专利名称：用电流环传输的分体式代码表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及代码表，尤其涉及一种用电流环传输的分体式代码表。
背景技术：
分体式代码表在国际市场上已经广泛应用，电流环通讯是分体式代码表的计量单元与分体监控单元之间通讯采用的一种常见的通讯方式。电流环通讯的特点有对电气噪声不敏感、易实现光电隔离、通讯线和供电线共用，具有通讯可靠，传输距离远，布线简单等优点。普通的电流环通讯都采用专用的ニ总线通讯芯片，价格较贵，在激烈的市场竞争中，不利于降低成本，增强竞争力。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种电流环传输的分体式代码表，以解决目前的分体式代码表中分体传输成本较高的问题。为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种用电流环传输的分体式代码表，包括对电能进行计量和预付费控制的计量单元、对电能计量数据进行显示监控的分体监控单元、连接计量単元和分体监控单元的两线通讯线缆；所述计量単元包括用以提供代码表电源的计量单元电源模块、对电能进行计量及控制的计量单元主控模块、与主控模块相连接的用于电能与数据传输的计量单元通讯电路；所述分体监控单元包括分体监控单元电源模块、分体监控单元主控模块和分体监控单元通讯电路；所述分体监控单元电源模块与通讯线缆连接从通讯线缆上获得电能为分体监控单元提供电源；所述分体监控单元通讯电路与分体监控单元主控模块相连、分体监控单元通讯电路还连接通讯线缆用于与所述计量单元进行数据传输。其中，所述计量単元通讯电路包括第一电阻至第八电阻、第十六电阻、第一三极管至第三三极管、第一光耦和第二光耦；所述第一电阻一端连接所述计量単元主控模块的信号发送端，第一电阻另一端与第一光稱输入端的阴极相连，第一光稱输入端的阳极连接至所述计量单元电源模块，第一光耦输出端射极接地，第一光耦输出端集电极通过第三电阻连接至计量单元电源模块，该输出端集电极同时还与第二三极管的基极相连；第二三极管的射极接地，集电极通过第五电阻与第一三极管的基极相连；第一三极管的射极接计量单元电源模块，第一三极管的集电极连接第七电阻，第七电阻的另一端与所述通讯线缆相连；所述第二电阻一端与所述计量単元电源模块相连，另一端与所述计量単元主控模块的信号接收端相连，同时与第二光耦的输出端集电极相连；第二光耦的输出端射极接地，第二光耦输入端阳极连接至计量单元电源模块，第二光耦输入端阴极通过第四电阻与第三三极管的集电极相连；第三三极管的射极接地，基极与第十六电阻的一端相连，第十六电阻的另一端与第六电阻的一端相连，同时与第八电阻的一端相连，第六电阻的另一端接地，第八电阻的另一端与通讯线缆相连。其中，所述分体监控单元电源模块包括第一ニ极管至第五ニ极管、稳压管、第三稳压器、第四稳压器，第九电阻，第一电容和第二电容；第一ニ极管至第四ニ极管组成全桥整流电路，该全桥整流电路的两输入端分别连接两线通讯线缆的一根线缆，全桥整流电路的输出端负极作为分体监控单元的地，输出端正极连接第五ニ极管的阳极；第五ニ极管的阴极与第三稳压器的输入端相连，第三稳压器的输出端连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端与第三稳压器调节端连接，该连接的公共接点为第一公共接点；稳压管的阴极、第一电容的正极和第四稳压器的输入端均连接至所述第一公共接点，稳压管的阳极、第一电容的负极和第四稳压器的接地端都与地相连，第四稳压器的输出端与第二电容的正极相连，作为所述分体监控单元的工作电源，第二电容的负极接地。其中，分体监控单元通讯电路包括第十电阻至第十五电阻、第四三极管至第七三极管；第十电阻的一端与分体监控单元电源模块相连，另一端通过第十一电阻接地，第十电阻与第十一电阻连接的公共接点还连接第四三极管的基极，第四三极管的射极接地，集电极通过第十二电阻连接至分体监控单元电源模块，第四三极管的集电极还连接至第五三极管的基极，第五三极管的射极接地，集电极通过第十三电阻连接至分体监控单元电源模块，第五三极管集电极与分体监控单元主控模块的通讯输入信号端连接；分体监控单元主控模 块的通讯输出信号端连接第七三极管的基极，第七三极管的射极接地，集电极与第六三极管的基极连接，并通过第十五电阻连接至分体监控单元电源模块；第六三极管的射极通过第十四电阻接地，集电极与第十电阻连接并接至分体监控单元电源模块。