掉電保護電路9組成，所述脈沖采集電路1對電度表的轉(zhuǎn)動脈沖進行 采集，把電度表的轉(zhuǎn)動量轉(zhuǎn)換成脈沖電平信號送入微處理器2單片機轉(zhuǎn)換成二進制底數(shù)存 入串行E2PR0M數(shù)據(jù)存儲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/擦除只讀存儲器(FPEROM)的8位CMOS的 AT89C51，具有較高的性能價格比，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6來存儲電表數(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 表需要存儲的數(shù)據(jù)較多，因此要采用擦寫次數(shù)較高、存儲容量大的串行EEPROM數(shù)據(jù)存儲6， 它不僅能隨機地進行讀寫，而且它的每個單元可重復(fù)進行萬次以上改寫，保留信息的時間 長達幾十年，這樣既能隨時把數(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)制紅外光信號轉(zhuǎn)化為電信號，再由前放大器和自動增益控制電路進行放大處理后，
4通過帶通濾波器和進行濾波，濾波后的信號由解調(diào)電路進行解調(diào)，最后，由輸出級電路進行 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)動管Q1、驅(qū)動管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單片機的串行輸出端T)(D送出并驅(qū)動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，并利用兩個紅外發(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，則每個數(shù)位“0”對應(yīng)32個載波脈沖調(diào)制信號的時序，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0-9十個數(shù)字， 小數(shù)點，“抄表”及“底數(shù)設(shè)置”按鍵組成，當(dāng)按下“抄表”鍵時它產(chǎn)生一個特定編號送入單片 機的PO端口，單片機接受到此編號后，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，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。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征及其優(yōu)點，本行業(yè)的技術(shù)人 員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明中描述的只是說明本 實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化 和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)，本實用新型要求保護范圍 由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.單片機控制紅外線遠程抄表系統(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(6)、LCD顯 示模塊(7)、鍵盤控制電路(8)、掉電保護電路(9)組成，所述脈沖采集電路⑴對電度表的 轉(zhuǎn)動脈沖進行采集，把電度表的轉(zhuǎn)動量轉(zhuǎn)換成脈沖電平信號送入微處理器( 單片機轉(zhuǎn)換 成二進制底數(shù)存入串行E2PR0M數(shù)據(jù)存儲(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所述的單片機控制紅外線遠程抄表系統(tǒng)，其特征在于所述微處理 器(2)采用4KB快閃可編程/擦除只讀存儲器(FPEROM)的8位CMOS的AT89C51，連接串行 EEPROM數(shù)據(jù)存儲(6)存儲電表數(shù)據(jù)及表參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機控制紅外線遠程抄表系統(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)制紅外光信號轉(zhuǎn)化為 電信號，再由前放大器和自動增益控制電路進行放大處理后，通過帶通濾波器和進行濾波， 濾波后的信號由解調(diào)電路進行解調(diào)，最后，由輸出級電路進行反向放大輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機控制紅外線遠程抄表系統(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)動管Q1、驅(qū)動管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所述的單片機控制紅外線遠程抄表系統(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)動組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機控制紅外線遠程抄表系統(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0-9十個數(shù)字，小數(shù)點，“抄表”及“底數(shù)設(shè)置” 按鍵組成，按下“抄表”按鍵時會產(chǎn)生一個特定編號輸入微處理器( 單片機的PO端口。
專利摘要本實用新型涉及單片機控制領(lǐng)域，特別涉及是一種單片機控制紅外線遠程抄表系統(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、LCD顯示模塊、鍵盤控制電路、掉電保護電路組成，所述脈沖采集電路對電度表的轉(zhuǎn)動脈沖進行采集，把電度表的轉(zhuǎn)動量轉(zhuǎn)換成脈沖電平信號送入微處理器單片機轉(zhuǎn)換成二進制底數(shù)存入串行E2PROM數(shù)據(jù)存儲，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，計算精度高，抄表同時性好，可直接對用戶電量的進行自動抄錄和防止用戶使用非法手段竊電。
文檔編號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