一种基于低功耗蓝牙和近红外技术的抄表设备的制作方法

本实用新型涉及一种抄表设备，特别涉及一种基于低功耗蓝牙和近红外技术的抄表设备。

背景技术：

目前电能表支持的通讯方式一般为近红外、RS485、RS232等，一般采用对应的转接线，如近红外转USB通讯线，配合手持掌机或笔记本电脑进行抄读。其中抄表设备上使用的是支持串口通讯的上位机软件。这种通讯方式的通讯距离受限于通讯线长度，通常只有几米。另外由于通讯线的另一端连接抄表设备，抄表设备的某些动作也可能影响近红外的通讯角度导致通讯失败。同时，通讯接口为串口，涉及到串口波特率、校验位等相关的设置，如果某个设置不正确，就无法与电能表通讯，这种问题也难以排查。

公开号 CN205845285U的实用新型公布了一种蓝牙抄表设备，其特征在于：其包括电源、单片机、蓝牙通信模块、MBUS通信模块；所述蓝牙通信模块通过蓝牙与读表设备相连接，用于将蓝牙信号转换成TTL信号发送给单片机，将单片机发送的TTL信号转换成蓝牙信号；所述MBUS通信模块通过MBUS总线与MBUS表计连接，用于将MBUS信号转换为TTL信号发给单片机，将单片机发送的TTL信号转换成MBUS信号；所述电源为单片机、蓝牙通信模块和MBUS通信模块供电。

上述对比文件中的抄表设备虽然有部分无线通讯的功能，但是还是需要MBUS总线，使用时仍然较繁琐，不利于提高工作效率。

技术实现要素：

针对现有技术在使用时需要用到连接线的缺点，本实用新型提供了一种基于低功耗蓝牙和近红外技术的抄表设备，使用近红外技术与待抄表通讯，使用低功耗蓝牙与读表设备通讯，实现了双向的无线通讯，抄表时不需要使用任何连接线。

以下是本实用新型的技术方案。

一种基于低功耗蓝牙和近红外技术的抄表设备，包括电路组件及外壳，其特征在于，所述电路组件包括控制模块、蓝牙模块、近红外模块、供电模块及显示模块，所述供电模块设有用于控制供电开关的电源键，供电模块为设备提供电源，所述近红外模块连接控制模块，控制模块连接显示模块及蓝牙模块，近红外模块与电能表无线连接，蓝牙模块与带蓝牙的读表设备无线连接，所述外壳的上下表面设有开孔，所述开孔处均设有密封圈及透明玻璃片，所述电源键及显示模块安装在上表面开孔内，所述近红外模块设置在下表面的开孔内。

进一步的，还包括USB模块，所述USB模块连接供电模块，所述外壳的侧面设有USB接口。

进一步的，所述控制模块包括控制芯片U1及芯片工作电路，所述控制芯片U1的SMPSFILT1脚与SMPSFILT2脚之间连接有用于降低功耗的电感L1，所述芯片工作电路的晶振模块中电容的接地端串联电感后接地，其中控制芯片U1为STM32系列单片机。

进一步的，所述蓝牙模块包括巴伦芯片U2、若干电容、电阻R60、电感L3以及天线ANT，所述巴伦芯片U2的1号脚连接控制芯片U1的RF0脚，巴伦芯片U2的2号脚连接控制芯片U1的RF1脚，巴伦芯片U2的3号脚接地，4号脚连接电阻R60的第一端，电阻R60的第二端连接电感L3的第一端，电感L3的第二端连接天线ANT，电感L3的两端通过电容接地。

