专利名称：无绳抄表装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种抄表装置，尤其涉及一种利用无线电信号传输来实现抄表动作的无绳抄表装置。
目前的抄表方式大都采用人工上门抄表，这种方式既费时费工，效率非常低下。虽然市场上也出现了各种电子方式的抄表方式，例如，采用电话线传输表的数据，但由于可靠性、成本等问题，难以推广使用。
因此，本实用新型的目的在于提供一种可靠性高、便于操作的无绳抄表装置。
根据本实用新型的上述目的，提供一种无绳抄表装置，由抄表机和用户机两部分组成，抄表机包括用于接收和发射信号的天线；与天线相连的、接收天线信号的接收器；与接收器相连的、对接收器输出的信号进行处理并提供给与其相连的显示器显示的控制器；与控制器相连的、用于输入用户机编号和抄表指令的键盘，控制器在接收到键盘输入的用户机编号的抄表指令后，向发射器提供包含用户机编号和抄表指令的信号；与天线和控制器相连的、对控制器提供的信号进行编码和放大的发射器，该发射器将经编码和放大的信号提供给天线向外发射；其中，抄表机的接收器包括高频接收器、混频器和放大整形器，这些器件依次相连；发射机包括振荡器、放大器、选频器和低通滤波器，这些器件依次相连；用户机包括用于接收和发射信号的天线；与天线相连的、接收天线信号的接收器；与接收器相连的、用于处理接收器提供的包含有用户机编号和抄表指令的信号的控制器；与控制器相连的、用于获取数据信号的数据获取器，数据获取器获取的数据信号提供给控制器，由控制器存储到存储器中；与天线和控制器相连的发射器，当接收器接收到的用户机编号与存储在存储器中的用户机编号一致时，控制器将存储在存储器中数据提供给发射器，发射器对控制器提供的信号进行编码和放大，并提供给天线向外发射；其中，抄表机的接收器包括高频接收器、混频器和放大整形器，这些器件依次相连；发射机包括振荡器、放大器、选频器和低通滤波器，这些器件依次相连。
由于本实用新型的无绳抄表装置采用了用户机和抄表机的结构，用户机安装在用户处，从用户处得到计量数据。抄表时，抄表员手持抄表机，在用户处附近输入该用户的编号，就能从该用户处获得数据，从而简化了抄表工作，减轻了抄表员的劳动强度。
以下结合附图，详细描述本实用新型的实施例，以便能对本实用新型有更进一步的了解。
图1是本实用新型的无绳抄表装置中的抄表机的结构框图；图2是图1所示的抄表机的接收器的进一步结构框图；图3是图1所示的抄表机的发射器的进一步结构框图；图4是图1所示的抄表机框图中的发射器和接收器的具体电路图；图5是图1所示的抄表机框图中的控制器、显示器和键盘的具体电路图；图6是本实用新型的无绳抄表装置中的用户机的结构框图；图7是图6所示的用户机框图中的发射器、接收器和数据获取器的具体电路图；图8是图1所示的用户机框图中的控制器、显示器和存储器的具体电路图。
本实用新型的无绳抄表装置由两部分组成，即抄表机和用户机。用户机放置在用户处，与用户使用的表具以及传感器相连，传感器从表具得到的数据传送给用户机。抄表时，抄表员手持抄表机，到用户附近，接收用户机发射的包含有表具使用数据的信号，从而完成抄表动作。
下面分别描述抄表机和用户机的结构以及工作原理。
请参见图1，图1示出了本实用新型的无绳抄表装置中的抄表机的结构框图。从图1中可以看出，该抄表机包括接收器11、发射器12、天线13、控制器14、显示器15和键盘16。接收器11和发射器12都与天线13相连，接收器11从天线13处接收信号，经过适当处理后，将信号传送给与其相连的控制器14。控制器14对该信号进行处理，以获取相应的数据。
