专利名称：单片机控制红外线远程抄表系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及单片机控制领域，特别涉及是一种单片机控制红外线远程抄表系 统。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，城市居民电力公司抄表收费的要求越来越高。传统的 水、电、煤气抄表有很多弊端，诸如必须逐门入户抄表，收费困难，造成漏抄、误抄或多抄，需 投入大量的抄表统计人员，而且存在抄表效率低、速度慢、成本高等问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种具有抄收速度快，计算精度高，抄表同时性好，可直 接对用户电量的进行自动抄录和防止用户使用非法手段窃电等功能的单片机控制红外线 远程抄表系统。本实用新型所采用的技术方案是这样的一种单片机控制红外线远程抄表系统， 由脉冲采集电路、微处理器、红外线接收模块、红外线发射模块、稳压电源、串行E2PR0M数 据存储、LCD显示模块、键盘控制电路、掉电保护电路组成，所述脉冲采集电路对电度表的转 动脉冲进行采集，把电度表的转动量转换成脉冲电平信号送入微处理器单片机转换成二进 制底数存入串行E2PR0M数据存储，在键盘控制电路控制下通过红外线接收模块和红外线 发射模块进行数据传送，完成对电表用电量的抄录，并通过LCD显示模块显示电度表底数 和提示信息。抄表器由四节五号干电池供电，四节电池的供出电压在5V-6.5V之间，稳压电路 用低压稳压器7805输出一个+5V的电压供给系统使用。开机时稳压电路电流为20MV，关机 时静态耗电电流为2UF此外，由一组双稳态开关电路组成电源开关，这样，使用一个按键就 可以控制抄表器的开机和关机。所述微处理器采用4KB快闪可编程/擦除只读存储器(FPEROM)的8位CMOS的 AT89C51，连接串行EEPROM数据存储存储电表数据及表参数。所述红外线接收模块选用专用红外接收模块TS0P1738，该接收模块是一个三端元 件，使用单电源+5V电源，通过红外光敏元件将接收到的载波频率为38kHz的脉冲调制红 外光信号转化为电信号，再由前放大器和自动增益控制电路进行放大处理后，通过带通滤 波器和进行滤波，滤波后的信号由解调电路进行解调，最后，由输出级电路进行反向放大输
出ο所述红外线发射模块包括脉冲振荡器、驱动管Q1、驱动管Q2、红外发射管Dl和红 外发射管D2，其中脉冲振荡器由定时器NE555、电阻R13、电阻R14和电容C4、电容C17组 成，红外发射管Dl和红外发射管D2选用Vishay公司生产的TSAL6238，向外发射950nm的 红外光束。所述IXD显示模块采用7LM16032D的硬件结构，由MPU接口部，LED背光电路，IXD显示板，ST7920和ST7921驱动组成所述键盘控制电路采用4*4行列式矩阵键盘接口，由0-9十个数字，小数点，“抄 表”及“底数设置”按键组成，按下“抄表”按键时会产生一个特定编号输入微处理器单片机 的PO端口。通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是该系统以微处理器89C51最 小系统为控制核心，采用红外线是数据成功发射和接收的实现，通过对表号和底数进行BCD 码-二进制之间的编解码转换实现发射和接收，并由IXD清楚直观地显示出来，各方面指标 基本上达到了要求，而且它的数据传输误码率低，储存、显示正确，并且具有使用灵活方便、 节电及便携等特点，能大大减轻大面积抄表时的工作量和减少抄表错误，并能方便地实现 抄表数据的管理。
图1是本实用新型的原理方框图；图2是本实用新型红外线接收模块的结构示意图；图3是本实用新型红外线发射模块的电路原理图；图4是本实用新型键盘控制电路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。如图1所示，一种单片机控制红外线远程抄表系统，由脉冲采集电路1、微处理器 2、红外线接收模块3、红外线发射模块4、稳压电源5、串行E2PR0M数据存储6、IXD显示模 块7、键盘控制电路8、掉电保护电路9组成，所述脉冲采集电路1对电度表的转动脉冲进行 采集，把电度表的转动量转换成脉冲电平信号送入微处理器2单片机转换成二进制底数存 入串行E2PR0M数据存储6，在键盘控制电路8控制下通过红外线接收模块3和红外线发射 模块4进行数据传送，完成对电表用电量的抄录，并通过LCD显示模块7显示电度表底数和 提示信息。所述微处理器2采用4KB快闪可编程/擦除只读存储器(FPEROM)的8位CMOS的 AT89C51，具有较高的性能价格比，为了保证断电后数据不丢失，采用串行EEPR0MMC16数 据存储6来存储电表数据及表参数，使得系统的结构十分简单，并减少了该部分的故障率， 由于在电表正常运行过程中，需要经常改写电量(增加0. IKffh改写一次电量)，且智能电 表需要存储的数据较多，因此要采用擦写次数较高、存储容量大的串行EEPROM数据存储6， 它不仅能随机地进行读写，而且它的每个单元可重复进行万次以上改写，保留信息的时间 长达几十年，这样既能随时把数据存入抄表器中，也可将数据永久地保存在抄表器，随时读 出ο所述IXD显示模块7采用7LM16032D的硬件结构，由MPU接口部，LED背光电路， LCD显示板，ST7920和ST7921驱动组成如图2所示，所述红外线接收模块3选用专用红外接收模块TS0P1738，该接收模块 是一个三端元件，使用单电源+5V电源，通过红外光敏元件将接收到的载波频率为38kHz的 脉冲调制红外光信号转化为电信号，再由前放大器和自动增益控制电路进行放大处理后，