进一步的，所述近红外模块包括若干三极管、若干电阻、红外发射管LED3及红外接收管Q1，所述三极管Q2的基极连接电阻R2的一端，电阻R2的的另一端连接控制芯片U1的DIO8脚，三极管Q2的发射极连接红外接收管Q1的集电极，三极管Q2的集电极连接红外发射管LED3的阳极，红外发射管LED3的阴极通过电阻R7接地，红外接收管Q1的发射极连接电阻R6的第一端，电阻R6的第二端连接三极管Q3的基极并通过电阻R8接地，三极管Q3的集电极通过电阻R5连接红外接收管Q1的集电极，红外接收管Q1的集电极连接供电模块，三极管Q3的集电极连接控制芯片U1的DIO11脚。

进一步的，所述供电模块还包括电池以及稳压芯片，所述稳压芯片的输入端连接电池，电源键连接稳压芯片的输出端，稳压芯片的输出端为供电模块的供电端。其中电源键4长按2s开机，在开机状态时长按2s强制关机，本实施例的电池容量为100mAh。

进一步的，所述显示模块包括红色LED灯以及绿色LED灯，所述LED灯均由控制模块控制，红色LED灯指示电源及红外连接状态，绿色LED灯指示蓝牙连接状态。

其中红色EDL灯2为电源指示灯，指示电池电量。平时为常灭状态。当电池电量低于20%时，指示灯以0.5s ON/0.5s OFF闪烁告警。当电池电量充满时，指示灯常亮。同时，在有红外通讯时，指示灯会快速闪烁表明接收到电能表发来的数据。

其中绿色LED灯3为蓝牙状态指示灯。空闲时指示灯以0.1s ON/0.9s OFF闪烁，指示蓝牙正在发送广播并可被连接。当有设备发起配对请求时，指示灯以0.5s ON/0.5s OFF闪烁。当配对完成时，指示灯常亮。同时当模块接收到蓝牙数据时，指示灯快速闪烁。

进一步的，所述LED灯的发光强度在5mcd-20 mcd。该发光强度的范围在使用时较为合适，不会太暗导致看不清楚当前状态，也不会太亮影响操作人员工作。

进一步的，还包括磁铁，所述磁铁设置在外壳的下端。磁铁可以在抄表时使该设备吸附在表上，不需要用手扶持，提高工作效率。

进一步的，所述外壳为圆柱形，上盖与壳体通过螺纹连接。圆柱形方便存放和抓取。

本实用新型通过近红外模块与待抄表建立通讯，经过信号转化后再由蓝牙模块与读表设备建立通讯，两种连接关系均不需要连接线。

本实用新型的有益效果为：无线通讯能够适应多种应用场合，简化抄表过程，提高工作效率。

附图说明

图1所示为本实用新型实施例外壳的上表面；

图2所示为本实用新型实施例外壳的下表面；

图3所示为本实用新型实施例外壳的侧面；

图4所示为本实用新型实施例的主板电路原理图；

图5所示为本实用新型实施例的副板电路原理图；

图中：1-外壳、2-红色LED灯、3-绿色LED灯、4-电源键、5-红外发射管、6-红外接收管、7-USB接口。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本技术方案作进一步阐述。

实施例：

如图1、图2、图3所示为一种基于低功耗蓝牙和近红外技术的抄表设备，包括电路组件及外壳1，其特征在于，所述电路组件包括控制模块、蓝牙模块、近红外模块、供电模块及显示模块，所述供电模块设有用于控制供电开关的电源键4，供电模块为设备提供电源，所述近红外模块连接控制模块，控制模块连接显示模块及蓝牙模块，近红外模块与电能表无线连接，蓝牙模块与带蓝牙的读表设备无线连接，所述外壳1的上下表面设有开孔，所述开孔处均设有密封圈及透明玻璃片，所述电源键4及显示模块安装在上表面开孔内，所述近红外模块设置在下表面的开孔内。

本实施例中，还包括USB模块，所述USB模块连接供电模块，所述外壳的侧面设有USB接口4。

如图4所示为本实施例的主板电路原理图，所述控制模块包括控制芯片U1及芯片工作电路，所述控制芯片U1的SMPSFILT1脚与SMPSFILT2脚之间连接有用于降低功耗的电感L1，所述芯片工作电路的晶振模块中电容的接地端串联电感后接地，其中控制芯片U1为STM32系列单片机。该芯片工作电路是在现有的基础工作电路上作的改进，其中电感L1用于降低功耗，电感L2及电感L3用于提高电路稳定性，因为本实施例需要考虑到整体的体积，所以电池容量较小，因此降低功耗是一项比较重要的指标。