控制器14是抄表机的核心。键盘16用于供使用者输入用户机编号以及指令。这里的指令可以包括读取用户机数据的指令。当控制器14接收到通过键盘16输入的用户机编号以及读取数据的指令后，将用户机编号以及读取指令提供给与其相连的发射器12，由发射器12将用户机编号和读取指令编码和放大后，提供给天线13向外发射。
当接收器11通过天线13接收到用户机发射的包含有数据的信号(用户机的工作原理后述)时，控制器14将提取出该数据信号，然后由显示器15显示。
接收器11的更为具体的框图如图2所示。它包括有高频接收器11A、混频器11B和放大整型器11C。这三个器件依次相连。
由天线13接收到的信号非常微弱。因此天线13接收到的信号首先被送到高频接收器11A，进行高频放大。然后，放大后的信号提供给后面的混频器11B进行混频，最后进入到放大整形器11C进行最后的信号放大和整形，以输出后面的控制器能处理的信号形式。
发射器12的更为具体的框图如图3所示。它包括有振荡器12A、放大器12B、选频器12C和低通滤波器12D。这四个器件依次相连。
发射器12从控制器14接收用户机编码和抄表指令，该信号被提供给振荡器12A。振荡器12A一般由晶体振荡器构成，其能产生振荡频率，将控制器14输入的信号进行编码。由于振荡器12A输出的编码信号幅度较小，因此需要由放大器12B进行放大。再提供给后面的选频器12C和低通滤波器12D选出需要的信号并滤除噪声，最后传送给天线13向外发射。
上面描述了抄表机的框图结构以及其工作原理，下面参照图4和图5描述抄表机的具体电路结构以及工作原理。其中，图4是图1所示的抄表机框图中的发射器和接收器的具体电路图；图5是图1所示的抄表机框图中的控制器、显示器和键盘的具体电路图。
请先参见图4，图4的上半部分为抄表机的接收器11的具体电路图。图中，标号13即为图1中的天线。三极管BG1及其周边元件构成了图2中的高频接收器11。三极管BG2及其周边元件构成了图2中的混步11B。由天线13接收到的微弱信号经由三极管BG1等元件组成的高频接收器11A的放大，然后在由三极管BG2等元件组成的混频器11B混频后，产生频率为10.7MHz的第一中频信号。然后，通过耦合电容器C11耦合到小功率窄带调频中放集成电路IC1。在本实施例中，该集成电路IC1可以采用ML3361。集成电路IC1以及运算放大器A1和A2以及它们的外围元件一起构成了图2中的放大整形器11C。集成电路IC1的第16脚接收第一中频信号，在集成电路IC1中再完成第二次混频，变成455KHz的第二中频信号，此信号在集成电路IC2内部又经过限幅、放大、移相、鉴频等处理后，从集成电路IC1的第9脚输出再经过运算放大器A1和A2以及周边元件构成的电路的滤波、再放大以及整形后，由连接器JC1的第3脚输出。
再请参见图5所示，连接器JC1的第3脚与集成电路IC2的信号输入端相连。集成电路IC2为可编程微处理器，它是构成图1中抄表机的控制器14的主要元件。控制器14所完成的各种处理都由它通过编程来完成。
如上所述，接收器11接收到的信号包含有用户机发送的数据，因此，集成电路IC2(微处理器)从输入的信号中取出该数据，然后，输出8421码，提供给邦定集成电路IC4(在本实施例中采用HT1621)，以驱动液晶显示器LCD显示该数据。集成电路IC4与液晶显示器LCD构成了图1所示的抄表机的显示器。显示，虽然，在本实施例中采用了液晶显示器作为显示工具，在其它的实施例中，也可以采用诸如发光二极管等作为显示工具。
如图5所示，为便用在较暗图阅看液晶显示器LCD显示的数据，在本实施例中，还可以在显示器LCD附近设置一对发光二极管LED1和LED2，作为照明用。