本实用新型的有益效果是区别于现有的用电流环传输的分体式代码表需要采用专用的ニ总线通讯芯片进行通讯，成本高，本实用新型提供ー种用电流环传输的分体式代码表通过电子元件组成的电路实现计量単元与分体监控单元之间电能与数据的传输，结构简单，成本低廉易于实现。进ー步地，电路的组成主要是通过三极管、光耦来搭建，不需要使用诸如比较器等成本高且需要逻辑运算的芯片，电路结构简单，信号传输可靠。
图I是本实用新型一实施例的用电流环传输的分体式代码表的结构框图；图2是本实用新型一实施例计量单元的电路结构；图3是本实用新型一实施例分体监控单元的电路结构图。图中100、计量单元；101、计量单元电源模块；102、计量单元主控模块；103、计量单元通讯电路；200、通讯线缆；300、分体监控单元；301、分体监控单元电源模块；302、分体监控単元通讯电路；303、分体监控单元主控模块。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。图I示出了本实用新型实施例提供的电流环传输的分体式代码表的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。电流环传输的分体式代码表包括对电能进行计量和预付费控制的计量单元100，对电能计量数据进行显示监控的分体监控单元300，以及连接计量单元100和分体监控单元300的两线通讯线缆200。其中计量单元100包括为整个电表提供电源的计量单元电源模块101，对电能进行计量及控制的计量单元主控模块102，与计量单元主控模块102相连接的用于电能与数据传输的计量单元通讯电路103,该计量单元通讯电路103由电子元器件组成电路构成,在计量单元主控模块102的控制下实现对分体监控单元300供电以及与分体监控单元300进行双向通讯。分体监控单元300包括分体监控单元电源模块301、分体监控单元主控模块303和分体监控单元通讯电路302 ;分体监控单元电源模块301与通讯线缆200相连，为整个分体监控单元提供电源；分体监控单元通讯电路302与分体监控单元主控模块303和通讯线缆200相连，在分体监控单元主控模块303的控制下完成与计量单元100的双向数据传输。图2和图3分别示出了计量单元和分体监控单元的示例电路结构。 作为本实用新型ー实施例，计量单元电源模块101提供两组电源VCCl和VCC2，两组电源电气隔离。VCCl电压3. 3V或5V，提供给计量単元主控模块102和计量单元其他外围电路使用；VCC2电压12V，提供给计量单元通讯电路103使用。參阅图2，计量单元通讯电路包括第一电阻至第八电阻Rl，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8、第十六电阻R16、第一三极管至第三三极管Ql，Q2，Q3、第一光耦Ul和第二光耦U2 ;第一电阻Rl —端连接所述计量単元主控模块102的信号发送端TXD1，第一电阻Rl另一端与第一光I禹Ul输入端的阴极相连,第一光I禹Ul输入端的阳极连接VCC1,第一光f禹Ul输出端射极接地，第一光耦Ul输出端集电极通过第三电阻R3上拉至VCC2，该输出端集电极同时还与第二三极管Q2的基极相连；第二三极管Q2的射极接地，集电极通过第五电阻R5与第一三极管Ql的基极相连；第一三极管Ql的射极接VCC2，第一三极管Ql的集电极连接第七电阻R7，第七电阻R7的另一端与所述通讯线缆200的其中一根线缆COM-A相连。