本实施例中，所述蓝牙模块包括巴伦芯片U2、若干电容、电阻R60、电感L3以及天线ANT，所述巴伦芯片U2的1号脚连接控制芯片U1的RF0脚，巴伦芯片U2的2号脚连接控制芯片U1的RF1脚，巴伦芯片U2的3号脚接地，4号脚连接电阻R60的第一端，电阻R60的第二端连接电感L3的第一端，电感L3的第二端连接天线ANT，电感L3的两端通过电容接地。

如图5所示为本实施例的副板电路原理图，本实施例中，所述近红外模块包括若干三极管、若干电阻、红外发射管LED3及红外接收管Q1，所述三极管Q2的基极连接电阻R2的一端，电阻R2的的另一端连接控制芯片U1的DIO8脚，三极管Q2的发射极连接红外接收管Q1的集电极，三极管Q2的集电极连接红外发射管LED3的阳极，红外发射管LED3的阴极通过电阻R7接地，红外接收管Q1的发射极连接电阻R6的第一端，电阻R6的第二端连接三极管Q3的基极并通过电阻R8接地，三极管Q3的集电极通过电阻R5连接红外接收管Q1的集电极，红外接收管Q1的集电极连接供电模块，三极管Q3的集电极连接控制芯片U1的DIO11脚。

本实施例中，所述供电模块还包括电池以及稳压芯片，所述稳压芯片的输入端连接电池，电源键连接稳压芯片的输出端，稳压芯片的输出端为供电模块的供电端。其中电源键4长按2s开机，在开机状态时长按2s强制关机，本实施例的电池容量为100mAh。

本实施例中，所述显示模块包括红色LED灯2以及绿色LED灯3，所述LED灯均由控制模块控制，红色LED灯2指示电源及红外连接状态，绿色LED灯3指示蓝牙连接状态。

红色EDL灯2为电源指示灯，指示电池电量。平时为常灭状态。当电池电量低于20%时，指示灯以0.5s ON/0.5s OFF闪烁告警。当电池电量充满时，指示灯常亮。同时，在有红外通讯时，指示灯会快速闪烁表明接收到电能表发来的数据。

绿色LED灯3为蓝牙状态指示灯。空闲时指示灯以0.1s ON/0.9s OFF闪烁，指示蓝牙正在发送广播并可被连接。当有设备发起配对请求时，指示灯以0.5s ON/0.5s OFF闪烁。当配对完成时，指示灯常亮。同时当模块接收到蓝牙数据时，指示灯快速闪烁。

本实施例中，所述LED灯的发光强度在5mcd-20 mcd。该发光强度的范围在使用时较为合适，不会太暗导致看不清楚当前状态，也不会太亮影响操作人员工作。

本实施例中，还包括磁铁，所述磁铁设置在外壳的下端。磁铁可以在抄表时使该设备吸附在表上，不需要用手扶持，提高工作效率。

本实施例中，所述外壳为圆柱形，上盖与壳体通过螺纹连接。圆柱形方便存放和抓取。本实施例的所有电路均设置在两块圆形电路板中，并以上下叠放的形式安装于外壳内。

本实施例结合了低功耗蓝牙与近红外两种通讯技术的数据透传模块。对比传统通讯线，提高了通讯距离，没有通讯线的限制，支持了更多的抄表设备。可以非常便利地建立移动设备与电能表的通讯通道。

应当说明的是，该具体实施例仅用于对技术方案的进一步阐述，不用于限定该技术方案的范围，任何基于此技术方案的修改、等同替换和改进等都应视为在本实用新型的保护范围内。