图5中标号为KEY的部件为图1所示的抄表机中的键盘16。它有八根连接线，通过连接器JC3连接到集成电路IC2上。如上所述，键盘KEY用于输入用户机的编号以及发出获取数据指令。在本实施例中，一般将用户机编号用四位数表示。在要获取数据时，先输入四位用户机编号，然后按下回车键，即表示要获取编号为此四位数字的用户机的数据。微处理器集成电路IC2收到该编号以及指令后，即通过连接器JC1的第4脚送出。
请继续参见图4，图4的下半部分为图1中的发射器12的具体电路图。与图3所示的发射器12的框图相对应，三极管BG10及其周边电路，包括晶体JT5变容二极管D5等一起构成振荡器12A；三极管BG7、BG8、BG9及其周边电路构成放大器12B；电感器L3和电容器C34串联连接，构成串联谐振电路，作为选频器12C；电感器L1、L2以及电容器C31、C32和C33构成低通滤波器12D。由微处理器IC2送来的经由连接器JC1第4脚的信号加到变容二极管D5和晶体JT5的联结点上，该信号的高低电平改变了变容二极管D5的结电容，使晶体JT5的等效电容发生变化，从而使载波的步骤作相应的变化，从而完成信号的编码。经振荡器12A编码后的信号经过由三极管BG7、BG8和BG9组成的放大器12B放大后，再经过选频和低通滤波，最后，由天线13向外发送。
上面详细描述了抄表机的信号接收和发射的结构以及工作原理。在本实施例中，如图4所示，抄表机的工作电源通过连接器JC2来提供。在接收器和发射器部分分别增加了一个由二个三极管构成的电源控制电路。下面就发射器部分的电源控制电路的结构和工作原理作为解释，接收器部分的电源控制电路的结构和工作原理与其相似。
如图4所示，电源控制电路的结构为二个三极管中，其中一个三极管BG11的发射极和集电极串接在供电回路中。另一个三极管BG12的集电极与三极管BG11的基极相连，三极管BG12的基极通过连接器JC1连接到微处理器IC2的一个输出端上。当微处理器IC2要向外发射用户机编号以及获取数据指令时，微处理器IC2的该输出端输出高电平，使三极管BG12饱和导通，从而使三极管BG11导通，这时，可以向发射器电路供电。此时，接收器电路的电源控制电路的工作情况正好相反。此外，在供电回路中还可以串接一个电源开关K，以控制抄表机开启和关闭。
虽然，在上面的描述中，各部分之间的连接都通过连接器JC1、JC2和JC3等来连接。但应当理解，这些连接器完全可以省去。各元件之间可以通过导线直接连接。
下面请参见图6、7和8，图6示出了本实用新型的无绳抄表装置中的用户机的结构框图。从图2中可以看出，该用户机包括接收器21、发射器22、天线23、控制器24、数据获取器25和存储器26。接收器21和发射器22都与天线23相连，接收器21从天线23处接收信号，经过适当处理后，将信号传送给与其相连的控制器24。控制器24对该信号进行处理，以获取相应的数据。
数据获取器25一端与控制器24相连，另一端连接到表具的传感器上。传感器从表具中将用户的用量转换成电信号，例如，将用户的用水量转换成信号，送入到数据获取器25上，然后数据获取器25将该电信号提供给控制器，转换成数字量，存储到存储器26中。关于传感器的结构，则可以采用传统的流量传感器等，在此不再详细论述。
控制器24是用户机的核心。用户机的接收器21的结构和工作原理与抄表机的接收机11基本相同，因此在此不再详细描述。控制器24将从接收器21接收到的进行处理，获得其中用户机编号以及获取数据指令。然后，控制器24将该用户机编号与存储在存储器26中的本用户机的编号进行比较，如果两者一致，则表示抄表机要抄取本用户机的数据。控制器24从存储器26中取出预先存储在其中的数据，然后，提供给发射器22，由发射器22对该数据信号进行编码和放大后，提供给天线23向外发射。这里的用户机发射器22的结构和工作原理与抄表机的发射器12基本相同，因此，在此不再详细描述。