第二电阻R2 —端连接VCC1，另一端与所述计量単元主控模块102的信号接收端RXDl相连，同时与第二光耦U2的输出端集电极相连；第ニ光耦U2的输出端射极接地，第二光耦U2输入端阳极连接至VCC2，第二光耦U2输入端阴极通过第四电阻R4与第三三极管Q3的集电极相连；第三三极管Q3的射极接地，基极与第十六电阻R16的一端相连，第十六电阻R16的另一端与第六电阻R6的一端相连，同时与第八电阻R8的一端相连,第六电阻R6的另一端接地，第八电阻R8的另一端与通讯线缆200的另ー根线缆COM-B相连。參阅图3，分体监控单元电源模块301包括第一ニ极管至第五ニ极管Dl，D2，D3，D4，D5、稳压管D6、第三稳压器U3、第四稳压器U4，第九电阻R9，第一电容Cl和第二电容C2 ;第一二极管至第四ニ极管Dl，D2，D3，D4组成全桥整流电路，该全桥整流电路的两输入端分别连接两线通讯线缆200的一根线缆，全桥整流电路的输出端负极作为分体监控单元的地，输出端正极连接第五ニ极管的阳极，具体连接关系如下第一ニ极管Dl的阳极与第ニニ极管D2的阴极相连，同时与通讯线缆200中的一根线缆COM-A相连，第三ニ极管D3的阳极与第四ニ极管D4的阴极相连，同时与通讯线缆200中的另ー根线缆COM-B相连；第ニニ极管D2的阳极与第四ニ极管D4的阳极相连，作为分体监控单元300的地；第一二极管Dl的阴极与第三ニ极管D3的阴极相连，同时与第五ニ极管D5的阳极相连；第五ニ极管D5的阴极与第三稳压器U3的输入端相连，第三稳压器U3的输出端连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端与第三稳压器U3调节端连接，该连接的公共接点为第一公共接点；稳压管D6的阴极、第一电容Cl的正极和第四稳压器U3的输入端均连接至所述第一公共接点，稳压管D6的阳极、第一电容Cl的负极和第四稳压器U4的接地端都与地相连，第四稳压器U4的输出端与第二电容C2的正极相连，作为所述分体监控单元的工作电源VCC3，第二电容C2的负极接地。分体监控单元通讯电路302包括第十电阻至第十五电阻R10，Rll, R12, R13, R14,R15、第四三极管至第七三极管Q4，Q5，Q6，Q7 ;第十电阻RlO的一端与分体监控单元电源模块301中第五ニ极管D5的阳极相连，第十电阻RlO另一端通过第十一电阻Rll接地，第十电阻RlO与第十一电阻Rll连接的公共接点还连接第四三极管Q4的基极，第四三极管Q4的射极接地，集电极通过第十二电阻R12连接至VCC3，第四三极管Q4的集电极还连接至第五三极管Q5的基极，第五三极管Q5的射极接地，集电极通过第十三电阻Rl3连接至VCC3，第五三极管Q5集电极与分体监控单元主控模块303的通讯输入信号端RXD2连接；分体监 控单元主控模块303的通讯输出信号端TXD2连接第七三极管Q7的基极，第七三极管Q7的射极接地，集电极与第六三极管Q6的基极连接，并通过第十五电阻R15连接至VCC3 ;第六三极管Q6的射极通过第十四电阻R14接地，集电极接至分体监控单元电源模块301中第五ニ极管D5的阳极。在计量单元100与分体监控单元300通讯时,分体监控单元300是主机,计量单元100是从机。所有发送数据起始位为“0”，停止位为“I”。默认状态下计量単元100—直处于接收状态，等待接收分体监控单元300的命令。计量单元主控模块102将TXDl置“ I ”，使计量单元100处于接收状态，光耦Ul输入端不导通，则Ul输出端不导通，Q2的基极被电阻R3拉高，使Q2导通，从而使Ql的基极被拉低，使Ql导通，电源VCC2通过通讯线缆200给分体监控单元300供电。分体监控单元电源模块301中，D1，D2，D3，D4组成极性防反电路，在通讯线线缆任意极性连接的情况下，都能保证电路工作正常。由通讯线缆供过来的电源通过ニ极管D5，与稳压器U3相连，稳压器U3与电阻R9组成恒流源电路，输出恒定电流，也即消耗恒定电流，电流大小可以通过改变R9的阻值来调节；稳压管D6用来对恒流源电路输出的电压进行钳位，Cl是滤波和储能电容，再经过稳压器U4稳压，和C2滤波，输出电压稳定的电源VCC3，供整个分体监控单元300的电路使用；电阻RlO和Rll对极性防反电路输出的电压进行分压，当通讯线缆200有电压供到分体监控单元300时，Rll上的电压大于三极管Q4的基极导通电压，Q4导通，三极管Q5的基极被拉低，Q5截止，Q5的集电极通过上拉电阻R13被拉高，RXD2为“ 1”，分体监控单元300 —直接收到“ 1”，认为计量单元100处于接收状态。