一种用于测径仪的零功耗射频数据采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子信息技术领域，具体涉及一种用于测径仪的零功耗射频数据采集装置，其能够在测径仪处于不同状态下(包括工作正常，故障，损坏，供电正常，供电失效等环境下)通过非接触的方式采集测径仪数据。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，各种智能测径仪应用已经普及，各种数据采集系统可以通过有线的或者无线的方式将数据采集、分析、处理。
[0003]例如中国专利申请第2009203111392号公开的一种冷轧钢卷厚度数据系统，其特征在于:包括测厚仪、酸轧二级服务器、文件中心服务器和后工序操作站；所述测厚仪，用于检测酸轧厚度数据，并将检测到的酸轧厚度数据发送至所述酸轧二级服务器；所述酸轧二级服务器，用于在接收到酸轧厚度数据后，生成厚度CSV数据文件，并将该厚度CSV数据文件定时发送至所述文件中心服务器；所述文件中心服务器，用于存储所述酸轧二级服务器发送来的厚度CSV数据文件，并为所述后工序操作站提供厚度CSV数据文件信息；所述后工序操作站，用于通过查询所述文件中心服务器存储的厚度CSV数据文件信息，对不合格部分进行切除。
[0004]在远程控制的测径仪系统中，数据作为整个系统最重要的信息，是整个系统服务的对象。在实际使用中，测径仪很有可能发生故障，损坏等情况，导致数据无法正常读取，给厂家带来的是巨大的损失。
【实用新型内容】
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于测径仪的零功耗射频数据采集装置。在测径仪工作正常，故障，损坏，供电正常，供电失效等不同环境下通过无线的方式读取测径仪中的数据。
[0006]依据本实用新型的技术方案，提供一种用于测径仪的零功耗射频数据采集装置，其包括主控制器、计量模块、通讯模块和存储模块；主控制器包括CPU及其最小系统电路，由电阻Rl和Cl串联组成复位电路，电阻Rl —端接+5V电源及CPU的VCC端口、电阻Rl另一端连接电容Cl及CPU的RESET端口 ；电容Cl 一端接电阻Rl及CPU的RESET端口、另一端接地及CPU的VSS端口。
[0007]其中，计量模块包括计量芯片U2、晶振电路、电流和电压采样电路、脉冲灯电路。
[0008]其中，计量芯片的MMD1、DVDD、MMDO端口均连接计量电源V_Msr端，DGND、AGND端口均连接计量电压GND端。晶振X2两端连接计量芯片OSCO、OSCI端口，为计量芯片提供时钟源；电阻R6与LEDl串联后连接计量芯片的脉冲输出端CFl端，实现脉冲的显示。差分阻容滤波电路中，电阻R3 —端接II+、电阻R3另一端连接电阻R4及地端；电阻R4 —端接I1-、电阻R4另一端连接电阻R3及地端。电阻R2 —端接II+、电阻R2另一端连接电容C2及计量芯片的IlN;电阻R5—端接I1-、电阻R5另一端连接电容C3及计量芯片的IIP。电容C2 —端接电阻R2及计量芯片的I IN、电容C2的另一端接电容C3及地端；电容C3 —端接电阻R5及计量芯片的IIP、电容C3的另一端接电容C2及地端。
[0009]优选地，通讯模块包括485芯片U4及其保护电路，485芯片U4的R端口接CPU的RXD端口，485芯片U4的RE和DE端口均接CPU的TXD端口，485芯片U4的D端口接CPU的P04端口；电容C4 一端接485模块电源端及485芯片U4的VCC端口、电容C4的另一端接485模块电源地端。
[0010]更优选地，电阻RlO —端接485模块电源端及电容C4、电阻RlO的另一端接485芯片U4的A端口及瞬变电压抑制二极管TVS。
[0011]进一步地，热敏电阻F4—端接瞬变电压抑制二极管TVS及电阻R9、热敏电阻F4的另一端接485总线B端口 ；瞬变电压抑制二极管TVS —端接热敏电阻F4、瞬变电压抑制二极管TVS的另一端接电阻RlO及485总线A端口；电阻R9 —端接485芯片U4的B端口及电容热敏电阻F4、电阻R9的另一端接485芯片U4的GND端口及485模块电源地端。
[0012]有益效果:使用本实用新型后，测径仪在失电、故障甚至损坏的情况下，使用射频读卡器可以通过射频信号为测径仪的EEPROM供电，并读写数据，读出测径仪的数据及事件记录，为故障维修提供更多信息，同时避免了信息丢失的事件，减少了用户的经济损失。
【附图说明】
[0013]图1是依据本实用新型的测径仪结构框图；
[0014]图2是用于测径仪的零功耗射频数据采集装置的电气原理图；
[0015]图3是用于测径仪的零功耗射频数据采集装置的通信模块电气原理图；