在本实施例中，还包括有一个显示器27，该显示器与控制器24相连，用于向用户显示存储在存储器26中的数据。
图7和图8示出了图6的框图所示的用户机的具体电路图。其中，图7示出了图6所示的用户机框图中的发射器、接收器和数据获取器的具体电路图；图8示出了图1所示的用户机框图中的控制器、显示器和存储器的具体电路图。如图7所示，其最上面部分为接收器21的具体电路图，其中间部分为发射器22的具体电路图，这两部分电路的结构和工作原理基本上与抄表机的相应电路相同，因此，在此不再重复。图7中的最下面部分为数据获取器25和电源。数据获取器25主要由二个双D触发器D1和D2，它通过连接器JC4与传感器(图中未示出)相连，双D触发器D1和D2将传感器送来的脉冲信号整形后，输出到控制器24，由控制器24处理后存储到存储器26中。
由于用户机要采集数据，需要不断地工作，因此，在供电方面有一定的要求。在本实施例中，主电源采用交流电经整流二极管D7-D10整流后，供电路工作。另外还通过连接器JC5连接直流电源，例如电池等，以保证在民用供电停电时，能保证用户机正常工作。
用户机的控制器24、存储器26和显示器27的具体电路如图8所示。控制器24可以采用16C56等单片机，存储器26采用93C46集成电路，显示器的结构与抄表机中的显示器相同。
权利要求1.一种无绳抄表装置，其特征在于，由抄表机和用户机两部分组成，抄表机包括用于接收和发射信号的天线；与天线相连的、接收天线信号的接收器；与接收器相连的、对接收器输出的信号进行处理并提供给与其相连的显示器显示的控制器；与控制器相连的、用于输入用户机编号和抄表指令的键盘，控制器在接收到键盘输入的用户机编号的抄表指令后，向发射器提供包含用户机编号和抄表指令的信号；与天线和控制器相连的、对控制器提供的信号进行编码和放大的发射器，该发射器将经编码和放大的信号提供给天线向外发射；其中，抄表机的接收器包括高频接收器、混频器和放大整形器，这些器件依次相连；发射机包括振荡器、放大器、选频器和低通滤波器，这些器件依次相连；用户机包括用于接收和发射信号的天线；与天线相连的、接收天线信号的接收器；与接收器相连的、用于处理接收器提供的包含有用户机编号和抄表指令的信号的控制器；与控制器相连的、用于荻取数据信号的数据获取器，数据获取器获取的数据信号提供给控制器，由控制器存储到存储器中；与天线和控制器相连的发射器，当接收器接收到的用户机编号与存储在存储器中的用户机编号一致时，控制器将存储在存储器中数据提供给发射器，发射器对控制器提供的信号进行编码和放大，并提供给天线向外发射；其中，抄表机的接收器包括高频接收器、混频器和放大整形器，这些器件依次相连；发射机包括振荡器、放大器、选频器和低通滤波器，这些器件依次相连。
2.如权利要求1所述的无绳抄表装置，其特征在于，用户机还包括与用户机控制器相连的显示器，由用户机控制器控制其显示存储在存储器中的数据。
3.如权利要求1所述的无绳抄表装置，其特征在于，抄表机还包括设置在抄表机显示器附近的发光二极管。
专利摘要本实用新型提供一种无绳抄表装置。由抄表机和用户机两部分组成,抄表机包括:天线、接收器、发射器、控制器、显示器和键盘;键盘用于输入用户机编号和抄表指令,控制器对指令处理后,由发射器发射,接收器用于接收用户机发射的数据,并由显示器显示。用户机包括:天线、接收器、发射器、数据获取、控制器、存储器和显示器。在接收器接收到抄表指令时,控制器将存储在存储器中的数据通过发射器发射。
文档编号H04B1/38GK2465402SQ01210550
公开日2001年12月12日 申请日期2001年2月16日 优先权日2001年2月16日
发明者李胜荣, 胡志兴 申请人:李胜荣