分体监控单元主控模块303发送“ I”时，TXD2为“ I”，三极管Q7导通，三极管Q6的基极被拉低，Q6截止，分体监控单元通讯模块303耗电很少(R10，Rll电阻很大，流过的电流很小)，整个分体监控单元300基本上只有分体监控单元电源模块301在耗电，而分体监控单元电源模块301因为有恒流源电路，电流是恒定的，可以近似认为整个分体监控单元300的电流是恒定的，即通讯线缆上的电流是恒定的。通讯线缆上的电流通过计量単元通讯模块103的精密电阻R6回到地，R6上会产生ー个电压，这个电压小于三极管Q3的基极导通电压，Q3截止，则光耦U2输入端不导通，U2的输出端也不导通，RXDl通过电阻R2上拉到高，RXDl为“1”，计量单元100接收到分体监控单元300发送的“I”。[0029]分体监控单元主控模块303发送“0”时，TXD2为“0”，三极管Q7截止，三极管Q6的基极通过电阻R15被拉高，Q6导通，分体监控单元通讯模块303通过电阻R14消耗ー个比较稳定的电流，这个电流与分体监控单元电源模块301消耗的电流可比，则整个分体监控单元300的耗电流増加，且比较稳定，即通讯线缆上的电流增加。计量单元通讯模块103的精密电阻R6上的电压升高，超过三极管Q3的基极导通电压，Q3导通，则光耦U2输入端导通，U2的输出端也导通，RXDl被下拉到地，RXDl为“0”，计量单元100接收到分体监控单元300发送的“O”。分体监控单元主控模块303发送完数据，置TXD2为“ I ”，使发送处于空闲状态，减小整个分体监控单元300的耗电。 计量单元100接收到分体监控单元300的命令后，启动响应发送程序,计量单元100发送“0”时，计量单元主控模块102将TXDl置“0”，光耦Ul输入端导通，则Ul输出端导通，Q2的基极被拉低，使Q2截止，从而使三极管Ql截止，供给分体监控单元300的电源被切断，分体监控单元通讯模块302的电阻Rll上的电压为零，三极管Q4截止，Q5的基极通过电阻R12被拉高，Q5导通，RXD2为“0”，分体监控单元300接收到“0” ；计量单元100发送“ I”时，计量单元主控模块102将TXDl置“ I”，光耦Ul输入端不导通，则Ul输出端不导通，Q2的基极通过电阻R3被拉高，使Q2导通，从而使三极管Ql导通，电源VCC2通过通讯线缆200给分体监控单元300供电，分体监控单元通讯模块302的电阻Rll上的电压大于三极管Q4的基极导通电压，Q4导通，三极管Q5的基极被拉低，Q5截止，Q5的集电极通过上拉电阻R13被拉高，RXD2为“1”，分体监控单元300接收到“ I” ；计量单元100发送“0”的时候，分体监控单元300的供电会被切断，需要由分体监控单元电源模块301的电容Cl和C2放电，来支持分体监控单元300的工作，在通讯波特率大于1000bps时，可以保证分体监控单元300正常工作。计量单元100在发送完数据后会将TXDl置“ I ”，恢复对分体监控单元300的供电。区别于现有的用电流环传输的分体式代码表需要采用专用的ニ总线通讯芯片进行通讯，成本高，本实用新型提供一种用电流环传输的分体式代码表通过电子元件组成的电路实现计量单元与分体监控单元之间电能与数据的传输，结构简单，成本低廉易于实现。并且电路的组成主要是通过三极管、光耦来搭建，不需要使用诸如比较器等成本高且需要逻辑运算的芯片，电路结构简单，信号传输可靠。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.ー种用电流环传输的分体式代码表，其特征在干，包括对电能进行计量和预付费控制的计量单元、对电能计量数据进行显示监控的分体监控单元、连接计量単元和分体监控単元的两线通讯线缆； 所述计量単元包括用以提供代码表电源的计量单元电源模块、对电能进行计量及控制的计量单元主控模块、与主控模块相连接的用于电能与数据传输的的计量单元通讯电路； 所述分体监控单元包括分体监控单元电源模块、分体监控单元主控模块和分体监控单元通讯电路；所述分体监控单元电源模块与通讯线缆连接从通讯线缆上获得电能为分体监控单元提供电源；所述分体监控单元通讯电路与分体监控单元主控模块相连、分体监控单元通讯电路还连接通讯线缆用干与所述计量单元进行数据传输。