[0016]图4是用于测径仪的零功耗射频数据采集装置的第一部分载波模块保护电路原理图；
[0017]图5是用于测径仪的零功耗射频数据采集装置的第二部分载波模块保护电路原理图；
[0018]图6是用于测径仪的零功耗射频数据采集装置的第三部分载波模块保护电路原理图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。另外地，不应当将本实用新型的保护范围仅仅限制至下述具体结构或部件或具体参数。
[0020]本实用新型的用于测径仪的零功耗射频数据采集装置，具体指测径仪处于不同状态下，包括工作正常，故障，损坏，供电正常，供电失效等环境下，能够通过非接触的方式读取测径仪数据。
[0021]在本实用新型中应用了 RFID系统，即提供了一种读取无源标签的技术，如果将无源标签作为测径仪的存储单元。就可以有效的解决测径仪在故障，损坏等情况下无法读出数据的问题。解决这些问题的前提条件是存储单元既具有RF接口又能够与仪表通讯，存储仪表数据。RFID(射频识别:rad1 frequency identificat1n)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。
[0022]在本实用新型中，RFID系统的基本工作流程是:读写器通过内部的射频天线发送一定频率的射频信号，当无源标签进入读写器的射频天线工作区域时，利用波束供电技术，将接收到的射频信号转化为直流电源，为无源标签内电路供电，无源标签获得能量被激活，响应读写器的射频信号，将标签中的信息，通过无源标签的天线利用载波信号发送给读写器。
[0023]在本实用新型使用的M24LR64是一款内置标准I2C串口的EEPROM存储器，可与大多数微控制器通信，此外，还提供一个IS015693标准的RF(射频)接口，可与RFID阅读器进行无线通信。IS015693是一种无源RFID标准，能同时从RF系统获取电能和数据。在RF模式下，读写M24LR64不需要电源，从而节省板上电源，轻松、便捷地无线存取电子产品参数。I2C(Inter — Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C已经成为一种较为常用的串行接口标准，具有协议完善、支持芯片较多和占用I/O端口少等优点。目前有很多半导体集成电路上都集成了 I2C接口。本实用新型提供的方法是将以上技术结合起来，通过非接触的方式在不同环境下，读取测径仪数据。
[0024]本实用新型的用于测径仪的零功耗射频数据采集装置技术是一种最大限度的保证现场数据不丢失的技术，尤其是在测径仪发生故障时，无法主动或被动上传数据的条件下更能够发挥其重要作用。现有读写技术均通过唤醒CPU，由CPU通过I2C总线读取EEPROM数据，再通过红外和485等通信模块实现数据传输。本方案直接读取EEPROM的数据，可以降低测径仪硬件保养成本，提高系统稳定性，延长测径仪寿命。
[0025]本实用新型的设计方案是:智能测径仪在原有电路结构上增加有I2C接口和RF接口的双接口 EEPR0M，智能测径仪的MCU与EEPROM通过I2C接口连接，并遵照I2C通信协议的规约将数据存储至RF-EEPROM。EEPROM通过RF接口连接电路板上的内置天线，可以接收来自RFID读写器的指令，并从RF系统获取电能，使EEPROM不依靠智能测径仪的电能也可以正常工作。RFID读写器可以通过USB接口连接到上位机，上位机控制RFID读写器向EEPROM发送指令并写入或读取数据。
[0026]以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。
[0027]参考附图1，具体给出测径仪结构框图，用于测径仪的零功耗射频数据采集装置可分为主控电路(测径仪主控电路)、EEPR0M模块电路、射频天线三部分组成。测径仪主控电路是测径仪的核心部分，包括微处理器模块、计量模块、485通信模块、液晶显示模块、继电器控制模块等，测径仪主控电路完成计量、通信、显示、控制等功能。EEPROM模块电路为测径仪提供存储器，微处理器通过I2C总线与EEPROM通信，实现数据的存取功能。射频天线接收外部RF信号，输入到EEPROM模块电路，EEPROM将射频信号转化为读写指令，并从RF系统获取电能，所以不依靠智能测径仪的电能也可以正常工作。
[0028]参考附图2，进一步给出用于测径仪的零功耗射频数据采集装置的电气原理图，本实用新型的用于测径仪的零功耗射频数据采集装置包括主控制器、计量模块、通讯模块和存储模块。其中测径仪主控电路是测径仪的核心部分，在整个系统起到逻辑运算和控制的作用；计量模块用于采集电流电压信号并计量；通讯模块用于测径仪与上位机的远程通信；存储模块用于存