4通过带通滤波器和进行滤波，滤波后的信号由解调电路进行解调，最后，由输出级电路进行 反向放大输出。如图3所示，所述红外线发射模块4包括脉冲振荡器、驱动管Q1、驱动管Q2、红外 发射管Dl和红外发射管D2，其中脉冲振荡器由定时器NE555、电阻R13、电阻R14和电容C4、 电容C17组成，红外发射管Dl和红外发射管D2选用Vi shay公司生产的TSAL6238，向外发 射950nm的红外光束，串行数据由微处理器2单片机的串行输出端T)(D送出并驱动Ql管， 数位“0”使Ql管导通，通过Q2管调制成38kHz的载波信号，并利用两个红外发射管Dl和 D2以光脉冲的形式向外发送。数位“1”使Ql管截止，红外发射管Dl和D2不发射红外光。 若传送的波特率设为1200bps，则每个数位“0”对应32个载波脉冲调制信号的时序，如图4所示，所述键盘控制电路8采用4*4行列式矩阵键盘接口，由0-9十个数字， 小数点，“抄表”及“底数设置”按键组成，当按下“抄表”键时它产生一个特定编号送入单片 机的PO端口，单片机接受到此编号后，执行抄表子程序，向智能电度表发出“抄表”命令，智 能电度表接受到命令后即向抄表仪返回提示信息和底数，“底数设置”键是作为当用户更换 电表时，对电度表预设和更新底数用，通过键盘上各数字键可以输入要设置的底数和被抄 表的表号。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人 员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本 实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化 和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围 由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.单片机控制红外线远程抄表系统，其特征在于由脉冲采集电路(1)、微处理器O)、 红外线接收模块C3)、红外线发射模块(4)、稳压电源(5)、串行E2PR0M数据存储(6)、LCD显 示模块(7)、键盘控制电路(8)、掉电保护电路(9)组成，所述脉冲采集电路⑴对电度表的 转动脉冲进行采集，把电度表的转动量转换成脉冲电平信号送入微处理器( 单片机转换 成二进制底数存入串行E2PR0M数据存储(6)，在键盘控制电路(8)控制下通过红外线接收 模块C3)和红外线发射模块(4)进行数据传送，并通过IXD显示模块(7)显示电度表底数 和提示信息。
2.根据权利要求1所述的单片机控制红外线远程抄表系统，其特征在于所述微处理 器(2)采用4KB快闪可编程/擦除只读存储器(FPEROM)的8位CMOS的AT89C51，连接串行 EEPROM数据存储(6)存储电表数据及表参数。
3.根据权利要求1所述的单片机控制红外线远程抄表系统，其特征在于所述红外线 接收模块C3)选用专用红外接收模块TS0P1738，该接收模块是一个三端元件，使用单电源 +5V电源，通过红外光敏元件将接收到的载波频率为38kHz的脉冲调制红外光信号转化为 电信号，再由前放大器和自动增益控制电路进行放大处理后，通过带通滤波器和进行滤波， 滤波后的信号由解调电路进行解调，最后，由输出级电路进行反向放大输出。
4.根据权利要求1所述的单片机控制红外线远程抄表系统，其特征在于所述红外线 发射模块(4)包括脉冲振荡器、驱动管Q1、驱动管Q2、红外发射管Dl和红外发射管D2，其中 脉冲振荡器由定时器NE555、电阻R13、电阻R14和电容C4、电容C17组成。
5.根据权利要求1所述的单片机控制红外线远程抄表系统，其特征在于所述IXD显示模块(7)采用7LM16032D的硬件结构，由MPU接口部，LED背光电路，IXD 显示板，ST7920和ST7921驱动组成。
6.根据权利要求1所述的单片机控制红外线远程抄表系统，其特征在于所述键盘控 制电路(8)采用4*4行列式矩阵键盘接口，由0-9十个数字，小数点，“抄表”及“底数设置” 按键组成，按下“抄表”按键时会产生一个特定编号输入微处理器( 单片机的PO端口。
专利摘要本实用新型涉及单片机控制领域，特别涉及是一种单片机控制红外线远程抄表系统，由脉冲采集电路、微处理器、红外线接收模块、红外线发射模块、稳压电源、串行E2PROM数据存储、LCD显示模块、键盘控制电路、掉电保护电路组成，所述脉冲采集电路对电度表的转动脉冲进行采集，把电度表的转动量转换成脉冲电平信号送入微处理器单片机转换成二进制底数存入串行E2PROM数据存储，在键盘控制电路控制下通过红外线接收模块和红外线发射模块进行数据传送，完成对电表用电量的抄录，并通过LCD显示模块显示电度表底数和提示信息，该系统抄收速度快，计算精度高，抄表同时性好，可直接对用户电量的进行自动抄录和防止用户使用非法手段窃电。
文档编号G08C23/04GK201853348SQ201020544489
公开日2011年6月1日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者傅仰取 申请人:傅仰取