2.根据权利要求I所述的用电流环传输的分体式代码表，其特征在于所述计量単元通讯电路包括第一电阻至第八电阻、第十六电阻、第一三极管至第三三极管、第一光耦和第~■光率禹; 所述第一电阻一端连接所述计量単元主控模块的信号发送端，第一电阻另一端与第一光耦输入端的阴极相连，第一光耦输入端的阳极连接至所述计量单元电源模块，第一光耦输出端射极接地，第一光耦输出端集电极通过第三电阻连接至计量单元电源模块，该输出端集电极同时还与第二三极管的基极相连；第二三极管的射极接地，集电极通过第五电阻与第一三极管的基极相连；第一三极管的射极接计量单元电源模块，第一三极管的集电极连接第七电阻，第七电阻的另一端与所述通讯线缆相连； 所述第二电阻一端与所述计量単元电源模块相连，另一端与所述计量単元主控模块的信号接收端相连，同时与第二光耦的输出端集电极相连；第二光耦的输出端射极接地，第二光耦输入端阳极连接至计量单元电源模块，第二光耦输入端阴极通过第四电阻与第三三极管的集电极相连；第三三极管的射极接地，基极与第十六电阻的一端相连，第十六电阻的另一端与第六电阻的一端相连，同时与第八电阻的一端相连，第六电阻的另一端接地，第八电阻的另一端与通讯线缆相连。
3.根据权利要求I或2所述的用电流环传输的分体式代码表，其特征在于所述分体监控单元电源模块包括第一ニ极管至第五ニ极管、稳压管、第三稳压器、第四稳压器，第九电阻，第一电容和第二电容； 第一ニ极管至第四ニ极管组成全桥整流电路，该全桥整流电路的两输入端分别连接两线通讯线缆的一根线缆，全桥整流电路的输出端负极作为分体监控单元的地，输出端正极连接第五ニ极管的阳极； 第五ニ极管的阴极与第三稳压器的输入端相连，第三稳压器的输出端连接第九电阻的一端，第九电阻的另一端与第三稳压器调节端连接，该连接的公共接点为第一公共接点；稳压管的阴极、第一电容的正极和第四稳压器的输入端均连接至所述第一公共接点，稳压管的阳极、第一电容的负极和第四稳压器的接地端都与地相连，第四稳压器的输出端与第二电容的正极相连，作为所述分体监控单元的工作电源，第二电容的负极接地。
4.根据权利要求3所述的用电流环传输的分体式代码表，其特征在于分体监控单元通讯电路包括第十电阻至第十五电阻、第四三极管至第七三极管； 第十电阻的一端与分体监控单元电源模块相连，另一端通过第十一电阻接地，第十电阻与第十一电阻连接的公共接点还连接第四三极管的基极，第四三极管的射极接地，集电极通过第十二电阻连接至分体监控单元电源模块，第四三极管的集电极还连接至第五三极管的基极，第五三极管的射极接地，集电极通过第十三电阻连接至分体监控单元电源模块，第五三极管集电极与分体监控单元主控模块的通讯输入信号端连接； 分体监控单元主控模块的通讯输出信号端连接第七三极管的基极，第七三极管的射极接地，集电极与第六三极管的基极连接，并通过第十五电阻连接至分体监控单元电源模块；第六三极管的射 极通过第十四电阻接地，集电极与第十电阻连接并接至分体监控单元电源模块。
专利摘要本实用新型公开了一种用电流环传输的分体式代码表，包括计量单元、分体监控单元、连接计量单元和分体监控单元的两线通讯线缆；所述计量单元包括计量单元电源模块、计量单元主控模块、计量单元通讯电路；所述分体监控单元包括分体监控单元电源模块、分体监控单元主控模块和分体监控单元通讯电路；计量单元通讯电路与分体监控单元通讯电路通过通讯线缆连接完成电能与数据传输。本实用新型通过通讯电路来实现分体式代码表之间的通讯，结构简单，成本低廉易于实现。
文档编号G08C19/00GK202434043SQ20112051601
公开日2012年9月12日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者张伟, 张平, 韩安孟 申请人:深圳市思达仪表有限公司